JP2004233735A - Image forming apparatus - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus which suppresses the state of affairs of making the period after the operation to replenish a toner is urged to an operator before force stoppage is executed, unnecessarily shorten, and at the same time, also suppresses the occurrence of the image of the density making the image invisible during such period. <P>SOLUTION: An arithmetic operation for making decision whether the operation to replenish the toner is urged is so performed that the operation method is switched according to the value of an image area. More specifically, if the result of calculation of an image area S1 of the image is ≤12 cm<SP>2</SP>, the operation method (S5 to W7) is switched to the operation method (S5 to S6 to S7) of uniformly adding 12 cm<SB>2</SB>to the cumulative image area Sc, regardless of the result of the calculation, from the operation method (S5 to S7) of adding the result of calculation as it is to the cumulative image area Sc. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操作者に対して所定の情報を報知することで、現像剤を収容する剤収容部にトナーを供給するトナー供給手段へのトナー補充操作を促した後、所定の演算処理に基づいて画像形成動作を強制停止する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナーと磁性キャリアとを含有する現像剤を用いて、感光体等の潜像担持体上の潜像をトナー像に現像する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、剤収容部内の現像剤を担持して潜像担持体上の潜像を現像する現像ロール等の現像剤担持体と、剤収容部にトナーを供給するトナー供給装置とを備えている。また、トナー供給装置に搭載されているトナーが少なくなったり、無くなったりなどしたときに、操作者に対して所定の情報を報知してトナー供給装置へのトナー補充操作を促す報知手段も備えている。この報知手段による報知を行った後、トナー補充が行われずにプリント命令がなされると、プリント動作毎にその画像面積に基づいて所定の演算処理を実施し、トナー消費量予想値に応じた分だけ残りプリント可能枚数を減じる。そして、残りプリント可能枚数がゼロ枚になった時点で、その後のプリント動作を強制停止する。かかる構成によれば、トナー補充がすぐに行われない場合でも、剤収容部やトナー補給装置などに残っているトナーを用いてプリントアウトを行うことで、トナー補充準備のための期間を操作者に与えることができる。また、ある程度までプリントアウトを行った時点でその後のプリント動作を強制停止することで、次のような事態の発生を抑えることもできる。即ち、現像剤のトナー濃度を著しく低下させた状態で画像形成を行ったために潜像担持体へのキャリア付着を引き起こして、機械に損傷を与えるといった事態である。
【０００３】
操作者に対してトナー補充操作を促すタイミングについては、トナー供給装置の構成などによって異なってくる。例えば、本体に一体的に設けられたトナー収容部を用いるトナー供給装置では、トナー残量に比較的余裕があっても、セット用トナーを全て受け入れ得る空容量がトナー収容部に生ずれば操作者にトナー補充操作を促しても差し支えない。一方、着脱可能に装着されたトナー収容器の交換によってトナーがセットされるトナー供給装置では、トナー残量に比較的余裕がある段階でトナー補充操作を促してしまうと、トナー収容器に残っているトナーが無駄に廃棄されてしまう。よって、トナー収容器のトナー残量をできる限りゼロに近づけるか、あるいは完全に空になった時点で、トナー補充操作を促すのが一般的である。この場合、トナー収容器から剤収容部へのトナー供給が殆どなくなるので、トナー補充がすぐに行われなければ、プリントアウトに伴って現像剤のトナー濃度が徐々に低下していく。そして、画像濃度も徐々に低下していくが、それでも画像形成を望む操作者に対しては、上述のキャリア付着を引き起こさない程度のトナー消費量を限度としてプリントアウトを許容することが可能である。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−１８１８４１号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにしてある程度のプリントアウトを許容する画像形成装置においては、強制停止に至る前に画像濃度が視認不能なレベルまで低下するという問題を引き起こすことが本発明者の調査によって判明した。具体的には、例えば、トナー補充がなされないままにプリントアウトを行った場合に、Ａ４サイズのベタ画像を２００回プリントアウトした時点で現像剤のトナー濃度が上述のキャリア付着を引き起こす程度まで低下すると仮定する。このような場合、Ａ４サイズの用紙に２〜３文字しか印字しないといったトナー消費量の極めて少ないプリントアウトについては、数千回程度まで許容される。ところが、２００回程度のプリントアウトで、画像濃度が視認不能なレベルまで低下してしまうのである。
【０００６】
そこで、本発明者がこれについて鋭意研究を行った結果、次に掲げる原因によるものであることがわかってきた。
即ち、第１の原因として、トナーの過剰帯電が挙げられる。具体的には、ニアエンド後においては、現像剤中における磁性キャリアに対するトナーの割合が少なくなることから、ニアエンド前に比べてトナーが摩擦され易くなる。このような状態で、２〜３文字などといった画像面積比の小さいプリントアウトが多く行われたとする。すると、トナー消費が強制停止のレベルまで進行しないうちに、プリントアウトに伴う摩擦によってトナーが過剰帯電して視認不能濃度の画像が形成されてしまうのである。
また、第２の原因として、地汚れによるトナー消費が挙げられる。具体的には、現像剤のトナーは現像によって消費される他、潜像担持体の非画像部に僅かながらに付着するいわゆる地汚れによっても消費される。このため、画像面積比の小さいプリントアウトが多く行われると、画像面積に基づいて算出される理論上のトナー消費量と、地汚れ分の消費を含む実際のトナー消費量とに大きな差が出てくる。すると、理論上のトナー消費が強制停止のレベルまで進行していないにもかかわらず、実際にはそのレベルに達していることがある。このことによっても、視認不能濃度の画像が形成されてしまう。
【０００７】
このような視認不能濃度の画像については、トナー補充操作を促した後、画像の画像面積にかかわらず、所定枚数のプリントアウトを行った時点で強制停止を行うことで抑えることができる。しかしながら、かかる構成では、ベタ画像などの画像面積の極めて大きいプリントアウトが連続してなされる場合を想定してプリント可能枚数を設定する必要がある。このため、文字画像など一般的な画像面積のプリントアウトだけがなされた場合には、トナー消費量が限界に達しておらず且つトナーの過剰帯電も起こっていない状態で強制停止を実施することになる。すると、ニアエンドから強制停止までの期間を不必要に短縮してしまう。
【０００８】
本発明は、以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像形成装置を提供することである。即ち、操作者に対してトナー補充操作を促してから強制停止を行うまでの期間を不必要に短縮するといった事態を抑えつつ、その期間における視認不能濃度の画像の発生を抑えることができる画像形成装置である。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、潜像担持体と、表面に担持した現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するためのトナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を収容する剤収容手段と、該剤収容手段にトナーを供給するトナー供給手段と、操作者に対して所定の情報を報知して該トナー供給手段へのトナー補充操作を促す報知手段と、該報知手段による報知について実施するか否かを決定する報知決定手段と、該報知手段による報知が行われた後、画像が形成される毎にその画像面積に基づいて所定の演算処理を実施し、演算結果に基づいて画像形成動作について強制停止すべきか否かを判定する判定手段とを備える画像形成装置において、上記演算処理にて、上記画像面積の値に応じて演算法を切り替えるように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記画像面積の値が所定の閾値以下である場合と、上回っている場合とで、上記演算法を切り替えるように、上記判定手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記トナー供給手段として、トナーを収容するトナー収容器が着脱可能に構成されたものを用いるとともに、上記報知決定手段として、該トナー収容器からのトナーの排出性の変化に基づいた決定を行うものを用いたことを特徴とするものである。
【００１０】
これらの画像形成装置において、トナー補充操作が行われないままに形成する画像の画像面積が一般的であるかあるいは比較的大きい場合には、従来と同様にその値に応じたトナー消費があるものとみなして強制停止の必要性を判定することが可能である。このため、画像面積に応じた分のみ強制停止の実施タイミングを早めて、トナー補充操作を促してから強制停止を行うまでの期間を不必要に短縮するといった事態を抑えることができる。一方、トナー補充が行われないままに形成する画像の画像面積が比較的小さい場合には、演算法を切り替えて、その値よりも多くのトナー消費があるものとみなして強制停止の必要性を判定することが可能である。このため、地汚れ分のトナー消費や、トナーのチャージアップに応じて強制停止の実施タイミングをより早めて、視認不能濃度の画像の発生を抑えることもできる。
よって、操作者に対してトナー補充操作を促してから強制停止を実施するまでの期間を不必要に短縮するといった事態を抑えつつ、その期間における視認不能濃度の画像の発生を抑えることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを備えている。これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例にすると、図２に示すように、ドラム状の感光体１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスカートリッジ６Ｙは、プリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００１２】
上記帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。
【００１３】
