JP2016031521A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 効率的な現像剤の運用を図りつつ、稼働率の低下を抑制する画像形成装置を提供する。
【解決手段】 本発明は、画像形成装置に関する。そして画像形成装置は、現像剤像を現像して媒体に転写する画像形成部と、画像形成部による現像剤の使用状態を判断する判断手段と、画像形成部内の現像剤の残量が少なくなったことを報知する報知手段と、判断手段が判断した、現像剤の使用状態に基づいて、報知手段による報知のタイミングを変更する制御手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関し、例えば、着脱可能なトナーカートリッジを備えた電子写真式のプリンタに適用し得る。

電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラム表面の静電潜像を現像手段により現像し、記録媒体に転写、定着を行う。前記現像手段を有するユニットをここでは現像ユニットと呼ぶ。

現像ユニットは印刷を繰り返すことによってトナーが減少するため、ユーザにトナーが残り少ないことを報知する目的や、トナーが少ない状態で使用され続けることによる不具合を回避する目的で、トナー残量検出機構を持つものがある。

従来のトナー残量検出方法としては、例えば、発光部及び受光部を備え、光の透過量によりトナー残量を識別する方法や、トナー室に設けた回転部材がトナー量に応じて自由落下する位置が変化することを利用したもの（特許文献１参照）等がある。

また、従来のトナー残量検出機構を備える画像形成装置ではトナー残量が所定以下となったタイミングで、トナー残量が少なくなった（不足した）こと（以下、「トナーロー」と呼ぶ）を検出し、トナーローであることをユーザに報知してトナーカートリッジの交換を促す。そして、従来のトナー残量検出機構を備える画像形成装置では、トナーロー報知後、さらにトナー残量が減って、トナー残量がなくなった状態（トナー不足によりカスレ等が発生し印刷品質が所定以下となってしまう状態）となったこと（以下、「トナーエンプティ」と呼ぶ）を検出し、印刷を停止する。

特開２００６−３９１３８号公報

しかしながら、従来のトナー検出機構を用いたプリンタでは、ユーザの利用状況によっては、トナーロー検出後、交換用トナーカートリッジを準備する前にトナーエンプティとなる場合がある。特に、効率的なトナーカートリッジの運用を目的として、ユーザが交換用のトナーカートリッジを常時保有せずに、トナーローを検出してから、交換用のトナーカートリッジを注文する場合、交換用トナーカートリッジを準備する前にトナーエンプティとなってしまうと、プリンタの稼働率が低下することになってしまう。

そのため、効率的な現像剤（例えば、トナーカートリッジ）の運用を図りつつ、稼働率の低下を抑制する画像形成装置が望まれている。

第１の本発明の画像形成装置は、（１）現像剤像を現像して媒体に転写する画像形成部と、（２）前記画像形成部による現像剤の使用状態を判断する判断手段と、（３）前記画像形成部内の現像剤の残量が少なくなったことを報知する報知手段と、（４）前記判断手段が判断した、現像剤の使用状態に基づいて、前記報知手段による報知のタイミングを変更する制御手段とを備えることを特徴とする。

第２の本発明の画像形成装置は、（１）現像剤像を現像して媒体に転写する画像形成部と、（２）前記画像形成部が消費した現像剤の量を算出する算出手段と、（３）前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出する検出部と、（４）前記画像形成部内の現像剤の残量が少なくなったことを報知する報知手段と、（５）前記検出部で前記画像形成部内に残っている現像剤量が第１の閾値以下となったことを検出したタイミング、又は、前記算出手段の算出結果に基づいて前記画像形成部内に残っている現像剤量が第２の閾値以下となったことを検出したタイミングのうち、より速い発生タイミングで、前記報知手段による報知を実行させる制御手段とを有することを特徴とする。

本発明によれば、効率的な現像剤の運用を図りつつ、稼働率の低下を抑制する画像形成装置を提供することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成について示したブロック図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の概略側断面図である。 第１の実施形態に係る現像ユニットの断面図である。 第１の実施形態に係る回転部材の側面図（図３の矢印Ｂの方向から見たＢ矢視図）である。 図４のＡ−Ａ’線矢視断面図である。 第１の実施形態に係るプリンタの動作について示したフローチャートである。 第１の実施形態の表示部でトナーロー報知時に表示する内容について示した説明図である。 第１の実施形態の表示部でトナーエンプティ報知時に表示する内容について示した説明図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成について示したブロック図である。 第２の実施形態に係るプリンタの動作について示したフローチャートである。

（Ａ）第１の実施形態
以下、本発明による画像形成装置の第１の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した例について説明する。

（Ａ−１）第１の実施形態の構成
図２は、この実施形態のプリンタ１の全体構成を示す概略断面図である。

図２に示すように、プリンタ１は、現像ユニット２、用紙カセット３、トレイ４、表示部５、操作部６、ホッピングローラ７、１対のレジストローラ８、９、転写部材１０、定着ユニット１１（バックアップローラ１１１、ヒートローラ１１２）、２対の排出ローラ１３、１４、１５、１６、及び制御基板３０を有している。

