(57)【要約】【課題】電子写真式画像形成装置において簡単な構成で常にトナー残量を可及的に正しく報知するトナー残量表示方法を提供する。【解決手段】最初はスターターカートリッジを装着して画像形成ユニット６（Ｓ１）を装置本体にセットして「新品」が検出され（Ｓ２）、カートリッジＩＤ情報のトナー充填量がエンジン制御部６４に認識される（Ｓ３）。デフォルト値の１ドット当りトナー消費量でトナー残量を報知し（Ｓ４）、印字ドット数を累計し（Ｓ５）、トナー無しで印字が停止すると（Ｓ６）、トナー１ドット実消費量を計算して（Ｓ７）、デフォルト値を書き換え（Ｓ８）、以後、交換後の新品オプションカートリッジのトナー充填量と計算したトナー１ドット実消費量を記憶し（Ｓ９、Ｓ１１）、初期化した印字ドットカウンタ（Ｓ１０）で計数した印字ドット累計値と、トナー１ドット実消費量とからトナーの新残量率を算出し（Ｓ１２）、メモリ６８に記録し（Ｓ１３）、新残量率を表示報知する（Ｓ１４）。【選択図】      図７
2006259539.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも現像手段および現像剤残量有無検知手段を備え、着脱自在なトナーカートリッジを有して、画像形成装置本体に着脱される画像形成ユニットにおいて、
最初の新品トナーカートリッジの予め設定されたドット当たりのトナー使用量に基づいて前記最初の新品トナーカートリッジのトナー残量を計算して外部に報知し、
前記現像剤残量有無検知手段により前記最初の新品トナーカートリッジのトナー無しが検知され、該最初の新品トナーカートリッジのトナー無し交換が実施されるとき、
前記最初の新品トナーカートリッジの使用開始からトナー無し交換までの印字ドット数を累計し、前記最初の新品トナーカートリッジで消費されたトナー量を前記累計された印字ドット数にて割る事によリ１ドット当りの実際のトナー消費量を算出し、
２回目以降の新品トナーカートリッジを使用する際に、該２回目以降の新品トナーカートリッジのトナー充填量から、前回のトナーカートリッジより算出された１ドット当りのトナー消費量と実印字ドット数との積を減じたトナー残量を計算し、
該トナー残量を外部に報知する、
ことを特徴とするトナー残量表示方法。
【請求項２】
前記最初の新品トナーカートリッジはトナー容量の少ないサービスキットとしてのトナーカートリッジである、ことを特徴とする請求項１記載のトナー残量表示方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の画像形成装置において簡単な構成で常にトナー残量を可及的に正しく報知するトナー残量表示方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成剤にトナーを用いる電子写真式の画像形成装置がある。このような画像形成装置においては、ユーザがトナー残量を適切なタイミングで知ることができれば、次に交換するトナーカートリッジを予め用意するなど遅れのない対応をとることができるので便利である。
【０００３】
そこで、トナーの静電容量の変化からトナーの残量を逐次的に検知する方法をとる提案がなされている。（例えば、特許文献１参照。）
また、トナーカートリッジに少なくともトナー残量或いは使用量に関するデータを記憶する記憶媒体を設け、画像形成装置本体側から上記の記憶媒体に非接触でアクセスしてトナー残量或いは使用量に関するデータを更新する機能を備えた画像形成装置が提案されている。（例えば、特許文献２参照。）
【特許文献１】特開２００１−３１２１８５号公報（[要約]、図６）
【特許文献２】特開２００４−３４７８００号公報（[要約]、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１のトナーの静電容量の変化からトナーの残量を逐次的に検知する方法は、静電容量はトナー残量以外の例えば残トナー密度、残トナーの動き、雰囲気温湿度、機内温湿度等の要因により容易に影響を受けやすい。
【０００５】
したがって、トナーの有無を検知する所謂トナー無し検知には採用することは可能であるが、トナー残量を定量的に逐次計測するいわゆる残量検知に用いるには実用に適さないという問題がある。
【０００６】
また、特許文献２のトナー残量或いは使用量に関するデータの更新方法は、記憶媒体に非接触でアクセスする通信装置を配設しなければならず、構成及び制御ともに複雑かつ高価なものになって製品価格の上昇を招く要因となって問題がある。
【０００７】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、電子写真式画像形成装置において簡単な構成で常にトナー残量を可及的に正しく報知するトナー残量表示方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
以下に、本発明に係わるトナー残量表示方法の構成を述べる。
