JP6217297B2

JP6217297B2 - トナー強制排出制御装置及びトナー強制排出制御プログラム

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Publication number: JP6217297B2
Application number: JP2013213417A
Authority: JP
Inventors: 茂広古川
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2013-10-11
Filing date: 2013-10-11
Publication date: 2017-10-25
Anticipated expiration: 2033-10-11
Also published as: JP2015075714A

Description

本発明は、トナー強制排出制御装置及びトナー強制排出制御プログラムに関する。

紙などの記録材に画像を形成する機能を備えた画像形成装置として、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を併せもった複合機などが知られている。
このような画像形成装置では、トナーにキャリアや帯電促進剤などを混合した現像剤が用いられる。例えば、画像形成装置に備えられる現像器では、容器に収容された現像剤中のトナーを現像ロールに付着させ、現像ロールの回転によりトナーを感光体ドラム上へ運んで、感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーで現像する。感光体ドラム上のトナー像は、中間転写ベルトを経て記録材に転写される。
また、画像形成装置には、感光体ドラムや中間転写ベルト等の被クリーニング体の表面に残留しているトナーを除去するクリーニング装置と、当該クリーニング装置により除去された廃トナーを回収するトナー回収機構が設けられている。

ここで、画像形成装置における現像剤やトナーの取り扱いに関し、以下のような発明が提案されている。
例えば、特許文献１には、クリーニング装置により回収したトナーを、第１搬送手段によりトナー廃棄容器に搬送するか、第２搬送手段により現像装置に搬送し、その時の搬送モーターのトルクを検出し、それに応じて、リサイクルトナー供給率を制御し、このとき、搬送負荷の検出結果は回収トナーの流動性、つまり、リサイクルトナーの劣化状況に対応したものとなっていることから、搬送負荷が上昇した時は、リサイクルトナー供給率を少なくし、凝縮物の発生を抑制する発明が開示されている。

例えば、特許文献２には、トナーとキャリアとを含む二成分系現像剤を用いて静電潜像の可視像処理を行う現像装置において、現像剤を収容して撹拌する現像剤撹拌部に、回転数を任意に制御可能な撹拌部材と、撹拌部材のトルクを検知可能なトルクセンサとを設け、撹拌部材の回転数を変化させたときのトルクセンサの出力値に基づき現像剤の劣化を検知する発明が開示されている。

例えば、特許文献３には、現像剤の消費量の累積値である累積消費量の計測と、現像器の累積駆動時間の計測を行い、累積消費量と現像器の累積駆動時間とに基づいて、現像剤の消費が少ない状態で現像剤が長時間現像器内で撹拌されて劣化したか否かを判別し、現像剤が劣化したと判別された場合に、劣化した現像剤を排出する発明が開示されている。

特開２０００−０８９６３５号公報特開２０１０−１２２５３７号公報特開２０１０−１４５４２９号公報

トナー回収機構は、クリーニング装置により除去されたトナーをトナー回収容器まで搬送するトナー回収経路を有する。このトナー回収経路にトナーが滞留して詰まりが発生すると、トナーの回収に支障が生じ、回収できなかったトナーによって画像形成装置内の広範囲に障害（例えば、出力画像における「線筋」等の画像欠陥）が引き起こされかねない。ここで、トナー回収経路が詰まった後に直ちに障害が発生するわけではなく、当該トナー回収経路に堆積可能な量を上回るトナーが当該トナー回収経路に流入した後に障害が発生する。すなわち、図８（ａ）に示すように、トナー回収経路が詰まってから障害が発生するまでには、或る程度の猶予がある。そこで、トナー回収経路の詰まりの検出を行い、上記の猶予がある内に保守担当者に保守（詰まった部分の清掃や交換など）を実施させることで、トナー回収経路の詰まりに起因する障害の防止を図ることが検討されている。

ところで、画像形成装置の動作モードとして、通常の動作モードの他に、通常の動作モードに比べて大量のトナーを排出するトナー強制排出モード（パージモード）を設けることがある。トナー強制排出モードでは通常の動作モードの１０００倍近くのトナーを排出することがあるため、トナー回収経路が詰まった状態でトナー強制排出モードが実施されると、図８（ｂ）に示すように、当該トナー回収経路へ流入して堆積するトナーが当該トナー回収経路に堆積可能な量をすぐに上回ってしまい、保守のための猶予が無くなり、障害の発生に至る懸念がある。

本発明は、トナー回収経路が詰まった状態でトナー強制排出モードが実施されることによる障害の発生を抑制することが可能な技術を提案することを目的とする。

本発明（１）は、現像器内のトナーを強制的に排出するトナー強制排出モードを有する画像形成装置について、画像形成出力の過程で排出されるトナーを回収容器へ搬送するトナー回収経路の詰まりの有無を判定する判定手段と、前記判定手段によりトナー回収経路が詰まっていると判定されたことに応じて、その後に予定されたトナー強制排出モードの実行を抑制する抑制手段と、を備え、前記抑制手段は、トナーの消費量が少ない画像形成出力のジョブよりトナーの消費量が多い画像形成出力のジョブの方が優先的に実行されるようにジョブの実行順序を入れ替える、ことを特徴とするトナー強制排出制御装置である。