用紙カセット３は、印刷に用いる用紙Ｍを積載して収納するものであり、プリンタ本体１の下部に着脱可能に配置されている。

表示部５は、情報（メッセージ等）を表示出力するものであり、例えば、液晶ディスプレイを用いて構成することができる。

操作部６はユーザからの操作受付を行うものであり、例えば、１又は複数のボタンを用いて構成することができる。

ホッピングローラ７は、用紙カセット３内に積載されている用紙Ｍを１枚ずつ繰出して給紙するためのローラである。

レジストローラ８、９は、ホッピングローラ７により繰出された用紙Ｍを突き当てて位置及び姿勢を補正し、用紙Ｍをさらに媒体供給の下流側に搬送するローラである。

現像ユニット２は、感光ドラム２５を備え、その感光ドラム２５の表面上に、露光手段１７からの露光パターンに応じたトナー像を現像するものである。

露光手段１７は、感光ドラム２５表面に画像信号に基づく露光を行い、静電潜像を形成するものである。

転写部材１０は、現像ユニット２の下方向に配置されており、感光ドラム２５との間で通過する用紙Ｍを挟持し、トナーと逆の極性の転写電圧を利用して、当該用紙Ｍに感光ドラム２５に形成されたトナー像を転写・搬送するローラである。

定着ユニット１１は、現像ユニット２にて形成され、転写部材１０にて用紙Ｍに転写されたトナー像を熱定着させるものである。

定着ユニット１１は、トナー像が転写された用紙Ｍに熱及び圧力を加えて、用紙Ｍにトナー像を定着させる定着処理を行うものであり、バックアップローラ１１１及びヒートローラ１１２を有している。定着ユニット１１では、図示しない熱源により熱せられたヒートローラ１１２と、ヒートローラ１１２を押圧しながら回転するバックアップローラ１１１との間で、トナー像が転写された用紙Ｍを挟持しながら媒体搬送方向の下流側に搬送することにより定着処理を行う。

２対の排出ローラ１３、１４、１５、１６は、定着ユニット１１により定着処理が行われた用紙Ｍをさらに媒体搬送方向の下流側に搬送して、プリンタ１から排出し、プリンタ１上面に設けられたトレイ４に載置する。

制御基板３０は、データ処理やプリンタ１の各構成要素の制御処理等を行うものであり、内部の詳細構成については後述する。

次に、現像ユニット２の内部構成について、図３、図４、図５を用いて説明する。

図３は、プリンタ１において、現像ユニット２周辺を拡大して示す断面図である。

図３に示す通り、現像ユニット２は、トナー貯蔵空間１９、トナー保持空間２０、供給部材２１、現像部材２２、ブレード２３、帯電部材２４、感光ドラム２５、クリーニングローラ２６、回転部材２７、及びトナーロー検出センサ３１を有している。また、現像ユニット２には、現像剤収容部としてのトナーカートリッジ１８が着脱自在に取り付けられている。

図４は、回転部材２７の側面図（図３の矢印Ｂの方向から見た場合のＢ矢視図）である。

トナーカートリッジ１８は内部にトナー貯蔵空間１９を有し、そこにトナーを貯蔵している。図示しないレバーを回転することによりトナーカートリッジ１８のシャッターが開かれ、トナーを現像ユニット２内部のトナー保持空間２０へ供給する。

トナー保持空間２０に供給されたトナーは、供給部材２１へ供給され供給部材２１により現像部材２２に供給され、ブレード２３によって現像部材２２表面にトナー薄層が形成される。

また、感光ドラム２５は、帯電部材２４により表面が一様に帯電され、さらに、露光手段１７により選択的に露光されることにより表面に静電潜像が形成される。さらに、その静電潜像が、前述した現像部材２２により現像されトナー像が得られる。そして、転写部材１０により、用紙Ｍに対して感光ドラム２５の表面に形成されたトナー像が転写される。この時転写されずに感光ドラム２５上に残ったトナーはクリーニングローラ２６により清掃される。

回転部材２７は、回転運動により、トナー保持空間２０内のトナー剤を撹拌するものである。そして、プリンタ１では、回転部材２７が、トナー保持空間２０内のトナー剤を撹拌しつつ、トナーローを検出するトナーロー検出機構の一部を構成している。すなわち、プリンタ１では、回転部材２７の回転状況に基づいて、トナーローを検出する。具体的には、プリンタ１では、トナーロー検出センサ３１を用いて、回転部材２７の回転状況を検査し、トナーロー検出センサ３１による検査に基づいてトナーローを検出する。すなわち、プリンタ１では、トナーロー検出センサ３１による検査結果に基づいて、トナー保持空間２０内のトナー量が所定以下になったことを認識することができるものとする。この実施形態では、回転部材２７及びトナーロー検出センサ３１を用いて、トナーロー検出機構を形成しているが、具体的なトナーロー検出センサ３１の構成については限定されないものであり、例えば、光学的に検知する構成等種々の構成を適用することができる。なお、回転部材２７及びトナーロー検出センサ３１を用いたトナーロー検出機構の詳細構造については、例えば、特許文献１に記載された構造を適用することができるため以下では概要のみを説明し、詳細な説明は省略するものとする。

回転部材２７は、図４に示すように鋼丸棒を曲げによりクランク形状に成形したものである。

感光ドラム２５は片側に固着された図示しないギヤを有し、同じく図示しない画像形成装置の駆動部からギヤを介して駆動を受けて回転する。現像部材２２はシャフトに固着された図示しないギヤでドラムギヤから駆動を受けて回転する。現像部材２２のギヤと供給部材２１のシャフトに固着された図示しないギヤは図示しないアイドルギヤを介して連結されている。

供給部材２１のギヤは現像ユニット２内の回転部材２７を回転させる図４に示すギヤ２８を駆動することで、ギヤ２８と対向する側の軸受け２９の中心とギヤ２８の軸受け部中心を結ぶ中心線をほぼ中心として回転部材２７は回転する。図４に示す通り、ギヤ２８は回転部材２７へ駆動を伝え、かつ、回転部材２７がその回転動作の一部において、自重による自由落下を許容するための切り欠き部２８ａが形成されている。

