JP2022090140A - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置における消耗品の実際の使用量が、想定した数理モデルに従わないようなケースであっても、該消耗品の不足を予防するための技術を提供すること。【解決手段】 画像形成装置において画像形成に使用する消耗品の推定使用量及び／又は残量に基づいて、交換用の消耗品の準備として第１の準備を促す第１の信号の出力を制御する。推定使用量に基づいて、交換用の消耗品の準備として第１の準備とは異なる第２の準備を促す第２の信号の出力を制御する。【選択図】 図３

Description

本発明は、消耗品の管理技術に関するものである。

紙などの記録媒体に画像を形成して出力する画像形成装置として、電子写真方式の複写機やプリンタ、ファクシミリ、インクジェット方式のプリンタ、あるいはこれらと画像読み取り機能などを組み合わせた複合機が知られている。これらの画像形成装置においては、トナーやインクや紙などの消耗品を消費しながら画像の形成及び出力を行う。また、画像形成プロセスで用いられる感光体などの消耗部品（以下、上記の消耗品と消耗部品とをまとめて消耗品と称する）は、使用されるにつれてトナーやインクによる汚染や摺擦部の摩耗が進行し、所望の性能を発揮できなくなる。そのため、このような消耗品には、所定の部品寿命が設けられている。そして、これらの消耗品が使い切られた場合や、部品寿命に到達した場合には、画像形成装置は正常な画像を出力できなくなる。

そこで、画像形成装置を安定的に稼働させるために、次のようなことが求められている。即ち、消耗品が使い切られたり所定の部品寿命に到達したりする前にユーザに交換用の予備の消耗品を配送してユーザ側で一時的に在庫をし、補充あるいは交換（以下まとめて交換と称する）が必要になった際に速やかに交換を行えるよう備える。

これまで上記のような予備の消耗品の配送管理技術として、ユーザが消耗品を使用した履歴をもとに予備の消耗品の配送タイミングを決める技術が知られている。例えば、特許文献１に記載されている消耗品の自動購買システムでは、ユーザの使い始めの期間に得られた消耗品の使用履歴から将来の消耗品の需要を予測することで、ユーザの実際の需要に合わせた消耗品の供給を行っている。

米国特許第6249774号

ユーザの過去の消耗品の使用履歴をもとに将来の需要を予測する場合、過去の履歴から得られた数理モデルにあてはめて将来の需要を予測するのが一般的である。しかし実際にユーザが画像形成装置を使用する使用量が数理モデルから逸脱する場合、例えば消耗品の需要予測に比べて例外的に多くの需要が突発的に発生し、またこの突発的な多くの需要が繰り返される場合、予測した需要と実際の需要との誤差が大きくなる。その結果、消耗品の交換が必要なタイミングに消耗品の配送が間に合わずに画像形成装置が使用不能となる問題が生じ得る。本発明では、画像形成装置における消耗品の実際の使用量が、想定した数理モデルに従わないようなケースであっても、該消耗品の不足を予防するための技術を提供する。

本発明の一様態は、画像形成装置であって、前記画像形成装置において画像形成に使用する消耗品の推定使用量及び／又は残量に基づいて、交換用の消耗品の準備として第１の準備を促す第１の信号の出力を制御する第１の制御手段と、前記推定使用量に基づいて、交換用の消耗品の準備として前記第１の準備とは異なる第２の準備を促す第２の信号の出力を制御する第２の制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明の構成によれば、画像形成装置における消耗品の実際の使用量が、想定した数理モデルに従わないようなケースであっても、該消耗品の不足を予防することができる。

画像形成装置１０１の断面図。 消耗品としてのトナーボトルからのトナー補給動作を説明する図。 消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例を示すブロック図。 使用量検知部３０２の動作を示すフローチャート。 判定部３０８の動作を示すフローチャート。 操作パネル１７１が有する表示画面６００における表示例を示す図。 シミュレーションの一例を示す図。 消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例を示すブロック図。 消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例を示すブロック図。 判定部３０６の動作を示すフローチャート。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施形態について説明する。なお、以下説明する実施形態は、本発明を具体的に実施した場合の一例を示すもので、特許請求の範囲に記載した構成の具体的な実施形態の１つである。

［第１の実施形態］
先ず、本実施形態に係る画像形成装置の画像形成プロセスに係る主要な構成について、図１を用いて説明する。本実施形態に係る画像形成装置に適用可能な方式としては、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複数の方式が挙げられるが、本実施形態では一例として、電子写真方式を用いたカラー印刷が可能な画像形成装置について説明する。然るに図１には、電子写真方式を用いたカラー印刷が可能な画像形成装置１０１の画像形成プロセスに係る主要な構成（一部）を示している。

