(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写媒体に転写しさらに印刷媒体に転写することにより印刷を行うとともに、転写処理後の前記中間転写媒体上に残ったトナーをクリーニング手段により除去し廃トナー容器へ回収する回収手段を備え、前記廃トナー容器に廃トナーが満杯になったことを検知する検知手段を有する画像形成装置であって、
前記中間転写媒体に転写されたトナー像を印刷媒体に転写した後、前記中間転写媒体上に残る残留トナーが前記クリーニング手段により前記廃トナー容器に回収される廃トナー量を計算する廃トナー量計算手段と、
前記廃トナー容器の最大収容量と前記廃トナー量から前記廃トナー容器の廃トナー収容残量を計算する廃トナー収容残量計算手段と、
前記廃トナー収容残量計算手段により計算された収容残量が予設定値以下になると前記廃トナー容器の交換予告を行う交換予告手段と、
該交換予告後、前記検知手段から廃トナー容器の満杯を検知する検知信号が出力されると、前記廃トナー収容残量計算手段により計算された廃トナー量と実際に前記検知手段により検知された廃トナー容器の満杯検知とに応じて前記廃トナー収容残量計算手段の計算処理を実際の満杯状態に合わせるべく修正する補正値を求め、該補正値を記憶する記憶手段と、
を備え、
前記交換予告後前記廃トナー収容残量計算手段は前記補正値を含めた計算に基づいて、前記廃トナー容器の交換予告を行うことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃トナー容器を使用する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナー像を転写材に転写させ、且つ転写後の転写材を感光体から分離し定着部に向けて搬送する装置として、転写ベルトを用いた画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置に使用される転写ベルトは、転写工程を繰り返す間、ベルト表面に付着したトナーをクリーニングする必要がある。この場合、クリーニングによって回収した廃トナーを貯留、保管する廃トナー容器が使用される。しかし、廃トナー容器を設置する場合、容器の満杯を知らせ、交換する必要があるが、検知が不十分であり、機内を汚す等のトラブルが絶えない。
【０００３】
このため、廃トナー容器にある程度廃トナーが溜まると、定期的に衝撃を与えることで廃トナーの山を平滑化し、廃トナー容器を効率よく使用する方法が提案されている。例えば、特許文献１はこのような画像形成装置である。
【０００４】
また、使用する廃トナー容器の容積を予め設定しておき、非画像領域である紙間に作成されるパッチ画像とクリーニングブレード捲れ防止用の帯状画像の両画像が転写ベルトに転写される効率をもとに、両画像の回数をカウントするカウンタを用いて廃トナー容器に溜まる廃トナー量を予想する方法も提案されている。例えば、特許文献２はこのような画像形成装置である。
【特許文献１】特開２００２−２１４９２５号公報（段落００８９）
【特許文献２】特開２００２−１３２０５５号公報（段落００３６〜００３７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来例の場合、廃トナー容器自体にセンサが設置されていないため、廃トナーが正確に満杯になったことを検知することができず、効率よく容器の交換を行うことができない。
【０００６】
そこで、本発明は上記課題に鑑み、廃トナー容器に溜まる廃トナー量を正確に検出することができ、廃トナー量の計算補正機能も備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は本発明によれば、感光体ドラム上に形成されたトナー像を中間転写媒体に転写しさらに印刷媒体に転写することにより印刷を行うとともに、転写処理後の前記中間転写媒体上に残ったトナーをクリーニング手段により除去し廃トナー容器へ回収する回収手段を備え、前記廃トナー容器に廃トナーが満杯になったことを検知する検知手段を有する画像形成装置であって、前記中間転写媒体に転写されたトナー像を印刷媒体に転写した後、前記中間転写媒体上に残る残留トナーが前記クリーニング手段により前記廃トナー容器に回収される廃トナー量を計算する廃トナー量計算手段と、前記廃トナー容器の最大収容量と前記廃トナー量から前記廃トナー容器の廃トナー収容残量を計算する廃トナー収容残量計算手段と、前記廃トナー収容残量計算手段により計算された収容残量が予設定値以下になると前記廃トナー容器の交換予告を行う交換予告手段と、該交換予告後、前記検知手段から廃トナー容器の満杯を検知する検知信号が出力されると、前記廃トナー収容残量計算手段により計算された廃トナー量と実際に前記検知手段により検知された廃トナー容器の満杯検知とに応じて前記廃トナー収容残量計算手段の計算処理を実際の満杯状態に合わせるべく修正する補正値を求め、該補正値を記憶する記憶手段と、を備え、前記交換予告後前記廃トナー収容残量計算手段は前記補正値を含めた計算に基づいて、前記廃トナー容器の交換予告を行うことを特徴とする画像形成装置を提供することによって達成できる。
