JP2001083842A - 画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ - Google Patents

画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジ

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JP2001083842A JP25490799A JP25490799A JP2001083842A JP 2001083842 A JP2001083842 A JP 2001083842A JP 25490799 A JP25490799 A JP 25490799A JP 25490799 A JP25490799 A JP 25490799A JP 2001083842 A JP2001083842 A JP 2001083842A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を
行うことのできる画像形成装置及び画像形成装置に着脱
可能なカートリッジを提供する。 【解決手段】 現像剤残量検知手段により現像剤残量レ
ベルを検知できる現像剤収納容器４と、記憶手段３１
と、を有し、画像形成に要した画素数を統計的計算によ
り検知する手段と、画像形成に要した記録材の枚数をカ
ウントする手段と、検知された現像剤残量レベル、検知
された画素数、カウントされた記録材の枚数から重み係
数を用いて、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法によ
り算出する手段と、現在以降の印刷可能枚数を表示する
ための信号を出力する出力手段と、を有する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般には、電子写
真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜
像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する画像形成
装置に関し、特に、現像剤収納容器に収容した現像剤の
残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知手段を
備えた現像剤量検出装置を有する画像形成装置、更に
は、画像形成装置本体に装着可能なカートリッジ、即
ち、プロセスカートリッジ、カートリッジ化された現像
装置などに関するものである。
【０００２】ここで電子写真画像形成装置としては、例
えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、Ｌ
ＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真
ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等
が含まれる。
【０００３】又、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つ
と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、こ
のカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着
脱可能とするものであるか、又は、少なくとも現像手段
と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、この
カートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱
可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真
感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ
化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体
に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用され
ている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置
のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身
で行うことができるので、格段に操作性を向上させるこ
とができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、
電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】このようなプロセスカートリッジ方式の電
子写真画像形成装置では、現像剤がなくなったらカート
リッジを交換することで再び画像を形成することができ
るが、カートリッジの交換はユーザー自身が行わなけれ
ばならず、そのために、現像剤が消費された場合にユー
ザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が必要と
なる。
【０００６】現像剤量検出装置は、カートリッジ内の画
像形成に供することができる現像剤がどれくらい残って
いるかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量
レベルを検知できる現像剤残量検知手段をカートリッジ
又は画像形成装置本体に設けている。
【０００７】この現像剤残量検知手段の一方式として、
静電容量検知方式がある。これは、現像剤収納容器内に
現像剤残量検知用のアンテナを配置し、所定の位置に設
けられた電極にＡＣ電圧を印加した際、電極−アンテナ
間の現像剤量に応じてアンテナに誘起される電流が変化
することを利用して現像剤残量を検知する方式である。
【０００８】例えば、静電容量検知方式を用いた一例と
してフラットアンテナ方式がある。フラットアンテナ
は、図３に示すように、基板２１に一対の導電パターン
２２、２３を所定の間隔で形成したもので、これを、例
えば、現像剤収納容器側面の現像剤と接する位置に配置
し、現像剤収納容器内の現像剤が減少するに従い、現像
剤とフラットアンテナ２０との接触面積が減少するよう
にしたものである。
【０００９】現像剤の消費によりこの導電パターン表面
と現像剤との接触面積が変化することで静電容量が変化
し、これにより、容器内現像剤残量とフラットアンテナ
の静電容量の対応づけが可能になり、フラットアンテナ
の静電容量を測定することにより随時容器内現像剤残量
を知ることができる。
【００１０】フラットアンテナ２０の静電容量は、一対
の導電部２２、２３の一方に一定の交流バイアスを印加
し、その際にもう一方の導電部に流れる電流から知るこ
とができる。
【００１１】又、静電容量検知方式を用いた別の一例と
して、現像剤収納容器内に配置された現像剤担持体であ
る現像ローラに交流バイアスを印加することで感光体上
の潜像を現像する、所謂、ジャンピング現像方式におい
て、現像ローラと平行に設けた板金（プレートアンテ
ナ）で構成されるプレートアンテナ方式がある。
【００１２】これは、プレートアンテナと現像ローラ間
の静電容量が、両者の間に存在する絶縁性現像剤の量に
応じて変化することを利用したものである。このプレー
トアンテナと現像ローラ間の空間が、現像剤で埋まって
いれば静電容量は大きく、現像剤が減少するに従い両者
間に空気が増え、静電容量は小さくなって行く。従っ
て、このプレートアンテナと現像ローラ間の静電容量と
現像剤量との関係を予め関係付けておくことで、現像剤
量を検知することができる。
【００１３】静電容量の測定方法は、現像ローラに現像
バイアスである交流バイアスを印加した際に、プレート
アンテナに流れる電流を測定することで求めることがで
きる。つまり、この現像剤残量検知方式は、現像ローラ
に現像バイアスが印加されている画像形成時に、現像剤
残量を検知することができる。
【００１４】以上のような現像剤残量検知手段を現像剤
収容部、即ち、現像剤収納容器に備えることにより、画
像形成に供することができる現像剤残量を随時知ること
ができる。
【００１５】現像剤残量検知手段としては、更には、現
像剤収納容器内に現像剤攪拌手段を設け、現像剤残量に
応じて現像剤攪拌手段にかかる負荷が変化することを利
用して現像剤残量を検知するトルク検知方式がある。
【００１６】このような、逐次現像剤残量検知方式を用
いることで、ユーザーに、プロセスカートリッジ及びカ
ートリッジ化された現像装置などのカートリッジの交
換、或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となる
までにあと何枚の画像形成を行うことができるかを報知
することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、いずれ
の逐次現像剤残量検知方式においても、画像形成に供す
ることができる現像剤があとどれくらい残っているかを
随時知ることが可能とは言え、測定分解能の限界、測定
誤差等のため十分な検知精度は得られておらず、現在以
降の印刷可能枚数の検知精度は未だ十分に満足し得るも
のではない。
【００１８】そこで、プロセスカートリッジ及びカート
リッジ化された現像装置などのカートリッジの交換、或
はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となるまでに
あと何枚の画像形成を行うことができるか、正確に報知
する手段が望まれている。
【００１９】本発明は、斯かる画像形成装置及び画像形
成装置に着脱可能なカートリッジの更なる改良に関する
ものである。
【００２０】つまり、本発明の第１の目的は、上記従来
技術を更に発展し、より正確に現在以降の印刷可能枚数
の検知を行うことのできる画像形成装置及び画像形成装
置に着脱可能なカートリッジを提供することである。
【００２１】本発明の第２の目的は、複数のカートリッ
