JP5704977B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真画像プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体ドラム及び感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。カートリッジ方式の画像形成装置のメンテナンス性を向上させるためには、ユーザにカートリッジ交換時期を適確に知らせることが望ましい。そこで、カートリッジの寿命を正確に検知する必要がある。

カートリッジの寿命は、様々な要因により判断される。カートリッジの寿命検知の一つに、現像剤の残量検知があり、ピクセルカウント方式、アンテナ方式、光検知方式、パッチ検知方式、またはそれらを組み合わせた方式が提案されている（例えば特許文献１参照）。その他に、感光体ドラムの寿命検知があり、感光体ドラムの総回転数に基づいて判断する方法が提案されている（例えば特許文献２参照）。
このうち現像剤の残量検知方法である光検知方式は、現像剤収容部内に光路を持つ光検知手段が、現像剤攪拌手段によって現像剤が収容部内を攪拌されている間に光を検知した時間によって現像剤残量を求める方法である。
この光検知方式は、現像剤の消費量を推測で求めるピクセルカウント方式や、環境湿度の影響を受けるアンテナ方式に比べて高い精度で現像剤の残量を求めることができる。しかし、攪拌駆動速度が速い場合、現像剤の挙動が安定しない。そのため、印刷速度を低速へ切り替え、攪拌駆動速度を遅くすることにより、正確に現像剤の残量を検知する方法が提案されている（特許文献３）。

特開２００９−３７２２５号公報 特開平８−１８５０９４号公報 特開２００７−５７７３２号公報

しかしながら、上述の従来の画像形成装置では、以下のような課題を有している。
光検知方式による現像剤残量の測定（以下、光残量検知）は、プリント動作時の現像駆動手段の回転速度と残量検知に適した現像剤攪拌手段の回転速度が異なる場合、駆動速度を変更する必要がある。このような場合には、残量検知を実行する際、プリント動作を一時停止することになり、ダウンタイムが発生してしまう。

また、従来の画像形成装置は、カートリッジの寿命となる要因（例えば、現像剤残量や感光体ドラム寿命など）をそれぞれ検知している。そのため、ユーザが低印字率画像を多く印字した場合や、連続ではなく少ない枚数の印字を繰り返した場合、つまり、現像剤残量に比べて感光体ドラム寿命があまり残っていない場合でも、残量検知を実行する。残量検知の実行は、現像剤の攪拌手段を駆動するのに合わせて現像器も駆動することになるた
め、現像器の駆動時間が長くなる。現像器の駆動時間が長くなると、現像剤が通常よりも早く劣化し、カートリッジの耐久寿命が短くなる問題が新たに発生することが懸念される。また、感光体ドラムと現像器が当接した状態で残量検知を実行する構成の場合、現像器による感光体ドラムの削れが発生し、同様にカートリッジが短命化してしまうことが懸念される。このように、現像剤残量検知の実行には、ダウンタイムの発生とカートリッジの短命化という２つの問題がある。
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、トナー残量検知の実行により生じるダウンタイムを抑制するとともに、カートリッジ寿命の短命化を抑制することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
前記現像手段で用いられる現像剤を収容する現像剤収容部と、
を有し、画像形成装置本体に対して交換可能に設けられた画像形成ユニットを備え、
前記現像剤収容部内の現像剤の残量が一定値以下となった場合と、前記画像形成ユニットに設けられた作動部材が寿命に達した場合との少なくともいずれかの場合に、前記画像形成ユニットが寿命に達したと判断される画像形成装置において、
前記現像剤収容部内の現像剤の残量を検知し、前記現像剤収容部の最大収容量に対する現像剤残量の残量割合を導出する残量導出手段と、
前記残量導出手段による現像剤残量検知を予め設定されたタイミングで実行するための実行手段と、
前記作動部材における初期状態からの作動量を検知し、前記作動部材における初期状態から寿命に達するまでの全作動量に対する、作動量の検知時から寿命に達するまでの残りの作動量の作動量割合を導出する作動量導出手段と、
を備え、
前記実行手段は、前記残量導出手段により導出された前記残量割合、及び前記作動量導出手段により導出された前記作動量割合に基づいて、前記画像形成ユニットが寿命に達するまでに実行される現像剤残量検知の実行回数を減少させるように制御を行うことを特徴とする。

本発明によれば、トナー残量検知の実行により生じるダウンタイムを抑制するとともに、カートリッジ寿命の短命化を抑制することが可能となる。

実施例１の画像形成装置の概略構成について示す断面図 実施例１の光透過式によるトナー残量検知方法を説明するための図 実施例１の画像形成装置の制御部のシステム構成について示す図 実施例１のトナー残量検知実行判断処理について説明するための図 実施例１のトナー残量Ａとトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈの関係を示す図 実施例１のトナー残量検知が実行される過程を説明するための図 実施例１のカートリッジの寿命について説明するための図 実施例１のトナー残量検知の実行タイミングについて説明するための図 実施例２のトナー残量検知実行判断処理について説明するための図 実施例２のトナー残量検知の実行タイミングについて説明するための図 実施例３のカートリッジの寿命について説明するための図 実施例３のトナー残量検知実行判断処理について説明するための図 実施例３のトナー残量検知の実行タイミングについて説明するための図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（画像形成装置の概要）
以下に、本発明の実施例１について図１および図２を用いて説明する。
図１は、本実施例の画像形成装置としてのレーザプリンタの概略構成について示す断面図である。
本実施例の画像形成装置においては、まず、コントローラ部から送信された画素信号に基づいて形成される画像光により静電潜像が形成され、この静電潜像が現像されることで可視画像が形成される。そして、この可視画像が重畳転写されてカラー可視画像が形成され、このカラー可視画像がシート（記録材）２へ転写され、そのシート２上のカラー可視画像を定着させている。

画像形成装置の画像形成部は、現像色分、並置されたステーション毎の感光体ドラム（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、一次帯電手段としての帯電器（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、現像器（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）、中間転写体１２によって構成されている。感光体ドラム（５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、現像器（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）は、画像形成装置本体に着脱可能（交換可能）なカートリッジ（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）に搭載されている。
ここで、各カートリッジの構成及び動作は、用いるトナー（現像剤）の色が異なることを除いては実質的に同じである。したがって、以下の説明において特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために、図１において符号に与えた添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して、総括的に説明する。また、カートリッジ２２は、画像形成ユニットに相当する。

