JP7582045B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に感光体ドラムユニットが交換可能な画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置本体に対して感光体ドラムユニットを着脱自在に、また感光体ドラムユニットに対して、トナーを収容するトナーカートリッジを着脱自在に構成した画像形成装置があった（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８－５８７２６号公報（第６頁、図１）

しかしながら、感光体ドラムユニットが寿命となってこれを交換する際に、その感光体ドラムユニット内にトナーが残留する場合には、内部残留トナーも一緒に廃棄されるため、トナーが無駄になる恐れがあった。

本発明による画像形成装置は、画像形成装置本体に対してＩＤユニットが着脱自在に構成され、前記ＩＤユニットに現像剤を供給する現像剤収容体が着脱自在に構成された画像形成装置にであって、
前記画像形成装置による印刷動作を制御する制御部と、
前記現像剤収容体の供給口を閉じることによって前記現像剤の供給を停止するシャッタと、前記ＩＤユニットが内蔵する感光体ドラムの使用量をカウントするカウンタ部とを有し、
前記制御部は、前記使用量に基づいて導いた、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量が、前記ＩＤユニットに充満する量の現像剤が消費されるまでの印刷量を示す第１の閾値と一致した段階で、前記シャッタを閉じるための処理を行うことを特徴とする。

本発明による別の画像形成装置は、画像形成装置本体に対してＩＤユニットが着脱自在に構成され、前記ＩＤユニットに現像剤を供給する現像剤収容体が着脱自在に構成された画像形成装置であって、
前記画像形成装置の状態を表示する表示部と、前記画像形成装置による印刷動作を制御する制御部と、前記ＩＤユニットが内蔵する感光体ドラムの使用量をカウントするカウンタ部とを有し、
前記制御部は、前記使用量に基づいて導いた、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量が、前記ＩＤユニットに充満する量の現像剤が消費されるまでの印刷量と未使用の現像剤収容体に収容されている量の現像剤が消費されるまでの印刷量とを加算した総印刷量を示す第２の閾値と一致した段階で、ユーザーに、使用中の現像剤収容体と未使用の現像剤収容体とを交換するように促す第３のメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする。

本発明の画像形成装置によれば、ＩＤユニットの感光体ドラムが寿命となった時、ＩＤユニット内のトナーが殆ど消費された状態でＩＤユニットを交換することが可能となる。

本発明による実施の形態１の画像形成装置としてのプリンタの要部構成を示す概略構成図である。 イエロー（Ｙ）の画像形成ユニットの要部構成を示す概略構成図である。 実施の形態１でのプリンタの制御系を示すブロック図である。 ＩＤユニットの交換時期に行われる各メッセージの表示タイミング及び諸動作の流れを示すフローチャートである。 ＩＤユニットの交換時期に行われる各メッセージの表示タイミング及び諸動作の流れを示すフローチャートである。 プリンタの表示部が表示するメッセージＡの内容を示すイメージ図である。 プリンタの表示部が表示するメッセージＢの内容を示すイメージ図である。 トナーセンサ検出と閾値１の関係の説明に供する図である。 未使用のＩＤユニットで、寿命となるまでに印刷可能な記録用紙の印刷枚数と、新品（未使用）トナーカートリッジのトナー量での印刷可能な記録用紙の印刷枚数を示す図である。 トナーフルレベルのトナー量で印刷可能な記録用紙の印刷枚数と、閾値１の値を示す図である。 本発明に基づく実施の形態２のプリンタによって行われる、ＩＤユニットの交換時期に伴う警告メッセージの表示タイミング及び諸動作の流れを示すフローチャートである。 プリンタの表示部が表示するメッセージＣの内容を示すイメージ図である。 トナーフルレベルのトナー量で印刷可能な記録用紙の印刷枚数と、閾値２の値を示す図である。 トナーセンサ検出と閾値２の関係の説明に供する図である。

実施の形態１．
図１は、本発明による実施の形態１の画像形成装置としてのプリンタ１の要部構成を示す概略構成図である。プリンタ１は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色を印刷可能なカラー用電子写真方式のプリンタとしての構成を備えている。

同図に示すように、プリンタ１の内部には、駆動ローラ２及び張架ローラ３に張架られて記録媒体としての記録用紙を矢印Ａ方向に搬送する転写ベルト４に沿って、搬送方向上流側から順に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各トナー画像を形成する同一な構成を有する４つの画像形成ユニット５～８が配置され、転写ベルト４を介して、これらの各画像形成ユニット５～８に対向する位置には転写ローラ９がそれぞれ配置されている。

プリンタ１のカバー１０には、先端部に露光手段としてのＬＥＤヘッド３３を具備したヘッド保持部１１が配設されている。画像形成ユニット５～８は、プリンタ１本体に対して着脱自在に装着されて、プリンタ１のカバーを開閉することで交換が可能である。尚、画像形成ユニット５～８のような、プリンタ１の構成要素の個々に対して、その構成要素を除いた部分をプリンタ１本体と称す場合がある。

