(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を記録する記録材料の残量を検知する検知手段と、
ビデオカウント数及び像担持体の回転数をカウントするカウンタと、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでに積算される前記ビデオカウント数の第１の積算値と、像担持体の回転数の第２の積算値と、前記第１及び第２の積算値を満タン時から使用された記録媒体の使用枚数として換算するために予め定められた係数と、に基づいて、残存記録材料により記録可能な記録媒体の残存使用可能枚数を予測する予測手段と、
該予測手段にて予測した前記残存使用可能枚数を表示する、あるいは画像形成装置と通信可能な表示手段に表示させる表示手段と、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでの前記第１及び第２の積算値を記憶させる記憶媒体と、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでに実際に使用された記録媒体の枚数が前記予測手段にて予測される結果に対してずれが生じていた場合に、前記記憶媒体に記憶した前記第１及び第２の積算値に基づいて前記実際の使用枚数にあうように前記係数を補正する補正手段と、を備え、
前記予測手段は、記録材料が再度満タン状態に復帰した際には、前記補正手段にて補正された前記係数に基づいて、前記残存使用可能枚数を予測することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙等の記録媒体にトナー、インク等により文字や画像を形成する、プリンタ、ＦＡＸ、複写機等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置として、記録材料のトナーで記録媒体の紙等に画像（文字を含む）を形成する電子写真画像形成装置が知られており、このトナー残量検知は、たとえばつぎのように行われている。
【０００３】
現像器は、使用するトナーが、トナーのみで使う１成分トナー、トナーとキャリアを混合して使う２成分トナーにかかわらず、現像器内、もしくは現像器にトナーホッパーが付属されているときには、そのトナーホッパー内に、反射型もしくは感圧型のトナー残量検知手段を具備して、現像器もしくはホッパー内のトナーを検出して、その検知手段の検出出力を電流に変えて、これを基準値と比較することにより、トナーの残量を検知している。
【０００４】
トナーの残量がないと検知されたときには、現像器（もしくはホッパー）にトナーを自動または手動で補給する。手動の際には、画像形成装置のユーザーパネル上に警告文が表示される。
【０００５】
あるいは、特開平９−３４２３７にあるように、ビデオカウント値と、感光ドラムやベルト上に形成したパッチの濃度測定値との併用により、トナー残量を検知する方式を用いることもある。
【０００６】
さらに近年、プリンタがネットワーク上で使用されるケースも増加している中、ネットワークユーティリティに対してトナー残量の情報を知らせる必要性が増している。このため、最近のプリンタの中には、記録媒体の給紙枚数や感光ドラムの回転数、現像器の回転数等の、画像の記録動作に関するカウント可能な情報からトナー残量を推定し、これを残存使用可能枚数に換算して、ユーザーに目安として提供しているものもある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記方式による情報では、トナー残量検知と記録媒体の残存使用可能枚数がリンクしなかったり、残存使用可能枚数が計算できても、出力画像の濃度比率や画像比率によっては、実際の使用枚数（出力枚数）と大きくずれることがあった。
【０００８】
従って、本発明の目的は、画像の記録動作に関するカウント可能な情報から、現像器の残存トナーなど、残存記録材料による画像記録が可能な記録媒体の残存使用可能枚数を精度よく予測して、ユーザーに提供することを可能とした画像形成装置を提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
記録媒体に画像を記録する記録材料の残量を検知する検知手段と、
ビデオカウント数及び像担持体の回転数をカウントするカウンタと、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでに積算される前記ビデオカウント数の第１の積算値と、像担持体の回転数の第２の積算値と、前記第１及び第２の積算値を満タン時から使用された記録媒体の使用枚数として換算するために予め定められた係数と、に基づいて、残存記録材料により記録可能な記録媒体の残存使用可能枚数を予測する予測手段と、
該予測手段にて予測した前記残存使用可能枚数を表示する、あるいは画像形成装置と通信可能な表示手段に表示させる表示手段と、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでの前記第１及び第２の積算値を記憶させる記憶媒体と、
記録材料が満タン時から前記検知手段にて記録材料なしの信号が発生されるまでに実際に使用された記録媒体の枚数が前記予測手段にて予測される結果に対してずれが生じていた場合に、前記記憶媒体に記憶した前記第１及び第２の積算値に基づいて前記実際の使用枚数にあうように前記係数を補正する補正手段と、を備え、
