JP4294334B2

JP4294334B2 - Image forming apparatus

Info

Publication number: JP4294334B2
Application number: JP2003023402A
Authority: JP
Inventors: 仰太藤森
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-01-31
Filing date: 2003-01-31
Publication date: 2009-07-08
Anticipated expiration: 2023-01-31
Also published as: JP2004233735A

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を算出して累積画像面積に加算する演算処理を実施し、該累積画像面積の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、上記画像面積が所定の閾値を超える値である場合には、該値を累積画像面積に加算する演算法を用いる一方で、上記画像面積が所定の閾値以下の値である場合には、該値の代わりに該閾値を累積画像面積に加算する演算法を用いるように、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]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention notifies the operator of predetermined information, prompts a toner replenishment operation to the toner supply means for supplying toner to the agent storage unit that stores the developer, and then performs a predetermined calculation process. The present invention relates to an image forming apparatus that forcibly stops an image forming operation.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, or a printer that develops a latent image on a latent image carrier such as a photoconductor into a toner image using a developer containing toner and a magnetic carrier, Patent Document 1 Those described in (1) are known. The image forming apparatus includes a developer carrying member such as a developing roll that carries the developer in the agent containing portion and develops the latent image on the latent image carrying member, and a toner supply device that supplies toner to the agent containing portion. I have. Also provided is an informing means for informing the operator of predetermined information and prompting the toner replenishment operation to the toner supply when the toner loaded in the toner supply device is low or exhausted. Yes. 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 for each print operation, and the amount corresponding to the expected value of toner consumption is calculated. Reduce the number of remaining prints. Then, when the remaining printable number of sheets becomes zero, the subsequent printing operation is forcibly stopped. According to such a configuration, even when toner replenishment is not performed immediately, a period for preparation for toner replenishment can be obtained by performing printout using toner remaining in the agent storage unit or the toner replenishing device. Can be given to. Further, by forcibly stopping the subsequent printing operation when printing is performed to some extent, the following situation can be suppressed. In other words, since the image is formed in a state where the toner density of the developer is significantly reduced, carrier adhesion to the latent image carrier is caused and the machine is damaged.
[0003]
The timing for prompting the operator to refill the toner varies depending on the configuration of the toner supply device. For example, in a toner supply device using a toner container integrally provided in the main body, even if there is a comparatively large amount of remaining toner, the toner container can be operated if there is enough free capacity in the toner container to accept all of the set toner. It may be possible to prompt the user to refill the toner. On the other hand, in a toner supply device in which toner is set by exchanging a toner container that is detachably mounted, if a toner replenishment operation is urged when there is a relatively large amount of remaining toner, it remains in the toner container. The used toner is wasted. Therefore, it is common to prompt the toner replenishment operation when the remaining amount of toner in the toner container is as close to zero as possible or when the toner container is completely emptied. In this case, since the toner supply from the toner container to the agent container is almost lost, if the toner is not replenished immediately, the toner concentration of the developer gradually decreases with the printout. Although the image density gradually decreases, it is still possible to allow the operator who wants to form an image to print out up to the amount of toner consumption that does not cause the above carrier adhesion. .
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-7-181841
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
However, it has been found by the inventor's investigation that an image forming apparatus that allows a certain amount of printout in this manner causes a problem that the image density decreases to an invisible level before the forced stop. Specifically, for example, when printing is performed without toner replenishment, the toner density of the developer decreases to the extent that causes the carrier adhesion described above when an A4 size solid image is printed out 200 times. Assume that. In such a case, a printout with an extremely small amount of toner consumption such as printing only 2 to 3 characters on A4 size paper is allowed up to several thousand times. However, after about 200 printouts, the image density is lowered to an invisible level.
[0006]
Therefore, as a result of intensive studies by the inventor, 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 this state, it is assumed that many printouts with a small image area ratio, such as 2-3 characters, are performed. Then, before the toner consumption progresses to the level of forcible stop, the toner is overcharged due to friction accompanying the printout, and an image with 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 scumming that slightly adheres to the non-image portion of the latent image carrier. For this reason, if a large number of printouts with a small image area ratio are performed, there will be a large difference between the theoretical toner consumption calculated based on the image area and the actual toner consumption including consumption of background stains. Come. Then, even though the theoretical toner consumption has not progressed to the level of forced stop, it may actually reach that level. This also forms an image with an invisible density.
