JP2006259145A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【解決課題】 様々なユーザの使用状況に応じて、信頼度の高い適正な画像形成処理可能枚数を報知することで、適正な消耗品の交換時器を認識させることができ、かつ、生産性に支障を与えることなく、ユーザーの満足度を高める。
【解決手段】 ユーザが頻繁に使用している記録用紙Ｐのサイズを統計的に特定して基準サイズとし、並びにユーザ毎のエリカバレッジの平均値を演算し、前記基準サイズで平均的なエリアカバレッッジでの画像形成処理を実行した場合の、トナー残量に基づく処理可能枚数を表示（通知）するようにした（基準サイズの表示（通知）を含む）。これにより、ユーザ毎に異なる使用状況であっても、比較的正確、すなわち信頼度の高い報知が可能となる。
【選択図】 図３

Description

この発明は、複数種類のサイズの記録用紙から選択されたサイズの記録用紙を取り出し、当該記録用紙へ画像を形成する画像形成処理部を備えた画像形成装置に関するものである。

一例として、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置が挙げられる。

従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置では、像担持体としての感光体ドラムを中心として、この感光体ドラムの周面に対向するように帯電部、光走査部、現像部、転写部等が配置されている。

すなわち、帯電部へ所定の電圧を印加することによって感光体ドラムの表面を一様に帯電し、光走査部からの光ビームによって静電潜像を形成し、現像部においてトナーを供給して現像し、転写部において例えば、中間転写体等へトナー像を転写した後、用紙へ画像を転写する。

画像が転写された用紙は、排出口までの搬送中に定着部において定着処理されるようになっている。

上記のような一連の画像形成処理を実行するに際し、特に、現像部で使用されるトナーが消耗品としての代表的なものである。

トナーは、カートリッジに充填され、画像形成装置に対して着脱可能とされ、カートリッジ内のトナー残量を検出し（吐出量を検出して満タン量から減算する場合も含む）、ある程度の余裕をもった所定の残量になった時点で、第１の段階としてユーザーに対して警告を発し、さらにカートリッジの交換がなされない場合には、第２の段階として画像形成処理自体を禁止するようにしている。

また、グラフィカルにトナーの残量をリアルタイムに表示することもなされている。

なお、画像形成装置の消耗品の残量検知に関しては、物理的な残量検出（特許文献１参照）や、例えば感光体ドラムの駆動回数に基づいて予測演算する（特許文献２参照）等、様々な残量検知の技術が提案されている。

これにより、ユーザーは、報知内容を確認することで、カートリッジ交換の適正な時期を把握することができる。或いは、強制的に交換しなければならない状況とすることができる。

ところが、上記従来技術では、カートリッジの交換時期や、トナー残量は比較的正確に把握することができるが、実質的な画像形成処理可能枚数は不明である。

このため、トナー残量から画像形成処理枚数を換算し表示する技術が、特許文献３に開示されている。この特許文献３では、トナー残量を標準的な１枚当たりのトナー使用量に基づいて枚数換算している。

これにより、ユーザーは、カートリッジ交換時期をさらに正確に把握することが可能となる。
実開平１−１１５７５８号公報 特開平３−６２０４４号公報 特開２００２−３５１２７０公報

しかしながら、上記特許文献３等の従来技術では、実際にユーザーが処理している記録用紙１枚当たりのトナー消費量（エリアカバレッジ）を考慮しているものではなく、ユーザーのエリアカバレッジ、平均的な連続処理枚数（１ジョブ）、使用される記録用紙サイズ等の使用状況の違いによって、表示とは異なる時期にトナーが無くなってしまう可能性が高くなり、ユーザーが予測した時期にジョブの終了しないといった事態が発生し（生産性低下）、ユーザーの満足度の低下を招く。

本発明は上記事実を考慮し、様々なユーザの使用状況に応じて、信頼度の高い画像形成処理可能な枚数又は時間を報知することで、適正な消耗品の交換時器を認識させることができ、かつ、生産性に支障を与えることなく、ユーザーの満足度を高めることができる画像形成装置を得ることが目的である。

本発明は、複数種類のサイズの記録用紙から選択されたサイズの記録用紙を取り出し、当該記録用紙へ画像を形成する画像形成処理部を備えた画像形成装置であって、前記画像形成処理部による画像形成処理を実行することで消耗する消耗品の残量を求め、画像形成装置の使用状況に基づいて、前記消耗品の残量に基づいて画像形成処理可能な枚数又は時間を予測する予測手段と、予測された前記枚数又は時間を報知する報知手段と、を有している。

本発明によれば、例えば、装置設置時、或いは消耗品カートリッジ交換時から、画像形成処理の実行によって消耗する消耗品の使用量を累積記憶する。

この累積記憶された消耗品の使用量に基づいて、消耗品の残量を演算し、この残量による基準サイズの記録用紙を用いた場合の画像形成処理可能枚数を演算する。

報知手段では、前記枚数又は時間を報知（例えば、表示）する。これにより、ユーザーは、自身の使用状況が反映された画像形成処理可能枚数を認識することができ、消耗品交換（カートリッジ交換）を的確な時期に実行することができる。

本発明において、 前記画像形成処理部が、一様帯電された像担持体上に、画像データに基づいて光ビームを照射することで、当該像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された像担持体へトナーを供給することで現像し、現像されたトナー像を、所定の搬送経路に沿って搬送される記録用紙へ転写する静電型電子写真方式の画像形成部で構成されており、前記消耗品が、前記画像形成処理部に対して着脱可能なカートリッジに充填され、前記像担持体上へ供給されるトナーであり、前記消耗品の残量が、前記カートリッジの交換時にリセットされることを特徴としている。

