(57)【要約】【課題】画像信号に基づくトナー消費量算出結果を用いてトナーカートリッジのエンド判定を行う画像形成装置およびそのエンド判定方法において、エンド判定をより適切に行えるようにする。【解決手段】トナーカウンタにより算出された総トナー消費量が閾値Ｔth1に達したとき、現像器がトナーエンド状態になったと判定する。計算値が理想値よりも小さく、計算値が閾値Ｔth1に達した時刻ｔeにおいて現像器がトナーエンド状態となっていなければ（図（ａ））、次のエンド判定における閾値Ｔth2をその時点の総トナー消費量の計算値Ｔ2に再設定する。一方、計算値が理想値よりも大きく、計算値が閾値Ｔth1に達する時刻ｔ1より前の時刻ｔeにおいて現像器がトナーエンド状態となった場合には（図（ｂ））、現在の閾値Ｔth1よりも大きな値Ｔth3を新たな閾値とする。【選択図】図３
2009103788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にトナーを貯留するトナーカートリッジを着脱自在に構成され、前記トナーカートリッジ内のトナーを用いて画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成手段と、
前記トナー像の形成に消費されるトナーの量を、前記画像信号に基づいて算出するトナー消費量算出手段と、
前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて前記トナーカートリッジがトナーエンド状態であるか否かを判定するエンド判定を行う判定手段と
を備え、
前記判定手段は、前記トナー消費量算出手段により算出された前記トナーカートリッジからの総トナー消費量が所定の閾値に達すると当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定し、しかも、前記閾値を、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおける前記エンド判定の結果に基づいて設定する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー消費量算出手段とは別に、前記トナーカートリッジがトナーエンド状態になったことを前記判定手段に報知するエンド報知手段をさらに備え、
前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおける、前記エンド報知手段から当該トナーカートリッジがトナーエンド状態であると報知されるタイミングと、前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて当該トナーカートリッジがトナーエンド状態であると判定するタイミングとの乖離の程度に応じた前記閾値を設定する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおいて前記エンド報知手段からの報知があった時点の前記総トナー消費量を、前記エンド判定における前記閾値とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記エンド報知手段からの報知があった時点で前記総トナー消費量が前記閾値に達していなければ、その時点で当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定するとともに、その時点における前記総トナー消費量の値を以後の前記エンド判定における前記閾値とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判定手段は、前記総トナー消費量が前記閾値に達した時点で前記エンド報知手段からの報知がなかったときには、その時点における前記閾値よりも大きな値を以後の前記エンド判定における前記閾値とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記画像形成手段は、初期トナー量の異なる２種類以上の前記トナーカートリッジを選択的に装着可能となっており、前記判定手段は、前記トナーカートリッジの初期トナー量ごとに前記閾値を設定する請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジのうち直近の１つにおける前記エンド判定の結果に応じて、前記閾値を設定する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジのうち直近のＮ個（Ｎは２以上の整数）における前記エンド判定の結果に応じて、前記閾値を設定する請求項１ないし６のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