上記現像装置５Ｙは、第１搬送スクリュウ５１ＹやＴセンサ５２Ｙが配設された第１剤収容部５３Ｙと、第２搬送スクリュウ５４Ｙ、現像ロール５５Ｙ、ドクターブレード５６Ｙなどが配設された第２剤収容部５７Ｙとを有している。剤収容手段たるこれら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しない現像剤が内包されている。第１剤収容部５３Ｙ内の第１搬送スクリュウ５１Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、現像剤を図中手前側から奥側へと搬送する。搬送途中の現像剤は、第１剤収容部５３Ｙの底部に固定されたＴセンサ５２Ｙによってその透磁率が検知される。そして、第１剤収容部５３Ｙと第２剤収容部５７Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部５７内に進入する。第２剤収容部内の第２搬送スクリュウ５４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。このようにして現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ５４Ｙの図中上方には、図中反時計回りに回転駆動せしめられる非磁性パイプ内に図示しないマグネットローラを内包する現像ロール５５Ｙが平行配設されている。第２搬送スクリュウ５４Ｙによって搬送される現像剤は、マグネットローラの磁力によって非磁性パイプ表面に汲み上げられる。そして、現像ローラ５５Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレードによってその層厚が規制された後、感光体１Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体１Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した現像剤は、現像ロール５１Ｙの非磁性パイプの回転に伴って第２搬送スクリュウ５４Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部５３Ｙ内に進入する。
【００１４】
透磁率センサからなる上記Ｔセンサ５２Ｙによる現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ５２ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ５２Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＭ，Ｃ，Ｋ用のＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。現像装置５Ｙについては、Ｔセンサ５２Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、後述するＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴ってＹトナーを消費してＹトナー濃度を低下させていた現像剤に対して第１剤収容部５３Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部５７Ｙ内の現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスカートリッジ６Ｍ，Ｃ，Ｋにおける現像剤についても、同様のトナー供給制御が実施される。
【００１５】
上記感光体１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにおいても、同様にして感光体１Ｍ、６Ｃ、６Ｋ上にＭ、Ｃ、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。
【００１６】
先に示した図１において、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおける感光体に照射して露光する。この露光により、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光（Ｌ）を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。なお、露光装置７は、プロセスプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどとともに、潜像担持体たる感光体上に可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段を構成している。
【００１７】
露光装置７の図中下側には、レジストローラ対２８、紙収容カセット２６、これに組み込まれた給紙ローラ２７など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録体たる転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００１８】
プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８の他、クリーニング装置１０などを備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくとも何れか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００１９】
上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された可視像たる４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置１０によってクリーニングされる。
【００２０】
２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、定着装置２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部５０ａが形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部５０ａに順次スタックされる。
【００２１】
上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部５０ａとの間には、ボトル支持部３１が配設されている。このボトル支持部３１は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを収容する剤収容部たるトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを搭載している。トナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、水平よりも少し傾斜した角度で互いに並ぶように配設され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋという順で配設位置が高くなっている。トナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、それぞれプロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの現像装置に適宜供給される。これらのトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとは独立してプリンタ１００本体に脱着可能である。
【００２２】
図３はトナー収容部たるＹ用のトナーボトル３２Ｙを示す斜視図である。同図において、Ｙ用のトナーボトル３２Ｙは、ボトル部３３Ｙと、その先端側に固定されたキャップ部３４Ｙとを有している。円柱状に形成されたボトル部３３Ｙには、外側から内側に向けて突出するスクリュー状の突起がその円周面に沿うようにエンボス加工されている。Ｙ用のトナーボトル３２Ｙが回転せしめられると、ボトル部３３Ｙ内のＹトナーがこのスクリュー状の突起に沿ってボトル底側からボトル先端側に向けて移動する。そして、ボトル部３３Ｙ内からキャップ部３４Ｙ内に進入する。
【００２３】
上記キャップ部３４Ｙは、ボトル部３３Ｙよりも少し径の小さな円柱状に形成され、把手３５Ｙと、シャッタ３６Ｙと、ギヤ部３７Ｙとをその円周面に有している。把手３５Ｙは、円柱軸線方向に延在するようにキャップ円周面に突設せしめられている。また、シャッタ３６Ｙは、円周方向にスライド移動可能になっており、図示した状態ではキャップ円周面に設けられた図示しないトナー排出口を覆い隠している。また、ギヤ部３７Ｙは、キャップ部３４Ｙの軸線方向において、把手３５Ｙやシャッタ３６Ｙが設けられていないボトル部３３Ｙ側の領域に設けられており、円周方向の全域渡って図示しない複数の歯車を有している。このギヤ部３７Ｙの歯車が後述するトナー供給装置の駆動ギヤと噛み合うことで、Ｙ用のトナーボトル３２Ｙが回転せしめられる。他色のＭ，Ｃ，Ｋ用のトナーボトル３２Ｍ，Ｃ，Ｋも同様の構成になっている。
【００２４】
図４は、ボトル支持部３１と、４つのトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを示す斜視図である。ボトル支持部３１は、４つのトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋをそれぞれ別々に取り付けるための４つのボトル取付部３１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。同図は、４つのトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｋ用のトナーボトル３２Ｋが取り付けられる途中の状態を示したものである。操作者は、トナーボトル３２Ｋをボトル支持部３１のＫ用のボトル取付部３１Ｙに載せた後、トナーボトル３２Ｋのキャップ部３４Ｋに設けられた把手３５Ｙを把持して、トナーボトル３２Ｋを回転させる。この回転に伴い、キャップ部３４Ｋに設けられた上述のシャッタ（図示せず）が開くとともに、キャップ部３４Ｋのトナー排出口（図示せず）が露出して鉛直方向下側を向く。また、同時に、キャップ部３４Ｋが、ボトル取付部３１Ｋの図示しない係合部で係合して固定される。他色のトナーボトル３２Ｙ，Ｍ，Ｃも同様の操作によってボトル支持部３１上に固定されるとともに、トナー排出口を露出させる。
【００２５】
図５から図７は、それぞれ、ボトル取付部３１Ｋの断面及び側面を、トナーボトル３２Ｋの正面（キャップ部３４Ｋの先端面）とともに示す図である。トナーボトル３２Ｋのキャップ部３４Ｋの先端面には、複雑な形状で湾曲する係合壁３８Ｋが立設せしめられている。トナーボトル３２Ｋは、その把手３５Ｋを鉛直方向上側に向ける姿勢で、Ｋ用のボトル取付部３１Ｋの上に載置される（図５）。この姿勢は、複雑な形状で湾曲する係合壁３８Ｋの開口を鉛直方向下側に向ける姿勢でもある。かかる姿勢で載置されるトナーボトル３２Ｋの係合壁３８Ｋには、ボトル取付部３１Ｋの係合板Ａがその開口を通ってループ内に進入する（図６）。このとき、トナーボトル３２Ｋはまだ正常にセットされた状態ではなく、そのキャップ部３４Ｋの図示しないトナー排出口は、シャッタ３６Ｋによって閉じられたままである。操作者は、ボトル取付部３１Ｋ上に載置したトナーボトル３２Ｋの把手３５Ｋを把持して、図中反時計回りに約４５［°］回転させる。すると、トナーボトル３２Ｋはその全体を図中反時計回りに回転させるが、キャップ部３４Ｋのシャッタ３６Ｋはボトル取付部３１Ｋの底に引っ掛かる。このため、シャッタ３６Ｋだけが回転を阻止される（図７）。そして、それまでシャッタ３６Ｋによって閉ざされていた図示しないトナー排出口が露出して、鉛直方向下側を向く。更に、キャップ部３４Ｋの係合壁３８Ｋが、ボトル取付部３１Ｋの係合板Ａに係合して、トナーボトル３２Ｋがボトル取付部３１Ｋ上に固定される。
【００２６】
図８及び図９は、それぞれＫ用のトナーボトル３２Ｋをキャップ部３４Ｋの箇所で破断した断面図である。先に図６、図７に示したトナーボトル３２Ｋの姿勢は、それぞれ図８、図９の姿勢と同様である。トナーボトル３２Ｋを４５［°］回転させることで、それまでシャッタ３６Ｋに閉ざされていたトナー排出口Ｃを露出させて、鉛直方向下側に位置させることがわかる。このように鉛直方向下側に向いたトナー排出口Ｃの下方では、図示しないトナー搬送パイプがそのトナー受入口を鉛直方向上側に向けている。よって、トナー排出口Ｃから排出されたＫトナーが、自重によって後述のトナー搬送パイプ内に落下する。
【００２７】
