(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収納する現像剤収納容器と、電圧が印加されることで生じる電極間の静電容量によって前記現像収納容器内の現像剤残量レベルを検知する為の現像剤残量検知手段と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
画像形成に要した画素数を検知する画素数検知手段と、
画像形成に要した記録材の枚数をカウントする枚数カウント手段と、
検知された前記現像剤残量レベル、前記画素数、及び、前記記録材の枚数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記画素数と前記記録材の枚数から画像形成１枚あたりに要する画素数予測値を算出し、前記現像剤残量検知手段によって検知された現在の現像剤残量レベルより以前の現像剤残量を、前記現在の現像剤残量レベルに近いほど短く区切った複数の期間に分けて、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じた前記複数の期間における単位画素数あたりに対する消費現像剤量の総和によって得られる単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を算出し、前記現在の現像剤残量レベル、前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値、及び、前記単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を用いて現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段と、
前記現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
現像剤を収納する現像剤収納容器と、電圧が印加されることで生じる電極間の静電容量によって前記現像収納容器内の現像剤残量レベルを検知する為の現像剤残量検知手段と、記憶手段を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
画像形成に要した画素数を検知する画素数検知手段と、
画像形成に要した記録材の枚数をカウントする枚数カウント手段と、
前記記憶手段に、検知された前記現像剤残量レベル、前記画素数、及び、前記記録材の枚数を書き込み及び読み出しをおこなう制御手段と、
前記記憶手段に記憶された前記画素数と前記記録材の枚数を前記制御手段によって読み出し画像形成１枚あたりに要する画素数予測値を算出し、前記現像剤残量検知手段によって検知された現在の現像剤残量レベルより以前の現像剤残量を、前記現在の現像剤残量レベルに近いほど短く区切った複数の期間に分けて、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じた前記複数の期間における単位画素数あたりに対する消費現像剤量の総和によって得られる単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を算出し、前記現在の現像剤残量レベル、前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値、及び、前記単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を用いて現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段と、
前記現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値は、前記複数の期間において、それぞれの期間の前記画素数を、前記それぞれの期間の記録材の枚数で除したものに、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じたものの総和によって得られることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記画素数検知手段が、画像信号に基づいた印字量情報、若しくは、レーザー発光時間情報から画素数を統計的に計算することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記演算手段において、前記記録材の枚数が、記録材のサイズにより補正されることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記装置は更に表示手段を有し、前記出力手段から出力された情報をこの表示手段で表示することを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記装置はディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段はこの機器に信号を出力することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、一般には、電子写真方式により像担持体に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置に収容した現像剤にて顕像化する画像形成装置に関し、特に、現像剤収納容器に収容した現像剤の残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知手段を備えた現像剤量検出装置を有するカートリッジ、即ち、プロセスカートリッジ、カートリッジ化された現像装置などが着脱可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、ＬＥＤプリンタ、レーザービームプリンタ等）、電子写真ファクシミリ装置、及び電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
又、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つと、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであるか、又は、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置において、電子写真感光体及び電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、現像剤がなくなったらカートリッジを交換することで再び画像を形成することができるが、カートリッジの交換はユーザー自身が行わなければならず、そのために、現像剤が消費された場合にユーザーに報知する手段、即ち、現像剤量検出装置が必要となる。
【０００６】
現像剤量検出装置は、カートリッジ内の画像形成に供することができる現像剤がどれくらい残っているかを随時知ることを可能とするために、現像剤残量レベルを検知できる現像剤残量検知手段をカートリッジ又は画像形成装置本体に設けている。
【０００７】
この現像剤残量検知手段の一方式として、静電容量検知方式がある。これは、現像剤収納容器内に現像剤残量検知用のアンテナを配置し、所定の位置に設けられた電極にＡＣ電圧を印加した際、電極−アンテナ間の現像剤量に応じてアンテナに誘起される電流が変化することを利用して現像剤残量を検知する方式である。
【０００８】
例えば、静電容量検知方式を用いた一例としてフラットアンテナ方式がある。フラットアンテナは、図３に示すように、基板２１に一対の導電パターン２２、２３を所定の間隔で形成したもので、これを、例えば、現像剤収納容器側面の現像剤と接する位置に配置し、現像剤収納容器内の現像剤が減少するに従い、現像剤とフラットアンテナ２０との接触面積が減少するようにしたものである。
【０００９】
現像剤の消費によりこの導電パターン表面と現像剤との接触面積が変化することで静電容量が変化し、これにより、容器内現像剤残量とフラットアンテナの静電容量の対応づけが可能になり、フラットアンテナの静電容量を測定することにより随時容器内現像剤残量を知ることができる。
【００１０】
フラットアンテナ２０の静電容量は、一対の導電部２２、２３の一方に一定の交流バイアスを印加し、その際にもう一方の導電部に流れる電流から知ることができる。
【００１１】
又、静電容量検知方式を用いた別の一例として、現像剤収納容器内に配置された現像剤担持体である現像ローラに交流バイアスを印加することで感光体上の潜像を現像する、所謂、ジャンピング現像方式において、現像ローラと平行に設けた板金（プレートアンテナ）で構成されるプレートアンテナ方式がある。
