JP2004347934A - Device and method for managing life of toner cartridge and image forming apparatus - Google Patents

Device and method for managing life of toner cartridge and image forming apparatus Download PDF

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岳彦 岡村
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a device and a method for managing the life of a toner cartridge constituted so that residual amount to developing roller driving time is judged to be fit to the actual condition of the usage of an image forming apparatus to be used. <P>SOLUTION: Figure is the explanatory drawing of an example that the display of the toner residual amount is performed by the invention. In the figure, (a) corresponds to a large-capacity toner cartridge and (b) corresponds to a small-capacity toner cartridge. In (a), D4 is the maximum value (initial value) of a toner counted value, and the display of the toner residual amount in this case is 100%. D3 is the near end value of the toner counted value, D2 is the end value of the toner counted value, and D1 is the end end value of the toner counted value. In the example (a), the near end value D3 shows 20% in the display of the toner residual amount. In the case of accumulating and counting the developing roller driving time, the developing roller driving time for accelerating the fluidity of toner is excepted. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、累積の現像ローラ駆動時間に基づいてトナーカートリッジの寿命管理を行う際に、現像ローラ駆動時間の残量の演算を画像形成装置の使用の実態に適合させるようにしたトナーカートリッジ寿命管理装置および方法と、トナーカートリッジの寿命を合理的に判断できる構成の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを使用して画像を形成する画像形成装置においては、トナー補給などのメンテナンスや画質の維持などの理由で、トナーの消費量または残量を確認し、トナーカートリッジの寿命を管理する必要がある。本件出願人は、簡単な構成で精度よくトナーの消費量を求めることのできるトナー消費量検出方法および装置をすでに開示している（特許文献１参照）。
【０００３】
この検出方法および装置においては、印刷ドットの値とトナー消費量の関係が非線形で、しかも当該印刷ドットに隣接する印刷ドットの状態によっても変化することに鑑み、印刷ドット列を孤立ドット、２連続ドット、中間値ドットの３つのパターンに分け、これらのパターン毎にその形成個数を計数し、それらの計数値に基づいてトナーの消費量を求めている。
【０００４】
このような画像形成装置においては、画像形成が繰り返されることにより、トナーカートリッジに充填されているトナーが消費されて徐々に減少する。トナーカートリッジに充填されているトナー量があるレベル（所定値）よりも少なくなると、「トナーカートリッジを交換して下さい」などのメッセージが画像形成装置の表示部に表示され、ユーザに注意を促している。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−１７４９２９号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ユーザとしては、資源を有効に利用するとの観点からも、トナー残量を正確に把握して適性な時期にトナーカートリッジの交換を行いたいという要請がある。前記特許文献１に記載の発明においては、印刷ドット列の配列パターンを３種類に分けて、１頁単位あるジョブ期間におけるトナー消費量を、前記印刷ドット列の配列パターンに基づいて求めることが開示されている。
【０００７】
ところで、トナーカートリッジの寿命はトナー残量が所定値よりも少なくなった場合の他に、現像ローラ駆動時間の累積値が所定値よりも多くなった時点でも考慮する必要がある。例えば、画像形成領域におけるトナー使用量が少ない場合でも、現像ローラの駆動時間が連続する場合にはトナーカートリッジ内に充填されたトナーは攪拌される度合いが増大して劣化が促進される。このため、最大値から累積の現像ローラ駆動時間を減算した残量には、一定の限界値を設定しなければならない。
【０００８】
ある記録媒体の画像形成領域へ画像を形成する場合には、どの程度の時間現像ローラを駆動させせるのか画像データの内容により異なるので、現像ローラの駆動時間は未知である。このため、現像ローラ駆動時間に基づいてトナーカートリッジの寿命管理を行う上では、現像ローラ駆動時間をカウントして累積値を最大値から減算し残量を把握しなけれなならない。
【０００９】
現像ローラ駆動時間の残量を求める際に、現像ローラは画像形成領域へ画像を形成する場合の他に、印字品質を向上させるなどの目的で、通常の画像形成モードとは異なる特別なモードで駆動させることが必要となる場合があることを考慮する必要がある。このような場合には、現像ローラは１回転程度の駆動となり駆動時間は微少な動作時間となる。すなわち、前記特別なモードにおける現像ローラの駆動時間は既知であり、しかも微少な動作時間であるから、トナーカートリッジの寿命には影響を及ぼさないと考えられる。したがって、トナーカートリッジの寿命管理の際に、あえて前記特別なモードにおける現像ローラの駆動時間をカウントアップする必然性は見出せない。
【００１０】
むしろ、すべての現像ローラ駆動時間を単純にカウントアップして累積値を最大値から減算し、残量を機械的に設定してしまうと、トナーカートリッジの寿命判定が画像形成装置の動作の実態に適合せず、処理も煩雑になるという問題がある。しかしながら、従来のトナーカートリッジの寿命管理においては、現像ローラ駆動時間に関してこのようなきめ細かな管理を行っていないので、合理的なトナーカートリッジの寿命管理ができないという問題があった。
【００１１】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、累積の現像ローラ駆動時間に基づいてトナーカートリッジの寿命管理を行う際に、現像ローラ駆動時間の残量の演算を画像形成装置の使用の実態に適合させるようにしたトナーカートリッジ寿命管理装置および方法と、トナーカートリッジの寿命を合理的に管理する画像形成装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
この発明のトナーカートリッジ寿命管理装置は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行うことで消費される各色のトナーの量を求めるトナーカウンタと、現像ローラ駆動時間の残量を求める演算手段と、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、現像ローラ駆動時間の残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、異なる容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、現像ローラ駆動時間をカウントする手段は、トナーの流動性を促進する際の現像ローラ駆動時間はカウントを除外することを特徴とする。このように、現像ローラを一定時間以上停止させた後にトナーの流動性を促進させるために微少時間、例えば１回転程度現像ローラを回転させる動作については、現像ローラ駆動時間を加算していない。すなわち、トナーカートリッジの寿命に影響を与えない要因であって、しかも駆動時間が既知の場合についてはカウントを除外しているので、現像ローラ駆動時間の残量を使用の実態に適合させて判断することができる。また、トナーカートリッジの寿命管理を合理的に行うことができる。
【００１３】
また、本発明は、前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジについて現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示することを特徴とする。このように、異なる容量の複数のトナーカートリッジにおける現像ローラ駆動時間の残量を同一目盛りで表示しているので、現像ローラ駆動時間の残量の表示機構を安価で、しかもユーザに見やすい構成とすることができる。また、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したか否かによりトナーカートリッジの交換時期を精度良く判定するので、適正なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００１４】
また、本発明は、前記表示手段には、現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を前記複数のトナーカートリッジについて同一割合で表示し、かつ、現像ローラ駆動時間の残量のエンド値は前記複数のトナーカートリッジについて同一の数値で判定することを特徴とする。このように、現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を前記複数のトナーカートリッジについて同一割合で表示しているので、新規にトナーカートリッジを装着してから現像ローラ駆動時間の残量がニアエンド値に到達するまでは、トナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の大きさ（最大値）に拘わらずユーザは混乱なく現像ローラ駆動時間の残量を把握することができる。さらに、現像ローラ駆動時間の残量のエンド値は前記複数のトナーカートリッジで同一の数値で判定されるので、ユーザはトナー容量の大小に拘わらず該当のトナーカートリッジがエンド値に到達したことを明確に認識できる。したがって、画像形成を続行することによって現像ローラ駆動時間の残量不足による画像のすれなどの画像劣化の発生を防止することができる。なお、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したか否かによりトナーカートリッジの交換時期を精度良く判定するので、適正なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００１５】
また、本発明は、前記現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を予め記憶する記憶手段を設け、前記演算手段は前記初期値に現像ローラ駆動時間を累積して加算し、最大値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して、現像ローラ駆動時間の残量を求めることを特徴とする。このように、固定された初期値に現像ローラ駆動時間をその都度累積しているので、現時点での現像ローラ駆動時間の残量を正確に把握することができる。
【００１６】
また、本発明は、前記記憶手段をトナーカートリッジに設けたことを特徴とする。このため、ユーザが大容量カートリッジを使用して記録媒体に画像形成を行なった後に小容量カートリッジに入れ替えて画像形成を行い、再度大容量カートリッジを入れ替えた場合でも、大容量カートリッジに対応したトナー残量は、前記小容量カートリッジの交換前の値を引き継いで、その値からカウントアップされることになる。このように、容量の異なるトナーカートリッジを寿命到達前に途中で入れ替えた場合でも精度良く寿命管理を行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、前記所定値は、現像ローラ駆動時間の残量が多い順に設定される、ニアエンド値、エンド値、エンドエンド値のいずれかとすることを特徴とする。このように、トナーカートリッジの交換時期を判定するための所定値を、現像ローラ駆動時間の残量に応じて３段階に設定している。このため、トナーカートリッジの交換時期をきめ細かに判定し報知することができるので、ユーザに対する利便性が向上する。
【００１８】
また、前記所定値は、ニアエンド値が複数の値に設定されていることを特徴とする。画像形成においては、シート（記録媒体）に画像形成する際に、現像ローラ駆動時間の残量は各色で同じにはならない。このため、例えばブラック（黒）のニアエンド値を他色のニアエンド値よりも小さな値に設定するというように、ニアエンド値を複数の値に設定している。このような設定とすることにより同量のシートに画像形成する際に、ニアエンド値に到達するまでのブラック（黒）に対する累積の現像ローラ駆動時間を長くして、画像形成装置の動作の実態に合わせてことができる。
【００１９】
また、前記所定値は、記録媒体に形成される画像の割合の画占率により異なる値としたことを特徴とする。トナー消費量は、シートの画像形成領域の大きさ（画占率）により定められる。しかしながら、画占率が小さい場合でも現像ローラ駆動時間が連続する場合には、トナーカートリッジに充填されたトナーが劣化してトナーカートリッジの寿命が短縮されることになる。したがって、本発明のこのような構成とすることにより、画占率が異なる種々の画像形成において現像ローラ駆動時間に対応したトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２０】
また、前記トナーカートリッジは、多数の記録媒体に画像を形成する大容量トナーカートリッジと、少数の記録媒体に画像を形成する小容量トナーカートリッジの複数のトナーカートリッジを交換して使用するものであって、前記所定値は、複数のトナーカートリッジでそれぞれ異なる値に設定したことを特徴とする。このため、大容量トナーカートリッジまたは小容量トナーカートリッジのいずれを使用する場合でも、適切なトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２１】
また、本発明のトナーカートリッジ寿命管理方法は、複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより記録媒体に画像形成を行い、累積の現像ローラ駆動時間をカウントし、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
現像ローラ駆動時間を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されている現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を読み出す段階と、前記初期値にトナーの流動性を促進する際の現像ローラ駆動時間を除外して累積の現像ローラ駆動時間を加算する段階と、前記累積して加算された現像ローラ駆動時間を最大値から減算して残量を演算する段階とからなることを特徴とする。このように、画像形成領域に画像を形成する場合のように現像ローラ駆動時間が未知の場合と異なり、予め微少な動作時間として既知であるトナーの流動性を促進する際の現像ローラ駆動時間を除外している。このため、現像ローラ駆動時間の累積加算処理が簡略化され処理時間も短縮される。
【００２２】
また、本発明は、前記表示手段には、前記異なる容量の複数のトナーカートリッジを使用する際に、現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示すると共に、現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を同一割合で表示する段階と、現像ローラ駆動時間の残量のエンド値は前記複数のトナーカートリッジで同一の数値で判定する段階とからなることを特徴とする。このため、現像ローラ駆動時間の残量、ニアエンド値、エンド値を表示するための内部処理が簡単に行える。また、正確に累積のトナー消費量が求められ、精度の良いトナーカートリッジ寿命管理を行うことができる。
