JP4260073B2 - 画像形成装置および画像形成装置の出力方法 - Google Patents

Description

本発明は，ユーザからの印刷データを処理し用紙に印刷出力する画像形成装置および画像形成装置の出力方法に関し，より詳細には，画像形成装置において使用される消耗品のレベルを判別して，最適な出力をする画像形成装置および画像形成装置の出力方法に関する。

現在，種々のプリンター，複写機，ファックスのような画像形成装置は，幾つかの部品を１つのケース内に着脱可能な形態で含むよう設けられている。電子写真の現像方式を採用したプリンターを例に挙げて詳説すると，トナーカートリッジ（ｔｏｎｅｒ ｃａｒｔｒｉｄｇｅ），転写ローラなどのような部品は，着脱可能に設けられている。これらの部品は，当該部品のサービス寿命が尽いた際，新たな部品に取り替えて画像形成装置を引き続き使用することができるため，通常，消耗品とも言われる。

画像形成装置は，その消耗の具合や寿命を確認するため，または互換性を有する消耗品が装着されたかを確認するために，各消耗品（トナー，現像ローラ，転写ローラ等）を認識することが一般的である。さらに，プリンターの種類ごとに各消耗品は１種類しか使用できない。従って，他会社の消耗品とは互換性がなく，同一なプリンターで，レベルの異なる消耗品（または会社の異なる消耗品）を使用して，高品質な印刷をすることはできなかった。上述の問題点を解決するための技術が，特許文献１に開示されている。

特許文献１は，画像形成装置が読み出しおよび／または記録可能なデータおよび／または実行可能なプログラムモジュールを備えた画像形成装置の交換部品であり，プログラムモジュールは，交換部品を用いる場合に必要とされる条件を求めるためのプログラムを含んで構成される。

しかし，特許文献１は，印刷用カートリッジのサイズが変形された場合，つまり，他会社の消耗品も使用できるようにしただけで，上記のように１のプリンターを用いて，消耗品のレベルに応じて印刷を行う場合には使用できない。

つまり，品質は落ちるものの低コストで出力する場合と，かなりのコストはかかるものの高品質で出力する場合がある。この場合，所望する品質別にプリンターを行うためには，複数のプリンターを備えなければならない。従って，プリンターを使用することに当たってその使用目的や使用用途がユーザによってそれぞれ異なる場合があるので，さまざまな出力要求条件が満たせる画像形成装置が必要とされる。

特開２０００−３３０４３２号公報

そこで，本発明は，このような問題に鑑みてなされたもので，その目的とするところは，１つの画像形成装置を用いて消耗品をレベル別に分けることによって，ユーザの様々な印刷ニーズを満足させる，新規かつ改良された，画像形成装置および画像形成装置の出力方法を提供することにある。

上記課題を解決するために，本発明のある観点によれば，各消耗品のレベル別種類を区別することのできる認識手段を備えた画像形成装置の最適出力方法は，上記認識手段を介して，少なくとも１つの装着された消耗品のレベル別種類を確認するステップと，装着された消耗品の組み合わせから最適の出力ができる装置の設定条件を検索するステップと，消耗品の組み合わせによって予め設定された出力条件を設定するステップと，ユーザの出力命令に応じて設定された条件で出力するステップとを含むことを特徴とする，画像形成装置の出力方法を提供することにある。

上記認識手段は，消耗品に取り付けられたメモリチップおよび／または機構的な形状を介してレベル別種類を判読することが好ましい。

また，上記消耗品は，現像ローラとトナーおよび転写ローラのうち少なくとも１つであることが好ましい。

上記課題を解決するために，本発明の別の観点によれば，消耗品のレベル別最適出力装置は，各消耗品のレベル別種類を判別できる認識手段と，複数の消耗品のレベル別種類の組み合わせによる画像出力情報を格納したメモリ部と，認識手段を介して各消耗品のレベルを判別し，各レベルに応じた画像出力情報をメモリ部から読み出して出力するよう制御するメイン制御部とを含むことを特徴とする，画像形成装置を提供することにある。