本発明（２）は、本発明（１）において、前記抑制手段は、予め定められた期間が経過するまでトナー強制排出モードの実行を保留する、ことを特徴とするトナー強制排出制御装置である。

本発明（３）は、本発明（１）、（２）において、前記抑制手段は、トナー回収経路の詰まりが解消されたことを示す操作入力があるまでトナー強制排出モードの実行を保留する、ことを特徴とするトナー強制排出制御装置である。

本発明（４）は、現像器内のトナーを強制的に排出するトナー強制排出モードを有する画像形成装置のコンピュータに、画像形成出力の過程で排出されるトナーを回収容器へ搬送するトナー回収経路の詰まりの有無を判定する判定機能と、前記判定機能によりトナー回収経路が詰まっていると判定されたことに応じて、その後に予定されたトナー強制排出モードの実行を抑制する抑制機能と、を実現させるためのトナー強制排出制御プログラムであって、前記抑制機能は、トナーの消費量が少ない画像形成出力のジョブよりトナーの消費量が多い画像形成出力のジョブの方が優先的に実行されるようにジョブの実行順序を入れ替える、ことを特徴とするトナー強制排出制御プログラムである。

本発明（１）、（４）によれば、トナー回収経路が詰まった状態でトナーが大量にトナー回収経路に排出されることを抑制することができる。また、ジョブの実行順序を入れ替えない場合に比べて、現像器内にトナーが滞留し続けることを抑制できる。

本発明（２）によれば、予め定められた期間が経過するまで、トナーが大量にトナー回収経路に排出されることを抑制できる。

本発明（３）によれば、トナー回収経路の詰まりが解消されるまで、トナーが大量にトナー回収経路に排出されることを抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の例を示す図である。図１の画像形成装置に設けたトナー回収機構の構成の例を示す図である。図１の画像形成装置に設けたトナー強制排出制御装置の構成の例を示す図である。負荷トルクに対するトナー堆積量の関係の例、及び、トナー堆積量に対するトナー堆積猶予量の関係の例を示す図である。トナー強制排出制御装置の処理フローの例を示す図である。トナー強制排出制御装置の処理フローの他の例を示す図である。ジョブ優先順位変更処理の処理フローの例を示す図である。トナー回収経路のトナー詰まりから画質トラブルに至るまでの猶予を説明する図である。

本発明の一実施形態について、図面を参照して説明する。
まず、本発明に係るトナー強制排出制御装置が設けられる画像形成装置について説明する。画像形成装置は、紙などの記録材に画像を形成する機能を備えた装置であり、例えば、複写機、プリンタ装置、ファクシミリ装置、これらの機能を併せもった複合機などが知られている。

図１には、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造の例を示してある。
図示の画像形成装置は、一般にタンデム型と呼ばれる中間転写方式であり、代表的な機能部として、電子写真方式により各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、各画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにより形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に順次転写（一次転写）させる一次転写部２１と、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を用紙Ｐ（記録材の一例）に一括転写（二次転写）させる二次転写部２２と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器３４と、を備えている。

画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１を有する。また、各感光体ドラム１１の周囲には、感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に露光ビームＢｍを照射して静電潜像を書き込む露光器１３、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化したトナー像を形成する現像器１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分のトナー像を一次転写部２１にて中間転写ベルト１５に重畳転写する一次転写ロール１６、といった各種の電子写真用デバイスが順次配設されている。
これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されており、中間転写ベルト１５に対して接離可能に構成されている。

また、図示の画像形成装置は、用紙搬送系として、用紙収容部から用紙Ｐを取り出して二次転写部２２へと送り込む給紙動作を行う給紙機構部３１と、二次転写部２２を通過した用紙Ｐを定着器３４側へと搬送する搬送ベルト３２と、用紙Ｐを定着器３４の入口へガイドする定着入口ガイド３３と、定着器３４から排紙された用紙Ｐを下流側へガイドする排紙ガイド３５と、排紙ガイド３５によりガイドされた用紙Ｐを装置外部に排出する排紙ロール３６と、を備えている。

すなわち、給紙機構部３１により用紙収容部から二次転写部２２へと給紙された用紙Ｐは、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５上のトナー像が静電転写された後、中間転写ベルト１５から剥離された状態で搬送ベルト３２へと搬送される。そして、搬送ベルト３２により、定着器３４の動作速度に合わせて、定着入口ガイド３３を介して定着器３４まで搬送される。定着器３４に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器３４によって熱及び圧力を加える定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。その後、定着画像が形成された用紙Ｐは、排紙ガイド３５及び排紙ロール３６を介して、装置外部に設けられた排紙収容部（図示せず）へと搬送される。