図５は、図４のＡ−Ａ’矢視断面図である。図５では、回転部材２７が、図５（ａ）の位置から、自由落下（時計回りに回転）し、図５（ｂ）の位置を経由して、図５（ｃ）の位置まで、自由落下した状態の例について図示している。

トナーロー検出センサ３１は、回転部材２７の回転に応じて揺動動作（回転軸３１１ｃを中心に回転動作）するセンサ３１１と、センサ３１１の揺動動作を光学的に検出するフォトカプラ３１２とを有している。

棒形状のセンサ３１１は現像ユニット２と対向する面に磁石３１１ａが付けられており、鉄系素材で形成された回転部材２７がその回転軌跡において一定距離に来たときに回転部材２７を有する現像ユニット２側へ引き付けられ、一定距離以上に離れると現像ユニット２から離れることができるよう遥動自在に画像形成装置内で支持されている。またセンサ３１１の現像ユニット２と対向する側とは逆側には、フォトカプラ３１２が備えられている。センサ３１１が現像ユニット２に引き付けられていない状態では前記フォトカプラ３１２内で発光及び受光される検査光３１２ａは、センサ３１１の端部３１１ｂにより遮光される。そして、センサ３１１が現像ユニット２に引き付けられて動くと、センサ３１１の端部３１１ｂは、フォトカプラ３１２の検査光３１２ａを遮光しない位置となり、フォトカプラ３１２の出力は変化する。フォトカプラ３１２の出力は、図示しない配線によって制御基板３０へ入力される。

以下では、フォトカプラ３１２は、検査光３１２ａが遮光されていない間は、検出信号としてＬＯＷレベルを出力し、検査光３１２ａが遮光されている間は検出信号としてＨＩＧＨレベルを出力するものとして説明する。

次に、プリンタ１の制御系の構成について図１を用いて説明する。

図１は、プリンタ１における制御系の構成要素のうち、トナー残量管理に関係する構成の一例を示したものであり、プリンタ１の制御構成を限定するものではない。

図１に示す制御部４０は、制御基板３０上に形成された構成要素である。

制御部４０は、例えば、１又は複数のＩＣチップ等を用いて構成するようにしてもよいし、一部又は全部をコンピュータにプログラムをインストールしてソフトウェア的に構成するようにしてもよい。

図１に示す画像形成部としての印刷部１００は、プリンタ１で用紙Ｍ（媒体）に印刷（画像形成）を行うハードウェアを示すものであり、ホッピングローラ７、レジストローラ８、９、転写部材１０、定着ユニット１１、現像ユニット２、及び露光手段１７や、それらの駆動機構等を含むものであるものとする。ただし、図１では、説明を簡易とするため、印刷部１００に含まれる構成要素のうち、トナー残量管理に関連する現像ユニット２（トナーカートリッジ１８及びトナーロー検出センサ３１を含む）についてのみ図示している。

次に、制御部４０の内部構成について説明する。

図１に示すように制御部４０は、少なくとも印刷データ処理部４１、印刷制御部４２、消耗品管理部４３、及び操作表示制御部４４を有している。

印刷データ処理部４１は、図示しないＰＣ等のホストから印刷データ（印刷ジョブ）を受信して、印刷部１００で印刷するための印刷イメージ（ラスターイメージ）を生成して、印刷制御部４２に供給する処理等を行うものである。

印刷制御部４２は、印刷データ処理部４１から供給されたラスターイメージに基づいて、印刷部１００の各構成要素を制御し、用紙Ｍに印刷をさせる制御を行うものである。

消耗品管理部４３は、トナーカートリッジ１８等の消耗品を管理する機能を担っており、トナーカートリッジ１８の寿命等を管理するトナー残量管理部４３１、及び各消耗品の使用状況を計数するカウンタ４３２を有している。消耗品管理部４３はトナーカートリッジ１８以外の消耗品についても管理するようにしてもよい、図１では、説明を簡易とするためトナー残量管理部４３１のみを図示している。

カウンタ４３２は、感光ドラム２５やトナーカートリッジ１８等の消耗品について、使用量（消費量）を計数している。具体的には、カウンタ４３２は、印刷枚数、印刷ドット数、現像ユニット２の回転量（感光ドラム２５が回転した回数）などを計数する。

トナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１から供給される検出信号（フォトカプラ３２から供給されるＨＩＧＨ／ＬＯＷ信号）等に基づいて、現像ユニット２（トナーカートリッジ１８）のトナー残量を判断する処理を行う。この実施形態では、トナー残量管理部４３１は、現像ユニット２（トナーカートリッジ１８）のトナーロー及びトナーエンプティを判断するものとする。そして、トナー残量管理部４３１は、判断した結果に応じて、ユーザへその旨を報知する処理を行う。具体的には、トナー残量管理部４３１は、操作表示制御部４４を介して表示部５に所定のメッセージを表示出力させることにより、報知を行うものとする。

なお、トナー残量管理部４３１が上述の報知を行う手段としては、メッセージの表示出力に限定されず、例えば、図示しないランプ表示により報知したり、通信により他の装置へのデータ送信（例えば、電子メール送信や、所定のプロトコルにしたがった電文送信等）により報知するようにしてもよい。

トナーカートリッジ１８には、制御部４０から読み書き可能なメモリ１８ａが付けられているものとする。そして、メモリ１８ａには、当該トナーカートリッジ１８の容量（初期出荷時の容量）、製造日、トナーロットといった製造情報や新品、中古品を示す情報などが書き込まれているものとする。消耗品管理部４３（トナー残量管理部４３１）は、始めに新品のトナーカートリッジ１８を検知すると、当該トナーカートリッジ１８の印刷枚数、印刷ドットのカウンタ値を０リセットする。そして、消耗品管理部４３は、その後当該トナーカートリッジ１８のメモリ１８ａに、中古情報等を書き込む。また、消耗品管理部４３は、カウンタ４３２が更新されるごとに、その内容に基づいてメモリ１８ａの内容も更新する処理を行う。

