JP2020095145A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１は、トナーコンテナ８１と、現像部５２と、補給機構と、補給制御部１０１と、検出部６４と、第１算出部１０２と、第２算出部１０３と、第３算出部１０４と、補正部１０５とを備える。補給制御部１０１は、現像部５２にトナーを補給することを所定期間Ｔ１だけ規制するように、補給機構を制御する。検出部６４は、現像部５２内のトナーの量を検出する。第１算出部１０２は、検出部６４の検出結果に基づいて、所定期間Ｔ１におけるトナーの消費量を算出する。第２算出部１０３は、所定期間Ｔ１に実行された印刷ジョブでの印字率の総和を算出する。第３算出部１０４は、トナーの消費量と印字率の総和とに基づいて、トナーの単位印字率当たりの消費量を算出する。補正部１０５は、トナーの単位印字率当たりの消費量に基づいて、トナーの単位印字率当たりの予め定められた消費量を補正する。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１に記載の画像形成装置は、プロセスカートリッジを備える。プロセスカートリッジは、容器と検出部とを含む。検出部は容器内に配置されて、容器内のトナーの残量を検出する。

特開２００１−５１４９０号公報

しかしながら、現像容器のようなトナーコンテナの内部に検知部が配置されない場合がある。この場合、トナーの消費量に基づいてトナーコンテナの残量が算出される。したがって、トナーコンテナの残量を精度よく算出するために、精度良くトナーの消費量を算出することが要求される。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、トナーの消費量を精度良く算出できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、トナーコンテナと、現像部と、補給機構と、補給制御部と、検出部と、第１算出部と、第２算出部と、第３算出部と、補正部とを備える。前記トナーコンテナは、トナーを収容する。前記現像部は、前記トナーを使用して静電潜像を現像する。前記補給機構は、前記現像部にトナーを補給する。前記補給制御部は、前記現像部にトナーを補給することを所定期間だけ規制するように、前記補給機構を制御する。前記検出部は、前記現像部内の前記トナーの量を検出する。前記第１算出部は、前記検出部の検出結果に基づいて、前記所定期間における前記トナーの消費量を算出する。前記第２算出部は、前記所定期間に実行された印刷ジョブでの印字率の総和を算出する。前記第３算出部は、前記トナーの前記消費量と前記印字率の総和とに基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの消費量を算出する。前記補正部は、前記トナーの単位印字率当たりの消費量に基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの予め定められた消費量を補正する。

本発明の画像形成装置によれば精度のよいトナーの消費量を算出することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す図である。 本発明の実施形態に係る現像部の内部構造を示す図である。 本発明の実施形態に係る制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における制御部が実行する処理のフローチャートを示す図である。 本発明の実施形態における算出処理のフローチャートである。 本発明の実施形態における補正処理のフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。実施形態において、Ｘ軸、Ｙ軸、及びＺ軸は互いに直行し、Ｘ軸及びＹ軸は水平方向に平行であり、Ｚ軸は鉛直方向に平行である。

図１を参照して、本発明の実施形態に係る画像形成装置１について説明する。図１は、本発明の実施形態１に係る画像形成装置１を示す図である。実施形態１では、画像形成装置１はカラープリンターである。画像形成装置１は、操作表示部４、給送部１０、搬送部２０、画像形成部３０、トナー供給部８０、排出部９０、及び制御部１００を備える。

操作表示部４は、タッチパネル４１と、操作ボタン４５とを備える。タッチパネル４１は、表示装置４２とタッチセンサー４３とを備える。表示装置４２は種々の画像を表示する。表示装置４２は、例えば液晶表示装置（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ：ＬＣＤ）である。表示装置４２は、「報知部」の一例に相当する。表示装置４２は、トナーの量に関する情報を報知する。タッチセンサー４３はユーザーからの操作を受け付ける。また、操作ボタン４５はユーザーからの操作を受け付ける。

給送部１０は、複数のシートＰを収容するカセット１１を含む。シートＰは、例えば、紙製または合成樹脂製のシートである。給送部１０は、カセット１１から搬送部２０へシートＰを給送する。搬送部２０は、複数の搬送ローラーを含み、画像形成部３０にシートＰを搬送する。画像形成部３０は、トナーを使用してシートＰに画像を形成する。搬送部２０は、画像の形成されたシートＰを排出部９０に搬送する。排出部９０は画像形成装置１の外部にシートＰを排出する。

画像形成部３０は、露光ユニット３１、第１画像形成ユニット３２Ｍ、第２画像形成ユニット３２Ｃ、第３画像形成ユニット３２Ｙ、第４画像形成ユニット３２ＢＫ、中間転写ベルト３３、２次転写ローラー３４、及び定着ユニット３５を含む。

