JP2004347800A - Image forming system and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は，トナーカートリッジ（以下単に「カートリッジ」という），該トナーカートリッジを装着可能なプロセスユニット，或いは該プロセスユニットを装着可能な電子写真方式の画像形成装置に関し，特にトナー残量を検出可能な画像形成装置に関するものである。
ここに，電子写真画像形成装置としては，たとえば電子写真複写機，電子写真プリンタ（例えばＬＥＤプリンタ，レーザビームプリンタなど），電子写真ファクシミリ装置などが含まれる。また画像形成装置としては，プリンタ，複写機，ファックスおよびこれらの複合機が含まれる。
【０００２】
【従来の技術】
従来，上記のような電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては，電子写真感光体と電子写真感光体に作用するプロセス手段とを一体的にユニット化し，このユニットを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式により装置のメンテナンスをユーザ自身が行うことが可能となり，格段に操作性を向上させることができる。そこで，このプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
さらにこのプロセスカードリッジを高寿命化し，単にトナーカートリッジのみを交換する方法も提供されている。
このようなトナーカートリッジ内のトナー量を予め外部から検出することは，トナーが無くなってから慌ててカートリッジを交換する能率の悪さと較べると極めて重要である。
そのためコピー処理の枚数をカウントして，コピー処理量を測定し，トナーカートリッジの寿命を算出するべく，画像形成装置側にコピー処理のカウンタを設けて，装着されたトナーカートリッジの寿命を演算する手法が採用されているが，この方法では，積算されたコピー枚数を画像形成装置側に記憶されたコピー処理可能枚数から減算するだけであるので，コピー処理の最中に同じタイプのカートリッジが交換されると，正しいコピー可能残量を計算することができないという欠点があった。
そこでカートリッジ側に記憶手段としての非接触でデータの交換を行ない得るメモリを搭載し，カートリッジの情報を記憶する方法が特許文献１に開示されている。この特許文献１では，カートリッジに付設したメモリにカートリッジの製造ロットや種類，現像剤（トナー）の種類，トナーの残量，カートリッジの寿命，トナーの充填量，コピー可能な枚数，カートリッジを構成する部品の交換時期などを記憶し，カートリッジの交換，品質管理を行うことが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２１９３８号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記特許文献１に記載の画像形成装置では，メモリが非接触でデータの交換を行ないうるものであるため，接触式のようなデータの読み違いを生じにくい長所に加え，トナーの残量，コピー可能な枚数などの数値をカートリッジ側が記憶しているので，カートリッジが交換されても，そのカートリッジ自身に収納されているトナーの残量を知ることができ，トナー残量の誤検知を生じる問題も解消される。
しかしながら上記特許文献１に記載の装置では，単にカートリッジの寿命やトナーの残量に関するデータを記憶するものであるため，実は正しいトナー残量の計算には程遠いデータしか保有することができないという問題がある。
それは実際のコピーや印刷処理においては，トナーの消費量は印刷する画像の濃度や使用している感光体の経年変化によって大きく変動するので，このような変動分を加味してトナーの消費量を計算しなければならないのに，上記特許文献１に記載の方法では，単純にセンサ等により検出されたトナーの使用量からトナーの残量を計算するものであるために，正確なトナー残量を得ることができないという問題点を内蔵するものであった。
本発明は，上記したような従来技術の問題点を克服し得る技術的思想を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明は，
トナーカートリッジに設けられ，少なくともトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを記憶する記憶媒体と，
画像形成装置本体側に設けられ，上記記憶媒体に非接触で接続することで上記記憶媒体に記憶されたトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを更新する機能を備えた制御部とを備えてなる画像形成システムにおいて，
上記制御部が，画像形成する画像のドット数に基づいてトナー消費量を算出するトナー実使用量算出手段と，
上記トナー実使用量算出手段によるトナー実使用量を累積した実使用量累積値を算出する累積値算出手段と，
上記累積値算出手段により算出されるトナーの実使用量累積値に基づいて，トナーカートリッジ毎のトナー残量を算出するトナー残量算出手段とを備えてなることを特徴とする画像形成システムが提供される。
上記トナー残量や使用量に関するデータの算出方法として，上記記憶媒体にトナーカートリッジ毎に定められる製品設定印字ドット数を記憶させ，上記トナー残量算出手段として，上記製品印字ドット数と上記実使用量累積値とを比較することでトナーカートリッジ毎のトナー残量を算出する方法が挙げられる。
【０００７】
上記記憶媒体の記憶内容としては，トナーカートリッジ毎に定められる製品設定枚数が挙げられる。この場合，上記トナー残量算出手段は，上記製品設定枚数と上記実使用量累積値を枚数に換算した累積枚数とを比較することでトナーカートリッジ毎のトナー残量を算出することができる。
【０００８】
また前記トナー実使用量算出手段によってトナー実使用量を算出するために，前記画像形成する画像におけるドットの集合度合とこの集合度合に対応するトナーの消費量とを記憶するドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段と，