消耗品がトナーであり、このトナーはカートリッジに充填された状態で、画像形成処理部に対して着脱可能となっている。このカートリッジが交換された時点でリセットされ、再度累積が開始される。新品のカートリッジはその充填量が既知であり、仮に再生品のカートリッジや一旦着脱を行ったカートリッジの場合には、その着脱時の残量情報をカートリッジに設けた記録媒体（例えば、ＩＣタグ等）に記憶しておき、差分を補正すればよい。

また、本発明において、前記予測手段は、使用頻度が高いサイズの記録用紙を用いて画像形成処理可能な枚数を予測することを特徴としている。

さらに、前記使用頻度が高いサイズの記録用紙は、サイズ別に集計された使用回数に基づいて決定されることを特徴としている。

また、本発明において、前記予測手段は、消耗品の使用量にばらつきがある場合に、前記報知手段によって画像形成処理可能な枚数の信頼度が低い旨をさらに報知することを特徴としている。

さらに、本発明において、前記報知手段が、前記予想手段での予測結果に対して、所定枚数を減算した枚数を報知することを特徴としている。

また、本発明において、前記報知手段が、報知するべき画像形成処理可能な枚数が所定枚数以下となった時点で、定量的な数字の報知から、画像形成処理可能枚数が少なくなった旨のメッセージの報知に切り替えることを特徴としている。

記録用紙の基準サイズは、ユーザー毎に異なる最も使用頻度の高いものが好ましい。このため、例えば、累積記憶される期間中に使用されるサイズのヒストグラムに基づいて使用頻度の高い記録用紙を選択する。

このヒストグラムから顕著に使用頻度の高いサイズが抽出された場合には当該使用頻度の高いサイズを基準サイズとし、顕著に使用頻度の高いサイズが抽出できない場合には予め定められたデフォルトサイズを基準サイズとする。

累積記憶される消耗品の使用量における、累積単位に所定以上のばらつきがある場合、すなわち、１枚の記録用紙への使用量が文字であったり、画像であったり、様々な場合が混在する場合は、単位使用量が定まらない。このような場合、例えば、単位使用量をデフォルト値として前記画像形成処理可能な枚数を演算し、かつ、前記報知手段は、報知する画像形成処理可能な枚数の信頼度が低い旨をさらに報知することで、不正確な数値を報知するこを回避する。

演算どおりの画像形成処理可能枚数を報知すると、画像形成処理可能枚数以下で消耗品を使い切ってしまうという最悪の状態を招く可能性がある。そこで、演算結果に対して、所定枚数を減算して報知することで、上記最悪の状態を回避する。

画像形成処理枚数の少なくなった場合、報知する数値が実際と異なると、かえって混乱を招く場合がある。そこで、報知するべき画像形成処理可能な枚数が所定枚数以下となった時点で、定量的な数字の報知から、画像形成処理可能枚数が少なくなった旨のメッセージの報知に切り替えることで、定量的な数値を報知せず、消耗品の交換時期が迫っていることを知らせることができる。

上記発明において、前記予測手段は、消耗品の残量と、所定の範囲における使用時間とに基づいて、消耗品を使い切る時間を予測演算することを特徴としている。

また、前記所定の範囲の使用時間が最新に計時された使用時間であることを特徴としている。

さらに、前記所定の範囲の使用時間として、最も変化量が大きい範囲を選択することを特徴としている。

例えば、累積記憶開始をリセットスタート時期として使用時間（例えば、画像形成処理の動作時間）を計時し、前記消耗品の残量と、計時手段により計時された内の所定の範囲における使用時間とに基づいて、消耗品を使い切る時間を予測演算し、消耗品の補充を促す報知を実行することで、ユーザーは、消耗品を使い切る時期を認識することができる。

使用時間中の消耗品の消耗頻度は、一定ではないため、所定の範囲の使用時間として最新に計時された使用時間を適用することで、ユーザーの現状での使用状況に近似させることができる。

所定の範囲の使用時間を設定する場合に、最も変化量が多い、すなわち消耗頻度が激しいときとすることで、報知した時間前に消耗品が使い切られる確率を低くすることができる。

以上説明した如く本発明によれば、様々なユーザの使用状況に応じて、信頼度の高い画像形成処理可能な枚数又は時間を報知することで、適正な消耗品の交換時器を認識させることができ、かつ、生産性に支障を与えることなく、ユーザーの満足度を高めることができるという優れた効果を有する。

「第１の実施の形態」
図１には、画像形成装置における画像形成（プリント）を実行するためのエンジン部１４が示されている。

エンジン部１４は、図１の横方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に対応する感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが配列されている。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、それぞれ図１の矢印Ａ方向に回転する構成となっている。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、中間転写ベルト３０の表面（外周面）に接触しており、中間転写ベルト３０が１周する間に４色のトナー像を重ね合せる、いわゆるタンデム型のフルカラープリントエンジンである。

なお、以下において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別する際には、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを付加して説明するが、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋはそれぞれ同一構造であるため、各色を区別する必要がない場合は、符号の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋは省略する。

前記感光体ドラム２０の表面には、感光体ドラム２０の表面を一様帯電する帯電ロール２２が当接している。また、前記帯電ロール２２の感光体ドラム２０の回転方向下流側には、感光体ドラム２０の表面に静電潜像を書き込むための光ビームを照射するレーザー露光装置２４が配置されている。さらに、前記レーザー露光装置２４の下流側には、前記静電潜像をトナー像に現像する現像装置２６が当接している。

