JP2016206268A - トナー量判定方法及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像容器内のトナー切れ判定を従来よりも精度良く行う。【解決手段】現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定する判定方法であって、新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いない。【選択図】 図４

Description

本発明は、トナーを用いてシートに画像を形成する画像形成装置であって、特にこの画像形成装置の備える現像装置内のトナー残量切れを検出するトナー量判定方法に関する。

現像剤であるトナーを用いる画像形成装置においては、画像形成が行われる度に現像装置内のトナーが消費される。このため、画像形成によりトナーが消費されて現像装置内のトナー残量が所定以下まで減ったときに、トナー切れを検出してトナー補給の合図をユーザーに行う機構が設けられている。

このトナー切れを検出する方法としては、現像容器内にトナーセンサを用い、このセンサの出力した出力値に基づいてトナー切れを検出する方法が考えられる。例えばトナーが磁性トナーの場合にトナーセンサとして透磁率センサを用い、トナーがセンサの検出面に存在していればＯＮ出力し、検出面に存在しなければＯＦＦ出力を行う。そして、所定時間内（例えば現像装置内の撹拌搬送部材が１周する間の時間）の所定出力回数のうち、ＯＮ出力の回数を１ブロック出力値として算出する。そして、この１ブロック出力値が閾値以下になったときにトナー切れを検出する。

しかし、現像容器内のトナーを撹拌部材によって撹拌搬送する構成では、撹拌によりトナーの剤面が大きく変化するためにトナーセンサによってトナー残量を検知すると検出精度がばらつく。例えば、図８に示すように現像容器１００内のトナー１０１を撹拌部材１０２で撹拌し、トナーの有無をトナーセンサ１０３で検知する場合、図８（ａ）のようにトナー剤面がそれほど変化しなければトナーセンサ１０３は的確にＯＮ出力となる。しかし、図８（ｂ）のように撹拌によりトナーが容器内の一方に偏った場合には、現像容器内にトナーが有るにも関わらずＯＦＦ出力となる。逆に図８（ｂ）に示すように、トナーがトナーセンサ１０３の付近に付着した場合には、現像容器内にトナーが残っていないにも関わらずＯＮ出力となり誤検出を引き起こすことがある。

これを防止するため、特許文献１では、１ブロック出力値を複数回検出し、この複数の１ブロック出力値の移動平均値を算出し、この移動平均値がトナー切れ判定の閾値を下回るか否かでトナー切れを検出する方法が提案されている。移動平均値とは、時系列データにおいて、ある一定区間ごとの平均値を区間をずらしながら求めた値である。ここで、例えば１０点移動平均値であれば、直近１０つの１ブロック出力値の平均値を指す。この方法によれば、１ブロック出力値にノイズが含まれる場合であっても、複数の１ブロック出力値の平均値からトナー切れを検出するため、平均化する１ブロック出力値の数を多くすればトナー切れ検出の結果からある程度ノイズをカットすることが可能となる。

特開２０１２−１６８４３３

しかしながら、前述したように撹拌されるトナー剤面は変化するために誤検出の値（ノイズ）が入る。そして、突発的に入るノイズの影響を緩和するためには、平均値を得るための検出結果を多くとる必要がある。

ここで、ノイズの影響をなくしてトナー切れを的確に判定するために、図８に示したような構成の現像装置を用いて耐久実験を行った結果を示す。実験に用いた装置は略３万４０００枚の画像形成をするとトナー無しとなる装置であり、これを撹拌部材１０２が１回転する間にトナーセンサ１０３が等間隔でトナーの有無を６３回検出する。そして、撹拌部材１０２が１回転する間の検出回数を１ブロックとし、１ブロックあたりのトナー有り検出回数が１５回以下となったときをトナー切れと判定する実験である。

図９（ａ）は、複数ブロックの平均値をとることなく、トナー有無検出において１ブロックの出力値が１５回以下となったときにトナー切れと判定した場合である。この場合は、画像形成が２万８０００枚程度のときにトナー有りが１５回以下となるノイズが発生し、その時点でトナー切れと判断された。しかし、現像容器内にはトナーは多く残っていた。

図９（ｂ）は２０ブロック分の１ブロック出力値の平均値により判定した場合である。２０点平均値ではトナー有無検出のノイズをカットすることができず、やはり２万８０００枚程度のところで発生したノイズによりトナー切れと判定された。

