JP2004361752A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー残量を管理し、最後までトナーを使い切ることのできるプリンタを提供する。
【解決手段】着脱可能なトナーユニットＣ２を備えるプリンタ３１において、フォトセンサ８３を用いてトナー残量を所定量まで検知し、その後はトナー管理制御部１１２で、ドットカウント方式を用いて、印刷処理が行われる毎に、上記の所定量より算出された印刷可能なドット数から単位枚数当たりのドット数を差し引いていくことにより、課題の解決を図る。
【選択図】 図１４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
トナー残量を管理するための画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、パーソナルコンピュータ（以下、ＰＣという）がオフィスや一般家庭等に普及し、それに伴い、様々な用途に応じた様々な種類のＰＣ周辺機器が普及している。その中でも、プリンタ（画像形成装置）は最も利用されているＰＣ周辺機器の１つである。プリンタは、ＰＣから印刷要求のあったデータを出力する装置であり、トナーを印刷用紙に定着させることで、そのデータを印刷用紙上に表現している。
【０００３】
さて、このトナーは印刷される毎に消耗していくものなので、消耗し切ったら、またはその前にトナーを補充、またはそのトナーの入った交換ユニットであるトナーセットを交換しなければならない。
そこで、トナーセット内のトナー残量をトナー濃度センサを用いて検出する方法がある（たとえば、特許文献１）。
【０００４】
また、トナーを攪拌する回転部材であるアジテータの回転速度をセンサにより検知し、トナー残量を管理する方法がある（特許文献２）。この方法でトナー残量を約１３％〜１％までは検知することができるが、さらにトナーが少なくなると正確に残量を検知することができなくなる。そこで、トナー残量が１％と検知されたところで、トナー交換予告をプリンタのディスプレイ等に表示し、交換予告表示後、１００枚印刷したところをトナー寿命、すなわち、印刷枚数カウントで１００カウントした後をトナーが無くなった状態としている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平４−１３６９６２号（第１−５頁、第１−４図）
【特許文献２】
特開２００１−１８８４１０号（第１−８頁、第１−１７図）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトナー残量検知は、上述した通り、トナー交換予告後１００枚印刷したところで、トナーを交換しなければならない。ユーザーの使用方法や使用環境によって異なるが、図２０のような場合、２００枚印刷することができるところ１００枚印刷しかできずにトナーを無駄にしてしまうという問題があった。
【０００７】
上記の課題に鑑み、本発明では、トナー残量を管理し、最後までトナーを使い切ることのできる画像形成装置を提供する。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は、請求項１記載の発明によれば、現像剤を保有する着脱可能な現像剤ユニットを備える画像形成装置において、前記現像剤ユニット内の前記現像剤を攪拌する攪拌軸に設けられている回転盤の回転速度に基づいて、該現像剤の残量を検知する検知手段と、該検知手段より検知された該現像剤の残量が所定量より少なくなった場合、該所定量より印字することができるドット数を算出し、印刷処理が行われる毎に、該算出されたドット数から単位枚数当たりのドット数を差し引く算出手段と、該算出手段より得られる印刷可能な枚数を示す情報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置を提供することによって達成できる。
【０００９】
このように構成することによって、トナー残量をドットカウント方式で管理することができるので、正確にトナーを使い切ることができる。
また上記課題は、請求項２記載の発明によれば、現像剤を保有する着脱可能な現像剤ユニットを備える画像形成装置において、前記現像剤の残量を検知する検知手段と、印字される画像データから所定の色素を計測する色素計測手段と、前記現像剤の残量に基づいて、前記検知手段の動作と前記色素計測手段の動作とを切り替え、該現像剤の残量に対する印刷可能な枚数を示す情報を算出する制御手段と、該制御手段より得られる印刷可能な枚数を示す情報を出力する出力手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置を提供することによって達成できる。
【００１０】
このように構成することによって、所定のトナー残量に達するまで、フォトセンサによりトナー残量を管理し、所定のトナー残量に達したら、ドットカウントを用いてトナー残量を管理することができる。