図１は、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式の画像形成装置１０１の断面図であり、厚紙対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋで形成されたトナー像は、中間転写ベルトユニット１０２を介して紙搬送部１５０によって搬送される記録材Ｓに転写されることで該記録材Ｓに画像が形成される。以下、記録材Ｓへの画像形成について説明を行う。

＜記録材Ｓの搬送プロセス＞
記録材Ｓは記録材収納部１５１内のリフトアップ装置１５２上に積載される形で収納されており、給紙ローラー１５３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。もちろん、他の給紙方式であってもいい。給紙ローラー１５３により送り出された記録材Ｓは給紙搬送パス１５４を通過し、レジストローラー１５５へと搬送される。レジストローラー１５５において斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する第一の二次転写部材である二次転写内駆動ローラー２および第二の二次転写部材である二次転写外ローラー１５６により形成される転写ニップ部である。そして、所定の加圧力と静電的負荷バイアスが与えられることで、中間転写ベルト上のトナー像が記録材Ｓ上に転写される。

＜画像の作像プロセス＞
以上説明した二次転写部までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで実行される二次転写部までの画像形成プロセスについて説明する。本実施形態に係る画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）のトナーで画像を形成する画像形成部１１０Ｙ、マゼンタ（Ｍ）のトナーで画像を形成する画像形成部１１０Ｍ、シアン（Ｃ）のトナーで画像を形成する画像形成部１１０Ｃ、ブラック（ＢＫ）のトナーで画像を形成する画像形成部１１０Ｋ、を有する。画像形成部１１０Ｙ、画像形成部１１０Ｍ、画像形成部１１０Ｃ、画像形成部１１０Ｋ、は何れも、トナーの色が異なる以外は同様の構成を有し且つ同様の動作を行うものであるから、以下では画像形成部１１０Ｙを例にとり、該画像形成部１１０Ｙの構成及び動作について説明する。また、画像形成部１１０Ｙ、画像形成部１１０Ｍ、画像形成部１１０Ｃ、画像形成部１１０Ｋ、に共通の説明を行う場合には、画像形成部１１０Ｙ、画像形成部１１０Ｍ、画像形成部１１０Ｃ、画像形成部１１０Ｋを画像形成部１１０と称する。

トナー像形成部としての画像形成部１１０Ｙは、像担持体である感光体１１１、感光体１１１を帯電する帯電器１１２、露光部１１３、現像装置１１４、一次転写ローラー１１５、および感光体クリーナー１１６、を有する。図中矢印ｍの方向に回転する感光体１１１は、帯電器１１２により表面を一様に帯電される。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からは後述の画像コントローラ３０１から送信された画像ピクセル情報（形成する画像を構成する各画素の画素位置など、各画素に係る情報を含む）に応じて変調されたレーザ光が出力される。このレーザ光が折り返しミラーで反射し、露光部１１３にて帯電された感光体１１１を露光することで、静電潜像が形成される。感光体１１１上に形成された静電潜像は、現像装置１１４で静電帯電したトナーによって現像され、感光体１１１上にトナー像が形成される。その後、一次転写ローラー１１５により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが加えられることにより、ベルト部材である中間転写ベルト１上にイエローのトナー像が転写される。その後、感光体１１１上に残った転写残トナーは感光体クリーナー１１６により回収され、再び次の画像形成に備える。

以上説明した画像形成部１１０は、図１の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｂｋ）の４セット存在する。そのため、中間転写ベルト１に形成されたイエローのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｍで形成されたマゼンタのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、中間転写ベルト１に形成されたマゼンタのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｃで形成されたシアンのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。さらに、中間転写ベルト１に形成されたシアンのトナー像に対して、画像形成部１１０Ｋで形成されたブラックのトナー像が中間転写ベルト１に転写される。このように、異なる色のトナー像が中間転写ベルト１上に重ねられて形成されることで、フルカラー画像が中間転写ベルト１上に形成される。なお、本実施形態では、色数を４色としたが、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

次に、中間転写ベルト１を備える中間転写ベルトユニット１０２について説明する。中間転写ベルト１は、駆動部材と二次転写内部材を兼ねる二次転写内駆動ローラー２、中間転写ベルト１に所定の張力を付与するテンションローラー３、および張架部材である二次転写前ローラー４、によって張架されている。そして、中間転写ベルト１は図中矢印Ｖの方向へと搬送駆動されるベルト部材である。中間転写ベルト１の搬送方向Ｖに対して二次転写前ローラー４は二次転写内駆動ローラー２の上流側に配置され、テンションローラー３は二次転写内駆動ローラー２の下流側に配置されている。テンションローラー３と二次転写前ローラー４との間には、一次転写ローラー１１５が配設されている。テンションローラー３、二次転写前ローラー４には駆動は与えられておらず、中間転写ベルト１の搬送に従動して回転する。