図９（ｃ）は更に検出ブロック数を増やし、４０ブロック分の１ブロック出力値の平均値により判定した場合である。４０点平均になるとトナー有無検出ノイズをカットすることができ、３万４０００枚程度でトナー切れと判定された。

このように、複数ブロック分の検出結果の平均値によりトナー切れを判定する場合、ノイズの影響をなく的確な判定をするためには、数多くの検出結果を得る必要がある。しかし、この場合は数多くの１ブロック出力値の平均値を用いるためにノイズが緩和されると同時に、最新の１ブロック出力値も緩和されてしまう。従って、現像装置内の最新のトナー残量状況がトナー切れ検出の結果に反映されにくい。この場合、本来トナー切れを検出すべきときにトナー切れを検出できず、そのままの状態で画像形成を行うと白抜けなどの画像不良を引き起こすおそれがある。

そこで、本発明の目的は、トナー検出にノイズがあったとしてもトナー切れを的確に、かつ、早期に検出可能なトナー量判定方法及びこれによりトナー切れを判定可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定する判定方法であって、新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いないことを特徴とする。

本発明にあっては、トナー検出にノイズがあったとしても現像容器内のトナー切れを的確に、かつ、遅延することなく判定することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の断面概略図である。 本発明の第１実施形態に係る現像装置のシステム構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る現像装置の断面概略図である。 本発明の第１実施形態に係るトナー切れ検出方法実施時のフローチャートである。 本発明の第１実施形態に係るトナー切れ検出方法の実施結果を示すグラフである。 本発明の第２実施形態に係るトナー切れ検出方法実施時のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るトナー切れ検出方法の実施結果を示すグラフである。 従来技術を説明する図である。 従来技術実施時の実施結果を示す図である。

〔第１実施形態〕
＜画像形成装置＞
以下、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置Ａの全体構成を画像形成時の動作とともに図面を参照しながら説明する。

図１に示すように、画像形成装置Ａはシートにトナー像を転写する画像形成部と、画像形成部へシートを供給するシート給送部と、シートにトナー像を定着する定着部と、を備える。

画像形成部は、感光体ドラム１（像担持体）、帯電ローラ２、レーザスキャナユニット３、現像装置４、転写ローラ５（転写手段）、クリーニングブレード７などを備える。

画像形成に際しては、図２に示すＣＰＵ２０１（制御手段）がプリント信号を発すると、給送ローラ９及び搬送ローラ８によってシート積載部１０に積載収納されたシートが画像形成部に送り出される。

一方、画像形成部においては、高圧電源（不図示）から帯電ローラ２に対して帯電バイアスが印加されることにより、帯電ローラ２と接触する感光体ドラム１の表面が帯電させられる。そして、レーザスキャナユニット３が、内部に備える光源（不図示）からレーザ光を出射し、レーザ光を感光体ドラム１上に照射する。これにより、感光体ドラム１の電位が部分的に低下して画像情報に応じた静電潜像が感光体ドラム１の表面上に形成される。

その後、現像装置４が備える現像スリーブ１５に現像バイアスが印加されることにより、現像スリーブ１５から感光体ドラム１表面に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像が形成される。感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム１と転写ローラ５との間に形成された転写ニップ部に送り込まれる。トナー像が転写ニップ部に到着すると、転写ローラ５にトナーと逆極性の転写バイアスが印加されてトナー像がシートに転写される。

その後、トナー像が転写されたシートは定着装置１１に送られ、加熱・加圧されてトナー像がシートに定着される。その後、シートは排出ローラ１２によって搬送されて排出部に排出される。

＜現像装置＞
次に、現像装置４の全体構成、基本動作について説明する。また、画像形成装置Ａの制御部のうち、特に現像装置４内のトナー切れ検出時の制御と関係する部分の制御部の構成について説明する。

現像装置４は、図３に示すように、現像時に感光体ドラム１表面にトナー像を形成するための現像スリーブ１５、現像スリーブ１５の表面に形成されたトナー層を規制する現像ブレード１６を有する。また、現像に用いるトナーを収容する現像容器１３、現像容器１３に補給するトナーを収容するトナーボトル１４、現像容器１３から現像スリーブ１５へトナーを搬送するトナー搬送部材１７を有する。