ジを交換使用する場合においても、それぞれのカートリ
ッジの現像剤残量を正確に高い分解能で報知することが
できる画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカー
トリッジを提供することである。
【００２２】本発明の第３の目的は、上記従来技術を更
に発展し、より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を
行い、且つ現像剤残量検知分解能を高めることのできる
画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカートリッ
ジを提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】上記諸目的は、本発明に
係る画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカート
リッジにて達成される。
【００２４】第１の本発明によると、現像剤残量検知手
段により現像剤残量レベルを検知できる現像剤収納容器
と、記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在とさ
れた画像形成装置において、画像形成に要した画素数を
統計的計算により検知する手段と、画像形成に要した記
録材の枚数をカウントする手段と、検知された現像剤残
量レベル、検知された画素数、カウントされた記録材の
枚数から重み係数を用いて、現在以降の印刷可能枚数を
統計的手法により算出する手段と、現在以降の印刷可能
枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、を備
えることを特徴とする画像形成装置が提供される。本発
明の一実施態様によると、検知された現像剤残量レベ
ル、検知された画素数、カウントされた記録材の枚数か
ら、記録材１枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消
費現像剤量のいづれか、若しくは、その両方を統計的手
法により算出し、そのいづれか、若しくは、その両方に
重み係数を用いて、現在以降の印刷可能枚数を統計的手
法により算出する。他の実施態様によると、算出され
た、記録材１枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消
費現像剤量のいづれか、若しくは、その両方を前記記憶
手段に記憶させるための手段を有する。他の実施態様に
よると、前記記憶手段は不揮発性メモリである。他の実
施態様によると、画像形成に要した画素数を統計的計算
により検知する手段が、画像信号に基づいた印字量情
報、若しくは、レーザー発光時間情報から画素数を統計
的に計算する。他の実施態様によると、画像形成に要し
た記録材の枚数をカウントする手段によりカウントされ
た記録材の枚数が、記録材のサイズにより補正される。
他の実施態様によると、画像形成装置は更に表示手段を
有し、前記出力手段から出力された情報をこの表示手段
で表示する。他の実施態様によると、画像形成装置はデ
ィスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手
段はこの機器に信号を出力する。更に他の実施態様によ
ると、前記現像剤残量検知手段は前記カートリッジに設
けられている。
【００２５】第２の本発明によると、現像剤残量検知手
段により現像剤残量レベルを検知できる現像剤収納容器
と、記憶手段と、を有し、画像形成装置に着脱可能とさ
れたカートリッジにおいて、前記記憶手段には、前記現
像剤残量検知手段が検知した現像剤残量レベル、画像形
成に要した画素数を統計的計算により検知する手段が検
知した画素数、画像形成に要した記録材の枚数をカウン
トする手段がカウントした記録材の枚数、現在以降の印
刷可能枚数を統計的手法により算出する手段が算出した
現在以降の印刷可能枚数、のいづれか一つを記憶するこ
とを特徴とするカートリッジが提供される。本発明の一
実施態様によると、前記記憶手段は不揮発性メモリであ
り、現像剤残量検知手段による検知された現像剤残量レ
ベルと、画像形成に要した画素数を統計的計算により検
知する手段が検知した画素数と、画像形成に要した記録
材の枚数をカウントする手段がカウントした記録材の枚
数とから、重み係数と統計的手法により算出される記録
材１枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消費現像剤
量のいづれか、若しくは、その両方を記憶する。他の実
施態様によると、前記記憶手段に記憶させるための手段
を有する。他の実施態様によると、前記カートリッジは
更に、前記現像剤収納容器内の現像剤残量を逐次検知で
きる現像剤残量検知手段を有する。更に他の実施態様に
よると、前記カートリッジは更に、電子写真感光体と、
電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子写真感光
体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感光体をク
リーニングするクリーニング手段のうち少なくとも一つ
を有する。
【００２６】第３の本発明によると、現像剤残量検知手
段により現像剤残量レベルを検知できる現像剤収納容器
と、記憶手段と、を有するカートリッジが着脱自在とさ
れた画像形成装置において、画像形成に要した画素数を
統計的計算により検知する手段と、画像形成に要した記
録材の枚数をカウントする手段と、を有し、検知された
現像剤残量レベル、検知された画素数、カウントされた
記録材の枚数から重み係数を用いて、現像剤残量検知手
段の分解能以下の現像剤量を検知することを特徴とする
画像形成装置が提供される。本発明の一実施態様による
と、検知された現像剤残量レベル、検知された画素数、
カウントされた記録材の枚数から記録材１枚当たりの画
素数、単位画素数当たりの消費現像剤量を統計的手法に
より算出し、そのいづれか、若しくは、その両方に重み
係数を用いて現像剤残量を算出する。他の実施態様によ
ると、算出された、記録材１枚当たりの画素数、単位画
素数当たりの消費現像剤量のいづれか、若しくは、その
両方を前記記憶手段に記憶させる。他の実施態様による
と、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出す
る手段と、現在以降の印刷可能枚数を表示するための信
号を出力する出力手段と、を備える。更に他の実施態様
によると、前記装置は更に表示手段を有し、前記出力手
段から出力された情報をこの表示手段で表示する。他の
実施態様によると、前記装置はディスプレイを有する機
器と通信可能であり、前記出力手段はこの機器に信号を
出力する。更に他の実施態様によると、前記現像剤残量
検知手段は前記カートリッジに設けられている。
【００２７】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジを図面に則
して更に詳しく説明する。
【００２８】実施例１ 先ず、図１〜図３を参照して、本発明に従って構成され
るプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形成
装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電子
写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリ
ンタＡとされ、電子写真画像形成プロセスによって記録
材、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形
成するものである。
【００２９】レーザービームプリンタＡは、ドラム形状
の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感
光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって
帯電され、次いで、レーザースキャナー３から画像情報
に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ド
ラム１に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像
は、現像手段５によって現像され、可視像、即ち、トナ
ー像とされる。
【００３０】つまり、現像手段５は、現像剤担持体とし
ての現像ローラ５ａを備えた現像室５Ａを有しており、
現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収容部としての
現像剤収納容器４内の現像剤Ｔを現像剤送り部材１０の
回転によって、現像室５Ａの現像ローラ５ａへと送り出
す。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性１成分ト
ナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５ｂを
内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによって
現像剤は搬送され、現像ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷
が付与されると共に所定厚の現像剤層とされ、感光体ド
ラム１の現像領域へと供給される。この現像領域へと供
給された現像剤は、感光体ドラム１上の潜像へと転移さ
れ、トナー像を形成する。現像ローラ５ａは、現像バイ
アス回路に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧
が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【００３１】一方、トナー像の形成と同期して給紙カセ
ット２００にセットした記録材Ｐをピックアップローラ
８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転写