図１０は、本プリンタ１００におけるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー供給装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの一部を示す斜視図である。トナー供給手段たるこれらトナー供給装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、取り扱うトナーの色が互いに異なる点以外が、それぞれほぼ同様の構成となっている。Ｙトナーを取り扱うＹ用のトナー供給装置４０Ｙを例にすると、次のような構成である。即ち、トナー供給装置４０Ｙは、上述のトナーボトル３２Ｙの他、駆動モータ４１Ｙ、駆動ギヤ４２Ｙ、トナー搬送パイプ４３Ｙなどを有している。また、図示を省略しているが、上述のＹ用のボトル支持部（図４の３１Ｙ）も有している。Ｙ用のボトル支持部に正しくセットされたトナーボトル３２Ｙは、そのキャップ部３４Ｙのギヤ部３７Ｙを、上記駆動ギヤ４２Ｙに噛み合わせる。駆動モータ４１Ｙによって駆動ギヤ４２Ｙが回転せしめられると、その回転駆動力がギヤ部３７Ｙを介してトナーボトル３２Ｙ全体に伝わり、トナーボトル３２Ｙが回転する。そして、キャップ部３４Ｙの鉛直方向下側を向いている図示しないトナー排出口からＹトナーが排出されて、トナー搬送パイプ４３Ｙに落下する。このトナー搬送パイプ４３Ｙ内には、図示しない樹脂製のコイルが内設されており、これも上記駆動モータ４１Ｙによって回転駆動されるようになっている。樹脂製のコイルは、トナー排出口から受け入れたＹトナーを、トナー搬送パイプ４３Ｙ内に沿って搬送して、図示しないＹ用の現像装置内に供給する。
【００２８】
次に、本プリンタ１００の特徴的な構成について説明する。
図１１は、Ｙ用のトナー供給装置（図１０の４０Ｙ）におけるトナー搬送パイプ４３Ｙの一部を示す断面図である。トナー搬送パイプ４３Ｙの根元部分（トナーボトル側の端部分）には、管内部を挟み込んで相対向する発光部４４Ｙと受光部４５Ｙとを有する透過型フォトセンサからなるトナーセンサ４６Ｙが固定されている。このトナーセンサ４６Ｙは、発光部４４Ｙから管内に向けて光ｌを発する。発せられた光ｌは、管内を横断して受光部４５Ｙに受光される。トナー搬送パイプ４３Ｙ内に配設された樹脂製のコイル４７Ｙは、トナーセンサ４６Ｙの光路を妨げないように、根元部分がコイルを形成しない直線状の軸になっている。図示しないＹ用のトナーボトル（図１０の３２Ｙ）から排出されたＹトナー（Ｔ）は、このトナー搬送パイプ４３Ｙ内を搬送される際に、トナーセンサ４６Ｙの光路を横断する。Ｙ用のトナーボトルからのトナー排出が良好であると、多量のＹトナーがトナー搬送パイプ４３Ｙの根元部分に流れ込んで上記光路を横断するため、受光部４４Ｙにおける受光量がかなり低い値になる。一方、Ｙ用のトナーボトルからのトナー排出が良好に行われないと、トナー搬送パイプ４３Ｙの根元部分に流れ込むトナー量が僅かになるため、受光部４４Ｙにおける受光量がかなり高い値になる。トナーセンサ４６Ｙは、受光部４４Ｙにおける受光量が所定の閾値以下である場合（トナー排出が良好である場合）には、図示しないデジタルＩＣによって５［Ｖ］のＨｉｇｈ信号を出力する。一方、受光部４４Ｙにおける受光量が所定の閾値を上回る場合（トナー排出が良好でない場合）には、図示しないデジタルＩＣによって０［Ｖ］のＬｏｗ信号を出力する。他色用のトナー搬送パイプ（図１０の４３Ｍ，Ｃ，Ｋ）も同様の構成になっている。
【００２９】
図１２は、本プリンタ１００の電子回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部６０は図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭなどを有しており、プリンタ全体の制御を司っている。この制御部１００には、各プロセスユニット６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、露光装置７、中間転写ユニット１５、定着装置２０、操作表示部７０などが電気的に接続されている。また、各トナー供給装置４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋも電気的に接続されており、当然ながらそれらのトナー搬送パイプに固定されたトナーセンサも接続されている。操作表示部７０は、タッチパネル等から構成され、ディスプレイに様々な情報を表示したり、操作者によるキー入力を受け付けたりする。
【００３０】
図１３は、上記制御部６０によって実施されるトナーニアエンド検知制御の一例を示すフローチャートである。このトナーニアエンド検知制御は、各色のトナー供給装置（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）についてそれぞれ個別に実施される。そして、それぞれフロー中でカウントされる後述のＬｏｗレベルカウンタＣ２の値が５以上になると、対応するトナー供給装置にトナーニアエンドが発生しているものと検知される。トナーニアエンド検知制御がスタートすると、まず、図示しないＲＡＭに記憶されていたＬｏｗレベルカウンタＣ２の値が読み込まれる（ステップ１：なお、以下、ステップをＳと記す）。そして、対応するトナーボトル（３２Ｙ〜Ｋのどれか）の回転駆動が開始されるまで制御フローの進行が中断された後（Ｓ２）、サンプリングカウンタＣ１、トナーセンサ出力積算値Ａが、それぞれゼロにセットされる。次に、ＦＧＡＴＥ信号（基準トリガー信号）の出力があるまで制御フローの進行が待機された後（Ｓ５）、トナーセンサ出力値のサンプリング処理が開始される。
【００３１】
Ｓ６からＳ１０までの制御工程からなるサンプリング処理では、まず、２０［ｍｓｅｃ］だけ制御フローの進行が待機された後（Ｓ６）、サンプリングカウンタＣ１の値に「１」が加算される（Ｓ７）。そして、対応するトナーセンサの出力値（５Ｖ又は０Ｖ）がサンプリングされた後（Ｓ８）、トナーセンサ出力積算値Ａの値にサンプリング値が加算される（Ｓ９）。更に、ＦＧＡＴＥ信号の出力についてＯＦＦになったか否かが検知され（Ｓ９）、ＯＦＦでない場合にはＳ６からＳ９までの制御フローが再び実施される。また、ＯＦＦである場合には、サンプリング処理が終了して次のＳ１１の制御に進む。このようなサンプリング処理においては、ＦＧＡＴＥ信号の出力がＯＮされてからＯＦＦされるまでの期間内で、２０［ｍｓｅｃ］毎にトナーセンサの出力値がサンプリングされてトナーセンサ出力積算値Ａに積算されていく。
【００３２】
サンプリング処理が終了すると、トナーセンサ出力積算値ＡとサンプリングカウンタＣ１とに基づいて出力平均値Ｂ（＝Ａ／Ｃ１）が算出された後（Ｓ１１）、算出結果について０．５０［Ｖ］を上回っているか否かが判断される（Ｓ１２）。
【００３３】
ここで、出力平均値Ｂが０．５０［Ｖ］を上回っている場合（Ｓ１２でＹ）には、トナーボトル内のトナー残留に十分な余裕があるため、トナーボトルからトナーが良好に排出されていることになる。即ち、そのトナーボトルを搭載しているトナー供給装置にトナーニアエンドが発生していないことになる。このため、ＬｏｗレベルカウンタＣ２の値がゼロにリセットされる（Ｓ１７）。この後、トナーボトルがまだ回転中である場合には、その後のトナー供給に伴ってトナーニアエンド発生の可能性がある。そこで、トナーボトルについて回転停止したか否かが判断され、回転停止した場合だけ（Ｓ１７でＹ）、トナーニアエンド検知制御が終了する。トナーボトルが回転停止していない場合には（Ｓ１７でＮ）、制御フローが上述のＳ３にループせしめられて、サンプリングカウンタＣ１やトナーセンサ出力積算値Ａのリセット後に再びサンプリング処理が行われる。
【００３４】
一方、上述のＳ１２において、出力平均値Ｂが０．５０［Ｖ］以下である場合には（Ｎ）、少なくとも上述のサンプリング処理中にはトナーボトルからトナーが良好に排出されていなかったことになる。トナーボトル内のトナー残留に余裕がある場合であっても一時的にトナー排出不良が起こるが、継続して起こる場合にはトナーニアエンドであると考えて差し支えない。本プリンタにおいて、５回のサンプリング処理で連続してトナー排出不良が検出された場合には、トナーニアエンドとなる。そこで、出力平均値Ｂが０．５０［Ｖ］以下である場合には、ＬｏｗレベルカウンタＣ２に「１」が加算された後（Ｓ１４）、加算結果について「５」以上であるか否かが判断される（Ｓ１５）。そして、「５」以上である場合には（Ｓ１５でＹ）、トナーニアエンドが報知される（Ｓ１６）。この報知については、制御部（６０）が上述の操作表示部（７０）のディスプレイにニアエンド報知用の表示を行わせることによってなされる。なお、ＬｏｗレベルカウンタＣ２が「５」未満であった場合には（Ｓ１５でＮ）、出力平均値Ｂが０．５０［Ｖ］以下であった場合と同様の制御フローが実施される。
【００３５】
以上のトナーニアエンド検知制御を実施する制御部（６０）と、各トナー供給装置のトナーセンサとの組合せは、各トナー供給装置のニアエンドを検知するニアエンド検知手段として機能している。
【００３６】
本プリンタにおいては、上述のように、各トナー供給装置（４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対して、それぞれ着脱可能に装着されたトナー収容器たるトナーボトルが交換されることで、新たなトナーがセットされる。かかる構成では、トナー収容部が着脱不能に固定されたトナー供給装置とは異なり、セット用トナーを袋からトナー収容部に移す際にトナーを飛散させたり手を汚したりといった事態を回避することができる。
【００３７】
トナーニアエンドの検知方法としては、トナーボトル等のトナー収容部に設けたトナーセンサによってトナー残量を直接的に検知する方法や、トナー収容部からのトナー排出性に基づいてトナー残量を間接的に検知する方法などがある。本プリンタのようなトナーボトル等の着脱式トナー収容器を交換する方式において、前者の方法を採用してしまうと、使い捨ての着脱式トナー収容器がコスト高になってしまう。そこで、本プリンタでは、後者の方法を採用している。後者の方法では、トナーセンサを着脱式トナー収容器（本例ではトナーボトル）から独立させて設けることができるため、上述のようなコスト高を回避することができる。
【００３８】
本プリンタは、主走査方向（感光体の軸線方向）６００［ｄｐｉ］、副走査方向（感光体の周方向）６００［ｄｐｉ］の解像度で画像を形成するようになっている。また、トナーニアエンドが検知されてから、画像濃度が許容範囲ギリギリに低下するまでの平均的なトナー消費量が１５．６［ｇ］となっている。また、各色のトナー像について、それぞれ画像面積あたりのトナー消費量の平均値が０．５［ｍｇ／ｃｍ^２］となっている。かかる構成においては、プリントアウト１枚あたりにおける画像面積を次式によって求めることができる。
【数１】
１枚あたりの画像面積＝出力画素数／（６００ｄｐｉ／２．５４ｉｎｃｈ）^２［ｃｍ^２］・・・・・（式１）
【００３９】
また、トナーニアエンドが検知されてから、画像濃度が許容範囲ギリギリまで低下するまでに出力可能な画像面積は、次式のようになる。
【数２】
ニアエンド後出力可能画像面積＝１５．６ｇ×１０００／０．５ｍｇ＝３１２００［ｃｍ^２］・・・・・（式２）
【００４０】
図１４は、上記制御部（６０）によって実施される強制停止判定制御の一例を示すフローチャートである。この強制判定制御は、トナーニアエンド後のプリント動作時に、判定手段たる制御部（６０）によって実施されるものである。パーソナルコンピュータ等からの画像情報に基づいてプリントアウトプロセスがスタートすると（Ｓ１）、ＦＧＡＴＥ信号が出力されるまで制御フローの進行が中断される（Ｓ２）。そして、出力画素数が読み込まれた後（Ｓ３）、読込結果と上記式１とに基づいて１枚あたりの画像面積Ｓ１が算出される（Ｓ４）。次いで、その画像面積Ｓ１について１２［ｃｍ^２］以下であるか否かが判断され（Ｓ５）、そうである場合には画像面積Ｓ１が１２［ｃｍ^２］にセットされた後（Ｓ６）、それが累積画像面積Ｓｃに加算される（Ｓ７）。また、そうでない場合には、算出された画像面積Ｓ１がそのまま累積画像面積Ｓｃに加算される（Ｓ７）。そして、累積画像面積Ｓｃについて閾値である３１２００［ｃｍ^２］を上回ったか否かが判断され（Ｓ８）、上回っていない場合には残りジョブの有無に応じて制御フローが上記Ｓ１にループせしめられるか、あるいは終了する。一方、上回っている場合には（Ｓ８でＹ）、強制停止フラグがセットされた後（Ｓ１０）、残りジョブの有無にかかわらず制御フローが終了する。強制停止フラグがセットされると、以降のプリントアウト動作が強制停止される。
