(57)【要約】【課題】トナーを従来より無駄なく現像剤の槽へ補給する。【解決手段】現像剤タンク１７ａの濃度をＴＣＲ磁気センサ４によって定期的に検知する。トナーボトル２１ｇ１からトナー６０ａを現像剤タンク１７ａへ補給しているときに濃度またはその平均値が下降警戒比率よりも低くなったら、トナーボトル２１ｇ２からの補給に切り換える。その後、濃度またはその平均値が上昇警戒比率よりも高くなったら、再びトナーボトル２１ｇ１からの補給に戻す。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーおよびキャリアを混合した現像剤を格納し、かつ、補給用のトナーを格納する第一のトナー格納器および第二のトナー格納器に連結されいずれか一方から選択的にトナーを補給される槽と、
前記槽のトナーの濃度を検出する検出手段と、
前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補充しているときに前記濃度が第一の値を下回ったら前記第二のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、前記濃度が前記第一の値よりも大きい第二の値を超えたら再び前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給する、トナー補給制御手段と、
を有することを特徴とする印刷装置。
【請求項２】
前記検出手段は、前記濃度として、直近の所定の複数の時刻における各濃度の平均値を検出する、
請求項１記載の印刷装置。
【請求項３】
前記トナー補給制御手段は、前記槽に格納されているトナーの消費量よりも多く前記第二のトナー格納器からトナーを補充する、
請求項１または請求項２記載の印刷装置。
【請求項４】
前記濃度の変化の割合である変化率を算出する変化率算出手段と、
前記濃度が前記第一の値を下回った際に前記変化率が負の第三の値を下回っていれば、前記第一のトナー格納器が空であると判定する、エンプティ判定手段と、を有する、
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項５】
前記第三の値は可変でありかつ前記槽に格納されているトナーの消費量が多いほど小さい値である、
請求項４記載の印刷装置。
【請求項６】
前記変化率算出手段は、第一の時刻およびその直近の所定の個数の前記濃度の第一の平均値の、前記第一の時刻よりも前の第二の時刻およびその直近の前記所定の個数の前記濃度の第二の平均値からの変化の割合を、前記変化率として算出する、
請求項４または請求項５記載の印刷装置。
【請求項７】
前記槽に新たに連結された前記第一のトナー格納器が好適であるか否かを判別する、適否判別手段、を有し、
前記槽に新たに前記第一のトナー格納器が連結されたら、前記トナー補給手段は、前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、その後、前記適否判別手段は、前記濃度が前記第二の値を上回ったら前記第一のトナー格納器が好適であると判別する、
請求項１ないし請求項６のいずれかに記載の印刷装置。
【請求項８】
トナーおよびキャリアを混合した現像剤を格納し、かつ、補給用のトナーを格納する第一のトナー格納器および第二のトナー格納器に連結されいずれか一方から選択的にトナーを補給される槽への、トナーの補給を制御するトナー補給制御装置であって、
前記槽のトナーの濃度を示すデータを取得する濃度データ取得手段と、
前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補充しているときに前記濃度が第一の値を下回ったら前記第二のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、前記濃度が前記第一の値よりも大きい第二の値を超えたら再び前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給する、トナー補給制御手段と、
を有することを特徴とするトナー補給制御装置。
【請求項９】
トナーおよびキャリアを混合した現像剤を格納し、かつ、補給用のトナーを格納する第一のトナー格納器および第二のトナー格納器に連結されいずれか一方から選択的にトナーを補給される槽への、トナーの補給方法であって、
前記槽のトナーの濃度を検出し、
前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補充しているときに前記濃度が第一の値を下回ったら前記第二のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、前記濃度が前記第一の値よりも大きい第二の値を超えたら再び前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給する、
ことを特徴とするトナーの補給方法。
【請求項１０】
トナーおよびキャリアを混合した現像剤を格納し、かつ、補給用のトナーを格納する第一のトナー格納器および第二のトナー格納器に連結されいずれか一方から選択的にトナーを補給される槽への、トナーの補給を制御するコンピュータに用いられるコンピュータプログラムであって、
前記コンピュータに、
前記槽のトナーの濃度を示すデータを取得する処理と、
前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補充しているときに前記濃度が第一の値を下回ったら前記第二のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、前記濃度が前記第一の値よりも大きい第二の値を超えたら再び前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給する処理と、
