JP2005181597A - 画像形成装置及びトナーカートリッジの交換時期判定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーカートリッジの交換時期を的確に判定することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 プリンタ装置１０は、トナー搬送路１３によりトナーカートリッジ１２から現像器１４０にトナーが補給され、この補給動作の累積時間に応じて、警告を発するべきであるか否かを判定するための警告閾値を低下させていく。プリンタ装置１０は、このように変化する警告閾値とトナー濃度の検知結果とに基づいて、トナーカートリッジの交換に関する警告信号を出力すべきであるか否かを決定する。
【選択図】図６

Description

本発明は、トナーカートリッジと、このトナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像ユニットとが設けられた画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１は、カートリッジの使用初期から通算した使用時間を記憶する記憶手段を設け、カートリッジの使用初期から通算した使用時間が所定の値に達するまでは、現像剤量の検知結果に依らず所定の表示を行う画像形成装置を開示する。すなわち、カートリッジ使用初期における現像剤の誤検知、誤表示を防止する画像形成装置を開示する。
また、特許文献２は、トナーが減少していることを検出する根拠となる減少検出信号が、正常動作時においてあり得ない長さの期間出力されている場合に誤検知と判定する画像形成装置を開示する。すなわち、アーク放電などによるトナー残量の誤検知を防止する方法を開示する。
特開２００１−１５４５４０号公報 特開２００１−１００５０８号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであり、トナーカートリッジの交換時期を的確に判定する画像形成装置を提供することを目的とする。

［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、トナーカートリッジと、このトナーカートリッジから供給されるトナーの供給量に関する情報に基づいて、警告を発するべきであるか否かを判定するための警告閾値を変更する閾値変更手段と、前記閾値変更手段により変更される警告閾値に基づいて、トナーカートリッジの交換に関する警告信号を出力すべきであるか否かを決定する出力決定手段とを有する。

好適には、前記トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器内のトナー濃度を検知する濃度検知手段をさらに有し、前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、警告を発すべきトナー濃度の下限値を変更し、前記出力決定手段は、前記濃度検知手段により検知されるトナー濃度が前記閾値変更手段により変更されるトナー濃度の下限値より低い場合に、前記警告信号を出力すべきである旨を決定する。

好適には、前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が下限値以上であるか否かを判定する残量判定手段をさらに有し、前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、警告を発すべき判定回数を変更し、前記出力決定手段は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると所定期間内に判定される回数、又は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると連続して判定される回数と、前記閾値変更手段により変更される判定回数とを比較することにより、前記警告信号を出力すべきであるか否かを決定する。

好適には、前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が既定の下限値以上であるか否かを判定する残量判定手段をさらに有し、前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、継続期間の上限を変更し、前記出力決定手段は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると継続して判定される継続期間と、前記閾値変更手段により変更される継続期間の上限とを比較することにより、前記警告信号を出力すべきであるか否かを決定する。

好適には、前記閾値変更手段は、前記トナーカートリッジから供給される累積供給量が多くなるほど、前記警告信号を出力すべきである旨が決定されやすくなるように前記警告閾値を変更する。

好適には、それぞれのトナーカートリッジに記憶手段が配設され、いずれかのトナーカートリッジについて前記出力決定手段により警告信号を出力すべき旨が決定された場合に、このトナーカートリッジに配設された前記記憶手段に、警告信号が出力された旨を書き込む書込み手段をさらに有する。

好適には、前記出力決定手段により警告信号を出力すべき旨が決定された場合に、トナーカートリッジの交換を促す警告信号を出力する出力手段をさらに有する。

好適には、前記残量判定手段は、前記トナーカートリッジから供給されるトナーを用いて形成されるトナー像の濃度、又は、前記トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器内のトナー濃度に基づいて、前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が下限値以上であるか否かを判定する。

［交換時期判定方法］
また、本発明にかかる交換時期判定方法は、トナーカートリッジの交換時期を判定する交換時期判定方法であって、トナーカートリッジから供給されるトナーの供給量に関する情報に応じて、警告を発するべきであるか否かを判定するための警告閾値を設定し、設定された警告閾値に基づいて、トナーカートリッジの交換に関する警告信号を出力すべきであるか否かを決定する。