【００１２】
これは、プレートアンテナと現像ローラ間の静電容量が、両者の間に存在する絶縁性現像剤の量に応じて変化することを利用したものである。このプレートアンテナと現像ローラ間の空間が、現像剤で埋まっていれば静電容量は大きく、現像剤が減少するに従い両者間に空気が増え、静電容量は小さくなって行く。従って、このプレートアンテナと現像ローラ間の静電容量と現像剤量との関係を予め関係付けておくことで、現像剤量を検知することができる。
【００１３】
静電容量の測定方法は、現像ローラに現像バイアスである交流バイアスを印加した際に、プレートアンテナに流れる電流を測定することで求めることができる。つまり、この現像剤残量検知方式は、現像ローラに現像バイアスが印加されている画像形成時に、現像剤残量を検知することができる。
【００１４】
以上のような現像剤残量検知手段を現像剤収容部、即ち、現像剤収納容器に備えることにより、画像形成に供することができる現像剤残量を随時知ることができる。
【００１５】
現像剤残量検知手段としては、更には、現像剤収納容器内に現像剤攪拌手段を設け、現像剤残量に応じて現像剤攪拌手段にかかる負荷が変化することを利用して現像剤残量を検知するトルク検知方式がある。
【００１６】
このような、逐次現像剤残量検知方式を用いることで、ユーザーに、プロセスカートリッジ及びカートリッジ化された現像装置などのカートリッジの交換、或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となるまでにあと何枚の画像形成を行うことができるかを報知することができる。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、いずれの逐次現像剤残量検知方式においても、画像形成に供することができる現像剤があとどれくらい残っているかを随時知ることが可能とは言え、測定分解能の限界、測定誤差等のため十分な検知精度は得られておらず、現在以降の印刷可能枚数の検知精度は未だ十分に満足し得るものではない。
【００１８】
そこで、プロセスカートリッジ及びカートリッジ化された現像装置などのカートリッジの交換、或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となるまでにあと何枚の画像形成を行うことができるか、正確に報知する手段が望まれている。
【００１９】
本発明は、斯かる画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なカートリッジの更なる改良に関するものである。
【００２０】
つまり、本発明の第１の目的は、上記従来技術を更に発展し、より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００２１】
本発明の第２の目的は、複数のカートリッジを交換使用する場合においても、それぞれのカートリッジの現像剤残量を正確に高い分解能で報知することができる画像形成装置を提供することである。
【００２２】
本発明の第３の目的は、上記従来技術を更に発展し、より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行い、且つ現像剤残量検知分解能を高めることのできる画像形成装置を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
上記諸目的は、本発明に係る画像形成装置にて達成される。
【００２４】
第１の本発明によると、現像剤を収納する現像剤収納容器と、電圧が印加されることで生じる電極間の静電容量によって前記現像収納容器内の現像剤残量レベルを検知する為の現像剤残量検知手段と、を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
画像形成に要した画素数を検知する画素数検知手段と、
画像形成に要した記録材の枚数をカウントする枚数カウント手段と、
検知された前記現像剤残量レベル、前記画素数、及び、前記記録材の枚数を記憶する記憶部と、
前記記憶部に記憶された前記画素数と前記記録材の枚数から画像形成１枚あたりに要する画素数予測値を算出し、前記現像剤残量検知手段によって検知された現在の現像剤残量レベルより以前の現像剤残量を、前記現在の現像剤残量レベルに近いほど短く区切った複数の期間に分けて、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じた前記複数の期間における単位画素数あたりに対する消費現像剤量の総和によって得られる単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を算出し、前記現在の現像剤残量レベル、前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値、及び、前記単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を用いて現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段と、
前記現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２５】
第２の本発明によると、現像剤を収納する現像剤収納容器と、電圧が印加されることで生じる電極間の静電容量によって前記現像収納容器内の現像剤残量レベルを検知する為の現像剤残量検知手段と、記憶手段を有するカートリッジが着脱可能な画像形成装置において、
画像形成に要した画素数を検知する画素数検知手段と、
画像形成に要した記録材の枚数をカウントする枚数カウント手段と、
前記記憶手段に、検知された前記現像剤残量レベル、前記画素数、及び、前記記録材の枚数を書き込み及び読み出しをおこなう制御手段と、
前記記憶手段に記憶された前記画素数と前記記録材の枚数を前記制御手段によって読み出し画像形成１枚あたりに要する画素数予測値を算出し、前記現像剤残量検知手段によって検知された現在の現像剤残量レベルより以前の現像剤残量を、前記現在の現像剤残量レベルに近いほど短く区切った複数の期間に分けて、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じた前記複数の期間における単位画素数あたりに対する消費現像剤量の総和によって得られる単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を算出し、前記現在の現像剤残量レベル、前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値、及び、前記単位画素数あたりに対する消費現像剤量予測値を用いて現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段と、
前記現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００２６】
本発明の一実施態様によると、前記画像形成１枚あたりに要する画素数予測値は、前記複数の期間において、それぞれの期間の前記画素数を、前記それぞれの期間の記録材の枚数で除したものに、前記現在の現像剤残量レベルに近い期間ほど大きな比率の重み係数を乗じたものの総和によって得られる。他の実施態様によると、前記画素数検知手段が、画像信号に基づいた印字量情報、若しくは、レーザー発光時間情報から画素数を統計的に計算する。他の実施態様によると、前記演算手段において、前記記録材の枚数が、記録材のサイズにより補正される。更に他の実施態様によると、前記装置は更に表示手段を有し、前記出力手段から出力された情報をこの表示手段で表示す。他の実施態様によると、前記装置はディスプレイを有する機器と通信可能であり、前記出力手段はこの機器に信号を出力する。
【００２７】
【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。
【００２８】
実施例１
先ず、図１〜図３を参照して、本発明に従って構成されるプロセスカートリッジを装着可能な電子写真画像形成装置の一実施例について説明する。本実施例にて、電子写真画像形成装置は、電子写真式のレーザービームプリンタＡとされ、電子写真画像形成プロセスによって記録材、例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布などに画像を形成するものである。