画像形成する画像の集合度合を算出するドット集合度合算出手段とを更に備え，
前記トナー実使用量算出手段が，上記ドット集合度合算出手段により得られたドット集合度合に基づいて上記ドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段を検索して，トナーの実使用量を算出することも考えられる。
上記ドット集合度合算出手段の一例として，１つの画像における平均的なドット集合度合を算出するものが考えられる。
【０００９】
また上記ドット集合度合算出手段によるドット集合度合の算出方法として，基準画像エリアにおける平均的なドット集合度合を算出するものが考えられる。
上記画像基準エリアとは，画像を細かく分解した小さい定型定面積の領域であり，一例としては，画像処理用のスクリーン線で決定される最小単位面積と等しいかそれより大きいような領域が考えられる。
上記制御部が算出するトナー消費量をより正しく算出するために上記のようにして得られたトナー消費量を種々の方法で補正することが望ましい。例えば，トナー消費量は同じ濃度の原稿であっても，露光強度や現像バイアス設定値に応じて変化するので，これらの値を用いて修正することが正確なトナー消費量の計算に役立つ。
【００１０】
別の補正手法として，前記基準画像エリア内での平均入力値に応じて算出することもできる。平均値を取った方が格納する累積値データの容量を減らすことができるからである。
またトナー消費量の計算手法として，設計センタ値を設けて近似的に演算することも考えられる。この方が演算する必要が無くなるので処理を高速化できる。
また算出するトナー消費量の補正方法として，トナー使用量を，画像形成装置本体側に設けられた感光体の使用時間に応じて修正することも考えられる。感光体が経年的に劣化してくると感光度合が変化するため，同じ画像濃度に対するトナー使用量が変化するからである。
更に別の補正方法として，算出するトナー消費量を，画像形成装置本体側に設けられた現像器の使用時間に応じて修正することも考えられる。現像器のトナー搬送力は，現像ローラ内のマグネットの磁力によるが，この磁力が経年的に変化するためである。
上記制御部が算出するトナー消費量の補正手法として，前記基準画像エリア内平均入力値の最も少ない値に対応する初期設定値を基準に近似的に算出することも考えられる。
更に，温湿度によってトナーの付着性が変化するので，上記制御部による補正手法として，算出するトナー消費量を，使用環境の温湿度に応じて修正することも意義がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下，添付図面を参照して本発明に係る画像形成装置について更に詳しく説明する。
ここに図１は，本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナーカートリッジと本体側との通信手段の概要を示す概念図，図２は，同プロセスユニットのトナーカートリッジ側に設けられるメモリと本体側に設けられる制御部との通信装置の概要を示すブロック図，図３は上記本体側の制御部と上記トナーカートリッジ側の制御部との通信時における上記制御部の手順を示すフローチャートである。
【００１２】
図１に示すように本実施形態に係る画像形成装置のカートリッジＴＣには，図２に示すメモリ１と，メモリ１への情報の書き込みを制御する為のカートリッジ側伝達部２を備えた記憶装置Ｍが設けられている。ここにカートリッジＴＣは，トナーカートリッジ単体を意味する場合と，プロセスユニットを意味している場合の両方を含むものである。
伝達部２は，実質的に無線用のアンテナと，このアンテナの制御および上記メモリ１のデータを外部に送信制御をおこなうマイクロプロセッサを含むものである。この記憶装置Ｍへの電力は図示せぬ電池から，あるいは図示せぬ本体側の電源から供給される。
一方本体側には，図１に示すように上記記憶装置Ｍとの間で通信を行うことでトナー残量に関する種々のデータを取得する本体側制御部Ｃが設けられている。この本体側制御部Ｃには，図２に示すように上記トナーカートリッジＴＣ側の記憶手段Ｍに設けられた伝達部２との間でデータの送受信を行なうアンテナなどを含む伝達部３と，この伝達部３からの受信データを解析し或いは種々のデータの生成を行なう制御部の本体をなすＣＰＵ５と，上記伝達部と上記ＣＰＵ５とのデータの整合を司るインターフェースを兼ねるレシーバ４と，上記ＣＰＵ５で生成された種々のデータを記憶し，或いは前記ＣＰＵの解析作業に必要な種々のデータを記憶する本体側のメモリ６とを備えて構成されている。
なお，前記本発明に使用されるメモリ１としては，それ自身が読み出し／書き込み機能と，無線通信機能を備えたＩＣよりなる非接触メモリであってもよい。このような，非接触型の通信によりトナーカートリッジ側と本体側との通信を可能とすることで，カートリッジの装着状態による接触不良の可能性がなくなり，信頼性の高い制御を行うことができる。
【００１３】
上記メモリ１には，後述するように，カートリッジ内のトナーの使用量が随時書き込み記憶される。メモリ１に記憶されるトナー使用量の記憶或いは表示の方式は，画像形成装置によって判断できれば特に制限は無い。例えば印字枚数，感光体に作像するドット数などのトナー残量に関するパラメータが挙げられる。
さらに，カートリッジ出荷時の製品情報も工場出荷時にメモリ１に格納されている。これは例えば１０００枚，２０００枚等トナーキットの印字可能枚数（製品設定枚数），或いは印刷可能な黒画素のドット数（製品印字ドット量）などが挙げられる。
【００１４】
この実施形態では，トナー残量は印刷時の印字率を積算して，元の製品設定枚数などの量からの減算によって求められる。この元の量とはカートリッジ側メモリ１に出荷時に格納されたデータのことである。
以下の実施形態で用いられる印字率とは，所定単位面積当たりの画素数であり，その画像が文字か絵かによって予め定められており，事前に検証によって求められたテーブルを参照して求められる。