[0007]
Such an image having an invisible density can be suppressed by forcibly stopping when a predetermined number of printouts are performed after prompting the toner replenishment operation, regardless of the image area of the image. However, in such a configuration, it is necessary to set the number of printable sheets on the assumption that a printout having a very large image area such as a solid image is continuously performed. Therefore, when only a general image area such as a character image is printed out, the forced stop is performed in a state where the toner consumption amount has not reached the limit and the toner is not 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 thereof is to provide the following image forming apparatus. That is, image formation that can suppress the occurrence of an unrecognizable density image during the period while suppressing a situation where the period from when the operator is prompted to replenish the toner to when the forced stop is performed is unnecessarily shortened. Device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the invention of claim 1 includes a latent image carrier, a developer carrier that develops a latent image on the latent image carrier using a developer carried on the surface, and the development. An agent containing means for containing a toner for supplying to the agent carrying member and a developer containing a magnetic carrier, a toner supplying means for supplying the toner to the agent containing means, and a predetermined information to the operator. An informing means for prompting the toner supply means to replenish the toner, an informing determination means for determining whether or not to carry out the informing by the informing means, an image is formed after the informing means is informed. Every timeIs calculated and added to the cumulative image areaPerform arithmetic processing,Of the cumulative image areaIn the image forming apparatus comprising: a determination unit that determines whether to forcibly stop the image forming operation based on the calculation result;When the image area is a value that exceeds a predetermined threshold value, an arithmetic method that adds the value to the cumulative image area is used, whereas when the image area is a value that is equal to or less than the predetermined threshold value, the value is used. Instead of using an arithmetic method that adds the threshold to the cumulative image area,It is characterized in that the determination means is configured..
MaClaim2The invention of claim1'sIn the image forming apparatus, as the toner supply unit, a toner container configured to be detachable is used, and as the notification determination unit, based on a change in dischargeability of toner from the toner container. It is characterized by using what makes the decision.
[0010]
In these image forming apparatuses, when the image area of an image to be formed without performing the toner replenishment operation is general or relatively large, the toner consumption corresponding to the value is similar to the conventional one. Therefore, it is possible to determine the necessity of forced stop. For this reason, it is possible to suppress the situation in which the period from when the toner replenishment operation is promoted to when the forced stop is performed is shortened unnecessarily by advancing the forced stop execution timing by an amount corresponding to the image area. 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 considered that there is more toner consumption than that value, and the necessity of forced stop is It is possible to determine. For this reason, it is possible to suppress the generation of an image with an invisible density by further increasing the timing of the forced stop according to the consumption of the toner for the background stain or the charge-up of the toner.
Accordingly, it is possible to suppress the occurrence of an image having an invisible density during the period while suppressing a situation where the period from when the operator is urged to replenish the toner to when the forced stop is performed is unnecessarily shortened.
[0011]
DETAILED DESCRIPTION OF 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, the basic configuration of the printer will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the 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 the image forming agent, but other than that, they have the same configuration and are replaced when the lifetime is reached. 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 eliminating device (not shown), a charging device 4Y, a developing device 5Y, and the like. It has. The process cartridge 6Y can be attached to and detached 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 photoreceptor 1Y that is rotated clockwise in the drawing by a driving unit (not shown). The uniformly charged surface of the photoreceptor 1 </ b> Y is exposed and scanned by the laser beam L to carry a Y electrostatic latent image.
