(57)【要約】【課題】異常トナーによる画質の低下を検知すること。【解決手段】記録材８に対しトナー画像を形成するイエロートナー用のプロセスカートリッジＰ１と、プロセスカートリッジＰ１による画像形成の後で記録材８に対してマゼンタトナー画像を形成するプロセスカートリッジＰ２と、を着脱可能なレーザビームプリンタ１００であって、プロセスカートリッジＰ１で使用したトナー量を検知する検知手段３ｙと、検知手段３ｙで検知したトナー量に基づいてプロセスカートリッジＰ２に混入したイエロートナーの量を推測し、該混入トナーの量に基づいてプロセスカートリッジＰ２の寿命を判定する。【選択図】　図１
2004109982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に対しトナー画像を形成する第１色の第１プロセスカートリッジと、
前記第１プロセスカートリッジによる画像形成の後で前記記録材に対してトナー画像を形成する第２色の第２プロセスカートリッジと、
を着脱可能な画像形成装置であって、さらに、
前記第１プロセスカートリッジで使用したトナー量を検知する第１検知手段と、
前記検知手段で検知したトナー量に基づいて前記第２プロセスカートリッジに混入した第１色の混入トナーの量を推測し、該混入トナーの量に基づいて前記第２プロセスカートリッジの交換時期を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２プロセスカートリッジ内部に発生する劣化トナーの量を検知する第２検知手段を備え、
前記判定手段は、前記混入トナーの量に劣化トナーの量を加えた異常トナー量が、所定値よりも大きい場合に前記第２プロセスカートリッジの交換時期を判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２プロセスカートリッジは、前記異常トナー量に関するパラメータを格納するメモリを備え、
前記判定手段は、前記メモリに前記異常トナー量に関するパラメータを格納する格納手段を含み、前記メモリから前記パラメータを読出して前記異常トナー量を求め判定を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第２検知手段は、前記第２プロセスカートリッジの稼働時間によって前記劣化トナーの量を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記第２検知手段は、前記第２プロセスカートリッジに含まれる現像ローラの回転数または回転時間に基づいて前記劣化トナーの量を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記第１検知手段は、前記第１プロセスカートリッジによる画像形成の対象となった画像データ量に基づいて前記第１プロセスカートリッジで使用したトナー量を検知することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録材に対しトナー画像を形成する第１色の第１プロセスカートリッジと、
前記第１プロセスカートリッジによる画像形成の後で前記記録材に対してトナー画像を形成する第２色の第２プロセスカートリッジと、
を着脱可能な画像形成装置の制御方法であって、
前記第１プロセスカートリッジで使用したトナー量を検知する検知工程と、
前記検知工程で検知したトナー量に基づいて前記第２プロセスカートリッジに混入した第１色の混入トナーの量を推測し、該混入トナーの量に基づいて前記第２プロセスカートリッジの交換時期を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項８】
複数色のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、
トナーを収容するトナー容器と、
前記トナー容器内に含まれる異常トナー量に関する情報を記憶する記憶領域を有することを特徴とするカートリッジ。
【請求項９】
前記異常トナーとは、前記トナー容器に含まれているトナーとは異なる色のトナー、または、前記トナー容器に含まれている劣化トナーを含むことを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１０】
前記異常トナー量とは、前記トナー容器に含まれているトナーとは異なる色のトナー量と前記トナー容器に含まれている劣化トナー量とを加算したトナー量であることを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１１】
前記記憶部には、さらに、前記画像形成装置の印字データ量と前記異常トナー量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶領域を有することを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１２】
さらに、前記トナー容器のトナーを前記画像形成装置の像担持体に現像するための現像部材を有することを特徴とする請求項８に記載のカートリッジ。
【請求項１３】
複数色のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置に用いられるカートリッジに搭載されるメモリ装置であって、前記画像形成装置は像担持体、トナーを収容するトナー容器、前記トナー容器のトナーを前記像担持体に現像するための現像部材を含み、