テンションローラー３は図中矢印Ｔ方向（テンションローラー３と二次転写前ローラー４との間に張架された中間転写ベルト１で形成される平面と平行）に移動可能に保持されており、不図示の付勢部によって付勢される。これによって、中間転写ベルト１に張力を与えている。中間転写ベルト１にテンションローラー３による張力があたえられた状態で二次転写内駆動ローラー２が摩擦力にて中間転写ベルト１を搬送可能であるように、二次転写内駆動ローラー２の外周部は導電性ＥＰＤＭにて形成されている。二次転写内駆動ローラー２の外周面の初期摩擦抵抗μは１．０～１．５程度で設定されている。また、テンションローラー３には中間転写ベルト１を挟んで対向側に中間転写ベルト１に残ったトナーを除去する中間転写クリーナー５０をテンションローラー３に対して固定的に取り付けている。

中間転写ベルト１は、ここでは、ポリイミドにて形成された周長７９２ｍｍ、幅３４６ｍｍ、厚さ６０μｍのエンドレスベルトである。中間転写体の材料としては、これに限定されるものではないが、上記の他、ポリカーボネート、ＰＶＤＦ、ＥＴＦＥ、ＰＴＦＥ等により形成したものを好適に用い得る。

画像形成部１１０Ｙ、１１０Ｍ、１１０Ｃ、１１０Ｋにより並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト１上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的には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、二次転写部へと搬送される。なお、中間転写ベルト１を張架するローラーの本数は図１の構成に限定されるものではない。また、二次転写内駆動ローラー２の材質や外周面の初期摩擦抵抗に関しても上述の構成に限定されるものではない。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明した記録材Ｓの搬送プロセスおよび画像形成プロセスを以って、二次転写部において中間転写ベルト１に形成されたフルカラーのトナー像が記録材Ｓ上に二次転写される。その後、記録材Ｓは定着前搬送部１５７により定着装置１５８へと搬送される。定着装置１５８には様々な構成および方式があるが、図１では対向する定着ローラー１５９および加圧ローラー１６０が形成する定着ニップ内で所定の加圧力と熱量を与えて記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させるものである。ここで、定着ローラー１５９は内部に熱源となるヒータを備え、加圧ローラー１６０は定着ローラー１５９に向かって付勢されている。定着装置１５８を通過して排紙反転ローラー１６１に搬送された記録材Ｓはそのまま排紙トレイ１６２上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には分岐装置１６３に案内されて両面搬送装置１６４へと搬送されるかの経路選択が行われる。両面画像形成を要する場合、記録材Ｓは排紙反転ローラー１６１によるスイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置１６４へと搬送される。その後、給紙ローラー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、再給紙パス１６５から給紙搬送パス１５４に合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、先述の表面（１面目）の場合と同様であるから説明は省略する。

＜トナーボトルからのトナー補給＞
図２を用いて、消耗品としてのトナーボトルからのトナー補給動作について説明する。上述の画像の作像プロセスにおいて、現像装置１１４内に収容されたトナーを消費することにより、トナー画像を形成している。このため、作像プロセスが行われる度に現像装置１１４内のトナーが減少する。現像装置１１４に備えられた現像トナー量検知センサ１３１は、現像装置１１４内にトナーが一定量以上収容されているかを検知する。そして、現像装置１１４内のトナーが一定量を下回った場合、現像装置１１４に連結されたホッパー１３２に収容されたトナーが現像装置１１４内に補給される。ホッパー１３２内部には補給スクリュー１３３が備えられており、補給スクリュー１３３の回転量を制御することにより、一定量のトナーを現像装置１１４内へ補給することを可能としている。ここで、ホッパー１３２内に収容されたトナーの量が所定量以下となると、補給スクリュー１３３の回転量によらず現像装置１１４への正確な量のトナー補給が出来なくなる。しかし、ホッパー１３２に備えられたホッパートナー量検知センサ１３４によりホッパー１３２内にトナーが一定量以上収容されているかを検知する。そして、ホッパー１３２内のトナーの量が一定量を下回った場合、トナーボトル１４０に収容されたトナーをホッパー１３２内に補給する。なお、現像トナー量検知センサ１３１とホッパートナー量検知センサ１３４としては、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が好適であるが、これらに限るものではない。