図２は、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５の要部構成を示す概略構成図である。ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５を例に説明するが、他の色の画像形成ユニット６～８も構成は同様である。

同図に示すように、画像形成ユニット５は、イメージドラムユニット（以下、ＩＤユニットと称す）１２と、ＩＤユニット１２に着脱自在に装着される現像剤収容体としてのトナーカートリッジ１６から構成されている。尚、カバー１０を開けることにより、トナーカートリッジ１６はＩＤユニット１２から外して取り出すことが可能であり、ＩＤユニット１２は、例えばトナーカートリッジ１６を外した状態で、プリンタ１本体から取り出すことが可能に構成されている。

トナーカートリッジ１６内には現像剤としてのトナー（イエロー）が収容され、また攪拌バー１７が回転可能に配設されている。尚、トナーカートリッジ１６は、収容されるトナー量を調整することで、小容量トナーカートリッジ或いは大容量トナーカートリッジとして販売される。従って、小容量、大容量の各トナーカートリッジでは、収容されるトナーの量によって決まる印刷可能枚数も異なるが、ここでは以後、大容量のトナーカートリッジをトナーカートリッジ１６として説明する。

トナーカートリッジ１６の下部には、ＩＤユニット１２にトナーを供給するための供給口２０が形成され、更にこの供給口２０を開閉する回動式の断面円孔状のシャッタとしてのトナーカートリッジシャッタ（以下、ＴＣシャッタと称す）１８が回動可能に配設されている。図２では、この供給口２０が開いた状態を示している。ＩＤユニット１２の、トナーカートリッジ１６の下部に対向する位置にはトナーカートリッジシャッタセンサ（以後、ＴＣシャッタセンサと称する）３６が配設され、トナーカートリッジ１６の開閉情報を後述するプリンタ制御部４５（図３参照）に送信する。尚、ここではＴＣシャッタセンサ３６をＩＤユニット１２に設ける例を示したが、トナーカートリッジ１６自体が備える構成としてもよい。

この供給口２０に対応して、ＩＤユニット１２側には取入口２１が形成され、取入口２１の下方には本体側シャッタ２２がスライド移動可能に設けられている。尚、本体側シャッタ２２は、シャッタ駆動部２３により水平方向に往復移動し、同図において左方向に移動することにより取入口２１を開き、右方向に移動することにより取入口２１を閉じる。

本体側シャッタ２２の下方にはトナー収容部２４が形成され、トナー収容部２４にはトナーセンサレバー２５が配設されている。トナーセンサレバー２５は、トナーセンサ２５ａ（図３参照）と共にトナー収容部２４内のトナーの残量を検出するものである。ここでは、トナー収容部２４内に収容されるトナーが、点線で示すトナーフルレベル２６以上のトナーフルの状態と、点線で示すトナーローレベル２７以下のトナーローの状態とを検出し、検出したトナー残量情報を後述するプリンタ制御部４５（図３参照）に送信する。尚、トナーセンサレバー２５とトナーセンサ２５ａとが現像剤検出手段に相当する。

トナー残量を検出する構成について更に説明する。トナーセンサレバー２５は、クランク形状に形成され、回転自在になっており、回転する駆動部に押されて回転するようになっている。したがってトナーの残量が少ない場合は、トナーセンサレバー２５のクランク部は駆動部に押されて上死点に達した後、残留トナーの上面に向かって自重落下する。

クランク部が所定の高さより下に位置する時間は、残量トナーが多い場合は短く、残量トナーが少ない場合は長い。従って、トナーセンサレバー２５のクランク部の高さによって出力の変化するトナーセンサ２５ａを設けることにより、トナーセンサレバー２５が所定の高さより下にある時間と回転周期の比率よりトナー残量を検出することができる。そしてこの比率に対して２つの閾値を設けることにより、異なる２つのレベル、即ちトナーフルレベルとトナーローレベルのトナー残量を検出することが可能となる。

本実施の形態のトナー残量検出では、少なくとも図２に点線で示すトナーフルレベル２６とトナーローレベル２７の２つの残量レベルを境に、トナーフルレベル２６以上のトナーフルの状態とトナーローレベル２７以下のトナーローの状態とが検出可能となっている。

トナー収容部２４の下部には攪拌スクリュー２８ａ、２８ｂ、及び供給ローラ２９がそれぞれ回転可能に設けられている。攪拌スクリュー２８ａ、２８ｂはトナー収容部２４内のトナーを攪拌し、供給ローラ２９はトナー収容部２４内のトナーを現像ローラ３０へ供給する。

ＩＤユニット１２の下方には、感光体ドラム３１が回転可能に設けられている。感光体ドラム３１の周囲には、順に帯電ローラ３２、露光手段としてのＬＥＤヘッド３３、現像ローラ３０およびクリーニング部材３４がそれぞれ配置されており、これらの部材により電子写真プロセスによって感光体ドラム３１上にトナー画像を形成する。