また上記課題は、請求項３記載の発明によれば、前記制御手段は、印刷処理を行う毎に、該印刷された総印刷枚数に対する印刷された総ドット数より算出される平均印字率に基づいて、印刷枚数を算出する第３の算出する請求項２記載の画像形成装置を提供することによって達成できる。
【００１１】
このように構成することによって、印刷の度に、印字された総ドット数／総印刷枚数を算出し、次回の印刷にフィードバックさせることにより、逐一トナー残量のずれを補正しながら、印刷を行うことができる。
また上記課題は、請求項４記載の発明によれば、前記平均印字率は、印刷サイズ別に算出され、格納されることを特徴とする請求項２、または３記載の画像形成装置を提供することによって達成できる。
【００１２】
このように構成することによって、様々な画像サイズの印刷に対するトナー残量を管理することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態は、ドットカウントを用いて、トナー残量をドット数で管理することにより、トナーを最後まで使い切ることができる。また、ドットカウントを用いて、トナー残量を印字可能枚数を印字可能ドット数に基づき校正を行い、正確に表示することで、ユーザーに分かり易くトナー残量を伝えることができる。
【００１４】
図１は、本発明における実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。また、本例の画像形成装置は両面印刷用のプリンタでもある。同図において、プリンタ装置３１は、不図示のケーブルによってパーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続されている。
【００１５】
プリンタ装置３１は装置本体上部３２と装置本体下部３３によって構成され、装置本体上部３２にはオペレーションパネル３４が配設され、またその上面には印字用紙の排紙部３５も形成されている。オペレーションパネル３４は複数のキーが配設されたキー操作部３４ａと、不図示のＣＰＵから出力される表示情報に基づき表示を行う液晶ディスプレイ３４ｂで構成されている。また、排紙部３５には、排紙ロール３６の回動によって後述する画像形成ユニットにより作成された印刷出力が排出され、排紙部３５上に順次積載される。
【００１６】
また、装置本体下部３３には、後述する両面印刷用搬送ユニットや給紙カセットがセットされ、例えばプリンタ装置３１の側面に設けられた不図示の蓋を開放することによって、後述する両面印刷用搬送ユニットを着脱できる構成である。また、装置本体下部３３には、その前面に開閉可能なフロントカバー３７及び装置本体下部３３より着脱自在な給紙カセット３８が設けられ、例えばフロントカバー３７はジャム処理やメンテナンス等において開放される。
【００１７】
また、装置本体下部３３の右側面には、ＭＰＦトレイ（マルチペーパーフィードトレイ）の装着部３９、及びカバー４０が設けられている。但し、図１において上記装着部３９にＭＰＦトレイは装着されていない状態である。また、カバー４０は後述する用紙搬送路確認用のカバーであり、このカバー４０を開放して、用紙詰まり等のメンテナンスを行う。
【００１８】
尚、図２は上記フロントカバー３７及びカバー４０を開放した状態を示すプリンタ装置３１の外観図である。また、本例のプリンタ装置３１の最下段には前述のように給紙カセット３８が収納され、給紙カセット３８に用紙を補給する際、例えば取手３８ａを手前に引くことによって、給紙カセット３８を矢印方向に引き出すことができる。
【００１９】
図３は上記外観を有するプリンタ装置３１の内部構成を説明する断面図である。同図において、プリンタ装置３１は画像形成部４１、両面印刷用搬送ユニット４２、及び給紙部４３で構成されている。ここで、画像形成部４１は４個の画像形成ユニット４４〜４７を矢印方向に並設した構成であり、同図の紙面右側から左側に向かってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に配設されている。また、この中のマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット４４〜４６は減法混色によりカラー印刷を行う構成であり、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット４７はモノクロ印刷に使用する。
【００２０】