トナーボトル１４０は画像形成装置１０１に着脱可能に構成されており、画像形成装置１０１内に設けられた不図示のボトルマウントに装着されることでトナーボトル１４０の補給口に設けられた補給口シャッターが開放される。トナーボトル１４０内部には螺旋状のトナー搬送部が形成されており、ホッパー１３２へのトナー補給指示がされた場合に、トナーボトル１４０が回転することでトナーボトル１４０内のトナーは補給口方向に搬送される。さらに、トナーボトル１４０の回転動作に合わせてトナーボトル１４０の収縮動作が行われる。これにより、補給口付近に搬送されたトナーボトル１４０内のトナーはトナーボトル１４０の収縮動作に伴うポンピングにより補給口を通して排出され、ホッパー１３２に補給される。

上述の通り、現像装置１１４で消費されるトナーは最終的にはトナーボトル１４０から供給されるため、画像形成プロセスを続けることで、トナーボトル１４０内のトナーがなくなる。しかし、トナーボトル１４０は画像形成装置１０１に対して着脱可能に構成されているため、トナーが収容された新しいトナーボトルに交換することで、画像形成装置１０１による画像形成プロセスを継続することが可能である。

＜消耗品の配送管理＞
次に、画像形成装置１０１が画像形成に使用する消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例について、図３のブロック図を用いて説明する。本実施形態では、「画像形成装置１０１が画像形成に使用する消耗品」がトナーであるケースについて説明するが、「画像形成装置１０１が画像形成に使用する消耗品」はトナーに限らない。

コントローラ３００は、１つ以上のプロセッサとメモリとを用いて実装可能である。そして、該１つ以上のプロセッサが該メモリに格納されているコンピュータプログラムやデータを用いて処理を実行することで、コントローラ３００が行うものとして後述する各処理を実行若しくは制御する。

画像コントローラ３０１からは上記の画像ピクセル情報がスキャナコントローラ３０９及び使用量検知部３０２に対して送出される。スキャナコントローラ３０９は、画像コントローラ３０１から送出された画像ピクセル情報に応じてレーザー発光指令を生成してスキャナユニット１１７の発光タイミングを制御する。

補給コントローラ３０３は、現像トナー量検知センサ１３１による検知結果やホッパートナー量検知センサ１３４による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（動作タイミングの詳細は上記の通り）を決定する。そして補給コントローラ３０３は、該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による上記のトナー補給を実現させる。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、該計数した「トナー補給回数」を使用量検知部３０２に通知する。

メモリ３０４は、トナーボトル１４０に設けられたメモリであり、該メモリ３０４には、トナーボトル１４０に入っているトナーの残量（トナー残量）が格納されている。なお、トナーボトル１４０が未使用の場合には、メモリ３０４には、生産時に充填されたトナーの重量がトナー残量として格納されている。メモリ３０４に格納されているトナー残量は使用量検知部３０２によって管理されている。

使用量検知部３０２の動作について、図４のフローチャートに従って説明する。図４のフローチャートに従った処理は、定期的（例えば１秒ごと）に実行されても良いし、不定期的（例えば１つの画像、１ページなどの印刷単位の画像形成のたび）に実行されても良い。

ステップＳ１００では、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Ｗ_Ｔ－１を読み出す。「トナー残量Ｗ_Ｔ－１」とは、前回（現時刻をＴとしたときの時刻（Ｔ－１））の「図４のフローチャートに従った処理」において求めてメモリ３０４に格納されたトナー残量である。

ステップＳ１０１では、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を取得すると共に、補給コントローラ３０３からトナー補給回数Ｎを取得する。画像ピクセル情報Ｐとは、これまでに画像形成及び出力を行った画素数の累計値であり、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である。

ステップＳ１０２では、使用量検知部３０２は、ステップＳ１０１において取得した画像ピクセル情報Ｐが示す画素数から、前回のステップＳ１０１において取得した画像ピクセル情報Ｐが示す画素数を減算した結果であるΔＰを求める。また使用量検知部３０２は、ステップＳ１０１において取得したトナー補給回数Ｎから、前回のステップＳ１０１において取得したトナー補給回数Ｎを減算した結果であるΔＮを求める。

ステップＳ１０３では、使用量検知部３０２は、ΔＰ、ΔＮ、画像１ピクセルあたりのトナー使用量の代表値、トナー補給回数１回あたりのトナー使用量の代表値、を用いて以下の式を計算する。

Ｑ［ｍｇ］＝（０．０１５×ΔＰ＋１８０×ΔＮ）／２
この計算により使用量検知部３０２は、現時刻Ｔにおいて使用されると推定されるトナーの使用量（推定使用量）Ｑを求める（推定する）。この式では、画像１ピクセルあたりのトナー使用量の代表値＝０．０１５［ｍｇ］、トナー補給回数１回あたりのトナー使用量の代表値＝１８０［ｍｇ］としている。この式は、出力画像に基づいたトナー使用量推定とトナーボトルからのトナー供給量に基づいたトナー使用量推定との平均を用いて、現時刻において使用されると推定されるトナーの使用量を求めるための計算式である。