前記メモリ装置は、前記トナー容器内に含まれる異常トナー量に関する情報を記憶する記憶領域を有することを特徴とするメモリ装置。
【請求項１４】
前記異常トナーとは、前記トナー容器に含まれているトナーとは異なる色のトナー、または、前記トナー容器に含まれている劣化トナーを含むことを特徴とする請求項１３に記載のメモリ装置。
【請求項１５】
前記異常トナー量とは、前記トナー容器に含まれるトナーとは異なる色のトナーの混入量と、前記トナー容器に含まれる劣化トナーの量を加算した量であることを特徴とする請求項１３に記載のメモリ装置。
【請求項１６】
さらに、前記画像形成装置の印字データ量と前記異常トナー量とを対応付けたテーブルを記憶する記憶領域を有することを特徴とする請求項１３に記載のメモリ装置。
【請求項１７】
前記カートリッジは、少なくとも前記トナー容器を含むことを特徴とする請求項１３に記載のメモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、レーザビームプリンタや複写機などの電子写真方式を用いた画像形成装置及びその制御方法、その画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ並びにメモリ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やレーザビームプリンタなどの電子写真方式の画像形成装置の一種として、画像形成装置の像担持体上のトナーをクリーニングするためのクリーニングブレードなどのクリーニング手段を省略してクリーニングを行うクリーナレスの画像形成装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。この種の画像形成装置においては、像担持体上の非露光部に残存する残留トナーは、像担持体の表面電位と現像ローラに印加する現像バイアスとの差、即ち静電気力によって、再度現像ユニット内のトナー収容部に収容される。ブレード等のクリーニング手段が不要な分、画像形成装置を小型化でき、かつ、生産性を向上させることができる。
【０００３】
【特許文献１】特開平８−１３７３６８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このようなクリーナレスプロセスを複数のフルカラー電子写真システムに適用した場合、画質の劣化という問題が生じる。これは以下の理由による。
【０００５】
フルカラープリンタの場合には、転写ベルトや転写ローラといった１つの転写部材上の記録紙に対して、各色ごとの感光体を接触させ、順次複数のトナー画像を重畳させる方式が取られる。しかし、その際、上流側の感光体から転写したトナーが、記録紙を経て下流側の感光体に付着することがある。例えば、画像形成をＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃシアン、ＢＫ（ブラック）の順番で行う場合には、上流側で転写されたイエロートナーが、下流側のマゼンタトナー用感光体、シアントナー用の感光体、ブラックトナー用の感光体に付着することがある。
【０００６】
クリーナレスプロセスを採用していると、下流側の感光体に付着した異色のトナーが現像ローラによってトナー収容部に回収されてしまう。その結果、トナー収容部には異なる色のトナー（異常トナー）が収容されるために、記録紙に転写されるトナーの色味が変わってしまい、画質の低下が起こる。
【０００７】
また、異色のトナーとは別に、再度現像ユニット内のトナー収容部に収容されるトナーには、帯電時の電荷が少ない劣化トナー（異常トナー）が多く含まれており、例えば、画像形成を行ってトナー収容部内のトナーが少なくなってくると、トナー収容部内には劣化トナーが多く残ってしまう。その劣化トナーは電荷が少ないので、現像ローラで保持されにくく、現像ローラ上のコート量が乱れることがある。このコート量の乱れがきっかけとなり、劣化トナーがかたまりになって現像されて画像むらなどの問題が発生することもある。
【０００８】
本発明は、上記従来技術の課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、異常トナーによる画質の低下を検知できる高品質の画像形成装置、その制御方法、プロセスカートリッジ並びにメモリ装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明に係る装置は、
記録材に対しトナー画像を形成する第１色の第１プロセスカートリッジと、
前記第１プロセスカートリッジによる画像形成の後で前記記録材に対してトナー画像を形成する第２色の第２プロセスカートリッジと、
を着脱可能な画像形成装置であって、さらに、
前記第１プロセスカートリッジで使用したトナー量を検知する第１検知手段と、
前記検知手段で検知したトナー量に基づいて前記第２プロセスカートリッジに混入した第１色の混入トナーの量を推測し、該混入トナーの量に基づいて前記第２プロセスカートリッジの交換時期を判定する判定手段と、
を有することを特徴とする。
【００１０】
上記目的を達成するため、本発明に係る方法は、
記録材に対しトナー画像を形成する第１色の第１プロセスカートリッジと、
前記第１プロセスカートリッジによる画像形成の後で前記記録材に対してトナー画像を形成する第２色の第２プロセスカートリッジと、
を着脱可能な画像形成装置の制御方法であって、