現像容器１３の内部には、トナーを撹拌しながらトナー搬送部材１７へトナーを撹拌搬送する回転可能な撹拌部材１８が設けられている。また、トナーボトル１４の内部には、トナーを撹拌しながら現像容器１３へトナーを供給搬送する供給部材１９が設けられている。

また、現像容器１３の内部には、現像装置４内にあるトナーの残量に応じた出力を行うトナーセンサ２０４（トナー検出手段）が設けられている。このトナーセンサ２０４は、本実施形態においては透磁率センサとして説明する。しかし、これに限らずトナーの残量に応じた出力を行うセンサであれば他の方式の例えば光学式のセンサ等であってもよい。また出力方法は、本実施形態ではトナーがセンサの検出面付近に所定以上あるときはＯＮ、検出面付近のトナーが所定より少ないときはＯＦＦを出力するＯＮ／ＯＦＦ出力形式として説明する。しかし、これに限らずアナログ方式の出力方法であってもよい。

また、制御部６は、図２に示すように、ＣＰＵ２０１、メモリ２０２、演算部２０３を備え、表示部２０６、撹拌モータ２０７、トナーセンサ２０４、トナー切れ判定部２０５が接続されている。

トナー切れ検出時において、制御部６は、ＣＰＵ２０１がトナーセンサ２０４の出力した出力値を選択してメモリ２０２に記憶する。また、トナー切れ判定部２０５は、メモリ２０２に記憶されたこの出力値を基にして、現像装置４内のトナー切れを判定する。トナー切れが判定された際は、ＣＰＵ２０１が表示部２０６にトナー切れを表示させる。

＜トナー量判定方法＞
次に、現像装置４内のトナー量を判定してトナー切れを判定する方法について詳しく説明する。

前述したように、透磁率センサなどによりトナー切れを検出する場合、センサの出力時における現像容器内のトナーの剤面の状態によってセンサの出力値が異なってしまう。このため、出力値に誤検出によるノイズが含まれてしまい、トナー切れ検出の結果の精度にばらつきが生じ得る。

本実施形態に係るトナー切れ判定方法は、トナー切れ判定値を算出するにあたり、トナー切れ検出の結果からノイズか否かを判別し、ノイズのない判定値を算出することで現像装置４内のトナー切れを正確に検出するものである。以下、その判定方法を具体例をもって説明する。

本実施形態にあっては、撹拌部材１８の回転に同期してトナーセンサ２０４がトナー有無検出を行う。このトナーセンサ２０４は１０msec間隔でトナー検出を行い、撹拌部材１８が１回転する間に６３回トナー検出を行う。すなわち、撹拌部材１８が１回転する間を１ブロックとし、１ブロックあたり６３回のトナー検出を、ブロック単位で連続して行う。そして、制御部６は６３回の検出のうちのＯＮ出力の回数を１ブロック出力値（ＯＮ出力回数／６３）として算出する。そして、この１ブロック出力値を時系列にメモリ２０２に記憶する。その後、メモリ２０２に記憶された複数の１ブロック出力値のうち、後述の方法によってノイズと判断された１ブロック出力値以外の１ブロック出力値の平均値を算出し、その平均値が閾値である１５／６３以下になったとき、トナー切れ判定部２０５はトナー切れ判定を行う。すなわち、撹拌部材１８が１回転する間の６３回検出のうち、ＯＮ出力（トナー有り検出）平均回数が１５回以下となったときにトナー切れと判定する。

トナー切れを検出する際には、図４のフローチャートに示すように、まず現像装置４が駆動状態にあるか否かを制御部６が確認し（Ｓ１）、駆動状態にあるときに以下の制御を行う。

現像装置４が駆動状態にある場合、まずトナー切れ判定用データから算出されるトナー切れ判定値がメモリ２０２に記憶されているか否かを確認する（Ｓ２）。このトナー切れ判定用データは、トナーセンサ２０４が出力した出力値から算出される１ブロック出力値のうち、後述の方法によってノイズと判断された１ブロック出力値以外の１ブロック出力値を時系列に記憶したものである。そして、この時系列に記憶された１ブロック出力値の平均値がトナー切れ判定値である。