【０００８】
このように構成することにより、廃トナー容器の交換時期を正確に予測でき、効率よく廃トナー容器の交換を行うことができる。
また、廃トナー容器の交換時期を予測する方法によっても、同様に廃トナー容器の交換時期を正確に予測でき、効率よく廃トナー容器の交換を行うことができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、廃トナー容器の交換時期を正確に予測でき、効率よく廃トナー容器の交換を行うことができる。
また、残量計算値に対してセンサから得られる情報により補正を行い、より正確な廃トナー容器の交換時期の予測を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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、本発明の実施形態におけるカラー画像形成装置（以下、単にプリンタで示す）の内部構成を説明する断面図である。
【００１１】
同図に示すプリンタ１は、電子写真式で各色別の感光体上に形成された画像を中間転写ベルトに一次転写し、ベルト上で合成された画像を用紙に二次転写する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。
【００１２】
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。また、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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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している。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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ＢＯＸ１９が着脱自在に配置されている。この廃トナーＢＯＸには、ＢＯＸ内に溜まった廃トナーの残量を検出するための廃トナーＢＯＸ残量センサ２０が設置されている。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
この二次転写部の下流（同図では上方）側にはベルト式熱定着装置２７が配置され、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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。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ＢＯＸ１９に送り込んでいる。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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構成されている。
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すむように構成されている。
【００３２】
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。
【００３３】
図２は、例えば画像形成ユニット６Ｋの断面図を示す。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３８と下部のトナーホッパー３９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。
【００３４】
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、及び現像部４３のトナーを攪拌する攪拌部材４６等を備えている。
【００３５】
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。尚、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。
【００３６】
また、下部のトナーホッパー３９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、アジテ一タ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。
【００３７】
