JP2004347931A - Device and method for managing life of toner cartridge and image forming apparatus - Google Patents

Device and method for managing life of toner cartridge and image forming apparatus Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for managing the life of a toner cartridge where the display of toner residual amount is constituted to be inexpensive and easy-to-view for a user in the case of managing the life of the toner cartridge. <P>SOLUTION: Figure is the explanatory drawing of an example that the display of the toner residual amount is performed by the invention. In the figure, (a) corresponds to a large-capacity toner cartridge and (b) corresponds to a small-capacity toner cartridge. In (a), D4 is the maximum value (initial value) of a toner counted value, and the display of the toner residual amount in this case is 100%. D3 is the near end value of the toner counted value, D2 is the end value of the toner counted value, and D1 is the end end value of the toner counted value. In the example (a), the near end value D3 shows 20% in the display of the toner residual amount. In the small-capacity toner cartridge in (b), the toner residual amount is displayed by the same division and in percentage to the initial value. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トナーカートリッジの寿命管理を行う際に、トナー残量の表示を安価で、しかもユーザに見やすい構成としたトナーカートリッジ寿命管理装置および方法と画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスや画質の維持などの理由で、トナーの消費量または残量を確認し、トナーカートリッジの寿命を管理する必要がある。本件出願人は、簡単な構成で精度よくトナーの消費量を求めることのできるトナー消費量検出方法および装置をすでに開示している（特許文献１参照）。
【０００３】
この検出方法および装置においては、印刷ドットの値とトナー消費量の関係が非線形で、しかも当該印刷ドットに隣接する印刷ドットの状態によっても変化することに鑑み、印刷ドット列を孤立ドット、２連続ドット、中間値ドットの３つのパターンに分け、これらのパターン毎にその形成個数を計数し、それらの計数値に基づいてトナーの消費量を求めている。
【０００４】
このような画像形成装置においては、画像形成が繰り返されることにより、トナーカートリッジに充填されているトナーが消費されて徐々に減少する。トナーカートリッジに充填されているトナー量があるレベル（所定値）よりも少なくなると、「トナーカートリッジを交換して下さい」などのメッセージが画像形成装置の表示部に表示され、ユーザに注意を促している。
【０００５】
ユーザとしては、資源を有効に利用するとの観点からも、トナー残量を正確に把握して適性な時期にトナーカートリッジの交換を行いたいという要請がある。前記特許文献１に記載の発明においては、印刷ドット列の配列パターンを３種類に分けて、１頁単位であるジョブ期間におけるトナー消費量を、前記印刷ドット列の配列パターンに基づいて求めることが開示されている。しかしながら、トナーカートリッジ内に収納されているトナー残量がどれだけになっていて、トナーカートリッジの交換はどの時点で行うのかを判断する構成については記載されていない。
【０００６】
これに対して、特許文献２には大容量カートリッジと小容量カートリッジのそれぞれについて、個別にトナー残量を表示する技術が開示されている。すなわち、特許文献２には大容量カートリッジに対応したトナー残量表示用のゲージ４３と、小容量カートリッジに対応したトナー残量表示用のゲージ４４を設けることが記載されている。この例では、トナー残量は絶対値（アナログ値）で表示している。このため、ユーザはトナー残量の現在値を視覚により判断することができる。
【０００７】
【特許文献１】
特開２００２−１７４９２９号公報
【特許文献２】
特開２００１−８３８４６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
このように、特許文献２に記載されている技術は、大容量カートリッジと小容量カートリッジのそれぞれに個別にトナー残量を表示するゲージを設けている。このため、トナー残量の表示機構のコストが高くなるという問題があった。また、小容量カートリッジは大容量カートリッジよりもトナー残量が縮小されて表示されたり、色が変えられる。または、ゲージの変化幅が相違するなどのように、両者の表示の形態が変わるためユーザにとっても読みとりにくいという問題があった。
【０００９】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、トナーカートリッジの寿命管理を行う際に、トナー残量の表示を安価で、しかもユーザに見やすい構成とした、トナーカートリッジ寿命管理装置および方法と画像形成装置の提供を目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
この発明のトナーカートリッジ寿命管理装置は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行うことで消費される各色のトナーの量を求めるトナーカウンタと、前記トナーカートリッジに充填された各色のトナー残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、トナー残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、同色で異なる容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、 前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一の目盛りで表示すると共に、トナー残量を初期値に対する割合で表示することを特徴とする。このように、異なる容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示しているので、トナー残量の表示を安価で、しかもユーザに見やすい構成とすることができる。また、トナー残量が所定値に到達したか否かによりトナーカートリッジの交換時期を精度良く判定するので、適正なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行うことで消費される各色のトナーの量を求めるトナーカウンタと、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、現像ローラ駆動時間の残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、同色で異なる容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を初期値に対する割合で表示することを特徴とする。このように、異なる容量の複数のトナーカートリッジにおける現像ローラ駆動時間の残量を同一目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示しているので、現像ローラ駆動時間の残量の表示を安価で、しかもユーザに見やすい構成とすることができる。また、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したか否かによりトナーカートリッジの交換時期を精度良く判定するので、適正なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００１２】
また、本発明は、前記トナーカートリッジに充填されたトナー量に対応して設定されたトナーカウンタカウント値の初期値を予め記憶手段に記憶しておき、前記初期値からトナーカウンタカウント値を減算してトナー残量を演算することを特徴とする。このように、固定された初期値からトナー消費量をその都度減算しているので、現時点でのトナー残量を正確に把握することができる。
【００１３】
また、本発明は、前記現像ローラ駆動時間の残量の初期値を予め記憶する記憶手段と、前記現像ローラ駆動時間の残量を求める演算手段を設け、前記演算手段は現像ローラ駆動時間を累積して加算し、最大値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して、現像ローラ駆動時間の残量を求めることを特徴とする。このように、現像ローラ駆動時間をその都度累積して固定された初期値から減算しているので、現時点での現像ローラ駆動時間の残量を正確に把握することができる。
【００１４】
また、本発明は、前記記憶手段をトナーカートリッジに設けたことを特徴とする。このため、ユーザが大容量カートリッジを使用して記録媒体に画像形成を行なった後に小容量カートリッジに入れ替えて画像形成を行い、再度大容量カートリッジを入れ替えた場合でも、大容量カートリッジに対応したトナー残量は、前記小容量カートリッジの交換前の値を引き継ぐことになる。このように、容量の異なるトナーカートリッジを寿命到達前に途中で入れ替えた場合でも精度良く寿命管理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、前記所定値は、トナー残量が多い順に設定される、ニアエンド値、エンド値、エンドエンド値のいずれかとすることを特徴とする。このように、トナーカートリッジの交換時期を判定するためのトナー残量所定値を、トナー残量に応じて３段階に設定している。このため、トナーカートリッジの交換時期をきめ細かに判定し報知することができるので、ユーザに対する利便性が向上する。
【００１６】
また、前記所定値は、ブラック（黒）のニアエンド値が他色よりも小さな値に設定されていることを特徴とする。画像形成においては、各色でシート（記録媒体）に画像形成する際に、印字部領域の大きさ、非画像領域へのトナー付着量（オフセット）などの特性の関係で、黒色が他色よりもトナー消費量が多くなることから、トナー残量は各色で同じにはならない。このように、ブラック（黒）のニアエンド値を他色のニアエンド値よりも小さな値に設定しているので、シートに画像形成する際に、実情に合わせてニアエンド値に到達するまでにブラック（黒）のトナー消費量を大きくすることができる。
【００１７】
また、前記所定値は、記録媒体に形成される画像の割合の画占率により異なる値としたことを特徴とする。トナー消費量は、シートの画像形成領域の大きさ（画占率）により定められる。すなわち、トナー消費量はシートに形成された全体の画像量により異なるが、画占率が異なる種々の画像形成に対応したトナーカートリッジ寿命管理を行うことができる。
【００１８】
また、前記トナーカートリッジは、多数の記録媒体に画像を形成する大容量トナーカートリッジと、少数の記録媒体に画像を形成する小容量トナーカートリッジの複数のトナーカートリッジを交換して使用するものであって、前記所定値は、複数のトナーカートリッジで同色に対してそれぞれ異なる値に設定したことを特徴とする。このため、大容量トナーカートリッジまたは小容量トナーカートリッジのいずれを使用する場合でも、適切なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００１９】
また、本発明のトナーカートリッジ寿命管理方法は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより、記録媒体に画像形成を行うことでトナーが消費され、前記トナーカートリッジに充填された各色のトナー残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、トナー残量を表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
トナー消費に伴うトナーカウンタカウント値を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されているトナーカートリッジに充填されたトナーの初期値を読み出す段階と、前記初期値から累積のトナー消費量を減算してトナー残量を求める段階と、同色で異なる容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着して画像形成する際に、前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示する段階とからなることを特徴とする。このように、表示手段には、異なる容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示しているので、内部処理が簡単に行える。また、正確に累積のトナー消費量が求められ、精度の良いトナーカートリッジ寿命管理を行うことができる。
【００２０】
また、本発明のトナーカートリッジ寿命管理方法は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより記録媒体に画像形成を行い、累積の現像ローラ駆動時間を演算し、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
現像ローラ駆動時間を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されている現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を読み出す段階と、前記初期値に累積の現像ローラ駆動時間を加算する段階と、前記累積して加算された現像ローラ駆動時間を最大値から減算して残量を演算する段階と、同色で異なる容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着して画像形成する際に、前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示する段階とからなることを特徴とする。このように、表示手段には、異なる容量の複数のトナーカートリッジを使用する際に、現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りでかつ初期値に対する割合で表示しているので、内部処理が簡単に行える。また、正確に累積の現像ローラ駆動時間が求められ、精度の良いトナーカートリッジ寿命管理を行うことができる。
【００２１】
また、前記所定値はトナー残量のニアエンド値であって、前記トナー消費量が前記所定値に到達した場合に、その旨を報知する段階を含むことを特徴とする。このため、ユーザはトナー残量がニアエンド値に到達したことを的確に把握することができる。
【００２２】
また、本発明の画像形成装置は、前記請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置と、静電潜像を担持可能に構成された像担持体とを備え、前記ロータリー現像ユニットは、前記複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを用いて複数色のトナーで記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、トナー残量または現像ローラ駆動時間の残量をユーザにみやすく表示させることができる。また、画像形成の実態に即して精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２３】
また、本発明の画像形成装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を用いる画像形成装置において、ナー残量または現像ローラ駆動時間の残量をユーザにみやすく表示させることができる。また、精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
図８は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す縦断側面図である。また、図９は図８の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像の形成や、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像の形成を行う。
【００２５】
本発明の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じて、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。この際に、メインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０に指令信号が送信される。この指令信号に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して、シートＳ（記録媒体）に画像信号に対応する画像を形成する。
【００２６】
このエンジン部ＥＧでは、「像担持体」として機能する感光体２が図８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２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【００２７】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２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、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して、画像信号に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット６には、レンズ、ミラーなどの適宜の光学素子が設けられている。
【００２８】
