JP2003195699A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 複数のカートリッジからなるプロセスカート
リッジの交換時期を的確に判定することが可能な画像形
成装置を提供する。 【解決手段】 ドラムカートリッジ２と、現像カートリ
ッジ８と、トナーカートリッジ９とからプロセスカート
リッジを構成する。プリント枚数が閾値に達した際には
ドラムカートリッジ２の残寿命を、現像ローラ８ｒの回
転駆動時間が閾値に達した際には現像カートリッジ８の
残寿命を、トナー補給時間が閾値に達した際にはトナー
カートリッジ９の残寿命をそれぞれ計算する。各カート
リッジ２，８，９のうち最も早く寿命に達するものをプ
ロセスカートリッジの残寿命として設定する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プリンタや電子写
真複写機等に代表される画像形成装置に関する。特に、
本発明は、複数のカートリッジからなるプロセスカート
リッジの交換時期を的確に判定するための対策に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来から周知の如く、画像形成装置にお
いては、記録用紙（シート）への印刷動作を幾度も繰り
返すうちに、トナー残量が無くなったり、感光体が消耗
・劣化したりする。このような状況が生じた場合、トナ
ーを補給したり、感光体を交換したりする必要がある。
また、感光体の表面から除去した廃トナーを回収するた
めのクリーニング装置では、廃トナー回収容器が廃トナ
ーによって満たされた際に交換する必要がある。

【０００３】従来、感光体やクリーニング装置等の交換
は、サービスマンによって行われることが多かった。そ
のため、交換作業に急を要するときには対処しきれず、
サービス性に欠けるといった課題があった。

【０００４】この課題に鑑み、近年では、例えば、感光
体を含むドラムカートリッジとドラムカートリッジの周
辺機構とを収納したプロセスカートリッジが採用され、
その普及が進んでいる。このプロセスカートリッジは、
画像形成装置本体に対して着脱自在に装着されるもので
あり、その交換作業をユーザ自身で行うことができるた
め、メンテナンスの簡略化とサービス性の向上に寄与し
ている。

【０００５】このプロセスカートリッジは、通常、ドラ
ムカートリッジ（ＤＣ）と、現像装置を含む現像カート
リッジ（ＧＣ）と、現像装置にトナーを補給するトナー
カートリッジ（ＴＣ）とから構成されている。

【０００６】そして、これらのカートリッジは、画像形
成装置からそれぞれ独立して取り外して交換できるよう
になっている。例えば、トナー残量が無くなったときに
は、トナーカートリッジのみを交換する。また、トナー
カートリッジを繰り返し交換しているうちに、感光体等
の各部品が劣化した場合には、トナーカートリッジとド
ラムカートリッジとを一括して交換することも可能であ
る。

【０００７】しかし、このように複数のカートリッジか
らなるプロセスカートリッジに対し、その一部のカート
リッジのみを交換した場合、この交換後の新たなカート
リッジと他のカートリッジ（交換されないカートリッ
ジ）との相性が悪くなって、予想できないような不具合
を生じることがある。この不具合を回避するために、プ
ロセスカートリッジ全体を一括して交換することが好ま
しい。

【０００８】このようにプロセスカートリッジ全体を一
括して交換する場合、ドラムカートリッジ、現像カート
リッジ、トナーカートリッジのうち何れのカートリッジ
の寿命が尽きたときにプロセスカートリッジを交換する
のが良いかといった新たな課題が生じる。

【０００９】この課題を考慮せずに、一律に、トナーカ
ートリッジのトナー残量が無くなったときにプロセスカ
ートリッジを交換するという方法を用いた場合について
以下に説明する。この方法においては、例えば、標準使
用状態（Ａ４サイズで画像形成面積率（以下、印刷率と
もいう）が５％程度の印刷物を印刷し、１回の印刷命令
で比較的多数枚の印刷を連続的に実施する状態）のみを
前提としている。尚、ここでいう印刷率とは、記録用紙
上において記録用紙の全体面積に対して印刷された画像
や文字の面積比率をいう。

【００１０】しかしながら、実際には、比較的高い印刷
率の印刷物を多く印刷する状態、逆に比較的低い印刷率
の印刷物しか印刷しない状態、または、連続印刷あるい
は間欠印刷といった状態（標準的使用状態の条件から外
れる使用状態）が想定される。例えば、印刷率の低い印
刷作業を続けた場合、単位枚数当たりのトナー消費量が
少ないため、トナーカートリッジ内のトナー残量が無く
なるまでに、ドラムカートリッジ内の感光体の膜厚減少
が進行してしまって、画質不良が発生することがある。

【００１１】つまり、画像形成装置の使用状態によって
トナーカートリッジの交換が必要となる時期は変化する
ため、トナーカートリッジの交換時期より前にドラムカ
ートリッジを交換する必要が生じることがある。このた
め、上述したようなトナーカートリッジのトナー残量が
無くなったときにプロセスカートリッジを交換するとい
う方法では、プロセスカートリッジの交換時期を的確に
判定することはできない。