位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置されて
おり、電圧を印加することによって、感光体ドラム１上
のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００３２】トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、搬送
手段９Ｂで定着手段１０へと搬送する。定着手段１０
は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動
ローラ１０ｃを備え、通過する記録材Ｐに熱及び圧力を
印加して転写されたトナー像を記録材Ｐ上に定着する。
【００３３】記録材Ｐは、搬送手段９Ｃにより排出トレ
イ１４へと排出される。この排出トレイ１４は、レーザ
ービームプリンタＡの装置本体１００の上面に設けられ
ている。
【００３４】転写ローラ６によってトナー像を記録材Ｐ
に転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段７
によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去した
後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手
段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性クリ
ーニングブレード７ａによって感光体ドラム７上の残留
現像剤を掻き落として廃現像剤溜め７ｂへと集める。
【００３５】一方、本実施例にては、プロセスカートリ
ッジＢは、図３に示すように、現像剤を収納する現像剤
収納容器４及び現像剤送り部材１０を有する現像剤枠体
１１と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現
像手段５を保持する現像枠体１２とを溶着して一体とし
て現像ユニットを形成し、更にこの現像ユニットに、感
光体ドラム１、クリーニングブレード７ａなどのクリー
ニング手段７及び帯電ローラ２を取り付けたクリーニン
グ枠体１３を一体に結合することによってカートリッジ
化されている。
【００３６】このプロセスカートリッジＢは、ユーザー
によって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ
装着手段１０１（図１）に対して取り外し可能に装着さ
れる。
【００３７】本実施例によれば、プロセスカートリッジ
Ｂは、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔの消費に従ってそ
の残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知手段
２０を備えた現像剤量検出装置３０を有している。
【００３８】本実施例の画像形成装置は、統計的計算に
より画像形成に要した画像数を検知する手段と、統計的
計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段
とを備え、プロセスカートリッジは、現像剤残量検知手
段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれ
ぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを
備えることを特徴とする。更に、図面に用いて各手段に
ついて説明する。
【００３９】現像剤残量検知手段 本実施例では、現像剤量検出装置３０は、プロセスカー
トリッジに現像剤残量検知手段として平面アンテナ（フ
ラットアンテナ）を設置した静電容量検知方式を採用し
た。
【００４０】つまり、本実施例によれば、上述のよう
に、現像剤収納容器４内には、図１の矢印方向に回転す
る撹拌手段１０が設けられており、この撹拌手段１０が
回転することで現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａ
へ供給される。また、現像剤収納容器４の内面側壁には
図３に示すような、現像剤残量検知手段である平面アン
テナ２０が配設されている。
【００４１】平面アンテナ２０は、一般に用いられてい
るプリント基板２１上にエッチングや印刷などで二つの
導体パターン２２、２３を形成したものである。また、
この回路図形を保護するために導電パターン２２、２３
上に保護膜（図示せず）が形成してある。導電パターン
は適当に設定すればよく、本実施例では、この平面アン
テナ２０の二つの導電パターン２２、２３の幅（Ｗ）を
３００μｍ、両導電パターン２２、２３の間隔（Ｇ）を
３００μｍ程度まで狭くしてある。
【００４２】本実施例の平面アンテナ２０にて、各導電
パターンの電極２２、２３間に交流バイアスとして２０
０Ｖｐｐ、２０００Ｈｚを印加すると、平面アンテナ２
０に現像剤が触れていないときには２０ｐＦ、平面アン
テナ２０の全面に現像剤が触れているときには６０ｐ
Ｆ、と異なる静電容量値が観測された。この平面アンテ
ナ２０を、現像剤収納容器４の内面側壁に配設すること
で、容器４内の現像剤Ｔの減少に伴って現像剤Ｔと平面
アンテナ２０の接触面積が減り、二つの導電パターン
（アンテナ２２、２３）間の静電容量を観測すること
で、随時、容器４内の現像剤Ｔ量を知ることができる。
現像剤残量レベルと静電容量の関係を図５に示す。
【００４３】ところが実際には、容器４内の現像剤Ｔが
徐々に減っても、平面アンテナ２０上にわずかながら付
着して残る現像剤のために、測定結果にばらつきが生じ
てしまう。
【００４４】そこで、その表面に付着した現像剤を除去
するため、撹拌手段１０の端部にアンテナ清掃部材１０
ａ設けて、撹拌手段１０の回転に伴い平面アンテ２０表
面を清掃している。このアンテナ清掃部材１０ａは、た
とえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシート
であり、平面アンテナ２０の表面をなでるように清掃し
ている。
【００４５】図３に示すように、平面アンテナ２０のほ
ぼ中央部に穴２４を設け、撹拌手段１０の支持軸をこの
穴２４を貫通して現像剤収納容器４などに回転自在に支
持することにより、表面清掃手段１０ａにより平面アン
テナ２０のほぼ全域を清掃することができる。
【００４６】上記構成により、平面アンテナ２０上にわ
ずかながら付着して残る現像剤による、測定結果のばら
つきはほぼ解消できるが、攪拌手段１０の回転により現
像剤が流動することにより、平面アンテナ２０の出力が
攪拌手段１０の回転周期で変動してしまう。
【００４７】そこで、攪拌手段１０の回転周期に応じ
て、アンテナ出力の平均値をとったり、最小値を選んだ
りするなどの統計処理をして、現像剤残量レベルを確定
する。これらの信号処理手段は、画像形成装置本体１０
０に配設されている。
【００４８】本実施例におけるフラットアンテナ方式に
よる現像剤残量検知分解能としては、測定分解能の限
界、測定誤差等を考慮すると、未使用状態における現像
剤収容部、即ち、現像剤収納容器４内の現像剤全量を１
００％として、１％の減少率で検知することができる。
【００４９】本実施例においては、未使用状態における
現像剤収納容器４内の現像剤全重量が１０００ｇのプロ
セスカートリッジを使用しているため、現像剤残量レベ
ルを１０ｇの減少率で検知することができる。この分解
能よりも高い分解能で、例えば０．１ｇの減少率で現像
剤残量レベルを検知するために統計的計算により現像剤
残量レベルを検知する手段を用いることができる。
【００５０】統計的計算により画像形成に要した画像数
を検知する手段 本実施例においては、統計的計算により画像形成に要し
た画像数を検知する手段は、レーザー発光総時間検知手
段を採用したが、画像数を検知する手段であればこれに
限るものではなく、画像信号に基づいた印字量情報を利
用することもできる。
【００５１】図４に、本発明のレーザービームプリンタ
Ａにおけるレーザー発光総時間検知手段５０の全体構成
を示す。レーザー発光総時間検知手段５０は、コンピュ
ータ等から入力される画像信号をレーザー入力電圧に変
調し、画像信号に対応してレーザーをＯＮ／ＯＦＦさせ
る変調器５１を含む。
【００５２】変調器５１にはカウンタ５２が接続され、
変調器５１からレーザーへの出力時間、つまり、レーザ
ービームの感光体ドラム１への露光時間に対応する時間
情報を計測する。即ち、カウンタ５２には水晶発振器で
あるクロックパルス発生手段５３が接続されており、レ
ーザー発光信号が存続している期間に受けたクロックパ
ルス数をカウントする。
【００５３】このカウント数から統計的計算手段５４に
より、画像形成に要した画素数が算出される。使用開始
からのカウント数を加算しつづけることで、画素数の総
和も算出することができる。
【００５４】記憶手段 更に、本発明によれば、現像剤収納容器４内の現像剤残
量レベル値をプロセスカートリッジＢに搭載された記憶
手段３１に書き込むことで、複数のカートリッジを交換
使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量
レベルを保存することができる。記憶手段３１として
は、読み書き可能な不揮発性メモリを採用した。
【００５５】本実施例では、図６に示すように、プロセ
スカートリッジＢには記憶手段としての不揮発性メモリ
３１と、不揮発性メモリ３１への情報の読み書きを制御
するためのカートリッジ側制御部３２とが配置される。
プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装
着された際には、カートリッジ側制御部３２と、画像形
成装置本体１００側の制御部３３は、互いにＲ／Ｗ、Ｒ
ＥＱ、ＤＲＹ、ＣＬＣ、ＤＡＴＡの各信号線で接続され
る。このように、画像形成装置本体側の制御部３３及び
カートリッジ側制御部３２によって、記憶手段３１に情
報の読み出し及び書き込みを行うための制御手段が構成
される。