【００２３】
また、前記所定値は現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値であって、前記残量が前記所定値に到達した場合に、その旨を報知する段階を含むことを特徴とする。このため、ユーザは現像ローラ駆動時間の残量がニアエンド値に到達したことを的確に把握することができる。
【００２４】
また、本発明の画像形成装置は、前記請求項１ないし請求項９のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置と、静電潜像を担持可能に構成された像担持体とを備え、前記ロータリー現像ユニットは、前記複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする。このため、ロータリー現像ユニットを用いて複数色のトナーで同量の記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、現像ローラ駆動時間の残量をユーザにみやすく表示させることができる。また、画像形成の実態に即して精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２５】
また、本発明の画像形成装置は、前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする。このため、中間転写部材を用いる画像形成装置において、現像ローラ駆動時間の残量をユーザにみやすく表示させることができる。また、精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】
図６は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す縦断側面図である。また、図７は図６の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像の形成や、ブラック（Ｋ）のトナーのみを用いてモノクロ画像の形成を行う。
【００２７】
本発明の画像形成装置では、ユーザからの画像形成要求に応じて、ホストコンピュータなどの外部装置から画像信号がメインコントローラ１１に与えられる。この際に、メインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０に指令信号が送信される。この指令信号に応じてエンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧの各部を制御して、シートＳ（記録媒体）に画像信号に対応する画像を形成する。 このエンジン部ＥＧでは、「像担持体」として機能する感光体２が図６の矢印方向Ｄ１に回転自在に設けられている。また、この感光体２の周りにその回転方向Ｄ１に沿って、帯電ユニット３、ロータリー現像ユニット４およびクリーニング部５がそれぞれ配置されている。帯電ユニット３は帯電制御部１０３から帯電バイアスが印加されており、感光体２の外周面を所定の表面電位に均一に帯電させる。
【００２８】
そして、この帯電ユニット３によって帯電された感光体２の外周面に向けて露光ユニット６から光ビームＬが照射される。この露光ユニット６は、露光制御部１０２から与えられる制御指令に応じて光ビームＬを感光体２上に露光して、画像信号に対応する静電潜像を形成する。露光ユニット６には、レンズ、ミラーなどの適宜の光学素子が設けられている。ホストコンピュータなどの外部装置より、インターフェース１１２を介してメインコントローラ１１のＣＰＵ１１１に画像信号が与えられると、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１が露光制御部１０２に対し所定のタイミングで画像信号に対応した制御信号を出力する。この制御信号に応じて露光ユニット６から光ビームＬが感光体２上に照射されて、画像信号に対応する静電潜像が感光体２上に形成される。
【００２９】
こうして、感光体２上に形成された静電潜像は、ロータリ現像ユニット４によってトナー現像される。すなわち、この実施形態では、ロータリー現像ユニット４は、軸中心に回転自在に設けられた支持フレーム４０、図示を省略する回転駆動部が設けられている。ロータリー現像ユニット４には、各色用の現像器が設けられており、各現像器には現像ローラが取付けられている。
【００３０】
また、支持フレーム４０に対して着脱自在に構成されてそれぞれの色のトナーを内蔵する、イエロー用の現像器４Ｙ、シアン用の現像器４Ｃ、マゼンタ用の現像器４Ｍ、およびブラック用の現像器４Ｋを備えている（本明細書においては、前記各色用現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋをトナーカートリッジということがある）。
【００３１】
このロータリー現像ユニット４は、図７に示すように、現像器制御部１０４により制御されている。そして、この現像器制御部１０４からの制御指令に基づいて、ロータリー現像ユニット４が回転駆動される。また、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋが選択的に感光体２と対向する所定の現像位置に位置決めされて、選択された色のトナーを感光体２の表面に付与する。これによって、感光体２上の静電潜像が選択トナー色で顕像化される。
【００３２】
この現像位置では、当該位置に位置決めされた現像器（図６の例ではイエロー用現像器４Ｙ）に設けられた現像ローラ４４が感光体２と当接して、または所定のギャップを隔てて対向配置されている。この現像ローラ４４は、その表面に摩擦帯電されたトナーを担持するトナー担持体として機能している。そして、現像ローラ４４が回転することによって順次、その表面に静電潜像が形成されている感光体２との対向位置に、トナーが搬送される。
【００３３】
ここで、現像器制御部１０４から直流電圧と交流電圧とが重畳された現像バイアスが現像ローラ４４に印加される。このような現像バイアスによって、現像ローラ４４上に担持されたトナーは、感光体２の表面各部にその表面電位に応じて部分的に付着し、こうして感光体２上の静電潜像が当該トナー色のトナー像として顕像化される。
【００３４】
上記のようにして現像ユニット４で現像されたトナー像は、一次転写領域ＴＲ１で転写ユニット７の中間転写ベルト７１上に一次転写される。転写ユニット７は、複数のローラ７２〜７５に掛け渡された中間転写ベルト７１と、ローラ７３を回転駆動することで中間転写ベルト７１を所定の回転方向Ｄ２に回転させる駆動部（図示省略）とを備えている。
【００３５】
さらに、中間転写ベルト７１を挟んでローラ７３と対向する位置には、該ベルト７１表面に対して図示を省略した電磁クラッチにより、当接・離間移動可能に構成された二次転写ローラ７８が設けられている。カラー画像をシートＳに転写する場合には、感光体２上に形成される各色のトナー像を中間転写ベルト７１上に重ね合わせてカラー画像を形成する。
【００３６】
そして、カセット８から取り出されて中間転写ベルト７１と二次転写ローラ７８との間の二次転写領域ＴＲ２に搬送されてくるシートＳ上に、カラー画像を二次転写する。また、こうしてカラー画像が形成されたシートＳは定着ユニット９を経由して装置本体の上面部に設けられた排出トレイ部に搬送される。
【００３７】
なお、中間転写ベルト７１へトナー像を一次転写した後の感光体２は、図示を省略した除電手段によりその表面電位がリセットされる。さらに、感光体２の表面に残留したトナーがクリーニング部５により除去された後、帯電ユニット３により次の帯電を受ける。クリーニング部５により除去されたトナーは、図示を省略したトナータンクに回収される。
【００３８】
また、ローラ７５の近傍には、クリーナ７６、濃度センサ６０および垂直同期センサ７７が配置されている。これらのうち、クリーナ７６は図示を省略する電磁クラッチによってローラ７５に対して近接・離間移動可能となっている。そして、ローラ７５側に移動した状態でクリーナ７６のブレードがローラ７５に掛け渡された中間転写ベルト７１の表面に当接し、二次転写後に中間転写ベルト７１の外周面に残留付着しているトナーを除去する。クリーナ７６のブレードで除去されたトナーは、転写廃トナータンクに回収される。
【００３９】
垂直同期センサ７７は、中間転写ベルト（中間転写部材）７１の基準位置を検出するためのセンサであり、中間転写ベルト７１の回転駆動に関連して出力される同期信号、つまり垂直同期信号Ｖｓｙｎｃを得るための垂直同期センサとして機能する。そして、この装置では、各部の動作タイミングを揃えるとともに各色で形成されるトナー像を正確に重ね合わせるために、装置各部の動作はこの垂直同期信号Ｖｓｙｎｃに基づいて制御される。さらに、濃度センサ６０は、中間転写ベルト７１の表面に対向して設けられており、濃度制御処理において、中間転写ベルト７１の外周面に形成されるパッチ画像の光学濃度を測定する。
【００４０】
図７に示すように、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、該現像器の製造ロットや使用履歴、内蔵トナーの残量などに関するデータを記憶する「記憶素子」であるメモリ９１〜９４がそれぞれ設けられている。さらに、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋには、コネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋがそれぞれ設けられている。
【００４１】
そして、必要に応じて、これらのコネクタ４９Ｙ、４９Ｃ、４９Ｍ、４９Ｋが選択的に本体側に設けられたコネクタ１０８と接続される。このため、インターフェース１０５を介して、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１と各メモリ９１〜９４との間でデータの送受を行って、該現像器（トナーカートリッジ）に関する消耗品管理等の各種情報の管理を行っている。なお、この実施形態では本体側コネクタ１０８と各現像器側のコネクタ４９Ｋ等とが機械的に嵌合することで相互にデータ送受を行っているが、例えば無線通信等の電磁的手段を用いて非接触にてデータ送受を行うようにしてもよい。
【００４２】
また、各現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋに固有のデータを記憶するメモリ９１〜９４は、電源オフ状態や該現像器が本体から取り外された状態でもそのデータを保存できる不揮発性メモリであることが望ましい。このような不揮発性メモリとしては、例えばフラッシュメモリや強誘電体メモリ（ＦＲＡＭ）、ＥＥＰＲＯＭなどを用いることができる。
【００４３】
また、図６では記載を省略しているが、この画像形成装置では図７に示すように表示部１２が設けられている。そして、必要に応じＣＰＵ１１１から与えられる制御指令に応じて所定のメッセージを表示することで、必要な情報をユーザに対し報知する。例えば、装置の故障や紙詰まり等の異常が発生したときにはその旨をユーザに知らせるメッセージを表示する。また、いずれかの現像器の現像ローラ駆動時間の残量が所定値以下、例えば後述するニアエンド値まで低下したときには、当該現像器の交換を促すメッセージを表示する。
【００４４】
この表示部１２としては、例えば液晶ディスプレイ等の表示装置を用いることができるが、これ以外に、必要に応じて点灯あるいは点滅する警告ランプを用いてもよい。さらに、メッセージを表示することで視覚によりユーザに報知する以外に、予め録音された音声メッセージやブザー等の音声による警報装置を用いたり、これらを適宜組み合わせて使用してもよい。
【００４５】
ローラ１１には、ホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するために、画像メモリ１１３が設けられている。符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。ＲＡＭ１０７は、不揮発性のＦＲＡＭ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｒａｍｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ：強誘電体メモリ）を用いても良い。
【００４６】
次に、上記のように構成された画像形成装置において、各現像器（トナーカートリッジ）４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれについて、現像ローラ駆動時間の残量の求めかたを説明する。この種の画像形成装置においては、同じ装置（ロータリー現像ユニット）に、トナー収容量が多い大容量のトナーカートリッジと、トナー収容量が少ない小容量のトナーカートリッジの２種類の異なる容量のトナーカートリッジを交換して装着できる機種が開発されている。このような場合には、大容量または小容量のトナーカートリッジのトナー収容量に応じてその寿命が相違する。
【００４７】
図３は、本発明によるトナーカートリッジ寿命管理の基本的原理を示す特性図である。図３において、横軸にはトナーカウンタカウント値を設定する。また、縦軸には、現像ローラ駆動時間（累積値ｓｅｃ）を設定する。横軸のトナーカウンタカウント値は、一例として、Ａ４用紙換算で６０００枚の画像形成用大容量トナーカートリッジは、初期値（トナー満杯量）、すなわち最大値を１３０００万に設定する。
【００４８】
また、同一装置に装着されるＡ４用紙換算で２０００枚の画像形成用小容量トナーカートリッジにおいては、トナーカウンタのカウント値は最大値を５００万に設定する。本発明においては、このような大容量トナーカートリッジまたは小容量トナーカートリッジのいずれを使用する場合でも、適切なトナーカートリッジの寿命管理を行い、ユーザがみやすい構成としたトナー残量の表示を行なうことができる。
【００４９】
縦軸の現像ローラ駆動時間は、前記大容量トナーカートリッジは、例えば最大値を１２０００ｓｅｃに設定する。また、小容量トナーカートリッジにおいては、現像ローラ駆動時間は例えば最大値を４０００ｓｅｃに設定する。トナーカートリッジの寿命は、横軸に設定されたトナーカウンタカウント値と、縦軸に設定された現像ローラ駆動時間のいずれかのパラメータが、規定値に達したかどうかで判定される。すなわち、トナーカートリッジの寿命判定は、トナーカウンタカウント値と現像ローラ駆動時間のいずれかが、予め規定されている所定値に到達したかどうかの論理和の判定により行われる。
【００５０】
本発明においては、このようなトナーカートリッジの寿命判定の際に、現像ローラ駆動時間の残量に応じて大小３段階のレベルを設定する。すなわち、現像ローラ駆動時間の残量が多い順序に（１）ニアエンドのレベル、（２）エンドのレベル、（３）エンドエンドのレベルを設定する。初期値から、現像ローラ駆動時間の残量が減少して（１）ニアエンドのレベルに達すると、「現像ローラ駆動時間の残量が少なくなりました」、「トナーカートリッジの交換時期が近づきました」などの警告を表示部に表示する。
【００５１】
また、現像ローラ駆動時間の残量が（１）ニアエンドのレベルからさらに低下して、（２）エンドのレベルに達すると「トナーカートリッジを交換して下さい」などのオペレーションコール（オペコール）を表示部に表示する。前記オペコールをシート１枚に画像形成する毎に表示して、連続した画像形成ができなくする機能を付与することもできる。
【００５２】
更に現像ローラ駆動時間の残量が減少して、（３）エンドエンドのレベルに達した場合には、表示部のオペコールは前記エンドの場合と同様に「トナーカートリッジを交換して下さい」のメッセージが表示される。また、シートに画像形成が出来なくなるように制御される。このように、本発明の図３の例では、トナーカートリッジの交換時期を現像ローラ駆動時間の残量に応じて３段階のレベルで設定している。このため、ユーザは段階的にトナーカートリッジの交換時期を認識できるので、使い勝手が良くユーザの利便性を向上させることができる。
【００５３】
図３において、破線Ｒはニアエンドのレベル、一点鎖線Ｓはエンドのレベル、実線Ｔはエンドエンドのレベルを示している。横軸のトナーカウンタカウント値は、最大値Ａ３、ニアエンドＡ２、エンドＡ１の数値に設定されている。また、縦軸の現像ローラ駆動時間は、最大値Ｂ３、エンド値Ｂ２、ニアエンド値Ｂ１の数値に設定されている。
【００５４】
トナーカウンタカウント値は、画像が形成される記録紙（シート）の枚数と、シートの画像形成領域の大きさ（画占率）により規定される。すなわち、シートに形成された全体の画像量によりトナーカウンタカウント値は変動する。図３において、Ｕは画占率１％、Ｖは画占率５％、Ｗは画占率２０％の特性を示している。なお、特性Ｕは１ジョブあたりＡ４シート４枚の画像形成を行い、他のＶ、Ｗの特性では１ジョブあたりＡ４シート１枚の画像形成を行うものとする。図３から、画占率が高いほどトナーカウンタカウント値が増大していき、トナー残量が少なくなることがわかる。
【００５５】
図３の例では、ニアエンドＡ２に達するのは、画占率１％の特性Ｕではシート６４００枚（Ｕａ）、画占率５％の特性Ｖではシート４８００枚（Ｖａ）、画占率２０％の特性Ｗではシート１２００枚（Ｗａ）である。また、エンドＡ１に達するのは、画占率１％の特性Ｕではシート８０００枚（Ｕｂ）、画占率５％の特性Ｖではシート６０００枚（Ｖｂ）、画占率２０％の特性Ｗではシート１５００枚（Ｗｂ）である。さらに、エンドエンド値に達するのは、特性Ｕではシート９０９０枚（Ｕｃ）、特性Ｖではシート６８００枚（Ｖｃ）、特性Ｗではシート１７００枚（Ｗｃ）である。