【００４１】
このような強制停止判定制御において、ニアエンド後にプリントアウト１枚あたりに形成されるトナー像の画像面積Ｓ１が一般的又は比較的大きくて１２［ｃｍ^２］を上回る場合には、その値がそのまま累積画像面積Ｓｃに加算される。このような加算により、従来と同様に、画像面積Ｓ１の値に応じたトナー消費があるものとみなされて、強制停止フラグのセットの必要性が判定される。そして、画像面積Ｓ１に応じた分のみ強制停止の実施タイミングが早められて、トナーニアエンドから強制停止までの期間を不必要に短縮するといった事態が抑えられる。一方、画像面積Ｓ１が比較的小さい場合には、たとえそれが極僅かであっても全て１２［ｃｍ^２］にセットされて累積画像面積Ｓｃに加算される。このような加算により、理論値よりも多くのトナー消費があるものとみなされて、強制停止フラグのセットの必要性が判定される。よって、地汚れ分のトナー消費や、トナーのチャージアップに応じて強制停止の実施タイミングが早められて、視認不能濃度の画像の発生が有効に抑えられる。なお、かかる強制停止判定制御を実施する上記制御部（６０）は、強制停止すべきか否かを判定する判定手段として機能している。
【００４２】
図１５は、本プリンタにおいて、トナーニアエンドが検知された後における単色（Ｙ，Ｍ，Ｃ又はＫ）トナー像の転写紙（Ａ４サイズ）１枚あたりの画像面積と、プリントアウト枚数との関係を示すグラフである。このグラフは、トナーニアエンド後に、同じ画像面積の単色トナー像が複数の転写紙に連続してプリントアウトされた例を示している。トナーニアエンドが発生した後、その色の単色トナー像について０〜１２［ｃｍ^２］の画像面積のものが連続出力された場合には、２５００枚のプリントアウト（画像形成動作）後に強制停止が行われることがわかる。一方、１２［ｃｍ^２］以上の画像面積の単色トナー像が連続出力された場合には、その画像面積に応じて強制停止の実施時期が変化することがわかる。実際には、同じ画像面積の単色トナー像が連続出力される場合よりも、それぞれ異なった画像面積の単色トナー像が出力される場合の方が多いが、０〜１２［ｃｍ^２］の画像面積の場合に理論値よりも多くのトナー消費が加味されることに変わりはない。よって、トナーニアエンドから強制停止までの期間を不必要に短縮するといった事態を抑えつつ、その期間における視認不能濃度の画像の発生を抑えることができる。
【００４３】
図１６は、従来のプリンタのトナーニアエンド後における単色トナー像の画像面積とプリントアウト枚数との関係を示すグラフである。従来では、画像面積の極めて小さい単色トナー像が連続出力される場合に、その画像面積分のトナー消費量しか加味されないために、プリントアウト枚数が本プリンタの４倍以上にもなっていたことがわかる。このことにより、トナーの過剰帯電や、トナー濃度の著しい低下を招いて視認不能濃度の画像を発生させていた。
【００４４】
これまで、各色毎に分けられた複数の潜像担持体を用いてフルカラー画像を形成するプリンタについて説明してきた。しかし、１つの潜像担持体にそれぞれ異なる色の単色トナー像を形成して中間転写体に順次重ね合わせ転写することで、フルカラー画像を形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、単色トナー像だけを形成する画像形成装置にも本発明の適用が可能である。
【００４５】
以上、本プリンタにおいては、トナーニアエンド後に出力される単色トナー像の画像面積について、所定の閾値（１２ｃｍ^２）以下である場合と、上回っている場合とで、強制停止実施の判定のための演算処理を異ならせている。かかる構成では、例えば、１［ｃｍ^２］オーダーといった所定の面積値毎にそれぞれ専用の演算処理を実施させる場合に比べ、演算処理の簡素化を図りながら、視認不能濃度が画像の発生を抑えることができる。
また、本プリンタにおいては、各色のトナー供給装置として、トナー収容器たるトナーボトルが着脱可能に構成されたものを用いている。そして、ニアエンド検知手段として、トナーボトルからのトナーの排出性の変化に基づいてトナーニアエンドを検知するものを用いている。かかる構成では、トナーセンサを着脱式トナー収容器（本例ではトナーボトル）から独立させて設けることができるため、上述のようなコスト高を回避することができる。
【００４６】
【発明の効果】
請求項１乃至３の発明によれば、ニアエンドから強制停止までの期間を不必要に短縮するといった事態を抑えつつ、その期間における視認不能濃度の画像の発生を抑えることができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタのＹ用のプロセスカートリッジと、その周囲とを示す拡大構成図。
【図３】同プリンタのＹ用のトナーボトルを示す斜視図。
【図４】同プリンタにおけるボトル支持部と４つのトナーボトルとを示す斜視図。
【図５】同ボトル取付部の断面及び側面を、Ｙ用のトナーボトルの正面とともに示す図（ボトル載置前）。
【図６】同ボトル取付部の断面及び側面を、Ｙ用のトナーボトルの正面とともに示す図（ボトル載置直後）。
【図７】同ボトル取付部の断面及び側面を、Ｙ用のトナーボトルの正面とともに示す図（ボトル回転後）。
【図８】同プリンタのＫ用のトナーボトルをキャップ部の箇所で破断した断面図（回転前の姿勢）。
【図９】同プリンタのＫ用のトナーボトルをキャップ部の箇所で破断した断面図（回転後の姿勢）。
【図１０】同プリンタにおけるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー供給装置の一部を示す斜視図。
【図１１】同プリンタのＹ用のトナー供給装置におけるトナー搬送パイプ４３Ｙの一部を示す断面図。
【図１２】同プリンタの電子回路の一部を示すブロック図。
【図１３】同プリンタの制御部によって実施されるトナーニアエンド検知制御の一例を示すフローチャート。
【図１４】
同制御部によって実施される強制停止判定制御の一例を示すフローチャート。
【図１５】
同プリンタにおいて、トナーニアエンドが検知された後における単色トナー像
の転写紙１枚あたりの画像面積と、プリントアウト枚数との関係を示すグラフ。
【図１６】
従来のプリンタのトナーニアエンド後における単色トナー像の画像面積とプリントアウト枚数との関係を示すグラフ。
【符号の説明】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体（潜像担持体）
６Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ プロセスカートリッジ
７ 露光装置
３２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ トナーボトル（トナー収容器）
４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ トナー供給装置
４６Ｙ トナーセンサ（報知決定手段の一部）
５３Ｙ 第１剤収容手段
５７Ｙ 第２剤収容手段
６０ 制御部（報知手段の一部、報知決定手段、判定手段）
７０ 操作表示部（報知手段の一部）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention notifies predetermined information to an operator, prompts a toner replenishment operation to a toner supply unit that supplies toner to a developer container that stores a developer, and then performs a predetermined calculation process based on a predetermined calculation process. And forcibly stopping the image forming operation.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, and a printer that develops a latent image on a latent image carrier such as a photoconductor into a toner image using a developer containing a toner and a magnetic carrier is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,897. Are known. The image forming apparatus includes a developer carrier such as a developing roll that carries a developer in a developer container and develops a latent image on the latent image carrier, and a toner supply device that supplies toner to the developer container. Have. In addition, when the amount of toner mounted on the toner supply device is reduced or exhausted, a notification unit is provided for notifying an operator of predetermined information to prompt the operator to perform a toner replenishment operation to the toner supply device. I have. After the notification by the notification means, if a print command is issued without toner replenishment, a predetermined calculation process is performed based on the image area of each print operation, and a minute amount corresponding to the expected toner consumption amount is calculated. Only the remaining printable number is reduced. When the remaining printable number becomes zero, the subsequent print operation is forcibly stopped. According to this configuration, even when toner replenishment is not performed immediately, by performing printout using the toner remaining in the agent container or the toner replenishing device, the period for preparing toner replenishment can be reduced by the operator. Can be given to Further, by forcibly stopping the subsequent print operation when the printout is performed to some extent, it is possible to suppress the occurrence of the following situation. That is, since the image formation is performed in a state where the toner concentration of the developer is significantly reduced, the carrier is attached to the latent image carrier, and the machine is damaged.
