JP2005221748A - Image forming apparatus and method for managing the same - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、装置の動作に伴うトナー消費量を算出し、その算出結果に基づき装置の管理を行う画像形成装置およびその管理方法に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus that calculates toner consumption accompanying operation of an apparatus and manages the apparatus based on the calculation result, and a management method thereof.
プリンタ、複写機およびファクシミリ装置など、装置に貯留されたトナーを用いてトナー像を形成する画像形成装置では、装置のランニングコストをユーザに負担してもらうため、ユーザに対して装置の使用量に応じた課金を行うものがある。例えば、特許文献1に記載の画像印刷装置では、印刷処理に使用されたトナー量の推定値に応じて課金を行うドットカウント課金と、印刷された用紙枚数に応じて課金を行うページカウント課金とのいずれかを、ユーザの使用状況に応じて選択的に適用する。
In an image forming apparatus that forms a toner image using toner stored in the apparatus, such as a printer, a copying machine, and a facsimile apparatus, the user is charged with the usage amount of the apparatus in order to have the user bear the running cost of the apparatus. There are some that charge accordingly. For example, in the image printing apparatus described in
ここで、使用されたトナー量に基づく課金を適正に行うためには、印刷によって消費されるトナー量を精度よく求める必要がある。トナー消費量を算出する技術(以下、「トナーカウント技術」という)としては従来より種々のものが提案されている(例えば特許文献2参照)。 Here, in order to properly charge based on the amount of toner used, it is necessary to accurately determine the amount of toner consumed by printing. Various techniques for calculating toner consumption (hereinafter referred to as “toner counting technique”) have been proposed (see, for example, Patent Document 2).
しかしながら、従来のトナーカウント技術によるカウント値を課金のために用いることは好ましくない。その理由は以下の通りである。トナー使用量に基づいて適正に課金を行うためには、装置の動作に伴って消費されるトナーのうち、ユーザの手元に渡った画像を構成するトナー量のみを求める必要がある。一方、従来のトナーカウント技術は、トナー切れによる画像品質の劣化を防ぐことを主な目的としたものである。この目的のためには、カウント値は実際に画像として使われたトナー量よりも大きめの値とならざるを得ず、この値を課金に使用すると、ユーザにとっては、実際のトナー使用量より多いカウント値に基づいて課金されてしまうという不都合を生じることとなる。 However, it is not preferable to use the count value by the conventional toner count technique for billing. The reason is as follows. In order to charge properly based on the amount of toner used, it is necessary to obtain only the amount of toner constituting the image that reaches the user's hand out of the toner consumed as the apparatus operates. On the other hand, the conventional toner counting technique is mainly intended to prevent deterioration of image quality due to running out of toner. For this purpose, the count value must be larger than the amount of toner actually used as an image, and if this value is used for charging, it is more for the user than the actual amount of toner used. This causes a disadvantage that the user is charged based on the count value.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、ユーザによるトナー使用量に応じた適正な課金を可能とするためのトナーカウント技術を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a toner counting technique for enabling appropriate charging according to the amount of toner used by a user.
この発明は、その内部に貯留されたトナーを用いてユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に形成する画像形成装置において、上記目的を達成するため、前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段と、前記トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量のうち、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を、ユーザに対する課金対象トナー量とする管理手段とを備えることを特徴としている。 According to the present invention, in an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material according to a user's request using toner stored therein, in order to achieve the above object, the operation of the toner out of the toner is performed. Out of the toner consumption amount calculated by the toner consumption amount calculation means, and the amount of toner adhering to the recording material as the toner image is determined for the user. And a management unit that sets the amount of toner to be charged.
また、この発明は、その内部に貯留されたトナーを用いてユーザの要求に応じたトナー像を記録材上に形成する画像形成装置の管理方法において、上記目的を達成するため、前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー消費量を算出するとともに、該算出結果のうち、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を、ユーザに対する課金対象トナー量とすることを特徴としている。 According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus managing method for forming a toner image on a recording material according to a user's request using toner stored in the toner. A toner consumption amount consumed as the apparatus is operated is calculated, and a toner amount that adheres to the recording material as the toner image in the calculation result is set as a chargeable toner amount for a user. Yes.
このように構成された発明では、装置全体のトナー消費量の算出結果のうち、記録材上に形成されたトナー像を構成しているトナーの量のみを課金対象とするので、ユーザの実際のトナー使用量に応じた適正な課金を行うことが可能である。また、上記のようにして算出されたトナー消費量の算出結果に基づいて装置に貯留されたトナーの残量を管理するようにすれば、トナー切れによって画像品質が低下したり、画像形成が行えなくなるという不都合が生じるのを未然に防止することができる。 In the invention configured as described above, only the amount of toner constituting the toner image formed on the recording material among the calculation results of the toner consumption amount of the entire apparatus is charged. It is possible to charge appropriately according to the amount of toner used. Further, if the remaining amount of toner stored in the apparatus is managed based on the calculation result of the toner consumption calculated as described above, the image quality may be deteriorated due to running out of toner, and image formation can be performed. It is possible to prevent the inconvenience of being lost.
ここで、トナー像を形成するのに用いられるトナーの量については、例えば、前記トナー像を構成するトナードットに関するドット情報の値を積算した積算値に基づいて算出することができる。より具体的には、前記積算値に所定の係数を乗じて、前記トナー像を形成するのに用いられるトナーの量を算出することができる。このようにすれば、装置内部で使用される情報に基づく計算のみでトナー消費量を算出することができるので、装置内のトナー残量を検出するためのセンサ等を省いて、装置の構成を簡単にすることができる。 Here, the amount of toner used to form the toner image can be calculated based on, for example, an integrated value obtained by integrating dot information values relating to the toner dots constituting the toner image. More specifically, the amount of toner used to form the toner image can be calculated by multiplying the integrated value by a predetermined coefficient. In this way, the toner consumption can be calculated only by calculation based on information used inside the apparatus, so that the configuration of the apparatus can be reduced by omitting a sensor for detecting the remaining amount of toner in the apparatus. Can be simple.