【００５６】
このように、図３の例では画占率１％の特性Ｕにおいては、ニアエンドＡ２とエンドＡ１間では６４００枚（Ｕａ）と８０００枚（Ｕｂ）で、２０％の差が存在している。また、エンドＡ１とエンドエンド間では、８０００枚（Ｕｂ）と９０９０枚（Ｕｃ）で１０９０枚の差が存在している。さらに、画占率５％の特性Ｖにおいては、ニアエンドＡ２とエンドＡ１間では４８００枚（Ｖａ）と６０００枚（Ｖｂ）で、２０％の差が存在している。また、エンドＡ１とエンドエンド間では、６０００枚（Ｖｂ）と６８００枚（Ｖｃ）で８００枚の差が存在している。
【００５７】
また、縦軸の現像ローラ駆動時間は、前記各特性Ｕ、Ｖ、Ｗ毎に最大値（エンドエンド値）Ｂ３、エンド値Ｂ２、ニアエンド値Ｂ１が設定されている。例えば、特性Ｕのエンドエンド値Ｂ３は１２０００ｓｅｃである。各特性Ｕ、Ｖ、Ｗ毎にエンドエンド値に対応して適宜のニアエンド値、エンド値が設定されている。この現像ローラ駆動時間によるトナーカートリッジ寿命判定においては、画占率が小さいシートほど寿命が短くなる傾向があることがわかる。
【００５８】
すなわち、トナーカウンタカウント値と、現像ローラ駆動時間は、同じ画占率ではトナーカートリッジの寿命は相反する特性を有している。このことは、画占率が小さい場合であっても現像ローラの回転が連続することにより、トナーカートリッジ内に充填されたトナーは攪拌されて劣化が促進されるので、トナー消費量は少ないにも拘わらず現像ローラ駆動時間からみた寿命が短縮されることを示している。
【００５９】
前記のように、トナーカートリッジの寿命判定は、トナーカウンタカウント値、または、現像ローラ駆動時間が所定レベルに達したかどうかにより行うことができる。本発明においては、トナーカートリッジの寿命判定をする際に、大容量のトナーカートリッジを用いた場合でも、また、小容量のトナーカートリッジを用いた場合のいずれの場合でも、現像ローラ駆動時間の残量の表示をユーザがみやすい構成としている。以下、本発明の表示部の構成について説明する。
【００６０】
図４は、現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を設定するテーブルの例を示す説明図である。このようなテーブルは、例えば図８のメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に格納される。図４において、「種類」の欄はトナーカートリッジの容量を示すもので、例えばＰａは大容量トナーカートリッジ、Ｐｂは小容量トナーカートリッジである。「色」の欄は、前記イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の区別を設定している。「カウント値」の欄は、各色の前記現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値が設定されている。
【００６１】
図４の例では、トナーカートリッジＰａのＹ、Ｃ、Ｍ各色現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値はそれぞれａ１で等しく設定されており、Ｋの現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値はａ２である。また、トナーカートリッジＰｂのＹ、Ｃ、Ｍ各色の現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値はａ３でそれぞれ等しく設定されている。ａ１とａ２の大小関係は、ａ１＞ａ２である。さらに、ａ３はａ２よりも小さい数値で設定される。
【００６２】
本発明においては、図６に示したようなロータリ現像ユニット４を用いる画像形成装置により、各色で同数のシート（記録媒体）に画像形成する際に、各色毎の特性を考慮して前記現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を設定している。すなわち、この特性には、印字品質の低下を防止する目的で現像ローラを駆動する場合などが含まれる。
【００６３】
前記のような特性を考慮すると、同数のシートに画像形成する際にブラック（Ｋ）の現像ローラ駆動時間が多くなることから、トナー残量は各色で同じにはならない。このため、図４の例では、ブラック（Ｋ）のトナー残量のニアエンド値を他の色よりも少ない数値に設定して、すなわち、寿命カウント値を他色よりも大きく設定して、現像ローラ駆動時間の実態に合わせている。
【００６４】
このように、本発明においては、ブラック（Ｋ）のニアエンド値を他色のニアエンド値とは異なる値に設定している。このため、シートに画像形成すことにより、各色の現像ローラ駆動時間が増大していく際に、その実情に適合した精度の高いトナーカートリッジ寿命管理を行うことが可能となる。
【００６５】
図１は、本発明の実施形態を示す説明図である。図１は、横軸に現像ローラ駆動時間（ｓｅｃ）を示し、縦軸に現像ローラ駆動時間の残量表示（％）を示している。図１（ａ）は大容量トナーカートリッジに対応し、図１（ｂ）は小容量トナーカートリッジに対応している。図１（ａ）において、Ｆ４は現像ローラ駆動時間の残量の初期値、Ｆ３はそのニアエンド値、Ｆ２はエンド値、Ｅ１はエンドエンド値である。図１（ａ）の例では、ニアエンド値Ｆ３は現像ローラ駆動時間の残量表示を２０（％）としている。図１（ｂ）において、Ｇ４は現像ローラ駆動時間の初期値（０）、Ｇ３はそのニアエンド値、Ｇ２はエンド値、Ｇ１はエンドエンド値である。図１（ｂ）の例でも、ニアエンド値Ｇ３はトナー残量表示を２０（％）としている。
【００６６】
すなわち、この実施形態では現像ローラ駆動時間のパラメータを用いた場合には、大容量トナーカートリッジを用いた場合も、また小容量トナーカートリッジを用いた場合も同じ割合で表示している。すなわち、いずれの場合も現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値の表示は、２０％の割合としている。このため、前記トナー容量が相違することにより、ニアエンド値に対応する現像ローラ駆動時間の残量表示の割合が変わることによるユーザの混乱を避けることができる。
【００６７】
また、現像ローラ駆動時間をパラメータとして現像ローラ駆動時間の残量を表示する場合において、トナー容量が大小異なるトナーカートリッジを用いた際に、同一の目盛りで現像ローラ駆動時間の残量表示を行なっている。このため、現像ローラ駆動時間の残量の表示機構を安価で、しかもユーザに見やすい構成とすることができる。
【００６８】
図２は、本発明の実施形態を示す説明図である。図２において、２０は外部コンピュータ（ホストコンピュータ）でメインコントローラ１１に画像データを送信する。メインコントローラ１１には表示部１２が接続されており、各種メッセージなどの表示を行なうと共に、図１で説明したように現像ローラ駆動時間の残量を初期値に対する％（割合）で表示する。
【００６９】
エンジンコントローラ１０には、ＣＰＵ１０１とＦＲＡＭ１０７が設けられている。また、トナーカートリッジ４にはメモリが設けられている。このメモリには、各色毎に大容量カートリッジと小容量カートリッジのそれぞれについて、現像ローラ駆動時間の初期値と最大値、現在の現像ローラ駆動時間の残量が記憶されている。
【００７０】
ユーザは、先に大容量カートリッジを使用して記録媒体に画像形成を行なった後に、小容量カートリッジに入れ替えて画像形成を行い、再度大容量カートリッジを入れ替えて画像形成を行なう場合がある。このような場合でも、大容量カートリッジに対応した現像ローラ駆動時間は、前記小容量カートリッジと交換する前の値がメモリに記憶されている。したがって、容量の異なるトナーカートリッジを寿命到達前に途中で入れ替えた場合でも、現像ローラ駆動時間を正確に把握できる。このため、トナーカートリッジの寿命管理を精度良く行うことができる。
【００７１】
後述するようにエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、累積の現像ローラ駆動時間を初期値に加算して、現在の現像ローラ駆動時間の残量情報を更新する。このような更新された現像ローラ駆動時間の残量情報はＦＲＡＭ１０７に記憶されると共に、トナーカートリッジ４のメモリにも記憶される。この残量情報の更新処理は各色毎に行われ、ＦＲＡＭ１０７およびトナーカートリッジ４のメモリには、常に最新の現像ローラ駆動時間の残量が記憶される。
【００７２】
メインコントローラ１１には、図７で説明したようにＣＰＵ１１１が設けられており、ＣＰＵ１１１にはドットカウンタと画像処理部が設けられている。トナー消費量をカウントするトナーカウンタは、図８で説明するようにエンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１にソフトウエアまたはハードウエアで構成されている。
【００７３】
外部コンピュータ２０から与えられた画像データがメインコントローラ１１の画像処理部に入力されると、画像処理部は露光信号を構成してドットカウンタに入力する。露光信号により、ドットカウンタは各色、各頁毎の画素数をカウントしてカウント値をＣＰＵ１０１に送信する。エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７から、各色毎のトナーカートリッジに充填されているトナー量の初期値と係数を読み出す。
【００７４】
係数は、画像形成の際の重み付け係数などであり、詳細な説明は後述する。ＣＰＵ１０１は、カウント値に係数を付与した演算結果すなわちトナー消費量を求める。このように、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、ドットカウンタから送信されてきた各色、各頁毎のカウント値と、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７から読み出した係数に基づいてドットカウント値、すなわち、トナーカウンタカウント値（トナー消費量）を算出する。
【００７５】
そして、旧トナー残量からトナー消費量を減算して新トナー残量をもとめ、この結果をメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に記憶させる。また、トナー残量の情報はメインコントローラ１１にも送信される。なお、図示を省略しているが、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１には、現像ローラが動作しているときにその駆動時間についてのタイマの信号が入力される。タイマに代えてＣＰＵ１０１に現像ローラ駆動時間を計測するプログラムタイマを設定しても良い。前記駆動時間は、ジョブ毎に累積されてメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に記憶されている。
【００７６】
また、ＦＲＡＭ１０７には現像ローラ駆動時間の初期値と最大値が記憶されている。ＣＰＵ１０１は、前記のようにタイマまたはプログラムタイマで計時した現像ローラ駆動時間をカウンタ２１０（図８）に送信し、累積の現像ローラ駆動時間をカウントする。演算回路２０６は、カウンタ２１０でカウントされたトナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の累積値を取得する。この現像ローラ駆動時間の累積値はＣＰＵ１０１に送信される。ＣＰＵ１０１は、ＦＲＡＭ１０７から読み出した現像ローラ駆動時間の初期値に累積値を加算する。また、ＦＲＡＭ１０７から読み出した最大値から前記の累積加算値を減算し、現像ローラ駆動時間の残量を演算する。得られた残量をメモリ（ＦＲＡＭ）１０７に記憶させる。
【００７７】
したがって、メモリ（ＦＲＡＭ）１０７には、現在の現像ローラ駆動時間が初期値から順次累積されて記憶されている。ＣＰＵ１０１は現在の累積駆動時間からその残量を求めてトナーカートリッジの寿命判定を行なう。そして、当該駆動時間が前記ニアエンド値に到達するとカートリッジ交換の時期が近い旨のメッセージを表示部に表示している。
【００７８】
ところで、上述した画像形成装置を用いて、単色（例えば、モノクロ）のトナーにより画像を複数枚数の媒体に連続形成する場合がある。このようなモノクロ画像形成モードによる画像の連続形成においては、同じ色の現像ユニットを用いて長時間現像することになるため、カラー画像を形成する場合とは異なり、他色の現像ユニットが長時間回転されない状況におかれる。
【００７９】
このような状況において、現像ユニットに収容されたトナーは重力方向に沈降してゆき、このようなトナーの沈降は、トナーの流動性の悪化を招く。そして、かかるトナーの流動性の悪化は、様々な不具合を引き起こす。例えば、当該トナーの流動性の悪化により、トナーの帯電不良が発生し、最終的には、所望の画像を得ることができないという問題が生じる。
【００８０】
このような問題を回避するために、単色（例えば、モノクロ）のトナーで画像を複数枚数の媒体に連続形成する際には、当該連続形成の合間に、例えば、画像を形成した記録媒体の枚数が所定枚数に達する毎に、現像ユニットを回転させて、トナーの流動性を躍進させる方策が考えられる。トナーの流動性を促進させる上記方策を採用したときに画橡を連続形成すると、記録媒体の枚数が前記所定枚数に比べて多い場合には、所望の効果を得ることができる。しかしながら、画像を連続形成する記録媒体の枚数が前記所定枚数よりも少ない場合には、以下の問題を生じる。この点について例を挙げて説明する。
【００８１】
例えば、前記所定枚数が４８枚であった場合に、１００枚の記録媒体に画像を連続形成する場合には、連続形成の合間に、現像ユニットが２回回転するから、トナーの流動性が促進される。一方で、４０枚の記録媒体に画像を連続形成する場合には、連続形成の合間に現像ユニットが回転することはない。したがって、４０枚の媒体に画像を連続形成する動作が複数回繰り返されると、トナーの流動性の悪化を招くこととなる。特に、画像を連続形成する記録媒体の枚数が前記所定枚数と近い場合には、トナーの流動性の悪化はより顕著なものとなる。したがって、トナーの流動性の悪化による不具合を回避するための他の手法が望まれる。
【００８２】
単色の現像剤により画像を複数枚数の記録媒体に連続形成する場合には、画像の連続形成開始の際、又は、連続形成終了の際、の少なくともどちらか一方で、前記回転体を一周以上回転させる。このような方策を採用することにより、現像剤の流動性の悪化による不具合を回避することができる。
【００８３】
このように、この種の画像形成装置においては、画像形成領域に画像を形成する場合以外にも、印字品質の向上を目的として、例えばトナーの流動性促進のために現像ローラを駆動する場合がある。しかしながら、この際の現像ローラ駆動時間は極めて僅かであり、トナーカートリッジの寿命に影響を与えるほどのものではない。このような目的で現像ローラを駆動する場合にも駆動時間をカウントしてしまうと、処理が煩雑になるばかりでなく、画像形成装置の動作の実態にそぐわないものとなる恐れがある。そこで、本発明においては、前記印字品質の向上を目的として、トナーの流動性促進のためになされる現像ローラ駆動時間は、トナーカートリッジの寿命管理から除外している。
【００８４】
次に、本発明の実施形態における現像ローラ駆動時間の残量表示の具体例について説明する。前記のように、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１は、最大値から現像ローラ駆動時間の累積値を減算して現像ローラ駆動時間の残量を求める。したがって、ＣＰＵ１０１は、現像ローラ駆動時間の残量について、エンドエンド値（０％）から初期値（１００％）までの割合の情報を保有する。ニアエンド値は、図１、図２で説明したように、例えば２０％の割合とする。
【００８５】
ニアエンド値とエンドエンド値の間には、エンド値Ｈが設定される。メインコントローラ１１には、前記のようにエンジンコントローラ１０から現像ローラ駆動時間の残量の情報が送信される。この情報に基づいて表示部１２に現像ローラ駆動時間の残量を表示する。この際に、表示部では現像ローラ駆動時間の残量を初期値１００％に対する割合（％）で表示するが、エンド値を０％に対応させる。
【００８６】
すなわち、エンジンコントローラ１０における現像ローラ駆動時間の残量の情報（ｖ）は、初期値に対してエンドエンド値を０％に設定している。これに対して、メインコントローラ１１においては、現像ローラ駆動時間の残量の情報（ｕ）は、エンドエンド値を０％に設定している。表示部においては、現像ローラ駆動時間の残量がエンド値に到達すると、「トナーカートリッジを交換して下さい」とメッセージを表示するが、このメッセージは、現像ローラ駆動時間の残量がエンドエンド値に到達しても変化しない。
【００８７】
ユーザとしては、現像ローラ駆動時間の残量がエンド値に到達したことを報知されれば、トナーカートリッジを交換しなければならないことが理解される。このため、あえてエンド値よりも現像ローラ駆動時間の残量が少ないエンドエンド値までの表示を必要としないのであるから、実情に合わせた表示をしているともいえる。むしろ、エンド値よりも現像ローラ駆動時間の残量が少ないところまで表示すると、ユーザがさらに画像形成を続行してしまう場合がある。このような場合には、現像ローラ駆動時間の残量不足で記録媒体に形成された画像がかすれるなどにより品質が劣化してしまうという問題も発生する。