露光ユニット３１は、画像データに基づく光を第１画像形成ユニット３２Ｍ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの各々に照射する。露光ユニット３１は、画像データに基づく光を照射することで、第１画像形成ユニット３２Ｍ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの各々に静電潜像を形成する。第１画像形成ユニット３２Ｍは、静電潜像に基づきマゼンタ色のトナー像を形成する。第２画像形成ユニット３２Ｃは、静電潜像に基づきシアン色のトナー像を形成する。第３画像形成ユニット３２Ｙは、静電潜像に基づきイエロー色のトナー像を形成する。第４画像形成ユニット３２ＢＫは、静電潜像に基づきブラック色のトナー像を形成する。

中間転写ベルト３３の外表面には、４色のトナー像が重畳して転写され、カラートナー像、つまり、カラー画像が形成される。２次転写ローラー３４は、中間転写ベルト３３の外表面に形成されたカラー画像をシートＰに転写する。定着ユニット３５はシートＰを加熱及び加圧して、カラー画像をシートＰに定着させる。

第１画像形成ユニット３２Ｍ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの各々は、感光体ドラム５０、帯電器５１、現像部５２、１次転写ローラー５３、及びクリーナー５４を含む。

感光体ドラム５０は回転軸の回りに回転する。帯電器５１は感光体ドラム５０の周面を帯電する。感光体ドラム５０の周面には、露光ユニット３１によって光が照射され、静電潜像が形成される。

現像部５２は、トナーを使用して静電潜像を現像する。現像部５２は、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像し、感光体ドラム５０の周面にトナー像を形成する。つまり、現像部５２はトナーによって静電潜像を現像する。

１次転写ローラー５３は、感光体ドラム５０の周面に形成されたトナー像を中間転写ベルト３３の外表面に転写する。クリーナー５４は、感光体ドラム５０の周面に残留しているトナーを除去する。

なお、複数の現像部５２は、互いに異なる色のトナーによって静電潜像をそれぞれ現像する。つまり、第１画像形成ユニット３２Ｍの現像部５２〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの現像部５２は、それぞれ、マゼンタ色、シアン色、イエロー色、及びブラック色のトナーによって、第１画像形成ユニット３２Ｍ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの感光体ドラム５０の周面に形成された静電潜像を現像する。その結果、４色のトナー像が形成される。

また、画像形成部３０がシートＰにモノクロ画像を形成する場合は、第４画像形成ユニット３２ＢＫを使用する。第４画像形成ユニット３２ＢＫの動作は、カラー画像を形成する場合の動作と同じである。

トナー供給部８０は、画像形成部３０にトナーを供給する。トナー供給部８０は、複数のトナーコンテナ８１を含む。

複数のトナーコンテナ８１は、互いに異なる色のトナーをそれぞれ収容する。以下、複数のトナーコンテナ８１のうちの１つのトナーコンテナ８１をトナーコンテナ８１Ｍと記載する場合がある。複数のトナーコンテナ８１のうちの１つのトナーコンテナ８１をトナーコンテナ８１Ｃと記載する場合がある。複数のトナーコンテナ８１のうちの１つのトナーコンテナ８１をトナーコンテナ８１Ｙと記載する場合がある。複数のトナーコンテナ８１のうちの１つのトナーコンテナ８１をトナーコンテナ８１ＢＫと記載する場合がある。

トナーコンテナ８１Ｍは、マゼンタ色のトナーを収容する。トナーコンテナ８１Ｃは、シアン色のトナーを収容する。トナーコンテナ８１Ｙは、イエロー色のトナーを収容する。トナーコンテナ８１ＢＫは、ブラック色のトナーを収容する。

本実施形態では、トナーは２成分現像剤である。つまり、２成分現像剤はトナーとキャリア（例えば、磁性キャリア）とを含む。そして、トナーコンテナ８１Ｍ〜トナーコンテナ８１ＢＫは、トナーとキャリアとのうちのトナーを収容する。

また、画像形成装置１は、筐体Ｘと計測部Ｓ１０とを更に備える。筐体Ｘは、給送部１０、搬送部２０、画像形成部３０、トナー供給部８０、排出部９０、及び制御部１００を収容する。筐体Ｘは、空気流入口Ｘ１を有する。

空気流入口Ｘ１から空気が流入する。空気流入口Ｘ１は、筐体Ｘの側面に配置される。具体的には、空気流入口Ｘ１は、給送部１２の近傍に位置する。空気流入口Ｘ１は、例えば、複数の長孔を含む。各長孔は、筐体Ｘの外部と内部とを貫通する。各長孔を介して外部からの空気が筐体Ｘの内部に流入する。

計測部Ｓ１０は、画像形成装置１が設置された環境の温度と画像形成装置１が設置された環境の湿度とのうちの少なくとも一方を計測する。計測部Ｓ１０は、計測値を制御部１００に送信する。具体的には、計測部Ｓ１０は、温度を示す計測値を制御部１００に送信する。また、計測部Ｓ１０は、湿度を示す計測値を制御部１００に送信する。計測部Ｓ１０は、湿度計測部Ｓ１１と温度計測部Ｓ１２とを含む。