本発明の画像形成装置によれば、トナーカートリッジの交換時期を的確に判定することができる。

［第１の実施形態］
以下、本発明の実施形態を説明する。
まず、本発明が適用されるプリンタ装置１０について説明する。
図１は、タンデム型のプリンタ装置（画像形成装置）１０の構成を示す図である。
図１に示すように、プリンタ装置１０は、トナー供給制御部１１、トナーカートリッジ１２、トナー供給路１３、プロセスカートリッジ１４、中間転写装置１６、用紙トレイ１７、用紙搬送路１８、定着器１９及びユーザインタフェース装置（ＵＩ装置）２０を有する。このプリンタ装置１０は、パーソナルコンピュータ（不図示）などから受信した画像データを印刷するプリンタ機能に加えて、画像読取装置（不図示）を用いたフルカラー複写機としての機能、及び、ファクシミリとしての機能を兼ね備えた複合機であってもよい。なお、本実施形態では、複数のプロセスカートリッジ１４（感光体ドラム１４８などを含む）が設けられたタンデム型のプリンタ装置１０を具体例として説明するが、これに限定されるものではなく、例えば、感光体ドラム１４８が１つだけ設けられたプリンタ装置であってもよい。

まず、プリンタ装置１０の概略を説明すると、プリンタ装置１０には、カラー画像を構成する色に対応して、複数のプロセスカートリッジ１４が配設されている。本例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応して第１のプロセスカートリッジ１４Ｙ、第２のプロセスカートリッジ１４Ｍ、第３のプロセスカートリッジ１４及び第４のプロセスカートリッジ１４Ｋが、中間転写装置１６に沿って一定の間隔を空けて水平に配列されており、これに対応して、各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ１２と、トナー供給路１３とが設けられている。
中間転写装置１６は、中間転写体としての中間転写ベルト１６０を図中矢印Ａの方向に回転させ、これら４つのプロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、入力された画像データに基づいて各色のトナー像を順次形成し、これら複数のトナー像が互いに重ね合わせられるタイミングで中間転写ベルト１６０に転写（一次転写）する。なお、各プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋの色の順序は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に限定されるものではなく、黒（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の順序など、その順序は任意である。

用紙搬送路１８は、中間転写装置１６の下方に配設されている。用紙トレイ１７から供給された記録用紙３２は、この用紙搬送路１８上を搬送され、上記中間転写ベルト１６０上に多重に転写された各色のトナー像が一括して転写（二次転写）され、転写されたトナー像が定着器３７によって定着され、外部に排出される。

次に、プリンタ装置１０の各構成についてより詳細に説明する。
図１に示すように、第１のプロセスカートリッジ１４Ｙ、第２のプロセスカートリッジ１４Ｍ、第３のプロセスカートリッジ１４Ｃ及び第４のプロセスカートリッジ１４Ｋは、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置され、形成する画像の色が異なる他は、ほぼ同様に構成されている。そこで、以下、第１のプロセスカートリッジ１４Ｙと、これに対応するトナーカートリッジ１２Ｙ及びトナー供給路１３Ｙとを説明する。なお、各トナーカートリッジ１２、トナー供給路１３及びプロセスカートリッジ１４の構成は、Ｙ、Ｍ、Ｃ又はＫを付すことにより区別する。

トナー供給制御部１１は、例えばＡＳＩＣなどで構成されており、温度湿度センサ１１２からの温度湿度信号、画像濃度センサ１１４からの濃度信号、又は、トナー濃度センサ１１６からのトナー濃度信号などに基づいて、現像器１４０内のトナー濃度を判定し、このトナー濃度に応じてトナーの供給を制御する。温度湿度センサ１１２は、画像形成装置本体の内部に配設され、装置内の温度及び湿度を測定する。画像濃度センサ１１４は、中間転写ベルト１６０の近傍に設けられており、中間転写ベルト１６０に転写されたトナー像の濃度を、トナー像からの反射光などに基づいて検知する。また、トナー濃度センサ１１６（濃度検知手段）は、現像器１４０に設けられ、現像器１４０内のトナー濃度（現像剤に含まれるトナーの割合）を誘電率などに基づいて検知する。なお、画像濃度センサ１１４は、感光体ドラム１４８に形成されるトナー像、又は、記録用紙３２に形成されるトナー像の濃度を光学的に測定してもよい。また、トナー濃度センサ１１６は、感光体ドラムに付着したトナーの量を光学的に測定し、トナー濃度信号として出力してもよい。
また、トナー供給制御部１１は、温度湿度センサ１１、画像濃度センサ１１４又はトナー濃度センサ１１６からの出力に基づいて、トナーカートリッジ１２のトナー残量を判定して、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告メッセージ（警告信号）をＵＩ装置２０に設けられたタッチパネルなどに表示させる。

トナーカートリッジ１２Ｙは、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられたトナーカートリッジであり、Ｙ色のトナーを収容している。
トナー供給路１３は、画像形成装置本体に配設され、トナー供給制御部１１の制御に応じて、トナーカートリッジ１４Ｙに収容されているトナーを現像器１４０（後述）に搬送する。例えば、トナー供給路１３は、オーガーなどの搬送手段を有し、トナー供給制御部１１からトナー供給を指示された場合に、この搬送手段を動作させて、トナーカートリッジ１４Ｙから現像器１４０にトナーを搬送する。