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を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。この制御信号に応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。
【００２９】
こうして、感光体２上に形成された静電潜像は、ロータリ現像ユニット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、ロータリー現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部が設けられている。ロータリー現像ユニット４には、各色用の現像器が設けられており、各現像器には現像ローラが取付けられている。
【００３０】
また、支持フレーム４０に対して着脱自在に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（本明細書においては、前記各色用現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋをトナーカートリッジということがある）。
【００３１】
このロータリー現像ユニット４は、図９に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、ロータリー現像ユニット４が回転駆動される。また、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００３２】
この現像位置では、当該位置に位置決めされた現像器（図８の例ではイエロー用現像器４Ｙ）に設けられた現像ローラ４４が感光体２と当接して、または所定のギャップを隔てて対向配置されている。この現像ローラ４４は、その表面に摩擦帯電されたトナーを担持するトナー担持体として機能している。そして、現像ローラ４４が回転することによって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に、トナーが搬送される。
【００３３】
ここで、現像器制御部１０４から直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが現像ローラ４４に印加される。このような現像バイアスによって、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３４】
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。
【００３５】
さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して図示を省略した電磁クラッチにより、当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２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。
【００３６】
そして、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に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。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に搬送される。
【００３７】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の感光体２は、図示を省略した除電手段によりその表面電位がリセットされる。さらに、感光体２の表面に残留したトナーがクリーニング部５により除去された後、帯電ユニット３により次の帯電を受ける。クリーニング部５により除去されたトナーは、図示を省略したトナータンクに回収される。
【００３８】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。クリーナ７６のブレードで除去されたトナーは、転写廃トナータンクに回収される。
【００３９】
垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト（中間転写部材）７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、濃度制御処理において、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４０】
図９に示すように、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶する「記憶素子」であるメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、コネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。
【００４１】
そして、必要に応じて、これらのコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋが選択的に本体側に設けられたコネクタ１０８と接続される。このため、インターフェース１０５を介して、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って、該現像器（トナーカートリッジ）に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では、本体側コネクタ１０８と各現像器側のコネクタ４９Ｋ等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。
【００４２】
また、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに固有のデータを記憶するメモリ９１〜９４は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましい。このような不揮発性メモリとしては、例えばフラッシュメモリや強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。
【００４３】
また、図８では記載を省略しているが、この画像形成装置では図９に示すように表示部１２が設けられている。そして、必要に応じＣＰＵ１１１から与えられる制御指令に応じて所定のメッセージを表示することで、必要な情報をユーザに対し報知する。例えば、装置の故障や紙詰まり等の異常が発生したときにはその旨をユーザに知らせるメッセージを表示する。また、いずれかの現像器内のトナー残量が所定値以下、例えば後述するニアエンド値まで低下したときには、当該現像器の交換を促すメッセージを表示する。
【００４４】
この表示部１２としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を用いることができるが、これ以外に、必要に応じて点灯あるいは点滅する警告ランプを用いてもよい。さらに、メッセージを表示することで視覚によりユーザに報知する以外に、予め録音された音声メッセージやブザー等の音声による警報装置を用いたり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
ローラ１１には、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、画像メモリ１１３が設けられている。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。ＲＡＭ１０７は、不揮発性のＦＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：強誘電体メモリ）を用いても良い。
【００４６】
次に、上記のように構成された画像形成装置において、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれについて、トナー残量の求めかたを説明する。この種の画像形成装置においては、同じ装置（ロータリー現像ユニット）に、トナー収容量が多い大容量のトナーカートリッジと、トナー収容量が少ない小容量のトナーカートリッジの２種類の異なる容量のトナーカートリッジを交換して装着できる機種が開発されている。このような場合には、大容量または小容量のトナーカートリッジのトナー収容量に応じてその寿命が相違する。
【００４７】
図４は、本発明によるトナーカートリッジ寿命管理の基本的原理を示す特性図である。図４において、横軸にはトナーカウンタカウント値を設定する。また、縦軸には、現像ローラ駆動時間（累積値ｓｅｃ）を設定する。横軸のトナーカウンタカウント値は、一例として、Ａ４用紙換算で６０００枚の画像形成用大容量トナーカートリッジは、初期値（トナー満杯量）、すなわち最大値を１３０００万に設定する。
【００４８】
また、同一装置に装着されるＡ４用紙換算で２０００枚の画像形成用小容量トナーカートリッジにおいては、トナーカウンタのカウント値は最大値を５００万に設定する。本発明においては、このような大容量トナーカートリッジまたは小容量トナーカートリッジのいずれを使用する場合でも、適切なトナーカートリッジの寿命管理を行い、ユーザがみやすい構成としたトナー残量の表示を行なうことができる。
【００４９】
縦軸の現像ローラ駆動時間は、前記大容量トナーカートリッジは、例えば最大値（残量の初期値）を１２０００ｓｅｃに設定する。また、小容量トナーカートリッジにおいては、現像ローラ駆動時間は例えば最大値を４０００ｓｅｃに設定する。トナーカートリッジの寿命は、横軸に設定されたトナーカウンタカウント値と、縦軸に設定された現像ローラ駆動時間のいずれかのパラメータが、規定値に達したかどうかで判定される。すなわち、トナーカートリッジの寿命判定は、トナーカウンタカウント値と現像ローラ駆動時間のいずれかが、予め規定されている所定値に到達したかどうかの論理和の判定により行われる。
【００５０】
本発明においては、このようなトナーカートリッジの寿命判定の際に、トナー残量に応じて大小３段階のレベルを設定する。すなわち、トナー残量が多い順序に（１）ニアエンドのレベル、（２）エンドのレベル、（３）エンドエンドのレベルを設定する。初期値から、トナーの残量が減少して（１）ニアエンドのレベルに達すると、「トナー残量が少なくなりました」、「トナーカートリッジの交換時期が近づきました」などの警告を表示部に表示する。
【００５１】
また、トナーの残量が（１）ニアエンドのレベルからさらに低下して、（２）エンドのレベルに達すると「トナーカートリッジを交換して下さい」などのオペレーションコール（オペコール）を表示部に表示する。前記オペコールをシート１枚に画像形成する毎に表示して、連続した画像形成ができなくする機能を付与することもできる。
【００５２】
更にトナーの残量が減少して、（３）エンドエンドのレベルに達した場合には、表示部のオペコールは前記エンドの場合と同様に「トナーカートリッジを交換して下さい」のメッセージが表示される。また、シートに画像形成が出来なくなるように制御される。このように、本発明の図２の例では、トナーカートリッジの交換時期をトナー残量に応じて３段階のレベルで設定している。このため、ユーザは段階的にトナーカートリッジの交換時期を認識できるので、使い勝手が良くユーザの利便性を向上させることができる。
【００５３】
図４において、破線Ｒはニアエンドのレベル、一点鎖線Ｓはエンドのレベル、実線Ｔはエンドエンドのレベルを示している。横軸のトナーカウンタカウント値は、最大値Ａ３、ニアエンドＡ２、エンドＡ１の数値に設定されている。また、縦軸の現像ローラ駆動時間は、最大値Ｂ３、エンドＢ２、ニアエンドＢ１の数値に設定されている。
【００５４】
トナーカウンタカウント値は、画像が形成される記録紙（シート）の枚数と、シートの画像形成領域の大きさ（画占率）により規定される。すなわち、シートに形成された全体の画像量によりトナーカウンタカウント値は変動する。図４において、Ｕは画占率１％、Ｖは画占率５％、Ｗは画占率２０％の特性を示している。なお、特性Ｕは１ジョブあたりＡ４シート４枚の画像形成を行い、他のＶ、Ｗの特性では１ジョブあたりＡ４シート１枚の画像形成を行うものとする。図４から、画占率が高いほどトナーカウンタカウント値が増大していき、トナー残量が少なくなることがわかる
【００５５】
図４の例では、ニアエンドＡ２に達するのは、画占率１％の特性Ｕではシート６４００枚（Ｕａ）、画占率５％の特性Ｖではシート４８００枚（Ｖａ）、画占率２０％の特性Ｗではシート１２００枚（Ｗａ）である。また、エンドＡ１に達するのは、画占率１％の特性Ｕではシート８０００枚（Ｕｂ）、画占率５％の特性Ｖではシート６０００枚（Ｖｂ）、画占率２０％の特性Ｗではシート１５００枚（Ｗｂ）である。さらに、エンドエンド値に達するのは、特性Ｕではシート９０９０枚（Ｕｃ）、特性Ｖではシート６８００枚（Ｖｃ）、特性Ｗではシート１７００枚（Ｗｃ）である。
【００５６】
このように、図４の例では画占率１％の特性Ｕにおいては、ニアエンドＡ２とエンドＡ１間では６４００枚（Ｕａ）と８０００枚（Ｕｂ）で、２０％の差が存在している。また、エンドＡ１とエンドエンド間では、８０００枚（Ｕｂ）と９０９０枚（Ｕｃ）で１０９０枚の差が存在している。さらに、画占率５％の特性Ｖにおいては、ニアエンドＡ２とエンドＡ１間では４８００枚（Ｖａ）と６０００枚（Ｖｂ）で、２０％の差が存在している。また、エンドＡ１とエンドエンド間では、６０００枚（Ｖｂ）と６８００枚（Ｖｃ）で８００枚の差が存在している。
【００５７】
また、縦軸の現像ローラ駆動時間は、前記各特性Ｕ、Ｖ、Ｗ毎に最大値（エンドエンド値）Ｂ３、エンド値Ｂ２、ニアエンド値Ｂ１が設定されている。例えば、特性Ｕのエンドエンド値Ｂ３は１２０００ｓｅｃである。各特性Ｕ、Ｖ、Ｗ毎にエンドエンド値に対応して適宜のニアエンド値、エンド値が設定されている。この現像ローラ駆動時間によるトナーカートリッジ寿命判定においては、画占率が小さいシートほど寿命が短くなる傾向があることがわかる。
【００５８】
すなわち、トナーカウンタカウント値と、現像ローラ駆動時間は、同じ画占率ではトナーカートリッジの寿命は相反する特性を有している。このことは、画占率が小さい場合であっても現像ローラの回転によりトナーカートリッジ内に充填されたトナーは劣化が促進されるので、トナー消費量は少ないにも拘わらず現像ローラ駆動時間からみた寿命が進行することを示している。
【００５９】
前記のように、トナーカートリッジの寿命判定は、トナーカウンタカウント値、または、現像ローラ駆動時間が所定レベルに達したかどうかにより行うことができる。本発明においては、トナーカートリッジの寿命判定をする際に、大容量用のトナーカートリッジを用いた場合でも、また、小容量のトナーカートリッジを用いた場合のいずれの場合でも、トナー残量の表示をユーザがみやすい構成としている。以下、本発明の表示部の構成について説明する。
【００６０】
図５は、トナーカウンタカウント値と、トナー残量との関係を示す特性図である。横軸には、トナーカウンタカウント値を設定し、縦軸にはトナー残量（ｇ）を設定している。この場合においても、前記大容量トナーカートリッジの場合と小容量トナーカートリッジの場合では特性が相違する。図５は、例えば大容量トナーカートリッジの特性を示すものであり、Ａ４サイズのシートに５％の画占率で画像形成する場合を対象としている。
【００６１】
図５の例では、トナー残量として標準値と、この標準値の±１２．５％の数値を設定している。特性Ｙが標準値、特性Ｘが標準値の＋１２．５％、特性Ｚが標準値のー１２．５％のトナー残量を示している。図５において、トナー量の初期値Ｃ４は例えば２２５ｇとする。また、トナー残量の標準エンド値Ｃ２は５４ｇ、特性Ｘのエンド値Ｃ３は７９ｇ、特性Ｚのエンド値Ｃ１は３０ｇとしている。
【００６２】
横軸には、図４と同様の最大値Ａ３、ニアエンド値Ａ２、エンド値Ａ１が設定されている。標準特性Ｙのニアエンド値Ｙａは、この例では８３ｇである。この実施形態においては、トナー残量のニアエンド値を判定する際のトナーカウンタカウント値を各色毎にどのように設定するか、画像形成の実情に即して設定している。
【００６３】
図６は、トナー残量のニアエンド値を設定するトナーカウンタカウント値のテーブルの例を示す説明図である。このようなテーブルは、例えば図９のメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に格納される。図６において、「種類」の欄はトナーカートリッジの容量を示すもので、例えばＰａは大容量トナーカートリッジ、Ｐｂは小容量トナーカートリッジである。「色」の欄は、前記イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の区別を設定している。「カウント値」の欄は、各色の前記トナー残量のニアエンド値が設定されている。
【００６４】
図６の例では、トナーカートリッジＰａのＹ、Ｃ、Ｍ各色のトナー残量のニアエンド値はそれぞれａ１で等しく設定されており、Ｋのトナー残量のニアエンド値はａ２である。また、トナーカートリッジＰｂのＹ、Ｃ、Ｍ各色のトナー残量のニアエンド値はａ３でそれぞれ等しく設定されている。ａ１とａ２の大小関係は、ａ１＞ａ２である。なお、ａ３はａ２よりも小さい数値で設定される。
【００６５】
本発明においては、図８に示したようなロータリー現像ユニット４を用いる画像形成装置により、各色で同数のシート（記録媒体）に画像形成する際に、各色毎の特性を考慮して前記トナー残量のニアエンド値を設定している。すなわち、この特性には、印字部領域の大きさ、非画像領域へのトナー付着量（オフセット）などが含まれる。
【００６６】
前記のような特性を考慮すると、同数のシートに画像形成する際にブラック（Ｋ）のトナー消費量が多くなることから、トナー残量は各色で同じにはならない。このため、図６の例では、ブラック（Ｋ）のトナー残量のニアエンド値を他の色よりも少ない数値に設定して、すなわち、寿命カウント値を他色よりも大きく設定して、トナー消費量の実態に合わせている。
【００６７】
このように、本発明においては、ブラック（Ｋ）のニアエンド値を他色のニアエンド値とは異なる値に設定している。このため、シートに画像形成すことにより、各色のトナー消費量が増大していく際に、その実情に適合した精度の高いトナーカートリッジ寿命管理を行うことが可能となる。
【００６８】
図１は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１は、横軸にトナーカウント値を示し、縦軸にトナー残量表示（％）を示している。図１（ａ）は大容量トナーカートリッジに対応し、図１（ｂ）は小容量トナーカートリッジに対応している。図１（ａ）において、Ｄ４はトナーカウント値の最大値（初期値）で、この場合のトナー残量表示は１００％である。
【００６９】
Ｄ３はトナーカウント値のニアエンド値、Ｄ２はトナーカウント値のエンド値、Ｄ１はトナーカウント値のエンドエンド値である。図１（ａ）の例では、ニアエンド値Ｄ３はトナー残量表示で２０％としている。このように、本発明の実施形態においては、トナー消費に伴うトナー残量表示を絶対値（アナログの数字）ではなく、初期値（１００％）に対する割合（％）で表示している。
【００７０】
