JP2015165296A - 画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】 ユーザの手間を軽減しつつ、使用状況に応じて消耗品の交換時期を変更する。【解決手段】 着脱可能に装着されたユニットを備え、前記ユニットを使用して画像形成動作を実行した際に、前記ユニットの使用量に関する情報を検知する検知部と、検知部で検知した使用量に関する情報が第一閾値に達した場合にユニットが交換時期であることを示す情報を出力する制御部と、を備え、制御部は、第一閾値に達した後にユニットが交換された場合に、第一閾値を第二閾値に変更し、第二閾値に対応するユニットの使用量は、第一閾値に対応するユニットの使用量より大きいことを特徴とする画像形成装置。【選択図】 図５

Description

本発明は、画像形成装置に関するものであり、画像形成装置に交換可能なユニットの使用方法に関する。

記録材に画像を形成する画像形成装置の一例として電子写真方式のプリンタが知られている。電子写真方式のプリンタには、画像を形成するための感光ドラム、感光ドラムを帯電する帯電部、感光ドラムにトナー像を形成する現像部等を一体的に構成したプロセスカートリッジを採用するものがある。このプロセスカートリッジはプリンタ本体に対して着脱可能になっており、例えば収容しているトナーがなくなるとユーザによって新品のプロセスカートリッジに交換される。また、プロセスカートリッジ以外にも、記録材に画像を定着する定着ユニット、記録材に画像を転写する転写ユニット等もプリンタ本体に着脱可能なユニットとして構成されるプリンタもある。

このようなユニットの交換時期は、記録材に形成される画像の画質に基づいて設定されるが、グラフィック画像等はテキスト画像よりも画像不良が検出されやすい。そのためグラフィック画像等の画質を基準として画像不良が発生する前に交換時期を設定していた。このような設定は画質を優先した仕様であり画像不良の無い画像が印刷される仕様として有効である。このような設定がなされている一方で、使用するユーザによってはグラフィック画像に若干の画像不良が検出されてもユニットを交換せずに継続して使用しても良いと判断することもある。そのような場合は、ユーザがユニットを継続的に使用したい状況でユニットの交換を促すことになる。

このような状況を鑑み、ユニットの交換時期を報知するタイミングについて、ユーザの使用状態を考慮して報知のタイミングを変更する画像形成装置が特許文献１に開示されている。

特開２００１−３４３８７０号公報

特許文献１では、記録材に形成された画像の画質をユーザ自らが評価し、その評価結果に従ってユーザが複数回、画像形成装置の操作部のボタンを押下して設定することによって評価結果を反映している。そのため、画質の確認と操作が複数回繰り返されるためユーザの手間がかかる。

本発明は、このような状況を鑑みてなされたものであり、ユーザの手間を軽減しつつ、ユニットの使用状況に応じて、その交換時期を変更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。

上記目的を達成するための本発明の画像形成装置は、着脱可能に装着されたユニットを備え、記録材に画像を形成する画像形成装置であり、前記ユニットの使用量に関する情報を検知する検知手段と、前記検知手段で検知した前記使用量に関する情報が予め設定された閾値に達した場合に前記ユニットが交換時期であることを示す情報を出力する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記閾値を前記ユニットが交換された時の前記使用量に関する情報に応じた閾値に変更することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、ユーザの手間を軽減しつつ、使用状況に応じて消耗品の交換時期を変更することができる。

画像形成装置の概略構成図 実施例１に係るシステムのブロック図 実施例１に係るフローチャート 実施例１に係るフローチャート 実施例１に係る定着ユニットを交換した際の回転時間と定着ユニット交換を報知した際の回転時間と定着ユニットの交換回数の関係を示す第１の例 実施例１に係る定着ユニットを交換した際の回転時間と定着ユニット交換を報知した際の回転時間と定着ユニットの交換回数の関係を示す第２の例 他の実施例に係るフローチャート 他の実施例に係るシステムのブロック図 他の実施例に係る実施例１に係る定着ユニットを交換した際の回転時間と定着ユニット交換を報知した際の回転時間と定着ユニットの交換回数の関係を示す例 他の実施例に関わるシステム構成とコンピュータの記憶状態を示す図