プロセスカートリッジ１４Ｙは、画像形成装置本体に対して着脱自在に設けられており、現像器１４０Ｙ、感光体ドラム１４８Ｙ、クリーニング装置１５０及び帯電器１５２を有する。
感光体ドラム１４８Ｙは、帯電器１５２Ｙにより表面が一様に帯電され、光走査装置（不図示）からイエローの画像データに基づいて照射されるレーザ光Ｙにより静電潜像が形成される。現像器１４０ＹにはＹ色のトナーとキャリアとからなる２成分の現像剤が収容されている。感光体ドラム１４８Ｙ上に形成された静電潜像は、現像器１４０ＹによりＹ色のトナーで現像されて、中間転写ベルト１６０に転写される。なお、トナー像の転写工程の後に感光体ドラム１４８Ｙに付着している残留トナー及び紙粉等は、クリーニング装置１５０Ｙによって除去される。

他のトナーカートリッジ１２Ｍ、１２Ｃ及び１２Ｋ、トナー供給路１３Ｍ、１３Ｃ及び１３Ｋ、並びに、プロセスカートリッジ１４Ｍ、１４Ｃ及び１４Ｋも、上記と同様に、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナーを供給し、供給されたトナーを用いてトナー像を形成し、形成された各色のトナー像を中間転写装置１６に転写する。

中間転写装置１６は、ドライブロール１６４、第１のアイドルロール１６５、ステアリングロール１６６、第２のアイドルロール１６７、バックアップロール１６８、及び第３のアイドルロール１６９の間に一定のテンションで掛け回された中間転写ベルト１６０を有し、駆動モータ（不図示）によってドライブロール１６４が回転駆動されることにより、矢印Ａの方向に所定の速度でこの中間転写ベルト１６０を循環駆動する。中間転写ベルト１６０は、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等によって接続することにより無端ベルト状に形成されたものである。
また、中間転写装置１６は、各プロセスカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋに対向する位置にそれぞれ第１の一次転写ロール１６２Ｙ、第２の一次転写ロール１６２Ｍ、第３の一次転写ロール１６２Ｃ及び第４の一次転写ロール１６２Ｋを有し、感光体ドラム１４８Ｙ、１４８Ｍ、１４８Ｃ、１４８Ｋ上に形成された各色のトナー像を、これらの一次転写ロール１６２により中間転写ベルト１６０上に多重転写する。なお、中間転写ベルト１６０に付着した残留トナーは、二次転写位置の下流に設けられたベルト用クリーニング装置のクリーニングブレード又はブラシにより除去される。

用紙搬送路１８には、用紙トレイ１７から記録用紙３２を取り出す給紙ローラ１８１と、用紙搬送用のローラ対１８２と、記録用紙３２を既定のタイミングで二次転写位置に搬送するレジストロール１８３とが配設される。
また、用紙搬送路１８上の二次転写位置には、バックアップロール１６８に圧接する二次転写ロール１８５が配設されており、中間転写ベルト１６上に多重に転写された各色のトナー像は、この二次転写ロール１８５による圧接力及び静電気力で記録用紙３２上に二次転写される。各色のトナー像が転写された記録用紙３２は、２つの搬送ベルト１８６によって定着器１９へと搬送される。
定着器１９は、上記各色のトナー像が転写された記録用紙３２に対して加熱処理及び加圧処理を施すことにより、トナーを記録用紙３２に溶融固着させる。
ＵＩ装置２０は、例えばタッチパネルなどで構成されており、利用者からの印刷指示操作を受け付ける。また、ＵＩ装置２０は、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告メッセージなど、プリンタ装置１０の状態を示す情報を利用者に提示する。

［背景と概略］
次に、本発明がなされた背景と本発明の概略を説明する。
図２は、現像器１４０内のトナー濃度の変化を示すグラフであり、図２（Ａ）は、トナー濃度センサ１１６から入力されるトナー濃度を示し、図２（Ｂ）は、トナー濃度判定に用いられるトナー濃度判定信号を示す。
図２（Ａ）において、横軸は、印刷枚数の累積値を示し、これは、トナーカートリッジ１２から現像器１４０に補給されるトナー補給量の累積値に対応する。縦軸は、トナー濃度センサ１１６により検知されるトナー濃度（すなわち、現像器１４０内のトナー濃度）を示す。現像器１４０は、予めキャリア及びトナーからなる現像剤を収容し、この現像剤とトナーカートリッジ１２から供給されるトナーとを攪拌する。そのため、トナー濃度センサ１１６により検知されるトナー濃度は、この攪拌動作に対応する周期性を有する。