図１（ｂ）の例では、Ｅ４がトナーカウント値の初期値、Ｅ３はトナーカウント値のニアエンド値、Ｅ２はトナーカウント値のエンド値、Ｅ１はトナーカウント値のエンドエンド値である。図１（ｂ）の例においても、トナーカウント値のニアエンド値Ｅ３はトナー残量表示で２０％としている。すなわち、本発明の実施形態においては、大容量トナーカートリッジを用いた場合も、また、小容量トナーカートリッジを用いた場合も、いずれの場合でも同一の目盛りでトナー残量表示を行なうものである。このため、トナー容量が異なるトナーカートリッジを用いた画像形成装置におけるトナー残量表示機構の構成が簡単となる。また、トナー容量が異なるトナーカートリッジ毎に、トナー残量を表示するために別々の演算をする必要がないので演算処理が簡単に行える。さらに、ユーザもトナー容量が異なるトナーカートリッジのトナー残量を読み取る際に誤読などの恐れがなくなり、利便性が向上する。
【００７１】
図２は、本発明の他の実施形態を示す説明図である。図２は横軸に現像ローラ駆動時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸に現像ローラ駆動時間の残量表示（％）を示している。図２（ａ）は大容量トナーカートリッジに対応し、図２（ｂ）は小容量トナーカートリッジに対応している。図２（ａ）において、Ｆ４は現像ローラ駆動時間の残量の初期値（最大値）、Ｆ３はそのニアエンド値、Ｆ２はエンド値、Ｅ１はエンドエンド値である。図２（ａ）の例でも、ニアエンド値Ｆ３はトナー残量表示を２０（％）としている。なお、現像ローラ駆動時間の残量の演算については、図３に関連して後述する。
【００７２】
すなわち、この実施形態ではトナーカウント値、および現像ローラ駆動時間のいずれのパラメータを用いた場合でも、トナー残量または現像ローラ駆動時間の残量については、ニアエンド値の表示は２０％で同じ割合としている。このため、ユーザに対して前記パラメータが相違することにより、ニアエンド値に対応するトナー残量表示の割合が変わることによる混乱を避けることができる。
【００７３】
図２（ｂ）において、Ｇ４は現像ローラ駆動時間の残量の初期値（最大値）、Ｇ３はそのニアエンド値、Ｇ２はエンド値、Ｇ１はエンドエンド値である。図２（ｂ）の例でも、ニアエンド値Ｇ３はトナー残量表示を２０（％）としている。したがって、現像ローラ駆動時間をパラメータとして残量を表示する場合においても、トナー容量が大小異なるトナーカートリッジを用いた際に、同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で現像ローラ駆動時間の残量表示を行なっている。
【００７４】
図３は、本発明の実施形態を示す説明図である。図３において、２０は外部コンピュータ（ホストコンピュータ）でメインコントローラ１１に画像データを送信する。メインコントローラ１１には表示部１２が接続されており、各種メッセージなどの表示を行なうと共に、図１、図２で説明したようにトナー残量を初期値に対する％（割合）で表示する。
【００７５】
エンジンコントローラ１０には、ＣＰＵ１０１とＦＲＡＭ１０７が設けられている。また、トナーカートリッジ４にはメモリが設けられている。このメモリには、各色毎に大容量カートリッジと小容量カートリッジのそれぞれについて、トナーカウンタカウント値および現像ローラ駆動時間の残量の初期値、現在のトナー残量と現像ローラ駆動時間の残量が記憶されている。
【００７６】
ユーザは、先に大容量カートリッジを使用して記録媒体に画像形成を行なった後に、小容量カートリッジに入れ替えて画像形成を行い、再度大容量カートリッジを入れ替えて画像形成を行ない場合がある。このような場合でも、大容量カートリッジに対応したトナー残量は、前記小容量カートリッジと交換する前の値を引き継ぐことになる。したがって、容量の異なるトナーカートリッジを寿命到達前に途中で入れ替えた場合でも、トナー残量を正確に把握できる。このため、トナーカートリッジの寿命管理を精度良く行うことができる。
【００７７】
なお、トナーカートリッジのメモリには、例えば大容量トナーカートリッジのトナーカウンタカウント値の初期値を１３００万とした場合に、１３００万をそのまま記憶させるものではない。メモリ資源の節約のため、例えば、１３００万を２１６で除算した結果を適宜丸めた数字１５０などをトナーカウンタカウント値の初期値として設定する。
【００７８】
後述するようにエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、トナー消費量を演算して初期値から減算し現在のトナー残量情報を更新する。または、現像ローラ駆動時間を累積加算して初期値から減算し、現在の現像ローラ駆動時間の残量情報を更新する。このような更新されたトナー残量または現像ローラ駆動時間の残量情報はＦＲＡＭ１０７に記憶されると共に、トナーカートリッジ４のメモリにも記憶される。この残量情報の更新処理は各色毎に行われ、ＦＲＡＭ１０７およびトナーカートリッジ４のメモリには、常に最新のトナー残量または現像ローラ駆動時間の残量が記憶される。
【００７９】
メインコントローラ１１には、図９で説明したようにＣＰＵ１１１が設けられており、ＣＰＵ１１１にはドットカウンタと画像処理部が設けられている。トナー消費量をカウントするトナーカウンタは、図１０で説明するようにエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１にソフトウエアまたはハードウエアで構成されている。
【００８０】
外部コンピュータ２０から与えられた画像データがメインコントローラ１１の画像処理部に入力されると、画像処理部は露光信号を構成してドットカウンタに入力する。露光信号により、ドットカウンタは各色、各頁毎の画素数をカウントしてカウント値をＣＰＵ１０１に送信する。エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７から、各色毎のトナーカートリッジに充填されているトナー量の初期値と係数を読み出す。
【００８１】
係数は、画像形成の際の重み付け係数などであり、詳細な説明は後述する。ＣＰＵ１０１は、カウント値に係数を付与した演算結果すなわちトナー消費量を求める。このように、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、ドットカウンタから送信されてきた各色、各頁毎のカウント値と、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７から読み出した係数に基づいてドットカウント値、すなわち、トナーカウンタカウント値（トナー消費量）を算出する。
【００８２】
そして、旧トナー残量からトナー消費量を減算して新トナー残量をもとめ、この結果をメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に記憶させる。また、トナー残量の情報はメインコントローラ１１にも送信される。なお、図示を省略しているが、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１には、現像ローラが動作しているときにその駆動時間についてのタイマの信号が入力される。前記駆動時間は、ジョブ毎に累積されてメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に記憶されている。
【００８３】
したがって、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７には、現像ローラ駆動時間が初期値から順次累積されて記憶されている。また、メモリ１０７には、現像ローラ駆動時間の残量の初期値が記憶されており、ＣＰＵ１０１は前記初期値から現在の累積駆動時間を減算してその残量を求めてトナーカートリッジの寿命判定を行なう。そして、当該駆動時間が前記ニアエンド値に到達するとカートリッジ交換の時期が近い旨のメッセージを表示部に表示している。
【００８４】
次に、本発明の実施形態におけるトナー残量（駆動時間残量）表示の具体例について説明する。前記のように、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、トナーカウンタカウント値、または現像ローラ駆動時間からトナー残量または駆動時間残量を求める。したがって、ＣＰＵ１０１は、トナー残量（駆動時間残量）がエンドエンド値（０％）から初期値（１００％）までの割合の情報を保有する。ニアエンド値は、図１、図２で説明したように、例えば２０％の割合とする。
【００８５】
ニアエンド値とエンドエンド値の間には、エンド値Ｈが設定される。メインコントローラ１１には、前記のようにエンジンコントローラ１０からトナー残量（駆動時間残量）の情報が送信される。この情報に基づいて表示部１２にトナー残量（駆動時間残量）を表示する。この際に、表示部ではトナー残量（駆動時間残量）を初期値１００％に対する割合（％）で表示するが、エンド値を０％に対応させる。
【００８６】
すなわち、エンジンコントローラ１０におけるトナー残量（駆動時間残量）の情報（ｖ）は、初期値に対してエンドエンド値を０％に設定している。これに対して、メインコントローラ１１においては、トナー残量（駆動時間残量）の情報（ｕ）は、エンド値を０％に設定している。表示部においては、トナー残量（駆動時間残量）がエンド値に到達すると、「トナーカートリッジを交換して下さい」とメッセージを表示するが、このメッセージはトナー残量（駆動時間残量）がエンドエンド値に到達しても変化しない。なお、（ｕ）、（ｖ）では、簡単のため、トナー残量の表示例のみを示している。
【００８７】
ユーザとしては、トナー残量（駆動時間残量）がエンド値に到達したことを報知されれば、トナーカートリッジを交換しなければならないことが理解される。このため、あえてエンド値よりもトナー残量（駆動時間残量）が少ないエンドエンド値までの表示を必要としないのであるから、実情に合わせた表示をしているともいえる。むしろ、エンド値よりもトナー残量（駆動時間残量）が少ないところまで表示すると、ユーザがさらに画像形成を続行してしまう場合がある。このような場合には、トナー残量（駆動時間残量）不足で記録媒体に形成された画像がかすれるなどにより品質が劣化してしまうという問題も発生する。
【００８８】
図３において前記のようにして、メモリ１０７に新しいトナー残量（駆動時間残量）が記憶されると、ＣＰＵ１０１は更新されたトナー残量（駆動時間残量）とニアエンド値とを比較し、トナー残量（駆動時間残量）がニアエンド値に到達している場合には、トナーカートリッジの寿命が近づいていることを報知する信号を出力する。すなわち、ＣＰＵ１０１はトナーカートリッジの交換時期を判定する判定手段として機能している。
【００８９】
図７は、本発明の実施形態において、トナー残量に基づいてトナーカートリッジの寿命判定処理を行う例を示すフローチャートである。寿命管理は、トナーカートリッジの大小の容量毎、色毎に行なう。図７において、電源オンとして（ステップＳ１）、トナー残量の状態を判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の判定結果がエンドエンドであれば、エンドエンドに状態遷移する（ステップＳ３）。ここで、状態遷移とは、ある状態からある状態への移り変わりの態様を指すものとする。
【００９０】
ステップＳ２の判定結果がニアエンドであれば、ニアエンドに状態遷移する（ステップＳ４）。ステップＳ２の判定結果がニアエンド未達であれば、ニアエンド未達に状態遷移する（ステップＳ５）。ニアエンド未達状態において、仮に誤動作でトナーニアエンド（警告）の信号が形成されても、「トナーカートリッジの交換が間近です」などのメッセージ表示の信号形成は停止される。また、トナーエンドの際のトナーカートリッジ交換のオペコール報知の信号形成を停止する。
【００９１】
なお、ニアエンド未達状態においては、トナー消費量と現像ローラ駆動時間をカウントしてＦＲＡＭに記憶させる。ニアエンド未達状態からニアエンドに状態遷移するとニアエンドの動作を行なう。この場合には、電源オン時の状態遷移と区別するために二重矢印線で表示している。ニアエンドの動作においては、「トナーカートリッジの交換が間近です」などのメッセージの表示は行なうが、トナーカートリッジ交換のオペコールは報知を停止する。
【００９２】
また、ニアエンドの状態では、トナー消費量と現像ローラ駆動時間をカウントしてＦＲＡＭに記憶させる。なお、ニアエンドの状態からエンドエンドに状態遷移すると、トナーエンドエンドの動作を行なう。この場合には、トナーニアエンドに基づくメッセージ信号の形成を停止させ、トナーカートリッジ交換の信号形成を行なう。このように、図７においては、トナーカートリッジのトナー残量がニアエンド未達、ニアエンド、エンドエンドのそれぞれの状態にある場合には、当該状態であることを示すフラグが立てられる。したがって、フラグが立てられ状態に対応する信号形成のみを有効とする。それ以外の状態で有効な命令は、受け付けないように処理している。
【００９３】
次に、ニアエンド未達、ニアエンド、エンドエンドのそれぞれの状態にある場合に、トナーカートリッジを新品に交換した場合の処理について説明する。この場合には、当該トナーカートリッジの初期値からトナー残量を減算した余命値をリセットし、初期値の更新などのトナーカートリッジ交換に伴う必要な処理を行う。その後、ステップＳ１の電源オンによるトナーカートリッジ寿命判定を行なう。
【００９４】
次に、トナーカウンタの構成と動作について説明する。 図１０はトナーカウンタの構成を示すブロック図である。この装置においては、図９に示されているＲＯＭ１０６記憶されたプログラムに基づいて、ＣＰＵ１０１が所定の演算を行うことによりトナー消費量を求めている。すなわち、トナーカウンタとしての全ての構成をＣＰＵ１０１のソフトウェア上で実現しているが、ハードウェアにより構成することも可能である。
【００９５】
前記ハードウェアで場合した場合の回路構成例を示すのが図１０である。ここでは、図１０に示すハードウェア構成のトナーカウンタ２００をモデルとして本発明にかかるトナーカウンタの動作原理を説明する。図１０の回路をソフトウェアにより実現する場合にも、ハードウェアの場合と同様の原理に基づきトナー消費量を求めることが可能である。
【００９６】
このトナーカウンタ２００では、ＣＰＵ１０１から露光制御部１０２に与えられるものと同一の制御信号、すなわち、外部装置から与えられた画像信号に基づいて、各トナー色毎の階調値に展開された信号が入力される。比較回路２０１はその制御信号に基づき、階調値が所定の閾値以上の印刷ドットに対応する信号のみを通過させ、判別回路２０２に入力する。判別回路２０２は、比較回路２０１の出力信号に基づき印刷ドットの配列状態を判別する「パターン判別手段」としての機能を有している。
【００９７】
すなわち、判別回路２０２は、印刷ドット列を構成するドット数を検知して、閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の３パターンに分類し、そのパターンに応じてカウンタ２０３〜２０５のいずれかに「１」を出力する。ここで、孤立ドットは、ある閾値以上の画素の両隣の画素が閾値未満のものである。これらのカウンタ２０３、２０４および２０５は、それぞれ閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の各パターンに対応して設けられたものである。各カウンタ２０３〜２０５は、判別回路２０２から随時出力される信号をカウントすることによって、当該パターンの印刷ドット列の形成回数を計数する「カウント手段」としての機能を有している。
【００９８】
例えば、比較回路２０１に入力された制御信号が、孤立ドットに対応したものであったときには、比較回路２０１からの出力信号に基づいて判別回路２０２は当該印刷ドットが孤立ドットであることを判別する。そして、カウンタ２０５に対して「１」を出力する一方、他のカウンタ２０３、２０４に対しては「０」を出力する。このような処理により、孤立ドットの形成回数を示すカウンタ２０５のカウント値のみを１つ増加させる。
【００９９】
しかしながら、この際に他のカウンタ２０３、２０４のカウント値は変化しない。同様に、比較回路２０１に入力された制御信号が４連続ドットに対応したものである場合には、対応したカウンタ２０４のカウント値が１つずつ増加してゆく。このようにして、各パターン毎の印刷ドットの形成回数が個別にカウントされる。
【０１００】
これらのカウント値Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、演算回路２０６に入力される。この演算回路２０６には、カウント値Ｃ１、Ｃ２およびＣ３以外に、ＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｎｏと、係数テーブル２０７からの出力とが入力される。また、演算回路２０６からの出力は、ＣＰＵ１０１および係数テーブル２０７に入力されている。この係数テーブル２０７には、「重み付け係数」Ｋｘ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３（下記（１）式）の候補となる複数組の数値が予め記憶されており、演算回路２０６の出力値に応じてそのうちの１組が選択される。
【０１０１】
そして、演算回路２０６は、各カウンタ２０３〜２０５から出力されるそれぞれのカウント値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、係数テーブル２０７から選択されて出力される重み付け係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３とを乗じるとともにそれらの和を求める。更に、その和と係数Ｋｘとの積に、ＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｎｏを加算する。このような演算によって、（１）式に定義するトナー消費量が求められる。（トナー消費量）＝Ｋｘ・（Ｋ１・Ｃ１＋Ｋ２・Ｃ２＋Ｋ３・Ｃ３）＋Ｎｏ…（１）ただし、Ｋｘは各色により異なる色依存係数である。
【０１０２】
カウンタ２１０は、タイマまたはプログラムタイマで計時した現像ローラ駆動時間をカウントする。カウントされた結果はカウンタ２１０から演算回路２０６に入力され、累積の現像ローラ駆動時間が演算される。演算回路２０６で演算された累積の現像ローラ駆動時間はＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、ＦＲＡＭ１０７から読み出した初期値に累積の現像ローラ駆動時間を加算する。また、ＦＲＡＭ１０７から読み出した残量の初期値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して現在の残量を演算する。このように、ＣＰＵ１０１は現像ローラ駆動時間の残量を演算する手段として機能している。
【０１０３】
なお、この実施形態においては、上記トナーカウンタ２００の「カウント手段」、「係数設定手段」等に相当する機能を全てソフトウェアで実現していることは上記したとおりである。このような構成によって、トナー消費量を算出するための特別なハードウェアを追加する必要はなく、装置が簡単な構成となるので装置の低コスト化を図ることができる。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、ロータリー現像ユニットを用いて複数色のトナーで同量の記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、画像形成の実態に即して精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。また、中間転写部材を用いる画像形成装置においても、精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【０１０５】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。また、単一のハードウェア構成により複数の現像器のトナー消費量をそれぞれ個別に求めることができる。