以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせ全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１に画像形成装置の概略構成図を示す。給紙カセット６に積載された記録材Ｍは、給紙ローラ７により給紙される。給紙カセット６から給紙された記録材Ｍは搬送ローラ８によって搬送され、搬送センサ９によって検知されて、ローラ１１へ搬送される。記録材Ｍがトップセンサ１３まで搬送されると、プロセスカートリッジ１０により画像形成動作が実行される。

画像形成装置に着脱可能なユニットとしてのプロセスカートリッジ１０は、感光ドラム２、帯電ローラ３、現像ローラ４、クリーニングブレード５を有している。まず、画像形成装置１００のコントローラに入力された画像情報に基づき、帯電ローラ３により表面が一様に帯電された感光ドラム２にレーザ発光部１からレーザを発光させる。レーザにより回転する感光ドラム２の表面に光を走査して静電潜像を形成する。感光ドラム２に形成された静電潜像に現像ローラ４によりトナーを供給してトナー像として現像する。そして、搬送される記録材Ｍに感光ドラム２上に形成されたトナー像を、転写ユニット１８により転写する。なお、トナー像が転写された後、感光ドラム２に残留したトナーはクリーニングブレード５によりクリーニングされる。そして、トナー像が転写された記録材Ｍは定着ユニット１９に搬送される。

この定着ユニット１９も、画像形成装置に着脱可能なユニットであり、本例では、定着フィルム１５、ヒータ１６、加圧ローラ１７を有し、定着フィルム１５と加圧ローラ１７で形成される定着ニップ部に記録材Ｍが搬送される。これにより記録材Ｍにトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Ｍは、排紙トレイ２０に排紙される。

図２に本実施例に係る画像形成装システムのブロック図を示す。本実施例は、ＰＣ２００（パーソナルコンピュータ）、画像形成装置１００からなる。画像形成装置１００は、その本体に対してプロセスカートリッジ１０、定着ユニット１９の夫々が着脱可能な構成である。そして、画像形成装置の画像形成動作を制御する画像形成コントローラ２０１、ＰＣ２００から送信されるジョブ情報を受信して画像情報（ビットマップデータともいう）に変換処理する画像処理コントローラ２０２を有する。さらに、読み書き可能で電源がオフされた後もデータが記憶保持する不揮発性メモリ（以下、ＮＶＲＡＭともいう）を有する。また、画像形成装置に着脱可能な交換ユニットとしての定着ユニット１９、プロセスカートリッジ１０の夫々が交換時期であること、及び、その使用状態を表示するための表示部を備えたコントロールパネル（ＣＰ）２０４を有する。このＣＰ２０４には操作部としてのボタンも備えており、ユーザが画像形成装置の各種設定を確認したり変更することができる。

定着ユニット１９は、本体に装着した際に定着ユニット１９が新品か否かを検知するためのヒューズ回路（ヒューズ抵抗素子）１９ａを有する。ヒューズ回路には、新品の定着ユニット１９が装着されると電流が流れてヒューズが溶断される。一度装着された後は、画像形成コントローラ２０は、流れる電流を検知することによってヒューズが溶断されているか否か、すなわち、新品か否かを判断することができる。

また、プロセスカートリッジ１０は、個体識別を可能とするための識別データ（例えばＩＤナンバー等）が書き込まれているメモリ１０ａを有する。プロセスカートリッジ１０が装着された際に、画像形成コントローラ２０１はメモリ１０ａから識別データを読み出して、新規に装着されたものか一度装着されたものかを検知することができる。また、この不揮発性メモリ１０ａにはプロセスカートリッジ１０の使用量に関する情報を更新して記憶することも可能である。使用量に関する情報を記憶しておけばプロセスカートリッジ１０の個々の使用量を認識して画像形成条件を制御することができる。