内部にトナーを貯留するトナーカートリッジを着脱自在に構成され、前記トナーカートリッジ内のトナーを用いて画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置における、前記トナーカートリッジのエンド判定方法において、
前記トナー像の形成に消費されるトナーの量を、前記画像信号に基づいて算出し、
前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて前記トナーカートリッジがトナーエンド状態であるか否かを判定するエンド判定を行い、
前記トナー消費量算出手段により算出された前記トナーカートリッジからの総トナー消費量が所定の閾値に達すると当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定し、しかも、前記閾値を、過去に装着されていたトナーカートリッジにおける前記エンド判定の結果に基づいて設定する
ことを特徴とするトナーカートリッジのエンド判定方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナーを貯留するトナーカートリッジを装着してトナー像を形成する画像形成装置に関し、特にそのトナーカートリッジのエンド判定方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
装置本体に対し着脱自在のトナーカートリッジを備え、該トナーカートリッジ内に貯留されたトナーを使用してトナー像を形成する画像形成装置においては、そのトナー残量を管理するために、形成すべきトナー像の内容を表す画像信号に基づいてトナー消費量を算出するように構成されたものがある。例えば特許文献１に記載の技術においては、ドットをそのサイズごとに分類して形成個数をカウントし、そのカウント値に、ドットサイズに対応するトナー付着率に相当する係数を乗じて全体のトナー消費量を求めている。このようなトナー消費量算出技術は、トナーカートリッジの寿命判定に利用することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２０８０９０号公報（図８）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記のような画像信号に基づきトナー消費量を算出する画像形成装置においては、トナーの消費量を直接求めるのでなく画像信号から間接的に求めているため、例えば高温・高湿環境などの過酷な環境下で使用された場合にはある程度の算出誤差が生じることがある。このため、トナー消費量算出結果から当該トナーカートリッジのトナーエンド状態を的確に判定できないおそれがある。また、装置に求められる画質レベルや主として形成される画像の種類はユーザによって差があり、トナー残量が少なくなったトナーカートリッジの使用をどこまで許容するかについては一義的に決めることが難しい。このため、単にトナー消費量が所定値に達したときにトナーエンドとした場合、実際のトナー残存状況と合致しない結果となったり、ユーザの意向が反映されないなど、エンド判定方法としては現実的とは言えない場合が生じることがあった。
【０００５】
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、画像信号に基づくトナー消費量算出結果を用いてトナーカートリッジのエンド判定を行う画像形成装置およびそのエンド判定方法において、エンド判定をより適切に行え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】
【０００６】
