(57)【要約】【課題】  トナーエンドセンサを用いることなく（コストを増加することなく）トナーエンド検知の精度を向上させることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】  濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、濃度調整を行ったときの最も濃いパターンを読み取ったセンサ出力値から、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、
印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、濃度調整を行ったときの最も濃いパターンを読み取ったセンサ出力値から、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、
印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、濃度調整を行ったときのパターン画像を構成する各パターンを読み取った各センサ出力値の傾きから、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、
印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、  濃度調整を行ったときのパターン画像を構成する各パターンを読み取った各センサ出力値の差分から、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載した画像形成装置において、濃淡判定された前記紙に転写されているパターンのトナー濃度の、トナー濃度標準値からのズレ量に応じた値に前記補正値を変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４に記載した画像形成装置において、濃淡判定された前記紙に転写されているパターンのトナー濃度の、前記トナー濃度標準値からのズレが濃淡調整が行われる度に連続して濃いまたは薄いと判定された場合に、更にその判定結果に応じた値に前記補正値を変更す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、ファクシミリ装置、複写機、プリンタ装置、デジタル複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置においてトナーエンド（トナーの残量がなくなること）を検知する方法として、トナーエンドセンサを用いる方法、新品時から形成した累積画素数により検知する方法、パターンの濃度をセンサで読み取る方法等がある。
【０００３】
トナーエンドセンサを用いる方法では、トナーエンド検知の精度を向上できるが、コストが増加してしまう。画素数により検知する方法では、理論値のトナー消費量は算出できるが、実際のトナー消費量（用紙への付着量）は分からないため、トナーエンド検知の精度が低下する。
【０００４】
パターンの濃度をセンサで読み取る方法では、テストパターンが薄くなり始めたときに検知できるが、その時点ではトナーエンド状態であるため、まだ有る程度は印刷が可能な状態であるトナーニアエンド（もう少しでトナーエンドになること）を検出できない。
【０００５】
本願発明に関連する公知技術としては、特許文献１〜４を挙げることができる。
【特許文献１】特開平10-333395号公報
【特許文献２】特許第3477318号
【特許文献３】特開平08-248758号公報
【特許文献４】特許第30353828号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来技術では、新品時から形成した累積画素数によりニアエンドを、トナー濃度センサによりトナーエンドを検出している。この方式では実際に消費しているトナー量を考慮していないので、トナー残量検出の誤差が大きくなる可能性がある。
【０００７】
本発明は係る事情に鑑みてなされたものであり、トナーエンドセンサを用いることなく（コストを増加することなく）トナーエンド検知の精度を向上させることができる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】
【０００８】
請求項１に記載の画像形成装置は、濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、濃度調整を行ったときの最も濃いパターンを読み取ったセンサ出力値から、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に記載の画像形成装置は、濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、濃度調整を行ったときのパターン画像を構成する各パターンを読み取った各センサ出力値の傾きから、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする。