【０１０６】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す説明図である。
【図２】この発明の一実施形態を示す説明図である。
【図３】この発明の一実施形態を示す説明図である。
【図４】トナーカートリッジの寿命管理を行う例を示す特性図である。
【図５】トナーカートリッジの寿命管理を行う例を示す特性図である。
【図６】カウント値を設定するテーブルの例を示す説明図である。
【図７】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。
【図９】図８の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図１０】図９を部分的に拡大して示すブロック図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、４Ｃ、４Ｋ、４Ｍ、４Ｙ…現像器（トナーカートリッジ）、４４…現像ローラ（トナー担持体）、１０…エンジンコントローラ、１１…メインコントローラ、１０１…エンジンコントローラのＣＰＵ、１０７…メモリ（ＦＲＡＭ）、１１１…メインコントローラのＣＰＵ、１２０…カウンタ、２００…トナーカウンタ、２０２…判別回路（パターン判別手段）、２０３〜２０５…カウンタ（カウント手段）、２０６…演算回路[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a toner cartridge life management apparatus and method, and an image forming apparatus, which are configured to display the remaining amount of toner at a low cost and easily viewable by a user when managing the life of the toner cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus that forms an image using toner, it is necessary to check the consumption or remaining amount of toner and manage the life of the toner cartridge for maintenance such as toner supply and maintenance of image quality. . The present applicant has already disclosed a toner consumption detecting method and apparatus capable of accurately calculating the toner consumption with a simple configuration (see Patent Document 1).
[0003]
In this detection method and apparatus, in view of the fact that the relationship between the value of a print dot and the amount of toner consumed is non-linear and changes depending on the state of a print dot adjacent to the print dot, the print dot row is divided into two isolated dots. The pattern is divided into three patterns of dots and intermediate value dots, the number of the formed patterns is counted for each of these patterns, and the toner consumption is calculated based on the counted value.
[0004]
In such an image forming apparatus, as the image formation is repeated, the toner filled in the toner cartridge is consumed and gradually decreases. When the amount of toner filled in the toner cartridge becomes lower than a certain level (predetermined value), a message such as “Please replace the toner cartridge” is displayed on the display unit of the image forming apparatus, and the user is alerted. I have.
[0005]
From the viewpoint of effective use of resources, there is a demand for a user to accurately grasp the remaining amount of toner and replace the toner cartridge at an appropriate time. In the invention described in Patent Document 1, the arrangement pattern of the print dot rows is divided into three types, and the toner consumption amount in a job period which is a page unit is obtained based on the print dot row arrangement pattern. It has been disclosed. However, there is no description of a configuration for determining the remaining amount of toner stored in the toner cartridge and when to replace the toner cartridge.
[0006]
On the other hand, Patent Literature 2 discloses a technique for individually displaying the remaining amount of toner for each of a large-capacity cartridge and a small-capacity cartridge. That is, Patent Document 2 describes that a gauge 43 for displaying the remaining amount of toner corresponding to a large capacity cartridge and a gauge 44 for displaying a remaining amount of toner corresponding to a small capacity cartridge are described. In this example, the remaining amount of toner is displayed as an absolute value (analog value). Therefore, the user can visually determine the current value of the remaining amount of toner.
[0007]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-174929
[Patent Document 2]
JP 2001-83846 A
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, according to the technology described in Patent Literature 2, the large-capacity cartridge and the small-capacity cartridge are each provided with a gauge for individually displaying the remaining toner amount. For this reason, there is a problem that the cost of the mechanism for displaying the remaining amount of toner is increased. Further, the small-capacity cartridge is displayed with a smaller remaining toner amount than the large-capacity cartridge and is displayed or its color is changed. Alternatively, there is a problem that the display form of the two is changed, such as a difference in the change width of the gauge, so that it is difficult for the user to read.
[0009]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above problems, and has a toner cartridge life management apparatus and method, and an image forming apparatus, which are configured to display the remaining amount of toner at a low cost and easy for a user to see when managing the life of the toner cartridge. The purpose is to provide a device.
[0010]
[Means for Solving the Problems]
A toner cartridge life management device of the present invention obtains a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and an amount of toner of each color consumed by forming an image on a recording medium. A toner comprising: a toner counter; determining means for determining when it is time to replace the toner cartridge when the remaining amount of toner of each color filled in the toner cartridge reaches a predetermined value; and displaying means for displaying the remaining amount of toner. In the cartridge life management device,
A plurality of toner cartridges of the same color and different capacities can be exchanged and mounted on the rotary developing unit, and the display unit displays the remaining toner amounts of the plurality of toner cartridges of the different capacities on the same scale. In addition, the remaining amount of toner is displayed as a ratio to an initial value. As described above, since the remaining toner amounts of the plurality of toner cartridges having different capacities are displayed on the same scale and as a percentage relative to the initial value, the display of the remaining toner amount is inexpensive and can be easily viewed by the user. it can. Further, since the replacement time of the toner cartridge is accurately determined based on whether or not the remaining amount of the toner has reached a predetermined value, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0011]
Further, the image forming apparatus of the present invention obtains a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and an amount of toner of each color consumed by forming an image on a recording medium. A toner cartridge comprising: a toner counter; a determination unit configured to determine that the toner cartridge needs to be replaced when the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value; and a display unit that displays the remaining amount of the developing roller driving time. In the life management device,
The rotary developing unit can replace and mount a plurality of toner cartridges of the same color but of different capacities, and the display means displays the remaining amount of the developing roller driving time of the plurality of toner cartridges of different capacities at the same level. In addition to displaying the scale, the remaining amount of the developing roller driving time is displayed as a ratio to the initial value. As described above, since the remaining amount of the developing roller driving time in the plurality of toner cartridges having different capacities is displayed on the same scale and as a ratio to the initial value, the remaining amount of the developing roller driving time can be displayed at a low cost, and A configuration that is easy for the user to see can be provided. In addition, since the replacement time of the toner cartridge is accurately determined based on whether or not the remaining amount of the developing roller driving time has reached a predetermined value, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0012]
Further, according to the present invention, an initial value of a toner counter count value set in accordance with the amount of toner filled in the toner cartridge is stored in advance in a storage unit, and the toner counter count value is subtracted from the initial value. To calculate the remaining amount of toner. As described above, the toner consumption amount is subtracted from the fixed initial value each time, so that the current toner remaining amount can be accurately grasped.