上記認識手段は，消耗品に取り付けられたメモリチップおよび／または機構的な形状を介してレベル別種類を判読し，消耗品は，現像ローラとトナーおよび転写ローラのうち少なくとも１つであることが好ましい。

以上説明したように本発明によれば，１つの画像形成装置を用いて消耗品をレベル別に分類し，利用可能にすることによって，様々なユーザのニーズを満足させ得る。つまり，出力品質は落ちるものの出力コストを節減するためのユーザのニーズから，高コストの高品質を望むユーザのニーズまで，１つの画像形成装置を用いて対応可能である。

さらに，１つの画像形成装置を用いて，消耗品のみを取り換えることによって性能や画質が向上し，画像形成装置を別除に購入する必要がない。

以下に添付図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する構成要素については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１を参照しながら一般の画像形成装置であるレーザビームプリンターについて説明する。通常のレーザビームプリンター１００は，外部機器のホストコンピューターから印加される印刷データをビットマップ状のイメージデータに変換するビデオ部１１０と，ビデオ部１１０の制御に応じてイメージデータに対する印刷作業を行うエンジンメカニズム１５０の駆動を制御するエンジン制御部１３０からなる。

ビデオ部１１０およびエンジン制御部１３０は，通常単一のプロセッサにより駆動され，前記単一のプロセッサはマルチプロセスオペレーティングシステム（ＯＳ：Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）を支援するマイクロプロセッサ（ＣＰＵ：Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）でビデオ部１１０の動作を制御するメイン制御部１１７に備えられる。これによってビデオ部１１０およびエンジン制御部１３０は，単一のＰＣＢ（Ｐｒｉｎｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ Ｂｏａｒｄ）上に配される。

尚，エンジン制御部は，注文型集積回路（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ：ＡＳＩＣ）で具現され，エンジンメカニズム１５０に関する状態情報が格納されているメモリ１３２を備える。エンジン制御部１３０は，メイン制御部１１７の制御に応じてエンジンメカニズム１５０の駆動を制御する。

さらに，エンジン制御部１３０は，システムバス１２０を介してメイン制御部１１７に備えられたＣＰＵ１１８と直接接続される。尚，システムバス１２０は，アドレスバス，制御バス，データバスからなり，データバスとしては両方向並列バス（Ｐａｒａｌｌｅｌ Ｂｕｓ）が適用される。

一方，ビデオ部１１０は，操作パネル１１９，コンピューターＩ／Ｆ１１３，メモリ部１１５，およびメイン制御部１１７を備えている。

操作パネル１１９は，レーザビームプリンター１００から支援される機能を選択および設定できる多数のキーが備えられた入力部と，メイン制御部１１７の制御に応じてレーザビームプリンター１００の動作状態情報をディスプレイするディスプレイ部を備える。

コンピューターＩ／Ｆ１１３は，ホストコンピューターとメイン制御部１１７との間に接続されて入出力信号をインタフェースする。コンピューターＩ／Ｆ１１３としては，ＩＥＥＥ１２８４，ＵＳＢ，およびＲＳ２３２Ｃインタフェースが適用され得る。

メモリ部１１５は，メイン制御部１１７を駆動するための制御プログラムおよび各種応用プログラムを格納するＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）と，コンピューターＩ／Ｆ１１３を介してホストコンピューターから受信する印刷データと，メイン制御部１１７のプログラム遂行中に生じるデータとを一時的に格納するＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）から構成されている。

メイン制御部１１７は，メモリ部１１５に格納された制御プログラムに応じてビデオ部１１０およびエンジンメカニズム１５０の動作を制御するＣＰＵ１１８を含む。メイン制御部１１７は，コンピューターＩ／Ｆ１１３を介してホストコンピューターから印刷対象ファイルが受信されれば，印刷データをフレームデータに生成するためディスプレイリストを生成する。