以上のようにして感光体ドラム３１上に形成されたイエロー（Ｙ）のトナー画像は、感光体ドラム３１と転写ローラ９とのニップ部において、転写ベルト４上に載置されて矢印Ａ方向に搬送される記録用紙上に転写される。同様にして、他の３つの画像形成ユニット６～８において形成された各色のトナー画像が、順次重ねて記録用紙上に転写されることにより、カラーの印刷画像が記録用紙上に転写される。

その後、カラーの印刷画像が転写された記録用紙は、図示しない定着部による加熱及び加圧によって定着処理された後、図示しないトレイに排出される。

図３は本実施の形態におけるプリンタ１の制御系を示すブロック図である。同図において、制御ＣＰＵ４１は、プリンタ１の動作全体を制御するもので、制御バス４２を介して他の機能部に接続されている。制御バス４２に接続されたプログラムＲＯＭ４３には制御プログラムが予め書き込まれており、制御ＣＰＵ４１は、この制御プログラムの手順に従って各処理を実行する。同様に制御バス４２に接続されたワークＲＡＭ４４は、処理を実行する際に必要な変数やデータ等を一時的に保持する。

制御バス４２に接続されたプリンタ制御部４５には、ＩＤユニット１２に設けられたトナーセンサ２５ａ、及びＴＣシャッタセンサ３６の出力を含め、用紙搬送を伴った印刷制御に必要な各種センサが接続されている。トナーセンサ２５ａは、上述したトナーセンサレバー２５の動作タイミングを検出するものである。制御ＣＰＵ４１は、トナーセンサ２５ａからの検出信号により、イメージドラムユニット１２内のトナー残量を示すトナーフル及びトナーローの状態を検出する。尚、制御ＣＰＵ４１とプリンタ制御部４５とが制御部に相当する。

制御バス４２に接続された画像処理部４７は、外部インタフェース４８を介して図示しない上位装置から送信されてくる画像データを受信し、受信した画像データを、制御バス４２に接続されたプリンタ制御部４５へ送る。プリンタ制御部４５は、画像データをＲＡＭ４４に一旦格納し、制御ＣＰＵ４１により生成される印刷タイミングに従ってＲＡＭ４４から画像データを読出し、ＬＥＤヘッド３３へ送信する。これによりＩＤユニット１２に内蔵する感光体ドラム３１上に光電画像を形成する。またプリンタ制御部４５には、ＬＥＤヘッド３３に送信した画像データに応じた印刷ドットの数をカウントするドットカウンタが設けられている。

プリンタ制御部４５は、ＩＤユニット１２を含む各ユニットを駆動するための、各種のモータやクラッチなどのアクチュエータである印刷機構部５３が接続されており、制御ＣＰＵ４１の指令に従って印刷用紙を搬送するなどの動作を実行する。更に、プリンタ制御部４５は、図示しない定着部に備えられた定着器ヒータ５５を加熱することにより記録用紙上に転写されたトナーを加熱し定着させる。また制御バス４２には、表示部５８が接続されている。

ＩＤユニット１２には不揮発メモリ５１が装着されている。本実施の形態では、限定しない通信方式により、プリンタ制御部４５が不揮発メモリ５１に対して読み出し及び書き込みをすることができる。また不揮発メモリ５１には少なくとも、感光体ドラム３１の積算された回転数であり、図示しないカウンタでカウントする使用量としての感光体ドラム寿命カウンタ値と、装着されたＩＤユニット１２が新品か否かを示す新品フラグ情報とを記憶する。尚、図示しないカウンタと不揮発メモリ５１がカウンタ部に相当する。

トナーカートリッジ１６には、不揮発メモリ５２が装着されている。本実施の形態では限定しない通信方式により、プリンタ制御部４５が不揮発メモリ５２に対して読み出し及び書き込みをすることができる。また不揮発メモリ５２には、少なくともトナーカートリッジ１６の品種情報と、収容されたトナーの残量を示すトナー残量カウンタ値と、装着されたトナーカートリッジ１６が新品か否かを示す新品フラグ情報、とを記憶する。品種情報とは、充填されているトナーの色や製品名といった情報である。

以上の構成において、プリンタ１による、ＩＤユニット１２の交換時期に伴う、各メッセージの表示タイミング及び諸動作の処理の流れについて、図４、図５のフローチャートに沿って以下に説明する。図４、図５は、一連のフローチャートを示すもので、表示した（Ｃ）部で両フローチャートは繋がっている。尚、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５に対する処理を想定して説明する。

このフローチャートは、例えば以下の実施タイミングで開始されるものである。
・プリンタ１に電源が供給され、印刷可能な状態に至るまでの初期化動作タイミング、
・プリンタ１が、図示しないトレイへの、記録用紙の排出を完了したタイミング、
・プリンタ１のカバー１０が閉じるのを検出したあとの初期化動作タイミング、
・省電力モードといった、表示部５８によるメッセージ表示が消えている状態から、待機モードといった、メッセージ表示が行われるモードに遷移するタイミング。

上記の各タイミングでフローが開始されると、プリンタ制御部４５は、先ずＩＤユニット１２に装着された不揮発メモリ５１から、感光体ドラム寿命カウンタ値を読み出し（ステップＳ１０１）、トナーセンサ２５ａからのトナー残量情報により、ＩＤユニット１２内のトナー残量レベルを検知し（ステップＳ１０２）、更にトナーカートリッジ１６に装着された不揮発メモリ５２から、新品フラグ情報と品種情報を読み出す（ステップＳ１０３）。