前記予測手段は、記録材料が再度満タン状態に復帰した際には、前記補正手段にて補正された前記係数に基づいて、前記残存使用可能枚数を予測することを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００１４】
実施例１
図１は、本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【００１５】
本画像形成装置は、ベルト状記録媒体搬送体の転写ベルト８に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つの画像形成ステーション（画像形成部）を有し、図１には、その画像形成ステーションの１つ、たとえば第４画像形成ステーション（Ｂｋ）と、画像形成処理部とを示している（第１〜３ステーションは図より省略してある）。
【００１６】
画像形成ステーションは、像担持体としての感光ドラム１と、感光ドラム１の周囲に設置された一次帯電器２、レーザダイオード８９等を含む露光手段、現像器４、転写帯電器６およびクリーナ５等により構成されている。現像器４は、本実施例では、１成分現像剤の非磁性トナーを使用しており、現像器４には、トナーの残量を検知する検知手段１０１が設置されており、このトナー残量検知手段１０１には、たとえば現像器４内のトナーベッド（トナー層）の上面の高さを光学反射方式で検知する等のものが使用される。
【００１７】
画像記録するには、原稿８０の画像がＣＣＤ８１により読み取られ、得られたアナログ画像信号は増幅器８２で所定のレベルまで増幅され、アナログ−ディジタル変換器（Ａ／Ｄ変換器）８３により、たとえば８ビット（０〜２５５階調）のディジタル画像信号に変換される。つぎに、このディジタル画像信号はγ変換器（本例では２５６バイトのＲＡＭで構成され、ルックアップテーブル方式で濃度変換を行なう変換器）８４に供給されてγ補正された後、ディジタル−アナログ変換器（Ｄ／Ａ変換器）８５に入力される。
【００１８】
ここでディジタル画像信号は、再びアナログ画像信号に変換されてコンパレータ８７の一方の入力に供給される。コンパレータ８７の他方の入力には三角波発生回路８６から発生される所定周期の三角波信号が供給されており、上記コンパレータ８７の一方の入力に供給されたアナログ画像信号は、この三角波信号と比較されてパルス幅変調される。このパルス幅変調された２値化画像信号はレーザ駆動回路８８にそのまま入力され、レーザダイオード８９の発光のオン・オフ制御用信号として使用される。レーザダイオード８９から放射されたレーザ光は、周知のポリゴンミラー９０により主走査方向に走査され、ｆ／θレンズ９１、および反射ミラー９２を経て矢印方向に回転している像担持体たる感光体ドラム１上に照射され、静電潜像を形成することになる。
【００１９】
感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像器４によりトナーを用いて現像して、トナー像として可視化され、得られたトナー像は、転写ベルト８上に担持して搬送されてくる紙等の記録媒体に転写帯電器６により転写される。これを第１〜第４の画像形成ステーションで繰り返し、同一記録媒体上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色トナー像を重ねて転写したカラー画像が形成される。
【００２０】
４色のトナー像の転写が終了した記録媒体は、転写ベルト８から分離して図示しない定着器に送られ、そこで加熱および加圧することにより、フルカラーの定着画像に形成され、画像形成装置の機外に排出される。
【００２１】
さて、本実施例では、画像形成装置にビデオカウンタ９３が設けられており、ＣＰＵ９４とともにビデオカウント方式の残存使用可能枚数の演算装置を構成している。
【００２２】
この演算装置は、アナログ−ディジタル変換器８３によりディジタル信号に変換された画像信号について、ビデオカウンタ９３で画素ごとにその出力レベルを積算し、これをビデオカウント数に変換し、ＣＰＵ９４でビデオカウント数により、画素ごとのディジタル画像信号の濃度レベルを積算し、これから使用トナー量を介しての、画像記録される記録媒体の使用枚数（出力枚数）の予測、さらに現像器４の残存トナー量による画像記録可能な記録媒体の残存使用可能枚数（残存出力可能枚数）を予測演算するものである。
【００２３】
本実施例では、トナー残量検知と記録媒体の残存使用可能枚数がリンクしなかったり、残存使用可能枚数が実際の出力枚数と大きくずれるのを防止するために、トナー残量検知手段１０１によるトナー残量検知と、残存トナーで画像記録が可能な、ビデオカウント方式による残存使用可能枚数の予測を併用して、次回の残存使用可能枚数の予測に反映することにより、残存トナーで画像記録可能な残存使用可能枚数を精度よく予測して、ユーザーに提供可能とするものである。
【００２４】
現像器４のトナー残量検知手段１０１の出力は、ＣＰＵ９４に接続され、またＣＰＵ９４には、記憶媒体（メモリ）１０２が接続され、またディスプレイ１０３が接続されている。このディスプレイ１０３は、画像形成装置のパネルの他に、画像形成装置と通信可能なネットワーク上のユーティリティーを含む。