【００１２】そこで、例えば、トナーカートリッジの交
換時期に依存せず、ドラムカートリッジ内の感光体の寿
命を正確に見極めるための他の方法が、以下の公報で提
案されている。 ・特開平８−１８５０９４号公報…感光体の寿命を感光
体の総回転数・プリント枚数に基づいて判定する方法。 ・特開平１０−３９６９３号公報…感光体の寿命を段階
的に判断するため、画像形成装置内のメモリに感光体の
寿命を判断するための閾値を複数設定しておき、この閾
値と、現時点での感光体寿命を示す判断値とを比較して
判定する方法。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
各公報では、ドラムカートリッジ、現像カートリッジ、
トナーカートリッジのうち何れの寿命が最初に尽きるの
かを判断することはできない。このため、一つのカート
リッジの寿命が尽きているにも拘わらず、継続して画像
形成動作が行われてしまう可能性があり、プロセスカー
トリッジの交換時期を的確に判定することは困難であっ
た。

【００１４】本発明は、かかる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、複数のカートリッジ
からなるプロセスカートリッジの交換時期を的確に判定
することが可能な画像形成装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】−発明の概要− 上記の目的を達成するために、本発明は、プロセスカー
トリッジを構成する複数のカートリッジのうち最も早く
寿命に達するものを基準としてプロセスカートリッジの
残寿命を決定するようにし、これによってプロセスカー
トリッジの交換時期を的確に判定できるようにしたもの
である。

【００１６】−解決手段− 具体的には、感光体を内蔵するドラムカートリッジと、
感光体に対して画像の現像を行う現像ローラを内蔵する
現像カートリッジと、現像カートリッジにトナーを補給
するトナーカートリッジとを有して成るプロセスカート
リッジを備えた画像形成装置を前提とする。この画像形
成装置に対し、計測手段、ドラム判断手段、現像判断手
段、トナー判断手段及び制御演算手段を備えさせてい
る。計測手段は、画像形成枚数、現像ローラの駆動時
間、トナーカートリッジから現像カートリッジへのトナ
ー補給時間をそれぞれ計測する。ドラム判断手段は、計
測手段により計測した画像形成枚数の計測値からドラム
カートリッジの残寿命を判断するための画像形成枚数閾
値を有し、画像形成枚数の計測値が画像形成枚数閾値に
達した際に、ドラムカートリッジの残寿命を計算する。
現像判断手段は、計測手段により計測した現像ローラの
駆動時間の計測値から現像カートリッジの残寿命を判断
するための現像時間閾値を有し、現像ローラの駆動時間
の計測値が現像時間閾値に達した際に、現像カートリッ
ジの残寿命を計算する。トナー判断手段は、計測手段に
より計測したトナー補給時間の計測値からトナーカート
リッジの残寿命を判断するためのトナー補給時間閾値を
有し、トナー補給時間の計測値がトナー補給時間閾値に
達した際に、トナーカートリッジの残寿命を計算する。
制御演算手段は、ドラム判断手段、現像判断手段、また
はトナー判断手段によって、ドラムカートリッジ、現像
カートリッジ、またはトナーカートリッジの何れかの残
寿命を計算した場合、その残寿命をプロセスカートリッ
ジの残寿命として設定する。

【００１７】この特定事項により、画像形成装置におい
て、プロセスカートリッジの交換時期は、ドラムカート
リッジ、現像カートリッジ、およびトナーカートリッジ
のうち、最も早くに交換すべきカートリッジの交換時期
と同じタイミングとなる。このため、如何なる画像形成
状態であっても、プロセスカートリッジの交換時期を的
確に把握できる。例えば、印刷率の低い印刷作業では、
現像ローラと感光体とが少量のトナーを介して接触して
いる。この接触状態で印刷を続けると感光体の劣化速度
は高くなり、トナーカートリッジの交換時期より前にド
ラムカートリッジの交換時期が来る。従って、本解決手
段の場合、ドラムカートリッジの交換時期にプロセスカ
ートリッジを交換でき、感光体が劣化したまま継続して
印刷動作が行われてしまうといった状況を回避すること
ができる。

【００１８】また、他の解決手段として、ドラムカート
リッジと現像カートリッジとを有して成るプロセスカー
トリッジに適用した場合の構成としては以下のものが掲
げられる。つまり、感光体を内蔵するドラムカートリッ
ジと、感光体に対して画像の現像を行う現像ローラを内
蔵する現像カートリッジとを有して成るプロセスカート
リッジを備えた画像形成装置を前提とする。この画像形
成装置に対し、計測手段、ドラム判断手段、現像判断手
段及び制御演算手段を備えさせている。計測手段は、画
像形成枚数、現像ローラの駆動時間、トナーカートリッ
ジから現像カートリッジへのトナー補給時間をそれぞれ
計測する。ドラム判断手段は、計測手段により計測した
画像形成枚数の計測値からドラムカートリッジの残寿命
を判断するための画像形成枚数閾値を有し、画像形成枚
数の計測値が画像形成枚数閾値に達した際に、ドラムカ
ートリッジの残寿命を計算する。現像判断手段は、計測
手段により計測した現像ローラの駆動時間の計測値から
現像カートリッジの残寿命を判断するための現像時間閾
値を有し、現像ローラの駆動時間の計測値が現像時間閾
値に達した際に、現像カートリッジの残寿命を計算す
る。制御演算手段は、ドラム判断手段、または現像判断
手段によって、ドラムカートリッジ、または現像カート
リッジの何れかの残寿命を計算した場合、その残寿命を
プロセスカートリッジの残寿命として設定する。