を実行させることを特徴とするコンピュータプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤の槽へのトナーの補給に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、次のような方法で用紙またはフィルムなどのシートに画像を印刷する。感光体の表面を一様な電位に帯電させる。感光体の表面に、光を照射することによって静電潜像を形成する。静電潜像が形成された部分に、トナーを吸着させる。感光体の表面に吸着しているトナーを、転写ベルトに転写する。転写ベルトに転写したトナーを記録紙に転写し、そして、熱ローラおよび加圧ローラによってトナーをシートに定着させる。
【０００３】
トナーは、「現像剤タンク」または「現像器」などと呼ばれる槽に、キャリアとともに蓄えられている。キャリアの働きによってトナーが感光体の表面に吸着する。トナーは消費されるが、キャリアは槽の中で使われ続ける。トナーは、消費された分だけトナーボトルなどから槽に補給される。
【０００４】
また、トナーをきちんと感光体の表面に運ぶためには、槽の中のトナーとキャリアとの比は、一定の範囲に保たなければならない。よって、印刷中にトナーボトルが空になると、印刷を一時的に停止し、新しいものに交換しなければならない。
【０００５】
ユーザにとっては、できるだけ停止させることなく印刷が行われることが、望ましい。そこで、次のような方法が提案されている。
【０００６】
特許文献１に記載される方法によると、２個のトナーカートリッジをそれぞれ個別に装着できるトナーカートリッジ収容部を用意する。そして、２本の分岐管と本管とを有するトナー搬送管を経由して現像装置にトナーを補給する。特許文献２、３に記載される方法も、同色のトナー容器を２つ用意し、トナーの供給を行う。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１３７２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０８００７号公報
【特許文献３】特開２００７−７８８４７号公報
【特許文献４】特開２００７−１５６１０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
また、槽のトナーの濃度の低下を検出する方法が提案されている。特許文献４に記載される方法は、磁性体であるキャリアと非磁性体であるトナーとが混合された現像剤を収容する現像器と、現像器に補給するためのトナ−を蓄えているトナー備蓄手段と、トナー備蓄手段のトナーを現像器に供給するためのトナー補給手段と、現像器に収容された現像剤の透磁率に応じたトナー濃度検出信号を出力するトナー濃度検出センサを、画像形成装置に備える。トナー濃度検出センサのトナー濃度検出信号からトナ−濃度を算出し、時間の経過とともに変動するトナー濃度検出信号の振幅に基づいて、現像器に収容された現像剤がトナーエンプティかどうかを判定する。
【０００９】
ところが、この方法によると、写真のような、トナーの消費量が多い画像（いわゆるベタ画像）を印刷すると、カートリッジからの補給量が消費量をかなり上回ることがある。したがって、カートリッジが空になっていないにも関わらず振幅が大きくなるので、空であると判別することがある。すると、カートリッジに残っているトナーが無駄になってしまう。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑み、トナーを従来より無駄なく現像剤の槽へ補給できるようにすることを、目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る印刷装置は、トナーおよびキャリアを混合した現像剤を格納し、かつ、補給用のトナーを格納する第一のトナー格納器および第二のトナー格納器に連結されいずれか一方から選択的にトナーを補給される槽と、前記槽のトナーの濃度を検出する検出手段と、前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給しているときに前記濃度が第一の値を下回ったら前記第二のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、前記濃度が前記第一の値よりも大きい第二の値を超えたら再び前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給する、トナー補給制御手段と、を有する。
【００１２】
好ましくは、前記検出手段は、前記濃度として、直近の所定の複数の時刻における各濃度の平均値を検出する。
【００１３】
または、前記トナー補給制御手段は、前記槽に格納されているトナーの消費量よりも多く前記第二のトナー格納器からトナーを補給する。
【００１４】
または、前記濃度の変化の割合である変化率を算出する変化率算出手段と、前記濃度が前記第一の値を下回った際に前記変化率が負の第三の値を下回っていれば、前記第一のトナー格納器が空であると判定する、エンプティ判定手段と、を有する。好ましくは、前記第三の値は可変でありかつ前記槽に格納されているトナーの消費量が多いほど小さい値である。
【００１５】
または、前記変化率算出手段は、第一の時刻およびその直近の所定の個数の前記濃度の第一の平均値の、前記第一の時刻よりも前の第二の時刻およびその直近の前記所定の個数の前記濃度の第二の平均値からの変化の割合を、前記変化率として算出する。
【００１６】
または、前記槽に新たに連結された前記第一のトナー格納器が好適であるか否かを判別する、適否判別手段、を有し、前記槽に新たに前記第一のトナー格納器が連結されたら、前記トナー補給手段は、前記第一のトナー格納器から前記槽へトナーを補給し、その後、前記適否判別手段は、前記濃度が前記第二の値を上回ったら前記第一のトナー格納器が好適であると判別する。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によると、トナーを従来より無駄なく現像剤の槽へ補給することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置の外観を示す図である。
【図２】画像形成装置のハードウェア構成の例を示す図である。