次に、トナー切れ判定値がメモリ２０２に記憶されていない場合、まずはトナー切れ判定用データを形成するため、１ブロック出力値を複数回検出する（Ｓ３）。その後、この複数の１ブロック出力値から演算部２０３が平均値を算出し、この算出された値をトナー切れ判定値としてメモリ２０２に記憶する（Ｓ４）。なお、本実施形態においては、トナー切れ判定用データを形成するために１ブロック出力値を１０回検出する。

次に、トナーセンサ２０４の出力に応じて、最新の１ブロック出力値を検出してメモリ２０２に記憶する（Ｓ５）。次に、この最新の１ブロック出力値と、トナー切れ判定値との差分値の絶対値を算出する（Ｓ６）。

なお、上記ステップＳ２においてトナー切れ判定値が既にメモリ２０２に記憶されていた場合には、改めてトナー切れ判定値を記憶する必要がない。従って、この場合には上記ステップＳ３、Ｓ４を行わず、最新の１ブロック出力値を検出し（Ｓ５）、最新の１ブロック出力値とトナー切れ判定値との差分値の絶対値を算出する（Ｓ６）。

ここで、最新の１ブロック出力値とトナー切れ判定値との差分値の絶対値（以下、単に第１差分値という）が大きい場合、この最新の１ブロック出力値は、現像装置４内のトナー残量が急激に変化したことを意味する。この場合、この最新の１ブロック出力値はノイズである可能性が高い。従って、次のステップとして、この第１差分値が閾値以上か否かを判断する（Ｓ７）。なお、本実施形態においてこの閾値は５／６３とする。例えば、それまでの出力平均値が１８／６３であったとき、最新ブロック出力値が１０／６３であったとする。この場合、両者の間の第１差分値は８／６３となり、前記閾値以上の変化となっているため、これはノイズと判断する。このように、最新のブロック出力値をそれまでの出力平均値と比較することにより、最新の検出結果がノイズか否かを判別するものである。

第１差分値が閾値の５／６３より小さい場合、この最新の１ブロック出力値は、現像装置４内のトナー残量が緩やかに変化したことを意味する。このため、この最新の１ブロック出力値はノイズではなく、正しい値である可能性が高い。従って、この場合には最新の１ブロック出力値（検出値）Ｒaをトナー切れ判定用データに加えて平均値を算出し、トナー切れ判定用データＡnを更新する（Ｓ８）。そして、更新されたトナー切れ判定用データＡnをメモリ２０２に記憶する（Ｓ１０）。

ここで、トナー切れ判定値としては、検出した全ての１ブロック出力値の平均値を算出して使用することも可能である。しかし、その場合は平均値を算出するためのデータ数が多くなってしまう。そこで、直近の所定数の１ブロック出力値の平均値を算出するのが好ましい。これにより、トナー切れ判定値を算出する際に平均化する１ブロック出力値の数が少なくなり、かつ、現像装置４内の最新のトナー残量状況がトナー切れ判定値やトナー切れ検出の結果に反映されやすくなる。

また、直近の所定数の１ブロック出力値の平均値として、移動平均値を用いるとさらに好ましい。現像装置４内の最新のトナー残量状況がトナー切れ判定値やトナー切れ検出の結果に更新されて反映されやすいためである。

一方、この第１差分値が閾値の５／６３以上の場合、上記の通り最新の１ブロック出力値はノイズである可能性が高い。従って、この最新の１ブロック出力値をトナー切れ判定用データに加えると、ノイズがトナー切れ検出の結果に反映されてしまう。

そこで本実施形態に係るトナー切れ検出方法は、第１差分値が閾値の５／６３以上のときには、最新の１ブロック出力値Ｒaをトナー切れ判定用データに加えない。その代わりに、その時点でのトナー切れ判定値（最新ブロック以前の所定ブロックの１ブロック出力値の平均値である検出平均値Ａn）を最新の１ブロック出力値としてトナー切れ判定用データに新たに加え、最新ブロックを含む所定ブロックの平均値とする（Ｓ９）。そして、その値を更新されたトナー切れ判定値Ａnとしてメモリに格納する（Ｓ１０）。

