JP2008242202A - 画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】より正確なトナー消費量を検知することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】本発明の実施形態に係る画像形成装置１０は、現像装置４４と、現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部５０と、前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部６６と、制御部３６とを有する。画像形成装置１０は、現像剤収容部５０が交換されると、現像剤収容部５０に収容されている現像剤を連結部６６に充填させる動作を行う。制御部３６は、前記連結部６６に含まれる現像剤量に基づいて、現像剤収容部５０の交換時期を制御する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成システムに関する。

一般に、画像形成装置には、交換可能なトナーカートリッジが取り付けられていることが多い。この種の画像形成装置として、トナーカートリッジの寿命を検知するものは周知である。

特許文献１では、トナー補給装置が最初に保有していた最初トナー量と、トナー補給装置から現像装置へ補給された総トナー補給量との差から、トナー補給装置の現在のトナー保有量を算出し、トナー残量表示手段への表示情報とする画像形成装置が開示されている。

特許文献２では、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トナーカートリッジ寿命管理装置が開示されている。

特許文献３では、複数のトナーカートリッジ残量を同一の目盛りで表示すると共に、トナー残量のニアエンド値をトナーカートリッジについて同一割合で表示し、かつ、トナー残量のエンド値は複数のトナーカートリッジで同一の数値で判定するトナーカートリッジ寿命管理装置が開示されている。

特開平８−１６０７３２号公報 特開２００４−３４７９３１号公報 特開２００４−３４７９３２号公報

本発明は、現像装置と現像剤収容部とを連結する連結部に現像剤が含まれる場合であっても、正確なトナー消費量を検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、現像装置と、現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段とを有する。本発明によれば、より正確なトナー消費量を検知することができる。

好適には、前記現像剤収容部の交換時期を算出するための比率を記憶する比率記憶手段をさらに有し、前記制御手段は、前記比率記憶手段に記憶されている比率に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を決定する。本発明によれば、容量の異なる現像剤収容部が装着された場合においても、トナー残量はその初期値に対する比率で算出されるので、表示部を共通化することができる。

好適には、前記制御手段は、次式閾値＝Ｖ×β＋Ｖ×（（１−β）×α）により、交換時期を決定する。本発明によれば、同一の現像剤収容部が装着された場合においても、装着された状況に応じた交換時期を算出することができる。

好適には、前記制御手段は、前記連結部の状態に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を算出するための閾値を制御する。本発明によれば、前記連結部の状況に応じた交換時期を算出することができる。

好適には、前記比率記憶手段は、前記現像剤収容部に設けられている。本発明によれば、現像剤収容部の交換時期の算出方法を変更することなく、現像剤収容部毎に交換時期を算出することができる。

好適には、前記制御手段は、前記現像剤収容部に設けられている。本発明によれば、現像剤収容部が装着された装置における処理の負荷を低減することができる。

好適には、前記制御手段により制御された交換時期に基づいてメッセージを表示する表示手段をさらに有する。本発明によれば、本構成を有していない場合に比較して、より容易に、トナー残量及びトナー消費量の少なくともいずれかを認識することができる。

好適には、前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤収容部に収容されている現像剤を前記連結部に充填する充填手段をさらに有する。本発明によれば、使用者が現像剤の充填を作業を行う必要がないので、利便性を向上することができる。

好適には、前記制御手段により制御された交換時期を記憶する交換時期記憶手段をさらに有する。本発明によれば、現像剤収容部の交換時期が一度だけ算出されると、それ以降、算出処理を不要とすることができる。

好適には、前記交換時期記憶手段は、前記現像剤収容部に設けられている。本発明によれば、現像剤収容部の交換時期が各現像剤収容部について一度だけ算出されると、それ以降、算出処理を不要とすることができる。

好適には、前記制御手段により制御された交換時期に応じて、記録媒体に画像を形成する像形成手段をさらに有する。本発明によれば、良好な画質を維持することができる。

好適には、前記現像剤量推定手段は、前記像形成手段の状態に基づいて現像剤量を推定する。本発明によれば、現像剤量を検知するためのセンサを不要とすることができる。

好適には、前記現像剤量推定手段は、前記像形成手段による像形成処理における濃度に基づいて現像剤量を推定する。本発明によれば、現像剤量を検知するためのセンサを不要とすることができる。

好適には、前記像形成手段は、前記制御手段により制御された交換時期に基づいて決定される前記現像剤収容部の状態に基づいて制御を変更する。本発明によれば、現像剤収容部の状態に適した設定値で画像を形成することができる。

本発明に係る第１の画像形成システムは、現像装置と、現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、前記現像剤収容部の交換時期を算出するための比率を記憶する比率記憶手段と、前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量及び前記比率記憶手段に記憶されている比率に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段とを有する。本発明によれば、記憶されている比率を容易に変更することができる。

本発明に係る第２の画像形成システムは、現像装置と、現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段と、前記制御手段により制御された交換時期に基づいてメッセージを表示する表示手段とを有する。本発明によれば、コストダウンを図ることができる。