【図３】印刷ユニットの構成の例を示す図である。
【図４】画像形成ユニットの構成の例を示す図である。
【図５】通常時トナー補給プログラムによるエンジンコントローラの機能的構成の例を示す図である。
【図６】各時刻のトナーキャリア比および最新の傾向値の例を示す図である。
【図７】増加トレンドにおける各時刻のトナーキャリア比および傾向値の例を示す図である。
【図８】減少トレンドにおける各時刻のトナーキャリア比および傾向値の例を示す図である。
【図９】一方のトナーボトルが空になる寸前のトナーキャリア比の遷移の例を示す図である。
【図１０】通常時トナー補給プログラムによる処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１１】通常時トナー補給プログラムによる処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【図１２】交換時トナー補給プログラムによるエンジンコントローラの機能的構成の例を示す図である。
【図１３】交換時トナー補給プログラムによる処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
図１は、画像形成装置１の外観を示す図である。図２は、画像形成装置１のハードウェア構成の例を示す図である。図３は、印刷ユニット１Ｆの構成の例を示す図である。図４は、画像形成ユニット２１の構成の例を示す図である。
【００２０】
図１に示す画像形成装置１は、一般にＭＦＰ（Multi Function Peripherals）または複合機などと呼ばれる画像処理装置であって、コピー、ＰＣプリント（ネットワークプリンティング）、ファックス、スキャナ、およびドキュメントサーバなどの機能を集約した装置である。
【００２１】
画像形成装置１は、図２に示すように、ＭＦＰコントローラ１Ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）１Ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）１Ｃ、大容量記憶装置１Ｄ、スキャナユニット１Ｅ、印刷ユニット１Ｆ、ネットワークインタフェース１Ｇ、操作パネル１Ｈ、モデム１Ｊ、フィニッシャ１Ｋ、および画像処理回路１Ｌなどによって構成される。
【００２２】
ＭＦＰコントローラ１Ａは、画像形成装置１の全体的な制御を行うＣＰＵ（Central Processing Unit）である。
【００２３】
ネットワークインタフェース１Ｇは、パーソナルコンピュータなどとＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol）などのプロトコルで通信を行うためのＮＩＣ（Network Interface Card）である。
【００２４】
モデム１Ｊは、他のファックス端末との間でＧ３などのプロトコルで画像データをやり取りするための装置である。
【００２５】
操作パネル１Ｈは、タッチパネルディスプレイおよび複数のキーからなるキーボードなどによって構成される。タッチパネルディスプレイは、ユーザに対してメッセージまたは指示を与えるための画面、ユーザが処理の指令および条件を入力するための画面、およびＭＦＰコントローラ１Ａによる演算の結果を示す画面などを表示する。また、ユーザが指で触れた位置を検知し、検知結果を示す信号をＭＦＰコントローラ１Ａに送信する。
【００２６】
スキャナユニット１Ｅは、用紙に記されている写真、文字、絵、図表などからなる画像を読み取って画像データを生成する。
【００２７】
画像処理回路１Ｌは、スキャナユニット１Ｅによって得られた画像データおよびパーソナルコンピュータなどから送信されてきた画像データに対して、スムージングまたは天地補正などの画像処理を施す。
【００２８】
印刷ユニット１Ｆは、画像処理回路１Ｌによって画像処理が適宜なされた画像データに基づいて、用紙または樹脂フィルムなどのシートに画像を印刷する。印刷ユニット１Ｆは、「エンジン」または「印刷エンジン」などと呼ばれることもある。本実施形態では、タンデム方式の印刷ユニットが用いられる。印刷ユニット１Ｆの構成については、後に詳細に説明する。
【００２９】
フィニッシャ１Ｋは、印刷ユニット１Ｆによって画像が印刷された印刷物に対して、ステープルで綴じる処理およびパンチ穴を開ける処理などの仕上げの処理を行う。
【００３０】
ＲＯＭ１Ｃまたは大容量記憶装置１Ｄには、オペレーティングシステムおよびミドルウェアなどのソフトウェアがインストールされている。ソフトウェアを構成するモジュールは、必要に応じてＲＡＭ１Ｂにロードされ、ＭＦＰコントローラ１Ａによって実行される。大容量記憶装置１Ｄとして、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）またはＳＳＤ（Solid State Drive）などが用いられる。
【００３１】
印刷ユニット１Ｆは、エンジンコントローラ１０、印刷機構２、モータ駆動回路３１、トナーボトルモータ３２、ＴＣＲ磁気センサ４、および用紙供給機構５などによって構成される。
【００３２】
エンジンコントローラ１０は、ＭＦＰコントローラ１Ａからの指令およびＴＣＲ磁気センサ４によって得られたデータに基づいて、印刷機構２、モータ駆動回路３１、および用紙供給機構５を制御する。これについては、順次説明する。
【００３３】
印刷機構２は、図３に示すように、画像形成ユニット２１、転写ベルト２２、一次転写ローラ２３、二次転写ローラ２４、および定着ユニット２５などによって構成される。画像形成ユニット２１および一次転写ローラ２３は１つずつ、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、および黒（Ｋ）のそれぞれの色ごとに設けられている。
【００３４】
画像形成ユニット２１は、図４に示すように、感光体２１ａ、帯電チャージャ２１ｂ、プリンタヘッド２１ｃ、イレーサ２１ｄ、クリーニングブレード２１ｅ、トナー供給器２１ｆ、および２本のトナーボトル２１ｇなどによって構成され、各色の像（トナー像）を次のように形成する。
