(57)【要約】【課題】回収容器の交換時期の予見性を向上する。【解決手段】トナー収容部から画像形成手段に補給され、画像形成手段から排出されたトナーは、回収容器に回収される。検知手段は、トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する。積算手段は、画像形成手段において像担持体に担持されたトナーの積算量を求める。推定手段は、積算手段により得られたトナーの積算量から、回収容器に回収された回収トナー量を推定する。また、推定手段は、トナー収容部のトナーが所定量消費されたことを検知手段が検知した場合、積算手段により得られたトナーの積算量（Ｓ）と所定量との関係に基づいて、回収トナー量の推定値（Ｚ）を補正する（Ｓ１０７）。【選択図】図１０
2019211739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、
前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、
前記画像形成手段において前記像担持体に担持されたトナーの積算量を求める積算手段と、
前記積算手段により得られたトナーの積算量から、前記回収容器に回収された回収トナー量を推定する推定手段と、を備え、
前記推定手段は、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記積算手段により得られたトナーの積算量と前記所定量との関係に基づいて、回収トナー量の推定値を補正する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記推定手段は、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した際のトナーの積算量と、前記所定量との比率に基づいて、回収トナー量の推定値を補正する、
ことを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記推定手段は、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記積算手段により得られたトナーの積算量と前記所定量との関係に基づいて、トナーの積算量から回収トナー量の推定値を算出する算出方法を変更する、
ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記推定手段によって推定された回収トナー量の推定値に基づいて、前記回収容器の空き容量に関する情報を表示する表示手段をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記検知手段の検知後に前記推定手段が推定した回収トナー量の推定値が、検知直前の推定値に比べて少ない場合、回収トナー量の推定値が前記検知直前の推定値を超えるまでの間、前記表示手段は、前記回収容器の空き容量として前記検知直前の推定値に対応する情報を表示する、
ことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記推定手段によって推定された回収トナー量の推定値に基づいて、前記回収容器の交換に関する信号を外部に通知する通知手段をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記検知手段は、前記トナー収容部からのトナーの排出の有無を検知するセンサである、
ことを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記積算手段が算出するトナーの積算量は、前記像担持体に形成されるトナー像の画素毎のトナー量を指定する信号を積算したビデオカウント値である、
ことを特徴とする、請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記回収容器は、第１領域と、前記第１領域とは別に設けられた第２領域とを有し、
前記第１領域における回収トナー量及び前記第２領域における回収トナー量の少なくとも一方が、予め設定された閾値を超えたことを検知する満杯検知手段をさらに備え、
前記推定手段は、前記第１領域に回収された回収トナー量の推定値及び前記第２領域に回収された回収トナー量の推定値をそれぞれ求め、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを検知した場合、前記第１領域及び前記第２領域の回収トナー量の推定値の少なくとも一方を補正する、
ことを特徴とする、請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記画像形成手段は、トナー像を担持する中間転写体を有し、前記像担持体に形成されたトナー像を前記中間転写体に転写した後、前記中間転写体から記録材に転写することで記録材に画像を形成し、
前記像担持体に担持された後、前記中間転写体に転写されなかったトナーを前記回収容器に回収する第１クリーニング手段と、
前記像担持体から前記中間転写体に転写された後、記録材に転写されなかったトナーを前記回収容器に回収する第２クリーニング手段と、をさらに備える、
ことを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、
前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、
前記回収容器の空き容量に関する情報を表示する表示手段と、
前記表示手段の表示内容を制御する表示制御手段であって、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記表示手段に表示される前記回収容器の空き容量が、実際の前記回収容器の空き容量に近付くように、前記検知手段の検知後に一定濃度の画像を一定枚数の記録材に形成させた場合の前記回収容器の空き容量の変化率を、前記検知手段の検知前に比べて変更する表示制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１２】
トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、
前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、
前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、
前記回収容器の空き容量に関する情報を表示する表示手段と、
前記表示手段の表示内容を制御する表示制御手段であって、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記表示手段に表示させる前記回収容器の空き容量を、実際の前記回収容器の空き容量に近付くように修正させる表示制御手段と、を備える、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体に担持された静電潜像はトナー像として現像され、このトナー像が像担持体から直接又は間接に記録材へ転写されることで、記録材に画像が形成される。像担持体に担持された後、記録材に転写されなかったトナーは、クリーニングブレード等によって除去され、画像形成装置が備える回収容器に回収される。回収容器に回収されたトナー（以下、回収トナーとする）の量が回収容器の容量を超えると、通常、画像形成動作の実行は制限される。
【０００３】
従来、回収トナー量が回収容器の容量に達する前に、回収容器の交換時期を予測するための機能を備えた画像形成装置が知られている。特許文献１には、廃トナーボックスに回収された廃トナーの量が廃トナーボックスの容量に達したことを検知するセンサとは別に、廃トナー量が容量に近い所定量に達したことを検知するセンサ（ニアフル検知センサ）を設けることが記載されている。特許文献２、３には、所謂ビデオカウント値を用いて回収トナー量の推定を行うことにより、現在の回収トナー量が回収容器の容量に達しているか否かを判断する方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２６４４８１号公報