次に、図３のフローチャートに基づき、定着ユニット１９の駆動時間を積算する動作について説明する。Ｓ１０１で制御が開始され、Ｓ１０２で画像形成装置に接続されたＰＣ２００から送信されたジョブ情報が画像処理コントローラ２０２に入力（受信）される。画像処理コントローラはジョブ情報を画像処理して画像情報に変換して画像形成コントローラ２０１に送信する。Ｓ１０３で、画像形成コントローラ２０１は画像情報を受信して、画像形成動作を実行する。画像形成動作を実行する際に定着ユニット１９は駆動される。Ｓ１０４で、画像形成コントローラは、定着ユニット１９の使用量に関する情報として、この画像形成動作に伴う定着ユニット１９の駆動時間をカウントする。そして、カウントした駆動時間を積算する。積算した駆動時間はＮＶＲＡＭ２０３に更新して記憶される。そして、Ｓ１０５で制御を終了する。なお、本実施例では定着ユニットの交換時期を報知するためのパラメータとして駆動時間を計数したが、定着ユニット１９の回転数を積算してもよい。回転数を積算する場合は、定着ユニット１９を駆動するモータ（不図示）の回転時間を用いて回転数を演算することができる。なお、これらの制御は画像形成コントローラ２０１及び画像処理コントローラ２０２が不図示のＲＯＭに予め記憶されたプログラムに基づき実行する。

図４は、一度定着ユニット１９の交換時期を報知した後、次回、定着ユニット１９の交換時期を報知する際の回転数（積算値）を算出する動作を示すフローチャートである。制御が開始され（Ｓ２０１）ると、画像形成装置の電源がオンされる毎に、ヒューズ回路に流れる電流値を検知して、定着ユニット１９が新品か否かを検知する（Ｓ２０２）。定着ユニット１９が新品と検知された場合、ＮＶＲＡＭ２０３に記憶されている駆動時間をリセットして（Ｓ２０３）、その後、画像形成動作を実行する毎に、図３で説明した制御を実行して駆動時間をＮＶＲＡＭ２０３に更新して記憶する（Ｓ２０４）。そして、記憶したＮＶＲＡＭ２０３の駆動時間が、閾値であるＮｇ以上か否かを判断する（Ｓ２０５）。このＮｇとは、グラフィック画像に画像不良が発生する可能性のある閾値である。定着ユニット１９は駆動時間が累積していくと徐々に劣化するため、シートに定着された画像の濃度が変動する可能性が高まる。閾値Ｎｇは、標準的なグラフィック画像を定着した際において駆動時間がＮｇ時間を以上になると画像の濃度が変動する可能性のある閾値である。この閾値は、予め実験的に求めて設定する（不図示のＲＯＭなどに記憶しておき、ＣＰＵで読み出して比較する）。

Ｓ２０５において駆動時間が閾値Ｎｇ未満であれば積算した駆動時間をＮＶＲＡＭに記憶して制御を終了する（Ｓ２０８）。一方、駆動時間が閾値Ｎｇ以上の場合に、定着ユニットが新品に交換されたか否かを検知する（Ｓ２０６）。Ｓ２０６における検知は、前述のとおりヒューズ回路に流れる電流が変化したことで検知することができる。Ｓ２０６で定着ユニット１９が新品に交換されたことを検知した場合は、Ｓ２０６で、その時の駆動時間を交換時の駆動時間としてＮＶＲＡＭ２０３に記憶する。そして、次の閾値としてＮＶＲＡＭ２０３に記憶した交換時の駆動時間を設定する。定着ユニット１９が交換されたので、Ｓ２０３に戻り、これまでＮＶＲＡＭ２０３に記憶した累積の駆動時間をリセットして改めて駆動時間を積算して記憶する。このように定着ユニット１９が交換される毎に、交換時期を検知するための閾値Ｎｇの値を変更する。これにより、ユーザの使用状況に応じて交換時期を報知することができる。なお、交換時期の報知は、ＣＰに交換時期を示す情報として交換時期であることを示すメッセージ（「交換してください」など）を表示すればよい。また、表示部が設けられていない装置であれば、接続されているＰＣの画面上に表示するように制御してもよい。

