JP2020100075A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】配送タイミングの誤差を抑制する画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、画像形成に用いられる消耗品を備える。画像形成装置は、消耗品の使用量の累積値及び残量を検知する使用量検知部３０２と、使用量検知部３０２が検知した残量に基づいて、消耗品の使用可能な期間を予測する予測部３０５と、予測部３０５が予測した使用可能な期間が所定の日数閾値より小さい場合、消耗品の配送要求を促すための配送要求信号を生成する判定部３０６と、を備える。画像形成装置は、画像形成装置の使用開始から所定の条件が成立する間、判定部３０６による配送要求信号の生成処理を行わない。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置等の装置における消耗品の管理技術に関する。

画像形成装置は、紙等の記録材に画像を形成して出力する。このような画像形成装置には、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、インクジェット方式のプリンタ、或いはこれらの装置に画像読取機能を付加した複合機がある。画像形成装置は、トナー、インク、紙等を用い、画像形成にかかわる部品（感光体等）により画像を形成する。トナー、インク、紙等は、画像形成により消費される消耗品である。感光体等は、画像形成時にトナーやインクによる汚染や摺擦部の摩耗が進行することで、本来の性能を発揮できなくなる消耗品である。感光体等の消耗品には、部品寿命が設けられる。画像形成装置は、消耗品が消費され尽くしたり、部品が部品寿命に到達することで正常な画像形成に影響がでる。

画像形成装置を安定して稼働させるために、以下のようなことが行われている。即ち、画像形成装置は、消耗品が消費され尽くしたり、部品の部品寿命に到達する前に、ユーザに対して交換用の消耗品の準備を通知する。ユーザは、この通知に応じて消耗品を調達し、消耗品の補充や交換（以下、単に「交換」という。）が必要になったタイミングで速やかに消耗品を交換する。特許文献１は、消耗品の調達に関する消耗品管理システムの技術を開示する。このシステムは、消耗品の予測残量と消耗品の配送に要する日数とから決定する基準残量（閾値）を、消耗品の実際の残量が下回ったときに消耗品の配送依頼を行う画象形成装置を備える。予測残量は、ユーザの過去の消耗品の使用履歴に基づいて算出される。

特開２０１７−３７５９６号公報

ユーザの過去の消耗品の使用履歴に基づいて将来の需要予測（予測残量）を算出する場合、使用履歴から得られた数理モデルに需要予測を当てはめることが一般的である。しかし、画像形成装置が設置された初期は、２つの要因から需要予測に生じる誤差が大きくなる。１つ目の要因は、設置初期にユーザの通常使用とは異なる使い方である。ユーザの通常使用とは異なる使い方は、例えば、設置準備作業に伴うテスト出力や、設置直後のユーザにとって目新しく好奇心を喚起することによる使用機会の増加である。２つ目の要因は、数理モデルに当てはめる過去の使用履歴（履歴データ）の数が少ないために、新たな履歴データが得られたときのデータに含まれる誤差の影響が大きいことである。

これらの理由で設置初期の需要予測の誤差が原因で配送タイミングに誤差が生じてしまう。その結果、本来消耗品の交換が必要になるタイミングよりも早い時期に消耗品が配送されてしまう可能性がある。これにより、ユーザは、新たに配送された消耗品の在庫管理を長く行う必要がある。

本発明は、上記のような問題に鑑み、配送タイミングの誤差を抑制することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、画像形成に用いられる消耗品を備える画像形成装置であって、前記消耗品の使用量の累積値及び残量を検知する使用量検知手段と、前記使用量検知手段が検知した前記残量に基づいて、前記消耗品の使用可能な期間を予測する予測手段と、前記予測手段が予測した前記使用可能な期間が所定の第１閾値より小さい場合、前記消耗品の配送要求を促すための配送要求信号を生成する判定手段と、を備え、前記判定手段は、前記画像形成装置の使用開始から所定の条件が成立する間、前記配送要求信号を生成しないことを特徴とする。

本発明によれば、配送タイミングの誤差を抑制できる。

画像形成装置の構成図。 トナーの補給動作の説明図。 コントローラの説明図。 使用量検知部の動作を表すフローチャート。 予測部の動作を表すフローチャート。 判定部の動作を表すフローチャート。 配送要求信号に応じた画面の例示図。 コントローラの変形例の説明図。 予測部の動作を表すフローチャート。

本発明の画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。

（画像形成装置の構成）
図１は、本実施形態の画像形成装置の構成図である。本実施形態の画像形成装置には、電子写真方式、オフセット印刷方式、インクジェット方式等の種々の方式が適用可能である。ここでは、電子写真方式を用いた画像形成装置１０１について説明する。