像担持体としての感光体ドラム５は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が塗布されて構成され、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光体ドラム５を画像形成動作に応じて時計周り方向に回転させる。感光体ドラム５への露光光はスキャナ部１０から送られ、感光体ドラム５の表面が選択的に露光されることにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
一次帯電手段として、各ステーションにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体ドラムを帯電させるための４個の帯電器７を備える構成で、各帯電器には一次帯電ローラ７ＹＲ、７ＭＲ、７ＣＲ、７ＫＲがそれぞれ備えられている。

現像手段として上記静電潜像をトナーで現像して可視化するために、各ステーションにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）それぞれのトナーを用いて現像を行う４個の現像器８が設けられている。各現像器８には、現像ローラ８ＹＲ、８ＭＲ、８ＣＲ、８ＫＲがそれぞれ備えられている。また、各現像器８には、後述するトナーＤと、トナーＤが収容されたトナー収容部、及びトナー残量を検知するための構成が備えられている。

中間転写体１２は、感光体ドラム５に接触しており、カラー画像形成時に感光体ドラム５の回転に伴って図１において反時計周りに回転するように構成されている。そして、中間転写体１２は、一次転写ローラ４に印加された一次転写バイアスによって感光体ドラム５と一次転写ローラ４の間のニップ（一次転写ニップ）で感光体ドラム５から可視画像の
転写を受ける。その後、中間転写体１２と二次転写ローラ９との間に形成されたニップ（二次転写ニップ）でシート２を狭持搬送することにより、シート２にカラー可視画像が同時に重畳転写される。

定着部１３は、シート２を搬送させながら、転写されたカラー可視画像をシート２に定着させるものであり、シート２を加熱する定着ローラ１４とシート２を定着ローラ１４に圧接させるための加圧ローラ１５とを備えている。定着ローラ１４と加圧ローラ１５は中空状に形成され、定着ローラ１４の内部にはヒータが内蔵されている。
すなわち、カラー可視画像を保持したシート２は、定着ローラ１４と加圧ローラ１５とにより形成された定着ニップにより搬送されるとともに、熱及び圧力が加えられることによりトナーがシート表面に定着される。可視画像定着後のシート２は、排出部２７に排出されて画像形成動作が終了する。

（トナー残量検知）
次に、本実施例の光透過式によるトナー残量検知（現像剤残量検知）について図２を用いて説明する。図２は、光透過式によるトナー残量検知方法を説明するための図であり、カートリッジ２２の概略構成を示す断面図である。
図２に示すように、カートリッジ２２の現像器８には、トナーＤとそれを収容するトナー収容部（現像剤収容部）３０１、およびトナー収容部３０１内のトナーＤを攪拌するためのトナー攪拌部材３０５が備えられている。また、トナー収容部３０１には、光を透過させるための光透過窓３０３および光透過窓３０４が備えられている。

また画像形成装置には、図２に示すような、トナー収容部３０１内（現像剤収容部内）のトナーの残量を検知するための光を発光する発光部３００と、トナー収容部３０１内を通過した光を受光する受光部３０２とが設けられている。本実施例では、発光部３００にはＬＥＤ、受光部３０２にはフォトトランジスタ（ＰＴＲ）を用いている。光透過式によるトナー残量検出方法は、トナー収容部３０１の内部に光を通過させて、トナー収容部３０１内のトナーの残量を検知する方法である。

トナー収容部３０１にトナーＤが無い場合（トナーの残量が一定値以下の場合）には、発光部３００からの光は、光透過窓３０３から入り、トナー収容部３０１を通過して光透過窓３０４から出て受光部３０２へと導かれる。トナー収容部３０１にトナーＤが十分ある場合は、光透過窓３０３と光透過窓３０４との間の光路上で光がトナーＤにより遮光され受光部３０２に届かないように構成されている。

本実施例の構成では、トナー残量検出時に後述するＣＰＵ（中央演算処理装置）２０５が後述する現像駆動モータ２１１を駆動することにより、トナー攪拌部材３０５を所定の周期で回転させている。トナー残量検知実行中は、トナー攪拌部材３０５が回転しているため、トナー収容部３０１にトナーＤが無い場合でも透過光は遮光される。そのため、受光部３０２は、受光期間と遮光期間を交互に検知することになる。

トナー収容部３０１にトナーＤがある程度残っている場合は、トナー攪拌部材３０５で搬送されるトナーＤがあるため、トナーＤが無い場合に比べ遮光期間が長くなる。上記の遮光期間は、トナー収容部３０１内部のトナーＤの量に対応している。
従って、トナー攪拌部材３０５が一回転する周期（以下、攪拌周期）の遮光期間の比率を計測することにより、トナー収容部３０１内部のトナーＤの量を検知することができる。なお、遮光期間の比率を比較するのではなく、受光期間の比率を比較することにより残量検知を行うことも可能である。

図３（ｂ）は、本実施例における光残量検知装置（残量導出手段）としてのトナー残量
検知部２０７のシステム構成のブロック図である。
トナー残量検知部２０７は、図３（ｂ）に示すように、発光部３００と受光部３０２に加えて、受光検知部２１２、受光時間カウンタ２１３、トナー残量換算部２１４を備える。

受光部３０２の出力は、受光検知部２１２に入力される。受光検知部２１２は、所定レベル以上の光が受光された場合にのみ受光時間カウンタ２１３に出力信号（以下、受光信号）を送る。受光時間カウンタ２１３は受光信号を受けた時間を計測し、計測値をトナー残量換算部２１４に送る。
トナー残量換算部２１４は、受光時間カウンタ２１３の計測値と攪拌周期から、トナー収容部３０１のトナー残量（トナー収容部３０１の最大収容量に対するトナー残量の残量割合Ａ（％））を導出し、ＣＰＵ２０５に検出データとしてトナー残量Ａ（％）を送る。
なお、ここでは１つのカートリッジについてのトナー残量検知方法について説明したが、本実施例では上述したトナー残量検知部２０７を各ステーションに備えており、トナー収容部３０１内のトナー残量を独立して算出しＣＰＵ２０５に送ることが可能である。

また、本実施例では、トナー攪拌部材３０５を所定の周期で回転させるための回転速度を、印字動作（画像形成動作）中の現像駆動モータ２１１の回転速度の３分の１の速度とした。これは、トナー攪拌部材３０５の回転速度がトナー残量検知の精度に影響するためである。
具体的には、トナー攪拌部材３０５の回転速度によって、攪拌されるトナー収容部３０１内のトナーＤと空気の混ざり具合が変わり、その結果トナー収容部３０１内のトナーＤの流動性が変わるためである。一般的に、トナー攪拌部材３０５を高速で回転させると、トナーＤと空気が良く混ざりトナーＤの流動性が高くなり、トナー攪拌部材３０５を逆に低速で回転させるとトナーＤの流動性は低くなる。