【００１９】この特定事項により、画像形成装置におい
て、プロセスカートリッジの交換時は、ドラムカートリ
ッジ、および現像カートリッジのうち、最も早くに交換
すべきカートリッジの交換時期と同じタイミングとな
る。このため、本解決手段によっても、如何なる画像形
成状態であっても、プロセスカートリッジの交換時期を
的確に把握できる。

【００２０】また、他の解決手段として、現像カートリ
ッジとトナーカートリッジとを有して成るプロセスカー
トリッジに適用した場合の構成としては以下のものが掲
げられる。つまり、感光体に対して画像の現像を行う現
像ローラを内蔵する現像カートリッジと、現像カートリ
ッジにトナーを補給するトナーカートリッジとを有して
成るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置を前提
とする。この画像形成装置に対し、計測手段、現像判断
手段、トナー判断手段及び制御演算手段を備えさせてい
る。計測手段は、現像ローラの駆動時間、トナーカート
リッジから現像カートリッジへのトナー補給時間をそれ
ぞれ計測する。現像判断手段は、計測手段により計測し
た現像ローラの駆動時間の計測値から現像カートリッジ
の残寿命を判断するための現像時間閾値を有し、現像ロ
ーラの駆動時間の計測値が現像時間閾値に達した際に、
現像カートリッジの残寿命を計算する。トナー判断手段
は、計測手段により計測したトナー補給時間の計測値か
らトナーカートリッジの残寿命を判断するためのトナー
補給時間閾値を有し、トナー補給時間の計測値がトナー
補給時間閾値に達した際に、トナーカートリッジの残寿
命を計算する。制御演算手段は、現像判断手段、または
トナー判断手段によって、現像カートリッジ、またはト
ナーカートリッジの何れかの残寿命を計算した場合、そ
の残寿命をプロセスカートリッジの残寿命として設定す
る。

【００２１】この特定事項により、画像形成装置におい
て、プロセスカートリッジの交換時期は、現像カートリ
ッジ、およびトナーカートリッジのうち、最も早くに交
換すべきカートリッジの交換時期と同じタイミングとな
る。このため、本解決手段によっても、如何なる画像形
成状態であっても、プロセスカートリッジの交換時期を
的確に把握できる。

【００２２】プロセスカートリッジの残寿命を表示する
ことによりユーザに残寿命を認識させる構成としては以
下のものが掲げられる。つまり、制御演算手段が、プロ
セスカートリッジの残寿命を画像形成可能枚数として表
示部に表示するように構成している。この場合、制御演
算手段が、Ａ４サイズの記録媒体に対して画像形成面積
率５％の画像形成を行うと仮定した場合の画像形成可能
枚数を、プロセスカートリッジの残寿命として表示部に
表示するようにしている。

【００２３】この特定事項により、具体的な画像形成可
能枚数でプロセスカートリッジの寿命を認識できるた
め、ユーザはプロセスカートリッジの交換に備えた適切
な対応が可能となる。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。

【００２５】−画像形成装置の概略構成− 本実施形態に係る画像形成装置は、プロセスカートリッ
ジを着脱自在に装着したものである。図１は、本実施形
態の画像形成装置の概略構成を示している。この図に示
すように、プロセスカートリッジは、ドラムカートリッ
ジ２と、このドラムカートリッジ２に対して着脱自在に
装着されたトナーカートリッジ９と、現像カートリッジ
８とにより構成されている。尚、ドラムカートリッジ２
には感光体６が内蔵され、トナーカートリッジ９にはト
ナーが収納されている。また、図２は、ドラムカートリ
ッジ２が画像形成装置に対して着脱自在である状態、ト
ナーカートリッジ９がドラムカートリッジ２に対して着
脱自在である状態をそれぞれ示している。

【００２６】図１において、ドラムカートリッジ２は、
感光体６が装置本体１の略中央に配設されるように装置
本体１に装着されている。この感光体６の周囲には、感
光体６を帯電させる帯電装置７、感光体６表面に形成さ
れた静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する
現像カートリッジ８、搬送されてきた記録用紙１１に対
して感光体６表面のトナー像を転写する転写装置４、感
光体６表面に残留するトナーを除去するクリーナー１
４、感光体６表面の残留電位を除去する除電装置１０が
配設されている。

【００２７】感光体６は、感光体モータ６ｍによって回
転可能となっている。光学系３は、感光体６の上方に配
置されており、画像信号に応じた光ビームＬを感光体６
表面に照射することにより感光体６表面に静電潜像を形
成する。そして、感光体６の回転に伴い、その表面の静
電潜像が現像カートリッジ８により現像されてトナー像
となり、このトナー像が転写装置４によって記録用紙１
１に転写されるよう構成されている。

【００２８】記録用紙１１の搬送経路の下流側端には定
着装置５が配設されている。この定着装置５は、記録用
紙１１を加圧ローラー１２と加熱ローラー１３との間に
挟み込んで、記録用紙１１上のトナー像を加熱溶融し、
記録用紙１１にトナー像を定着させるものである。