また、前記積算値と前記係数との積に、装置の使用状況に応じた第1のオフセット値を加算して装置全体としてのトナー消費量を算出するようにしてもよい。すなわち、トナー像形成以外の理由により消費されるトナーの量を装置の使用状況に応じて見積もり、その量をトナー像形成に使われるトナー量と合計することにより、トナー消費量をより高い精度で算出することが可能となる。 Further, the toner consumption amount of the entire apparatus may be calculated by adding a first offset value corresponding to the use status of the apparatus to the product of the integrated value and the coefficient. In other words, the amount of toner consumed for reasons other than toner image formation is estimated according to the usage status of the apparatus, and the amount is summed with the amount of toner used for toner image formation, so that the toner consumption can be more accurately determined. It is possible to calculate.
ただし、ユーザの意思とは関係なく消費されたトナーのコストをユーザに負担させるのは酷である。そこで、前記トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量から、前記記録材上に付着せずに消費されたトナー量に対応する第2のオフセット値を差し引いた値を、前記課金対象トナー量とすれば、より適切な課金を行うことが可能となる。 However, it is harsh to let the user bear the cost of consumed toner regardless of the user's intention. Therefore, a value obtained by subtracting a second offset value corresponding to the toner amount consumed without adhering to the recording material from the toner consumption amount calculated by the toner consumption amount calculation means is the chargeable toner amount. Then, it becomes possible to perform more appropriate billing.
また、不意のトナー切れ等の不具合を予防するためには、装置全体としてのトナー消費量については、その算出値が実際の消費量を下回らないようにする必要がある。このためには、トナー消費量の算出結果が実際の消費量より大きめの値となるようにしておけばよい。一方、こうして求めたトナー消費量に基づいて課金されたのではユーザにとって負担が大きい。そこで、前記トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量に1より小さい低減係数を乗じた値を前記課金対象トナー量とすれば、ユーザにこのような不利益は生じない。 Further, in order to prevent problems such as unexpected toner exhaustion, it is necessary that the calculated value of the toner consumption amount of the entire apparatus does not fall below the actual consumption amount. For this purpose, the toner consumption calculation result may be set to a value larger than the actual consumption. On the other hand, if the user is charged based on the toner consumption thus obtained, the burden on the user is large. Therefore, if the toner consumption amount calculated by the toner consumption amount calculation means is multiplied by a reduction coefficient smaller than 1, the chargeable toner amount does not cause such a disadvantage to the user.
図1はこの発明にかかる画像形成装置の一実施形態の構成を示す図である。また、図2は図1の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この装置1は、イエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成したり、ブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ11に与えられると、このメインコントローラ11からの指令に応じてエンジンコントローラ10がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、シートSに画像信号に対応する画像を形成する。
FIG. 1 is a diagram showing the configuration of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This
このエンジン部EGでは、感光体22が図1の矢印方向D1に回転自在に設けられている。また、この感光体22の周りにその回転方向D1に沿って、帯電ユニット23、ロータリー現像ユニット4およびクリーニング部25がそれぞれ配置されている。帯電ユニット23は所定の帯電バイアスを印加されており、感光体22の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。クリーニング部25は一次転写後に感光体22の表面に残留付着したトナーを除去し、内部に設けられた廃トナータンクに回収する。これらの感光体22、帯電ユニット23およびクリーニング部25は一体的に感光体カートリッジ2を構成しており、この感光体カートリッジ2は一体として装置1本体に対し着脱自在となっている。
In the engine unit EG, the photosensitive member 22 is provided to be rotatable in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 23, a rotary developing
そして、この帯電ユニット23によって帯電された感光体22の外周面に向けて露光ユニット6から光ビームLが照射される。この露光ユニット6は、外部装置から与えられた画像信号に応じて光ビームLを感光体22上に露光して画像信号に対応する静電潜像を形成する。
Then, the light beam L is irradiated from the
こうして形成された静電潜像は現像ユニット4によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、現像ユニット4は、図1紙面に直交する回転軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム40、支持フレーム40に対して着脱自在のカートリッジとして構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵するイエロー用の現像器4Y、シアン用の現像器4C、マゼンタ用の現像器4M、およびブラック用の現像器4Kを備えている。この現像ユニット4は、エンジンコントローラ10により制御されている。そして、このエンジンコントローラ10からの制御指令に基づいて、現像ユニット4が回転駆動されるとともにこれらの現像器4Y、4C、4M、4Kが選択的に感光体22と所定のギャップを隔てて対向する所定の現像位置に位置決めされると、当該現像器に設けられて選択された色の帯電トナーを担持するとともに所定の現像バイアスを印加された金属製の現像ローラ44から感光体22の表面にトナーを付与する。これによって、感光体22上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。なお、この実施形態ではトナーは負に帯電するものとして説明する。
The electrostatic latent image thus formed is developed with toner by the developing
各現像器4Y、4C、4M、4Kには、当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ91〜94がそれぞれ設けられている。そして、各現像器に設けられたコネクタ49Y、49C、49M、49Kのうち必要に応じて選択された1つと、本体側に設けられたコネクタ109とが互いに接続され、エンジンコントローラ10のCPU101とメモリ91〜94との間で通信が行われる。こうすることで、各現像器に関する情報がCPU101に伝達されるとともに、各メモリ91〜94内の情報が更新記憶される。
Each of the developing