この発明にかかる画像形成装置は、上記目的を達成するため、内部にトナーを貯留するトナーカートリッジを着脱自在に構成され、前記トナーカートリッジ内のトナーを用いて画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像の形成に消費されるトナーの量を、前記画像信号に基づいて算出するトナー消費量算出手段と、前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて前記トナーカートリッジがトナーエンド状態であるか否かを判定するエンド判定を行う判定手段とを備え、前記判定手段は、前記トナー消費量算出手段により算出された前記トナーカートリッジからの総トナー消費量が所定の閾値に達すると当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定し、しかも、前記閾値を、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおける前記エンド判定の結果に基づいて設定することを特徴としている。
【０００７】
また、この発明にかかるトナーカートリッジのエンド判定方法は、内部にトナーを貯留するトナーカートリッジを着脱自在に構成され、前記トナーカートリッジ内のトナーを用いて画像信号に対応するトナー像を形成する画像形成装置における、前記トナーカートリッジのエンド判定方法であって、上記目的を達成するため、前記トナー像の形成に消費されるトナーの量を、前記画像信号に基づいて算出し、前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて前記トナーカートリッジがトナーエンド状態であるか否かを判定するエンド判定を行い、前記トナー消費量算出手段により算出された前記トナーカートリッジからの総トナー消費量が所定の閾値に達すると当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定し、しかも、前記閾値を、過去に装着されていたトナーカートリッジにおける前記エンド判定の結果に基づいて設定することを特徴としている。
【０００８】
このように構成された発明では、画像信号に基づいて算出される当該トナーカートリッジからの総トナー消費量が所定の閾値に達すると当該トナーカートリッジはトナーエンド状態と判定されるが、この閾値を一定とするのではなく、過去に使用されたトナーカートリッジにおけるエンド判定の結果に応じて閾値を設定する。このようにすれば、同一の画像形成装置において過去に使用されたトナーカートリッジにおけるエンド判定結果が次のトナーカートリッジにおけるエンド判定時期に影響を及ぼすこととなり、装置の使用環境やユーザの好みをエンド判定に反映させて、適切な判定を行うことができる。
【０００９】
なお、この発明では、算出されたトナー消費量の総計が閾値に達したときにトナーエンド状態と判定するが、トナーカートリッジにおける初期トナー量から総トナー消費量を差し引いたトナー残量に基づいてトナーエンド状態と判定することも、技術的には本発明と等価である。
【００１０】
例えば、前記トナー消費量算出手段とは別に、前記トナーカートリッジがトナーエンド状態になったことを前記管理手段に報知するエンド報知手段をさらに設け、前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおける、前記エンド報知手段から当該トナーカートリッジがトナーエンド状態であると報知されるタイミングと、前記トナー消費量算出手段の算出結果に基づいて当該トナーカートリッジがトナーエンド状態であると判定するタイミングとの乖離の程度に応じた前記閾値を設定するようにしてもよい。こうすれば、トナー消費量算出手段の算出誤差に起因して生じたエンド判定のタイミングのずれを次のエンド判定においては修正することが可能となり、以後のエンド判定ではより的確な判定を行うことが可能となる。
【００１１】
この場合において、エンド報知手段としては、例えばトナーカートリッジ内またはその近傍に設けられてトナーカートリッジ内のトナー残量を機械的または光学的に直接検出するものを用いることができる。このような手段をエンド報知手段として用いることで、トナーカートリッジ内のトナー残量の実態に応じたタイミングでトナーエンド状態を判定することができる。また、ユーザによりトナーカートリッジが交換されたことを検知しうる手段、例えばカートリッジ交換を開始するための操作を受け付ける交換ボタンや、トナーカートリッジの装着の有無を検知するセンサなども、エンド報知手段として機能させることが可能である。このような手段をエンド報知手段として用いると、トナーエンドに関するユーザの判断基準をエンド判定に反映させることができる。