前記第１プロセスカートリッジで使用したトナー量を検知する検知工程と、
前記検知工程で検知したトナー量に基づいて前記第２プロセスカートリッジに混入した第１色の混入トナーの量を推測し、該混入トナーの量に基づいて前記第２プロセスカートリッジの交換時期を判定する判定工程と、
を有することを特徴とする。
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明に係るカートリッジは、
複数色のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置に着脱可能なカートリッジであって、トナーを収容するトナー容器と、前記トナー容器内に含まれる異常トナー量に関する情報を記憶する記憶領域を有することを特徴とする。
【００１２】
上記目的を達成するため、本発明に係るメモリ装置は、
複数色のトナーを用いて画像を形成するカラー画像形成装置に用いられるカートリッジに搭載されるメモリ装置であって、前記画像形成装置は像担持体、トナーを収容するトナー容器、前記トナー容器のトナーを前記像担持体に現像するための現像部材を含み、
前記メモリ装置は、前記トナー容器内に含まれる異常トナー量に関する情報を記憶する記憶領域を有することを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素の相対配置、表示画面等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１４】
本発明に係る画像形成装置の実施形態として、ホストコンピュータからの画像情報を受け取り、画像出力するフルカラーレーザビームプリンタについて説明する。本プリンタにおいて、感光ドラム、帯電ローラ、現像ローラ及びトナーなどの消耗品を含むプロセスカートリッジが本体から着脱交換可能である。
【００１５】
ただし、本発明に係るプロセスカートリッジとは、以下の構成に限定されるものではない。少なくとも現像手段とトナー収容部とを一体的に含むカートリッジであって、画像形成装置本体に対して着脱可能であればよい。
【００１６】
図１は、本実施形態に係るフルカラープリンタ１００の概略構成図である。本プリンタは、各色ごとに１つずつ現像ローラを有するタンデム式のカラーレーザビームプリンタである。なお、図１は、転写材５の搬送方向に沿った縦断面図である。
【００１７】
プリンタ１００は、転写体として、無端状に張設されて走行する静電転写ベルト９を備える。ベルト９に沿って、それぞれ異なる色のトナー像を形成するためのプロセスカートリッジＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４が直列上に配置してある。各プロセスカートリッジの構成はほぼ同様である。ただし、現像ユニット４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに収納するトナーの色が異なる。
【００１８】
それぞれのプロセスカートリッジＰ１，Ｐ２，Ｐ３，Ｐ４内の一端には、感光ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋが配置されている。感光ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋの周囲には、現像ユニット４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ及び帯電ローラ２ｙ，２ｍ，２ｃ，２ｋが設けられている。
【００１９】
現像ユニット４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋは、イエロートナー，マゼンタトナー，シアントナー，ブラックトナーを収納する収容部と、それらのトナーを搬送する現像ローラ５ｙ，５ｍ，５ｃ，５ｋを備えている。
【００２０】
適数のローラに懸架されて走行する転写ベルト９を挟んで、感光ドラム１ｙ，１ｍ，１ｃ，１ｋと逆側には、転写ローラ６ｙ，６ｍ，６ｃ，６ｋが設けられている。転写ベルト９の内側には、さらに吸着ローラ１０が設けられている。吸着ローラ１０は、画像形成に先立って、記録材としての記録紙８を転写ベルト９上に静電吸着させるためのものである。
【００２１】
プロセスカートリッジＰ１〜Ｐ４は、転写ベルト９上に吸着されて走行する記録紙８の所定の位置に、順次イエロートナー像，マゼンタトナー像，シアントナー像，ブラックトナー像を形成する。プロセスカートリッジＰ１〜Ｐ４は、各色の像が重なるようにタイミングをコントロールして像形成を行う。
【００２２】
以下に画像形成手順を画像形成ユニットＰ１に着目して説明する。
【００２３】
不図示の駆動手段により回転駆動する感光ドラム１ｙの表面感光層が、帯電ローラ２ｙに印加された帯電バイアスによって、一様に帯電される。帯電バイアスは直流であり、この帯電バイアスにより、感光ドラム１ｙの表面電位は−６００Ｖとなる。イエロー成分に関する画像形成信号がレーザスキャナからこの帯電面に投影されて静電潜像が形成される。
【００２４】
感光ドラム１ｙの回転により、この静電潜像が現像位置に達すると、現像ローラ４ｙからイエロートナーが潜像に付与されてイエロートナー像として顕像化される。このイエロートナー像はさらに感光ドラム１ｙの回転に伴って転写部位へと送られる。
【００２５】