ここで、感光体ドラム１１や中間転写ベルト１５といったトナー像担持体は、その表面に残留しているトナーを除去する必要がある被クリーニング体である。このため、感光体ドラム１１や中間転写ベルト１５に対してクリーニング装置が配設される。
また、二次転写部２２にて中間転写ベルト１５に対向して設けられる二次転写バイアスロール２３は、通常ではトナーの付着は無いが、まれにトナーが付着することがあり、付着したトナーが汚れとなって画質欠陥を引き起こす可能性がある。そこで、二次転写バイアスロール２３も被クリーニング体として扱う。つまり、二次転写バイアスロール２３に対してもクリーニング装置が配設される。

図示の例では、クリーニング装置として、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７が一次転写部２１の下流側に配設されており、中間転写ベルト１５上の残留トナーを除去するベルトクリーナ１８が二次転写部２２の下流側に配設されており、二次転写バイアスロール２３上の付着トナーを除去するロールクリーナ２４が二次転写部２２の下流側に配設されている。

図２には、色成分毎に設けられたドラムクリーナ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋにより除去されたトナーを回収するトナー回収機構の構成の例を示してある。
このトナー回収機構は、画像形成装置のハウジングに内蔵されており、ドラムクリーナ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋに各々の上端が連結されて縦方向に延びる円筒状のトナー搬送路５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋと、各トナー搬送路５０（５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ）の下端に連結されて横方向に延びる円筒状のトナー搬送路５１と、トナー搬送路５１の末端に上端が連結されて縦方向に延びる円筒状のトナー搬送路５２と、トナー搬送路５２の下端に連結されたトナー回収容器５３と、を備えている。すなわち、トナー搬送路５０〜５２により、各ドラムクリーナ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋからトナー回収容器５３に至るトナー回収経路が構成されている。

トナー搬送路５０〜５２の各々には、その経路方向（円筒の軸方向）に延びる回転軸と当該回転軸の周面に設けられた螺旋状のブレードとを有するトナー搬送部材５４が、軸周りに回転自在に収容されている。トナー搬送部材５４の一端には、軸周り回転の駆動力を与えるモーター５７が取り付けられており、制御部（図示せず）の制御下でモーター５７を作動させることによりトナー搬送部材５４が回転する。これにより、トナー搬送路５０〜５２内で回転するトナー搬送部材５４の螺旋状のブレードによって、図中矢印方向にトナーが搬送される。すなわち、各ドラムクリーナ１７Ｙ，１７Ｍ，１７Ｃ，１７Ｋにより回収されたトナーが、トナー回収経路（トナー搬送路５０〜５２）を通じてトナー回収容器５３へ搬送される。
このようなトナー回収機構は他のクリーニング装置（ベルトクリーナ１８やロールクリーナ２４）についても設けられており、トナー回収経路の態様は各々で異なるが、基本的な仕組みは同様である。

また、本例の画像形成装置は、通常の画像形成処理を行う動作モードの他に、現像器１４内のトナーが劣化した場合に実行されるトナー強制排出モードを有している。すなわち、表面形状が劣化したトナーによる転写不良によって異常（例えば、出力画像における「白抜け」等の画像欠陥）が生じることを防ぐべく、トナー強制排出モードを実行することで、現像器１４内のトナーを強制的に排出して新しいトナーに入れ替える動作を行う。
トナー強制排出モードは、種々の態様により実行することができ、例えば、一次転写への高印字出力に相当する出力動作を繰り返すことで、実際の出力動作は行わず、トナーを排出する手法（特許第３７５７６１２号公報）などがある。

ここで、トナー強制排出モードを実行すると大量のトナーがトナー回収経路に排出される。このため、トナー回収経路にトナーが詰まった状態の場合にトナー強制排出モードが実行されると、トナー回収経路へ流入して堆積するトナーが当該トナー回収経路に堆積可能な量をすぐに上回ってしまい、保守のための期間を取れずに障害の発生に至る懸念がある。そこで、本例の画像形成装置には、トナー回収経路にトナーが詰まった状態の場合にはトナー強制排出モードの実行を抑制する仕組みを設けてある。

図３には、トナー回収経路の詰まりを検出してトナー強制排出モードの実行を抑制するトナー強制排出制御装置の機能ブロックの例を示してある。
なお、同図において、トナー搬送駆動部６１は、トナー搬送路５０〜５２に設けられたトナー搬送部材５４に軸周り回転の駆動力を与えるモーター５７に該当し、トナー搬送部材５４毎に設けられる。
また、駆動検知部６２は、トナー搬送駆動部６１の駆動状態を検知する機能部であり、トナー搬送駆動部６１毎（つまり、トナー搬送部材５４毎）に設けられる。本例では、トナー搬送駆動部６１の駆動状態として、トナー搬送駆動部６１の負荷を表す負荷トルクを検出する。なお、トナー搬送駆動部６１の負荷トルクは、トナー搬送駆動部６１の駆動電流やエンコーダ出力に基づいて算出できる。