次に、トナー残量管理部４３１が、トナーロー及びトナーエンプティを判断する処理の詳細について説明する。

プリンタ１で印刷を続けると、トナーカートリッジ１８及び現像ユニット２のトナー保持空間２０内のトナーが減少し、ある一定量以下に減少すると、回転部材２７がセンサ２９を引き付ける位置まで自由落下するようになる。この状態においては、トナー量が多く回転部材２７がギヤ２８の駆動速度で回転し、その回転軌跡の一部でセンサ３１１を引き付けている状態よりも、自由落下でセンサ３１１（磁石３１１ａ）を引き付けた分だけ、センサ３１１を引き付けている時間が長くなる。この時間はフォトカプラ３１２の「ＬＯＷ出力時間」（回転部材２７が１回転する間のＬＯＷレベルの出力時間）としてトナー残量管理部４３１において認識されるものとする。そして、この実施形態では、トナー残量管理部４３１は、フォトカプラ３１２のＬＯＷ出力時間が閾値以上になった連続回数が予め定めた閾値以上になった場合にトナーローであることを判断するものとする。

ただし、現像ユニット２（トナーカートリッジ１８）において、トナーローが判断された時点から、トナーエンプティとなるまで（例えば、カスレ等が発生するまで）に消費できるトナー量はほぼ決まっている。しかしながら、トナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１を用いてトナーローを判断した後は、残トナー量を直接計量することはできないため、カウンタ４３２で計数される値に基づいて判断を行うことになる。例えば、トナー残量管理部４３１が、印刷枚数のカウンタ値（例えば、印刷ドット数）に基づいてトナーロー検出後の残トナー量を推定し、トナーエンプティを検出するようにしてもよい。

次に、トナー残量管理部４３１が、トナーローを判断する処理について説明する。

以下では、この実施形態では、トナー残量管理部４３１が適用するデフォルトのトナーローの閾値（残トナー量）を、デフォルトトナー残量閾値と表すものとする。

そして、この実施形態のトナー残量管理部４３１は、印刷部１００の印刷状況の履歴に応じて、適用するデフォルトトナー残量閾値を調整して、トナーロー検出の閾値に適用するものとする。

言い換えると、この実施形態のトナー残量管理部４３１は、印刷部１００の印刷履歴に応じて印刷部１００による印刷状態を判断し、その判断結果によって、トナーローを判断するタイミングを調整する。具体的には、トナー残量管理部４３１は、印刷部１００の印刷状態によっては、トナーロー検出センサ３１を用いた処理でトナーローを検出する前に、その他の条件に基づいてトナーローになったものと判断する処理を行うものとする。

例えば、トナーローを判断する閾値を画一的に定めた場合、高密度の印刷（１枚あたりの印刷ドット数が多い印刷）を行うユーザについては、設計上の想定よりも早く残トナー量がトナーエンプティの基準に達してしまうことになる。例えば、ユーザがトナーローの警報を確認してから、交換用のトナーカートリッジを注文して調達するサービスに加入していた場合、少なくとも交換用のトナーカートリッジが届くまでの間は、トナーエンプティにならないことが望ましい。トナーエンプティとなるまでの間に、交換用のトナーカートリッジを調達できない場合、プリンタ１の稼働率が低下してしまうからである。

そこで、この実施形態のトナー残量管理部４３１は、ユーザが過去に行った印刷の平均的な印刷密度を求め、その印刷密度が閾値以上である場合に、トナーロー検出センサ３１を用いた処理によりトナーローが検出される前（トナー残量がデフォルトトナー残量閾値を下回る前）であっても、印刷ドット数が所定の閾値以上になった場合は、トナーローになったと判断し、トナーローの警報処理等の処理を行うものとする。

なお、トナーロー検出センサ３１によるＬＯＷ出力時間は、回転部材２７の丸棒の径、回転部材２７の回転径、回転部材２７の回転速度、回転部材２７とセンサ３１１に装着された磁石３１１ａとの距離、現像ユニット２の筐体形状、トナー流動性、トナー密度などに応じて変化する。したがって、予め実験等により、トナー残量とＬＯＷ出力時間との関係を明らかにしておき、トナー残量管理部４３１でＬＯＷ出力時間に基づいたトナーローの検出処理（トナー残量がデフォルトトナー残量閾値を下回ったことを検出する処理）に適用する必要がある。

以上のように第１の実施形態では、トナー像（現像剤像）を現像して用紙Ｍ（媒体）に転写する画像形成部は、印刷部１００として実現されている。また、第１の実施形態では、印刷部１００によるトナーの使用状態を判断する判断手段は、消耗品管理部４３により実現されている。さらに、第１の実施形態では、トナーロー等を報知する報知手段は、トナー残量管理部４３１、操作表示制御部４４及び表示部５により実現されている。さらにまた、第１の実施形態では、トナーロー等の報知タイミングを決定する制御手段は、トナー残量管理部４３１により実現されている。また、第１の実施形態では、消費したトナー量を算出する算出手段は、カウンタ４３２等により実現されている。さらに、第１の実施形態では、印刷部１００（現像ユニット２）に残っているトナーの残量を検出する検出部は、回転部材２７及びトナーロー検出センサ３１及びトナー残量管理部４３１等により実現されている。

（Ａ−２）第１の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第１の実施形態のプリンタ１の動作を説明する。