画像形成装置１０１は、４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応する複数の画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋが、中間転写ベルト１に沿って配置される中間転写タンデム方式である。符号末尾の、Ｙはイエロー、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｋはブラックを表す。なお、以下の説明において、色別に説明する必要が無い場合は、符号末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。画像形成部１１０Ｙはイエローのトナー像を形成し、画像形成部１１０Ｍはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部１１０Ｃはシアンのトナー像を形成し、画像形成部１１０Ｋはブラックのトナー像を形成する。各色のトナー像は、画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋから中間転写ベルト１に重畳するように転写される。中間転写ベルト１は、紙搬送部１５０により搬送される記録材Ｓにトナー像を転写することで、記録材Ｓに画像を形成する。記録材Ｓに転写されたトナー像は定着器１５８により記録材Ｓに定着される。

紙搬送部１５０による記録材Ｓの搬送処理について説明する。記録材Ｓは、記録材収納部１５１に収納されており、リフトアップ部１５２上に積載される。記録材Ｓは、給紙ローラ１５３により記録材収納部１５１から給紙搬送パス１５４へ給紙される。給紙動作は、画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの画像形成のタイミングに応じて開始される。記録材Ｓは、給紙搬送パス１５４をレジストローラ１５５まで搬送される。レジストローラ１５５は、搬送方向に対する記録材Ｓの斜行補正を行い、搬送を再開するタイミングを調整して記録材Ｓを二次転写部へ搬送する。二次転写部は、対向して配置された２つの転写部材である二次転写内駆動ローラ２及び二次転写外駆動ローラ１５６により構成される転写ニップ部である。二次転写部は、所定の加圧力と静電的負荷バイアスが付与されることで、中間転写ベルト１から記録材Ｓへトナー像の転写を行う。

記録材Ｓが二次転写部まで搬送されるタイミングにあわせて、トナー像を二次転写部まで搬送する画像形成プロセスについて説明する。画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋは、形成するトナー像の色が異なるのみであり、同様の構成により同様の動作を行う。以下に、画像形成部１１０Ｙの構成及び動作について説明し、他の画像形成部１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋの説明については省略する。

トナー像形成部としての画像形成部Ｙは、像担持体である感光体１１１、帯電器１１２、現像器１１４、一次転写ローラ１１５、及び感光体クリーナ１１６を備える。画像形成部Ｙの近傍には、レーザ及びポリゴンミラー補正系レンズを含むスキャナユニット１１７が設けられる。感光体１１１は、ドラム形状であり、矢印ｍ方向に回転する。帯電器１１２は、感光体１１１の表面を一様に帯電する。スキャナユニット１１７は、形成する画像を表す画像ピクセル情報（画像を構成する各画素の位置等の情報）に応じて変調したレーザ光を、感光体１１１の帯電された表面（露光部１１３）に照射する。これにより感光体１１１の表面に画像ピクセル情報に応じた静電潜像が形成される。現像器１１４は、感光体１１１上に形成された静電潜像を、静電帯電したイエローのトナー（現像剤）により現像する。これにより感光体１１１上にイエロートナー像が形成される。同様に、画像形成部Ｍの感光体にはマゼンタのトナー像が形成され、画像形成部Ｃの感光体にはシアンのトナー像が形成され、画像形成部Ｋの感光体にはブラックのトナー像が形成される。

一次転写ローラ１１５は、所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが付与されることで、中間転写ベルト１上に感光体１１１からイエローのトナー像を転写する。転写後に感光体１１１上に残った転写残トナーは、感光体クリーナ１１６により回収される。感光体１１１は、転写残トナーの回収により次の画像形成に備える。同様に、画像形成部Ｍの感光体に形成されたマゼンタのトナー像、画像形成部Ｃの感光体に形成されたシアンのトナー像、及び画像形成部Ｋの感光体に形成されたブラックのトナー像が、順次、イエローのトナー像に重畳して中間転写ベルト１に転写される。

以上のように、各色の画像形成プロセスが、画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋにより並列に行われる。各画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋで行われる画像形成プロセスは、各色のトナー像が中間転写ベルト１に順次重畳して転写されるタイミングで行われる。その結果、最終的にフルカラーのトナー像が中間転写ベルト１上に形成される。フルカラーのトナー像は、中間転写ベルト１により二次転写部へ搬送される。本実施形態では、イエロー、マゼンタ、シアン、及びブラックの４色のトナー像を形成する構成について説明したが、色数はこれに限定されない。また、画像形成部１１０の並びも図１に示す構成に限定されない。