湿度計測部Ｓ１１は、湿度（以下、湿度ＨＧと記載する場合がある。）を計測する。具体的には、湿度計測部Ｓ１１は、画像形成装置１が設置された環境の湿度ＨＧを計測する。湿度ＨＧは、空気流入口Ｘ１を介して画像形成部３０の外部から流入した空気の湿度である。湿度計測部Ｓ１１によって計測された湿度ＨＧは、記憶部９５に記憶される。湿度計測部Ｓ１１は、筐体Ｘの内部に位置する。具体的には、湿度計測部Ｓ１１は、筐体Ｘの内部において空気流入口Ｘ１の近傍に位置する。

温度計測部Ｓ１２は、温度（以下、温度ＴＤと記載する場合がある。）を計測する。具体的には、温度計測部Ｓ１２は、画像形成装置１が設置された環境の温度ＴＤを計測する。温度ＴＤは空気流入口Ｘ１を介して画像形成部３０の外部から流入した空気の温度である。温度計測部Ｓ１２によって計測された温度ＴＤは、記憶部９５に記憶される。温度計測部Ｓ１２は、筐体Ｘの内部に位置する。具体的には、温度計測部Ｓ１２は、筐体Ｘの内部において空気流入口Ｘ１の近傍に位置する。また、温度計測部Ｓ１２は、湿度計測部Ｓ１１の近傍に位置する。

制御部１００は、給送部１０、搬送部２０、画像形成部３０、トナー供給部８０、及び排出部９０のような画像形成装置１の各要素を制御する。例えば、制御部１００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）またはＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）のようなプロセッサー、及び記憶部９５を含む。

記憶部９５は、記憶装置を含み、データ及びコンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部９５は、半導体メモリーのような主記憶装置、並びに、半導体メモリー及び／またはハードディスクドライブのような補助記憶装置を含む。記憶部９５は、リムーバルメディアを含んでもよい。

次に、図１及び図２を参照して、現像部５２について説明する。図２は、本発明の実施形態に係る現像部５２の内部構造を示す図である。図２では、第１画像形成ユニット３２Ｍの現像部５２が示される。なお、第２画像形成ユニット３２Ｃ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの現像部５２の構造は、第１画像形成ユニット３２Ｍの現像部５２の構造と同じであり、説明を省略する。

図１に示すように、現像部５２は、第１攪拌部材６０、第２攪拌部材６１、磁気ローラー６２、及び現像ローラー６３を含む。図２に示すように、現像部５２は、検出部６４及び筐体６５を更に含む。なお、図２では、図面の簡略化のため、磁気ローラー６２及び現像ローラー６３を省略している。

筐体６５は、第１攪拌部材６０、第２攪拌部材６１、磁気ローラー６２、現像ローラー６３、及び検出部６４を収容する。筐体６５はトナーを収容する容器としても機能する。筐体６５は仕切壁６６を有する。筐体６５の内部は、仕切壁６６によって第１攪拌室６５ａと第２攪拌室６５ｂとに区画される。筐体６５の内部において、仕切壁６６の両端には、通過路６５ｃ及び通過路６５ｄが形成される。筐体６５には、第１攪拌室６５ａ、通過路６５ｃ、第２攪拌室６５ｂ、及び通過路６５ｄによって、トナーの循環路７５が形成される。

第１攪拌部材６０は第１攪拌室６５ａに配置される。第２攪拌部材６１は第２攪拌室６５ｂに配置される。本実施形態では、第１攪拌部材６０及び第２攪拌部材６１の各々はスクリューである。第１攪拌部材６０及び第２攪拌部材６１の各々は、駆動源（不図示）によって駆動されて回転する。

トナーとキャリアとは、第１攪拌部材６０及び第２攪拌部材６１によって、循環路７５を攪拌されつつ搬送される。そして、トナーとキャリアとは、循環方向Ｄ１〜循環方向Ｄ４に循環路７５を循環する。その結果、トナーとキャリアとのうちのトナーが帯電される。トナーとキャリアとは、第２攪拌部材６１によって磁気ローラー６２に搬送され、更に現像ローラー６３を介して、感光体ドラム５０の周面に付着される。その結果、感光体ドラム５０の周面に形成された静電潜像が現像され、トナー像が形成される。

検出部６４は、現像部５２内のトナーの量を検出する。具体的には、検出部６４は、現像部５２の循環路７５内のトナーの量を検知する。実施形態では、検出部６４は、静電容量を検出するセンサーであり、第１電極６４ａ及び第２電極６４ｂを含む。第１電極６４ａ及び第２電極６４ｂは、それぞれ、第１攪拌室６５ａを形成する２つの壁部のうちの一方及び他方に配置される。２つの壁部は、互いに対向する。つまり、第１電極６４ａと第２電極６４ｂとは、対向する。

検出部６４は静電容量を検出するセンサーであるため、センサー値のレベルが高い程、現像部５２の循環路７５内のトナーの量が多いことを示し、センサー値のレベルが低い程、現像部５２の循環路７５内のトナーの量が少ないことを示す。なお、検出部６４によるトナーの量の検出方法は、特に限定されず、例えば、検出部６４は、透磁率を検出するセンサーまたは光学式のセンサーを含んでいてもよい。