【００１０】
請求項３に記載の画像形成装置は、濃度調整用のパターン画像を形成して濃度調整を行う手段を有する画像形成装置において、印刷した累計画素数に基づいてトナー消費量を算出する際に、  濃度調整を行ったときのパターン画像を構成する各パターンを読み取った各センサ出力値の差分から、紙に転写されているトナー濃度が薄いか濃いかを判定して、その判定結果から算出された補正値に基づいた補正を行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項１〜３のいずれかに記載した画像形成装置において、濃淡判定された前記紙に転写されているパターンのトナー濃度の、トナー濃度標準値からのズレ量に応じた値に前記補正値を変更することを特徴とする。
【００１２】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項４に記載した画像形成装置において、濃淡判定された前記紙に転写されているパターンのトナー濃度の、前記トナー濃度標準値からのズレが濃淡調整が行われる度に連続して濃いまたは薄いと判定された場合に、更にその判定結果に応じた値に前記補正値を変更することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、印刷した累積画素数に加えて、実際に転写されたトナー濃度に基づいてトナー消費量を算出するようにしているため、理論値だけでなく、実際の物理的な量に基づいたトナー消費量の算出が可能となるため、トナーエンドセンサ追加のようにコスト増加を伴うことなく、トナーニアエンド/トナーエンド検知の精度を向上することが可能となる効果が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照しながら、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００１５】
図１に、本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置１のブロックを示す。
【００１６】
同図において、画像形成装置１は、データを送受信する相手となるホストコンピュータ１００とＩ／Ｏ１０４を介して接続されている。
【００１７】
画像形成装置１は画像処理を行うコントローラ１０とエンジンを制御するエンジン２０から成り、Ｉ／Ｏ１０４は、コントローラ１０に含まれる。
【００１８】
コントローラ１０は、コントローラ１０を制御するＭＰＵ１０１、コントローラ制御プログラムが格納されているＲＯＭ１０２、入力データのインプットバッファであるＲＡＭ１０３、ホストコンピュータ１００とコントローラ１０間の入出力インターフェースであるＩ／Ｏ１０４、ユーザからの指示を受け付ける操作パネル１０５から成る。
【００１９】
エンジン２０は、エンジンを制御するＭＰＵ２０１、エンジン制御プログラムが格納されているＲＯＭ２０２、入力データのインプットバッファであるＲＡＭ２０３、コントローラ１０とエンジン２０間の入出力インターフェースであるＩ／Ｏ２０４、ＬＤやポリゴンモータ等を含む書き込みユニット２０５、定着系、現像系、駆動系を含むシーケンス機器群２０６、記録紙有無等をチェックするセンサ類２０７から成る。
【００２０】
図２は、印刷した累計画素数からトナー消費量を算出してトナーのニアエンド／エンドを検知するときの処理フローである。
【００２１】
まず、図１の書き込みユニット２０５から得られる情報に基づいて、実際に印刷した画素数ｎを算出する（処理Ｓ１０１）。
【００２２】
次に、（式１）のように、図１のエンジン２０のＲＡＭ２０３に格納されているトナー新品時からの印刷した累積画素数Ｎに、処理Ｓ１０１で算出した、実際に印刷した画素数ｎを加算して、印刷後の累積画素数を算出し（処理Ｓ１０２）、算出後の累積画素数Ｎは再度エンジン２０のＲＡＭ２０に格納する。
Ｎ  ＝  Ｎ  ＋  ｎ      （式１）
【００２３】
累積画素数Ｎがトナーエンド閾値Ｔｅに達したかどうかを判断し（判断Ｓ１０３）、トナーエンド閾値に達した場合（（式２）を満たす場合）は（判断Ｓ１０３のＹｅｓ）、トナーエンドが発生したと判断してトナーエンド発生時の処理を行う（処理Ｓ１０４）。
Ｎ  ≧  Ｔｅ      （式２）
【００２４】
トナーエンドが発生していない場合は（判断Ｓ１０３のＮｏ）、更に、累積画素数Ｎがトナーニアエンド閾値Ｔｎｅに達したかどうかを判断し（判断Ｓ１０５）、トナーニアエンド閾値Ｔｎｅに達した場合（（式３）を満たす場合）は（判断Ｓ１０５のＹｅｓ）、トナーニアエンドが発生したと判断してトナーニアエンド発生時の処理を行う（処理Ｓ１０６）。
Ｎ  ≧  Ｔｎｅ      （式３）
【００２５】
図３に示すように、累積画素数Ｎはトナー残量と１対１の関係にあるため、累積画素数Ｎからトナー残量を算出でき、トナーニアエンド/エンドの検知が可能である。トナーニアエンド/エンドの発生時は、図１のコントローラ１０の操作パネル１０５にて、ユーザへ通知する。ここでは累積画素数Ｎについて記すが、画素数を、画像面積率５％のＡ４枚数等に換算してからトナー残量を算出する場合も同様である。
