JP4882311B2 - トナー残量推定システムおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、交換式のトナーカートリッジを有する画像形成装置、およびこれに用いられるトナー残量推定システムに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、交換式のトナーカートリッジが着脱可能に画像形成装置本体に装着されるものがある。このような画像形成装置では、トナーカートリッジ内のトナー残量の検知や推定は重要な意味を持つ。トナーが無くなれば装置は停止してしまい、余分にスペアのトナーカートリッジをストックしておいた場合には紛失の恐れがある。そこで、多くの装置では、トナーカートリッジから現像器までのトナー搬送路上にトナー空検知センサを設け、このセンサでニアエンプティ（トナーが少ない状態）を検知すると、トナーカートリッジの交換を促すメッセージをユーザインタフェース（ＵＩ）上に表示する。しかしながら、省スペースや低コストの制約がある装置では、トナー空検知センサを設けることができず、トナーディスペンスモータの駆動時間の積算値やコピー回数などでトナーカートリッジ内のトナー残量を推定する必要がある。例えば、特許文献１には、ディスペンスの回数をカウントし、そのカウント値からトナーカートリッジ内のトナー残量を推定する技術が示されている。

特開平４−１３９４７３号公報 特開２００１−３０５９２０号公報

しかし、上記のトナー残量を推定する構成では、推定の精度が低いため、トナー空検知センサを設ける構成と比較すると、トナーカートリッジ内のトナー残量（例えばニアエンプティ）を正確に報知することができない。

そこで、本発明は、トナーカートリッジ内のトナー残量をより正確に報知することが可能なトナー残量推定システムおよび画像形成装置を提供する。

本発明に係るトナー残量推定システムは、静電潜像をトナーで現像する現像器と、前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、前記現像器に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジと、前記現像器のトナー消費に応じて前記トナーカートリッジに収容されたトナーを前記現像器に搬送するトナー搬送手段と、を有する画像形成装置に用いられるトナー残量推定システムであって、前記トナーカートリッジ内のトナー残量を複数の推定方式で推定するトナー残量推定手段と、前記トナー残量推定手段にて特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知するトナー残量報知手段と、前記トナー残量検知センサの出力に基づき、前記各推定方式による推定結果の精度を判定して、最も精度が高い推定方式を特定する推定精度判定手段と、を有し、前記トナー残量報知手段は、前記推定精度判定手段により特定された推定方式を、前記特定の推定方式として採用することを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記推定精度判定手段は、前記推定方式のそれぞれについて、当該推定方式により推定されるトナーカートリッジ内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点から、前記トナー残量検知センサにより検知される現像器内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点までの前記現像器のトナー消費量を算出し、算出されたトナー消費量と目標トナー消費量との差に基づいて精度を判定する。

また、本発明の好適な態様では、前記複数の推定方式は、前記トナー搬送手段の作動時間の積算値に基づいてトナー残量を推定する方式と、前記静電潜像の画像ピクセル数の積算値に基づいてトナー残量を推定する方式とを含む。

また、本発明の好適な態様では、前記トナー残量報知手段は、前記推定されたトナー残量に基づき、所定の報知タイミングで前記トナーカートリッジの交換を促す報知を行い、当該報知を行った後、目標交換タイミング前に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを遅らせる方向に補正し、前記目標交換タイミング後に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを早める方向に補正する。

本発明に係る画像形成装置は、上記いずれかのトナー残量推定システムを含むことを特徴とする。

また、本発明に係るトナー残量推定システムは、静電潜像をトナーで現像する現像器と、前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、前記現像器に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジと、前記現像器のトナー消費に応じて前記トナーカートリッジに収容されたトナーを前記現像器に搬送するトナー搬送手段と、をそれぞれ有する複数の画像形成装置に用いられるトナー残量推定システムであって、前記各画像形成装置について、前記トナーカートリッジ内のトナー残量を複数の推定方式で推定するトナー残量推定手段と、前記各画像形成装置について、前記トナー残量推定手段にて特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知するトナー残量報知手段と、前記各画像形成装置について、前記トナー残量検知センサの出力に基づき、前記各推定方式による推定結果の精度を判定する推定精度判定手段と、前記推定精度判定手段により判定された前記各画像形成装置についての各推定方式の精度と、前記各画像形成装置の使用状況とに基づき、各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求め、当該相関関係に基づいて前記画像形成装置毎にその使用状況に適した推定方式を決定する推定方式決定手段と、を有し、前記各画像形成装置について、前記トナー残量報知手段は、前記推定方式決定手段により決定された推定方式を前記特定の推定方式として採用することを特徴とする。

本発明の好適な態様では、前記トナー残量推定手段および前記トナー残量報知手段は、前記各画像形成装置に設けられ、前記推定精度判定手段および前記推定方式決定手段は、前記各画像形成装置に通信回線経由で接続されたサーバに設けられ、前記サーバは、前記推定方式決定手段により決定された推定方式を前記各画像形成装置に通知し、前記各画像形成装置のトナー残量報知手段は、前記サーバから通知された推定方式を前記特定の推定方式として採用する。

参考例の画像形成装置は、現像器に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジを有し、前記トナーカートリッジ内のトナー残量の検知値または推定値に基づき、所定の報知タイミングで前記トナーカートリッジの交換を促す報知を行う画像形成装置において、前記交換を促す報知を行った後、目標交換タイミング前に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを遅らせる方向に補正し、前記目標交換タイミング後に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを早める方向に補正することを特徴とする。

更なる参考例では、前記報知タイミングは、前記トナー残量の検知値または推定値が判定閾値に達した時点であり、前記目標交換タイミング前に交換された場合には、前記判定閾値を小さくする方向に補正し、前記目標交換タイミング後に交換された場合には、前記判定閾値を大きくする方向に補正する。

また、更なる参考例では、今回のトナーカートリッジにおけるユーザによる使用状況と前回のトナーカートリッジにおけるユーザによる使用状況との差が所定範囲内でない場合には、今回のトナーカートリッジにおける報知タイミングについて、前回の交換タイミングに基づく補正を行わない。

本発明によれば、トナーカートリッジ内のトナー残量をより正確に報知することが可能なトナー残量推定システムおよび画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態に係るトナー残量推定システムを含む画像形成装置１００を示す概略構成図である。この画像形成装置１００は、複写機、プリンタ、ファクシミリなど、トナーを用いて紙等の記録材に画像をプリントする装置であり、特に、交換式のトナーカートリッジが着脱可能に画像形成装置本体に装着されるものである。図１に示される例では、画像形成装置１００は、タンデム型のカラー電子写真方式のフルカラー画像形成装置である。ただし、画像形成装置１００はモノクロ画像形成装置であっても構わない。

図１において、画像形成装置１００は、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４つのユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、当該４つのユニットに接触しながら循環移動する中間転写ベルト２０と、それぞれ各ユニットで形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２０に１次転写する１次転写ロール５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ（以下、適宜「１次転写ロール５」と総称する）と、中間転写ベルト２０上に１次転写されたトナー像を記録材に２次転写する２次転写ロール１５と、記録材に転写されたトナー像を加熱および加圧することにより記録材上に定着させる不図示の定着器とを備えている。なお、上記各色のユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ（以下、適宜「ユニット１０」と総称する）は、殆ど同じ構成を有する。