本発明によれば、本構成を有していない場合と比較して、より正確なトナー消費量を検知することができる。

まず、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。
図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の下部には、給紙装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部には排紙部１６が形成されている。また、画像形成装置本体１２の側面表面側には、回動自在の開閉カバー６４が及びユーザインタフェース（ＵＩ）部１１２が設けられている。

ＵＩ部１１２は、例えばタッチパネル又はボタン及び液晶表示装置などで構成されており、使用者による入力を受け入れて後述する制御部３６に対して出力する。また、ＵＩ部１１２は、制御部３６により指示される表示内容を表示する。

給紙装置１４は、用紙トレイ１８を有し、この用紙トレイ１８に多数の用紙が積層される。この用紙トレイ１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向して捌きロール２２が設けられている。用紙トレイ１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０と捌きロール２２との協働により用紙が捌かれて搬送される。

用紙トレイ１８から搬送された用紙は、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する像保持体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排紙ローラ３２により排紙部１６へ排出される。なお、用紙は、紙媒体に限定されず、例えば、ＯＨＰ用シート等でもよい。

画像形成装置本体１２内には、像保持体ユニット２６、転写ユニット２８、電源ユニット３４及び制御部３６が配置されている。像保持体ユニット２６は、画像形成装置本体１２に対して着脱自在となっており、開閉カバー６４を開閉することにより開閉される開口部を介して着脱されるようになっている。

像保持体ユニット２６には、例えば４つの像保持体４０が回転自在に支持されている。像保持体４０は、後述する搬送ベルト６０又は該搬送ベルト６０により搬送される用紙に転写される像を保持する。各像保持体４０の周囲には、像保持体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各像保持体４０に書き込まれた潜像を現像剤で現像する現像装置４４と、転写後の像保持体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に像保持体４０に残留する現像剤を除去する現像剤除去手段としてのクリーニング装置４８とが設けられている。

現像剤収容部５０は、供給現像剤収容部５２と回収現像剤収容部５４とが一体になって構成されており、現像剤収容部５０には、メモリチップ５６が設けられている。現像剤収容部５０は、画像形成装置本体１２に交換可能に取り付けられており、像保持体ユニット２６の裏面側側方に接続されている。例えば、４つの現像剤収容部５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用である。なお、現像剤収容部５０は、トナーボックスともいい、供給現像剤収容部５２は、トナーボトルともいう。また、供給現像剤収容部５２に収容されている供給現像剤、回収現像剤収容部５４に収容されている回収現像剤はそれぞれ、トナー、廃トナーともいう。

第１の連結部６６は、供給現像剤収容部５２と現像装置４４とを連結する。したがって、供給現像剤収容部５２は、第１の連結部６６を介して現像装置４４に接続されている。第１の連結部６６には、例えば螺旋状の搬送部材が設けられている。第２の連結部６８は、クリーニング装置４８と回収現像剤収容部５４とを連結する。したがって、回収現像剤収容部５４は第２の連結部６８を介してクリーニング装置４８に接続されている。

メモリチップ５６には、図示しないＮＶＭ（Non Volatile Memory：不揮発性メモリ）などの書き換え可能な記憶装置、送信部、受信部、電源部及びアンテナ等が設けられている。メモリチップ５６は、このような構成により、画像形成装置本体１２に設けられた後述する無線通信制御部１０８との間で電波信号を送受信し、電波信号に含まれるデータを記憶装置に格納し、記憶装置に記憶されているデータを無線通信制御部１０８に対して送信する。

メモリチップ５６には、例えば、現像剤収容部５０を一意に識別する製造番号、製造年月日、現像剤収容部５０の交換時期を算出するための比率（例えば、後述する予備警告率）などが記憶されている。また、メモリチップ５６には、制御部３６により算出された現像剤収容部５０の交換時期（例えば、後述する予備警告閾値、警告閾値及びライフオーバ閾値など）が記憶されてもよい。なお、メモリチップ５６には、例えば、使用開始から現在までの使用量を示すライフカウント値、像保持体４０の回転数など、現像剤収容部５０の状態を把握するために利用可能な関連情報及びその履歴が記憶されてもよい。また、交換時期は、寿命とも呼ばれる。

光書込み装置（不図示）は、それぞれレーザー露光装置からなり、像保持体ユニット２６の背面側にあって各像保持体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された像保持体４０に対してレーザーを照射して潜像を形成するようになっている。

転写ユニット２８は、像保持体ユニット２６の表側にあって像保持体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８においては、搬送ベルト６０が、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に掛けられている。搬送ベルトは、像又は用紙を搬送する。また、転写ロール６２が、搬送ベルト６０を挟んで対向して各像保持体４０に設けられている。