これは，極端な場合，文字ばかりを印字した場合と，写真などの画像ばかりを印字した場合とでは，トナーの消費量がまったく異なるため，印字される画像の種類をその都度検出して，その時の印字率を用いて単位面積当たりの黒画素数を求め，これを面積で積算することで正確なトナー消費量を求めようとするものである。
【００１５】
次に，図３のフローチャートを用いて本実施形態に係る画像形成装置の前記制御部ＣにおけるＣＰＵの処理手順を説明する。以下の説明中，Ｓ１，Ｓ２，…は，処理手順（ステップ）の番号を示す。
この処理は，画像形成装置本体側の電源が投入された時に開始される。
電源が投入されると，ＣＰＵ５は，レシーバ４，伝達部３を介して記憶部Ｍ側のメモリ１との通信を開始する（Ｓ１）。
メモリ１との接続が開始されると，ＣＰＵ５は，上記メモリ１内を検索し，メモリ１に記憶されたメモリ１のＩＤを取得し，ＩＤが正常かどうかを判断することでトナーカートリッジＴＣが正規品かどうかを判断する（Ｓ２）。ＩＤの正常性は，予め定められた暗号や或いは単にメーカー側が定めた商品番号や記号などにより判断可能である。
【００１６】
トナーカートリッジＴＣが正規品であると判断されると，処理はＳ３に進み，コピー処理の開始を待つ。
コピー処理が開始されると，ＣＰＵ５は，再度メモリ１にアクセスして，メモリ１内に格納されているトナー使用量データを取得する（Ｓ４）。このデータは，画像形成処理が行なわれる毎に，或いは一連の画像形成処理が終了した時点でまとめて後記のように更新される。
【００１７】
トナー使用量のデータが取得されると，ＣＰＵは，印刷するべき画像データを取得する（Ｓ５）。この実施形態に係る画像形成装置が複写機やファクシミリの場合は，画像の読み込みなどがこの処理であり，プリンタであれば，画像メモリに格納された画像データである。
画像データの取得が終わると，ＣＰＵ５は，得られた画像データについて配列された単位面積毎に画像の種類を検出する（Ｓ６）。画像の種類は，その単位面積にある画像が文字データであるか，写真や絵などの中間調データであるかといった概念である。
配列された単位画像毎の画像の種類が判別されると，それらの画像の種類ごとの印字率が求められる（Ｓ７）。これは予め記憶されている画像の種類とこれに対応する印字率との対応表を検索することで簡単に求められる。
印字率は前記したように，上記単位面積当たりの黒画素の数であるので，これを１枚の画像全体について積算することで，１枚の画像についてのトナーの実消費量が得られる（Ｓ８）。
【００１８】
次にＣＰＵ５は，Ｓ４で取得した（メモリ１側に記憶されていた）トナー使用量データに上記トナーの実消費量を加算してトナーの累積使用量を算出する（Ｓ９）。
このトナーの累積使用量は，次のＳ１０において記憶装置Ｃ側に送信され（Ｓ１０），メモリ１に記憶される。即ち，トナー使用量データが更新される。
トナーの使用量データが更新されると，設定された処理枚数分のコピー処理が終了したかどうかが判定される（Ｓ１１）。
もしまだ処理すべき枚数があれば，処理はＳ４に戻り，更にコピー処理を継続すると共に，トナー累積使用量の更新を行なう（Ｓ４〜Ｓ１１）。
また，設定枚数のコピー処理が終了したと判断されると，処理はＳ１２に進む。
【００１９】
Ｓ１２では，再度メモリ１へのアクセスが行なわれ，前記した製品設定枚数，或いは製品設定トナー量の情報と，トナー累積使用量が参照される。
ここでＣＰＵは，製品設定トナー量とトナー累積使用量とを比較して，カートリッジの交換時期かどうかを判断する（Ｓ１３）。その際，トナー消費量から逆算される印刷枚数と製品設定枚数とを比較して，印刷枚数の面からカートリッジの交換時期かどうかを判断しても良い。例えば，トナー使用量と印刷枚数のいずれかが製品設定値に対して所定の余裕範囲を割り込んだ場合にはトナーカートリッジを交換するといった，２面から見た安全策を講じるといったことも可能である。
【００２０】
上記Ｓ１３において，いまだ累積値であるトナー消費量や印刷枚数が製品ごとに上記設定値に満たない場合には，Ｓ１４において，印字可能の表示を行い，処理はＳ３に戻る。また，上記累積値が製品設定値に対して所定範囲に入った場合には，トナーカートリッジの交換表示をモニターに出力する（Ｓ１５）。
尚，Ｓ２においてトナーカートリッジが正規品でないと判断された場合には，トナーカートリッジの交換の警告メッセージを文字であるいは音声で発する（Ｓ１６）。
【００２１】
【実施例】
以上述べた実施形態は，トナーカートリッジに設けられ，少なくともトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを記憶する記憶媒体と，画像形成装置本体側に設けられ，上記記憶媒体に非接触で接続することで上記記憶媒体に記憶されたトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを更新する機能を備えた制御部とを備えてなる画像形成システムにおいて，上記制御部が，画像形成する画像のドット数に基づいてトナー消費量を算出するトナー実使用量算出手段と，上記トナー実使用量算出手段によるトナー実使用量を累積した実使用量累積値を算出する累積値算出手段と，上記累積値算出手段により算出されるトナーの実使用量累積値に基づいて，トナーカートリッジ毎のトナー残量を算出するトナー残量算出手段とを備えてなる画像形成システムであり，上記トナー残量や使用量に関するデータの算出方法の具体例として，上記記憶媒体にトナーカートリッジ毎に定められる製品設定印字ドット数を記憶させ，上記トナー残量算出手段として，上記製品印字ドット数と上記実使用量累積値とを比較することでトナーカートリッジ毎のトナー残量を算出する方法が説明されたが，トナーの使用量は，使用した転写紙の枚数で考えることもできる。
例えば，上記記憶媒体の記憶内容としてトナーカートリッジ毎に定められる製品設定枚数を記憶しておき，上記トナー残量算出手段が，上記製品設定枚数と上記実使用量累積値を枚数に換算した累積枚数とを比較することでトナーカートリッジ毎のトナー残量を算出することができる。
【００２２】