図２は、ユニット１０の拡大構成図である。図２に示されるように、ユニット１０は、感光体ドラム１、帯電器２、および現像器４を備えている。このユニット１０では、次のようにトナー像が形成される。すなわち、感光体ドラム１は、不図示のモータにより回転駆動され、帯電器２により所定電位に一様に帯電される。帯電した感光体ドラム１表面には、露光装置３（図１に図示、具体的にはＲＯＳ：Raster Output Scanner）により画像パターンに応じたレーザ光が照射され、当該画像パターンに応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は現像器４によりトナーで現像され、感光体ドラム１表面には上記画像パターンに応じたトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像は、１次転写ロール５により中間転写ベルト２０上に転写され、転写後の感光体ドラム１は不図示のクリーニング装置によって表面の残留トナーが除去される。

現像器４は、現像容器４ａ、現像ロール４ｂ、および２本のスパイラル状のオーガ４ｃ、４ｄを備えている。現像容器４ａは、トナーおよびキャリアを含有する二成分現像剤を収容する。現像ロール４ｂは、感光体ドラム１に隣接するように配設され、軸線周りに回転して現像容器４ａ内のトナーを感光体ドラム１に供給する。２本のオーガ４ｃ、４ｄは、現像容器４ａ内の現像剤を攪拌しながら現像ロール４ｂ方向へ搬送する攪拌搬送部材である。

現像器４には、当該現像器４内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサとして、現像容器４ａの底面近傍における現像ロール４ｂの反対側に、ＡＴＣセンサ６が設置されている。このＡＴＣセンサ６は、現像容器４ａ内の現像剤のトナー濃度（実際には透磁率）を検出し、トナー濃度に応じた電圧値を後述する制御装置３０に出力する磁気センサである。

また、現像器４には、トナー搬送機構７を介して、現像器４に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジ８が接続されている。トナー搬送機構７は、トナーカートリッジ８に収容されたトナーを現像器４に搬送するための機構であり、トナーカートリッジ８と現像器４とを連通させるパイプ７ａと、このパイプ７ａに内蔵された不図示のオーガと、このオーガを駆動するトナーディスペンスモータ７ｂとを含んで構成されている。また、トナーカートリッジ８が装着される画像形成装置本体側には、トナーカートリッジ８の交換を検知する新旧検知センサ９が設置されている。この新旧検知センサ９は、トナーカートリッジ８の交換を検知すると、それを示す信号を後述する制御装置３０に出力する。

図１に戻ると、画像形成装置１００は、さらに、画像形成装置１００全体を制御する制御装置３０を備えている。この制御装置３０は、本実施の形態に係るトナー残量推定システムとして機能する。制御装置３０は、ここでは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Member）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等が搭載された回路基板であり、その機能は、ＲＯＭ等の記録媒体に格納されたプログラムがＣＰＵにより実行されることによって実現される。

図３は、制御装置３０の機能構成を示すブロック図である。図３において、制御装置３０は、トナー搬送制御部３１、トナー残量推定部３２、トナー残量報知部３３、および推定精度判定部３４を有する。以下、制御装置３０の各機能ブロック３１〜３４について詳しく説明する。

トナー搬送制御部３１は、現像器４のトナー消費に応じてトナー搬送機構７を制御し、トナーカートリッジ８から現像器４へのトナー供給を制御する。具体的には、トナー搬送制御部３１は、ＡＴＣセンサ６により検知された現像器４内のトナー濃度（トナー残量）に基づいて、トナーディスペンスモータ７ｂの回転駆動を制御する。

図４は、トナー搬送制御部３１の動作手順を示すフローチャートである。図４において、トナー搬送制御部３１は、ＡＴＣセンサ６の出力電圧値を読み取り（Ｓ１１）、読み取られた出力電圧値で示されるトナー残量Ａと目標トナー残量Ａ０との差分ΔＡＴＣ（＝Ａ０−Ａ）を算出する（Ｓ１２）。ついで、トナー搬送制御部３１は、算出された差分ΔＡＴＣからトナーディスペンス時間を算出する（Ｓ１３）。このとき、差分ΔＡＴＣが大きいほど、すなわち現在のトナー残量Ａが目標トナー残量Ａ０に対して少ないほど、算出されるトナーディスペンス時間は長くなる。そして、トナー搬送制御部３１は、不図示のモータ駆動回路を介して、算出されたトナーディスペンス時間だけトナーディスペンスモータ７ｂを駆動する（Ｓ１４）。これにより、トナーディスペンスモータ７ｂが回転してパイプ７ａ内のオーガが回転し、トナーディスペンス時間に応じた量のトナーがトナーカートリッジ８から現像器４に供給される。上記ステップＳ１１〜Ｓ１４は、繰り返し実行される。

トナー残量推定部３２は、トナーカートリッジ８内のトナー残量を複数の推定方式で推定する。ここで、トナーカートリッジ８内のトナー残量は、初期のトナー量からトナーカートリッジ８のトナー消費量を減算して得られるので、トナーカートリッジ８内のトナー残量を推定することには、トナーカートリッジ８のトナー消費量を推定することが含まれる。なお、本件明細書では、「トナーカートリッジ８のトナー消費量」とは、トナーカートリッジ８から排出されたトナー量を意味し、現像器４から感光体ドラム１へのトナー供給量を意味する「現像器４のトナー消費量」と区別される。

本実施の形態では、上記複数の推定方式として、トナーディスペンスモータ７ｂの作動時間の積算値（以下、「トナーディスペンス積算時間」と称す）をトナーカートリッジ８のトナー消費量の推定値として算出するトナーディスペンス積算時間方式と、静電潜像の画像ピクセル数の積算値（以下、「ピクセル積算値」と称す）をトナーカートリッジ８のトナー消費量の推定値として算出するピクセル積算値方式との２つの推定方式が採用される。

トナーディスペンス積算時間方式の考え方は次のとおりである。すなわち、トナーカートリッジ８から排出されるトナー量は、トナーディスペンスモータ７ｂの回転時間により調節され、この回転時間と比例関係等の相関関係がある。そこで、トナーディスペンス積算時間方式は、この相関関係を利用する。

図５は、トナー残量推定部３２のトナーディスペンス積算時間方式に係る動作手順を示すフローチャートである。図５において、トナー残量推定部３２は、トナー搬送制御部３１の制御信号のモニタ等により、トナーディスペンスモータ７ｂの回転時間を検知し（Ｓ２１）、検知された回転時間を累積加算してトナーディスペンス積算時間を算出する（Ｓ２２）。上記ステップＳ２１〜Ｓ２２は、繰り返し実行される。

一方、ピクセル積算値方式の考え方は次のとおりである。すなわち、露光装置３は、ビットマップ形式の画像データに基づきレーザをオンオフし、感光体ドラム１表面のうち印字されるべき画素（画像ピクセル）に対応する箇所を除電して、ビットマップ状の静電潜像を形成する。現像器４は、静電潜像のうち除電された箇所にトナーを付着させる。したがって、現像器４から感光体ドラム１に供給されるトナー量は、静電潜像の画像ピクセル数と比例関係等の相関関係がある。そして、トナー搬送制御部３１の作用により、現像器４のトナー消費量に応じた量のトナーがトナーカートリッジ８から現像器４に供給されるので、トナーカートリッジ８から排出されるトナー量は、静電潜像の画像ピクセル数と比例関係等の相関関係があると言える。そこで、ピクセル積算値方式では、この相関関係を利用する。