ここで、上記各画像形成ユニット４４〜４６はそれぞれドラムセットＣ１（第１のプロセスユニット）とトナーセットＣ２（第２のプロセスユニット）で構成され、現像容器に収納された現像剤（の色）を除き同じ構成である。したがって、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット４６を例にして構成を説明する。ドラムセットＣ１には感光体ドラム、帯電器、印字ヘッド、クリーナが収納され、トナーセットＣ２には現像ロールやトナーが収納されている。感光体ドラム５０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム５０の周面近傍には、帯電器５１ａ、印字ヘッド５１ｂ、現像ロール５１ｃ、転写器５１ｄ、クリーナ５１ｅが順次配設されている。感光体ドラム５０は矢印方向に回動し、先ず帯電器５１ａからの電荷付与により、感光体ドラム５０の周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド５１ｂからの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム５０の周面に静電潜像を形成し、現像ロール５１ｃによる現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、現像容器５１ｃに収納したイエロー（Ｙ）色のトナーによる。このようにして感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム５０の矢印方向の回動に伴って転写ロール５１ｄの位置に達し、感光体ドラム５０の直下を矢印方向に移動する用紙に転写される。
【００２１】
一方、用紙の搬送は、前述の給紙部４３を構成する給紙カセット３８、待機ロール５２、搬送ベルト５３、駆動ロール５４等で構成され、給紙コロ５５の回動によって給紙カセット３８から搬出された用紙は、待機ロール５２まで送られ、更にトナー像に一致するタイミングで搬送ベルト５３上に送られ、転写部５１ｄに達する。そして、転写部５１ｄにおいてトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト５３の移動に従って、搬送ベルト５３上を矢印方向に移動し、定着ユニット５６において熱定着処理が施される。
【００２２】
また、用紙の上面には、上記イエロー（Ｙ）のトナー像のみならず、他の色のドラムセットＣ１及びトナーセットＣ２によって転写されたマゼンダ（Ｍ）や、シアン（Ｃ）のトナー像も転写され、前述の減法混色に従った色の印刷が行われる。
【００２３】
尚、上述の用紙は給紙カセット３８から搬出される用紙のみならず、ＭＰＦトレイ３９ｂから供給される用紙も含まれ、この場合には用紙は給紙コロ３９ａによって搬入され、前述の経路に沿って印刷処理が行われる。
また、上記定着ユニット５６は熱ロール５６ａ、５６ｂ、及びクリーニングロール５６ｃで構成され、用紙Ｐが上述の熱ロール５６ａと５６ｂ間を挟持搬送される間、用紙に転写された例えば複数色のトナー像は溶融して用紙Ｐに熱定着する。また、クリーニングロール５６ｃは熱ロール５６ａ周面に離型性オイルを塗布すると共に熱ロール５６ａに残るトナーを除去する機能を有する。尚、定着ユニット５６によってトナー像が定着された用紙は切換板６１を介して上方、又は紙面左方向に搬送される。
【００２４】
一方、両面印刷用搬送ユニット４２は装置本体に対して着脱自在に構成され、本例のプリンタ装置３１によって両面印刷を行う際装着するユニットであり、内部に複数の搬送ロール６０ａ〜６０ｅが配設されている。両面印刷の場合には、上記切換板６１によって一旦上方に用紙が送られ、例えば用紙の後端が搬送ロール６２に達した時、用紙の搬送を停止し、更に用紙を逆方向に搬送する。この制御によって、用紙は点線で示す位置に設定された切換部６１の左側を下方に搬送され、両面印刷用搬送ユニット４２の用紙搬送路に搬入され、搬送ロール６０ａ〜６０ｅによって用紙が送られ、待機ロール５２に達し、前述と同様トナー像と一致するタイミングで転写部に送られ、トナー像が用紙の裏面に転写される。
【００２５】
図４は、装置本体上部３２を開成した状態を示す図である。同図に示すように、装置本体上部３２は、装置本体下部３３に対し略水平を保ったまま開成される。よって、開成時には、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２は、略水平方向で抜き差し可能となる。
【００２６】
これより、ドラムセットＣ１を交換する場合には、図５に示すようにドラムセットＣ１を手前に抜き出し、新たなドラムセットＣ１を挿入する。また、トナーセットＣ２を交換する場合も同様に、図６に示すようにトナーセットＣ２を手前に抜き出し、新たなトナーセットＣ２を挿入する。したがって、本例によればドラムセットＣ１やトナーセットＣ２の交換を容易に行うことができる。このように、本実施形態の画像形成装置においては、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２をそれぞれ独立に装置本体に挿脱可能である。
【００２７】
図７は上記トナーセットＣ２の構成を示す図である。尚、同図に示すエンコーダ７０はトナーセットＣ２の後ろ側に設けられている。また、エンコーダ７０は攪拌部材を回動させる攪拌軸７１に取り付けられている。また、７２は前述の現像ロール５１ｃの回転軸であり、７３はトナーセットＣ２を前述のドラムセットＣ１に接続する際に使用する回転機構である。
【００２８】