前記現像装置２６の感光体ドラム２０の回転方向下流側には、中間転写ベルト３０との当接部（転写部）とされている。

前記中間転写ベルト３０は、感光体ドラム２０のそれぞれの周面に当接するようベルト搬送ロール３２Ａ、３２Ｂ、３２Ｃ、３２Ｄに巻き掛けられ、図１の矢印Ｂ方向に回動するようになっている。

この中間転写ベルト３０と感光体ドラム２０とが当接する部分には、それぞれ一次転写ロール２８が配置されており、該一次転写ロール２８は、感光体ドラム２０上に形成されたトナー像の帯電極性と逆極性の電圧を中間転写ベルト３０に印加し、感光体ドラム２０から中間転写ベルト３０へトナー像を静電吸引して一次転写させるようになっている。

前記エンジン部１４は、図１の下部に給紙トレイ３４を備えている。前記給紙トレイ３４にセットされた記録用紙Ｐは、１枚ずつ給紙トレイ３４から図１の矢印Ｃ方向の搬送方向下流側へ給紙され、転写部３６へ搬送されるようになっている。

前記転写部３６には、中間転写ベルト３０が巻き掛けられたベルト搬送ロール３２Ｂと、該ベルト搬送ロール３２Ｂに圧接された二次転写ロール３６Ｂが配設されている。該二次転写ロール３６Ｂは、図１の矢印Ｄ方向に回動する。

ベルト搬送ロール３２Ｂと二次転写ロール３６Ｂとのニップ部には、中間転写ベルト３０が挟み込まれており、記録用紙Ｐは、この中間転写ベルト３０と二次転写ロール３６Ｂとの間をニップされながら通過する構成となっている。これにより、記録用紙Ｐはこのニップ部を通過する際に中間転写ベルト３０からトナー像を転写されるようになっている。

前記転写部３６における、記録用紙Ｐの搬送方向下流側には定着ユニット３８が配設されている。前記定着ユニット３８には、内部に定着部加熱源を備え、高温になるヒートロール３８Ａと、該ヒートロール３８Ａに圧接されたバックアップロール３８Ｂが配設されている。

定着部加熱源は、例えば、ハロゲンランプ等が適用可能であり、このハロゲンランプをオン・オフ制御することで、ヒートロール３８Ａの表面温度を定着温度としている。

ここで、前記記録用紙Ｐが、ヒートロール３８Ａとバックアップロール３８Ｂとのニップ部を通過する際に、トナーが溶融、凝固して記録用紙Ｐに定着されるようになっている。そして、記録用紙Ｐは、定着ユニット３８の搬送方向下流側に配置された図示しない排紙ロールによって排紙されるようになっている。

また、感光体ドラム２０Ｋの下流側、且つ転写部３６の上流側には、前記中間転写ベルト３０上に形成されたトナー画像の濃度を検知する濃度センサ４２、及び、各色のトナー画像のカラーレジを検知するカラーレジ検知センサ４０が配設されている。

さらに、エンジン部１４の図１の上部には、各色の現像装置２６が使用するトナーが充填されたトナーカートリッジ４４が装填されており、着脱可能となっている。すなわち、トナーカートリッジ４４は、新品の状態では所定量のトナーが充填され、現像装置２６へトナーが供給されることで、徐々に充填量が減少する消耗品の１つである。従って、トナーカートリッジ４４は、画像形成処理が進むにつれて、所定の交換時器に交換されることになる。

（画像形成装置全体の制御系の概略構成）
図２は、エンジン部１２における画像形成のための制御系のブロック図である。

メイン電源管理部５０には、図示しない商用電源が接続されており、ＬＶＰＳ（低電圧電源）及びＨＶＰＳ（高電圧電源）を生成し、電源供給ラインを介して各部へ電源を供給する。

メインコントロール５２には、ユーザインターフェイス５４が接続され、ユーザの操作によって画像形成等に関する指示がなされると共に、画像形成時等の情報をユーザへ報知するようになっている。

また、このメインコントロール５２には、図示しない外部ホストコンピュータとのネットワークラインが接続されており、画像データが入力されるようになっている。

画像データが入力されると、メインコントロール５２では、例えば、画像データに含まれるプリント指示情報と、イメージデータとを解析し、エンジン部１２に適合する形式（例えば、ビットマップデータ）に変換し、ＭＣＵの一部を構成する画像形成処理制御部５６へ画像データを送出する。

画像形成処理制御部５６では、入力されたイメージデータに基づいて、画像形成処理制御部５６と共に、それぞれＭＣＵを構成する駆動系コントロール部５８、帯電コントロール部６０、露光コントロール部６２、転写コントロール部６６、定着コントロール部６８、除電コントロール部７０、クリーナコントロール部７２、現像コントロール部６４のそれぞれを同期制御し、画像形成を実行する。

画像形成処理制御部５６には、状態管理部７６が接続されており、エンジン部１２の稼動状態（例えば、処理モード中、スリープモード中、スリープモードからの立ち上げ中、処理中等）を判別するようになっている。状態管理部７６で判別した前記稼動状態は、メインコントロール５２へ送出されるようになっている。

また、前記メイン電源管理部５０には、電源投入監視センサ７８が接続され、この電源投入監視センサ７８によって電源の投入時を検出し、その電源投入時情報を状態管理部７６を介してメインコントロール５２へ送出するようになっている。