[0013]
The present invention further comprises a storage unit for storing an initial value of the remaining amount of the developing roller driving time in advance, and a calculating unit for calculating the remaining amount of the developing roller driving time, wherein the calculating unit accumulates the developing roller driving time. Then, the remaining amount of the developing roller driving time is obtained by subtracting the accumulated developing roller driving time from the maximum value. As described above, since the developing roller driving time is accumulated each time and subtracted from the fixed initial value, the remaining amount of the developing roller driving time at the present time can be accurately grasped.
[0014]
Further, the invention is characterized in that the storage means is provided in a toner cartridge. For this reason, even if the user forms an image on a recording medium using a large-capacity cartridge and then replaces it with a small-capacity cartridge to form an image, and replaces the large-capacity cartridge again, the remaining toner corresponding to the large-capacity cartridge is not affected. The amount will take over the value before replacement of the small capacity cartridge. As described above, even when the toner cartridges having different capacities are replaced halfway before reaching the end of the life, the life can be accurately managed.
[0015]
Further, the present invention is characterized in that the predetermined value is any one of a near-end value, an end value, and an end-end value which are set in ascending order of the amount of remaining toner. As described above, the predetermined value of the remaining amount of toner for determining the replacement time of the toner cartridge is set in three stages according to the remaining amount of toner. For this reason, it is possible to determine and notify the toner cartridge replacement time minutely, thereby improving the convenience for the user.
[0016]
Further, the predetermined value is characterized in that a near-end value of black (black) is set to a value smaller than that of other colors. In image formation, when an image is formed on a sheet (recording medium) in each color, black is more colored than other colors due to characteristics such as the size of the printing area and the amount of toner adhesion (offset) to the non-image area. Since the toner consumption increases, the remaining amount of toner does not become the same for each color. As described above, the near-end value of black (black) is set to a value smaller than the near-end value of the other colors. Therefore, when an image is formed on a sheet, black (black) is reached before reaching the near-end value according to the actual situation. ) Can increase the toner consumption.
[0017]
The predetermined value may be different depending on an image occupation ratio of an image formed on a recording medium. The toner consumption is determined by the size (image occupancy) of the image forming area of the sheet. That is, although the toner consumption varies depending on the total image amount formed on the sheet, the life of the toner cartridge corresponding to various image formations having different image occupation rates can be managed.
[0018]
The toner cartridge is used by exchanging a plurality of toner cartridges of a large capacity toner cartridge for forming an image on a large number of recording media and a small capacity toner cartridge for forming an image on a small number of recording media. The predetermined values are set to different values for the same color in a plurality of toner cartridges. Therefore, whether the large-capacity toner cartridge or the small-capacity toner cartridge is used, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0019]
Further, according to the toner cartridge life management method of the present invention, the toner is consumed by forming an image on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors. A toner cartridge life management method for determining when it is time to replace the toner cartridge and displaying the remaining toner amount when the remaining amount of toner of each color filled in the toner reaches a predetermined value.
Obtaining a toner counter count value associated with toner consumption, reading an initial value of the toner filled in the toner cartridge stored in advance in the storage unit, and subtracting the accumulated toner consumption amount from the initial value. In the step of obtaining the remaining amount of toner, and when replacing and mounting a plurality of toner cartridges of the same color but of different capacities to form an image, the display means displays the same amount of toner in the plurality of toner cartridges of different capacities. And displaying at a ratio to the initial value. As described above, the display means displays the remaining toner amounts of the plurality of toner cartridges having different capacities on the same scale and at a ratio to the initial value, so that the internal processing can be easily performed. In addition, the accumulated toner consumption amount is accurately obtained, so that the toner cartridge life management with high accuracy can be performed.
[0020]
Further, in the toner cartridge life management method of the present invention, an image is formed on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and a cumulative developing roller driving time is calculated. When the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value, it is determined that the toner cartridge needs to be replaced, and the remaining time of the developing roller driving time is displayed.
Obtaining a developing roller driving time, reading an initial value and a maximum value of the developing roller driving time stored in advance in the storage unit, adding a cumulative developing roller driving time to the initial value, Subtracting the accumulated and added developing roller drive time from the maximum value to calculate the remaining amount; and exchanging and mounting a plurality of toner cartridges of the same color and different capacities to form an image by forming the image. And displaying the remaining amount of the developing roller driving time of the plurality of toner cartridges having different capacities on the same scale and as a ratio to an initial value. As described above, when a plurality of toner cartridges having different capacities are used, the remaining amount of the developing roller driving time is displayed on the same scale at a ratio to the initial value, so that the internal processing is simplified. Can be done. Further, the accumulated developing roller driving time is accurately obtained, and the toner cartridge life can be managed with high accuracy.
[0021]
Preferably, the predetermined value is a near-end value of the remaining amount of toner, and when the toner consumption reaches the predetermined value, a step of notifying the user is provided. Therefore, the user can accurately grasp that the remaining amount of toner has reached the near-end value.
[0022]
Also, an image forming apparatus according to the present invention includes the toner cartridge life management device according to any one of claims 1 to 9, and an image carrier configured to carry an electrostatic latent image. The rotary developing unit carries the toner stored in the plurality of toner cartridges on its surface, and sequentially transports toner of different colors to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction, By applying a developing bias between the image carrier and the rotary developing unit to move the toner from the rotary developing unit to the image carrier, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Is formed. Therefore, in an image forming apparatus that forms an image on a recording medium with toners of a plurality of colors by using the rotary developing unit, the remaining amount of toner or the remaining amount of the developing roller driving time can be displayed to the user in an easy-to-read manner. Further, it is possible to accurately manage the life of the toner cartridge in accordance with the actual state of image formation.
[0023]
Further, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member. Therefore, in the image forming apparatus using the intermediate transfer member, the remaining amount of the toner or the remaining amount of the driving time of the developing roller can be easily displayed to the user. Further, the life of the toner cartridge can be accurately managed.
[0024]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 8 is a vertical sectional side view showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 9 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus forms a full-color image by superimposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or uses only black (K) toner. A monochrome image is formed.
[0025]
In the image forming apparatus of the present invention, an image signal is provided to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image forming request from a user. At this time, a command signal is transmitted from the main controller 11 to the engine controller 10. In response to the command signal, the engine controller 10 controls each part of the engine unit EG to form an image corresponding to the image signal on the sheet S (recording medium).
[0026]
In the engine section EG, the photoconductor 2 functioning as an "image carrier" is provided rotatably in the direction of arrow D1 in FIG. A charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit 5 are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction D1. The charging unit 3 receives a charging bias from the charging control unit 103 and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 2 to a predetermined surface potential.
[0027]
Then, the light beam L is emitted from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photoconductor 2 charged by the charging unit 3. The exposure unit 6 exposes the light beam L to the photoconductor 2 according to a control command given from the exposure control unit 102, and forms an electrostatic latent image corresponding to an image signal. The exposure unit 6 is provided with appropriate optical elements such as a lens and a mirror.
[0028]
When an image signal is provided from an external device such as a host computer to the CPU 111 of the main controller 11 via the interface 112, the CPU 101 of the engine controller 10 sends a control signal corresponding to the image signal to the exposure control unit 102 at a predetermined timing. Output. The light beam L is emitted from the exposure unit 6 onto the photosensitive member 2 in accordance with the control signal, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive member 2.
[0029]
Thus, the electrostatic latent image formed on the photoconductor 2 is developed by the rotary developing unit 4 with toner. That is, in this embodiment, the rotary developing unit 4 is provided with a support frame 40 that is rotatably provided around an axis, and a rotation drive unit (not shown). The rotary developing unit 4 is provided with a developing device for each color, and a developing roller is attached to each developing device.
[0030]
Further, a developing unit 4Y for yellow, a developing unit 4C for cyan, a developing unit 4M for magenta, and a developing unit for black are configured to be detachable from the support frame 40 and contain toners of respective colors. 4K (in the present specification, the developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K for the respective colors are sometimes referred to as toner cartridges).
[0031]
The rotary developing unit 4 is controlled by a developing device control unit 104 as shown in FIG. Then, the rotary developing unit 4 is driven to rotate based on a control command from the developing device control unit 104. Further, these developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively positioned at predetermined developing positions facing the photoconductor 2, and apply toner of a selected color to the surface of the photoconductor 2. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 2 is visualized in the selected toner color.
[0032]
At this developing position, the developing roller 44 provided in the developing device (the yellow developing device 4Y in the example of FIG. 8) positioned at the position is in contact with the photosensitive member 2 or opposed to the photosensitive member 2 with a predetermined gap therebetween. Have been. The developing roller 44 functions as a toner carrier that carries a frictionally charged toner on its surface. Then, as the developing roller 44 rotates, the toner is sequentially conveyed to a position facing the photoconductor 2 having an electrostatic latent image formed on the surface thereof.
[0033]
Here, a developing bias in which the DC voltage and the AC voltage are superimposed is applied to the developing roller 44 from the developing device controller 104. Due to such a developing bias, the toner carried on the developing roller 44 partially adheres to each part of the surface of the photoconductor 2 according to the surface potential, and thus the electrostatic latent image on the photoconductor 2 becomes It is visualized as a color toner image.
[0034]
The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer area TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched over a plurality of rollers 72 to 75, and a driving unit (not shown) that rotates the roller 73 to rotate the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction D2. It has.
[0035]
Further, a secondary transfer roller 78 is provided at a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, the secondary transfer roller 78 being configured to be able to contact and separate from the surface of the belt 71 by an electromagnetic clutch (not shown). Have been. When a color image is transferred to the sheet S, a color image is formed by superimposing toner images of each color formed on the photoconductor 2 on the intermediate transfer belt 71.
[0036]
Then, the color image is secondarily transferred onto the sheet S taken out of the cassette 8 and conveyed to the secondary transfer area TR2 between the intermediate transfer belt 71 and the secondary transfer roller 78. Further, the sheet S on which the color image is formed is conveyed via the fixing unit 9 to a discharge tray provided on the upper surface of the apparatus main body.
[0037]
The surface potential of the photosensitive member 2 after the primary transfer of the toner image to the intermediate transfer belt 71 is reset by a charge removing unit (not shown). Further, after the toner remaining on the surface of the photoconductor 2 is removed by the cleaning unit 5, the charging unit 3 receives the next charge. The toner removed by the cleaning unit 5 is collected in a toner tank (not shown).
[0038]
In the vicinity of the roller 75, a cleaner 76, a density sensor 60, and a vertical synchronization sensor 77 are arranged. Of these, the cleaner 76 can move toward and away from the roller 75 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, while moving to the roller 75 side, the blade of the cleaner 76 contacts the surface of the intermediate transfer belt 71 wrapped around the roller 75, and the toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Is removed. The toner removed by the blade of the cleaner 76 is collected in the transfer waste toner tank.
[0039]
The vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting a reference position of the intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 71, and outputs a synchronization signal output in association with the rotation drive of the intermediate transfer belt 71, that is, a vertical synchronization signal Vsync. It functions as a vertical synchronization sensor to obtain. In this apparatus, the operation of each section of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync so that the operation timing of each section is aligned and the toner images formed in each color are accurately overlapped. Further, the density sensor 60 is provided so as to face the surface of the intermediate transfer belt 71, and measures the optical density of a patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 in the density control processing.
[0040]
As shown in FIG. 9, each of the developing devices (toner cartridges) 4Y, 4C, 4M, and 4K has a “storage element” that stores data relating to the production lot, usage history, remaining amount of built-in toner, and the like of the developing device. Certain memories 91 to 94 are provided. Further, connectors 49Y, 49C, 49M, and 49K are provided in the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K, respectively.
[0041]
These connectors 49Y, 49C, 49M, and 49K are selectively connected to the connector 108 provided on the main body side as necessary. For this reason, data is transmitted and received between the CPU 101 of the engine controller 10 and each of the memories 91 to 94 via the interface 105 to manage various kinds of information such as the management of consumables related to the developing device (toner cartridge). ing. In this embodiment, the main body side connector 108 and the connector 49K of each developing device side and the like are mechanically fitted to each other to transmit and receive data to and from each other. For example, electromagnetic means such as wireless communication is used. Data may be transmitted and received without contact.