ステップＳ１０４で使用量検知部３０２は、前回（時刻（Ｔ－１））のステップＳ１０４で求めた累積トナー使用量Ｕ_Ｔ－１に、今回のステップＳ１０４で求めた推定使用量Ｑを加算したものを、現時刻Ｔにおける累積トナー使用量Ｕ_Ｔとして求める。つまり使用量検知部３０２は、Ｕ_Ｔ＝Ｕ_Ｔ－１＋Ｑを計算する。なお、Ｔ＝１，２，…としたとき、Ｕ_０＝０とする。

ステップＳ１０５では、使用量検知部３０２は、ステップＳ１００でメモリ３０４から読み出したトナー残量Ｗ_Ｔ－１から推定使用量Ｑを減算した結果（Ｗ_Ｔ－１－Ｑ）を、現時刻Ｔにおけるトナー残量Ｗ_Ｔとして求める。

ステップＳ１０６では、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Ｗ_Ｔ－１を、ステップＳ１０５において求めたトナー残量Ｗ_Ｔに更新する。

ステップＳ１０７では、使用量検知部３０２は、コントローラ３００が有するタイマなどでもって現在の日付を取得し、該現在の日付が、前回の図４のフローチャートに従った処理を実行した日付の翌日以降であるか否かを判断する。この判断の結果、現在の日付が、前回の図４のフローチャートに従った処理を実行した日付の翌日以降である場合には、処理はステップＳ１０８に進む。一方、現在の日付が、前回の図４のフローチャートに従った処理を実行した日付と同じである場合には、図４のフローチャートに従った処理は終了する。

ステップＳ１０８では、使用量検知部３０２は、累積トナー使用量Ｕ_Ｔを「現時刻Ｔを含む当日一日で使用したトナー使用量」（一日当たりのトナー使用量）として、予測部３０５及び判定部３０８に対して送出する。また使用量検知部３０２は、トナー残量Ｗ_Ｔを、予測部３０５に対して送出する。ステップＳ１０９では、使用量検知部３０２は、Ｕ_Ｔを０に初期化する。

図３に戻り、予測部３０５は、使用量検知部３０２から累積トナー使用量を取得する度に以下の式を計算することで、これまでに使用量検知部３０２から取得した累積トナー使用量の平均値Ｕ_ＡＶＥ（一日当たりのトナー使用量の累積平均）を求める。

ここで、iは使用量検知部３０２から「一日当たりのトナー使用量」が通知された回数、U_nはn回目の通知時の一日当たりのトナー使用量を表す。そして予測部３０５は、累積トナー使用量の平均値Ｕ_ＡＶＥと、使用量検知部３０２から受けたトナー残量Ｗ_Ｔと、を用いて以下の式を計算することで、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の残日数Ｄを求める。

Ｄ［日］＝Ｗ／Ｕ_ＡＶＥ
そして予測部３０５は、求めた残日数Ｄを判定部３０６に対して送出する。判定部３０６の動作について、図１０のフローチャートに従って説明する。ステップＳ１００１では、判定部３０６は、予測部３０５から送出された残日数Ｄを取得する。ステップＳ１００２では、判定部３０６は、ステップＳ１００１で取得した残日数Ｄが規定の配送閾値（例えば１０日）以下であるか否かを判断する。この判断の結果、残日数Ｄが配送閾値以下であれば、処理はステップＳ１００３に進み、残日数Ｄが配送閾値よりも大きい場合には、図１０のフローチャートに従った処理は終了する。ステップＳ１００３では、判定部３０６は、間もなくトナーボトル１４０が使い切られると判断し、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。そして判定部３０６は、該生成した配送要求信号を表示コントローラ３１０に対して送出すると共に、該生成した配送要求信号を、ネットワークを介して外部の保守サーバ３０７に対して送信する。

次に、判定部３０８の動作について、図５のフローチャートに従って説明する。判定部３０８は、使用量検知部３０２から累積トナー使用量が出力される度に、図５のフローチャートに従った処理を行う。

ステップＳ２００では、判定部３０８は、使用量検知部３０２から送出された累積トナー使用量を取得する。そしてステップＳ２０１では、判定部３０８は、ステップＳ２００において取得した累積トナー使用量が規定量（カウント閾値）（例えば、70000[mg]）以上であるか否かを判断する。そしてこの判断の結果、ステップＳ２００において取得した累積トナー使用量が規定量以上である場合には、処理はステップＳ２０２に進み、ステップＳ２００において取得した累積トナー使用量が規定量未満であれば、処理はステップＳ２０３に進む。