したがって、第１の連結部６６に設けられた搬送部材が駆動されて回転することにより、各色のトナーが現像剤収容部５０の供給現像剤収容部５２から像保持体ユニット２６の現像装置４４に供給される。各像保持体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置により潜像が形成され、現像装置４４により潜像がトナーにより可視像化される。各像保持体４０に形成されたトナー像は、転写ユニット２８の搬送ベルト６０により搬送される用紙に転写され、定着装置３０により用紙に定着される。さらに、各色の廃トナーは、クリーニング装置４８により除去されて現像剤収容部５０の回収現像剤収容部５４に回収される。

なお、回収現像剤収容部５４は、画像形成装置本体１２にさらに設けられていてもよい。この場合、廃トナーは、例えば像保持体ユニット２６及び転写ユニット２８から除去されて、画像形成装置本体１２に設けられた回収現像剤収容部５４に回収される。

また、ＵＩ部１１２は、ネットワークを介して接続された外部のコンピュータの表示装置及びキーボード・マウス等の入力装置であってもよい。この場合、当該コンピュータの表示装置には、所定の設定画面が、例えばドライバソフトウェアなどにより表示される。したがって、このような設定画面を介した入力は、ＵＩ部１１２としてのコンピュータにより受け付けられ、ネットワークを介して画像形成装置１０の後述する制御部３６に対して送信される。

図２は、制御部３６の構成を示すブロック図である。
図２に示すように、制御部３６は、ＣＰＵ１０２、記憶部１０４、交換検知部１０６、無線通信制御部１０８、通信インタフェース（ＩＦ）１１０、画像描画部１１４、プロセス制御部１１６、画像形成ＩＦ１１８、用紙搬送制御部１２０及びトナー充填部１２８及びトナー量推定部１３０を有し、これらが互いにバス１００を介して信号を入出力することができるように構成されている。

ＣＰＵ１０２は、バス１００を介して制御部３６を構成する各構成要素との間で信号を送受し、制御部３６を構成する各構成要素を制御する。記憶部１０４は、プログラムＲＯＭ１２２、ＲＡＭ１２４及び本体ＮＶＭ（Non Volatile Memory：不揮発性メモリ）１２６を有し、画像形成装置１０の制御に必要な情報を記憶する。

交換検知部１０６は、例えば、現像剤収容部５０、像保持体ユニット２６、転写ユニット２８等の交換ユニットが交換されたことを検知し、その旨の信号をＣＰＵ１０２に対して出力する。無線通信制御部１０８は、図示しないアンテナを有し、現像剤収容部５０に設けられたメモリチップ５６との間で信号を送受すると共に、バス１００を介してＣＰＵ１０２及び記憶部１０４などとの間で信号を送受する。

通信ＩＦ１１０は、図示しないネットワークを介してホストなど外部のコンピュータとの間でデータを送受すると共に、バス１００を介してＣＰＵ１０２などとの間でデータを送受する。

画像描画部１１４は、外部のコンピュータなどから入力される画像形成信号に基づいて画像を描画し、ＣＰＵ１０２及びＲＡＭ１２４に対して出力する。プロセス制御部１１６は、ＣＰＵ１０２と共に、記憶部１０４に記憶された設定値などを参照し、画像形成ＩＦ１１８を介して、像保持体ユニット２６、転写ユニット２８、露光装置などを制御する。用紙搬送制御部１２０は、ＣＰＵ１０２と共に、フィードロール２０、捌きロール２２及びレジストローラ２４などを制御する。

トナー充填部１２８は、例えばモータなどからなり、ＣＰＵ１０２により制御され、第１の連結部６６に設けられた搬送部材を駆動する。トナー量推定部１３０は、第１の連結部６６に充填されているトナーの量を推定して、ＣＰＵ１０２に対して出力する。具体的には、トナー量推定部１３０は、像保持体４０上に形成される所定の画像領域の画像濃度に基づいてトナー量を推定する。例えば、トナー量推定部１３０は、濃度が所定値である場合、第１の連結部６６にはトナーが満杯に充填されており、濃度が低下するに従ってトナーの量が下がると推定する。このように、トナー量推定部１３０は、像形成処理における濃度に基づいてトナー量を推定する。

記憶部１０４において、プログラムＲＯＭ１２２は、例えばフラッシュＲＯＭからなる。プログラムＲＯＭ１２２には、画像形成装置１０を動作させるための実行プログラム及び設定値が記憶されている。設定値には、例えば、トナー濃度パラメータ群及び画像濃度パラメータ群などが含まれる。トナー濃度パラメータ群は、現像装置４４内のトナー濃度の制御に関する各パラメータである。画像濃度パラメータ群は、例えば像保持体４０上の画像の濃度の制御に関する各パラメータである。

ＲＡＭ１２４は、例えばＳＲＡＭからなり、画像描画部１１４から入力される描画データなどの情報を記憶する。本体ＮＶＭ１２６は、例えばＥＥＰＲＯＭ又はフラッシュＲＯＭなどの電気的に書換え可能な不揮発性メモリからなる。なお、本体ＮＶＭ１２６は、書換え可能な記憶装置であって、電源が切られた場合においても記憶内容を保持するもの（即ち、不揮発性メモリ）である。なお、本体ＮＶＭ１２６は、バッテリーなどにより電源のバックアップをされたＳＲＡＭ又はハードディスクドライブ光メモリであってもよい。