また前記トナー実使用量算出手段によってトナー実使用量を算出するために，前記画像形成する画像におけるドットの集合度合という概念を用いることも可能である。ドットの集合度合は，画像の濃度や密度に対応するもので，これが高いほどトナーの消費量が多いからである。例えば，画像領域と文字領域について，それぞれ予めドットの集合度合，即ち単位面積当たりのドット数を決めておき，これをテーブルとして記憶する。つまり，ドットの集合度合と，この集合度合に対応するトナーの消費量との対応関係を記憶するドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段を備えておき，領域ごとに画像領域か，文字領域かを判断して，その判断に基づいて上記ドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段を検索して，トナーの実使用量を算出することが合理的である。
【００２３】
上記ドット集合度合算出手段の一例として，原稿１枚分ごとに，平均的なドット集合度合を算出するものが考えられる。例えば，Ａ４１枚の中に占める画像の比率に対応するトナー消費量を予め算定し，これを画像の比率とこれに対応するトナー消費量のテーブルとして予め記憶しておき，原稿１枚ごとに上記画像の比率を計算すると共に，その比率に対応するトナー消費量を上記テーブルから抽出するようにしても良い。
また上記ドット集合度合算出手段によるドット集合度合の算出方法として，基準画像エリアにおける平均的なドット集合度合を算出するものが考えられる。
【００２４】
上記画像基準エリアとは，画像を細かく分解した小さい定型定面積の領域であり，その一例としては，画像処理用のスクリーン線で決定される最小単位面積と等しいかそれより大きいような領域が考えられる。
このような画像基準エリアについても，あらかじめ画像領域と文字領域である場合について，トナー消費量を得ておき，それに基づいて上記最小単位面積ごとのトナー消費量を求めて，積算しても良い。
上記制御部が算出するトナー消費量をより正しく算出するために上記のようにして得られたトナー消費量を種々の方法で補正することが望ましい。例えば，トナー消費量は同じ濃度の原稿であっても，露光強度や現像バイアス設定値に応じて変化するので，これらの値を用いて修正することが正確なトナー消費量の計算に役立つ。露光強度は，光源への入力電力により，現像バイアス設定値は，現像ローラに与えるバイアス電圧の値を参照することにより得られる。
【００２５】
別の補正手法として，前記基準画像エリア内での平均入力値に応じて算出することもできる。平均値を取った方が格納する累積値データの容量を減らすことができるからである。
例えば，１ページ分の画像を立て横４分割（合計１６分割）し，そのような基準エリア当たりの平均を文字，画像に関わらず，単位面積の平均ドット数によって，掛け率を算出する方法である。
またトナー消費量の計算手法として，設計センタ値を設けて近似的に演算することも考えられる。この方が演算する必要が無くなるので処理を高速化できる。例えば，フォントごとにドット数を決めておき，これを文字数分だけ積算するなどである。
【００２６】
また算出するトナー消費量の補正方法として，トナー使用量を，画像形成装置本体側に設けられた感光体の使用時間に応じて修正することも考えられる。感光体が経年的に劣化してくると感光度合が変化するため，同じ画像濃度に対するトナー使用量が変化するからである。
更に別の補正方法として，算出するトナー消費量を，画像形成装置本体側に設けられた現像器の使用時間に応じて修正することも考えられる。現像器のトナー搬送力は，現像ローラ内のマグネットの磁力によるが，この磁力が経年的に変化するためである。
経年的なトナー消費量の変化を細かく考慮すると，多くの場合分けが必要で，計算が煩雑となることが考えられる。
そこで年数に比例してトナー消費量を増加させることも簡易な手法として考えられる。
上記のような感光体の使用時間や現像器の使用時間は，画像形成装置本体内に設けたタイマにより計算可能であるが，簡易な方法として印刷枚数で置き換えることも可能である。
【００２７】
上記制御部が算出するトナー消費量の補正手法として，前記基準画像エリア内平均入力値の最も少ない値に対応する初期設定値を基準に近似的に算出することも考えられる。
更に，温湿度によってトナーの付着性が変化するので，上記制御部による補正手法として，算出するトナー消費量を，使用環境の温湿度に応じて修正することも意義がある。温湿度はそれぞれのセンサからのデータを入力することで得られる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明は以上述べたように構成されているので，感光体の経年変化等によって大きく変動するトナー消費量を，正確に求めることが出来，トナーカートリッジの交換時期などの管理を正確に行うことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナーカートリッジと本体との通信手段の概要を示す概念図。
【図２】同トナーカートリッジ側に設けられるメモリと本体側に設けられる制御部との通信装置の概要を示すブロック図。
【図３】上記本体側の制御部と上記トナーカートリッジ側の制御部との通信時における上記制御部の手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１…メモリ
２，３…伝達部
４…レシーバ
５…ＣＰＵ
６…メモリ
Ｓ１，Ｓ２，…ステップ（処理手順）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner cartridge (hereinafter, simply referred to as a “cartridge”), a process unit to which the toner cartridge can be mounted, or an electrophotographic image forming apparatus to which the process unit can be mounted. The present invention relates to an image forming apparatus.