【００２９】
レーザービームプリンタＡは、ドラム形状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム１を有する。感光体ドラム１は、帯電手段である帯電ローラ２によって帯電され、次いで、レーザースキャナー３から画像情報に応じたレーザ光Ｌを照射することによって、感光体ドラム１に画像情報に応じた潜像が形成される。この潜像は、現像手段５によって現像され、可視像、即ち、トナー像とされる。
【００３０】
つまり、現像手段５は、現像剤担持体としての現像ローラ５ａを備えた現像室５Ａを有しており、現像室５Ａに隣接して形成された現像剤収容部としての現像剤収納容器４内の現像剤Ｔを現像剤送り部材１０の回転によって、現像室５Ａの現像ローラ５ａへと送り出す。本実施例では、現像剤Ｔとしては、絶縁性１成分トナーを用いた。又、現像ローラ５ａは、固定磁石５ｂを内蔵しており、現像ローラ５ａを回転することによって現像剤は搬送され、現像ブレード５ｃにて摩擦帯電電荷が付与されると共に所定厚の現像剤層とされ、感光体ドラム１の現像領域へと供給される。この現像領域へと供給された現像剤は、感光体ドラム１上の潜像へと転移され、トナー像を形成する。現像ローラ５ａは、現像バイアス回路に接続されており、通常、交流電圧に直流電圧が重畳された現像バイアス電圧が印加される。
【００３１】
一方、トナー像の形成と同期して給紙カセット２００にセットした記録材Ｐをピックアップローラ８、搬送手段９Ａを介して転写位置へと搬送する。転写位置には、転写手段としての転写ローラ６が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム１上のトナー像を記録材Ｐに転写する。
【００３２】
トナー像の転写を受けた記録材Ｐは、搬送手段９Ｂで定着手段１０へと搬送する。定着手段１０は、ヒータ１０ａを内蔵した定着ローラ１０ｂ及び駆動ローラ１０ｃを備え、通過する記録材Ｐに熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を記録材Ｐ上に定着する。
【００３３】
記録材Ｐは、搬送手段９Ｃにより排出トレイ１４へと排出される。この排出トレイ１４は、レーザービームプリンタＡの装置本体１００の上面に設けられている。
【００３４】
転写ローラ６によってトナー像を記録材Ｐに転写した後の感光体ドラム１は、クリーニング手段７によって感光体ドラム１上に残留した現像剤を除去した後、次の画像形成プロセスに供される。クリーニング手段７は、感光体ドラム１に当接して設けられた弾性クリーニングブレード７ａによって感光体ドラム７上の残留現像剤を掻き落として廃現像剤溜め７ｂへと集める。
【００３５】
一方、本実施例にては、プロセスカートリッジＢは、図３に示すように、現像剤を収納する現像剤収納容器４及び現像剤送り部材１０を有する現像剤枠体１１と、現像ローラ５ａ及び現像ブレード５ｃなどの現像手段５を保持する現像枠体１２とを溶着して一体として現像ユニットを形成し、更にこの現像ユニットに、感光体ドラム１、クリーニングブレード７ａなどのクリーニング手段７及び帯電ローラ２を取り付けたクリーニング枠体１３を一体に結合することによってカートリッジ化されている。
【００３６】
このプロセスカートリッジＢは、ユーザーによって画像形成装置本体１００に設けたカートリッジ装着手段１０１（図１）に対して取り外し可能に装着される。
【００３７】
本実施例によれば、プロセスカートリッジＢは、現像剤収納容器４内の現像剤Ｔの消費に従ってその残量を逐次検知することのできる現像剤残量検知手段２０を備えた現像剤量検出装置３０を有している。
【００３８】
本実施例の画像形成装置は、統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段と、統計的計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段とを備え、プロセスカートリッジは、現像剤残量検知手段と、プロセスカートリッジを交換使用した際にもそれぞれの現像剤残量レベルを保存するための記憶手段とを備えることを特徴とする。更に、図面に用いて各手段について説明する。
【００３９】
現像剤残量検知手段
本実施例では、現像剤量検出装置３０は、プロセスカートリッジに現像剤残量検知手段として平面アンテナ（フラットアンテナ）を設置した静電容量検知方式を採用した。
【００４０】
つまり、本実施例によれば、上述のように、現像剤収納容器４内には、図１の矢印方向に回転する撹拌手段１０が設けられており、この撹拌手段１０が回転することで現像剤Ｔがほぐされつつ現像ローラ５ａへ供給される。また、現像剤収納容器４の内面側壁には図３に示すような、現像剤残量検知手段である平面アンテナ２０が配設されている。
【００４１】
平面アンテナ２０は、一般に用いられているプリント基板２１上にエッチングや印刷などで二つの導体パターン２２、２３を形成したものである。また、この回路図形を保護するために導電パターン２２、２３上に保護膜（図示せず）が形成してある。導電パターンは適当に設定すればよく、本実施例では、この平面アンテナ２０の二つの導電パターン２２、２３の幅（Ｗ）を３００μｍ、両導電パターン２２、２３の間隔（Ｇ）を３００μｍ程度まで狭くしてある。
【００４２】
本実施例の平面アンテナ２０にて、各導電パターンの電極２２、２３間に交流バイアスとして２００Ｖｐｐ、２０００Ｈｚを印加すると、平面アンテナ２０に現像剤が触れていないときには２０ｐＦ、平面アンテナ２０の全面に現像剤が触れているときには６０ｐＦ、と異なる静電容量値が観測された。この平面アンテナ２０を、現像剤収納容器４の内面側壁に配設することで、容器４内の現像剤Ｔの減少に伴って現像剤Ｔと平面アンテナ２０の接触面積が減り、二つの導電パターン（アンテナ２２、２３）間の静電容量を観測することで、随時、容器４内の現像剤Ｔ量を知ることができる。現像剤残量レベルと静電容量の関係を図５に示す。
【００４３】
ところが実際には、容器４内の現像剤Ｔが徐々に減っても、平面アンテナ２０上にわずかながら付着して残る現像剤のために、測定結果にばらつきが生じてしまう。
【００４４】
そこで、その表面に付着した現像剤を除去するため、撹拌手段１０の端部にアンテナ清掃部材１０ａ設けて、撹拌手段１０の回転に伴い平面アンテ２０表面を清掃している。このアンテナ清掃部材１０ａは、たとえばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）のシートであり、平面アンテナ２０の表面をなでるように清掃している。
【００４５】
図３に示すように、平面アンテナ２０のほぼ中央部に穴２４を設け、撹拌手段１０の支持軸をこの穴２４を貫通して現像剤収納容器４などに回転自在に支持することにより、表面清掃手段１０ａにより平面アンテナ２０のほぼ全域を清掃することができる。
【００４６】
上記構成により、平面アンテナ２０上にわずかながら付着して残る現像剤による、測定結果のばらつきはほぼ解消できるが、攪拌手段１０の回転により現像剤が流動することにより、平面アンテナ２０の出力が攪拌手段１０の回転周期で変動してしまう。
【００４７】
そこで、攪拌手段１０の回転周期に応じて、アンテナ出力の平均値をとったり、最小値を選んだりするなどの統計処理をして、現像剤残量レベルを確定する。これらの信号処理手段は、画像形成装置本体１００に配設されている。
【００４８】
本実施例におけるフラットアンテナ方式による現像剤残量検知分解能としては、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮すると、未使用状態における現像剤収容部、即ち、現像剤収納容器４内の現像剤全量を１００％として、１％の減少率で検知することができる。
【００４９】
本実施例においては、未使用状態における現像剤収納容器４内の現像剤全重量が１０００ｇのプロセスカートリッジを使用しているため、現像剤残量レベルを１０ｇの減少率で検知することができる。この分解能よりも高い分解能で、例えば０．１ｇの減少率で現像剤残量レベルを検知するために統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段を用いることができる。
【００５０】
統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段