【特許文献２】特開２００１−２６５１７８号公報
【特許文献３】特開２００５−２８４０１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のようなニアフル検知センサを用いることは、コストの増大や、センサの設置スペース確保に伴う回収容器の容量圧迫等につながる。一方、特許文献２、３のように、ビデオカウント値等の情報から回収トナー量を推定する構成を採用した場合、コスト面等において有利であるものの、回収容器の交換時期の予見性の向上が望まれていた。これは、例えば回収トナー量を実際より多く推定していた場合、容器内の容量に余裕があるにも関わらず回収容器の交換が要求されてしまい、結果としてランニングコストが増大する可能性があるためである。また、回収トナー量を実際より少なく推定していた場合には、回収容器が実際に満杯となった際に交換用の回収容器の準備が間に合わず、画像形成動作の実行が制限される期間（ダウンタイム）が発生する可能性がある。
【０００６】
そこで、本発明は、回収容器の交換時期の予見性を向上可能な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一態様は、トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、前記画像形成手段において前記像担持体に担持されたトナーの積算量を求める積算手段と、前記積算手段により得られたトナーの積算量から、前記回収容器に回収された回収トナー量を推定する推定手段と、を備え、前記推定手段は、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記積算手段により得られたトナーの積算量と前記所定量との関係に基づいて、回収トナー量の推定値を補正する、ことを特徴とする画像形成装置である。
【０００８】
本発明の他の態様は、トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、前記回収容器の空き容量に関する情報を表示する表示手段と、前記表示手段の表示内容を制御する表示制御手段であって、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記表示手段に表示される前記回収容器の空き容量が、実際の前記回収容器の空き容量に近付くように、前記検知手段の検知後に一定濃度の画像を一定枚数の記録材に形成させた場合の前記回収容器の空き容量の変化率を、前記検知手段の検知前に比べて変更する表示制御手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置である。
【０００９】
本発明のさらに他の態様は、トナー像を担持する像担持体を有し、前記像担持体に担持されたトナー像を記録材に転写することで記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に補給されるトナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部のトナーが、予め充填されていた量から所定量消費されたことを検知する検知手段と、前記画像形成手段から排出されたトナーが回収される回収容器と、前記回収容器の空き容量に関する情報を表示する表示手段と、前記表示手段の表示内容を制御する表示制御手段であって、前記トナー収容部のトナーが前記所定量消費されたことを前記検知手段が検知した場合、前記表示手段に表示させる前記回収容器の空き容量を、実際に前記回収容器の空き容量に近付くように修正させる表示制御手段と、を備える、ことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置によれば、回収容器の交換時期の予見性を向上可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の概略図。
【図２】実施例１に係るドラムクリーナの概略図（ａ）、及びベルトクリーナの概略図（ｂ）。
【図３】実施例１に係るトナー回収装置の断面図。
【図４】実施例１に係るトナー収容容器及び補給装置の概略図。
【図５】実施例１に係る現像装置の断面図（ａ）及び現像剤の循環経路を表す模式図（ｂ）。
【図６】ビデオカウント値に対する消費トナー量の関係を示した図。
【図７】実施例１に係る画像形成装置において、ビデオカウント値に対する消費トナー量の分布（ａ）と、トナー無し判定がなされた際の消費トナー量の分布（ｂ）を表す図。
【図８】実施例１に係る回収トナー量の推定方法を使用しない場合（ａ）及び使用した場合（ｂ）の推定精度について説明するためのグラフ。
【図９】実施例１に係る画像形成装置の制御構成を示すブロック図。
【図１０】実施例１に係る回収トナー量の推定方法を示すフローチャート。
【図１１】実施例１における回収容器の充填率の推移例を示すグラフ。
【図１２】実施例２に係る回収トナー量の推定方法を示すフローチャート。
【図１３】実施例２における回収容器の充填率の推移例を示すグラフ。
【図１４】実施例３に係る回収容器の構成を説明するための概略図。
【図１５】実施例３に係る回収トナー量の推定方法を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態について説明する。
【実施例１】
【００１３】
図１は、第１の実施形態（実施例１）の画像形成装置１００を示す概略図である。画像形成装置１００は、中間転写ベルト８の直線区間に４つの画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫを配列した、所謂タンデム型中間転写方式の画像形成エンジン１０２を備えたフルカラープリンタである。画像形成エンジン１０２は、本実施例の画像形成手段である。
【００１４】
各画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、像担持体である感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋと、帯電装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、現像装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、ドラムクリーナ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋと、を備える。また、画像形成部ＰＹ〜ＰＫの下方に、各画像形成部の感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの露光を行うためのレーザースキャナ３が配置される。
【００１５】
画像形成部ＰＹ〜ＰＫは、電子写真プロセスを実行することにより、それぞれイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックのトナー像を形成する。即ち、帯電装置２Ｙ〜２Ｋによって感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面が一様に帯電させられ、レーザースキャナ３が照射するレーザ光によって感光ドラム１Ｙ〜１Ｋが露光される。このとき、出力すべき画像を単色画像に分解したデータに基づいてレーザ光が変調されて出力されることで、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋの表面に単色画像に対応する静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置４Ｙ〜４Ｋから供給されるトナーによって現像され、各色のトナー像として可視化される。感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに担持されたトナー像は、各ドラムに対応して配置され、一次転写部Ｔ１を形成する一次転写ローラ５により、中間転写ベルト８に互いに重なり合うように一次転写される。中間転写ベルト８に転写されずに感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに残った一次転写残トナー等の付着物は、ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋによって除去され、回収トナーとして後述の回収容器１０に回収される。