次に、図１と図２とを参照して、現像部５２へのトナーの補給について説明する。現像部５２はトナーの補給口６７を有する。補給口６７は、現像部５２の筐体６５に形成される。補給口６７は、第１攪拌室６５ａの長手方向の中央よりも第１攪拌室６５ａの循環方向Ｄ１の上流において、第１攪拌室６５ａの上方に配置される。

図１に示す画像形成装置１は、第１画像形成ユニット３２Ｍ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの現像部５２に対応する４つの補給機構６９を更に備える。図２に示すように、第１画像形成ユニット３２Ｍに対応する補給機構６９が示される。４つの補給機構６９の各々は、対応する現像部５２にトナーを補給する。第２画像形成ユニット３２Ｃ〜第４画像形成ユニット３２ＢＫの各々に対応する補給機構６９の構成は、第１画像形成ユニット３２Ｍに対応する補給機構６９の構成と同じであり、説明を省略する。

補給機構６９は、現像部５２にトナーを補給する。具体的には、補給機構６９は、補給口６７を介してトナーを現像部５２に補給する。補給機構６９は補給モーター７０及び搬送部材７１を含む。補給モーター７０は、制御部１００から出力される制御信号に基づいて、搬送部材７１を回転させる。例えば、搬送部材７１はスクリューである。搬送部材７１の回転によって、トナーコンテナ８１Ｍに収容されたトナーは、補給口６７に向かって搬送され、補給口６７から落下して循環路７５に補給される。

次に、図３を参照して、制御部１００の構成を説明する。図３は、制御部１００の構成を示すブロック図である。

制御部１００は、補給制御部１０１、第１算出部１０２、第２算出部１０３、第３算出部１０４、補正部１０５、第４算出部１０６、及び、残量算出部１０７を備える。具体的には、制御部１００のプロセッサーは、記憶部９５の記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、補給制御部１０１、第１算出部１０２、第２算出部１０３、第３算出部１０４、補正部１０５、第４算出部１０６、及び、残量算出部１０７として機能する。

補給制御部１０１は補給機構６９を制御する。

また、補給制御部１０１は、現像部５２にトナーを補給することを所定期間（以下、「所定期間Ｔ１」と記載する場合がある。）だけ規制するように、補給機構６９を制御する。所定期間Ｔ１は、本実施形態では、予め設定された時間である。具体的には、補給制御部１０１は、現像部５２にトナーを補給することを所定期間Ｔ１だけ禁止するように、補給機構６９を制御する。

第１算出部１０２は、検出部６４の検出結果に基づいて、所定期間Ｔ１におけるトナーの消費量を算出する。以下、所定期間Ｔ１におけるトナーの消費量を、「トナー消費量Ｃ１」と記載する場合がある。

具体的には、第１算出部１０２は、第１検出値ＤＶ１と第２検出値ＤＶ２とに基づいて、所定期間Ｔ１におけるトナー消費量Ｃ１を算出する。第１検出値ＤＶ１は、所定期間Ｔ１の開始時の現像部５２内において、検出部６４が検出した値を示す。第２検出値ＤＶ２は、所定期間Ｔ１の終了時の現像部５２内において、検出部６４が検出した値を示す。したがって、第１検出値ＤＶ１と第２検出値ＤＶ２との差を算出することで、所定期間Ｔ１におけるトナー消費量Ｃ１を算出できる。この結果、容易にトナー消費量Ｃ１を算出できる。また、本実施形態では、第１算出部１０２は、複数のトナーコンテナ８１毎に、トナー消費量Ｃ１を算出する。

第２算出部１０３は、所定期間Ｔ１に実行された印刷ジョブでの印字率の総和を算出する。以下、所定期間Ｔ１に実行された印刷ジョブでの印字率の総和を「総印字率ＴＡ」と記載する場合がある。本実施形態では、総印字率ＴＡの単位は、「％」である。印字率は、シートＰのうち画像を形成可能な領域の面積に対する画像の形成される領域の面積の比率を示す。印刷ジョブは、１枚以上のシートＰの各々に画像を形成するジョブを示す。

具体的には、所定期間Ｔ１に実行された印刷ジョブによって、Ｋ（Ｋは１以上の整数）枚のシートＰの各々に画像が形成され、Ｋ枚のシートＰの各々における印字率を印字率ＴＡｋ（ｋは１以上Ｋ以下の整数）と記載すると、総印字率ＴＡは、式（１）によって算出される。
ＴＡ＝ＴＡ１＋ＴＡ２＋・・・＋ＴＡｋ・・・式（１）

特に、本実施形態の第２算出部１０３は、シートＰに形成する画像の離散の程度に基づいて、所定期間Ｔ１の期間に実行される印刷ジョブでのシートＰごとの印字率ＴＡｋを算出する。したがって、画像パターンに応じて精度よく印字率ＴＡｋを算出できる。この結果、精度のよい印字率ＴＡｋを算出できる。