本実施例においては、統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段は、レーザー発光総時間検知手段を採用したが、画像数を検知する手段であればこれに限るものではなく、画像信号に基づいた印字量情報を利用することもできる。
【００５１】
図４に、本発明のレーザービームプリンタＡにおけるレーザー発光総時間検知手段５０の全体構成を示す。レーザー発光総時間検知手段５０は、コンピュータ等から入力される画像信号をレーザー入力電圧に変調し、画像信号に対応してレーザーをＯＮ／ＯＦＦさせる変調器５１を含む。
【００５２】
変調器５１にはカウンタ５２が接続され、変調器５１からレーザーへの出力時間、つまり、レーザービームの感光体ドラム１への露光時間に対応する時間情報を計測する。即ち、カウンタ５２には水晶発振器であるクロックパルス発生手段５３が接続されており、レーザー発光信号が存続している期間に受けたクロックパルス数をカウントする。
【００５３】
このカウント数から統計的計算手段５４により、画像形成に要した画素数が算出される。使用開始からのカウント数を加算しつづけることで、画素数の総和も算出することができる。
【００５４】
記憶手段
更に、本発明によれば、現像剤収納容器４内の現像剤残量レベル値をプロセスカートリッジＢに搭載された記憶手段３１に書き込むことで、複数のカートリッジを交換使用した場合にもそれぞれのカートリッジの現像剤残量レベルを保存することができる。記憶手段３１としては、読み書き可能な不揮発性メモリを採用した。
【００５５】
本実施例では、図６に示すように、プロセスカートリッジＢには記憶手段としての不揮発性メモリ３１と、不揮発性メモリ３１への情報の読み書きを制御するためのカートリッジ側制御部３２とが配置される。プロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１００に装着された際には、カートリッジ側制御部３２と、画像形成装置本体１００側の制御部３３は、互いにＲ／Ｗ、ＲＥＱ、ＤＲＹ、ＣＬＣ、ＤＡＴＡの各信号線で接続される。このように、画像形成装置本体側の制御部３３及びカートリッジ側制御部３２によって、記憶手段３１に情報の読み出し及び書き込みを行うための制御手段が構成される。
【００５６】
記憶手段である不揮発性メモリ３１へのデータの書き込み及び読み込みの際には、使用するデバイスの特性により、適当な待ち時間が設定されており、その動作は保証されている。
【００５７】
本実施例で使用した不揮発性メモリ３１はシリアルデータ入出力型のメモリで、その記憶容量は任意なものが使用できる。本実施例においては、後述する、カウンタ６１（図７）が加算した印刷した記録材の枚数や、前述のレーザー発光総時間検知手段５０から算出された画素数、画素数の総和、現像剤残量レベル、後述する現在以降の印刷可能枚数の統計的計算値結果等を、複数個記憶するのに十分な容量のあるものを使用した。本実施例においては、画像形成装置にも記憶手段３１への書き込み及び読み込み制御部が設けてあるが、全てをプロセスカートリッジ側に設けることで、電気的なエラー、ノイズ等の発生を減らすこともできる。
【００５８】
統計的計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段
統計的計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段６０は、図７に示すように、カウンタ６１、制御部６２、記憶部６３及び演算部６４などを有する。
【００５９】
カウンタ６１は、印刷した記録材の枚数を加算するものである。記憶部６２には、本実施例では不揮発性メモリを採用しており、カウンタ６１が加算した印刷した記録材の枚数や、前述のレーザー発光総時間検知手段５０から算出された画素数、画素数の総和、現像剤残量レベル、後述する現在以降の印刷可能枚数の統計的計算値結果等を、複数個記憶するのに十分な容量があってもよい。又、本実施例のように、それら値をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶させることにより、容量を減らすこともできる。
【００６０】
演算部６４は、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出する。この際、演算に必要な値を記憶部６３から読み出すことが可能であってもよいし、本実施例のように、それら値をプロセスカートリッジＢの記憶手段３１に記憶させることにより、記憶手段３１から読み出すことも可能である。
【００６１】
算出された現在以降の印刷可能枚数は、演算手段６０と接続された表示部１５において、ユーザーに報知される。別法として、算出された現在以降の印刷可能枚数に関する信号は、画像形成装置と通信可能なパソコンへと出力送信し、パソコンのディスプレイにて表示することも可能である。
【００６２】
次に、本実施例における、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【００６３】
現在以降の印刷可能枚数とは、画像形成１枚当たりに要する画素数と、単位画素数に対する現像剤消費量の２つを予測し、この２つの予測をもとに、現在の現像剤残量から、現在以降の印刷可能枚数を予測するものである。以下の式で表される。
現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
＝（現在の現像剤残量レベル）／（画像形成１枚当たりに要する画素数予測）／（単位画素数に対する消費現像剤量予測）
画像形成１枚当たりに要する画素数
画像形成１枚当たりに要する画素数は、当然、テキスト文書やグラフィック画像等、ユーザーの使用状況に応じて変化するものである。そこで、現在までのユーザーの平均的な使用状況という意味合いで、画像形成１枚当たりに要する画素数の現在までの平均を用いて、現在以降の使用状況を推測するものとする。
【００６４】
単位画素数当たりの消費現像剤量
単位画素数当たりの消費現像剤量の各現像剤残量レベルにおける変化を図８に示す。
【００６５】
つまり、同一画像を連続して出力した場合においても、現像剤残量レベルと単位画素数当たりの消費現像剤量は、直線的には変化しない。単位画素を現像するのに要する現像剤量は、常に変化するものである。これは、現像剤及び現像に関わる手段の耐久劣化、並びに感光体ドラムの劣化、更には、周囲の環境等の影響に起因するものであると考えられ、また、それらが複合的に影響していると考えられる。
【００６６】
そこで、本実施例においては、上記各現像剤残量レベルにおける、単位画素数当たりの消費現像剤量の関係を考慮して、統計的手法により、単位画素数当たりの消費現像剤量を算出する。
【００６７】
つまり、単位画素を現像するのに要する現像剤量は常に変化するものであるから、現在以降の画像形成における単位画素数当たりの消費現像剤量を、過去の単位画素数当たりの消費現像剤量に重み係数を用いて予測する。
【００６８】
現在以降の印刷可能枚数は、常時、統計的手法を用いて算出し、ユーザーに報知することが可能であるが、およそ重要度が増すのは現像剤残量が少なくなり、プロセスカートリッジなどのカートリッジの交換、或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となる時期が迫ってからである。
【００６９】
そこで、本実施例においては、未使用状態における現像剤収納容器４内の現像剤全量を１００％として、現像剤残量が２０％、本実施例のプロセスカートリッジＢの場合、２００ｇとなってから、現在以降の印刷可能枚数をユーザーに報知することとする。
【００７０】
以下に本実施例における重み係数について説明する。
【００７１】
重み係数
本実施例においては、現在までの画像形成装置の使用期間を、現像剤残量レベルを用いて、以下のように分割する。現在の現像剤残量レベルがＸｇであるとしたときに、
Ｉ期    ：Ｘｇ〜（Ｘ＋５０）ｇ、
ＩＩ期  ：（Ｘ＋５０ｇ）〜（Ｘ＋１００）ｇ、
ＩＩＩ期：（Ｘ＋１００ｇ）〜（Ｘ＋２００ｇ）、
ＩＶ期  ：（Ｘ＋２００ｇ）〜５００ｇ、
Ｖ期    ：５００ｇ〜１０００ｇ、
とし、これを、図９に示す。この区分は、勿論これに限るものではなく、現在により近い過去の期間を短くしていくことを特徴とするものである。
【００７２】
現像剤残量レベルの減少に伴い、Ｉ期からＩＩＩ期及びＶ期の間隔は変化しないが、ＩＶ期のみ拡大する。
【００７３】
単位画素数当たりの消費現像剤量は、以下の式、
単位画素数当たりの消費現像剤量＝（消費した現像剤量）／（画像形成に要した画素数）
より求められる。
【００７４】