なお、最新の１ブロック出力値をノイズと判断したとき、前記のようにその時点でのトナー切れ判定値（検出平均値Ａn）を最新の１ブロック出力値と置き換えてトナー切れ判定用データに新たに加えず、単に最新の１ブロック出力値を削除することも可能である。しかし、トナー切れ判定値がトナー切れ判定用データに記憶された１ブロック出力値の平均値から算出され、このトナー切れ判定値を基にトナー切れ判定を行う。このため、現在の現像装置４内のトナー残量をより正確にトナー切れ検出結果に反映するためには、その時点でのトナー切れ判定値を最新の１ブロック出力値と置き換えてトナー切れ判定用データに新たに加える方が好ましい。

次に、最新の１ブロック出力値を加えて新たに平均値が算出されたトナー切れ判定値がトナー切れ判定の閾値である１５／６３以下か否かを判断する（Ｓ１１）。ここで、トナー切れ判定値が閾値である１５／６３以下のとき、トナー切れ判定部２０５はトナー切れを判定し、この情報を判定制御部６に送信する（Ｓ１２）。その後、現像装置４は停止され、表示部２０６にトナー切れの表示を行う（Ｓ１３）。

一方、トナー切れ判定値がトナー切れ判定の閾値である１５／６３より上のときはトナー切れ状態にないと判断し、現像装置４はトナー切れ検出動作を新たに上記ステップＳ１から行う。

前述したように、本実施形態にあっては、トナー切れ判定値として、最新ブロックを含む所定ブロックの１ブロック出力値の平均値を用いる。そして、その平均値は、最新ブロックの１ブロック出力値Ｒaが、最新ブロック以前の所定ブロックの１ブロック出力値の平均値（検出平均値）と比較し、両者が閾値以上相違するときは、前記最新ブロックの出力値として前記値Ｒaに代えて検出平均値を用いて算出した平均値を用いる。これにより、検出ノイズを除去して的確なトナー切れを判別することが可能となるものである。

図５は前述した実験装置により本実施形態のトナー切れ判定方法で現像装置４内のトナー切れ検出を行った結果である。このグラフでは、縦軸がトナー切れ判定値を、横軸には画像形成装置Ａの画像形成枚数を表す。このグラフに示すように、上記方法でトナー切れ検出を行った結果、検出結果からノイズを殆どカットすることができ、設定された３万４０００枚程度の画像形成でトナー切れと的確に判定された。

〔第２実施形態〕
次に、本発明に係るトナー量判定方法を用いてトナー切れ判定を行う画像形成装置Ａの第２実施形態について図を用いて説明する。上記第１実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

第１実施形態においては、トナー切れ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値の絶対値から、最新の１ブロック出力値がノイズであるか否かを判断した。一方、本実施形態に係るトナー切れ検出方法は、トナー切れ判定用データの他にノイズ判定用データを記憶し、このノイズ判定用データから算出されるノイズ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値から最新の１ブロック出力値がノイズか否かを判定する。ここで、ノイズ判定値とは１ブロック出力値がノイズか否かにかかわらず連続した所定ブロックにおける１ブロック出力値の平均値である。

このトナー切れ検出方法は、図６のフローチャートに示すように、まず現像装置４が駆動状態にあるか否かを制御部６が確認し（Ｓ１０１）、駆動状態にあるときに以下の制御を行う。

現像装置４が駆動状態にある場合、まずノイズ判定用データから算出されるノイズ判定値Ａnがメモリ２０２に記憶されているか否かを確認する（Ｓ１０２）。このノイズ判定用データは、トナーセンサ２０４が出力した出力値から算出される全ての１ブロック出力値を、時系列に記憶したものでもよいが、本実施形態では過去１０ブロックの出力値である。そして、この時系列に記憶された１ブロック出力値の１０ブロックの移動平均値がノイズ判定値（出力手段により出力された出力値の平均値）である。

次に、ノイズ判定値がメモリ２０２に記憶されていない場合、まずはノイズ判定用データを形成するため、１ブロック出力値を複数回検出する（Ｓ１０３）。その後、この複数の１ブロック出力値から演算部２０３が平均値を算出し、この算出された値をノイズ判定値としてメモリ２０２に記憶する（Ｓ１０４）。なお、本実施形態においては、ノイズ判定用データを形成するために１ブロック出力値を連続して１０回検出する。

次に、トナーセンサ２０４の出力に応じて、最新の１ブロック出力値Ｒaを検出してメモリ２０２に記憶する（Ｓ１０５）。次に、この最新の１ブロック出力値Ｒaと、ノイズ判定値との差分値の絶対値を算出する（Ｓ１０６）。