例えば、シートＰに形成する画像の離散の程度が大きい程、トナーの消費量が少なくなる。一方、シートＰに形成する画像の離散の程度が小さい程、トナーの消費量が多くなる。したがって、シートＰに形成する画像の離散の程度に応じてシートＰごとの印字率ＴＡｋを算出することで、シートＰごとに精度のよい印字率ＴＡｋを算出できる。また、シートＰごとに精度のよい印字率ＴＡｋを算出できるので、第２算出部１０３は精度のよい総印字率ＴＡを算出できる。また、本実施形態では、第２算出部１０３は、複数のトナーコンテナ８１毎に、総印字率ＴＡを算出する。

第３算出部１０４は、トナー消費量Ｃ１と総印字率ＴＡとに基づいて、トナーの単位印字率当たりの消費量を算出する。以下、トナーの単位印字率当たりの消費量を「単位消費量Ｃ２」と記載する場合がある。

具体的には、単位消費量Ｃ２は式（２）によって算出される。
Ｃ２＝Ｃ１／ＴＡ・・・式（２）

補正部１０５は、単位消費量Ｃ２に基づいて、トナーの単位印字率当たりの予め定められた消費量を補正する。以下、「単位基準消費量Ｃ３」と記載する場合がある。したがって、単位基準消費量Ｃ３を適切に補正できる。この結果、適切に補正された単位基準消費量Ｃ３に基づいて、トナーの消費量を精度よく算出できる。また、本実施形態では、補正部１０５は、複数のトナーコンテナ８１毎に、単位基準消費量Ｃ３を補正する。

すなわち、単位消費量Ｃ２は、トナー消費量Ｃ１だけでなく、総印字率ＴＡに基づいて算出されている。したがって、単位基準消費量Ｃ３は、トナー消費量Ｃ１だけでなく、総印字率ＴＡに基づいて補正されることになる。その結果、単位基準消費量Ｃ３を適切に補正できる。

例えば、トナーの消費量が大きいときには、単位基準消費量Ｃ３を大きくできる。一方、トナーの消費量が小さいときには、単位基準消費量Ｃ３を小さくできる。したがって、適切に補正された単位基準消費量Ｃ３に基づいて、トナーの消費量を精度よく算出できる。特に本実施形態では、補正部１０５は、単位基準消費量Ｃ３の初期値に対して補正を実行する。なお、補正部１０５は、補正後の単位基準消費量Ｃ３に対して補正を実行してもよい。また、本実施形態では、第３算出部１０４は、複数のトナーコンテナ８１毎に、単位消費量Ｃ２を算出する。

第４算出部１０６は、印字率ＴＢと単位基準消費量Ｃ３に基づいて、トナーの消費量を算出する。具体的には、単位基準消費量Ｃ３に印字率ＴＢを掛けることによってトナーの消費量（Ｃ３×ＴＢ）を算出する。本実施形態によれば、総印字率ＴＡに基づいて適切に補正された単位基準消費量Ｃ３によってトナーの量を算出しているため、トナーの消費量を精度良く算出できる。また、本実施形態では、第４算出部１０６は、複数のトナーコンテナ８１毎に、トナーの消費量を算出する。

残量算出部１０７は、トナーコンテナ８１内のトナーの残量を算出する。具体的には、残量算出部１０７は、トナーコンテナ８１に収容されるトナーの量の最大値から、第４算出部１０６によって算出されたトナーの消費量を減算することで、トナーコンテナ８１に収容されたトナーの残量を算出する。本実施形態によれば、第４算出部１０６によって精度良く算出されたトナーの消費量に基づいて、トナーコンテナ８１内のトナーの残量を精度良く算出できる。また、本実施形態では、残量算出部１０７は、複数のトナーコンテナ８１毎に、トナーの残量を算出する。

特に、本実施形態では、トナーコンテナ８１内のトナーの残量を精度良く算出できるため、トナーコンテナ８１の交換時期をユーザーに適切なタイミングで報知できる。例えば、仮に、一時的に画像形成装置１の利用が増加しているにも関わらず、単位基準消費量Ｃ３を補正しない場合、トナーの消費量が少なく算出されて、トナーの残量が実際よりも多く算出される可能性がある。したがって、トナーコンテナ８１の交換が必要の無いときに、トナーコンテナ８１の交換を報知される可能性がある。その結果、本来必要の無いトナーコンテナ８１の交換作業によって、ユーザーの業務効率が低下する可能性がある。

しかし、本実施形態の残量算出部１０７は、精度良くトナーコンテナ８１の残量を算出できるため、適切なタイミングでトナーコンテナ８１の交換時期を適切に報知できる。その結果、ユーザーの業務効率の低下を抑制できる。

特に本実施形態では、制御部１００は、報知部がトナーの量に関する情報を報知するように、報知部を制御する。したがって、報知部は、トナーの量に関する情報を報知する。具体的には、補正部１０５が単位基準消費量Ｃ３を補正した後に、報知部はトナーの量に関する情報を報知する。したがって、補正後の単位基準消費量Ｃ３に基づいて精度よく算出されたトナーの量に関する情報を報知できる。