【００５６】記憶手段である不揮発性メモリ３１へのデ
ータの書き込み及び読み込みの際には、使用するデバイ
スの特性により、適当な待ち時間が設定されており、そ
の動作は保証されている。
【００５７】本実施例で使用した不揮発性メモリ３１は
シリアルデータ入出力型のメモリで、その記憶容量は任
意なものが使用できる。本実施例においては、後述す
る、カウンタ６１（図７）が加算した印刷した記録材の
枚数や、前述のレーザー発光総時間検知手段５０から算
出された画素数、画素数の総和、現像剤残量レベル、後
述する現在以降の印刷可能枚数の統計的計算値結果等
を、複数個記憶するのに十分な容量のあるものを使用し
た。本実施例においては、画像形成装置にも記憶手段３
１への書き込み及び読み込み制御部が設けてあるが、全
てをプロセスカートリッジ側に設けることで、電気的な
エラー、ノイズ等の発生を減らすこともできる。
【００５８】統計的計算により現在以降の印刷可能枚数
を算出する演算手段 統計的計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演
算手段６０は、図７に示すように、カウンタ６１、制御
部６２、記憶部６３及び演算部６４などを有する。
【００５９】カウンタ６１は、印刷した記録材の枚数を
加算するものである。記憶部６２には、本実施例では不
揮発性メモリを採用しており、カウンタ６１が加算した
印刷した記録材の枚数や、前述のレーザー発光総時間検
知手段５０から算出された画素数、画素数の総和、現像
剤残量レベル、後述する現在以降の印刷可能枚数の統計
的計算値結果等を、複数個記憶するのに十分な容量があ
ってもよい。又、本実施例のように、それら値をプロセ
スカートリッジの記憶手段３１に記憶させることによ
り、容量を減らすこともできる。
【００６０】演算部６４は、現在以降の印刷可能枚数を
統計的手法により算出する。この際、演算に必要な値を
記憶部６３から読み出すことが可能であってもよいし、
本実施例のように、それら値をプロセスカートリッジＢ
の記憶手段３１に記憶させることにより、記憶手段３１
から読み出すことも可能である。
【００６１】算出された現在以降の印刷可能枚数は、演
算手段６０と接続された表示部１５において、ユーザー
に報知される。別法として、算出された現在以降の印刷
可能枚数に関する信号は、画像形成装置と通信可能なパ
ソコンへと出力送信し、パソコンのディスプレイにて表
示することも可能である。
【００６２】次に、本実施例における、現在以降の印刷
可能枚数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【００６３】現在以降の印刷可能枚数とは、画像形成１
枚当たりに要する画素数と、単位画素数に対する現像剤
消費量の２つを予測し、この２つの予測をもとに、現在
の現像剤残量から、現在以降の印刷可能枚数を予測する
ものである。以下の式で表される。 現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）＝（現在の現像剤残量
レベル）／（画像形成１枚当たりに要する画素数予測）
／（単位画素数に対する消費現像剤量予測）画像形成１枚当たりに要する画素数 画像形成１枚当たりに要する画素数は、当然、テキスト
文書やグラフィック画像等、ユーザーの使用状況に応じ
て変化するものである。そこで、現在までのユーザーの
平均的な使用状況という意味合いで、画像形成１枚当た
りに要する画素数の現在までの平均を用いて、現在以降
の使用状況を推測するものとする。
【００６４】単位画素数当たりの消費現像剤量 単位画素数当たりの消費現像剤量の各現像剤残量レベル
における変化を図８に示す。
【００６５】つまり、同一画像を連続して出力した場合
においても、現像剤残量レベルと単位画素数当たりの消
費現像剤量は、直線的には変化しない。単位画素を現像
するのに要する現像剤量は、常に変化するものである。
これは、現像剤及び現像に関わる手段の耐久劣化、並び
に感光体ドラムの劣化、更には、周囲の環境等の影響に
起因するものであると考えられ、また、それらが複合的
に影響していると考えられる。
【００６６】そこで、本実施例においては、上記各現像
剤残量レベルにおける、単位画素数当たりの消費現像剤
量の関係を考慮して、統計的手法により、単位画素数当
たりの消費現像剤量を算出する。
【００６７】つまり、単位画素を現像するのに要する現
像剤量は常に変化するものであるから、現在以降の画像
形成における単位画素数当たりの消費現像剤量を、過去
の単位画素数当たりの消費現像剤量に重み係数を用いて
予測する。
【００６８】現在以降の印刷可能枚数は、常時、統計的
手法を用いて算出し、ユーザーに報知することが可能で
あるが、およそ重要度が増すのは現像剤残量が少なくな
り、プロセスカートリッジなどのカートリッジの交換、
或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となる時期
が迫ってからである。
【００６９】そこで、本実施例においては、未使用状態
における現像剤収納容器４内の現像剤全量を１００％と
して、現像剤残量が２０％、本実施例のプロセスカート
リッジＢの場合、２００ｇとなってから、現在以降の印
刷可能枚数をユーザーに報知することとする。
【００７０】以下に本実施例における重み係数について
説明する。
【００７１】重み係数 本実施例においては、現在までの画像形成装置の使用期
間を、現像剤残量レベルを用いて、以下のように分割す
る。現在の現像剤残量レベルがＸｇであるとしたとき
に、 Ｉ期 ：Ｘｇ〜（Ｘ＋５０）ｇ、 ＩＩ期 ：（Ｘ＋５０ｇ）〜（Ｘ＋１００）ｇ、 ＩＩＩ期：（Ｘ＋１００ｇ）〜（Ｘ＋２００ｇ）、 ＩＶ期 ：（Ｘ＋２００ｇ）〜５００ｇ、 Ｖ期 ：５００ｇ〜１０００ｇ、 とし、これを、図９に示す。この区分は、勿論これに限
るものではなく、現在により近い過去の期間を短くして
いくことを特徴とするものである。
【００７２】現像剤残量レベルの減少に伴い、Ｉ期から
ＩＩＩ期及びＶ期の間隔は変化しないが、ＩＶ期のみ拡
大する。
【００７３】単位画素数当たりの消費現像剤量は、以下
の式、 単位画素数当たりの消費現像剤量＝（消費した現像剤
量）／（画像形成に要した画素数） より求められる。
【００７４】それぞれの期間における画素数Ｔ（期）と
して、単位画素数当たり消費現像剤量Ａ（期）は、 Ｉ期 ：Ａ（Ｉ）＝５０ｇ／Ｔ（Ｉ）、 ＩＩ期 ：Ａ（ＩＩ）＝５０ｇ／Ｔ（ＩＩ）、 ＩＩＩ期：Ａ（ＩＩＩ）＝１００ｇ／Ｔ（ＩＩＩ）、 ＩＶ期 ：Ａ（ＩＶ）＝（３００−Ｘ）ｇ／Ｔ（Ｉ
Ｖ）、 Ｖ期 ：Ａ（Ｖ）＝５００ｇ／Ｔ（Ｖ）、 である。
【００７５】ここで重み係数を、 Ｉ期：α＝０．４、ＩＩ期：β＝０．２５、ＩＩＩ期：
γ＝０．２、ＩＶ期：δ＝０．１、Ｖ期：ε＝０．０５ （α＋β＋γ＋δ＋ε＝１）として、現在以降の単位画
素数当たりの消費現像剤量Ａは、 Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２
×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ
（Ｖ） として算出する。
【００７６】こうすることで、現在以降の単位画素数当
たりの消費現像剤量予測が正確なものとなる。
【００７７】このように、過去の単位画素数当たりの消
費現像剤量に重み係数を用いて、現在以降の単位画素数
当たりの消費現像剤量を算出する。当然、重み係数の
値、各期間の区分はこれに限るものではなく、適宜決定
することができる。
【００７８】次に、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の
算出方法を説明する。
【００７９】現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚） 現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出には、以下の値
を必要とする。 現在の現像剤残量レベル（Ｘｇ）：前述したように、
現像剤残量検知手段２０を備えた現像剤量検出装置３０
により決定される。 現在までに印刷した記録材の枚数（Ｙ枚）：演算手段
６０を構成するカウンタ６１による加算値である。 Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した画素数（Ｔ）：レ
ーザー発光総時間検知手段５０のカウンタ５２からの算
出値である。
【００８０】本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから
現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の
値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は単純に加算さ
れ、記憶手段に記憶されており、それ以降は、後述する
ように１０ｇ毎に記憶される。 現在までの画素数の総和（Ｔ）：プロセスカートリッ
ジの使用開始からレーザー発光総時間検知手段５０のカ
ウンタ５２が加算し続けた加算値からの算出値である。
【００８１】以上の値が、各手段から出力され、これを
もとに演算部６４は、以下の演算を行う。 記録材の１枚当たりの平均画素数＝（現在までの画素
数の総和）／（現在までに印刷した記録材の枚数）（Ｔ
／枚） 記録材のサイズにより、補正係数を用いることも可能で
ある。 単位画素数当たりの消費現像剤量＝（消費した現像剤
量）／（画像形成に要した画素数）＝Ａ＝（ｇ／Ｔ） 本実施例では、先述したように、 Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２
×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ
（Ｖ） から、算出される。 現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）＝（現在の現像剤残
量レベル）／（記録材１枚当たりの平均画素数）／（単