そして，メイン制御部１１７は，ＹＭＣＫ（Ｙｅｌｌｏｗ Ｍｇｅｎｔａ Ｃｙａｎ Ｂｌａｃｋ）カラーでカラー補正を行い，メモリ部１１５に格納し，メモリ部１１５に格納されているデータをカラー別にビットマップ状のイメージデータとして生成する。ビットマップデータの生成が完了すると，メイン制御部１１７は，プリント開始を知らせるコマンドをエンジン制御部１３０へ伝送する。

メイン制御部１１７は，エンジン制御部１３０を制御対象デバイスとして認識し，システムバス１２０を介してエンジン制御部１３０に所定の情報を読み込み（ｒｅａｄ）／書き込み（ｗｒｉｔｅ）する。例えば，メイン制御部１１７がエンジン制御部１３０から所定の情報を読み込む場合には，エンジン制御部１３０のメモリ１３２に格納されたエンジンメカニズム１５０の状態情報を読み込み，また所定の情報を書き込む時には，エンジン制御部１３０にコマンド情報を書き込む。

エンジン制御部１３０はＡＳＩＣで具現され，メイン制御部１１７の制御に応じてエンジンメカニズム１５０の駆動を制御する。エンジン制御部１３０は，システムバス１２０を介してメイン制御部１１７から伝送されるイメージデータを受信して復号する。復号データの結果に基づいて，エンジン制御部１３０は，エンジンメカニズム１５０によって生成される画像についてパターンを生成する。そして，これに基づいてエンジンメカニズム１５０の駆動を制御する。

エンジンメカニズム１５０は，給紙部１５１と，ＬＳＵ（Ｌａｓｅｒ Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１５２ａと，ＬＳＵ駆動部１５２と，現像部１５３と，転写部１５４と，融着部１５５と，感光部１５６とを備える。

給紙部１５１は，エンジン制御部１３０の給紙制御信号に応じて，給紙カセット（図示せず）に積載されている用紙を１枚ずつピックアップする。ＬＳＵ１５２ａは，イメージデータに対応されるレーザビームを感光ドラム（図示せず）に走査して感光ドラムに所定の静電潜在像を形成する。現像部１５３は，静電潜在像が形成された感光ドラムに現像剤を供給して現像する。転写部１５４が，感光ドラムに形成されたトナー画像を，供給される用紙に転写する。また，融着部１５５は，用紙に転写されたトナー画像を熱と圧力を加えて融着させる。

本発明は一般的な画像形成装置に用いられるが，本実施形態では従来技術の図１に示したようなレーザビームプリンターを用いて説明する。よって本発明の特徴である，メモリ部１１５，メイン制御部１１７，エンジン制御部１３０，レベル表示手段２１０，および認識手段３００の機能について詳しく説明する。

次に，図２〜６を基に，本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を説明する。図２は，画像形成装置の概略的なブロック図である。図３は各消耗品の種類を示した図，図４はステップ別に消耗品を最適に出力するための流れ図，図５は各消耗品別の組み合わせ表，そして図６は消耗品のレベルを示したレベル表示手段を装着した実施形態である。

メモリ部１１５は前記消耗品の各レベル種類別の最適な出力条件を決定するために図５に示したような組み合わせ表を格納しており，消耗品２００のレベル表示手段２１０は，当該消耗品のレベルを表示するための装置である。認識手段３００は，消耗品２００が装着されると，当該消耗品のレベル表示手段２１０から，消耗品のレベルを判別してメイン制御部１１７へ伝送する手段である。

メイン制御部１１７は，装着された消耗品のレベル表示手段２１０から認識手段３００を介してレベル別種類を判別し，各消耗品のレベル別種類に応じた最適の出力条件をメモリ部１１５の組み合わせ表から判読してエンジン制御部１３０へ伝送する。エンジン制御部１３０は，メモリ部１１５に格納されている最適出力のための関連データを受信し，受信したデータを基にエンジンメカニズム１５０の各装置を制御し，レベル別に応じた画面が出力されるように構成される。