なお、上記ステップＳ１０２においてノイズ判定値が既にメモリ２０２に記憶されていた場合には、改めてノイズ判定値を記憶する必要がない。従って、この場合には上記ステップＳ１０３、Ｓ１０４を行わず、最新の１ブロック出力値を検出し（Ｓ１０５）、最新の１ブロック出力値とノイズ判定値との差分値の絶対値を算出する（Ｓ１０６）。

この最新の１ブロック出力値Ｒaとノイズ判定値との差分値の絶対値（以下、単に第２差分値という）が大きい場合、この最新の１ブロック出力値は、現像装置４内のトナー残量が急激に変化したことを意味する。この場合、この最新の１ブロック出力値はノイズである可能性が高い。従って、次のステップとして、第２差分値が閾値である５／６３以上か否かを判断する（Ｓ１０７）。これにより、最新の１ブロック出力値がノイズか否かを判断することができる。

ここで、トナー切れ判定値ではなく、ノイズ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値の絶対値からノイズを判定することによって以下の利点がある。すなわち、トナー切れ判定値は、検出された１ブロック出力値のうち、ノイズと判断された１ブロック出力値以外の１ブロック出力値の平均値である。そして、このノイズか否かの判断は、その判断時点でのトナー切れ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値から、現像容器１３内のトナー残量が急激に変化したと判断される場合に、その最新の１ブロック出力値を一律にノイズと判断するものである。

従って、トナー切れ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値の絶対値からノイズを判定する場合において、最新の１ブロック出力値がノイズと判断されたとき、例えばそれがトナー剤面の態様から誤出力されたのではなく、実際にトナーが急激に消費されてトナー残量が急激に変化したときであっても、ノイズと判断されてしまう。この場合、トナーはその後も消費され続けるため、トナー切れ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値の絶対値が大きくなり続ける。そうすると、その後の最新の１ブロック出力値が全てノイズと判断されてしまう。

他方、ノイズ判定値は前述のように１ブロック出力値がノイズか否かにかかわらず連続した所定ブロックにおける１ブロック出力値の平均値であるため、トナーが急激に消費されてトナー残量が急激に変化した場合には、これに応じて変化していく。したがって、ノイズ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値からノイズを判定する場合には、トナー切れ判定値と最新の１ブロック出力値との差分値からノイズを判定する場合のような不都合を防止することができるという利点がある。

次に、第２差分値が閾値の５／６３より小さい場合、この最新の１ブロック出力値は、現像装置４内のトナー残量が緩やかに変化したことを意味する。このため、この最新の１ブロック出力値はノイズではなく、正しい値である可能性が高い。従って、この場合には最新の１ブロック出力値をトナー切れ判定用データに加える（Ｓ１０８）。なお、ノイズ判定用データには、検出される全ての１ブロック出力値が加えられるため、この最新の１ブロック出力値は当然ノイズ判定用データにも加えられる。

一方、前記差分値が閾値の５／６３以上の場合、最新の１ブロック出力値はノイズである可能性が高い。従って、この最新の１ブロック出力値をトナー切れ判定用データに加えると、ノイズがトナー切れ検出の結果に反映されてしまう。

そこで本実施形態に係るトナー切れ検出方法は、第２差分値が閾値の５／６３以上のときには、最新の１ブロック出力値をトナー切れ判定用データに加えない。その代わりに、その時点でのノイズ判定値を最新の１ブロック出力値としてトナー切れ判定用データに新たに加える（Ｓ１０９）。なお、ノイズ判定用データには、検出される１ブロック出力値が加えられるため、ノイズである最新の１ブロック出力値もノイズ判定用データに加えられる。

次に最新の１ブロック出力値を加えたノイズ判定用データを用いて平均値を算出し（Ｓ１１０）、新たなノイズ判定用データとして更新する。

なお、ノイズと判断された最新の１ブロック出力値を単に削除することも可能である。しかし、トナー切れ判定値がトナー切れ判定用データに記憶された１ブロック出力値の平均値から算出され、このトナー切れ判定値を基にトナー切れ判定を行う。このため、現在の現像装置４内のトナー残量をより正確にトナー切れ検出結果に反映するためには、その時点でのノイズ判定値を最新の１ブロック出力値と置き換えてトナー切れ判定用データに新たに加える方が好ましい。