図６は、プリンタ１で受信した印刷ジョブに基づいて印刷が行われる場合のトナー残量管理部４３１の動作について示したフローチャートである。

なお、図６では、カウンタ４３２で計数される印刷ドット数（トナーカートリッジ１８がセットされてからの印刷ドット数の積算値）をドットカウント積算値ＤＴＣと表している。また、図６では、カウンタ４３２で計数される印刷枚数（トナーカートリッジ１８がセットされてからのＡ４サイズの用紙Ｍの印刷枚数の積算値）を印刷枚数積算値ＰＣと表している。

さらにまた、図６では、フラグＴＬは、トナーロー検出センサ３１を用いた検査によりトナーローが検出されたこと（トナー残量がデフォルトトナー残量閾値を下回ると検出されたこと）に基づいて、トナー残量管理部４３１がトナーローを検出したことを示すフラグである。フラグＴＬの初期値は「０」でありトナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１を用いた検査によりトナーローを検出した場合フラグＴＬを「１」に変更するものとする。

また、図６では、フラグＤＹは、フラグＴＬが１となる前（トナーロー検出センサ３１を用いた検査によりトナーローが検出される前）に、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づいて、トナー残量管理部４３１がトナーローを検出したことを示すフラグである。フラグＤＹの初期値は「０」でありトナー残量管理部４３１は、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づいて、トナーローを検出した場合フラグＤＹを「１」に変更するものとする。

さらに、図６では、カウンタＮは、トナー残量管理部４３１で、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間が閾値（図６では１．１ｓｅｃ）以上であることを連続して検出した回数を計数するためのものである。なお、カウンタＮの初期値は０である。

さらにまた、図６では、印刷ドット数ＤＯＴは、トナー残量管理部４３１がトナーローを検出してから（フラグＴＬが１となってから）の印刷ドット数の積算値を表している。

まず、印刷データ処理部４１で印刷ジョブを受信し、画像処理によりラスターイメージが印刷制御部４２に供給され印刷処理が開始されたものとする。

印刷処理が開始すると、トナー残量管理部４３１は、印刷制御部４２に供給されるラスターイメージの印刷により発生する印刷ドット数ＤＯＴ１を取得し、ドットカウント積算値ＤＴＣに今回発生する印刷ドット数ＤＯＴ１を加算する処理（ＤＴＣ＝ＤＴＣ＋ＤＯＴ１）を行う（Ｓ１０１）。

また、トナー残量管理部４３１は、印刷制御部４２に供給されるラスターイメージの印刷により印刷される印刷枚数ＰＣＴを取得し、印刷枚数積算値ＰＣに印刷枚数ＰＣＴを加算する処理（更新処理）を行う（Ｓ１０２）。

さらに、トナー残量管理部４３１は、ＤＴＣをＰＣで除算して、用紙Ｍ１枚あたりの印刷ドット数の平均を平均印刷密度ＤＵＴＹ（ＤＵＴＹ＝ＤＴＣ／ＰＣ）として算出する（Ｓ１０３）。

そして、トナー残量管理部４３１は、フラグＤＹ＝０であるか否かを確認し（Ｓ１０４）、フラグＤＹが０の場合は、後述するステップＳ１０５の処理に移行し、そうでない場合（フラグＤＹ＝１の場合）には、後述するステップＳ１１８の処理に移行する。

ステップＳ１１８では、トナー残量管理部４３１は、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１以上であるか否かを確認し、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１以上の場合後述するステップＳ１１９から動作し、そうでない場合には、後述するステップＳ１０６の処理に移行する。

上述のステップＳ１１８で、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１以上であると確認された場合には、トナー残量管理部４３１は、フラグＤＹ＝１とし（Ｓ１１９）、さらに、操作表示制御部４４を介して表示部５に、トナーローをユーザに報知するためのメッセージ（例えば、図７に示すように「トナーフソク」等のメッセージ）を表示させ（Ｓ１２０）、後述するステップＳ１０６の処理に移行する。

上述のステップＳ１０４で、フラグＤＹ＝０と判断された場合、トナー残量管理部４３１は、ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１より小さい値であるか否かを確認し（Ｓ１０５）、ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１より小さい場合（ＤＵＴＹ＜ＤＵＴＹ１）には後述するステップＳ１０６から動作し、そうでない場合には上述のステップＳ１１８から動作する。

そして、ステップＳ１０６において、トナー残量管理部４３１は、フラグＴＬ＝０であるか否かを確認し、フラグＴＬ＝０の場合後述するステップＳ１０７から動作し、そうでない場合には後述するステップＳ１１３から動作する。

上述のステップＳ１０６で、フラグＴＬ＝０と確認された場合、トナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１から最新に検出されたＬＯＷ出力時間が閾値（１．１ｓｅｃ）以上であるか否かを確認し（Ｓ１０７）、閾値以上である場合には、カウンタＮをインクリメント（Ｎ＝Ｎ＋１）し（Ｓ１０８）、そうでない場合にはカウンタＮを初期化（Ｎ＝０）する処理（Ｓ１１２）を行う。

そして、ステップＳ１０８でカウンタＮがインクリメントされた場合、トナー残量管理部４３１は、さらに、カウンタＮが閾値（５）以上となっているか否かを確認し（Ｓ１０９）、カウンタＮが閾値以上となっている場合にはフラグＴＬを１に変更（フラグＴＬ＝１）として後述するステップＳ１１１の処理に移行する。

一方上述のステップＳ１０６で、フラグＴＬ＝１と確認された場合、トナー残量管理部４３１は、操作表示制御部４４を介して表示部５に、トナーローをユーザに報知するためのメッセージ（例えば、図７に示すように「トナーフソク」等のメッセージ）を表示させる（Ｓ１１３）。