ところで上記の現像器１２は、前述のように、上部のトナーホッパー３８と下部のトナーホッパー３９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とから成るが、トナーカートリッジ４１は、画像形成ユニット６から単独で着脱することができる。換言すれば、画像形成ユニット６Ｋ（６Ｍ、６Ｃ、及び６Ｙ）は、現像・ドラムユニット５８とトナーカートリッジ４１とが合体することによって形成されている。
【００３８】
図３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３において、図１で示した構成と同一の構成部分には図１と同一の番号を付して示している。図３に示すように、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５９が設けられている。図３は、その保護カバー５９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が手前に引き出された状態を示している。
【００３９】
このように４個の画像形成ユニット６Ｍ、６Ｃ、６Ｙ、及び６Ｋのいずれの現像器１２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、現像器１２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現像器１２と容易に交換することができる。
【００４０】
図４は、上記機構構成のプリンタ１の制御回路を示すブロック図である。
同図に示すように、制御回路は、インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆコントローラ）６１と、このインターフェイスコントローラ６１に接続するプリンタコントローラ６２（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）を備えている。また、プリンタコントローラ６２は、ＣＰＵ６４、ＲＯＭ６５、ＲＡＭ６６を有し、ＲＯＭ６５に書き込まれたプログラムに従って制御を行う。
【００４１】
インターフェイスコントローラ６１には不図示のホストコンピュータが接続され、このホストコンピュータからＲＧＢ情報（印字情報）が供給される。さらに、インターフェイスコントローラ６１には操作パネル６７が接続され、各種操作信号が入力する。
【００４２】
インターフェイスコントローラ６１はホストコンピュータから出力される印字情報をマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の印字情報に変換し、印字用紙の１頁分に対応するパターンデータを作成する。また、このパターンデータはプリンタコントローラ６２に出力され、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色毎に印字部６３に出力される。
【００４３】
また、プリンタコントローラ６２には、前述の廃トナーＢＯＸ残量センサ２０が接続されている。プリンタコントローラ６２のＣＰＵ６４は、廃トナーＢＯＸ残量センサ２０からの入力信号により、廃トナーＢＯＸ１９の廃トナー量を計測する。
【００４４】
図５は、印字ドット数および転写ベルト１４の回転移動距離に基づいて、排出される廃トナー量を予測するための算出表の一例を示す。ここで、本実施例で用いた印刷用紙のサイズは、Ａ４サイズとする。また、カラー印刷したときの各色のトナー消費量は通常印字率（５％）の原稿データにおいて、それぞれ２０ｍｇとし、このときの印字状態を５％印字と称する。尚、白黒印刷の場合、Ｋ（ブラック）のみトナー消費量は２０ｍｇとなる。
【００４５】
また、１次転写効率とは、画像形成ユニット６から転写ベルト１４に転写される効率を示し、２次転写効率とは、転写ベルト１４から印刷用紙に転写される効率を示す。本実施例では、１次転写効率は９０％とし、従ってそのときの５％印字の基準消費量は１８ｍｇとなるものと仮定する。また、２次転写部において、転写ベルトから用紙に転写されずにベルト側に残留するトナーの比率を示す２次非転写効率は１０％とし、従ってそのときのＡ４サイズ５％印字の基準消費量における２次非転写トナー量は１．８ｍｇとなるものと仮定する。
【００４６】
上記条件において、先ず正常にトナー像が用紙に印刷されたときの廃トナー量について説明する。実際の廃トナー量は理論的には以下の式によって算出される。
廃トナー量＝画像を作るために使用するトナーのベルト上に残る分＋かぶり消費量トナーのベルト上に残る分＝（５％印字の基準消費量）×ドット数×９％／（５％印字のドット数）＋（かぶり消費量基準）×走行距離×２０％／（走行距離（印刷用紙間を含む））・・・（１）
