JP2009150964A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーが十分に残っている状態でトナーカートリッジが交換されてしまうことを従来よりも起こりにくくする。
【解決手段】電子写真方式で印刷を行う画像形成装置１に、現像器内のトナーの濃度を検出するトナー濃度センサ４４１と、現像器内のトナーの濃度が第１の濃度に保たれるように、トナーカートリッジから現像器に供給されるトナーの量を調整するとともに、トナーカートリッジ内のトナーの残量が所定量よりも少なくなった際にトナーの濃度が第１の濃度よりも高い第２の濃度になるように調整する、トナー濃度調整部１０２と、現像器内のトナーの濃度が第２の濃度よりも低くかつ第１の濃度よりも高い第３の濃度を下回ったときにそのことをユーザに通知するニアエンプティ検知部１０３と、を設けておく。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式を採用する画像形成装置およびその制御方法に関する。

電子写真方式を適用した、複写機、プリンタ、または複合機などの画像形成装置では、トナーカートリッジから現像器にトナーを供給し、現像器において中間転写ベルトにトナー像を形成し、それを用紙に転写することで印刷を行う。

このような画像形成装置では、画像形成装置内のトナーの残量に基づいて、トナーカートリッジの交換をユーザに促したり印刷を実行できないようにしたりするなどの制御が行われる。トナーカートリッジ内のトナーの残量は、カートリッジ内に設けられたセンサからの出力またはカートリッジが交換されてから行われた印刷の枚数などに基づいて求めることができる。

トナーが完全になくなった状態で印刷の処理が実行されると故障を引き起こすことがある。よって、通常は、トナー残量に少し余裕がある状態でトナーがなくなった（トナーエンプティ）と判定され印刷が禁止されるように設定されている。そのため、トナーエンプティと判定された際に残留しているトナーが無駄になってしまうという課題があった。そこで、従来、その残留するトナーをできるだけ少なくするために特許文献１、２のような方法が提案されている。

特許文献１の方法では、次のような処理を行う。ホッパー内のトナー残量が所定量以下となったこと（トナー残量少）がトナーセンサによって検出されたときに、トナー残量が少なくなった旨のメッセージを表示する。トナー残量少が検出されるまでの記録枚数をカウントする。トナー残量少が検出されたのち、カウントした記録枚数、所定量、およびトナーの一回当たりの補給量に基づいて、その所定量のトナーによって記録可能枚数を可変的に決定する。次にトナー残量少が検出された後、記録動作によって記録される枚数が記録可能枚数に至るまでにホッパーへのトナーの補給がなされなかった場合に、その記録動作の実行を禁止する。

特許文献２の方法では、トナー容器内のトナーが少なくなって判定手段によってトナー切れと判定された場合において、少し残っているトナーの残量が所定値よりも多い場合に、トナー容器を揺動させる操作を行うことを促すメッセージを表示する。

ところで、現像器内においてキャリアとトナーとが混合された現像剤を用いて印刷を行う２成分現像方式が多く用いられている。この方式では、現像剤に含まれるキャリアの量に対するトナーの量の割合であるトナー濃度に基づく制御が行われる。

トナー濃度は、ＴＣＲ（Toner Carrier Ratio）センサなどと呼ばれるトナー濃度センサを用いて現像器内の透磁率を検出することによって求めることができる。通常、トナー濃度が高すぎるとかぶりが発生し、低すぎると画像が薄くなる。よって、画質を良好に保つために、トナーカートリッジから現像器に供給されるトナーの量を調整することによって、トナー濃度が適正な値で維持されるように制御されている。トナー濃度に基づいて、トナーエンプティをユーザに通知し印刷を中止する制御も行われる。

ここで、図１１を参照しながら、トナー濃度に基づいてトナーエンプティを検出する場合の従来の制御の方法について説明する。図１１には、現像器内のトナー濃度（縦軸）とトナーカートリッジが交換されてからの印刷の枚数（横軸）が示される。この例では、印刷の枚数によってトナーカートリッジ内のトナーの残量を測定する。

図１１に示すように、現像器内のトナーの濃度は、画質を良好に保つ上での適正な濃度である目標濃度に保たれるように制御される。トナーカートリッジが交換されてからの印刷の枚数が所定の枚数に達すると、そのトナーカートリッジ内のトナーが少なくなった（トナーニアエンプティ）と判定し（点Ｐ１１）、ユーザに対してトナーが少なくなったことを通知する。その後もトナーカートリッジが交換されることなく印刷が行われると、トナーカートリッジ内のトナーがなくなる。すると、現像器にトナーが供給されなくなり、現像器内のトナー濃度が低下しはじめる（点Ｐ１２）。そのトナー濃度がエンプティ閾値まで下がると（点Ｐ１３）、トナーがなくなったと判定し、その旨をユーザに通知して印刷を中止する。
特開平６−３９５８号公報 特開２００６−２５１０６７号公報