プリンタ制御部４５は、ＩＤユニット１２内のトナー残量レベルがトナーフルレベル２６以上、即ちトナーフル状態か否かを判定し、トナーフル状態であればステップＳ１０５に遷移し（ステップＳ１０４、Ｙｅｓ）、トナーフル状態でなければステップＳ１１０に遷移する（ステップＳ１０４、Ｎｏ）。

ステップＳ１０５で、プリンタ制御部４５は、図６に示す第１のメッセージとしてのメッセージＡ、即ち「イエローのトナーカートリッジのシャッタを閉めて下さい。イメージドラムユニット内にイメージドラムユニット寿命分のトナーが供給されました。」のメッセージＡを表示部５８で表示しているか否かを判定する。メッセージＡを表示している場合（ステップＳ１０５，Ｙｅｓ）、ＴＣシャッタ１８が実際に閉められているか否かを判定し、閉じられていれば（ステップＳ１０８，Ｙｅｓ）、メッセージＡを消して（ステップＳ１０９）、ステップＳ１１０に遷移し、閉じられていなければ（ステップＳ１０８，Ｎｏ）、メッセージＡを表示して（ステップＳ１０７）、ステップＳ１１０に遷移する。

一方、プリンタ制御部４５は、ステップＳ１０５で、メッセージＡを表示していないと判定した場合、ステップＳ１０１で読み出した使用量としての感光体ドラム寿命カウンタ値から感光体ドラム残寿命値を算出し、感光ドラム残寿命値と閾値１を比較する（ステップＳ１０６）。ここでの感光体ドラム残寿命値は、感光体ドラム寿命カウンタ値を、例えば所定サイズの記録用紙の印刷可能枚数に換算した値であり、感光体ドラム３１の寿命までの印刷量に相当する。

ここで、感光ドラム残寿命値及び閾値１の算出方法について、図８～図１０を参照しながら説明する。図８は、トナーセンサ検出と閾値１の関係の説明に供する図であり、図９は、未使用のＩＤユニット１２で、寿命となるまでに印刷可能な記録用紙の印刷可能枚数と、新品（未使用）トナーカートリッジのトナー量での印刷可能な記録用紙の刷可能枚数を示す図であり、図１０は、トナーフルレベル２６のトナー量での印刷可能枚数と、閾値１の値を示す図である。

感光体ドラム３１は、その表面が摩耗することで電子写真プロセスにおけるトナー画像が一定品質に至らないレベルになった段階で、寿命に達したとする。感光体ドラム残寿命値は、感光体ドラム３１が、寿命になるまであと何枚の記録用紙を印刷可能か、を示す数値で、ここでは、未使用の感光体ドラム３１で、図９に示すように予め３００００枚に設定されている。尚、ここでは、感光体ドラム３１が寿命になった段階でＩＤユニット１２を交換することを想定しているため、感光体ドラム３１とＩＤユニット１２の印刷可能枚数は等しい。

従って、感光体ドラム残寿命値は、この３００００枚から、いままでに何枚の記録用紙を印刷したかを示す数値、即ち感光体ドラム寿命カウンタ値を一枚の印刷に要する回転数で割った数値を減算することで算出できる。

また図９では、ここでは新品（未使用）トナーカートリッジ１６に収容されているトナー量で５０００枚の記録用紙の印刷が可能であることを示し、図１０では、トナーフルレベル２６のトナー量だけで２１００枚の印刷が可能であり、閾値１がトナーフルレベルでの印刷可能枚数に設定されていることを示している。即ち、閾値１は、ＩＤユニット１２に充満する量のトナーが消費されるまでの印刷量を示す第１の閾値に相当する。

図８において、上段はトナーカートリッジ１６内のトナーの収容量（残量）を示し、下段はＩＤユニット１２のトナー収容部２４内のトナーの残量を示す。また下段においてトナーフルレベル２６及びトナーローレベル２７が示してある。同図（ａ）は、ＩＤユニット１２のトナー収容部２４内のトナー量はトナーフルレベル２６であり、トナーカートリッジ１６内にもトナーが残っている状態を示している。

例えば、この同図（ａ）の状態において、ＩＤユニット１２の感光体ドラム残寿命値（残りの印刷可能枚数）が、トナーフルレベルのトナー量での印刷可能枚数２１００枚（図１０）と同じであったとし、図８（ｂ）に示すようにＴＣシャッタ１８が閉じられていれば、ＩＤユニット１２が寿命となるタイミングで、ＩＤユニット１２内のトナーは略空になり、無駄なくＩＤユニット１２を交換することが可能となる。