【００２９】現像カートリッジ８には、トナーカートリ
ッジ９が着脱自在に取り付けられている。このトナーカ
ートリッジ９には、トナー補給ローラ９ｒが内蔵されて
いる。このトナー補給ローラ９ｒは、トナー補給モータ
９ｍによって回転され、このトナー補給ローラ９ｒの回
転に伴ってトナーカートリッジ９内のトナーが現像カー
トリッジ８に補給される。また、トナーカートリッジ９
には、エンプティセンサ９ｅが取り付けられており、こ
のエンプティセンサ９ｅによってトナーカートリッジ９
のトナー残量が無くなったことを検出可能としている。

【００３０】制御部２１は、この画像形成装置を統括的
に制御するものであり、エンプティセンサ９ｅの検出出
力に基づいてトナーカートリッジ９が空になったことを
判定したり、各装着センサ２ｓ、９ｓの検出出力に基づ
いてドラムカートリッジ２及びトナーカートリッジ９が
装置本体１に装着されているか否かを判定したりする。
また、制御部２１は、感光体モータ６ｍやトナー補給モ
ータ９ｍを駆動制御する。更に、制御部２１は、各種の
情報を表示部２２の表示画面に表示する。

【００３１】ドラムカートリッジ２は、図１に示すよう
に、上記感光体６、帯電装置７、除電装置１０及びクリ
ーナ１４を収納するものであって、装置本体１に対して
着脱自在に装着されている。また、現像カートリッジ８
及びトナーカートリッジ９が共に、ドラムカートリッジ
２に対して着脱自在に装着されていてもよい。

【００３２】本実施形態の画像形成装置においては、制
御部２１が、最初に交換すべきカートリッジの交換時期
を判定し、その交換の際にはプロセスカートリッジ毎交
換するようになっている。そして、交換時期（例えば、
あと何枚印刷可能かを示すプリント可能枚数）を表示部
２２の表示画面に表示するように設定されている。

【００３３】−制御部２１の構成− 次に、制御部２１の構成について図３を用いて説明す
る。

【００３４】制御部２１は、制御演算手段としての制御
演算部３１、ドラム判断手段としてのプリント枚数チェ
ック部３２、現像判断手段としての現像回転時間チェッ
ク部３３、トナー判断手段としてのトナー補給時間チェ
ック部３４、計測手段としてのカウンタ３５、記憶部３
７及び検出部３６を備えている。

【００３５】プリント枚数チェック部３２は、各カート
リッジ２，８，９の寿命を判定するための閾値のうち、
プリント枚数に関する閾値（本発明でいう画像形成枚数
閾値であって、以下、Ｐ閾値と呼ぶ）が予め設定されて
おり、画像形成装置のプリント枚数が、このＰ閾値に到
達したか否かについて判断し、Ｐ閾値に到達している場
合には、ドラムカートリッジ２の残寿命を計算するもの
である（項目）。

【００３６】現像回転時間チェック部３３は、各カート
リッジ２，８，９の寿命を判定するための閾値のうち、
現像回転時間に関する閾値（本発明でいう現像時間（現
像ローラの駆動時間）閾値であって、以下、Ｇ閾値と呼
ぶ）が予め設定されており、現像カートリッジ８におけ
る現像ローラ８ｒの回転時間が、このＧ閾値に到達した
か否かについて判断し、Ｇ閾値に到達している場合に
は、現像カートリッジ８の残寿命を計算するものである
（項目）。

【００３７】トナー補給時間チェック部３４は、各カー
トリッジ２，８，９の寿命を判定するための閾値のう
ち、トナーカートリッジ９から現像カートリッジ８への
トナー補給時間に関する閾値（本発明でいうトナー補給
時間閾値であって、以下、Ｔ閾値と呼ぶ）が予め設定さ
れており、トナーカートリッジ９が現像カートリッジ８
にトナーを供給する時間（補給時間）が、このＴ閾値に
到達したか否かについて判断し、Ｔ閾値に到達している
場合には、トナーカートリッジ９の残寿命を計算するも
のである（項目）。

【００３８】カウンタ３５は、画像形成装置のプリント
枚数、現像ローラ８ｒの現像回転時間、トナーカートリ
ッジ９のトナー補給時間を随時カウントして、累積カウ
ント値を算出するものであり、これらの累積カウント値
を上記各チェック部３２，３３，３４に送信するように
なっている。

【００３９】検出部３６は、各カートリッジ２，８，９
が新品か否か、つまりプロセスカートリッジが交換され
たか否かを検出するものである。

【００４０】記憶部３７は、ＲＯＭ（Read Only Memor
y）及びＲＡＭ（Random Access Memory）から構成され
ており、ＲＡＭは、上記カウンタ３５での累積カウント
値を記憶しておくものであり、ＲＯＭは、制御演算部３
１が行うプログラム等を記憶している。

【００４１】制御演算部３１は、上記の各チェック部３
２，３３，３４が残寿命を算出した場合、その結果を受
信するものである。そして、上記の算出結果からプロセ
スカートリッジにおける残りのプリント可能枚数を算出
する。また、プリント可能枚数が少なくなると、プロセ
スカートリッジの交換時期をプリント可能枚数として表
示部２２に表示させることができるようになっている。