そして、トナー残量管理部４３１は、印刷ドット数ＤＯＴにＤＯＴ１を加算する処理（ＤＯＴ＝ＤＯＴ＋ＤＯＴ１）を行い（Ｓ１１４）、印刷ドット数ＤＯＴが閾値ＤＯＴＳ以上となっているか否かを確認する（Ｓ１１５）。

印刷ドット数ＤＯＴが閾値ＤＯＴＳ以上の場合、トナー残量管理部４３１は、トナーエンプティを判断し、トナーエンプティをユーザに報知するためのメッセージ（例えば、図８に示すように「トナーガアリマセン」等のメッセージ）を表示させ（Ｓ１１６）、さらに印刷データ処理部４１及び印刷制御部４２を制御して印刷を停止させる（Ｓ１１７）。

ステップＳ１１１では、トナー残量管理部４３１は、印刷データ処理部４１で次の印刷ジョブの処理が開始されるか否かを確認し、次の印刷ジョブがある場合には上述のステップＳ１０１から動作し、そうでない場合には印刷データ処理部４１及び印刷制御部４２を制御して印刷を停止させ（Ｓ１２１）、処理を終了する。

以上のように第１の実施形態のトナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローが検出される前でも、印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上で、かつ、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合には、トナーローをユーザに報知する。そして、トナー残量管理部４３１は、さらにその後、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローを確定し、その後の印刷ドット数ＤＯＴに基づいてトナーエンプティを検出している。

例えば、上述の図６のフローチャートの例で、ＴＬ＝１となる時の現像ユニット２内のトナー残量（デフォルトトナー残量閾値）を３０ｇとし、さらに、ＤＯＴＳとして、Ａ４の用紙に５％の印刷密度で２５０枚印刷した場合に相当する印刷ドット数を適用した場合を想定する。また、このとき、現像ユニット２において、１枚のＡ４の用紙に５％の印刷密度で印刷した場合のトナー消費量（印刷１枚あたりのトナー消費量）が２８ｍｇである場合を想定する。

そして、ＤＵＴＹ１を１０％とし、さらに、現像ユニット２内のトナー残量が、デフォルトトナー残量閾値となるまでに印刷可能な枚数（Ａ４の用紙に５％の印刷密度で印刷した場合に印刷可能な枚数）を、１００００枚とする。言い換えると、以下では、ＴＬ＝１となるまでに印刷可能な枚数（Ａ４の用紙に５％の印刷密度で印刷した場合に印刷可能な枚数）が１００００枚であるものとする。

また、以下では、閾値ＤＴＣ１として、ＴＬ＝１となるまでに印刷可能な枚数の９０％のドット数（Ａ４の用紙に５％の印刷密度で９０００枚印刷した場合に相当する印刷ドット数）とする。尚、ＤＵＴＹについては、Ａ４の用紙の５％印刷可能領域全ドット印刷時のドット数を１００％として、パーセンテージに換算するものとして説明する。

ここでユーザが、平均するとＡ４用紙に２５％の印刷密度で印刷を行っている場合（ＤＵＴＹ＝２５％の場合）を想定する。

この場合、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間だけに基づいてトナーローを検出すると、トナーローの報知後、５０枚印刷（Ａ４用紙に２５％の印刷密度で印刷）した時点でトナーエンプティとなり印刷が停止してしまうことになる。

これに対して、上述の図６のフローチャートに従って処理する場合を以下に想定する。このとき、トナー残量管理部４３１は、ステップＳ１１８で、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１を超えたこと（ＤＹ＝１となったこと）をもってトナーローを検出する場合、トナーローを検出してから、さらに２００枚印刷（Ａ４用紙に２５％の印刷密度で印刷）をした時点で、ＴＬ＝１となる。そして、ＴＬ＝１となってから、さらに、５０枚印刷（Ａ４用紙に２５％の印刷密度で印刷）した時点でトナーエンプティ（ＤＯＴ≧ＤＯＴＳ）となる。すなわち、この場合、上述の図６のフローチャートに従って処理すると、トナー残量管理部４３１は、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１を超えたこと（ＤＹ＝１となったこと）をもってトナーローを報知した後、トナーエンプティとなるまで２５０枚印刷可能であることになる。

次に、ユーザが、平均するとＡ４用紙に５％の印刷密度で印刷を行っている場合（ＤＵＴＹ＝５％の場合）を想定する。この場合、トナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間だけを用いてトナーローを検出する。したがって、この場合、トナー残量管理部４３１は、トナーロー（ＴＬ＝１）を検出してから、トナーエンプティ（ＤＯＴ≧ＤＯＴＳ）となるまでの間に、２５０枚印刷（Ａ４用紙に５％の印刷密度で印刷）することが可能である。

以上のように、トナー残量管理部４３１が、上述の図６のフローチャートにしたがって動作する場合、印刷密度が異なる印刷が行われても、トナーローを報知してからトナーエンプティとなるまでに印刷可能な枚数は同程度に調整される。これにより、ユーザによって印刷する際の印刷密度が異なる場合でも、交換用のトナーカートリッジ１８の調達を計画的に行うことが可能となる。

（Ａ−３）第１の実施形態の効果
第１の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第１の実施形態のプリンタ１（トナー残量管理部４３１）では、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローが検出される前でも、印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上で、かつ、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合には、トナーローをユーザに報知する処理を行っている。これにより、第１の実施形態では、高密度な印刷を行うユーザがプリンタ１を使用する場合であっても、トナーローを報知してからトナーエンプティ（印刷停止）となるまでに印刷可能な枚数を一定量以上とし、トナーローを報知してからトナーエンプティ（印刷停止）となるまでの期間が極端に短くなってしまうことを抑えることができる。