ここで、「５％印字のドット数」は、例えば縦横２４００ＤＰＩの解像度でＡ４サイズを記録する全ドットの５％の数（約２７８４万ドット）を示し、「ドット数」はプリンタコントローラ６２から送られてくる実際の色別の記録データに含まれる記録すべきドットの数を計数して求まる数を示し、ドット数が大きくなると廃トナー量も多くなる。また、画像を作るのに使うトナーに対するベルトに残る非転写トナーの比率は、１次転写効率が９０％で２次非転写効率が１０％であるから、９０％×１０％＝９％となる。また、記録データに有効画像ドットが含まれていない場合にも電子写真プロセス上トナーが付着するいわゆる「かぶり現象」によりドラムからベルトに転写されるトナー（かぶり消費量基準）がありこれに対する転写効率（２０％）を考慮した計算式部分において「走行距離」は、転写ベルト１４の回転移動距離を示し、印刷用紙サイズおよび印刷用紙数に比例する。
【００４７】
一方、印刷用紙切れ又は紙詰まりが生じたときの廃トナー量は、転写ベルト１４に転写されたトナーが２次転写されずに残留し、全て廃トナーになるので、（１）式における２次転写における非転写効率が１００％になるので、以下の式によって算出される。
【００４８】
廃トナー量＝（５％印字の基準消費量）×ドット数×９０％／（５％印字のドット数）＋（かぶり消費量基準）×走行距離×２０％／（走行距離（印刷用紙間を含む））・・・（２）
したがって、上記計算式より計算上の廃トナー量が求められる。
【００４９】
図６（ａ）は、トナー消費量と廃トナーＢＯＸ１９の廃トナー収容残量の関係を示す図である。縦軸は廃トナーＢＯＸ１９の廃トナー収容残量であり、横軸はトナー消費量である。
【００５０】
ここで、廃トナー収容残量ｒは、以下の式によって算出される。また、廃トナーＢＯＸ１９の最大収容量は、例えば５８０ｇとし、予め設定値を例えば制御回路のＥＥＰＲＯＭ（不図示）に記憶させている。
【００５１】
ｒ＝（廃トナーＢＯＸの最大収容量−廃トナー量×β）／廃トナーＢＯＸの最大収容量×１００％・・・（３），β＝補正値（デフォルトは１．００）
上記計算式の補正値は、図５で説明した計算上の廃トナー量と、廃トナーＢＯＸ１９に設置された廃トナーＢＯＸ残量センサ２０によって実際にＦＵＬＬを検知したときのズレを補正するための値である。
【００５２】
廃トナーＢＯＸ残量センサ２０は、例えば透過型光センサを用いるようにする。これによって、廃トナーＢＯＸ１９に堆積された廃トナーによって受光側に入射する投光側からの光が遮られるのを検知する。
【００５３】
使用中、廃トナーＢＯＸ１９がＦＵＬＬに近づくと、同図（ａ）、（ｂ）に示すように交換予告を行う。本実施例では廃トナーの収容残量の計算値が３％以下になると交換予告表示をするものとする。そのとき、再度補正値を計算する。なお、プリンタを初めて使用するときは、補正値βは「１．００」となる。
【００５４】
β´＝β×１００％／（１００％−ｒ0％）・・・（４）
上記（４）式で算出したβ´の値を、(３)式のβに代入することで、交換時期までの廃トナー収容残量を予測する。
【００５５】
ここで、交換予告時期を検出しても、交換予告時期から交換時期まで印刷は可能であり、そのときの印刷可能枚数を例えば２００枚以内とする。印刷枚数のカウントは、制御回路のカウンタで計測される。その後、廃トナーＢＯＸ１９の交換時期になると、廃トナーＢＯＸ１９に設置された廃トナーＢＯＸ残量センサ２０によってＦＵＬＬが検知され、プリンタは交換表示をする。そのとき、補正値βが以下の式より算出される。
【００５６】
β＝廃トナーＢＯＸの最大収容量／廃トナー量（（１）式で求めた値＋（２）式で求めた値）・・・（５）
（５）式で求めたβの値を（３）式に代入して、次回からの廃トナーＢＯＸ１９の交換時期が予想される。
【００５７】
よって、廃トナーＢＯＸ１９を交換するたびに新たな値に更新される。これによって、廃トナーＢＯＸ１９の交換時期をより正確に予測することができる。
図７は、廃トナーＢＯＸ１９の交換時期を予想する動作を示すフローチャートである。先ず、印刷処理を行う際、廃トナー量を計算する（ステップ（以下、ＳＴで示す）１）。廃トナーの積算値をＸとし、補正値をβとすると、Ｘ＝廃トナー量×βの式が成り立つ。ここで、廃トナー量の算出は、上記図５で説明した、（１）式および（２）式により求める。
【００５８】
（３）式より、交換予告時期を廃トナーの収容残量の３％以下に設定する（ＳＴ２）。廃トナーの収容残量が３％以下になるまでは、ＳＴ１の計算式によって廃トナーの収容残量の予測をする（ＳＴ２でＮＯ）。
【００５９】
次に、廃トナーの収容残量が３％以下になると（ＳＴ２でＹＥＳ）、プリンタは交換予告表示を行う（ＳＴ３）。この交換予告時期から交換時期までは印刷可能であり（ＳＴ４）、廃トナーＢＯＸ残量センサ２０によってＦＵＬＬが検知されるまでは処理（ＳＴ１）の計算式によって廃トナーの収容残量の予測をする（ＳＴ５でＮＯ）。
【００６０】
次に、廃トナーＢＯＸ残量センサ２０によってＦＵＬＬが検知されると（ＳＴ５でＹＥＳ）、補正値βを（５）式により再度計算する（ＳＴ６）。そして、求めた補正値βは制御回路のＥＥＰＲＯＭ（不図示）に記憶され（ＳＴ７）、次回の廃トナーＢＯＸ１９の交換時期の予測はこの補正値βを使用する。
【００６１】