【００１６】
本実施例の中間転写体である中間転写ベルト８は、張架ローラ８ａ、二次転写内ローラ８ｂ、テンションローラ８ｃに巻き回され、図中反時計回り方向に回転駆動される。二次転写内ローラ８ｂに対向する位置には、二次転写部Ｔ２を形成する二次転写ローラ８ｅが配置されている。カセット３２から給送ユニット３３によって１枚ずつ給送される記録材Ｐは、レジストレーション部３４において斜行補正された後、画像形成部ＰＹ〜ＰＫによるトナー像の形成動作に合わせたタイミングで二次転写部Ｔ２に搬送される。二次転写部Ｔ２において、中間転写ベルト８から記録材Ｐへとトナー像が二次転写される。記録材Ｐに転写されずに中間転写ベルト８に残った二次転写残トナー等の付着物は、ベルトクリーナ１３によって除去され、回収トナーとして後述の回収容器１０に回収される。
【００１７】
トナー像が転写された記録材Ｐは、定着装置３５へと搬送される。定着装置３５は、記録材Ｐを挟持して搬送するローラ対と、ハロゲンランプ等の熱源とを有し、トナー像に熱及び圧力を付与する。これにより、トナーが溶融・混色して記録材Ｐに固着することで、記録材Ｐに定着した定着画像が得られる。定着装置３５を通過した記録材Ｐは、排出ローラ対３６により、排出トレイ３７に排出される。記録材Ｐの両面に画像を形成する場合、排出ローラ対３６の反転搬送により、記録材Ｐは表面と裏面とが反転した状態で再度、二次転写部Ｔ２へ向けて搬送され、裏面に画像形成された後、排出トレイ３７に排出される。
【００１８】
［トナーの回収構成］
画像形成エンジン１０２から排出されるトナーを回収するための構成について、図２及び図３を用いて説明する。図２（ａ）は、上記ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋとして使用可能なドラムクリーナ６及びその周辺を示す概略図である。図２（ｂ）は、ベルトクリーナ１３及びその周辺を示す概略図である。ドラムクリーナ６は、像担持体からトナーを回収する本実施例の第１クリーニング手段であり、ベルトクリーナ１３は、中間転写体からトナーを回収する本実施例の第２クリーニング手段である。
【００１９】
図２（ａ）に示すように、ドラムクリーナ６は、クリーニング容器６ａと、クリーニングブレード６ｂと、トナー搬送スクリュー６ｃと、を有している。クリーニングブレード６ｂ及びトナー搬送スクリュー６ｃは、感光ドラム１の軸方向に沿って延びており、トナー搬送スクリュー６ｃはクリーニング容器６ａに収容されている。クリーニングブレード６ｂは、感光ドラム１の回転方向（図中時計回り方向）に逆らうように延び、エッジ部において感光ドラム１の表面に当接する弾性ブレードであり、感光ドラム１の回転に伴ってドラム表面のトナー等を掻き取る。クリーニングブレード６ｂによってクリーニング容器６ａに掻き落とされたトナーは、トナー搬送スクリュー６ｃの回転により、感光ドラム１の軸方向の一方側（図１における手前側）に搬送される。そして、クリーニング容器６ａの端部に設けられた排出口から、回収容器１０に連通する後述の回収パイプ１４に排出される。
【００２０】
図２（ｂ）に示すように、ベルトクリーナ１３は、ドラムクリーナ６と同様に、クリーニング容器１３ａと、クリーニングブレード１３ｂと、トナー搬送スクリュー１３ｃと、を有している。クリーニングブレード１３ｂ及びトナー搬送スクリュー１３ｃは、中間転写ベルト８の幅方向に沿って延びており、トナー搬送スクリュー１３ｃはクリーニング容器１３ａに収容されている。クリーニングブレード１３ｂは、中間転写ベルト８の回転方向（図中反時計回り方向）に逆らうように延び、エッジ部において中間転写ベルト８の表面に当接する弾性ブレードであり、中間転写ベルト８の回転に伴ってベルト表面のトナー等を掻き取る。クリーニングブレード１３ｂによってクリーニング容器１３ａに掻き落とされたトナーは、トナー搬送スクリュー１３ｃの回転により、中間転写ベルト８の幅方向の一方側（図１における手前側）に搬送される。そして、クリーニング容器１３ａの端部に設けられた排出口から回収パイプ１４に排出される。
【００２１】
回収パイプ１４（図１参照）の内部には、搬送スクリューが配置されている。各ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋ及びベルトクリーナ１３から排出された回収トナーは、搬送スクリューの回転により、回収容器１０に向かって搬送される。
【００２２】
図３は回収容器１０の断面図である。回収容器１０は、例えば軟質プラスチックにて構成された直方体形状の容器であり、画像形成装置１００の装置本体１０１に設けられた回収容器収容部５０（図１参照）に対して着脱可能に装着される。回収容器１０は、上面壁部の一端側に、回収パイプ１４から回収トナーが流入する上向きの開口部１０ａを有する。また、開口部１０ａには、回収容器１０の着脱動作に連動して開閉するシャッターが設けられている。
【００２３】
回収容器１０の内部には、回収トナーを搬送して容器内に充填するためのスクリュー１５と、容器内の回収トナー量が予め設定された量を超えたことを検知可能な満杯センサ１２とが設けられている。満杯センサ１２は、本実施例の満杯検知手段である。満杯センサ１２は、例えば、回収容器１０の底面から所定高さまで延びる検知筒の内部に光学センサを配置し、検知筒の上端を乗り越えて検知筒内に入り込んだ回収トナーを検知するようにしたものを用いることができる。
【００２４】
［トナーの補給構成］
次に、現像装置４Ｙ〜４Ｋにトナーを補給するための構成について説明する。図１に示すように、画像形成装置１００の装置本体１０１には、補給用トナーを収容するトナー収容部として、トナーボトル９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋが着脱可能に装着されている。トナーボトル９Ｙ〜９Ｋは、それぞれ、画像形成部ＰＹ〜ＰＫに対応する色のトナーを収容している。
【００２５】
図４に示すように、トナーボトル９は、トナーボトルマウント９０に対して回転可能に挿入され、補給装置２０を介して、対応する現像装置４Ｙ〜４Ｋにトナーを補給する。ただし、図４のトナーボトル９は、上記トナーボトル９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋとして使用可能な共通の構成を示している。また、補給装置２０は、各現像装置に対応して設けられている。
【００２６】
トナーボトル９の内部には螺旋状のリブが形成されており、トナーボトル９の回転運動によりトナーの排出動作が行われる。つまり、ボトル駆動モータ７２がギヤ７２０を介してトナーボトル９を回転駆動すると、ボトル端部に設けられた連通口９ａからトナーが排出され、補給装置２０に落下する。補給装置２０は、トナー落下部２１と、トナー搬送パイプ２２１と、スクリュー駆動モータ７３とを備える。トナーボトル９から排出されたトナーは、漏斗状のトナー落下部２１の内側を通ってトナー搬送パイプ２２１に落下する。スクリュー駆動モータ７３は、ギヤ７３３，７３０を介して、トナー搬送パイプ２２１の内側に配置された計量スクリュー２２を回転駆動する。これにより、計量スクリュー２２の回転量に応じた量のトナーが、トナー搬送パイプ２２１の端部に設けられた供給口２４から排出される。また、計量スクリュー２２の回転量は、回転量検知センサ２５によって検知される。
【００２７】
図５（ａ）、（ｂ）は、上記現像装置４Ｙ〜４Ｋとして使用可能な現像装置４の構成を示している。現像装置４は、現像剤を収容する現像容器４０と、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像スリーブ４１とを備える。現像容器４０の内部は、隔壁４０Ｃによって現像室４０Ａと撹拌室４０Ｂとに区画されている。現像室４０Ａ及び撹拌室４０Ｂには、それぞれ現像剤を撹拌しながら搬送するスクリュー４３，４４が配置され、現像容器４０の内部において、現像剤は隔壁４０Ｃに設けられた連通口を介して循環搬送される。