[0013]
The developing device 5Y includes a first agent storage portion 53Y in which a first conveying screw 51Y and a T sensor 52Y are disposed, a second agent in which a second conveying screw 54Y, a developing roll 55Y, a doctor blade 56Y, and the like are disposed. And an accommodating portion 57Y. A developer (not shown) composed of a magnetic carrier and a negatively chargeable Y toner is included in these two agent storage portions as the agent storage means. The first transport screw 51Y in the first agent storage portion 53Y is driven to rotate by a driving means (not shown), thereby transporting the developer from the front side to the back 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 agent storage portion 53Y. And it penetrates into the 2nd agent accommodating part 57 through the communication port which is not shown in the partition wall between the 1st agent accommodating part 53Y and the 2nd agent accommodating part 57Y. The second transport screw 54Y in the second agent storage unit is driven to rotate by a driving unit (not shown) to transport the developer from the back side to the front side in the drawing. A developing roll 55Y containing a magnet roller (not shown) in a non-magnetic pipe that is driven to rotate counterclockwise in the drawing is disposed in parallel above the second conveying screw 54Y that conveys the developer in this manner. Has been. The developer conveyed by the second conveying screw 54Y is pumped up to the surface of the nonmagnetic pipe by the magnetic force of the magnet roller. Then, after the layer thickness is regulated by a doctor blade arranged so as to maintain a predetermined gap with the developing roller 55Y, the layer thickness is conveyed to the developing area facing the photoreceptor 1Y, and the Y for the photoreceptor 1Y is conveyed. Y toner is adhered to the electrostatic latent image. This adhesion forms a Y toner image on the photoreceptor 1Y. The developer that has consumed Y toner by development is returned to the second transport screw 54Y as the non-magnetic pipe of the developing roll 51Y rotates. And if it conveys to the near end in a figure, it will approach in the 1st agent accommodating part 53Y via the communication port which is not shown in figure.
[0014]
The detection result of the magnetic permeability of the developer by the T sensor 52Y composed of a magnetic permeability sensor is sent as a voltage signal to a control unit (not shown). Since the magnetic permeability of the developer shows a certain degree of 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, and outputs from the V Vref for Y, which is a target value of the output voltage from the T sensor 52Y, and outputs from the T sensors for M, C, and K mounted in other developing devices. Data of M target Vtref, C target Vtref, and K target Vtref, which are voltage target values, are stored. For the developing device 5Y, the value of the output voltage from the T sensor 52Y is compared with the Y Vtref, and a Y toner supply device, which will be described later, is driven for a time corresponding to the comparison result. By this driving, an appropriate amount of Y toner is supplied from the first agent storage portion 53Y to the developer that has consumed Y toner and reduced the Y toner density during development. For this reason, the Y toner concentration of the developer in the second agent 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 photoreceptor 1Y is intermediately transferred onto the intermediate transfer belt 8. The drum cleaning device 2Y removes the toner remaining on the surface of the photoreceptor 1Y after the intermediate transfer process. The static eliminator neutralizes residual charges on the photoreceptor 1Y after cleaning. By this charge removal, 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 photoreceptors 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 disposed below the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K in the drawing. The exposure device 7 serving as a latent image forming unit irradiates the photosensitive member in the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K with a laser beam L emitted based on the image information. By this exposure, electrostatic latent images for Y, M, C, and K are formed on the photoreceptors 1Y, 1M, 1C, and 1K. The exposure device 7 irradiates the photoconductor with a laser beam (L) emitted from a light source through 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 process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K.