このイエロートナー像が転写部位に達するタイミングにあわせて、あらかじめ転写ベルト９上に静電吸着された記録紙８が搬送される。そして、転写ローラ７ｙに印加される転写バイアスによって、イエロートナー像は記録紙８上に転移（転写）する。転写されずに後担持体１上に残った残留トナーは、帯電ローラ２ｙによって、現像ユニットに回収できる極性に戻され、現像ユニットに回収される。そのとき、感光ドラム１ｙはすでに、次の画像形成動作に移っている。
【００２６】
イエロートナー像を転写させた記録紙８は、転写ベルト９の移動によって画像形成部Ｐ２に搬送される。記録紙８が画像形成部Ｐ２に達するまでに、上記と同様に、レーザスキャナ３ｍ及び現像ローラ５ｍにより、感光体１ｍ上にマゼンタトナー像が形成される。そして、このマゼンダトナー像が、転写ローラ６ｍによって、記録紙８のイエロートナー像に重畳転写される。この重畳トナー像を転写させた記録紙８は、画像形成部Ｐ３に搬送される。
【００２７】
同様に、画像形成部Ｐ３，Ｐ４において、レーザスキャナ３ｃ，３ｋ及び現像ローラ５ｃ，５ｋにより、感光体１ｃ，１ｋ上にシアントナー像・ブラックトナー像が形成され、転写ローラ６ｃ，６ｋによって、記録紙に順次重畳転写されて転写プロセスが終了する。
【００２８】
転写を終えた記録紙８は、定着ローラ１２に到着し、ここで加熱，加圧されてトナー像がとけて混色されてカラー画像となり、記録紙８に定着固定された後、装置の外に排出される。
【００２９】
感光ドラム１ｙは、導電性の円筒状のドラム基体表面に感光層（例えば、有機光半導体、アモルファスシリコン等）を設けて構成したものである。感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって回転駆動され、その表面は所定の表面移動速度（以下周速度と略す）で矢印Ｒ１方向に移動（回転）するようになっている。
【００３０】
帯電ローラ２ｙは、芯金の外周面を弾性体で被覆した構成であり、弾性体の表面を感光ドラム１ｙ表面に接触するようにして配置される。
【００３１】
現像ユニット４ｙは、回転駆動される現像ローラ５ｙと、現像ローラ５ｙ表面に担持されるトナーの層厚を規制する現像ブレード１１ｙと、現像ローラ５ｙにトナーを乗せるためのトナー供給ローラ１２ｙを現像ユニット４ｙ内に配置している。
【００３２】
トナーとしては、磁性又は非磁性のいずれのトナーも使用することができ、またその製法についても重合、又は粉砕のいずれのものであってもよい。本実施形態で使用したトナーは、摩擦によりマイナス極性に帯電するものである。現像ローラ５ｙ表面に塗布されるとともに現像ブレード１１ｙによって層厚規制されたトナーは、電源（不図示）によって現像ローラ５ｙに−４００Ｖの現像バイアスを印加することにより、感光ドラム１ｙ上の露光部に付着され、これにより静電潜像がトナー像として現像される。
【００３３】
また、図１では不図示であるが、本プリンタはディスプレイを有し、検知したトナー残量に関する情報などを表示可能となっている。もちろん、ネットワークを介して接続されたディスプレイに対して表示情報を送信して所望の情報を表示させる構成でも良い。
【００３４】
一方、トナー像転写後に感光ドラム表面に残った転写残トナー等の、感光ドラム上の残留物は、以下のようにして除去する。
【００３５】
現像時に現像ユニットから感光ドラム表面に付着されたトナーは、マイナス極性に帯電している。このトナーは、転写時に転写ローラ４によって記録紙の裏面がプラスに帯電され、その電界により、記録紙上に転写される。
【００３６】
この時、何らかの理由で記録紙に転写されず感光ドラムに残留する２種類のトナーが存在する。一方は、マイナス極性であるにもかかわらず、帯電性が劣化してしまい、電界の影響を受けないトナーである。他方は、転写ローラによって感光ドラム上でプラスに帯電しまい、記録紙に転写されずに残留したトナー（反転トナー）である。
【００３７】
すなわち、記録紙８上に転写されないで感光ドラム表面に残った感光ドラム上残留トナーは、プラス極性とマイナス極性とに帯電していることになる。マイナスに帯電しているものは、次工程以後の現像時に現像ローラに印加する直流電圧と感光ドラムの表面電位間の電位差である、かぶり取り電位差（現像時のバックコントラスト）によって現像器に回収され、プラス極性に帯電している感光ドラム上残留トナーは、一旦、帯電ローラによってマイナス極性に帯電され、現像ユニットへと回収される。
【００３８】
所定の周速度で回転する感光ドラム１の表面に対して、現像ローラ８表面を接触させ、ドラムに対して順方向に回転させる。
【００３９】
この時、感光ドラム表面と現像ローラ表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、現像ユニットに残留トナーを回収させる。例えば、順方向で対感光ドラム１６０％の周速で現像ローラを回転させればよい。なお、現像ローラによって回収された感光ドラム上残留物は、撹拌部材によって現像ユニット内で撹拌されて他のトナーと混合されて再利用されることになる。
【００４０】
しかし、感光ドラムに残留しているトナーの中には、その現像ユニットには回収すべきでないものが含まれている。それは、上流側のプロセスカートリッジで記録紙に転写されたにもかかわらず、下流側の感光ドラムに付着したトナーである。
【００４１】