図５に基づき、本発明の特徴的な動作について説明する。図５は、ユーザが定着ユニット１９の交換時期を判断する閾値と報知タイミングの設定の一例を示したものである。図５において縦軸が回転時間Ｎであり横軸は定着ユニットの交換回数を示している。回転時間Ｎについて、画像不良の発生する閾値として実験結果が得られた３つの閾値が予め設定されてＮＶＲＡＭ２０３に記憶されている。閾値Ｎｆは搬送不良等の動作不良が発生する可能性のある回転時間であり、Ｎｔがテキスト画像を定着した場合に画像不良が発生する可能性のある回転時間である。また、Ｎｇはグラフィック画像を定着した場合に画像不良が発生する可能性のある回転時間である。

■はＣＰにてユーザに定着ユニット１９を交換する必要のあることが報知されたときの回転時間であり閾値として設定される回転時間である。黒塗り三角はユーザが定着ユニット１９を交換したときの回転時間である。この例では、定着ユニット１９の交換回数が増えるにつれて、■と黒塗り三角の差が縮まることで、ユーザが定着ユニット１９を交換する必要があるタイミングをユーザの交換タイミングに応じて可変に設定される。これにより、定着ユニット１９の交換時期が遅くなっていることが分かる。つまり、定着ユニットの交換回数が増えるほど長く使用できるようになる。

１回目の定着ユニット１９交換の際は、初期の閾値として回転時間Ｎｇに達すると、ＣＰにユーザに定着ユニット１９を交換する必要のあることを示す情報が報知（出力）される。しかし、実際にユーザが定着ユニット１９を交換したのは、回転時間Ｎｇを過ぎて、さらにＮｔに到達する直前の回転時間Ｎｇ１であった。

２回目の定着ユニット１９交換の際は、定着ユニット１９の回転時間が、ユーザが１回目に定着ユニット１９を交換した回転時間Ｎｇ１に達すると、ＣＰにユーザに定着ユニット１９を交換する必要のあることを示す情報が報知（出力）される。しかし、ユーザが定着ユ実際に定着ユニット１９を交換したのは、回転数Ｎｔをわずかに超えたタイミングの回転時間Ｎｔ１であった。

３回目の定着ユニット１９交換の際は、定着ユニット１９の回転時間が、ユーザが２回目に定着ユニット１９を交換した回転時間Ｎｔ１に達すると、ＣＰにユーザに定着ユニット１９を交換する必要のあることを示す情報が報知（出力）される。しかし、ユーザが定着ユ実際に定着ユニット１９を交換したのは、回転数Ｎｔ１をわずかに超えたタイミングの回転時間Ｎｔ２であった。

４回目の定着ユニット１９交換の際は、定着ユニットの回転時間が、ユーザが３回目に定着ユニット１９を交換した回転時間Ｎｔ２に達すると、ＣＰにユーザに定着ユニット１９を交換する必要のあることを示す情報が報知（出力）される。ここで、回転時間Ｎｔ２と交換したタイミングが略一致している状態である。

このように、前回、ユーザが定着ユニット１９を交換した時の回転時間を、次回の交換を報知するための閾値に設定することにより、ユーザの使用状況に応じて交換時期を最適化することができる。これによりユーザの使用状況にあわせて定着ユニットを交換することが可能になる。