上記のようにして現像ユニット4で現像されたトナー像は、一次転写領域TR1で転写ユニット7の中間転写ベルト71上に一次転写される。転写ユニット7は、複数のローラ72〜75に掛け渡された中間転写ベルト71と、ローラ73を回転駆動することで中間転写ベルト71を所定の回転方向D2に回転させる駆動部(図示省略)とを備えている。そして、カラー画像をシートSに転写する場合には、感光体22上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト71上に重ね合わせてカラー画像を形成するとともに、カセット8から1枚ずつ取り出され搬送経路Fに沿って二次転写領域TR2まで搬送されてくるシートS上にカラー画像を二次転写する。
The toner image developed by the developing
このとき、中間転写ベルト71上の画像をシートS上の所定位置に正しく転写するため、二次転写領域TR2にシートSを送り込むタイミングが管理されている。具体的には、搬送経路F上において二次転写領域TR2の手前側にゲートローラ81が設けられており、中間転写ベルト71の周回移動のタイミングに合わせてゲートローラ81が回転することにより、シートSが所定のタイミングで二次転写領域TR2に送り込まれる。
At this time, in order to correctly transfer the image on the
また、こうしてカラー画像が形成されたシートSは定着ユニット9、排出前ローラ82および排出ローラ83を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部89に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排出前ローラ82後方の反転位置PRまで搬送されてきた時点で排出ローラ83の回転方向を反転し、これによりシートSは反転搬送経路FRに沿って矢印D3方向に搬送される。そして、ゲートローラ81の手前で再び搬送経路Fに乗せられるが、このとき、二次転写領域TR2において中間転写ベルト71と当接し画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S on which the color image is thus formed is conveyed to the discharge tray portion 89 provided on the upper surface portion of the apparatus main body via the fixing
また、ローラ75の近傍には、濃度センサ60およびクリーナ76が設けられている。濃度センサ60は、必要に応じ、中間転写ベルト71上に形成されるトナー像を構成するトナー量を光学的に検出する。すなわち、濃度センサ60は、トナー像に向けて光を照射するとともに該トナー像からの反射光を受光し、その反射光量に応じた信号を出力する。クリーナ76は、中間転写ベルト71に対し離当接自在に構成され、必要に応じて中間転写ベルト71に当接することで、該ベルト71上の残留トナーを掻き落とす。
Further, a
また、この装置1では、図2に示すように、メインコントローラ11のCPU111により制御される表示部12を備えている。この表示部12は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、CPU111からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。
In addition, the
なお、図2において、符号113はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース112を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ11に設けられた画像メモリである。また、符号106はCPU101が実行する演算プログラムやエンジン部EGを制御するための制御データなどを記憶するためのROM、また符号107はCPU101における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するRAMである。
In FIG. 2, reference numeral 113 denotes an image memory provided in the main controller 11 for storing an image given from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 is a ROM for storing a calculation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like.
図3はこの装置における信号処理ブロックを示す図である。この画像形成装置では、ホストコンピュータ100などの外部装置から画像信号が入力されると、メインコントローラ11がその画像信号に対し所定の信号処理を施す。メインコントローラ11は、色変換部114、階調補正部115、ハーフトーニング部116、パルス変調部117、階調補正テーブル118および補正テーブル演算部119などの機能ブロックを備えている。
FIG. 3 is a diagram showing signal processing blocks in this apparatus. In this image forming apparatus, when an image signal is input from an external device such as the
また、エンジンコントローラ10は、図2に示すCPU101、ROM106、RAM107以外に、露光ユニット6に設けられたレーザ光源を駆動するためのレーザドライバ121と、濃度センサ60の検出結果に基づきエンジン部EGのガンマ特性を示す階調特性を検出する階調特性検出部123を備えている。
In addition to the CPU 101, ROM 106, and
なお、メインコントローラ11およびエンジンコントローラ10においては、これらの各機能ブロックはハードウェアにより構成されてもよく、またCPU111、101により実行されるソフトウェアによって実現されてもよい。
In the main controller 11 and the
ホストコンピュータ100から画像信号が与えられたメインコントローラ11では、色変換部114がその画像信号に対応する画像内の各画素のRGB成分の階調レベルを示したRGB階調データを、対応するCMYK成分の階調レベルを示したCMYK階調データへ変換する。この色変換部114では、入力RGB階調データは例えば1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)であり、出力CMYK階調データも同様に1画素1色成分当たり8ビット(つまり256階調を表す)である。色変換部114から出力されるCMYK階調データは階調補正部115に入力される。
In the main controller 11 to which the image signal is given from the
この階調補正部115は、色変換部114から入力された各画素のCMYK階調データに対し階調補正を行う。すなわち、階調補正部115は、不揮発性メモリに予め登録されている階調補正テーブル118を参照し、その階調補正テーブル118にしたがい、色変換部114からの各画素の入力CMYK階調データを、補正された階調レベルを示す補正CMYK階調データに変換する。この階調補正の目的は、上記のように構成されたエンジン部EGのガンマ特性変化を補償して、この画像形成装置の全体的なガンマ特性を常に理想的なものに維持することにある。
The gradation correction unit 115 performs gradation correction on the CMYK gradation data of each pixel input from the
こうして補正された補正CMYK階調データは、ハーフトーニング部116に入力される。このハーフトーニング部116は誤差拡散法、ディザ法、スクリーン法などのハーフトーニング処理を行い、1画素1色当たり8ビットのハーフトーンCMYK階調データをパルス変調部117に入力する。ハーフトーニング処理の内容は、形成すべき画像の種類により異なる。すなわち、その画像がモノクロ画像かカラー画像か、あるいは線画かグラフィック画像かなどの判定基準に基づき、その画像に最適な処理内容が選択され実行される。 The corrected CMYK gradation data corrected in this way is input to the halftoning unit 116. The halftoning unit 116 performs halftoning processing such as an error diffusion method, a dither method, and a screen method, and inputs halftone CMYK gradation data of 8 bits per pixel to the pulse modulation unit 117. The content of the halftoning process varies depending on the type of image to be formed. That is, based on a determination criterion such as whether the image is a monochrome image, a color image, a line drawing, or a graphic image, the optimum processing content for the image is selected and executed.