【００３５】
帯電チャージャ２１ｂは、感光体２１ａの表面を一様な電位に帯電させる。プリンタヘッド２１ｃは、表面が一様に帯電した感光体２１ａに、光を照射することによって静電潜像を形成する。
【００３６】
トナー供給器２１ｆは、現像剤タンク１７ａ、現像ローラ１７ｂ、および現像剤攪拌ローラ１７ｃなどによって構成され、感光体２１ａの、静電潜像が形成された部分に、トナー６０ａを静電吸着させる。
【００３７】
トナーボトル２１ｇは、現像剤タンク１７ａへ補給（補充）するためのトナー６０ａが格納されているカートリッジである。トナーボトル２１ｇは、現像剤タンク１７ａに連結される。以下、２本のトナーボトル２１ｇそれぞれを、「トナーボトル２１ｇ１」および「トナーボトル２１ｇ２」と区別して記載することがある。
【００３８】
現像剤タンク１７ａには、現像剤６０が蓄えられている。現像剤６０は、トナー６０ａおよびキャリア６０ｂの混合物である。
【００３９】
トナー６０ａは、２本のトナーボトル２１ｇのうちのいずれか一方から適宜、現像剤タンク１７ａへ補給される。この際に、ＴＣＲ磁気センサ４が用いられる。トナー６０ａの補給については、後に詳細に説明する。キャリア６０ｂは、一定量、販売時から現像剤タンク１７ａに入っており、補給はされない。
【００４０】
現像剤攪拌ローラ１７ｃは、現像剤６０を攪拌する。これにより、トナー６０ａの沈み込みを解消し、トナー６０ａの帯電量を戻すことができる。
【００４１】
現像ローラ１７ｂは、現像剤タンク１７ａに蓄えられているトナー６０ａを感光体２１ａに載せることによって、感光体２１ａにトナー像を形成する。
【００４２】
イレーサ２１ｄは、静電潜像の周辺に光を照射することによって、画像に関係ない部分の帯電を除去する。
【００４３】
図３の一次転写ローラ２３は、感光体２１ａの表面に吸着しているトナー６０ａを、転写ベルト２２に転写（一次転写）する。
【００４４】
二次転写ローラ２４は、転写ベルト２２に一次転写された各色のトナー６０ａをシート５０に転写（二次転写）する。そして、定着ユニット２５は、二次転写されたトナー６０ａをシート５０に定着させる。
【００４５】
クリーニングブレード２１ｅ（図４参照）は、転写後の感光体２１ａに残留したトナー６０ａを除去する。
【００４６】
図２に戻って、モータ駆動回路３１は、ＭＦＰコントローラ１Ａからの命令に基づいて、２本のトナーボトル２１ｇ１のうちのいずれか１本からトナー６０ａが現像剤タンク１７ａへ補給されるように、トナーボトルモータ３２を駆動する。
【００４７】
以下、現像剤タンク１７ａへのトナー６０ａの補給について、黒（Ｋ）のトナー６０ａを補給する場合を例に説明する。
【００４８】
エンジンコントローラ１０は、ＣＰＵおよびメモリなどによって構成される。メモリには、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１および交換時トナー補給プログラム１Ｐ２が記憶されている。
【００４９】
原則として、印刷時は通常時トナー補給プログラム１Ｐ１がエンジンコントローラ１０によって実行され、トナーボトル２１ｇからトナー６０ａが現像剤タンク１７ａに補給される。ただし、トナーボトル２１ｇの交換の際には、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２が実行され、トナー６０ａが補給される。
【００５０】
〔通常の印刷時の処理〕
図５は、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１によるエンジンコントローラ１０の機能的構成の例を示す図である。図６は、各時刻のトナーキャリア比ＲＴおよび最新の傾向値ＡＲの例を示す図である。図７は、増加トレンドにおける各時刻のトナーキャリア比ＲＴおよび傾向値ＡＲの例を示す図である。図８は、減少トレンドにおける各時刻のトナーキャリア比ＲＴおよび傾向値ＡＲの例を示す図である。
【００５１】
通常時トナー補給プログラム１Ｐ１によると、図５に示す高異常事前検知部１０１、低異常事前検知部１０２、補給ボトル切換命令部１０３、測定値記憶部１２１、傾向値算出部１２２、変化率算出部１２３、ドット数データ取得部１２４、エンプティ閾値決定部１２５、エンプティ判別部１２６、および警告表示命令部１２７などが画像形成装置１に実現される。
【００５２】
操作パネル１Ｈの所定のキー（例えば、コピーキー）が押されまたはパーソナルコンピュータから画像データを受信するなど、所定のイベントが発生すると、ＭＦＰコントローラ１Ａは、エンジンコントローラ１０に対してトナーの補給の処理を行うように命令する。そのほか、ＭＦＰコントローラ１Ａは、センシングを開始するようにＴＣＲ磁気センサ４に指令する。
【００５３】
すると、エンジンコントローラ１０は、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１を起動する。また、用紙に画像が印刷されるように印刷機構２の各部を制御する。なお、印刷機構２の制御は従来通りなので、説明を省略する。
【００５４】
ＴＣＲ磁気センサ４は、ＭＦＰコントローラ１Ａからの命令に基づいて、現像剤６０の中の、キャリア６０ｂに対するトナー６０ａの割合を検出する処理を開始する。以下、この割合を「ＴＣ比」または「トナーキャリア比ＲＴ」と記載する。
【００５５】
トナーキャリア比ＲＴは、トナー６０ａの質量をキャリア６０ｂの質量で割ることによって算出できる。また、キャリア６０ｂは磁気を帯びているので、トナー６０ａの量が変われば現像剤６０の透磁率も変わる。さらに、現像剤６０の透磁率とトナーキャリア比ＲＴとは、一定の関係がある。そこで、ＴＣＲ磁気センサ４は、現像剤６０の透磁率を検出することによって、トナーキャリア比ＲＴを検出する。
【００５６】
トナーキャリア比ＲＴは、一定の範囲に収まっていることが、望ましい。さもなければ、トナー６０ａを上手く感光体２１ａへ運ぶことができない。以下、この一定の範囲の下限を「最小比率ＲＴｗ」と記載し、上限を「最大比率ＲＴｈ」と記載する。