【００２８】
本実施例において、現像容器４０には非磁性トナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が収容される。スクリュー４３，４４によって摩擦帯電した状態の現像剤は、現像室４０Ａにおいて、複数の磁極（Ｎ１〜Ｎ３，Ｓ１，Ｓ２）を有するマグネット４２によって現像スリーブ４１に吸着される。現像スリーブ４１に担持された現像剤の層厚はブレード４５によって規制される。そして、現像スリーブ４１に印加されるバイアス電圧により、現像スリーブ４１から感光ドラムへとトナーが転移することで、感光ドラムの静電潜像が現像される。キャリア及び現像に使用されなかったトナーを含む現像剤は、現像容器４０の内部に回収されて再利用される。
【００２９】
現像容器４０の壁面にはトナー濃度センサ４９が装着されている。トナー濃度センサ４９は、容器内部の現像剤のトナー濃度、つまり現像剤全体に対するトナーの重量比（Ｔ／Ｄ比）を検出し、検出信号を発する。画像形成装置１００のＣＰＵ（中央処理装置）５００は、トナー濃度センサ４９の検出信号に基づいて、現像容器４０のトナー濃度が予め定められた基準に沿った所定濃度となるように、補給装置２０の動作を制御する。即ち、ＣＰＵ５００は、トナー濃度を所定濃度に調整するために必要なトナーの補給量を算出し、算出した補給量に対応する駆動量で上記スクリュー駆動モータ７３を駆動させる制御信号を発する。スクリュー駆動モータ７３によって計量スクリュー２２が回転すると、現像容器４０の上面に形成された補給口４７を介してトナーが補給される。このため、原則として、現像装置４において現像によって消費されたトナーの積算量と、トナーボトル９から現像装置４への補給によって消費されたトナーの積算量とは一致する。
【００３０】
［トナー無し判定方法］
続いて、上述の補給構成において、トナーボトル９に充填されていた補給用トナーが枯渇した状態（以下、「トナー無し状態」とする）を検知するための構成について説明する。
【００３１】
図４に示すように、補給装置２０のトナー落下部２１の内壁には、トナーボトル９からのトナーの排出の有無を検知するトナー検知センサ２１０が設けられている。トナー検知センサ２１０は、トナー収容部に充填されていたトナーが所定量消費されたことを検知する本実施例の検知手段である。トナー検知センサ２１０は、赤外線を発する発光素子２１１と、発光素子２１１に対向する受光素子２１２とで構成されたフォトインタラプタであり、光軸上をトナーが通過したことを検出する。ただし、検知手段として他の検知構成を用いてもよく、例えばトナーに接触したことを検知するピエゾ素子を、トナーボトル９から排出されたトナーの落下経路に配置したものを用いてもよい。
【００３２】
また、トナーボトル９には、収容されたトナーに関する情報が書き込まれたメモリタグが取付けられている。また、画像形成装置１００には、トナーボトル９が装着された状態においてメモリタグの情報を読み取ることが可能な読取部３０１（図９）が設けられている。メモリタグ及び読取部３０１の情報伝達方式としては、例えば電磁波を用いて非接触でメモリタグと通信を行う所謂ＲＦＩＤ技術や、メモリタグに印刷された二次元バーコード等の画像を光学的に読み取ってデータを抽出する方式が挙げられる。
【００３３】
メモリタグに書き込まれる情報には、トナーボトル９のトナー使用可能量が含まれる。「トナー使用可能量」とは、初期状態（出荷時）においてボトル内に充填されているトナー量から、排出動作が行われてもトナーボトル９からトナーが排出されなくなった状態におけるボトル内のトナー残量の平均値を減算した値である。言い換えると、トナーボトル９の交換を行った後、平均的には、トナー使用可能量と同量のトナーがトナーボトル９から消費された時期に、トナー検知センサ２１０がトナーの排出が行われていないことを検知する。本実施例では、トナーボトル９Ｙ〜９Ｋとして、トナー使用可能量が５００ｇのトナーボトル９を使用している。
【００３４】
［回収トナー量の推定原理］
次に、回収容器１０の回収トナー量を推定する方法について説明する。本実施例において回収容器１０に回収される回収トナーには、上述の一次転写部Ｔ１又は二次転写部Ｔ２における転写残トナーに加えて、調整用画像の一部として使用されたトナーが含まれる。ただし、調整用画像とは、画像の濃度調整や位置調整等を目的として各画像形成部ＰＹ〜ＰＫが形成するパターン画像である。この調整用画像は、感光ドラム１Ｙ〜１Ｋに形成された後、基本的には記録材に転写されることなく、ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋ又はベルトクリーナ１３によって回収される。また、調整用画像と区別するため、記録材に転写するために画像形成部ＰＹ〜ＰＫによって形成されるトナー像を、以下では「記録用画像」とする。
【００３５】
本実施例では、記録用画像及び調整用画像の形成に用いられたトナーの量を、ビデオカウント値から推定する。ビデオカウント値とは、画像形成部ＰＹ〜ＰＫによる画像形成に用いられるビデオ信号を、トナーの各色の成分ごとに積算したものである。ビデオ信号とは、像担持体に形成すべき画像情報をレーザースキャナ３の主走査方向及び副走査方向に展開したデータに基づいて生成され、画素毎のトナー量を指定する信号としてレーザースキャナ３に伝送される信号を指す。
【００３６】
以下、画像形成部ＰＹ〜ＰＫにおいて、記録用画像の形成によって消費されたトナー量を、トナーの「画像消費量」とし、調整用画像の形成によって消費されたトナー量を、トナーの「調整消費量」とする。また、記録用画像の一部として像担持体に担持された後、回収トナーとして回収されたトナーの量を「画像回収量」とし、調整用画像の一部として像担持体に担持された後、回収トナーとして回収されたトナーの量を「調整回収量」とする。
【００３７】
図６は、ビデオカウント値に対するトナーの消費量（画像消費量又は調整消費量）の関係を示している。ビデオカウント値とトナーの消費量との間には比例関係がある。そのため、記録用画像のビデオカウント値（以下、画像ビデオカウント値とする）をＶｇとすると、画像消費量ｍｇは、ｍｇ＝ａ×Ｖｇという関係式で求めることができる。ただし、係数ａは、一定の画像ビデオカウント値に対する画像消費量の増加分を表す傾きである。同様に、調整用画像のビデオカウント値（以下、調整ビデオカウント値とする）をＶｃとすると、調整消費量ｍｃは、ｍｃ＝ａ×Ｖｃという関係式で求めることができる。
【００３８】
ここで、記録用画像又は調整用画像とでは、元の画像を構成するトナーの総量に対して回収トナーとなるものの割合が異なる。即ち、記録用画像を構成するトナーの大部分が記録材に転写され、残りのトナーが回収トナーとなるのに対し、調整用画像を構成するトナーは、その大部分が回収トナーとなる。画像消費量ｍｇ及び調整消費量ｍｃの内、記録用画像及び調整用画像のそれぞれについて定まる特定の割合が、回収トナーになるものと考えられる。画像消費量ｍｇに対する画像回収量の割合は、主に一次転写部Ｔ１及び二次転写部Ｔ２における転写効率によって決まる。また、調整消費量ｍｃに対する調整回収量の割合は「１」に近い値となることが多いが、機械的付着力による二次転写ローラ８ｅへのトナー付着等により、「１」より小さな値となることもある。
【００３９】
本実施例では、画像消費量ｍｇと調整消費量ｍｃに対して、それぞれ予め設定された係数Ａ，Ｂを掛けることで画像回収量及び調整回収量の推定値を算出する。つまり、画像回収量ＭｇをＭｇ＝Ａ×ｍｇという関係式で求め、調整回収量ＭｃをＭｃ＝Ｂ×ｍｃという関係式で求め、その合計を回収トナー量の推定値Ｚとする。
【００４０】