[0003]
The timing for prompting the operator to perform the toner replenishing operation differs depending on the configuration of the toner supply device and the like. For example, in a toner supply device that uses a toner storage unit provided integrally with the main body, even if there is a relatively large amount of remaining toner, if the toner storage unit has an empty space that can receive all of the setting toner, the operation is performed. The user may be prompted to replenish the toner. On the other hand, in the toner supply device in which the toner is set by replacing the detachably mounted toner container, if the toner replenishment operation is prompted when the remaining amount of toner is relatively large, the toner remains in the toner container. Waste toner is wasted. Therefore, it is common to prompt the toner replenishing operation when the toner remaining amount in the toner container approaches zero as much as possible or when the toner container is completely empty. In this case, since the toner supply from the toner container to the agent container is almost eliminated, the toner concentration of the developer gradually decreases with the printout unless the toner is replenished immediately. Then, although the image density also gradually decreases, it is possible to allow the operator who wants to form an image to print out with a toner consumption amount that does not cause the above-described carrier adhesion. .
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-181841
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, the present inventors have found that an image forming apparatus that allows a certain amount of printout in this way causes a problem that the image density is reduced to a level at which it cannot be visually recognized before the forced stop. More specifically, for example, when printing is performed without toner replenishment, the toner concentration of the developer decreases to such an extent as to cause the above-described carrier adhesion at the time when the A4 size solid image is printed out 200 times. Suppose that. In such a case, a printout that consumes a very small amount of toner, such as printing only a few characters on A4 size paper, is allowed up to several thousand times. However, after approximately 200 printouts, the image density is reduced to a level at which the image cannot be visually recognized.
[0006]
Then, as a result of the inventor's intensive research on this, it has been found that the cause is as follows.
That is, the first cause is excessive charging of the toner. Specifically, after the near end, since the ratio of the toner to the magnetic carrier in the developer is reduced, the toner is more easily rubbed than before the near end. In such a state, it is assumed that many printouts having a small image area ratio such as a few characters are performed. Then, before the toner consumption reaches the level of the forced stop, the toner is excessively charged due to the friction caused by the printout, and an image having an invisible density is formed.
A second cause is toner consumption due to background contamination. Specifically, the toner of the developer is consumed not only by the development but also by so-called background stains slightly adhering to the non-image portion of the latent image carrier. For this reason, when a large number of printouts with a small image area ratio are performed, there is a large difference between the theoretical toner consumption calculated based on the image area and the actual toner consumption including the consumption of the background stain. Come. Then, even though the theoretical toner consumption has not progressed to the level of the forced stop, it may actually reach that level. This also results in the formation of an image with an invisible density.
[0007]
Such an image with an invisible density can be suppressed by forcibly stopping when a predetermined number of printouts are performed, regardless of the image area of the image, after prompting the toner replenishing operation. However, in such a configuration, it is necessary to set the number of printable sheets on the assumption that printouts having an extremely large image area such as a solid image are continuously performed. For this reason, when only the printout of a general image area such as a character image is performed, the forced stop is performed in a state where the toner consumption has not reached the limit and the toner has not been excessively charged. Become. Then, the period from the near end to the forced stop is unnecessarily shortened.
[0008]
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide the following image forming apparatus. That is, image formation that can suppress the occurrence of an image with an invisible density during that period, while suppressing a situation in which the period from the prompting of the toner replenishing operation to the forced stop of the operator is unnecessarily shortened. Device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 includes a latent image carrier, a developer carrier for developing a latent image on the latent image carrier using a developer carried on the surface, and a developing device. Agent storing means for storing a developer containing a toner and a magnetic carrier to be supplied to the agent carrier, toner supplying means for supplying toner to the agent storing means, and notification of predetermined information to an operator Notification means for prompting a toner replenishing operation to the toner supply means, notification determination means for determining whether or not to perform the notification by the notification means, and forming an image after the notification by the notification means is performed. A predetermined calculation process based on the image area of the image forming apparatus, and a determination unit that determines whether to forcibly stop the image forming operation based on the calculation result. The above image area To switch the operation method depending on, it is characterized in that constitute the determining means.
In the image forming apparatus according to the first aspect, the determination may be such that the arithmetic method is switched between a case where the value of the image area is equal to or less than a predetermined threshold value and a case where the value of the image area exceeds the predetermined threshold value. It is characterized by comprising means.
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus of the first or second aspect, the toner supply unit is configured such that a toner container that accommodates the toner is detachably configured, and the notification determining unit is used as the notification determining unit. And a device that makes a determination based on a change in the dischargeability of the toner from the toner container is used.
[0010]
In these image forming apparatuses, when the image area of an image to be formed without performing the toner replenishing operation is general or relatively large, toner consumption corresponding to the value is performed as in the related art. It is possible to determine the necessity of the forced stop. For this reason, it is possible to advance the execution timing of the forced stop only by an amount corresponding to the image area, and to suppress a situation in which the period from the prompting of the toner replenishment operation to the forced stop is unnecessarily shortened. On the other hand, if the image area of the image to be formed without toner replenishment is relatively small, the calculation method is switched, and it is assumed that more toner is consumed than that value, and the necessity of the forced stop is eliminated. It is possible to determine. For this reason, the execution timing of the forced stop can be further advanced in accordance with the consumption of the toner for the background contamination and the charge-up of the toner, and the occurrence of an image with a non-visible density can be suppressed.
Therefore, it is possible to suppress a situation in which the period from when the operator is prompted to perform the toner replenishing operation to when the forced stop is performed is unnecessarily shortened, and it is possible to suppress the generation of the image having the invisible density during the period.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of an electrophotographic printer (hereinafter, simply referred to as a printer) will be described as an image forming apparatus to which the present invention is applied.
First, a basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the present printer. In FIG. 1, the printer 100 includes four process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K for generating toner images of yellow, magenta, cyan, and black (hereinafter, referred to as Y, M, C, and K). ing. These use Y, M, C, and K toners of different colors as image forming agents, but have the same configuration except for the above, and are replaced at the end of their life. Taking a process cartridge 6Y for generating a Y toner image as an example, as shown in FIG. 2, a drum-shaped photoreceptor 1Y, a drum cleaning device 2Y, a charge removing device (not shown), a charging device 4Y, a developing device 5Y, and the like. It has. The process cartridge 6Y is detachable from the main body of the printer 100, so that consumable parts can be replaced at a time.
[0012]
The charging device 4Y uniformly charges the surface of the photoconductor 1Y rotated clockwise in the figure by a driving unit (not shown). The uniformly charged surface of the photoreceptor 1Y is exposed and scanned by a laser beam L to carry a Y electrostatic latent image.
[0013]
The developing device 5Y includes a first developer container 53Y in which a first transport screw 51Y and a T sensor 52Y are disposed, and a second developer in which a second transport screw 54Y, a developing roll 55Y, a doctor blade 56Y, and the like are disposed. And a storage section 57Y. A developer (not shown) composed of a magnetic carrier and a negatively-chargeable Y toner is contained in these two agent storage units serving as the agent storage means. The first transport screw 51Y in the first developer container 53Y is driven to rotate by a drive unit (not shown), and transports the developer from the near side to the far side in the drawing. The magnetic permeability of the developer being conveyed is detected by a T sensor 52Y fixed to the bottom of the first developer container 53Y. Then, it enters the second agent container 57 through a communication port (not shown) provided in a partition wall between the first agent container 53Y and the second agent container 57Y. The second transport screw 54Y in the second developer container is rotated by a drive unit (not shown) to transport the developer from the back side to the front side in the figure. A developing roller 55Y including a magnet roller (not shown) in a non-magnetic pipe rotated counterclockwise in the figure is provided in parallel above the second conveying screw 54Y for conveying the developer in the figure. Have been. The developer transported by the second transport screw 54Y is pumped to the surface of the non-magnetic pipe by the magnetic force of the magnet roller. Then, after the layer thickness is regulated by a doctor blade disposed so as to maintain a predetermined gap with the developing roller 55Y, the layer is conveyed to a developing area opposed to the photoreceptor 1Y, and is used for Y on the photoreceptor 1Y. The Y toner is attached to the electrostatic latent image. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 1Y. The developer that has consumed the Y toner by the development is returned to the second transport screw 54Y with the rotation of the non-magnetic pipe of the developing roll 51Y. When the sheet is conveyed to the front end in the figure, the sheet enters the first agent container 53Y via a communication port (not shown).
[0014]
The detection result of the magnetic permeability of the developer by the T sensor 52Y including the magnetic permeability sensor is sent to a control unit (not shown) as a voltage signal. Since the magnetic permeability of the developer shows a certain correlation with the toner concentration of the developer, the T sensor 52Y outputs a voltage having a value corresponding to the Y toner concentration. The control unit includes a RAM, in which Vtref for Y, which is a target value of the output voltage from the T sensor 52Y, and outputs from T sensors for M, C, and K mounted on other developing devices. The data of Vtref for M, Vtref for C, and Vtref for K, which are target values of voltage, are stored. The developing device 5Y compares the value of the output voltage from the T sensor 52Y with the Vtref for Y, and drives a toner supply device for Y described later for a time corresponding to the comparison result. By this driving, an appropriate amount of the Y toner is supplied in the first developer container 53Y to the developer that consumed the Y toner and decreased the Y toner concentration during the development. For this reason, the Y toner concentration of the developer in the second developer container 57Y is maintained within a predetermined range. Similar toner supply control is performed for the developers in the other process cartridges 6M, 6C, and 6K.