[0042]
The memories 91 to 94 for storing data unique to the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are non-volatile memories that can store the data even when the power is off or the developing device is removed from the main body. It is desirable. As such a nonvolatile memory, for example, a flash memory, a ferroelectric memory (FRAM), an EEPROM, or the like can be used.
[0043]
Although not shown in FIG. 8, the image forming apparatus includes a display unit 12 as shown in FIG. Then, by displaying a predetermined message according to a control command given from the CPU 111 as necessary, the user is notified of necessary information. For example, when an abnormality such as a device failure or a paper jam has occurred, a message notifying the user of the occurrence is displayed. When the remaining amount of toner in any one of the developing units falls below a predetermined value, for example, a near-end value to be described later, a message urging replacement of the developing unit is displayed.
[0044]
As the display unit 12, for example, a display device such as a liquid crystal display can be used. In addition, a warning lamp that lights or blinks as necessary may be used. Further, in addition to displaying the message to visually notify the user, an alarm device using a voice such as a pre-recorded voice message or a buzzer, or a combination of these may be used.
[0045]
The roller 11 is provided with an image memory 113 for storing an image provided from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 denotes a ROM for storing an operation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like, and reference numeral 107 denotes a RAM for temporarily storing the operation results of the CPU 101 and other data. As the RAM 107, a non-volatile FRAM (Ferroelectric Ramdom Access Memory: ferroelectric memory) may be used.
[0046]
Next, in the image forming apparatus configured as described above, a method of obtaining the remaining toner amount for each of the developing units (toner cartridges) 4Y, 4M, 4C, and 4K will be described. In this type of image forming apparatus, two types of toner cartridges having different capacities, a large-capacity toner cartridge having a large amount of stored toner and a small-capacity toner cartridge having a small amount of stored toner, are installed in the same apparatus (rotary developing unit). Models that can be replaced and installed have been developed. In such a case, the life of the large-capacity or small-capacity toner cartridge differs depending on the amount of stored toner.
[0047]
FIG. 4 is a characteristic diagram showing the basic principle of toner cartridge life management according to the present invention. In FIG. 4, the horizontal axis sets the toner counter count value. On the vertical axis, the developing roller driving time (cumulative value sec) is set. As an example, the toner counter count value on the horizontal axis is set to an initial value (toner full amount), that is, a maximum value of 130 million in a large-capacity toner cartridge for image formation of 6000 sheets in A4 size.
[0048]
Further, in the case of a small-capacity toner cartridge for image formation of 2,000 sheets in A4 size, which is mounted on the same apparatus, the maximum value of the count value of the toner counter is set to 5,000,000. In the present invention, whether the large-capacity toner cartridge or the small-capacity toner cartridge is used, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge and to display the toner remaining amount in a configuration that is easy for the user to see. it can.
[0049]
For the developing roller driving time on the vertical axis, the maximum value (initial value of the remaining amount) of the large-capacity toner cartridge is set to 12000 sec. In a small-capacity toner cartridge, the maximum drive roller driving time is set to, for example, 4000 seconds. The life of the toner cartridge is determined based on whether a parameter of the toner counter count value set on the horizontal axis or the developing roller driving time set on the vertical axis has reached a specified value. That is, the life determination of the toner cartridge is performed by determining the logical sum of whether any of the toner counter count value and the developing roller driving time has reached a predetermined value.
[0050]
In the present invention, when determining the life of the toner cartridge, three levels are set according to the remaining amount of toner. That is, (1) the near-end level, (2) the end level, and (3) the end-end level are set in the order of the remaining toner amount. When the remaining amount of toner decreases from the initial value and reaches the near-end level (1), a warning message such as "Toner amount is low" or "Toner cartridge replacement is approaching" is displayed. To be displayed.
[0051]
When the remaining amount of toner further decreases from (1) the near-end level and reaches (2) the end level, an operation call (op-call) such as "Please replace the toner cartridge" is displayed on the display unit. . Each time an image is formed on a single sheet, the operation code can be displayed to provide a function of preventing continuous image formation.
[0052]
If the remaining amount of toner further decreases and reaches (3) the level of the end-end, the message "Replace the toner cartridge" is displayed on the display unit as in the case of the end. You. Also, control is performed so that an image cannot be formed on the sheet. As described above, in the example of FIG. 2 of the present invention, the replacement timing of the toner cartridge is set at three levels according to the remaining amount of toner. For this reason, the user can recognize the replacement timing of the toner cartridge step by step, so that it is easy to use and the convenience of the user can be improved.
[0053]
In FIG. 4, a broken line R indicates a near-end level, a dashed line S indicates an end level, and a solid line T indicates an end-end level. The toner counter count value on the horizontal axis is set to the maximum value A3, the near end A2, and the end A1. Further, the developing roller driving time on the vertical axis is set to numerical values of the maximum value B3, the end B2, and the near end B1.
[0054]
The toner counter count value is defined by the number of recording papers (sheets) on which an image is formed and the size (image occupancy) of the image forming area of the sheet. That is, the toner counter count value varies depending on the total image amount formed on the sheet. In FIG. 4, U indicates the characteristic of the image occupation ratio of 1%, V indicates the characteristic of the image occupation ratio of 5%, and W indicates the characteristic of the image occupation ratio of 20%. Note that the characteristic U is to form an image of four A4 sheets per job, and the other characteristics of V and W are to form an image of one A4 sheet per job. From FIG. 4, it can be seen that the toner counter count value increases as the image occupation ratio increases, and the toner remaining amount decreases.
[0055]
In the example of FIG. 4, the near end A2 is reached when the characteristic U having an image occupation ratio of 1% has 6400 sheets (Ua), and the characteristic V having an image occupation ratio of 5% has 4800 sheets (Va), and the image occupation ratio has 20%. In the characteristic W, the number of sheets is 1200 (Wa). The end A1 is reached in the case of the characteristic U having an image occupation ratio of 1%, 8000 sheets (Ub), the characteristic V having an image occupation ratio of 5% is 6000 sheets (Vb), and the characteristic W having an image occupation ratio of 20%. There are 1500 sheets (Wb). Further, the characteristic value U reaches 9090 sheets (Uc) for the characteristic U, 6800 sheets (Vc) for the characteristic V, and 1700 sheets (Wc) for the characteristic W.
[0056]
Thus, in the example of FIG. 4, in the characteristic U having the image occupation ratio of 1%, there is a difference of 20% between 6400 sheets (Ua) and 8000 sheets (Ub) between the near end A2 and the end A1. Also, there is a difference of 1090 between 8000 sheets (Ub) and 9090 sheets (Uc) between the end A1 and the end end. Further, in the characteristic V having an image occupation ratio of 5%, there is a difference of 20% between the near end A2 and the end A1 between 4800 sheets (Va) and 6000 sheets (Vb). Also, there is a difference of 800 between 6000 sheets (Vb) and 6800 sheets (Vc) between the end A1 and the end end.
[0057]
In the developing roller driving time on the vertical axis, a maximum value (end-end value) B3, an end value B2, and a near-end value B1 are set for each of the characteristics U, V, and W. For example, the end-to-end value B3 of the characteristic U is 12000 sec. Appropriate near-end values and end values are set corresponding to the end-end values for each of the characteristics U, V, and W. In the toner cartridge life determination based on the developing roller driving time, it can be seen that the life tends to be shorter for a sheet having a smaller image occupation ratio.
[0058]
In other words, the life of the toner cartridge is inconsistent with the toner counter count value and the developing roller driving time at the same image occupation ratio. This is because even if the image occupation ratio is small, the deterioration of the toner filled in the toner cartridge due to the rotation of the developing roller is promoted. This indicates that the life is advanced.
[0059]
As described above, the life determination of the toner cartridge can be performed based on the count value of the toner counter or whether the driving time of the developing roller has reached a predetermined level. In the present invention, when determining the life of a toner cartridge, the remaining toner amount is displayed regardless of whether a large-capacity toner cartridge or a small-capacity toner cartridge is used. The structure is easy for the user to see. Hereinafter, the configuration of the display unit of the present invention will be described.
[0060]
FIG. 5 is a characteristic diagram showing the relationship between the toner counter count value and the remaining amount of toner. The horizontal axis sets the toner counter count value, and the vertical axis sets the remaining toner amount (g). Also in this case, the characteristics are different between the case of the large capacity toner cartridge and the case of the small capacity toner cartridge. FIG. 5 shows, for example, the characteristics of a large-capacity toner cartridge, and is directed to a case where an image is formed on an A4 size sheet at an image occupation ratio of 5%.
[0061]
In the example of FIG. 5, a standard value and a value of ± 12.5% of the standard value are set as the remaining amount of toner. Characteristic Y indicates the standard value, characteristic X indicates + 12.5% of the standard value, and characteristic Z indicates the remaining toner amount of -12.5% of the standard value. In FIG. 5, the initial value C4 of the toner amount is, for example, 225 g. The standard end value C2 of the remaining amount of toner is 54 g, the end value C3 of the characteristic X is 79 g, and the end value C1 of the characteristic Z is 30 g.
[0062]
On the horizontal axis, the maximum value A3, the near-end value A2, and the end value A1 similar to those in FIG. 4 are set. The near-end value Ya of the standard characteristic Y is 83 g in this example. In this embodiment, how the toner counter count value for determining the near-end value of the remaining toner amount is set for each color is set according to the actual situation of image formation.
[0063]
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a table of a toner counter count value for setting a near-end value of the remaining amount of toner. Such a table is stored, for example, in the memory (FRAM) 107 in FIG. In FIG. 6, the column of “type” indicates the capacity of the toner cartridge. For example, Pa is a large-capacity toner cartridge, and Pb is a small-capacity toner cartridge. The “color” column sets the distinction between the yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). In the column of “count value”, a near-end value of the remaining toner amount of each color is set.
[0064]
In the example of FIG. 6, the near-end values of the remaining toner amounts of the Y, C, and M colors of the toner cartridge Pa are a, respectively. 1 And the near-end value of the remaining amount of K toner is a 2 It is. The near-end value of the remaining amount of toner of each color of Y, C, and M of the toner cartridge Pb is a 3 Are set equally. a 1 And a 2 The size relationship of a 1 > A 2 It is. Note that a 3 Is a 2 It is set with a numerical value smaller than.
[0065]
In the present invention, when an image is formed on the same number of sheets (recording media) for each color by an image forming apparatus using the rotary developing unit 4 as shown in FIG. You have set a near-end value for the quantity. That is, the characteristics include the size of the printing area, the amount of toner adhesion (offset) to the non-image area, and the like.
[0066]
In consideration of the above characteristics, the amount of black (K) toner consumed when forming images on the same number of sheets increases, so that the remaining amount of toner does not become the same for each color. For this reason, in the example of FIG. 6, the near end value of the remaining amount of black (K) toner is set to a numerical value smaller than that of the other colors, that is, the life count value is set larger than that of the other colors, and the toner consumption is reduced. The actual quantity is adjusted.
[0067]
As described above, in the present invention, the near-end value of black (K) is set to a value different from the near-end values of other colors. For this reason, by forming an image on a sheet, when the toner consumption of each color increases, it is possible to perform highly accurate toner cartridge life management suited to the actual situation.
[0068]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the horizontal axis indicates the toner count value, and the vertical axis indicates the remaining toner amount display (%). FIG. 1A corresponds to a large-capacity toner cartridge, and FIG. 1B corresponds to a small-capacity toner cartridge. In FIG. 1A, D4 is the maximum value (initial value) of the toner count value. In this case, the remaining toner amount display is 100%.
[0069]
D3 is a near-end value of the toner count value, D2 is an end value of the toner count value, and D1 is an end-end value of the toner count value. In the example of FIG. 1A, the near-end value D3 is set to 20% in the remaining toner amount display. As described above, in the embodiment of the present invention, the display of the remaining amount of toner accompanying the consumption of toner is displayed not as an absolute value (analog number) but as a ratio (%) to an initial value (100%).