また、図６に本実施例に係るユーザが定着ユニット１９を交換した際の回転時間、ユーザに定着ユニット１９交換を報知した際の回転時間と定着ユニット１９交換回数のプロットの第２の例を示す。

第２の例は、複数回交換した時（１回目〜３回目の交換時）における複数の回転時間の情報から対数近似することで４回目の閾値を推定して設定した例である。このように対数近似することによってユーザの交換時期を精度良く予測できるため、４回目において交換時期であることを報知したタイミングでユーザが定着ユニットを交換している。

第１、第２の例に示したように前回に交換時における定着ユニットの積算時間を考慮して次回の交換時期を報知する閾値を設定することが本実施例の特徴である。

なお、上記では着脱可能のユニットとして定着ユニットを例に挙げて説明したが、プロセスカートリッジ１０を交換する場合にも同様の制御を実行することにより、ユーザの使用状況に応じた交換時期を設定することができる。プロセスカートリッジ１０の場合は、プロセスカートリッジ１０に設けられたメモリによってプロセスカートリッジ１０の交換を検知することができる。つまり、メモリに新品であることを示す情報を記憶しておき、プロセスカートリッジ１０が装着された際に、その情報をリセットすればよい。また、交換時期に関わるパラメータとしては、感光ドラムの回転時間、収容されるトナーの残量等のパラメータを用いることができる。また、ユニットとしては転写ユニット１８を本体に対して交換可能に構成した場合には、転写ユニット１８を交換する場合も同様の制御を実行することができる。

（他の実施例）
図７に示すように、次回にユーザに定着ユニット１９の交換時期を報知する際の回転時間を記憶するように制御することもできる。図７のフローチャートにおいて、図４に示した実施例１のアルゴリズムと異なる点は、ユーザが定着ユニット１９を交換するときの回転時間を記憶する条件として、Ｎｆ≦Ｎ≦Ｎｇを加えたことである。このフローチャートを図４におけるＳ２０５に置き換えればよい。例えば、ユーザが画質不良が発生したこと以外の理由で定着ユニット１９を交換する場合等を除いて、定着ユニット１９の交換時期を推定することができる。これにより交換時期の推定の精度をより向上させることができる。

また、図８は複数の画像形成装置とコンピュータ（以下、ＰＣともいう）からなる画像形成システムである。図８に示すように、外部装置としてのＰＣから、例えばシステム管理者がＰＣ２００によって、複数の画像形成装置１００及び３００のＣＰＵを介して、ＮＶＲＡＭの値を設定することができるシステム構成にすることができる。このように複数の画像形成装置が接続された構成において、ＰＣ２００に各画像形成装置の情報を記憶して管理することができる。

例えば、図９に画像形成装置本体を入れ替えた場合における定着ユニット１９交換を報知した際の回転時間の閾値と定着ユニット１９交換回数の関係の一例を示す。

図２で示した実施例１と異なるのは、定着ユニット１９を３回交換した後、画像形成装置本体を入れ替えていることである。ユーザが定着ユニット１９を交換した際の回転時間の情報（閾値情報）をシステム管理者が新しい画像形成装置本体のＮＶＲＡＭに書き込むことができる。

図１０に画像形成装置１００を新しい画像形成装置４００に交換する場合における、コンピュータ２００の記憶手段２１０（例えばハードディスク：ＨＤＤ）の記憶内容の更新状態を示す。図１０において、例えば、画像形成装置１００と接続されたコンピュータの記憶手段２１０に、画像形成装置１００の本体ＩＤ（Ａ１）とユーザ情報（ユーザ名）と閾値の情報を対応付けて記憶しておく。図１０では、画像形成装置１００を使用している状態で、本体ＩＤ：Ａ１、ユーザ名：Ｘ、閾値情報：Ｎｔとして記憶している（記憶状態１）。そして、画像形成装置４００に入れ替えられた後、本体ＩＤ：Ａ２に更新している。これは画像形成装置の本体が新しい本体４００に交換された後、画像形成装置４００からユーザ情報（Ｘ）と本体ＩＤ（Ａ２）が送信されることによって更新される。そして、コンピュータ２００から交換された新しい画像形成装置の本体のＮＶＲＡＭに閾値情報：Ｎｔを書き込む。そして、交換された画像形成装置の画像形成コントローラは、ＮＶＲＡＭに記憶された閾値情報：Ｎｔに基づいてユニットの交換時期を判断する。