それぞれの期間における画素数Ｔ（期）として、単位画素数当たり消費現像剤量Ａ（期）は、
Ｉ期    ：Ａ（Ｉ）＝５０ｇ／Ｔ（Ｉ）、
ＩＩ期  ：Ａ（ＩＩ）＝５０ｇ／Ｔ（ＩＩ）、
ＩＩＩ期：Ａ（ＩＩＩ）＝１００ｇ／Ｔ（ＩＩＩ）、
ＩＶ期  ：Ａ（ＩＶ）＝（３００−Ｘ）ｇ／Ｔ（ＩＶ）、
Ｖ期    ：Ａ（Ｖ）＝５００ｇ／Ｔ（Ｖ）、
である。
【００７５】
ここで重み係数を、
Ｉ期：α＝０．４、ＩＩ期：β＝０．２５、ＩＩＩ期：γ＝０．２、ＩＶ期：δ＝０．１、Ｖ期：ε＝０．０５
（α＋β＋γ＋δ＋ε＝１）
として、現在以降の単位画素数当たりの消費現像剤量Ａは、
Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ（Ｖ）
として算出する。
【００７６】
こうすることで、現在以降の単位画素数当たりの消費現像剤量予測が正確なものとなる。
【００７７】
このように、過去の単位画素数当たりの消費現像剤量に重み係数を用いて、現在以降の単位画素数当たりの消費現像剤量を算出する。当然、重み係数の値、各期間の区分はこれに限るものではなく、適宜決定することができる。
【００７８】
次に、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【００７９】
現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出には、以下の値を必要とする。
▲１▼現在の現像剤残量レベル（Ｘｇ）：
前述したように、現像剤残量検知手段２０を備えた現像剤量検出装置３０により決定される。
▲２▼現在までに印刷した記録材の枚数（Ｙ枚）：
演算手段６０を構成するカウンタ６１による加算値である。
▲３▼Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した画素数（Ｔ）：
レーザー発光総時間検知手段５０のカウンタ５２からの算出値である。
【００８０】
本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は単純に加算され、記憶手段に記憶されており、それ以降は、後述するように１０ｇ毎に記憶される。
▲４▼現在までの画素数の総和（Ｔ）：
プロセスカートリッジの使用開始からレーザー発光総時間検知手段５０のカウンタ５２が加算し続けた加算値からの算出値である。
【００８１】
以上の値が、各手段から出力され、これをもとに演算部６４は、以下の演算を行う。
▲５▼記録材の１枚当たりの平均画素数
＝（現在までの画素数の総和）／（現在までに印刷した記録材の枚数）（Ｔ／枚）
記録材のサイズにより、補正係数を用いることも可能である。
▲６▼単位画素数当たりの消費現像剤量
＝（消費した現像剤量）／（画像形成に要した画素数）＝Ａ＝（ｇ／Ｔ）
本実施例では、先述したように、
Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ（Ｖ）
から、算出される。
▲７▼現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
＝（現在の現像剤残量レベル）／（記録材１枚当たりの平均画素数）／（単位画素数当たりの消費現像剤量）
このように、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）が算出され、表示手段１５或はパソコンのディスプレイによりユーザーに報知される。
【００８２】
重み係数の値、その他、本実施例において用いた値が、これに限るものでないのは先述したとおりである。
【００８３】
更に、図１０〜図１４に示すフローチャートを用いて本実施例の画像形成装置の動作を説明する。
▲１▼プロセスカートリッジの使用開始から現像剤残量レベルが５００ｇと検知されるまでの動作：
ステップ１０１：
プロセスカートリッジの使用開始。
ステップ１０２：
レーザー発光総時間検知手段５０が画像形成に要した画素数のカウントを開始する。
ステップ１０３：
演算手段６０が有するカウンタ６１が記録材の枚数をカウント開始する。
ステップ１０４：
現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルを確定する。
ステップ１０５：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に現像剤残量レベルを記憶する。
ステップ１０６：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に画素数のカウントを記憶する。
ステップ１０７：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に枚数のカウントを記憶する。
ステップ１０８：
表示手段１５或はパソコンのディスプレイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルを表示する。
ステップ１０９：
現像剤残量検知手段が、現像剤残量レベルが５００ｇと検知したか否かを判断する。５００ｇと検知した（ＹＥＳ）ならばＡへと進み、検知しない（ＮＯ）ならばステップ１０４に戻り、これを繰り返す。
【００８４】
プロセスカートリッジの使用開始から、現像剤残量レベルが５００ｇと検知されるまでは、以上のようにして、プロセスカートリッジの記憶手段３１の現像剤残量レベル記憶、画素数記憶、枚数記憶を更新する。
▲２▼現像剤残量レベルが５００ｇと検知してから４００ｇを検知した時点までの動作：
ステップ１１０：
現像剤残量検知手段２０が検知した現像剤残量レベル５００ｇをプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。
ステップ１１１：
この時までの画素数（使用開始から５００ｇまでの画素数の和）をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶させ、これを書き換え不可とする。
ステップ１１２：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に枚数のカウントを記憶する。
ステップ１１３：
表示手段１５或はパソコンのディスプレイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルを表示する。
ステップ１１４：
レーザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセットする。
ステップ１１５：
レーザー発光総時間検知手段５０が画像形成に要した画素数のカウントを再開する。
ステップ１１６〜ステップ１２０：
上記ステップ１０４〜ステップ１０８と同じである。
ステップ１２１：
現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルが４００ｇと検知したか否か判断する。ＮＯならばステップ１１６に戻り、繰り返す。
ステップ１２２：
現像剤残量検知手段２０が検知した現像剤残量レベル４００ｇを、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。
ステップ１２３：
この時までの画素数（５００ｇでカウンタをリセットしてから４００ｇまでの画素数の和）をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶させ、これを書き換え不可とする。
ステップ１２４〜ステップ１２７：
上記ステップ１１２〜ステップ１１５と同じである。
【００８５】
以上のように、現像剤残量レベル５００ｇ及び４００ｇを検知した時点の、画素数記憶は保存され、重み係数、画素数の総和の算出の際に用いられる。
▲３▼現像剤残量レベルが４００ｇと検知してから、２００ｇを検知した時点までの動作：
ステップ１２８：
現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルＸｇを確定する。
ステップ１２９：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に現像剤残量レベルを記憶する。
ステップ１３０：
この時までの画素数をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶させ、これを書き換え不可とする。
ステップ１３１：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に枚数のカウントを記憶する。
ステップ１３２：