[0017]
On the lower side of the exposure apparatus 7 in the figure, a sheet feeding means having a registration roller pair 28, a sheet storage cassette 26, a sheet feeding roller 27 incorporated therein, and the like are disposed. The paper storage cassette 26 stores a plurality of transfer papers P, which are recording media, and a paper feed roller 27 is brought into contact with each uppermost transfer paper P. When the paper feeding roller 27 is rotated counterclockwise in the drawing by a driving means (not shown), the uppermost transfer paper P is fed toward the rollers of the registration roller pair 28. The registration roller pair 28 rotationally drives both rollers to sandwich the transfer paper P, but temporarily stops rotating immediately after sandwiching. Then, the transfer paper P is sent out toward a later-described secondary transfer nip 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 that is an intermediate transfer member endlessly while stretching is disposed. The intermediate transfer unit 15 includes a cleaning device 10 in addition to the intermediate transfer belt 8. Also provided are four primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, 9K, a secondary transfer backup roller 12, a cleaning backup roller 13, a tension roller 14, and the like. The intermediate transfer belt 8 is endlessly moved in the counterclockwise direction in the figure by the rotational drive of at least one of the rollers while being stretched around these seven rollers. The primary transfer bias rollers 9Y, M, C, and K sandwich the intermediate transfer belt 8 moved endlessly in this manner from the photoreceptors 1Y, M, C, and K to form primary transfer nips, respectively. Yes. In these methods, a transfer bias having a polarity opposite to that of toner (for example, plus) is applied to the back surface (loop inner peripheral surface) of the intermediate transfer belt 8. All of the rollers except the primary transfer bias rollers 9Y, 9M, 9C, and 9K are electrically grounded. The intermediate transfer belt 8 sequentially passes through the primary transfer nips for Y, M, C, and K along with the endless movement thereof, and Y, M, and C on the photoreceptors 1Y, M, C, and K are sequentially transferred. , K toner images are superimposed and primarily 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 sandwiches the intermediate transfer belt 8 between the secondary transfer roller 19 and forms a secondary transfer nip. The visible four-color toner image formed on the intermediate transfer belt 8 is transferred to the transfer paper P at the secondary transfer nip. Then, combined with the white color of the transfer paper P, a full color toner image is obtained. Untransferred toner that has not been transferred onto the transfer paper P adheres to the intermediate transfer belt 8 after passing through the secondary transfer nip. 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 whose surfaces move in the forward direction, and is conveyed in the opposite direction 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 full-color toner image on the surface is fixed under the influence of heat and pressure. Thereafter, the transfer paper P is discharged out of the apparatus through a pair of paper discharge rollers 29. A stack portion 50a is formed on the upper surface of the printer body. The transfer paper P discharged to the outside by the discharge roller pair 29 is sequentially stacked on the stack portion 50a.
[0021]
A bottle support portion 31 is disposed between the intermediate transfer unit 15 and the stack portion 50a located above the intermediate transfer unit 15. The bottle support portion 31 is equipped with toner bottles 32Y, M, C, and K that are agent storage portions for storing Y, M, C, and K toners. The toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K are arranged so as to be aligned with each other at an angle slightly inclined from the horizontal, and the arrangement positions are higher in the order of Y, M, C, and K. The Y, M, C, and K toners in the toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K are appropriately supplied to the developing devices of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K, respectively. These toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K are detachable from the main body of the printer 100 independently of the process cartridges 6Y, 6M, 6C, and 6K.
[0022]
FIG. 3 is a perspective view showing a toner bottle 32Y for Y serving as a toner container. In the figure, a toner bottle 32Y for Y has a bottle portion 33Y and a cap portion 34Y fixed to the tip side thereof. The bottle portion 33Y formed in a columnar shape is embossed so that screw-like protrusions protruding from the outside toward the inside are along the circumferential surface. When the Y toner bottle 32Y is rotated, the Y toner in the bottle portion 33Y moves along the screw-shaped protrusion from the bottle bottom side toward the bottle tip side. And it enters the cap part 34Y from the bottle part 33Y.
[0023]
The cap part 34Y is formed in a cylindrical shape having a slightly smaller diameter than the bottle part 33Y, and has a handle 35Y, a shutter 36Y, and a gear part 37Y on its circumferential surface. The handle 35Y protrudes from the circumferential surface of the cap so as to extend in the cylinder axis direction. The shutter 36Y is slidable in the circumferential direction. In the illustrated state, the shutter 36Y covers and hides a toner discharge port (not shown) provided on the circumferential surface of the cap. 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 Y toner bottle 32Y is rotated by meshing the gear of the gear portion 37Y with a drive gear of a toner supply device described later. The toner bottles 32M, C, and K for other colors M, C, and K have the same configuration.