【００２６】
次に、濃度調整の概要について説明する。
【００２７】
濃度調整では、まず、濃度が異なる複数のパターン画像を作成する（図４）。このとき、実際のトナーの付着量に応じて、図５に示したように各パターンの濃度が異なる。このパターンの濃度をセンサ出力値で判定すると、図６〜図８に示したように、濃度をセンサ出力値によって判断することが可能である。
【００２８】
次に、濃度調整の実行タイミングと、実際のトナー付着量（濃度）の関係を図９に示す。
【００２９】
濃度調整は、電源ＯＮ時や規定枚数印刷ごとに実行されて、濃度が濃い（又は薄い）と判断された場合には標準の濃度に戻るように調整される。この濃度調整実行タイミングで、実際のトナー付着量（濃度）が、標準値からどの程度ずれているかを判断することが可能である（例えば、図９の+2、-2、-3など）。この濃度調整に判断されたトナー付着量（濃度）の標準値からのズレ量に応じて、トナーニアエンド/エンドの検知時に算出する累積画素数Ｎを補正する方法としては、以下の３つの方法が考えられる。
【００３０】
方法１：濃度調整時の最も濃いパターンのセンサ出力値に応じて補正する方法
【００３１】
これは、濃度調整時に、図４の中で最も濃いパターン（パターン番号５）の実際のセンサ出力値V5と標準時のセンサ出力値Vsを比較して、
V5 ＞ Vs      （式４）
を満たす場合は、トナー付着量が多いと判断して、
N = N + n + α      （式５）
のように、累積画素数Ｎの算出時に正の補正値を加算する。
また、    V5 ＜ Vs      （式６）  の場合は、トナー付着量が少ないと判断して、
N = N + n + α      （式７）
のように、累積画素数の算出時に負の補正値を加算する。この場合正の補正値を減算するようにしても同じ結果を得られるのはいうまでもない。
【００３２】
方法２：濃度調整時のセンサ出力値の傾きに応じて補正する方法
【００３３】
これは、図６、図８に示したように、薄いパターンの実際のセンサ出力値の傾きGvは、標準時のセンサ出力値の傾きGvsと比較して小さくなるため、
Gv ＜ Gvs      （式８）
を満たす場合は、トナー付着量が少ないと判断できる。
この場合、（式７）において、負数となるαを用いることで、累積画素数の補正が可能である。
【００３４】
方法３：濃度調整時のパターン間のセンサ出力値の差分に応じて補正する方法
【００３５】
これは、図６、図７に示したように、パターンの実際のセンサ出力値の差分ΔVは、標準時のセンサ出力値の差分ΔVsと比較して、濃いパターン間では小さくなり、薄いパターン間では大きくなるるため、薄いパターン間のセンサ出力値の差分をΔVa、濃いパターン間のセンサ出力値の差分をΔVbとしたとき、
ΔVa ＞ ΔVs      （９）
ΔVb ＜ ΔVs      （１０）
の両方を満たす場合、トナー付着量が多いと判断できる。
この場合、（７）式において、正数となるαを用いることで、累積画素数の補正が可能である。
【００３６】
また、トナー濃度の標準値からのズレ量に応じて上記補正値αを変更する方法として、以下のものが考えられる。
【００３７】
つまり、濃度のズレのレベルに応じて補正値αを変更する。
【００３８】
これは、センサ出力値の傾きによってトナーの付着量が少ないと判断した場合は、図１０のテーブルに示すように、実際のセンサ出力値の傾きGvと標準時のセンサ出力値の傾きGvsとの差によって、濃度のズレのレベルを算出できる。
【００３９】
また、センサ出力値の差分によってトナーの付着量が多いと判断した場合は、図１１のテーブルのように、（式１０）を満たすパターンの数によって、濃度のズレのレベルを算出できる。このようにして得られた濃度レベルに応じて、補正値αを変更する。
【００４０】
例えば、補正値が以下によって表されて、
α = 濃度調整間隔枚数  ×  濃度レベル/２  ×  係数    （式１１）
濃度調整間隔枚数を100枚、濃度レベルを+2、係数を0．1とした場合、
α = 100  ×  2/2  ×  0.1   = 10
となり、印刷前の累積画素数Nを1000、印刷した画素数nを100とした場合、（式７）に基づいて、印刷後の累積画素数Nは、
N = 1000 + 100 + 10= 1110
となる。
【００４１】
また、トナー濃度の標準値からのズレ量に応じて上記補正値αを変更する方法として、以下のものもが考えられる。
【００４２】
つまり、連続して濃い（薄い）と判定された場合はさらに補正値を変更する。
【００４３】
これは、濃度調整毎に、連続して濃いと判定された場合には、補正値αを、（式１１）式に加えて連続係数を用いて算出するというものである（（式１２））。
α = 濃度調整間隔枚数×濃度レベル/２×係数×連続係数    （式１２）
【００４４】
例えば、連続係数が以下によって表されて、