本例のトナー強制排出制御装置７０は、駆動制御部７１、データ取得部７２、データ蓄積部７３、ジョブ制御部７４、トナー回収経路状態判定部７５、トナー劣化判定部７６、トナー排出量見積部７７、を有している。
また、本例の画像形成装置は、今後実行することが予定された画像形成出力に係るジョブを受け付け順に蓄積（スタック）するメモリを備え、当該メモリに蓄積されたジョブをそのスタック順（受け付け順）に実行する仕組みを有しているものとする。メモリにスタックされるジョブとしては、通常の動作モードのジョブやトナー強制排出モードのジョブがある。

データ取得部７２は、各々の駆動検知部６２から、その駆動検知部６２が設けられたトナー搬送駆動部６１の駆動状態を表す負荷トルクのデータを取得して、駆動制御部７１やデータ蓄積部７３へ出力する。
駆動制御部７１は、データ取得部７２により取得された各トナー搬送駆動部６１の負荷トルクのデータに基づいて、各トナー搬送駆動部６１の回転速度を制御する。
データ蓄積部７３は、データ取得部７２により取得された各トナー搬送駆動部６１の負荷トルクのデータを、その取得時間及び各トナー搬送駆動部６１を識別する情報と対応付けて、トナー搬送駆動部６１毎の時系列データとして蓄積する。

トナー劣化判定７６は、画像形成装置で実行したジョブの履歴情報に基づいて、現像器１４内に収容されているトナーの劣化状態を判定する。本例では、実行したジョブの履歴情報に基づき、印字面積率が予め定めた低印字基準値を下回る画像形成出力のジョブ（すなわち、トナーの消費量が少ない低トナー消費ジョブ）が継続的に繰り返された度合を示すカウント値（例えば、低トナー消費ジョブが連続して繰り返された回数）を算出する。このカウント値は、印字面積率が低印字基準値を下回る画像形成出力のジョブの繰り返し具合に応じて増加し、他のジョブ（例えば、印字面積率が予め定めた高印字基準値を上回るジョブ）の実行に応じてリセット（或いは減算）される。そして、算出したカウント値が予め定めた閾値を上回った場合に、現像器１４内のトナーが入れ替わらずに滞留し続けてトナーが劣化した（つまり、トナー強制排出モードを実行する必要がある）と判定し、トナー強制排出モードのジョブを今後の実行予定に追加（メモリにスタック）する。

また、トナー劣化判定７６は、トナー強制排出モードのジョブをメモリにスタック（実行予定に追加）した後もカウント値を更新して劣化状態の判定を続け、カウント値が閾値を下回った場合（現像器１４内のトナーが劣化したものではなくなったと判定された場合）には、トナー強制排出モードのジョブをメモリのスタックから削除する（実行予定から取り消す）処理も行う。
なお、本例では、トナー強制排出モードのジョブを実行予定に追加する判定で用いる閾値と、トナー強制排出モードのジョブを実行予定から削除する判定で用いる閾値とを同じ値を用いているが、互いに異なる値を用いる（例えば、追加の判定に用いる閾値より削除の判定に用いる閾値を小さくする）構成としてもよい。
また、上記の手法は一例であり、他の手法によりトナーの劣化状態を判定しても構わない。

トナー排出量見積部７７は、画像形成出力に係るジョブ単位で、当該ジョブの実行により排出（回収）されるトナーの排出量を見積もる。トナーの排出量は、例えば、以下に示すような重回帰による予測式（重回帰式）を用いてトナー回収経路毎に算出できる。
排出量Ｔ＝Ａ＋Ｂ＊Ｘ₁＋Ｃ＊Ｘ₂＋Ｄ＊Ｘ₃＋Ｅ＊Ｘ₄＋Ｆ＊Ｘ₅＋Ｇ＊Ｘ₆＋Ｇ＊Ｘ₇
ここで、Ａ〜Ｈは予め実験により求めた係数であり、各々のトナー回収経路に応じた値が設定される。また、Ｘ₁〜Ｘ₇は説明変数であり、トナーの排出量Ｔに影響を与える主な因子について設定される。本例では、説明変数として、Ｘ₁：用紙サイズ、Ｘ₂：印字面積率（用紙上における印字面積の比率）、Ｘ₃：紙種、Ｘ₄：動作モード（通常モードやトナー強制排出モード）、Ｘ₅：温度、Ｘ₆：湿度、Ｘ₇：印字濃度（印字部分のトナー濃度）を設定してある。

上記の式により１枚の画像形成出力毎にトナーの排出量Ｔが算出されるので、ジョブ単位で累積することで、ジョブ単位のトナーの排出量を見積もることができる。また、動作モード（通常モードやトナー強制排出モード）はジョブ単位で切り替わるので、動作モード別のトナーの排出量を見積もることができる。また、トナーの排出量の見積もりは、実行済みのジョブについて行うことも、実行予定のジョブについて行うこともできる。
なお、トナーの排出量を算出する手法として、上記の式以外の他の手法によりトナーの排出量を算出しても構わない。