上述のような従来の方法では、トナーニアエンプティのメッセージを見たユーザが、すぐにトナーカートリッジを交換してしまうと、十分にトナーが残っているにもかかわらずそれが破棄されてしまう。交換のタイミングが早ければ早いほど無駄になるトナーの量が多くなる。

本発明はこのような問題点に鑑み、トナーが十分に残っている状態でトナーカートリッジが交換されてしまうことを従来よりも起こりにくくすることを目的とする。

本発明の一形態に係る画像形成装置の制御方法は、トナーカートリッジから現像器にトナーを供給し当該現像器によってトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置においてトナーの残量が少なくなったことをユーザに通知するための制御方法であって、前記トナーカートリッジから前記現像器に供給されるトナーの量を調整することによって、当該現像器内のトナーの量が第１の量に保たれるようにし、前記トナーカートリッジ内のトナーがなくなるまでに前記現像機内のトナーの量が前記第１の量よりも多い第２の量になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させ、前記現像器内のトナーの量が前記第２の量よりも少なくかつ前記第１の量よりも多い第３の量を下回ったときにユーザに通知する。

本発明の他の形態に係る画像形成装置の制御方法は、トナーカートリッジから現像器にトナーを供給し当該現像器によってトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置においてトナーの残量が少なくなったことをユーザに通知するための制御方法であって、トナー濃度センサによって検出される前記現像器内のトナーの濃度に基づいて、当該現像器内のトナーの濃度が第１の濃度に保たれるように、当該現像器に供給されるトナーの量を調整し、前記トナーカートリッジ内のトナーの量が所定の量よりも少なくなったことが検出された後において、当該トナーカートリッジ内のトナーがなくなるまでに前記現像機内のトナーの濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させ、前記現像器内のトナーの濃度が前記第２の濃度よりも低くかつ前記第１の濃度よりも高い第３の濃度を下回ったことが前記トナー濃度センサによって検出されたときにユーザに通知する。

本発明の一形態に係る画像形成装置は、トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器によりトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置であって、前記現像器内のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段と、前記現像器内のトナーの濃度が第１の濃度に保たれるように、前記トナーカートリッジから当該現像器に供給されるトナーの量を調整するトナー濃度維持手段と、前記トナーカートリッジ内のトナーの残量が所定量よりも少なくなったことを検知する検知手段と、前記検知手段によってトナーの残量が所定の量よりも少なくなったことが検知されたときに、前記現像機内のトナーの濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させるトナー濃度増加処理手段と、前記現像器内のトナーの濃度が前記第２の濃度よりも低くかつ前記第１の濃度よりも高い第３の濃度を下回ったときに、トナーの残量が少なくなったことをユーザに通知する通知手段と、を有する。

好ましくは、前記検知手段は、前記トナーカートリッジから前記現像器に供給されるトナーの供給量を当該トナーカートリッジの容量から減算してトナーの残量を求めることによって、当該残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する。

または、前記検知手段は、前記トナーカートリッジが交換されてから印刷された枚数が所定の枚数に達したことによって、当該トナーカートリッジ内のトナーの残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する。

または、前記検出手段は、前記トナーカートリッジ内のトナーの残量を検出するセンサからの出力に基づいて、当該トナーカートリッジ内のトナーの残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する。

本発明によると、トナーが十分に残っている状態でトナーカートリッジが交換されてしまうことを従来よりも起こりにくくできる。

図１は本実施形態に係る画像形成装置１の概略の構成を示す図、図２は現像器４４の構成の例を示す図である。

図１において、画像形成装置１は、電子写真方式を用いたデジタル複合機またはプリンタなどであり、タンデム方式のプリントエンジンを内蔵している。すなわち、画像形成装置１には、Ｙ（イエロー），Ｍ（マジェンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色の現像ユニット（イメージングユニット）４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋがタンデム形式で一列に配置されている。

各現像ユニット４０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、感光体ドラム４２、感光体ドラム４２の表面を均一に帯電させる帯電チャージャ４１、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像器４４、中間転写ベルト３４を挟んで各感光体ドラム４２に対向する位置に配置された転写ローラ４５、および感光体ドラム４２の表面に残留するトナーを回収してクリーニングするクリーナ４６などからなる。現像ユニット４０の下には、露光部４３が設けられている。露光部４３は、各色の画像データに応じて感光体ドラム４２の表面を露光することにより静電潜像を形成する。