また、各色のトナーについて算出された回収トナー量の推定値Ｚの総和として、総回収トナー量Ｚｓｕｍを算出する。さらに、総回収トナー量Ｚｓｕｍを回収容器１０の容量Ｚｅで除算して、回収容器１０の充填率Ｌ＝Ｚｓｕｍ／Ｚｅ×１００（％）を算出する。回収容器１０の容量Ｚｅとは、上記満杯センサ１２が回収容器１０の満杯状態を検知する場合の回収トナー量である。つまり、Ｌ＝０（％）は画像形成装置１００の出荷時等、回収容器１０が空である状態に対応し、Ｌ＝１００（％）は回収容器１０の満杯状態に対応する。
【００４１】
［回収トナー量の推定精度］
以下、本実施例において、回収トナー量の推定精度を高めるために用いた方法について説明する。図６に示すように、上述の係数ａは、ビデオカウント値の単位増加分に対する平均的な消費トナー量を表すものであり、ビデオカウント値と実際の消費トナー量との関係は一定とは限らない。つまり、同一のビデオ信号を用いて記録用画像又は調整用画像が形成される場合であっても、実際に現像工程によって像担持体に担持されるトナー量（トナー載り量）にはバラつきが生じる。その結果、例えばある画像を多数の画像形成装置１００に形成させた場合の平均的な画像濃度に比べ、特定の画像形成装置１００が出力した画像濃度が高い場合、当該装置におけるビデオカウント値に対する消費トナー量の傾きはａよりも大きくなる。また、消費トナー量の変化に伴って、回収トナー量も変化する。
【００４２】
図７（ａ）は、本実施例の構成を備えた画像形成装置１００において、個体又は画像形成条件が異なる種々の条件でビデオカウント値当たりの消費トナー量を計測した場合の計測値の分布を示している。この分布は、３σ区間が±３０％を超えるような無視できない大きさの分散を持っており、ビデオカウント値から消費トナー量を推定した場合には平均値から３０％程度の誤差が生じ得る。誤差が３０％であるということは、トナーボトル１本分のトナーを使い切った際の消費トナー量の推定値が、実際のトナー使用可能量が５００ｇであるにも関わらず、「３５０ｇ」や「６５０ｇ」といった値をとり得ることを意味する。また、上述の回収トナー量の推定方法は消費トナー量の推定値に依存関係があるため、回収トナー量の推定値にも少なくとも同程度の誤差が生じる。
【００４３】
一方、消費トナー量を直接的に測定する手段を持たない本実施例の構成であっても、例外的に消費トナー量を精確に把握できる場合がある。図７（ｂ）に示すように、上述のトナー検知センサ２１０を用いてトナー無し状態と判定した場合の消費トナー量は、トナーボトルのメモリタグから読み取られるトナー使用可能量（この図では５００ｇ）と非常に近い値となる。この場合、分布の平均値が５００ｇで、３σ区間はおよそ±１．３％であった。つまり、トナー無し状態となった際の消費トナー量の推定値としてトナー使用可能量の値を採用すれば、実際の消費トナー量に対して±６ｇ程度の誤差しか生じないことが分かる。
【００４４】
なお、トナー無し状態と判定されたときの実際の消費トナー量は、初期状態のトナーボトルに対する充填量のバラつき、及びトナー無し状態と判定されたときのボトル内のトナー残量のバラつき等により、トナー使用可能量の値からずれる。しかし、これらの要因による消費トナー量の変動は比較的小さいため、ビデオカウント値から求めた消費トナー量の推定値よりも高い精度で、トナー無し状態となった時点の消費トナー量を知ることが可能である。
【００４５】
図８（ａ）は、ビデオカウント値を用いて推定された回収トナー量の推定値（横軸）と、実際の回収トナー量（縦軸）との関係を表すグラフである。なお、本実施例の回収容器１０の容量は６００ｇである。また、条件１、２は、画像形成装置１００の環境条件が異なっており（条件２の方が高温・高湿環境）、画像形成装置１００に対して出力を指示した画像データは共通である。条件１、２を比較した場合、記録材に形成された画像濃度には１３％程度の差が生じていた。この差は、主に環境条件の違いによるトナーの帯電量が変化したことによると考えられる。そして、このような誤差が積み重なることで、回収容器１０が実際に満杯状態となったときの回収トナー量の推定値は、条件１、２の間で７０ｇ程度の差が生じていた。
【００４６】
一方、図８（ｂ）は、回収トナー量の推定に当たり、消費トナー量の推定値ではなく、トナーボトルから排出されたトナー量の実測値を用いた場合の回収トナー量の推定値（横軸）と実際の回収トナー量（縦軸）との関係を表すグラフである。つまり、この図では、画像回収量Ｍｇ及び調整回収量Ｍｃを算出するための式（Ｍｇ＝Ａ×ｍｇ、Ｍｃ＝Ｂ×ｍｃ）において、画像消費量ｍｇ及び調整消費量ｍｃとして、ビデオカウント値から推定された値ではなく実験的に測定された値が用いられている。実際の消費トナー量は、例えば、一定枚数の記録材に画像を形成させる度にトナーボトルを取り出して重量の変化を測定することにより測定可能である。また、条件１、２の内容は図８（ａ）と共通である。
【００４７】
図８（ｂ）に示すように、消費トナー量の実測値から回収トナー量を推定した場合には、画像形成装置１００の環境条件の違いによらず、いずれも実際の回収トナー量に近い推定値が得られることが分かる。従って、消費トナー量の実測値又はこれに近い値を取得する方法があれば、これを用いて回収トナー量を高い精度で推定できることになる。
【００４８】
ところで、上述した通り、いずれかのトナーボトル９Ｙ〜９Ｋについてトナー無し状態と判定された場合、当該トナーボトルから実際に消費された消費トナー量は、トナー使用可能量に近い値であることが分かっている。そこで、本実施例では、トナー無し状態と判定した際に、トナー使用可能量を用いて回収トナー量の推定値を補正することにより、回収トナー量の推定値を真の値に近付けることを図る。
【００４９】
［推定アルゴリズム］
以下、トナー無し状態と判定した際にトナー使用可能量を用いて回収トナー量の推定値を補正するための具体的な構成及び推定アルゴリズムを例示する。
【００５０】
図９は、回収トナー量の推定を行うための制御回路を示すブロック図である。ＣＰＵ５００は、メモリ５０１に記憶されているプログラム及びデータを読み出してプログラムを実行することにより、各機能部の動作を統括制御する。なお、以下の説明では、各機能部がＣＰＵ５００とは独立した処理装置として実装されているものとして説明するが、ＣＰＵ５００が実行するプログラムの機能単位としてソフトウェア的に実装しても構わない。
【００５１】
メモリ５０１は、揮発性又は不揮発性の記憶装置であり、プログラムの他、回収トナー量の算出に用いられる係数ａ，Ａ，Ｂの値等の情報を保持する。ビデオ信号生成部１０３は、ＣＰＵ５００からの指示に基づき、記録用画像及び調整用画像を形成するためのビデオ信号を生成し、レーザースキャナ３へ伝送する。
【００５２】
ビデオカウント積算部２００は、ビデオ信号生成部１０３が出力したビデオ信号を、記録用画像と調整用画像とで分けて積算し、画像ビデオカウント値Ｖｇ及び調整ビデオカウント値Ｖｃとして保持する。ビデオカウント積算部２００は、本実施例の積算手段である。トナー有無判定部４００は、トナー検知センサ２１０の検知結果に基づいて、トナー無し状態が発生しているか否かを判定する。回収トナー量算出部６００は、画像ビデオカウント値Ｖｇ及び調整ビデオカウント値Ｖｃ並びにトナー有無判定部４００の判定結果を用いて、回収トナー量の推定値を算出する。回収トナー量算出部６００は本実施例の推定手段である。読取部３０１は、適切な時点（例えば、トナーボトルの交換を検知した場合）に、トナーボトルのメモリタグ３００から情報を読み取り、読み取った情報をＣＰＵ５００に伝送する。
【００５３】
操作部７００は、画像形成装置１００のユーザインタフェースとなる液晶パネル及び操作ボタン等の入出力装置を指す。操作部７００の液晶パネルには、充填率Ｌに基づいて、回収容器１０の空き容量に関する情報（以下、回収容器のライフ表示とする）が表示される。「空き容量に関する情報」とは、例えば、充填率Ｌ又は回収容器１０の空き容量率（１００−Ｌ）をパーセント表示したものや、充填率Ｌに応じて段階的に変化するアイコン画像により回収容器１０の空き容量を視覚的に表示するものを使用可能である。
【００５４】