トナー回収経路状態判定部７５は、トナー回収経路の詰まり状態を判定し、トナー回収経路が詰まってことが判明した場合には、トナー回収経路におけるトナーの堆積具合の推定を繰り返し、トナーの堆積の進行状況に応じて保守の実施を促す出力を行う。
また、トナー回収経路状態判定部７５は、トナー回収経路が詰まってことが判明した状態において、その後にトナー強制排出モードのジョブの実行が予定（メモリにスタック）されている場合には、トナー強制排出モードのジョブを実行しても保守のための期間を確保できるかを調べ、保守のための期間を確保できなければ、トナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する旨の通知をジョブ制御部７４へ出力する。
ここでは、説明の簡略化のため、各々のトナー回収経路が１本のトナー搬送路で構成された（１つのトナー搬送駆動部６１を有する）モデル、すなわち、トナー回収経路とトナー搬送駆動部６１を１対１に対応させたモデルを例にして説明する。

トナー回収経路状態判定部７５の動作を具体的に説明する。
まず、データ蓄積部７３に蓄積されているトナー搬送駆動部６１毎の負荷トルクの時系列データに基づいて、トナー回収経路の詰まり状態を判定する。具体的には、画像形成装置の運用中に測定したトナー搬送駆動部６１の負荷トルクが予め定めた閾値を上回った場合に、当該トナー搬送駆動部６１に対応するトナー回収経路に詰まりが発生したと判定する。

そして、トナー回収経路に詰まりが発生したと判定された場合には、当該トナー回収経路の現在のトナー堆積量を推定する。ここで、トナー搬送駆動部６１の負荷トルクと当該トナー搬送駆動部６１に対応するトナー回収経路のトナー堆積量とは、図４（ａ）に示すように、負荷トルクの増加に伴ってトナー堆積量が増加するという関係がある。そこで、負荷トルクとトナー堆積量との関係を表す関係式をトナー搬送駆動部６１毎（トナー回収経路毎）に用意しておき、詰まりが発生したと判定されたトナー回収経路のトナー搬送駆動部６１の負荷トルクの測定値と当該トナー搬送駆動部６１に係る関係式とに基づいて、当該トナー回収経路の現在のトナー堆積量の推定値を算出する。
また、通常の動作モードのジョブの実行が予定（メモリにスタック）されている場合には、当該ジョブについてトナー排出量見積部７７により算出されたトナーの排出量の見積値（当該ジョブによるトナー堆積量の増加分）を現在のトナー堆積量の推定値と加算し、当該加算結果を現在のトナー堆積量の推定値として扱う。なお、トナー強制排出モードのジョブの実行が予定されている場合の動作については後述する。

次に、詰まりが発生したと判定されたトナー回収経路に堆積可能な最大のトナー堆積量から当該トナー回収経路の現在のトナー堆積量を差し引いて、当該トナー回収経路のトナー堆積猶予量（トナーを堆積可能な残りの猶予量）を推定する。なお、図４（ｂ）に示すように、トナー堆積量の増加とトナー堆積猶予量の減少とが非線形な関係の場合には、トナー堆積量とトナー堆積猶予量との関係を表す関係式をトナー回収経路毎に用意しておき、詰まりが発生したと判定されたトナー回収経路の現在のトナー堆積量の推定値と当該トナー回収経路に係る関係式とに基づいて、当該トナー回収経路のトナー堆積猶予量の推定値を算出すればよい。

次に、詰まりが発生したと判定されたトナー回収経路のトナー堆積猶予量の推定値を、予め定めたトナー堆積猶予量の下限値と比較する。本例では、トナー堆積猶予量の下限値として、保守の準備や保守の実施に要する期間に或る程度の余裕を持たせた長さの期間（猶予期間）に堆積することが想定されるトナー量に相当する値を用いる。すなわち、トナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回った場合には、速やかに保守を実施する必要があることを意味する。

トナー回収経路状態判定部７５は、トナー回収経路に詰まりが発生したと判定した後は、トナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回ったか否かの判定を定期的（例えば、１日毎）に繰り返し、トナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回っていることが判明した段階で、その旨を示す出力を行って、保守（詰まった部分の清掃や交換など）の実施を促す。

本例では、トナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回った旨を示す情報を画像形成装置の表示装置（例えば、操作パネル）に出力し、画像形成装置の利用者に知らせるようにしているが、印刷出力や音声出力等の他の態様により出力を行ってもよい。また、例えば、画像形成装置と通信接続された管理センタ側のコンピュータに送信し、当該コンピュータの表示装置に出力させて保守の担当者やその指示者などに知らせるようにしてもよい。

なお、上記の説明は、各々のトナー回収経路が１本のトナー搬送路で構成された（１つのトナー搬送駆動部６１を有する）簡略的なモデルを例にしたものであるが、各々のトナー回収経路が複数本のトナー搬送路で構成された（複数のトナー搬送駆動部６１を有する）場合には、トナー搬送駆動部６１毎（トナー搬送路毎）に各種の関係式（負荷トルクとトナー堆積量との関係を表す関係式など）を用意しておき、トナー回収経路のうちの詰まりが発生したトナー搬送路及びその上流側のトナー搬送路についてトナー堆積猶予量の総合的な推定値を算出し、該当部分に係る総合的な下限値と比較する処理を行えばよい。