【００２５】
本実施例での残存使用可能枚数の予測制御に使用する制御系のブロック図を図２に、そのときの制御シーケンスのフローチャートを図３に示す。
【００２６】
図２に示すように、ＣＰＵ９４は、ビデオカウンタ９３でのビデオカウント数、トナー残量検知手段１０１による現像器４のトナー残量検知、ビデオカウント数からの記録媒体の使用枚数および残存使用可能枚数の予測、使用枚数の換算係数γの補正、カウント数の記憶媒体１０２への保管、残存使用可能枚数のディスプレイ１０３への表示を制御する。
【００２７】
図３において、プリンタの動作がスタートすると、制御シーケンスが開始され、ステップＳ１で、ビデオカウントの積算が始まり、そのビデオカウント積算値（カウント数）ｎをＣＰＵ９４が読み取る。
【００２８】
ついで図４（ａ）のグラフのようなカウント数を使用枚数（出力枚数）に換算する係数γ（カウント数ｖｓ使用枚数は直線関係とは限らないが、説明の簡単のために直線関係とする）に、読み取ったビデオカウント数ｎを当てはめ、これから現在までの使用枚数Ｎを導き出し、このように予測された使用枚数Ｎを、現像器４のフルトナー状態での最大使用可能枚数Ｎｍａｘ、本例では２５００枚（Ａ４、画像比率５％の公称値）から差し引いて、残存トナーによる使用可能枚数（出力可能枚数）Ｎ’を予測する（ステップＳ２）。
【００２９】
整理すると、たとえば、
カウント数ｎ＝１０
γによる現在の使用枚数Ｎ＝２５０枚
0004756727.tif 000002
この残存使用可能枚数は、ディスプレイ１０３、つまり画像形成装置のパネル上もしくはネットワーク上のユーティリティー上に表示する（Ｓ３）。
【００３０】
つぎにステップＳ４で、トナー残量検知手段１０１による現像器４内のトナー残量検知により、トナーなし信号が発生するまで、ステップＳ１に戻ってＳ１以下を繰り返す。
【００３１】
ステップＳ４でトナーなし信号が発生したら、現在計測されているビデオカウント数を記憶媒体１０２に記憶して保管する（Ｓ５）。そしてそのカウント数による使用枚数と実測の使用枚数とにずれが生じ、つまり換算係数γにずれが生じていたら、現在の既存の係数γを新しい係数に修正する（Ｓ６）。
【００３２】
既存の換算係数γによる予測では、図４（ａ）のように、１００カウントで使用枚数２５００枚となるのが、トナーなし信号が発生した際の実測値で、たとえば図４（ｂ）のように、１３０カウントだったとする。
【００３３】
0004756727.tif 000003
である。
【００３４】
したがって、換算係数γをγ＝１９．２に修正し、トナーが補給されたり、交換されたりし、引きつづきコピー動作があれば、ステップＳ１以下を行い、新しく修正されたγを利用して残存使用可能枚数を予測する。換算係数γを修正した時点で、コピー動作がなければシーケンスを終了し、次回のコピー動作で、新しく修正されたγを利用して残存使用可能枚数を予測する。またステップＳ４で、トナーの残量検知によりトナーなし信号がこない限り、既存のγにより使用枚数を換算し、残存使用可能枚数を予測し、表示を続ける。
【００３５】
本実施例は、以上のように構成され、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに提供することができる。
【００３６】
実施例２
実施例１では、残存使用可能枚数を、ビデオカウンタのカウント数を用いて予測したが、本実施例では、画像形成装置本体の画像記録動作に関するカウント可能な情報、たとえば感光ドラム１の回転数を用いて、残存トナーによる残存使用可能枚数を予測した。他に、現像器回転数等のカウント可能な情報により実施することもできる。
【００３７】
本実施例でも、トナー残量検知が働き、トナーなし信号が発生すると、その時点で現在計測されている感光ドラムのカウント数を記憶媒体に保管し、使用枚数の換算に使う係数γにずれが生じていたら、これを実測値に合うように修正して新しい係数γを作成し、以後のコピー動作で、新しいγを利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００３８】
本実施例によっても、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに知らせることができる。
【００３９】
実施例３
本実施例は、画像形成装置本体のカウント可能な情報として、実施例１のビデオカウント数と、実施例２の感光ドラムカウント数の２種類使用し、その２種類のカウント数により使用枚数を換算して、残存使用枚数を予測した。画像形成装置本体のカウント可能な情報としては、同様に、現像器回転数等を使用することができる。
【００４０】
本実施例によれば、２種類のカウント数をＡカウント数、Ｂカウント数としたとき、カウント数による使用枚数は、２種類のカウント数に重みを付けて使用枚数に換算する係数をａ、ｂとして、
使用枚数＝Ａカウント数×ａ＋Ｂカウント数×ｂ
の式により換算する。
【００４１】
以下は、これから残存トナーによる残存使用可能枚数を予測し、トナー残量検知によりトナーなし信号が発生した時点で、現在計測されているＡカウント数、Ｂカウント数による使用枚数の換算に使う係数ａ、ｂにずれが生じていたら、これを実測値に合うように修正して新しい係数ａ、ｂを作成し、以後のコピー動作で、新しいａ、ｂを利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００４２】