次に、トナー切れ判定用データに１ブロック平均値が所定数以上記憶されているか否かを判断する（Ｓ１１１）。なお、本実施形態においてはこの所定ブロック数を１０とする。ここで、トナー切れ判定用データに１０ブロック以上の１ブロック出力値記憶されていない場合、トナー切れ判定用データに１ブロック出力値をさらに記憶するため、上記ステップ１０１に戻って同様の動作を再度行う。

一方、トナー切れ判定用データに１０ブロック以上の１ブロック出力値が記録されている場合、トナー切れ判定用データに記憶された複数の１ブロック出力値の平均値を算出して更新し、新たなトナー切れ判定値としてメモリ２０２に記憶する（Ｓ１１２）。

ここで、トナー切れ判定値としては、トナー切れ判定用データ中の全ての１ブロック出力値の平均値を算出することも可能である。しかし、直近の所定数の１ブロック出力値の平均値を算出するのが好ましい。これにより、トナー切れ判定値を算出する際に平均化する１ブロック出力値の数が少ないため、現像装置４内の最新のトナー残量状況がトナー切れ判定値やトナー切れ検出の結果に反映されやすい。

また、直近の所定数の１ブロック出力値の平均値として、移動平均値を算出するとさらに好ましいのも第１実施形態の場合と同様である。現像装置４内の最新のトナー残量状況がトナー切れ判定値やトナー切れ検出の結果に反映されやすいためである。

次に、新たに算出されたトナー切れ判定値Ｂnがトナー切れ判定の閾値である１５／６３以下か否かを判断する（Ｓ１１３）。ここで、トナー切れ判定値が閾値である１５／６３以下のとき、トナー切れ判定部２０５はトナー切れと判定し、この情報を制御部６に送信する（Ｓ１１４）。その後、現像装置４は停止され、表示部２０６にトナー切れの表示を行う（Ｓ１１５）。

一方、トナー切れ判定値がトナー切れ判定の閾値である１５／６３より上のとき、トナー切れ状態ではないため、現像装置４は再度トナー切れ検出動作を行うべく、新たに上記ステップ１０１を開始する。

本実施形態にあっては、トナー切れ判定値として、最新ブロックを含む所定ブロックの１ブロック出力値の平均値を用いる。そして、その平均値は、最新ブロックの１ブロック出力値Ｒaが、最新ブロック以前の所定ブロックの１ブロック出力値の平均値（検出平均値）と比較し、両者が閾値以上相違するときは、前記最新ブロックの出力値として前記値Ｒaに代えて検出平均値を用いて算出した平均値を用いる。このとき、本実施形態では検出平均値としてノイズか否かにかかわらず、最新ブロックを含む所定ブロックの検出値の平均値を用いる。これにより、急激にトナーが消費された場合でもトナー切れを的確に判定することが可能となる。

図７は前述した実験装置により本実施形態のトナー切れ判定方法で現像装置４内のトナー切れ検出を行った結果である。このグラフでは、縦軸がトナー切れ判定値を、横軸には画像形成装置Ａの画像形成枚数を表す。このグラフに示すように、上記方法でトナー切れ検出を行った結果、検出結果からノイズを殆どカットすることができ、設定された３万４０００枚程度の画像形成でトナー切れと的確に判定された。

１…感光体ドラム
２…帯電ローラ
３…レーザスキャナユニット
４…現像装置
５…転写ローラ
６…制御部
７…クリーニングブレード
８…搬送ローラ
９…給送ローラ
１０…シート積載部
１１…定着装置
１２…排出ローラ
１３…現像容器
１４…トナーボトル
１５…現像スリーブ
１６…現像ブレード
１７…トナー搬送部材
１８…撹拌部材
１９…供給部材
２０１…ＣＰＵ
２０２…メモリ
２０３…演算部
２０４…トナーセンサ
２０５…トナー切れ判定部
２０６…表示部
２０７…撹拌モータ
Ａ…画像形成装置

Claims (23)