【００８８】
図２において、前記のようにして、メモリ１０７に新しい現像ローラ駆動時間の残量が記憶されると、ＣＰＵ１０１は更新された現像ローラ駆動時間の残量とニアエンド値と比較し、現像ローラ駆動時間の残量がニアエンド値に到達している場合には、トナーカートリッジの寿命が近づいていることを報知する信号を出力する。すなわち、ＣＰＵ１０１はトナーカートリッジの交換時期を判定する判定手段として機能している。
【００８９】
図５は、本発明の実施形態において、現像ローラ駆動時間の残量に基づいてトナーカートリッジの寿命判定処理を行う例を示すフローチャートである。寿命管理は、トナーカートリッジの大小の容量毎、色毎に行なう。図７において、電源オンとして（ステップＳ１）、現像ローラ駆動時間の残量の状態を判定する（ステップＳ２）。ステップＳ２の判定結果がエンドエンドであれば、エンドエンドに状態遷移する（ステップＳ３）。ここで、状態遷移とは、ある状態からある状態への移り変わりの態様を指すものとする。
【００９０】
ステップＳ２の判定結果がニアエンドであれば、ニアエンドに状態遷移する（ステップＳ４）。ステップＳ２の判定結果がニアエンド未達であれば、ニアエンド未達に状態遷移する（ステップＳ５）。ニアエンド未達状態において、仮に誤動作で現像ローラ駆動時間のニアエンド（警告）の信号が形成されても、「トナーカートリッジの交換が間近です」などのメッセージ表示の信号形成は停止される。また、現像ローラ駆動時間がエンドの際に出力されるトナーカートリッジ交換のオペコール報知の信号形成を停止する。
【００９１】
なお、ニアエンド未達状態においては、現像ローラ駆動時間をカウントしてＦＲＡＭに記憶させる。ニアエンド未達状態からニアエンドに状態遷移するとニアエンドの動作を行なう。この場合には、電源オン時の状態遷移と区別するために二重矢印線で表示している。ニアエンドの動作においては、「トナーカートリッジの交換が間近です」などのメッセージの表示は行なうが、トナーカートリッジ交換のオペコールは報知を停止する。
【００９２】
また、ニアエンドの状態では、現像ローラ駆動時間をカウントしてＦＲＡＭに記憶させる。なお、ニアエンドの状態からエンドエンドに状態遷移すると、現像ローラ駆動時間のエンドエンドの動作を行なう。この場合には、現像ローラ駆動時間のニアエンドに基づくメッセージ信号の形成を停止させ、トナーカートリッジ交換の信号形成を行なう。このように、図５においては、トナーカートリッジの現像ローラ駆動時間の残量がニアエンド未達、ニアエンド、エンドエンドのそれぞれの状態にある場合には、当該状態であることを示すフラグが立てられる。したがって、フラグが立てられ状態に対応する信号形成のみを有効とする。それ以外の状態で有効な命令は、受け付けないように処理している。
【００９３】
次に、ニアエンド未達、ニアエンド、エンドエンドのそれぞれの状態にある場合に、トナーカートリッジを新品に交換した場合の処理について説明する。この場合には、当該トナーカートリッジの初期値から現像ローラ駆動時間の残量を減算した余命値をリセットし、初期値の更新などのトナーカートリッジ交換に伴う必要な処理を行う。その後、ステップＳ１の電源オンによるトナーカートリッジ寿命判定を行なう。
【００９４】
次に、トナーカウンタの構成と動作について説明する。 図８はトナーカウンタの構成を示すブロック図である。この装置においては、図７に示されているＲＯＭ１０６記憶されたプログラムに基づいて、ＣＰＵ１０１が所定の演算を行うことによりトナー消費量を求めている。すなわち、トナーカウンタとしての全ての構成をＣＰＵ１０１のソフトウェア上で実現しているが、ハードウェアにより構成することも可能である。
【００９５】
前記ハードウェアで場合した場合の回路構成例を示すのが図８である。ここでは、図８に示すハードウェア構成のトナーカウンタ２００をモデルとして本発明にかかるトナーカウンタの動作原理を説明する。図７の回路をソフトウェアにより実現する場合にも、ハードウェアの場合と同様の原理に基づきトナー消費量を求めることが可能である。
【００９６】
このトナーカウンタ２００では、ＣＰＵ１０１から露光制御部１０２に与えられるものと同一の制御信号、すなわち、外部装置から与えられた画像信号に基づいて、各トナー色毎の階調値に展開された信号が入力される。比較回路２０１はその制御信号に基づき、階調値が所定の閾値以上の印刷ドットに対応する信号のみを通過させ、判別回路２０２に入力する。判別回路２０２は、比較回路２０１の出力信号に基づき印刷ドットの配列状態を判別する「パターン判別手段」としての機能を有している。
【００９７】
すなわち、判別回路２０２は、印刷ドット列を構成するドット数を検知して、閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の３パターンに分類し、そのパターンに応じてカウンタ２０３〜２０５のいずれかに「１」を出力する。ここで、孤立ドットは、ある閾値以上の画素の両隣の画素が閾値未満のものである。これらのカウンタ２０３、２０４および２０５は、それぞれ閾値以上のドット、４連続ドット、孤立ドット、の各パターンに対応して設けられたものである。各カウンタ２０３〜２０５は、判別回路２０２から随時出力される信号をカウントすることによって、当該パターンの印刷ドット列の形成回数を計数する「カウント手段」としての機能を有している。
【００９８】
例えば、比較回路２０１に入力された制御信号が、孤立ドットに対応したものであったときには、比較回路２０１からの出力信号に基づいて判別回路２０２は当該印刷ドットが孤立ドットであることを判別する。そして、カウンタ２０５に対して「１」を出力する一方、他のカウンタ２０３、２０４に対しては「０」を出力する。このような処理により、孤立ドットの形成回数を示すカウンタ２０５のカウント値のみを１つ増加させる。
【００９９】
しかしながら、この際に他のカウンタ２０３、２０４のカウント値は変化しない。同様に、比較回路２０１に入力された制御信号が４連続ドットに対応したものである場合には、対応したカウンタ２０４のカウント値が１つずつ増加してゆく。このようにして、各パターン毎の印刷ドットの形成回数が個別にカウントされる。
【０１００】
これらのカウント値Ｃ１、Ｃ２およびＣ３は、演算回路２０６に入力される。この演算回路２０６には、カウント値Ｃ１、Ｃ２およびＣ３以外に、ＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｎｏと、係数テーブル２０７からの出力とが入力される。また、演算回路２０６からの出力は、ＣＰＵ１０１および係数テーブル２０７に入力されている。この係数テーブル２０７には、「重み付け係数」Ｋｘ、Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３（下記（１）式）の候補となる複数組の数値が予め記憶されており、演算回路２０６の出力値に応じてそのうちの１組が選択される。
【０１０１】
そして、演算回路２０６は、各カウンタ２０３〜２０５から出力されるそれぞれのカウント値Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３と、係数テーブル２０７から選択されて出力される重み付け係数Ｋ１、Ｋ２、Ｋ３とを乗じるとともにそれらの和を求める。更に、その和と係数Ｋｘとの積に、ＣＰＵ１０１から与えられるオフセット値Ｎｏを加算する。このような演算によって、（１）式に定義するトナー消費量が求められる。（トナー消費量）＝Ｋｘ・（Ｋ１・Ｃ１＋Ｋ２・Ｃ２＋Ｋ３・Ｃ３）＋Ｎｏ…（１）ただし、Ｋｘは各色により異なる色依存係数である。
【０１０２】
カウンタ２１０は、タイマまたはプログラムタイマで計時した現像ローラ駆動時間をカウントする。カウントされた結果はカウンタ２１０から演算回路２０６に入力され、累積の現像ローラ駆動時間が演算される。演算回路２０６で演算された累積の現像ローラ駆動時間はＣＰＵ１０１に入力される。ＣＰＵ１０１は、ＦＲＡＭ１０７から読み出した初期値に累積の現像ローラ駆動時間を加算する。また、ＦＲＡＭ１０７から読み出した最大値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して残量を演算する。このように、ＣＰＵ１０１は駆動時間の現像ローラ残量演算手段として機能している。
【０１０３】
なお、この実施形態においては、上記トナーカウンタ２００の「カウント手段」、「係数設定手段」等に相当する機能を全てソフトウェアで実現していることは上記したとおりである。このような構成によって、トナー消費量を算出するための特別なハードウェアを追加する必要はなく、装置が簡単な構成となるので装置の低コスト化を図ることができる。
【０１０４】
以上説明したように、本発明によれば、ロータリー現像ユニットを用いて複数色のトナーで同量の記録媒体に画像形成を行う画像形成装置において、画像形成の実態に即して精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。また、中間転写部材を用いる画像形成装置においても、精度良くトナーカートリッジの寿命管理を行うことができる。
【０１０５】
上記した実施形態は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能に構成された画像形成装置を対象としている。本発明は、使用するトナー色およびその色数はこれに限定されるものでなく任意であり、例えばブラックトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する装置に対しても本発明を適用することが可能である。また、単一のハードウェア構成により複数の現像器のトナー消費量をそれぞれ個別に求めることができる。
【０１０６】
さらに、上記実施形態では、装置外部からの画像信号に基づき画像形成動作を実行するプリンタに本発明を適用しているが、ユーザの画像形成要求、例えばコピーボタンの押動に応じて装置内部で画像信号を作成し、その画像信号に基づき画像形成動作を実行する複写機や、通信回線を介して与えられた画像信号に基づき画像形成動作を実行するファクシミリ装置に対しても本発明を適用可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の一実施形態を示す説明図である。
【図２】この発明の一実施形態を示す説明図である。
【図３】トナーカートリッジの寿命管理を行う例を示す特性図である。
【図４】カウント値を設定するテーブルの例を示す説明図である。
【図５】本発明の処理手順を示すフローチャートである。
【図６】画像形成装置の一例を示す縦断側面図である。
【図７】図６の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図８】図７を部分的に拡大して示すブロック図である。
【符号の説明】
２…感光体（像担持体）、４Ｃ、４Ｋ、４Ｍ、４Ｙ…現像器（トナーカートリッジ）、４４…現像ローラ（トナー担持体）、１０…エンジンコントローラ、１１…メインコントローラ、１０１…エンジンコントローラのＣＰＵ、１０７…メモリ（ＦＲＡＭ）、１１１…メインコントローラのＣＰＵ、１２０…カウンタ、２００…トナーカウンタ、２０２…判別回路（パターン判別手段）、２０３〜２０５…カウンタ（カウント手段）、２０６…演算回路、２１０…現像ローラ駆動時間のカウンタ。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner cartridge life management system in which when calculating the life of a toner cartridge based on the accumulated developing roller driving time, the calculation of the remaining amount of the developing roller driving time is adapted to the actual use of the image forming apparatus. The present invention relates to an apparatus and a method, and an image forming apparatus having a configuration capable of rationally determining the life of a toner cartridge.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art In an image forming apparatus that forms an image using toner, it is necessary to check the consumption or remaining amount of toner and manage the life of the toner cartridge for maintenance such as toner supply and maintenance of image quality. . The present applicant has already disclosed a toner consumption detecting method and apparatus capable of accurately calculating the toner consumption with a simple configuration (see Patent Document 1).
[0003]
In this detection method and apparatus, in view of the fact that the relationship between the value of a print dot and the amount of toner consumed is non-linear and changes depending on the state of a print dot adjacent to the print dot, the print dot row is divided into two isolated dots. The pattern is divided into three patterns of dots and intermediate value dots, the number of the formed patterns is counted for each of these patterns, and the toner consumption is calculated based on the counted value.
[0004]
In such an image forming apparatus, as the image formation is repeated, the toner filled in the toner cartridge is consumed and gradually decreases. When the amount of toner filled in the toner cartridge becomes lower than a certain level (predetermined value), a message such as “Please replace the toner cartridge” is displayed on the display unit of the image forming apparatus, and the user is alerted. I have.
[0005]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-174929
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
From the viewpoint of effective use of resources, there is a demand for a user to accurately grasp the remaining amount of toner and replace the toner cartridge at an appropriate time. In the invention described in Patent Document 1, it is disclosed that the arrangement pattern of the print dot rows is divided into three types, and the toner consumption during a certain job period per page is determined based on the print dot row arrangement pattern. Have been.