トナーカートリッジ１２の交換時期を判定する方法（以下、空検知）としては、トナー濃度センサ１１６から入力されるトナー濃度を監視して、トナー濃度が予め設定された閾値よりも低くなった場合に、トナーカートリッジを交換すべき時期と判断（以下、空検知）する方法がある。
この場合に、図２（Ｂ）に示すように、トナー濃度センサ１１６から入力されるトナー濃度から、局所的な最低濃度をトナー濃度判定信号として抽出して監視することになる。このトナー濃度判定信号に対して、空検知を行うための閾値を高く設定すると（すなわち、厳格な閾値を設定すると）、トナーカートリッジ１２に十分な量のトナーが残っているにもかかわらず、誤って空検知してしまうおそれがある（すなわち、誤検知が発生する）。
一方で、トナー濃度判定信号に対して、空検知を行うための閾値を低く設定すると（すなわち、緩い閾値を設定すると）、トナーカートリッジ１２内のトナーが無くなり、現像器１４０内でトナー濃度が低下してしまった後で空検知するという検知遅れの状態になる。すなわち、出力画像の濃度が低下してしまった後で、トナーカートリッジ１２の交換を促すことになる。
このように、固定的な閾値に基づいて空検知を行った場合に、誤検知又は検知遅れが発生する可能性があり問題となる。

また、トナーカートリッジ１２の交換直後に空検知を禁止することにより、交換直後の誤検知を防止する方法も考えられる。しかしながら、使いかけのトナーカートリッジ１２がプリンタ装置１０に装着された場合に、交換直後にトナーカートリッジ１２が空になっても空検知できないという問題がある。

そこで、本実施形態におけるプリンタ装置１０は、トナーカートリッジ１２からのトナー供給量に応じて、空検知を行うための閾値を低下させる。これにより、プリンタ装置１０は、トナー残量が十分にあると推測される期間（トナーの累積補給時間が短い期間）では、閾値を高くして誤検知を防止し、トナー残量が少ないと推測される期間（トナーの累積補給時間が長い期間）では、閾値を低くして検知遅れを防止する。

図３は、本実施形態における空検知の概略を説明する図であり、図３（Ａ）は、トナー濃度判定信号の変化を示し、図３（Ｂ）は、このトナー濃度判定信号がトナー濃度の目標値を連続的に下回る回数（連続回数）の変化を示し、図３（Ｃ）は、この連続回数に対する警告閾値の変化を示す。
本実施形態におけるプリンタ装置１０は、図３（Ａ）に例示するように、トナー濃度判定信号がトナーの目標濃度以下となる回数をカウントする。この場合、図２（Ｂ）に示した場合と同様に、トナーカートリッジ１２内のトナー残量が十分にある時にも、トナー濃度判定信号がトナー目標濃度以下となり、カウントされる。
カウント値は、図３（Ｂ）に例示するように、連続する限りにおいて加算されていき、トナー濃度判定信号がトナー目標濃度を上回ると、０に初期化される。プリンタ装置１０は、トナー濃度判定信号がトナーの目標濃度以下になると、トナーカートリッジ１２から現像器１４０にトナーを補給する動作を行う。そのため、トナーカートリッジ１２に十分な量のトナーがあれば、トナー濃度判定信号がトナーの目標濃度よりも高くなり、カウント値（連続数）が０に初期化される。
本実施形態におけるプリンタ装置１０は、このカウント値（連続数）が図３（Ｃ）に例示する警告閾値を超える場合に、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告を発する。特に、本例のプリンタ装置１０は、図３（Ｃ）に例示するように、累積印刷枚数（すなわち、トナーの累積補給量）の増加に応じて、この警告閾値を低下させるので、トナーカートリッジ１２のトナーが十分に使用された時には、速やかに空状態を検知し警告を発することができる。
また、たとえ使いかけのトナーカートリッジ１２がプリンタ装置１０に装着された場合であっても、プリンタ装置１０は、空検知が禁止されているわけではないので、累積印刷枚数が少ない段階でも空状態を検知し警告を行うことができる。

［実施形態］
次に、本発明の実施形態をより具体的に説明する。
図４は、本実施形態におけるトナー供給制御部１１の機能構成を例示する図である。
図４に例示するように、トナー供給制御部１１は、トナーの供給動作を制御するトナー供給モジュール５００と、トナーカートリッジ１２の交換時期を判定する空判定モジュール６００とを有する。