本体ＮＶＭ１２６には、各交換ユニットの装着履歴及び本体側の各ライフカウント値などが記憶されている。各交換ユニットの装着履歴には、例えば、装着された交換ユニットの製品番号、交換時期などが記憶されている。本体側の各ライフカウント値は、画像形成装置１０の各交換ユニットそれぞれの使用開始から現在までの使用量である。本体ＮＶＭ１２６には、現像剤収容部５０の交換時期を算出するための比率（例えば、後述する予備警告率）、現像剤収容部５０の交換時期（例えば、後述する予備警告閾値、警告閾値及びライフオーバ閾値）に対応するトナー量などがさらに記憶されている。

なお、本体ＮＶＭ１２６には、例えば、所定の時期における、現像装置４４内のトナー濃度、像保持体４０上の画像の濃度、各構成要素に印加される電圧値及び各構成要素（例えば、転写ユニット２８）から検出される電流値などが記憶されてもよい。

図３は、ＵＩ部１１２に表示される表示内容を例示する図である。
図３に例示するように、ＵＩ部１１２には、変倍率表示部１４０、用紙サイズ表示部１４２、メッセージ表示部１４４、印刷枚数表示部１４６及びトナー残量表示部１４８が表示される。変倍率表示部１４０は、印刷対象の画像を拡大又は縮小するための倍率を表示する。用紙サイズ表示部１４２は、画像が形成される記録媒体のサイズを表示する。

メッセージ表示部１４４は、画像形成装置１０の状態及びその状態に基づくメッセージを表示する。例えば、メッセージ表示部１４４は、制御部３６により制御された交換時期に基づいて、「トナーカートリッジは交換時期になりました」、「トナーカートリッジは交換時期に近づきました」などのメッセージを表示する。

印刷枚数表示部１４６は、印刷枚数を表示する。トナー残量表示部１４８は、現像剤収容部５０に含まれているトナーの残量を表示する。例えば、トナー残量表示部１４８は、トナーの残量を棒グラフ状のレベルメータで表示する。なお、レベルメータは、トナー残量が１００％である場合、最上部まで表示される。

図４は、本発明の実施形態に係る制御部３６による制御される、現像剤収容部５０の交換時期に対応するトナー量（本例では、予備警告閾値）を説明する図であって、図４（Ａ）は、設置シーケンスが考慮されない場合を示し、図４（Ｂ）は、設置シーケンスが考慮される場合を示す。

設置シーケンスは、供給現像剤収容部５２に収容されているトナーを第１の連結部６６に充填させる動作であり、トナー量推定部１３０により推定される第１の連結部６６のトナー量に基づいて実行されるか否かが判定される。例えば、画像形成装置１０が新たに設置される場合、設置シーケンスは実行される。

図４（Ａ）に示すように、設置シーケンスが考慮されない場合、予備警告閾値は、供給現像剤収容部５２に含まれる満杯のトナー量Ｖに予備警告率αを乗じた値（Ｖ×α）である。この場合、制御部３６は、次式を用いて、トナー残量が予備警告閾値未満になった場合、予備警告を行う。

トナー残量 ＜ Ｖ×α …（１）

例えば、予備警告率αは、０．２５である。予備警告率αは、現像剤収容部５０のメモリチップ５６及び制御部３６の記憶部１０４の少なくともいずれかに予め記憶されていてもよいし、ＵＩ部１１２を介して入力されてもよいし、送信されたαに関するデータを通信ＩＦ１１０を介して受信してもよい。なお、予備警告率αは、パーセンテージ（α×１００）で与えられてもよい。

予備警告閾値は、トナー消費量に対して設定されてもよい。この場合、予備警告閾値は、Ｖ×（１−α）であり、制御部３６は、次式を用いて、トナー消費量が予備警告閾値を超えた場合、予備警告を行う。

トナー消費量 ＞ Ｖ×（１−α） …（２）

図４（Ｂ）に示すように、設置シーケンスが考慮される場合、供給現像剤収容部５２から第１の連結部６６に充填されているトナー量の割合β（例えば、β＝０．２０）が考慮される。ここで、βは、設置シーケンスにおけるトナー充填部１２８の回転数に基づいて算出される。

第１の連結部６６のトナー量は、供給現像剤収容部５２に含まれる満杯のトナー量Ｖにβを乗じた値（Ｖ×β）である。したがって、制御部３６は、次式を用いて、トナー残量が予備警告閾値未満になった場合、予備警告を行う。