通知部８００は、回収容器１０の充填率Ｌが一定の閾値を超えた場合に、ネットワークを介して外部に通知を行う。通知の対象は、例えば交換用の回収容器１０を準備して配送するサービスセンターであり、メモリ５０１に通知対象を特定する情報（メールアドレス等）が記憶されているものとする。通知の内容は、回収容器１０が満杯状態に近いこと（ニアフル）を知らせるメッセージ等、通知を受け取った者が回収容器１０の交換の必要性、交換時期等を判断できる情報とする。
【００５５】
図１０は、図９の回収トナー量算出部６００が実行する処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、画像形成装置１００の主電源がＯＮである期間中、恒常的に、又は画像形成動作の実行等を契機にして随時、開始される。
【００５６】
Ｓ１０１〜Ｓ１０４では、ビデオカウント値に基づいて各色トナーの回収トナー量（Ｚ）、総回収トナー量Ｚｓｕｍ、及び回収容器１０の充填率Ｌが算出される。まず、ビデオカウント積算部２００を参照して各色の画像ビデオカウント値Ｖｇ及び調整ビデオカウント値Ｖｃを取得し、それぞれに係数ａを掛けることで画像消費量の増加分（ａ×Ｖｇ）及び調整消費量の増加分（ａ×Ｖｃ）を算出する。そして、消費トナー量の前回の推定値に増加分を加算して各色の消費トナー量の推定値Ｓを更新する（Ｓ１０１）。次に、画像消費量の増加分及び調整消費量の増加分に、それぞれ係数Ａ，Ｂを積算したものの和を取ることで回収トナー量の増加分を算出し、各色の回収トナー量の推定値Ｚを更新する（Ｓ１０２）。また、各色の回収トナー量の推定値Ｚの総和として、総回収トナー量Ｚｓｕｍを算出すると共に（Ｓ１０３）、総回収トナー量Ｚｓｕｍから回収容器１０の充填率Ｌを算出する（Ｓ１０４）。
【００５７】
トナー有無判定部４００により、いずれのトナーボトル９Ｙ〜９Ｋについてもトナー無し状態が発生していないと判定されている場合（Ｓ１０５：Ｎ）、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の手順で算出される値が回収トナー量等の推定値として採用される。即ち、Ｓ１０１〜Ｓ１０４の結果に従って、操作部７００の表示内容及び通知部８００の通知の有無が決定される。
【００５８】
トナー有無判定部４００がトナー無し状態と判定した場合（Ｓ１０５：Ｙ）、Ｓ１０６〜Ｓ１０８により、トナー無し状態と判定された色のトナーについて、消費トナー量の推定値Ｓを用いて回収トナー量の推定値Ｚを補正する処理が行われる。即ち、ビデオカウント値から推定された現在の消費トナー量の推定値Ｓが、該当する色のトナーボトルのトナー使用可能量に対して所定の誤差範囲（ここでは、５００±６ｇとする）に入っているか否かの判定が行われる（Ｓ１０６）。誤差範囲内の場合、消費トナー量の推定値Ｓは適切であると判断され、回収トナー量の推定値Ｚの補正は行われない。誤差範囲外の場合、消費トナー量の推定値Ｓとトナー使用可能量（５００ｇ）との比率に基づいて回収トナー量の推定値Ｚが補正される（Ｓ１０７）。具体的には、補正前の回収トナー量の推定値Ｚを用いてＺ×５００／Ｓの計算式で求まる値を、補正後の推定値Ｚとする。
【００５９】
最後に、消費トナー量の推定値Ｓがリセットされ（Ｓ１０８）、トナー無し状態と判定した場合の処理は終了する。この後、トナー無し状態と判定された色のトナーボトルが交換されると、再び、ビデオカウント値を用いて当該色のトナーについての消費トナー量及び回収トナー量の推定が行われる。
【００６０】
図１１は、本実施例に係る回収トナー量の推定方法を用いた場合における回収容器１０の充填率Ｌの推移をシミュレートした結果を表す図である。ここでは、ある色のトナーボトルがトナー無し状態と判定された時点における当該色の消費トナー量の推定値が、次の値であるものとする。
画像消費量（ａ×Ｖｇ）…６３０ｇ
調整消費量（ａ×Ｖｃ）…  ７０ｇ
消費トナー量の推定値Ｓ…７００ｇ
【００６１】
また、回収トナー量の算出に用いられる係数の値は、次の通りとする。
係数Ａ…０．０５
係数Ｂ…０．９５
【００６２】
このとき、イエローのトナーボトルについてトナー無し状態と判定された時点における、イエローの回収トナー量は次のように算出される。
画像回収量（Ａ×ａ×Ｖｇ）…０．０５×６３０＝３１．５（ｇ）
調整回収量（Ｂ×ａ×Ｖｃ）…０．９５×７０＝６６．５（ｇ）
回収トナー量の推定値Ｚ（補正前）…３１．５＋６６．５＝９８（ｇ）
【００６３】
ここで、イエローのトナーボトル９Ｙのトナー使用可能量は５００ｇであるため、消費トナー量の推定値Ｓとトナー使用可能量との比率に基づいた回収トナー量の補正（図１０のＳ１０７）が行われる。補正後の回収トナー量の推定値Ｚは次のようになる。
回収トナー量の推定値Ｚ（補正後）…９８×５００／７００＝７０（ｇ）
【００６４】
つまり、図１１に示すように、トナー無し判定時の補正によって回収トナー量の推定値Ｚが引き下げられる。これにより、専らビデオカウント値に基づいて回収トナー量を推定する場合（図１１の「補正なし」）に比べて、回収トナー量の推定値が真の値に近付く。また、このような補正は、他の色のトナーボトル９Ｍ，９Ｃ，９Ｋについてトナー無し状態と判定された際にも行われる。そのため、トナー無し状態が発生する度に回収トナー量の推定値が補正され、総回収トナー量の推定精度が向上する。
【００６５】
［ライフ表示の修正］
ここで、画像形成装置１００の操作部７００における回収容器１０のライフ表示について説明する。本実施例では、トナー無し判定時の補正（図１０のＳ１０７）によって回収トナー量の推定値Ｚが補正され、回収容器１０の充填率Ｌの値が変化したとき、充填率Ｌ補正前の値と補正後の値とで、どちらが大きいかの判定を行う。補正後の値の方が大きい場合、補正後の値に従ってライフ表示が変更される。
【００６６】
一方、補正後の値の方が小さい場合は、直ちにライフ表示を変更するのではなく、充填率Ｌの値が補正前の値に追いつくまでライフ表示の内容が固定される。つまり、トナー無し判定時に回収トナー量の補正が行われる場合、ＣＰＵ５００は、補正直前の充填率Ｌの値をメモリ５０１に格納する。そして、補正後に算出された充填率Ｌの値が補正直前の値未満であるときは、ＣＰＵ５００は補正直前の値に従って操作部７００のライフ表示の内容を決定する。図１１の破線Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３は、上記の方法により、画像形成装置１００が認識している現在の充填率Ｌとは異なるライフ表示がなされる場合の、表示上の充填率を表している。
【００６７】
その後、記録用画像又は調整用画像の形成によって、図１０の手順に従って算出される充填率Ｌが増加して補正直前の値を超えると、それ以降は算出された充填率Ｌに従ってライフ表示の内容が決定される。このような制御により、以前に表示されていたライフ表示に対して、回収容器の交換等を行っていないにも関わらず、回収容器の充填率が見かけ上減少してしまうことを避けて、ユーザやサービスマンに混乱を与えないようにすることができる。
【００６８】
言い換えると、本実施例の表示制御手段であるＣＰＵ５００は、トナー収容部のトナーが所定量消費されたことが検知された場合において、一定の場合には、検知後のライフ表示における回収容器の空き容量の変化率が検知前より小さくなるように制御を行う。「一定の場合」とは、仮にライフ表示を実際の回収トナー量に近付けるように修正した場合に、見かけ上、検知直前の状態に比べて回収トナー量が少なくなってしまう場合である。また、空き容量の変化率とは、一定濃度の記録用画像を一定枚数の記録材に形成させた場合の、ライフ表示における充填率の上昇幅を指す。
【００６９】
ただし、上記方法に代えて、トナー無し判定時の補正によって回収容器１０の充填率Ｌが変化したとき、変化の方向によらず、充填率Ｌの変化に応じてライフ表示を更新する方法を用いてもよい。つまり、トナー収容部のトナーが所定量消費されたことが検知された場合に、表示制御手段が、表示手段に表示させる回収容器の空き容量を実際の空き容量に近付くように修正させるようにしてもよい。
【００７０】
［本実施例の効果］