表示手段１５或はパソコンのディスプレイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルを表示する。
ステップ１３３：
レーザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセットする。
ステップ１３４：
レーザー発光総時間検知手段５０が画像形成に要した画素数のカウントを再開する。
ステップ１３５：
現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルが２００ｇと検知したか否か判断する。ＮＯならばステップ１２８に戻り、繰り返す。２００ｇと検知したならばＣ（図１３）へ進む。
【００８６】
本実施例においては、現像剤残量検知手段２０の分解能から、Ｘは１０ｇ刻みで３９０ｇから２１０ｇまでの値をとる。現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルＸｇを確定する毎に、レーザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセットすることにより、１０ｇのトナーを消費するのに要した画素数の和をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、保存して行く。
▲４▼現像剤残量レベルが２００ｇを検知した時点における動作：
ステップ１３６：
現像剤残量検知手段２０が検知した現像剤残量レベル２００ｇをプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。
ステップ１３７：
この時までの画素数（この場合、２１０ｇから２００ｇまでの画素数の和）をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、更に保存領域に記憶させ、これを書き換え不可とする。
ステップ１３８：
プロセスカートリッジの記憶手段３１に枚数のカウントを記憶する。
ステップ１３９：
表示手段１５或はパソコンのディスプレイがプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された現像剤残量レベルを表示する。
【００８７】
これ以降、ステップ１４０〜ステップ１４３は演算手段６０の演算処理内容である。
ステップ１４０：
演算手段６０は、プロセスカートリッジの記憶手段３１から、
１．現在の現像剤残量レベル
２．現在までの印刷した記録材の枚数
３．現像剤残量レベル５００ｇ検知時に保存した画素数
４．現像剤残量レベル４００ｇ検知時に保存した画素数
５．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前述したように、Ｘは１０ｇ刻みで３９０ｇから２１０ｇまでの値をとる。）
６．現像剤残量レベル２００ｇ検知時に保存した画素数
を読み出す。
ステップ１４１：
現在までの画素数の総和を算出するため、上記３から６の画素数を加算する。
ステップ１４２：
所定の重み係数を用いて、単位画素数当たりの消費現像剤量を算出する。
ステップ１４３：
前記手法により、現在以降の印刷可能枚数を算出する。
ステップ１４４：
算出された現在以降の印刷可能枚数をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。
ステップ１４５：
算出された現在以降の印刷可能枚数を表示手段１５或はパソコンのディスプレイにより表示する。
▲５▼現像剤残量レベルが２００ｇを検知した以降の動作：
ステップ１４６〜ステップ１５２：
上記ステップ１２６〜ステップ１３４と同じである。本実施例においては、現像剤残量検知手段２０の分解能から、Ｙは１０ｇ刻みで１９０ｇから１０ｇまでの値をとる。現像剤残量検知手段２０が現像剤残量レベルＹｇを確定する毎に、レーザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセットすることにより、１０ｇの現像剤を消費するのに要した画素数の和をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶し、保存して行く。
【００８８】
これ以降、ステップ１５３〜ステップ１５７は、演算手段６０の演算処理内容である。
ステップ１５３：
演算手段６０は、プロセスカートリッジの記憶手段３１から、
１．現在の現像剤残量レベル
２．現在までの印刷した記録材の枚数
３．現像剤残量レベル５００ｇ検知時に保存した画素数
４．現像剤残量レベル４００ｇ検知時に保存した画素数
５．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前述したように、Ｘは１０ｇ刻みで、３９０ｇから２１０ｇまでの値をとる。）
６．現像剤残量レベル２００ｇ検知時に保存した画素数
７．現像剤残量レベルＸｇ検知時に保存した画素数（前述したように、Ｙは１０ｇ刻みで、１９０ｇから１０ｇまでの値をとる。）
を読み出す。
ステップ１５４：
ここで、重み係数を用いて単位画素数当たりの消費現像剤量を算出するため、本字実施例においては、前述したようにＩ期〜ＩＶ期を設定する。
Ｉ期    ：Ｙｇ〜（Ｙ＋５０）ｇ、
ＩＩ期  ：（Ｙ＋５０ｇ）〜（Ｙ＋１００）ｇ、
ＩＩＩ期：（Ｙ＋１００ｇ）〜（Ｙ＋２００ｇ）、
ＩＶ期  ：（Ｙ＋２００ｇ）〜５００ｇ、
Ｖ期    ：５００ｇ〜１０００ｇ、
つまり、Ｙは１０ｇ刻みで１９０ｇから１０ｇまでの値をとるものであり、現像剤残量レベル検知結果により、Ｙが確定され更新される毎にＩ期〜ＩＶ期も更新されて行く。
ステップ１５５：
現在までの画素数の総和を算出するため、上記３から６の画素数を加算する。
ステップ１５６：
所定の重み係数を用いて単位画素数当たりの消費現像剤量を算出する。
ステップ１５７：
前記手法により、現在以降の印刷可能枚数を算出する。
ステップ１５８：
算出された現在以降の印刷可能枚数をプロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶する。
ステップ１５９：
算出された現在以降の印刷可能枚数を表示手段１５或はパソコンのディスプレイにより表示する。
ステップ１６０：
レーザー発光総時間検知手段５０の画素数のカウントをリセットする。
ステップ１６１：
レーザー発光総時間検知手段５０が、画像形成に要した画素数のカウントを再開する。
ステップ１６２：
現像剤残量検知手段２０が、現像剤残量レベルが０ｇと検知したか否か判断する。ＮＯならばステップ１４８から繰り返す。
ステップ１６３：
現像剤残量レベルが０ｇを表示する。
ステップ１６４：
終了する。
【００８９】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤量を複数の期間に分け、現像剤収納容器内の現像剤残量が少なくなるにつれて期間を短くし、現像剤収納容器内の現像剤残量が少なくなってからの単位画素数当たりに対して消費する現像剤量を重要視した重み係数を用いた統計的計算により、現在以降に印字可能な枚数を算出することとされ、プロセスカートリッジ及び現像手段の交換、或は現像手段への現像剤の補充等が必要となるまでに、あと何枚の画像形成を行うことができるか、を正確に算出できる。
【００９０】
なお、本実施例は、現像剤残量検知手段２０を備えた現像剤検出装置３０である現像剤残量逐次検知手段として静電容量検知方式の一形態であるフラットアンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の現像剤残量逐次検知手段に限定するものではない。
【００９１】
従来の技術の項で述べたプレートアンテナ方式の他、トルク検知方式等、現像剤残量を逐次検知できれば、その方式は問わない。
【００９２】
実施例２
本実施例の特徴は、実施例１で述べた重み係数を、単位画素数当たりの消費現像剤量予測のみでなく、画像形成１枚当たりに要する画素数予測にも用いることを特徴とする。
【００９３】
本実施例における、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【００９４】
現在以降の印刷可能枚数とは、画像形成１枚当たりに要する画素数と、単位画素数に対する現像剤消費量の２つを予測し、この２つの予測をもとに、現在の現像剤残量から、現在以降の印刷可能枚数を予測するものである。以下の式で表される。
現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