なお、本明細書および図面において、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応する部材について、それぞれの符号の末尾にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号をそれぞれ付すことがある。

図２に示すように、現像器４４内には、トナー濃度センサ４４１、攪拌スクリュー４４２、および清掃マイラ４４３などが設けられている。

トナー濃度センサ４４１は、磁気式のＴＣＲ（Toner Carrier Ratio）センサであり、現像器４４内の底面に設けられている。現像器４４内には、現像剤（トナーおよびキャリア）が充填されており、攪拌スクリュー４４２が現像駆動モータによって回転することで、その攪拌スクリュー４４２に装備された清掃マイラ４４３が現像器４４内の現像剤を攪拌する。攪拌スクリュー４４２が１周すると、トナー濃度センサ４４１の周辺の現像剤が入れ替えられる。トナー濃度センサ４４１は、自らの周辺の単位体積当りの現像剤に含まれる鉄分の透磁率を求め、それによって現像剤に含まれるキャリアの量に対するトナーの量の割合（ＴＣ比）を求める。以下、この割合のことを「トナー濃度」と記載する。トナー濃度が高いほどトナー濃度センサ４４１から出力されるアナログ信号のＡＤ変換値が大きくなる。このＡＤ変換値は、例えば、分解能が１０ビットの値である。トナー濃度の検出は、印刷の処理が実行されているときに、所定の時間間隔で行われる。

画像形成装置１は、さらに、中間転写ユニット３０、トナーカートリッジ６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、および操作パネル７１を有する。トナーカートリッジ６１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ、Ｙ，Ｍ，Ｃ，およびＫの色のトナーのカートリッジである。各トナーカートリッジ６１内のトナーは、それぞれに対応する色の現像器４４に、例えばホースを介して供給される。各トナーカートリッジ６１は、自らのトナーの残量（トナー残量）を記憶するためのメモリ６２を有している。トナー残量は、後に説明するカートリッジトナー残量算出部１０１によって求められそのメモリ６２に保存される。

トナーカートリッジ６１から現像器４４へのトナーの供給は、トナー補給モータを用いてポンプを駆動することによって行う。駆動した時間に基づいて供給量を算出することができる。または、現像器４４の上部に設けられたバルブを開閉することによって、トナーを供給するようにしてもよい。バルブは、トナーカートリッジ６１の中に設けておいてもよいし、ホースの中に設けておいてもよい。

中間転写ユニット３０は、ベルトクリーナ３１、廃トナーボックス３２、中間転写ベルト３４、駆動ローラ３５、およびローラ３６などからなる。

中間転写ベルト３４は、各感光体ドラム４２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの上部に沿うように、駆動ローラ３５およびローラ３６の間に張りわたされ、駆動ローラ３５の回転によって図１の矢印ＤＲ方向に走行する。

各転写ローラ４５Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、各感光体ドラム４２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに対して中間転写ベルト３４を圧接させる圧接位置と、各感光体ドラム４２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋから中間転写ベルト３４を離隔（離間または退避ともいう）させる離隔位置との間で、移動可能となっている。中間転写ベルト３４が感光体ドラム４２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに圧接することによって、感光体ドラム４２のトナー像が中間転写ベルト３４に一次転写される。

中間転写ベルト３４に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ２８によって、給紙カセット２７から給紙された転写材である記録紙ＰＡに二次転写される。記録紙ＰＡに転写されたトナー像は、その後、定着部２９で熱および圧力によって定着される。その後、記録紙ＰＡは、排紙トレイ５１に排出される。二次転写ローラ２８は、種々の形式または構成の接離駆動装置（接離機構）によって、中間転写ベルト３４に対し圧接状態と離隔状態とに位置が切り換えられる。なお、ローラ３６の近辺に、ベルトクリーナ３１および廃トナーボックス３２が設けられている。

操作パネル７１には、液晶の表示部およびテンキーなどの入力部が設けられている。表示部には、トナーが少なくなったことまたはトナーがなくなったことなどをユーザに通知するメッセージが表示される。その他、プリントの枚数を設定する画面など、種々の画面が表示される。入力部は、印刷の枚数の入力または印刷実行の指令の入力など、ユーザが画像形成装置１に対して種々の入力を行うための装置である。