その後、廃トナーＢＯＸ１９がＦＵＬＬになると、プリンタは交換表示を行い（ＳＴ８）、廃トナーＢＯＸ１９を交換すると、制御回路のカウンタがクリアされる（ＳＴ９）。
以上のように、本例によれば、廃トナー容器の交換時期を予測することができ、効率よく廃トナー容器の交換を行うことができる。また、残量計算値に対してセンサから得られる情報により補正を行い、より正確な廃トナー容器の交換時期の予測を行うことが可能となる。
（実施形態２）
次に、本発明の実施形態２について説明する。尚、本例においても、前述の図１に示す基本構成のプリンタ１を使用する。
【００６２】
図８は、本実施形態で使用するトナーカートリッジ（ＴＣ）の例を示す図である。本例におけるプリンタは、トナーカートリッジの装着有無と偽造防止検知機能を備えている。
図８（ａ）は、偽造防止機能を備えたトナーカートリッジ４１ａを示す。このトナーカートリッジ４１ａには、バネ接点８８とＥＥＰＲＯＭ６８が設けられている。ＥＥＰＲＯＭ６８は、一端がグランド接地線に接続され、もう一端が信号線を兼ねた電源線に接続され、２つのラインからなる１−ＷＩＲＥ方式を使用している。
【００６３】
ＥＥＰＲＯＭ６８の特定記憶エリアには、偽造防止機能用のシリアル番号データが格納されており、前述の現像・ドラムユニット５８にトナーカートリッジ４１ａを装着の際、バネ接点８８を介してＣＰＵ６４はシリアル番号データを読み込む。これによって、メーカ純正のトナーカートリッジを識別し、偽造のトナーカートリッジの装着を防止する。
【００６４】
一方、図８（ｂ）は、プリンタ購入時に付属されるスタートアップキット４１ｂ（以下ＳＵＫと称す）である。ＳＵＫ４１ｂにはＥＥＰＲＯＭ６８が実装されておらず、かつ、バネ接点８８が電気的にショートされている。そのため、ＣＰＵ６４はメーカで規定したシリアル番号データを読み込むことはできない。これは元々メーカがプリンタを設置する際に用いる初期動作用の消耗品キットであるため、偽造のトナーカートリッジを用いられるおそれが無いことによる。
【００６５】
これによって、現像・ドラムユニット５８にＳＵＫ４１ｂを装着の際、ＣＰＵ６４はバネ接点８８がショートされていることを検知し、ＳＵＫ４１ｂが装着されたことを識別する。
【００６６】
図９は、偽造防止機能を備えたトナーカートリッジ４１ａを装着したときの制御回路図である。以下に偽造トナーカートリッジの真偽の判定についての詳細を説明する。
偽造防止機能を備えた各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーカートリッジ４１ａを装着した画像形成ユニットは、それぞれコネクタを介してプリンタの制御回路と接続されている。ここで、各色のトナーカートリッジ４１ａに実装されたＥＥＰＲＯＭ６８は、それぞれ制御回路に対して共通の接続形態であるため、以下の説明では、イエローのトナーカートリッジ４１ａに実装されたＥＥＰＲＯＭ６８を代表に説明する。また、偽造トナーカートリッジの真偽の判定についても各ＥＥＰＲＯＭ６８で共通とする。
【００６７】
イエローのトナーカートリッジ４１ａに実装された１−ＷＩＲＥ方式のＥＥＰＲＯＭ６８の一端はグランドに接地され、他端はバッファＡの入力と抵抗ＲＡの一端とスリーステートバッファの出力に接続されている。バッファＡの出力はＣＰＵ６４に接続され、抵抗ＲＡの他端は電源ＶＣＣに接続されている。
【００６８】
スリーステートバッファの第１の入力は、バッファを介してＣＰＵ６４に接続され、さらにプルアップ抵抗Ｒによって電源ＶＣＣにプルアップされている。また、スリーステートバッファの第２の入力は、グランドに接地されている。スリーステートバッファは、ＣＰＵ６４から出力されるイネーブル信号によって「ＬＯＷ（０）」、「ＨＩＧＨ（ＶＣＣ）」、「ＨＩＧＨインピーダンス」の状態を出力する。
【００６９】
本例では、「ＬＯＷ」インピーダンスと「ＨＩＧＨ」インピーダンスの状態を使用してＥＥＰＲＯＭ６８と通信を行うと共に、各動作（リセット、コマンド通信、ＩＤ取得・確認、ＲＥＡＤ、ＷＲＩＴＥ等）を制御する。また、ＥＥＰＲＯＭ６８の内蔵メモリによるマッピングに従って、各種情報（トナーの寿命管理カウンタ、トナー情報、機種情報等）を読み取ることによって偽造トナーカートリッジの真偽を判定する。尚、ＥＥＰＲＯＭ６８には固有のＩＤ番号が書き込まれており、書き換えは不可能である。
【００７０】
一方、図１０は、偽造防止機能が無いトナーカートリッジ（ＳＵＫ）を装着したときの制御回路図である。ここで、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のＳＵＫ４１ｂを装着した画像形成ユニット６と制御回路の接続形態は、図９と同じであるため、説明を省略する。
【００７１】
ここで、ＳＵＫ４１ｂのバネ接点８８は、電気的にショートされているため、バッファＡないしバッファＤに入力する信号線は全て「ＨＩＧＨ（ＶＣＣ）」から「ＬＯＷ（０）」に反転して固定される。このときの状態をＣＰＵ６４が読み取ることによって、ＳＵＫ４１ｂが装着されたのを判定する。