トナーの量に関する情報は、例えば、トナーコンテナ８１内のトナーの残量を示す情報または、トナーコンテナ８１の交換時期が到来したことを示す情報である。例えば、制御部１００は、トナーコンテナ８１内のトナーの残量が閾値ＴＨＡ以下になったか否かを判定する。そして、制御部１００は、トナーの残量が閾値ＴＨＡ以下になったと判定した場合、報知部がトナーコンテナ８１の交換時期が到来したことを示す情報を報知するように、報知部を制御する。

また、本実施形態の補給制御部１０１は、トナーコンテナ８１内のトナーの残量が閾値ＴＨＢ以下になったか否かを判定する。そして、トナーコンテナ８１内のトナーの残量が閾値ＴＨＢ以下になったことに応じて、補給制御部１０１は、現像部５２にトナーを補給することを所定期間Ｔ１だけ規制するように、補給機構６９を制御する。したがって、トナーコンテナ８１内のトナーの残量をトリガーにして、現像部５２にトナーを補給することを規制する所定期間Ｔ１を開始できる。この結果、単位基準消費量Ｃ３を補正するための期間である所定期間Ｔ１を適切なタイミングで開始できる。

また、補給制御部１０１は、印字率の総和と、印刷枚数と、現像部５２の駆動時間とのうちの少なくとも１つに基づいて、所定期間Ｔ１を決定する。したがって、所定期間Ｔ１を適切な長さに決定できる。この結果、所定期間Ｔ１が、長すぎる所定期間Ｔ１に設定されることを抑制できる。また、所定期間Ｔ１が、短すぎる所定期間Ｔ１に設定されることを抑制できる。

引き続き、図３を参照して、単位基準消費量Ｃ３の算出方法の具体例を挙げながら詳しく説明する。例えば、第１検出値ＤＶ１及び第２検出値ＤＶ２の各々は、電圧（Ｖ）であらわされる。つまり、検出部６４の検出値は、電圧（Ｖ）で表される。また、検出部６４には基準消費量ＳＣが設定される。基準消費量ＳＣは、事前に設定された検出値に対するトナーの消費量を示す。基準消費量ＳＣは、単位電圧当たりのトナーの量（ｇ／Ｖ）によって表される。基準消費量ＳＣは、記憶部９５に記憶される。例えば、補正前の単位基準消費量Ｃ３は、６ｍｇ／％である。

トナー消費量Ｃ１を算出する場合、例えば、第１算出部１０２は、第１検出値ＤＶ１と第２検出値ＤＶ２との差分（ＤＶ１−ＤＶ２）を算出する。そして、第１算出部１０２は、差分（ＤＶ１−ＤＶ２）と基準消費量ＳＣとに基づいて、トナー消費量Ｃ１を算出する。

具体的には、トナー消費量Ｃ１は、式（３）で算出される。
Ｃ１＝ＳＣ×（ＤＶ１−ＤＶ２）・・・式（３）

例えば、ＤＶ１は１．７（Ｖ）であり、ＤＶ２は、１．５（Ｖ）であり、ＳＣが１２．５（ｇ／Ｖ）である場合は、所定期間Ｔ１におけるトナー消費量Ｃ１は、２．５（ｇ）である。

更に例えば、総印字率ＴＡが５００（％）である場合、単位消費量Ｃ２は、５（ｍｇ／％）（＝２．５／５００）、である。

補正部１０５は、例えば、単位消費量Ｃ２の値を、単位基準消費量Ｃ３の値に設定することで、単位基準消費量Ｃ３を補正する。つまり、単位消費量Ｃ２が補正後の単位基準消費量Ｃ３になる。

または、例えば、補正部１０５は、次のようにして単位基準消費量Ｃ３を補正することが好ましい。

すなわち、補正部１０５は、第３算出部１０４によって算出された単位消費量Ｃ２と単位基準消費量Ｃ３との差分値（以下、差分値を差分値Δと記載する場合がある）を算出する。そして、補正部１０５は、差分値Δと差分値Δに対する重み付け係数Ｗとに基づいて、単位基準消費量Ｃ３を補正する。したがって、本実施形態によれば、単位消費量Ｃ２の値を単位基準消費量Ｃ３の値に設定することで単位基準消費量Ｃ３を補正する場合と比較して、単位基準消費量Ｃ３に対して緩やかな変化の補正を実行できる。この結果、単位基準消費量Ｃ３に基づいて第４算出部１０６によって算出されるトナーの消費量が大きく変化することを抑制できる。

具体的には補正後の単位基準消費量Ｃ３は、式（４）で算出される。式（４）では、補正後の単位基準消費量Ｃ３は、「ＣＸ」で表される。また、式（４）の「単位基準消費量Ｃ３」は、本実施形態では、単位基準消費量Ｃ３の初期値を示す。更に式（４）では、重み付け係数Ｗは、「％」で表される。特に式（４）において、（（Ｃ２−Ｃ３）×Ｗ／１００）は、単位基準消費量Ｃ３に対する補正量を示している。
ＣＸ＝Ｃ３＋（（Ｃ２−Ｃ３）×Ｗ／１００）・・・式（４）