トナーＤの流動性が高いと、トナー攪拌部材３０５が光透過窓３０３の表面上を覆っているトナーＤを拭き取ってもすぐに、トナーＤが光透過窓３０３を再度覆ってしまう。そのため、トナー残量が多い場合と少ない場合での受光部３０２が光を検知する時間の長さの差が少なくなり、トナー残量を正確に検知できなくなってしまう。

以上の理由から、トナー残量検知実行時に一度、プリント動作を停止（中断）させ、トナー攪拌部材３０５を駆動するための現像駆動モータ２１１による回転速度をプリント動作時の３分の１に減速させる必要があるため、ダウンタイムが発生する。
また、上述したように、トナー残量検知実行時には現像駆動モータ２１１を駆動させるため、現像駆動モータ２１１に感光体ドラム５が接続されている場合、感光体ドラム５の削れが発生し、カートリッジの短命化に繋がることが懸念される。

（画像形成装置の制御部の構成）
次に、画像形成装置の制御部全体のシステム構成について図３（ａ）のブロック図を用いて説明する。
図３（ａ）において、２００はホストコンピュータ、２０１はコントローラ部、２０３はエンジン制御部である。また、エンジン制御部２０３は、ビデオインタフェース部２０４、ＣＰＵ２０５、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６、トナー残量検知部２０７、トナー消費量推定部２０８、感光体ドラム寿命検知部２２１、トナー残量検知実行判断部２２２、を有している。

コントローラ部２０１は、ホストコンピュータ２００から画像情報と印字命令を受け取る。そしてコントローラ部２０１は、受け取った画像情報を解析してビットデータに変換し、ビデオインタフェース部２０４を介して、シート毎に印字予約コマンド、印字開始コ
マンド及びビデオ信号をエンジン制御部２０３に送出する。

エンジン制御部２０３のＣＰＵ２０５は、各種センサ２０９から取得した情報に基づいて、各種アクチュエータ２１０に対して出力を行うことによって画像形成動作を完了させる。ＣＰＵ２０５は、プログラムコード及びデータを記憶したＲＯＭ２１９及び一時的なデータ記憶に用いるＲＡＭ２２０を備えている。アクチュエータの内、ＹＭＣＫの各ステーションの現像駆動モータ２１１には、各ステーションの感光体ドラム５、現像ローラ８Ｒ、トナー攪拌部材３０５が接続されている。ＣＰＵ２０５が信号を出力し、現像駆動モータ２１１を回転させることで、感光体ドラム５、現像ローラ８Ｒ、トナー攪拌部材３０５へ駆動力が供給される。

また、トナー消費量推定部２０８は、コントローラ部２０１から送信された画素信号を入力とし、トナーの消費量を画像形成ステーション毎に推定する。トナー残量検知部２０７は、図２に示した発光部３００及び受光部３０２を操作することで各カートリッジのトナー収容部３０１内のトナー残量を測定する。カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６は、図２に示したカートリッジに備えられたＮＶＲＡＭ読み書き部３０６と接続され、不揮発メモリ読み取り部３０６を介して、カートリッジＮＶＲＡＭ３０７に対して読み書きを行うことができる。

感光体ドラム寿命検知部２２１は、ＣＰＵ２０５からの感光体ドラム５の駆動速度を入力とし、感光体ドラム５の回転数へ変換し、感光体ドラム５の総回転数に基づき感光体ドラムの寿命を検出する。感光体ドラム寿命検知部２２１は感光体ドラム５における初期状態から寿命に達するまでの全作動量（総回転数）に対する、感光体ドラム寿命検知部２２１による検知時から寿命に達するまでの残りの作動量の作動量割合を感光体ドラム寿命Ｂ（％）として導出する。検出された感光体ドラム寿命Ｂは、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６によりカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に記録される。
画像形成装置は、感光体ドラム５の寿命検知結果に基づきカートリッジ寿命を判定することで、カブリ画像の発生を防止することが可能となる。ここで、感光体ドラム５は作動部材に相当する。また、感光体ドラム寿命検知部２２１は、感光体ドラム５における初期状態からの作動量を検知する作動量導出手段に相当する。

また、上述したトナー残量検知と併用し、トナー残量と感光体ドラム寿命の少ない方をカートリッジ寿命とすることで、白ヌケ発生を検知しつつ、カブリ画像の発生を防止することが可能となる。
また、トナー残量検知によりトナーの残量が一定値以下となった場合と、感光体ドラムが寿命に達した場合とのうち少なくともいずれかの場合に、カートリッジ２２が寿命に達したと判断される。
本実施例においては、トナー残量検知実行判断部２２２は、ＣＰＵ２０５を介して受け取るカートリッジ寿命（トナー残量及び感光体ドラム寿命）に基づきトナー残量検知の実行要否を判断し、要と判断した場合は、トナー残量検知を実行する。ここで、トナー残量検知実行判断部２２２は、実行手段に相当する。なお、トナー残量検知実行判断部２２２のトナー残量検知実行判断処理については後述する。

（トナー消費量推定部）
画像形成動作時のトナー消費量（現像剤消費量）を推測するトナー消費量推定部（算出装置）２０８について以下に説明する。
一般にトナーの消費量は、画像形成動作によりシートに形成される画像の画像情報として、出力画像の画素情報（画素信号数（ピクセルカウント数））に比例して大きくなっていくので、以下の計算式を適用しトナー消費量Ｗの推測を行う。
Ｗ＝ＰＣ×Ｗｄｏｔ・・・式（１）

ここで、トナー消費量Ｗは、新品カートリッジのトナー残量が１００％とした場合のトナー消費量を表し、単位は％である。ＰＣは、感光体ドラム表面を露光するために画素信号がＯＮである回数を数えたピクセルカウント値であり、単位はｐｉｘｅｌである。Ｗｄｏｔは、１ピクセルあたりのトナー消費量であり単位は、％／ｐｉｘｅｌである。また、Ｗｄｏｔは、カートリッジのトナー容量によって決まる値である。

図３（ｃ）は、本実施例における現像剤残量推測手段としてのトナー消費量推定部２０８のシステム構成のブロック図である。
トナー消費量推定部２０８は、図３（ｃ）に示すように、画素信号入力部２１５、画素信号カウンタ２１６、推定消費量換算部２１７、消費量データ出力部２１８を備える。
ホストコンピュータ２００から送られてくる画像データは、コントローラ部２０１で展開され、出力画像の画素信号に変換される。変換された画素信号は、エンジン制御部２０３のビデオインタフェース部２０４を介して画素信号入力部２１５に入力され、画素信号カウンタ２１６でカウントしやすいように電圧Ｌｏｗ／Ｈｉｇｈのアナログ信号から１／０のディジタル信号に成形される。