本発明のトナー残量表示方法は、少なくとも現像手段および現像剤残量有無検知手段を備え、着脱自在なトナーカートリッジを有して、画像形成装置本体に着脱される画像形成ユニットにおいて、最初の新品トナーカートリッジの予め設定されたドット当たりのトナー使用量に基づいて上記最初の新品トナーカートリッジのトナー残量を計算して外部に報知し、上記現像剤残量有無検知手段により上記最初の新品トナーカートリッジのトナー無しが検知され、該最初の新品トナーカートリッジのトナー無し交換が実施されるとき、上記最初の新品トナーカートリッジの使用開始からトナー無し交換までの印字ドット数を累計し、上記最初の新品トナーカートリッジで消費されたトナー量を上記累計された印字ドット数にて割る事によリ１ドット当りの実際のトナー消費量を算出し、２回目以降の新品トナーカートリッジを使用する際に、該２回目以降の新品トナーカートリッジのトナー充填量から、前回のトナーカートリッジより算出された１ドット当りのトナー消費量と実印字ドット数との積を減じたトナー残量を計算し、該トナー残量を外部に報知する、ように構成される。
【０００９】
上記最初の新品トナーカートリッジは、例えば、トナー容量の少ないサービスキットとしてのトナーカートリッジであるように構成される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、最初の新品カートリッジのトナー残量表示計算に用いるための予め設定した印字１ドット当りのトナー消費量を、最初の新品カートリッジを使用した際に実際に得た印字１ドット当りのトナー消費量に置き換えた後、２回目以降に交換された新品トナーカートリッジのトナー残量計算を行ってそのトナー残量の報知を行い、３回目以降も前のトナーカートリッジで実際に得た印字１ドット当りのトナー消費量でトナー残量計算を行ってトナー残量の報知を行うので、予め定量化された印字１ドット当りのトナー消費量によるトナー残量報知を継続的に行うよりも、より精度の高いトナー残量報知ができるようになる。
【００１１】
したがってユーザは、トナー残量を適切なタイミングで知ることができ、これにより次に交換用の新品トナーカートリッジを用意する際に遅れの無い対応を取ることができ、使用勝手のより良い画像形成装置を実現するためのトナー残量表示方法を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における非磁性１成分トナーを用いる現像装置を備えたカラー画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００１３】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、中間転写ベルトユニット３、給紙部４、及び両面印刷用搬送ユニット５で構成されている。
【００１４】
上記画像形成部２は、同図の右から左へ４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）を多段式に並設した構成からなる。
上記４個の画像形成ユニット６のうち上流側（図の右側）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、画像形成ユニット６Ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００１５】
上記の各画像形成ユニット６は、トナー容器（トナーカートリッジ）に収納されたトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下ブラック（Ｋ）用の画像形成ユニット６Ｋを例にしてその構成を説明する。
【００１６】
画像形成ユニット６は、最下部に感光体ドラム７を備えている。この感光体ドラム７は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム７の周面近傍を取り巻いて、クリーナ８、帯電ローラ９、光書込ヘッド１１、及び現像器１２の現像ローラ１３が配置されている。
【００１７】
現像器１２は、上部のトナー容器に同図にはＭ、Ｃ、Ｙ、Ｋで示すようにマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーを収容し、中間部には下部へのトナー補給機構を備えている。
【００１８】
また、現像器１２の下部には側面開口部に上述した現像ローラ１３を備え、内部にトナー撹拌部材、現像ローラ１３にトナーを供給するトナー供給ローラ、現像ローラ１３上のトナー層を一定の層厚に規制するドクターブレード等を備えている。
【００１９】
中間転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右のほぼ端から端まで扁平なループ状になって延在する無端状の転写ベルト１４と、この転写ベルト１４を掛け渡されて転写ベルト１４を図の反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ１５と従動ローラ１６を備えている。
【００２０】
上記の転写ベルト１４は、トナー像を直接ベルト面に転写（一次転写）されて、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への転写位置まで搬送するので、ここではユニット全体を中間転写ベルトユニットといっている。
【００２１】