さらに、メインコントロール５２には、温度センサ８０、湿度センサ８２、並びに前述のカラーレジ検知センサ４０、濃度センサ４２等が接続されている。この温度センサ８０、湿度センサ８２では、エンジン部１０内の環境温度・湿度を検出する。濃度センサ８４は、プロセスコントロール（濃度補正）を行うときに適用される。

前記定着コントロール部６８では、定着ユニット３８のヒートロール３８Ａの温度を制御するようにしている。

この温度制御では、プリント処理が実行されていないときは、完全にオフ状態（定着部加熱源を非通電）させるのではなく、予め設定したスタンバイ温度を維持させるようにしている。

一方、プリント指示があった場合には、予め設定した定着能力と、所定の生産性を維持可能な恒常生産性温度に達するように、温度制御を切り替える。このとき、スタンバイ温度が所謂予熱温度となっているため、完全に冷え切った定着部加熱源から加熱するよりも比較的短い時間で目的の温度（恒常生産性保証温度）に立ち上げることができる。

恒常生産性保証温度に達すると、比較的短いインタバルでの連続処理が保証され、多量の連続プリント処理によりヒートロール３８Ａから熱が奪われ易い環境下においても、必要充分な処理能力を維持することができる。

ここで、第１の実施の形態では、メインコントローラ５２に消耗品管理部１００が接続されており、メインコントローラ５２から必要な情報を得て、消耗品の使用状態を把握するようになっている。第１の実施の形態における消耗品としての対象物はトナーであり、このトナーは、画像形成処理が実行される度に消耗され、最終的にカートリッジ４４を交換する時期（第１の実施の形態では、基準とされたサイズの記録用紙Ｐを用いたときの、画像形成処理可能枚数）を報知する役目を有している。

（消耗品管理部の構成）
図３には、消耗品管理部１００における消耗品管理のための機能ブロック図が示されている。

メインコントローラ５２からは、カートリッジ交換情報がリセット信号出力部１０２に入力されている。このカートリッジ交換信号が入力されたリセット信号出力部１０２では、サイズ別累積データメモリ１０４、並びにエリアカバレッジ累積データメモリ１０６のそれぞれに記憶されているデータをリセットする。

また、メインコントローラ５２からは、用紙サイズデータがサイズ別累積部１０８に入力される。サイズ別累積部１０８では、画像形成処理に適用される記録用紙のサイズ毎の枚数を累積していき、その累積データは、前記サイズ別累積データメモリ１０４に更新記憶されるようになっている。

さらに、メインコントローラ５２からは、画像データがエリアカバレッジ演算部１１０及びトナー残量データＡ演算部１１２に入力されるようになっている。なお、トナー残量データＡ演算部１１２には、画像形成処理動作開始信号も入力される。

エリアカバレッジ演算部１１０には、前記用紙サイズデータも入力されており、入力される画像データ（ドットパターン）に基づくトナー消費量を演算し、かつ適用されるサイズのベタ画像に消費されるトナー消費量に対する割合（エリアカバレッジ）を演算し、エリアカバレッジ累積部１１４へ送出されるようになっている。エリアカバレッジ累積部１１４では、累積したエリアカバレッジ累積データをエリアカバレッジ累積データメモリ１０６へ更新記憶するようになっている。

また、トナー残量データＡ演算部１１２には、メインコントローラ５２からトナー充填量情報が入力されるカートリッジ初期充填量メモリ１１６に記憶されたカートリッジ初期充填量が入力されている。このトナー残量データＡ演算部１１２では、画像形成処理動作開始信号をトリガとして、前記カートリッジ初期充填量から、画像データに基づくトナー消費量を差し引き、トナー残量Ａを得るようになっている。

演算されたトナー残量データＡは、データＡ格納部１１８へ送出され、更新格納される。

前記画像形成処理動作開始信号は、基準サイズ設定指示部１２０、エリアカバレッジ平均値設定指示部１２２、画像形成処理実行カウンタ１２４にも入力されている。

基準サイズ設定指示部１２０は、上記画像形成処理動作開始信号が入力されると、サイズ別累積データ読出部１２６に対して基準サイズを設定することを指示する。

この指示により、サイズ別累積データ読出部１２６では、前記サイズ別累積データメモリ１０４からサイズ別累積データを読出し、基準サイズ抽出可否判定部１２８へ送出する。

基準サイズ抽出可否判定部１２８では、読み出したサイズ別累積データを例えばヒストグラムを作成し、最も利用頻度の高いサイズを選別するが、データ数が少ない場合、或いはヒストグラムにピークがなく、各サイズが平均的に利用されている場合等は、利用頻度の高いサイズを抽出できない場合がある。

そこで、この基準サイズ抽出可否判定部１２８において、利用頻度の高いサイズを抽出の可否を判定し、抽出可能（ＯＫ）の場合には基準サイズ決定部１３０へＯＫ信号を出力し、抽出不可能（ＮＧ）の場合にはデフォルトサイズ読出部１３２へＮＧ信号を送出する。

基準サイズ決定部１３０では、ヒストグラムのピークとなるサイズを基準サイズとして決定し、当該基準サイズデータを最大トナー消費量データＣ演算部１３４へ送出する。

一方、デフォルトサイズ読出部１３２では、デフォルトサイズデータメモリ１３６から予め設定されたデフォルトサイズデータを読出し、最大トナー消費量データＣ演算部１３４へ送出する。

最大トナー消費量データＣ演算部１３４では、決定された基準サイズにおける所謂黒ベタ画像形成時のトナー消費量データＣを演算する。この演算されたトナー消費量データＣは，データＣ格納部１３８へ送出され、更新格納される。