また、プリンタ１（トナー残量管理部４３１）では、上述の通りユーザが平均的な印刷密度で印刷を行う場合（例えば、ＤＵＴＹ＝５％の場合）でも、ユーザが高密度で印刷を行う場合（例えば、ＤＵＴＹ＝２５％の場合）でも、トナーローを報知してからトナーエンプティ（印刷停止）するまでに印刷可能な枚数を同程度に調整することができる。

（Ｂ）第２の実施形態
以下、本発明による画像形成装置の第２の実施形態を、図面を参照しながら詳述する。この実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用した例について説明する。

（Ｂ−１）第２の実施形態の構成
図９は、第２の実施形態のプリンタ１の制御系の構成について示しており、上述の図１と同一又は対応する部分には、同一又は対応する符号を付している。なお、第２の実施形態のプリンタ１のその他の構成については、第１の実施形態と同様に上述の図２〜図５を用いて説明することができる。以下では、第２の実施形態のプリンタ１について第１の実施形態との差異のみを説明する。

第２の実施形態では、トナー残量管理部４３１がトナー残量管理部４３１Ａに置き換わっているが、その他の構成については第１の実施形態と同様である。

第１の実施形態のトナー残量管理部４３１は、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローが検出される前でも、印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上で、かつ、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合には、トナーローをユーザに報知していた。これに対して、第２の実施形態のトナー残量管理部４３１Ａは、「印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上」という要件をはずして、「ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合」に、トナーローをユーザに報知する点で第１の実施形態と異なっている。すなわち、第２の実施形態のトナー残量管理部４３１Ａは、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローが検出される前でも、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合に、トナーローをユーザに報知する。

そして、第２の実施形態のトナー残量管理部４３１Ａでは、閾値ＤＴＣ１に係る設定を保持する設定保持部４３３を備えている。トナー残量管理部４３１Ａは、設定保持部４３３で保持している設定内容に応じて、ドットカウント積算値ＤＴＣと比較する閾値ＤＴＣ１の内容を変動させるものとする。

この実施形態では、例えば、ユーザの操作（例えば、操作部６に対する操作）に応じて、トナー残量管理部４３１Ａが、「通常」、「早目」、「早い」の３段階のいずれかの設定値の入力を受付け、当該設定値を設定保持部４３３に保持させるものとする。そして、トナー残量管理部４３１Ａは、設定保持部４３３が保持する設定値に応じて、閾値ＤＴＣ１に適用する値を変動させるものとする。

例えば、「通常」は、トナーロー検出センサ３１のトナーＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローを検出した場合にトナーローを報知する設定であるものとする。また、「早目」は、例えば、トナーカートリッジ１８の仕様容量の残量２０％までドットカウント積算値ＤＴＣが進んだ場合にトナーローを報知する設定であるものとする。さらにまた、「早い」は、例えば、トナーカートリッジ１８の仕様容量の残量４０％までドットカウント積算値ＤＴＣが進んだ場合にトナーローを報知する設定であるものとする。

尚、設定保持部４３３の設定値「通常」の場合、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づいてトナーローを報知しないように、トナーロー検出センサ３１のトナーＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローを検出するよりも、十分に大きな値をＤＴＣ１として設定することが望ましい。これにより、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づいてトナーロー検出よりも、トナーロー検出センサ３１のトナーＬＯＷ出力時間に基づいてトナーロー検出が必ず先に行われることになる。

以上のように、第２の実施形態のトナー残量管理部４３１Ａは、トナーロー検出センサ３１のＬＯＷ出力時間に基づいてトナーローが検出されるタイミング（トナー残量が第１の閾値以下となったタイミング）又は、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となったタイミング（トナー残量が第２の閾値以下となったタイミング）のいずれか速い方のタイミングで、トナーローをユーザに報知する。そして、第２の実施形態では、上述の通り、閾値ＤＣＴ１（トナー残量が第２の閾値）は、ユーザの操作によって定まるものとなっている。

（Ｂ−２）第２の実施形態の動作
次に、以上のような構成を有する第２の実施形態のプリンタ１（トナー残量管理部４３１Ａ）の動作を図１０のフローチャートを用いて説明する。

図１０のフローチャートでは、第１の実施形態に係る図６のフローチャートと同一の処理を行うステップには同一のステップ番号（符号）が付されている。

上述の通り、第２の実施形態のトナー残量管理部４３１Ａは、「印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上」という要件をはずして、「ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＣＴ１以上となった場合」に、トナーローをユーザに報知する点で第１の実施形態と異なっている。

したがって、図１０のフローチャートでは、印刷密度ＤＵＴＹに係る処理（フラグＤＹに係る処理）が省略されたフローとなっている。具体的には、図１０のフローチャートでは、図６のステップＳ１０４、Ｓ１０５、Ｓ１１９の処理が削除されている。そして、図１０のフローチャートでは、ステップＳ１０３の処理の後にステップＳ１１８の処理（ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１以上であるか否かを確認する処理が）配置されている。そして、図１０のフローチャートにおいては、ステップＳ１１８で、ドットカウント積算値ＤＴＣが閾値ＤＴＣ１以上と判断された場合、ステップＳ１２０のトナーローの報知処理が行われ、ステップＳ１０６の処理に移行する。