[0070]
In the example of FIG. 1B, E4 is an initial toner count value, E3 is a near-end toner count value, E2 is an end value of the toner count value, and E1 is an end-end value of the toner count value. Also in the example of FIG. 1B, the near end value E3 of the toner count value is set to 20% in the remaining toner amount display. That is, in the embodiment of the present invention, the remaining toner amount is displayed on the same scale regardless of whether the large-capacity toner cartridge is used or the small-capacity toner cartridge is used. Therefore, the configuration of the toner remaining amount display mechanism in the image forming apparatus using the toner cartridges having different toner capacities is simplified. Further, since there is no need to perform separate calculations for displaying the remaining toner amount for each toner cartridge having a different toner capacity, the calculation process can be easily performed. In addition, the user does not have to worry about erroneous reading when reading the remaining toner amount of the toner cartridges having different toner capacities, thereby improving convenience.
[0071]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing another embodiment of the present invention. In FIG. 2, the horizontal axis indicates the developing roller driving time (sec), and the vertical axis indicates the remaining amount display (%) of the developing roller driving time. FIG. 2A corresponds to a large-capacity toner cartridge, and FIG. 2B corresponds to a small-capacity toner cartridge. In FIG. 2A, F4 is an initial value (maximum value) of the remaining amount of the developing roller driving time, F3 is a near-end value, F2 is an end value, and E1 is an end-end value. Also in the example of FIG. 2A, the near-end value F3 indicates that the display of the remaining amount of toner is 20 (%). The calculation of the remaining amount of the developing roller driving time will be described later with reference to FIG.
[0072]
That is, in this embodiment, even when using either the toner count value or the developing roller driving time parameter, the display of the near-end value of the remaining toner amount or the remaining amount of the developing roller driving time is the same as 20%. I have. For this reason, it is possible to avoid confusion caused by a change in the ratio of the remaining toner amount display corresponding to the near-end value due to the difference in the parameter for the user.
[0073]
In FIG. 2B, G4 is an initial value (maximum value) of the remaining amount of the developing roller driving time, G3 is a near-end value, G2 is an end value, and G1 is an end-end value. Also in the example of FIG. 2B, the near-end value G3 indicates that the display of the remaining amount of toner is 20 (%). Therefore, even when the remaining amount is displayed using the developing roller driving time as a parameter, when the toner cartridges having different toner capacities are used, the remaining amount of the developing roller driving time is displayed at the same scale and at a ratio to the initial value. Are doing.
[0074]
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 3, an external computer (host computer) 20 transmits image data to the main controller 11. A display unit 12 is connected to the main controller 11, and displays various messages and the like, and displays the remaining amount of toner in% (ratio) with respect to the initial value as described with reference to FIGS.
[0075]
The engine controller 10 includes a CPU 101 and an FRAM 107. The toner cartridge 4 is provided with a memory. This memory stores the toner counter count value, the initial value of the remaining amount of the developing roller driving time, the current remaining amount of the toner, and the remaining amount of the developing roller driving time for each of the large capacity cartridge and the small capacity cartridge for each color. Have been.
[0076]
In some cases, the user first forms an image on a recording medium using a large-capacity cartridge, then performs image formation by replacing the cartridge with a small-capacity cartridge, and performs image formation again by replacing the large-capacity cartridge. Even in such a case, the remaining amount of toner corresponding to the large-capacity cartridge inherits the value before replacement with the small-capacity cartridge. Therefore, even when toner cartridges having different capacities are replaced halfway before reaching the end of the service life, the remaining amount of toner can be accurately grasped. Therefore, it is possible to accurately manage the life of the toner cartridge.
[0077]
It should be noted that, for example, when the initial value of the toner counter count value of the large-capacity toner cartridge is 13 million, the memory of the toner cartridge does not directly store 13 million. To save memory resources, for example, 13 million 16 Is set as an initial value of the toner counter count value.
[0078]
As will be described later, the CPU 101 of the engine controller 10 calculates the toner consumption, subtracts it from the initial value, and updates the current toner remaining amount information. Alternatively, the developing roller driving time is cumulatively added and subtracted from the initial value to update the remaining amount information of the current developing roller driving time. Such updated toner remaining amount information or remaining amount information of the developing roller driving time is stored in the FRAM 107 and also in the memory of the toner cartridge 4. The process of updating the remaining amount information is performed for each color, and the latest remaining amount of the toner or the remaining amount of the developing roller driving time is always stored in the FRAM 107 and the memory of the toner cartridge 4.
[0079]
The main controller 11 is provided with the CPU 111 as described with reference to FIG. 9, and the CPU 111 is provided with a dot counter and an image processing unit. The toner counter for counting the toner consumption is configured by software or hardware in the CPU 101 of the engine controller 10 as described with reference to FIG.
[0080]
When the image data provided from the external computer 20 is input to the image processing unit of the main controller 11, the image processing unit forms an exposure signal and inputs it to the dot counter. In response to the exposure signal, the dot counter counts the number of pixels for each color and each page, and transmits a count value to the CPU 101. The CPU 101 of the engine controller 10 reads an initial value and a coefficient of the amount of toner filled in the toner cartridge for each color from the memory (FRAM) 107.
[0081]
The coefficient is a weighting coefficient or the like at the time of image formation, and will be described in detail later. The CPU 101 obtains a calculation result obtained by adding a coefficient to the count value, that is, a toner consumption amount. As described above, the CPU 101 of the engine controller 10 determines the dot count value, that is, the toner counter count value, based on the count value for each color and each page transmitted from the dot counter and the coefficient read from the memory (FRAM) 107. (Toner consumption).
[0082]
Then, the toner consumption amount is subtracted from the old toner remaining amount to determine the new toner remaining amount, and the result is stored in the memory (FRAM) 107. The information on the remaining amount of toner is also transmitted to the main controller 11. Although not shown, a timer signal for the drive time of the developing roller is input to the CPU 101 of the engine controller 10 when the developing roller is operating. The driving time is accumulated for each job and stored in the memory (FRAM) 107.
[0083]
Therefore, in the memory (FRAM) 107, the developing roller driving time is sequentially accumulated from the initial value and stored. The memory 107 stores an initial value of the remaining amount of the developing roller driving time. The CPU 101 subtracts the current accumulated driving time from the initial value to obtain the remaining amount, and determines the life of the toner cartridge. Do. When the drive time reaches the near-end value, a message indicating that the cartridge replacement time is near is displayed on the display unit.
[0084]
Next, a specific example of the display of the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) according to the embodiment of the present invention will be described. As described above, the CPU 101 of the engine controller 10 determines the remaining amount of toner or the remaining amount of driving time from the count value of the toner counter or the driving time of the developing roller. Therefore, the CPU 101 holds information on the ratio of the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) from the end-to-end value (0%) to the initial value (100%). The near-end value is, for example, 20% as described with reference to FIGS.
[0085]
An end value H is set between the near end value and the end end value. As described above, information on the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) is transmitted from the engine controller 10 to the main controller 11. Based on this information, the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) is displayed on the display unit 12. At this time, the display unit displays the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) as a percentage (%) with respect to the initial value of 100%, and associates the end value with 0%.
[0086]
That is, the information (v) of the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) in the engine controller 10 has the end-to-end value set to 0% with respect to the initial value. On the other hand, in the main controller 11, the end value of the information (u) of the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) is set to 0%. When the remaining amount of toner (driving time remaining) reaches the end value, a message "Please replace the toner cartridge" is displayed on the display unit. It does not change even if the end-to-end value is reached. In (u) and (v), only a display example of the remaining toner amount is shown for simplicity.
[0087]
If the user is notified that the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) has reached the end value, it is understood that the user must replace the toner cartridge. For this reason, it is not necessary to display up to the end-end value in which the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) is smaller than the end value, and it can be said that the display is tailored to the actual situation. Rather, if the display is performed to a point where the remaining amount of toner (the remaining amount of driving time) is smaller than the end value, the user may continue to form an image. In such a case, there is a problem that the quality of the image formed on the recording medium is degraded due to the lack of the remaining amount of the toner (the remaining amount of the driving time).
[0088]
In FIG. 3, when the new toner remaining amount (driving time remaining amount) is stored in the memory 107 as described above, the CPU 101 compares the updated toner remaining amount (driving time remaining amount) with the near end value. If the remaining toner amount (driving time remaining amount) has reached the near end value, a signal notifying that the life of the toner cartridge is approaching is output. That is, the CPU 101 functions as a determination unit that determines the time to replace the toner cartridge.
[0089]
FIG. 7 is a flowchart illustrating an example of performing the life determination process of the toner cartridge based on the remaining amount of toner in the embodiment of the present invention. The life management is performed for each large and small capacity of the toner cartridge and for each color. In FIG. 7, the power is turned on (step S1), and the state of the remaining toner amount is determined (step S2). If the result of the determination in step S2 is end-to-end, the state transitions to end-to-end (step S3). Here, the state transition indicates a mode of transition from a certain state to a certain state.
[0090]
If the result of the determination in step S2 is near end, the state transitions to near end (step S4). If the result of the determination in step S2 is that the near end has not been reached, the state transition is made to the state where the near end has not been reached (step S5). In the near-end non-attainment state, even if a toner near-end (warning) signal is generated due to a malfunction, the signal display of a message display such as "Toner cartridge replacement is imminent" is stopped. Further, the signal generation of the operation call notification of the toner cartridge replacement at the time of toner end is stopped.
[0091]
In the near-end non-attainment state, the toner consumption and the developing roller driving time are counted and stored in the FRAM. When the state transitions from the near-end unreached state to the near-end, the near-end operation is performed. In this case, it is indicated by a double arrow line to distinguish it from the state transition when the power is turned on. In the near-end operation, a message such as "Replacement of toner cartridge is imminent" is displayed, but the notification of the operation call for replacing the toner cartridge is stopped.
[0092]
In the near-end state, the toner consumption and the developing roller driving time are counted and stored in the FRAM. When the state transitions from the near-end state to the end-end, the toner end-end operation is performed. In this case, the formation of a message signal based on the toner near end is stopped, and a signal for toner cartridge replacement is formed. As described above, in FIG. 7, when the remaining amount of toner in the toner cartridge is in the near-end unreached state, the near-end state, or the end-end state, a flag indicating the state is set. Therefore, only the signal formation corresponding to the flag-set state is valid. Instructions that are valid in other states are processed so as not to be accepted.
[0093]
Next, a description will be given of a process in a case where the toner cartridge is replaced with a new one in a state where the near end has not been reached, the near end, and the end end. In this case, a remaining life value obtained by subtracting the remaining amount of toner from the initial value of the toner cartridge is reset, and necessary processing such as updating of the initial value is performed in accordance with toner cartridge replacement. Thereafter, the life of the toner cartridge is determined by turning on the power in step S1.
[0094]
Next, the configuration and operation of the toner counter will be described. FIG. 10 is a block diagram showing a configuration of the toner counter. In this apparatus, the CPU 101 performs a predetermined calculation based on a program stored in the ROM 106 shown in FIG. That is, the entire configuration of the toner counter is realized by software of the CPU 101, but it may be configured by hardware.
[0095]
FIG. 10 shows an example of a circuit configuration in the case of using the hardware. Here, the principle of operation of the toner counter according to the present invention will be described using the toner counter 200 having the hardware configuration shown in FIG. 10 as a model. Even when the circuit in FIG. 10 is realized by software, the toner consumption can be obtained based on the same principle as that of the hardware.
[0096]
In the toner counter 200, the same control signal as that given from the CPU 101 to the exposure control unit 102, that is, a signal developed into a gradation value for each toner color based on an image signal given from an external device is used. Is entered. Based on the control signal, the comparison circuit 201 passes only a signal corresponding to a print dot whose tone value is equal to or greater than a predetermined threshold value, and inputs the signal to the determination circuit 202. The determination circuit 202 has a function as a “pattern determination unit” that determines the arrangement state of the print dots based on the output signal of the comparison circuit 201.
[0097]
That is, the discrimination circuit 202 detects the number of dots forming the print dot row, classifies it into three patterns of dots equal to or larger than a threshold, four continuous dots, and isolated dots, and selects one of the counters 203 to 205 according to the pattern. Outputs crab "1". Here, an isolated dot is one in which pixels on both sides of a pixel equal to or larger than a certain threshold are smaller than the threshold. These counters 203, 204, and 205 are provided corresponding to the respective patterns of dots equal to or larger than the threshold, four continuous dots, and isolated dots. Each of the counters 203 to 205 has a function as a “counter” that counts the number of times of forming a print dot row of the pattern by counting signals output from the determination circuit 202 as needed.