例えば、単位基準消費量Ｃ３の初期値が６ｍｇ／％であり、単位消費量Ｃ２が５ｍｇ／％であり、重み付け係数Ｗが２５％である場合、補正後の単位基準消費量Ｃ３は、５．７５ｍｇ／％、である。

更に本実施形態において、補正部１０５は、温度ＴＤと湿度ＨＧとのうちの少なくとも１つの計測値と単位消費量Ｃ２とに基づいて、単位基準消費量ＣＸを補正することが好ましい。この好ましい例では、画像形成装置１が設置された環境の温度ＴＤと湿度ＨＧとのうちの少なくとも１つ影響を軽減できる。以下、温度ＴＤまたは湿度ＨＧに基づく補正を環境補正と記載する。

具体的には、補正部１０５は、温度ＴＤと湿度ＨＧとのうちの少なくとも１つの計測値と単位消費量Ｃ２とに基づいて、環境補正値ＥＶを算出する。環境補正値ＥＶの単位は、例えば、単位基準消費量Ｃ３の単位と同じである。環境補正値ＥＶは、正の値または負の値を取り得る。

環境補正後のＣＸは、次の式（５）で表される。式（５）では、環境補正後のＣＸは、「ＣＹ」として表される。
ＣＹ＝ＣＸ＋ＥＶ・・・式（５）

なお、式（５）と同様にして単位基準消費量Ｃ３の初期値を環境補正して、式（４）の単位基準消費量Ｃ３にしてもよい。

次に、図１〜図４を参照して、制御部１００が実行する処理を説明する。図４は、制御部１００が実行する処理のフローチャートを示す。図４に示す制御部１００が実行する処理は、ステップＳ１０１〜ステップＳ１１７を含む。

ステップＳ１０１において、制御部１００は、トナーの残量が閾値ＴＨＡ以下になったか否かを判定する。トナーの残量が閾値ＴＨＡ以下になった場合（ステップＳ１０１においてＮｏ）、処理はステップＳ１０１を繰り返す。トナーの残量が閾値ＴＨＡ以下でない場合（ステップＳ１０１においてＹｅｓの場合）、処理はステップＳ１０３に進む。

ステップＳ１０１でＹｅｓの場合、ステップＳ１０３において、補給制御部１０１はトナーの残量が閾値ＴＨＢ以下になったことに応じて、現像部５２にトナーを補給することを所定期間Ｔ１だけ禁止するように、補給機構６９を制御する。処理は、ステップＳ１０５に進む。

ステップＳ１０５において、画像形成装置１は、印刷ジョブを実行する。処理は、ステップＳ１０７に進む。

ステップＳ１０７において、補給制御部１０１は、所定期間Ｔ１が経過したか否かを判定する。所定期間Ｔ１が経過しない場合、（ステップＳ１０７においてＮｏ）、処理は、ステップＳ１０５に戻る。所定期間Ｔ１が経過した場合（ステップＳ１０７においてＹｅｓ）、処理はステップＳ１０９に進む。

ステップＳ１０７でＹｅｓの場合、ステップＳ１０９において、制御部１００は算出処理を実行する。算出処理については、図５を参照して後述する。処理は、ステップＳ１１１に進む。

ステップＳ１１１において、制御部１００は、補正処理を実行する。補正処理については、図６を参照して後述する。処理はステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３において、第４算出部１０６は、印字率ＴＢと単位基準消費量Ｃ３に基づいて、トナーの消費量（Ｃ３×ＴＢ）を算出する。処理はステップＳ１１５に進む。

ステップＳ１１５において、残量算出部１０７は、トナーコンテナ８１内のトナーの残量を算出する。処理はステップＳ１１７に進む。

ステップＳ１１７は、制御部１００は、操作表示部４がトナーの量に関する情報を報知するように、操作表示部４を制御する。処理は終了する。

次に、図１〜５を参照して算出処理について説明する。図５は、算出処理のフローチャートである。算出処理は、ステップＳ２０１〜ステップＳ２０９を含む。

ステップＳ２０１において、第１算出部１０２は、第１検出値ＤＶ１と第２検出値ＤＶ２とを検出部６４から取得する。処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０３において、第１算出部１０２は、第１検出値ＤＶ１と第２検出値ＤＶ２とに基づいて、トナー消費量Ｃ１を算出する。トナー消費量Ｃ１は、式（３）で算出される。処理は、ステップＳ２０５に進む。

ステップＳ２０５において、第２算出部１０３は、シートＰに形成する画像の離散の程度に基づいて、所定期間Ｔ１に実行される印刷ジョブでのシートＰごとの印字率ＴＡｋを算出する。処理は、ステップＳ２０７に進む。