[0024]
FIG. 4 is a perspective view showing the bottle support portion 31 and the four toner bottles 32Y, 32M, 32C, 32K. The bottle support portion 31 has four bottle mounting portions 31Y, 31M, 31C, and 31K for individually mounting the four toner bottles 32Y, 32M, 32C, and 32K. This figure shows a state in the middle of attaching the toner bottle 32K for K among the four toner bottles 32Y, 32M, 32C, 32K. The operator places the toner bottle 32K on the K bottle mounting portion 31Y of the bottle support portion 31, and then grips the handle 35Y provided on the cap portion 34K of the toner bottle 32K to rotate the toner bottle 32K. Along with this rotation, the shutter (not shown) provided in the cap part 34K is opened, and the toner discharge port (not shown) of the cap part 34K is exposed and faces downward in the vertical direction. At the same time, the cap part 34K is engaged and fixed by an engaging part (not shown) of the bottle attaching part 31K. The other color toner bottles 32Y, 32M, 32C are also fixed on the bottle support 31 by the same operation and the toner discharge port is exposed.
[0025]
5 to 7 are views showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion 31K 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 erected on the front 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 engagement wall 38K curved in a complicated shape is directed downward in the vertical direction. The engaging plate A of the bottle mounting portion 31K enters the loop through the opening of the engaging 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 a toner discharge port (not shown) of the cap portion 34K remains closed by the shutter 36K. The operator holds the handle 35K of the toner bottle 32K placed on the bottle mounting portion 31K and rotates it about 45 [°] counterclockwise in the drawing. Then, the entire toner bottle 32K rotates counterclockwise in the figure, but the shutter 36K of the cap portion 34K is hooked on the bottom of the bottle mounting portion 31K. For this reason, only the shutter 36K is prevented from rotating (FIG. 7). Then, a toner discharge port (not shown) that has been closed by the shutter 36K until then is exposed, and faces downward in the vertical direction. Further, the engaging wall 38K of the cap part 34K engages with the engaging plate A of the bottle attaching part 31K, and the toner bottle 32K is fixed on the bottle attaching part 31K.
[0026]
8 and 9 are cross-sectional views in which the toner bottle 32K for K is broken at the cap portion 34K. The posture of the toner bottle 32K shown in FIGS. 6 and 7 is the same as the posture of FIGS. 8 and 9, respectively. It can be seen that by rotating the toner bottle 32K by 45 [°], the toner discharge port C previously closed by the shutter 36K is exposed and positioned on the lower side in the vertical direction. Thus, 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 later-described toner transport pipe by its own weight.
[0027]
FIG. 10 is a perspective view illustrating a part of the Y, M, C, and K toner supply devices 40Y, 40M, 40K, and 40K in the printer 100. The toner supply devices 40Y, 40M, 40C, and 40K serving as toner supply units have substantially the same configuration except that the colors of the handled toners are different from each other. Taking the Y toner supply device 40Y that handles 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. In addition, although not shown in the drawings, the above-described bottle support portion for Y (31Y in FIG. 4) is also provided. The toner bottle 32Y correctly set on the Y bottle support portion meshes the gear portion 37Y of the cap portion 34Y with the drive gear 42Y. When the drive gear 42Y is rotated by the drive motor 41Y, the rotational driving force is transmitted to the entire toner bottle 32Y via the gear portion 37Y, and the toner bottle 32Y rotates. Then, Y toner is discharged from a toner discharge port (not shown) facing the lower side in the vertical direction of the cap portion 34Y, and falls onto the toner transport pipe 43Y. A resin coil (not shown) is provided in the toner transport pipe 43Y, and this is also rotationally driven by the drive motor 41Y. The resin coil conveys the Y toner received from the toner discharge port along the toner conveyance pipe 43Y and supplies it 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 transport pipe 43Y in the Y toner supply device (40Y in FIG. 10). A toner sensor 46Y composed of a transmissive photosensor having a light emitting portion 44Y and a light receiving portion 45Y that are opposed to each other while sandwiching the inside of the tube is fixed to a root portion (end portion on the toner bottle side) of the toner transport pipe 43Y. . The toner sensor 46Y emits light l from the light emitting portion 44Y into the tube. The emitted light l crosses the tube and is received by the light receiving unit 45Y. The resin coil 47Y disposed in the toner transport pipe 43Y is a linear shaft whose root portion does not form a coil so as not to obstruct the optical path of the toner sensor 46Y. Y toner (T) discharged from a toner bottle for Y (not shown) (32Y in FIG. 10) traverses the optical path of the toner sensor 46Y when transported through the toner transport pipe 43Y. If 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 portion 44Y becomes a considerably low value. On the other hand, if the toner is not properly 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 portion 44Y becomes a considerably high value. The toner sensor 46Y outputs a high signal of 5 [V] by a