また、トナー堆積量とトナー堆積猶予量との関連性（図４（ｂ））を利用して、トナー堆積猶予量の下限値に代えてトナー堆積量の上限値を予め定めておき、現在のトナー堆積量の推定値とトナー堆積量の上限値とを比較するようにしてもよい。すなわち、トナー堆積量の推定値がトナー堆積量の上限値を上回ったか否かの判定を定期的に繰り返し、トナー堆積量の推定値がトナー堆積量の上限値を上回っていることが判明した段階で、その旨を示す出力を行って、保守の実施を促すようにしてもよい。

また、負荷トルクとトナー堆積量との関連性（図４（ａ））及びトナー堆積量とトナー堆積猶予量との関連性（図４（ｂ））を利用して、トナー堆積猶予量の下限値に代えて負荷トルクの上限値を予め定めておき、現在の負荷トルクの測定値とトナー堆積量の上限値とを比較するようにしてもよい。すなわち、負荷トルクの測定値が負荷トルクの上限値を上回ったか否かの判定を定期的に繰り返し、負荷トルクの測定値が負荷トルクの上限値を上回っていることが判明した段階で、その旨を示す出力を行って、保守の実施を促すようにしてもよい。

更に、トナー回収経路状態判定部７５は、トナー回収経路に詰まりが発生したと判定された場合において、トナー強制排出モードのジョブが予定（メモリにスタック）されている場合には、以下の処理を行う。
まず、トナー強制排出モードのジョブを実行した後のトナー堆積猶予量の推定値を算出する。すなわち、トナー堆積量の推定値に、トナー強制排出モードの実行によるトナーの排出量の見積値（トナー排出量見積部７７により算出）を加算する。
次に、トナーの排出量の見積値を加算したトナー堆積猶予量の推定値とトナー堆積猶予量の下限値とを比較することで、トナー強制排出モードのジョブ後も保守のための期間を確保できるか判断する。

そして、トナーの排出量の見積値を加算したトナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回らないと判定された場合には、トナー強制排出モードのジョブ後も保守のための期間を確保できると判断し、通常の動作モードのジョブと同様に、当該加算結果を現在のトナー堆積量の推定値として扱ってその後の処理を行う。
一方、トナーの排出量の見積値を加算したトナー堆積猶予量の推定値がトナー堆積猶予量の下限値を下回ると判定された場合には、トナー強制排出モードのジョブ後は保守のための期間を確保できないと判断し、トナーの排出量の見積値の加算は取り止め、当該トナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する旨の通知をジョブ制御部７４へ出力する。また、保守の実施を促す指示を画像形成装置の表示装置等に出力して、速やかに保守が実施されるようにする。

ジョブ制御部７４は、トナー回収経路状態判定部７５からトナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する旨の通知を受けた場合には、トナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する制御を行う。
本例では、予め定められた待機期間が経過するまでトナー強制排出モードのジョブの実行を保留し、待機期間が経過した後にトナー強制排出モードのジョブを実行する。ここで、トナー回収経路状態判定部７５によりトナー強制排出モードのジョブ後は保守のための期間を確保できないと判断された場合には、上述したように、トナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する旨の通知の他に、保守の実施を促す指示も出力されているので、保守の実施を促す指示から保守が完了するまでに必要と想定される期間を待機期間として設定することで、保守が完了してトナー回収経路の詰まりが解消するまでトナー強制排出モードのジョブの実行を抑制することができる。

なお、トナー回収経路の詰まりが解消されたことを示す操作入力があるまで、トナー強制排出モードのジョブの実行を保留してもよく、このような構成によっても、保守が完了してトナー回収経路の詰まりが解消するまでトナー強制排出モードのジョブの実行を抑制することができる。また、上記の操作入力は、保守の対象となった当該画像形成装置が受け付けてもよく、保守の担当者が操作する保守データ入力端末で受け付けたものを当該画像形成装置で受信するようにしてもよい。

図５には、トナー強制排出制御装置の処理フローの例を示してある。なお、本例の処理フローは、トナー堆積猶予量の推定値とトナー堆積猶予量の下限値との比較に代えて、トナー堆積量の推定値とトナー堆積量の上限値との比較を行う例である。
まず、トナー搬送駆動部６１の駆動に伴い、当該トナー搬送駆動部６１に設けられた駆動検知部６２により当該トナー搬送駆動部６１の負荷トルクが測定される（ステップＳ１１，Ｓ１２）。駆動検知部６２により測定されたトナー搬送駆動部６１の負荷トルクのデータは、データ取得部７２によりトナー強制排出制御装置に取り込まれる。