【００１２】
ここで、例えば、前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジにおいて前記エンド報知手段からの報知があった時点の前記総トナー消費量を、前記エンド判定における前記閾値とするようにしてもよい。こうすることで、計算上の総トナー消費量に基づくエンド判定が実態に合わなかったとしても、以後のエンド判定においては、トナーエンド状態と判定されるタイミングをエンド報知手段による報知タイミングに近づけることが可能となる。
【００１３】
また、例えば、前記判定手段は、前記エンド報知手段からの報知があった時点で前記総トナー消費量が前記閾値に達していなければ、その時点で当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定するとともに、その時点における前記総トナー消費量の値を以後の前記エンド判定における前記閾値とするようにしてもよい。こうすれば、以後に使用されるトナーカートリッジにおいて適切なタイミングでトナーエンド状態を判定できるようになるほか、当該トナーカートリッジにおいてもより的確なタイミングでトナーエンド状態を判定することができる。
【００１４】
また、例えば、前記判定手段は、前記総トナー消費量が前記閾値に達した時点で前記エンド報知手段からの報知がなかったときには、その時点における前記閾値よりも大きな値を以後の前記エンド判定における前記閾値とするようにしてもよい。総トナー消費量が閾値に達した時点では、計算上は当該トナーカートリッジはトナーエンド状態と推定することができる。しかし、このときエンド報知手段がまだエンド報知をしていない場合、計算上のトナー消費量が実際よりも大きくなるような誤差を含んでいることが考えられる。したがって、このような場合には以後のエンド判定における閾値をより大きくすることで、より実状に近いタイミングでトナーエンド状態を判定することができる。
【００１５】
なお、この場合において、エンド報知手段からの報知がないまま総トナー消費量が閾値に達した時点で当該トナーカートリッジをトナーエンド状態と判定するようにした場合には、エンド報知手段の異状による誤判定を防止したり、トナーエンド状態に近づくことによる画質の低下を未然に防止することができるなどの効果が得られる。また、エンド報知手段からの報知を待ってトナーエンド状態と判定するようにした場合には、トナーカートリッジ内にまだトナーが残っているにもかかわらず算出誤差によってトナーエンド状態と判定してしまうことが回避される。いずれの場合においても、以後のエンド判定ではより実態に即した判定が可能となっている。
【００１６】
また、前記画像形成手段が、初期トナー量の異なる２種類以上の前記トナーカートリッジを選択的に装着可能となっている場合には、前記判定手段は、前記トナーカートリッジの初期トナー量ごとに前記閾値を設定することが望ましい。初期トナー量が異なるトナーカートリッジ間では、トナーエンド状態に至るまでに使用可能なトナーの量は当然に異なっている。また、トナーの粒度分布や密度等の違いに起因してトナーカートリッジ内のトナーの減り方が異なる場合もある。そこで、トナーカートリッジの初期トナー量ごとに閾値を設定することによって、それぞれのトナーカートリッジにおけるエンド判定をより適切に行うことが可能となる。
【００１７】
上記した画像形成装置において、前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジのうち直近の１つにおける前記エンド判定の結果に応じて、前記閾値を設定するようにしてもよい。このようにした場合には、最新のエンド判定結果を次のエンド判定に反映させることができる。
【００１８】
また、前記判定手段は、過去に前記画像形成手段に装着されていたトナーカートリッジのうち直近のＮ個（Ｎは２以上の整数）における前記エンド判定の結果に応じて、前記閾値を設定するようにしてもよい。このように、複数個のトナーカートリッジにおけるエンド判定結果に基づいて閾値を設定することにより、判定のばらつきを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