制御部２１は、ＣＰＵ２１１、メモリ２１２、制御用回路２１３、通信インタフェース２１４、および磁気記憶装置２１５などによって構成され、画像データに対して画像処理を行うとともに、画像形成装置１の各部の動作を制御する。

なお、画像形成装置１における作像手段または作像方法、各部の構成または構造などは上に述べた例に限らない。

図３はトナー供給制御部１１の構成の例を示す図、図４は現像器４４内のトナー濃度と印刷の画質との関係を示す図である。

磁気記憶装置２１５には、トナー供給制御部１１の機能を実現するためのプログラムおよびデータがインストールされている。これらは必要に応じてメモリ２１２に読み出され、ＣＰＵ２１１によってプログラムが実行される。この機能の一部または全部を、制御用回路２１３などのハードウェアのみによって実現するようにしてもよい。

トナー供給制御部１１は、カートリッジトナー残量算出部１０１、トナー濃度調整部１０２、ニアエンプティ検知部１０３、およびエンプティ検知部１０４などによって構成されており、現像器４４内のトナー濃度の調整およびトナー残量に応じたユーザへの通知などの処理を行う。

カートリッジトナー残量算出部１０１は、トナーカートリッジ６１内のトナーの残量を次のようにして求める。

現像器４４へのトナーの補給に際してトナー補給モータが駆動した時間を取得し、その時間に基づいて今回補給されたトナーの量（補給量）を求める。メモリ６２に記録されているそのトナーカートリッジ６１の補給前のトナー残量から求めた補給量を引いて求められた値を、補給後のトナー残量とする。トナー残量が求まると、それを、そのトナーカートリッジ６１のメモリ６２に記録する。

ところで、現像器４４内のトナー濃度が高すぎるとかぶりが発生し、トナー濃度が低すぎると画像の色が薄くなる。そこで、画質を良好に保つためには、現像器４４内のトナー濃度を適正な濃度に維持する必要がある。

トナー濃度調整部１０２は、現像器４４内のトナー濃度が、良好な画質を実現するために好適なトナー濃度である「第１目標濃度」に一定に保たれるようにするための処理を行う。トナー濃度センサ４４１からの出力に基づいてトナー補給モータの駆動を制御し、トナーカートリッジ６１から現像器４４に供給されるトナーの量を調整することによって、現像器４４内のトナー濃度を一定に保つ。ここで、現像器４４内のトナー濃度と画質の関係について、図４を参照して説明する。

図４には、縦軸に画質のレベル（画質レベル）、横軸にトナー濃度が示される。画質レベルが高くなるほど画質が良くなる。画質レベルの３以上が、良好な画質と判断できる画質レベルである。すなわち、図４の例では、トナー濃度が概ね６％〜１０％の範囲内である場合に良好な画質を実現できることになる。以下、本実施形態では、第１目標濃度を７％として説明する。

また、トナー濃度調整部１０２は、トナーカートリッジ６１内のトナーの残量が所定量よりも少なくなったときに、現像器４４内のトナー濃度が第１目標濃度よりも高い第２目標濃度になるように調整する処理も行う。これについては、後に詳しく説明する。

トナーカートリッジ６１内にトナーがなくなると、現像器４４にトナーが補給されなくなる。その状態で印刷を続けると、現像器４４内のトナー濃度が低下する。

ニアエンプティ検知部１０３は、画像形成装置１内のトナーが少なくなったことを検知する。以下、画像形成装置１内のトナーが少ない状態のことを「トナーニアエンプティ」と記載することがある。具体的には、トナー濃度センサ４４１からの出力に基づいて、現像器４４内のトナー濃度が所定の閾値である「ニアエンプティ閾値」以下となったときにトナーが少なくなったと判定し、トナーニアエンプティを検知する。

トナーニアエンプティを検知すると、ニアエンプティ検知部１０３は、トナーが少なくなったことをユーザに通知するメッセージを操作パネル７１の表示部に表示させる。

エンプティ検知部１０４は、画像形成装置１内のトナーがほとんどなくなったことを検知する。以下、画像形成装置１内のトナーがほとんどない状態のことを「トナーエンプティ」と記載することがある。この検知の処理は次のような手順で行われる。

現像器４４内のトナーが、ニアエンプティ閾値よりも低い所定の閾値である「エンプティ閾値」以下になったことがトナー濃度センサ４４１によって検出されたときに、エンプティ閾値以下になった回数を数えるためのカウンタ（以下、「エンプティカウンタ」と記載する。）の値を１つインクリメントする。エンプティ閾値以下のトナー濃度が検出されるごとにエンプティカウンタの値をインクリメントしていく。エンプティ閾値より高いトナー濃度が検出されると、エンプティカウンタの値を「０」に初期化する。エンプティカウンタの値が１０になったら、トナーエンプティになったと判定する。すなわち、１０回連続してエンプティ閾値以下のトナー濃度が検出された場合に、トナーエンプティを検知する。