以上のようにして、本実施例では、ビデオカウント値から回収容器１０の回収トナー量を推定すると共に、トナーボトルのトナー無し状態が発生したという情報を用いて、回収トナー量の推定値を補正する。言い換えると、トナー収容部のトナーが所定量消費されたことを検知手段が検知した場合、積算手段により得られた消費トナーの積算量と所定量との関係に基づいて、推定手段が回収トナー量の推定値を補正する。これにより、補正を行わない場合より高い精度で回収トナー量を推定することが可能となり、回収容器１０の交換時期の予見性を向上することができる。なぜなら、［回収トナー量の推定精度］で説明したように、トナー無し状態が発生した時点の消費トナー量はトナー使用可能量に近い値であり、かつ、実際の消費トナー量が既知であれば高い精度で回収トナー量を推定できるためである。
【００７１】
本実施例では、トナー無し判定時の補正によって回収容器１０の充填率Ｌが変化したとき、上記［ライフ表示の修正］で説明したように、操作部７００における回収容器１０のライフ表示が回収容器１０の実際の空き容量に近付くように修正される。これにより、ライフ表示を介してユーザ又はサービスマンにより正確な情報を提供することが可能となり、回収容器１０の交換時期の予見性が高まる。
【００７２】
また、本実施例において、回収トナー量の推定値の補正により、上述の通知部８００による通知が行われる時期が変化する。即ち、回収容器１０の充填率Ｌが所定の閾値を超えた場合に外部への通知が行われる場合において、トナー無し状態が発生した後は補正後の充填率Ｌに基づいて閾値を超えたか否かが判断される。その結果、交換用の回収容器１０が、回収容器１０の空き容量に余裕があるにも関わらず手配されること（早配）や、満杯状態となる前に手配できないこと（遅配）を避けて、適切な時期に交換用の回収容器１０を用意することが容易になる。
【００７３】
［変形例］
上記実施例では、回収トナーの全体が、転写残トナーに由来するもの（画像回収量）と調整用画像に由来するもの（調整回収量）との和で説明できるものとして説明したが、回収トナーは他の経路で回収される成分を含んでいてもよい。例えば、現像装置から少量ずつ現像剤を排出し、トナーボトルからトナーと共に補給されるキャリアによって現像装置内部のキャリアを徐々に置換する構成において、現像装置から排出された現像剤を回収容器に回収する場合がある。この場合において、回収トナーの内、現像装置から排出された現像剤の量は、ビデオカウント値又は現像装置のスクリュー４３，４４（図５）を駆動するモータの累積駆動時間から推定可能である。
【００７４】
また、上記実施例では、回収容器１０が満杯状態となったとき、空の回収容器１０と交換されるものとして説明したが、「回収容器の交換」には、容器内の回収トナーを汲み取って回収容器１０の空き容量を復活させる場合も含むものとする。
【００７５】
また、上記実施例では、消費トナーの積算量を表す情報としてビデオカウント値を用いる方法を説明したが、記録用画像及び調整用画像のトナー量に相関がある情報であれば、他の情報を用いてもよい。例えば、ビデオ信号生成部１０３によりビデオ信号に変換される前の中間画像データを用いてもよい。また、上記実施例では、消費トナー量をトナーボトルのトナー使用可能量によって標準化する方法によって回収トナー量の推定値Ｚを補正している。これに限らず、回収トナー量の推定に用いられる画像消費量又は調整消費量に相当する量（ａ×Ｖｃ、ａ×Ｖｃ）をトナー使用可能量から定まる消費量に近付けるように補正するものであれば、他の計算式を用いてもよい。また、トナー収容部から所定量のトナーが消費されたこと検知する検知手段として、補給装置２０に設けられた上述のトナー検知センサ２１０以外のもの（例えば、トナーボトル内部の剤面高さを光学的に検知するセンサ）を用いてもよい。
【実施例２】
【００７６】
次に、第２の実施形態（実施例２）に係る画像形成装置について説明する。本実施例は、トナー無し状態が発生した際に、回収トナー量の推定値を補正することに加えて、ビデオカウント値から消費トナー量及び回収トナー量を推定するために用いられる係数ａの値を変更する点で実施例１と異なっている。その他、実施例１と共通する要素については、実施例１と共通の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
図１２は、実施例２に係る回収トナー量等の算出方法を示すフローチャートであり、図９の回収トナー量算出部６００によって実行される。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の処理内容は、係数ａが下記の通り変更可能な値であることを除いて、実施例１のＳ１０１〜Ｓ１０４（図１０参照）と同じである。Ｓ２０１〜Ｓ２０４の実行結果として、ビデオカウント値（Ｖｇ，Ｖｃ）に基づく消費トナー量及び回収トナー量の推定値Ｓ，Ｚ、総回収トナー量Ｚｓｕｍ、及び回収容器１０の充填率Ｌが求まる。
【００７８】
トナー有無判定部４００により、いずれのトナーボトル９Ｙ〜９Ｋについてもトナー無し状態が発生していないと判定されている場合（Ｓ２０５：Ｎ）、Ｓ２０１〜Ｓ２０４の手順で算出された値が回収トナー量等の推定値として採用される。一方、トナー有無判定部４００がトナー無し状態と判定した場合（Ｓ２０５：Ｙ）、トナー無し状態と判定された色のトナーについて、消費トナー量の推定値Ｓを用いて回収トナー量の推定値Ｚを補正する処理が行われる（Ｓ２０６，Ｓ２０７）。補正の方法は実施例１と同様であり、
消費トナー量の推定値Ｓとトナー使用可能量（５００ｇ）との比率に基づいて回収トナー量の推定値Ｚが補正される。
【００７９】
ここで、本実施例では、回収トナー量の推定値Ｚが補正される場合（つまり消費トナー量の推定値Ｓが５００±６ｇの範囲内にない場合）、消費トナー量及び回収トナー量の推定値Ｓ，Ｚの算出に用いられる係数ａに対しても補正処理（Ｓ２０８）が行われる。補正の方法は、回収トナー量の推定値Ｚの補正と同様であり、消費トナー量の推定値Ｓとトナー使用可能量（５００ｇ）との比率に基づいて係数ａの値が変更される。また、係数ａは、トナーの色毎に独立の数値が割り当てられており、トナー無し状態が発生した色の係数ａが変更されるものとする。最後に、消費トナー量の推定値Ｓがリセットされ（Ｓ２０９）、トナー無し状態と判定した場合の処理が終了する。
【００８０】
図１３は、本実施例に係る回収トナー量の推定方法を用いた場合の、回収容器１０の充填率Ｌの推移をシミュレートした結果を表す図である。シミュレーションに用いた数値の設定は、実施例１について図１１で図示したものと同様である。
【００８１】
図１３において、トナー無し状態が発生して回収容器１０の充填率Ｌが最初に補正された時点までは、図１１に示したものと同様の経過をたどる。ただし、充填率Ｌの補正に伴って係数ａの値が変更されることから、補正後の充填率Ｌの増加率は実施例１とは異なったものとなる。図１３に示す例において、係数ａの初期値から求まる消費トナー量の推定値Ｓは７００ｇであり、イエローのトナーボトル９Ｙのトナー使用可能量は５００ｇである。従って、トナーボトル９Ｙについてトナー無し状態が発生すると、係数ａの補正（図１２のＳ２０８）により、係数ａの値は初期値に対して７分の５の大きさに変更される。このような係数ａの補正は、各色のトナーボトル９Ｙ〜９Ｋについてトナー無し状態の発生が検知された場合に、該当する色の係数ａに対して行われる。
【００８２】
このように、本実施例ではトナー無し状態の発生時に充填率Ｌを直接的に補正することに加え、係数ａも補正することで、トナーボトルの交換後、次にトナー無し状態が発生するまでの期間における回収トナー量の増加分の推定精度が向上する。その結果、実施例１に比べて、さらに回収トナー量を高い精度で推定することが可能となる。
【実施例３】
【００８３】
次に、第３の実施形態（実施例３）に係る画像形成装置について説明する。本実施例は、回収容器の内部が２つの領域に分けられる点で実施例１と異なっている。その他、実施例１と共通する要素については、実施例１と共通の符号を付して説明を省略する。
【００８４】
図１４は、本実施例に係る回収容器１０の内部を示す概略図である。回収容器１０には、ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋ又はベルトクリーナ１３からの回収トナーが回収される。回収容器１０の内部には、回収トナーを搬送する搬送手段としてのスクリュー１５と、回収トナーの剤面が所定高さに到達したことを検知する満杯センサ１２とが配置されている。