位画素数当たりの消費現像剤量） このように、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）が算出さ
れ、表示手段１５或はパソコンのディスプレイによりユ
ーザーに報知される。
【００８２】重み係数の値、その他、本実施例において
用いた値が、これに限るものでないのは先述したとおり
である。
【００８３】更に、図１０〜図１４に示すフローチャー
トを用いて本実施例の画像形成装置の動作を説明する。 プロセスカートリッジの使用開始から現像剤残量レベ
ルが５００ｇと検知されるまでの動作： ステップ１０１：プロセスカートリッジの使用開始。 ステップ１０２：レーザー発光総時間検知手段５０が画
像形成に要した画素数のカウントを開始する。 ステップ１０３：演算手段６０が有するカウンタ６１が
記録材の枚数をカウント開始する。 ステップ１０４：現像剤残量検知手段２０が現像剤残量
レベルを確定する。 ステップ１０５：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に現像剤残量レベルを記憶する。 ステップ１０６：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に画素数のカウントを記憶する。 ステップ１０７：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に枚数のカウントを記憶する。 ステップ１０８：表示手段１５或はパソコンのディスプ
レイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され
た現像剤残量レベルを表示する。 ステップ１０９：現像剤残量検知手段が、現像剤残量レ
ベルが５００ｇと検知したか否かを判断する。５００ｇ
と検知した（ＹＥＳ）ならばＡへと進み、検知しない
（ＮＯ）ならばステップ１０４に戻り、これを繰り返
す。
【００８４】プロセスカートリッジの使用開始から、現
像剤残量レベルが５００ｇと検知されるまでは、以上の
ようにして、プロセスカートリッジの記憶手段３１の現
像剤残量レベル記憶、画素数記憶、枚数記憶を更新す
る。 現像剤残量レベルが５００ｇと検知してから４００ｇ
を検知した時点までの動作： ステップ１１０：現像剤残量検知手段２０が検知した現
像剤残量レベル５００ｇをプロセスカートリッジの記憶
手段３１に記憶する。 ステップ１１１：この時までの画素数（使用開始から５
００ｇまでの画素数の和）をプロセスカートリッジの記
憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶させ、これを
書き換え不可とする。 ステップ１１２：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に枚数のカウントを記憶する。 ステップ１１３：表示手段１５或はパソコンのディスプ
レイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され
た現像剤残量レベルを表示する。 ステップ１１４：レーザー発光総時間検知手段５０の画
素数のカウントをリセットする。 ステップ１１５：レーザー発光総時間検知手段５０が画
像形成に要した画素数のカウントを再開する。 ステップ１１６〜ステップ１２０：上記ステップ１０４
〜ステップ１０８と同じである。 ステップ１２１：現像剤残量検知手段２０が現像剤残量
レベルが４００ｇと検知したか否か判断する。ＮＯなら
ばステップ１１６に戻り、繰り返す。 ステップ１２２：現像剤残量検知手段２０が検知した現
像剤残量レベル４００ｇを、プロセスカートリッジの記
憶手段３１に記憶する。 ステップ１２３：この時までの画素数（５００ｇでカウ
ンタをリセットしてから４００ｇまでの画素数の和）を
プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、更に保
存領域に記憶させ、これを書き換え不可とする。 ステップ１２４〜ステップ１２７：上記ステップ１１２
〜ステップ１１５と同じである。
【００８５】以上のように、現像剤残量レベル５００ｇ
及び４００ｇを検知した時点の、画素数記憶は保存さ
れ、重み係数、画素数の総和の算出の際に用いられる。 現像剤残量レベルが４００ｇと検知してから、２００
ｇを検知した時点までの動作： ステップ１２８：現像剤残量検知手段２０が現像剤残量
レベルＸｇを確定する。 ステップ１２９：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に現像剤残量レベルを記憶する。 ステップ１３０：この時までの画素数をプロセスカート
リッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶さ
せ、これを書き換え不可とする。 ステップ１３１：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に枚数のカウントを記憶する。 ステップ１３２：表示手段１５或はパソコンのディスプ
レイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され
た現像剤残量レベルを表示する。 ステップ１３３：レーザー発光総時間検知手段５０の画
素数のカウントをリセットする。 ステップ１３４：レーザー発光総時間検知手段５０が画
像形成に要した画素数のカウントを再開する。 ステップ１３５：現像剤残量検知手段２０が現像剤残量
レベルが２００ｇと検知したか否か判断する。ＮＯなら
ばステップ１２８に戻り、繰り返す。２００ｇと検知し
たならばＣ（図１３）へ進む。
【００８６】本実施例においては、現像剤残量検知手段
２０の分解能から、Ｘは１０ｇ刻みで３９０ｇから２１
０ｇまでの値をとる。現像剤残量検知手段２０が現像剤
残量レベルＸｇを確定する毎に、レーザー発光総時間検
知手段５０の画素数のカウントをリセットすることによ
り、１０ｇのトナーを消費するのに要した画素数の和を
プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、保存し
て行く。 現像剤残量レベルが２００ｇを検知した時点における
動作： ステップ１３６：現像剤残量検知手段２０が検知した現
像剤残量レベル２００ｇをプロセスカートリッジの記憶
手段３１に記憶する。 ステップ１３７：この時までの画素数（この場合、２１
０ｇから２００ｇまでの画素数の和）をプロセスカート
リッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶さ
せ、これを書き換え不可とする。 ステップ１３８：プロセスカートリッジの記憶手段３１
に枚数のカウントを記憶する。 ステップ１３９：表示手段１５或はパソコンのディスプ
レイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され
た現像剤残量レベルを表示する。
【００８７】これ以降、ステップ１４０〜ステップ１４
３は演算手段６０の演算処理内容である。 ステップ１４０：演算手段６０は、プロセスカートリッ
ジの記憶手段３１から、 １．現在の現像剤残量レベル ２．現在までの印刷した記録材の枚数 ３．現像剤残量レベル５００ｇ検知時に保存した画素数 ４．現像剤残量レベル４００ｇ検知時に保存した画素数 ５．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前
述したように、Ｘは１０ｇ刻みで３９０ｇから２１０ｇ
までの値をとる。） ６．現像剤残量レベル２００ｇ検知時に保存した画素数
を読み出す。 ステップ１４１：現在までの画素数の総和を算出するた
め、上記３から６の画素数を加算する。 ステップ１４２：所定の重み係数を用いて、単位画素数
当たりの消費現像剤量を算出する。 ステップ１４３：前記手法により、現在以降の印刷可能
枚数を算出する。 ステップ１４４：算出された現在以降の印刷可能枚数を
プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。 ステップ１４５：算出された現在以降の印刷可能枚数を
表示手段１５或はパソコンのディスプレイにより表示す
る。 現像剤残量レベルが２００ｇを検知した以降の動作： ステップ１４６〜ステップ１５２：上記ステップ１２６
〜ステップ１３４と同じである。本実施例においては、
現像剤残量検知手段２０の分解能から、Ｙは１０ｇ刻み
で１９０ｇから１０ｇまでの値をとる。現像剤残量検知
手段２０が現像剤残量レベルＹｇを確定する毎に、レー
ザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセ
ットすることにより、１０ｇの現像剤を消費するのに要
した画素数の和をプロセスカートリッジの記憶手段３１
に記憶し、保存して行く。
【００８８】これ以降、ステップ１５３〜ステップ１５
７は、演算手段６０の演算処理内容である。 ステップ１５３：演算手段６０は、プロセスカートリッ
ジの記憶手段３１から、 １．現在の現像剤残量レベル ２．現在までの印刷した記録材の枚数 ３．現像剤残量レベル５００ｇ検知時に保存した画素数 ４．現像剤残量レベル４００ｇ検知時に保存した画素数 ５．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前
述したように、Ｘは１０ｇ刻みで、３９０ｇから２１０
ｇまでの値をとる。） ６．現像剤残量レベル２００ｇ検知時に保存した画素数 ７．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前
述したように、Ｙは１０ｇ刻みで、１９０ｇから１０ｇ
までの値をとる。）を読み出す。 ステップ１５４：ここで、重み係数を用いて単位画素数
当たりの消費現像剤量を算出するため、本字実施例にお
いては、前述したようにＩ期〜ＩＶ期を設定する。 Ｉ期 ：Ｙｇ〜（Ｙ＋５０）ｇ、 ＩＩ期 ：（Ｙ＋５０ｇ）〜（Ｙ＋１００）ｇ、 ＩＩＩ期：（Ｙ＋１００ｇ）〜（Ｙ＋２００ｇ）、 ＩＶ期 ：（Ｙ＋２００ｇ）〜５００ｇ、 Ｖ期 ：５００ｇ〜１０００ｇ、 つまり、Ｙは１０ｇ刻みで１９０ｇから１０ｇまでの値