このパルス変調部117に入力されたハーフトーニング後のCMYK階調データは、各画素に付着させるべきCMYK各色のトナードットのサイズおよびその配列を示す多値信号であり、かかるデータを受け取ったパルス変調部117は、そのハーフトーンCMYK階調データを用いて、エンジン部EGのCMYK各色画像の露光レーザパルスをパルス幅変調するためのビデオ信号を作成し、図示を省略するビデオインターフェースを介してエンジンコントローラ10に出力する。そして、このビデオ信号を受けたレーザドライバ121が露光ユニット6の半導体レーザをON/OFF制御して各色成分の静電潜像を感光体22上に形成する。このようにして画像信号に対応した画像形成を行う。
The CMYK gradation data after halftoning input to the pulse modulation unit 117 is a multilevel signal indicating the size and arrangement of toner dots of CMYK colors to be attached to each pixel. The unit 117 uses the halftone CMYK gradation data to create a video signal for pulse width modulating the exposure laser pulses of the CMYK color images of the engine unit EG, and the engine controller via a video interface (not shown) 10 is output. Upon receiving this video signal, the laser driver 121 controls ON / OFF of the semiconductor laser of the
また、この種の画像形成装置では、装置のガンマ特性が装置個体ごとに、また同一の装置においてもその使用状況によって変化する。そこで、このようなガンマ特性のばらつきが画像品質に及ぼす影響を除くため、所定のタイミングで、前記した階調補正テーブル118の内容を画像濃度の実測結果に基づいて更新する階調制御処理を実行する。 Further, in this type of image forming apparatus, the gamma characteristic of the apparatus changes for each apparatus and also in the same apparatus depending on the use situation. Therefore, in order to eliminate the influence of the variation in gamma characteristics on the image quality, a gradation control process is executed to update the contents of the gradation correction table 118 based on the actual measurement result of the image density at a predetermined timing. To do.
この階調制御処理では、各トナー色毎に、ガンマ特性を測定するために予め用意された階調補正用の階調パッチ画像がエンジン部EGによって中間転写ベルト71上に形成され、各階調パッチ画像の画像濃度を濃度センサ60が読み取り、その濃度センサ60からの信号に基づき階調特性検出部123が各階調パッチ画像の階調レベルと、検出した画像濃度とを対応させた階調特性(エンジン部EGのガンマ特性)を作成し、メインコントローラ11の補正テーブル演算部119に出力する。そして、補正テーブル演算部119が、階調特性検出部123から与えられた階調特性に基づき、実測されたエンジン部EGの階調特性を補償して理想的な階調特性を得るための階調補正テーブルデータを計算し、階調補正テーブル118の内容をその計算結果に更新する。こうして階調補正テーブル118を変更設定する。こうすることで、この画像形成装置では、装置のガンマ特性のばらつきや経時変化によらず、安定した品質で画像を形成することができる。
In this gradation control process, for each toner color, a gradation patch gradation image prepared in advance for measuring the gamma characteristic is formed on the
次に、この画像形成装置におけるトナー消費量算出処理について説明する。なお、実際の装置では、各トナー色ごとに個別にトナー消費量が算出されるが、その処理内容はどのトナー色についても同じであるので、以下では1つのトナー色についてそのトナー消費量を求める処理の具体的な処理内容を説明する。 Next, toner consumption calculation processing in this image forming apparatus will be described. In the actual apparatus, the toner consumption amount is calculated individually for each toner color. However, since the processing content is the same for any toner color, the toner consumption amount for one toner color is obtained below. Specific processing contents of the processing will be described.
図3に示すように、この実施形態のメインコントローラ11には、ハーフトーニング部116からパルス変調部117に与えられるCMYK各色ごとの階調データを積算するドットカウンタ210が設けられている。一方、エンジンコントローラ10には、該ドットカウンタ210によるカウント値に基づき装置のトナー消費量を算出するトナーカウンタ220が設けられている。
As shown in FIG. 3, the main controller 11 of this embodiment is provided with a
このトナーカウンタ220は、装置全体としてのトナー消費量、つまり、各現像器内に貯留されたトナーが装置の稼動に伴って減ってゆく量を求める。このトナーカウンタ220により求めたトナー消費量に基づいて、CPU101は、各現像器内のトナー残量を把握しておき、その残量が所定値以下となったときには、例えば現像器の交換を促すメッセージを表示部12に表示させ、トナーが残り少ないことをユーザに報知する。
The
こうしてトナーが残り少ないことを予めユーザに知らせておけば、ユーザはトナー切れに備えて新しい現像器を準備することができる。このような用途のためには、算出されるトナー消費量が実際の消費量より少なくなることは許されない。トナー消費量が実消費量より低く見積もられると、実際にはトナー残量が僅かであるのに十分な残量があると判断されて画像形成が行われ、その結果、形成される画像の品質低下を招くことがあるからである。また、トナー切れが生じたときユーザが新しい現像器を準備していなければ、入手するまでの間画像形成を行うことができなくなってしまう。反対に、算出されるトナー消費量が実消費量より多い場合には、現像器内にトナーが残っているにもかかわらずトナー切れと判断される場合があるが、画像欠陥を生じることにはならない。 Thus, if the user is informed in advance that the toner is low, the user can prepare a new developing device in preparation for running out of toner. For such applications, the calculated toner consumption is not allowed to be smaller than the actual consumption. When the toner consumption is estimated to be lower than the actual consumption, it is determined that there is actually a sufficient remaining amount of toner, and the image is formed. As a result, the quality of the formed image This is because it may cause a decrease. Further, if the user does not prepare a new developing device when the toner runs out, image formation cannot be performed until it is obtained. On the other hand, if the calculated toner consumption is greater than the actual consumption, it may be determined that the toner has run out even though the toner remains in the developing device. Don't be.