トナー供給モジュール５００は、トナー濃度判定部５１０及び供給制御部５２０を含む。
トナー濃度判定部５１０（残量判定手段）は、各トナー濃度センサ１１６（図１）から入力されるトナー濃度に基づいて、各現像器１４０内のトナー濃度を判定し、判定されたトナー濃度を供給制御部５２０及び空判定部６２０に対して出力する。
供給制御部５２０は、トナー濃度判定部５１０から入力されたトナー濃度と、供給基準濃度（トナーの供給動作を行うべきであるか否かを判定するための基準濃度）とを比較して、トナー濃度が供給基準濃度よりも低い場合に、トナー搬送路１３（図１）を制御して、トナーの搬送動作を行わせ、トナー濃度が供給基準濃度以上である場合に、トナーの搬送動作を停止させる。
また、供給制御部５２０は、トナー搬送動作を行わせた時間（トナーの補給時間）をトナー供給検知部６１０に対して出力する。

空判定モジュール６００は、トナー供給検知部６１０、空判定部６２０、閾値変更部６３０及び警告出力６４０を含む。
トナー供給検知部６１０は、供給制御部５２０から入力されるトナーの補給時間に基づいて、各トナーカートリッジ１２がプリンタ装置本体に装着されてからの累積補給時間を算出し、算出された累積補給時間を閾値変更部６３０に対して出力する。

空判定部６２０（出力決定手段）は、トナー濃度判定部５１０から入力されるトナー濃度と、閾値変更部６３０により設定される警告閾値とに基づいて、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告を発するべきであるか否かを判定する。ここで、警告閾値とは、警告を発するべきであるか否かを判定するための判定基準であり、本実施形態では、トナー濃度が濃度基準値を連続して下回る連続数の基準値である。すなわち、空判定部６２０は、トナー濃度判定部５１０から入力されたトナー濃度と、既定の濃度基準値（例えば、供給基準濃度）とを比較して、順次入力されるトナー濃度がこの濃度基準値を連続して下回る連続数をカウントする。そして、空判定部６２０は、カウントした連続数が警告閾値を超えた場合に、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告を出力するよう警告出力部６４０に指示する。
なお、警告閾値は、上記連続数に限定されるものではなく、例えば、入力されたトナー濃度が既定の期間内に濃度基準値を下回った回数であってもよい。

閾値変更部６３０は、トナー供給検知部６１０から入力される累積補給時間に応じて、空判定部６１０で用いられる警告閾値を設定する。具体的には、閾値変更部６３０は、累積補給時間が長くなるほど、警告を発するべきである旨を判定しやすくなるように警告閾値を変更する。本実施形態では、閾値変更部６３０は、累積補給時間が長くなるにしたがって、警告閾値（連続数の上限）を下げていく。

警告出力部６４０（出力手段）は、空判定部６２０からの指示に応じて、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告をＵＩ装置２０（図１）などに出力させる。本実施形態の警告出力部６４０は、トナーカートリッジ１２の入手に要する期間を考慮してトナーカートリッジ１２の交換準備を促すニアエンプティ警告と、トナーカートリッジ１２を直ちに交換すべき旨を示すエンプティ警告とを出力する。すなわち、閾値変更部６３０は、累積補給時間に応じて、ニアエンプティ警告に対応する警告閾値（Ｐ１）と、エンプティ警告に対応する警告閾値（Ｐ２）とを設定し、空判定部６２０は、このニアエンプティ警告の警告閾値（Ｐ１）とエンプティ警告の警告閾値（Ｐ２）と基づいて、ニアエンプティ警告又はエンプティ警告の出力を警告出力部６４０に指示する。

図５は、閾値変更部６３０に記憶されている警告閾値を例示する図である。
図５に例示するように、閾値変更部６３０は、トナーの累積補給時間に対応付けて、ニアエンプティ警告の警告閾値（Ｐ１）と、エンプティ警告の警告閾値（Ｐ２）とを予め記憶している。ニアエンプティ警告の警告閾値（Ｐ１）は、同一の累積補給時間に対応するエンプティ警告の警告閾値（Ｐ２）よりも小さい値となっている。なお、閾値変更部６３０は、既定の関数に基づいて、累積補給時間から警告閾値を算出するように構成してもよい。

［全体動作］
以下、プリンタ装置１０のトナー供給処理を説明する。
図６は、プリンタ装置１０のトナー供給処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。
図６に示すように、ステップ１０５（Ｓ１０５）において、プリンタ装置１０のトナー濃度センサ１１６（図１）は、既定のタイミング（例えば、印刷処理を行う直前又は直後など）で現像器１４０（図１）内のトナー濃度を検知し、検知されたトナー濃度をトナー供給制御部１１に対して出力する。