Here, examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (for example, an LED printer, a laser beam printer, and the like), an electrophotographic facsimile machine, and the like. The image forming apparatus includes a printer, a copier, a facsimile, and a multifunction peripheral thereof.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in an image forming apparatus using the above-described electrophotographic image forming process, an electrophotographic photosensitive member and process means acting on the electrophotographic photosensitive member are integrally unitized, and this unit is attached to the image forming apparatus body. A detachable process cartridge system is employed. The maintenance of the apparatus can be performed by the user himself by this process cartridge system, and the operability can be remarkably improved. Therefore, this process cartridge system is widely used in electrophotographic image forming apparatuses.
[0003]
Further, there is provided a method of extending the life of the process cartridge and simply replacing only the toner cartridge.
It is very important to detect the amount of toner in the toner cartridge from the outside in advance, compared with the inefficiency of exchanging the cartridge in a hurry after the toner runs out.
Therefore, in order to calculate the life of the toner cartridge, a copy processing counter is provided in the image forming apparatus, and the life of the attached toner cartridge is calculated by counting the number of copy processing, measuring the amount of copy processing, and calculating the life of the toner cartridge. However, in this method, since the accumulated number of copies is simply subtracted from the number of copies that can be processed stored in the image forming apparatus, cartridges of the same type are replaced during the copy process. In such a case, there is a disadvantage that it is not possible to calculate a correct remaining copyable amount.
Therefore, Patent Document 1 discloses a method in which a memory as a storage means capable of exchanging data without contact is mounted on the cartridge side and information of the cartridge is stored. In Japanese Patent Application Laid-Open No. H11-163, a memory attached to a cartridge is configured with a manufacturing lot and type of the cartridge, a type of developer (toner), a remaining amount of toner, a life of the cartridge, a charged amount of toner, a number of copies that can be made, and a cartridge. It has been proposed to memorize the time of replacement of parts and the like, and to carry out cartridge replacement and quality control.
[0004]
[Patent Document 1] JP-A-10-221938
[Problems to be solved by the invention]
In the image forming apparatus described in Patent Document 1, the memory can exchange data in a non-contact manner. Therefore, in addition to the advantage that misreading of data is unlikely to occur as in the contact type, the remaining amount of toner and copy Since the cartridge stores numerical values such as the possible number of sheets, even if the cartridge is replaced, it is possible to know the remaining amount of toner stored in the cartridge itself. Will be resolved.
However, the apparatus described in Patent Document 1 merely stores data relating to the life of the cartridge and the remaining amount of toner. Therefore, there is a problem in that only data far from being able to calculate the remaining amount of toner can be stored. is there.
That is, in actual copying and printing processes, the amount of toner consumption greatly varies depending on the density of the image to be printed and the secular change of the photoconductor used. Although the calculation must be performed, the method described in Patent Document 1 simply calculates the remaining amount of toner from the amount of toner used detected by a sensor or the like. It had a problem that it could not be obtained.
An object of the present invention is to provide a technical idea capable of overcoming the problems of the related art as described above.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A storage medium provided in the toner cartridge and storing at least data on the remaining amount of toner or the amount of used toner;
A control unit provided on the image forming apparatus main body side and having a function of updating data relating to the remaining amount of toner or the amount of used toner stored in the storage medium by being connected to the storage medium in a non-contact manner. In an image forming system,
An actual toner consumption calculating means for calculating a toner consumption based on the number of dots of an image to be formed,
Cumulative value calculating means for calculating an actual use amount cumulative value obtained by accumulating the toner actual use amount by the toner actual use amount calculating means;
An image forming system comprising: a toner remaining amount calculating unit that calculates a toner remaining amount for each toner cartridge based on the actual toner usage amount accumulated value calculated by the accumulated value calculating unit. Is done.
As a method for calculating the data relating to the toner remaining amount and the usage amount, the number of product setting print dots determined for each toner cartridge is stored in the storage medium, and the product print dot number and the actual use number are used as the toner remaining amount calculating means. There is a method of calculating the remaining amount of toner for each toner cartridge by comparing the accumulated amount with the amount.
[0007]
The storage content of the storage medium includes a set number of products determined for each toner cartridge. In this case, the toner remaining amount calculating means can calculate the toner remaining amount for each toner cartridge by comparing the set product number with the cumulative number obtained by converting the actual usage amount cumulative value into the number.
[0008]
In addition, in order to calculate the actual toner usage amount by the toner actual usage amount calculation means, a dot aggregation degree versus a toner consumption storing the aggregation degree of dots in the image to be formed and the toner consumption corresponding to the aggregation degree are stored. A quantity comparison table data storage means,
A dot collection degree calculating means for calculating a collection degree of an image to be formed;
The toner actual use amount calculation means searches the dot collection degree vs. toner consumption comparison table data storage means based on the dot collection degree obtained by the dot collection degree calculation means to calculate the actual toner consumption amount. It is also possible to do.
As an example of the dot aggregation degree calculating means, an average dot aggregation degree in one image may be calculated.
[0009]
As a method of calculating the dot aggregation degree by the dot aggregation degree calculating means, a method of calculating an average dot aggregation degree in the reference image area can be considered.
The image reference area is an area having a small fixed area obtained by decomposing an image into small pieces. As an example, an area that is equal to or larger than the minimum unit area determined by a screen line for image processing can be considered. .