【００４２】操作部４１は、例えばユーザがプリントし
たい枚数を設定するものである。用紙トレイ３９は用紙
を保持するものであり、原稿読取装置４０は原稿を読み
取って画像データを生成するものである。表示部２２
は、上述した如く、各カートリッジの交換時期をプリン
ト可能枚数として表示するものである。

【００４３】尚、各カートリッジ２，８，９の寿命に大
きな影響を与える上記項目のカウント値は、以下のよう
に設定されている。

【００４４】・ドラムカートリッジ２の寿命を決定する
要因…プリント枚数のカウント値 ・現像カートリッジ８の寿命を決定する要因…現像回転
時間のカウント値 ・トナーカートリッジ９の寿命を決定する要因…トナー
補給時間のカウント値 そして、本画像形成装置では、各カートリッジ２，８，
９が新品であるか否かの検知動作を検出部３６が行った
際に、新品でないと判別した場合、上記からまで項
目を順番に確認する。そして、その結果、この３つの項
目で最初に閾値に到達した項目を基にして、プロセスカ
ートリッジの残寿命を算出するようになっている。すな
わち、何れかのカートリッジの残寿命が所定値に達した
とき、その残寿命をプロセスカートリッジの残寿命とす
るようになっている。

【００４５】−残寿命の算出過程− 次に、上記の残寿命の算出過程を、図４のフローチャー
トを用いて説明する。先ず、この算出過程では、本画像
形成装置での印刷動作が終了する度に、プロセスカート
リッジの交換があったか否かを確かめるため、制御演算
部３１が検出部３６にイニシャル検知（新品検知）を行
わせる（ステップＳ１）。

【００４６】次に、プロセスカートリッジの交換があっ
た場合（ステップＳ１でＹＥＳに判定された場合）、制
御演算部３１は、カウンタ３５及び記憶部３７に記憶さ
れている累積プリント枚数、現像ローラ８ｒの回転時
間、トナー補給時間を初期値にリセットする（ステップ
Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４）。

【００４７】一方、プロセスカートリッジの交換が行わ
れていない場合（ステップＳ１でＮＯに判定された場
合）、プリント枚数チェック部３２は、前回プリント終
了時点におけるプリント枚数のカウント値（以下、Ｐカ
ウント値と呼ぶ）と上記Ｐ閾値とを比較して、Ｐカウン
ト値がＰ閾値に到達しているか否かについて判定する
（ステップＳ１１）。

【００４８】そして、ステップＳ１１にて、Ｐカウント
値がＰ閾値に到達している場合、プリント枚数チェック
部３２は、Ｐカウント値を基にしてドラムカートリッジ
２の残りの寿命（残寿命）を計算する（ステップＳ１
４）。ステップＳ１１にて、Ｐカウント値がＰ閾値に到
達していない場合、現像回転時間チェック部３３は、前
回プリント終了時点における現像回転時間のカウント値
（以下、Ｇカウント値と呼ぶ）と上記Ｇ閾値とを比較し
て、Ｇカウント値がＧ閾値に到達しているか否かについ
て判定する（ステップＳ１２）。

【００４９】ステップＳ１２にて、Ｇカウント値がＧ閾
値に到達している場合、現像回転時間チェック部３３
は、Ｇカウント値を基にして現像カートリッジ８の残り
の寿命（残寿命）を計算する（ステップＳ１４）。ステ
ップＳ１２にて、Ｇカウント値がＧ閾値に到達していな
い場合、トナー補給時間チェック部３４は、前回プリン
ト終了時点におけるトナー補給時間のカウント値（以
下、Ｔカウント値と呼ぶ）と上記Ｔ閾値とを比較して、
Ｔカウント値がＴ閾値に到達しているか否かについて判
定する（ステップＳ１３）。

【００５０】ステップＳ１３にて、Ｔカウント値がＴ閾
値に到達している場合、トナー補給時間チェック部３４
は、Ｔカウント値を基にしてトナーカートリッジ９の残
りの寿命（残寿命）を計算する（ステップＳ１４）。ス
テップＳ１３にて、Ｔカウント値がＴ閾値に到達してい
ない場合、制御演算部３１は、各カートリッジ２，８，
９の寿命に余裕があると判断する（ステップＳ１４）。
つまり、まだ、プロセスカートリッジを交換する必要が
ないと判断する。

【００５１】ステップＳ１４にて、ドラムカートリッジ
２、現像カートリッジ８、またはトナーカートリッジ９
の残りの寿命（残寿命）を計算して、少なくとも一つの
残寿命が残り少ないと判断した場合、すなわち、何れか
１つでもカートリッジの交換時期に達していると判断さ
れると（ステップＳ１５でＮＯに判定されると）、表示
部２２にプロセスカートリッジの交換メッセージを表示
する（ステップＳ１６）。

【００５２】また、制御演算部３１が、ドラムカートリ
ッジ２、現像カートリッジ８、またはトナーカートリッ
ジ９の残りの寿命（残寿命）から、その残寿命にまだ余
裕があると判断した場合、すなわち、プロセスカートリ
ッジにおいても残寿命に余裕があると判断されると（ス
テップＳ１５でＹＥＳに判定されると）、その残寿命の
間（プロセスカートリッジの使用できる期間）に、本画
像形成装置で印刷可能なプリント枚数を表示部２２に表
示する（ステップＳ５）。