[0015]
The Y toner image formed on the photoconductor 1Y is intermediately transferred onto the intermediate transfer belt 8. The drum cleaning device 2Y removes toner remaining on the surface of the photoconductor 1Y after the intermediate transfer process. Further, the charge removing device removes the charge remaining on the photoconductor 1Y after cleaning. By this charge elimination, the surface of the photoreceptor 1Y is initialized and prepared for the next image formation. In the other process cartridges 6M, 6C, and 6K, M, C, and K toner images are similarly formed on the photoconductors 1M, 6C, and 6K, and are intermediately transferred onto the intermediate transfer belt 8.
[0016]
In FIG. 1 described above, an exposure device 7 is provided below the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K. The exposure device 7 serving as a latent image forming unit irradiates the photosensitive members of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K with laser light L emitted based on image information to expose the photosensitive members. By this exposure, electrostatic latent images for Y, M, C, and K are formed on the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K. The exposure device 7 irradiates a photoconductor with laser light (L) emitted from a light source via a plurality of optical lenses and mirrors while scanning with a polygon mirror rotated by a motor. The exposure device 7 constitutes a visible image forming means for forming a toner image as a visible image on a photosensitive member as a latent image carrier, together with the process cartridges 6Y, 6M, 6C, 6K and the like.
[0017]
On the lower side of the exposure device 7 in the figure, a paper feed unit having a pair of registration rollers 28, a paper storage cassette 26, and a paper feed roller 27 incorporated therein is provided. The paper storage cassette 26 stores a plurality of transfer papers P, which are recording bodies, stacked on each other, and a feed roller 27 is brought into contact with each of the uppermost transfer papers P. When the paper feed roller 27 is rotated counterclockwise in the figure by a driving unit (not shown), the uppermost transfer paper P is fed between the rollers of the registration roller pair 28. The registration roller pair 28 rotates both rollers to sandwich the transfer paper P, but stops the rotation immediately after sandwiching. Then, the transfer paper P is sent out to a secondary transfer nip described later at an appropriate timing.
[0018]
Above the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K, an intermediate transfer unit 15 that moves the intermediate transfer belt 8, which is an intermediate transfer member, endlessly while being stretched is provided. The intermediate transfer unit 15 includes the cleaning device 10 and the like in addition to the intermediate transfer belt 8. Further, four primary transfer bias rollers 9Y, M, C, and K, a secondary transfer backup roller 12, a cleaning backup roller 13, a tension roller 14, and the like are also provided. The intermediate transfer belt 8 is endlessly moved counterclockwise in the figure by the rotational driving of at least one of the rollers while being stretched over these seven rollers. The primary transfer bias rollers 9Y, 9M, C, and K sandwich the intermediate transfer belt 8 thus moved endlessly between the photoconductors 1Y, 1M, 1C, and 1K to form primary transfer nips. I have. These are methods of applying a transfer bias having a polarity (for example, a positive polarity) opposite to that of the toner to the back surface (the inner circumferential surface of the loop) of the intermediate transfer belt 8. The rollers except for the primary transfer bias rollers 9Y, M, C, and K are all electrically grounded. As the intermediate transfer belt 8 passes through the primary transfer nips for Y, M, C, and K sequentially with its endless movement, Y, M, and C on the photoconductors 1Y, M, C, and K , K toner images are superimposed and primary transferred. As a result, a four-color superimposed toner image (hereinafter, referred to as a four-color toner image) is formed on the intermediate transfer belt 8.
[0019]
The secondary transfer backup roller 12 forms a secondary transfer nip by interposing the intermediate transfer belt 8 between the secondary transfer roller 19 and the secondary transfer roller 19. The four-color toner image as a visible image formed on the intermediate transfer belt 8 is transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip. Then, a full color toner image is formed in combination with the white color of the transfer paper P. On the intermediate transfer belt 8 after passing through the secondary transfer nip, transfer residual toner that has not been transferred onto the transfer paper P adheres. This is cleaned by the cleaning device 10.
[0020]
In the secondary transfer nip, the transfer paper P is sandwiched between the intermediate transfer belt 8 and the secondary transfer roller 19, which move on the surface in the forward direction, and is conveyed in the direction opposite to the registration roller pair 28 side. . When the transfer paper P sent out from the secondary transfer nip passes between the rollers of the fixing device 20, the transfer paper P is affected by heat and pressure, and the full-color toner image on the surface is fixed. Thereafter, the transfer paper P is discharged to the outside of the machine through the space between the discharge rollers 29. A stack portion 50a is formed on the upper surface of the housing of the printer main body, and the transfer paper P discharged outside the apparatus by the discharge roller pair 29 is sequentially stacked on the stack portion 50a.
[0021]
A bottle supporting portion 31 is provided between the intermediate transfer unit 15 and the stack portion 50a located above the intermediate transfer unit 15. The bottle support portion 31 has toner bottles 32Y, M, C, and K as agent storage portions for storing Y, M, C, and K toners. The toner bottles 32Y, 32M, 32C, 32K are arranged side by side at an angle slightly inclined from horizontal, and the arrangement positions are higher in the order of Y, M, C, K. The Y, M, C, and K toners in the toner bottles 32Y, M, C, and K are appropriately supplied to the developing devices of the process cartridges 6Y, M, C, and K, respectively. These toner bottles 32Y, M, C, K can be attached to and detached from the printer 100 independently of the process cartridges 6Y, M, C, K.
[0022]
FIG. 3 is a perspective view showing a toner bottle 32Y for Y, which is a toner container. In the figure, a toner bottle 32Y for Y has a bottle part 33Y and a cap part 34Y fixed to the tip side. A screw-shaped projection protruding inward from the outside is embossed along the circumferential surface of the cylindrical bottle portion 33Y. When the Y toner bottle 32Y is rotated, the Y toner in the bottle portion 33Y moves from the bottom of the bottle toward the tip of the bottle along the screw-shaped protrusion. And it enters into the cap part 34Y from inside the bottle part 33Y.
[0023]
The cap portion 34Y is formed in a cylindrical shape having a diameter slightly smaller than that of the bottle portion 33Y, and has a handle 35Y, a shutter 36Y, and a gear portion 37Y on its circumferential surface. The handle 35Y protrudes from the circumferential surface of the cap so as to extend in the column axis direction. Further, the shutter 36Y is slidable in the circumferential direction, and in the state shown in the drawing, covers the toner discharge port (not shown) provided on the circumferential surface of the cap. Further, the gear portion 37Y is provided in a region on the bottle portion 33Y side where the handle 35Y and the shutter 36Y are not provided in the axial direction of the cap portion 34Y, and a plurality of gears (not shown) are provided over the entire circumferential direction. Have. The gear of the gear portion 37Y meshes with a drive gear of a toner supply device described later, so that the toner bottle 32Y for Y is rotated. M, C, and K toner bottles 32M, C, and K have the same configuration.
[0024]
FIG. 4 is a perspective view showing the bottle support 31 and the four toner bottles 32Y, M, C, and K. The bottle support portion 31 has four bottle attachment portions 31Y, M, C, and K for separately attaching the four toner bottles 32Y, M, C, and K, respectively. FIG. 7 shows a state in which the toner bottle 32K for K is being mounted among the four toner bottles 32Y, M, C, and K. After placing the toner bottle 32K on the K bottle mounting portion 31Y of the bottle support portion 31, the operator grips the handle 35Y provided on the cap portion 34K of the toner bottle 32K and rotates the toner bottle 32K. Along with this rotation, the above-described shutter (not shown) provided on the cap portion 34K opens, and the toner discharge port (not shown) of the cap portion 34K is exposed and faces downward in the vertical direction. At the same time, the cap portion 34K is engaged and fixed by an engaging portion (not shown) of the bottle attaching portion 31K. The other color toner bottles 32Y, 32M, and 32C are fixed on the bottle support portion 31 by the same operation, and also expose the toner outlet.
[0025]
5 to 7 are views showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion 31K, respectively, together with the front surface of the toner bottle 32K (the front end surface of the cap portion 34K). An engaging wall 38K that is curved in a complicated shape is provided upright on the tip end surface of the cap portion 34K of the toner bottle 32K. The toner bottle 32K is placed on the K bottle mounting portion 31K with the handle 35K facing upward in the vertical direction (FIG. 5). This posture is also a posture in which the opening of the engaging wall 38K curved in a complicated shape is directed downward in the vertical direction. The engagement plate A of the bottle attachment portion 31K enters the loop through the opening of the engagement wall 38K of the toner bottle 32K placed in such a posture (FIG. 6). At this time, the toner bottle 32K is not yet set normally, and the toner outlet (not shown) of the cap portion 34K remains closed by the shutter 36K. The operator grips the handle 35K of the toner bottle 32K placed on the bottle mounting portion 31K and rotates it about 45 ° counterclockwise in the figure. Then, the entire toner bottle 32K is rotated counterclockwise in the figure, but the shutter 36K of the cap portion 34K is hooked on the bottom of the bottle mounting portion 31K. Therefore, only the shutter 36K is prevented from rotating (FIG. 7). Then, the toner discharge port (not shown), which has been closed by the shutter 36K, is exposed and faces downward in the vertical direction. Further, the engagement wall 38K of the cap portion 34K engages with the engagement plate A of the bottle attachment portion 31K, and the toner bottle 32K is fixed on the bottle attachment portion 31K.