In order to more accurately calculate the toner consumption calculated by the control unit, it is desirable to correct the toner consumption obtained as described above by various methods. For example, even if the original has the same density, the toner consumption varies depending on the exposure intensity and the developing bias setting value. Correcting using these values helps to calculate the accurate toner consumption.
[0010]
As another correction method, it can be calculated according to the average input value in the reference image area. This is because taking the average value can reduce the capacity of the accumulated value data to be stored.
As a method of calculating the toner consumption, a design center value may be provided and approximately calculated. This eliminates the need for calculation, so that the processing can be sped up.
As a method of correcting the calculated toner consumption, it is conceivable to correct the toner usage according to the usage time of the photoconductor provided on the image forming apparatus main body side. This is because if the photoconductor deteriorates over time, the degree of photosensitivity changes, so that the amount of toner used for the same image density changes.
As another correction method, it is conceivable to correct the calculated toner consumption according to the usage time of the developing device provided on the image forming apparatus main body side. The toner conveying force of the developing device depends on the magnetic force of the magnet in the developing roller, but this magnetic force changes over time.
As a method of correcting the toner consumption calculated by the control unit, it is conceivable to approximately calculate an initial setting value corresponding to the smallest value of the average input value in the reference image area as a reference.
Further, since the adhesion of the toner changes depending on the temperature and humidity, it is also significant as a correction method by the control unit to correct the calculated toner consumption according to the temperature and humidity of the use environment.
[0011]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an image forming apparatus according to the present invention will be described in more detail with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of communication means between a toner cartridge and a main body in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a diagram showing a memory provided on the toner cartridge side of the process unit. FIG. 3 is a block diagram showing an outline of a communication device with a control unit provided on the main body side. FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of the control unit at the time of communication between the control unit on the main body side and the control unit on the toner cartridge side. .
[0012]
As shown in FIG. 1, the cartridge TC of the image forming apparatus according to the present embodiment includes a memory 1 shown in FIG. 2 and a storage device including a cartridge-
The
On the other hand, on the main body side, a main body side control unit C for obtaining various data regarding the remaining amount of toner by communicating with the storage device M is provided as shown in FIG. As shown in FIG. 2, the main unit-side control unit C includes a
It should be noted that the memory 1 used in the present invention may be a non-contact memory composed of an IC having a read / write function and a wireless communication function. By enabling communication between the toner cartridge side and the main body side by such non-contact type communication, the possibility of contact failure due to the mounting state of the cartridge is eliminated, and highly reliable control can be performed.
[0013]
As will be described later, the amount of toner used in the cartridge is written and stored in the memory 1 as needed. There is no particular limitation on the method of storing or displaying the toner usage stored in the memory 1 as long as it can be determined by the image forming apparatus. For example, parameters relating to the remaining amount of toner, such as the number of prints and the number of dots to be formed on the photoconductor, may be mentioned.
Further, the product information at the time of shipping the cartridge is also stored in the memory 1 at the time of shipping from the factory. This includes, for example, the printable number of sheets (product set number) of the toner kit, such as 1000 sheets, 2000 sheets, or the number of printable black pixels (the product print dot amount).
[0014]
In this embodiment, the remaining amount of toner is obtained by integrating the printing rate at the time of printing and subtracting it from the original amount such as the set number of products. The original amount is data stored in the cartridge memory 1 at the time of shipment.
The printing rate used in the following embodiments is the number of pixels per predetermined unit area, which is predetermined according to whether the image is a character or a picture, and is obtained by referring to a table obtained in advance by verification. .
This is because, in extreme cases, the amount of toner consumption is completely different between when only characters are printed and when only images such as photographs are printed, so the type of image to be printed is detected each time. Then, the number of black pixels per unit area is calculated using the printing rate, and the number of black pixels is integrated by the area to obtain an accurate toner consumption.
[0015]
Next, a processing procedure of the CPU in the control unit C of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to a flowchart of FIG. In the following description, S1, S2,... Indicate processing procedure (step) numbers.
This process is started when the power of the image forming apparatus main body is turned on.
When the power is turned on, the
When the connection with the memory 1 is started, the
[0016]
If it is determined that the toner cartridge TC is genuine, the process proceeds to S3, and waits for the start of a copy process.
When the copy process is started, the
[0017]
When the data of the toner usage is acquired, the CPU acquires the image data to be printed (S5). When the image forming apparatus according to the present embodiment is a copying machine or a facsimile, this processing includes reading an image, and in the case of a printer, the processing is image data stored in an image memory.
When the acquisition of the image data is completed, the
When the type of image for each of the arranged unit images is determined, the printing rate for each type of image is determined (S7). This can be easily obtained by searching a pre-stored correspondence table between the image type and the corresponding printing rate.
Since the printing rate is the number of black pixels per unit area as described above, the actual consumption amount of toner for one image can be obtained by integrating this for the entire image (S8). ).
[0018]
Next, the
The accumulated use amount of the toner is transmitted to the storage device C in the next S10 (S10) and stored in the memory 1. That is, the toner usage data is updated.
When the toner usage data is updated, it is determined whether the copy processing for the set number of processed sheets has been completed (S11).
If there is still a number to be processed, the process returns to S4 to continue the copying process and update the accumulated toner usage (S4 to S11).
If it is determined that the copy processing for the set number of sheets has been completed, the process proceeds to S12.
[0019]
In step S12, the memory 1 is accessed again, and the information on the set number of products or the set toner amount of the product and the accumulated toner usage amount are referred to.