【００５３】その後、ユーザーが、操作部４１でプリン
ト枚数を指定して、画像形成を行うと（ステップＳ
６）、制御演算部３１は、カウンタ３５に、上記画像形
成の際でのプリント枚数、現像回転時間、およびトナー
補給時間をカウントさせて、それぞれ前回のカウント値
に加算させる（ステップＳ７、Ｓ８、Ｓ９）。そして、
その加算されたそれぞれのカウント値を記憶部３７に記
憶させる。その後、最初のイニシャル検知（ステップＳ
１）に戻り、再度上述した交換時期の算出過程を繰り返
す。

【００５４】以上のように、本画像形成装置では、プロ
セスカートリッジの交換時期は、ドラムカートリッジ
２、現像カートリッジ８、およびトナーカートリッジ９
のうち、最も早く交換すべきカートリッジの交換時期と
同じタイミングとなる。すなわち、ドラムカートリッジ
２、現像カートリッジ８、トナーカートリッジ９の順で
これらの残寿命を算出していき、何れかのカートリッジ
に交換の必要性が生じた時点でプロセスカートリッジの
交換をユーザに促すようにしている。

【００５５】そのため、如何なる印刷状態（例えば、印
刷率の低い印刷作業を続ける場合、または印刷率の高い
印刷作業を続ける場合、あるいは、連続印刷や間欠印刷
等）においても、プロセスカートリッジの交換時期を的
確に把握できる。

【００５６】また、残寿命算出過程の変形例として、図
５に示すように、上記ステップＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１３
の動作を同時に行って各カートリッジ２，８，９の残寿
命を計算し（ステップＳ１４）、これらの残寿命（ドラ
ムカートリッジ２、現像カートリッジ８、またはトナー
カートリッジ９の残寿命）が最も短いカートリッジをプ
ロセスカートリッジの残寿命とするようにしてもよい。
その結果、上記の最も残寿命が短いカートリッジを交換
するタイミングで、プロセスカートリッジを交換するこ
とができる。

【００５７】図５のフローチャートでは、制御演算部３
１は、各カートリッジ２，８，９のうち残寿命の最も短
いものを選択すると（全てのカートリッジ２，８，９に
対して、同時進行的に到達寿命のチェックを実行し、残
寿命が最短のものが何れであるかを抽出する）、そのカ
ートリッジの交換時期をプロセスカートリッジの交換時
期とすることができる。

【００５８】例えば、寿命期間中の初期に高印字率の印
字作業を続けていたため、トナーカートリッジ９の残寿
命がプロセスカートリッジの残寿命となっていても、途
中から低印字率の印字作業に変更されたため、急激にド
ラムカートリッジ２の劣化が進展したとする。このよう
な場合であっても、トナーカートリッジ９の残寿命とド
ラムカートリッジ２の残寿命とを比較して、残寿命の短
い方をプロセスカートリッジの残寿命とすることができ
る。

【００５９】図４のフローチャートでは、何れかの項目
が閾値に到達すると、その項日の残寿命が代表してプロ
セスカートリッジの残寿命とされて、次回に何れかの項
日が閾値に到達するまでは、各項目のチェック結果が全
て「ＮＯ」とされ、今回の閾値に到達した項目が固定的
に扱われながらジョブを実行する。そして、１件の印字
ジョブが完了する毎に、各項目について閾値への到達の
有無がチェックされる。したがって、今回何れかの項目
が閾値に到達した時点から次回何れかの項目が閾値に到
達するまでの期間内において、Ａ３サイズの印字枚数が
多ければ、プリント枚数が進展しない割に、現像回転時
間が増加する場合や、印字面積率の高い原稿に基づくコ
ピー作業を実行すると、プリント枚数が進展しない割
に、トナー消費が多く、トナー補給時間が増加する場合
が発生する。このため、実行される印字状態に応じて次
回閾値に到達する項目が入れ替わり、代表してプロセス
カートリッジの残寿命となる項目も入れ替わる。

【００６０】これに対して図５のフローチャートでは、
１ジョブ完了する都度、全てのカートリッジ２，８，９
に対して閾値へ到達した項目の有無を並列的にチェック
し、残寿命最短の項目を抽出するので、ジョブ単位でプ
ロセスカートリッジの残寿命を代表する項目が入れ替わ
ることになる。したがって、図４のフローチャートで
は、チェック時点で、何れかの閾値に到達した項目があ
ると、次回の中間チェック時点まで他の項目を残寿命算
出のベースとすることができず、その期間内の途中の印
字率変化等に対して対応しきれない場合が想定される
が、図５のフローチャートではこれよりも即時的な制御
が行われるようになる。

【００６１】また、本画像形成装置では、上述した如
く、プロセスカートリッジを交換するまでに、このプロ
セスカートリッジで何枚印刷可能かを表示できるように
なっている。例えば、トナー量が減少したためプロセス
カートリッジを交換する場合、残っているトナーでは、
何枚印刷可能かを表示するようになっている。

【００６２】すなわち、ドラムカートリッジ２、現像カ
ートリッジ８、またはトナーカートリッジ９のうち、最
初に交換しなくてはならないカートリッジの残寿命に応
じて、印刷可能枚数を算出し、この算出枚数をプロセス
カートリッジの印刷可能枚数とするようになっている。