digital IC (not shown) 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). On the other hand, when the amount of light received by the light receiving unit 44Y exceeds a predetermined threshold value (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 illustrating a part of the electronic circuit of the printer 100. In the figure, a control unit 60 has a CPU, a RAM, a ROM, etc. (not shown) and controls the entire printer. The process unit 6Y, M, C, K, the exposure device 7, the intermediate transfer unit 15, the fixing device 20, the operation display unit 70, and the like are electrically connected to the control unit 100. The toner supply devices 40Y, 40M, 40C, and 40K are also electrically connected, and of course, toner sensors that are fixed to the toner transport pipes are also connected. The operation display unit 70 is composed of a touch panel or the like, and displays various information on the display or accepts key input by the 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 performed individually for each color toner supply device (40Y, M, C, K). When a value of a later-described low level counter C2 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 starts, first, the value of the low level counter C2 stored in the RAM (not shown) is read (step 1: hereinafter, step is referred to as S). Then, after the progress of the control flow is interrupted until rotation of the corresponding toner bottle (any one of 32Y to 32K) is started (S2), the sampling counter C1 and the toner sensor output integrated value A are each set to zero. Set. Next, after the control flow is awaited until the FGATE signal (reference trigger signal) is output (S5), the toner sensor output value sampling process is started.
[0031]
In the sampling process including the control steps from S6 to S10, first, after the progress of the control flow is waited for 20 [msec] (S6), “1” is added to the value of the sampling counter C1 (S7). Then, after the output value (5 V or 0 V) of the corresponding toner sensor is sampled (S8), the sampling 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 is 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 control of S11. In such a sampling process, the output value of the toner sensor is sampled every 20 [msec] within a period from when the output of the FGATE signal is turned OFF to be integrated with the toner sensor output integrated value A. To go.
[0032]
When the sampling process ends, 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 (S12).
[0033]
Here, when the output average value B exceeds 0.50 [V] (Y in S12), there is a sufficient margin for the toner remaining in the toner bottle, so that the toner is discharged well from the toner bottle. Will be. That is, no toner near-end has occurred in the toner supply device in which the toner bottle is mounted. For this reason, the value of the low level counter C2 is reset to zero (S17). Thereafter, when 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 toner bottle has stopped rotating. Only when the rotation has 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 is looped to S3 described above, and the sampling process is performed again after the sampling counter C1 and the toner sensor output integrated value A are reset.
[0034]
On the other hand, when the output average value B is 0.50 [V] or less in S12 described above (N), the toner has not been discharged well from the toner bottle at least during the sampling process described above. Become. Even if there is a margin in the toner remaining in the toner bottle, a toner discharge failure temporarily occurs. However, if it continues, it may be considered that the toner is near the end. In this printer, when toner discharge failure is detected continuously in five sampling processes, the toner near-end is reached. Therefore, when the output average value B is 0.50 [V] or less, after “1” is added to the low level counter C2 (S14), it is determined whether or not the addition result is “5” or more. Determination is made (S15). If it is equal to or greater than “5” (Y in S15), the toner near-end is notified (S16). About this alerting | reporting, it is made by a control part (60) making the display for the above-mentioned operation display part (70) perform the display for near-end alerting | reporting. 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 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 this printer, as described above, a new toner can be obtained by replacing the toner bottle as a toner container detachably attached to each toner supply device (40Y, M, C, K). Is set. In 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 situations such as toner scattering and hand staining when the set toner is transferred from the bag to the toner storage unit. it can.
[0037]
As a method for detecting the toner near end, a method of directly detecting the remaining amount of toner by a toner sensor provided in a toner container such as a toner bottle or a method of indirectly detecting the remaining amount of toner based on the toner dischargeability from the toner container. There is a method to detect. If the former method is employed in a method for replacing a detachable toner container such as a toner bottle as in the present printer, the cost of a disposable detachable toner container becomes high. Therefore, this printer employs the latter method. In the latter method, since the toner sensor can be provided independently from the detachable toner container (toner bottle in this example), the high cost as described above can be avoided.