[0026]
8 and 9 are cross-sectional views of the K toner bottle 32K, each of which is broken at the cap portion 34K. The attitude of the toner bottle 32K previously shown in FIGS. 6 and 7 is the same as the attitude of FIGS. 8 and 9, respectively. It can be seen that by rotating the toner bottle 32K by 45 [°], the toner outlet C previously closed by the shutter 36K is exposed and positioned vertically below. Below the toner discharge port C facing downward in the vertical direction, a toner transport pipe (not shown) has its toner receiving port directed upward in the vertical direction. Therefore, the K toner discharged from the toner discharge port C falls into a toner transport pipe described later by its own weight.
[0027]
FIG. 10 is a perspective view showing a part of the toner supply devices 40Y, 40M, 40C, 40K for Y, M, C, K in the printer 100. These toner supply devices 40Y, 40M, 40C, and 40K, which are toner supply units, have substantially the same configuration except that the colors of the toners to be handled are different from each other. Taking the Y toner supply device 40Y for handling the Y toner as an example, the configuration is as follows. That is, the toner supply device 40Y includes a drive motor 41Y, a drive gear 42Y, a toner transport pipe 43Y, and the like, in addition to the toner bottle 32Y described above. Although not shown, it also has the above-described bottle support portion for Y (31Y in FIG. 4). The toner bottle 32Y correctly set on the Y bottle support engages the gear 37Y of the cap 34Y with the drive gear 42Y. When the driving gear 42Y is rotated by the driving motor 41Y, the rotation driving force is transmitted to the entire toner bottle 32Y via the gear portion 37Y, and the toner bottle 32Y rotates. Then, the Y toner is discharged from a toner discharge port (not shown) that faces downward in the vertical direction of the cap portion 34Y, and falls into the toner transport pipe 43Y. A resin coil (not shown) is provided in the toner transport pipe 43Y, and is also driven to rotate by the drive motor 41Y. The resin coil conveys the Y toner received from the toner discharge port along the toner conveying pipe 43Y, and supplies the Y toner to a Y developing device (not shown).
[0028]
Next, a characteristic configuration of the printer 100 will be described.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of the toner conveying pipe 43Y in the toner supply device for Y (40Y in FIG. 10). A toner sensor 46Y composed of a transmissive photosensor having a light emitting unit 44Y and a light receiving unit 45Y opposed to each other while sandwiching the inside of the tube is fixed to a root portion (an end portion on the toner bottle side) of the toner transport pipe 43Y. . The toner sensor 46Y emits light 1 from the light emitting section 44Y toward the inside of the tube. The emitted light 1 crosses the inside of the tube and is received by the light receiving unit 45Y. The resin coil 47Y disposed in the toner transport pipe 43Y has a linear axis with no coil formed at the base so as not to obstruct the optical path of the toner sensor 46Y. The Y toner (T) discharged from the Y toner bottle (not shown, 32Y in FIG. 10) traverses the optical path of the toner sensor 46Y when being transported in the toner transport pipe 43Y. If the toner discharge from the Y toner bottle is good, a large amount of Y toner flows into the root portion of the toner transport pipe 43Y and crosses the optical path, so that the amount of light received by the light receiving section 44Y is considerably low. On the other hand, if toner is not satisfactorily discharged from the Y toner bottle, the amount of toner flowing into the root portion of the toner transport pipe 43Y becomes small, and the amount of light received by the light receiving section 44Y becomes a considerably high value. When the amount of light received by the light receiving unit 44Y is equal to or less than a predetermined threshold (when toner discharge is good), the toner sensor 46Y outputs a high signal of 5 [V] by a digital IC (not shown). On the other hand, when the amount of light received by the light receiving unit 44Y exceeds a predetermined threshold (when toner discharge is not good), a low signal of 0 [V] is output by a digital IC (not shown). The toner transport pipes for other colors (43M, C, K in FIG. 10) have the same configuration.
[0029]
FIG. 12 is a block diagram showing a part of an electronic circuit of the printer 100. In the figure, a control unit 60 has a CPU, a RAM, a ROM, and the like (not shown), and controls the entire printer. The control unit 100 is electrically connected with the process units 6Y, M, C, and K, the exposure device 7, the intermediate transfer unit 15, the fixing device 20, the operation display unit 70, and the like. Further, each of the toner supply devices 40Y, 40M, 40C and 40K is also electrically connected, and of course, a toner sensor fixed to the toner conveying pipe is also connected. The operation display unit 70 is configured by a touch panel or the like, and displays various information on a display and receives key input by an operator.
[0030]
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of toner near-end detection control performed by the control unit 60. This toner near-end detection control is individually performed for each color toner supply device (40Y, M, C, K). When the value of a Low level counter C2, which will be counted in the flow, becomes 5 or more, it is detected that a toner near end has occurred in the corresponding toner supply device. When the toner near-end detection control is started, first, the value of the low level counter C2 stored in the RAM (not shown) is read (Step 1: the steps are hereinafter referred to as S). Then, after the progress of the control flow is interrupted until the rotation drive of the corresponding toner bottle (any of 32Y to 32K) is started (S2), the sampling counter C1 and the toner sensor output integrated value A are both reduced to zero. Set. Next, after the progress of the control flow is awaited until an FGATE signal (reference trigger signal) is output (S5), sampling processing of the toner sensor output value is started.
[0031]
In the sampling process including the control steps from S6 to S10, first, after advancing the control flow for 20 msec (S6), "1" is added to the value of the sampling counter C1 (S7). After the output value (5 V or 0 V) of the corresponding toner sensor is sampled (S8), the sampled value is added to the value of the toner sensor output integrated value A (S9). Further, it is detected whether or not the output of the FGATE signal has been turned off (S9). If not, the control flow from S6 to S9 is performed again. If it is OFF, the sampling process ends, and the process proceeds to the next step S11. In such a sampling process, the output value of the toner sensor is sampled every 20 [msec] during the period from when the output of the FGATE signal is turned on to when it is turned off, and integrated into the toner sensor output integrated value A. To go.
[0032]
When the sampling process is completed, the output average value B (= A / C1) is calculated based on the toner sensor output integrated value A and the sampling counter C1 (S11), and the calculated result exceeds 0.50 [V]. It is determined whether or not it is (S12).
[0033]
Here, when the output average value B is greater than 0.50 [V] (Y in S12), there is a sufficient margin for the toner remaining in the toner bottle, so that the toner is well discharged from the toner bottle. Will be. In other words, no toner near-end has occurred in the toner supply device equipped with the toner bottle. Therefore, the value of the low level counter C2 is reset to zero (S17). Thereafter, if the toner bottle is still rotating, there is a possibility that toner near-end may occur with the subsequent toner supply. Therefore, it is determined whether or not the rotation of the toner bottle has been stopped, and only when the rotation has been stopped (Y in S17), the toner near-end detection control ends. If the rotation of the toner bottle is not stopped (N in S17), the control flow loops to S3 described above, and the sampling process is performed again after resetting the sampling counter C1 and the toner sensor output integrated value A.
[0034]
On the other hand, when the output average value B is equal to or less than 0.50 [V] in the above S12 (N), it is determined that the toner has not been properly discharged from the toner bottle at least during the above-described sampling process. Become. Even if there is enough toner remaining in the toner bottle, defective toner discharge occurs temporarily. However, if it occurs continuously, it may be considered that the toner is near end. In this printer, when a toner discharge failure is continuously detected in five sampling processes, the toner is near end. Therefore, when the output average value B is equal to or less than 0.50 [V], after "1" is added to the low level counter C2 (S14), it is determined whether or not the addition result is equal to or more than "5". It is determined (S15). If it is equal to or more than "5" (Y in S15), a toner near end is notified (S16). This notification is performed by the control unit (60) causing the display of the operation display unit (70) to perform a display for near-end notification. When the low level counter C2 is less than "5" (N in S15), the same control flow as when the output average value B is 0.50 [V] or less is performed.
[0035]
The combination of the control unit (60) that performs the above-described toner near-end detection control and the toner sensor of each toner supply device functions as a near-end detection unit that detects the near end of each toner supply device.
[0036]
In the present printer, as described above, a toner bottle as a toner container detachably attached to each of the toner supply devices (40Y, M, C, and K) is exchanged, so that a new toner is supplied. Is set. With such a configuration, unlike the toner supply device in which the toner storage unit is fixed so as not to be detachable, it is possible to avoid a situation in which the toner is scattered or the hands are dirty when the setting toner is transferred from the bag to the toner storage unit. it can.
[0037]
Toner near-end detection methods include a method of directly detecting the remaining amount of toner by a toner sensor provided in a toner storage unit such as a toner bottle, and a method of indirectly detecting the remaining amount of toner based on toner dischargeability from the toner storage unit. For example. In the method of replacing a detachable toner container such as a toner bottle as in this printer, if the former method is adopted, the cost of a disposable detachable toner container increases. Therefore, this printer employs the latter method. In the latter method, since the toner sensor can be provided independently of the detachable toner container (in this example, the toner bottle), the above-described cost increase can be avoided.
[0038]
This printer forms an image with a resolution of 600 [dpi] in the main scanning direction (axial direction of the photoconductor) and 600 [dpi] in the sub-scanning direction (circumferential direction of the photoconductor). Further, the average amount of toner consumed from when the toner near end is detected until the image density drops to the allowable range is 15.6 [g]. The average value of the toner consumption per image area for each color toner image is 0.5 mg / cm. ² ]. In such a configuration, the image area per printout can be obtained by the following equation.