また、前記エリアカバレッジ平均値設定指示部１２２では、前記画像形成処理動作開始信号が入力されると、エリアカバレッジ累積データ読出部１４０に対して、エリアカバレッジ平均値を設定することを指示する。

この指示により、エリアカバレッジ累積データ読出部１４０では、前記エリアカバレッジ累積データメモリ１０６からエリアカバレッジ累積データを読出し、エリアカバレッジ平均値抽出可否判定部１４２へ送出する。

エリアカバレッジ平均値抽出可否判定部１４２には、画像形成処理実行カウンタ１２４から画像処理実行カウント値が入力されており、読み出したエリアカバレッジ累積データと画像処理実行カウント値とに基づいて、エリアカバレッジ平均値を演算するが、データ数が少ない場合等は、演算された平均値の信頼度が低い場合がある。

そこで、このエリアカバレッジ平均値抽出可否判定部１４２において、平均値の抽出（信頼度の高い平均値）を判定し、抽出可能（ＯＫ）の場合にはエリアカバレッジ平均値データＢ演算部１４４へＯＫ信号を出力し、抽出不可能（ＮＧ）の場合にはデフォルト平均値データＢ読出部１４６へＮＧ信号を送出する。

エリアカバレッジ平均値データＢ演算部１４４では、エリアカバレッジ累積データと画像処理実行カウント値とに基づいてエリアカバレッジ平均値を演算し、データＢ格納部１４８へ更新格納する。また、デフォルト平均値データＢ読出部１４６では、デフォルト平均値データメモリ１５０から予め設定されたデフォルト平均値データＢを読出し、データＢ格納部１４８へ送出し、更新格納する。

ここで、前記データＡ格納部１１８、データＢ格納部１４８、データＣ格納部１３８は、画像形成処理可能枚数演算部１５２に接続され、それぞれのデータＡ（単位は「g」）、Ｂ（単位は「％」）、Ｃ（単位は「g」）がこの画像形成処理可能枚数演算部１５２では、以下の（１）に従って、画像形成処理可能枚数Ｓ（単位は「枚」）が演算される。

Ｓ＝Ａ／（Ｃ（Ｂ／１００）・・・（１）
前記画像形成処理可能枚数演算部１５２によって演算された画像形成処理可能枚数Ｓは、報知データ生成部１５４へ送出される。この報知データ生成部１５４は、前記基準サイズ決定部１３０と接続されており、決定された基準サイズデータが入力されており、報知基礎データとして、画像形成処理可能枚数Ｓと基準サイズの報知データが生成される。この報知データにおける画像形成処理可能枚数は、若干量α減算される（Ｓ←Ｓ−α）。この若干量αは、画像形成処理可能枚数が表示されているのに、トナーが無くなってしまう事態を回避するためのものである。

ここで、この報知データ生成部１５４には、定量表示判定部１５６が接続されている。この定量表示判定部１５６では、画像形成処理可能枚数が所定枚数以下（例えば、１００枚以下）となった場合には、誤差を救出するため、定量的な画像形成処理可能枚数Ｓの表示を禁止し、例えば、「処理可能枚数が少なくなりました」というような、曖昧な表現に表示を切り替えるように指示する。

報知データ生成部１５４は、報知データ出力部１５８を介して、メインコントローラ５２へ送出され、ユーザインターフェイス５４の表示部に画像形成処理可能枚数及び基準サイズを表示する、或いは、ネットワークを介して画像形成処理を指示した端末へ画像形成処理可能枚数及び基準サイズのデータを送信する。

以下に第１の実施の形態の作用を説明する。

（画像形成（プリント）処理の流れ）
感光体ドラム２０の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成（印字）プロセスが次のように行われる。

まず、感光体ドラム２０はそれぞれ所定の回転速度で回転駆動される。

そして、感光体ドラム２０の表面は、図１に示すように、帯電ロール２２に所定の帯電レベルの直流電圧を印加することによって、所定レベルに一様に帯電される。なお、第１の実施の形態では、帯電ロール２２に対して直流電圧のみを印加しているが、交流成分を直流成分に重畳するように構成することもできる。

次に、一様な表面電位とされた感光体ドラム２０の表面に、レーザー露光装置２４によってレーザ光Ｌが照射され、画像情報に応じた静電潜像が形成される。これにより、感光体ドラム２０のレーザ光による露光部位の表面電位は所定レベルにまで変位する。

そして、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像は対応する現像装置２６によって現像され、感光体ドラム２０上にトナー像として可視化される。

すなわち、現像装置２６では、現像カートリッジから二成分現像剤を持ち出し、静電潜像に対して、現像ロールからトナーを飛翔させ感光体ドラム２０の表面に付着させる。

このときの現像は、トナーを搬送する役目を有するキャリアは現像ロールに残り、トナーのみが感光体ドラム２０へ転移する。

次に、各感光体ドラム２０上に形成された各色のトナー像は、一次転写ロール２８によって中間転写ベルト３０上で各色のトナー像が重ね合わされ、転写部３６の二次転写ロール３６Ｂにおいて用紙搬送路を通る記録用紙Ｐに転写される。当該記録用紙Ｐは、転写の後、記録用紙Ｐ上に形成されたトナー像が、定着ユニット３８のヒートロール３８Ａと、バックアップロール３８Ｂとに挟持されて加熱、加圧搬送されることで、トナーが溶融、凝固して記録用紙Ｐに定着される。また、定着後、記録用紙Ｐは、排紙ロールによって排紙され、画像形成プロセスが終了する。