図１は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。また、図２は図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、ホストコンピュータなどの外部装置から与えられる画像形成指令に対応して画像形成動作を実行し、画像信号に対応するモノクロ画像を形成する画像形成装置である。この画像形成装置１では、ホストコンピュータなどの外部装置からインターフェース（Ｉ／Ｆ）１１２を介して画像形成指令がＣＰＵ１１１や画像メモリ１１３などを有するメインコントローラ１１に与えられると、このメインコントローラ１１がエンジンコントローラ１０に制御信号を与え、これに基づき、エンジンコントローラ１０がエンジン部ＥＧなど装置各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびＯＨＰ用透明シートなどの記録材たるシートＳに画像形成指令に対応する画像を形成する。
【００２０】
この画像形成装置のエンジン部ＥＧは、感光体２２、帯電ローラ２３、露光ユニット６および現像器４などを備えている。より詳しくは、エンジン部ＥＧにはドラム状の感光体２２が図１紙面に垂直な回転軸中心に回転自在に設けられており、図示を省略する駆動機構によって感光体２２は図１の矢印方向Ｄ1に一定速度で回転駆動される。感光体２２の周囲には、その回転方向に沿って帯電ローラ２３、露光ユニット６、現像器４、転写ローラ２４およびクリーナ２５がこの順番に配置されている。
【００２１】
感光体２２の表面は、所定の帯電バイアスを与えられ感光体２２の表面に当接する帯電ローラ２３によって所定の表面電位に帯電される。こうして帯電された感光体２２の表面に、露光ユニット６から光ビームＬが照射される。露光ユニット６は、外部装置から与えられる画像形成指令に含まれる画像信号に応じて点灯制御されるレーザ光源と、該レーザ光源から出力されるレーザビームを偏向させ感光体２２に入射させる偏向光学系とを有するレーザスキャンユニット（ＬＳＵ）を備えている。レーザスキャンユニットは回転するポリゴンミラー等の走査機構により、レーザビームを感光体２２の移動方向Ｄ1に直交する方向、すなわち図１の紙面に垂直な方向に走査する。このように、露光ユニット６は、画像信号に応じて感光体２２表面を走査露光することにより、感光体２２表面に画像信号に対応した静電潜像を形成する。
【００２２】
こうして感光体２２表面に形成された静電潜像は、装置本体に対し着脱自在に構成された現像器４内に貯留されたトナーにより現像される。具体的には、現像器４内にはブラック色のトナーＴが貯留されるとともに、現像ローラ４１および供給ローラ４２が設けられている。現像ローラ４１および供給ローラ４２はそれぞれ図１に示す矢印方向に回転駆動されており、これによりトナーＴが現像ローラ４１に摺りつけられて、現像ローラ４１の表面には所定量のトナーが担持されている。現像ローラ４１は感光体２２表面と所定のギャップを隔てて対向配置されており、図示を省略する現像バイアス発生部から所定の現像バイアスを印加される。このため、現像ローラ４１の表面に担持され感光体２２との対向位置に搬送されたトナーは感光体２２に移動し、これにより感光体２２表面の静電潜像はトナーによりトナー像として顕像化される。
【００２３】
こうして顕像化されたトナー像は、転写位置ＴＲにおいてシートＳに転写される。エンジン部ＥＧの下方にはシートＳを貯留するカセット８が設けられるとともに、ピックアップローラ８１、シート搬送ローラ対８２、８３および８４によりシートＳをカセット８から転写位置ＴＲを経由して装置上部の排紙トレイ８９まで搬送する搬送経路Ｆが形成されている。搬送経路Ｆの近傍に付した矢印は、それぞれの位置におけるシート搬送方向を示している。そして、カセット８からピックアップローラ８１により１枚ずつ取り出されたシートＳは、搬送経路Ｆに沿って転写位置ＴＲまで搬送される。転写位置ＴＲでは、シートＳが感光体２２と転写ローラ２４とが当接するニップ部を通過する際に、感光体２２上のトナー像がシートＳに転写される。
【００２４】
転写後の感光体２２の表面はクリーナ２５により清掃される。クリーナ２５は感光体２２表面に当接してその表面に残留付着したトナーを掻き落とすクリーナブレード２５１と、掻き落とされたトナーを貯留する廃トナータンク２５２とを有している。こうして残留トナーが除去された感光体２２表面は再び帯電ローラ２３により帯電され、次の画像形成に供される。
【００２５】