図８は上述のエンコーダ７０の構成を説明する図であり、同図（ａ）はエンコーダ７０の断面図であり、同図（ｂ）はエンコーダ７０の正面図である。エンコーダ７０はその外周近傍に同一形状の開口７４を複数有し、各開口７４は同じ間隔で配設されている。この開口７４は後述するフォトセンサの光が通過する穴である。また、エンコーダ７０の中心には前述の攪拌軸７１を取り付ける穴７５が設けられている。また、エンコーダ７０には渦巻き状の溝７６が形成され、この渦巻き状の溝７６には後述するピンが嵌入する。
【００２９】
一方、図９はトナーセットＣ２の新旧を検知する検知部材７７であり、この検知部材７７にはリブ７８、及びリブ７８の裏面側に設けられた２本のリブ７９ａ、７９ｂが立設されている。ここで、リブ７８は前述のエンコーダ７０に形成された渦巻き状の溝７６に嵌入する。一方、リブ７９ａ、７９ｂは後述するエンコーダカバー８０に形成される溝に嵌入する。
【００３０】
図１０は上記構成の検知部材７７をエンコーダ７０及びエンコーダカバー８１に取り付けた構造を示す正面図であり、図１１はその断面構成を示す。前述のように攪拌軸７１にはエンコーダ７０が取り付けられ、エンコーダ７０は不図示の攪拌部材の回動に従って回転する。また、エンコーダカバー８１はトナーセットＣ２に取り付けられ、検知部材７７はホルダー８２を介してエンコーダカバー８１に上下に移動可能に取り付けられている。尚、同図には現像ロール５１ｃの配設構成も示されている。
【００３１】
また、図１０に示すように、エンコーダカバー８１側には上下に長い長溝８４ａ、８４ｂが設けられ、長溝８４ａには前述の検知部材７７に形成されたリブ７９ａが嵌入し、長溝８４ｂには検知部材７７に形成されたリブ７９ｂが嵌入する。また、フォトセンサ８３は前述のエンコーダ７０を挟んで配設され、開口７４を通して光りの透光又は遮光を検出する。また、前述の検知部材７７は新品時上記開口７４を遮蔽する位置にある。
【００３２】
次に上記構成において、検知部材７７の駆動動作を説明する。先ず、新品のトナーセットＣ２においては工場設定時、検知部材７７がエンコーダ７０の最も低い位置に位置する。この場合、検知部材７７のリブ７８は図８（ｂ）に示す渦巻き状の溝７６の外周位置にあり、リブ７９ａ、７９ｂは長溝８４ａ、８４ｂの最下位置にある。この状態において、プリンタ装置３１を使用すると攪拌部材が回動し、攪拌軸７１を介してエンコーダ７０を回転する。この回転により、フォトセンサ８３は開口７４を介して光の透過を判断するが、トナーセットＣ２が新品状態では検知部材７７が光を遮断し、光検出を行うことができない。したがって、フォトセンサ８３から出力される信号によってトナーセットＣ２が新品であることが検知される。
【００３３】
一方、プリンタ装置３１が駆動を継続すると、エンコーダ７０は回転を続け、渦巻き状の溝７６に嵌入したリブ７８（検知部材７７）を除々に上方に移動する。その後、例えばリブ７８が渦巻き状の溝７６の最内周部に達すると、検知部材７７はフォトセンサ８３の光を遮断する位置より上方に移動し、以後エンコーダ７０の回転に従ってフォトセンサ８３は開口７４の通過を判断する。この場合、フォトセンサ８３から出力される信号はオン、オフを所定時間間隔で繰り返す信号となる。したがって、フォトセンサ８３から出力される一定時間間隔のオン、オフ信号によってトナーセットＣ２が旧品であると判断する。
【００３４】
その後、プリンタ装置３１は印刷処理を繰り返し、トナーが欠乏すると攪拌軸７１が等速回転しなくなる。すなわち、トナーが充分存在する時には一定負荷により攪拌軸７１が等速回転するが、トナーが欠乏すると攪拌軸７１の回転が不安定になる。したがって、フォトセンサ８３の出力が一定周期のオン、オフ信号でなくなった時、トナーセットＣ２の交換時期であると判断する。
【００３５】
図１２は、フォトセンサ８３の出力波形を示す。図１２（ａ）はトナーが充分にある場合の出力波形を示し、図１２（ｂ）はトナー欠乏時の場合の出力波形を示す。同図より、トナーが充分にある場合には、出力波形が一定していて安定であるが、トナー欠乏時には、出力波形の間隔が不規則になっているのが確認できる。
【００３６】
さて、以下の実施形態では、上記の画像形成装置を用いた実施例について説明する。
＜第１の実施形態＞
本実施形態は、トナーを用いて印字を行う画像形成装置において、センサとドットカウントにより、トナー残量管理を行う。概要としては、所定の残量を検知するまで（従来式の）トナー残量検出方法で残量検知を行い（本実施形態では、トナーセットの攪拌部材の回転速度を検知している）、所定残量の検知以降、印刷画像データのドットカウント（後述する）を行い、これにより得られた結果をトナー残量としてオペレーションパネルに表示させ（あと何枚印刷できる旨の表示）、エンプティ表示・プリンタ停止制御を行う。また、用紙（サイズ）別の平均印字率を総合的にまたは所定印刷ジョブ毎に算出し、残印刷枚数を予測表示する。
【００３７】
（実施例１）
本実施例は、ドットカウントを用いてトナー残量を管理する方法であり、トナーを使い切ることを目的としている。ドットカウントとは、以下のことである。解像度が例えば６００ｄｐｉ（主走査及び副走査方向とも）のプリンタの場合、解像度をｍｍに換算すると、２３．６ｄｏｔ／ｍｍになるので、Ａ４サイズの用紙を考えると用紙サイズは、２１０×２９７ｍｍだから、