従ってこのステップＳ１０６では、閾値１を２１００とし、感光体ドラム残寿命値と比較し、感光体ドラム残寿命値が閾値１以下となった場合（ステップＳ１０６，Ｙｅｓ）、メッセージＡを表示して（ステップＳ１０７）、ユーザーにトナーカートリッジ１６のＴＣシャッタ１８を閉めるように促して、また感光体ドラム残寿命値が閾値１より多かった場合にはそのままステップＳ１１０に遷移する。

即ち、ステップＳ１０４～ステップＳ１０９では、ＩＤユニット１２内のトナーがトナーフルの状態であるのを確認した上で感光体ドラム残寿命値と閾値１とを比較し、感光体ドラム残寿命値が閾値１以下になった段階で、メッセージＡを表示してユーザーにトナーカートリッジ１６のＴＣシャッタ１８を閉めるように促し、以後、ユーザーがＴＣシャッタ１８を閉めるまでメッセージＡを表示してステップＳ１１０に遷移し、トナーがトナーフルレベル以下となった段階ではそのままステップＳ１１０に遷移する。プリンタ制御部４５は、以上の処理を前記した所定の実施タイミングで実行するものである。

従って、ユーザーがメッセージＡに従ってＴＣシャッタ１８を閉めた場合、トナーカートリッジ１６及びＩＤユニット１２内のトナー、及びＴＣシャッタ１８の各状態は、例えば図８（ａ）から同図（ｂ）の状態に移行し、以後、トナーの消費と共にＩＤユニット１２内のトナーは減少する。

次に、ＩＤユニット１２内のトナーが少なくなったときの処理について以下に説明する。
プリンタ制御部４５は、ステップＳ１１０で、図７に示す第２のメッセージとしてのメッセージＢ、即ち、「イエローのＩＤユニットを新品に交換してください。イエローのＩＤユニットが寿命に達しました。またトナーカートリッジは、交換前のＩＤユニットに搭載していたものを交換後の新品のＩＤユニットに装着してください」のメッセージＢを表示部５８で表示しているか否かを判定する。

メッセージＢを表示していない場合（ステップＳ１１０、Ｎｏ）、プリンタ制御部４５は、ステップＳ１０２で検知したトナー残量レベルがトナーローレベル２７以下、即ちトナーロー状態か否かを判定し、トナーロー状態であればステップＳ１１３に遷移し（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）、トナーロー状態でなければステップＳ１１２に遷移する。尚、図８（ｃ）は、（ステップＳ１１１，Ｙｅｓ）の状態を示している。

ステップＳ１１２で、プリンタ制御部４５は、感光体ドラム３１が寿命に達したか、即ち感光体ドラム残寿命値が０になったか否かを判定し、寿命に達していなければフローを終了し（ステップＳ１１２，Ｎｏ）、寿命に達していれば（ステップＳ１２，Ｙｅｓ）、ステップＳ１１３に遷移する。ステップＳ１１３ではメッセージＢを表示する（ステップＳ１１３）。ここでは、時を移さずに発生するトナーロー状態と感光体ドラム３１の寿命のうち、どちらか一方が発生したため、ＩＤユニット１２とトナーカートリッジ１６の交換作業を行うために印刷動作を停止する（ステップＳ１１４）。

一方、ステップＳ１１０でメッセージＢを表示していると判定した場合（ステップＳ１１０，Ｙｅｓ）、新品のＩＤユニット１２に交換されたか否かを判定し、交換されていない場合にはステップＳ１１３に遷移し（ステップＳ１５，Ｎｏ）、交換されている場合には（ステップＳ１５，Ｙｅｓ）、ＩＤユニット１２とトナーカートリッジ１６の交換作業は不要であるためにメッセージＢを消して印刷を続行する（ステップＳ１１６，１１７）。尚、ステップＳ１１５の判定は、交換したＩＤユニット１２の感光ドラム寿命カウンタ値が３００００程度であるため、不揮発メモリ５１から読み出した感光ドラム寿命カウンタ値から判定可能である。

図８（ｄ）は、（ステップＳ１１５，Ｙｅｓ）の状態を示し、図８（ｅ）は、交換された新品のＩＤユニット１２に、交換前のＩＤユニットから外したトナーカートリッジ１６を再度装着した際に、図示しない装着ロック機構によってＴＣシャッタ１８が開かれた段階の状態を示している。

本実施の形態における図示しないロック機構は、ＩＤユニット１２に対するトナーカートリッジ１６の着脱に伴う両者間の固定及び固定解除を手動或は自動で行い、この両者間の固定及び固定解除に伴って、ＴＣシャッタ１８の開閉をも行うものであるが、ここでは更に、ＴＣシャッタ１８のみの開閉を、手動或いは自動で行えるような構成となっている。

従ってステップＳ１１０～ステップＳ１１７では、ＩＤユニット１２内のトナーがトナーロー状態になったか、或いは感光体ドラム３１が寿命に達した段階で、メッセージＢを表示して印刷を停止し、ユーザーにＩＤユニット１２の交換、及び交換後のＩＤユニット１２に、交換前に装着していたトナーカートリッジ１６を再度装着することを促し、ユーザーがこれ等の一連の処理を完了した段階で印刷を再開するものである。