転写位置ＴＲにおいてトナー像を転写されたシートＳは搬送経路Ｆに沿って定着ユニット９に送り込まれる。定着ユニット９は、内部にヒータを有し所定の温度に昇温された加熱ローラ９１と、該加熱ローラ９１表面に圧接された加圧ローラ９２とを備えており、トナー像を転写されたシートＳが加熱ローラ９１と加圧ローラ９２との当接ニップを通過する際にトナーを加熱および加圧することにより、トナー像をシートＳ上に定着させる。こうしてトナー像を定着されたシートＳは装置上部に設けられた排紙トレイ８９に排紙される。
【００２６】
また、この装置１では、図２に示すように、メインコントローラ１１のＣＰＵ１１１により制御される表示部１２および操作部１３を備えている。この表示部１２は、例えば液晶ディスプレイにより構成され、ＣＰＵ１１１からの制御指令に応じて、ユーザへの操作案内や画像形成動作の進行状況、さらに装置の異常発生やいずれかのユニットの交換時期などを知らせるための所定のメッセージを表示する。また、操作部１３は装置本体の上面に設けられた操作ボタン類（図示省略）を備えており、ユーザによる操作ボタン類への操作入力を受け付ける。
【００２７】
また、現像器４には、当該現像器内のトナーがなくなったことを機械的または光学的に検知するエンドセンサ４８および当該現像器に関する情報を記憶するための不揮発性メモリ４９が設けられている。エンドセンサ４８は、現像器内のトナー残量が予め定められた最低残量を下回ったとき、その旨をＣＰＵ１０１に報知する。また、現像器に設けられた不揮発性メモリ４９は、エンジンコントローラ１０のＣＰＵ１０１とメモリインターフェース１０５を介して接続され、ＣＰＵ１０１とメモリ４９との間で通信が行われる。こうすることで、現像器に関する情報がＣＰＵ１０１に伝達されるとともに、メモリ４９内の情報が更新記憶される。
【００２８】
なお、図２において、符号１１３はホストコンピュータなどの外部装置よりインターフェース１１２を介して与えられた画像を記憶するためにメインコントローラ１１に設けられた画像メモリである。また、符号１０６はＣＰＵ１０１が実行する演算プログラムやエンジン部ＥＧを制御するための制御データなどを記憶するためのＲＯＭ、また符号１０７はＣＰＵ１０１における演算結果やその他のデータを一時的に記憶するＲＡＭである。
【００２９】
さらに、エンジンコントローラ１０には、画像の形成に使用されたトナーの消費量を算出するためのトナーカウンタ２００が設けられている。トナーカウンタ２００は、メインコントローラ１１からエンジンコントローラ１０に受け渡される画像信号に基づいて、画像１ページごとにトナー消費量を算出する。トナーカウンタ２００としては、画像信号に基づいてトナー消費量を算出する公知の技術を用いることができ、例えば前述の特許文献１に記載の技術を適用することができるほか、より簡便な手法、例えば単純にドットの個数を画像信号に基づいて求め一定の係数を乗じた値をトナー消費量とする手法を適用してもよい。というのは、後述するように、この実施形態はトナーカウンタの算出誤差に起因するエンド判定の誤りを抑制することができる構成を有しているため、特に高精度のトナーカウント技術を適用することを要しないからである。
【００３０】
次に、上記のように構成された画像形成装置１における、現像器４がトナーエンド状態であるか否かを判定するエンド判定処理について説明する。この画像形成装置１では、ＣＰＵ１０１が、トナーカウンタ２００によって算出される画像１ページごとのトナー消費量の積算値をチェックしており、その積算値が所定の閾値に達したとき、つまり当該現像器４からの総トナー消費量が閾値に達したとき、当該現像器がトナーエンド状態に至ったと判定する。具体的には、以下のようにエンド判定を行う。
【００３１】
図３はこの実施形態におけるエンド判定の原理を説明する図である。まずトナーカウンタ２００による計算値に基づくエンド判定の原理について、図３（ａ）を用いて説明する。現像器４内に予め充填されたトナー量のうち、画像形成に使うことのできるトナーの全量を符号Ｔmaxにより表す。現像器４内のトナーを使用して画像を形成する画像形成動作を繰り返し行うと、時刻ｔとともにトナー消費量が増加してゆく。そして、当該現像器４からの総トナー消費量、つまりトナー消費量の積算値が上記した使用可能な全量Ｔmaxに達した時刻ｔeにおいて、当該現像器はトナーエンド状態になる。なお、説明の便宜上、図では時刻ｔに対しトナー消費量が比例するものとしているが、実際には、時刻ｔに対しトナー消費量が単調増加するものの必ずしも比例するというわけではない。