トナー残量 ＜ Ｖ×（（１−β）×α） …（３）

予備警告値は、トナー消費量に対して設定されてもよい。この場合、制御部３６は、次式を用いて、トナー消費量が予備警告閾値を超えた場合、予備警告を行う。

トナー消費量 ＞ Ｖ×（１−（（１−β）×α）） …（４）

本実施形態に係る制御部３６において、ＣＰＵ１０２は、トナー充填部１２８の回転数に基づいてトナー消費量を算出する。より具体的には、ＣＰＵ１０２は、トナー充填部１２８の総回転数に基づいて、トナー消費量を算出する。第１の連結部６６のトナー量は、Ｖ×βであるから、トナー消費量は、次式より算出される。

トナー消費量 ＝ トナー充填部１２８の総回転数−Ｖ×β …（５）

したがって、ＣＰＵ１０２は、（４）式及び（５）式より、トナー充填部１２８の総回転数が、予備警告閾値（Ｖ×β＋Ｖ×（１−（（１−β）×α）））を超えた場合、予備警告を行う。なお、ＣＰＵ１０２は、トナー残量が、予備警告閾値（Ｖ×β＋Ｖ×（（１−β）×α））未満になった場合、予備警告を行ってもよい。

また、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０の交換時期に対応する警告閾値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、警告率γ（γ＜α）を用いて、トナー充填部１２８の総回転数が警告閾値（Ｖ×β＋Ｖ×（１−（（１−β）×γ）））を超えた場合、警告を行う。

さらに、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０の交換時期に対応するライフオーバ閾値を算出する。ここで、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６の状態に基づいて、ライフオーバ閾値を制御する。

具体的には、ＣＰＵ１０２は、設置シーケンスを考慮しない場合（即ち、既に第１の連結部６６にトナーがフル充填されている場合）、ライフオーバ閾値を（Ｖ×β＋Ｖ）とする。この場合、ＣＰＵ１０２は、トナー充填部１２８の総回転数がライフオーバ閾値（Ｖ×β＋Ｖ）を超えた場合、供給現像剤収容部５２は空である旨の通知を行う。

ＣＰＵ１０２は、設置シーケンスを考慮する場合（即ち、第１の連結部６６がトナーで満たされていない場合）、ライフオーバ閾値をＶとする。この場合、ＣＰＵ１０２は、トナー充填部１２８の総回転数がライフオーバ閾値Ｖを超えた場合、供給現像剤収容部５２は空である旨の通知を行う。なお、現像剤収容部５０が交換された場合、トナー充填部１２８の総回転数は、初期化される。

このように、制御部３６のＣＰＵ１０２は、トナー量推定部１３０により推定されたトナー量に基づいて、現像剤収容部５０の交換時期（予備警告閾値、警告閾値、ライフオーバ閾値）を制御する制御手段を構成する。ＣＰＵ１０２は、制御した当該閾値を現像剤収容部５０のメモリチップ５６及び記憶部１０４の少なくともいずれかに格納する。したがって、現像剤収容部５０のメモリチップ５６及び記憶部１０４は、ＣＰＵ１０２により制御された交換時期を記憶する交換時期記憶手段を構成する。

図５は、本発明の実施形態に係る制御部３６により実行される予備警告閾値の算出処理（Ｓ１０）のフローチャートを示す図である。
図５に示すように、制御部３６において、交換検知部１０６は、現像剤収容部５０が交換されたことを検知したか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０が交換されたことを検知した旨の信号を交換検知部１０６から受け付けた場合にはＳ１０２の処理に進み、そうでない場合にはＳ１００の処理に戻る。

ステップ１０２（Ｓ１０２）において、トナー量推定部１３０は、トナーが第１の連結部６６に十分に充填されているか否かを判定する。具体的には、トナー量推定部１３０は、トナー量が所定値以上であるか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６にトナーが十分に充填されている旨の信号をトナー量推定部１３０から受け付けた場合にはＳ１０４の処理に進み、そうでない場合にはＳ１０６の処理に進む。

ステップ１０４（Ｓ１０４）において、ＣＰＵ１０２は、第１の手法で、予備警告閾値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、（２）式に基づいて、トナー消費量に対する予備警告閾値をＶ×（１−α）とする。

ステップ１０６（Ｓ１０６）において、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６がトナーで十分に充填されるように、トナー充填部１２８を制御して、現像剤収容部５０の供給現像剤収容部５２から第１の連結部６６にトナーを供給する。

ステップ１０８（Ｓ１０８）において、ＣＰＵ１０２は、第２の手法で、予備警告閾値を算出する。具体的には、ＣＰＵ１０２は、（４）式及び（５）式に基づいて、トナー消費量に対する予備警告閾値をＶ×β＋Ｖ×（１−（（１−β）×α））とする。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、ＣＰＵ１０２は、算出した閾値を記憶部１０４及び現像剤収容部５０のメモリチップ５６の少なくともいずれかに格納する。
このようにして、制御部３６は、複数（本例では４）の現像剤収容部５０の少なくともいずれかが交換された場合、当該交換された現像剤収容部５０に関する予備警告閾値を算出する。同様にして、制御部３６は、警告閾値及びライフオーバ閾値を算出する。なお、予備警告閾値等は、各色の現像剤収容部５０で独立である。