図６は、トナー残量推定部３２のピクセル積算値方式に係る動作手順を示すフローチャートである。図６において、トナー残量推定部３２は、露光装置３によりレーザ露光される画像ピクセル数をカウントしてピクセルカウント値を得る（Ｓ３１）。具体的には、トナー残量推定部３２は、露光装置３のレーザ露光に用いられる画像データを取得して、当該画像データの画像ピクセル数をカウントしてもよいし、露光装置３によるレーザ露光のオン時間をカウントしてもよい。そして、トナー残量推定部３２は、得られたピクセルカウント値を累積加算してピクセル積算値を算出する（Ｓ３２）。上記ステップＳ３１〜Ｓ３２は、繰り返し実行される。なお、上記画像データには、ＡＤＣ（Auto Density Control）パッチなどと呼ばれる濃度制御用のトナーパッチ、レジコンパターンなどと呼ばれる色ずれ検出用パターン、潤滑剤として感光体ドラム１上に形成されるトナーバンドなどの画像データも含まれる。

ところで、トナーカートリッジ８が新品に交換された場合には、トナーカートリッジ８のトナー残量は初期のトナー量となる。したがって、この場合には、各推定方式によるトナーカートリッジ８のトナー消費量（トナー残量）の推定値は、初期値にクリアされる必要がある。

図７は、トナー残量推定部３２の推定値クリアに係る動作手順を示すフローチャートである。図７において、トナー残量推定部３２は、新旧検知センサ９によりトナーカートリッジ８の新品への交換が検知されるまで待機し（Ｓ４１：ＮＯ）、新品に交換されたことが検知されると（Ｓ４１：ＹＥＳ）、トナー残量推定部３２は、トナーディスペンス積算時間およびピクセル積算値をゼロにクリアする。上記ステップＳ４１〜４２は、繰り返し実行される。

トナー残量報知部３３は、トナー残量推定部３２により特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知する。ここで、トナー残量報知部３３の報知に採用される特定の推定方式は、後述する推定精度判定部３４によって最も推定精度が高いと特定された推定方式である。ただし、推定精度判定部３４による推定方式の特定には、少なくとも１本のトナーカートリッジ８の消費が必要である。このため、トナーカートリッジ８が消費される前、例えば初回のトナーカートリッジ８の使用時には、トナー残量報知部３３は、他の方法で決められた特定の推定方式（例えば工場出荷時に設定された推定方式やユーザやサービスエンジニアによって設定された推定方式）を採用する。

トナー残量報知部３３は、トナー残量を報知する態様として、トナーカートリッジ８内のトナー残量を示す適宜の情報を適宜の報知先（ユーザや保守センター等）に報知することができるが、本実施の形態では、トナー残量を２５％刻みで画像形成装置１００の不図示のＵＩ上に表示させるとともに、推定トナー残量が空に近い所定トナー残量に達したときに、トナーカートリッジ８が空に近い状態（プレニアエンプティ状態という）に応じたメッセージをＵＩ上に表示させる。

また、トナー残量報知部３３は、ＡＴＣセンサ６により検知される現像器４のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達したとき、現像器４が空に近い状態（ニアエンプティ状態という）に応じたメッセージをＵＩ上に表示させる。

また、トナー残量報知部３３は、ＡＴＣセンサ６により検知される現像器４のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した後、さらに所定量のトナーが消費されると、例えば所定枚数のプリントまたは所定画像ピクセル数の印字が行われると、現像器４が略空状態（エンプティ状態という）に応じたメッセージをＵＩ上に表示させるとともに、プリントを禁止する。

図８は、トナーディスペンス積算時間方式が採用される場合におけるトナー残量報知部３３の動作手順を示すフローチャートである。図８において、トナー残量報知部３３は、エンプティ状態にあるか否か、具体的にはＡＴＣセンサ６により検知される現像器４のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した後、所定枚数のプリントが行われたか否かを判断する（Ｓ５１）。

そして、エンプティ状態にある、すなわち現像器４のトナー残量が所定トナー残量に達した後に所定枚数のプリントが行われたと判断された場合には（Ｓ５１：ＹＥＳ）、エンプティ状態に応じたメッセージとして、トナーが空でありプリントが不可能である旨のメッセージをＵＩ上に表示させるとともに、プリントを禁止する（Ｓ５２）。一方、そうでない場合には（Ｓ５１：ＮＯ）、ニアエンプティ状態にあるか否か、具体的にはＡＴＣセンサ６により検知される現像器４のトナー残量が空に近い所定トナー残量以下であるか否かを判断する（Ｓ５３）。

そして、ニアエンプティ状態にある、すなわち現像器４のトナー残量が所定トナー残量以下であると判断された場合には（Ｓ５３：ＹＥＳ）、ニアエンプティ状態に応じたメッセージとして、０％のインジケータ表示およびトナーカートリッジ８の交換を促すメッセージ（トナー交換表示）をＵＩ上に表示させる（Ｓ５４）。一方、そうでない場合には（Ｓ５３：ＮＯ）、トナーディスペンス積算時間が７５％積算値未満であるか否かを判断する（Ｓ５５）。ここで、７５％積算値とは、トナーカートリッジ８内のトナー残量が初期（満杯状態）の７５％であると推定されるトナーディスペンス積算時間であり、予め設定されている値である。例えば、トナーディスペンス積算時間Ｔだけトナーディスペンスモータ７ｂが回転するとトナーカートリッジ８が空状態になるとする場合、７５％積算値は（０．２５×Ｔ）に設定される。これは、以下に示される５０％積算値および２５％積算値についても同様である。

７５％積算値未満であると判断された場合には（Ｓ５５：ＹＥＳ）、１００％のインジケータ表示をＵＩ上に表示させる（Ｓ５６）。そうでない場合には（Ｓ５５：ＮＯ）、トナーディスペンス積算時間が５０％積算値未満であるか否かを判断する（Ｓ５７）。

５０％積算値未満であると判断された場合には（Ｓ５７：ＹＥＳ）、７５％のインジケータ表示をＵＩ上に表示させる（Ｓ５８）。そうでない場合には（Ｓ５７：ＮＯ）、トナーディスペンス積算時間が２５％積算値未満であるか否かを判断する（Ｓ５９）。

２５％積算値未満であると判断された場合には（Ｓ５９：ＹＥＳ）、５０％のインジケータ表示をＵＩ上に表示させる（Ｓ６０）。そうでない場合には（Ｓ５９：ＮＯ）、２５％のインジケータ表示をＵＩ上に表示させ（Ｓ６１）、さらにプレニアエンプティ状態にあるか否か、具体的にはトナーディスペンス積算時間がプレニアエンプティ閾値Ｔｐｎを超えているか否かを判断する（Ｓ６２）。そして、プレニアエンプティ状態にある、すなわちプレニアエンプティ閾値Ｔｐｎを超えていると判断すると（Ｓ６２：ＹＥＳ）、プレニアエンプティ状態に応じたメッセージとして、予備のトナーカートリッジ８の準備を促すメッセージ（予備トナー準備表示）をＵＩ上に表示させる（Ｓ６３）。ここで、プレニアエンプティ閾値Ｔｐｎとは、トナー残量が空に近い所定トナー残量であると推定されるトナーディスペンス積算時間であり、予め設定されている値である。プレニアエンプティ閾値Ｔｐｎは、（０．７５×Ｔ）＜Ｔｐｎ＜Ｔの範囲内で設定される。上記ステップＳ５１〜Ｓ６３は、繰り返し実行される。