連続係数 = 連続して濃いと判定された回数  ×  0．1      （式１３）
濃度調整間隔枚数を１００枚、濃度レベルを+2、連続して濃いと判定された回数を２０回、係数を0．1とした場合、
α = 100  ×  2/2  ×  0.1  ×  20  ×  0.1   = 20
となり、印刷前の累積画素数Ｎを1000、印刷した画素数nを100とした場合、（式７）に基づいて、印刷後の累積画素数Nは、
N = 1000 + 100 + 20= 1120
となる。
【００４５】
また、トナー濃度の標準値からのズレ量に応じて上記補正値αを変更する方法として、以下のものもが考えられる。
【００４６】
つまり、連続して濃い（薄い）と判定されており、稀に薄い（濃い）と判定された場合にはその結果を無視して補正値を変更する。
【００４７】
これは、）例えば、濃度レベル+2が連続して１０回判定されて、濃度レベル-1が１回判定された後に、再度濃度レベル+2が連続して１０回判定されたような場合は、濃度レベル-1を無視して、濃度レベル+2が連続して２０回判定されたものとみなす。濃度調整間隔枚数を１００枚、係数を１とした場合、
α = 100  ×  2/2  ×  0．1  ×  20  ×  0.1   = 20
となり、印刷前の累積画素数Ｎを1000、印刷した画素数nを100とした場合、（式７）に基づいて、印刷後の累積画素数Nは、
N = 1000 + 100 + 20= 1120  
となる。
【００４８】
また、ユーザにトナーエンドの検知タイミングが早くなる恐れがある場合にユーザへ通知できる方法として、以下のものが考えられる。
【００４９】
つまり、濃度調整の実施タイミングで、連続して濃いと判定された場合は、トナーエンドが早く点灯する恐れがあることを通知する。
【００５０】
トナー濃度が濃く、トナー消費量が標準より多い場合は、標準より早いタイミングでトナーエンドが発生する可能性があるが、これはユーザにとって通常とは異なる振る舞いであり、違和感を持つ恐れがある。そこで、連続してＭ回トナー濃度が濃いと判定された場合には、ユーザに対して、トナー消費量が通常より多く、トナーエンドが早く発生する恐れがあることを通知するようにする。
【００５１】
例えば、Ｍ=３の場合、つまり、濃度調整のタイミングで３回連続して濃いと判定された場合には、図１の操作パネル１０５によって、ユーザにトナーエンドが早く発生する恐れがあることを表示する。
【００５２】
また、トナー消費量の補正の実施有無を選択できる方法として、以下のものが考えられる。
【００５３】
つまり、操作パネル１０５にて、トナー消費量の補正の実施有無を選択する。
【００５４】
図１のコントローラ１０の操作パネル２０にて、トナー消費量の補正の実施有無が選択されると、その結果がエンジン２０のＲＡＭ２０３に保存される。エンジン２０のＲＯＭ２０２に保存されているプログラムは、このＲＡＭ２０３に保存されているトナー消費量の補正の実施有無を参照して、“実施する”場合には、前述の各種パターンの消費量の補正のいずれかを実施する。“実施しない”場合には、前述の各種パターンの消費量の補正のいずれも実施しないようにする。
【００５５】
なお、以上本発明を実施するための最良の形態について説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明を実施するための最良の形態に係る画像形成装置のブロック構成について示す図である。
【図２】トナーエンド／トナーニアエンド検知処理手順について示すフローチャートである。
【図３】累積画素数Ｎとトナー残量との関係について示す図である。
【図４】濃度調整で使用するパターン画像について示す図である。
【図５】トナー付着量の違いによる濃度の違いについて示す図である。
【図６】濃度が標準の場合のセンサ出力値（図５  Ａの場合）について示す図である。
【図７】度が濃い場合のセンサ出力値（図５  Ｂの場合）について示す図である。
【図８】濃度が薄い場合のセンサ出力値（図５  Ｃの場合）について示す図である。
【図９】濃度調整実行タイミングと濃度の関係について示す図である。
【図１０】センサ出力値の傾きの差と濃度レベルとの関係について示す図である。
【図１１】センサ出力値の差分と濃度レベルとの関係について示す図である。
【符号の説明】
【００５７】
１  画像形成装置
【図１】
2008304869.tif 000003
【図２】
2008304869.tif 000004
【図３】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2008304869.tif 000009
【図１０】
2008304869.tif 000010
【図１１】
2008304869.tif 000011
【図４】
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【図５】
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