本実施例によっても、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに知らせることができる。
【００４３】
実施例４
本実施例は、実施例１において、ビデオカウント数による使用枚数の予測に使用した換算係数γの修正を行う際、簡易的に、前１回分のビデオカウント数により行うようにした。制御の一例を表１に示す。
【００４４】
【表１】
0004756727.tif 000004
【００４５】
表１に示すように、残存使用可能枚数の予測に使用する現在のデータが、最大使用枚数２５００枚、ビデオカウント数１００、係数γ２５であり、前１回のデータが、最大使用枚数２５００枚、ビデオカウント数１３０、係数γ１９．２であるとき、使用枚数の換算に使う現在の係数γ＝２５にずれが生じていたら、前１回の係数に変えた方がずれがなくなる可能性が高いので、簡易的に前１回の係数γ＝１９．２に修正して、以後のコピー動作で、新しいγ＝１９．２を利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００４６】
本実施例によっても、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに知らせることができる。
【００４７】
実施例５
本実施例では、使用枚数の換算に使う現在の係数γ＝２５にずれが生じていたら、これを任意の前２回分以上のγの平均値に修正して、以後のコピー動作で、新しいγを利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００４８】
たとえば１回前、２回前のγの平均値に修正する例を表２に示す。
【００４９】
【表２】
0004756727.tif 000005
【００５０】
表２によれば、以後のコピー動作で、新しいγ＝２０を利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００５１】
本実施例によっても、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに知らせることができる。
【００５２】
実施例６
本実施例では、使用枚数の換算に使う現在の係数γ＝２５にずれが生じていたら、過去全てのγの平均値に修正して、以後のコピー動作で、新しいγを利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００５３】
たとえば残存使用可能枚数の予測に使用するデータが、現在分および過去２回分あるとき、現在のγを現在を含めた３回分のγの平均値に修正する例を表３に示す。
【００５４】
【表３】
0004756727.tif 000006
【００５５】
表３によれば、以後のコピー動作で、新しいγ＝２１．７を利用して残存使用可能枚数を予測する。
【００５６】
本実施例によっても、現像器の残存トナーによる使用可能枚数を精度よく予測して、誤差の少ない残存使用枚数をユーザーに知らせることができる。
【００５７】
以上の実施例では、いずれも、現像手段は１成分現像剤のトナーを使用する１成分現像器とし、ビデオカウント等の画像の記録動作に関する情報のカウント数に基づき、その１成分現像器の残存トナーによる画像記録が可能な記録媒体の残存使用可能枚数を予測したが、現像手段が、トナーとキャリアとを混合した２成分現像剤を使用する２成分現像器の場合にも、本発明を適用することができ、その現像器にトナーを補給するトナホッパーの残存トナーによる画像記録が可能な記録媒体の残存使用可能枚数を予測するに際し、同様な効果を有する。
【００５８】
さらに、記録媒体にインク等により文字や画像を記録するプリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置についても、本発明を適用することができる。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、残存記録材料で画像記録が可能な記録媒体の残存使用可能枚数を精度よく予測して、ユーザーに提供することができ、記録材料残量検知と記録媒体の残存使用可能枚数がリンクしなかったり、残存使用可能枚数が実際の出力枚数と大きくずれるようなことがない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。
【図２】図１の実施例で記録媒体の残存使用可能枚数の予測制御に使用する制御系を示すブロック図である。
【図３】予測制御のシーケンスを示すフローチャートである。
【図４】予測制御でビデオカウント数による使用枚数の換算に使う係数の修正法を示す説明図である。
【符号の説明】
１      感光ドラム
４      現像器
８３    Ａ／Ｄ変換器
９３    ビデオカウンタ
９４    ＣＰＵ
１０１  トナー残量検知手段
１０２  記憶媒体（メモリ）
１０３  ディスプレイ
【図１】
0004756727.tif 000007
【図２】
0004756727.tif 000008
【図３】
0004756727.tif 000009
【図４】
0004756727.tif 000010