【００５７】
ＴＣＲ磁気センサ４は、一定の時間Ｔａ（例えば、２０ミリ秒）ごとにトナーキャリア比ＲＴを検出しエンジンコントローラ１０へ出力する。
【００５８】
高異常事前検知部１０１は、ＴＣＲ磁気センサ４からトナーキャリア比ＲＴが入力されるごとに、このトナーキャリア比ＲＴが上昇警戒比率ＲＴａを超えたか否かをチェックする。
【００５９】
低異常事前検知部１０２は、ＴＣＲ磁気センサ４からトナーキャリア比ＲＴが入力されるごとに、このトナーキャリア比ＲＴが下降警戒比率ＲＴｂを下回ったか否かをチェックする。
【００６０】
上昇警戒比率ＲＴａおよび下降警戒比率ＲＴｂは、ともに、最小比率ＲＴｗないし最大比率ＲＴｈの範囲内の値である。上昇警戒比率ＲＴａのほうが下降警戒比率ＲＴｂよりも大きい。具体的には、上昇警戒比率ＲＴａは、トナー６０ａの消費量がトナー６０ａの補給量（供給量）よりも少ない状態がもう少し続けばトナーキャリア比ＲＴが最大比率ＲＴｈを超えてしまうおそれが高い、というレベルの値である。下降警戒比率ＲＴｂは、トナー６０ａの消費量がトナー６０ａの補給量よりも多い状態がもう少し続けばトナーキャリア比ＲＴが最小比率ＲＴｗを下回ってしまうおそれが高い、というレベルの値である。上昇警戒比率ＲＴａおよび下降警戒比率ＲＴｂは、予め設定されている。
【００６１】
なお、トナーキャリア比ＲＴが３つ揃えば、後述する傾向値算出部１２２によって傾向値ＡＲを算出することができる。高異常事前検知部１０１は、傾向値ＡＲが算出されるようになったら、トナーキャリア比ＲＴの代わりに最新の傾向値ＡＲが上昇警戒比率ＲＴａを超えたが否かをチェックしてもよい。低異常事前検知部１０２も同様に、最新の傾向値ＡＲが下降警戒比率ＲＴｂを下回ったか否かをチェックしてもよい。以下、同様である。
【００６２】
補給ボトル切換命令部１０３は、トナーキャリア比ＲＴが上昇警戒比率ＲＴａを超えたことが高異常事前検知部１０１によって検知されまたは下降警戒比率ＲＴｂを下回ったことが低異常事前検知部１０２によって検知されると、補給元のトナーボトル２１ｇを切り換えるようにモータ駆動回路３１（図２参照）に命令する。この際に、切換信号Ｓ０をモータ駆動回路３１へ送出する。
【００６３】
モータ駆動回路３１は、切換信号Ｓ０が受信されると、補給元のトナーボトル２１ｇを一方から他方へ切り換える。例えば、トナーボトル２１ｇ１から現在、トナー６０ａが補給されている場合は、トナーボトル２１ｇ２からトナー６０ａが補給されるように、トナーボトルモータ３２を制御する。
【００６４】
モータ駆動回路３１は、原則として、消費量と同量のトナー６０ａが現像剤タンク１７ａへ補給されるようにトナーボトルモータ３２を制御する。消費量は、後述するドット数データ取得部１２４によって取得される黒ドット数ＮＢｋより算出することができる。
【００６５】
ただし、トナーキャリア比ＲＴが下降警戒比率ＲＴｂを下回ったことが低異常事前検知部１０２によって検知された後、空（エンプティ）になったトナーボトル２１ｇが交換されるまでは、モータ駆動回路３１は、消費量よりも少し多めのトナー６０ａの補給を試みる。
【００６６】
測定値記憶部１２１は、ＴＣＲ磁気センサ４から入力されたトナーキャリア比ＲＴを、少なくとも直近の３回分、記憶する。つまり、少なくとも、最新のトナーキャリア比ＲＴ、前回のトナーキャリア比ＲＴ、および前々回のトナーキャリア比ＲＴを記憶する。以下、図６のように、これらのトナーキャリア比ＲＴを、新しいものから順に「トナーキャリア比ＲＴａ」、「トナーキャリア比ＲＴｂ」、および「トナーキャリア比ＲＴｃ」と記載する。
【００６７】
傾向値算出部１２２は、ＴＣ比の傾向を示す値である傾向値ＡＲを、次の（１）式より算出する。
ＡＲ＝（ＲＴｃ＋ＲＴｂ＋ＲＴａ）／３  ……  （１）
傾向値算出部１２２によって算出された傾向値ＡＲは、少なくとも直近の２回分、測定値記憶部１２１に記憶される。以下、最新の傾向値ＡＲを「傾向値ＡＲａ」と記載し、次に新しい傾向値ＡＲを「傾向値ＡＲｂ」と記載する。
【００６８】
変化率算出部１２３は、傾向値ＡＲの変化率αを、次の（２）式より算出する。なお、時刻ＴＰｂは、傾向値ＡＲｂを算出した時刻であり、時刻ＴＰａは、傾向値ＡＲａを算出した時刻である。
α＝（ＡＲａ−ＡＲｂ）／（ＴＰａ−ＴＰｂ）  ……  （２）
トナーキャリア比ＲＴが全体的に見て増加する傾向（以下、「増加トレンド」と記載する。）にある場合は、図７に示すように、傾向値ＡＲは徐々に増加する。したがって、変化率αは、正の値を採る。一方、トナーキャリア比ＲＴが全体的に見て減少する傾向（以下、「減少トレンド」と記載する。）にある場合は、図８に示すように、傾向値ＡＲは徐々に減少する。したがって、変化率αは、負の値を採る。
【００６９】
なお、上述の通り、ＴＣＲ磁気センサ４は一定の時間Ｔａごとにトナーキャリア比ＲＴを検知するので、傾向値ＡＲも時間Ｔａごとに算出される。そこで、（ＡＲａ−ＡＲｂ）を、（ＴＰａ−ＴＰｂ）の代わりに時間Ｔａで割ってもよい。
【００７０】
印刷中、印刷の対象である画像の所定の広さの領域ごとの、用紙に印刷されたＣＭＹＫの各色のドット数を示すドット数データ７１が、ＭＦＰコントローラ１Ａからエンジンコントローラ１０へ送られてくる。例えば、用紙の１つの面の全体を所定の領域とする場合は、１つの面の印刷が行われるごとに、その面に印刷された各色のドット数を示すドット数データ７１が送られてくる。
【００７１】
ドット数データ取得部１２４は、ドット数データ７１がＭＦＰコントローラ１Ａから送られてくるごとに、このドット数データ７１から黒のドット数（以下、「黒ドット数ＮＢｋ」と記載する。）を取得する。
【００７２】
エンプティ閾値決定部１２５は、ドット数データ取得部１２４によって黒ドット数ＮＢｋが取得されるごとに、後述するエンプティ判別部１２６で用いられるエンプティ閾値βを次のように決定する。
【００７３】
エンプティ閾値決定部１２５は、ドット数と閾値との関係を示す関係データを有する。閾値は、負の値である。この関係データは、ドット数が多いほど閾値の絶対値が小さくなる、という関係を示している。関係データは、この関係を、関数で表わしてもよいし、テーブルで表わしてもよい。