このように、現像器内のトナー残量を適正に管理するためのトナーカウンタ220には、トナー像の形成に使用されるトナーのみならず、装置の稼動に伴って現像器内から消費されてゆく全トナー量を求めることが求められ、さらには、その算出結果が実消費量を下回らないことが求められる。
As described above, the
一方、トナーカウンタ220によるトナー消費量算出結果の他の利用法として、装置の管理者がユーザのトナー使用量に応じた料金をユーザから徴収する際の、課金額の算定に利用することが考えられる。しかしながら、ユーザへの課金は実際にユーザが消費したトナー量に応じてなされるべきであり、ユーザの使用に関係なく消費されるトナー、例えば、装置の性能維持のため内部的に消費されるトナーや装置内部にこぼれ落ちたトナーについてもユーザに費用負担を求めるのはユーザにとって酷である。したがって、ユーザへの課金は、トナーカウンタ220により算出された装置全体としてのトナー消費量ではなく、そのうちトナー像としてユーザの手に渡ったトナーの量のみに基づいて行う必要がある。
On the other hand, as another method of using the toner consumption calculation result by the
そこで、この実施形態では、トナーカウンタ220により算出されるトナー消費量のうちトナー像を形成する以外の用途に消費されるトナーの量を除外した量を、ユーザに対する課金対象とし、その課金対象トナー量に応じた料金をユーザに負担させるようにすることで、ユーザへの適正な課金を行えるようにしている。
Therefore, in this embodiment, the amount of toner consumption calculated by the
図4はトナーカウンタの構成を示す図である。ドットカウンタ210は、トナー消費量算出の対象期間内に随時入力される階調データの階調値を積算する。この積算値は、当該期間内に形成される当該トナー色のトナードットの総延長に対応する値である。トナーカウンタ220は、ドットカウンタ210により積算されている階調データの積算値DCからトナー像の形成に使用されるトナー量を見積もるとともに、それ以外の用途に消費されるトナーの量を加算することで、装置のトナー消費量を算出する。
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the toner counter. The
すなわち、トナードットの総延長に相当する積算値DCに、トナー付着率(現像ローラ44から感光体22上の静電潜像に移動するトナーの、ドットの単位長さ当たりの密度)に相当する係数K1を乗じることで、トナー像形成に用いられるトナー量を算出する。ここで、ドットの単位長さ当たりのトナー付着率は必ずしも一定ではない。すなわち、トナードットのサイズによってトナー付着率は異なり、また同サイズのドットに対してもトナー付着率がばらつくことがある。現像器内のトナー残量を管理するためのトナーカウンタ220においては、このようなばらつきによらずトナー切れによる画像欠陥を確実に防止するために、トナー付着率は高めに見積もっておく必要がある。そこで、例えば、想定されるトナー付着率のばらつきの最大値に対応する係数K1を設定しておけば、トナー量算出値が実消費量より小さくなることは確実に防止される。
That is, the integrated value DC corresponding to the total extension of the toner dots corresponds to the toner adhesion rate (the density per unit length of the toner that moves from the developing
また、この種の画像形成装置では、現像器内のトナーは、トナー像としてシートSに転写される以外に、種々の理由により消費されて減ってゆく。例えば、画像形成動作中、現像ローラ44表面に担持されたトナーの一部が飛散して、感光体22表面に付着してカブリを生じさせたり装置内部に付着することがある。また、この装置は、画像品質を維持するための画質制御動作を電源投入直後やスリープ復帰後など所定のタイミングで実行するが、その目的でパッチ画像を形成する際に一定量のトナーを消費する。また、その他にも、各トナー色ごとの単色トナー像を重ね合わせる際の基準用のレジストマークを形成するためのトナーなど、ユーザの意図とは関係なく装置内部で消費されるトナーがある。
Further, in this type of image forming apparatus, the toner in the developing device is consumed and reduced for various reasons besides being transferred to the sheet S as a toner image. For example, during the image forming operation, part of the toner carried on the surface of the developing
いずれの理由で消費されるトナーであっても、現像器内のトナー残量を減らす原因となっている。したがって、現像器内のトナー残量を管理するためのトナーカウンタ220においては、これらの理由によるトナー消費量も算入する必要がある。そこで、この実施形態では、トナー像形成以外に消費されるトナー量を装置の使用状況に応じて定量化するとともに、それらを必要に応じてカウンタ220の計算値にオフセット値Coff1,Coff2として加算することで、トナー消費量を精度よく求めることができるようにしている。オフセット値Coff1,Coff2の内訳およびこのように2種類に分ける理由については後で説明する。このようにして、装置全体としてのトナー消費量TC1が求められる。すなわち、トナー消費量TC1は次式:
TC1=K1・DC+Coff1+Coff2 …(式1)
により表される。
Even if the toner is consumed for any reason, it causes a reduction in the remaining amount of toner in the developing device. Therefore, in the
TC1 = K1 · DC + Coff1 + Coff2 (Formula 1)
It is represented by
次に、こうして算出されたトナー消費量に基づきユーザに課金する場合について検討する。前述したように、ユーザへの課金は、実際にユーザが使用したトナー量に基づいて行われるべきである。そこで、トナーカウンタ220により算出されたトナー消費量TC1のうち、どれだけのトナー量をユーザの使用量とするのが望ましいかを考えてみる。
Next, consider a case where the user is charged based on the toner consumption thus calculated. As described above, the user should be charged based on the amount of toner actually used by the user. Therefore, consider how much of the toner consumption amount TC1 calculated by the