この中間転写ベルトユニット３は、上記扁平なループ状の転写ベルト１４のループ内にベルト位置制御機構１７を備えている。ベルト位置制御機構１７は、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７の下部周面に押圧する導電性発泡スポンジから成る一次転写ローラ１８を備えている。
【００２２】
ベルト位置制御機構１７は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びイエロー（Ｙ）の３個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ及び６Ｙに対応する３個の一次転写ローラ１８を鉤型の支持軸を中心に同一周期で回転移動させる。
【００２３】
そして、ベルト位置制御機構１７は、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット６Ｋに対応する１個の一次転写ローラ１８を上記３個の一次転写ローラ１８の周期と異なる回転移動周期で回転移動させて転写ベルト１４を感光体ドラム７から離接させる。
【００２４】
すなわち、ベルト位置制御機構１７は、中間転写ベルトユニット３の転写ベルト１４の位置を、フルカラーモード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４に当接）、モノクロモード（画像形成ユニット６Ｋに対応する一次転写ローラ１８のみが転写ベルト１４に当接）、及び全非転写モード（４個全部の一次転写ローラ１８が転写ベルト１４から離れる）に切換える。
【００２５】
上記の中間転写ベルトユニット３には、上面部のベルト移動方向最上流側の画像形成ユニット６Ｍの更に上流側に、ベルトクリーナユニットが配置され、下面部のほぼ全面に沿い付けるように平らで薄型の廃トナー回収容器１９が着脱自在に配置されている。
【００２６】
給紙部４は、上下２段に配置された２個の給紙カセット２１を備え、２個の給紙カセット２１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ２２、給送ローラ２３、捌きローラ２４、待機搬送ローラ対２５が配置されている。
【００２７】
待機搬送ローラ対２５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト１４を介して従動ローラ１６に圧接する二次転写ローラ２６が配設されて、用紙への二次転写部を形成している。
【００２８】
この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置されて、ベルト式熱定着装置２７の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着装置２７から搬出する搬出ローラ対２８、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー２９に排紙する排紙ローラ対３１が配設されている。
【００２９】
両面印刷用搬送ユニット５は、上記搬出ローラ対２８と排紙ローラ対３１との中間部の搬送路から図の右横方向に分岐した開始返送路３２ａ、それから下方に曲がる中間返送路３２ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３２ｃ、及びこれらの返送路の途中に配置された４組の返送ローラ対３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄを備えている。
【００３０】
上記終端返送路３２ｃの出口は、給紙部４の下方の給紙カセット２１に対応する待機搬送ローラ対２５への搬送路に連絡している。
また、本例において中間転写ベルトユニット３の上面部には、クリーニング部３５及び取り込みローラ３６が配置されている。
【００３１】
クリーニング部３５は、転写ベルト１４の上面に当接して廃トナーを擦り取って除去し、取り込みローラ３６はクリーニング部３５が除去した廃トナーを引き継いで、図示を省略したベルトクリーナユニットの一時貯留部に溜め込み、その溜め込まれた廃トナーを搬送スクリューにより落下筒内を上部まで搬送し、落下筒を介して廃トナー回収容器１９に送り込んでいる。
【００３２】
また、上記のクリーニング部３５を適度の圧力で転写ベルト１４に圧接させるために、中間転写ベルトユニット３側には、下方から転写ベルト１４をクリーニング部３５に向けて押圧する押圧ローラ３７が設けられている。
【００３３】
図１に示すように、この画像形成装置１は、従来の用紙に直接トナー像を転写する方式ではなく、待機搬送ローラ対２５により二次転写部まで鉛直方向に搬送される用紙に中間転写ベルト１４を介してトナー像を転写する方式となっている。
【００３４】
したがって、用紙の搬送路に発生する用紙ジャム等の不具合を回復するメンテナンス処理時には、図１の右側を開放するのみで対処できるようになっている。
そして、用紙ジャム等の不具合はキット類の配設部では発生しないので、図１の左側に集中するキット類などの消耗品の着脱の操作は、長手方向に入れ替え操作するだけの小さなスペースで良いように構成されている。
【００３５】
これにより、キット間の寸法は、可及的に縮小されており、装置本体全体の小型化が図られている。また、光書込みヘッド自体も小型化され、感光体ドラムに、より近接している構成となっている。