画素信号カウンタ２１６は、画素信号入力部２１５で成形された１ページのプリント動作毎の画素信号をカウントし、上記のＰＣ値を１ページのプリント動作毎に出力する。出力されたＰＣ値は推定消費量換算部２１７に送られ、上記式（１）により、トナー消費量Ｗが算出される。算出されたトナー消費量Ｗは、消費量データ出力部２１８を介してＣＰＵ２０５に出力される。
ＣＰＵ２０５は、上述したトナー残量検知部２０７で求められたトナー残量Ａに対してトナー消費量Ｗを減算していくことで、推定のトナー残量を逐次求めていく。

また、ＣＰＵ２０５は、消費量データ出力部２１８から受け取ったトナー消費量Ｗを、ＣＰＵ２０５内のＲＡＭ２２０に記憶している累積トナー消費量Ｗｉｎｔに加算し、現在のカートリッジのトナー総消費量（現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔ）を求める。
ＣＰＵ２０５は、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６に累積トナー消費量Ｗｉｎｔの書き込みを要求し、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６は、カートリッジに備えられたＮＶＲＡＭ３０７に累積トナー消費量Ｗｉｎｔを記憶させる。

これは、画像形成装置からカートリッジを着脱可能なためであり、ＣＰＵ２０５は、カートリッジが取り変わったことを検知した場合、次のような動作を行う。すなわち、ＣＰＵ２０５内のＲＡＭ２２０の累積トナー消費量Ｗｉｎｔを、カートリッジＮＶＲＡＭ制御部２０６を介してカートリッジに備えられたＮＶＲＡＭ３０７に記憶されている累積トナー消費量Ｗｉｎｔで上書きする。
これにより、カートリッジとプリンタの組み合わせが変わった場合でも、正常に累積トナー消費量Ｗｉｎｔを求めることが可能になる。

ＣＰＵ２０５は、ある時点における推定のトナー残量を、次のようにして求めることもできる。
それには、最後にトナー残量検知部２０７で求めたトナー残量Ａと、トナー残量Ａを求めた時点での累積トナー消費量Ｗｉｎｔを記憶した値である基準トナー消費量Ｗｂと、ある時点における累積トナー消費量Ｗｉｎｔの３つを用いる。そして、これらを用いて、ある時点における推定のトナー残量を次の式、
（推定のトナー残量）＝Ａ−（Ｗｉｎｔ−Ｗｂ）
により逐次求めることができる。

（トナー残量検知実行判断部）
次に、トナー残量検知実行判断部２２２が実施する現像剤残量検出実行間隔算出手段としてのトナー残量検出実行間隔算出処理と、トナー残量検出実行間隔算出結果を用いて行う従来のトナー残量検知実行判断処理について図４（ａ）を用いて説明する。
図４（ａ）は、トナー残量検知実行判断部２２２による従来のトナー残量検知実行判断処理について示す図である。なお、説明を簡単にするため、以下の説明においては、１つのカートリッジについてのトナー残量検知実行判断処理についてのみ説明している。本実施例の構成のように複数のカートリッジが設けられている場合には、１つのカートリッジでもトナー残量検知の実行が必要となった場合にトナー残量検知を実行する。

ＣＰＵ２０５は、プリント動作を行い、累積トナー消費量Ｗｉｎｔが更新される度に、図４（ａ）に示すトナー残量検知実行判断部２２２によるトナー残量検知実行判断処理を実行する。
トナー残量検知実行判断部２２２は、前回トナー残量検知実行時に求められているトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈと、前回トナー残量検知実行時の時点の累積トナー消費量である基準トナー消費量Ｗｂと現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差を比較する。そして、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上になった場合、トナー残量検知が必要と判断する（Ｓ５０１）。前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ未満の場合、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する（Ｓ５０１）。

ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知が必要と判断した場合、トナー残量検知を実行するためにプリント動作を中断し、現像駆動モータ２１１をトナー残量検知実行用の速度で駆動させる（Ｓ５０２）。ＣＰＵ２０５は、現像駆動モータ２１１を駆動することでトナー攪拌部材３０５を回転させると、トナー残量検知部２０７に、トナー残量検知の実行を要求する。トナー残量検知部２０７は、前述したトナー残量検知の処理によってトナー残量Ａを算出し、トナー残量ＡをＣＰＵ２０５に送る（Ｓ５０３）。

トナー残量検知実行判断部２２２は、ＣＰＵ２０５を介してトナー残量検知部２０７からトナー残量Ａを受信すると、式（２）を用いてトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを求める（Ｓ５０４）。トナー残量検知実行判断部２２２は、基準トナー消費量Ｗｂを現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔで更新する（Ｓ５０５）。ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知の処理が完了すると、Ｓ５０２で変更した現像駆動モータ２１１の駆動速度を通常のプリント動作用の速度に戻し、プリント動作を再開し、トナー残量検知実行判断処理を完了する（Ｓ５０６）。

ここで、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは、トナー残量検出実行間隔算出処理によって求められる。本実施例でトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは、トナー残量検知部２０７によって測定したトナー残量Ａによって式（２）に示す閾値関数Ｆｔｈで決まる値とする。
Ｗｔｈ＝Ｆｔｈ（Ａ）＝Ｍａｘ（３％，０．２５×Ａ）・・・式（２）
ここで、関数Ｍａｘ（ｐ１，ｐ２，・・・，ｐｎ）は、パラメータｐｉ（ｉ＝１〜ｎ）の中で最大の値を求める関数である。

トナー残量Ａとトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈの関係を図５に示す。
図５に示すように、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは、トナー残量が多い場合は、トナー残量検知の実行間隔が長くなり、トナー残量が少ない場合は実行間隔が短くなるように設定されている。これは、トナー残量が多い時は、精度良くトナー残量を検知する必要がなく、トナー残量が少ない時は、トナーが空になるタイミングを正確に把握しユーザに通知するために、精度良くトナー残量を検知する必要があるためである。
また、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを下限３％で張り付けている理由は、カートリッジの寿命末期でトナー残量検知の実行が頻繁に発生することにより、ダウンタイムが増加
することを防ぐためである。

次に、上述したトナー残量検知実行判断処理によって、１つのカートリッジでトナー残量検知が実行される過程を、図６を用いて説明する。図６中で、破線は、トナー消費量推定部２０８によって求めたトナー残量の推測値を表し、実線は、実際のトナー収容部３０１内のトナー残量を表している。