[0007]
Incidentally, the life of the toner cartridge needs to be considered not only when the remaining amount of toner becomes shorter than a predetermined value but also when the accumulated value of the developing roller driving time becomes longer than the predetermined value. For example, even when the amount of toner used in the image forming area is small, if the driving time of the developing roller is continuous, the degree of agitation of the toner filled in the toner cartridge is increased and deterioration is promoted. Therefore, a certain limit value must be set for the remaining amount obtained by subtracting the accumulated developing roller driving time from the maximum value.
[0008]
When an image is formed on an image forming area of a certain recording medium, the driving time of the developing roller is unknown because how long the developing roller is driven depends on the content of the image data. For this reason, in managing the life of the toner cartridge based on the developing roller driving time, it is necessary to count the developing roller driving time and subtract the accumulated value from the maximum value to determine the remaining amount.
[0009]
When calculating the remaining amount of the developing roller driving time, the developing roller may be used in a special mode different from the normal image forming mode for the purpose of improving print quality in addition to forming an image in an image forming area. It is necessary to take into account that it may be necessary to drive. In such a case, the developing roller is driven for about one rotation, and the driving time is a very short operation time. That is, since the drive time of the developing roller in the special mode is known and is a very small operation time, it is considered that it does not affect the life of the toner cartridge. Therefore, when managing the life of the toner cartridge, it is not necessary to count up the drive time of the developing roller in the special mode.
[0010]
Rather, if all the developing roller driving times are simply counted up, the accumulated value is subtracted from the maximum value, and the remaining amount is set mechanically, the life of the toner cartridge is determined based on the actual operation of the image forming apparatus. There is a problem that the process is not suitable and the process becomes complicated. However, in the conventional life management of the toner cartridge, since such detailed management of the driving time of the developing roller is not performed, there is a problem that the life of the toner cartridge cannot be rationally managed.
[0011]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-described problems, and when calculating the life of a toner cartridge based on the accumulated developing roller driving time, the calculation of the remaining amount of the developing roller driving time is performed based on the actual use of the image forming apparatus. It is an object of the present invention to provide a toner cartridge life management apparatus and method adapted to adapt, and an image forming apparatus which rationally manages the life of the toner cartridge.
[0012]
[Means for Solving the Problems]
A toner cartridge life management device of the present invention obtains a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and an amount of toner of each color consumed by forming an image on a recording medium. A toner counter, a calculating means for calculating a remaining amount of the developing roller driving time, a determining means for determining that it is time to replace the toner cartridge when the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value, and A toner cartridge life management device having a display means for displaying the remaining amount,
In the rotary developing unit, a plurality of toner cartridges having different capacities can be replaced and mounted, and the means for counting the developing roller driving time excludes the counting of the developing roller driving time when promoting the fluidity of the toner. It is characterized by doing. As described above, in the operation of rotating the developing roller for a very short time, for example, about one rotation, in order to promote the fluidity of the toner after stopping the developing roller for a certain time or more, the developing roller driving time is not added. That is, since the count is excluded for a factor that does not affect the life of the toner cartridge and that has a known driving time, the remaining amount of the developing roller driving time is determined according to the actual usage. be able to. Further, the life management of the toner cartridge can be rationally performed.
[0013]
Further, in the invention, it is preferable that the display means displays the remaining amount of the developing roller driving time for the plurality of toner cartridges having different capacities on the same scale. As described above, since the remaining amount of the developing roller driving time in the plurality of toner cartridges having different capacities is displayed on the same scale, the mechanism for displaying the remaining amount of the developing roller driving time is inexpensive and easy to see for the user. be able to. In addition, since the replacement time of the toner cartridge is accurately determined based on whether or not the remaining amount of the developing roller driving time has reached a predetermined value, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0014]
Further, in the present invention, the display means displays the near end value of the remaining amount of the developing roller driving time at the same ratio for the plurality of toner cartridges, and the end value of the remaining amount of the developing roller driving time is the plural number. The determination is made using the same numerical value for the toner cartridges. As described above, since the near end value of the remaining amount of the developing roller driving time is displayed at the same ratio for the plurality of toner cartridges, the remaining amount of the developing roller driving time becomes the near end value after a new toner cartridge is mounted. Until it reaches, the user can grasp the remaining amount of the developing roller driving time without confusion regardless of the size (maximum value) of the developing roller driving time of the toner cartridge. Further, since the end value of the remaining amount of the developing roller driving time is determined by the same numerical value in the plurality of toner cartridges, the user can clearly confirm that the corresponding toner cartridge has reached the end value regardless of the toner capacity. Can be recognized. Therefore, by continuing the image formation, it is possible to prevent the occurrence of image degradation such as image blur due to insufficient developing roller drive time. Since the replacement time of the toner cartridge is accurately determined based on whether or not the remaining amount of the developing roller driving time has reached a predetermined value, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0015]
The present invention further includes a storage unit for storing an initial value and a maximum value of the developing roller driving time in advance, wherein the calculating unit accumulates and adds the developing roller driving time to the initial value, and accumulates the maximum value from the maximum value. The remaining developing roller driving time is obtained by subtracting the calculated developing roller driving time. As described above, since the developing roller driving time is accumulated each time to the fixed initial value, the remaining amount of the developing roller driving time at the present time can be accurately grasped.
[0016]
Further, the invention is characterized in that the storage means is provided in a toner cartridge. For this reason, even if the user forms an image on a recording medium using a large-capacity cartridge and then replaces it with a small-capacity cartridge to form an image, and replaces the large-capacity cartridge again, the remaining toner corresponding to the large-capacity cartridge is not affected. The amount is counted up from the value before taking over the value before the replacement of the small-capacity cartridge. As described above, even when the toner cartridges having different capacities are replaced halfway before reaching the end of the life, the life can be accurately managed.
[0017]
Further, the present invention is characterized in that the predetermined value is any one of a near-end value, an end value, and an end-end value which are set in ascending order of the remaining amount of the developing roller driving time. As described above, the predetermined value for determining the timing of replacing the toner cartridge is set in three stages according to the remaining amount of the developing roller driving time. For this reason, it is possible to determine and notify the toner cartridge replacement time minutely, thereby improving the convenience for the user.
[0018]
Further, the predetermined value is characterized in that a near-end value is set to a plurality of values. In image formation, when forming an image on a sheet (recording medium), the remaining amount of the developing roller driving time is not the same for each color. For this reason, the near-end value is set to a plurality of values, such as setting the near-end value of black (black) to a value smaller than the near-end value of another color. With such a setting, when forming an image on the same amount of sheets, the cumulative developing roller driving time for black (black) until the near-end value is reached is increased, and the actual state of the operation of the image forming apparatus is improved. Can be combined.
[0019]
The predetermined value may be different depending on an image occupation ratio of an image formed on a recording medium. The toner consumption is determined by the size (image occupancy) of the image forming area of the sheet. However, when the developing roller driving time is continuous even when the image occupying ratio is small, the toner filled in the toner cartridge is deteriorated and the life of the toner cartridge is shortened. Therefore, with such a configuration of the present invention, it is possible to manage the life of the toner cartridge corresponding to the developing roller driving time in various image formations with different image occupation rates.
[0020]
The toner cartridge is used by exchanging a plurality of toner cartridges of a large capacity toner cartridge for forming an image on a large number of recording media and a small capacity toner cartridge for forming an image on a small number of recording media. The predetermined value is set to a different value for each of a plurality of toner cartridges. Therefore, whether the large-capacity toner cartridge or the small-capacity toner cartridge is used, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge.
[0021]
Further, in the toner cartridge life management method of the present invention, an image is formed on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toners corresponding to a plurality of colors, and a cumulative developing roller driving time is counted. When the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value, it is determined that the toner cartridge needs to be replaced, and the remaining time of the developing roller driving time is displayed.
Obtaining a developing roller driving time; reading an initial value and a maximum value of the developing roller driving time stored in advance in the storage means; and developing roller driving time when promoting the fluidity of the toner to the initial value. And adding the accumulated developing roller driving time, and subtracting the accumulated and added developing roller driving time from the maximum value to calculate the remaining amount. In this way, unlike the case where the developing roller driving time is unknown, such as when an image is formed in an image forming area, the developing roller driving time when promoting the fluidity of the toner, which is known in advance as a very small operation time, is increased. Excluded. For this reason, the cumulative addition process of the developing roller driving time is simplified, and the processing time is shortened.
[0022]
In the present invention, when the plurality of toner cartridges having different capacities are used, the display unit displays the remaining amount of the developing roller driving time on the same scale, and displays the remaining amount of the developing roller driving time. It is characterized in that it comprises a step of displaying the near end value at the same ratio and a step of determining the end value of the remaining amount of the developing roller driving time by the same numerical value in the plurality of toner cartridges. Therefore, internal processing for displaying the remaining amount of the developing roller driving time, the near end value, and the end value can be easily performed. In addition, the accumulated toner consumption amount is accurately obtained, so that the toner cartridge life management with high accuracy can be performed.
[0023]
Further, the predetermined value is a near-end value of the remaining amount of the developing roller driving time, and includes a step of notifying when the remaining amount reaches the predetermined value. Therefore, the user can accurately grasp that the remaining amount of the developing roller driving time has reached the near end value.
[0024]
Also, an image forming apparatus according to the present invention includes the toner cartridge life management device according to any one of claims 1 to 9, and an image carrier configured to carry an electrostatic latent image. The rotary developing unit carries the toner stored in the plurality of toner cartridges on its surface, and sequentially transports toner of different colors to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction, By applying a developing bias between the image carrier and the rotary developing unit to move the toner from the rotary developing unit to the image carrier, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Is formed. For this reason, in an image forming apparatus that uses a rotary developing unit to form an image on a recording medium of the same amount with a plurality of color toners, the remaining amount of the developing roller driving time can be displayed in a user-friendly manner. Further, it is possible to accurately manage the life of the toner cartridge in accordance with the actual state of image formation.
[0025]
Further, the image forming apparatus of the present invention is characterized in that the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member. For this reason, in the image forming apparatus using the intermediate transfer member, the remaining amount of the developing roller driving time can be displayed to the user in an easily viewable manner. Further, the life of the toner cartridge can be accurately managed.
[0026]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
FIG. 6 is a vertical sectional side view showing an embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 7 is a block diagram showing an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. This image forming apparatus forms a full-color image by superimposing four color toners of yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K), or uses only black (K) toner. A monochrome image is formed.
[0027]
In the image forming apparatus of the present invention, an image signal is provided to the main controller 11 from an external device such as a host computer in response to an image forming request from a user. At this time, a command signal is transmitted from the main controller 11 to the engine controller 10. In response to the command signal, the engine controller 10 controls each part of the engine unit EG to form an image corresponding to the image signal on the sheet S (recording medium). In the engine unit EG, the photoconductor 2 functioning as an “image carrier” is provided rotatably in the arrow direction D1 in FIG. A charging unit 3, a rotary developing unit 4, and a cleaning unit 5 are arranged around the photoconductor 2 along the rotation direction D1. The charging unit 3 receives a charging bias from the charging control unit 103 and uniformly charges the outer peripheral surface of the photoconductor 2 to a predetermined surface potential.
[0028]
Then, the light beam L is emitted from the exposure unit 6 toward the outer peripheral surface of the photoconductor 2 charged by the charging unit 3. The exposure unit 6 exposes the light beam L to the photoconductor 2 according to a control command given from the exposure control unit 102, and forms an electrostatic latent image corresponding to an image signal. The exposure unit 6 is provided with appropriate optical elements such as a lens and a mirror. When an image signal is provided from an external device such as a host computer to the CPU 111 of the main controller 11 via the interface 112, the CPU 101 of the engine controller 10 sends a control signal corresponding to the image signal to the exposure control unit 102 at a predetermined timing. Output. The light beam L is emitted from the exposure unit 6 onto the photosensitive member 2 in accordance with the control signal, and an electrostatic latent image corresponding to the image signal is formed on the photosensitive member 2.
[0029]
Thus, the electrostatic latent image formed on the photoconductor 2 is developed by the rotary developing unit 4 with toner. That is, in this embodiment, the rotary developing unit 4 is provided with a support frame 40 that is rotatably provided around an axis, and a rotation drive unit (not shown). The rotary developing unit 4 is provided with a developing device for each color, and a developing roller is attached to each developing device.
[0030]
Further, a developing unit 4Y for yellow, a developing unit 4C for cyan, a developing unit 4M for magenta, and a developing unit for black are configured to be detachable from the support frame 40 and contain toners of respective colors. 4K (in the present specification, the developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K for the respective colors are sometimes referred to as toner cartridges).
[0031]
The rotary developing unit 4 is controlled by a developing device control unit 104 as shown in FIG. Then, the rotary developing unit 4 is driven to rotate based on a control command from the developing device control unit 104. Further, these developing units 4Y, 4C, 4M, and 4K are selectively positioned at predetermined developing positions facing the photoconductor 2, and apply toner of a selected color to the surface of the photoconductor 2. Thus, the electrostatic latent image on the photoconductor 2 is visualized in the selected toner color.
[0032]
In this developing position, the developing roller 44 provided in the developing device (the yellow developing device 4Y in the example of FIG. 6) positioned at the position comes into contact with the photosensitive member 2 or faces the photosensitive member 2 with a predetermined gap therebetween. Have been. The developing roller 44 functions as a toner carrier that carries a frictionally charged toner on its surface. Then, as the developing roller 44 rotates, the toner is sequentially conveyed to a position facing the photoconductor 2 having an electrostatic latent image formed on the surface thereof.
[0033]
Here, a developing bias in which the DC voltage and the AC voltage are superimposed is applied to the developing roller 44 from the developing device controller 104. Due to such a developing bias, the toner carried on the developing roller 44 partially adheres to each part of the surface of the photoconductor 2 according to the surface potential, and thus the electrostatic latent image on the photoconductor 2 becomes It is visualized as a color toner image.
[0034]
The toner image developed by the developing unit 4 as described above is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 71 of the transfer unit 7 in the primary transfer area TR1. The transfer unit 7 includes an intermediate transfer belt 71 stretched over a plurality of rollers 72 to 75, and a driving unit (not shown) that rotates the roller 73 to rotate the intermediate transfer belt 71 in a predetermined rotation direction D2. It has.