ステップＳ２０２では、判定部３０８は、閾値超過回数を１つインクリメントする。なお、閾値超過回数は、画像形成装置１０１が使用開始される時点で０回に設定されている。

ステップＳ２０３では、判定部３０８は、閾値超過回数が規定の常備判定閾値（例えば、２回）以上であるか否かを判断する。この判断の結果、閾値超過回数が規定の常備判定閾値以上であれば、処理はステップＳ２０４に進み、閾値超過回数が規定の常備判定閾値未満であれば、図５のフローチャートに従った処理は終了する。

ステップＳ２０４では、判定部３０８は、交換用のトナーボトルの準備要求の一例である「常備要求」を促すための常備要求信号を生成する。そして判定部３０８は、該生成した常備要求信号を表示コントローラ３１０に対して送出すると共に、該生成した常備要求信号を、ネットワークを介して保守サーバ３０７に対して送信する。

つまり判定部３０８は、ユーザが一日あたりに所定の量以上の大量のトナーを消費したことを検知し、その傾向が繰り返されるものであれば、一日当たりのトナー使用量の累積平均を大きく超える突発的な大量の消耗品の消費が発生する可能性が高いと判断する。このような場合、判定部３０８は、トナーの配送要求後にトナーが画像形成装置１０１の設置場所に配送される時期が、トナーが使い切られるタイミングに対して遅れる可能性が高いと判断し、トナーを画像形成装置１０１の設置場所に常備すべきとの通知を行う。

なお本実施形態ではユーザの大量消費の再現性を常備判定閾値（２回）によって評価したが、より確実にトナーの配送の遅れを防ぐために常備判定閾値を１回としてももちろん良い。あるいは、日付進行の度に取得される一日当たりのトナー使用量の履歴を統計的に処理し、有意性を持つ分布（正常なトナー使用量の分布として予め作成された分布）からの外れ値（トナー使用量）の出現頻度が閾値より高い場合に常備要求信号を出力してもよい。

なお、本実施形態ではトナーの常備すべき数量を１（固定値）とするが、判定部３０８による判定によって常備すべき数量を変更しても良い。例えば、ステップＳ２００で取得した累積トナー使用量が第１の閾値以上となった回数が常備判定閾値以上であれば常備すべき数量を１とし、ステップＳ２００で取得した累積トナー使用量が第２の閾値（≠第１の閾値）以上となった回数が常備判定閾値以上であれば常備すべき数量を２とするようにしても良い。

図３に戻り、表示コントローラ３１０は、画像形成装置１０１の操作パネル１７１が有する表示画面における表示を制御するものであり、判定部３０６からの配送要求信号や判定部３０８からの常備要求信号に応じた表示を行う。操作パネル１７１が有する表示画面６００における表示例を図６に示す。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ＢＫ）のそれぞれについて、該トナーについて求めた残日数Ｄ、該トナーの配送の要／不要、該トナーの常備の要／不要（常備すべき数量）が一覧表示されている。「トナーの配送の要／不要」は、表示コントローラ３１０が該トナーについて配送要求信号を受けている場合には「要」、受けていない場合には「不要」となっている。また、「トナーの常備の要／不要（常備すべき数量）」は、表示コントローラ３１０が該トナーについて常備要求信号を受けている場合には「要（１）」、受けていない場合には「不要（０）」となっている。なお、図６では、「常備すべき数量」を「１」としてるが、上記のように、状況に応じて「常備すべき数量」を変更する場合には、その変更した数量Ｎｕｍを、例えば「要（Ｎｕｍ）」のように表示する。

保守サーバ３０７は、画像形成装置１０１と無線及び／又は有線のネットワークを介して接続されているサーバ装置であり、判定部３０６からの配送要求信号や判定部３０８からの常備要求信号に応じた表示を行う。表示内容は、例えば、図６に示したような、トナーごとの「該トナーの配送の要／不要」、「該トナーの常備の要／不要（常備すべき数量）」を含む。保守サーバ３０７は、このような表示内容を表示することで、保守サーバ３０７のオペレータは、このような表示内容を確認し、トナーの交換あるいは常備のための配送手配の要否（配送の個数を含む）を認識することができる。そして、これにより、適切なタイミングで交換用のトナーを画像形成装置１０１の設置場所に対して配送することが可能である。

ここで、本実施形態の効果を顕著に示すシミュレーションの一例を図７に示す。図７（ａ）～（ｃ）のそれぞれの横軸は何れも、画像形成装置１０１の稼働日数を示す。図７（ａ）の縦軸は、「一日当たりのトナー使用量[mg]」を示す。図７（ａ）における実線のグラフは、このシミュレーションにおけるユーザの一日当たりのトナー使用量の推移を表しており、一点鎖線は上記のステップＳ２０１において使用したカウント閾値[mg]を表している。このシミュレーションにおけるユーザの場合、一日当たりのトナー使用量の累積平均はおおよそ3500[mg]程度である。また、30000～40000[mg]程度トナーを消費する日がおよそ100日に一回程度あり、100000[mg]以上トナーを消費する日がおよそ400日に一回程度ある。