図5はトナー消費量の内訳を説明する図である。上記したように、トナーカウンタ220により算出されたトナー消費量TC1には、トナー像の形成に使用されたトナー、カブリにより消費されたトナー、画質制御動作(階調制御処理を含む)の実行によりパッチ画像の形成に消費されたトナーおよびその他のトナーが含まれている。このうち、ユーザの要求に基づいてトナー像の形成に使用されたトナーについては、当然にユーザにその費用を負担させるべきである。一方、カブリにより消費されるトナーは、シートS上に転写されユーザの手に渡るトナーの一部であるから、このトナーのコストについてはユーザ負担としてもよい。一方、カブリはユーザの望みとは無関係であるからそのコストをユーザに転嫁すべきでないと考えることもできる。ここでは前者の考え方を採るものとする。
FIG. 5 is a diagram for explaining the breakdown of toner consumption. As described above, the toner consumption amount TC1 calculated by the
これに対して、画質制御動作やその他の目的のために使われるトナーは、ユーザの意思に関係なく消費されるものであるから、課金対象からは除外すべきである。したがって、この実施形態では、装置全体で消費されるトナーのうち、トナー像の形成に使われるものおよびカブリにより消費されるものを、ユーザへの課金対象とする。 On the other hand, the toner used for image quality control operation and other purposes is consumed regardless of the user's intention, and should be excluded from the charge target. Therefore, in this embodiment, among the toner consumed by the entire apparatus, the toner used for forming the toner image and the toner consumed by the fog are charged for the user.
ここで、トナーカウンタ220による算出処理においては、トナー切れによる画像欠陥を未然に防止するため、現像ローラ44から感光体22へのトナー付着率のばらつきによらず、トナー像の形成に使用されたトナー量の計算値が実消費量を下回ることがないようにした。つまり、トナー付着率がそのばらつきの範囲において最大となりトナー使用量が最も多くなった場合を想定して、(式1)における係数K1を設定している。しかしながら、実際にユーザが消費したトナーの量は、多くの場合、こうして見積もられたトナー量り少ないと考えられる。
Here, in the calculation process by the
また、感光体22上において顕像化されたトナー像は、中間転写ベルト71および記録材であるシートSに順次転写されるが、トナー像を構成するトナーが完全に転写されるわけではなく、その転写効率は100%以下である。例えば、感光体22から中間転写ベルト71への一次転写および中間転写ベルト71からシートSへの二次転写における転写効率がいずれも95%であるとすると、実際にシートS上に付着するトナーの量は、感光体22上に形成されたトナー像を構成するトナーの量の約90%に留まることとなる。
The toner image visualized on the photosensitive member 22 is sequentially transferred to the
したがって、実際の課金対象トナー量は、トナーカウンタ220によりトナー像形成およびカブリに使用されたトナー量として見積もられた量よりは幾分小さな値とするのが好ましい。そこで、この実施形態では、トナーカウンタ220において見積もられた、トナー像形成およびカブリのために消費されるトナー量に1より小さい所定の低減係数K2を乗じた値を、ユーザへの課金対象トナー量TC2とする。
Therefore, the actual chargeable toner amount is preferably set to a value slightly smaller than the amount estimated by the
具体的には、トナーカウンタ220およびCPU101を図4に示すように構成することでこのような演算処理を実現している。すなわち、トナーカウンタ220は、ドットカウンタ210から出力されるドットカウント値DCに、トナー付着率に対応する係数K1を乗じることで、トナー像の形成に使われるトナー量を見積もる。そして、他の理由で消費されるトナーのうち、そのコストをユーザ負担とすべきものの量に対応するオフセット値Coff1と、ユーザ負担とすべきでないものの量に対応するオフセット値Coff2とを加算することで、装置全体としてのトナー消費量TC1を算出し、CPU101に対し出力する。これとは別に、CPU101は、トナーカウンタ220において後者のオフセット値Coff2を加える前の値に係数K2(0<K2<1)を乗じた値を課金対象トナー量とする。すなわち、
TC2=K2・(K1・DC+Coff1) …(式2)
または、
TC2=K2・(TC1−Coff2) …(式3)
である。(式2)および(式3)は互いに表現が異なるものの、その内容はいずれも同じものである。
Specifically, such arithmetic processing is realized by configuring the
TC2 = K2 · (K1 · DC + Coff1) (Formula 2)
Or
TC2 = K2 (TC1-Coff2) (Formula 3)
It is. Although (Expression 2) and (Expression 3) are expressed differently, the contents are the same.
なお、係数K1は、そのばらつきの範囲におけるトナー付着率の最大値に対応する係数であるが、係数K1とK2との積(K1・K2)は、平均的なトナー付着率と転写効率とを加味した値になる。これらの係数については、予め様々な種類の画像を形成し、そのときのトナー消費量およびシートS上のトナー付着量を測定することにより、実験的に求めておくことができる。 The coefficient K1 is a coefficient corresponding to the maximum value of the toner adhesion rate within the range of the variation, but the product of the coefficients K1 and K2 (K1 · K2) represents the average toner adhesion rate and the transfer efficiency. It takes into account the value. These coefficients can be obtained experimentally by forming various types of images in advance and measuring the toner consumption amount and the toner adhesion amount on the sheet S at that time.