ステップ１１０（Ｓ１１０）において、トナー供給制御部１１のトナー濃度判定部５１０（図４）は、トナー濃度センサ１１６から入力されたトナー濃度に基づいて、現像器１４０内のトナー濃度を判定し、判定されたトナー濃度を供給制御部５２０及び空判定部６２０に対して出力する。
供給制御部５２０は、トナー濃度判定部５１０から入力されたトナー濃度と、目標とすべきトナー濃度（すなわち、供給基準濃度）とを比較し、入力されたトナー濃度が供給基準濃度よりも低い場合にＳ１２０の処理に移行し、入力されたトナー濃度が供給基準濃度以上である場合にＳ１１５の処理に移行する。

ステップ１１５（Ｓ１１５）において、供給制御部５２０（図４）は、トナー搬送路１３（図１）の搬送動作を停止状態にする。
空判定部６２０は、トナー濃度が目標濃度（すなわち、濃度基準値）を連続して下回った連続回数（Ｎ）を０に初期化する。

ステップ１２０（Ｓ１２０）において、供給制御部５２０は、トナー搬送路１３（図１）を制御して、トナーの搬送動作を起動状態にする。トナー搬送路１３は、供給制御部５２０の制御に応じて、トナーカートリッジ１２から現像器１４０にトナーを搬送する。
また、供給制御部５２０は、搬送動作の起動時間をトナー供給検知部６１０に対して出力する。
ステップ１２５（Ｓ１２５）において、トナー供給検知部６１０は、供給制御部５２０から入力された起動時間を、トナーカートリッジ１２が装着されてからの起動時間の総計を示す累積補給時間に加算し、この累積補給時間を閾値変更部６３０に対して出力する。

ステップ１３０（Ｓ１３０）において、空判定部６２０は、トナー濃度判定部５１０から入力されたトナー濃度と、空判定の基準となる濃度基準値とを比較し、比較結果に応じて連続数（Ｎ）を更新する。この連続数（Ｎ）は、トナーカートリッジ１２（図１）が交換された時に初期化される。
なお、本例における濃度基準値は、トナーの補給動作を行うべきか否かを判定するための供給基準濃度と同一である。したがって、空判定部６２０は、トナーの補給処理（Ｓ１２０）の後では、連続数（Ｎ）に１加算することになる。

ステップ１３５（Ｓ１３５）において、空判定部６２０は、連続数（Ｎ）とニアエンプティの警告閾値（Ｐ１）とを比較する。空判定部６２０は、連続数（Ｎ）が警告閾値（Ｐ１）よりも大きい場合には、警告出力部６４０に対してニアエンプティ警告の出力を指示してＳ１４０の処理に移行し、連続数（Ｎ）が警告閾値（Ｐ１）以下である場合には、Ｓ１６０の処理に移行する。

ステップ１４０（Ｓ１４０）において、警告出力部６４０は、空判定部６２０からの指示に応じて、ＵＩ装置２０（図１）にニアエンプティ警告を表示させる。
ステップ１４５（Ｓ１４５）において、空判定部６２０は、連続数（Ｎ）とエンプティ警告の警告閾値（Ｐ２）とを比較する。空判定部６２０は、連続数（Ｎ）が警告閾値（Ｐ２）よりも大きい場合には、警告出力部６４０に対してエンプティ警告の出力を指示してＳ１５０の処理に移行し、連続数（Ｎ）が警告閾値（Ｐ２）以下である場合には、Ｓ１６０の処理に移行する。

ステップ１５０（Ｓ１５０）において、警告出力部６４０は、空判定部６２０からの指示に応じて、ＵＩ装置２０（図１）にエンプティ警告を表示させる。
ステップ１５５（Ｓ１５５）において、プリンタ装置１０は、印刷動作を強制的に停止させる。また、プリンタ装置１０は、ニアエンプティ警告、エンプティ警告、又は、エンプティによるプリンタ装置１０の強制停止の判定結果と、そのトナーの色及び判定日時とをネットワーク（不図示）を介してメンテナンス拠点に報知する。

ステップ１６０（Ｓ１６０）において、閾値変更部６３０は、トナー供給検知部６１０から入力された累積補給時間に対応するニアエンプティ警告の警告閾値（Ｐ１）及びエンプティ警告の警告閾値（Ｐ２）を設定する。

以上説明したように、本実施形態におけるプリンタ装置１０は、累積補給時間に応じて警告閾値を低下させるので、トナーカートリッジ１２の交換初期における誤検知、及び、トナーカートリッジ１２の使用終期における検知遅れを防止することができる。
また、たとえ使いかけのトナーカートリッジ１２がプリンタ装置１０に装着された場合であっても、プリンタ装置１０は、空検知を行うことができる。