【００８５】
本実施例において、回収容器１０が回収トナーを受け入れる開口部１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ，１０ｅはスクリュー１５の軸方向に沿って並んでいる。本実施例の満杯検知手段である満杯センサ１２は、イエロー及びマゼンタのドラムクリーナ６Ｙ，６Ｍに対応する開口部１０ｃ，１０ｄの間に位置する。従って、回収容器１０の内部は、第１領域１０Ａ（図１４において、満杯センサ１２より左側の部分）と、第２領域１０Ｂ（満杯センサ１２より右側の部分）とに分けられる。第１領域１０Ａには、主にマゼンタ・シアン・ブラックのドラムクリーナ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋからの回収トナーが堆積し、第２領域１０Ｂには、主にイエローのドラムクリーナ６Ｙ及びベルトクリーナ１３からの回収トナーが堆積する。
【００８６】
また、スクリュー１５は、第１搬送部１５ａと、第１搬送部１５ａとは羽根の巻き方向が反対の第２搬送部とを有する。第１搬送部１５ａは、第１領域１０Ａに堆積した回収トナーを満杯センサ１２へ向けて搬送する。第２搬送部１５ｂは、第２領域１０Ｂに堆積した回収トナーを満杯センサ１２へ向けて搬送する。
【００８７】
このように、本実施例では、回収容器１０の第１領域１０Ａに収容された回収トナー又は第２領域１０Ｂに収容された回収トナーの少なくとも一方が満杯センサ１２の検知高さに到達すると、回収容器１０が満杯状態になったことが検知される。例えば、第１領域１０Ａの容量が１５０ｇ、第２領域１０Ｂの容量が１００ｇである場合、第１領域１０Ａの回収トナー量が１５０ｇを超えた場合又は第２領域１０Ｂの回収トナー量が１００ｇを超えた場合に満杯センサ１２が満杯状態を検知する。そのため、本実施例では、回収容器１０の交換時期を予測するために第１領域１０Ａ及び第２領域１０Ｂの充填率を別々に算出する。
【００８８】
図１５は、実施例２に係る回収トナー量等の算出方法を示すフローチャートであり、図９の回収トナー量算出部６００によって実行される。Ｓ３０１，Ｓ３０２の処理内容は、実施例１のＳ１０１，Ｓ１０２（図１０参照）と同じである。Ｓ３０１，Ｓ３０１の実行結果として、ビデオカウント値（Ｖｇ，Ｖｃ）に基づく各色の消費トナー量及び回収トナー量の推定値が算出される。ただし、以下の処理内容を説明するためイエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの回収トナー量の推定値を、それぞれＺｙ，Ｚｍ，Ｚｃ，Ｚｋで表す。
【００８９】
Ｓ３０３，Ｓ３０４では、回収容器１０の第１領域１０Ａの充填率Ｌ１及び第２領域１０Ｂの充填率Ｌ２を算出する。第１領域１０Ａにおける回収トナー量は、α（Ｚｍ＋Ｚｃ＋Ｚｋ）と表すことができる。ただし、係数αは、各色の回収トナーの内、ドラムクリーナ６Ｙ〜６Ｋによって回収されるものの割合を表す。第１領域１０Ａの容量をＺｅ１とすると、第１領域１０Ａの充填率Ｌ１は、Ｌ１＝α（Ｚｍ＋Ｚｃ＋Ｚｋ）／Ｚｅ１×１００［％］と算出される（Ｓ３０３）。
【００９０】
第２領域１０Ｂにおける回収トナー量は、α×Ｚｋ＋β（Ｚｙ＋Ｚｍ＋Ｚｃ＋Ｚｋ）と表すことができる。ただし、係数βは、各色の回収トナーの内、ベルトクリーナ１３によって回収されるものの割合を表す。第２領域１０Ｂの容量をＺｅ２とすると、第２領域１０Ｂの充填率Ｌ２は、Ｌ２＝｛α×Ｚｙ＋β（Ｚｙ＋Ｚｍ＋Ｚｃ＋Ｚｋ）｝／Ｚｅ２×１００［％］と算出される（Ｓ３０４）。
【００９１】
操作部７００におけるライフ表示では、Ｓ３０３，Ｓ３０４で算出された充填率Ｌ１，Ｌ２の内で値が大きい方に対応する情報が表示される（Ｓ３０５）。また、通知部８００による通知は、Ｌ１，Ｌ２のいずれか一方でも予め定められた閾値を超えた場合に行われる。
【００９２】
トナー有無判定部４００により、いずれのトナーボトル９Ｙ〜９Ｋについてもトナー無し状態が発生していないと判定されている場合（Ｓ３０６：Ｎ）、Ｓ３０１〜Ｓ３０５によって充填率Ｌ１，Ｌ２が更新されていく。一方、トナー有無判定部４００がいずれかの色についてトナー無し状態が発生したと判定している場合（Ｓ３０６：Ｙ）、該当する色のトナーについて、消費トナー量の推定値を用いて回収トナー量の推定値を補正する処理が行われる（Ｓ３０７）。補正の方法は実施例１と同様であり、対象色の回収トナー量の推定値Ｚは、対象色の消費トナー量の推定値Ｓとトナー使用可能量（５００ｇ）との比率に基づいて補正される（図１０のＳ１０７参照）。最後に、消費トナー量の推定値がリセットされ、トナー無し状態と判定した場合の処理が終了する。
【００９３】
このように、本実施例では、回収容器１０の第１領域１０Ａ及び第２領域１０Ｂの充填率Ｌ１，Ｌ２を算出する方法が、各色の回収トナー量の推定値Ｚｙ〜Ｚｋに基づいて、領域ごとに定められている。即ち、回収トナー量の推定値Ｚｙ〜Ｚｋが回収容器１０の交換時期に与える影響は、トナー色によって異なっている。例えば、イエローの単色画像を多数出力させた場合、他の単色画像又はフルカラー画像を出力させる場合に比べて第２領域１０Ａの充填率Ｌ２が上昇しやすい。
【００９４】
このような構成において、トナー無し状態の発生時に、該当する色の消費トナー量の推定値とトナーボトルのトナー使用可能量との比率に基づいて、回収トナー量の推定値が補正される。回収トナー量の推定値の補正は、回収容器１０の領域毎に定められた算出式（Ｓ３０３，Ｓ３０４）に従って、第１領域１０Ａ及び第２領域１０Ｂの充填率Ｌ１，Ｌ２に反映される。つまり、回収トナー量の推定値が回収容器１０の交換時期に与える影響がトナー色によって異なる場合において、補正による推定値の変化が充填率Ｌ１，Ｌ２に適切に反映される。従って、本実施例の構成においても、回収容器１０の交換時期の予見性を高めることが可能となる。
【００９５】
［その他の実施形態］
本技術は、上記実施例１〜３で説明したタンデム型中間転写方式の画像形成エンジン１０２に代えて、画像形成手段として直接転写方式の画像形成エンジンを備えた画像形成装置にも適用可能である。また、粉体の現像剤を用いる上述の現像装置４Ｙ〜４Ｋに代えて、トナー粒子が液体キャリアに分散された液体現像剤を用いる現像装置を用いてもよい。この場合、回収容器１０に回収される回収トナーとは、感光ドラム又は中間転写ベルト等から回収される、トナーを含む廃液を指す。
【００９６】
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ー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。
【符号の説明】
【００９７】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…像担持体（感光ドラム）／６，６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ…第１クリーニング手段（ドラムクリーナ）／８…中間転写体（中間転写ベルト）／９，９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ…トナー収容部（トナーボトル）／１０…回収容器／１０Ａ…第１領域／１０Ｂ…第２領域／１２…満杯検知手段（満杯センサ）／１３…第２クリーニング手段（ベルトクリーナ）／１００…画像形成装置／１０２…画像形成手段（画像形成エンジン）／２００…積算手段（ビデオカウント積算部）／２１０…検知手段（トナー検知センサ）／５００…表示制御手段（ＣＰＵ）／６００…推定手段（回収トナー量算出部）／７００…表示手段（操作部）／８００…通知手段（通知部）／Ｐ…記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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