【００７２】
図１０に示すトナーカートリッジを使用する本発明におけるプリンタは、制御回路とＥＥＰＲＯＭ６８に印刷枚数をカウントするカウンタを備えている。装着されたトナーカートリッジはＣＰＵ６４によって判定され、偽造防止機能を備えたトナーカートリッジ４１ａを装着したときは、ＥＥＰＲＯＭ６８のカウンタで印刷枚数をカウントする。これによって、トナーの残量を予測することができる。また、カウンタは予め上限値を設定してあるため、トナー残量が少なくなったときに、トナーを後から補充してもカウンタの上限値を越えると使用できなくなる。これによって、不正な使用を防止することができる。また、純正以外のトナーカートリッジが使用された場合、制御回路に対してカウント信号が送信されず、本体のカウンタで記録することによって偽造のトナーカートリッジを用いた履歴と利用数を制御回路のメモリ領域で管理することができる。
（実施形態３）
次に、本発明の実施形態３について説明する。
【００７３】
図１１、図１２は本例を説明する図であり、図１１はＩＣ付きのトナーカートリッジをプリンタ本体に接続する例を示し、図１２はＩＣ無しのトナーカートリッジをプリンタ本体に接続する例を示す。図１２に示すＩＣ無しのトナーカートリッジの場合、プリンタ側の接点９０ａ、９１ａは、トナーカートリッジ側の接点９０ｂ、９１ｂに接続され、接点９０ａ、９１ａは短絡される。
【００７４】
また、図１３はプリンタ側のインターフェースを示し、スリーステートバッファ９２、バッファ９３、及びプルアップ抵抗Ｒで構成されている。例えば、ＩＣ無しのトナーカートリッジが接続された場合、ショートバーによって短絡され、バッファ９３を介してロー信号が入力ポートに供給され、プリンタに装着されたトナーカートリッジがＩＣ無しのものであると分かる。一方、ＩＣカード付きのトナーカートリッジが接続された場合、ショートバーによって短絡されず、プリンタに装着されたトナーカートリッジがＩＣ付きのものであると分かる。
【００７５】
以下、上記構成において、本例の処理を説明する。図１４は本例の処理を説明するフローチャートである。同図において、先ずトナーカートリッジをプリンタに装着すると、トナーカートリッジからＩＤを読み出す（ステップ（以下、Sで示す）１）。次に、読み出したデータに基づいて、全ビットが０であるか判断する（Ｓ２）。ここで、全ビットが０であれば、ＩＣ無しのトナーカートリッジが装着されたものとして、以後プリンタ本体側のトナーカウンタを使用して印刷処理回数をカウントする（Ｓ３）。
【００７６】
また、全ビットが１であれば、トナーカートリッジが装着されていないと判断する（Ｓ４）。さらに、上記以外の場合、妥当なＩＤであるか判断し、以後トナーカートリッジのＩＣを使用して印刷処理回数をカウントする（Ｓ５が有効ＩＤ、Ｓ６）。尚、妥当なＩＤでない場合、例えば海賊版であると判断し、トナーカートリッジ無しとして印刷処理を不可とする。
【００７７】
以上のように構成することにより、ＩＣ付きトナーカートリッジが装着された場合、及びＩＣ無しトナーカートリッジ装着された場合の何れにおいてもトナーカートリッジ（ＴＣ）の寿命を検知することができる。
（実施形態４）
次に、本発明の実施形態４について説明する。
【００７８】
本例は感光体ドラムを含む現像・ドラムユニット（ＤＤＳ）の交換を、トナーカートリッジ（ＴＣ）の交換時期まで使用し、同時に交換することによってトナーカートリッジ（ＴＣ）等の消耗品を効率よく使用するものである。
【００７９】
図１５は寿命の近い現像・ドラムユニットが、交換予告表示を行ってからトナーカートリッジ（ＴＣ）と共に現像・ドラムユニットを交換するまでの一連の動作を示すタイムチャートである。本例では、現像・ドラムユニットの交換予告表示を３段階に分けて表示する。先ず、第１段階では交換予告を行い、そろそろ交換時期が到来することを示す。例えば、現像・ドラムユニットの残量が１％になると表示する。次に、第２段階では交換時期になり、交換を促す。さらに、第３段階の交換が必要な時期である。以下、具体的に説明する。
【００８０】
先ず、現像・ドラムユニットの残量が１％に達すると、第１段階の交換予告フラグを設定する(同図に示すＦ１のタイミング)。次に、現像・ドラムユニットが更に使用され、交換時期に達すると第２段階の交換予告表示のフラグを設定する(同図に示すＦ２のタイミング)。しかし、この状態においても、現像・ドラムユニット（DDS）は１万枚程度の印刷が可能であり、印刷処理を続けることができる。
【００８１】
一方、トナーカートリッジ（ＴＣ）の交換についても、交換時期が近づくと交換予告フラグを設定し(同図に示すＦ４のタイミング)、更に交換フラグを設定する(同図に示すＦ５のタイミング)。尚、同図に示すＦ７のタイミングは、予告フラグが設定されてもリセットすることによって、予告フラグを解除することができる。また、同図に示すＦ６、及びＦ８のタイミングは、現像・ドラムユニット（ＤＤＳ）及びトナーカートリッジ（ＴＣ）を同時に交換するタイミングを示す。