図６は、本発明の実施形態に係る制御部３６により実行される現像剤収容部５０のステータスの検出処理（Ｓ２０）のフローチャートを示す。
図６に示すように、ステップ２００（Ｓ２００）において、制御部３６のＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のトナーカートリッジステータス（以降、単にステータスと略す）を初期化する。例えば、ＣＰＵ１０２は、ステータスに、「予備警告」、「警告」及び「ライフオーバ」のいずれとも異なる所定値を設定する。

ステップ２０２（Ｓ２０２）において、ＣＰＵ１０２は、トナー消費量に対応するライフカウント値（例えば、トナー充填部１２８の総回転数、以降、単にカウント値と示す）がライフオーバ閾値を超えているか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、カウント値がライフオーバ閾値を超えている場合にはＳ２０４の処理に進み、そうでない場合にはＳ２０６の処理に進む。
ステップ２０４（Ｓ２０４）において、ＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のステータスをライフオーバとする。

ステップ２０６（Ｓ２０６）において、ＣＰＵ１０２は、カウント値が警告閾値を超えているか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、カウント値が警告閾値を超えている場合にはＳ２０８の処理に進み、そうでない場合にはＳ２１０の処理に進む。
ステップ２０８（Ｓ２０８）において、ＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のステータスを警告とする。

ステップ２１０（Ｓ２１０）において、ＣＰＵ１０２は、カウント値が予備警告閾値を超えているか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、カウント値が予備警告閾値を超えている場合にはＳ２１２の処理に進み、そうでない場合にはＳ２１４の処理に進む。
ステップ２１２（Ｓ２１２）において、ＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のステータスを予備警告とする。

ステップ２１４（Ｓ２１４）において、ＣＰＵ１０２は、全ての色の現像剤収容部５０についてステータスの検出処理を終了したか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、全ての色について終了した場合には処理を終了し、そうでない場合にはＳ２００の処理に戻って次の色に関する処理を行う。

図７は、本発明の実施形態に係る制御部３６により実行されるステータスの表示処理（Ｓ３０）のフローチャートを示す図である。
図７に示すように、ステップ３００（Ｓ３００）において、制御部３６のＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０のステータスがライフオーバであるか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、ステータスがライフオーバである場合にはＳ３０２の処理に進み、そうでない場合にはＳ３０４の処理に進む。

ステップ３０２（Ｓ３０２）において、ＣＰＵ１０２は、ＵＩ部１１２のメッセージ表示部１４４に「トナーカートリッジ（色）は空で印刷できません」と表示する。ここで、色は、ＹＣＭＫのいずれかである。なお、この場合、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０が空で印刷できないことを示すマーク等をＵＩ部１１２に点灯させてもよい。

ステップ３０４（Ｓ３０４）において、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０のステータスが警告であるか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、ステータスが警告である場合にはＳ３０６の処理に進み、そうでない場合にはＳ３０８の処理に進む。

ステップ３０６（Ｓ３０６）において、ＣＰＵ１０２は、ＵＩ部１１２のメッセージ表示部１４４に「トナーカートリッジ（色）は交換時期になりました」と表示する。なお、この場合、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０が交換時期になったことを示すマーク等をＵＩ部１１２に点灯させてもよい。

ステップ３０８（Ｓ３０８）において、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０のステータスが予備警告であるか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、ステータスが予備警告である場合にはＳ３１０の処理に進み、そうでない場合にはＳ３１２の処理に進む。

ステップ３１０（Ｓ３１０）において、ＣＰＵ１０２は、ＵＩ部１１２のメッセージ表示部１４４に「トナーカートリッジ（色）は交換時期に近づきました」と表示する。なお、この場合、ＣＰＵ１０２は、現像剤収容部５０が交換時期に近づいたことを示すマーク等をＵＩ部１１２に点灯させてもよい。

ステップ３１２（Ｓ３１２）において、ＣＰＵ１０２は、全ての色の現像剤収容部５０についてステータスの表示処理を終了したか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、全ての色について終了した場合には処理を終了し、そうでない場合にはＳ３００の処理に戻って次の色に関する処理を行う。

図８は、本発明の実施形態に係る制御部３６により実行されるステータスに基づく制御処理（Ｓ４０）のフローチャートを示す図である。
図８に示すように、ステップ４００（Ｓ４００）において、制御部３６のＣＰＵ１０２は、像形成処理でトナーなしが検出されたか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、トナーなしが検出された場合にはＳ４０２の処理に進み、そうでない場合にはＳ４０８の処理に進む。

ステップ４０２（Ｓ４０２）において、ＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のステータスが予備警告以上（即ち、予備警告、警告及びライフオーバのいすれか）であるか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、ステータスが予備警告以上である場合にはＳ４０６の処理に進み、そうでない場合にはＳ４０４の処理に進む。