中間転写ベルト１は、中間転写ベルトユニット１０２に含まれる。中間転写ベルトユニット１０２は、中間転写ベルト１を張架する二次転写内駆動ローラ２、テンションローラ３、及び二次転写前ローラ４を備える。二次転写内駆動ローラ２は、駆動部材と二次転写内部材とを兼ねる。テンションローラ３は、中間転写ベルト１に所定の張力を付与する。二次転写前ローラ４は、張架部材である。中間転写ベルト１は、二次転写内駆動ローラ２により矢印Ｖ方向に搬送駆動されるベルト部材である。中間転写ベルト１は、搬送駆動されることで各画像形成部１１０から転写されたトナー像を二次転写部へ搬送する。

矢印Ｖが示す中間転写ベルト１の搬送方向に対して、二次転写前ローラ４は二次転写内駆動ローラ２の上流側に配置され、テンションローラ３は二次転写内駆動ローラ２の下流側に配置される。テンションローラ３と二次転写前ローラ４との間には、各画像形成部１１０の一次転写ローラ１１５が配設される。テンションローラ３及び二次転写前ローラ４は、駆動力が付与されず、中間転写ベルト１の搬送に従動して回転する。

テンションローラ３は、矢印Ｔ方向（テンションローラ３と二次転写前ローラ４との間に張架された中間転写ベルト１の方向）に移動可能であり、不図示の付勢部により中間転写ベルト１に張力を与える方向に付勢される。二次転写内駆動ローラ２は、中間転写ベルト１にテンションローラ３による張力が与えられた状態で摩擦力により中間転写ベルト１を搬送可能であるように、外周面が導電性ＥＰＤＭ（エチレンプロピレンジエンゴム）により形成される。二次転写内駆動ローラ２の外周面の初期摩擦抵抗μは１．０〜１．５程度に設定されている。なお、二次転写内駆動ローラ２の材質や外周面の初期摩擦抵抗は、上述の構成に限定されるものではない。テンションローラ３の中間転写ベルト１を挟んで対向する位置には、中間転写ベルト１に残ったトナーを除去する中間転写クリーナ５０が、テンションローラ３に対して固定的に取り付けられる。

中間転写ベルト１は、本実施形態では、ポリイミドで形成された、周長７９２［ｍｍ］、幅３４６［ｍｍ］、厚さ６０［μｍ］のエンドレスベルトである。なお、中間転写ベルト１の材料は、これに限定されるものではなく、例えば、ポリカーボネート、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ等により形成されたエンドレスベルトを用いることができる。また、中間転写ベルト１を張架するローラの数は図１の構成に限定されるものではない。

以上のようにして二次転写部に記録材Ｓ及びトナー像が搬送されてくる。二次転写部は、中間転写ベルト１に形成されたフルカラーのトナー像を記録材Ｓ上に二次転写する。トナー像が転写された記録材Ｓは、二次転写部から定着前搬送部１５７を介して定着器１５８へ搬送される。

定着器１５８は様々な構成及び方式があるが、本実施形態では、対向して配置される定着ローラ１５９と加圧ローラ１６０とを備える。定着器１５８は、定着ローラ１５９と加圧ローラ１６０とで形成される定着ニップ内で所定の加圧力と熱量を記録材Ｓに付与することで、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。定着ローラ１５９は、内部に熱源となるヒータを備える。加圧ローラ１６０は定着ローラ１５９に向かって付勢されている。

画像定着された記録材Ｓは、フラッパ１６３により、定着器１５８から、排紙反転ローラ１６１或いは両面搬送パス１６４へ搬送される。記録材Ｓを排紙トレイ１６２へ排出する場合、フラッパ１６３は、記録材Ｓを排紙反転ローラ１６１側へ搬送する。両面への画像形成（両面印刷）を行う場合、フラッパ１６３は、記録材Ｓを一旦排紙反転ローラ１６１側へ搬送する。その後、排紙反転ローラ１６１は、スイッチバック動作を行うことで記録材Ｓの先後端を入れ替える。その間にフラッパ１６３は、切り替わって先後端が入れ替わった記録材Ｓを両面搬送パス１６４へ導く。

その後、給紙ローラ１５３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、記録材Ｓは、再給紙パス１６５から給紙搬送パス１５４に合流し、裏面（２面目）への画像形成が行われる。同様に二次転写部へと送られる。裏面（２面目）への画像形成プロセスは、先述の表面（１面目）の場合と同様である。

（トナーボトルから現像器へのトナー補給）
図２は、トナーボトルから現像器１１４への消耗品であるトナーの補給動作の説明図である。画像形成プロセスでは、現像器１１４がトナーにより静電潜像を現像する。現像器１１４は、内部にトナーを収容しており、現像動作によりトナーを消費する。そのために、画像形成プロセスが行われるたびに、現像器１１４内のトナーが減少する。そのために現像器１１４は、トナーボトル１４０からトナーが補給される必要がある。