図９は、ピクセル積算値方式が採用される場合におけるトナー残量報知部３３の動作手順を示すフローチャートである。図９において、ステップＳ７５，Ｓ７７，Ｓ７９，Ｓ８２以外のステップは、図８の対応するステップと同様である。そこで、図９については、ステップＳ７５，Ｓ７７，Ｓ７９，Ｓ８２のみについて説明する。

ステップＳ７５，Ｓ７７，Ｓ７９では、トナー残量報知部３３は、それぞれピクセル積算値が７５％積算値，５０％積算値，２５％積算値未満であるか否かを判断する。ここでの７５％積算値とは、トナー残量が初期（満杯状態）の７５％であると推定されるピクセル積算値であり、予め設定されている値である。例えば、ピクセル積算値Ｐだけ印字されるとトナーカートリッジ８が空状態になるとする場合、７５％積算値は（０．２５×Ｐ）に設定される。これは以下の５０％積算値および２５％積算値についても同様である。

ステップＳ８２では、トナー残量報知部３３は、プレニアエンプティ状態にあるか否かを判断するため、ピクセル積算値がプレニアエンプティ閾値Ｐｐｎを超えているか否かを判断する。ここでのプレニアエンプティ閾値Ｐｐｎとは、トナー残量が空に近い所定トナー残量であると推定されるピクセル積算値であり、予め設定されている値である。ここでのプレニアエンプティ閾値Ｐｐｎは、（０．７５×Ｐ）＜Ｐｐｎ＜Ｐの範囲内で設定される。

推定精度判定部３４は、トナー残量検知センサの出力に基づき、上記各推定方式による推定結果の精度を判定して、最も精度が高い推定方式を特定する。この推定精度判定部３４による精度判定の概略は次のとおりである。

すなわち、トナーカートリッジ８が空状態になると、トナーディスペンスモータ７ｂを回しても現像器４内のトナー残量は増加しない。そこで、精度判定の一態様では、トナーディスペンスモータ７ｂを回しても現像器４内のトナー残量が増加しなくなった時点を、トナーカートリッジ８が空状態になったタイミングとして、トナー残量検知センサの出力に基づいて検知する。そして、当該検知タイミングに基づいて各推定方式による推定結果の精度を判定する。例えば、検知タイミングと、ある推定方式によりトナーカートリッジ８の空状態が推定された時点との間のプリント枚数や画像ピクセル数を推定誤差として求め、その推定方式の精度を判定する。あるいは、検知タイミングにおいてある推定方式により推定されるトナー残量を推定誤差として求め、その推定方式の精度を判定する。

また、トナーカートリッジ８が空状態になると、現像器４内のトナー残量は、トナーディスペンスモータ７ｂを回しても増加せず、プリントが行われる毎に減少していく。そして、トナーカートリッジ８が空状態になった後、所定量のトナーが消費されると、トナーカートリッジ８が空でなければ到達しない所定レベルまでトナー残量が減少する。そこで、精度判定の別の一態様では、上記所定レベルまでトナー残量が減少した時点を、トナーカートリッジ８が空状態になった後に所定量のトナーが消費されたタイミングとして、トナー残量検知センサの出力に基づいて検知する。そして、上記検知タイミングに基づいて各推定方式による推定結果の精度を判定する。例えば、検知タイミングとそれ以前のプリント履歴とに基づいてトナーカートリッジ８が空または空に近い所定トナー残量となった時点を算出し、算出された時点と、ある推定方式により上記所定トナー残量が推定された時点との間のプリント枚数や画像ピクセル数を推定誤差として求め、その推定方式の精度を判定する。あるいは、ある推定方式によりある時点でトナーカートリッジ８の空または空に近い所定トナー残量が推定された場合に、当該時点におけるトナー残量を、上記検知タイミングとそれ以前のプリント履歴とに基づいて算出し、算出されたトナー残量と上記所定トナー残量との差を推定誤差として求め、当該推定方式の精度を判定する。

また、トナーカートリッジ８のトナー残量が空状態近くまで少なくなってくると、単位トナーディスペンス時間当たりの現像器４へのトナー供給量が減少してくる。そこで、精度判定の別の一態様では、単位トナーディスペンス時間当たりの現像器４へのトナー供給量が所定閾値以下になった時点を、トナーカートリッジ８のトナー残量が空に近い所定量に達したタイミングとして、トナー残量検知センサの出力に基づいて検知する。そして、当該検知タイミングに基づいて精度を判定する。

また、トナーカートリッジ８のトナー残量が空に近い所定量まで少なくなると、単位トナーディスペンス時間当たりの現像器４へのトナー供給量が減少することにより、現像器４のトナー残量が所定レベルまで減少する。そこで、精度判定の別の一態様では、上記所定レベルまでトナー残量が減少した時点を、トナーカートリッジ８のトナー残量が空に近い所定量に達したタイミングとして、トナー残量検知センサの出力に基づいて検知する。そして、当該検知タイミングに基づいて精度を判定する。

なお、推定精度判定部３４による精度の判定は、上記態様に限定されるわけではなく、上記態様と同様または類似の考え方に基づく他の態様により実現されてもよい。

本実施の形態においては、推定精度判定部３４は、複数の推定方式のそれぞれについて、当該推定方式により推定されるトナーカートリッジ８内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点（すなわちプレニアエンプティ状態と判断された時点）から、ＡＴＣセンサ６により検知される現像器４内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点（すなわちニアエンプティ状態と判断された時点）までの現像器４のトナー消費量を算出し、算出されたトナー消費量と目標トナー消費量との差を推定誤差として、精度を判定する。なお、ここでは、Ａ４サイズにエリアカバレッジ（印字率）５％でプリントしたときのプリント枚数によりトナー消費量を表現する。

図１０は、推定精度判定部３４の動作手順を示すフローチャートである。図１０において、推定精度判定部３４は、ＡＴＣセンサ６によりニアエンプティ状態が検知されると、トナーディスペンス積算時間方式によりプレニアエンプティ判定された時点（すなわちトナーディスペンス積算時間がプレニアエンプティ閾値Ｔｐｎに達した時点）からニアエンプティ状態が検知された時点までの換算ＰＶ値Ｐ１を、当該期間におけるプリント実績に基づいて算出する（Ｓ９１）。ここで、換算ＰＶ値とは、実際のプリント枚数を、プリント毎の記録材サイズやエリアカバレッジなどに基づいて、Ａ４サイズにエリアカバレッジ５％でプリントしたときのプリント枚数に換算して得られるプリント枚数である。また、推定精度判定部３４は、ピクセル積算値方式によりプレニアエンプティ判定された時点（すなわちピクセル積算値がプレニアエンプティ閾値Ｐｐｎに達した時点）からニアエンプティ状態が検知された時点までの換算ＰＶ値Ｐ２を、当該期間におけるプリント実績に基づいて算出する（Ｓ９２）。