カートリッジは初期状態である時点０で、トナー残量が１００％の新品状態であるとする。この時、トナー残量Ａは１００％、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは０．２５×１００＝２５％、基準トナー消費量Ｗｂは０％、累積トナー消費量Ｗｉｎｔは０％である。
ＣＰＵ２０５は時間経過とともに画像形成動作を繰り返し、その都度ＣＰＵ２０５はトナー消費量推定部２０８から出力されるトナー消費量Ｗを受け取る。ＣＰＵ２０５は、現在のトナー残量Ａから逐次、トナー消費量Ｗを減算することで、推定のトナー残量（破線）を求めていく。トナー消費量Ｗは推定値であるため、推定のトナー残量（破線）と実際のトナー残量（実線）の間には少しずつずれが生じる。

ＣＰＵ２０５は、時点１で実行したトナー残量検知実行判断処理で、基準トナー消費量Ｗｂ（＝０％）と累積トナー消費量Ｗｉｎｔ（＝２５％）の差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ（＝２５％）以上であることを検知する。ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知実行判断処理によってトナー残量検知を実行し、トナー残量検知部２０７から実際のトナー残量Ａ＝７５％を取得する。
ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知実行判断処理によって、トナー残量検知実行閾値ＷｔｈをＦｔｈ（７５％）＝１８．７５％と求め、基準トナー消費量Ｗｂを現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの値（＝２５％）で更新する。以降、ＣＰＵ２０５は、この処理を繰り返し、（時点２で推測のトナー残量Ａ−（Ｗｉｎｔ−Ｗｂ））が５６．２５％（累積トナー消費量Ｗｉｎｔは４３．７５％）に達した時点で、トナー残量検知を実行し、実際のトナー残量Ａ＝６０％を取得する。

以上のように、本実施例におけるトナー残量検知実行間隔算出処理とトナー残量検知実行判断処理を用いることで、トナー残量の推測値と実測値が大きく乖離する前にトナー残量検知を実行し、より正確なトナー残量を取得することができる。

次に、本実施例の特徴であるトナー残量検知実行判断部２２２が実施するトナー残量検知実行判断処理について、図４（ｂ）を用いて説明する。なお、トナー残量検出実行間隔算出処理は、上述の従来の方法と同様のため、その説明は省略する。

ＣＰＵ２０５は、プリント動作を行い累積トナー消費量Ｗｉｎｔが更新される度に、図４（ｂ）に示すトナー残量検知実行判断部２２２によるトナー残量検知実行判断処理結果を実行する。
トナー残量検知実行判断部２２２は、前回トナー残量検知実行時に求められているトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈと、前回トナー残量検知実行時の時点の累積トナー消費量である基準トナー消費量Ｗｂと現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差を比較する。そして、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上になった場合、トナー残量検知が必要であると判断する（Ｓ６０１）。前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ未満の場合、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する（Ｓ６０１）。ここで、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上になったタイミングが、予め設定されたタイミングに相当する。

ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知が必要と判断した場合、トナー残量検知を実行するた
めにプリント動作を中断し、現像駆動モータ２１１をトナー残量検知実行用の速度で駆動させる（Ｓ６０２）。ＣＰＵ２０５は、現像駆動モータ２１１を駆動することでトナー攪拌部材３０５を回転させると、トナー残量検知部２０７に、トナー残量検知の実行を要求する。トナー残量検知部２０７は、前述したトナー残量検知の処理によってトナー残量Ａを算出し、トナー残量ＡをＣＰＵ２０５に送る（Ｓ６０３）。

トナー残量検知実行判断部２２２は、ＣＰＵ２０５を介してトナー残量検知部２０７からトナー残量Ａを受信すると、式（２）を用いてトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを求める（Ｓ６０４）。そして、（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知延長マージンＣ）となるか否かを判断する（Ｓ６０５）。
トナー残量検知実行延長マージンＣは、トナー残量検知精度に基づきＣＰＵ２０５内のＲＯＭ２１９に予め設定された値であり、例えば５％が設定されている。Ｓ６０５では、図７に示すように感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っているかどうかを判断する。ここで、図７は、カートリッジ２２の寿命について説明するための図である。

（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）となる場合、つまり、感光体ドラム寿命に対して多くのトナー残量があると判断した場合、トナー残量検知実行判断部２２２は次のような設定を行う。
すなわち、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを、トナー残量検知実行間隔延長係数Ｅで乗算した値に更新し（Ｓ６０６）、次回のトナー残量検知実行が予め設定されたタイミングよりも遅くなるように設定する。
トナー残量検知実行間隔延長係数Ｅは、トナー残量予測精度に基づきＣＰＵ２０５内のＲＯＭ２１９に予め設定された値であり、例えば１．５が設定される。

トナー残量検知実行判断部２２２は、基準トナー消費量Ｗｂを現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔで更新する（Ｓ６０７）。ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知の処理が完了すると、Ｓ６０２で変更した現像駆動モータ２１１の駆動速度を通常のプリント動作用の速度に戻し、プリント動作を再開し、トナー残量検知実行判断処理を完了する（Ｓ６０８）。

本実施例において、感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っている場合に、トナー残量検知の実行タイミングを遅くする理由を以下に説明する。
図７に示すように、感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っている場合は、トナー残量ではなく感光体ドラム寿命要因でカートリッジが寿命に到達すると推測することが可能である。つまり、感光体ドラム寿命に比べてトナー残量が多く残っている場合は、トナー残量が少ないことを起因とする白ヌケが発生する可能性が低く、トナー残量を正確に検知する必要がないと判断できるため、光透過式によるトナー残量検知の実行タイミングを遅くする。ユーザが低印字率画像を多く印字した場合や、連続ではなく少ない枚数の印字を繰り返した場合に、図７に示すようなカートリッジ寿命状態が発生する。
本実施例では、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈに所定の値を乗算することでトナー残量検知実行タイミングを延長したものの、所定の値を加算する等、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを変更する方法であれば適用することができる。

（トナー残量検知実行判断処理の動作例）
次に、上記トナー残量検知実行判断処理によってトナー残量検知の実行間隔が延長される様子を、図８を用いて説明する。
図８は、トナー残量及び感光体ドラム寿命の変化と、トナー残量検知の実行タイミングを示したものである。また以降の説明を簡単にするために、図８では、トナー消費量推定部２０８の出力を用いて求められる推定のトナー残量と実際のトナー残量の間に誤差は無く等しいとした。

図８において、時点０で、カートリッジは、（推測のトナー残量）＝（実際のトナー残量）＝１００％の新品状態であるとする。この時、トナー残量Ａは１００％、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは０．２５×１００＝２５％、基準トナー消費量Ｗｂは０％、累積トナー消費量Ｗｉｎｔは０％である。ＣＰＵ２０５は時間経過とともに画像形成動作を繰り返し、その都度ＣＰＵ２０５はトナー消費量推定部２０８から出力されるトナー消費量Ｗを受け取り、推定のトナー残量を算出する。