Here, the CPU determines whether it is time to replace the cartridge by comparing the product set toner amount with the accumulated toner usage amount (S13). At this time, the number of printed sheets calculated backward from the toner consumption and the set number of products may be compared to determine whether it is time to replace the cartridge in terms of the number of printed sheets. For example, it is also possible to take a two-sided safety measure, such as replacing the toner cartridge when either the toner usage amount or the number of printed sheets falls below a predetermined margin range with respect to the product set value. .
[0020]
If it is determined in S13 that the toner consumption and the number of printed sheets, which are still the accumulated values, are less than the set values for each product, a display indicating that printing is possible is performed in S14, and the process returns to S3. If the accumulated value falls within a predetermined range with respect to the product setting value, a display for replacing the toner cartridge is output to the monitor (S15).
If it is determined in S2 that the toner cartridge is not a genuine one, a warning message for replacing the toner cartridge is issued in text or by voice (S16).
[0021]
【Example】
In the embodiment described above, a storage medium provided at the toner cartridge and storing at least data relating to the remaining amount of toner or the used amount of toner is provided at the image forming apparatus main body side and connected to the storage medium in a non-contact manner. A control unit having a function of updating data relating to the remaining amount of toner or the amount of used toner stored in the storage medium, wherein the control unit determines the number of dots of the image to be formed based on the number of dots of the image to be formed. Toner actual use amount calculating means for calculating the toner consumption amount, cumulative value calculating means for calculating an actual use amount cumulative value obtained by accumulating the toner actual use amount by the toner actual use amount calculating means, and calculated by the cumulative value calculating means And toner remaining amount calculating means for calculating the remaining amount of toner for each toner cartridge based on the accumulated actual amount of toner used. As a specific example of the method of calculating the data regarding the remaining amount of toner and the amount of use, the number of product setting print dots determined for each toner cartridge is stored in the storage medium. Although the method of calculating the remaining amount of toner for each toner cartridge by comparing the number of product print dots with the actual use amount accumulation value has been described, the amount of toner used may be considered based on the number of used transfer papers. it can.
For example, the set number of products determined for each toner cartridge is stored as the storage content of the storage medium, and the remaining toner amount calculating means calculates the cumulative number of the product set number and the actual use amount accumulated value converted into the number of sheets. By comparing with the above, the remaining amount of toner for each toner cartridge can be calculated.
[0022]
In order to calculate the actual toner usage by the toner actual usage calculator, it is possible to use the concept of the degree of aggregation of dots in the image to be formed. The degree of dot aggregation corresponds to the density and density of an image, and the higher the degree, the greater the amount of toner consumption. For example, for each of the image area and the character area, the degree of aggregation of dots, that is, the number of dots per unit area is determined in advance, and this is stored as a table. That is, a dot set degree vs. toner consumption comparison table data storage means for storing the correspondence between the dot set degree and the toner consumption corresponding to the set degree is provided, and each area is provided with an image area or a text area. It is reasonable to judge whether the area is an area and, based on the judgment, search the above-mentioned dot aggregation degree / toner consumption amount comparison table data storage means to calculate the actual amount of toner used.
[0023]
As an example of the dot aggregation degree calculating means, a method of calculating an average dot aggregation degree for each document can be considered. For example, the amount of toner consumption corresponding to the ratio of the image in the A41 sheet is calculated in advance, and the calculated amount is stored in advance as a table of the ratio of the image and the corresponding amount of toner consumption. The ratio of the images may be calculated, and the toner consumption corresponding to the ratio may be extracted from the table.
As a method of calculating the dot aggregation degree by the dot aggregation degree calculating means, a method of calculating an average dot aggregation degree in the reference image area can be considered.
[0024]
The above-mentioned image reference area is an area of a fixed fixed area obtained by decomposing an image finely. For example, an area that is equal to or larger than the minimum unit area determined by the screen line for image processing is considered. Can be
For such an image reference area, the toner consumption may be obtained for the image area and the character area in advance, and the toner consumption for each of the minimum unit areas may be calculated based on the toner consumption and integrated.
In order to more accurately calculate the toner consumption calculated by the control unit, it is desirable to correct the toner consumption obtained as described above by various methods. For example, even if the original has the same density, the toner consumption varies depending on the exposure intensity and the developing bias setting value. Correcting using these values helps to calculate the accurate toner consumption. The exposure intensity is obtained by the input power to the light source, and the developing bias set value is obtained by referring to the value of the bias voltage applied to the developing roller.
[0025]
As another correction method, it can be calculated according to the average input value in the reference image area. This is because taking the average value can reduce the capacity of the accumulated value data to be stored.
For example, an image for one page is vertically divided into four horizontal parts (a total of 16 divisions), and the average per such reference area is calculated based on the average number of dots per unit area irrespective of characters and images. is there.
As a method of calculating the toner consumption, a design center value may be provided and approximately calculated. This eliminates the need for calculation, so that the processing can be sped up. For example, the number of dots is determined for each font, and this is integrated for the number of characters.
[0026]
As a method of correcting the calculated toner consumption, it is conceivable to correct the toner usage according to the usage time of the photoconductor provided on the image forming apparatus main body side. This is because if the photoconductor deteriorates over time, the degree of photosensitivity changes, so that the amount of toner used for the same image density changes.
As another correction method, it is conceivable to correct the calculated toner consumption according to the usage time of the developing device provided on the image forming apparatus main body side. The toner conveying force of the developing device depends on the magnetic force of the magnet in the developing roller, but this magnetic force changes over time.
When the change in toner consumption over time is considered in detail, many cases are required, and the calculation may be complicated.