をとるものであり、現像剤残量レベル検知結果により、
Ｙが確定され更新される毎にＩ期〜ＩＶ期も更新されて
行く。 ステップ１５５：現在までの画素数の総和を算出するた
め、上記３から６の画素数を加算する。 ステップ１５６：所定の重み係数を用いて単位画素数当
たりの消費現像剤量を算出する。 ステップ１５７：前記手法により、現在以降の印刷可能
枚数を算出する。 ステップ１５８：算出された現在以降の印刷可能枚数を
プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。 ステップ１５９：算出された現在以降の印刷可能枚数を
表示手段１５或はパソコンのディスプレイにより表示す
る。 ステップ１６０：レーザー発光総時間検知手段５０の画
素数のカウントをリセットする。 ステップ１６１：レーザー発光総時間検知手段５０が、
画像形成に要した画素数のカウントを再開する。 ステップ１６２：現像剤残量検知手段２０が、現像剤残
量レベルが０ｇと検知したか否か判断する。ＮＯならば
ステップ１４８から繰り返す。 ステップ１６３：現像剤残量レベルが０ｇを表示する。 ステップ１６４：終了する。
【００８９】以上説明したように、本発明によれば、現
像剤量を複数の期間に分け、現像剤収納容器内の現像剤
残量が少なくなるにつれて期間を短くし、現像剤収納容
器内の現像剤残量が少なくなってからの単位画素数当た
りに対して消費する現像剤量を重要視した重み係数を用
いた統計的計算により、現在以降に印字可能な枚数を算
出することとされ、プロセスカートリッジ及び現像手段
の交換、或は現像手段への現像剤の補充等が必要となる
までに、あと何枚の画像形成を行うことができるか、を
正確に算出できる。
【００９０】なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２
０を備えた現像剤検出装置３０である現像剤残量逐次検
知手段として静電容量検知方式の一形態であるフラット
アンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の現像剤
残量逐次検知手段に限定するものではない。
【００９１】従来の技術の項で述べたプレートアンテナ
方式の他、トルク検知方式等、現像剤残量を逐次検知で
きれば、その方式は問わない。
【００９２】実施例２ 本実施例の特徴は、実施例１で述べた重み係数を、単位
画素数当たりの消費現像剤量予測のみでなく、画像形成
１枚当たりに要する画素数予測にも用いることを特徴と
する。
【００９３】本実施例における、現在以降の印刷可能枚
数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【００９４】現在以降の印刷可能枚数とは、画像形成１
枚当たりに要する画素数と、単位画素数に対する現像剤
消費量の２つを予測し、この２つの予測をもとに、現在
の現像剤残量から、現在以降の印刷可能枚数を予測する
ものである。以下の式で表される。 現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）＝（現在の現像剤残量
レベル）／（画像形成１枚当たりに要する画素数予測）
／（単位画素数当たりの消費現像剤量予測） 単位画素数当たりの消費現像剤量予測に重み係数を用い
るのは、実施例１と同様であり説明を省略する。
【００９５】画像形成１枚当たりに要する画素数 画像形成１枚当たりに要する画素数は、当然、テキスト
文書やグラフィック画像等、ユーザーの使用状況に応じ
て変化するものである。そこで、画像形成１枚当たりに
要する画素数に重み係数を用いて現在以降のユーザーの
使用状況を推測するものとする。
【００９６】重み係数 実施例１と同様に、現在までの画像形成装置の使用期間
を現像剤残量レベルを用いて、以下のように分割する。
現在の現像剤残量レベルが、Ｘｇとしたときに、 Ｉ期 ：Ｘｇ〜（Ｘ＋５０）ｇ、 ＩＩ期 ：（Ｘ＋５０ｇ）〜（Ｘ＋１００）ｇ、 ＩＩＩ期：（Ｘ＋１００ｇ）〜（Ｘ＋２００ｇ）、 ＩＶ期 ：（Ｘ＋２００ｇ）〜５００ｇ、 Ｖ期 ：５００ｇ〜１０００ｇ、 これを、図９に示す。この区分は、勿論これに限るもの
ではなく、現在により近い過去の期間を、短くしていく
ことを特徴とするものである。
【００９７】現像剤残量レベルの減少に伴い、Ｉ期から
ＩＩＩ期及びＶ期の間隔は変化しないが、ＩＶ期のみ拡
大する。
【００９８】単位画素数当たりの消費現像剤量は、以下
の式、 記録材の１枚当たりの画素数＝（現在までの画素数の総
和）／（現在までに印刷した記録材の枚数）（Ｔ／枚） より求められる。
【００９９】それぞれの期間における画素数Ｔ（期）、
記録材の枚数Ｐ（枚）として、記録材の１枚当たりの平
均画素数Ｂ（期）は、 Ｉ期 ：Ｂ（Ｉ）＝Ｔ（Ｉ）／Ｐ（Ｉ）、 ＩＩ期 ：Ｂ（ＩＩ）＝Ｔ（ＩＩ）／Ｐ（ＩＩ）、 ＩＩＩ期：Ｂ（ＩＩＩ）＝Ｔ（ＩＩＩ）／Ｐ（ＩＩ
Ｉ）、 ＩＶ期 ：Ｂ（ＩＶ）＝Ｔ（ＩＶ）／Ｐ（ＩＶ）、 Ｖ期 ：Ｂ（Ｖ）＝Ｔ（Ｖ）／Ｐ（Ｖ）、 である。
【０１００】ここで重み係数を、 Ｉ期：α＝０．４、ＩＩ期：β＝０．２５、ＩＩＩ期：
γ＝０．２、ＩＶ期：δ＝０．１、Ｖ期：ε＝０．０５ （α＋β＋γ＋δ＋ε＝１） として、現在以降の記録材１枚当たりの平均画素数Ｂ
は、 Ｂ＝０．４×Ｂ（Ｉ）＋０．２５×Ｂ（ＩＩ）＋０．２
×Ｂ（ＩＩＩ）＋０．１×Ｂ（ＩＶ）＋０．０５×Ｂ
（Ｖ） として算出する。こうすることで、現在以降の記録材１
枚当たりの平均画素数予測が正確なものとなる。
【０１０１】このように、過去の記録材１枚当たりの平
均画素数に重み係数を用いて、現在以降の記録材１枚当
たりの平均画素数を算出する当然、重み係数の値、各期
間の区分はこれに限るものではなく、適宜決定すること
ができる。
【０１０２】次に、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の
算出方法を説明する。
【０１０３】現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚） 算出には、以下の値を必要とする。 現在の現像剤残量レベル（Ｘｇ） 前述したように、現像剤残量検知手段２０により決定さ
れる。 Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した記録材の枚数
（Ｐ） 演算手段６０を構成するカウンタ６１による加算値であ
る。
【０１０４】本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから
現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の
値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は、単純に加算
され、記憶手段に記憶されており、それ以降は、後述す
るように１０ｇ毎に記憶される。 Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した画素数（Ｔ） レーザー発光総時間検知手段５０のカウンタ５２からの
算出値である。
【０１０５】本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから
現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の
値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は、単純に加算
され、記憶手段３１に記憶されており、それ以降は、後
述するように１０ｇ毎に記憶される。
【０１０６】以上の値が、各手段から出力され、これを
もとに演算部は、以下の演算を行う。 記録材の１枚当たりの画素数＝（画像形成に要した画
素数）／（記録材の枚数）＝Ｂ＝（Ｔ／枚） 本実施例では、先述したように、録紙のサイズにより補
正係数を用いることも可能である。 単位画素数当たりの消費現像剤量 ＝（消費した現像剤量）／（画像形成に要した画素数）
＝Ａ＝（ｇ／Ｔ） 本実施例では、先述したように、 Ｂ＝０．４×Ｂ（Ｉ）＋０．２５×Ｂ（ＩＩ）＋０．２
×Ｂ（ＩＩＩ）＋０．１×Ｂ（ＩＶ）＋０．０５×Ｂ
（Ｖ） から、算出される。 現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）＝（現在の現像剤残
量レベル）／（記録材１枚当たりの画素数）／（単位画
素数当たりの消費現像剤量） このように、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）が演算手
段６０によって算出され、表示手段１５或はパソコンの
ディスプレイによりユーザーに報知される。
【０１０７】実施例１で、Ｉ〜Ｖ期の各期間における画
像形成に要した画素数が、プロセスカートリッジの記憶
手段３１に記憶され保存されることを説明したが、これ
と同様に、Ｉ〜Ｖ期の各期間における画像形成に要した
記録材の枚数が、プロセスカートリッジの記憶手段３１
に記憶され保存される。
【０１０８】よって、実施例１の画像形成に要した画素
数が算出されたのと同様に、画像形成に要した記録材の
枚数が算出され、現在以降の印刷可能枚数が算出され
る。
【０１０９】重み係数の値、その他、本実施例において
用いた値が、これに限るものでないのは先述したとおり
である。
【０１１０】以上説明したように、現像剤量を複数の期
間に分け、現像剤収納容器４内の現像剤残量が少なくな
るにつれて期間を短くし、現像剤収納容器４内の現像剤
残量が少なくなってからの、単位画素数当たりに対して
消費する現像剤量、及び記録材1枚当たりの画素数を重
要視した重み係数を用いた統計的計算により、現在以降
に印字可能な枚数を算出することであり、プロセスカー
トリッジ等のカートリッジの交換、或はカートリッジへ
の現像剤の補充等が必要となるまでに、あと何枚の画像
形成を行うことができるか、を正確に算出できる。記録
材のサイズによる補正係数を用いることもできる。
【０１１１】なお、本実施例は、現像剤残量逐次検知手