[0035]
Further, a secondary transfer roller 78 is provided at a position facing the roller 73 with the intermediate transfer belt 71 interposed therebetween, the secondary transfer roller 78 being configured to be able to contact and separate from the surface of the belt 71 by an electromagnetic clutch (not shown). Have been. When a color image is transferred to the sheet S, a color image is formed by superimposing toner images of each color formed on the photoconductor 2 on the intermediate transfer belt 71.
[0036]
Then, the color image is secondarily transferred onto the sheet S taken out of the cassette 8 and conveyed to the secondary transfer area TR2 between the intermediate transfer belt 71 and the secondary transfer roller 78. Further, the sheet S on which the color image is formed is conveyed via the fixing unit 9 to a discharge tray provided on the upper surface of the apparatus main body.
[0037]
The surface potential of the photosensitive member 2 after the primary transfer of the toner image to the intermediate transfer belt 71 is reset by a charge removing unit (not shown). Further, after the toner remaining on the surface of the photoconductor 2 is removed by the cleaning unit 5, the charging unit 3 receives the next charge. The toner removed by the cleaning unit 5 is collected in a toner tank (not shown).
[0038]
In the vicinity of the roller 75, a cleaner 76, a density sensor 60, and a vertical synchronization sensor 77 are arranged. Of these, the cleaner 76 can move toward and away from the roller 75 by an electromagnetic clutch (not shown). Then, while moving to the roller 75 side, the blade of the cleaner 76 contacts the surface of the intermediate transfer belt 71 wrapped around the roller 75, and the toner remaining on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 after the secondary transfer. Is removed. The toner removed by the blade of the cleaner 76 is collected in the transfer waste toner tank.
[0039]
The vertical synchronization sensor 77 is a sensor for detecting a reference position of the intermediate transfer belt (intermediate transfer member) 71, and outputs a synchronization signal output in association with the rotation drive of the intermediate transfer belt 71, that is, a vertical synchronization signal Vsync. It functions as a vertical synchronization sensor to obtain. In this apparatus, the operation of each section of the apparatus is controlled based on the vertical synchronization signal Vsync so that the operation timing of each section is aligned and the toner images formed in each color are accurately overlapped. Further, the density sensor 60 is provided so as to face the surface of the intermediate transfer belt 71, and measures the optical density of a patch image formed on the outer peripheral surface of the intermediate transfer belt 71 in the density control processing.
[0040]
As shown in FIG. 7, each of the developing devices (toner cartridges) 4Y, 4C, 4M, and 4K has a “storage element” that stores data relating to the production lot, usage history, remaining amount of built-in toner, and the like of the developing device. Certain memories 91 to 94 are provided. Further, connectors 49Y, 49C, 49M, and 49K are provided in the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K, respectively.
[0041]
These connectors 49Y, 49C, 49M, and 49K are selectively connected to the connector 108 provided on the main body side as necessary. For this reason, data is transmitted and received between the CPU 101 of the engine controller 10 and each of the memories 91 to 94 via the interface 105 to manage various kinds of information such as the management of consumables related to the developing device (toner cartridge). ing. In this embodiment, the main body side connector 108 and the connector 49K of each developing device side and the like are mechanically fitted to each other to transmit and receive data to and from each other, but for example, by using electromagnetic means such as wireless communication. Data transmission / reception may be performed in a non-contact manner.
[0042]
The memories 91 to 94 for storing data unique to the developing devices 4Y, 4C, 4M, and 4K are non-volatile memories that can store the data even when the power is off or the developing device is removed from the main body. It is desirable. As such a nonvolatile memory, for example, a flash memory, a ferroelectric memory (FRAM), an EEPROM, or the like can be used.
[0043]
Although not shown in FIG. 6, the image forming apparatus is provided with a display unit 12 as shown in FIG. Then, by displaying a predetermined message according to a control command given from the CPU 111 as necessary, the user is notified of necessary information. For example, when an abnormality such as a device failure or a paper jam has occurred, a message notifying the user of the occurrence is displayed. Further, when the remaining amount of the developing roller driving time of any one of the developing units falls to a predetermined value or less, for example, to a near-end value to be described later, a message urging replacement of the developing unit is displayed.
[0044]
As the display unit 12, for example, a display device such as a liquid crystal display can be used. In addition, a warning lamp that lights or blinks as necessary may be used. Further, in addition to displaying the message to visually notify the user, an alarm device using a voice such as a pre-recorded voice message or a buzzer, or a combination of these may be used.
[0045]
The roller 11 is provided with an image memory 113 for storing an image provided from an external device such as a host computer via the interface 112. Reference numeral 106 denotes a ROM for storing an operation program executed by the CPU 101, control data for controlling the engine unit EG, and the like, and reference numeral 107 denotes a RAM for temporarily storing the operation results of the CPU 101 and other data. As the RAM 107, a non-volatile FRAM (Ferroelectric Ramdom Access Memory: ferroelectric memory) may be used.
[0046]
Next, how to determine the remaining amount of the developing roller driving time for each of the developing units (toner cartridges) 4Y, 4M, 4C, and 4K in the image forming apparatus configured as described above will be described. In this type of image forming apparatus, two types of toner cartridges having different capacities, a large-capacity toner cartridge having a large amount of stored toner and a small-capacity toner cartridge having a small amount of stored toner, are installed in the same apparatus (rotary developing unit). Models that can be replaced and installed have been developed. In such a case, the life of the large-capacity or small-capacity toner cartridge differs depending on the amount of stored toner.
[0047]
FIG. 3 is a characteristic diagram showing a basic principle of toner cartridge life management according to the present invention. In FIG. 3, the horizontal axis sets the toner counter count value. On the vertical axis, the developing roller driving time (cumulative value sec) is set. As an example, the toner counter count value on the horizontal axis is set to an initial value (toner full amount), that is, a maximum value of 130 million in a large-capacity toner cartridge for image formation of 6000 sheets in A4 size.
[0048]
Further, in the case of a small-capacity toner cartridge for image formation of 2,000 sheets in A4 size, which is mounted on the same apparatus, the maximum value of the count value of the toner counter is set to 5,000,000. In the present invention, whether the large-capacity toner cartridge or the small-capacity toner cartridge is used, it is possible to appropriately manage the life of the toner cartridge and to display the toner remaining amount in a configuration that is easy for the user to see. it can.
[0049]
For the developing roller driving time on the vertical axis, the maximum value of the large-capacity toner cartridge is set to, for example, 12000 sec. In a small-capacity toner cartridge, the maximum drive roller driving time is set to, for example, 4000 seconds. The life of the toner cartridge is determined based on whether a parameter of the toner counter count value set on the horizontal axis or the developing roller driving time set on the vertical axis has reached a specified value. That is, the life determination of the toner cartridge is performed by determining the logical sum of whether any of the toner counter count value and the developing roller driving time has reached a predetermined value.
[0050]
In the present invention, when determining the life of the toner cartridge, three levels are set according to the remaining amount of the developing roller driving time. That is, (1) the near-end level, (2) the end level, and (3) the end-end level are set in the descending order of the remaining developing roller drive time. When the remaining amount of developing roller driving time decreases from the initial value and reaches the near-end level (1), the remaining amount of developing roller driving time is low. Is displayed on the display unit.
[0051]
When the remaining amount of the developing roller driving time further decreases from the (1) near-end level and reaches the (2) end level, an operation call (op call) such as "Please replace the toner cartridge" is displayed. To be displayed. Each time an image is formed on a single sheet, the operation code can be displayed to provide a function of preventing continuous image formation.
[0052]
Further, when the remaining amount of the developing roller drive time decreases and reaches (3) the end-to-end level, the operation message on the display section displays the message "Please replace the toner cartridge" as in the case of the end. Is displayed. Also, control is performed so that an image cannot be formed on the sheet. As described above, in the example of FIG. 3 of the present invention, the replacement timing of the toner cartridge is set at three levels according to the remaining amount of the developing roller driving time. For this reason, the user can recognize the replacement timing of the toner cartridge step by step, so that it is easy to use and the convenience of the user can be improved.
[0053]
In FIG. 3, a broken line R indicates a near-end level, a dashed line S indicates an end level, and a solid line T indicates an end-end level. The toner counter count value on the horizontal axis is set to the maximum value A3, the near end A2, and the end A1. Further, the developing roller driving time on the vertical axis is set to numerical values of the maximum value B3, the end value B2, and the near-end value B1.
[0054]
The toner counter count value is defined by the number of recording papers (sheets) on which an image is formed and the size (image occupancy) of the image forming area of the sheet. That is, the toner counter count value varies depending on the total image amount formed on the sheet. In FIG. 3, U indicates the characteristic of the image occupation ratio of 1%, V indicates the characteristic of the image occupation ratio of 5%, and W indicates the characteristic of the image occupation ratio of 20%. Note that the characteristic U is to form an image of four A4 sheets per job, and the other characteristics of V and W are to form an image of one A4 sheet per job. From FIG. 3, it can be seen that the toner counter count value increases as the image occupation ratio increases, and the toner remaining amount decreases.
[0055]
In the example of FIG. 3, the near end A2 is reached when the characteristic U having an image occupation ratio of 1% has 6,400 sheets (Ua), and the characteristic V having an image occupation ratio of 5% has 4,800 sheets (Va), and the image occupation ratio is 20%. In the characteristic W, the number of sheets is 1200 (Wa). The end A1 is reached in the case of the characteristic U having an image occupation ratio of 1%, 8000 sheets (Ub), the characteristic V having an image occupation ratio of 5% is 6000 sheets (Vb), and the characteristic W having an image occupation ratio of 20%. There are 1500 sheets (Wb). Further, the characteristic value U reaches 9090 sheets (Uc) for the characteristic U, 6800 sheets (Vc) for the characteristic V, and 1700 sheets (Wc) for the characteristic W.
[0056]
Thus, in the example of FIG. 3, in the characteristic U having the image occupation ratio of 1%, there is a difference of 20% between 6400 sheets (Ua) and 8000 sheets (Ub) between the near end A2 and the end A1. Also, there is a difference of 1090 between 8000 sheets (Ub) and 9090 sheets (Uc) between the end A1 and the end end. Further, in the characteristic V having an image occupation ratio of 5%, there is a difference of 20% between the near end A2 and the end A1 between 4800 sheets (Va) and 6000 sheets (Vb). Also, there is a difference of 800 between 6000 sheets (Vb) and 6800 sheets (Vc) between the end A1 and the end end.
[0057]
In the developing roller driving time on the vertical axis, a maximum value (end-end value) B3, an end value B2, and a near-end value B1 are set for each of the characteristics U, V, and W. For example, the end-to-end value B3 of the characteristic U is 12000 sec. Appropriate near-end values and end values are set corresponding to the end-end values for each of the characteristics U, V, and W. In the toner cartridge life determination based on the developing roller driving time, it can be seen that the life tends to be shorter for a sheet having a smaller image occupation ratio.
[0058]
In other words, the life of the toner cartridge is inconsistent with the toner counter count value and the developing roller driving time at the same image occupation ratio. This is because even if the image occupation ratio is small, since the rotation of the developing roller is continued, the toner filled in the toner cartridge is agitated and the deterioration is promoted. Regardless, it shows that the life as viewed from the developing roller driving time is shortened.
[0059]
As described above, the life determination of the toner cartridge can be performed based on the count value of the toner counter or whether the driving time of the developing roller has reached a predetermined level. In the present invention, when the life of the toner cartridge is determined, the remaining amount of the developing roller driving time is determined whether the large-capacity toner cartridge is used or the small-capacity toner cartridge is used. Is configured to be easily viewed by the user. Hereinafter, the configuration of the display unit of the present invention will be described.
[0060]
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a table for setting the near-end value of the remaining amount of the developing roller driving time. Such a table is stored, for example, in the memory (FRAM) 107 in FIG. In FIG. 4, the column of “type” indicates the capacity of the toner cartridge. For example, Pa is a large-capacity toner cartridge, and Pb is a small-capacity toner cartridge. The “color” column sets the distinction between the yellow (Y), cyan (C), magenta (M), and black (K). In the column of “count value”, a near-end value of the remaining amount of the developing roller driving time for each color is set.
[0061]
In the example of FIG. 4, the near-end values of the remaining amounts of the Y, C, and M developing roller driving times of the toner cartridge Pa are a, respectively. 1 And the near-end value of the remaining amount of the developing roller driving time of K is a 2 It is. Also, the near-end value of the remaining amount of the developing roller driving time for each of the Y, C, and M colors of the toner cartridge Pb is a 3 Are set equally. a 1 And a 2 The size relationship of a 1 > A 2 It is. Furthermore, a 3 Is a 2 It is set with a numerical value smaller than.
[0062]
In the present invention, when an image is formed on the same number of sheets (recording media) for each color by an image forming apparatus using the rotary developing unit 4 as shown in FIG. The near-end value of the remaining drive time is set. That is, this characteristic includes a case where the developing roller is driven for the purpose of preventing a decrease in print quality.
[0063]
In consideration of the above characteristics, the black (K) developing roller drive time increases when images are formed on the same number of sheets, so that the remaining amount of toner does not become the same for each color. For this reason, in the example of FIG. 4, the near-end value of the remaining amount of black (K) toner is set to a numerical value smaller than that of the other colors, that is, the life count value is set larger than that of the other colors. It matches the actual driving time.
[0064]
As described above, in the present invention, the near-end value of black (K) is set to a value different from the near-end values of other colors. For this reason, by forming an image on a sheet, when the driving time of the developing roller of each color increases, it is possible to perform highly accurate toner cartridge life management suited to the actual situation.