従って、時を移さずに発生することになる、感光体ドラム３１の寿命とＩＤユニット１２内のトナーロー状態のうち、トナーロー状態が先に発生した場合にも、トナーなしの状態で印刷処理が行われるのを防ぐことができる。

変形例．
ここでの変形例は、図４に示すフローチャートのステップＳ１０６で、感光体ドラム残寿命値が閾値１となった段階で、自動でトナーカートリッジ１６のＴＣシャッタを閉じる構成とするものである。従って、ここではステップＳ１０７でメッセージＡを表示する代わりに「自動でトナーカートリッジ１６のＴＣシャッタを閉じる」処理を実行し、それに伴って、ステップＳ１０５、ステップＳ１０８、ステップＳ１０９を省くものである。

従って、この変形例では、ユーザーがトナーカートリッジ１６内のＴＣシャッタ１８を閉じる必要がないため、手間が省ける他、ＴＣシャッタ１８を開けたままトナーカートリッジ１６を取り外す、といった事故を防ぐことができる。

尚、ここでは、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット５を対象にして、ＩＤユニット１２の交換時期に伴う各メッセージの表示タイミング及び諸動作の処理の流れについて説明したが、実際には、他の色の３つの画像形成ユニット６～８についても、同様のフローが平行して実施されるものである。

以上のように、本実施の形態のプリンタによれば、トナーカートリッジ１６内にトナーが残っている場合でも、感光体ドラム残寿命値が閾値１となる所定のタイミングでそのＴＣシャッタを閉じることによって、感光体ドラム３１が寿命となった段階でＩＤユニット１２内のトナーを使い切ることが可能となる。従って、寿命となったＩＤユニット１２を新しいＩＤユニット１２に交換後、メッセージに従って、いままで使用していたトナーカートリッジ１６を、引き続き交換後のＩＤユニット１２に装着することによって、トナーを無駄にすることなく、ＩＤユニット１２の交換を完了することが出来る。

実施の形態２．
図１１は、本発明に基づく実施の形態２のプリンタによって行われる、ＩＤユニット１２の交換時期に伴う、メッセージの表示タイミング及び諸動作の処理の流れを示すフローチャートである。

本実施の形態のプリンタが、前記した実施の形態１のプリンタ１と主に異なる点は、図１１に示すフローチャートに基づく、ＩＤユニット１２の交換時期に伴うメッセージの表示タイミング及び諸動作である。

従って、このフローを実行する本実施の形態のプリンタが、前記した実施の形態１のプリンタ１と共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態のプリンタの構成は、図１に示す実施の形態１のプリンタ１の要部構成と共通するため、必要に応じて図１～図３を参照する。

本実施の形態のプリンタによる、ＩＤユニット１２の交換時期に伴う警告メッセージの表示タイミング及び諸動作について、図１１のフローチャートに沿って以下に説明する。同図のフローチャートにおいて、このフローの実施タイミング、及びステップＳ２０１～ステップＳ２０３の処理は、前記した実施の形態１で説明したフローの実施タイミング及びステップＳ１０１～ステップＳ１０３の処理と同じなのでここでの説明を省略する。

プリンタ制御部４５は、ステップＳ２０４で、ＩＤユニット１２内のトナー残量レベルがトナーフルレベル２６以上、即ちトナーフル状態か否かを判定し、トナーフル状態であればステップＳ２０５に遷移し（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）、トナーフル状態でなければフローを終了する（ステップＳ２０４、Ｙｅｓ）。

ステップＳ２０５で、プリンタ制御部４５は、図１２に示す第３のメッセージとしての交換メッセージＣ、即ち「イエローのイメージドラム寿命が残りわずかです。新しいトナーカートリッジに交換すると、イメージドラムユニット内のトナーを使い切ることが出来ます。また交換時に取り外した古いトナーカートリッジは次回のイメージドラムユニット交換時に再度取り付けて使用することを推奨します。」の交換メッセージＣを表示部５８で表示しているか否かを判定する。

交換メッセージＣを表示している場合（ステップＳ２０５，Ｙｅｓ）、推奨した新しいトナーカートリッジ１６に交換しているか否かを判定し、交換れていれば（ステップＳ２０９，Ｙｅｓ）、交換メッセージＣを消して（ステップＳ２１０）、印刷を続行し（ステップＳ２１１）、交換されていなければ（ステップＳ１０９，Ｎｏ）、印刷を停止する（ステップＳ２０８）。

一方、プリンタ制御部４５は、ステップＳ２０５で、交換メッセージＣを表示していないと判定した場合、ステップＳ２０１で読み出した使用量としての感光体ドラム寿命カウンタ値から感光体ドラム残寿命値を算出し、感光ドラム残寿命値と第２の閾値としての閾値２を比較する（ステップＳ２０６）。ここでの感光体ドラム残寿命値は、前記したように感光体ドラム寿命カウンタ値を、例えば所定サイズの記録用紙の印刷可能枚数に換算した値であり、感光体ドラム３１の寿命までの印刷量に相当する。