【００７４】
そして、エンプティ閾値決定部１２５は、黒ドット数ＮＢｋが取得されるごとに、この黒ドット数ＮＢｋに対応する閾値を関係データから求め、求めた閾値をエンプティ閾値βに決定する。
【００７５】
エンプティ判別部１２６は、変化率算出部１２３が算出した最新の変化率αが、エンプティ閾値決定部１２５が決定した最新のエンプティ閾値βよりも小さい場合、つまり、この変化率αが負の値でありかつこの変化率αの絶対値がこのエンプティ閾値βの絶対値よりも大きい場合は、２本のトナーボトル２１ｇのうち現在補給に用いられているトナーボトル２１ｇが空（エンプティ）になったと、判別する。
【００７６】
警告表示命令部１２７は、いずれかのトナーボトル２１ｇが空になったとエンプティ判別部１２６によって判別された場合に、その旨を警告する処理を行う。
【００７７】
例えば、警告表示命令部１２７は、トナーボトル２１ｇが空になったことを示すエンプティ信号Ｓ１をＭＦＰコントローラ１Ａへ送出する。ＭＦＰコントローラ１Ａは、エンプティ信号Ｓ１が入力されると、トナーボトル２１ｇが空になったことを示すメッセージを操作パネル１Ｈのタッチパネルディスプレイに表示させる。メッセージの代わりにまたはメッセージとともに警告音を出力してもよい。
【００７８】
図９は一方のトナーボトル２１ｇが空になる寸前のトナーキャリア比ＲＴの遷移の例を示す図である。
【００７９】
次に、２本のトナーボトル２１ｇのうちの１本のトナー６０ａが無くなりかけている際の処理の流れを、図９を参照しながら説明する。
【００８０】
画像形成装置１には、最初、トナー６０ａがフルに入ったトナーボトル２１ｇ１、２１ｇ２がセットされる。そして、いずれか一方のみをメインに使用して、現像剤タンク１７ａへトナー６０ａを補給する。以下、トナーボトル２１ｇ１をメインに使用する場合を例に説明する。
【００８１】
しばらくは、消費量の同量のトナー６０ａをきちんと現像剤タンク１７ａへ補給することができる。しかし、トナーボトル２１ｇ１に残っているトナー６０ａの量が少なくなると、消費量と同量のトナー６０ａをきちんと補給することができなくなるので、傾向値ＡＲが徐々に下がる（図９の時刻ＴＰ１〜ＴＰ２）。時刻ＴＰ１〜ＴＰ２の間、トナーキャリア比ＲＴの傾向（トレンド）は、図８に示すような下降トレンドである。
【００８２】
そして、トナーキャリア比ＲＴ（または、傾向値ＡＲ）が下降警戒比率ＲＴｂを下回ると（時刻ＴＰ２）、変化率αを算出する。
エンジンコントローラ１０は、トナー６０ａの補給元をトナーボトル２１ｇ１からトナーボトル２１ｇ２に代えるようにモータ駆動回路３１に対して命令する。最新の変化率αが最新のエンプティ閾値βを下回っていたならば、メインのトナーボトル２１ｇつまり２１ｇ１が空になったと、判別する。下回っていなければ、トナー６０ａが残っていると判別する。
【００８３】
トナー６０ａが残っている場合は、モータ駆動回路３１は、補給元を変更し、トナーボトル２１ｇ２からの補給を開始させる。この際に、消費量よりも少し多めにトナー６０ａが補給されるようにする。よって、傾向値ＡＲが徐々に上昇する（時刻ＴＰ２〜ＴＰ３）。このとき、トナーキャリア比ＲＴのトレンドは、図７に示すような上昇トレンドである。
【００８４】
そして、トナーキャリア比ＲＴ（または傾向値ＡＲ）が上昇警戒比率ＲＴａを超えると（時刻ＴＰ３）、エンジンコントローラ１０は、トナー６０ａの補給元をトナーボトル２１ｇ２からトナーボトル２１ｇ１に代えるようにモータ駆動回路３１に対して命令する。
【００８５】
すると、モータ駆動回路３１は、再びトナーボトル２１ｇ１からの補給を開始させる。しかし、トナーボトル２１ｇ１のトナー６０ａの残量が少ないので、トナーキャリア比ＲＴおよびトナーキャリア比ＲＴが徐々に下がる（時刻ＴＰ３〜ＴＰ４）。
【００８６】
そして、トナーキャリア比ＲＴ（または、傾向値ＡＲ）が下降警戒比率ＲＴｂを下回ると（時刻ＴＰ４）、変化率αを算出し直し、最新のエンプティ閾値βとの比較を行うことによってトナーボトル２１ｇ１が空か否かを判別する。空でなければ、エンジンコントローラ１０は、トナー６０ａの補給元をトナーボトル２１ｇ１からトナーボトル２１ｇ２に代えるように再びモータ駆動回路３１に対して命令する。
【００８７】
以下、同様に、トナーキャリア比ＲＴ（または傾向値ＡＲ）が上昇警戒比率ＲＴａを上回りまたは下降警戒比率ＲＴｂを下回るごとに、補給元が代わる。この間、エンジンコントローラ１０は、変化率αおよびエンプティ閾値βを所定のタイミングで算出する。
【００８８】
そして、ついに最新の変化率αが最新のエンプティ閾値βを下回ったら（時刻ＴＰ８）、エンジンコントローラ１０は、トナーボトル２１ｇ１が空になったと、判別する。そして、ＭＦＰコントローラ１Ａおよび操作パネル１Ｈによって、その旨のメッセージが出力される。
【００８９】
図１０および図１１は、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１による処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【００９０】
さらに、図１０および図１１のフローチャートを参照しながら、トナーボトル２１ｇ１、２１ｇ２からのトナー６０ａの補給の処理を説明する。
【００９１】
エンジンコントローラ１０は、ＭＦＰコントローラ１Ａからの命令に基づいて印刷を開始すると（図１０の＃７０１）、ＭＦＰコントローラ１Ａから黒ドット数ＮＢｋの通知を受け（＃７０２）、それに基づいてエンプティ閾値βを算出する（＃７０３）。なお、黒ドット数ＮＢｋは所定のタイミングごとに通知されてくる。エンジンコントローラ１０は、黒ドット数ＮＢｋが通知されるごとにエンプティ閾値βを算出する。
【００９２】
エンジンコントローラ１０は、メインのトナーボトル２１ｇからのトナー６０ａの補給を開始する（＃７０４）。以下、トナーボトル２１ｇ１がメインのトナーボトル２１ｇである場合を例に説明する。一方、ＴＣＲ磁気センサ４は、トナーキャリア比ＲＴの検出を開始する（＃７０５）。