そして、推定精度判定部３４は、換算ＰＶ値Ｐ１および換算ＰＶ値Ｐ２のうち、どちらが予め設定された目標ＰＶ値（ここでは２．５ＫＰＶ）に近いかを判断し（Ｓ９３）、換算ＰＶ値Ｐ１の方が近い場合には（Ｓ９３：Ｐ１）、最も精度が高い推定方式としてトナーディスペンス積算時間方式を特定し（Ｓ９４）、換算ＰＶ値Ｐ２の方が近い場合には（Ｓ９３：Ｐ２）、最も精度が高い推定方式としてピクセル積算値方式を特定する（Ｓ９５）。なお、ここで特定された推定方式は、次回のトナー残量報知用の推定方式に採用されることとなる。すなわち、トナーカートリッジ８が新品に交換された後、新たなトナーカートリッジ８については、トナー残量報知部３３は、上記のとおり推定精度判定部３４により特定された推定方式をトナー残量報知用の特定の推定方式として採用する。

以上、機能ブロック３１〜３４のそれぞれについて詳しく説明したが、以下、制御装置３０全体の動作について簡単に説明する。制御装置３０は、複数の推定方式によりトナーカートリッジ８内のトナー残量を推定し、複数の推定方式のうち特定の推定方式により推定されたトナー残量を報知する。そして、制御装置３０は、ＡＴＣセンサ６の出力に基づきニアエンプティ状態を検知した場合に、どの推定方式が最も精度良く推定できたかによって次回の推定方式を決定する。すなわち、複数の推定方式による推定結果の精度を判定し、最も精度が高いものを次回の推定方式に採用する。

以上のとおり、本実施の形態では、トナーカートリッジ内のトナー残量を複数の推定方式で推定し、現像器のトナー残量検知センサの出力に基づき、各推定方式による推定結果の精度を判定して最も精度が高い推定方式を特定し、特定された推定方式をトナー残量報知用の推定方式として採用する。このため、本実施の形態によれば、複数の推定方式のうち、最も推定精度が高い推定方式を用いてトナー残量の報知を行うことができ、トナーカートリッジ内のトナー残量をより正確に報知することが可能となる。

具体的には、トナーディスペンスモータの単位作動時間当たりのトナーカートリッジから現像器へのトナー供給量や単位画像ピクセル当たりのトナー消費量は、ユーザによる装置の使用状況（使用頻度、白黒／カラー比率、紙種や用紙サイズの使用比率、ジョブ平均ページ数、ページ当たり平均ピクセルカウント数）や環境温湿度などによってバラつく。このため、トナー残量の推定の精度は、ユーザによる装置の使用状況や環境温湿度の影響を受ける。本実施の形態によれば、これらの影響を踏まえて最適な推定方式をトナー残量の報知に使用することができる。

なお、上記実施の形態では、トナー残量の推定方式として、トナーディスペンス積算時間方式とピクセル積算値方式とを例示したが、累積プリント枚数に基づいてトナー残量を推定する方式など、他の推定方式も採用可能である。

また、上記実施の形態では、いわゆる２成分現像方式を例にとって説明したが、本発明はいわゆる１成分現像方式についても同様に適用可能である。また、トナー残量検知センサは、磁気センサに限られず、ピエゾ式センサ等、他のセンサであってもよい。

［第２の実施の形態］
図１１は、本実施の形態に係るトナー残量推定システムを含む画像形成システム１０００の概略構成図である。以下、図１１に従って画像形成システム１０００について説明するが、上記第１の実施の形態と共通する部分については、同一の符号を用い、説明を省略する。また、説明の便宜上、トナーディスペンス積算時間方式、ピクセル積算値方式をそれぞれ第１推定方式、第２推定方式と呼ぶこととする。

図１１において、画像形成システム１０００は、複数台の画像形成装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃと、これらとインターネットなどの適宜の通信回線を介して接続されたサーバ２００とを含んで構成されている。

画像形成装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃは、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１００と殆ど同じものであるが、制御装置４０の機能が異なっている。なお、以下の説明では、画像形成装置１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃを適宜「画像形成装置１００」と総称する。

サーバ２００は、各画像形成装置１００からトナー残量の推定結果や使用状況を取得して各画像形成装置１００に適した推定方式を決定するサーバであり、例えば画像形成装置１００の製造者や販売者の保守センターに設置される。

図１２は、制御装置４０およびサーバ２００の機能構成を示すブロック図である。以下、同図に従って制御装置４０およびサーバ２００について説明する。

図１２において、制御装置４０は、トナー搬送制御部４１、トナー残量推定部４２、およびトナー残量報知部４３を有する。これらのうちトナー搬送制御部４１は、上記トナー搬送制御部３１と同様のものである。

トナー残量推定部４２は、トナーカートリッジ８内のトナー残量を複数の推定方式で推定するほか、精度判定用情報および使用状況情報をサーバ２００に送る。ここで、精度判定用情報は、各推定方式による推定結果の精度を判定するために用いられる情報であり、本実施の形態では、第１推定方式によるプレニアエンプティ判定時のプリント枚数、第２の推定方式によるプレニアエンプティ判定時のプリント枚数、およびニアエンプティ検知時のプリント枚数を含む。使用状況情報は、画像形成装置１００の使用状況を示す情報であり、例えば、使用頻度、白黒／カラー比率、紙種や用紙サイズの使用比率、ジョブ平均ページ数、ページ当たり平均ピクセルカウント値、環境温湿度などである。上記精度判定用情報および使用状況情報は、それぞれ適宜のタイミングでサーバ２００に送られればよいが、本実施の形態では、トナー残量推定部４２は、ニアエンプティ状態が検知された場合に、精度判定用情報および使用状況情報を一緒に、不図示の通信インタフェースを介してサーバ２００に送る。

トナー残量報知部４３は、トナー残量推定部４２により特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知する。本実施の形態では、トナー残量の報知に採用される特定の推定方式は、後述するとおりサーバ２００によって決められる。ただし、サーバ２００により決定される前は、他の方法（例えば工場出荷時の設定やユーザ設定など）で決められてもよい。なお、推定精度判定部は、本実施の形態では省略可能である。

サーバ２００は、情報収集部２０１、推定精度判定部２０２、および推定方式決定部２０３を有する。

情報収集部２０１は、各画像形成装置１００から精度判定用情報および使用状況情報を受け取り、受け取った情報をデータベースに格納する。例えば、情報収集部２０１は、画像形成装置１００Ａから図１３（Ａ）に示される情報を受け取り、画像形成装置１００Ｂから図１３（Ｂ）に示される情報を受け取ると、これらの情報を図１３（Ｃ）のようにデータベースに格納する。

推定精度判定部２０２は、情報収集部２０１のデータベースを参照して、各画像形成装置１００について、各推定方式による推定結果の精度を判定する。具体的には、推定精度判定部２０２は、精度判定用情報に基づき、各推定方式について、プレニアエンプティ判定時からニアエンプティ検知時までのプリント数を算出し、算出されたプリント数と予め設定された目標プリント数との差を推定誤差として求める。

推定方式決定部２０３は、推定精度判定部２０２により判定された各画像形成装置１００についての各推定方式の精度と、情報収集部２０１に保持されている各画像形成装置１００の使用状況情報とに基づき、各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求め、当該相関関係に基づいて画像形成装置１００毎にその使用状況に適した推定方式を決定する。分かり易い例を挙げると、推定方式決定部２０３は、ジョブ平均ページ数と第１推定方式の精度との関係式ｆ１およびジョブ平均ページ数と第２推定方式の精度との関係式ｆ２を求める。そして、関係式ｆ１およびｆ２を用いて、対象となる画像形成装置１００のジョブ平均ページ数から第１推定方式および第２推定方式のそれぞれの精度を算出し、精度が高い方の推定方式を使用状況に適した推定方式として決定する。