＝（現在の現像剤残量レベル）／（画像形成１枚当たりに要する画素数予測）／（単位画素数当たりの消費現像剤量予測）
単位画素数当たりの消費現像剤量予測に重み係数を用いるのは、実施例１と同様であり説明を省略する。
【００９５】
画像形成１枚当たりに要する画素数
画像形成１枚当たりに要する画素数は、当然、テキスト文書やグラフィック画像等、ユーザーの使用状況に応じて変化するものである。そこで、画像形成１枚当たりに要する画素数に重み係数を用いて現在以降のユーザーの使用状況を推測するものとする。
【００９６】
重み係数
実施例１と同様に、現在までの画像形成装置の使用期間を現像剤残量レベルを用いて、以下のように分割する。現在の現像剤残量レベルが、Ｘｇとしたときに、
Ｉ期    ：Ｘｇ〜（Ｘ＋５０）ｇ、
ＩＩ期  ：（Ｘ＋５０ｇ）〜（Ｘ＋１００）ｇ、
ＩＩＩ期：（Ｘ＋１００ｇ）〜（Ｘ＋２００ｇ）、
ＩＶ期  ：（Ｘ＋２００ｇ）〜５００ｇ、
Ｖ期    ：５００ｇ〜１０００ｇ、
これを、図９に示す。この区分は、勿論これに限るものではなく、現在により近い過去の期間を、短くしていくことを特徴とするものである。
【００９７】
現像剤残量レベルの減少に伴い、Ｉ期からＩＩＩ期及びＶ期の間隔は変化しないが、ＩＶ期のみ拡大する。
【００９８】
単位画素数当たりの消費現像剤量は、以下の式、
記録材の１枚当たりの画素数
＝（現在までの画素数の総和）／（現在までに印刷した記録材の枚数）（Ｔ／枚）
より求められる。
【００９９】
それぞれの期間における画素数Ｔ（期）、記録材の枚数Ｐ（枚）として、記録材の１枚当たりの平均画素数Ｂ（期）は、
Ｉ期    ：Ｂ（Ｉ）＝Ｔ（Ｉ）／Ｐ（Ｉ）、
ＩＩ期  ：Ｂ（ＩＩ）＝Ｔ（ＩＩ）／Ｐ（ＩＩ）、
ＩＩＩ期：Ｂ（ＩＩＩ）＝Ｔ（ＩＩＩ）／Ｐ（ＩＩＩ）、
ＩＶ期  ：Ｂ（ＩＶ）＝Ｔ（ＩＶ）／Ｐ（ＩＶ）、
Ｖ期    ：Ｂ（Ｖ）＝Ｔ（Ｖ）／Ｐ（Ｖ）、
である。
【０１００】
ここで重み係数を、
Ｉ期：α＝０．４、ＩＩ期：β＝０．２５、ＩＩＩ期：γ＝０．２、ＩＶ期：δ＝０．１、Ｖ期：ε＝０．０５
（α＋β＋γ＋δ＋ε＝１）
として、現在以降の記録材１枚当たりの平均画素数Ｂは、
Ｂ＝０．４×Ｂ（Ｉ）＋０．２５×Ｂ（ＩＩ）＋０．２×Ｂ（ＩＩＩ）＋０．１×Ｂ（ＩＶ）＋０．０５×Ｂ（Ｖ）
として算出する。
こうすることで、現在以降の記録材１枚当たりの平均画素数予測が正確なものとなる。
【０１０１】
このように、過去の記録材１枚当たりの平均画素数に重み係数を用いて、現在以降の記録材１枚当たりの平均画素数を算出する
当然、重み係数の値、各期間の区分はこれに限るものではなく、適宜決定することができる。
【０１０２】
次に、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）の算出方法を説明する。
【０１０３】
現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
算出には、以下の値を必要とする。
▲１▼現在の現像剤残量レベル（Ｘｇ）
前述したように、現像剤残量検知手段２０により決定される。
▲２▼Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した記録材の枚数（Ｐ）
演算手段６０を構成するカウンタ６１による加算値である。
【０１０４】
本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は、単純に加算され、記憶手段に記憶されており、それ以降は、後述するように１０ｇ毎に記憶される。
▲３▼Ｉ〜Ｖ期における画像形成に要した画素数（Ｔ）
レーザー発光総時間検知手段５０のカウンタ５２からの算出値である。
【０１０５】
本実施例の場合、現像剤残量２００ｇから現在以降の印刷可能枚数の算出を始めるので、Ｖ期の値、ＩＶ期の５００ｇ〜４００ｇ間の値は、単純に加算され、記憶手段３１に記憶されており、それ以降は、後述するように１０ｇ毎に記憶される。
【０１０６】
以上の値が、各手段から出力され、これをもとに演算部は、以下の演算を行う。
▲４▼記録材の１枚当たりの画素数
＝（画像形成に要した画素数）／（記録材の枚数）＝Ｂ＝（Ｔ／枚）
本実施例では、先述したように、録紙のサイズにより補正係数を用いることも可能である。
▲５▼単位画素数当たりの消費現像剤量
＝（消費した現像剤量）／（画像形成に要した画素数）＝Ａ＝（ｇ／Ｔ）
本実施例では、先述したように、
Ｂ＝０．４×Ｂ（Ｉ）＋０．２５×Ｂ（ＩＩ）＋０．２×Ｂ（ＩＩＩ）＋０．１×Ｂ（ＩＶ）＋０．０５×Ｂ（Ｖ）
から、算出される。
▲６▼現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）
＝（現在の現像剤残量レベル）／（記録材１枚当たりの画素数）／（単位画素数当たりの消費現像剤量）
このように、現在以降の印刷可能枚数（Ｗ枚）が演算手段６０によって算出され、表示手段１５或はパソコンのディスプレイによりユーザーに報知される。
【０１０７】
実施例１で、Ｉ〜Ｖ期の各期間における画像形成に要した画素数が、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され保存されることを説明したが、これと同様に、Ｉ〜Ｖ期の各期間における画像形成に要した記録材の枚数が、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶され保存される。
【０１０８】
よって、実施例１の画像形成に要した画素数が算出されたのと同様に、画像形成に要した記録材の枚数が算出され、現在以降の印刷可能枚数が算出される。
【０１０９】
重み係数の値、その他、本実施例において用いた値が、これに限るものでないのは先述したとおりである。
【０１１０】
以上説明したように、現像剤量を複数の期間に分け、現像剤収納容器４内の現像剤残量が少なくなるにつれて期間を短くし、現像剤収納容器４内の現像剤残量が少なくなってからの、単位画素数当たりに対して消費する現像剤量、及び記録材1枚当たりの画素数を重要視した重み係数を用いた統計的計算により、現在以降に印字可能な枚数を算出することであり、プロセスカートリッジ等のカートリッジの交換、或はカートリッジへの現像剤の補充等が必要となるまでに、あと何枚の画像形成を行うことができるか、を正確に算出できる。記録材のサイズによる補正係数を用いることもできる。
【０１１１】
なお、本実施例は、現像剤残量逐次検知手段として静電容量検知方式の一形態である、フラットアンテナ方式を用いたが、本発明は、この方式の現像剤残量逐次検知手段に限定するものではない。
【０１１２】
従来の技術の項で述べたプレートアンテナ方式の他、トルク検知方式等、現像剤残量を逐次検知できれば、その方式は問わない。
【０１１３】
実施例３
実施例３においては、実施例１及び２で述べた現像剤残量検知手段の検知分解能を高めると同時に、現在以降の印刷可能枚数を精度良く算出するものである。
【０１１４】
フラットアンテナ方式現像剤残量検知分解能としては、測定分解能の限界、測定誤差等を考慮すると、未使用状態における現像剤収納容器内の現像剤全量を１００％として、１％の減少率で検知することができる。本実施例においては、未使用状態における現像剤収納容器内の現像剤全重量が１０００ｇのプロセスカートリッジを使用しているため、現像剤残量レベルを１０ｇの減少率で検知することができる。
【０１１５】
この分解能よりも高い分解能で、例えば０．１ｇの減少率で現像剤残量レベルを検知するために、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段を用いることができる。
【０１１６】
単位画素数当たりの消費現像剤量が、以下の式、
単位画素数当たりの消費現像剤量＝（消費した現像剤量）／（画像形成に要した画素数）
より求められるのは、実施例１で説明とおりである。
【０１１７】
よって、消費した現像剤量は、
（単位画素数当たりの消費現像剤量）×（画像形成に要した画素数）＝消費した現像剤量
であるのは明白である。
【０１１８】
つまり、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段としては、実施例１で述べた、統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段であるレーザー発光総時間検知手段５０でかまわない。
【０１１９】
実施例１と同様に、現在の現像剤残量レベルがＸｇに到達した時点で、現在以降の印刷可能枚数が算出される。