ＣＰＵ２０５は、時点１で実行したトナー残量検知実行判断処理で、基準トナー消費量Ｗｂ（＝０％）と累積トナー消費量Ｗｉｎｔ（＝２５％）の差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ（＝２５％）以上であることを検知する。ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知実行判断部２２２のトナー残量検知実行判断結果に基づき、トナー残量検知を実行することで、トナー残量検知部２０７から実際のトナー残量Ａ＝７５％を取得する。

ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知実行判断処理によって、トナー残量検知実行閾値ＷｔｈをＦｔｈ（７５％）＝１８．７５％と求める。時点１でトナー残量Ａは７５％、感光体ドラム寿命Ｂは６５％であり、トナー残量検知実行延長マージンＣは５％と設定されているため、図４（ｂ）のＳ６０５の（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）が成立する。そのため、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈをトナー残量検知実行間隔延長係数Ｅ（＝１．５）で乗算した値（１８．７５×１．５＝２８．１２５％）に更新する。基準トナー消費量Ｗｂは現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの値（＝２５％）で更新される。

以降、ＣＰＵ２０５は、この処理を繰り返し、（時点２で推測のトナー残量Ａ−（Ｗｉｎｔ−Ｗｂ））が４６．８７５％（累積トナー消費量Ｗｉｎｔは５３．１２５％）に達した時点で、トナー残量検知を実行する。したがって、図８に示す例では、図６に示す従来の方法に比べて、時点１から時点２のトナー残量検知実行間隔が１８．７５％から２８．１２５％に延長される。

このように、本実施例では、感光体ドラム寿命とトナー残量の関係からトナー残量検知実行タイミングを調整することとしている。このことで、画像形成装置全体としてのトナー残量検知の実行回数（カートリッジ２２が寿命に達するまでに実行されるトナー残量検知の実行回数）を減らし、かつ本来トナー残量検知の実行が必要なタイミングでのみトナー残量検知を実行することができる。すなわち、十分な精度を満たす間隔でトナー残量検知を実行することを実現している。

以上説明したように、本実施例によれば、トナー残量要因ではカートリッジが寿命に到達しないと判断した場合、トナー残量検知の実行間隔を広げるように制御が行われる。
これにより、トナー残量検知実行回数を減少させることができ、トナー残量検知実行によるダウンタイムの発生と、不要なトナー残量検知の実行によるカートリッジの短命化の両方を抑えることが可能になる。

なお、トナー残量検知部の検知方式は、上述の光検知方式に限るものではなく、感光体ドラム上に形成した基準潜像を現像することによって基準画像を形成し、この基準画像の反射濃度を画像濃度検知手段によりトナー残量を検知するパッチ方式等であってもよい。すなわち、トナー残量検知の実行によって、ダウンタイムとカートリッジの寿命に影響を及ぼすものであれば、トナー残量検知部として適用することができる。
また、トナー残量推定手段についても、上述したピクセルカウントによる方法だけでなく、印字された記録材の枚数や面積による方法等のトナー残量が推定可能な手段であればよい。
また、本実施例では、感光体ドラム寿命検知手段として、感光体ドラムの総回転数によ
る方法を説明したが、感光体ドラムの寿命を検知することができる手段であれば、これに限るものではない。
また、本実施例では、カートリッジ２２が寿命となる要因に関して、トナー残量以外の要因として、感光体ドラム５の寿命を例にして説明を行ったが、感光体ドラム寿命に限るものではない。例えば、感光体ドラム上に残存した残トナーを回収するクリーニング機構の寿命等であってもよく、画像形成動作時に作動する作動部材のうち少なくとも１つの寿命を、カートリッジの寿命要因のうちトナー残量以外の寿命要因とすることができる。

以下に、本発明の実施例２について説明する。なお、本実施例においては、主として実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。
（トナー残量検知実行判断部）
図９は、本実施例の特徴であるトナー残量検知実行判断部２２２が実施するトナー残量検知実行判断処理について説明するための図である。ここでは、説明の簡単化のため、１つのカートリッジについてのトナー残量検知実行判断処理についてのみ説明している。

ＣＰＵ２０５は、プリント動作を行い累積トナー消費量Ｗｉｎｔが更新される度に、図９に示すトナー残量検知実行判断部２２２によるトナー残量検知実行判断処理を実行する。
トナー残量検知実行判断部２２２は、前回トナー残量検知実行時に求められているトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈと、前回トナー残量検知実行時の時点の累積トナー消費量である基準トナー消費量Ｗｂと現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差を比較する。そして、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上であるか否かを判断する（Ｓ７０１）。前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ未満の場合、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する（Ｓ７０１）。

前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上の場合、トナー残量検知実行判断部２２２は、（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）となるかどうかを判断する（Ｓ７０２）。
トナー残量検知実行延長マージンＣは、トナー残量検知精度に基づきＣＰＵ２０５内のＲＯＭ２１９に予め設定された値であり、例えば５％が設定されている。Ｓ７０２は、図７に示すように感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っているかどうかを判断する。

Ｓ７０２で（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）となる場合、つまり、感光体ドラム寿命に対してトナー残量が多く残っていると判断した場合は、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する。トナー残量検知実行判断部２２２は、（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）とならない場合、トナー残量検知が必要であると判断する。

ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知が必要であると判断した場合、トナー残量検知を実行するためにプリント動作を中断し、現像駆動モータ２１１をトナー残量検知実行用の速度で駆動させる（Ｓ７０３）。ＣＰＵ２０５は、現像駆動モータ２１１を駆動することでトナー攪拌部材３０５を回転させると、トナー残量検知部２０７に、トナー残量検知の実行を要求する。
トナー残量検知部２０７は、前述したトナー残量検知の処理によってトナー残量Ａを算出し、トナー残量ＡをＣＰＵ２０５に送る（Ｓ７０４）。

トナー残量検知実行判断部２２２は、ＣＰＵ２０５を介してトナー残量検知部２０７からトナー残量Ａを受信すると、式（２）を用いてトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを求める（Ｓ７０５）。そして、基準トナー消費量Ｗｂを、現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔで更新する（Ｓ７０６）。
ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知の処理が完了すると、Ｓ７０３で変更した現像駆動モータ２１１の駆動速度を通常のプリント動作用の速度に戻し、プリント動作を再開し、トナー残量検知実行判断処理を完了する（Ｓ７０７）。