【００６３】これによると、具体的なプリント枚数でプ
ロセスカートリッジの寿命を認識できるため、ユーザは
交換に備えた適切な対応が可能となる。

【００６４】尚、印刷可能枚数は、Ａ４サイズで印刷率
５％の原稿に基づき、等倍・連続印刷を想定して算出さ
れるようになっている。

【００６５】（プリント枚数に基づく場合）新品のプロ
セスカートリッジがセットされると、前回までの内容が
リセットされた時点からの用紙サイズ毎の使用枚数を計
測しておくことによって、累計プリント枚数（感光体６
のトータル的な走行距離にして換算する）が判ると同時
に、ドラムカートリッジの設定寿命（通常、Ａ４サイズ
のコピー枚数で表示されるが、これを感光体６の走行距
離に換算することが可能である）に対して、残寿命が感
光体６の走行可能距離として求まる。したがって、この
走行可能距離と、Ａ４サイズ一枚当たりの印字作業に対
して要する感光体走行距離に基づき、以下の式により残
りのプリント可能枚数を算出する。

【００６６】・残プリント可能枚数Ｎ＝（残りの走行可
能距離）／（Ａ４サイズの走行距離） （現像カートリッジ８の回転数に基づく場合）新品のプ
ロセスカートリッジがセットされると、前回までの内容
がリセットされた時点からの現像カートリッジの回転時
間（回転数）を計測しておくことによって、累計回転時
間（回転数）が判ると同時に、現像カートリッジ８の設
定寿命（通常、Ａ４サイズのコピー枚数で表示される
が、これを総回転時間や総回転数として換算することが
可能である）に対して、残寿命が現像装置の回転可能な
回転時間（回転数）として求まる。したがって、この回
転時間（回転数）と、Ａ４サイズ一枚当たりの印字作業
に対して要する回転時間（回転数）に基づき、残りのプ
リント可能枚数を算出する。

【００６７】・残プリント可能枚数Ｎ＝（残りの回転可
能時間）／（Ａ４サイズの回転時間） ・残プリント可能枚数Ｎ＝（残りの回転数）／（Ａ４サ
イズに要する回転数） （トナー補給時間に基づく場合）新品のプロセスカート
リッジがセットされると、前回までの内容がリセットさ
れた時点からのトナーカートリッジ９の稼動時間（回転
数）を計測しておくことによって、累計稼動時間（回転
数）が判ると同時に、単位稼動時間（単位回転数）あた
りのトナー補給量（消費量）が予め求まっているので、
トナーカートリッジの設定寿命（通常、Ａ４サイズのコ
ピー枚数で表示されるが、これを全トナー充填量に置換
することが可能である）に対して、残トナー量が求ま
る。したがって、この残トナー量と、印字率５％のＡ４
サイズ一枚当たりの印字作業に対して要するトナー消費
量に基づき、残りのプリント可能枚数を算出する。

【００６８】・残プリント可能枚数Ｎ＝（残トナー量）
／（印字率５％のＡ４用紙１枚当たりのトナー消費量） −その他の実施形態− 上述した実施形態では、ドラムカートリッジ２、現像カ
ートリッジ８及びトナーカートリッジ９を有するプロセ
スカートリッジを備えた画像形成装置に本発明を適用し
た場合について説明した。本発明はこれに限らず、ドラ
ムカートリッジ２及び現像カートリッジ８のみを有する
プロセスカートリッジや、現像カートリッジ８及びトナ
ーカートリッジ９のみを有するプロセスカートリッジを
備えた画像形成装置に対しても適用可能である。前者の
場合には、図４及び図５のフローチャートにおいて、ス
テップＳ４、Ｓ９、Ｓ１３の動作が省略される。後者の
場合には、図４及び図５のフローチャートにおいて、ス
テップＳ２、Ｓ７、Ｓ１１の動作が省略されることにな
る。

【００６９】

【発明の効果】以上のように、本発明では、プロセスカ
ートリッジを構成する複数のカートリッジのうち最も早
く寿命に達するものを基準としてプロセスカートリッジ
の残寿命を決定するようにし、これによってプロセスカ
ートリッジの交換時期を的確に判定できるようにしてい
る。このため、一つのカートリッジの寿命が尽きている
にも拘わらず、継続して画像形成動作が行われてしまう
といった状況を回避することができ、画像形成動作の信
頼性が高い画像形成装置を提供することができる。

【００７０】また、プロセスカートリッジの残寿命を画
像形成可能枚数として表示部に表示させるようにした場
合には、プロセスカートリッジの寿命を容易に認識する
ことができ、ユーザはプロセスカートリッジの交換に備
えた適切な対応が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す
図である。