主走査方向１ラインには、２１０×２３．６＝４９５６≒５０００ｄｏｔ
副走査方向１ラインには、２９７×２３．６＝７００９．２≒７０００ｄｏｔ
のドットが存在する。よって、Ａ４サイズ用紙１面には、約３５００万ドットのドット画像を印刷することが可能である。
【００３８】
通常の印刷物は、面積にして、約５％程度が画像として記録されると考えられるので（写真や、新聞、文字などの画像によって印字率は異なる）、平均的には、Ａ４サイズの用紙１枚に３５００万×０．０５＝１７５万ドットが記録される。
【００３９】
トナーカートリッジには、新品状態で、約１００００枚（Ａ４サイズ５％印字率）が印刷できるトナーが封入されている。よって、１個のカートリッジが印刷できる総ドット数は、約１７５万ドット×１００００枚＝１７５億ドットとなる。
尚、トナーカートリッジ１個に封入されているトナーの重量は、例えば約４００ｇである（この重量はトナーの材料によって変わる）。残り１００枚（１％）のところまで、通常のセンサートナー残量検知を行う。
【００４０】
従って、理論的には、１７５万ドット×１００枚≒１億７５００万ドット印刷できるトナー残量に達したとき残量センサが働くように設定される。センサートナー残量検知で、残り１００枚時点で検知方式の切り換えを行う。すなわち、
４００ｇ×（１００／１００００）≒４ｇ
の重量のトナーが残る状態になるとトナー残量センサが、残量検知方式をトナーカウントモードに切り換える時期に達したとして検知する。トナーカウントモードに入ってから、必ずしも平均的な印字率（５％）の原稿データで印刷が行われるとは限らないので、１００枚でトナーセットが空（エンプティ）になるとは限らない。
【００４１】
トナーカウンタは、残量センサからのドットカウント起動信号を受けると、その後ドットカウント処理を継続し、上述のように１億７５００万カウントでアップし、エンプティアラームを発生させるように制御する。
前述のトナーカウンタの設定値は、プリンタの解像度に応じて変更される。従って、解像度変更が可能なプリンタにおいては、このカウントアップ値を適宜変更することによって、エンプティ報知制御が可能になる。また、上記数値は１例であり、トナーカートリッジのトナーの封入量（重量）、印刷可能枚数などは、トナーの材料や印刷原稿情報の傾向によって変化する。
【００４２】
図１３は、フォトセンサ８３とドットカウントとナー残量を管理した場合のトナー残量と印刷枚数の関係を示したものである。上述した残量検知方法で、残量１％まではフォトセンサ８３での管理を行う（領域Ａ）。しかしながら、実際にはまだトナー残量があるので、そのフォトセンサでは管理することができない部分、すなわち図１３の領域Ｂを対象にドットカウントを導入する。このドットカウントを用いれば、同図に示すようにトナー残量がなくなるまで、またはそれに近い精度でトナー残量を管理することができる。
【００４３】
トナー残量が例えば４ｇ（１％）に達したところで、トナー交換予告をオペレーションパネル３４に表示する。このときのトナー残量は一定であるため、トナーがこの場合だと４ｇ残っているのが分かり、また、上記の通り１ドットで何ｇのトナーを使用するかも分かっている。
【００４４】
よって、「トナー残量（ｇ）／１ドット当たりに使用するトナー（ｇ／ｄｏｔ）」で残り印字可能ドット数が算出され、後は、印刷が行われる度にドットカウントを行い、残り印字可能ドット数から引いていき、０になったところでオペレーションパネル３４に「トナー交換」と表示する。この管理方法を用いれば、トナーを最後まで使い切ることができる。
【００４５】
図１４は、本実施例におけるプリンタの制御機構の概要を示す。同図において、プリンタ３２は、画像データ生成部１１０、ヘッドコントローラ１１１、トナー管理制御部１１２、オペレーションパネル３４からなる。トナー管理制御部１１２では、主にトナーセット、またはトナーに関してのプリンタの制御を行う。トナー管理制御部１１２は、少なくともＣＰＵ（中央演算装置）、記憶装置（メモリ）、それらを接続するバス等で構成されている。
【００４６】
図１５は、フォトセンサの検知動作を示す。それでは、図１４，図１５を用いて、本発明の概要を説明する。まず、ホスト１００から印刷対象となる画像データが送信され、画像データ生成部１１０でその画像データが展開される。その展開された画像データに基づいて、ヘッドコントローラ１１１は、ＬＥＤヘッド５１ｂ（光書き込み装置）の各素子を発光させ、上述したプロセスで印刷動作が行われる。このとき、トナーセットＣ２内のトナー残量は上述の通り、フォトセンサ８３からの入力情報に基づいて、トナー残量検知部１２０が検知している。
【００４７】
トナー残量が所定の量に達したとき、その情報をフォトセンサ８３から受け取ったトナー残量検知部１２０は、トナー管理制御部１１２にドットカウント起動信号の情報を伝える。
図１６は、トナー管理制御部１１２の制御フローを示す。まず、トナー残量検知部１２０からドットカウント起動信号を受け取ると（ステップＳ１、以下ステップをＳと略す）、トナー管理制御部１１２のＣＰＵは、以下の演算より、残り印字印字可能ドット数を算出する（Ｓ２）。