さらに，図３には，３種類の消耗品示した。本実施形態では，例えば，現像ローラ１，現像ローラ２，トナーａ，トナーｂ，転写ローラＩ，転写ローラＩＩなどを用いる。次にそれぞれの消耗品について説明するする。

現像ローラ１は，現象ローラ２より高品質，トナーａはトナーｂより高品質，転写ローラＩは転写ローラＩＩより高品質であると設定する。現象ローラ１，現像ローラ２は，現像ローラのレイヤー（Ｌａｙｅｒ）がシングルレイヤー（Ｓｉｎｇｌｅ Ｌａｙｅｒ）の場合とマルチレイヤー（Ｍｕｌｔｉ Ｌａｙｅｒ）の場合とに分けて通常区別することができ，天然ゴムを用いる時はウレタンを使用することもできる。

また，どのような添加剤を使用したかあるいはどのような方法でコーティングしたか（フッ素，ウレタンなど）によってそのレベルが決められる。転写ローラＩ，転写ローラＩＩの場合には，現像ローラと同様にローラの材質によって区分され，製造工程によってもレベル別区分が可能である。トナーａ，トナーｂの場合には，粒子の分布度と添加剤の材質および添加量に応じて高品質と低品質とに区分できる。例えば，カラートナーである場合には，各色を表現するための顔料（ｐｉｇｍｅｎｔ）の種類によってレベルが分けられる。消耗品の製造会社は，画像形成装置に用いられる各消耗品を性能および値段別にレベル化して複数の消耗品を提供する。

さらに，各消耗品は，レベル表示手段２１０を装着しているので，消耗品が装着されれば，画像形成装置がどのような条件で設定されるべきかを画像形成装置のメイン制御部１１７は，認識手段３００を介して判断できる。

消耗品をレベル別に分類するためのレベル表示手段２１０としては，消耗品にメモリチップを取り付けて，各消耗品が装置に装着された際にメイン制御部１１７の認識手段３００がこれを判読してどのようなレベルの消耗品が装着したかを把握する方法と，構造的には，特定部分の形状を相違にして装置内でこの部分が特定位置のセンサに接触することによってどのようなレベルの消耗品が装着されたかを把握できる方法などを用いる。

次に，本実施形態として，メモリチップが消耗品２００に内蔵されている場合について説明する。ここで，消耗品２００は，例えば図６Ａに示したようなトナーカートリッジである。

図６Ａに示したように，トナーカートリッジ２００は，画像形成装置で認識ができるよう一端にレベル表示手段２１０としてデータ送信部が設けられる。データ送信部は，図６Ｂ（内部回路図）に示したように，４つのピン２１１，２１２，２１３，２１４からなる。通常，電源を供給するピンＶｃｃ２１１，動機用のクロックピン２１２，データ用のピン２１３，および接地用のピン２１４が備えられ，各ピンは内部的にＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２２０に連結されている。ＥＥＰＲＯＭ２２０は，工場からの出荷時に消耗品のレベルによる画像出力情報を格納しているメモリである。

カートリッジが画像形成装置に装着されれば，レベル表示手段２１０が画像形成装置内の認識手段３００にて回路的に連結される。ＥＥＰＲＯＭ２２０に格納されている該当消耗品のレベル別組み合わせに基づいた最適な画像出力情報が画像形成装置に伝送されれば，メイン制御部１１７は，消耗品のレベル別データに応じてメモリ部１１５から最適な出力条件を読み出しエンジン制御部１３０に出力して印刷を行う。

尚，認識手段３００は，レベル表示手段２１０の種類（メモリ装置，機構的な形状）による一般的な識別装置が使用できるためその説明は除く。さらに，それぞれのすべての消耗品は，１の画像形成装置に装着されることが可能である。