ステップ４０４（Ｓ４０４）において、当該現像剤収容部５０のステータスをエラーとする。さらに、ＣＰＵ１０２は、エラーが検出された旨をＵＩ部１１２に表示する。
ステップ４０６（Ｓ４０６）において、ＣＰＵ１０２は、当該現像剤収容部５０のステータスをライフオーバとする。

ステップ４０８（Ｓ４０８）において、ＣＰＵ１０２は、全ての色の現像剤収容部５０についてステータスに基づく制御処理を終了したか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、全ての色について終了した場合には処理を終了し、そうでない場合にはＳ４００の処理に戻って次の色に関する処理を行う。

なお、Ｓ４０４の処理では、エラーが表示されることに限定されず、クリーニング装置４８のクリーニングサイクルが変更されてもよいし、画像形成処理において必要な設定値が変更されてもよい。この場合、例えば、転写ユニット２８、現像装置４４などの制御に関する設定値、露光量などが変更されてもよい。

また、本実施形態に係る画像形成装置１０では、交換ユニットとして現像剤収容部５０が用いられる例としているが、交換ユニットは現像剤収容部５０に限定されず、例えば、定着装置３０、転写ユニット２８、像保持体ユニット２６、帯電装置４２、現像装置４４、クリーニング装置４８、回収現像剤収容部５４、光書込み装置及びこれらの組み合わせであってもよい。

次に、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１０は、第１の連結部６６のトナー量を、記憶部１０４に記憶されている画像形成装置１０の状態に基づいて算出する点で、第１の実施形態とは異なる。

より具体的には、本実施形態に係る制御部３６において、本体ＮＶＭ１２６には、設置シーケンスの実施の有無、トナー充填部１２８の動作状況（例えば、回転数）などがさらに記憶されている。ＣＰＵ１０２は、本体ＮＶＭ１２６に記憶されている設置シーケンスの実施の有無、トナー充填部１２８の回転数、像保持体４０上の画像の濃度などに基づいて、第１の連結部６６のトナー量を算出する。

図９は、本実施形態に係る制御部３６により実行される第１の連結部６６のトナー量推定処理（Ｓ５０）のフローチャートを示す図である。
図９に示すように、ステップ５００（Ｓ５００）において、制御部３６のＣＰＵ１０２は、記憶部１０４の本体ＮＶＭ１２６を参照し、設置シーケンスが実行されているか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、設置シーケンスが実行されている場合にはＳ５０２の処理に進み、そうでない場合にはＳ５０４の処理に進む。

ステップ５０２（Ｓ５０２）において、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６のトナー量は０であると算出する。即ち、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６がトナーで十分に充填されるためには、第１の連結部６６の容量のトナーを、供給現像剤収容部５２から供給する必要があると判断する。

ステップ５０４（Ｓ５０４）において、ＣＰＵ１０２は、前回（交換前）の現像剤収容部５０が画像形成装置本体１２に取り付けられていた間、第１の連結部６６のトナーが画像形成処理に用いられたか否かを判定する。例えば、ＣＰＵ１０２は、本体ＮＶＭ１２６に記憶されている像保持体４０上の画像の濃度に基づいて判定する。ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６のトナーが画像形成処理に用いられた場合にはＳ５０６の処理に進み、そうでない場合にはＳ５０８の処理に進む。

ステップ５０６（Ｓ５０６）において、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６のトナー量は、満杯の状態から使用された分だけ現像した量であると算出する。
ステップ５０８（Ｓ５０８）において、ＣＰＵ１０２は、第１の連結部６６のトナー量は満杯（フル）であると判定する。

ステップ５１０（Ｓ５１０）において、ＣＰＵ１０２は、全ての色の現像剤収容部５０について第１の連結部６６のトナー量推定処理を終了したか否かを判定する。ＣＰＵ１０２は、全ての色について終了した場合には処理を終了し、そうでない場合にはＳ５００の処理に戻って次の色に関する処理を行う。

次に、本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置１０を説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１０は、ＣＰＵが設けられた現像剤収容部５０を有する点で、第１の実施形態とは異なる。
図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。
図１０に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、現像剤収容部５０が設けられており、現像剤収容部５０には、ＣＰＵ７０が設けられている。

ＣＰＵ７０は、制御部３６との間で信号の入出力を行って、現像剤収容部５０の交換時期を制御する制御手段を構成する。ＣＰＵ７０は、予備警告閾値の算出処理（Ｓ１０；図５）を実行し、算出した予備警告閾値、警告閾値及びライフオーバ閾値を制御部３６に対して出力する。

次に、本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置１０を含む画像形成システム１を説明する。
図１１は、本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置１０を含む画像形成システム１を示す図である。なお、図１１に示された各構成のうち、図１及び図２に示された構成と実質的に同一のものには同一の符号が付されている。
図１１に示すように、画像形成システム１は、サーバ３、端末装置４及び画像形成装置１０を含む。画像形成装置１０等は、ＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワーク２を介して接続されており、互いにデータの送信及び受信を行う。