また、推定方式決定部２０３は、画像形成装置１００毎に決定された推定方式を各画像形成装置１００に通知する。そして、この通知に従って、各画像形成装置１００のトナー残量報知部４３は、推定方式決定部２０３により決定された推定方式をトナー残量報知用の特定の推定方式として採用する。

以上、制御装置４０およびサーバ２００の各機能ブロックについて説明したが、以下、画像形成システム１０００全体の動作について簡単に説明する。各画像形成装置１００は、複数の推定方式によりトナーカートリッジ８内のトナー残量を推定し、複数の推定方式のうち特定の推定方式により推定されたトナー残量を報知する。そして、各画像形成装置１００は、ＡＴＣセンサ６の出力に基づきニアエンプティ状態を検知した場合、精度判定用情報および使用状況情報をサーバ２００に送信する。

サーバ２００は、各画像形成装置１００から精度判定用情報および使用状況情報を受信して保持する。そして、サーバ２００は、収集された各精度判定用情報に基づき各推定方式の精度を判定し、収集された各使用状況情報に基づき各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求め、当該相関関係を用いて画像形成装置１００毎にその使用状況に応じた最適な推定方式を決定する。そして、サーバ２００は、決定された推定方式を各画像形成装置１００に指示する。

各画像形成装置１００は、サーバ２００から上記指示を受けると、当該指示に従ってトナー残量の報知に用いられる推定方式を切り替える。

以上のとおり、本実施の形態では、複数の画像形成装置から各推定方式の推定結果と使用状況とを収集し、収集された情報に基づいて各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求め、当該相関関係に基づいて画像形成装置毎にその使用状況に適した推定方式を決定し、決定された推定方式を各画像形成装置のトナー残量報知用の推定方式に採用する。このため、本実施の形態によれば、複数の画像形成装置から収集される多くの情報を用いて各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求めることができ、画像形成装置毎にその使用状況に応じた適切な推定方式を、トナー残量報知用の推定方式として決定することができる。また、１本のトナーカートリッジで例えば数万枚のプリントが可能であることから、単独の画像形成装置でのトナーカートリッジの交換回数および推定精度の判定回数は限られる。これに対し、本実施の形態では、複数の画像形成装置から各推定方式による推定結果を収集し、各推定方式の精度を判定するので、より多くの情報に基づく最適な推定方式を早期に採用することができる。また、上述したとおり、トナー残量の推定の精度は、ユーザによる装置の使用状況や環境温湿度の影響を受けるところ、本実施の形態によれば、これらの影響を踏まえて最適な推定方式をトナー残量報知に採用することができる。

なお、上記の実施の形態では、画像形成装置１００側にトナー残量推定部３２およびトナー残量報知部３３が設けられているが、これらはサーバ２００側に設けられてもよい。

［第３の実施の形態］
本実施の形態に係る画像形成装置３００は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１００と殆ど同じであるが、ユーザによるトナーカートリッジ８の交換タイミングに基づき、トナーカートリッジ８の交換を促す報知タイミングを補正することを特徴とするものである。具体的には、制御装置５０の機能が次のように異なる。

本実施の形態では、制御装置５０は、トナーカートリッジ８内のトナー残量の検知値または推定値に基づき、所定の報知タイミングでトナーカートリッジ８の交換を促す報知をユーザに対して行う。ここで、トナー残量の検知値または推定値としては、トナーディスペンス積算時間、ピクセル積算値、累積プリント枚数、あるいはＡＴＣセンサ６の出力値、またはこれらの組み合わせ等に基づく推定値や、トナーカートリッジ８内のトナー残量を検知する不図示のセンサに基づく検知値が挙げられる。すなわち、本実施の形態では、トナーカートリッジ８内のトナー残量はどのように検知または推定されてもよい。なお、以下の説明では、検知値および推定値を適宜「推定値」と総称する。

制御装置５０は、交換を促す報知を行った後、所定の目標交換タイミング前にトナーカートリッジ８が交換された場合には、上記報知タイミングを遅らせる方向に補正し、目標交換タイミング後にトナーカートリッジ８が交換された場合には、上記報知タイミングを早める方向に補正する。これは、目標より早くまたは遅く交換を行うというユーザの特性を補正して、ユーザによる交換タイミングを目標交換タイミングに近付けようというものである。このように補正された報知タイミングは、次回の報知に使用される。すなわち、あるトナーカートリッジ８の交換タイミングに基づいて補正された報知タイミングは、そのトナーカートリッジ８の次のトナーカートリッジ８について使用される。

より具体的な態様を示すと、制御装置５０は、図１４に示されるように、トナー残量の推定値が所定の第１判定閾値に達した時点で、トナーカートリッジ８の交換を促すメッセージを不図示のＵＩ上に表示させる。また、トナー残量の推定値が所定の第２判定閾値に達した時点で、トナーが空である旨のメッセージを表示させてプリントを禁止する。そして、第１判定閾値と第２判定閾値との間に目標交換値が設定されており、制御装置５０は、推定値が目標交換値に達する前に（例えば時点ｔ１で）交換された場合には、第１判定閾値を小さくする方向に補正し、推定値が目標交換値を下回った後に（例えば時点ｔ２で）交換された場合には、第１判定閾値を大きくする方向に補正する。このとき、制御装置５０は、交換時の推定値と目標交換値との差に応じて補正量を決めるとよい。例えば、両者の差に係数α（０＜α≦１）を乗じた値を補正量にするとよい。

本実施の形態の好適な態様では、制御装置５０は、今回のトナーカートリッジ８におけるユーザの使用状況と前回のトナーカートリッジ８におけるユーザの使用状況との差が所定範囲内でない場合には、今回のトナーカートリッジ８の報知タイミングについて、前回の交換タイミングに基づく補正を行わない。すなわち、今回と前回とで使用状況が異なる場合には、ユーザが異なる可能性が高いものとして、前回の交換タイミングに基づく報知タイミングの補正は行わない。上記の使用状況としては、使用頻度、白黒／カラー比率、紙種や用紙サイズの使用比率、ジョブ平均ページ数、あるいはページ当たり平均ピクセルカウント数、またはこれらの組み合わせ等が挙げられ、差が所定範囲内にあるか否かの判断は適宜の方法で行うことができる。

以上のとおり、本実施の形態では、交換を促す報知を行った後、目標交換タイミング前にトナーカートリッジが交換された場合には、報知タイミングを遅らせる方向に補正し、目標交換タイミング後に交換された場合には、報知タイミングを早める方向に補正する。このため、本実施の形態によれば、ユーザの交換タイミングに関する特性を補正し、交換タイミングを目標交換タイミングに近付けることができる。

また、本実施の形態では、今回のトナーカートリッジにおける使用状況と前回のトナーカートリッジにおける使用状況との差が所定以上である場合には、前回の交換タイミングに基づく今回の報知タイミングの補正を行わない。このため、本実施の形態によれば、前回と今回とでユーザが異なる場合に、不適切な補正を行ってしまうことを回避することができる。