現像器１１４は、収容するトナーの量を検知する現像トナー量検知センサ１３１を備える。また、現像器１１４は、ホッパ１３２を介してトナーボトル１４０に内部が連通する。現像トナー量検知センサ１３１により検知された現像器１１４内のトナー量が一定量を下回った場合、現像器１１４はホッパ１３２からトナーが補給される。ホッパ１３２は、内部に補給スクリュー１３３を備える。補給スクリュー１３３の回転量が制御されることで、ホッパ１３２から現像器１１４へ供給されるトナーの量が一定量に保たれる。

ホッパ１３２内に収容されるトナー量が所定量以下になると、補給スクリュー１３３の回転量によらず、ホッパ１３２から現像器１１４へ正確な量のトナー補給ができなくなる。ホッパ１３２は、収容するトナーの量を検知するホッパトナー量検知センサ１３４を備える。ホッパトナー量検知センサ１３４により検知されたホッパ１３２内のトナー量が一定量を下回った場合、ホッパ１３２はトナーボトル１４０からトナーが補給される。

なお、現像トナー量検知センサ１３１及びホッパトナー量検知センサ１３４は、例えば透磁率を測定するインダクタンスセンサや、圧電振動子を用いた粉体レベルセンサを用いることができるが、これらに限られるものではない。

トナーボトル１４０は、画像形成装置１０１に設けられる不図示の装着部に着脱可能に構成される。トナーボトル１４０の補給口は、装着部に装着されることで補給口シャッタが開放される。トナーボトル１４０は内部に螺旋状のトナー搬送部が形成される。トナーボトル１４０は、ホッパ１３２へのトナー補給が指示された場合に、回転することでトナー搬送部によりトナーを補給口方向へ搬送する。そして、トナーボトル１４０内のトナーが補給口からホッパ１３２に補給される。

このように、現像器１１４で消費されるトナーは、トナーボトル１４０から供給される。そのために、画像形成プロセスが行われることでトナーボトル１４０内のトナーが少なくなる。トナーが少なくなったトナーボトル１４０は新しいトナーボトルに交換される。これにより画像形成装置１０１は、画像形成プロセスを継続して実行することが可能である。

（消耗品の配送管理）
図３は、画像形成装置１０１により画像形成時に使用される消耗品の配送管理を行うためのコントローラの説明図である。コントローラ３００は、画像形成装置１０１内部に設けられる。ここでは、消耗品がトナーである場合について説明するが、消耗品は、画像形成に用いられて消費したり、部品寿命が設定される部品である。例えば消耗品には、トナーの他に、記録材Ｓ、感光体１１１、中間転写ベルト１等がある。

コントローラ３００は、スキャナユニット１１７、メモリ３０４、操作パネル１７１、に接続される。また、コントローラ３００は、公衆回線等のネットワークを介して保守サーバ３０７と通信可能に接続される。メモリ３０４は、トナーボトル１４０に設けられており、トナーボトル１４０の内部に収容されるトナーの残量（トナー残量）を格納する。トナーボトル１４０が未使用の場合、メモリ３０４には、生産時に充填されたトナーの量がトナー残量の初期値として格納される。なお、トナーの量の代わりに、例えば、トナーボトルの重量、トナーボトルの回転回数、トナーボトルによる補給動作の実行回数であってもよい。メモリ３０４に格納されるトナー残量は、コントローラ３００によって書き換え可能に管理されている。操作パネル１７１は、キーボタン、タッチパネル等の入力装置と、ディスプレイ等の出力装置とを組み合わせたユーザインタフェースである。操作パネル１７１は、画像形成装置１０１に設けられており、指示等をコントローラ３００へ送信し、コントローラ３００の制御によりディスプレイに画像表示を行う。保守サーバ３０７は、画像形成装置１０１とネットワークを介して接続される外部のサーバ装置であり、コントローラ３００からの信号に応じた表示を行うディスプレイを備える。保守サーバ３０７は、画像形成装置１０１の販売元が運営する保守サービス機関に設置される。

コントローラ３００は、画像コントローラ３０１、使用量検知部３０２、補給コントローラ３０３、予測部３０５、判定部３０６、通信部３０８、スキャナコントローラ３０９、及び表示コントローラ３１０として機能する。コントローラ３００の各機能は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が所定のコンピュータプログラムを実行することで実現されてもよく、また、ハードウェアにより実行されてもよい。

画像コントローラ３０１は、画像ピクセル情報をスキャナコントローラ３０９及び使用量検知部３０２に対して送信する。スキャナコントローラ３０９は、画像コントローラ３０１から取得する画像ピクセル情報に応じたレーザ発光指令を生成して、スキャナユニット１１７へ送信する。スキャナユニット１１７は、レーザ発光指令により発光タイミングが制御される。また、画像コントローラ３０１は画像形成装置１０１が出力した画像形成済みの記録材Ｓの枚数を計数するカウンタを有している。画像コントローラ３０１は、画像形成済みの記録材Ｓの累積出力枚数ＮPAGEを予測部３０５に通知する。なお累積出力枚数ＮPAGEは、画像形成装置１０１の生産時点で「０」に設定されている。本実施形態では、累積出力枚数ＮPAGEはＡ４サイズ紙への換算枚数である。例えばＡ３用紙に画像が形成された場合、累積出力枚数ＮPAGEは２増加する。