【０１２０】
本実施例では、実施例１と同様に、重み係数
Ａ＝０．４×Ａ（Ｉ）＋０．２５×Ａ（ＩＩ）＋０．２×Ａ（ＩＩＩ）＋０．１×Ａ（ＩＶ）＋０．０５×Ａ（Ｖ）
から、算出されるものである。
この時、算出された単位画素数当たりの消費現像剤量が、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶される。
【０１２１】
次に画像形成動作が行われ、記録材１枚の画像形成に要した画素数が、レーザー発光総時間検知手段５０により統計的手法から算出される。この画素数に、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶された単位画素数当たりの消費現像剤量を掛けることにより、記録材１枚の画像形成に要した現像剤量が算出される。
【０１２２】
この演算は、現在以降の印刷可能枚数を算出するための演算手段６０によって行われる。
【０１２３】
この記録材１枚の画像形成に要した現像剤量は、画素数から求められたものであり、かつ演算値でもあるため、分解能を例えば０．１ｇで表すことができる。
【０１２４】
このようにして、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段から求められた消費した現像剤量を、現像剤残量検知手段の検知結果である現像剤残量レベルから引き算することで、現像剤残量レベルを、高い分解能で検知することができ、報知することができる。この２つの現像剤残量レベル検知手段から算出された現像剤残量レベルを、プロセスカートリッジの記憶手段３１に記憶することも可能である。
【０１２５】
本実施例においては、実施例１と同様に、現在以降の印刷可能枚数の算出を、フラットアンテナ方式現像剤残量検知分解能である１０ｇ毎に行うものとするため、その動作も実施例１で説明したのと同様であるが、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段を用いることにより達成される分解能、例えば、１ｇ毎に現在以降の印刷可能枚数の算出をすることも可能である。この場合の動作も実施例１で説明したのと同様であり、説明を省略する。
【０１２６】
以上のように、現像剤残量検知手段の検知分解能を、統計的計算により現像剤残量レベルを検知する手段で補うことで、分解能を高く現像剤残量レベルを検知することができ、かつ、現在以降の印刷可能枚数を精度良く求めることができる。特に、統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段によって、現像剤残量レベルと画素数を同時に検知することができる。
【０１２７】
実施例４
図１５には、本発明の他の態様であるカートリッジ化された現像装置Ｃの一実施例を示す。
【０１２８】
本実施例の現像装置Ｃは、現像ローラ５ａのような現像剤担持体と、この現像剤担持体に現像剤を供給するために、内部に現像剤を収容した現像室５Ａと、を有し、プラスチック製の現像枠体１１、１２により一体的にカートリッジ化される。即ち、本実施例の現像装置Ｃは、実施例１で説明したプロセスカートリッジＢの現像装置構成部をユニット化したものであり、即ち、プロセスカートリッジＢから、感光体ドラム１、帯電手段２、クリーニング手段７を除いて一体化したカートリッジと考えることができる。従って、実施例１〜３にて説明した全ての現像装置構成部及び現像剤量検出手段構成が同様に本実施例の現像装置においても適用される。従って、これら構成及び作用についての説明は、実施例１〜３において行った上記説明を援用する。
【０１２９】
本実施例においても、実施例１、２、３と同様の作用効果を達成し得る。
【０１３０】
以上説明したように、本実施例に従った画像形成装置及びこの画像形成装置に着脱可能なカートリッジは、画像形成装置に着脱自在とされたカートリッジに、現像剤残量検知手段により現像剤残量レベルを検知できる現像剤収納容器と、記憶手段と、を設け、
（Ａ）画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手段と、画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段と、検知された現像剤残量レベル、検知された画素数、カウントされた記録材の枚数から重み係数を用いて、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出する手段と、現在以降の印刷可能枚数を表示するための信号を出力する出力手段と、を備える構成とするか、
（Ｂ）記憶手段には、現像剤残量検知手段が検知した現像剤残量レベル、画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手段が検知した画素数、画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段がカウントした記録材の枚数、現在以降の印刷可能枚数を統計的手法により算出する手段が算出した現在以降の印刷可能枚数、のいづれか一つを記憶する構成とするか、或は、
（Ｃ）画像形成に要した画素数を統計的計算により検知する手段と、画像形成に要した記録材の枚数をカウントする手段と、を有し、検知された現像剤残量レベル、検知された画素数、カウントされた記録材の枚数から重み係数を用いて、現像剤残量検知手段の分解能以下の現像剤量を検知する構成とされるので、
（１）より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行うことができる。
（２）複数のカートリッジを交換使用する場合においても、それぞれのカートリッジの現像剤残量を正確に高い分解能で報知することができる。
（３）より正確に現在以降の印刷可能枚数の検知を行い、且つ現像剤残量検知分解能を高めることができる。
といった効果を奏し得る。
【発明の効果】
本発明によれば、現在以降に印字可能な枚数を算出することとされることによって、カートリッジの交換、或は現像剤の補充等が必要となるまでに、あと何枚の画像形成を行うことができるかを正確に算出できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るプロセスカートリッジと画像形成装置の一実施例の断面図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジの拡大断面図である。
【図３】本発明に係るプロセスカートリッジに搭載することのできる現像剤残量検知手段の図である。
【図４】本発明にて使用される統計的計算により画像形成に要した画像数を検知する手段の概略構成図である。
【図５】現像剤残量レベルと静電容量の関係を示すグラフである。
【図６】本発明に係るプロセスカートリッジ設けられた記憶手段と、画像形成装置本体に設けられた表示手段との関係を説明する概略関係図である。
【図７】本発明にて使用される統計的計算により現在以降の印刷可能枚数を算出する演算手段の概略構成図である。
【図８】現像剤残量レベルと単位画素数当たりの消費現像剤量の関係を示すグラフである。
【図９】現像剤残量レベルの区分を示す図である。
【図１０】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１４】本発明に従った現在以降の印刷可能枚数を表示するための動作を説明するフローチャートである。
【図１５】本発明に係るカートリッジ化された現像装置の一実施例の断面図である。
【符号の説明】
１          感光体ドラム
２          帯電手段
３          レーザースキャナー
４          現像剤収納容器
５          現像手段
７          クリーニング手段
１０        攪拌手段
１０ａ      表面清掃手段
１５        表示手段
２０        現像剤残量検知手段
３０        現像剤量検出装置
３１        記憶手段
３２、３３  データ読み書き制御手段
５０        レーザー発光総時間検知手段
６０        演算手段
１００      画像形成装置本体
１０１      装着手段
【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５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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