(Equation 1)
Image area per sheet = number of output pixels / (600 dpi / 2.54 inch) ² [Cm ² ] (Equation 1)
[0039]
Further, the image area that can be output after the toner near end is detected until the image density falls to the limit of the allowable range is as follows.
(Equation 2)
Image area that can be output after near-end = 15.6 g × 1000 / 0.5 mg = 31200 [cm] ² ] (Equation 2)
[0040]
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of the forced stop determination control performed by the control unit (60). This forced determination control is performed by the control unit (60) as a determination unit during a printing operation after the toner near end. When the printout process starts based on image information from a personal computer or the like (S1), the progress of the control flow is interrupted until an FGATE signal is output (S2). Then, after the number of output pixels is read (S3), an image area S1 per sheet is calculated based on the read result and the above equation (S4). Next, the image area S1 is 12 [cm]. ² ] Is determined (S5). If so, the image area S1 is 12 [cm]. ² ] (S6), it is added to the accumulated image area Sc (S7). Otherwise, the calculated image area S1 is directly added to the accumulated image area Sc (S7). Then, a threshold value of 31200 [cm] is set for the cumulative image area Sc. ² Is determined (S8), and if not, the control flow loops to S1 or ends depending on whether there is a remaining job. On the other hand, if it exceeds (Y in S8), after the forced stop flag is set (S10), the control flow ends regardless of the presence or absence of the remaining jobs. When the forced stop flag is set, the subsequent printout operation is forcibly stopped.
[0041]
In such forced stop determination control, the image area S1 of a toner image formed per printout after the near end is generally or relatively large and is 12 [cm]. ² ] Is added to the accumulated image area Sc as it is. By such addition, similarly to the related art, it is considered that toner is consumed according to the value of the image area S1, and the necessity of setting the forced stop flag is determined. Then, the execution timing of the forced stop is advanced by an amount corresponding to the image area S1, and the situation where the period from the toner near end to the forced stop is unnecessarily shortened is suppressed. On the other hand, when the image area S1 is relatively small, even if it is extremely ² ] Is added to the cumulative image area Sc. By such addition, it is considered that the toner consumption is larger than the theoretical value, and the necessity of setting the forced stop flag is determined. Therefore, the execution timing of the forced stop is advanced in accordance with the consumption of the toner for the background stain and the charge-up of the toner, and the generation of the image having the invisible density is effectively suppressed. The control unit (60) that performs the forced stop determination control functions as a determination unit that determines whether to perform a forced stop.
[0042]
FIG. 15 shows the relationship between the image area of a single color (Y, M, C or K) toner image per transfer paper (A4 size) and the number of printouts after toner near-end is detected in this printer. It is a graph shown. This graph shows an example in which a single color toner image having the same image area is continuously printed out on a plurality of transfer papers after the toner near end. After the toner near end occurs, 0 to 12 cm ² It can be seen that when the image area having the image area of is continuously output, the forced stop is performed after the printout (image forming operation) of 2500 sheets. On the other hand, 12 [cm ² It can be seen that, when a single color toner image having the above image area is continuously output, the execution time of the forced stop changes according to the image area. Actually, there are more cases where a single-color toner image having a different image area is output than when a single-color toner image having the same image area is continuously output. ² ], The toner consumption more than the theoretical value is taken into account. Therefore, it is possible to suppress a situation in which the period from the toner near end to the forced stop is unnecessarily shortened, and to suppress the occurrence of an image having an invisible density in that period.
[0043]
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the image area of a single-color toner image and the number of printouts of a conventional printer after toner near-end. Conventionally, when a single-color toner image having an extremely small image area is continuously output, only the amount of toner consumed for the image area is taken into account, so that the number of printouts is four times or more that of this printer. Understand. As a result, an excessively charged toner and a remarkable decrease in the toner density are caused, and an image having an invisible density is generated.
[0044]
A printer that forms a full-color image using a plurality of latent image carriers divided for each color has been described. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms a full-color image by forming single-color toner images of different colors on one latent image carrier and sequentially transferring and superimposing them on an intermediate transfer body. . The present invention is also applicable to an image forming apparatus that forms only a single-color toner image.
[0045]
As described above, in the present printer, the predetermined threshold (12 cm ² The calculation processing for determining whether to perform the forced stop is different between the following cases and the case of exceeding. In such a configuration, for example, 1 cm ² In comparison with a case where a dedicated calculation process is performed for each predetermined area value such as an order, it is possible to simplify the calculation process and to suppress the generation of an image with a non-viewable density.
Further, in the present printer, as the toner supply device for each color, a toner bottle serving as a toner container is detachably configured. As the near-end detecting means, a means for detecting the toner near-end based on a change in the discharging property of the toner from the toner bottle is used. In such a configuration, the toner sensor can be provided independently of the detachable toner container (in this example, the toner bottle), so that the above-described high cost can be avoided.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, an excellent effect that it is possible to suppress a situation in which the period from the near end to the forcible stop is unnecessarily shortened and to suppress the occurrence of an image with an invisible density during that period. is there.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic configuration diagram illustrating a printer according to an embodiment.
FIG. 2 is an enlarged configuration diagram illustrating a process cartridge for Y of the printer and its surroundings.
FIG. 3 is a perspective view showing a toner bottle for Y of the printer.
FIG. 4 is a perspective view showing a bottle support portion and four toner bottles in the printer.
FIG. 5 is a diagram showing a cross section and a side surface of the bottle attaching portion together with a front surface of a toner bottle for Y (before placing the bottle).
FIG. 6 is a diagram showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion together with a front surface of a toner bottle for Y (immediately after the bottle is placed).
FIG. 7 is a diagram showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion together with a front surface of a toner bottle for Y (after rotation of the bottle).
FIG. 8 is a cross-sectional view (post-rotational posture) of the printer in which the K toner bottle is broken at a cap portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view (post-rotational posture) of the printer in which the K toner bottle is broken at a cap portion.
FIG. 10 is a perspective view showing a part of a toner supply device for Y, M, C, and K in the printer.
FIG. 11 is a cross-sectional view showing a part of a toner transport pipe 43Y in the Y toner supply device of the printer.
FIG. 12 is a block diagram showing a part of an electronic circuit of the printer.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of toner near-end detection control performed by a control unit of the printer.
FIG. 14
5 is a flowchart illustrating an example of a forced stop determination control performed by the control unit.
FIG.
The same color toner image after the toner near end is detected by the printer
5 is a graph showing the relationship between the image area per transfer sheet and the number of printouts.
FIG.
9 is a graph showing the relationship between the image area of a single-color toner image and the number of printouts of a conventional printer after toner near-end.
[Explanation of symbols]
1Y, M, C, K Photoconductor (latent image carrier)
6Y, M, C, K process cartridge
7 Exposure equipment
32Y, M, C, K Toner bottle (toner container)
40Y, M, C, K toner supply device
46Y toner sensor (part of notification determining means)
53Y first agent storage means
57Y second agent storage means
60 control unit (part of notification means, notification determination means, determination means)
70 Operation display unit (part of notification means)

Claims (3)

潜像担持体と、表面に担持した現像剤を用いて該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、該現像剤担持体に供給するためのトナー及び磁性キャリアを含有する現像剤を収容する剤収容手段と、該剤収容手段にトナーを供給するトナー供給手段と、操作者に対して所定の情報を報知して該トナー供給手段へのトナー補充操作を促す報知手段と、該報知手段による報知について実施するか否かを決定する報知決定手段と、該報知手段による報知が行われた後、画像が形成される毎にその画像面積に基づいて所定の演算処理を実施し、演算結果に基づいて画像形成動作について強制停止すべきか否かを判定する判定手段とを備える画像形成装置において、
上記演算処理にて、上記画像面積の値に応じて演算法を切り替えるように、上記判定手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。A latent image carrier, a developer carrier for developing a latent image on the latent image carrier using a developer carried on the surface, and a toner and a magnetic carrier for supplying to the developer carrier. Agent storage means for storing the developer, toner supply means for supplying toner to the agent storage means, and notification means for notifying predetermined information to an operator and prompting a toner replenishment operation to the toner supply means; A notification determining unit for determining whether or not to perform the notification by the notification unit; and performing a predetermined calculation process based on the image area each time an image is formed after the notification by the notification unit is performed. And a determination unit that determines whether to forcibly stop the image forming operation based on the calculation result.
An image forming apparatus, wherein the determination unit is configured to switch a calculation method in accordance with the value of the image area in the calculation process. 請求項１の画像形成装置において、
上記画像面積の値が所定の閾値以下である場合と、上回っている場合とで、上記演算法を切り替えるように、上記判定手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1,
An image forming apparatus, wherein the determination unit is configured to switch the calculation method when the value of the image area is equal to or less than a predetermined threshold value and when the image area exceeds the predetermined threshold value. 請求項１又は２の画像形成装置において、
上記トナー供給手段として、トナーを収容するトナー収容器が着脱可能に構成されたものを用いるとともに、上記報知決定手段として、該トナー収容器からのトナーの排出性の変化に基づいた決定を行うものを用いたことを特徴とする画像形成装置。The image forming apparatus according to claim 1, wherein
As the toner supply unit, a toner container that accommodates toner is configured to be detachable, and as the notification determining unit, a determination is made based on a change in toner dischargeability from the toner container. An image forming apparatus using:

Images