CPU101は、これらの値TC1,TC2に基づいて、各現像器の寿命管理を行うとともに、必要に応じて、例えば、装置管理者またはサービスマンの操作に応じて、ユーザへの課金対象トナー量、または、そのトナー量に応じて算出した課金額を報知する。 The CPU 101 performs life management of each developing device based on these values TC1 and TC2, and if necessary, for example, the amount of toner to be charged to the user according to the operation of the apparatus administrator or serviceman, Alternatively, the charge amount calculated according to the toner amount is notified.
図6はオフセット値の内訳を説明する図である。上記したように、この実施形態では、カブリにより消費されるトナーのコストはユーザ負担とするので、これに対応するトナー量はオフセット値Coff1に算入する。また、カブリにより消費されるトナーの量は、当該期間における画像形成動作の実行時間(動作時間)によってほぼ決まるので、これに対応するトナー量については、ユーザが装置を使用して形成した画像の枚数に応じて算定するものとする。 FIG. 6 is a diagram for explaining the breakdown of offset values. As described above, in this embodiment, since the cost of toner consumed by fogging is borne by the user, the corresponding toner amount is included in the offset value Coff1. In addition, the amount of toner consumed by fogging is substantially determined by the execution time (operation time) of the image forming operation during the period, so the toner amount corresponding to this is determined by the user using the apparatus. It shall be calculated according to the number of sheets.
また、画質制御動作はユーザの意思に関係なく実行されるので、これにより消費されるトナー量については、課金対象とならないように、オフセット値Coff2に算入する。画質制御動作において形成されるパッチ画像のパターンは既知であり、1回の画質制御動作において消費されるトナー量も予測することができる。そこで、当該期間における画質制御動作の実行回数に応じた値をオフセット値Coff2に加算すればよい。また、その他の理由で消費されるトナーについても、その原理および装置の使用状況に応じた適宜の単位でトナー消費量を算定し、オフセット値Coff2に加算する。そのうち、そのコストをユーザ負担とすることが適当と考えられるものがあれば、オフセット値Coff2ではなく、オフセット値Coff1の方に算入すればよい。 Further, since the image quality control operation is executed regardless of the user's intention, the toner amount consumed thereby is included in the offset value Coff2 so as not to be charged. The pattern of the patch image formed in the image quality control operation is known, and the amount of toner consumed in one image quality control operation can also be predicted. Therefore, a value corresponding to the number of executions of the image quality control operation in the period may be added to the offset value Coff2. For toner consumed for other reasons, the toner consumption is calculated in an appropriate unit according to the principle and the usage status of the apparatus, and added to the offset value Coff2. Of these, if it is considered appropriate to bear the cost, the offset value Coff1 may be included in the offset value Coff2.
図7は2種類の残量管理用のトナー量と課金対象トナー量との違いを示す図である。トナー残量管理用に求めたトナー消費量TC1の算出値は、ドットカウント値DCの増加とともに増加する。当該現像器においては、そのトナー容量およびその動作上最低限現像器内に必要とされるトナー量を考慮して、使用可能なトナー量の最大値Tmaxが予め設定されている。トナー残量管理用のトナー消費量TC1がこの最大値Tmaxに達したとき、CPU101は、ユーザに当該現像器の交換を促すメッセージを表示部12に表示させる。こうすることで、ユーザは、実際にトナー切れが生じ画像欠陥が生じる前に、トナーが残り少ないことを知ることができる。
FIG. 7 is a diagram showing a difference between two types of remaining amount management toner amounts and chargeable toner amounts. The calculated value of the toner consumption amount TC1 obtained for managing the remaining amount of toner increases as the dot count value DC increases. In the developing device, the maximum toner amount Tmax that can be used is set in advance in consideration of the toner capacity and the minimum toner amount required in the developing device. When the toner consumption amount TC1 for managing the remaining amount of toner reaches the maximum value Tmax, the CPU 101 causes the
このとき、トナーカウンタ220により算出されたトナー消費量TC1には、ユーザの意図に関係なく装置内部で消費されたトナーの量ΔTが含まれる。そこで、この分のトナー量を差し引いた値T2としてCPU101が算出した値TC2に基づいてユーザに課金することで、ユーザの実際のトナー使用量に応じた適正な課金を行うことが可能となる。
At this time, the toner consumption amount TC1 calculated by the
なお、ユーザの手に渡ったシートSの費用も、ユーザが負担すべきものである。したがって、ユーザが消費したシートSの枚数と、トナーカウンタ220により算出されたユーザのトナー使用量TC2との双方から課金額を算定するようにしてもよい。
Note that the cost of the sheet S in the user's hand should also be borne by the user. Therefore, the charge amount may be calculated from both the number of sheets S consumed by the user and the user's toner usage amount TC2 calculated by the
以上のように、この実施形態では、現像器内のトナー残量を管理するため、装置全体としてのトナー消費量をトナーカウンタ220によって算出する。このトナーカウンタ220は、階調データの積算値DCにトナー付着率に対応する係数K1を乗じることでトナー像の形成に使用されるトナー量を求めるとともに、他の理由で消費されるトナーの量に相当するオフセット値Coff1およびCoff2を加算することで、装置全体のトナー消費量TC1を算出する。このような算出方法では、外部装置から与えられまたは装置内部で生成される信号や予め設定された数値に基づく簡単な計算によってトナー消費量を求めることができる。また、こうして得た算出結果に基づいて各現像器のトナー残量を管理することによって、不意のトナー切れによる画像欠陥を生じさせるなどの不都合が解消される。
As described above, in this embodiment, the toner consumption amount of the entire apparatus is calculated by the
また、ユーザに対する課金もそのトナー消費量に応じて行うが、トナーカウンタ220による算出結果にはユーザに直接関係のない理由で消費されたトナーも算入されていることに鑑み、その算出結果のうちユーザが使用したトナーの量のみを課金対象とするようにしている。具体的には、トナーカウンタ220による算出結果から、装置内部で消費されたトナー量を除外するとともに、トナー切れによる画像欠陥を予防するためトナー付着率が高めに設定されている点については、1より小さい係数K2を乗じることでこれを補正し、ユーザのトナー使用量が平均的なトナー付着率に基づいて算出されるようにしている。こうすることにより、ユーザによる実際のトナー使用量により近い値に基づいて課金がなされることとなり、その結果、この実施形態では、ユーザに対しそのトナー使用量に応じた適正な課金が行われる。