【００９３】
エンジンコントローラ１０は、検出されたトナーキャリア比ＲＴを記憶する（＃７０６）。さらに、直近の３つのトナーキャリア比ＲＴに基づいて傾向値ＡＲを算出し記憶するとともに（＃７０７）、最新のトナーキャリア比ＲＴ（または傾向値ＡＲ）と下降警戒比率ＲＴｂおよび上昇警戒比率ＲＴａとに基づいて、異常がもうすぐ発生し得るか否かを判別する（＃７０８）。
【００９４】
異常が発生しそうにないと判別した場合は（＃７０９でＮｏ）、エンジンコントローラ１０は、トナーボトル２１ｇ１からのトナー６０ａの補給およびトナーキャリア比ＲＴの検出などを継続する（＃７０４〜＃７０８）。
【００９５】
異常が発生し得ると判別した場合は（＃７０９でＹｅｓ）、エンジンコントローラ１０は、直近の２つの傾向値ＡＲに基づいて変化率αを算出し（＃７１０）、この変化率αが最新のエンプティ閾値βよりも小さい場合は（＃７１１でＹｅｓ）、トナーボトル２１ｇ１が空になったと判別する（＃７１２）。そして、その旨をＭＦＰコントローラ１Ａに通知し（＃７１３）、補給元をトナーボトル２１ｇ２に変更する（＃７１４）。ＭＦＰコントローラ１Ａは、警告のメッセージを出力する。
【００９６】
一方、この変化率αが最新のエンプティ閾値β以上である場合は（＃７１１でＹｅｓ）、エンジンコントローラ１０は、補給元をトナーボトル２１ｇ１からトナーボトル２１ｇ２に変更する（図１１の＃７１５）。その後の処理は、トナーボトル２１ｇ１から補給する場合と基本的に同様であり、ステップ＃７０５〜＃７０８で説明した通りである（＃７１６〜＃７１９）。ただし、トナーキャリア比ＲＴを回復するために、消費量よりも多めに現像剤タンク１７ａを補給する。
【００９７】
そして、エンジンコントローラ１０は、再び異常の発生の可能性を検知したら、つまり、現像剤タンク１７ａの中のトナー６０ａが増えすぎになりそうになったら（６０でＹｅｓ）、補給元をトナーボトル２１ｇ２からトナーボトル２１ｇ１に変更する（図１０の＃７０４）。
【００９８】
〔トナーボトル２１ｇの交換時の処理〕
図１２は、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２によるエンジンコントローラ１０の機能的構成の例を示す図である。
【００９９】
一方のトナーボトル２１ｇが空になると、もう一方のトナーボトル２１ｇからの補給が始まる。したがって、ユーザは、印刷の処理を停止させることなく、空になったトナーボトル２１ｇを新しいものに交換することができる。
【０１００】
しかし、ユーザが、新たに現像剤タンク１７ａに連結されたトナーボトル２１ｇに不具合があると、トナー６０ａの補給に支障を来す。
【０１０１】
そこで、一方のトナーボトル２１ｇが取り外されると、画像形成装置１の各部は次のように動作する。
【０１０２】
エンジンコントローラ１０は、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２を起動する。ＴＣＲ磁気センサ４は、引き続き、時間Ｔａごとにトナーキャリア比ＲＴを検出する。また、モータ駆動回路３１は、トナー６０ａが消費量よりも多めに現像剤タンク１７ａに補給されるようにトナーボトルモータ３２を制御する。
【０１０３】
交換時トナー補給プログラム１Ｐ２によると、図１２に示す高異常事前検知部１５１、低異常事前検知部１５２、測定値記憶部１５３、傾向値算出部１５４、変化率算出部１５５、ボトル良否判別部１５６、補給ボトル切換命令部１５７、補給ペースリセット命令部１５８、および警告表示命令部１５９などが画像形成装置１に実現される。
【０１０４】
交換時トナー補給プログラム１Ｐ２の起動後、新しいトナーボトル２１ｇが取り付けられると、補給ボトル切換命令部１５７は、切換信号Ｓ０をモータ駆動回路３１へ送出することによって、新しいトナーボトル２１ｇからトナー６０ａが補給されるようにする。
【０１０５】
高異常事前検知部１５１および低異常事前検知部１５２は、それぞれ、高異常事前検知部１０１および低異常事前検知部１０２（図５参照）と同様に、ＴＣＲ磁気センサ４からトナーキャリア比ＲＴが入力されるごとに、このトナーキャリア比ＲＴ（または傾向値ＡＲ）が上昇警戒比率ＲＴａを超えたか否かおよび下降警戒比率ＲＴｂを下回った否かをチェックする。
【０１０６】
測定値記憶部１５３、傾向値算出部１５４、および変化率算出部１５５も、それそれ、図５の測定値記憶部１２１、傾向値算出部１２２、および変化率算出部１２３と同様に機能する。したがって、上昇警戒比率ＲＴａを超えたことまたは下降警戒比率ＲＴｂを下回ったことが高異常事前検知部１５１または低異常事前検知部１５２によって検知されると、変化率算出部１５５は、変化率αを算出する。
【０１０７】
ボトル良否判別部１５６は、変化率算出部１５５によって算出された変化率αが正の値である場合は、現在の補給元であるトナーボトル２１ｇが好適であると判別し、そうでない場合は好ましくないと判別する。
【０１０８】
現在の補給元であるトナーボトル２１ｇが好ましくないと判別された場合に、補給ボトル切換命令部１５７および警告表示命令部１５９は、次の処理を行う。
【０１０９】
補給ボトル切換命令部１５７は、補給元をもう一方のトナーボトル２１ｇに変更するように、モータ駆動回路３１に命令する。この際に、切換信号Ｓ０をモータ駆動回路３１へ送出する。すると、モータ駆動回路３１は、補給元のトナーボトル２１ｇを変更する。
【０１１０】
一方、警告表示命令部１５９は、交換後のトナーボトル２１ｇが好適でない旨を表示するようにＭＦＰコントローラ１Ａへ命令する。この際に不適通知信号Ｓ３をＭＦＰコントローラ１Ａへ送出する。
【０１１１】
ＭＦＰコントローラ１Ａは、不適通知信号Ｓ３が入力されると、交換後のトナーボトル２１ｇが好適でない旨を示すメッセージを操作パネル１Ｈのタッチパネルディスプレイに表示させる。
【０１１２】
補給ペースリセット命令部１５８、現在の補給元であるトナーボトル２１ｇが好適であると判別された場合は、トナー６０ａの補給のペースを元に戻すようにモータ駆動回路３１に命令する。この際に、リセット信号Ｓ２をモータ駆動回路３１へ送出する。