ステップＳ２０７において、第２算出部１０３は、総印字率ＴＡを算出する。総印字率ＴＡは、式（１）で算出される。処理は、ステップＳ２０９に進む。

ステップＳ２０９において、第３算出部１０４は、トナー消費量Ｃ１と総印字率ＴＡとに基づいて、単位消費量Ｃ２を算出する。単位消費量Ｃ２は、式（２）で算出される。処理は、図４に示すフローチャートに戻る。

次に、図１〜４と図６とを参照して補正処理について説明する。図６は、補正処理のフローチャートである。補正処理は、ステップＳ３０１〜ステップＳ３１１を含む。

ステップＳ３０１において、補正部１０５は、単位消費量Ｃ２と単位基準消費量Ｃ３との差分値Δを算出する。差分値Δは、式（４）の（Ｃ２−Ｃ３）で算出される。処理はステップＳ３０３に進む。

ステップＳ３０３において、補正部１０５は、差分値Δと差分値Δに対する重み付け係数Ｗとに基づいて、補正値を算出する。補正値は、式（４）の（（Ｃ２−Ｃ３）×Ｗ／１００）で算出される。処理はステップＳ３０５に進む。

ステップＳ３０５において、補正部１０５は、補正値に基づいて単位基準消費量Ｃ３を補正する。単位基準消費量Ｃ３の補正は、式（４）で算出される。処理はステップＳ３０７に進む。

ステップＳ３０７において、補正部１０５は温度ＴＤと湿度ＨＧとのうち少なくとも１つの計測結果を計測部Ｓ１０から取得する。処理はステップＳ３０９に進む。

ステップＳ３０９において、補正部１０５は、計測値に基づいて、環境補正値ＥＶを算出する。処理は、ステップＳ３１１に進む。

ステップＳ３１１において、補正部１０５は、環境補正値ＥＶに基づいて、補正した単位基準消費量ＣＸを補正する。処理は終了する。

以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数、間隔等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の速度、材質、形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１ 画像形成装置
４ 操作表示部（報知部）
５２ 現像部
６４ 検出部
６９ 補給機構
８１ トナーコンテナ
１００ 制御部
１０１ 補給制御部
１０２ 第１算出部
１０３ 第２算出部
１０４ 第３算出部
１０５ 補正部
Ｐ シート
Ｓ１０ 計測部

Claims (8)

1. トナーを収容するトナーコンテナと、
   前記トナーを使用して静電潜像を現像する現像部と、
   前記現像部にトナーを補給する補給機構と、
   前記現像部にトナーを補給することを所定期間だけ規制するように、前記補給機構を制御する補給制御部と、
   前記現像部内の前記トナーの量を検出する検出部と、
   前記検出部の検出結果に基づいて、前記所定期間における前記トナーの消費量を算出する第１算出部と、
   前記所定期間に実行された印刷ジョブでの印字率の総和を算出する第２算出部と、
   前記トナーの前記消費量と前記印字率の総和とに基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの消費量を算出する第３算出部と、
   前記トナーの単位印字率当たりの消費量に基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの予め定められた消費量を補正する補正部と
   を備える、画像形成装置。
2. 前記トナーコンテナ内の前記トナーの残量を算出する残量算出部を更に備え、
   前記補給制御部は、
   前記トナーの残量が閾値以下になったか否かを判定し、
   前記トナーの残量が前記閾値以下になったことに応じて、前記所定期間だけ前記現像部に前記トナーを補給することを禁止するように、前記補給機構を制御する、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１算出部は、第１検出値と第２検出値とに基づいて、前記所定期間における前記トナーの消費量を算出し、
   前記第１検出値は、前記所定期間の開始時に前記検出部によって検出された前記トナーの量を表す値を示し、
   前記第２検出値は、前記所定期間の終了時に前記検出部によって検出された前記トナーの量を表す値を示す、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーの量に関する情報を報知する報知部を更に備え、
   前記報知部は、前記補正部が前記トナーの単位印字率当たりの前記予め定められた消費量を補正した後に、前記トナーの量に関する情報を報知する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記補給制御部は、印字率の総和と、印刷枚数と、前記現像部の駆動時間とのうちの少なくとも１つに基づいて、所定期間を決定する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正部は、
   前記第３算出部によって算出された前記トナーの単位印字率当たりの前記消費量と前記トナーの単位印字率当たりの前記予め定められた消費量との差分値を算出し、
   前記差分値と前記差分値に対する重み付け係数とに基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの前記予め定められた消費量を補正する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第２算出部は、シートに形成する画像の離散の程度に基づいて、前記所定期間に実行される印刷ジョブでのシートごとの印字率を算出する、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置が設置された環境の温度と前記画像形成装置が設置された環境の湿度とのうちの少なくとも一方を計測する計測部を更に備え、
   前記補正部は、前記温度と前記湿度とのうちの少なくとも１つの計測値と前記トナーの単位印字率当たりの消費量とに基づいて、前記トナーの単位印字率当たりの予め定められた消費量を補正する、請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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