補給コントローラ３０３は、現像トナー量検知センサ１３１による現像器１１４内のトナー量の検知結果やホッパトナー量検知センサ１３４によるホッパ１３２内のトナー量の検知結果を取得する。補給コントローラ３０３は、これらの検知結果に基づいて、補給スクリュー１３３やトナーボトル１４０の動作タイミングを決定する。補給コントローラ３０３は、決定した動作タイミングに応じて補給スクリュー１３３やトナーボトル１４０を駆動するためのモータを回転駆動させることで、補給スクリュー１３３やトナーボトル１４０によるトナー補給を実現する。なお、補給コントローラ３０３は、トナーボトル１４０を回転動作させた回数を「トナー補給回数」として計数し、計数結果である「トナー補給回数」を使用量検知部３０２に送信する。

使用量検知部３０２、予測部３０５、判定部３０６、及び表示コントローラ３１０の動作について、図４〜図６のフローチャートを用いて説明する。

図４は、使用量検知部３０２の動作を表すフローチャートである。使用量検知部３０２は、図４の処理を、定期的（例えば１秒毎）、或いは不定期的（例えば１つの画像、１ページ等の印刷単位の画像形成毎）に実行する。

使用量検知部３０２は、メモリ３０４に格納されているトナーボトル１４０のトナー残量ＷT-1を取得する（Ｓ１００）。トナー残量ＷT-1は、前回（現時刻を「Ｔ」としたときの時刻「Ｔ−１」）、使用量検知部３０２が行った処理により検知されてメモリ３０４に格納されたトナー残量である。トナーボトル１４０が新たに装着されて最初に使用量検知部３０２が図４の処理を行う場合には、トナー残量ＷT-1は、初期値であるトナーボトル１４０の生産時に充填されたトナーの量である。

使用量検知部３０２は、画像コントローラ３０１から画像ピクセル情報Ｐを取得し、補給コントローラ３０３からトナー補給回数Ｎを取得する（Ｓ１０１）。画像ピクセル情報Ｐは、これまでに画像形成及び出力を行った画素数の累計値を表す。トナー補給回数Ｎは、これまでにトナーボトル１４０を回転動作させた回数の累計値を表す。

使用量検知部３０２は、画像ピクセル情報Ｐが表す画素数から、前回の処理時に取得した画像ピクセル情報ＰT-1が表す画素数を減算した結果であるΔＰを算出する。また、使用量検知部３０２は、トナー補給回数Ｎから、前回の処理時に取得したトナー補給回数ＮT-1を減算した結果であるΔＮを算出する（Ｓ１０２）。

使用量検知部３０２は、算出したΔＰ、ΔＮ、１画素当たりのトナー使用量の代表値、及びトナー補給回数１回当たりのトナー使用量の代表値により、現時刻Ｔにおいて使用されると推定されるトナー使用量の推定量（推定使用量Ｑ）を算出する（Ｓ１０３）。推定使用量Ｑは、例えば以下の式により算出される。推定使用量Ｑの単位はミリグラムである。
Ｑ＝（０．０１５×ΔＰ＋１８０×ΔＮ）／２

この式では、１画素当たりのトナー使用量の代表値＝０．０１５［ｍｇ］、トナー補給回数１回当たりのトナー使用量の代表値＝１８０［ｍｇ］である。この式は、出力画像に基づいた推定トナー使用量とトナーボトル１４０からのトナー供給量に基づいた推定トナー使用量との平均を用いて、現時刻Ｔにおいて使用されると推定されるトナーの推定使用量Ｑを求めるための計算式である。

使用量検知部３０２は、トナー使用量の累積値（累積トナー使用量）を算出する（Ｓ１０４）。使用量検知部３０２は、前回（時刻（Ｔ−１））の処理で算出した累積トナー使用量ＵT-1に今回算出した推定使用量Ｑを加算して、現時刻Ｔにおける累積トナー使用量ＵTを算出する。即ち、使用量検知部３０２は、ＵT＝ＵT-1＋Ｑの演算を行う。なお、Ｔ＝１，２，…、Ｕ0＝０である。

使用量検知部３０２は、Ｓ１００の処理でメモリ３０４から取得したトナー残量ＷT-1から推定使用量Ｑを減算した結果（ＷT-1−Ｑ）を、現時刻Ｔにおけるトナー残量ＷTとして算出する（Ｓ１０５）。使用量検知部３０２は、メモリ３０４に格納されているトナー残量ＷT-1を、算出したトナー残量ＷTに更新する（Ｓ１０６）。