【００３６】
図２は、画像形成ユニット６を示す断面図である。図１に示した現像器１２は、図２に示すように、上部のトナーホッパーＡ３８と下部のトナーホッパーＢ３９からなるトナーカートリッジ４１と、外装フレーム４２を備えた現像部４３とから成る。
【００３７】
現像部４３の内部には、既に述べた現像ローラ１３のほかに、この現像ローラ１３にトナーを供給する供給ローラ４４、及び現像ローラ１３上に供給されたトナーの層を一定の厚さに規制するドクターブレード４５、現像部４３のトナーを攪拌する攪拌部材４６等を備えている。
【００３８】
また、感光体ドラム７、クリーナ８、帯電ローラ９は、ドラムユニット部５７として外装フレーム４２の内部に現像器１２と一体に組み込まれている。ドラムユニット部５７は、現像器１２の現像部４３と共に現像ドラムユニット５８を形成している。
【００３９】
そして、上記の感光体ドラム７は、通常、導電性の金属ローラの表面に有機光導電体を一様に被着して成り、金属ローラ部は接地されている。
また、帯電ローラ９は、不図示の高圧電源により白印字状態の帯電電位（一様に印加する初期化電位、プラス極性で印加する方式とマイナス極性で印加する方式があり、この例ではマイナスの高電圧）を感光体ドラム７に印加する。
【００４０】
この印加により感光体ドラム７の周表面の感光層は、例えば「−６５０Ｖ（ボルト）」のマイナス高電位に一様に帯電する。
図１に示した光書込ヘッド１１は、レーザー光源又はＬＥＤ光源を備えており、感光体ドラム７のマイナス高電位に帯電した周表面を画像情報に応じて選択的に露光する。
【００４１】
この露光により感光体ドラム７の表面には電位が略「−７０Ｖ」に減衰したマイナス低電位部が形成され、その「−７０Ｖ」の低電位部と予め帯電した上記「−６５０Ｖ」の高電位部とによる静電潜像が形成される。
【００４２】
現像器１２の内部には非磁性一成分のトナーが収容されている。現像ローラ１３は、高圧電源４７から例えば「−３５０Ｖ」の現像バイアスを印加される。
また、供給ローラ４４は、他の高圧電源４８から詳しくは後述するように「−３００Ｖ」〜「−６００Ｖ」の供給バイアスを印加される。
【００４３】
そして、ドクターブレード４５には、更に他の高圧電源４９から上記同様に「−３００Ｖ」〜「−６００Ｖ」のドクターバイアスを印加される。
トナーは、供給ローラ４４からの電位差により現像ローラ１３の表面に付着した後、ドクターブレード４５により一定の層圧に規制されると共に、ドクターブレード４５を介して高圧電源４８から加わるマイナス高圧電位により弱いマイナス電位に帯電して現像ローラ１３の表面に一定の厚さで付着する。
【００４４】
現像ローラ１３は、回転しながら上記のトナーを感光体ドラム７との対向部に搬送する。
現像ローラ１３と感光体ドラム７との対向部では、上記「−７０Ｖ」の静電潜像の低電位部と現像ローラ１３との間に「−２８０Ｖ」の電位差が形成される。即ち静電潜像の低電位部は現像ローラ１３に対して相対的にプラス極性の電位を形成する。
【００４５】
この電位差による電界により、マイナス極性に帯電している非磁性のトナーが感光体ドラム７のプラス極性の静電潜像低電位部に転移してトナー像を形成する。このトナー像は、感光体ドラム７の回転によって、図１に示す感光体ドラム７と一次転写ローラ１８との対向部に搬送される。
【００４６】
一次転写ローラ１８は、感光体ドラム７と対向し、転写ベルト１４を介して感光体ドラム７に圧接して転写部を形成している。
この一次転写ローラ１８は、例えば導電性のスポンジ等で形成され、不図示の正極性の高圧電源に接続されている。一次転写ローラ１８は、転写ベルト１４にプラス電位の転写バイアスを印加する。
【００４７】
この電圧印加によりプラス電位となった転写ベルト１４に、転写部に回転搬送されて来る感光体ドラム７上の負極性のトナー像が転写される。
同様にして４個の画像形成ユニット６により、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、及びブラック（Ｋ）の４色のトナー像を重ねて転写された転写ベルト１４は、そのトナー像を従動ローラ１６と二次転写ローラ２６が圧接する二次転写部へと搬送する。
【００４８】
そして、トナー像は、二次転写部において用紙に転写される。用紙に転写されたトナー像は、ベルト式熱定着装置２７により熱と圧力で紙面に定着され、搬出ローラ対２８及び排紙トレー２９により排紙トレー２９上に排紙される。
【００４９】
図２に戻り、クリーナ８には、感光体ドラム７の周表面に当接するクリーニングブレード５１と、搬送スクリュー５２が配設されている。
クリーニングブレード５１は感光体ドラム７の周表面に残留する廃トナーを取り除き、搬送スクリュー５２は、その取り除かれた廃トナーを、外装フレーム４２の左上外装フレーム４２ａに配置されている搬送スクリュー５２ｂを経由して、上部のトナーホッパーＡ３８に配設されている廃トナー収容パイプ５３内の搬送スクリュー５２ｃを介し、廃トナー回収袋５４に送出する。
【００５０】