段として静電容量検知方式の一形態である、フラットア
ンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の現像剤残
量逐次検知手段に限定するものではない。
【０１１２】従来の技術の項で述べたプレートアンテナ
方式の他、トルク検知方式等、現像剤残量を逐次検知で
きれば、その方式は問わない。
【０１１３】実施例３ 実施例３においては、実施例１及び２で述べた現像剤残
量検知手段の検知分解能を高めると同時に、現在以降の
印刷可能枚数を精度良く算出するものである。
【０１１４】フラットアンテナ方式現像剤残量検知分解
能としては、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮する
と、未使用状態における現像剤収納容器内の現像剤全量
を１００％として、１％の減少率で検知することができ
る。本実施例においては、未使用状態における現像剤収
納容器内の現像剤全重量が１０００ｇのプロセスカート
リッジを使用しているため、現像剤残量レベルを１０ｇ
の減少率で検知することができる。
【０１１５】この分解能よりも高い分解能で、例えば
０．１ｇの減少率で現像剤残量レベルを検知するため
に、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段
を用いることができる。
【０１１６】単位画素数当たりの消費現像剤量が、以下
の式、 単位画素数当たりの消費現像剤量＝（消費した現像剤
量）／（画像形成に要した画素数） より求められるのは、実施例１で説明とおりである。
【０１１７】よって、消費した現像剤量は、 （単位画素数当たりの消費現像剤量）×（画像形成に要
した画素数）＝消費した現像剤量 であるのは明白である。
【０１１８】つまり、統計的計算により現像剤残量レベ
ルを検知する手段としては、実施例１で述べた、統計的
計算により画像形成に要した画像数を検知する手段であ
るレーザー発光総時間検知手段５０でかまわない。
【０１１９】実施例１と同様に、現在の現像剤残量レベ
ルがＸｇに到達した時点で、現在以降の印刷可能枚数が
算出される。
【０１２０】本実施例では、実施例１と同様に、重み係
数 Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２
×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ
（Ｖ） から、算出されるものである。この時、算出された単位
画素数当たりの消費現像剤量が、プロセスカートリッジ
の記憶手段３１に記憶される。
【０１２１】次に画像形成動作が行われ、記録材１枚の
画像形成に要した画素数が、レーザー発光総時間検知手
段５０により統計的手法から算出される。この画素数
に、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された
単位画素数当たりの消費現像剤量を掛けることにより、
記録材１枚の画像形成に要した現像剤量が算出される。
【０１２２】この演算は、現在以降の印刷可能枚数を算
出するための演算手段６０によって行われる。
【０１２３】この記録材１枚の画像形成に要した現像剤
量は、画素数から求められたものであり、かつ演算値で
もあるため、分解能を例えば０．１ｇで表すことができ
る。
【０１２４】このようにして、統計的計算により現像剤
残量レベルを検知する手段から求められた消費した現像
剤量を、現像剤残量検知手段の検知結果である現像剤残
量レベルから引き算することで、現像剤残量レベルを、
高い分解能で検知することができ、報知することができ
る。この２つの現像剤残量レベル検知手段から算出され
た現像剤残量レベルを、プロセスカートリッジの記憶手
段３１に記憶することも可能である。
【０１２５】本実施例においては、実施例１と同様に、
現在以降の印刷可能枚数の算出を、フラットアンテナ方
式現像剤残量検知分解能である１０ｇ毎に行うものとす
るため、その動作も実施例１で説明したのと同様である
が、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段
を用いることにより達成される分解能、例えば、１ｇ毎
に現在以降の印刷可能枚数の算出をすることも可能であ
る。この場合の動作も実施例１で説明したのと同様であ
り、説明を省略する。
【０１２６】以上のように、現像剤残量検知手段の検知
分解能を、統計的計算により現像剤残量レベルを検知す
る手段で補うことで、分解能を高く現像剤残量レベルを
検知することができ、かつ、現在以降の印刷可能枚数を
精度良く求めることができる。特に、統計的計算により
画像形成に要した画像数を検知する手段によって、現像
剤残量レベルと画素数を同時に検知することができる。
【０１２７】実施例４ 図１５には、本発明の他の態様であるカートリッジ化さ
れた現像装置Ｃの一実施例を示す。
【０１２８】本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａ
のような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を
供給するために、内部に現像剤を収容した現像室５Ａ
と、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２によ
り一体的にカートリッジ化される。即ち、本実施例の現
像装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッジ
Ｂの現像装置構成部をユニット化したものであり、即
ち、プロセスカートリッジＢから、感光体ドラム１、帯
電手段２、クリーニング手段７を除いて一体化したカー
トリッジと考えることができる。従って、実施例１〜３
にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出手
段構成が同様に本実施例の現像装置においても適用され
る。従って、これら構成及び作用についての説明は、実
施例１〜３において行った上記説明を援用する。
【０１２９】本実施例においても、実施例１、２、３と
同様の作用効果を達成し得る。
【０１３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明に従った画
像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリ
ッジは、画像形成装置に着脱自在とされたカートリッジ
に、現像剤残量検知手段により現像剤残量レベルを検知
できる現像剤収納容器と、記憶手段と、を設け、（Ａ）
画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手
段と、画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手
段と、検知された現像剤残量レベル、検知された画素
数、カウントされた記録材の枚数から重み係数を用い
て、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出す
る手段と、現在以降の印刷可能枚数を表示するための信
号を出力する出力手段と、を備える構成とするか、
（Ｂ）記憶手段には、現像剤残量検知手段が検知した現
像剤残量レベル、画像形成に要した画素数を統計的計算
により検知する手段が検知した画素数、画像形成に要し
た記録材の枚数をカウントする手段がカウントした記録
材の枚数、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により
算出する手段が算出した現在以降の印刷可能枚数、のい
づれか一つを記憶する構成とするか、或は、（Ｃ）画像
形成に要した画素数を統計的計算により検知する手段
と、画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段
と、を有し、検知された現像剤残量レベル、検知された
画素数、カウントされた記録材の枚数から重み係数を用
いて、現像剤残量検知手段の分解能以下の現像剤量を検
知する構成とされるので、 （１）より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行う
ことができる。 （２）複数のカートリッジを交換使用する場合において
も、それぞれのカートリッジの現像剤残量を正確に高い
分解能で報知することができる。 （３）より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行
い、且つ現像剤残量検知分解能を高めることができる。
といった効果を奏し得る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成
装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図であ
る。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジに搭載する
ことのできる現像剤残量検知手段の図である。
【図４】本発明にて使用される統計的計算により画像形
成に要した画像数を検知する手段の概略構成図である。
【図５】現像剤残量レベルと静電容量の関係を示すグラ
フである。
【図６】本発明に係るプロセスカートリッジ設けられた
記憶手段と、画像形成装置本体に設けられた表示手段と
の関係を説明する概略関係図である。
【図７】本発明にて使用される統計的計算により現在以
降の印刷可能枚数を算出する演算手段の概略構成図であ
る。
【図８】現像剤残量レベルと単位画素数当たりの消費現
像剤量の関係を示すグラフである。
【図９】現像剤残量レベルの区分を示す図である。
【図１０】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表
示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表
示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表