1. 現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定する判定方法であって、
   新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いないことを特徴とするトナー量判定方法。
2. 前記トナー量の状態の判定は、前記判定値を所定回数取得した平均値により行うことを特徴とする請求項１記載のトナー量判定方法。
3. 前記所定の関係は、前記新たに取得した前記判定値を前記平均値と比較することにより決定することを特徴とする請求項２記載のトナー量判定方法。
4. 前記新たに取得した前記判定値が前記平均値と比較して所定レベル以上異なる場合に前記所定の関係にあると決定することを特徴とする請求項３に記載のトナー量判定方法。
5. 前記平均値が所定値以下となった場合にトナー切れと判定することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載のトナー量判定方法。
6. 前記平均値は、移動平均により更新されることを特徴とする請求項２乃至請求項５のいずれか１項に記載のトナー量判定方法。
7. 前記新たに取得した前記判定値が前記所定の関係となる場合に、前記新たに取得した前記判定値に代えて前記平均値を判定値として用いることを特徴とする請求項２乃至請求項６のいずれか１項に記載のトナー量判定方法。
8. 現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定する判定方法であって、
   新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いることを特徴とするトナー量判定方法。
9. 前記所定の関係は、前記所定の関係とならない場合を含む前記判定値を所定回数取得した平均値と前記新たに取得した前記判定値を比較することにより決定することを特徴とする請求項８記載のトナー量判定方法。
10. 前記新たに取得した前記判定値が前記平均値と比較して所定レベル以上異ならない場合に前記所定の関係にあると決定することを特徴とする請求項９記載のトナー量判定方法。
11. 前記新たに取得した前記判定値が前記所定の関係とならない場合に、前記新たに取得した前記判定値に代えて前記平均値を前記判定値として用いることを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のトナー量判定方法。
12. トナーを収容する現像容器と、前記現像容器内のトナーを撹拌するために回転可能な撹拌部材とを備える現像装置を用い、像担持体に形成した像をトナーにより現像して画像を形成する画像形成装置において、
    前記現像容器内のトナーを検出するトナー検出手段と、
    前記トナー検出手段の検出結果により前記現像容器内のトナー量を判定する判定制御部と、
    を有し、
    前記判定制御部は、
    前記現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定し、
    新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いないことを特徴とする画像形成装置。
13. 前記判定値は、前記撹拌部材が１回転する間の前記トナー検出手段の検出結果に基づく値であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記トナー量の状態の判定は、前記判定値を所定回数取得した平均値により行うことを特徴とする請求項１２または請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記所定の関係は、前記新たに取得した前記判定値を前記平均値と比較することにより決定することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記新たに取得した前記判定値が前記平均値と比較して所定レベル以上異なる場合に前記所定の関係にあると決定することを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 前記平均値が所定値以下となった場合にトナー切れと判定することを特徴とする請求項１４乃至請求項１６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
18. 前記平均値は、移動平均により更新されることを特徴とする請求項１４乃至請求項１７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
19. 前記新たに取得した前記判定値をトナー量の状態の判定に用いない場合に、前記新たに取得した前記判定値に代えて前記平均値を判定値として用いることを特徴とする請求項１４乃至請求項１８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
20. トナーを収容する現像容器と、前記現像容器内のトナーを撹拌するために回転可能な撹拌部材とを備える現像装置を用い、像担持体に形成した像をトナーにより現像して画像を形成する画像形成装置において、
    前記現像容器内のトナーを検出するトナー検出手段と、
    前記トナー検出手段の検出結果により前記現像容器内のトナー量を判定する判定制御部と、
    を有し、
    前記判定制御部は、
    前記現像容器内のトナー量の検出を所定回数行なった結果を判定値として用いて前記現像容器内のトナー量の状態を判定し、
    新たに取得した前記判定値が既に取得している判定値と比較して所定の関係となる場合は、当該新たに取得した判定値を前記現像容器内のトナー量の状態の判定に用いることを特徴とする画像形成装置。
21. 前記所定の関係は、前記所定の関係とならない場合を含む前記判定値を所定回数取得した平均値と前記新たに取得した前記判定値を比較することにより決定することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
22. 前記新たに取得した前記判定値が前記平均値と比較して所定レベル以上異ならない場合に前記所定の関係にあると決定することを特徴とする請求項２１に記載の画像形成装置。
23. 前記新たに取得した前記判定値が前記所定の関係とならない場合に、前記新たに取得した前記判定値に代えて前記平均値を前記判定値として用いることを特徴とする請求項２１または請求項２２に記載の画像形成装置。