[0065]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. In FIG. 1, the horizontal axis indicates the developing roller driving time (sec), and the vertical axis indicates the remaining amount display (%) of the developing roller driving time. FIG. 1A corresponds to a large-capacity toner cartridge, and FIG. 1B corresponds to a small-capacity toner cartridge. In FIG. 1A, F4 is the initial value of the remaining amount of the developing roller driving time, F3 is its near-end value, F2 is the end value, and E1 is the end-end value. In the example of FIG. 1A, the near-end value F3 indicates that the remaining amount of the developing roller driving time is 20%. In FIG. 1B, G4 is an initial value (0) of the developing roller driving time, G3 is a near-end value, G2 is an end value, and G1 is an end-end value. Also in the example of FIG. 1B, the near end value G3 indicates that the display of the remaining amount of toner is 20 (%).
[0066]
That is, in this embodiment, when the parameter of the developing roller driving time is used, the same ratio is displayed when the large-capacity toner cartridge is used and when the small-capacity toner cartridge is used. That is, in each case, the display of the near end value of the remaining amount of the developing roller driving time is set to 20%. For this reason, it is possible to avoid confusion of the user due to a change in the ratio of the remaining amount display of the developing roller driving time corresponding to the near end value due to the difference in the toner capacity.
[0067]
Further, when the remaining amount of the developing roller driving time is displayed using the developing roller driving time as a parameter, when the toner cartridges having different toner capacities are used, the remaining amount of the developing roller driving time is displayed on the same scale. I have. For this reason, the display mechanism of the remaining amount of the developing roller driving time can be configured to be inexpensive and easy for the user to see.
[0068]
FIG. 2 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention. 2, an external computer (host computer) 20 transmits image data to the main controller 11. A display unit 12 is connected to the main controller 11, and displays various messages and the like, and displays the remaining amount of the developing roller driving time in% (ratio) with respect to the initial value as described with reference to FIG.
[0069]
The engine controller 10 includes a CPU 101 and an FRAM 107. The toner cartridge 4 is provided with a memory. This memory stores the initial value and the maximum value of the developing roller driving time and the remaining amount of the current developing roller driving time for each of the large capacity cartridge and the small capacity cartridge for each color.
[0070]
In some cases, the user first forms an image on a recording medium using a large-capacity cartridge, then performs image formation by replacing the cartridge with a small-capacity cartridge, and forms an image again by replacing the large-capacity cartridge. Even in such a case, the value of the developing roller driving time corresponding to the large capacity cartridge before the replacement with the small capacity cartridge is stored in the memory. Therefore, even when a toner cartridge having a different capacity is replaced halfway before the end of its life, the driving time of the developing roller can be accurately grasped. Therefore, it is possible to accurately manage the life of the toner cartridge.
[0071]
As will be described later, the CPU 101 of the engine controller 10 adds the accumulated developing roller driving time to the initial value and updates the remaining amount information of the current developing roller driving time. Such updated remaining amount information of the developing roller driving time is stored in the FRAM 107 and also in the memory of the toner cartridge 4. The process of updating the remaining amount information is performed for each color, and the FRAM 107 and the memory of the toner cartridge 4 always store the latest remaining amount of the developing roller driving time.
[0072]
The main controller 11 is provided with the CPU 111 as described with reference to FIG. 7, and the CPU 111 is provided with a dot counter and an image processing unit. The toner counter for counting the toner consumption is configured by software or hardware in the CPU 101 of the engine controller 10 as described with reference to FIG.
[0073]
When the image data provided from the external computer 20 is input to the image processing unit of the main controller 11, the image processing unit forms an exposure signal and inputs it to the dot counter. In response to the exposure signal, the dot counter counts the number of pixels for each color and each page, and transmits a count value to the CPU 101. The CPU 101 of the engine controller 10 reads an initial value and a coefficient of the amount of toner filled in the toner cartridge for each color from the memory (FRAM) 107.
[0074]
The coefficient is a weighting coefficient or the like at the time of image formation, and will be described in detail later. The CPU 101 obtains a calculation result obtained by adding a coefficient to the count value, that is, a toner consumption amount. As described above, the CPU 101 of the engine controller 10 determines the dot count value, that is, the toner counter count value, based on the count value for each color and each page transmitted from the dot counter and the coefficient read from the memory (FRAM) 107. (Toner consumption).
[0075]
Then, the toner consumption amount is subtracted from the old toner remaining amount to determine the new toner remaining amount, and the result is stored in the memory (FRAM) 107. The information on the remaining amount of toner is also transmitted to the main controller 11. Although not shown, a timer signal for the drive time of the developing roller is input to the CPU 101 of the engine controller 10 when the developing roller is operating. Instead of the timer, a program timer for measuring the developing roller driving time may be set in the CPU 101. The driving time is accumulated for each job and stored in the memory (FRAM) 107.
[0076]
The FRAM 107 stores an initial value and a maximum value of the developing roller driving time. The CPU 101 transmits the developing roller driving time measured by the timer or the program timer to the counter 210 (FIG. 8) as described above, and counts the accumulated developing roller driving time. The arithmetic circuit 206 acquires the accumulated value of the developing roller driving time of the toner cartridge counted by the counter 210. The accumulated value of the developing roller driving time is transmitted to the CPU 101. The CPU 101 adds the accumulated value to the initial value of the developing roller driving time read from the FRAM 107. Further, the above-described cumulative addition value is subtracted from the maximum value read from the FRAM 107 to calculate the remaining amount of the developing roller driving time. The obtained remaining amount is stored in the memory (FRAM) 107.
[0077]
Therefore, the current developing roller driving time is sequentially accumulated from the initial value and stored in the memory (FRAM) 107. The CPU 101 determines the life of the toner cartridge by obtaining the remaining amount from the current accumulated driving time. When the drive time reaches the near-end value, a message indicating that the cartridge replacement time is near is displayed on the display unit.
[0078]
By the way, there is a case where an image is continuously formed on a plurality of media using a single color (for example, monochrome) toner using the above-described image forming apparatus. In continuous image formation in such a monochrome image forming mode, development is performed for a long time using a development unit of the same color. You are in a situation where it cannot be rotated.
[0079]
In such a situation, the toner contained in the developing unit sediments in the direction of gravity, and such sedimentation of the toner causes deterioration of the fluidity of the toner. The deterioration of the fluidity of the toner causes various problems. For example, due to the deterioration of the fluidity of the toner, poor charging of the toner occurs, and a problem arises that a desired image cannot be finally obtained.
[0080]
In order to avoid such a problem, when an image is continuously formed on a plurality of media with a single color (for example, monochrome) toner, for example, the number of recording media on which the image is formed is set between the continuous formations. Every time when the number of sheets reaches a predetermined number, the developing unit may be rotated to make the flowability of the toner sharp. If images are continuously formed when the above-described measure for promoting the fluidity of the toner is adopted, a desired effect can be obtained when the number of recording media is larger than the predetermined number. However, when the number of recording media on which images are continuously formed is smaller than the predetermined number, the following problem occurs. This point will be described with an example.
[0081]
For example, when the predetermined number is 48 sheets and the image is continuously formed on 100 sheets of the recording medium, the developing unit rotates twice during the continuous formation, so that the fluidity of the toner is promoted. Is done. On the other hand, when images are continuously formed on 40 recording media, the developing unit does not rotate during the continuous formation. Therefore, if the operation of continuously forming images on 40 sheets of media is repeated a plurality of times, the fluidity of the toner will be deteriorated. In particular, when the number of recording media on which images are continuously formed is close to the predetermined number, the toner fluidity becomes more remarkable. Therefore, another method for avoiding the problem due to the deterioration of the fluidity of the toner is desired.
[0082]
When an image is continuously formed on a plurality of recording media by using a single color developer, the rotating body is rotated one or more times at the start of continuous formation of the image or at the end of continuous formation. Let it. By employing such a measure, it is possible to avoid a problem due to deterioration of the fluidity of the developer.
[0083]
As described above, in this type of image forming apparatus, in addition to the case where an image is formed in an image forming area, there is a case where the developing roller is driven for the purpose of improving print quality, for example, in order to promote fluidity of toner. is there. However, the driving time of the developing roller at this time is extremely short, and is not enough to affect the life of the toner cartridge. If the drive time is counted even when the developing roller is driven for such a purpose, the process becomes complicated, and the operation of the image forming apparatus may not be in actuality. Therefore, in the present invention, the developing roller driving time for promoting the fluidity of the toner for the purpose of improving the print quality is excluded from the life management of the toner cartridge.
[0084]
Next, a specific example of the remaining amount display of the developing roller driving time in the embodiment of the present invention will be described. As described above, the CPU 101 of the engine controller 10 obtains the remaining amount of the developing roller driving time by subtracting the accumulated value of the developing roller driving time from the maximum value. Therefore, the CPU 101 holds information on the remaining amount of the developing roller driving time from the end-to-end value (0%) to the initial value (100%). The near-end value is, for example, 20% as described with reference to FIGS.
[0085]
An end value H is set between the near end value and the end end value. The information of the remaining amount of the developing roller driving time is transmitted from the engine controller 10 to the main controller 11 as described above. The remaining amount of the developing roller driving time is displayed on the display unit 12 based on this information. At this time, the display unit displays the remaining amount of the developing roller driving time as a percentage (%) with respect to the initial value of 100%, and associates the end value with 0%.
[0086]
That is, in the information (v) on the remaining amount of the developing roller driving time in the engine controller 10, the end-to-end value is set to 0% with respect to the initial value. On the other hand, in the main controller 11, the end-to-end value of the remaining information (u) of the developing roller driving time is set to 0%. When the remaining amount of the developing roller drive time reaches the end value, a message "Please replace the toner cartridge" is displayed on the display. Does not change when it reaches.
[0087]
If the user is notified that the remaining amount of the developing roller driving time has reached the end value, it is understood that the toner cartridge must be replaced. For this reason, it is not necessary to display up to the end-end value in which the remaining amount of the developing roller driving time is smaller than the end value, and it can be said that the display according to the actual situation is performed. Rather, if the display is performed to the point where the remaining amount of the developing roller driving time is smaller than the end value, the user may continue to form an image. In such a case, there is also a problem that the quality of the image formed on the recording medium is degraded due to the blurring of the image formed on the recording medium due to the insufficient remaining amount of the developing roller driving time.
[0088]
In FIG. 2, when the new remaining amount of the developing roller driving time is stored in the memory 107 as described above, the CPU 101 compares the updated remaining amount of the developing roller driving time with the near end value, and determines the developing roller driving time. If the remaining amount of the toner cartridge has reached the near end value, a signal notifying that the life of the toner cartridge is approaching is output. That is, the CPU 101 functions as a determination unit that determines the time to replace the toner cartridge.
[0089]
FIG. 5 is a flowchart illustrating an example of performing the life determination process of the toner cartridge based on the remaining amount of the developing roller driving time in the embodiment of the present invention. The life management is performed for each large and small capacity of the toner cartridge and for each color. In FIG. 7, the power is turned on (step S1), and the state of the remaining amount of the developing roller driving time is determined (step S2). If the result of the determination in step S2 is end-to-end, the state transitions to end-to-end (step S3). Here, the state transition indicates a mode of transition from a certain state to a certain state.
[0090]
If the result of the determination in step S2 is near end, the state transitions to near end (step S4). If the result of the determination in step S2 is that the near end has not been reached, the state transition is made to the state where the near end has not been reached (step S5). In the near-end non-attainment state, even if a near-end (warning) signal of the developing roller drive time is generated due to a malfunction, the signal generation of a message display such as "Toner cartridge replacement is imminent" is stopped. Further, the signal formation of the operation call notification of the toner cartridge replacement, which is output when the developing roller driving time is at the end, is stopped.
[0091]
In the near-end unreached state, the developing roller driving time is counted and stored in the FRAM. When the state transitions from the near-end unreached state to the near-end, the near-end operation is performed. In this case, it is indicated by a double arrow line to distinguish it from the state transition when the power is turned on. In the near-end operation, a message such as "Replacement of toner cartridge is imminent" is displayed, but the notification of the operation call for replacing the toner cartridge is stopped.
[0092]
In the near-end state, the developing roller driving time is counted and stored in the FRAM. Note that when the state transitions from the near-end state to the end-end state, the end-to-end operation of the developing roller driving time is performed. In this case, the formation of the message signal based on the near end of the developing roller driving time is stopped, and the signal formation of the toner cartridge replacement is performed. As described above, in FIG. 5, when the remaining amount of the developing roller driving time of the toner cartridge is in the near-end unreached state, the near-end state, or the end-end state, a flag indicating the state is set. Therefore, only the signal formation corresponding to the flag-set state is valid. Instructions that are valid in other states are processed so as not to be accepted.
[0093]
Next, a description will be given of a process in a case where the toner cartridge is replaced with a new one in a state where the near end has not been reached, the near end, and the end end. In this case, the remaining life value obtained by subtracting the remaining amount of the developing roller driving time from the initial value of the toner cartridge is reset, and processing necessary for replacement of the toner cartridge, such as updating of the initial value, is performed. Thereafter, the life of the toner cartridge is determined by turning on the power in step S1.
[0094]
Next, the configuration and operation of the toner counter will be described. FIG. 8 is a block diagram showing a configuration of the toner counter. In this apparatus, the toner consumption is obtained by the CPU 101 performing a predetermined calculation based on a program stored in the ROM 106 shown in FIG. That is, the entire configuration of the toner counter is realized by software of the CPU 101, but it may be configured by hardware.
[0095]
FIG. 8 shows an example of a circuit configuration in the case of the hardware. Here, the operation principle of the toner counter according to the present invention will be described using the toner counter 200 having the hardware configuration shown in FIG. 8 as a model. Even when the circuit in FIG. 7 is realized by software, the toner consumption can be obtained based on the same principle as that of the hardware.
[0096]
In the toner counter 200, the same control signal as that given from the CPU 101 to the exposure control unit 102, that is, a signal developed into a gradation value for each toner color based on an image signal given from an external device is used. Is entered. Based on the control signal, the comparison circuit 201 passes only a signal corresponding to a print dot whose tone value is equal to or greater than a predetermined threshold value, and inputs the signal to the determination circuit 202. The determination circuit 202 has a function as a “pattern determination unit” that determines the arrangement state of the print dots based on the output signal of the comparison circuit 201.