また、下部のトナーホッパーＢ３９には、中央部に内部のトナーを攪拌するためのアジテータ５５が配設されており、下部開口には現像部４３の開口部との間にシール部材５６が介装されている。内部のトナーは、アジテ一夕５５の回転によって、下部隔壁の開口を通って現像部４３に補給される。
【００５１】
このトナーの補給の概略を簡単に説明する。トナーカートリッジ４１は外ケースと内ケースにより構成されており、内ケースの中には現像部４３内にトナーを送るためのトナーアジテータ５５が回転可能な構造にて配置されている。
【００５２】
当初は外ケース内にトナーが充填されており、内ケース内にはトナーは入らない状態になっている。
トナーカートリッジ４１を図２のように現像部４３に装着し、両者を固定するための不図示のロックレバーを動かす事により、トナーカートリッジ４１に配置されているこれも不図示の爪が現像部４３に噛み込み、両者が一体化すると同時に、内ケースが回転し外ケースからトナーが入り込み、さらにアジテータ５５の回転により内ケースから現像部４３にトナーが補給されるようになっている。
【００５３】
このようにして順次トナーは外ケース⇒内ケース⇒現像部⇒供給口ーラ⇒現像ローラ⇒感光体ドラム、という供給フローにより画像形成ユニットから消費される。
トナーが画像形成により消費され、遂には現像部４３内にトナーがなくなると、ピエゾ素子等を用いた圧力センサである後述するトナー有無センサが、トナーからの圧力が所定値以下となったことを検知して制御装置に「トナー無し」信号を通知する。
【００５４】
尚、本例では、トナー残量１０ｇにてトナー無し検知が出力されるような仕様となっている。
そして、画像欠陥、ハード障害発生防止のために、トナー無し検知が働くと、強制的に印字が禁止されるようになっている。
【００５５】
画像形成ユニット６の寿命は、感光体ドラム７の回転時間４２５０００秒にて設定されており、その間にトナーカートリッジ４１が何本使用されても制限は設けられていない。
画像形成ユニット６の中にはフューズが設けられており、新品の画像形成ユニット６がプリンタ１本体に装着されると、フューズに電流が流されてフューズが切断され、以後フューズの断線を検知することで画像形成ユニット６の新旧が判断される。
【００５６】
そして画像形成ユニット６の新品を検知した時点から、感光体ドラム７の回転時間を計測される。これにより、単純に設定寿命時間４２５０００秒から引けば残りの寿命が表示できる。
【００５７】
図３は、上記のプリンタ１の画像形成ユニット６のトナーカートリッジ４１と現像ドラムユニット５８が合体している状態を示す斜視図である。
図４は、上記の画像形成ユニット６において、トナーカートリッジ４１が現像ドラムユニット５８に対し、装置本体の用紙搬送方向に直行する方向に挿抜可能な構成を示す図である。
【００５８】
図５は、トナーカートリッジ４１の着脱を説明する図である。尚、図５には、図１で示した構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。
図５に示すように、装置本体１の上面には、排紙トレー２９が形成され、排紙トレー２９の右手上方には画像形成済みの記録紙（用紙）を排紙トレー２９上に排紙する排紙ローラ対３１が配置されている。そして、装置本体１の上面手前には、操作パネル５９が配置されている。また、装置本体１の前部側面には、下部の給紙部４の上方全面を覆う保護カバー６１が設けられている。
【００５９】
図５は、その保護カバー６１が手前に倒すように開かれて、装置本体１の内部の画像形成部２が開放されている状態を示している。そして、画像形成部２の４個の画像形成ユニット６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）のうち、左端部の画像形成ユニット６Ｋの現像器１２のトナーカートリッジ４１が手前に引き出された状態を示している。
【００６０】
このように４個の画像形成ユニット６のいずれの現像器１２のトナーカートリッジ４１も、容易に装置本体１の手前外部に引き出すことができる。これにより、トナーカートリッジ４１のトナーが使用し尽くされた際も、トナーが満タンに充填されている新たなトナーカートリッジ４１と容易に交換することができる。
【００６１】
図６は、上記プリンタ１のトナー残量表示に係わる制御システムの回路構成を示すブロック図である。同図に示すように、制御システム６２は、コントローラ６３と、このコントローラ６３に接続するエンジン制御部６４を備えている。コントローラ６３には、ホストコンピュータＰＣ６５とディスプレイ６６が接続されている。
【００６２】
ディスプレイ６６は、図５に示した操作パネル５９内に配置されている液晶表示装置（図５には図示していない）から成り、エンジン制御部６４からコントローラ６３を介して画像表示信号が入力される。
【００６３】
また、上記のホストコンピュータＰＣ６５からは、コントローラ６３を介してデータ（印字情報）がエンジン制御部６４に入力される。
エンジン制御部６４は、ＣＰＵ（central processing unit）６７と、このＣＰＵ６７に接続されたメモリ６８を備えている。ＣＰＵ６７には、外部装置のスキャナ６９と、トナー無し検知装置７１が接続されている。
【００６４】