【図２】ドラムカートリッジ及びトナーカートリッジが
着脱自在である状態を示す図である。

【図３】制御部の構成を示すブロック図である。

【図４】残寿命算出過程の手順を示すフローチャート図
である。

【図５】変形例における残寿命算出過程の手順を示すフ
ローチャート図である。

【符号の説明】

２ ドラムカートリッジ ６ 感光体 ８ 現像カートリッジ ９ トナーカートリッジ ２２ 表示部 ３１ 制御演算部（制御演算手段） ３２ プリント枚数チェック部（ドラム判断手段） ３３ 現像回転時間チェック部（現像判断手段） ３４ トナー補給時間チェック部（トナー判断手
段） ３５ カウンタ（計測手段）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 直井 宏夫 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 藤田 庄一 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 崎田 裕史 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 (72)発明者 森國 修市 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H027 DA38 DA45 GB03 HB02 HB13 HB14 HB15 HB17 2H071 BA03 BA05 DA08 DA15 DA31 DA32

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を内蔵するドラムカートリッジ
   と、感光体に対して画像の現像を行う現像ローラを内蔵
   する現像カートリッジと、現像カートリッジにトナーを
   補給するトナーカートリッジとを有して成るプロセスカ
   ートリッジを備えた画像形成装置において、 画像形成枚数、現像ローラの駆動時間、トナーカートリ
   ッジから現像カートリッジへのトナー補給時間をそれぞ
   れ計測する計測手段と、 上記計測手段により計測した画像形成枚数の計測値から
   ドラムカートリッジの残寿命を判断するための画像形成
   枚数閾値を有し、画像形成枚数の計測値が画像形成枚数
   閾値に達した際に、ドラムカートリッジの残寿命を計算
   するドラム判断手段と、 上記計測手段により計測した現像ローラの駆動時間の計
   測値から現像カートリッジの残寿命を判断するための現
   像時間閾値を有し、現像ローラの駆動時間の計測値が現
   像時間閾値に達した際に、現像カートリッジの残寿命を
   計算する現像判断手段と、 上記計測手段により計測したトナー補給時間の計測値か
   らトナーカートリッジの残寿命を判断するためのトナー
   補給時間閾値を有し、トナー補給時間の計測値がトナー
   補給時間閾値に達した際に、トナーカートリッジの残寿
   命を計算するトナー判断手段と、 上記ドラム判断手段、現像判断手段、またはトナー判断
   手段によって、ドラムカートリッジ、現像カートリッ
   ジ、またはトナーカートリッジの何れかの残寿命を計算
   した場合、その残寿命をプロセスカートリッジの残寿命
   として設定する制御演算手段とを備えていることを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 感光体を内蔵するドラムカートリッジ
   と、感光体に対して画像の現像を行う現像ローラを内蔵
   する現像カートリッジとを有して成るプロセスカートリ
   ッジを備えた画像形成装置において、 画像形成枚数、現像ローラの駆動時間、トナーカートリ
   ッジから現像カートリッジへのトナー補給時間をそれぞ
   れ計測する計測手段と、 上記計測手段により計測した画像形成枚数の計測値から
   ドラムカートリッジの残寿命を判断するための画像形成
   枚数閾値を有し、画像形成枚数の計測値が画像形成枚数
   閾値に達した際に、ドラムカートリッジの残寿命を計算
   するドラム判断手段と、 上記計測手段により計測した現像ローラの駆動時間の計
   測値から現像カートリッジの残寿命を判断するための現
   像時間閾値を有し、現像ローラの駆動時間の計測値が現
   像時間閾値に達した際に、現像カートリッジの残寿命を
   計算する現像判断手段と、 上記ドラム判断手段、または現像判断手段によって、ド
   ラムカートリッジ、または現像カートリッジの何れかの
   残寿命を計算した場合、その残寿命をプロセスカートリ
   ッジの残寿命として設定する制御演算手段とを備えてい
   ることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 感光体に対して画像の現像を行う現像ロ
   ーラを内蔵する現像カートリッジと、現像カートリッジ
   にトナーを補給するトナーカートリッジとを有して成る
   プロセスカートリッジを備えた画像形成装置において、 現像ローラの駆動時間、トナーカートリッジから現像カ
   ートリッジへのトナー補給時間をそれぞれ計測する計測
   手段と、 上記計測手段により計測した現像ローラの駆動時間の計
   測値から現像カートリッジの残寿命を判断するための現
   像時間閾値を有し、現像ローラの駆動時間の計測値が現
   像時間閾値に達した際に、現像カートリッジの残寿命を
   計算する現像判断手段と、 上記計測手段により計測したトナー補給時間の計測値か
   らトナーカートリッジの残寿命を判断するためのトナー
   補給時間閾値を有し、トナー補給時間の計測値がトナー
   補給時間閾値に達した際に、トナーカートリッジの残寿
   命を計算するトナー判断手段と、 上記現像判断手段、またはトナー判断手段によって、現
   像カートリッジ、またはトナーカートリッジの何れかの
   残寿命を計算した場合、その残寿命をプロセスカートリ
   ッジの残寿命として設定する制御演算手段とを備えてい
   ることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項１、２または３のうち何れか一つ
   に記載の画像形成装置において、 制御演算手段は、プロセスカートリッジの残寿命を画像
   形成可能枚数として表示部に表示するよう構成されてい
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】 請求項４記載の画像形成装置において、 制御演算手段は、Ａ４サイズの記録媒体に対して画像形
   成面積率５％の画像形成を行うと仮定した場合の画像形
   成可能枚数を、プロセスカートリッジの残寿命として表
   示部に表示するよう構成されていることを特徴とする画
   像形成装置。