図７（ｂ）の縦軸は残日数Ｄ[日]を示す。図７（ｂ）における実線のグラフは予測部３０５で求めた残日数Ｄの推移を表しており、一点鎖線は配送閾値を表している。残日数Ｄが０日程度まで減少した後に200日程度に増加しているのは、トナーを使い切った後に新しいトナーボトルに交換されるために残日数Ｄが増加することを示す。

図７（ｃ）の縦軸は、配送要求信号／常備要求信号の信号値を示す。本実施形態では、配送要求信号／常備要求信号が出力された場合は、値「１」の配送要求信号／常備要求信号が出力されたものとし、配送要求信号／常備要求信号が出力されなかった場合は、値「０」の配送要求信号／常備要求信号が出力されたものとしている。実線は、判定部３０８からの常備要求信号の波形、一点鎖線は、判定部３０６からの配送要求信号の波形、を表している。

本実施形態では、判定部３０６は、画像形成装置１０１のトナーボトルが新しいトナーボトルに交換されたことを検知した場合には、配送要求信号の出力を停止する（リセットし取り下げられる）。すなわち、図７（ｂ）で新しいトナーボトルに交換されて残日数が増加することに同期して配送要求信号はリセットし取り下げられる。図７（ｃ）に示すように、配送要求信号は図７（ｂ）の残日数Ｄが10日以下となるタイミングで報知されているが、1050日目付近では残日数は10日を下回ることなく200日程度に増加している。これは図７（ａ）に示される突発的な多くのトナー使用がこの時点で発生したためであり、一日あたりのトナー使用量がその時点での残トナー量を上回る為に、日付の進行時に残日数が10日を下回ることなくトナーボトルの交換に至っている。したがってこのような突発的な消費に対して配送要求信号を十分前もって報知することが出来ていない。しかしながら、本例では700日目付近で突発的な多くのトナー消費の２回目が発生しており、このタイミングで常備要求信号が報知されている。したがってこの時点で画像形成装置の設置場所にトナーボトルが常備されていれば、1050日目付近での突発的な多くのトナー使用で配送要求信号が間に合わなくても画像形成装置が消耗品の不足により停止に至ることは無い。このように、本実施形態によれば、突発的な多くのトナー使用が繰り返された場合の消耗品の配送遅延による画像形成装置の稼働停止の機会を低減することができる。

なお、上述のように常備要求信号は画像形成装置の使われ方に依存して報知される信号であるため、これを使用するユーザの母集団が変わればリセットされることが望ましい。例えば、判定部３０８は、操作パネル１７１に表示される消耗品管理画面からの入力操作、あるいは保守サーバ３０７におけるオペレータの操作入力によって配送要求信号の出力を停止する（リセットし取り下げられる）。この操作の内容や操作タイミングについては特定の例に限るものではない。

［第２の実施形態］
本実施形態を含む以下の各実施形態では第１の実施形態との差分について説明し、以下で特に触れない限りは、第１の実施形態と同様であるものとする。本実施形態に係る画像形成装置１０１が画像形成に使用する消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例について、図８のブロック図を用いて説明する。本実施形態でも消耗品がトナーであるケースについて説明する。

本実施形態に係るコントローラ３５０は、上記のコントローラ３００から予測部３０５を省いたものであり、且つ使用量検知部３０２及び判定部３０６の動作が第１の実施形態と異なる。

使用量検知部３０２は、判定部３０６には、トナー残量Ｗ_Ｔを送出する。判定部３０６は、トナー残量Ｗ_Ｔが規定の配送閾値（例えば、150000[mg]）以下であれば、間もなくトナーボトル１４０が使い切られると判断し、配送要求信号を生成する。そして判定部３０６は、該生成した配送要求信号を表示コントローラ３１０に対して送出すると共に、該生成した配送要求信号を、ネットワークを介して保守サーバ３０７に対して送信する。なお、トナー残量の配送閾値はトナーの絶対重量に限らず、例えば装着されるトナーボトルの初期残量に対する相対量[%]であってもよい。

［第３の実施形態］
本実施形態に係る画像形成装置１０１が画像形成に使用する消耗品の配送管理に係る画像形成装置１０１の構成例について、図９のブロック図を用いて説明する。本実施形態でも消耗品がトナーであるケースについて説明する。