[0038]
This printer forms an image with a resolution of 600 [dpi] in the main scanning direction (axial direction of the photosensitive member) and 600 [dpi] in the sub-scanning direction (circumferential direction of the photosensitive member). Further, the average toner consumption amount from the detection of the toner near end until the image density is lowered to the permissible range is 15.6 [g]. For each color toner image, the average value of toner consumption per image area is 0.5 [mg / cm²]. In such a configuration, the image area per printout can be obtained by the following equation.
[Expression 1]
Image area per sheet = number of output pixels / (600 dpi / 2.54 inch)²[Cm²] (Formula 1)
[0039]
Further, the image area that can be output after the toner near-end is detected until the image density falls to the permissible range is expressed by the following equation.
[Expression 2]
Image area that can be output after near end = 15.6 g × 1000 / 0.5 mg = 31200 [cm²] (Formula 2)
[0040]
FIG. 14 is a flowchart illustrating an example of forced stop determination control performed by the control unit (60). This forced determination control is performed by the control unit (60) as determination means during the printing operation after 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 the FGATE signal is output (S2). Then, after the number of output pixels is read (S3), the image area S1 per sheet is calculated based on the read result and the above equation 1 (S4). Next, 12 [cm] for the image area S1²It is determined whether or not (S5), and if so, the image area S1 is 12 [cm]²] (S6), it is added to the cumulative image area Sc (S7). Otherwise, the calculated image area S1 is added as it is to the cumulative image area Sc (S7). The accumulated image area Sc is a threshold value of 31200 [cm²] Is exceeded (S8), and if not, the control flow is looped to S1 according to the presence or absence of remaining jobs, or is terminated. 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 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 the 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, it is assumed that there is toner consumption according to the value of the image area S1 as in the conventional case, and the necessity of setting the forced stop flag is determined. Further, the forced stop execution timing is advanced by an amount corresponding to the image area S1, and a situation where the period from the toner near end to the forced stop is unnecessarily shortened can be suppressed. On the other hand, when the image area S1 is relatively small, even if the image area S1 is very small, it is all 12 [cm].²] Is added to the cumulative image area Sc. By such addition, it is considered that there is more toner consumption than the theoretical value, and the necessity of setting the forced stop flag is determined. Therefore, the forced stop execution timing is advanced in accordance with the toner consumption for the background stain and the charge-up of the toner, and the generation of an image with an invisible density is effectively suppressed. In addition, the said control part (60) which implements this forced stop determination control functions as the determination means which determines whether it should perform a forced stop.
[0042]
FIG. 15 shows the relationship between the image area per transfer paper (A4 size) of a single color (Y, M, C, or K) toner image and the number of printouts after toner near-end is detected in this printer. It is a graph to show. 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 sheets after the toner near end. After toner near-end occurs, 0 to 12 [cm] for a single color toner image of that color²When the image area of [] is continuously output, it is understood that the forced stop is performed after 2500 printouts (image forming operation). On the other hand, 12 [cm²When a monochromatic toner image having the above image area is continuously output, it can be seen that the forced stop execution time changes according to the image area. Actually, there are more cases where monochromatic toner images of different image areas are output than when monochromatic toner images of the same image area are continuously output, but 0-12 [cm²In the case of the image area, the consumption of toner more than the theoretical value is taken into consideration. Therefore, it is possible to suppress the occurrence of an image having an invisible density during the period while suppressing a situation where the period from the toner near end to the forced stop is unnecessarily shortened.
[0043]
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the image area of a single color toner image and the number of printouts after toner near-end of a conventional printer. Conventionally, when a single color toner image having an extremely small image area is continuously output, only the amount of toner consumption corresponding to the image area is taken into account, so that the number of printouts is more than four times that of the printer. Recognize. As a result, the toner is overcharged and the toner density is significantly lowered, and an image having an invisible density is generated.
[0044]
Heretofore, 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 them onto an intermediate transfer body. . The present invention can also be applied to an image forming apparatus that forms only a single color toner image.