[0098]
For example, when the control signal input to the comparison circuit 201 corresponds to an isolated dot, the determination circuit 202 determines that the print dot is an isolated dot based on an output signal from the comparison circuit 201. . Then, while outputting “1” to the counter 205, it outputs “0” to the other counters 203 and 204. By such processing, only the count value of the counter 205 indicating the number of times of forming the isolated dot is increased by one.
[0099]
However, at this time, the count values of the other counters 203 and 204 do not change. Similarly, when the control signal input to the comparison circuit 201 corresponds to four consecutive dots, the count value of the corresponding counter 204 increases by one. In this way, the number of print dot formations for each pattern is counted individually.
[0100]
These count values C1, C2 and C3 are input to the arithmetic circuit 206. In addition to the count values C1, C2, and C3, an offset value No given from the CPU 101 and an output from the coefficient table 207 are input to the arithmetic circuit 206. The output from the arithmetic circuit 206 is input to the CPU 101 and the coefficient table 207. In this coefficient table 207, a plurality of sets of numerical values that are candidates for “weighting coefficients” Kx, K1, K2, and K3 (formula (1) below) are stored in advance. Is selected.
[0101]
The arithmetic circuit 206 multiplies the count values C1, C2, and C3 output from the counters 203 to 205 by the weighting coefficients K1, K2, and K3 selected and output from the coefficient table 207, and multiplies them. Find the sum. Further, the offset value No given from the CPU 101 is added to the product of the sum and the coefficient Kx. By such an operation, the toner consumption amount defined in the expression (1) is obtained. (Toner consumption) = Kx · (K1 · C1 + K2 · C2 + K3 · C3) + No (1) where Kx is a color-dependent coefficient that differs for each color.
[0102]
The counter 210 counts the developing roller driving time measured by a timer or a program timer. The counted result is input from the counter 210 to the arithmetic circuit 206, and the accumulated developing roller driving time is calculated. The accumulated developing roller drive time calculated by the calculation circuit 206 is input to the CPU 101. The CPU 101 adds the accumulated developing roller driving time to the initial value read from the FRAM 107. Further, the present remaining amount is calculated by subtracting the cumulatively added developing roller driving time from the initial value of the remaining amount read from the FRAM 107. As described above, the CPU 101 functions as means for calculating the remaining amount of the developing roller driving time.
[0103]
In this embodiment, as described above, all the functions corresponding to the "counting means" and the "coefficient setting means" of the toner counter 200 are realized by software. With such a configuration, it is not necessary to add special hardware for calculating the toner consumption, and the apparatus has a simple configuration, so that the cost of the apparatus can be reduced.
[0104]
As described above, according to the present invention, in an image forming apparatus that forms an image on a recording medium of the same amount with a plurality of color toners using a rotary developing unit, a toner cartridge can be accurately formed in accordance with the actual state of image formation. Service life can be managed. Further, even in an image forming apparatus using the intermediate transfer member, the life of the toner cartridge can be managed with high accuracy.
[0105]
The above-described embodiment is directed to an image forming apparatus configured to be able to form a full-color image using four color toners of yellow, cyan, magenta, and black. The present invention is not limited to the toner colors and the number of colors used, and is arbitrary. For example, the present invention can be applied to an apparatus that forms a monochrome image using only black toner. It is. Further, the toner consumption of a plurality of developing units can be individually obtained by a single hardware configuration.
[0106]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the printer that executes the image forming operation based on the image signal from the outside of the apparatus. However, the inside of the apparatus according to the user's image forming request, for example, the pressing of the copy button. The present invention can be applied to a copier that creates an image signal and executes an image forming operation based on the image signal, and a facsimile machine that executes an image forming operation based on an image signal given via a communication line. Needless to say,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a characteristic diagram illustrating an example of managing the life of a toner cartridge.
FIG. 5 is a characteristic diagram illustrating an example of managing the life of a toner cartridge.
FIG. 6 is an explanatory diagram showing an example of a table for setting a count value.
FIG. 7 is a flowchart showing a processing procedure of the present invention.
FIG. 8 is a vertical sectional side view showing an example of the image forming apparatus.
FIG. 9 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. 8;
FIG. 10 is a block diagram showing a partially enlarged view of FIG. 9;
[Explanation of symbols]
2 photoconductor (image carrier), 4C, 4K, 4M, 4Y developer (toner cartridge), 44 developer roller (toner carrier), 10 engine controller, 11 main controller, 101 engine controller CPU, 107: memory (FRAM), 111: CPU of main controller, 120: counter, 200: toner counter, 202: discriminating circuit (pattern discriminating means), 203 to 205: counter (counting means), 206: arithmetic circuit

Claims (14)

複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行うことで消費される各色のトナーの量を求めるトナーカウンタと、前記トナーカートリッジに充填された各色のトナー残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、トナー残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、同色で異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、前記表示手段には、前記異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一の目盛りで表示すると共に、トナー残量を初期値に対する割合で表示することを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理装置。A rotary developing unit including a toner cartridge filled with toner corresponding to each of a plurality of colors; a toner counter for calculating the amount of toner of each color consumed by forming an image on a recording medium; A toner cartridge life management device comprising: a determination unit that determines that it is time to replace the toner cartridge when the remaining amount of toner of each color reaches a predetermined value; and a display unit that displays the remaining amount of toner.
The rotary developing unit can be replaced with a plurality of toner cartridges of the same color and different toner capacities, and the display means displays the remaining toner amounts of the plurality of toner cartridges of the different toner capacities on the same scale. A toner cartridge life management device that displays the remaining amount of toner as a percentage of an initial value. 複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行うことで消費される各色のトナーの量を求めるトナーカウンタと、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、現像ローラ駆動時間の残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、同色で異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、前記表示手段には、前記異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を初期値に対する割合で表示することを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理装置。A rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to each of a plurality of colors; a toner counter for calculating an amount of toner of each color consumed by forming an image on a recording medium; and a remaining developing roller driving time. A toner cartridge life management device including: a determination unit configured to determine a replacement time of the toner cartridge when the amount reaches a predetermined value; and a display unit configured to display a remaining amount of the developing roller driving time.
The rotary developing unit can be replaced with a plurality of toner cartridges of the same color and different toner capacities, and the display means displays the remaining amount of the developing roller driving time of the plurality of toner cartridges of the different toner capacities. A toner cartridge life management device, wherein the same scale is displayed and the remaining amount of the developing roller driving time is displayed as a ratio to an initial value. 前記トナーカートリッジに充填されたトナー量に対応して設定されたトナーカウンタカウント値の初期値を予め記憶手段に記憶しておき、前記初期値からトナーカウンタカウント値を減算してトナー残量を演算することを特徴とする、請求項１に記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。An initial value of a toner counter count value set in accordance with the amount of toner filled in the toner cartridge is stored in advance in a storage unit, and the toner remaining count is calculated by subtracting the toner counter count value from the initial value. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein 前記現像ローラ駆動時間の残量の初期値を予め記憶する記憶手段と、前記現像ローラ駆動時間の残量を求める演算手段を設け、前記演算手段は現像ローラ駆動時間を累積して加算し、初期値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して、現像ローラ駆動時間の残量を求めることを特徴とする、請求項２に記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。Storage means for previously storing the initial value of the remaining amount of the developing roller driving time; and calculating means for calculating the remaining amount of the developing roller driving time, the calculating means accumulating and adding the developing roller driving time, and 3. The toner cartridge life management device according to claim 2, wherein the remaining amount of the developing roller driving time is obtained by subtracting the developing roller driving time cumulatively added from the value. 前記記憶手段をトナーカートリッジに設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。5. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the storage unit is provided in the toner cartridge. 前記所定値は、トナー残量または現像ローラ駆動時間の残量の多い順に設定される、ニアエンド値、エンド値、エンドエンド値のいずれかとすることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。6. The method according to claim 1, wherein the predetermined value is one of a near-end value, an end value, and an end-end value which are set in ascending order of the remaining amount of the toner or the remaining amount of the developing roller driving time. The toner cartridge life management device according to any one of the above. 前記所定値は、ブラック（黒）のニアエンド値が他色よりも小さな値に設定されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。7. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the predetermined value is set such that a near-end value of black is smaller than other colors. 前記所定値は、記録媒体に形成される画像の割合の画占率により異なる値としたことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。8. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the predetermined value is different depending on an image occupation ratio of a ratio of an image formed on a recording medium. 前記複数のトナーカートリッジは、多数の記録媒体に画像を形成する大容量トナーカートリッジと、少数の記録媒体に画像を形成する小容量トナーカートリッジを交換して使用可能であって、前記所定値は、複数のトナーカートリッジで同色に対してそれぞれ異なる値に設定したことを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。The plurality of toner cartridges can be used by replacing a large-capacity toner cartridge that forms an image on a large number of recording media and a small-capacity toner cartridge that forms an image on a small number of recording media, and the predetermined value is: 9. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein different values are set for the same color in a plurality of toner cartridges. 複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより、記録媒体に画像形成を行うことでトナーが消費され、前記トナーカートリッジに充填された各色のトナー残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、トナー残量を表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
トナー消費に伴うトナーカウンタカウント値を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されているトナーカートリッジに充填されたトナーの初期値を読み出す段階と、前記初期値から累積のトナー消費量を減算してトナー残量を求める段階と、同色で異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着して画像形成する際に、前記表示手段には、前記異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジのトナー残量を同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示する段階とからなることを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理方法。The toner is consumed by forming an image on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and the remaining amount of toner of each color filled in the toner cartridge is a predetermined value. A toner cartridge life management method for determining when it is time to replace the toner cartridge and displaying the remaining amount of toner,
Obtaining a toner counter count value associated with toner consumption, reading an initial value of the toner filled in the toner cartridge stored in advance in the storage unit, and subtracting the accumulated toner consumption amount from the initial value. The display means displays the remaining toner amounts of the plurality of toner cartridges having the different toner capacities at the step of obtaining the remaining toner amount and at the time of forming an image by replacing and mounting a plurality of toner cartridges having the same color but different toner capacities. Is displayed on the same scale and at a ratio to an initial value. 複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより記録媒体に画像形成を行い、累積の現像ローラ駆動時間を演算し、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
現像ローラ駆動時間を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されている現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を読み出す段階と、前記初期値に累積の現像ローラ駆動時間を加算する段階と、前記累積して加算された現像ローラ駆動時間を最大値から減算して残量を演算する段階と、同色で異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着して画像形成する際に、前記表示手段には、前記異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで、かつ初期値に対する割合で表示する段階とからなることを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理方法。An image is formed on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and the accumulated developing roller driving time is calculated, and the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value. A toner cartridge life management method for determining when it is time to replace the toner cartridge and displaying the remaining amount of the developing roller driving time.
Obtaining a developing roller driving time, reading an initial value and a maximum value of the developing roller driving time stored in advance in the storage unit, adding a cumulative developing roller driving time to the initial value, The step of calculating the remaining amount by subtracting the accumulated and added developing roller driving time from the maximum value, and the step of displaying the same when replacing and mounting a plurality of toner cartridges of the same color and different toner capacities to form an image. Displaying the remaining amount of the developing roller driving time of the plurality of toner cartridges having different toner capacities on the same scale and as a ratio to an initial value. . 前記所定値は、トナー残量または現像ローラ駆動時間のニアエンド値であって、前記トナー消費量または現像ローラ駆動時間が前記所定値に到達した場合に、その旨を報知する段階を含むことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載のトナーカートリッジ寿命管理方法。The predetermined value is a near-end value of the remaining toner amount or the developing roller driving time, and includes a step of notifying when the toner consumption amount or the developing roller driving time reaches the predetermined value. The method for managing the life of a toner cartridge according to claim 10 or 11, wherein: 前記請求項１ないし９のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置と、静電潜像を担持可能に構成された像担持体とを備え、前記ロータリー現像ユニットは、前記複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、
前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。A toner cartridge life management device according to any one of claims 1 to 9, and an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, wherein the rotary developing unit is housed in the plurality of toner cartridges. While carrying the toner on the surface, the toner of different colors is sequentially conveyed to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction,
By applying a developing bias between the image carrier and the rotary developing unit to move the toner from the rotary developing unit to the image carrier, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Forming an image. 前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。14. The image forming apparatus according to claim 13, wherein the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member.
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