エンプティ検知部１０４は、トナーエンプティを検知すると、トナーがほとんどなくなったことをユーザに通知するメッセージおよびトナーカートリッジの交換を促すメッセージを操作パネル７１の表示部に表示させる。

トナー供給制御部１１は、以上に説明した処理を、Ｙ、Ｍ、Ｃ、およびＫの各色について行う。

以下、現像器４４へのトナーの供給に関する制御の処理に関する第１の方法および第２の方法について説明する。なお、第１の方法では、ニアエンプティ閾値を「６．７５％」とし、エンプティ閾値を「６．５％」とする。第２方法では、ニアエンプティ閾値を「８．５％」とし、エンプティ閾値を「６．５％」とする。また、第１の方法におけるニアエンプティ閾値と第２方法におけるニアエンプティ閾値とを区別して、それぞれ、「第１ニアエンプティ閾値」および「第２ニアエンプティ閾値」と記載することがある。
〔第１の方法〕
図５は第１の方法における処理の流れを説明するためのフローチャート、図６はトナーニアエンプティが検知された後の処理の流れを説明するためのフローチャート、図７は第１の方法における印刷の枚数と現像器４４内のトナー濃度との関係を示す図である。

図５において、印刷の処理が開始されると（＃１０１）、トナー濃度センサ４４１は、所定のタイミングで現像器４４内のトナー濃度を検出する（＃１０２）。検出されたトナー濃度がニアエンプティ閾値である６．７５％よりも高い場合は（＃１０３でＮｏ）、特別な処理はしない。

トナーカートリッジ６１内にトナーが残っている間は、現像器４４にトナーが随時補給されるので、現像器４４内のトナー濃度は、第１目標濃度である７％に保たれる。しかし、トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなると、現像器４４にトナーが補給されなくなり、現像器４４内のトナー濃度が低下する。

トナー濃度が低下するとあるタイミングで６．７５％未満のトナー濃度が検出される（＃１０３でＮｏ）。すると、画像形成装置１は、トナーが少なくなっていることをユーザに通知するメッセージを操作パネル７１の表示部に表示する（＃１０４）。ニアエンプティを検知した後も、印刷の処理が行われている間、トナー濃度センサ４４１は所定の間隔でトナー濃度の検出を行う（図６の＃１１０）。

トナーニアエンプティが検知された後において検出されたトナー濃度がエンプティ閾値である６．５％よりも高い場合は（＃１１１でＮｏ）、エンプティカウンタの値を初期化して「０」に戻す（＃１１２）。検出されたトナー濃度が６．５％以下である場合は（＃１１１でＹｅｓ）、エンプティカウンタの値を１つインクリメントする（＃１１３）。

エンプティカウンタの値が１０未満である場合は（＃１１４でＮｏ）、特別な処理はしない。エンプティカウンタの値が１０になると（＃１１４でＹｅｓ）、トナーエンプティを検知し、実行中の印刷の処理を中止する（＃１１５）。この後、トナーカートリッジが交換されるまで印刷を禁止する。さらに、トナーがなくなったことをユーザに通知するためのメッセージを表示部に表示する（＃１１６）。そして、エンプティカウンタを「０」に初期化する（＃１１７）。

図７には、第１の方法を適用した場合の、印刷された枚数と現像器４４内のトナー濃度との関係が示される。図７において、縦軸はトナー濃度を示し、横軸は印刷された枚数を示す。

図７に示すように、第１の方法では、現像器４４内のトナー濃度が第１目標濃度の７％に維持されるように調整される。トナーカートリッジ６１内にトナーがある間は、７％のトナー濃度が維持される。トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなった後もトナーカートリッジが交換されることなく印刷が行われると、現像器４４内のトナー濃度が低下し始める（図７の点Ｐ１）。トナー濃度が６．７５％以下になると（点Ｐ２）、トナーニアエンプティが検知され、ユーザに通知される。さらにトナー濃度が低下し、トナー濃度が６．５％以下になると（点Ｐ３）、トナーエンプティが検知され、トナーカートリッジ６１が交換されるまで印刷が実行されないように制御される。
〔第２の方法〕
図８は第２の方法における処理の流れを説明するためのフローチャート、図９は第２方法における処理の流れを説明するためのフローチャート、図１０は第２の方法における印刷の枚数と現像器４４内のトナー濃度との関係を示す図である。