ここで、第１の実施の形態では、画像形成処理が実行される毎に、ユーザー毎に異なる頻繁に利用される記録用紙Ｐのサイズでの、画像形成処理可能枚数を逐次表示するようにしている。ところで、ユーザー間で、頻繁に利用される記録用紙Ｐのサイズ、エリアカバレッジが異なるため、従来は、単純に信頼度の高い画像形成処理可能枚数を表示することが困難であった。

そこで、第１の実施の形態では、画像形成処理可能枚数を表示するために、ユーザーの利用状況を把握し、前記基準サイズ、エリアカバレッジの平均値等を統計的に算出し、信頼度の高い画像形成処理可能枚数を表示するようにした。

以下、図４のフローチャートに従い、消耗品管理部１００における基準サイズと画像形成処理可能枚数を表示するための手順を説明する。

ステップ２００では、画像形成処理（印字）１枚毎の印字ドット数から、エリアカバレッジを算出して、エリアカバレッジ累積データメモリ１０６（図４では、「ＤＢ１」とする）に累積記憶し、次いで、ステップ２０２で使用された記録用紙のサイズデータをサイズ別累積データメモリ１０４（図４では、「ＤＢ２」とする）に累積記憶して、ステップ２０４へ移行する。

ＤＢ１は、例えば、表１に示される如く、エリアカバレッジを０％〜１００％まで５％（５ポイント）単位で区切り、それぞれのエリアカバレッジとなる記録用紙Ｐの枚数を累積していく。

また、ＤＢ２は、例えば、表２に示される如く、ＪＩＳ規格を主体としたサイズ（Ａ６〜Ａ３、並びにインチサイズ（８．５×１１、１１×１７等）毎に使用される記録用紙Ｐの枚数を累積していく(なお、表では「×」を「＊」で示す）。

ステップ２０４では、前記ＤＢ１に累積記憶されたデータ数、ばらつきでエリアカバレッジの平均値の予測が可能か否かが判断され、可能である（肯定判定）場合には、ステップ２０６へ移行してＤＢ１のデータに基づいてエリアカバレッジの平均値を算出し、データＢ格納部１４８へ格納し、ステップ２１２へ移行する。

また、ステップ２０４で予測不可能である（否定判定）と判定された場合には、ステップ２０８へ移行して、デフォルトの平均値（例えば、ユーザー毎に予め設定しておくものであり、文字が多い場合は５％、文字、イメージが混在する場合は４０〜５０％、イメージが多い場合は９０％等に定めておく。）として、データＢ格納部１４８へ格納し、次いでステップ２１０で予測確度が低い旨を表示（或いは通知）するように設定、ステップ２１２へ移行する。

ステップ２１２では、前記ＤＢ２のデータ数，ばらつきで記録用紙Ｐの基準サイズ（基準用紙Ｓｉｚｅ）が決定可能か否かが判断される。

このステップ２１２で決定可能と判定（肯定判定）された場合には、ステップ２１４へ移行してＤＢ２のデータに基づいて使用頻度の高い記録用紙Ｐのサイズを基準サイズの記録用紙Ｐとし、ステップ２１８へ移行する。

また、ステップ２１２で決定不可能であると判定（否定判定）された場合には、ステップ２１６へ移行して、デフォルトの基準サイズ（例えば、ユーザー毎に使用頻度が高いサイズを設定しおく。）を読み出し、ステップ２１８へ移行する。

ステップ２１８では、以下の式（２）によって、決定された基準サイズの記録用紙Ｐにおける画像形成処理可能枚数Ｓを演算する。なお、式（２）は前述の式（１）と同一である。

Ｓ＝Ａ／（Ｃ（Ｂ／１００）・・・（２）
ここで、ステップ２１８では、演算の前処理として、前記データＡ格納部１１８にトナー残量を格納し（Ａ「g」）、データＢ格納部１４８にエリアカバレッジ平均値を格納し、（Ｂ「％」）、データＣ格納部１３８に前記決定した基準サイズの記録用紙Ｐにおけるベタ画像形成時のトナー消費量（エリアカバレッジ１００％時のトナー使用量）を格納しておき（Ｃ「g」）、これらのデータを画像形成処理可能枚数演算部１５２で読み出し、演算する。

次のステップ２２０では、前記ステップ２１８で演算された画像形成処理可能枚数Ｓに対して、途中でトナー切れになることを回避するための安全分（α）を減算し（Ｓ←Ｓ−α）、ステップ２２２へ移行する。

ステップ２２２では、画像形成処理可能枚数Ｓが予め設定した一定量以上か否かが判断され、肯定判定された場合には、ステップ２２４へ移行して、記録用紙Ｐの基準サイズと共に画像形成処理可能枚数Ｓをユーザインターフェイス５４に表示する、或いはネットワークを介して基準サイズ情報及び画像形成処理可能枚数情報を端末等を操作しているユーザーへ通知する。

また、ステップ２２２で否定判定された場合には、ステップ２２６へ移行して、定量的な表示（通知）ではなく、画像形成処理可能枚数が不可能になる時期が迫っている旨の文字メッセージに切り替える。

以上説明したように第１の実施の形態では、ユーザが頻繁に使用している記録用紙Ｐのサイズを統計的に特定して基準サイズとし、並びにユーザ毎のエリカバレッジの平均値を演算し、前記基準サイズで平均的なエリアカバレッッジでの画像形成処理を実行した場合の、トナー残量に基づく処理可能枚数を表示（通知）するようにした（基準サイズの表示（通知）を含む）。これにより、ユーザ毎に異なる使用状況であっても、比較的正確、すなわち信頼度の高い報知が可能となる。