図１の例では、最上流に位置する感光ドラム１ｙで記録紙８に転写されたイエロートナーが、その下流にある感光ドラム１ｍ，１Ｃ，１ｋに付着し、残留トナーとしてそれぞれの現像ユニット４ｍ，４Ｃ，４ｋに回収されることがある。同様に、マゼンタトナーが現像ユニット４ｃ，４ｋに回収されたり、シアントナーが現像ユニット４ｋに回収されたりもする。
【００４２】
回収された残留トナーは、現像ユニットに回収されて現像ユニット内で拡散するが、カートリッジ寿命の後半になる（カートリッジの使用量が多くなってくる）と、表１に示すように色違い回収トナー（混入トナー）の増加により少しずつプリントの色味が変化してしまう。なお、表１の結果は、４％印字の画像を印刷したときの公称寿命４０００枚カートリッジの結果である。
【００４３】
【表１】
2004109982.tif 000003
例えば、表１において耐久枚数２０００枚で、マゼンタ（Ｍ）に上流部に配置されているイエロー（Ｙ）が８ｇ混入している。このときは色味確認を行った結果、問題はなかったが、３８００枚で３０ｇ混入し、色味が変化しており耐久後半で色味が悪化しているのがわかる。
【００４４】
一方、色違い回収トナーのみならず、上述した反転トナーのような、色は同じだが品質の良くない劣化トナーも画像品質の低下を引き起こす。反転トナーのような劣化トナーには、帯電時の電荷Ｚが少なく、現像されにくいトナーが多い。そのためカートリッジ寿命の後半に劣化トナーが多く残ってしまう。その劣化トナーは電荷が少ないので、現像ローラで保持されにくく、現像ユニットに回収されずに、現像ローラ上での劣化トナーが多く残ってしまうことになる。そのために、劣化トナーがかたまりになって現像し、「画像むら」などの問題を起こす場合がある。
【００４５】
そこで、本実施形態では、トナー残量の検知に並行して、色違い回収トナー量と反転トナー量を検知する。そして、それらの異常トナー量を考慮してカートリッジ寿命を決定することにより、画像品質の低下を防止する。
【００４６】
まず、色違い回収トナー量は、以下のように検知する。各々の現像ユニットは、転写工程でみるとその現像ユニットより先に転写が行われる現像ユニットのトナー使用量から、およその色違い回収トナー量を算出できる。ただし、クリーナレスシステムにおいては、それぞれのカートリッジに残ったトナー量を測定して、そのカートリッジのトナー使用量を推定しようとしても、色違い回収トナーが多く含まれている場合には、正確なトナー使用量がわからない。そこでここでは各色、印字されるために送られてきた画素データ数をカウントし、その画素数からトナー使用量を算出する。そして、上流側のプロセスカートリッジについて、そのように算出されたトナー使用量から、色違い回収トナーの量を推定する。
【００４７】
一方、反転トナー量は、各色のカートリッジ稼働時間に比例する。なぜなら、現像ユニットが駆動している間、反転トナーは現像ユニットに回収されるからである。従って、ここでは現像ローラの回転数を積算して、積算した値から反転トナーＳを推定する。
【００４８】
このように、推定された色違い回収トナー量と反転トナー量を加算した異常トナー量を、プロセスカートリッジに固有の閾値情報と比較する。この固有値は、プロセスカートリッジに設けられたメモリに格納されている。また、異常トナー量や全残留トナー量の他、各色のトナー使用量と色違い回収トナー量の関係テーブル（関係式）、現像ローラ回転数と反転トナー量との関係テーブル（関係式）も格納されている。
【００４９】
なお、この関係テーブル（関係式）は、上述した表１に示されているように、耐久枚数（印字枚数）に対応する色違いトナー量を実験によって確認した結果のデータに基づいて導き出した関係テーブル（関係式）である。反転トナー量についても同様に、現像ローラの総回転数に対する反転トナー量の関係テーブル（関係式）を実験結果から導き出したものである。本実施例では関係テーブル（関係式）をプロセスカートリッジに設けられたメモリに格納している例で説明したが、この関係テーブル（関係式）は本体制御部内のＲＯＭまたは不揮発性ＲＡＭなどに記憶してもよい。
【００５０】
図２において、本実施形態におけるメモリ制御構成を説明する。
【００５１】
プロセスカートリッジ側には、メモリ２０、メモリ情報伝達部２１が配置されている。また、本体側には、本体制御部２２が配置されており、その中は、制御部２３、演算部２４、演算式などを記憶している記憶部２５、情報通信部２６、等からなる。
【００５２】
また、これらメモリ情報は本体制御部２２内の情報通信部２６とメモリ情報伝達部２１とが演算部２４と常に送受信可能な状態になっており、受信した情報を元に演算部２４において演算され制御部２２によってデータの照合が行われている。なお、現像ローラの回転数は、現像ローラ回転数検知部（不図示）によって検知されている。
【００５３】
ここで使用されるメモリとしては、通常の半導体による電子的なメモリが特に制限なく使用することができる。例えば、不揮発性メモリ、非接触通信型不揮発性メモリ、電源を備えた揮発性メモリ等を採用できる。特に、メモリと読みだし／書き込みＩＣの間のデータ通信を電磁波によって行う非接触メモリの場合、伝達部２１と本体制御部２２の間が非接触であってもよいためカートリッジの装着状態による接触不良の可能性がなくなり、信頼性の高い制御を行うことができる。メモリ２０の容量については、カートリッジ使用量及びカートリッジ特性値などの複数個の情報を記憶するのに十分な容量をもつものとする。
【００５４】
また、図４はカートリッジのメモリ２０の内容を詳細に示した図である。
【００５５】