スキャナ６９は、図１に示した画像形成装置１の排紙トレー２９が形成されている上面に密着して付属として配設されるスキャナでも良く、あるいは接続コードによって画像形成装置１のコネクタに接続された外部スキャナであっても良い。
【００６５】
トナー無し検知装置７１は、トナー有無センサ７２から出力されるトナー無し検知信号をエンジン制御部６４に通知する。トナー有無センサ７２は、画像形成ユニット６の現像部４３に配設されており、例えばピエゾ素子圧力センサ等で構成される。
【００６６】
メモリ６８は、ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programable ROM）からなり、ＣＰＵ６７が実行する処理プログラムの他に、典型的なトナー消費量として設定された初期数値としての印字１ドット当たりのトナー消費量が、画像形成装置１本体の情報として予め記憶されている。
【００６７】
この初期数値としての印字１ドット当たりのトナー消費量は、０．０００００００１７２ｇである。
また、メモリ６８には、少なくとも画像形成時の画像形成ドット数が記憶されると共に、トナー有無センサ７２によりトナー無しが検出されたとき、そのトナー無しとなったトナーカートリッジに予め設定されているトナー量と上記の画像形成ドット数とから算出された１ドット当たりのトナー使用量が記憶される。
【００６８】
尚、本例においては、画像形成装置１の画像形成ユニット６に着脱自在に交換装着されるトナーカートリッジ４１は、工場での組立て時に現像ドラムユニット５８に組み合せてユーザに供されるサービスキットとしてのスターターカートリッジと、このスターターカートリッジのトナーが使い尽くされた後に市販品として購入されて順次使用される交換用のオプションカートリッジの２種類が用意されている。
【００６９】
これら２種類のトナーカートリッジは、カートリッジの構造も、内部に充填されているトナーの材質も同一であるが、トナー充填量のみが異なる。
すなわち、内部に充填されているトナーは、スターターカートリッジには７５ｇ、オプションカートリッジには１５０ｇが充填されている。このトナー充填量は、トナーカートリッジのＩＤ情報として例えばバーコードラベル化されて当該トナーカートリッジに貼り付けられる。
【００７０】
このトナー充填量を示すＩＤ情報は、トナーカートリッジが現像ドラムユニット５８に組み合せられ、画像形成装置１に装着されたとき、画像形成装置本体側の読取装置によって読取られ、エンジン制御部６４のメモリ６８に記録される。
【００７１】
図７は、上記のエンジン制御部６４により行われるトナー残量を可及的に正しく報知するトナー残量表示処理の動作を説明するフローチャートである。
尚、この処理では、Ａ４判の用紙に印字率５％で印字を行う場合の例を取り上げて説明する。また、この処理では、エンジン制御部６４に内蔵の印字ドットカウンタが用いられ、各画像形成ユニット６の現像ドラムユニット５８に装着されているトナーカートリッジ４１の実印字ドット数が累算される。
【００７２】
先ず、スターターカートリッジが現像ドラムユニット５８にセットされる。これにより、スターターカートリッジと現像ドラムユニット５８とによる画像形成ユニット６が完成する（Ｓ１）。尚、この行程は、工場における組立て行程である。
【００７３】
以下、ユーザ側において、上記の画像形成ユニット６を画像形成装置１本体にセットする。これにより、画像形成装置１のエンジン制御部６４により、画像形成ユニット６が新品であることの検出が行われる（Ｓ２）。
【００７４】
そして、スターターカートリッジのＩＤ情報が不図示の読み取り装置によって読取られ画像形成装置１のエンジン制御部６４に転送される（Ｓ３）。
このＩＤ情報に基づいて、デフォルト値として設定されている印字１ドット当たりのトナー消費量「印字１ドット＝０．０００００００１７２ｇ」と共に、いま入力された、新品トナーカートリッジ（スターターカートリッジ）のトナー充填量「７５ｇ」（ただし実効充填量６５ｇ）が、メモリ６８に記録される（Ｓ４）。
【００７５】
上記の実効充填量が６５ｇである理由は、トナー有無センサ７２によりトナー無しが検出される状態で、現像ドラムユニット５８に１０ｇのトナーが残留するように設定されているからである。
【００７６】
続いて、印字処理が実行され、この印字処理の実行に伴う印字ドット数のエンジン制御部６４への転送（通知）が開始される（Ｓ５）。
尚、上記の印字処理の期間中、エンジン制御部６４は、上記のデフォルト値として設定されている印字１ドット当たりのトナー消費量「印字１ドット＝０．０００００００１７２ｇ」と「印字ドット数」との積を算出し、この積を、スターターカートリッジのトナー実効充填量６５ｇから差し引いた値を、トナー残量として必要に応じて操作パネル５９のディスプレイ６６の表示画面に表示報知している。
【００７７】
そして、エンジン制御部６４は、トナー無しとなるまで、印字処理を継続し、トナー無し検知装置７１から「トナー無し」が通知されると、印字処理を停止する（Ｓ６）。
次に、エンジン制御部６４は、実際のトナー１ドットの消費量を計算する（Ｓ７）。
【００７８】
すなわち、エンジン制御部６４は、最初のスターターカートリッジを用いて印字を行うときは、トナー無しとなるまで、印字１ドット当たりのトナー消費量として、デフォルト値の「印字１ドット＝０．０００００００１７２ｇ」を用いて推定のトナー消費量を算出してきた。