従って，メイン制御部１１７は，消耗品が装着されれば，装着された消耗品のレベル別種類を判断して各消耗品のレベル別組み合わせが格納されているメモリ部１１５から最適の出力条件を検索する。消耗品別組み合わせ表は，装着され得る消耗品のレベル別に組み合わせ表を構成し，それぞれの組み合わせによって最適に印刷ができるよう，その出力条件がメモリ部１１５に格納されている。

さらに，画質を決める主な出力条件としては，バイアス電圧（単位：Ｖ）とレーザダイオード（ＬＤ）の放射エネルギーを決めるレーザパワー（単位：ｍＡ），そして定着温度（単位：℃）を消耗品の組み合わせによって画質が最適に出力できるデータを実験により決めた後，メモリ部１１５に格納する。

つまり，ユーザが高コストであっても高品質の画質で出力する場合は，組み合わせＡの消耗品である，トナーａと，現像ローラ１，転写ドラムＩを装着する。組み合わせＡの消耗品が装着されると，メイン制御部１１７は組み合わせＡに該当する出力条件をメモリ部１１５から判読してエンジン制御部１３０へ伝送する。エンジン制御部１３０は，エンジンメカニズム１５０を組み合わせＡの出力条件にて駆動されるようにシステム制御を行う。

一方，品質は落ちても低コストの画質で出力する場合，ユーザは組み合わせＨの消耗品である，トナーｂ，現像ローラ２，そして転写ローラＩＩを装着する。組み合わせＨの消耗品が装着されると，メイン制御部１１７は，組み合わせＨに該当する出力条件をメモリ部１１５から判読してエンジン制御部１３０へ伝送する。エンジン制御部１３０は，エンジンメカニズム１５０を組み合わせＨに該当する出力条件にて駆動されるようにシステム制御を行う。

以上説明したように，ユーザが所望する印刷環境に合わせて，該当する消耗品を装着すると，画像形成装置は，各消耗品のレベル別種類を認識して，装着された消耗品の組み合わせから得られる最適の出力条件にて出力することができる。

以下，図４を参照して各消耗品別の最適出力を得るための工程について説明する。

まず，画像形成装置に電源が供給されると，メイン制御部１１７は，装着された消耗品のレベル表示手段２１０と消耗品認識手段３００を介して装着された各消耗品のレベル別種類を確認する（Ｓ２１０）。その後，装着された消耗品の組み合わせから最適の出力が得られる装置の設定条件をメモリ部１１５に格納されている組み合わせ表から検索する（Ｓ２２０）。この際，各消耗品の組み合わせにより最適の出力を得るための設定条件をバイアス電圧，レーザパワー，定着温度などで設定する（Ｓ２３０）。

例えば，装着された消耗品の組み合わせがトナーａと，現像ローラ１と，転写ドラムＩから構成された組み合わせＡである場合，電圧は５００Ｖ，レーザパワーは０．１１ｍＡ，そして定着温度は２３０℃で設定する。従って，装置の制御部１１７は，この条件を設定して，ユーザが印刷物を出力しようとする際に，出力条件をエンジン制御部１３０に伝送する。エンジン制御部１３０は，出力条件に合わせてエンジンメカニズム１５０を制御して，最適のプリント出力物が得られる。（Ｓ２４０）。

上記実施形態で説明された消耗品のレベル別最適の出力条件は，開発する会社が消耗品によって最適の出力条件を設定するため装置に提供すべき消耗品の種類および各消耗品のレベルに応じた全ての組み合わせについて最適の出力条件（帯電電圧，電子電圧，または定着温度など）の実験を介して設定し，装置内の格納領域に格納してから格納されたデータを用いるので，工場から出荷される際に予め設定して格納することができる。

本発明における消耗品の性能および値段別に差別化した段階はいくつかの段階で構成することができ，特定の消耗品は装置の設定条件が変更されずに済むことができる。さらに，消耗品により内部的にその設定を変更しなければならない設定条件は，前述の例よりも多様な形で構成され得る。また，本実施形態では消耗品の種類を現像ローラ，転写ローラ，トナーに限定したが，これに限らない。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