示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表
示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表
示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明に係るカートリッジ化された現像装置
の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム ２ 帯電手段 ３ レーザースキャナー ４ 現像剤収納容器 ５ 現像手段 ７ クリーニング手段 １０ 攪拌手段 １０ａ 表面清掃手段 １５ 表示手段 ２０ 現像剤残量検知手段 ３０ 現像剤量検出装置 ３１ 記憶手段 ３２、３３ データ読み書き制御手段 ５０ レーザー発光総時間検知手段 ６０ 演算手段 １００ 画像形成装置本体 １０１ 装着手段
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2C061 AP10 AQ06 CQ23 CQ34 CQ39 HK14 HK18 HK23 2H027 DA39 DA41 DA42 DA44 DA45 DB01 DC19 DD02 DE07 DE10 ED01 ED03 ED06 ED08 ED27 EE08 EE10 GB05 GB11 HB15 HB18 2H077 AA12 AB04 AB13 AB15 AD06 AD13 AD17 AD23 AD36 AE03 BA09 DA08 DA15 DA22 DA35 DA58 DA59 DA78 DA80 DA93 DB10

Claims (21)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 現像剤残量検知手段により現像剤残量レ
    ベルを検知できる現像剤収納容器と、記憶手段と、を有
    するカートリッジが着脱自在とされた画像形成装置にお
    いて、 画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手
    段と、 画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段と、 検知された現像剤残量レベル、検知された画素数、カウ
    ントされた記録材の枚数から重み係数を用いて、現在以
    降の印刷可能枚数を統計的手法により算出する手段と、 現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力す
    る出力手段と、を備えることを特徴とする画像形成装
    置。
  2. 【請求項２】 検知された現像剤残量レベル、検知され
    た画素数、カウントされた記録材の枚数から、記録材１
    枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消費現像剤量の
    いづれか、若しくは、その両方を統計的手法により算出
    し、そのいづれか、若しくは、その両方に重み係数を用
    いて、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出
    することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
  3. 【請求項３】 算出された、記録材１枚当たりの画素
    数、単位画素数当たりの消費現像剤量のいづれか、若し
    くは、その両方を前記記憶手段に記憶させるための手段
    を有することを特徴とする請求項１又は２の画像形成装
    置。
  4. 【請求項４】 前記記憶手段は不揮発性メモリであるこ
    とを特徴とする請求項１、２又は３の画像形成装置。
  5. 【請求項５】 画像形成に要した画素数を統計的計算に
    より検知する手段が、画像信号に基づいた印字量情報、
    若しくは、レーザー発光時間情報から画素数を統計的に
    計算することを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項
    に記載の画像形成装置。
  6. 【請求項６】 画像形成に要した記録材の枚数をカウン
    トする手段によりカウントされた記録材の枚数が、記録
    材のサイズにより補正されることを特徴とする請求項１
    〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
  7. 【請求項７】 前記装置は更に表示手段を有し、前記出
    力手段から出力された情報をこの表示手段で表示するこ
    とを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画
    像形成装置。
  8. 【請求項８】 前記装置はディスプレイを有する機器と
    通信可能であり、前記出力手段はこの機器に信号を出力
    することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記
    載の画像形成装置。
  9. 【請求項９】 前記現像剤残量検知手段は前記カートリ
    ッジに設けられていることを特徴とする請求項１〜８の
    いずれかの項に記載の画像形成装置。
  10. 【請求項１０】 現像剤残量検知手段により現像剤残量
    レベルを検知できる現像剤収納容器と、記憶手段と、を
    有し、画像形成装置に着脱可能とされたカートリッジに
    おいて、 前記記憶手段には、前記現像剤残量検知手段が検知した
    現像剤残量レベル、画像形成に要した画素数を統計的計
    算により検知する手段が検知した画素数、画像形成に要
    した記録材の枚数をカウントする手段がカウントした記
    録材の枚数、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法によ
    り算出する手段が算出した現在以降の印刷可能枚数、の
    いづれか一つを記憶することを特徴とするカートリッ
    ジ。
  11. 【請求項１１】 前記記憶手段は不揮発性メモリであ
    り、現像剤残量検知手段による検知された現像剤残量レ
    ベルと、画像形成に要した画素数を統計的計算により検
    知する手段が検知した画素数と、画像形成に要した記録
    材の枚数をカウントする手段がカウントした記録材の枚
    数とから、重み係数と統計的手法により算出される記録
    材１枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消費現像剤
    量のいづれか、若しくは、その両方を記憶することを特
    徴とする請求項１０のカートリッジ。
  12. 【請求項１２】 前記記憶手段に記憶させるための手段
    を有することを特徴とする請求項１０又は１１のカート
    リッジ。
  13. 【請求項１３】 前記カートリッジは更に、前記現像剤
    収納容器内の現像剤残量を逐次検知できる現像剤残量検
    知手段を有することを特徴とする請求項１０、１１又は
    １２のカートリッジ。
  14. 【請求項１４】 前記カートリッジは更に、電子写真感
    光体と、電子写真感光体を帯電させる帯電手段と、電子
    写真感光体に現像剤を供給する現像手段と、電子写真感
    光体をクリーニングするクリーニング手段のうち少なく
    とも一つを有することを特徴とする請求項１０〜１３の
    いずれかの項に記載のカートリッジ。
  15. 【請求項１５】 現像剤残量検知手段により現像剤残量
    レベルを検知できる現像剤収納容器と、記憶手段と、を
    有するカートリッジが着脱自在とされた画像形成装置に
    おいて、 画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手
    段と、 画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段と、
    を有し、 検知された現像剤残量レベル、検知された画素数、カウ
    ントされた記録材の枚数から重み係数を用いて、現像剤
    残量検知手段の分解能以下の現像剤量を検知することを
    特徴とする画像形成装置。
  16. 【請求項１６】 検知された現像剤残量レベル、検知さ
    れた画素数、カウントされた記録材の枚数から記録材１
    枚当たりの画素数、単位画素数当たりの消費現像剤量を
    統計的手法により算出し、そのいづれか、若しくは、そ
    の両方に重み係数を用いて現像剤残量を算出することを
    特徴とする請求項１５の画像形成装置。
  17. 【請求項１７】 算出された、記録材１枚当たりの画素
    数、単位画素数当たりの消費現像剤量のいづれか、若し
    くは、その両方を前記記憶手段に記憶させるための手段
    を有することを特徴とする請求項１５又は１６の画像形
    成装置。
  18. 【請求項１８】 現在以降の印刷可能枚数を統計的手法
    により算出する手段と、現在以降の印刷可能枚数を表示
    するための信号を出力する出力手段と、を備えることを
    特徴とする請求項１５、１６又は１７の画像形成装置。
  19. 【請求項１９】 前記装置は更に表示手段を有し、前記
    出力手段から出力された情報をこの表示手段で表示する
    ことを特徴とする請求項１８の画像形成装置。
  20. 【請求項２０】 前記装置はディスプレイを有する機器
    と通信可能であり、前記出力手段はこの機器に信号を出
    力することを特徴とする請求項１８の画像形成装置。
  21. 【請求項２１】 前記現像剤残量検知手段は前記カート
    リッジに設けられていることを特徴とする請求項１５〜
    ２０いずれかの項に記載の画像形成装置。
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