使用量検知部３０２は、コントローラ３００が有するタイマ等により現在の日付を取得し、現在の日付が前回処理を行った日付の翌日以降であるか否かを判断する（Ｓ１０７）。現在の日付が前回処理を行った日付の翌日以降ではない場合（Ｓ１０７：N）、使用量検知部３０２は処理を終了する。現在の日付が前回処理を行った日付の翌日以降である場合（Ｓ１０７：Y）、使用量検知部３０２は、累積トナー使用量ＵTを「現時刻Ｔを含む当日１日で使用したトナー使用量」（１日当たりのトナー使用量）として、予測部３０５へ通知する。また、使用量検知部３０２は、トナー残量ＷTを予測部３０５へ通知する（Ｓ１０８）。通知後に使用量検知部３０２は、累積トナー使用量ＵTを０に初期化する（Ｓ１０９）。つまり使用量検知部３０２は、１日当たりのトナー使用量を、１日１回、予測部３０５へ通知する。以上により使用量検知部３０２の処理が終了する。

図５は、予測部３０５の動作を表すフローチャートである。予測部３０５は、使用量検知部３０２から累積トナー使用量ＵTが通知されるタイミングで図５の処理を実行する。

予測部３０５は、画像コントローラ３０１から取得する累積出力枚数ＮPAGEと所定の枚数閾値とを比較する（Ｓ５０１）。本実施形態では枚数閾値を５００枚とする。累積出力枚数ＮPAGEが枚数閾値より小さい場合（Ｓ５０１：N）、予測部３０５は、演算条件が満たされていないと判断して処理を終了する。累積枚数ＮPAGEが枚数閾値以上である場合（Ｓ５０１：Y）、予測部３０５は、使用量検知部３０２から累積トナー使用量ＵTを取得する（Ｓ５０２）。予測部３０５は、取得した累積トナー使用量ＵTを用いて以下の式により累積トナー使用量ＵTの平均値ＵAVE（１日当たりのトナー使用量の累積平均）を算出する（Ｓ５０３）。

「ｉ」は、使用量検知部３０２から「１日当たりのトナー使用量」を取得した回数である。「Ｕn」は、ｎ回目の通知時の１日当たりのトナー使用量を表す。すなわち、取得回数ｉはユーザの過去の使用履歴の取得日数に相当する。なお、「１日当たりのトナー使用量」を用いた累積トナー使用量の平均値ＵAVEの算出が一度も行われない間は、平均値ＵAVE＝０とする。

予測部３０５は、累積トナー使用量の平均値ＵAVEと使用量検知部３０２から取得したトナー残量ＷTとに基づいて、現在、画像形成装置１０１に残っているトナーの残り使用可能期間として残日数Ｄを算出する（Ｓ５０４）。残日数Ｄは、Ｄ＝ＷT／ＵAVEの式により算出される。なお、平均値ＵAVE＝０の場合、残日数Ｄは充分に大きな値、例えば９９９９日に設定される。予測部３０５は、算出した残日数Ｄ及び所得回数ｉを判定部３０６に通知する（Ｓ５０５）。以上により予測部３０５の処理が終了する。

図６は、判定部３０６の動作を表すフローチャートである。判定部３０６は、予測部３０５から出力された取得回数ｉを取得する（Ｓ１００１）。判定部３０６は、取得した取得回数ｉが所定の日数閾値以上（例えば１４日以上）であるか否かを判断する（Ｓ１００２）。取得回数ｉが日数閾値よりも小さい場合（Ｓ１００２：N）、判定部３０６は処理を終了する。

取得回数ｉが日数閾値以上である場合（Ｓ１００２：Y）、判定部３０６は予測部３０５から出力された残日数Ｄを取得する（Ｓ１００３）。判定部３０６は、取得した残日数Ｄが所定の配送閾値以上（例えば１０日以上）であるか否かを判断する（Ｓ１００４）。残日数Ｄが配送閾値以上である場合（Ｓ１００４：N）、判定部３０６は処理を終了する。残日数Ｄが配送閾値より小さい場合（Ｓ１００４：Y）、判定部３０６は、トナーボトル１４０がまもなく使い切られて空になると判断する。この場合、判定部３０６は、交換用のトナーボトルの準備要求の一例である「配送要求」を促すための配送要求信号を生成する。判定部３０６は、生成した配送要求信号を表示コントローラ３１０へ送信するとともに、通信部３０８を介して外部の保守サーバ３０７へ送信する（Ｓ１００５）。なお、表示コントローラ３１０は、画像形成装置１０１が設置された日から所定日数が経過するまで、操作パネル１７１のディスプレイに残日数を表示させない。