【００３２】
したがって、図３（ａ）に破線で示すようにトナーカウンタ２００に算出誤差が全くない理想的な状態では、トナーカウンタ２００により算出されるトナー消費量の計算値が使用可能なトナー全量Ｔmaxに相当する値Ｔth1に達したときに、トナーエンド状態になったと判定するようにしておけばよい。すなわち、トナーカウンタ２００の算出結果をモニタするとともに、その計算値に対して閾値Ｔth1を設定しておき、計算値がこの閾値Ｔth1に達したときにトナーエンド状態であると判定するようにすればよい。
【００３３】
しかしながら、トナーカウンタ２００は画像信号に基づいて間接的にトナー消費量を算出しているため、装置本体やトナーの特性ばらつきや、装置の設置環境の違いに起因して、算出される計算上のトナー消費量が実際の消費量からずれる場合がある。例えば、図３（ａ）に実線で示すようにトナーカウンタ２００による計算値が実際のトナー消費量（理想値）よりも少なめに算出されている場合、実際に現像器がトナーエンド状態に至った時刻ｔeにおけるトナーカウンタ２００の計算値Ｔ2は前記した閾値Ｔth1よりも小さく、計算上はいまだトナーエンド状態に至っていないことになる。
【００３４】
逆に、図３（ｂ）に実線で示すように、トナーカウンタ２００による計算値が実際のトナー消費量よりも多めに算出されている場合、計算上は総トナー消費量が閾値Ｔth1に達しトナーエンド状態とみなされる時刻ｔ1においては、実際のトナー消費量は使用可能な全量Ｔmaxに達しておらず使用可能なトナーがまだ残存していることになる。このように、トナーカウンタ２００による計算値によるエンド判定においては、実際のトナー消費量との間にずれがあると正しい判定を行えないおそれがある。
【００３５】
また、これとは別に、トナー残量が少なくなった現像器の使用をどこまで許容するかがユーザの好みや目的によって異なっており、これに起因して、トナー残量がどこまで減った状態をトナーエンド状態とするかを一義的に決められないという問題がある。例えば、画質を最優先するユーザにおいては、トナーの残量低下に伴う画質の低下が現れる前に現像器の交換時期を知りたいという要求がある。その一方、経済性を優先するユーザにおいては、多少の画質の低下を許容してできる限り現像器内のトナーを使い切りたいという要求がある。
【００３６】
このように、本来トナーエンド状態と判定されるべき時期と、トナーカウンタ２００による計算値が示す同時期との間にずれが生じることがあるが、そのずれは同一の画像形成装置、同一のユーザにおいては同じような傾向を示すと予想される。さらに、現像器が実際にトナーエンド状態に至った時点におけるトナーカウンタ２００による計算値は、トナーカウンタ２００により算出されるトナー消費量と、真のトナー消費量との間の乖離の程度を指標する情報であると言える。そこで、この実施形態では、トナーカウンタ２００による計算値に基づいて行うエンド判定に適用するトナー消費量の閾値を一定とせず、過去のエンド判定結果に基づいて設定することにより、このような問題に対応している。
【００３７】
具体的には、閾値をＴth1としてエンド判定を行った結果、図３（ａ）に示すようにトナーカウンタ２００による計算値が閾値Ｔth1に達するよりも前に現像器がトナーエンド状態になった場合には、その時点における計算値Ｔ2を新たな閾値Ｔth2とする。このようにすると、トナーエンド状態となった現像器が装置から取り出され新たな現像器が装着されたとき、当該新たな現像器においては、閾値Ｔth2に基づいてエンド判定が行われるようになる。つまり、当該現像器は、トナーカウンタ２００の計算値が新しい閾値Ｔth2に達したときにトナーエンド状態と判定されることとなる。
【００３８】
一方、図３（ｂ）に示すように、トナーカウンタ２００による計算値が閾値Ｔth1に達した時点で現像器がトナーエンド状態に至っていない場合には、その時点における閾値よりも大きな値を新たな閾値Ｔth3とする。理想的には現像器がトナーエンド状態に至る時刻ｔeにおける計算値Ｔ3を新たな閾値とするのが望ましいが、その値Ｔ3を必ずしも正確に予測することができるとは限らないので、現在の閾値Ｔth1に適宜の値を加算した値を新たな閾値Ｔth3としてよい。その理由については後述する。