第２の方法では、トナーカートリッジ６１のトナー残量を参照し、トナー残量が所定の量よりも少なくなったことを検知すると、現像器４４内のトナー濃度が第２目標濃度になるように制御する。次にこの第２の方法の処理の流れについて、図８および図９を参照しながら説明する。

図８において、印刷の処理が開始されると（＃２０１）、各トナーカートリッジ６１のメモリ６２に記録されているトナー残量が参照される（＃２０２）。トナー残量が所定量（本実施形態では、「１０ｇ」）よりも多い場合は（＃２０３でＮｏ）、現像器４４内のトナー濃度の目標値を第１目標濃度に設定することによって、トナー濃度が第１目標濃度に保たれるように制御する（＃２０４）。

トナーカートリッジ６１を交換することなく印刷を続けていくと、そのトナーカートリッジ６１内のトナーが減っていく。そのトナー残量が１０ｇ以下になると（＃２０３でＹｅｓ）、現像器４４内のトナー濃度の目標値を第２目標濃度に設定し（＃２０５）、トナー濃度を第２目標濃度まで引き上げるための処理を行う（＃２０６〜２０９）。

その処理において、まず、トナー濃度センサ４４１によってトナー濃度を検出する（＃２０６）。トナー濃度が第２目標濃度になっていない場合は（＃２０７でＮｏ）、トナー補給モータを駆動して現像器４４にトナーを補給する（＃２０８）。駆動した期間に基づいて今回の補給の量（補給量）を算出し、ステップ＃２０２で参照したトナー残量からその補給量を引くことによって、そのトナーカートリッジ６１の補給後のトナー残量を求める。求めたトナー残量をそのトナーカートリッジ６１のメモリ６２に記録する（＃２０９）。この後、再度、現像器４４内のトナー濃度を検出する（＃２０６）。トナー濃度が第２目標濃度になっていなければ（＃２０７でＮｏ）、さらにトナーを補給する（＃２０８）。このようにして、現像器４４内のトナー濃度が第２目標濃度になるまでステップ＃２０６〜＃２０９の処理を繰り返す（＃２０７でＮｏ）。

この後も、印刷の処理が行われている間、トナー濃度センサ４４１は所定の間隔でトナー濃度の検出を行う（図９の＃２２１）。トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなると現像器４４にトナーが補給されなくなり、現像器４４内のトナー濃度が低下し始める。

ステップ＃２１１において検出されたトナー濃度が第２ニアエンプティ閾値の８．５％よりも高い場合は（＃２２２でＮｏ）、特別な処理はしない。

検出されたトナー濃度が８．５％以下となった場合はトナーニアエンプティを検知し（＃２２２でＹｅｓ）、画像形成装置１内のトナーが少なくなっていることを示すメッセージを表示部に表示する（＃２２３）
トナーニアエンプティが検知された後、トナーカートリッジが交換されることなく印刷が行われると、現像器４４内のトナー濃度はさらに低下する。トナーニアエンプティが検知された後は、図６に示す手順で処理が実行される。

図１０には、第２の方法を適用した場合の、印刷された枚数と現像器４４内のトナー濃度との関係が示される。図１０において、縦軸はトナー濃度を示し、横軸は印刷された枚数を示す。

図１０に示すように、第２の方法では、トナーカートリッジ６１内のトナーの残量が所定の量（１０ｇ）以下となったことが検知されると、現像器４４内のトナー濃度の目標値が第２目標濃度に設定され（図１０の点Ｐ４）、トナー濃度が９％まで引き上げられる。

トナーカートリッジ６１内にトナーがある間は、９％のトナー濃度が維持される。トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなった後もトナーカートリッジが交換されることなく印刷が行われると、現像器４４内のトナー濃度が低下し始める（図１０の点Ｐ５）。トナー濃度が８．５％以下になると（点Ｐ６）、トナーニアエンプティが検知され、ユーザへの通知が行われる。さらにトナー濃度が低下し、トナー濃度が６．５以下になると（点Ｐ７）、トナーエンプティが検知され、トナーカートリッジ６１が交換されるまで印刷が実行されないように制御される。

上述の第１の方法では、トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなって現像器４４内のトナー濃度がニアエンプティ閾値まで低下すると、トナーニアエンプティを検知し、そのことをユーザに通知する。図１１において説明した従来の方法では、トナーカートリッジの残量が例えば１０ｇになったときに、トナーニアエンプティを検知した。Ａ４サイズの用紙に対して印刷を行う場合、１０ｇのトナーを用いると、４００枚程度印刷が可能である。なお、Ａ４の用紙の面積（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）に対する印字面積（トナーがのっている部分の面積）の割合を５％とする。