（Ｂ−３）第２の実施形態の効果
第２の実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。

第２の実施形態のプリンタ１（トナー残量管理部４３１）では、ユーザの設定に応じて、閾値ＤＴＣ１を変動させるようにしている。これにより、第２の実施形態では、どの程度前にトナーローを報知するかについて、ユーザが選択させ、低印刷密度印刷の場合などにおいて、必要以上に早くトナーローを報知してしまうことを回避することで、ユーザの利便性を向上させることができる。

（Ｃ）他の実施形態
本発明は、上記の各実施形態に限定されるものではなく、以下に例示するような変形実施形態も挙げることができる。

（Ｃ−１）上記の各実施形態では、本発明の画像形成装置をプリンタに適用する例について説明したが、複合機、コピー機、ＦＡＸ等トナー剤を用いるその他の画像形成装置に適用することができる。

（Ｃ−２）上記の各実施形態では、トナーロー検出センサ３１（トナーロー検出機構）を用いてトナーローを検出するタイミングよりも速いタイミングで、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づくトナーローを判断する例について説明したが、逆に所定の条件に応じて、トナーロー検出センサ３１（トナーロー検出機構）を用いてトナーローを検出するタイミングよりも遅いタイミングで、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づくトナーローを判断する構成としてもよい。例えば、所定よりも低い印刷密度で印刷が行われている場合（例えば、ＤＵＴＹが所定よりも少ない場合）には、トナーロー検出センサ３１（トナーロー検出機構）を用いてトナーローを検出しても、トナーローを報知せず、その後にドットカウント積算値ＤＴＣが閾値を超えたタイミングでトナーローを報知するようにしてもよい。印刷密度の低い印刷を行うユーザにとっては、トナーロー検出センサ３１（トナーロー検出機構）でトナーローが検出されるタイミングよりも遅いタイミングの方が、効率的なトナーカートリッジ１８の交換が可能となる場合もあるからである。

（Ｃ−３）第１の実施形態では、印刷密度ＤＵＴＹが閾値ＤＵＴＹ１以上の場合に、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づくトナーローの判断処理を行っているが、印刷密度ＤＵＴＹ以外のその他のトナーの使用状況（消費状況）に基づいて、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づくトナーローの判断処理を行うようにしてもよい。例えば、単位時間あたりのトナーの消費量（例えば、印刷ドット数）が所定以上の場合（例えば、１日あたりのトナー消費量が所定以上の場合）に、ドットカウント積算値ＤＴＣに基づくトナーローの判断処理を行う処理に置き換えるようにしてもよい。

１…プリンタ、２…現像ユニット、３…用紙カセット、４…トレイ、５…表示部、６…操作部、７…ホッピングローラ、８、９…レジストローラ、１０…転写部材、１１…定着ユニット、１１１…バックアップローラ、１１２…ヒートローラ、１３、１４、１５、１６…排出ローラ、１７…露光手段、１８…トナーカートリッジ、１８ａ…メモリ、１８…トナーカートリッジ、１９…トナー貯蔵空間、２０…トナー保持空間、２１…供給部材、２２…現像部材、２３…ブレード、２４…帯電部材、２５…感光ドラム、２６…クリーニングローラ、２７…回転部材、２８…ギヤ、２８ａ…切り欠け部、２９…軸受け、３０…制御基板、３１…トナーロー検出センサ、３１１…センサ、３１１ａ…磁石、３１２…フォトカプラ、３１２ａ…検査光、１００…印刷部、４０…制御部、４１…印刷データ処理部、４２…印刷制御部、４３…消耗品管理部、４３１…トナー残量管理部、４３２…カウンタ、４４…操作表示制御部。

Claims (7)

1. 現像剤像を現像して媒体に転写する画像形成部と、
   前記画像形成部による現像剤の使用状態を判断する判断手段と、
   前記画像形成部内の現像剤の残量が少なくなったことを報知する報知手段と、
   前記判断手段が判断した、現像剤の使用状態に基づいて、前記報知手段による報知のタイミングを変更する制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成部が消費した現像剤の量を算出する算出手段と、
   前記画像形成部内に残っている現像剤量を検出する検出部とをさらに有し、
   前記制御部は、前記判断手段が判断した使用状態に基づき、前記算出手段の算出結果を利用して前記報知手段による報知のタイミングを決定するか、前記検出部の検出結果を利用して前記報知手段による報知のタイミングを決定するかを切替えること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検出部は、前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出し、
   前記制御部は、前記検出部で前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出したタイミングで、前記報知手段による報知を実行させる
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記判断手段が判断した使用状態によっては、前記検出部で前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出する前に、前記算出手段の算出結果が閾値以上となったタイミングで、前記報知手段による報知を実行させることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記判断手段は、前記画像形成部が行った画像形成の密度を判断し、
   前記制御部は、前記判断手段が判断した密度が所定以上の場合、前記検出部で前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出する前に、前記算出手段の算出結果が閾値以上となったタイミングで、前記報知手段による報知を実行させる
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 現像剤像を現像して媒体に転写する画像形成部と、
   前記画像形成部が消費した現像剤の量を算出する算出手段と、
   前記画像形成部内に残っている現像剤量が所定以下となったことを検出する検出部と、
   前記画像形成部内の現像剤の残量が少なくなったことを報知する報知手段と、
   前記検出部で前記画像形成部内に残っている現像剤量が第１の閾値以下となったことを検出したタイミング、又は、前記算出手段の算出結果に基づいて前記画像形成部内に残っている現像剤量が第２の閾値以下となったことを検出したタイミングのうち、より速い発生タイミングで、前記報知手段による報知を実行させる制御手段と
   を有することを特徴とする画像形成装置。
7. ユーザの操作を受付ける操作部をさらに備え。
   前記制御手段は、前記操作部で受付けた操作に応じて、前記第２の閾値を決定する
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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