残り印字印字可能ドット数（ｄｏｔ）＝トナー残量（ｇ）／１ドット当たりに使用するトナー（ｇ／ｄｏｔ）
次に、残り印字印字可能ドット数が０か否かを判定する（Ｓ３）。Ｓ３で残り印字印字可能ドット数＝０を満たさない場合、印刷を行う（Ｓ４）。次に、残り印字印字可能ドット数から単位枚数のドット数を差し引いた値を新たな残り印字印字可能ドット数とし（Ｓ５）、Ｓ３に戻る。Ｓ３の条件を満たすまでＳ４，Ｓ５の処理を繰り返し、Ｓ３の条件を満たしたら（残り印字印字可能ドット数＝０）、オペレーションパネル３４にトナーセットの交換を促すメッセージを表示させる（Ｓ６）。
【００４８】
以上より、トナー残量をドットカウント方式で管理したことにより、正確にトナーを使い切ることができる。
（実施例２）
実施例１では、トナー残量をドット数で管理したが、ｇ数で管理してもよく、更には、％で管理しても良い。また、実施例１では、トナー残量が１％になってからドットカウントによる管理を切り替えたが、トナーの量が正確に分かるところであれば何％からでもよく、さらには、始めからセンサを使わずにドットカウントによるトナー残量管理にしても良い。
【００４９】
＜第２の実施形態＞
本実施形態は、第１の実施形態を基に、トナー残量を印字可能枚数として表示する方法である。印字可能枚数を出すには、ユーザー固有の平均印字率を知る必要がある。たとえば、あるユーザーは文字情報の印刷が多いが、別のユーザーは、画像情報の印刷が多いというように、ユーザーによって印刷に傾向（偏り）があり、その印刷の偏りは印字率で表現することが可能である。
【００５０】
そこで、平均印字率を導入することとする。ここでいう平均印字率（ＡＶＥ）は、印字された総ドット数／総印刷枚数で表されるものとする。平均印字率は、印刷が終了するたびに更新される（サイズ別に算出される）。
図１７は、本実施例におけるフォトセンサ８３とドットカウントとでトナー残量を管理した場合のトナー残量と印刷枚数の関係を示したものである。印刷用紙に印字されるトナーは、印刷画像によって異なるので、実際は同図に示すように、トナー残量と印刷枚数の関係は一次線形ではなく、不規則に蛇行している。
【００５１】
つまり、印字率の高い画像データを印刷した場合には、トナー残量は急激に減少するが、印字率の低い画像データを印刷した場合には、トナー残量は緩やかに減少するので、トナー残量＝０となる場合にも画像データによって印刷枚数に幅がある。
【００５２】
そこで、同図に示すように、印刷可能枚数がＣより少なくなったら、フォトセンサー８３による検知ができなくなる。そこで、Ｆ地点でキャリブレーションを行い（本発明の実行による印刷可能枚数の最計算）、新たに印刷可能枚数を算出す。すると、フォトセンサーのみでは印刷可能枚数がＤ（１５０枚）であるが、キャリブレーション後は印刷可能枚数がＥ（２００枚）となり、従来よりも５０枚も多く印刷することが可能である。
【００５３】
本実施例では、第１の実施形態と同様に、トナー残量センサ検知限界までセンサでの管理を行い、トナー交換予告をオペレーションパネルに表示する。同時に、残り印字可能枚数も表示し、カウントダウンしていく。残り印字枚数は、第１の実施の形態で示したように、残り印字可能ドット／印字率で算出される。トナー交換後は、残り印字枚数ドット数と残り印字可能枚数（枚数はサイズ別に）の両方でトナー残量の管理を行い、どちらかが０となったところでトナー交換のメッセージをオペレーションパネルに表示する。
【００５４】
しかし、図１７のように、トナー消費量が大きく変化する場合、残り印字可能枚数と残り印字可能ドット数に差が出てしまい、印字可能枚数が０になってもトナーが残ってしまうケースや印字可能枚数が０になる前にトナー交換のメッセージが出てしまうケースが想定される。
【００５５】
ところが、その問題は、図１７の拡大部分に示すように、残り印字可能ドット数がある値になったときに、残り印字可能枚数のキャリブレーションを行い、再表示することで解決することができる。キャリブレーション回数が多いほど、印字可能枚数と印字可能ドット数が０になるタイミングが等しくなり、より正確に印字可能枚数を表示することができる。
【００５６】
このように、本実施例では、印刷の度に、印字された総ドット数／総印刷枚数を算出し、次回の印刷にフィードバックさせることにより、逐一トナー残量のずれを補正しながら、印刷を行う。
（実施例１）
図１８は、本実施例におけるプリンタの制御機構の概要を示す。同図では、図１４及び図１５のプリンタ３２に、ドットカウント１３０（ブラック（Ｋ）のトナーセット用ドットカウント１３０ａ、イエロー（Ｙ）のトナーセット用ドットカウント１３０ｂ、シアン（Ｃ）のトナーセット用のドットカウント１３０ｃ、マゼンダ（Ｍ）のトナーセット用ドットカウント１３０ｄ）と、トナー管理制御部１１２に印字率格納部１３１を追加した構成となっている。
【００５７】