ここで、閾値２の算出方法について、図９、図１３、図１４を参照しながら説明する。図９は、未使用のＩＤユニット１２で、寿命となるまでに印刷可能な記録用紙の印刷可能枚数と、新品（未使用）トナーカートリッジのトナー量での印刷可能な記録用紙の刷可能枚数を示す図であり、図１３は、トナーフルレベルのトナー量での印刷可能枚数と、閾値２の値を示す図であり、図１４は、トナーセンサ検出と閾値２の関係の説明に供する図である。

従がって、ここでは新品（未使用）トナーカートリッジ１６に収容されているトナー量で５０００枚の記録用紙の印刷が可能であり、感光体ドラム残寿命値は、未使用時には３００００であることを示し（図９）、トナーフルレベル２６のトナー量で２１００枚の印刷が可能であることを示している（図１３）。また、図１３では、閾値２が７１００、即ち
閾値２＝（トナーフルレベルでの印刷可能枚数
＋（新品トナーカートリッジの印刷可能枚数）
に設定されていることを示している。

図１４において、上段はトナーカートリッジ１６内のトナーの収容量（残量）を示し、下段はＩＤユニット１２のトナー収容部２４内のトナーの残量を示す。また下段においてトナーフルレベル２６及びトナーローレベル２７が示してある。同図（ａ）は、ＩＤユニット１２のトナー収容部２４内のトナー量はトナーフルレベル２６であり、トナーカートリッジ１６内にもトナーが残っている状態を示している。

この同図（ａ）の状態において、同図（ｂ）に示すようにＴＣシャッタ１８が閉じられ、同図（ｃ）に示すように未使用の新しいトナーカートリッジ１６に交換され、更に同図（ｄ）に示すようにＴＣシャッタ１８が開かれた状態で、ＩＤユニット１２の感光体ドラム残寿命値（残りの印刷可能枚数）が、上記した閾値２であったとしたら、ＩＤユニット１２が寿命となるタイミングで、同図（ｅ）に示すようにトナーカートリッジ１６及びＩＤユニット１２内のトナーが略空になり、無駄なくＩＤユニット１２を交換することが可能となる。

従ってこのステップＳ２０６では、閾値２を７１００とし、感光体ドラム残寿命値と比較し、感光体ドラム残寿命値が閾値２以下となった場合（ステップＳ２１０６，Ｙｅｓ）、交換メッセージＣを表示して（ステップＳ２０７）、ユーザーにトナーカートリッジ１６の交換を促して印刷を停止し（ステップＳ２０８）、また感光体ドラム残寿命値が閾値２より多かった場合にはそのままフローを終了する。

即ち、ステップＳ２０４～ステップＳ２１１では、ＩＤユニット１２内のトナーがトナーフルの状態であるのを確認した上で感光体ドラム残寿命値と閾値２とを比較し、感光体ドラム残寿命値が閾値２以下になった段階で、交換メッセージＣを表示してユーザーにトナーカートリッジ１６を交換するように促し、以後ユーザーが新しいトナーカートリッジと交換するまで印刷を停止し、交換された場合に印刷を再開する処理が行われる。

以上の処理は、図１４（ａ）～図１４（ｄ）までの推移に相当する。即ち、同図（ａ）の状態で感光体ドラム残寿命値が閾値２以下となったとすると、ユーザーによって、同図（ｂ）に示すトナーカートリッジ１６から同図（ｃ）に示す新品のトナーカートリッジ１６に交換される。その際、図示しないロック機構によって、使用中のトナーカートリッジ１６を外す動作に連動するＴＣシャッタ１８の閉処理、及び新品のトナーカートリッジ１６の装着動作に連動するＴＣシャッタ１８の開処理が行われる。以後、トナーの消費と共にトナーカートリッジ１６内及びＩＤユニット１２内のトナーは減少する。

次に、ＩＤユニット１２内のトナーが少なくなったときの処理について以下に説明する。この処理については、前記した実施の形態１で説明した図５に示すステップＳ１１０～ステップＳ１１７までの処理と略同じなので、図５のフローチャートを参照しながら説明する。

即ち、ここでのフローでは、新たに装着したトナーカートリッジ１６が空になり、更にＩＤユニット１２内のトナー量がトナーロー状態になったか、或いは感光体ドラム３１が寿命に達した段階（図１４（ｅ）の状態に相当）で、第４のメッセージとしてのメッセージＢを表示して印刷を停止する。その後ユーザーが、メッセージＢに促されてＩＤユニット１２を交換し、更にメッセージＢ及び先にステップＳ２０７で表示した交換メッセージＣに促されて、交換後のＩＤユニット１２に、先にトナーが残ったまま外したトナーカートリッジ１６を再度装着する一連の処理を完了した段階で（図１４（ｇ）の状態に相当）、印刷を再開するものである。

以上のように、本実施の形態のプリンタによれば、実施の形態１のプリンタと同様に、トナーを無駄にすることなく、ＩＤユニットの交換を完了することが出来る。更に、ここでは、トナーカートリッジ１６がＩＤユニット１２に装着、固定された状態でＴＣシャッタ１８を開く処理がないため、例えば図示しないロック機構を、ＩＤユニット１２に対するトナーカートリッジの着脱に伴う両者間の固定及び固定解除に伴って、ＴＣシャッタ１８の開閉を行う構成とするだけでよいため、ロック機構の複雑化を避けることができる。