消耗品を差等化して各消耗品別の最適な特性を有するように制御する複写機，スキャナー，ファックスなどの画像形成装置に用いられる。

一般的な画像形成装置であるレーザビームプリンターの概略的なブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略的なブロック図である。 本発明の実施形態に係る各消耗品の種類を示した図である。 本発明の実施形態に係る段階別の消耗品を最適に出力するためのフローチャートである。 本発明の実施形態に係る各消耗品別の組み合わせ表である。 本発明の実施形態に係る消耗品であるトナーカートリッジの概略図である。 本発明の実施形態に係る消耗品であるトナーカートリッジの内部回路図である。

符号の説明

１００ レーザビームプリンター
１１０ ビデオ部
１１９ 操作パネル
１１３ コンピューターＩ／Ｆ
１１５ メモリ部
１１７ メイン制御部
１１８ ＣＰＵ
１２０ システムバス
１３０ エンジン制御部
１５０ エンジンメカニズム
２００ トナーカートリッジ
２１０ レベル表示手段
２２０ メモリ
３００ 認識手段

Claims (9)

1. 各画像形成装置の消耗品の品質レベルを判別することのできる認識手段を備えた画像形成装置の出力方法において，
   前記認識手段を介して，装着された消耗品の品質レベルの中から少なくとも１の品質レベルを確認するステップと，
   前記装着された画像形成装置の消耗品の品質レベルの組み合わせから，形成された画像の出力のための最適な出力条件を検索するステップと，
   前記画像形成装置の消耗品の品質レベルの組み合わせに基づいて，予め設定された前記出力条件から設定出力条件を選択するステップと，
   出力要求に応じて，前記設定出力条件で出力するステップと，
   を含むことを特徴とする，画像形成装置の出力方法。
2. 消耗品の品質レベルに応じて出力条件を決めるステップと，
   前記消耗品の品質レベルを確認するステップの前に、予め前記画像形成装置のメモリ部に，異なる消耗品のレベルに応じて決定された出力条件を格納するステップと，
   をさらに含んでなることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置の出力方法。
3. 前記出力条件を格納するステップは，異なるレベル別消耗品の組み合わせとバイアス、レーザーパワー、定着温度等の出力条件とを対比させた組み合わせ表に，前記決定された出力条件を格納することを特徴とする，請求項２に記載の画像形成装置の出力方法。
4. 前記認識手段は，前記消耗品に取り付けられたメモリチップおよび／または構造上の形状によって，前記消耗品のレベルを判別することを特徴とする，請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の出力方法。
5. 前記消耗品は，現像ローラとトナーと転写ローラのうち少なくとも１つであることを特徴とする，請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置の出力方法。
6. 前記最適な出力条件を検索するステップは，取り付けられた画像形成装置の消耗品の品質レベルの組み合わせと，品質レベルに基づいて選択された出力条件とを用いて，予め設定された出力条件を検索するステップを含んでなることを特徴とする，請求項１に記載の画像形成装置の出力方法。
7. 画像形成装置の消耗品の品質レベルの中から少なくとも１の画像形成装置の消耗品の品質レベル別種類を判別できる認識手段と，
   取り付けられた消耗品の品質レベル別種類の組み合わせによる画像出力条件を格納したメモリ部と，
   前記認識手段を介して各消耗品の品質レベルを判別し，各品質レベルの組み合わせに応じた画像出力条件を前記メモリ部から読み出して、前記画像出力条件で出力するよう制御するメイン制御部と，
   を含んでなる画像形成装置。
8. 前記認識手段は，前記消耗品に取り付けられたメモリチップおよび／または構造的な形状によって，消耗品の品質レベルを判別することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記消耗品は，現像ローラとトナーと転写ローラのうち少なくとも１つであることを特徴とする，請求項７または請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
   

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