（第１の実施の形態の変形例）
以下、第１の実施の形態の変形例を示す。この変形例は、前述ＤＢ２のような使用される記録用紙Ｐの統計（ヒストグラム）をとらず、ユーザが予め頻繁に使用する記録用紙Ｐのサイズを指定することにある。

図５は、このユーザが記録用紙Ｐの基準サイズを指定した場合の画像形成処理可能枚数及び基準サイズの表示（通知）を行うための制御の流れを示すフローチャートである。

この図５のフローチャートにおいて、前記第１の実施の形態（図４のフローチャート）と同一ステップについては、同一の符号の末尾に”Ａ”を付し説明を省略する。

図５に示される如く、ステップ２００Ａでは、画像形成処理（印字）１枚毎の印字ドット数から、エリアカバレッジを算出して、エリアカバレッジ累積データメモリ１０６（図５では、「ＤＢ１」とする）に累積記憶し、ステップ２０４Ａへ移行する。

ステップ２０４Ａでは、前記ＤＢ１に累積記憶されたデータ数、ばらつきでエリアカバレッジの平均値の予測が可能か否かが判断され、可能である（肯定判定）場合には、ステップ２０６Ａへ移行してＤＢ１のデータに基づいてエリアカバレッジの平均値を算出し、データＢ格納部１４８へ格納し、ステップ２５０へ移行する。

また、ステップ２０４Ａで予測不可能である（否定判定）と判定された場合には、ステップ２５２へ移行して、画像形成処理可能枚数Ｓの表示（通知）を実行しないように設定し、このルーチンは終了する。

ステップ２５０では、基準用紙サイズをユーザが選択したか否かが判断される。

このステップ２５０で選択されていると判定（肯定判定）された場合には、ステップ２５４へ移行して、ユーザが選択した記録用紙Ｐのサイズを基準サイズとし、ステップ２１８Ａへ移行する。

また、ステップ２５０で選択されていないと判定（否定判定）された場合には、ステップ２１６Ａへ移行して、デフォルトの基準サイズ（例えば、ユーザー毎に使用頻度が高いサイズを設定しおく。）を読み出し、ステップ２１８Ａへ移行する。

ステップ２１８Ａ以降は、図４と同一であるので説明を省略する。

この変形例によれば、ユーザは自身が頻繁に使用する記録用紙Ｐのサイズをある程度把握していることが前提となっており、これにより、記録用紙Ｐの使用状態をヒストグラム等を用いて統計をとるといった制御が不要となり制御系の負担を軽くすることができる。

「第２の実施の形態」
以下に本発明の第２の実施の形態を説明する。

第２の実施の形態の特徴は、トナーが充填されるカートリッジ４４の交換時期を報知することにある。

すなわち、従来は、消耗品（ここでは、トナーを例に挙げている）の交換の判定は、寿命に対して数％となることで判定していることが多い。

さらに、精度良く判定するためには、特開平１１−１７９９７１号に記載のように、劣化度合いを検出して判定するものも存在している。

ところが、ユーザからのクレームは、消耗品がなくなって使用できないという場合と、使用できるにも拘わらず交換する旨の表示がなされ交換を強いられるのは納得できない、といった相反するクレームが起こり得る。

言い換えれば、判定している残使用量は単位時間当たり大量に使用しているユーザにとっては短い時間であるが、単位時間当たりの使用量が少量のユーザにとっては長い時間であるからである。

そこで、この第２の実施の形態では、消耗品が余っている状態で交換を強いられることを回避し、かつ消耗品を使い切ってしまって装置を停止せざるを得ない状況をも回避するべく、消耗品の座量に基づいて画像形成処理可能な時間を精度よく報知し、適正な時期に交換を可能とすることを目的としている。

なお、第２の実施の形態では、第１の実施の形態と同一画像形成装置が用いられるため、構成の説明は省略し、交換することを促す報知までの手順を説明する。

（１） 画像形成装置におけるトナーの使用量を画像データに基づいて演算する。

（２） トナーのカートリッジ４４が装填されたときのトナー充填量（通常は満タン）から使用量を差し引くことで、トナー残量を演算する。

（３） カートリッジ４４が充填されたときにリセットされるタイマの計測時間と、トナー消費変化量（傾き）とに基づいて、残トナー量使用可能時間を演算する（画像形成処理毎に実行）。

（４） 交換時期の設定値を、例えば、３日とし、（３）で演算した使用可能時間が３日（８時間稼働で２４時間）以下となった場合に、交換を促す報知を実行する。

すなわち、（３）の残トナー量使用時間は、そのときのトナー消費変化量によって変化するため、現在の使用状況に即した残トナー使用可能時間を得ることができる。

図６は、従来の時間−トナー残量との関係（鎖線）と、第２の実施の形態における時間−トナー残量との関係（実線）と、を表した特性図である。

従来は、トナーが満タンのときに予め予測曲線Ａ（固定）が設定され、この予測曲線Ａに基づいて設定される規定時間ｔを設定している。判別時期（従来）において残トナー使用可能時間を演算し、単純に期待時間ｔ以内であれば交換を促す報知を実行していた。

しかし、第２の実施の形態では、そのときのトナー消費変化量に基づいて、予測曲線Ｂ、Ｃのように変更したため、予測曲線Ｃ、Ｄ、Ｅに基づく規定時間ｔの起点を変更することができる。