本実施例において、感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っている場合に、トナー残量検知の実行を抑制する理由を以下に説明する。図７を参照して実施例で説明したように、感光体ドラム寿命Ｂに比べてトナー残量Ａが多く残っている間は、トナー残量ではなく感光体ドラム寿命要因でカートリッジが寿命に到達すると推測することが可能である。つまり、感光体ドラム寿命に比べてトナー残量が多く残っている場合は、トナー残量が少ないことを起因とする白ヌケが発生する可能性が低く、トナー残量を正確に検知する必要がないと判断できるため、本実施例では光透過式によるトナー残量検知を実行しない。

（トナー残量検知実行判断処理の動作例）
次に、上記トナー残量検知実行判断処理によってトナー残量検知の実行間隔が延長される様子を、図１０を用いて説明する。
図１０は、トナー残量及び感光体ドラム寿命の変化と、トナー残量検知の実行タイミングを示したものである。また以降の説明を簡単にするために、図１０では、トナー消費量推定部２０８の出力を用いて求められる推定のトナー残量と実際のトナー残量の間に誤差は無く等しいとした。

図１０において、時点０で、カートリッジは、（推測のトナー残量）＝（実際のトナー残量）＝１００％の新品状態であるとする。この時、トナー残量Ａは１００％、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈは０．２５×１００＝２５％、基準トナー消費量Ｗｂは０％、累積トナー消費量Ｗｉｎｔは０％である。
ＣＰＵ２０５は時間経過とともに画像形成動作を繰り返し、その都度ＣＰＵ２０５はトナー消費量推定部２０８から出力されるトナー消費量Ｗを受け取り、推定のトナー残量を算出する。

ＣＰＵ２０５は、時点１で実行したトナー残量検知実行判断処理で、基準トナー消費量Ｗｂ（＝０％）と累積トナー消費量Ｗｉｎｔ（＝２５％）の差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ（＝２５％）以上であることを検知する。
しかし、時点１では、トナー残量Ａは７５％、感光体ドラム寿命Ｂは６５％であり、トナー残量検知実行延長マージンＣは５％と設定されている。このため、時点１では、図９のＳ７０２の（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）が成立し、トナー残量検知実行判断部２２２はトナー残量検知が必要で無いと判断する。

ＣＰＵ２０５は、時点１から時点２までの間は、（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）となるため、トナー残量検知を実行しない。時点２では、トナー残量Ａは５０％、感光体ドラム寿命Ｂは４５％であり、（感光体ドラム寿命Ｂ）＜（トナー残量Ａ−トナー残量検知実行延長マージンＣ）とならない。このため、トナー残量検知実行判断部２２２は時点２においてトナー残量検知が必要であると判断し、ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知を実行する。
ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知実行判断処理によって、トナー残量検知実行閾値Ｗｔ
ｈをＦｔｈ（５０％）＝１２．５％と求め、基準トナー消費量Ｗｂを現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの値（＝５０％）で更新する。

以降、ＣＰＵ２０５は、この処理を繰り返し、（次に推測のトナー残量Ａ−（Ｗｉｎｔ−Ｗｂ））が３７．５％（累積トナー消費量Ｗｉｎｔは６２．５％）に達した時点で、感光体ドラム寿命とトナー残量に基づき、トナー残量検知を実行するか否かを判断する。
したがって、図１０の例では、図６に示す従来の方法に比べて、時点１から時点２のトナー残量検知実行間隔が１８．７５％から２５％に延長される。

このように、本実施例においても、感光体ドラム寿命とトナー残量の関係からトナー残量検知実行タイミングを調整している。このことで、画像形成装置全体としてのトナー残量検知の実行回数を減らし、かつ本来トナー残量検知の実行が必要なタイミングでのみトナー残量検知を実行することができる。すなわち、十分な精度を満たす間隔でトナー残量検知を実行することを実現している。
以上説明したように、本実施例によれば、トナー残量要因でカートリッジが寿命に到達しないと判断した場合、トナー残量検知の実行を抑制するように制御が行われる。
これにより、トナー残量検知実行回数を減らすことができ、トナー残量検知実行によるダウンタイムの発生と、不要なトナー残量検知の実行によるカートリッジの短命化の両方を抑えることが可能になる。

以下に、本発明の実施例３について説明する。なお、本実施例においては、主として実施例１，２に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１，２と同様の構成部分については、その説明を省略する。
（トナー残量検知実行判断部）
図１２は、本実施例の特徴であるトナー残量検知実行判断部２２２が実施するトナー残量検知実行判断処理について説明するための図である。ここでは、説明の簡単化のため、１つのカートリッジについてのトナー残量検知実行判断処理についてのみ説明している。

ＣＰＵ２０５は、プリント動作を行い累積トナー消費量Ｗｉｎｔが更新される度に、図１２に示すトナー残量検知実行判断部２２２によるトナー残量検知実行判断処理を実行する。
トナー残量検知実行判断部２２２は、前回トナー残量検知実行時に求められているトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈと、前回トナー残量検知実行時の時点の累積トナー消費量である基準トナー消費量Ｗｂと現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差を比較する。そして、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上であるか否かを判断する（Ｓ８０１）。前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ未満の場合、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する（Ｓ８０１）。

前記の値がトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上の場合、トナー残量検知実行判断部２２２は、（（感光体ドラム寿命Ｂ）×（１００／トナー想定印字率Ｆ））＜（トナー残量Ａ）となるかどうかを判断する（Ｓ８０２）。（感光体ドラム寿命Ｂ）×（１００／トナー想定印字率Ｆ）は、トナー収容部３０１の最大収容量に対する、感光体ドラム寿命Ｂが寿命に到達するまでの間、全て高印字率（１００％）でプリントを行った場合の推測のトナー使用量（推測現像剤量）の割合である。トナー想定印字率Ｆは、ユーザが使用する想定平均印字率に基づきカートリッジＮＶＲＡＭ３０７に予め設定された値であり、例えば１０％が設定されている。
Ｓ８０２では、図１１に示すように、感光体ドラム寿命Ｂが寿命に到達するまでの間、高印字率（１００％）のプリントを続けた場合、トナー残量要因でカートリッジ寿命とな
るかどうかを判断している。ここで、図１１は、カートリッジ２２の寿命について説明するための図である。なお、感光体ドラム寿命Ｂが寿命に到達するまでの間のプリント時の印字率は、ユーザが使用する想定平均印字率より大きい高印字率であればよいが、本実施例のように１００％に設定されているとより好ましい。

トナー残量検知実行判断部２２２は、Ｓ８０２でＹｅｓの場合、つまり、高印字率のプリントを続けてもトナー残量要因でカートリッジ寿命とならないと判断した場合は、トナー残量検知の実行をせず、トナー残量検知実行判断処理を終了する。
そして、トナー残量検知実行判断部２２２は、Ｓ８０２でＮｏの場合、トナー残量検知が必要であると判断する。

ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知が必要であると判断した場合、トナー残量検知を実行するためにプリント動作を中断し、現像駆動モータ２１１をトナー残量検知実行用の速度で駆動させる（Ｓ８０３）。ＣＰＵ２０５は、現像駆動モータ２１１を駆動することでトナー攪拌部材３０５を回転させると、トナー残量検知部２０７に、トナー残量検知の実行を要求する。
トナー残量検知部２０７は、前述したトナー残量検知の処理によってトナー残量Ａを算出し、トナー残量ＡをＣＰＵ２０５に送る（Ｓ８０４）。

トナー残量検知実行判断部２２２は、ＣＰＵ２０５を介してトナー残量検知部２０７からトナー残量Ａを受信すると、式（２）を用いてトナー残量検知実行閾値Ｗｔｈを求める（Ｓ８０５）。そして、基準トナー消費量Ｗｂを、現在の累積トナー消費量Ｗｉｎｔで更新する（Ｓ８０６）。
ＣＰＵ２０５は、トナー残量検知の処理が完了すると、Ｓ８０３で変更した現像駆動モータ２１１の駆動速度を通常のプリント動作用の速度に戻し、プリント動作を再開し、トナー残量検知実行判断処理を完了する（Ｓ８０７）。

本実施例で述べたように、感光体ドラム寿命に基づき高印字率のプリント時のトナー使用量を導出することにより、トナー残量ではなく感光体ドラム寿命要因でカートリッジが寿命に到達すると判断することが可能となる。つまり、感光体ドラム寿命に比べてトナー残量が多く残っている場合は、トナー残量が少ないことを起因とする白ヌケが発生する可能性が低く、トナー残量を正確に検知する必要がないと判断できるため、本実施例では光透過式によるトナー残量検知を実行しない。

（トナー残量検知実行判断処理の動作例）
次に、上記トナー残量検知実行判断処理によってトナー残量検知の実行が抑制される様子を、図１３を用いて説明する。
図１３は、トナー残量及び感光体ドラム寿命の変化と、トナー残量検知の実行タイミングを示したものである。また以降の説明を簡単にするために、図１３では、トナー消費量推定部２０８の出力を用いて求められる推定のトナー残量と実際のトナー残量の間に誤差は無く等しいとした。
ＣＰＵ２０５は、時間経過とともに画像形成動作を繰り返し、その都度ＣＰＵ２０５はトナー消費量推定部２０８から出力されるトナー消費量Ｗを受け取り、推定のトナー残量を算出する。

ＣＰＵ２０５が時点１でトナー残量検知実行判断処理を実行し、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上であった場合は、トナー残量Ａは５０％、感光体ドラム寿命Ｂは５％である。ここで、トナー想定印字率Ｆは１０％と設定されている。
そのため、図１２のＳ８０２の（（感光体ドラム寿命Ｂ）×（１００／トナー想定印字
率Ｆ））＜（トナー残量Ａ）とならなく、トナー残量検知実行判断部２２２はトナー残量検知が必要であると判断し、トナー残量検知を実行する。

一方、ＣＰＵ２０５が時点２でトナー残量検知実行判断処理を実行し、基準トナー消費量Ｗｂと累積トナー消費量Ｗｉｎｔの差が、トナー残量検知実行閾値Ｗｔｈ以上であった場合は、トナー残量Ａは４８％、感光体ドラム寿命Ｂは４％である。トナー想定印字率Ｆは１０％と設定されているため、図１２のＳ８０２の（（感光体ドラム寿命Ｂ）×（１００／トナー想定印字率Ｆ））＜（トナー残量Ａ）となり、トナー残量検知実行判断部２２２はトナー残量検知が必要でないと判断する。

したがって、図１３に示す例では、時点１を超えた時点から、トナー残量検知実行判断部２２２はトナー残量検知の必要がないと判断する。
このように、感光体ドラム寿命とトナー残量の関係からトナー残量検知実行タイミングを調整することで、本実施例においても、上述した実施例２と同様の効果を得ることができる。

５…感光体ドラム、８…現像器、２２…カートリッジ、２０７…トナー残量検知部、２２１…感光体ドラム寿命検知部、２２２…トナー残量検知実行判断部、３０１…トナー収容部

Claims (4)

1. 像担持体に形成された静電潜像を現像剤で現像する現像手段と、
   前記現像手段で用いられる現像剤を収容する現像剤収容部と、
   を有し、画像形成装置本体に対して交換可能に設けられた画像形成ユニットを備え、
   前記現像剤収容部内の現像剤の残量が一定値以下となった場合と、前記画像形成ユニットに設けられた作動部材が寿命に達した場合との少なくともいずれかの場合に、前記画像形成ユニットが寿命に達したと判断される画像形成装置において、
   前記現像剤収容部内の現像剤の残量を検知し、前記現像剤収容部の最大収容量に対する現像剤残量の残量割合を導出する残量導出手段と、
   前記残量導出手段による現像剤残量検知を予め設定されたタイミングで実行するための実行手段と、
   前記作動部材における初期状態からの作動量を検知し、前記作動部材における初期状態から寿命に達するまでの全作動量に対する、作動量の検知時から寿命に達するまでの残りの作動量の作動量割合を導出する作動量導出手段と、
   を備え、
   前記実行手段は、前記残量導出手段により導出された前記残量割合、及び前記作動量導出手段により導出された前記作動量割合に基づいて、前記画像形成ユニットが寿命に達するまでに実行される現像剤残量検知の実行回数を減少させるように制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記実行手段は、
   予め設定された現像剤残量検知の実行タイミングとなり前記残量導出手段による現像剤残量検知を実行することで得られた現像剤残量に対して導出された前記残量割合の方が、前記作動量割合よりも大きい場合、
   次に実行する現像剤残量検知のタイミングを予め設定されたタイミングよりも遅くする制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記実行手段は、
   予め設定された現像剤残量検知の実行タイミングとなった場合であっても、前記作動量割合よりも前記残量割合の方が大きい場合には、現像剤残量検知を実行しないように制御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. 前記実行手段は、
   前記作動量割合に基づき、前記現像剤収容部の最大収容量に対する、前記作動部材が寿命に到達するまでに使用されると推測される推測現像剤量の割合を導出し、
   予め設定された現像剤残量検知の実行タイミングとなった場合であっても、前記推測現像剤量の割合よりも前記残量割合の方が大きい場合には、現像剤残量検知を実行しないように制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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