ドットカウント１３０は、画像データ生成部（インターフェースコントローラ）１１０からヘッドコントローラへ送られる各色別（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のビデオ信号中に含まれる有効ドット数をカウントする。
図１９は、本実施例におけるトナー残量管理の制御フローを示す。それでは、図１４、図１５、図１８を参照しながら図１９のフローについて説明する。なお、フローでは、４つあるトナーのうちの１つのトナーについて説明する。まず、上述したように、フォトセンサ８３によってトナー残量を検知する（Ｓ１０）。検知結果はトナー残量検知部１２０へ伝えられ、トナー残量検知部１２０において本フローがＣＰＵによって読み込まれ、トナー残量が１％以下であるか否かを判定する（Ｓ１１）。トナー残量が１％より多い場合には、Ｓ１０の処理を行う。トナー残量が１％以下の場合には、ドットカウント起動信号がトナー管理制御部１１２へ伝えられ、ドットカウント起動信号を受信したトナー管理制御部１１２は、検知モードをドットカウントモードへ切り替える（Ｓ１２）。
【００５８】
次に、トナー管理制御部１１２はドットカウント処理中か否か、すなわち、ドットカウントモードに切り替わって１回目の処理か否かを判定する（Ｓ１３）。既にドットカウントモードで処理されていて、このＳ１３の処理が２回目以降の場合、Ｓ１５へ進む。また、ドットカウントモードになって１回目の処理の場合、変数ＣＮＴに初期値をセットする（Ｓ１４）。初期値として変数ＣＮＴにセットされる値は、フォトセンサ８３による検出限界のトナー残量から算出されるドット数、すなわち、残り印字可能ドット数である。なお、Ｓ１２から後述するＳ１９までの処理はトナー管理制御部１１２によって制御、すなわち、トナー管理制御部１１２に備えられているＣＰＵによって、演算、判定等されるものである。
【００５９】
次に、ドットカウント１３０により得られたドット数を変数ＤＯＴに格納する（Ｓ１５）。ＣＮＴからＤＯＴを差し引いた値を残り印字可能枚数を表す変数ＲＥＭに格納し、そのＲＥＭが０か否かを判定する。Ｓ１６でＲＥＭが０でない場合、残印刷予想枚数を計算して、その値をオペレーションパネル３４に表示させる（Ｓ１７）。残印刷予想枚数を算出するにあたって、平均印字率ＡＶＥを用いる。平均印字率は、「ＡＶＥ＝印字された総ドット数／総印刷枚数」で算出される。残印刷予想枚数は、「残印刷予想枚数＝ＲＥＭ／ＡＶＥ」で算出される。ここで、印字された総ドット数は、工場出荷時から現在までの印字された総ドット数でもよいし、現ユーザーに納品された時点から現在までの印字された総ドット数でもよい。また、総印字枚数も同様に、工場出荷時から現在までの印字された総印刷枚数でもよいし、現ユーザーに納品された時点から現在までの印字された総印刷枚数でもよい。
【００６０】
次に、今回印刷した分をＡＶＥに反映させる（Ｓ１９）。すなわち、「ＡＶＥ＝（印字された総ドット数＋今回印刷したドット数）／（総印刷枚数＋今回印刷した枚数）」をして、ＡＶＥを補正し、それをトナー管理制御部１１３には、印字率（ＡＶＥ）格納部１３１へ格納する。そして、ＣＮＴにＲＥＭの値を格納し、本フローは、終了する。
【００６１】
また、Ｓ１６でＲＥＭ＝０の場合にはプリント禁止制御を行い（Ｓ１８）、本フローは終了する。プリント禁止制御とは、印刷をすることができないように、すなわち、ユーザーからのオペレーションを受け付けない状態にして、オペレーションパネル３４にトナーカートリッジを交換する旨を表示させる。
【００６２】
本フローは、トナーセット毎に実行される。なお、本フローはサイズ毎に行われる。つまり、印字率（ＡＶＥ）格納部１３１には、印刷用紙のサイズ別の平均印字率が格納されている。たとえば、Ａ４ＡＶＥや、Ｂ４ＡＶＥ、Ａ３ＡＶＥ等である。オペレーションパネルの操作によって、用紙サイズが変更されると、その変更されたサイズに対応するサイズの印字率が印字率（ＡＶＥ）格納部１３１からＣＰＵによって読み出され、Ｓ１７の演算でのＡＶＥとして用いられる。
【００６３】
また、Ｓ１７でオペレーションパネル３４に残印刷予想枚数が表示されるが、この残印刷予想枚数は使用する用紙サイズにより異なっている。デフォルト設定ではＡ４換算された印刷残数が表示されるが、オペレーションパネルの操作によって、用紙サイズを変更することができる。
【００６４】
以上より、トナー残量を印字可能枚数で表示したことにより、ユーザーにより分かり易くトナー残量を伝えることができるという利点がある。
（実施例２）
実施例１では、図１７に示すように、印字可能枚数のキャリブレーションは１回だが、キャリブレーションは何回行ってもよく、更には、印刷終了後に何回行っても良い。また、実施例１では印刷可能枚数と印字可能ドット数の両方でトナー残量を管理するとしたが、どちらか片方だけで管理を行ってもよい。また、実施例１では、印刷可能枚数をオペレーションパネルに表示させたが、ユーザーのＰＣ（パーソナルコンピュータ）にも表示させても良い。
【００６５】
【発明の効果】