画像形成システム１において、端末装置４は、例えば所定のドライバソフトウェアがインストールされたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）であり、文字、グラフィック等が所定のページ記述言語等により記載された画像データを含む印刷要求を、ネットワーク２を介して画像形成装置１０に対して送信する。

サーバ３は、ＣＰＵ１０２、記憶部１０４及びＵＩ部１１２などを含む制御部を有する。サーバ３は、画像形成装置１０に設けられた現像剤収容部５０の交換時期に関するデータを、画像形成装置１０との間で送信及び受信を行う。サーバ３の記憶部１０４には、画像形成装置１０に設けられた現像剤収容部５０の交換時期を算出するための比率、及び算出された例えば予備警告閾値等の交換時期が記憶される。

サーバ３のＣＰＵ１０２は、画像形成装置１０及びサーバ３の少なくともいずれかに記憶されている予備警告率等の比率に基づいて、予備警告閾値等の交換時期を算出する。なお、算出に必要な数値に関するデータは、ネットワーク２を介して画像形成装置１０との間で送信及び受信される。

また、サーバ３のＵＩ装置１１２は、ＣＰＵ１０２の制御により、画像形成装置１０に設けられた現像剤収容部５０の交換時期に基づいて所定のメッセージを表示する。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。 制御部３６の構成を示すブロック図である。 ＵＩ部１１２に表示される表示内容を例示する図である。 本発明の実施形態に係る本発明の実施形態に係る制御部３６による制御される、現像剤収容部５０の交換時期に対応するトナー量を説明する図である。 本発明の実施形態に係る制御部３６により実行される予備警告閾値の算出処理（Ｓ１０）のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部３６により実行される現像剤収容部５０のステータスの検出処理（Ｓ２０）のフローチャートを示す。 本発明の実施形態に係る制御部３６により実行されるステータスに基づく制御処理（Ｓ３０）のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部３６により実行されるステータスの表示処理（Ｓ４０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第２の実施形態に係る制御部３６により実行される第１の連結部６６のトナー量推定処理（Ｓ５０）のフローチャートを示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置１０を示す図である。 本発明の第４の実施形態に係る画像形成装置１０を含む画像形成システム１を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
３６ 制御部
４０ 像保持体
５０ 現像剤収容部
５２ 供給現像剤収容部
５４ 回収現像剤収容部
５６ メモリチップ
６６ 第１の連結部
６８ 第２の連結部
１０２ ＣＰＵ
１０４ 記憶部
１１２ ＵＩ部
１２６ 本体ＮＶＭ
１２８ トナー充填部
１３０ トナー量推定部

Claims (16)

1. 現像装置と、
   現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、
   前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、
   前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、
   前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記現像剤収容部の交換時期を算出するための比率を記憶する比率記憶手段をさらに有し、
   前記制御手段は、前記比率記憶手段に記憶されている比率に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、次式
   閾値＝Ｖ×β＋Ｖ×（（１−β）×α）
   により、交換時期を決定する
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記連結部の状態に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を算出するための閾値を制御する
   請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記比率記憶手段は、前記現像剤収容部に設けられている
   請求項２乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記現像剤収容部に設けられている
   請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段により制御された交換時期に基づいてメッセージを表示する表示手段をさらに有する
   請求項１乃至６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤収容部に収容されている現像剤を前記連結部に充填する充填手段をさらに有する
   請求項１乃至７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段により制御された交換時期を記憶する交換時期記憶手段をさらに有する
   請求項１乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記交換時期記憶手段は、前記現像剤収容部に設けられている
    請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段により制御された交換時期に応じて、記録媒体に画像を形成する像形成手段をさらに有する
    請求項１乃至１０に記載の画像形成装置。
12. 前記現像剤量推定手段は、前記像形成手段の状態に基づいて現像剤量を推定する
    請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記現像剤量推定手段は、前記像形成手段による像形成処理における濃度に基づいて現像剤量を推定する
    請求項１１に記載の画像形成装置。
14. 前記像形成手段は、前記制御手段により制御された交換時期に基づいて決定される前記現像剤収容部の状態に基づいて制御を変更する
    請求項１１乃至１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. 現像装置と、
    現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、
    前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、
    前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、
    前記現像剤収容部の交換時期を算出するための比率を記憶する比率記憶手段と、
    前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量及び前記比率記憶手段に記憶されている比率に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段と
    を有する画像形成システム。
16. 現像装置と、
    現像剤を収容する交換可能な現像剤収容部と、
    前記現像装置と前記現像剤収容部とを連結する連結部と、
    前記連結部に含まれる現像剤量を推定する現像剤量推定手段と、
    前記現像剤収容部が交換された場合、前記現像剤量推定手段により推定された現像剤量に基づいて、前記現像剤収容部の交換時期を制御する制御手段と、
    前記制御手段により制御された交換時期に基づいてメッセージを表示する表示手段と
    を有する画像形成システム。

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