[0045]
As described above, in this printer, the predetermined threshold value (12 cm) for the image area of the monochromatic toner image output after the toner near-end²) The calculation processing for determining whether to stop forcibly is different depending on whether it is less than or greater than. In such a configuration, for example, 1 [cm²] Compared with a case where dedicated calculation processing is performed for each predetermined area value such as an order, it is possible to suppress the occurrence of an image due to invisible density while simplifying the calculation processing.
In this printer, a toner supply device for each color is configured such that a toner bottle as a toner container is detachable. As the near-end detecting means, a means for detecting the toner near-end based on the change in the discharge property of the toner from the toner bottle is used. In such a configuration, since the toner sensor can be provided independently from the detachable toner container (in this example, a toner bottle), the high cost as described above can be avoided.
[0046]
【The invention's effect】
According to the first to third aspects of the present invention, it is possible to suppress an occurrence of an image having an invisible density during the period while suppressing a situation where the period from the near end to the forced stop is unnecessarily shortened. 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 showing a process cartridge for Y of the printer and its surroundings.
FIG. 3 is a perspective view illustrating a toner bottle for Y of the printer.
FIG. 4 is a perspective view illustrating a bottle support portion and four toner bottles in the printer.
FIG. 5 is a view showing a cross-section and a side surface of the bottle mounting portion together with a front surface of a toner bottle for Y (before the bottle is placed).
FIG. 6 is a view showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion together with the front surface of the Y toner bottle (immediately after the bottle is placed).
FIG. 7 is a view showing a cross section and a side surface of the bottle mounting portion together with the front surface of the Y toner bottle (after the bottle is rotated).
FIG. 8 is a cross-sectional view (post-rotation posture) of the K toner bottle of the printer broken at a cap portion.
FIG. 9 is a cross-sectional view (post-rotation posture) of a K toner bottle of the printer, broken at a cap portion.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a part of a toner supply device for Y, M, C, and K in the printer.
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a part of a toner transport pipe 43Y in the toner supply device for Y of the printer.
FIG. 12 is a block diagram showing a part of the electronic circuit of the printer.
FIG. 13 is a flowchart illustrating an example of toner near-end detection control performed by the control unit of the printer.
FIG. 14 is a flowchart showing an example of forced stop determination control performed by the control unit.
FIG. 15 is a graph showing the relationship between the image area of a single color toner image per transfer sheet and the number of printouts after toner near-end is detected in the printer.
FIG. 16 is a graph showing the relationship between the image area of a single color toner image and the number of printouts after toner near-end of a conventional printer.
[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 section (part of notification means)

Claims

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を算出して累積画像面積に加算する演算処理を実施し、該累積画像面積の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、上記画像面積が所定の閾値を超える値である場合には、該値を累積画像面積に加算する演算法を用いる一方で、上記画像面積が所定の閾値以下の値である場合には、該値の代わりに該閾値を累積画像面積に加算する演算法を用いるように、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 that develops a latent image on the latent image carrier using a developer carried on the surface, and a toner and a magnetic carrier for supplying the developer carrier to the developer carrier. Agent storage means for storing the developer, toner supply means for supplying toner to the agent storage means, notification means for informing the operator of predetermined information and prompting the toner supply means to replenish the toner A notification determination unit that determines whether or not to perform notification by the notification unit; and after the notification by the notification unit, the image area is calculated and added to the cumulative image area each time an image is formed In an image forming apparatus comprising: a determination unit that performs a calculation process to determine whether to forcibly stop an image forming operation based on a calculation result of the accumulated image area ;
In the calculation process, when the image area is a value exceeding a predetermined threshold, the calculation method is used to add the value to the cumulative image area, while the image area is a value equal to or less than the predetermined threshold. In this case, the image forming apparatus is characterized in that the determination unit is configured to use a calculation method of adding the threshold value to the accumulated image area instead of the value .

請求項１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 .
As the toner supply means, a toner container configured to be detachable is used, and as the notification determining means, a determination is made based on a change in dischargeability of toner from the toner container. An image forming apparatus using the apparatus.