［第４の実施の形態］
本実施の形態に係る画像形成装置４００は、上記第１の実施の形態に係る画像形成装置１００と殆ど同じであるが、ユーザによるトナーカートリッジ８の交換タイミングに基づき、プレニアエンプティ状態に応じたメッセージの表示（以下、プレニアエンプティ表示という）のタイミングおよびニアエンプティ状態に応じたメッセージの表示（以下、ニアエンプティ表示という）のタイミングを補正することを特徴とするものである。具体的には、制御装置６０の機能が次のように異なる。

図１５は、制御装置６０の機能構成を示すブロック図である。図１５において、制御装置６０は、トナー搬送制御部６１、トナー残量推定部６２、およびトナー残量報知部６３を有する。これらのうちトナー搬送制御部６１は、上記トナー搬送制御部３１と同様のものである。

トナー残量推定部６２は、上記トナー残量推定部３２と同様、トナーカートリッジ８内のトナー残量を複数の推定方式で推定するものである。なお、以下の説明では、トナーディスペンス積算時間およびピクセル積算値を、それぞれ履歴データＡおよび履歴データＢと称する。

トナー残量報知部６３は、上記トナー残量報知部３３と同様、トナー残量推定部６２にて特定の推定方式により推定されるトナー残量が空に近い所定トナー残量に達すると（すなわちプレニアエンプティ状態に達すると）、プレニアエンプティ表示を行い、ＡＴＣセンサ６により検知されるトナー残量が空に近い所定トナー残量に達すると（すなわちニアエンプティ状態に達すると）、ニアエンプティ表示を行い、ニアエンプティ状態から更に所定枚数のプリントが行われると（すなわちエンプティ状態に達すると）、エンプティ状態に応じたメッセージの表示（以下、エンプティ表示という）を行う。

本実施の形態では、トナー残量報知部６３は、ユーザによるトナーカートリッジ８の交換タイミングに基づき、次回のプレニアエンプティ表示およびニアエンプティ表示のタイミングを補正する。以下、当該補正について、場合を分けて説明する。

（１）プレニアエンプティ表示中にトナー交換された場合
図１６は、プレニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における補正を説明するための図である。このケースでは、プレニアエンプティ表示のタイミングが早すぎたものとして、トナーカートリッジ８の使用期間を長くするように、プレニアエンプティ表示のタイミングを遅らせる方向に補正する。この補正は、プレニアエンプティ閾値を単純に大きくする補正により行われてもよいが、ここでは次のように行われる。

すなわち、トナー残量報知部６３は、交換タイミングでの各履歴データのうち、ニアエンプティ状態での履歴データの設計値に対する割合が最も小さい履歴データを特定する。図１６では、履歴データＡについての割合が１１０％、履歴データＢについての割合が９０％であるので、履歴データＢが特定される。そして、トナー残量報知部６３は、次回のプレニアエンプティ表示用の推定方式として、履歴データＢを用いる推定方式（すなわちピクセル積算値方式）を選択する。

（２）ニアエンプティ表示中にトナー交換された場合
図１７は、ニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における補正を説明するための図である。このケースでは、ニアエンプティ表示のタイミングが早すぎたものとして、トナーカートリッジ８の使用期間を長くするように、ニアエンプティ表示のタイミングを遅らせる方向に補正する。この補正は、ニアエンプティ状態を検知するための所定トナー残量（実際にはＡＴＣセンサ６の出力に対応する閾値）を単純に小さくする補正により行われてもよいが、ここでは次のように行われる。

すなわち、トナー残量報知部６３は、ニアエンプティ状態〜交換タイミング間での各履歴データの変化量のうち、ニアエンプティ状態〜目標交換タイミング間での各履歴データの変化量の設計値に対する割合が最も小さい履歴データを特定する。図１７では、履歴データＡについての割合が１００％、履歴データＢについての割合が７０％であるので、履歴データＢが特定される。そして、トナー残量報知部６３は、ニアエンプティ状態〜目標交換タイミング間での履歴データＢの変化量の設計値と、ニアエンプティ状態〜交換タイミング間の履歴データＢの変化量との差分ΔＢを算出する。そして、トナー残量報知部６３は、次回、ＡＴＣセンサ６によりニアエンプティ状態が検知された後、その時点からの履歴データＢの変化量が差分ΔＢに達したタイミングで、ニアエンプティ表示を行うこととする。

（３）エンプティ表示でトナー交換された場合
図１８は、エンプティ表示でトナー交換された場合における補正を説明するための図である。このケースでは、エンプティ表示のタイミングが遅すぎたものとして、より早く交換が行われるように、ニアエンプティ表示のタイミングを早める方向に補正する。この補正は、ニアエンプティ状態を検知するための所定トナー残量（実際にはＡＴＣセンサ６の出力に対応する閾値）を単純に大きくする補正により行われてもよいが、ここでは次のように行われる。

すなわち、トナー残量報知部６３は、ニアエンプティ検知時点での各履歴データのうち、ニアエンプティ状態での各履歴データの設計値に対する割合が最も大きい履歴データを特定する。図１８では、履歴データＡについての割合が１１０％、履歴データＢについての割合が９０％であるので、履歴データＡが特定される。そして、トナー残量報知部６３は、次回、履歴データＡがニアエンプティ状態での履歴データＡの設計値に達した時点およびＡＴＣセンサ６によりニアエンプティが検知された時点のうち、いずれか早い方の時点をニアエンプティ表示のタイミングとする。

さらに、本実施の形態では、トナー残量報知部６３は、前回のトナーカートリッジ８におけるユーザの使用状況を保持しておき、今回のトナーカートリッジ８におけるユーザの使用状況と前回のトナーカートリッジ８におけるユーザの使用状況とを比較し、両者の差が所定範囲内でない場合には、前回の交換タイミングに基づく今回のプレニアエンプティ表示およびニアエンプティ表示のタイミングの補正を行わない。

具体的には、トナー残量報知部６３は、プレニアエンプティ表示中にトナー交換された場合には、図１９に示されるように、プレニアエンプティ時および交換時における使用状況履歴データを保持しておく。また、ニアエンプティ表示中にトナー交換された場合には、図２０に示されるように、プレニアエンプティ時、ニアエンプティ時、および交換時における使用状況履歴データを保持しておく。また、エンプティ表示でトナー交換された場合には、図２１に示されるように、プレニアエンプティ時、ニアエンプティ時、エンプティ時、および交換時における使用状況履歴データを保持しておく。図１９〜２１では、使用状況履歴データとして、プリント枚数Ｐ、ピクセルカウント積算値Ｘ、ディスペンス積算時間Ｄ、カラー比率（Ａ４換算）Ｃ、サイズ比率Ｓ、ジョブ平均ページ数Ｎ、および平均ピクセルカウントＸ~が示されている。また、データ項目ごとにデータ値を所定のレベルで区切りデータ範囲（カテゴリ）分けされている。

そして、トナー残量報知部６３は、プレニアエンプティ表示を行う際、前回の使用状況履歴データのプレニアエンプティ時の欄と、現状の使用状況履歴データとを比較して、全てのデータ項目についてデータ範囲が一致した場合にのみ、前回の交換タイミングに基づくプレニアエンプティ表示のタイミング補正を行う。同様に、ニアエンプティ表示を行う際、前回の使用状況履歴データのニアエンプティ時の欄と、現状の使用状況履歴データとを比較して、全てのデータ項目についてデータ範囲が一致した場合にのみ、前回の交換タイミングに基づくニアエンプティ表示のタイミング補正を行う。