これにより、２回目の定着ユニット１９交換時には、ユーザが定着ユニット１９を交換した際の回転時間、ユーザに定着ユニット１９交換を報知した際の回転時間を一致させることができる。すなわち、定着ユニット１９の交換時期を推定する精度を早く向上させ、定着ユニット１９をユーザの使用状況に応じて使用期間を調整することができる。また、システム管理者が画像形成装置本体のＮＶＲＡＭに任意の回転時間を書き込めるので、定着ユニット１９の交換時期の推定を１台の画像形成装置で行わず、複数の画像形成装置で行うことも可能となる。

１９ 定着ユニット
１９ａ ヒューズ回路
１００ 画像形成装置
２０１ 画像形成コントローラ
２０２ ＰＣ
２０３ 不揮発性メモリ

Claims (10)

1. ユニットが着脱可能な画像形成装置において、
   前記ユニットを使用して画像形成動作を実行した際に、前記ユニットの使用量に関する情報を検知する検知部と、
   前記検知部で検知した前記使用量に関する情報が第一閾値に達した場合に前記ユニットが交換時期であることを示す情報を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第一閾値に達した後に前記ユニットが交換された場合に、前記第一閾値を前記第一閾値とは異なる第二閾値に変更し、
   前記第二閾値に対応する前記ユニットの使用量は、前記第一閾値に対応する前記ユニットの使用量より大きいことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第二閾値として、前記ユニットが交換された時の前記使用量に関する情報を設定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記ユニットが複数回交換された際の複数の前記使用量に関する情報に基づき、新しく装着されたユニットの交換時期を推定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記使用量に関する情報とは前記ユニットの駆動時間であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ユニットは記録材に形成された画像を定着するための定着ユニットであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記ユニットは画像が形成される像担持体を含むカートリッジであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記使用量に関する情報を積算して記憶する記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記ユニットが交換された際に、前記記憶手段に記憶された前記情報を削除することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. ユニットが着脱可能な画像形成装置と、前記画像形成装置に接続されたコンピュータを備えた画像形成システムにおいて、
   前記ユニットを使用して画像形成動作を実行した際に、前記ユニットの使用量に関する情報を検知する検知部と、
   前記検知部で検知した前記使用量に関する情報が第一閾値に達した場合に前記ユニットが交換時期であることを示す情報を出力する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記第一閾値に達した後に前記ユニットが交換された場合に、前記第一閾値を前記第一閾値とは異なる第二閾値に変更し、
   前記第二閾値に対応する前記ユニットの使用量は、前記第一閾値に対応する前記ユニットの使用量より大きいことを特徴とする画像形成システム。
9. 前記ユニットを使用したユーザに関するユーザ情報と、前記画像形成装置の本体情報と、前記ユニットの使用量に関する情報とを対応付けて記憶する記憶部を有し、
   前記コンピュータは、前記画像形成装置とは異なる他の画像形成装置から前記ユニットを使用したユーザに関するユーザ情報を受信した場合に、前記記憶部に記憶された本体情報を更新することを特徴とする画像形成システム。
10. 前記コンピュータは前記記憶部の前記本体情報を更新するとともに、前記ユニットの使用量に関する情報を前記他の画像形成装置に送信し、
    前記他の画像形成装置は、送信された前記ユニットの使用量に関する情報に基づき前記閾値を変更することを特徴とする請求項９に記載の画像形成システム。
    

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