表示コントローラ３１０は、操作パネル１７１が備えるディスプレイの表示制御を行う。表示コントローラ３１０は、判定部３０６から取得する配送要求信号に応じた画面をディスプレイに表示させる。図７は、操作パネル１７１に表示される配送要求信号に応じた画面の例示図である。操作パネル１７１の表示画面６００には、画像形成装置１０１が有するトナー（トナーＹ、トナーＭ、トナーＣ、トナーＫ）のそれぞれについて、残日数Ｄ及びトナーボトルの配送の要／不要の一覧表が表示されている。「トナーの配送の要／不要」は、表示コントローラ３１０が配送要求信号を受けているトナーボトルについては「要」、受けていない場合には「不要」となる。

保守サーバ３０７は、通信部３０８を介して判定部３０６から取得する配送要求信号に応じて、所定のディスプレイに画像の表示を行う。表示内容は、例えば、図７に示した画面と同様であり、トナー毎の「トナーの配送の要／不要」を含む。保守サーバ３０７がこのような画面を表示することで、保守サーバ３０７のオペレータは、表示内容を確認して、トナーボトルの交換或いは常備のための配送手配の要否（配送の個数を含む）を確認することができる。これにより、適切なタイミングで交換用のトナーボトルを画像形成装置１０１の設置場所に対して配送することが可能である。

以上の説明において画像形成装置１０１は、予測部３０５が行う累積出力枚数ＮPAGEと所定の枚数閾値との比較結果を第１演算停止条件とする（図５のＳ５０１の処理）。また画像形成装置１０１は、判定部３０６が行う取得回数ｉと日数閾値との比較結果を第２演算停止条件とする（図６のＳ１００２の処理）。

第１演算停止条件は、画像形成装置１０１が設置されてから画像形成が行われた記録材Ｓが所定枚数出力されるまでの期間、ユーザの使用履歴を将来の需要予測に用いないようにするための条件である。第１演算停止条件が満たされる場合（Ｓ５０１：N）、予測部３０５は処理を行わない。従って、画像形成装置１０１の設置初期に通常とは異なる量の画像形成が行われる場合であっても、このときの状態が以後の需要予測に与える誤差を抑制することができる。

第２演算停止条件は、ユーザの使用履歴のデータ取得を開始した後、所定数のデータが取得されるまで残日数を更新せず、配送要求信号を生成しないための条件である。第２演算停止条件が満たされる場合（Ｓ１００２：N）、判定部３０６は処理を行わない。第２演算停止条件により、画像形成装置１０１は、新たに得られた１点の使用履歴のデータが長期的な将来の需要に比較して誤差を多く含んでも、該誤差が配送要求信号の判定に及ぼす影響を抑制することができる。

（変形例）
変形例においても消耗品がトナー（トナーボトル）である場合について説明する。図８は、画像形成装置１０１により画像形成時に使用される消耗品の配送管理を行うためのコントローラの変形例の説明図である。このコントローラ４００は、構成自体は図３のコントローラ３００と同じであるが、予測部３１２の動作が図３のコントローラ３００の予測部３０５とは異なる。予測部３１２は、リセット操作パネル３１１が接続される。また、予測部３１２は、画像コントローラ３０１から画像ピクセル情報を取得する。他の構成及び動作は、上述した通りである。

リセット操作パネル３１１は、ユーザにより操作されることで予測部３１２に対してリセット信号を送信する。リセット操作パネル３１１は、操作パネル１７１に一体に構成されていてもよく、別体として設けられていてもよい。

図９は、予測部３１２の動作を表すフローチャートである。予測部３１２は、使用量検知部３０２から累積トナー使用量ＵTが通知されるタイミングで図９の処理を実行する。

予測部３１２は、リセット操作パネル３１１からリセット信号を受信しているか否かを判断する（Ｓ６０１）。リセット信号を受信する場合（Ｓ６０１：Y）、予測部３１２は、画像ピクセル情報Ｐの累積値である累積ピクセルＲを０にリセットする（Ｓ６０２）。累積ピクセルＲは、画像形成装置１０１が生産された時点の初期値が０に設定されている。予測部３１２は、累積トナー使用量の平均値ＵAVE及び取得回数ｉを０にリセットする（Ｓ６０３）。即ち、予測部３１２は、以降で最初に使用量検知部３０２から取得する累積トナー使用量ＵTを１回目に取得したデータ（ｉ＝１）として取り扱う。