メモリ２０には、上述した、推定された色違い回収トナー量と反転トナー量を加算した異常トナー量の閾値情報を記憶する記憶領域が設けられている。この閾値情報はカートリッジに固有の値であり工場出荷時などに書き込まれる。異常トナー量がこの閾値情報に達したらカートリッジの交換時期であると判定する。
【００５６】
また、この閾値情報に加えて、上述した印字枚数に対する色違いトナー量、反転トナー量を関係付けたテーブルを記憶する記憶領域を設けて、同様に工場出荷時などに書き込んでおき、このテーブルを本体制御部２２が読み出して、異常トナー量の推定に用いても良い。
【００５７】
以上のように、本実施形態では、
（１）：プロセスカートリッジにメモリを備え、各カートリッジにおけるカートリッジ寿命固定値（閾値情報）を持つ。
【００５８】
（２）：本体制御部で各色の画素数をカウントし、そのカートリッジよりも上流部に配置されたカートリッジの画素データを演算し、色違い回収トナー量を推測する。
【００５９】
（３）：また、現像ローラ回転数カウントし、現像ローラ稼働時間を算出し、それによって反転トナー量を推測する。
【００６０】
（４）：（２）と（３）の結果から、色違い回収トナー量と反転トナー量とを加算した量が、カートリッジ寿命固定値（閾値情報）に達したかどうかを確認する。
【００６１】
（５）：固定値（閾値情報）に達した場合には、プリンタのディスプレイにその色のカートリッジの交換時期である旨を表示させる。
【００６２】
という制御を行う。
【００６３】
図３のフローチャートを用いて、本実施形態のマゼンタ（Ｍ）カートリッジの寿命判定処理について説明する。
【００６４】
スタート：電源スイッチをＯＮとし、プリンタ本体が動作を開始する。
【００６５】
Ｓ１０１：本体制御部が、イエロー（Ｙ）の画素数（Ｐｙ）をカウントする。
【００６６】
Ｓ１０２：本体制御部が、メモリ内部の関係テーブル（関係式）を用いて、イエロー（Ｙ）色違い回収トナー量（Ｐｔｙ）を算出する。
【００６７】
Ｓ１０３：現像ローラ５ｍの総回転数を検出し、マゼンタ反転トナー量（Ｒ
ｍ）を算出する。
【００６８】
Ｓ１０４：以下の式▲１▼により、Ｓ１０２とＳ１０３を積算した異常トナー量とあらかじめメモリに格納されている固定値（閾値情報）αとの比較する。
【００６９】
（計算式）：Ｐｔｙ　＋　Ｒｍ＞α・・・・・・・・・・・・・・▲１▼
異常トナー量がαを越えていない場合は「Ｎｏ」でステップＳ１０１に戻る。異常トナー量がαを越えた場合、「Ｙｅｓ」でエンドに進み、カートリッジ交換時期である旨を表示し、処理を終了する。
【００７０】
以下、具体例を示す。
【００７１】
（１）Ｐｔｙ（色違い回収トナー）
転写されたイエロートナーの５％がその下流にあるマゼンタの感光ドラムに付着してマゼンタの現像器に回収されていた。各現像器の初期のトナー充填量は１３０ｇである。このイエロー現像器では、１００ｇが消費され残量が３０ｇ残った。一方、その消費の５％である５ｇがマゼンタに混入した。この５％を回収率と呼ぶことにする。
【００７２】
イエローで消費した１００ｇはピクセルカウントＰｙを用いた残量検知システムと一致しており、
消費トナー量　＝　Ｐｙ　×ｋ＝１００ｇ
Ｐｙ　＝５５９４９２０９５０　画素　（４　％　　４０００枚）
であった。４％のＡ４　１枚の画素数は１３９８７３０．２３７であり、これが２５ｍｇに相当する。
【００７３】
従って、ｋは
ｋ　＝　０．０２５÷１３９８７３０．２３７　＝１．７８７×１０−８
なお、ｋはピクセルカウントと消費トナー量の換算係数である。
Ｐｔｙ（色違い回収トナー）の関係式を以下に示す。
【００７４】
Ｐｔｙ　＝　Ｐｙ　（ピクセルカウント数）　×ｋ　（トナー量とピクセル換算値）×回収率　＝１００ｇ×０．０５　＝　５ｇ
なお、色見違いは、元の現像器のトナー量に対し、回収したトナーが２５％以内であればあればよい。
【００７５】
マゼンタの現像器では、８０ｇのトナーを消費し、マゼンタの残量が５０ｇであった。
【００７６】
５ｇ÷５０ｇ　＝　１０％　　＜　２５％
よって、色見違いは発生なかった。
【００７７】
（２）Ｒｍ（劣化トナー量）
このときのマゼンタの現像ローラ回転数は５８０００ｒｐｍであり、劣化した量は、この回転数に比例する。マゼンタのトナーの残量は５０ｇであり、消費に対し残量が多いと劣化することも知られている。
【００７８】
Ｒｍ（劣化トナー量）　＝　　残トナー÷消費トナー×現像回転数　×γ
＝　　５０ｇ　　÷　８０ｇ　　×　５８０００×　γ　＝　　９．２６ｇ
なお、γは現像回転数との比例指数で
γ＝　２．５５×１０−４
である。
【００７９】
（３）Ｐｔｙ　＋　Ｒｍ＞αの計算
また、回収されたイエロートナーが５ｇであったので、劣化トナー９．２８ｇ　と合わせると１４．２８ｇとなる。一方、閾値α＝　２０ｇなので、
Ｐｔｙ　＋　Ｒｍ　＝　５　＋　９．２６　＝　１４．２６ｇ　＜　２０ｇ
よって▲１▼式を満たす。
【００８０】
同様にシアンについて計算すると
（１）Ｐｔｙ（色違い回収トナー）
マゼンタの消費トナーは８０ｇでその５％が回収された。
【００８１】
このときのピクセルカウントは、Ｐｍ＝４４７５９３６７６０（　４％　　３２００枚）　よって、
2004109982.tif 000004
なお、色見違いは、元の現像器のトナー量に対し、回収したトナーが２５％以内であればあればよい。
【００８２】
シアンの現像器では、７４ｇのトナーを消費し、シアンの残量が５６ｇであった。