【００８２】
図１６は、上記制御において、処理例を示す。先ず、現像・ドラムユニットが寿命に近づくと前述の交換予告を行う。その後使用され続け、例えば交換時期に達すると交換予告フラグが設定される。但し、この状態でも１万枚程度は印刷処理を行うことができ、この間印刷処理が継続する。その後、トナーカートリッジ（ＴＣ）のと交換予告、及び交換フラグの設定が行われ(同図に示すＦ９、Ｆ１０のタイミング)、トナーカートリッジ（ＴＣ）の交換が必要になると、現像・ドラムユニット及びトナーカートリッジ（ＴＣ）の交換を同時に行う。
【００８３】
このように構成することにより、完全にトナーが無くなるまでトナーカートリッジ（ＴＣ）を使用することができ、トナーカートリッジ（ＴＣ）及び現像・ドラムユニット（ＤＤＳ）を効率よく使用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の実施形態の説明で使用しる画像形成装置（プリンタ）の内部構成を示す断面図である。
【図２】画像形成ユニットを示す断面図である。
【図３】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４】画像形成装置の制御回路構成を示すブロック図である。
【図５】排出される廃トナー量を予測するための算出表の一例を示す図である。
【図６】（ａ）は、画像形成装置の感光体上における画像領域と非画像領域を示す図であり、（ｂ）は、廃トナーＢＯＸの交換予告、及び交換指示のタイミングを示す図である。
【図７】実施形態１の処理を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）は、ＥＥＰＲＯＭ無しのトナーカートリッジの側面構成を示す図であり、（ｂ）は、ＥＥＰＲＯＭ有りのトナーカートリッジの側面構成を示す図である。
【図９】ＥＥＰＲＯＭ有りのトナーカートリッジを装着した場合の回路構成を示す図である。
【図１０】ＥＥＰＲＯＭ無しのトナーカートリッジを装着した場合の回路構成を示す図である。
【図１１】実施形態３を説明する図であり、ＩＣ付きのトナーカートリッジを装着する例を示す図である。
【図１２】実施形態３を説明する図であり、ＩＣ無しのトナーカートリッジを装着する例を示す図である。
【図１３】実施形態３の回路構成を説明する図である。
【図１４】実施形態３の処理を説明するフローチャートである。
【図１５】寿命の近い現像・ドラムユニットが、トナーカートリッジ（ＴＣ）と共に交換するまでの一連の動作を示すタイムチャートである。
【図１６】実施形態４の実際の処理例を示す図である。
【符号の説明】
【００８５】
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ＢＯＸ
２０・・廃トナーＢＯＸ残量センサ
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
４１ａ・・トナーカートリッジ
４１ｂ・・スタートアップキット（ＳＵＫ）
４３・・現像部
４４・・供給ローラ
４６・・攪拌部材
５１・・クリーニングブレード
５８・・現像・ドラムユニット
６０・・制御装置
６１・・インターフェイスコントローラ（Ｉ／Ｆ）
６２・・プリンタコントローラ（ＰＲ＿ＣＯＮＴ）
６３・・プリンタ印字部
６４・・ＣＰＵ（Central Processing Unit）
６５・・ＲＯＭ（Read Only Memory)
６６・・ＲＡＭ（Random Access Memory）
６７・・操作パネル
６８・・ＥＥＰＲＯＭ(electrically erasable programable ROM)
９０ａ、９０ｂ、９０ｃ、９１ａ、９１ｂ、９１ｃ・・接点
９２・・スリーステートバッファ
９３・・バッファ
【図１】
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【図２】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図９】
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【図１０】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図３】
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【図８】
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【図１１】
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【図１２】
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