以上より、本発明を用いることで、トナー残量をドット数で管理することができるので、トナーを最後まで使い切ることができる。また、トナー残量を印字可能枚数として管理し、印字可能枚数を印字可能枚数に基づき校正を行い、正確に表示することで、ユーザーに分かり易くトナー残量を伝えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。
【図２】フロントカバー等を開放した状態を示すプリンタ装置の外観図である。
【図３】プリンタ装置の内部構成を説明する断面図である。
【図４】装置本体上部を開成した状態を示す図である。
【図５】ドラムセットを手前に抜き出し、新たなドラムセットを挿入する状態を説明する図である。
【図６】トナーセットを手前に抜き出し、新たなトナーセットを挿入する状態を説明する図である。
【図７】トナーセットの構成を示す図である。
【図８】（ａ）はエンコーダの断面図であり、（ｂ）はエンコーダの正面図である。
【図９】検知部材の斜視図である。
【図１０】検知部材をエンコーダ及びエンコーダカバーに取り付けた構造を示す正面図である。
【図１１】図１０の断面構成を示す図である。
【図１２】フォトセンサの出力波形を示す。
【図１３】第１の実施形態におけるフォトセンサとドットカウントとでトナー残量を管理した場合のトナー残量と印刷枚数の関係を示す図である。
【図１４】第１の実施形態におけるプリンタの制御機構の概要を示す図である。
【図１５】第１の実施形態におけるフォトセンサの検知動作を示す図である。
【図１６】第２の実施形態におけるトナー管理制御部の制御フローを示す図である。
【図１７】第２の実施形態におけるフォトセンサとドットカウントとでトナー残量を管理した場合のトナー残量と印刷枚数の関係を示す図である。
【図１８】第２の実施形態におけるプリンタの制御機構の概要を示す図である。
【図１９】第２の実施形態におけるトナー残量管理の制御フローを示す図である。
【図２０】従来におけるトナー残量と印刷可能枚数を示す図である。
【符号の説明】
１ プリンタ装置
２ 画像形成部
３１ プリンタ装置
３２ 装置本体上部
３３ 装置本体下部
３４ オペレーションパネル
３４ａ キー操作部
３４ｂ 液晶ディスプレイ
３５ 排紙部
３６ 排紙ロール
３７ フロントカバー
３８ 給紙カセット
３９ ＭＰＦトレイ
４０ カバー
４１ 画像形成部
４２ 両面印刷用搬送ユニット
４３ 給紙部
４４〜４７ 画像形成ユニット
５０ 感光体ドラム
５１ａ 帯電器
５１ｂ 印字ヘッド
５１ｃ 現像ロール
５１ｄ 転写器
５１ｅ クリーナ
５２ 待機ロール
５３ 搬送ベルト
５４ 駆動ロール
５５ 給紙コロ
５６ 定着ユニット
５６ａ、５６ｂ 熱ロール
５６ｃ クリーニングロール
６０ａ〜６０ｅ 搬送ロール
６１ 切換板
６２ 搬送ロール
７０ エンコーダ
７１ 攪拌軸
７２ 回転軸
７３ 回転機構
７４ 開口
７５ 穴
７６ 渦巻き状の溝
７７ 検知部材
７８ リブ
７９ａ、７９ｂ リブ
８０ エンコーダカバー
８１ エンコーダカバー
８２ ホルダー
８３ フォトセンサ
８４ａ、８４ｂ 長溝
１１０ 画像データ生成部
１１１ ヘッドコントローラ
１１２ トナー管理制御部
１２０ トナー残量検知部
１３０（１３０ａ，１３０ｂ，１３０ｃ，１３０ｄ） ドットカウント
１３１ 印字率（ＡＶＥ）格納部

Claims (4)

1. 現像剤を保有する着脱可能な現像剤ユニットを備える画像形成装置において、
   前記現像剤ユニット内の前記現像剤を攪拌する攪拌軸に設けられている回転盤の回転速度に基づいて、該現像剤の残量を検知する検知手段と、
   該検知手段より検知された該現像剤の残量が所定量より少なくなった場合、該所定量より印字することができるドット数を算出し、印刷処理が行われる毎に、該算出されたドット数から単位枚数当たりのドット数を差し引く算出手段と、
   該算出手段より得られる印刷可能な枚数を示す情報を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 現像剤を保有する着脱可能な現像剤ユニットを備える画像形成装置において、
   前記現像剤の残量を検知する検知手段と、
   印字される画像データから所定の色素を計測する色素計測手段と、
   前記現像剤の残量に基づいて、前記検知手段の動作と前記色素計測手段の動作とを切り替え、該現像剤の残量に対する印刷可能な枚数を示す情報を算出する制御手段と、
   該制御手段より得られる印刷可能な枚数を示す情報を出力する出力手段と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記制御手段は、印刷処理を行う毎に、該印刷された総印刷枚数に対する印刷された総ドット数より算出される平均印字率に基づいて、印刷枚数を算出する第３の算出する請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記平均印字率は、印刷サイズ別に算出され、格納されることを特徴とする請求項２、または３記載の画像形成装置。

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