【００７９】
しかし、スターターカートリッジがトナー無しとなると、スターターカートリッジがトナー無しとなるまでのトナー消費量が６５ｇであることは予め判明しており、且つトナー無しとなった段階で、総印字ドット数が判明しているので、「６５ｇ÷総印字ドット」を演算することにより、この画像形成装置１本体における実際の印字１ドット当たりのトナー消費量を算出することができる。
【００８０】
そして、この実際の印字１ドット当たりのトナー消費量「＝６５ｇ÷総印字ドット」がメモリ６８に記録される（Ｓ８）。
ここで、スターターカートリッジがトナー無しとなったので、ユーザにより、市販されている交換用のオプションカートリッジが購入され、このオプションカートリッジとスターターカートリッジとが交換される。
【００８１】
現像ドラムユニット５８に新たに装着されたオプションカートリッジのＩＤ情報（トナー充填量１５０ｇ）が読み込まれる。このＩＤ情報と、上記算出されてメモリ６８に記録されている実際の印字１ドット当たりのトナー消費量が、エンジン制御部６４により読み出される（Ｓ９）。
【００８２】
続いて、印字ドットカウンタが「０」クリアされて初期化され、新たに装着されたオプションカートリッジの印字ドット数の累算の準備が整う（Ｓ１０）。
この後は、メモリ６８には、印字１ドット当たりのトナー消費量として、デフォルト値の「印字１ドット＝０．０００００００１７２ｇ」ではなく、上記スターターカートリッジの使用し尽くしで算出された「印字１ドット当たりの実トナー消費量」（実トナー１ドット消費量）に記録が書き換えられる。また、トナーカートリッジ４１のトナー充填量として「１５０ｇ」が記録される（Ｓ１１）。
【００８３】
これらの新しい数値に基づいて、エンジン制御部６４は、トナーの残量率を算出する（Ｓ１２）。
この算出されたトナー残量率は、「新トナー消費量（ｇ）＝実トナー１ドット消費量」として、式「新残量率（％）＝（１５０ｇ−「新トナー消費量」）÷１５０ｇ×１００」を演算することにより求められ、メモリ６８に記録される（Ｓ１３）。
【００８４】
この新残量率は、エンジン制御部６４により、必要に応じて操作パネル５９のディスプレイ６６の表示画面に表示報知される（Ｓ１４）。
ここで、上記の処理方法に基づく追跡調査について説明する。
【００８５】
先ず、新品のスターターカートリッジを装着した画像形成ユニット６を画像形成装置１に装着して、１００枚の印字を行う。使用する用紙のサイズはＡ４判、印字率５％で印字を実行する。
【００８６】
Ａ４判用紙に印字率５％の印字では、用紙１枚当たりで１７４２８６０ドットの書き込みが行われている。
このドット数は、コントローラ６３を介してエンジン制御部６４に送られてくる印字情報によって容易に判明する。
【００８７】
Ａ４判用紙１００枚では、計算によれば、０．０００００００１７２ｇ×１７４２８６０ドット×１００枚＝３ｇのトナーが消費されたことになる。
スターターカートリッジのトナーは７５ｇで、トナー無し検知時には、そのうち１０ｇの残量が発生するので、実際に使用できるのは６５ｇである。
【００８８】
そこで、この場合は、「（６５−３）÷６５×１００＝９５」（％）の残量率が計算によってわかる。この残量率は、操作パネル５９のディスプレイ６６の表示画面に表示させることができる。
【００８９】
ここで実験を継続し、更に５％の印字率で印字を続けたところ、２０００枚でトナー無し検知が働き印字が禁止された。
計算では、０．０００００００１７２ｇ×１７４２８６０ドット×２０００枚＝６０ｇのトナーが消費されていることになり、「（６５−６０）÷６５×１００＝８％」のトナー残量があるはずであるが、実際は０％の残量であった。
【００９０】
この誤差は予め設定した印字１ドットあたりトナー消費量が実際のそれと食い違ったからである。
実際のトナー消費量は、ドラム感度、現像ロール個体差、トナー平均粒径等の種々のバラツキにより、ある範囲内では管理不可能な量であり、典型的な消費量として設定した初期数値との食い違いが発生することは、ある点では妥当であるといえる。
【００９１】
ここで、スターターカートリッジのトナー消費量により、実トナー１ドット消費量を計算すると、「６５ｇ÷（１７４２８６０ドット×２０００枚）＝０．０００００００１８６ｇ」となる。これが実際の印字１ドット当たりのトナー消費量である。
【００９２】
そこで、トナー無しを検知して印字処理を停止した時点で、先にメモリ６８に記録されていたデフォルト値の０．０００００００１７２ｇ／ドットの数値を、０．０００００００１８６ｇ／ドットに書き換えた。
【００９３】
次に、スターターカートリッジに代わってオプションカートリッジを交換装着した画像形成ユニットを画像形成装置１に装着したところ、オプションカートリッジのＩＤ情報が読み取られて、トナー残量１００％（１５０ｇ）、印字ドット数０の数値にメモリ６８内の記録が書き換わった。
【００９４】
この時点で、トナーカートリッジのトナー残量は１００％に復帰した。このようにオプションカートリッジに交換後、印字率５％の印字を２３００枚行ったところ残量が５０％を示した。