トナー回収経路状態判定部７５は、データ取得部７２により取得されたトナー搬送駆動部６１の負荷トルクのデータに基づいて、トナー回収経路の詰まり状態を判定し、トナー回収経路に詰まりが発生したと判定された場合には、当該トナー回収経路の現在のトナー堆積量の推定値を算出する（ステップＳ１３）。また、実行予定のジョブ（メモリにスタックされているジョブ）が存在する場合には、トナー排出量見積部７７により各ジョブのトナー排出量の見積値を算出する（ステップＳ１４）。

次に、実行予定のジョブとしてトナー強制排出モードのジョブが存在するか否かを調べる（ステップＳ１５）。
ステップＳ１５において、実行予定のジョブとしてトナー強制排出モードのジョブが存在しないと判定された場合は、現在のトナー堆積量の推定値と実行予定のジョブ（トナー強制排出モードのジョブを含まない）によるトナー排出量の見積値とを加算した結果がトナー堆積量の上限値に未達か否かを判定し（ステップＳ１６）、トナー堆積量の上限値に未達と判定された場合には、次回の処理タイミングまで待機する。一方、トナー堆積量の上限値に達したと判定された場合には、保守（詰まった部分の清掃や交換など）の実施を促す通知を出力する（ステップＳ１７）。

また、ステップＳ１５において、実行予定のジョブとしてトナー強制排出モードのジョブが存在すると判定された場合は、現在のトナー堆積量の推定値と実行予定のジョブ（トナー強制排出モードのジョブを含む）によるトナー排出量の見積値とを加算した結果がトナー堆積量の上限値に未達か否かを判定し（ステップＳ１８）、トナー堆積量の上限値に未達と判定された場合には、トナー強制排出モードのジョブの実行を許容する旨の通知をジョブ制御部７４へ出力し（ステップＳ１９）、次回の処理タイミングまで待機する。一方、トナー堆積量の上限値に達したと判定された場合には、トナー強制排出モードのジョブの実行を保留する旨の通知をジョブ制御部７４へ出力し（ステップＳ２０）、また、保守（詰まった部分の清掃や交換など）の実施を促す通知を出力して（ステップＳ２１）、次回の処理タイミングまで待機する。

以上のような処理により、トナー回収経路が詰まった状態でトナー強制排出モードが実行されることによって、保守のための期間を確保できなくなるという事態を回避することができる。なお、本来は速やかに実施すべきトナー強制排出モードが保留されるので、現像器１４内のトナーが劣化した状態で画像形成処理が実施されることになり、表面形状が劣化したトナーによる転写不良によって異常（例えば、出力画像における「白抜け」等の画像欠陥）が生じる可能性があるが、強制排出モードが保留となっている旨の通知がなされるため、当該通知に応じて迅速に保守を行うなどの運用によって画像欠陥の発生を軽減させることは可能である。

ここで、これまでの説明では、トナー強制排出モードのジョブを保留することで、トナー強制排出モードのジョブの実行の抑制を実現しているが、トナー強制排出モードのジョブを回避する構成でも実現できる。
具体的には、ジョブ制御部７４は、トナー回収経路状態判定部７５からトナー強制排出モードのジョブの実行を抑制する旨の通知を受けた場合に、メモリにスタックされている通常の動作モードのジョブについて印字面積率（エリアカバレッジ率）の見積もりを行い、印字面積率の見積値を予め定めた高印字基準値と比較し、印字面積率の見積値が高印字基準値を上回るジョブ（すなわち、トナーの消費量が多い高トナー消費ジョブ）が存在すれば、当該ジョブが優先的に実行されるように実行順序の入れ替えを行う（高トナー消費ジョブの実行順序を早める）。これにより、トナーの消費量が多い高トナー消費ジョブの方が、これよりトナーの消費量が少ない他のジョブよりも優先して実行されるので、トナー劣化判定７６におけるカウント値（低トナー消費ジョブが継続的に繰り返された度合を示すカウント値）をリセット（或いは減算）させることができ、その結果、カウント値が閾値を下回ると、トナー強制排出モードのジョブがメモリのスタックから削除され、トナー強制排出モードの実行が回避される。

図６には、トナー強制排出モードのジョブを回避する構成に係るトナー強制排出制御装置の処理フローの例を示してある。なお、同図の処理フローは、図５の処理フローと比べ、トナー強制排出モード保留通知（ステップＳ２０）ではなくジョブ優先順位変更処理（ステップＳ３０）を実行する点で異なっているが、他の点では同様なため、ジョブ優先順位変更処理（ステップＳ３０）についてのみ説明し、その他の処理については説明を省略する。

ジョブ優先順位変更処理（ステップＳ３０）では、その処理フローの例を図７に示すように、メモリにスタックされている実行予定（待機中）のジョブ毎に印字面積率の見積値を算出し（ステップＳ３１）、印字面積率の見積値が高印字基準値を上回る高トナー消費ジョブが存在するか否かの判定を行い（ステップＳ３２）、高トナー消費ジョブが存在する場合には、当該高トナー消費ジョブが優先的に実行されるように実行順序の入れ替えを行い（ステップＳ３３）、高トナー消費ジョブが存在しない場合には、スタックされているジョブの実行を暫く保留する（ステップＳ３４）。