【０１１３】
モータ駆動回路３１は、リセット信号Ｓ２が入力されると、消費量と同量のトナー６０ａが現像剤タンク１７ａへ補給されるようにトナーボトルモータ３２を制御する。そしてエンジンコントローラ１０は、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２を終了し、再度、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１を起動して印刷の処理を継続する。
【０１１４】
図１３は、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２による処理の流れの例を説明するフローチャートである。
【０１１５】
次に、トナーボトル２１ｇの交換の際の処理の流れを、トナーボトル２１ｇ１がトナーボトル２１ｇ３に交換された場合を例に、図１３のフローチャートを参照しながら説明する。
【０１１６】
上述の通り、トナーボトル２１ｇ１が空になると補給元がトナーボトル２１ｇ２に切り換わり、エンジンコントローラ１０は印刷の処理を停止することなく継続する。
【０１１７】
ユーザは、トナーボトル２１ｇ１を取り外し、トナーボトル２１ｇ１の代わりにトナーボトル２１ｇ３を現像剤タンク１７ａに連結する。エンジンコントローラ１０は、連結を検知すると（図１３の＃７３１でＹｅｓ）、補給元をトナーボトル２１ｇ２からトナーボトル２１ｇ３に変更する（＃７３２）。補給の量は、引き続き、消費量よりも多めにする。
【０１１８】
エンジンコントローラ１０は、トナーボトル２１ｇ３からの補給を開始する（＃７３３）。ＴＣＲ磁気センサ４はトナーキャリア比ＲＴを検出し、エンジンコントローラ１０はそれを記憶する（＃７３５）。さらに、エンジンコントローラ１０は、傾向値ＡＲを算出し記憶し（＃７３６）、最新のトナーキャリア比ＲＴ（または傾向値ＡＲ）と下降警戒比率ＲＴｂおよび上昇警戒比率ＲＴａとに基づいて、異常がもうすぐ発生し得るか否かを判別する（＃７３７）。
【０１１９】
異常が発生しそうにないと判別した場合は（＃７３８でＮｏ）、エンジンコントローラ１０は、トナーボトル２１ｇ３からのトナー６０ａの補給およびトナーキャリア比ＲＴの検出などを継続する（＃７３３〜＃７３７）。
【０１２０】
異常が発生し得ると判別した場合は（＃７３８でＹｅｓ）、エンジンコントローラ１０は、直近の２つの傾向値ＡＲに基づいて変化率αを算出し（＃７３９）、この変化率αが正の値である場合は（＃７４０でＹｅｓ）、トナーボトル２１ｇ３が補給元として好適であると、判定する（＃７４１）。
【０１２１】
そして、交換時トナー補給プログラム１Ｐ２を終了し、通常時トナー補給プログラム１Ｐ１による処理に戻る。補給のペースは消費のペースに戻される。
【０１２２】
一方、この変化率αが０以下である場合は（＃７４０でＮｏ）、エンジンコントローラ１０は、補給元をトナーボトル２１ｇ３からトナーボトル２１ｇ２に変更するとともに（＃７４２）、トナーボトル２１ｇ３が好適でない旨を表示するように、ＭＦＰコントローラ１Ａに命令する（＃７４３）。
【０１２３】
そして、トナーボトル２１ｇ３が別のトナーボトル２１ｇに交換されると（＃７３１でＹｅｓ）、エンジンコントローラ１０は、このトナーボトル２１ｇについて、トナーボトル２１ｇ３に対する上述の処理と同様の処理を実行する。
【０１２４】
以上、黒のトナーの補給を例に説明したが、Ｃ、Ｍ、およびＹの各色のトナーの補給も同様に行われる。
【０１２５】
本実施形態によると、トナー６０ａを従来より無駄なく現像剤タンク１７ａへ補給することができる。
【０１２６】
本実施形態では、空になったトナーボトル２１ｇを新しいトナーボトル２１ｇに交換した後、新しいトナーボトル２１ｇをメインに使用して現像剤タンク１７ａへのトナーの補給を行ったが、既存のトナーボトル２１ｇをメインに使用して補給を行ってもよい。
【０１２７】
本実施形態では、現像剤６０の透磁率をＴＣ比へ変換する処理をＴＣＲ磁気センサ４が行ったが、エンジンコントローラ１０が行ってもよい。
【０１２８】
本実施形態では、傾向値ＡＲとして、直近の３つのトナーキャリア比ＲＴの平均値を算出したが、直近の２つのトナーキャリア比ＲＴの平均値を算出してもよい。または、直近の４つ以上のトナーキャリア比ＲＴの平均値を算出してもよい。
【０１２９】
その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、処理内容、処理順序、データの構成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
【符号の説明】
【０１３０】
１  画像形成装置（印刷装置）
１Ｆ  印刷ユニット
１０  エンジンコントローラ（トナー補給制御装置）
１０３  補給ボトル切換命令部（トナー補給制御手段）
１２２、１５４  傾向値算出部（検出手段）
１２３、１５５  変化率算出部（変化率算出手段）
１２６  エンプティ判別部（エンプティ判定手段）
１５６  ボトル良否判別部（適否判別手段）
１７ａ  現像剤タンク（槽）
２１ｇ１  トナーボトル（第一のトナー格納器）
２１ｇ２  トナーボトル（第二のトナー格納器）
４  ＴＣＲ磁気センサ（検出手段）
６０  現像剤
６０ａ  トナー
６０ｂ  キャリア                                                                                
【図１】
2012194296.tif 000003
【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】
2012194296.tif 000011
【図１０】
2012194296.tif 000012
【図１１】
2012194296.tif 000013
【図１２】
2012194296.tif 000014
【図１３】
2012194296.tif 000015