以上のとおり、本実施の形態によれば、ユーザの交換タイミングに基づき、プレニアエンプティ表示およびニアエンプティ表示のタイミングを補正するので、ユーザ毎に表示タイミングを最適化することができ、より目標に近いタイミングでのトナーカートリッジ交換を実現することが可能になる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。例えば、第１または第２の実施の形態に係るトナー残量推定システムが、第３または第４の実施の形態に係る制御装置５０または６０の機能を備えていてもよい。すなわち、第１または第２の実施の形態において、制御装置３０または４０は、トナーカートリッジの交換タイミングに基づいて、プレニアエンプティやニアエンプティの表示タイミングを補正してもよい。

また、トナーカートリッジが不揮発性メモリを備える構成においては、制御装置は、トナーディスペンス積算時間、ピクセル積算値、累積プリント枚数など、トナー残量の推定に用いられるデータを、当該不揮発性メモリに書き込むことが好ましい。

第１の実施の形態に係るトナー残量推定システムを含む画像形成装置を示す概略構成図である。 ユニットの拡大構成図である。 第１の実施の形態における制御装置の機能構成を示すブロック図である。 トナー搬送制御部の動作手順を示すフローチャートである。 トナー残量推定部のトナーディスペンス積算時間方式に係る動作手順を示すフローチャートである。 トナー残量推定部のピクセル積算値方式に係る動作手順を示すフローチャートである。 トナー残量推定部の推定値クリアに係る動作手順を示すフローチャートである。 トナーディスペンス積算時間方式が採用される場合におけるトナー残量報知部の動作手順を示すフローチャートである。 ピクセル積算値方式が採用される場合におけるトナー残量報知部の動作手順を示すフローチャートである。 推定精度判定部の動作手順を示すフローチャートである。 第２の実施の形態に係るトナー残量推定システムを含む画像形成システムの概略構成図である。 第２の実施の形態における制御装置およびサーバの機能構成を示すブロック図である。 精度判定用情報および使用状況情報の一例を示す図である。 第３の実施の形態における制御装置の動作を説明するための図である。 第４の実施の形態における制御装置の機能構成を示すブロック図である。 プレニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における補正を説明するための図である。 ニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における補正を説明するための図である。 エンプティ表示中にトナー交換された場合における補正を説明するための図である。 プレニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における使用状況履歴データの一例を示す図である。 ニアエンプティ表示中にトナー交換された場合における使用状況履歴データの一例を示す図である。 エンプティ表示中にトナー交換された場合における使用状況履歴データの一例を示す図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム、２ 帯電器、３ 露光装置、４ 現像器、４ａ 現像容器、４ｂ 現像ロール、４ｃ，４ｄ オーガ、５（５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ） 転写ロール、６ ＡＴＣセンサ、７ トナー搬送機構、７ａ パイプ、７ｂ トナーディスペンスモータ、８ トナーカートリッジ、９ 新旧検知センサ、１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ） ユニット、２０ 中間転写ベルト、３０，４０，６０ 制御装置、３１，４１，６１ トナー搬送制御部、３２，４２，６２ トナー残量推定部、３３，４３，６３ トナー残量報知部、３４ 推定精度判定部、１００，１００Ａ，１００Ｂ，１００Ｃ 画像形成装置、２００ サーバ、２０１ 情報収集部、２０２ 推定精度判定部、２０３ 推定方式決定部、１０００ 画像形成システム。

Claims (7)

1. 静電潜像をトナーで現像する現像器と、
   前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
   前記現像器に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジと、
   前記現像器のトナー消費に応じて前記トナーカートリッジに収容されたトナーを前記現像器に搬送するトナー搬送手段と、
   を有する画像形成装置に用いられるトナー残量推定システムであって、
   前記トナーカートリッジ内のトナー残量を複数の推定方式で推定するトナー残量推定手段と、
   前記トナー残量推定手段にて特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知するトナー残量報知手段と、
   前記トナー残量検知センサの出力に基づき、前記各推定方式による推定結果の精度を判定して、最も精度が高い推定方式を特定する推定精度判定手段と、を有し、
   前記トナー残量報知手段は、前記推定精度判定手段により特定された推定方式を、前記特定の推定方式として採用することを特徴とするトナー残量推定システム。
2. 請求項１に記載のトナー残量推定システムであって、
   前記推定精度判定手段は、前記推定方式のそれぞれについて、当該推定方式により推定されるトナーカートリッジ内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点から、前記トナー残量検知センサにより検知される現像器内のトナー残量が空に近い所定トナー残量に達した時点までの前記現像器のトナー消費量を算出し、算出されたトナー消費量と目標トナー消費量との差に基づいて精度を判定することを特徴とするトナー残量推定システム。
3. 請求項１または２に記載のトナー残量推定システムであって、
   前記複数の推定方式は、前記トナー搬送手段の作動時間の積算値に基づいてトナー残量を推定する方式と、前記静電潜像の画像ピクセル数の積算値に基づいてトナー残量を推定する方式とを含むことを特徴とするトナー残量推定システム。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載のトナー残量推定システムであって、
   前記トナー残量報知手段は、前記推定されたトナー残量に基づき、所定の報知タイミングで前記トナーカートリッジの交換を促す報知を行い、当該報知を行った後、目標交換タイミング前に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを遅らせる方向に補正し、前記目標交換タイミング後に前記トナーカートリッジが交換された場合には、前記報知タイミングを早める方向に補正することを特徴とするトナー残量推定システム。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー残量推定システムを含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 静電潜像をトナーで現像する現像器と、
   前記現像器内のトナー残量を検知するトナー残量検知センサと、
   前記現像器に補給されるトナーを収容する交換式のトナーカートリッジと、
   前記現像器のトナー消費に応じて前記トナーカートリッジに収容されたトナーを前記現像器に搬送するトナー搬送手段と、
   をそれぞれ有する複数の画像形成装置に用いられるトナー残量推定システムであって、
   前記各画像形成装置について、前記トナーカートリッジ内のトナー残量を複数の推定方式で推定するトナー残量推定手段と、
   前記各画像形成装置について、前記トナー残量推定手段にて特定の推定方式で推定されたトナー残量を報知するトナー残量報知手段と、
   前記各画像形成装置について、前記トナー残量検知センサの出力に基づき、前記各推定方式による推定結果の精度を判定する推定精度判定手段と、
   前記推定精度判定手段により判定された前記各画像形成装置についての各推定方式の精度と、前記各画像形成装置の使用状況とに基づき、各推定方式の精度と使用状況との相関関係を求め、当該相関関係に基づいて前記画像形成装置毎にその使用状況に適した推定方式を決定する推定方式決定手段と、を有し、
   前記各画像形成装置について、前記トナー残量報知手段は、前記推定方式決定手段により決定された推定方式を前記特定の推定方式として採用することを特徴とするトナー残量推定システム。
7. 請求項６に記載のトナー残量推定システムであって、
   前記トナー残量推定手段および前記トナー残量報知手段は、前記各画像形成装置に設けられ、
   前記推定精度判定手段および前記推定方式決定手段は、前記各画像形成装置に通信回線経由で接続されたサーバに設けられ、
   前記サーバは、前記推定方式決定手段により決定された推定方式を前記各画像形成装置に通知し、
   前記各画像形成装置のトナー残量報知手段は、前記サーバから通知された推定方式を前記特定の推定方式として採用することを特徴とするトナー残量推定システム。

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