Therefore, increasing the toner consumption in proportion to the number of years can be considered as a simple method.
The usage time of the photoconductor and the usage time of the developing device as described above can be calculated by a timer provided in the main body of the image forming apparatus, but can be replaced by the number of prints as a simple method.
[0027]
As a method of correcting the toner consumption calculated by the control unit, it is conceivable to approximately calculate an initial setting value corresponding to the smallest value of the average input value in the reference image area as a reference.
Further, since the toner adhesion changes depending on the temperature and humidity, it is also significant as a correction method by the control unit to correct the calculated toner consumption according to the temperature and humidity of the use environment. Temperature and humidity can be obtained by inputting data from each sensor.
[0028]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to accurately obtain the toner consumption that greatly fluctuates due to aging of the photoconductor, and to accurately manage the toner cartridge replacement timing and the like. I can do it.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a conceptual diagram showing an outline of communication means between a toner cartridge and a main body in an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a block diagram showing an outline of a communication device between a memory provided on the toner cartridge side and a control unit provided on a main body side.
FIG. 3 is a flowchart showing a procedure of the control unit at the time of communication between the control unit on the main body side and the control unit on the toner cartridge side.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
6 memories S1, S2, ... steps (procedure)
Claims (18)
画像形成装置本体側に設けられ，上記記憶媒体に非接触で接続することで上記記憶媒体に記憶されたトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを更新する機能を備えた制御部とを備えてなる画像形成システムにおいて，
上記制御部が，画像形成する画像のドット数に基づいてトナー消費量を算出するトナー実使用量算出手段と，
上記トナー実使用量算出手段によるトナー実使用量を累積した実使用量累積値を算出する累積値算出手段と，
上記累積値算出手段により算出されるトナーの実使用量累積値に基づいて，トナーカートリッジ毎のトナー残量を算出するトナー残量算出手段とを備えてなることを特徴とする画像形成システム。A storage medium provided in the toner cartridge and storing at least data on the remaining amount of toner or the amount of used toner;
A control unit provided on the image forming apparatus main body side and having a function of updating data relating to the remaining amount of toner or the amount of used toner stored in the storage medium by being connected to the storage medium in a non-contact manner. In an image forming system,
An actual toner consumption calculating means for calculating a toner consumption based on the number of dots of an image to be formed,
Cumulative value calculating means for calculating an actual use amount cumulative value obtained by accumulating the toner actual use amount by the toner actual use amount calculating means;
An image forming system comprising: a toner remaining amount calculating unit that calculates a remaining amount of toner for each toner cartridge based on the actual toner usage amount cumulative value calculated by the cumulative value calculating unit.
画像形成する画像の集合度合を算出するドット集合度合算出手段とを更に備え，
前記トナー実使用量算出手段が，上記ドット集合度合算出手段により得られたドット集合度合に基づいて上記ドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段を検索して，トナーの実使用量を算出するものである請求項１〜３に記載の画像形成システム。A dot collection degree vs. toner consumption comparison table data storage means for storing a dot collection degree in the image to be formed and a toner consumption corresponding to the collection degree;
A dot collection degree calculating means for calculating a collection degree of an image to be formed;
The toner actual use amount calculation means searches the dot collection degree vs. toner consumption comparison table data storage means based on the dot collection degree obtained by the dot collection degree calculation means to calculate the actual toner consumption amount. The image forming system according to claim 1, wherein:
上記記憶媒体に記憶されたトナー残量或いはトナー使用量に関するデータを更新する機能を備えた制御部を備え具備してなる画像形成装置において，
上記制御部が，
画像形成する画像のドット数に基づいてトナー消費量を算出するトナー実使用量算出手段と，
上記トナー実使用量算出手段によるトナー実使用量を累積した実使用量累積値を算出する累積値算出手段と，
上記累積値算出手段により算出されるトナーの実使用量累積値に基づいて，上記トナーカートリッジ毎のトナー残量を算出するトナー残量算出手段とを備えてなることを特徴とする画像形成装置。By being connected in a non-contact manner to a storage medium provided in the toner cartridge and storing at least data on the remaining amount of toner or the amount of used toner,
An image forming apparatus comprising a control unit having a function of updating data relating to the remaining amount of toner or the amount of used toner stored in the storage medium,
The above control unit
An actual toner use amount calculating unit for calculating a toner consumption amount based on the number of dots of an image to be formed;
Cumulative value calculating means for calculating an actual use amount cumulative value obtained by accumulating the toner actual use amount by the toner actual use amount calculating means;
An image forming apparatus comprising: a toner remaining amount calculating unit that calculates a remaining amount of toner for each of the toner cartridges based on an actual toner usage amount cumulative value calculated by the cumulative value calculating unit.
画像形成する画像の集合度合を算出するドット集合度合算出手段とを更に備え，
前記トナー実使用量算出手段が，上記ドット集合度合算出手段により得られたドット集合度合に基づいて上記ドット集合度合対トナー消費量対照テーブルデータ記憶手段を検索して，トナーの実使用量を算出するものである請求項１５〜１７に記載の画像形成装置。A dot collection degree vs. toner consumption comparison table data storage means for storing a dot collection degree in the image to be formed and a toner consumption corresponding to the collection degree;
A dot collection degree calculating means for calculating a collection degree of an image to be formed;
The toner actual use amount calculation means searches the dot collection degree vs. toner consumption comparison table data storage means based on the dot collection degree obtained by the dot collection degree calculation means to calculate the actual toner consumption amount. The image forming apparatus according to claim 15, wherein:
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