上記した実施形態では、カラープリンタに採用した例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ、ＭＦＰ等の画像処理装置にも利用可能である。またカラープリンタについて説明したが、モノクロプリンタであってもよい。

１ プリンタ、 ２ 駆動ローラ、 ３ 張架ローラ、 ４ 転写ベルト、 ５ 画像形成ユニット、 ６ 画像形成ユニット、 ７ 画像形成ユニット、 ８ 画像形成ユニット、 ９ 転写ローラ、 １０ カバー、 １１ ヘッド保持部、 １２ ＩＤユニット、 １６ トナーカートリッジ、 １７ 攪拌バー、 １８ ＴＣシャッタ、 ２０ 供給口、 ２１ 取入口、 ２２ 本体側シャッタ、 ２３ シャッタ駆動部、 ２４ トナー収容部、 ２５ トナーセンサレバー、 ２５ａ トナーセンサ、 ２６ トナーフルレベル、 ２７ トナーローレベル、 ２８ａ 攪拌スクリュー、 ２８ｂ 攪拌スクリュー、 ２９ 供給ローラ、 ３０ 現像ローラ、 ３１ 感光体ドラム、 ３２ 帯電ローラ、 ３３ ＬＥＤヘッド、 ３４ クリーニング部材、 ３６ ＴＣシャッタセンサ、 ４１ 制御ＣＰＵ、 ４２ 制御バス、 ４３ プログラムＲＯＭ、 ４４ ワークＲＡＭ、 ４５ プリンタ制御部、 ４７ 画像処理部、 ４８ 外部インタフェース、 ５１ 不揮発メモリ、 ５２ 不揮発メモリ、 ５３ 印刷機構部、 ５５ 定着器ヒータ、 ５８ 表示部。

Claims (9)

1. 画像形成装置本体に対してＩＤユニットが着脱自在に構成され、前記ＩＤユニットに現像剤を供給する現像剤収容体が着脱自在に構成された画像形成装置において、
   前記画像形成装置による印刷動作を制御する制御部と、
   前記現像剤収容体の供給口を閉じることによって前記現像剤の供給を停止するシャッタと、
   前記ＩＤユニットが内蔵する感光体ドラムの使用量をカウントするカウンタ部と
   を有し、
   前記制御部は、前記使用量に基づいて導いた、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量が、前記ＩＤユニットに充満する量の現像剤が消費されるまでの印刷量を示す第１の閾値と一致した段階で、前記シャッタを閉じるための処理を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置の状態を表示する表示部を有し、
   前記制御部による前記シャッタを閉じるための処理が、ユーザーに、前記シャッタを閉じるように促す第１のメッセージを前記表示部に表示することであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置の状態を表示する表示部を有し、
   前記制御部は、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量がゼロになるか、或は前記ＩＤユニット内の現像剤が空になる段階で、ユーザーに、前記ＩＤユニットを未使用のＩＤユニットに交換するように促す第２のメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２のメッセージは更に、前記未使用のＩＤユニットに、前記交換前の前記ＩＤユニットから外した前記現像剤収容体を装着するように促す内容を含むことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 画像形成装置本体に対してＩＤユニットが着脱自在に構成され、前記ＩＤユニットに現像剤を供給する現像剤収容体が着脱自在に構成された画像形成装置において、
   前記画像形成装置の状態を表示する表示部と、
   前記画像形成装置による印刷動作を制御する制御部と、
   前記ＩＤユニットが内蔵する感光体ドラムの使用量をカウントするカウンタ部と
   を有し、
   前記制御部は、前記使用量に基づいて導いた、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量が、前記ＩＤユニットに充満する量の現像剤が消費されるまでの印刷量と未使用の現像剤収容体に収容されている量の現像剤が消費されるまでの印刷量とを加算した総印刷量を示す第２の閾値と一致した段階で、ユーザーに、使用中の現像剤収容体と未使用の現像剤収容体とを交換するように促す第３のメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記感光体ドラムの寿命までの印刷量がゼロになるか、或は前記ＩＤユニット内の現像剤が空になる段階で、前記ＩＤユニットを未使用のＩＤユニットに交換するように促す第４のメッセージを前記表示部に表示することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記第４のメッセージは更に、交換した前記未使用のＩＤユニットに、前記使用中の現像剤収容体を再び装着するように促す内容を含むことを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記ＩＤユニットは、内部に前記現像剤が充満する状態を現像剤フルレベルとして検出し、前記内部の前記現像剤が空である状態を現像剤ローレベルとして検出する現像剤検出手段を備えたことを特徴とする請求項１から７までの何れかに記載の画像形成装置。
9. 前記使用量は前記感光体ドラムの総回転回数であり、前記印刷量は記録媒体の印刷枚数であることを特徴とする請求項１から８までの何れかに記載の画像形成装置。
   

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