In addition, the user is charged according to the amount of toner consumed. In view of the fact that the toner consumed for a reason not directly related to the user is included in the calculation result of the
以上説明したように、この実施形態においては、トナーカウンタ220が本発明の「トナー消費量算出手段」として機能している。また、その算出結果に基づきトナー残量およびユーザのトナー使用量を管理するCPU101が、本発明の「管理手段」として機能している。また、トナーカウンタ220において使用されるオフセット値Coff1およびCoff2を合計したものが本発明の「第1のオフセット値」に相当し、また課金対象からは差し引かれるオフセット値Coff2が本発明の「第2のオフセット値」に相当する。さらに、この実施形態においては、シートSが本発明の「記録材」に相当している。
As described above, in this embodiment, the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、メインコントローラ11のハーフトーニング部116からパルス変調部117に与えられる階調データを使用してトナー消費量を算出しているが、このような階調データ以外にも、形成すべきドットのサイズを示す情報を含む信号であれば使用可能である。また、このような数値表現された信号に限らず、例えば、パルス変調部117から出力されるパルスの幅や、露光ビームLの連続照射時間を計測し、その計測値を用いても、トナー消費量を求めることが可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the toner consumption is calculated using the gradation data given from the halftoning unit 116 of the main controller 11 to the pulse modulation unit 117, but in addition to such gradation data, Any signal including information indicating the size of a dot to be formed can be used. In addition to such numerically expressed signals, for example, the width of a pulse output from the pulse modulation unit 117 and the continuous irradiation time of the exposure beam L are measured, and the toner consumption can be obtained using the measured values. It is possible to determine the quantity.
また、装置全体のトナー消費量の算出については、上記実施形態のように画像信号あるいはそれに基づいて生成される信号をカウントする方法のほか、例えば各現像器にトナー量を測定するためのセンサを設けることによって求める方法を採ってもよい。 In addition to the method of counting the image signal or a signal generated based on the image signal as in the above-described embodiment, the toner consumption amount of the entire apparatus is calculated using, for example, a sensor for measuring the toner amount in each developing device. You may take the method of calculating | requiring by providing.
また、トナーカウンタ220は、例えばゲートアレイやディスクリート素子を使用したハードウェアによる構成、CPU101または専用プロセッサにより実行されるソフトウェアによる構成、さらにこれらを混合した構成のいずれによって実現されたものであってもよい。また、ドットカウンタ210がエンジンコントローラ10に設けられたり、トナーカウンタ220がメインコントローラ10に設けられてもよい。
The
また、上記実施形態の画像形成装置は、感光体22と現像ローラ44とがギャップを隔てて対向配置された、いわゆる「非接触現像方式」の画像形成装置である。しかしながら、感光体22および現像ローラ44が当接するように配置された「接触現像方式」の装置においても、本発明を適用することが可能である。
The image forming apparatus according to the above-described embodiment is a so-called “non-contact developing type” image forming apparatus in which the photosensitive member 22 and the developing
さらに、上記実施形態の構成に限定されず、例えばブラック色トナーに対応した現像器のみを備えモノクロ画像を形成する装置や、中間転写ベルト以外の転写媒体(転写ドラム、転写シートなど)を備える装置、さらには複写機、ファクシミリ装置など他の画像形成装置に対しても、本発明を適用することが可能である。 Further, the present invention is not limited to the configuration of the above-described embodiment. For example, an apparatus that includes only a developing device corresponding to black toner and forms a monochrome image, and an apparatus that includes a transfer medium (transfer drum, transfer sheet, etc.) other than the intermediate transfer belt. In addition, the present invention can be applied to other image forming apparatuses such as copying machines and facsimile machines.
10…エンジンコントローラ、 11…メインコントローラ、 101…CPU(管理手段)、 210…ドットカウンタ、 220…トナーカウンタ(トナー消費量算出手段)、 EG…エンジン部、 Coff1,Coff2…オフセット値、 DC…ドットカウント値、 K1,K2…係数
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー消費量を算出するトナー消費量算出手段と、
前記トナー消費量算出手段により算出されるトナー消費量のうち、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を、ユーザに対する課金対象トナー量とする管理手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material according to a user's request using toner stored therein,
A toner consumption amount calculating means for calculating a toner consumption amount of the toner that is consumed as the apparatus is operated;
The image processing apparatus includes: a managing unit that sets a toner amount that adheres to the recording material as the toner image out of the toner consumption amount calculated by the toner consumption amount calculating unit as a chargeable toner amount for a user. Forming equipment.
前記トナーのうち装置の稼動に伴って消費されるトナー消費量を算出するとともに、該算出結果のうち、前記トナー像として前記記録材上に付着するトナー量を、ユーザに対する課金対象トナー量とする
ことを特徴とする画像形成装置の管理方法。 In a management method of an image forming apparatus that forms a toner image on a recording material according to a user's request using toner stored therein,
A toner consumption amount that is consumed with the operation of the apparatus is calculated among the toners, and a toner amount that adheres to the recording material as the toner image in the calculation result is set as a chargeable toner amount for the user. An image forming apparatus management method.
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