よって、トナーニアエンプティとの判定がなされてからすぐにトナーカートリッジ（消耗品）６１が取り替えられてしまうと、まだ十分に印刷可能な程度にトナーが残っているにもかかわらず、その残っているトナーが廃棄されてしまうことになる。上述の第１の方法によると、トナーカートリッジ６１のトナーがなくなった後でトナーニアエンプティの通知がなされるので、その通知を見た後すぐにユーザがトナーカートリッジ６１を取り替えたとしても従来のようにトナーが無駄に廃棄されてしまうことがない。

ところで、用紙の面積に対する印字面積が５％の条件でＡ４の用紙に印刷を行う場合、現像器４４内のトナー濃度が１％下がる間に１００枚程度印刷することができる。第１の方法では、トナーニアエンプティが検知されてから０．２５％（６．７５％−６．５％）トナー濃度が下がるとトナーエンプティとなるので、トナーニアエンプティが検知されてからトナーエンプティが検知されるまでの間に、２５枚（０．２５×１００）程度印刷できることになる。そうすると、第１の方法を適用した場合、ユーザは、トナーニアエンプティのメッセージが表示されてから約２５枚印刷を行うまでの期間Ｋ１（図７参照）に新しいトナーカートリッジ６１を用意し、取り替える必要がある。この期間が短かった場合、トナーカートリッジ６１の用意が間に合わないことが考えられる。

そこで、第２の方法では、トナーカートリッジ６１内のトナー残量が所定の量よりも少なくなったときに、現像器４４内のトナー濃度を第１目標濃度（７％）よりも高い第２目標濃度（９％）に引き上げる。そして、トナーカートリッジ６１内のトナーがなくなって現像器４４内のトナー濃度が、第１ニアエンプティ閾値よりも高い第２ニアエンプティ閾値（８．５％）まで低下すると、トナーニアエンプティと判定し、ユーザに通知する。さらに、エンプティ閾値（６．５％）まで低下したときに、トナーエンプティと判定し、印刷を中止する。

第２の方法によると、トナーニアエンプティが検知されてから２％（８．５％−６．５％）トナー濃度が下がるとトナーエンプティとなるので、トナーニアエンプティが検知されてからトナーエンプティが検知されるまでの間に、２００枚（２×１００）程度印刷できることになる。すなわち、この例の場合は、トナーニアエンプティのメッセージが表示されてから約２００枚印刷を行うまでの期間Ｋ２（図１０参照）に新しいトナーカートリッジを用意すればよいことが分かる。従って、第２の方法によると、トナーカートリッジの交換のための期間を第１の方法よりも好適に確保することができ、さらに、従来のようにトナーが無駄に廃棄されてしまうことを防ぐこともできる。

第２方法において、トナーの残量が所定の量以下となってから目標のトナー濃度を第２目標濃度（９％）に設定するのでなく、初めから第２目標濃度に設定しておくことも考えられる。しかし、トナー濃度を上げるとかぶりマージンの調整の幅が狭くなりかぶりマージンの調整値を高く設定した場合にかぶりが発生しやすくなる。よって、初めから第２目標濃度に設定してかぶりマージンの調整の幅が狭くなる期間を長くすることによって、かぶりが発生する危険性が増してしまう。したがって、トナー濃度が第２目標濃度となっている期間Ｋ３（図１０参照）ができるだけ短くなることが望ましい。そこで、第２の方法では、トナー残量が所定の量以下となってからトナー濃度を第２目標濃度に引き上げる。それによって、かぶりマージンの調整の幅が狭められる期間をトナー残量が少ないときだけに限定でき、かぶりの危険性を低減できる。その他、期間Ｋ２を短くするために種々の方法を用いることができる。

本実施形態では、現像器４４内のトナー濃度を第２目標濃度に引き上げるタイミングを、トナーカートリッジ６１内のトナー残量が１０ｇになったときとしたが、５０ｇなど他の量であってもよい。

本実施形態では、トナーカートリッジ６１のトナー残量を、現像器４４へのトナーの補給量を求め、補給前のトナー残量からその補給量を引くことによって求めたが、他の方法で求めてもよい。例えば、印刷された枚数に基づいて求めてもよい。または、トナーカートリッジ内にトナー残量を検知するためのセンサを設けておき、そのセンサからの出力に基づいて、トナー残量を求めてもよい。