【００８３】
４ｇ÷５６ｇ　＝　７．４％　　＜　２５％
よって、色見違いは発生なかった。
【００８４】
（２）Ｒｃ（劣化トナー量）
このときのマゼンタの現像ローラ回転数は７００００ｒｐｍであり、劣化した量は、この回転数に比例する。シアンのトナーの残量は５４ｇであり、消費に対し残量が多いと劣化することも知られている。
【００８５】
Ｒｃ（劣化トナー量）　＝　残トナー÷消費トナー×現像回転数　×γ
＝　５４ｇ　÷　７６ｇ　×　７００００×　γ　＝　１２．７ｇ
（３）Ｐｔｍ　＋　Ｒｃ＞αの計算
また、回収されたマゼンタトナーが４ｇであったので、劣化トナー１２．７ｇ
と合わせると１６．７ｇとなる。一方、閾値α＝　２０ｇなので、
Ｐｔｍ　＋　Ｒｃ　＝　４　＋　１２．７　＝　１６．７ｇ　＜　２０ｇ
よって▲１▼式を満たす。
【００８６】
最後にブラックトナーについて計算すると、
（１）Ｐｔｃ（色違い回収トナー）
シアンの消費トナーは７６ｇでその５％が回収された。
【００８７】
このときのピクセルカウントは、Ｐｃ＝４２５２１３９９２２（　４％　３０４０枚）　よって、
2004109982.tif 000005
なお、色見違いは、元の現像器のトナー量に対し、回収したトナーが２５％以内であればあればよい。
【００８８】
ブラックの現像器では、１１３．８ｇのトナーを消費し、ブラックの残量が１６．２ｇであった。
【００８９】
３．８ｇ÷１６．２ｇ　＝　２３％　　＜　２５％
よって、色見違いは発生なかった。
【００９０】
（２）Ｒｋ（劣化トナー量）
このときのブラックの現像ローラ回転数は５００００ｒｐｍであり、劣化した量は、この回転数に比例する。ブラックのトナーの残量は１６．２ｇであり、消費に対し残量が多いと劣化することも知られている。
【００９１】
Ｒｃ（劣化トナー量）　＝　　残トナー÷消費トナー×現像回転数　×γ
＝　１６．２ｇ　÷　１１３．８ｇ　×　５００００×　γ　＝　１．８ｇ
（３）Ｐｔｃ　＋　Ｒｋ＞αの計算
また、回収されたシアントナーが３．８ｇであったので、劣化トナー１．８ｇ
と合わせると５．６ｇとなる。一方、閾値α＝　２０ｇなので、
Ｐｔｃ　＋　Ｒｋ　＝　３．８　＋　１．８　＝　５．６ｇ　＜　２０ｇ
よって▲１▼式を満たす。
【００９２】
上記に説明した結果から得られる、各色のトナー使用量と色違い回収トナー量の関係テーブル（関係式）、現像ローラ回転数と反転トナー量との関係テーブル（関係式）を図５（ａ）と図５（ｂ）に示す。
【００９３】
図５において、各現像ユニットの混入トナー量と劣化トナー量を加算した量が閾値α（２０ｇ）より大きくなった場合に、ユニットが交換時期であると判断する。
【００９４】
また、上記のようにカートリッジ寿命制御を行った結果を表２に示す。
【００９５】
【表２】
2004109982.tif 000006
これは、Ａ４サイズで４％印字の画像を所定枚数印刷したときを公称寿命とし、その所定枚数が４０００枚であるカートリッジの結果である。制御有無での色味違い弊害による画像弊害確認を行ったものである。この表をみると、制御無しではカートリッジ寿命まで回すとマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）において色味違いが悪化している。なお、各色カートリッジの現像ローラの回転数が異なるのは、例えば、間欠プリントなどプリント条件の異なる印刷が混在して行われたためである。
【００９６】
しかし、制御有りにすると、トナー劣化や色味違いが始まる前にカートリッジ寿命とするので弊害が無くなっている。
【００９７】
この結果からもわかるように、各色のカートリッジ稼働時間やトナー使用量から回収された異常トナー量を推定し、それを用いてカートリッジ寿命とすることで、寿命まで高画質を保証することが可能になった。
【００９８】
当然ながら、上記パラメータ値は現像ローラの回転数に限定されるものではなく、トナー種類やカートリッジの製造条件等を考慮して算出しても良い。
【００９９】
また、本実施形態では、現像ローラの回転数を検知値として用いたが現像ローラに限定するものではなく、トナー供給ローラの回転数でも、現像撹拌の回転数でもかまわない。さらに、画像形成時に回転する現像ローラなど回転体の稼働時間を検出値として用いてもかまわない。
【０１００】
なお、現像ローラを所定の周速度で回転する感光ドラムの表面に対して、現像ローラ表面を接触させ、さらに対感光ドラム１７０％逆方向に回転させてもよい。こうすることで、感光ドラム表面と現像ローラ表面との間に周速差を設けて、かつニップ圧をもたせ、機械的にニップ前で残留トナー（異色トナーを含む）を止めてその進行を阻害し、現像ユニットに確実に回収できる。こうすることで残留トナーを効率よく排除でき、より良好な画像が得られる。
【０１０１】
逆方向接触現像方式では、残留トナーを確実に回収するため、転写残量が多くなる。▲１▼式で示したαよりも大きな値βを用いて下記の判断を行い、下記の式▲２▼を満たす場合に、画質低下をアラームしてカートリッジの使用中止を促せばよい。
【０１０２】
Ｐｔｙ　＋　Ｒｍ＞β・・・・・・▲２▼
このようにすれば、カートリッジ寿命まで高品質な画質をユーザに提供できる。
【０１０３】
（他の実施形態）
上記実施形態では、プロセスカートリッジが固定されているものについて説明したが、本発明は、複数色のプロセスカートリッジが回転して順次記録材にトナー像を形成する構成のプリンタにも適用可能である。その場合、上流側ではなく、先に画像形成を行うプロセスカートリッジの使用トナー量を検知すればよい。