【００９５】
その後さらに印字率５％の印字を続行したところ、２３０５枚の印字を行い残量１％表示となったところで、トナー無し表示が点灯して、印字動作が禁止され、印字処理が停止した。
【００９６】
すなわち、デフォルト値の印字１ドット当たりのトナー消費量情報を用いた残量表示より、精度が向上した残量表示が行われた。
このように、本発明のトナー残量表示方法では、最初は、新品トナーカートリッジの予め設定されたドット当たりのトナー使用量に基づいて最初の新品トナーカートリッジのトナー残量を計算して外部に報知する。
【００９７】
しかし、最初の新品トナーカートリッジのトナー無しが検知され、この最初の新品トナーカートリッジのトナー無し交換が実施されるとき、最初の新品トナーカートリッジの使用開始からトナー無し交換までの印字ドット数を累計し、最初の新品トナーカートリッジで消費されたトナー量を累計された印字ドット数で割って印字１ドット当りの実トナー消費量を算出する。
【００９８】
そして、２回目以降の新品トナーカートリッジを使用する際に、その２回目以降の新品トナーカートリッジのトナー充填量から、前回のトナーカートリッジより算出された印字１ドット当りの実トナー消費量と実印字ドット数との積を減じたトナー残量を計算して表示報知する。
【００９９】
これにより、２回目以降の新品トナーカートリッジの使用では、精度の向上した残量表示を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１００】
【図１】実施形態１における非磁性１成分トナーを用いる現像装置を備えたプリンタの内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施形態１におけるプリンタの画像形成ユニットを示す断面図である。
【図３】実施形態１におけるプリンタの画像形成ユニットのトナーカートリッジと現像ドラムユニットが合体している状態を示す斜視図である。
【図４】実施形態１におけるプリンタの画像形成ユニットにおいてトナーカートリッジが現像ドラムユニットに対し装置本体の用紙搬送方向に直行する方向に挿抜可能な構成を示す図である。
【図５】実施形態１におけるプリンタの画像形成ユニットのトナーカートリッジの着脱を説明する図である。
【図６】実施形態１におけるプリンタのトナー残量表示に係わる制御システムの回路構成を示すブロック図である。
【図７】実施形態１におけるプリンタのエンジン制御部により行われるトナー残量表示処理の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【０１０１】
１      プリンタ
２      画像形成部
３      中間転写ベルトユニット
４      給紙部
５      両面印刷用搬送ユニット
６（６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、６Ｋ）  画像形成ユニット
７（７ｍ、７ｃ、７ｙ、７ｋ）  感光体ドラム
８      クリーナ
９      帯電ローラ
１１    光書込ヘッド
１２    現像器
１３    現像ローラ
１４    転写ベルト
１５    駆動ローラ
１６    従動ローラ
１７    ベルト位置制御機構
１８    一次転写ローラ
１９    廃トナー回収容器
２１    給紙カセット
２２    用紙取出ローラ
２３    給送ローラ
２４    捌きローラ
２５    待機搬送ローラ対
２６    二次転写ローラ
２７    ベルト式熱定着装置
２８    搬出ローラ対
２９    排紙トレー
３１    排紙ローラ対
３２ａ  開始返送路
３２ｂ  中間返送路
３２ｃ  終端返送路
３３ａ、３３ｂ、３３ｃ、３３ｄ  返送ローラ対
３５    クリーニング部
３６    取り込みローラ
３７    押圧ローラ
３８    トナーホッパーＡ
３９    トナーホッパーＢ
４１    トナーカートリッジ
４２    外装フレーム
４２ａ  左上外装フレーム
４３    現像部
４４    供給ローラ
４５    ドクターブレード
４６    攪拌部材
４７、４８、４９  高圧電源
５１    クリーニングブレード
５２、５２ｂ、５２ｃ  搬送スクリュー
５３    廃トナー収容パイプ
５４    廃トナー回収袋
５５    アジテータ
５６    シール部材
５７    ドラムユニット部
５８    現像ドラムユニット
５９    操作パネル
６１    保護カバー
６２    制御システム
６３    Ｉ／Ｆ（インターフェイス）コントローラ
６４    エンジン制御部
６５    ホストコンピュータＰＣ
６６    ディスプレイ
６７    ＣＰＵ
６８    メモリ
６９    スキャナ
７１    トナー無し検知装置
７２    トナー有無センサ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図６】
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【図７】
2006259539.tif 000008
【図５】
2006259539.tif 000009