なお、第２ニアエンプティ閾値は、第１ニアエンプティ閾値よりも高い。また、第１目標濃度よりも高くてもよいし、低くてもよい。

第１ニアエンプティ閾値を６．８％としてもよい。現像器４４内のトナー濃度を、ＴＣ比ではなく、現像剤の量に対するトナーの量の割合としてもよい。

その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、機能、処理の内容または順序、ニアエンプティ閾値、エンプティ閾値、第１目標濃度、および第２目標濃度などの値は、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。 現像器の構成の例を示す図である。 トナー供給制御部の構成の例を示す図である。 現像器内のトナー濃度と印刷の画質との関係を示す図である。 第１の方法における処理の流れを説明するためのフローチャートである。 トナーニアエンプティが検知された後の処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第１の方法における印刷の枚数と現像器内のトナー濃度との関係を示す図である。 第２の方法における処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の方法における処理の流れを説明するためのフローチャートである。 第２の方法における印刷の枚数と現像器内のトナー濃度との関係を示す図である。 従来の方法における印刷の枚数と現像器内のトナー濃度との関係を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
４４ 現像器
６１ トナーカートリッジ
１０１ カートリッジトナー残量算出部（検知手段）
１０２ トナー濃度調整部（トナー濃度維持手段、検知手段、トナー濃度増加処理手段）
１０３ ニアエンプティ検知部（通知手段）
４４１ トナー濃度センサ（トナー濃度検出手段）

Claims (6)

1. トナーカートリッジから現像器にトナーを供給し当該現像器によってトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置においてトナーの残量が少なくなったことをユーザに通知するための制御方法であって、
   前記トナーカートリッジから前記現像器に供給されるトナーの量を調整することによって、当該現像器内のトナーの量が第１の量に保たれるようにし、
   前記トナーカートリッジ内のトナーがなくなるまでに前記現像機内のトナーの量が前記第１の量よりも多い第２の量になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させ、
   前記現像器内のトナーの量が前記第２の量よりも少なくかつ前記第１の量よりも多い第３の量を下回ったときにユーザに通知する、
   ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
2. トナーカートリッジから現像器にトナーを供給し当該現像器によってトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置においてトナーの残量が少なくなったことをユーザに通知するための制御方法であって、
   トナー濃度センサによって検出される前記現像器内のトナーの濃度に基づいて、当該現像器内のトナーの濃度が第１の濃度に保たれるように、当該現像器に供給されるトナーの量を調整し、
   前記トナーカートリッジ内のトナーの量が所定の量よりも少なくなったことが検出された後において、当該トナーカートリッジ内のトナーがなくなるまでに前記現像機内のトナーの濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させ、
   前記現像器内のトナーの濃度が前記第２の濃度よりも低くかつ前記第１の濃度よりも高い第３の濃度を下回ったことが前記トナー濃度センサによって検出されたときにユーザに通知する、
   ことを特徴とする画像形成装置の制御方法。
3. トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器によりトナー像を形成して印刷を行う画像形成装置であって、
   前記現像器内のトナーの濃度を検出するトナー濃度検出手段と、
   前記現像器内のトナーの濃度が第１の濃度に保たれるように、前記トナーカートリッジから当該現像器に供給されるトナーの量を調整するトナー濃度維持手段と、
   前記トナーカートリッジ内のトナーの残量が所定量よりも少なくなったことを検知する検知手段と、
   前記検知手段によってトナーの残量が所定の量よりも少なくなったことが検知されたときに、前記現像機内のトナーの濃度が前記第１の濃度よりも高い第２の濃度になるように、当該現像器内のトナーの濃度を増加させるトナー濃度増加処理手段と、
   前記現像器内のトナーの濃度が前記第２の濃度よりも低くかつ前記第１の濃度よりも高い第３の濃度を下回ったときに、トナーの残量が少なくなったことをユーザに通知する通知手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記検知手段は、前記トナーカートリッジから前記現像器に供給されるトナーの供給量を当該トナーカートリッジの容量から減算してトナーの残量を求めることによって、当該残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記検知手段は、前記トナーカートリッジが交換されてから印刷された枚数が所定の枚数に達したことによって、当該トナーカートリッジ内のトナーの残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する、
   請求項３記載の画像形成装置。
6. 前記検出手段は、前記トナーカートリッジ内のトナーの残量を検出するセンサからの出力に基づいて、当該トナーカートリッジ内のトナーの残量が前記所定量よりも少なくなったことを検知する、
   請求項３記載の画像形成装置。

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