この結果、残時間１では、規定時間ｔ以内ではないので交換報知は実行しない（非実行）。また、残時間２では、規定時間ｔ以内であるので交換報知を実行する。

すなわち、トナー残量に加え、トナー消費状況（変化量）を考慮することで、証文品の残量に基づいて画像形成処理可能な時間を精度よく予測することができ、適正な交換時期を判定することができる。

なお、残トナー量使用可能時間は、常時表示部に表示するが、操作者による所定の操作に応じて表示部に表示するようにしてもよい。

また、本発明において、消耗品としてトナーを例に挙げて説明したが、感光体ドラム、定着オイル等、他の消耗品を対象としても同様の効果を得ることができる。

第１の実施の形態に係る画像形成装置のエンジン部の概略構成図である。 エンジン部の制御ブロック図である。 第１の実施の形態に係り、消耗品管理部における消耗品管理のための機能ブロック図である。 第１の実施の形態に係り、消耗品管理部における基準サイズと画像形成処理可能枚数を表示するための手順を示す制御フローチャートである。 第１の実施の形態の変形例に係り、消耗品管理部における基準サイズと画像形成処理可能枚数を表示するための手順を示す制御フローチャートである。 第２の実施の形態に係り、従来の時間−トナー残量との関係（鎖線）と、第２の実施の形態における時間−トナー残量との関係（実線）と、を表した特性図である。

符号の説明

Ｐ 記録用紙
１４ エンジン部（画像形成装置）
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ 感光体
３０ 中間転写ベルト
２２ 帯電ロール
２４ レーザー露光装置
２６ 現像装置
３０ 中間転写ベルト
２８ 一次転写ロール
３４ 給紙トレイ
３６ 転写部
３８ 定着ユニット
３８Ａ ヒートロール
５０ メイン電源管理部
５２ メインコントローラ
５６ 画像形成処理制御部
６８ 定着コントロール部
１００ 消耗品管理部
１０２ リセット信号出力部
１０４ サイズ別累積データメモリ
１０６ エリアカバレッジ累積データメモリ（累積記憶手段）
１０８ サイズ別累積部
１１０ エリアカバレッジ演算部
１１２ トナー残量データＡ演算部（残量演算手段）
１１４ エリアカバレッジ累積部
１１６ カートリッジ初期充填量メモリ
１１８ データＡ格納部（枚数演算手段）
１２０ 基準サイズ設定指示部
１２２ エリアカバレッジ平均値設定指示部
１２４ 画像形成処理実行カウンタ
１２６ サイズ別累積データ読出部
１２８ 基準サイズ抽出可否判定部
１３０ 基準サイズ決定部
１３２ デフォルトサイズ読出部
１３４ 最大トナー消費量データＣ演算部
１３６ デフォルトサイズデータメモリ
１３８ データＣ格納部（枚数演算手段）
１４０ エリアカバレッジ累積データ読出部
１４２ エリアカバレッジ平均値抽出可否判定部
１４４ エリアカバレッジ平均値データＢ演算部
１４６ デフォルト平均値データＢ読出部
１４８ データＢ格納部（枚数演算手段）
１５０ デフォルト平均値データメモリ
１５２ 画像形成処理可能枚数演算部（枚数演算手段）
１５４ 報知データ生成部
１５６ 定量表示判定部
１５８ 報知データ出力部（報知手段）

Claims (10)

1. 複数種類のサイズの記録用紙から選択されたサイズの記録用紙を取り出し、当該記録用紙へ画像を形成する画像形成処理部を備えた画像形成装置であって、
   前記画像形成処理部による画像形成処理を実行することで消耗する消耗品の残量を求め、画像形成装置の使用状況に基づいて、前記消耗品の残量に基づいて画像形成処理可能な枚数又は時間を予測する予測手段と、
   予測された前記枚数又は時間を報知する報知手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記画像形成処理部が、一様帯電された像担持体上に、画像データに基づいて光ビームを照射することで、当該像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像が形成された像担持体へトナーを供給することで現像し、現像されたトナー像を、所定の搬送経路に沿って搬送される記録用紙へ転写する静電型電子写真方式の画像形成部で構成されており、
   前記消耗品が、前記画像形成処理部に対して着脱可能なカートリッジに充填され、前記像担持体上へ供給されるトナーであり、
   前記消耗品の残量が、前記カートリッジの交換時にリセットされることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記予測手段は、使用頻度が高いサイズの記録用紙を用いて画像形成処理可能な枚数を予測することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記使用頻度が高いサイズの記録用紙は、サイズ別に集計された使用回数に基づいて決定されることを特徴とする請求項１乃至請求項３記載の何れか１項記載の画像形成装置。
5. 前記予測手段は、消耗品の使用量にばらつきがある場合に、前記報知手段によって画像形成処理可能な枚数の信頼度が低い旨をさらに報知することを特徴とする請求項３又は請求項４項記載の画像形成装置。
6. 前記報知手段が、前記予想手段での予測結果に対して、所定枚数を減算した枚数を報知することを特徴とする請求項３又は請求項４記載の画像形成装置。
7. 前記報知手段が、報知するべき画像形成処理可能な枚数が所定枚数以下となった時点で、定量的な数字の報知から、画像形成処理可能枚数が少なくなった旨のメッセージの報知に切り替えることを特徴とする請求項３乃至請求項６の何れか１項記載の画像形成装置。
8. 前記予測手段は、消耗品の残量と、所定の範囲における使用時間とに基づいて、消耗品を使い切る時間を予測演算することを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像形成装置。
9. 前記所定の範囲の使用時間が最新に計時された使用時間であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記所定の範囲の使用時間として、最も変化量が大きい範囲を選択することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。

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