なお、上記の説明では、トナー強制排出モードのジョブの保留と、トナー強制排出モードのジョブの回避（高トナー消費ジョブが優先実行されるように実行順序の入れ替え）とを個別に説明したが、これらを併用して行う構成としてもよい。
また、トナー回収経路の詰まりの判定やトナー堆積量の推定は、上記のようなトナー搬送駆動部６１の負荷トルクに基づく手法以外で行ってもよく、例えば、トナー回収経路の振動に基づく手法や、トナー回収経路の音に基づく手法を採用してもよい。

ここで、本例の画像形成装置には、各種演算処理を行うＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）、ＣＰＵの作業領域となるＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）や基本的な制御プログラムなどを記録したＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の主記憶装置、各種のプログラムやデータを記憶するＨＤＤ（ＨａｒｄＤｉｓｋＤｒｉｖｅ）等の補助記憶装置、各種の情報を表示出力するための表示装置及び操作者により入力操作に用いられる操作ボタンやタッチパネル等の入力機器とのインタフェースである入出力Ｉ／Ｆ、他の装置との間で有線又は無線により通信を行うインタフェースである通信Ｉ／Ｆ、といったハードウェア資源を備えたコンピュータが設けられている。

そして、本発明に係るプログラムを補助記憶装置等から読み出してＲＡＭに展開し、これをＣＰＵにより実行させることで、本発明に係るトナー状態判定装置の機能を画像形成装置のコンピュータ上に実現している。
なお、本例では、本発明に係る判定機能（判定手段の機能）をトナー回収経路状態判定部７５により実現し、本発明に係る抑制機能（抑制手段の機能）をトナー回収経路状態判定部７５及びジョブ制御部７４により実現している。

ここで、本発明に係るプログラムは、例えば、当該プログラムを記憶したＣＤ−ＲＯＭ等の外部記憶媒体から読み込む形式や、通信網等を介して受信する形式などにより、画像形成装置のコンピュータに設定される。
なお、本例のようなソフトウェア構成により各機能部を実現する態様に限られず、各機能部を専用のハードウェアモジュールで実現するようにしてもよい。

また、上記の説明では、画像形成装置自身がトナー強制排出モードの抑制を行う構成について説明したが、画像形成装置と通信可能に接続された他の装置がトナー強制排出モードの抑制を行う構成としてもよい。すなわち、例えば、複数の画像形成装置と通信可能に接続された管理サーバを備えたシステムを構築し、当該管理サーバが、各々の画像形成装置で実行されるジョブの管理を行いつつ、各画像形成装置からトナー搬送駆動部６１の負荷トルクのデータを受信してトナー回収経路の詰まり状態やトナー強制排出モードの抑制の必要性を判定し、状況に応じてトナー強制排出モードの抑制を行うようにしてもよい。

本発明は、画像形成装置におけるトナー強制排出モードの実行を抑制する必要がある種々のシステムや装置、これらのプログラム、方法等に利用することができる。

５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ，５１，５２：トナー搬送路、５３：トナー回収容器、５４：トナー搬送部材、５７：モーター、
６１：トナー搬送駆動部、６２：駆動検知部、７１：駆動制御部、７２：データ取得部、７３：データ蓄積部、７４：ジョブ制御部、７５：トナー回収経路状態判定部、７６：トナー劣化判定部、７７：トナー排出量見積部

Claims

現像器内のトナーを強制的に排出するトナー強制排出モードを有する画像形成装置について、画像形成出力の過程で排出されるトナーを回収容器へ搬送するトナー回収経路の詰まりの有無を判定する判定手段と、
前記判定手段によりトナー回収経路が詰まっていると判定されたことに応じて、その後に予定されたトナー強制排出モードの実行を抑制する抑制手段と、
を備え、
前記抑制手段は、トナーの消費量が少ない画像形成出力のジョブよりトナーの消費量が多い画像形成出力のジョブの方が優先的に実行されるようにジョブの実行順序を入れ替える、
ことを特徴とするトナー強制排出制御装置。
前記抑制手段は、予め定められた期間が経過するまでトナー強制排出モードの実行を保留する、
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー強制排出制御装置。
前記抑制手段は、トナー回収経路の詰まりが解消されたことを示す操作入力があるまでトナー強制排出モードの実行を保留する、
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のトナー強制排出制御装置。
現像器内のトナーを強制的に排出するトナー強制排出モードを有する画像形成装置のコンピュータに、
画像形成出力の過程で排出されるトナーを回収容器へ搬送するトナー回収経路の詰まりの有無を判定する判定機能と、
前記判定機能によりトナー回収経路が詰まっていると判定されたことに応じて、その後に予定されたトナー強制排出モードの実行を抑制する抑制機能と、
を実現させるためのトナー強制排出制御プログラムであって、
前記抑制機能は、トナーの消費量が少ない画像形成出力のジョブよりトナーの消費量が多い画像形成出力のジョブの方が優先的に実行されるようにジョブの実行順序を入れ替える、
ことを特徴とするトナー強制排出制御プログラム。