リセット信号を受信しない場合（Ｓ６０１：N）、或いは累積ピクセルＲ、平均値ＵAVE、及び取得回数ｉをリセットした後に、予測部３１２は、画像コントローラ３０１から画像ピクセル情報Ｐを取得する（Ｓ６０４）。予測部３１２は、前回の処理時点からの画像ピクセル情報Ｐの増加分ΔＰを算出し（Ｓ６０５）、前回の処理終了時点の累積ピクセルＲに増加分ΔＰを加算することで、累積ピクセルＲを更新する（Ｓ６０６）。予測部３１２は、更新した累積ピクセルＰが所定のピクセル閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ６０７）。累積ピクセルＰがピクセル閾値以上ではない場合（Ｓ６０６：N）、予測部３１２は処理を終了する。累積ピクセルＰがピクセル閾値以上である場合（Ｓ６０６：Y）、予測部３１２は、Ｓ６０８〜Ｓ６１１の処理を実行する。Ｓ６０８〜Ｓ６１１の処理は、図５のＳ５０２〜Ｓ５０５の処理と同様の処理であるので説明を省略する。

リセット操作パネル３１１は、例えば画像形成装置１０１の設置場所が移動して長期的な将来の需要に変化が見込まれる際に操作される。コントローラ４００は、リセット信号が入力されることで、それまでの使用履歴がリセットされるために、使用履歴によらず設置場所が移動した後の将来の需要を予測することが可能となる。

以上の説明において使用した各種の数値は一例であり、上記の数値に限るものではない。また以上の説明では使用量検知部３０２が画像ピクセル情報Ｐ及びトナー補給回数Ｎからトナー使用量Ｑを推定しているが、トナー使用量の検知は他の方法で行われてもよい。例えば使用量検知部３０２は、トナーボトル１４０に収容されるトナーの体積や重量を検知するセンサの検知結果からトナー使用量Ｑを推定してもよい。また、画像形成装置１０１に限らず、消耗品を用いて動作する装置であれば、本発明を適用可能である。

このように画像形成装置１０１は、第１演算停止条件及び第２演算停止条件の少なくとも一方が満たされる間、消耗品の配送要求信号を出力するための処理を行わない。つまり画像形成装置１０１は、使用開始から所定の条件が成立する間、消耗品の配送要求を行わない。そのために、予備の消耗品の配送要求が適切なタイミングで行われることになる。

Claims (8)

1. 画像形成に用いられる消耗品を備える画像形成装置であって、
   前記消耗品の使用量の累積値及び残量を検知する使用量検知手段と、
   前記使用量検知手段が検知した前記残量に基づいて、前記消耗品の使用可能な期間を予測する予測手段と、
   前記予測手段が予測した前記使用可能な期間が所定の第１閾値より小さい場合、前記消耗品の配送要求を促すための配送要求信号を生成する判定手段と、を備え、
   前記判定手段は、前記画像形成装置の使用開始から所定の条件が成立する間、前記配送要求信号を生成しないことを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記判定手段は、前記予測手段が前記使用量の累積値を取得した回数が所定の第２閾値よりも小さい場合に、前記使用可能な期間が所定の第１閾値より小さいか否かの判定を行わず、前記予測手段が前記使用量の累積値を取得した回数が前記第２閾値以上の場合に、前記使用可能な期間が所定の第１閾値より小さいか否かの判定を行うことを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記予測手段は、前記使用量検知手段が検知した前記使用量の累積値が所定の第３閾値より小さい場合に、前記消耗品の使用可能な期間の予測を行わず、前記使用量検知手段が検知した前記使用量の累積値が前記第３閾値以上の場合に、前記消耗品の使用可能な期間の予測を行うことを特徴とする、
   請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記使用量検知手段は、１日１回、検知した前記累積値及び前記残量を前記予測手段に通知し、
   前記予測手段は、前記使用量検知手段が検知した前記使用量の累積値が前記第３閾値以上の場合に、前記累積値の平均値を算出し、算出した前記平均値と前記残量とに基づいて前記消耗品の前記使用可能な期間を算出することを特徴とする、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. ユーザに操作されることでリセット信号を前記予測手段に送信するリセット手段をさらに備え、
   前記予測手段は、前記リセット信号を受信すると、前記使用量の累積値、前記累積値の前記平均値、及び前記使用量の累積値を取得した回数を０にリセットすることを特徴とする、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記配送要求信号に応じた画面を所定のディスプレイに表示させる表示手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. ネットワークを介して外部のサーバ装置へ前記配送要求信号を送信する通信手段をさらに備えることを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 画像形成に用いられる消耗品を備える画像形成装置により実行される方法であって、
   前記消耗品の残量を検知して、検知した前記残量に基づいて前記消耗品の使用可能な期間を予測し、
   前記画像形成装置の使用開始から所定の条件が成立する間、前記消耗品の配送要求を促すための配送要求を行わず、
   前記画像形成装置の使用開始から所定の条件が成立せず、予測した前記使用可能な期間が所定の閾値より小さい場合、前記消耗品の配送要求を促すための前記配送要求を行うことを特徴とする、
   画像形成装置の制御方法。

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