［変形例］
次に、上記実施形態の変形例を説明する。
図７は、他の警告閾値を例示する図であり、図７（Ａ）は、警告閾値の他の例として、トナー濃度が濃度基準値よりも低い状態にある継続時間の上限値を例示し、図７（Ｂ）は、警告閾値の他の例として、トナー濃度の下限値を例示する。
図７（Ａ）に例示するように、閾値変更部６３０は、警告閾値として、トナー濃度が濃度基準値よりも低い状態の継続時間の上限値を、累積補給時間に対応付けて記憶してもよい。この場合に、閾値変更部６３０は、累積補給時間の増加に応じて、継続時間の上限値を下げていく。空判定部６２０は、トナー濃度が濃度基準値よりも低いと連続して判定されている時間（継続時間）を測定し、測定された継続時間と、閾値変更部６３０により設定される継続時間の上限値とを比較して、警告を出力すべきか否かを判定する。

また、図７（Ｂ）に例示するように、閾値変更部６３０は、警告閾値として、トナー濃度の下限値を、累積補給時間に対応付けて記憶してもよい。この場合に、閾値変更部６３０は、累積補給時間の増加に応じて、トナー濃度の下限値を下げていく。なお、本例の警告閾値（濃度）は、トナー濃度の目標値に対する割合（百分率）を示したものである。空判定部６２０は、トナー濃度判定部５１０から入力されるトナー濃度と、閾値変更部６３０により設定されるトナー濃度の下限値とを比較して、警告を出力すべきか否かを判定する。

また、上記実施形態では、プリンタ装置１０は、現像器１４０に設けられたトナー濃度センサ１１６で現像器１４０内のトナー濃度を検知したが、これに限られるものではなく、例えば、感光体ドラム１４８に形成されるトナー像、又は、中間転写ベルト１６０に形成されるトナー像に基づいて、現像器１４０内のトナー濃度を検知してもよい。

図８は、現像器１４０内のトナー濃度を検知するために中間転写ベルト１６０に形成されるトナー像を例示する図である。
図８に例示するように、プリンタ装置１０は、現像器１４０内のトナー濃度を検知するために、濃度検知パターン８０２、８０４、８０６及び８０８のトナー像を中間転写ベルト１６０上に形成する。これらの濃度検知パターン８０２、８０４、８０６及び８０８のトナー像は、異なる色のトナー（混合トナーも含む）で形成されている。中間転写ベルト１６０と対向する位置に設けられた画像濃度センサ１１４は、中間転写ベルト１６０上から、各色のトナーに対応する濃度検知パターン８０２、８０４、８０６及び８０８を読み取る。トナー濃度判定部５１０は、画像濃度センサ１１４により読み取られた各色のトナー像に基づいて、各現像器１４０内のトナー濃度を判定する。なお、中間転写ベルト１６０上に同一の濃度検知パターン８０２等が２つ形成されているのは、面内の濃度ムラを考慮したためである。

また、中間転写ベルト１６０に形成されるトナー像の濃度は、プリンタ装置１０内の温度及び湿度に変化に応じて変動するので、トナー濃度判定部５１０は、温度湿度センサ１１２により測定された温度及び湿度に基づいて、各現像器１４０内のトナー濃度を補正してもよい。同様の理由により、トナー濃度判定部５１０は、画像濃度センサ１１４により読み取られたトナー像に基づいて判定されたトナー濃度を、感光体ドラム１４８の劣化情報、現像剤の劣化情報、又は、プリンタ装置１０が待機状態で待機していた時間などに応じて補正してもよい。

また、上記実施形態の閾値変更手段は、トナー搬送路１３による累積補給時間に応じて警告閾値を設定したが、これに限定されるものではなく、例えば、トナー搬送路１３の補給動作の累積回数、プリンタ装置１０で形成される画像の累積画素数、又は、プリンタ装置１０で形成される画像枚数とその平均画像密度との組合せなどに応じて、警告閾値を設定してもよい。すなわち、トナー供給に関する情報には、累積補給時間、補給動作の累積回数、累積画素数、及び、印刷画像枚数と平均画像密度との組合せなどが含まれる。

また、トナーカートリッジ１２に記憶媒体を設けてもよい。トナー供給制御部１１（書込み手段）は、この記憶媒体に、ニアエンプティ警告、エンプティ警告、又は、エンプティによるプリンタ装置１０の強制停止の判定結果と、そのトナーの色と、判定日時などとを書き込む。これにより、空判定されたトナーカートリッジ１２が誤ってプリンタ装置１０に装着された場合であっても、プリンタ装置１０は、この記憶媒体に記憶されている情報を読み出すことにより、トナーカートリッジ１２の交換を促す警告信号を出力することができる。