[0097]
That is, the discrimination circuit 202 detects the number of dots forming the print dot row, classifies it into three patterns of dots equal to or larger than a threshold, four continuous dots, and isolated dots, and selects one of the counters 203 to 205 according to the pattern. Outputs crab "1". Here, an isolated dot is one in which pixels on both sides of a pixel equal to or larger than a certain threshold are smaller than the threshold. These counters 203, 204, and 205 are provided corresponding to the respective patterns of dots equal to or larger than the threshold, four continuous dots, and isolated dots. Each of the counters 203 to 205 has a function as a “counter” that counts the number of times of forming a print dot row of the pattern by counting signals output from the determination circuit 202 as needed.
[0098]
For example, when the control signal input to the comparison circuit 201 corresponds to an isolated dot, the determination circuit 202 determines that the print dot is an isolated dot based on an output signal from the comparison circuit 201. . Then, while outputting “1” to the counter 205, it outputs “0” to the other counters 203 and 204. By such processing, only the count value of the counter 205 indicating the number of times of forming the isolated dot is increased by one.
[0099]
However, at this time, the count values of the other counters 203 and 204 do not change. Similarly, when the control signal input to the comparison circuit 201 corresponds to four consecutive dots, the count value of the corresponding counter 204 increases by one. In this way, the number of print dot formations for each pattern is counted individually.
[0100]
These count values C1, C2 and C3 are input to the arithmetic circuit 206. In addition to the count values C1, C2, and C3, an offset value No given from the CPU 101 and an output from the coefficient table 207 are input to the arithmetic circuit 206. The output from the arithmetic circuit 206 is input to the CPU 101 and the coefficient table 207. In this coefficient table 207, a plurality of sets of numerical values that are candidates for “weighting coefficients” Kx, K1, K2, and K3 (formula (1) below) are stored in advance. Is selected.
[0101]
The arithmetic circuit 206 multiplies the count values C1, C2, and C3 output from the counters 203 to 205 by the weighting coefficients K1, K2, and K3 selected and output from the coefficient table 207, and multiplies them. Find the sum. Further, the offset value No given from the CPU 101 is added to the product of the sum and the coefficient Kx. By such an operation, the toner consumption amount defined in the expression (1) is obtained. (Toner consumption) = Kx · (K1 · C1 + K2 · C2 + K3 · C3) + No (1) where Kx is a color-dependent coefficient that differs for each color.
[0102]
The counter 210 counts the developing roller driving time measured by a timer or a program timer. The counted result is input from the counter 210 to the arithmetic circuit 206, and the accumulated developing roller driving time is calculated. The accumulated developing roller drive time calculated by the calculation circuit 206 is input to the CPU 101. The CPU 101 adds the accumulated developing roller driving time to the initial value read from the FRAM 107. Also, the remaining amount is calculated by subtracting the cumulatively added developing roller driving time from the maximum value read from the FRAM 107. As described above, the CPU 101 functions as a developing roller remaining amount calculating unit for driving time.
[0103]
In this embodiment, as described above, all the functions corresponding to the "counting means" and the "coefficient setting means" of the toner counter 200 are realized by software. With such a configuration, it is not necessary to add special hardware for calculating the toner consumption, and the apparatus has a simple configuration, so that the cost of the apparatus can be reduced.
[0104]
As described above, according to the present invention, in an image forming apparatus that forms an image on a recording medium of the same amount with a plurality of color toners using a rotary developing unit, a toner cartridge can be accurately formed in accordance with the actual state of image formation. Service life can be managed. Further, even in an image forming apparatus using the intermediate transfer member, the life of the toner cartridge can be managed with high accuracy.
[0105]
The above-described embodiment is directed to an image forming apparatus configured to be able to form a full-color image using four color toners of yellow, cyan, magenta, and black. The present invention is not limited to the toner colors and the number of colors used, and is arbitrary. For example, the present invention can be applied to an apparatus that forms a monochrome image using only black toner. It is. Further, the toner consumption of a plurality of developing units can be individually obtained by a single hardware configuration.
[0106]
Further, in the above embodiment, the present invention is applied to the printer that executes the image forming operation based on the image signal from the outside of the apparatus. However, the inside of the apparatus according to the user's image forming request, for example, the pressing of the copy button. The present invention can be applied to a copier that creates an image signal and executes an image forming operation based on the image signal, and a facsimile machine that executes an image forming operation based on an image signal given via a communication line. Needless to say,
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram showing an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an explanatory diagram showing one embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a characteristic diagram illustrating an example of managing the life of a toner cartridge.
FIG. 4 is an explanatory diagram showing an example of a table for setting a count value.
FIG. 5 is a flowchart showing a processing procedure of the present invention.
FIG. 6 is a vertical sectional side view showing an example of the image forming apparatus.
FIG. 7 is a block diagram illustrating an electrical configuration of the image forming apparatus of FIG. 6;
FIG. 8 is a block diagram showing a partially enlarged view of FIG. 7;
[Explanation of symbols]
2 photoconductor (image carrier), 4C, 4K, 4M, 4Y developing device (toner cartridge), 44 developing roller (toner carrier), 10 engine controller, 11 main controller, 101 engine controller CPU, 107: memory (FRAM), 111: CPU of main controller, 120: counter, 200: toner counter, 202: determination circuit (pattern determination means), 203 to 205: counter (count means), 206: arithmetic circuit, 210: Counter for developing roller driving time.

Claims (14)

複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットと、記録媒体に画像形成を行う際の現像ローラ駆動時間をカウントする手段と、現像ローラ駆動時間の残量を求める演算手段と、前記残量が所定値に到達したときに当該トナーカートリッジの交換時期と判定する判定手段と、現像ローラ駆動時間の残量を表示する表示手段とを備えたトナーカートリッジ寿命管理装置において、
前記ロータリー現像ユニットには、異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着可能であり、前記現像ローラ駆動時間をカウントする手段は、トナーの流動性を促進する際の現像ローラ駆動時間はカウントを除外することを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理装置。A rotary developing unit including a toner cartridge filled with toner corresponding to each of a plurality of colors; a unit for counting a developing roller driving time when forming an image on a recording medium; and an operation for calculating a remaining amount of the developing roller driving time A toner cartridge life management device comprising: a unit; a determination unit configured to determine a replacement time of the toner cartridge when the remaining amount reaches a predetermined value; and a display unit configured to display a remaining amount of the developing roller driving time.
The rotary developing unit can be replaced with a plurality of toner cartridges having different toner capacities, and the developing roller driving time counting means counts the developing roller driving time when promoting the flowability of the toner. A toner cartridge life management device, wherein 前記表示手段には、前記複数のトナーカートリッジについてそれぞれの現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示することを特徴とする、請求項１に記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。2. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the display unit displays the remaining amount of the developing roller driving time for each of the plurality of toner cartridges on the same scale. 3. 前記現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を前記複数のトナーカートリッジについて同一割合で表示し、かつ、現像ローラ駆動時間の残量のエンド値は同一の数値で判定することを特徴とする、請求項１に記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。Wherein the near end value of the remaining amount of the developing roller driving time is displayed at the same ratio for the plurality of toner cartridges, and the end value of the remaining amount of the developing roller driving time is determined by the same numerical value. Item 2. The toner cartridge life management device according to Item 1. 前記現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を予め記憶する記憶手段を設け、前記演算手段は、前記初期値に現像ローラ駆動時間を累積して加算し、最大値から累積加算された現像ローラ駆動時間を減算して、現像ローラ駆動時間の残量を求めることを特徴とする、請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。Storage means for storing an initial value and a maximum value of the developing roller driving time in advance is provided, and the calculating means accumulates and adds a developing roller driving time to the initial value, and the developing roller driving cumulatively added from the maximum value. 4. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the remaining time of the developing roller driving time is obtained by subtracting the time. 前記記憶手段をトナーカートリッジに設けたことを特徴とする、請求項１ないし請求項４のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。5. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the storage unit is provided in the toner cartridge. 前記所定値は、現像ローラ駆動時間の残量の多い順に設定される、ニアエンド値、エンド値、エンドエンド値のいずれかとすることを特徴とする、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。6. The apparatus according to claim 1, wherein the predetermined value is one of a near-end value, an end value, and an end-end value, which are set in the descending order of the remaining amount of the developing roller driving time. Toner cartridge life management device. 前記所定値は、ニアエンド値が複数の値に設定されていることを特徴とする、請求項１ないし請求項６のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。7. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the predetermined value has a near-end value set to a plurality of values. 前記所定値は、記録媒体に形成される画像の割合の画占率により異なる値としたことを特徴とする、請求項１ないし請求項７のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。8. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein the predetermined value is different depending on an image occupation ratio of a ratio of an image formed on a recording medium. 前記複数のトナーカートリッジは、多数の記録媒体に画像を形成する大容量トナーカートリッジと、少数の記録媒体に画像を形成する小容量トナーカートリッジを交換して使用可能であって、前記所定値は、複数のトナーカートリッジでそれぞれ異なる値に設定したことを特徴とする、請求項１ないし請求項８のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置。The plurality of toner cartridges can be used by replacing a large-capacity toner cartridge that forms an image on a large number of recording media and a small-capacity toner cartridge that forms an image on a small number of recording media, and the predetermined value is: 9. The toner cartridge life management device according to claim 1, wherein different values are set for each of the plurality of toner cartridges. 複数色に対応したトナーがそれぞれ充填されたトナーカートリッジを具備するロータリー現像ユニットにより記録媒体に画像形成を行い、累積の現像ローラ駆動時間をカウントし、現像ローラ駆動時間の残量が所定値に到達したときに、当該トナーカートリッジの交換時期と判定すると共に、現像ローラ駆動時間の残量を表示手段に表示するトナーカートリッジ寿命管理方法であって、
異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジを交換して装着して画像形成する際の現像ローラ駆動時間を取得する段階と、予め記憶手段に記憶されている現像ローラ駆動時間の初期値と最大値を読み出す段階と、前記初期値にトナーの流動性を促進する際の現像ローラ駆動時間を除外して累積の現像ローラ駆動時間を加算する段階と、前記累積して加算された現像ローラ駆動時間を最大値から減算して残量を演算する段階とからなることを特徴とする、トナーカートリッジ寿命管理方法。An image is formed on a recording medium by a rotary developing unit having a toner cartridge filled with toner corresponding to a plurality of colors, and the accumulated developing roller driving time is counted, and the remaining amount of the developing roller driving time reaches a predetermined value. A toner cartridge life management method for determining when it is time to replace the toner cartridge and displaying the remaining amount of the developing roller driving time on a display unit.
Acquiring the developing roller driving time when a plurality of toner cartridges having different toner capacities are exchanged and mounted to form an image, and reading the initial value and the maximum value of the developing roller driving time stored in the storage means in advance. Adding a cumulative developing roller driving time excluding the developing roller driving time when promoting the fluidity of the toner to the initial value, and setting the accumulated developing roller driving time to a maximum value And calculating the remaining amount by subtracting the remaining amount from the toner cartridge. 前記表示手段には、前記異なるトナー容量の複数のトナーカートリッジについて、現像ローラ駆動時間の残量を同一の目盛りで表示すると共に、現像ローラ駆動時間の残量のニアエンド値を同一割合で表示する段階と、現像ローラ駆動時間の残量のエンド値は前記複数のトナーカートリッジについて同一の数値で判定する段階とからなることを特徴とする、請求項１０に記載のトナーカートリッジ寿命管理方法。The display means displays the remaining amount of the developing roller driving time on the same scale for the plurality of toner cartridges having the different toner capacities, and displays the near end value of the remaining amount of the developing roller driving time at the same ratio. 11. The toner cartridge life management method according to claim 10, further comprising: determining an end value of the remaining amount of the developing roller driving time with the same numerical value for the plurality of toner cartridges. 前記所定値は、現像ローラ駆動時間のニアエンド値であって、前記現像ローラ駆動時間が前記所定値に到達した場合に、その旨を報知する段階を含むことを特徴とする、請求項１０または請求項１１に記載のトナーカートリッジ寿命管理方法。11. The method according to claim 10, wherein the predetermined value is a near-end value of a developing roller driving time, and includes a step of notifying when the developing roller driving time reaches the predetermined value. Item 12. The toner cartridge life management method according to Item 11. 前記請求項１ないし９のいずれかに記載のトナーカートリッジ寿命管理装置と、静電潜像を担持可能に構成された像担持体とを備え、前記ロータリー現像ユニットは、前記複数のトナーカートリッジに収納されたトナーをその表面に担持するとともに、所定の回転方向に回転することによって異なる色のトナーを順次前記像担持体との対向位置に搬送し、
前記像担持体と前記ロータリー現像ユニットとの間に現像バイアスを印加して、前記トナーを前記ロータリー現像ユニットから前記像担持体に移動させることで、前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成することを特徴とする、画像形成装置。A toner cartridge life management device according to any one of claims 1 to 9, and an image carrier configured to carry an electrostatic latent image, wherein the rotary developing unit is housed in the plurality of toner cartridges. While carrying the toner on the surface, the toner of different colors is sequentially conveyed to a position facing the image carrier by rotating in a predetermined rotation direction,
By applying a developing bias between the image carrier and the rotary developing unit to move the toner from the rotary developing unit to the image carrier, the electrostatic latent image is visualized to form a toner image. Forming an image. 前記像担持体に形成されたトナー像を、中間転写部材に転写することを特徴とする、請求項１３に記載の画像形成装置。14. The image forming apparatus according to claim 13, wherein the toner image formed on the image carrier is transferred to an intermediate transfer member.
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JP2011065003A (en) * 2009-09-18 2011-03-31 Fuji Xerox Co Ltd Management system, management device and program

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