本実施形態に係るコントローラ３６０は、上記のコントローラ３００における予測部３０５を予測部３１１に置き換え、且つ判定部３０６の動作が第１の実施形態と異なる。予測部３１１は、使用量検知部３０２からの累積トナー使用量と、不図示のプリントジョブコントローラから取得したプリント出力枚数の累積値と、から以下の式を計算することで、用紙一枚あたり（記録材Ｓ一枚あたり）の平均トナー使用量Ｍを計算する。

ここで、Ｒは画像形成装置の設置以降のプリント出力枚数の累積値であり、Ａ４サイズの用紙に換算した枚数である。例えば予測部３１１は、Ａ４／ＬＴＲプリントではＲを１面の出力あたり１カウントアップし、Ａ３／ＬＧＬプリントではＲを１面の出力あたり２カウントアップする。そして予測部３１１は、トナー残量Ｗ_Ｔと、平均トナー使用量Ｍと、を用いて以下の式を計算することで、現在画像形成装置１０１に残っているトナーでプリント出力できる用紙の枚数Ｚを求める。

Ｚ［枚］＝Ｗ_Ｔ／Ｍ
そして予測部３１１は、求めた枚数Ｚを判定部３０６に対して送出する。判定部３０６は、枚数Ｚが規定の配送閾値（例えば、2000[枚]）以下であれば、間もなくトナーボトル１４０が使い切られると判断し、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。そして判定部３０６は、該生成した配送要求信号を表示コントローラ３１０に対して送出すると共に、該生成した配送要求信号を、ネットワークを介して保守サーバ３０７に対して送信する。

［第４の実施形態］
上記のコントローラ３００、３５０、３６０が有する全ての機能部はハードウェアで実装しても良いし、一部をソフトウェアで実装しても良い。後者の場合、例えば、該ソフトウェアをコントローラ３００（３５０，３６０）内のメモリに格納しておき、コントローラ３００（３５０，３６０）が有するプロセッサが該ソフトウェアを実行することで、対応する機能部の機能を実現させることができる。

以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を適宜組み合わせて使用しても構わないし、以上説明した各実施形態の一部若しくは全部を選択的に使用しても構わない。また、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。

（その他の実施形態）
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

３０１：画像コントローラ ３０２：使用量検知部 ３０３：補給コントローラ ３０４：メモリ ３０５：予測部 ３０６：判定部 ３０７：保守サーバ ３０８：判定部 ３０９：スキャナコントローラ ３１０：表示コントローラ ３１７：スキャナユニット １７１：操作パネル

Claims (12)

1. 画像形成装置であって、
   前記画像形成装置において画像形成に使用する消耗品の推定使用量及び／又は残量に基づいて、交換用の消耗品の準備として第１の準備を促す第１の信号の出力を制御する第１の制御手段と、
   前記推定使用量に基づいて、交換用の消耗品の準備として前記第１の準備とは異なる第２の準備を促す第２の信号の出力を制御する第２の制御手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の制御手段は、前記推定使用量と前記残量とに基づいて前記消耗品の残り使用可能期間を求め、該使用可能期間が閾値以下であれば、前記第１の信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の制御手段は、前記残量が閾値以下であれば、前記第１の信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の制御手段は、前記推定使用量と前記画像形成装置におけるプリント出力枚数の累積値とに基づいて用紙一枚あたりの前記消耗品の使用量を求め、該使用量と前記残量とに基づいて前記消耗品を用いてプリント出力できる記録材の枚数を求め、該枚数が閾値以下であれば、前記第１の信号を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の制御手段は、前記消耗品の使用量が規定量以上となった回数を前記推定使用量に基づいて求め、該回数が閾値以上であれば、前記第２の信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第１の信号に基づいて前記消耗品の配送が要であることを表示し、前記第２の信号に基づいて前記消耗品の常備が要であることを表示する表示手段を更に備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記表示手段は、前記第２の信号に基づいて前記消耗品の常備すべき数量を表示することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１の制御手段は前記第１の信号を外部のサーバ装置に対して送信し、前記第２の制御手段は前記第２の信号を前記サーバ装置に対して送信することを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第１の制御手段は、前記消耗品の交換を検知した場合には、前記第１の信号の出力を停止することを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記第２の制御手段は、ユーザからの操作入力に応じて前記第２の信号の出力を停止することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記消耗品はトナーであることを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載の画像形成装置。
12. 画像形成装置の制御方法であって、
    前記画像形成装置の第１の制御手段が、前記画像形成装置において画像形成に使用する消耗品の推定使用量及び／又は残量に基づいて、交換用の消耗品の準備として第１の準備を促す第１の信号の出力を制御する第１の制御工程と、
    前記画像形成装置の第２の制御手段が、前記推定使用量に基づいて、交換用の消耗品の準備として前記第１の準備とは異なる第２の準備を促す第２の信号の出力を制御する第２の制御工程と
    を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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