タンデム型のプリンタ装置（画像形成装置）１０の構成を示す図である。 現像器１４０内のトナー濃度の変化を示すグラフであり、（Ａ）は、トナー濃度センサ１１６から入力されるトナー濃度を示し、（Ｂ）は、トナー濃度判定に用いられるトナー濃度判定信号を示す。 本実施形態における空検知の概略を説明する図であり、（Ａ）は、トナー濃度判定信号の変化を示し、（Ｂ）は、このトナー濃度判定信号がトナー濃度の目標値を連続的に下回る回数（連続回数）の変化を示し、（Ｃ）は、この連続回数に対する警告閾値の変化を示す。 本実施形態におけるトナー供給制御部１１の機能構成を例示する図である。 閾値変更部６３０に記憶されている警告閾値を例示する図である。 プリンタ装置１０のトナー供給処理（Ｓ１０）を示すフローチャートである。 他の警告閾値を例示する図であり、（Ａ）は、警告閾値の他の例として、トナー濃度が濃度基準値よりも低い状態にある継続時間の上限値を例示し、（Ｂ）は、警告閾値の他の例として、トナー濃度の下限値を例示する。 現像器１４０内のトナー濃度を検知するために中間転写ベルト１６０に形成されるトナー像を例示する図である。

符号の説明

１０・・・プリンタ装置
１１・・・トナー供給制御部
１１４・・・画像濃度センサ
１１６・・・トナー濃度センサ
１２・・・トナーカートリッジ
１３・・・トナー搬送路
１４０・・・現像器
５００・・・トナー供給モジュール
５１０・・・トナー濃度判定部
５２０・・・供給制御部
６００・・・空判定モジュール
６１０・・・トナー供給検知部
６２０・・・空判定部
６３０・・・閾値変更部
６４０・・・警告出力部

Claims (9)

1. トナーカートリッジと、
   このトナーカートリッジから供給されるトナーの供給量に関する情報に基づいて、警告を発するべきであるか否かを判定するための警告閾値を変更する閾値変更手段と、
   前記閾値変更手段により変更される警告閾値に基づいて、トナーカートリッジの交換に関する警告信号を出力すべきであるか否かを決定する出力決定手段と
   を有する画像形成装置。
2. 前記トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器内のトナー濃度を検知する濃度検知手段
   をさらに有し、
   前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、警告を発すべきトナー濃度の下限値を変更し、
   前記出力決定手段は、前記濃度検知手段により検知されるトナー濃度が前記閾値変更手段により変更されるトナー濃度の下限値より低い場合に、前記警告信号を出力すべきである旨を決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が下限値以上であるか否かを判定する残量判定手段
   をさらに有し、
   前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、警告を発すべき判定回数を変更し、
   前記出力決定手段は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると所定期間内に判定される回数、又は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると連続して判定される回数と、前記閾値変更手段により変更される判定回数とを比較することにより、前記警告信号を出力すべきであるか否かを決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が既定の下限値以上であるか否かを判定する残量判定手段
   をさらに有し、
   前記閾値変更手段は、前記警告閾値として、継続期間の上限を変更し、
   前記出力決定手段は、前記残量判定手段によりトナー残量が下限値以下であると継続して判定される継続期間と、前記閾値変更手段により変更される継続期間の上限とを比較することにより、前記警告信号を出力すべきであるか否かを決定する
   請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記閾値変更手段は、前記トナーカートリッジから供給される累積供給量が多くなるほど、前記警告信号を出力すべきである旨が決定されやすくなるように前記警告閾値を変更する
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. それぞれのトナーカートリッジに記憶手段が配設され、
   いずれかのトナーカートリッジについて前記出力決定手段により警告信号を出力すべき旨が決定された場合に、このトナーカートリッジに配設された前記記憶手段に、警告信号が出力された旨を書き込む書込み手段
   をさらに有する請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記出力決定手段により警告信号を出力すべき旨が決定された場合に、トナーカートリッジの交換を促す警告信号を出力する出力手段
   をさらに有する請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記残量判定手段は、前記トナーカートリッジから供給されるトナーを用いて形成されるトナー像の濃度、又は、前記トナーカートリッジからトナーの供給を受ける現像器内のトナー濃度に基づいて、前記トナーカートリッジに収容されているトナーの残量が下限値以上であるか否かを判定する
   請求項２に記載の画像形成装置。
9. トナーカートリッジの交換時期を判定する交換時期判定方法であって、
   トナーカートリッジから供給されるトナーの供給量に関する情報に応じて、警告を発するべきであるか否かを判定するための警告閾値を設定し、
   設定された警告閾値に基づいて、トナーカートリッジの交換に関する警告信号を出力すべきであるか否かを決定する
   交換時期判定方法。

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