【０１０４】
また、上記実施形態では、色違い回収トナーと反転トナーの総量を所定の閾値と比較しているが、本発明はこれに限定されるものではなく、色違い回収トナーのみを所定の閾値と比較してカートリッジの交換時期を判定しても良い。さらには、全残留トナーに対する異常トナーの割合を所定の閾値と比較することによって判定しても良い。
【０１０５】
また、上記実施形態では、プロセスカートリッジの劣化を判定すると、その交換を促す表示を行うものとしたが、プロセスカートリッジの劣化をそのまま寿命と判定する必要はなく、画質が低下する恐れがある旨を警告するのみでもかまわない。
【０１０６】
以上、本発明の実施形態について詳述したが、本発明は、複数の機器から構成されるシステムに適用しても良いし、また、一つの機器からなる装置に適用しても良い。
【０１０７】
なお、本発明は、前述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラム（本実施形態では図３に示すフローチャートに対応したプログラム）を、システム或いは装置に直接或いは遠隔から供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータが該供給されたプログラムコードを読み出して実行することによっても達成される場合を含む。その場合、プログラムの機能を有していれば、形態は、プログラムである必要はない。
【０１０８】
従って、本発明の機能処理をコンピュータで実現するために、該コンピュータにインストールされるプログラムコード自体も本発明を実現するものである。つまり、本発明のクレームでは、本発明の機能処理を実現するためのコンピュータプログラム自体も含まれる。
【０１０９】
その場合、プログラムの機能を有していれば、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラム、ＯＳに供給するスクリプトデータ等、プログラムの形態を問わない。
【０１１０】
プログラムを供給するための記録媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光ディスク、光磁気ディスク、ＭＯ、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ、ＤＶＤ（ＤＶＯ−ＲＯＭ，ＤＶＤ−Ｒ）などがある。
【０１１１】
その他、プログラムの供給方法としては、クライアントコンピュータのブラウザを用いてインターネットのホームぺージに接続し、該ホームぺージから本発明のコンピュータプログラムそのもの、もしくは圧縮され自動インストール機能を含むファイルをハードディスク等の記録媒体にダウンロードすることによっても供給できる。また、本発明のプログラムを構成するプログラムコードを複数のファイルに分割し、それぞれのファイルを異なるホームぺージからダウンロードすることによっても実現可能である。つまり、本発明の機能処理をコンピュータで実現するためのプログラムファイルを複数のユーザに対してダウンロードさせるＷＷＷサーバも、本発明のクレームに含まれるものである。
【０１１２】
また、本発明のプログラムを暗号化してＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納してユーザに配布し、所定の条件をクリアしたユーザに対し、インターネットを介してホームページから暗号化を解く鍵情報をダウンロードさせ、その鍵情報を使用することにより暗号化されたプログラムを実行してコンピュータにインストールさせて実現することも可能である。
【０１１３】
また、コンピュータが、読み出したプログラムを実行することによって、前述した実施形態の機能が実現される他、そのプログラムの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳなどが、実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現され得る。
【０１１４】
さらに、記録媒体から読み出されたプログラムが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理によっても前述した実施形態の機能が実現される。
【０１１５】
【発明の効果】
本発明によれば、異常トナーによる画質の低下を検知し、無駄な画像形成を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態としてのプリンタの断面図である。
【図２】本発明の実施形態としてのプリンタにおいて、プロセスカートリッジ付属のメモリと本体側の制御部との関係を示す図である。
【図３】本発明の実施形態としてのプリンタにおいて行われるカートリッジ寿命判定処理のフローチャートである。
【図４】本発明の実施形態としてのカートリッジ付属のメモリの詳細を示す図である。
【図５】トナー消費量と混入トナー量との関係テーブル及び現像ローラ回転数と劣化トナー量との関係テーブルを示す図である。
【図１】
2004109982.tif 000007
【図２】
2004109982.tif 000008
【図３】
2004109982.tif 000009
【図４】
2004109982.tif 000010
【図５】
2004109982.tif 000011