【００３９】
現像器がトナーエンド状態になったか否かについては、例えば現像器４に設けたエンドセンサ４８からの報知によって検知することができる。また、ユーザが現像器を交換したことをもってトナーエンド状態であると判断してもよい。ユーザが現像器を交換したかどうかについては、例えばユーザが操作部１３に対し現像器交換を行う旨の操作入力を行ったか否かによって判断することができる。また、現像器装着の有無を検出するセンサを設けておき、現像器が無の状態から有の状態に変化したことをもって現像器が交換されたと判断してもよい。ユーザの交換作業によってトナーエンド状態と見なす場合においては、エンドセンサ４８は必ずしも必要ない。
【００４０】
以上のようにすることで、トナーカウンタ２００の計算値に基づくエンド判定結果を装置の特性ばらつきやユーザの意向に合わせ込むことができる。トナーカウンタ２００による計算値が閾値に達する前に現像器がトナーエンド状態となる場合としては、トナーカウンタ２００の計算値が理想値よりも少ないケースおよびユーザが早めに現像器を交換するケースが考えられるが、このような場合には、次に使用される現像器においては閾値がより小さな値に変更される。逆に、現像器がトナーエンド状態になる前に計算値が閾値に達する場合としては、トナーカウンタ２００の計算値が理想値よりも多めになるケースおよびユーザがなかなか現像器を交換しないケースがある。このような場合には、次に使用される現像器においては閾値がより大きな値に変更される。これにより、現在使用中の現像器におけるエンド判定結果が次の現像器におけるエンド判定に反映されることとなり、次の現像器についてのエンド判定ではより実際に即したタイミングでトナーエンド状態の判定を行うことが可能となる。すなわち、装置が実際にトナーエンド状態に達するタイミングと、計算値に基づきトナーエンド状態と判定されるタイミングとの乖離を小さくすることができる。
【００４１】
なお、閾値を現在より大きな値に再設定する場合、現在の値に適宜の値を加算した値を新たな閾値とすればよいことを先に述べた。このようにしてよい理由は、こうして設定された新たな閾値が適正値より大きすぎり小さすぎたりした場合でも、以後に使用される現像器でも上記のような閾値の見直しを行うことにより、閾値は次第に適正な値に収束してゆくからである。
【００４２】
図４はエンド判定処理を含むこの実施形態の動作の流れを示すフローチャートである。この実施形態では、外部から画像形成指令が与えられるのを待機しており（ステップＳ１０１）、画像形成指令が与えられると、画像形成動作を実行して１ページ分の画像を形成する（ステップＳ１０２）。そして、画像信号に基づきトナーカウンタ２００が当該画像１ページ分のトナー消費量を算出する（ステップＳ１０３）。算出結果はＣＰＵ１０１により積算され、積算値は例えばＲＡＭ１０７に記憶されている。ＣＰＵ１０１は、トナーカウンタ２００により算出された１ページ分のトナー消費量をこれまでの積算値に加算して当該現像器の総トナー消費量を算出し（ステップＳ１０４）、ＲＡＭ１０７に更新記憶する。
【００４３】
次いで、積算された総トナー消費量が予め設定された閾値に達したかどうかを判定する（ステップＳ１０５）。閾値に達していなければ、続いてエンドセンサ４８からのエンド報知またはユーザによる交換作業があったか否かを判定する（ステップＳ１０６、Ｓ１０７）。これらのいずれもがなされなかった場合には、形成すべき次ページの画像があるか否かを判定し（ステップＳ１０８）、形成すべき画像がある場合にはステップＳ１０２に戻って次の画像を形成し、また形成すべき画像がなければステップＳ１０１に戻って新たな画像形成指令が入力されるのを待つ。
【００４４】
ステップＳ１０５において総トナー消費量が閾値以上であった場合には、現在の閾値よりも大きな値、具体的には、現在の閾値に所定の定数を加えた値を新たな閾値として設定する（ステップＳ１０９）。一方、エンドセンサ４８からのエンド報知があった場合には、ＲＡＭ１０７に記憶されている現在の総トナー消費量を新たな閾値として設定する（ステップＳ１１０）。そして、どちらの場合についても、現像器がトナーエンド状態になったことをユーザに知らせるメッセージを表示部１２に表示させ（ステップＳ１１１）、装置を現像器の交換待ち状態に移行させる（ステップＳ１１２）。交換待ち状態は現像器が交換されるまで維持される。そして、新たに装着された現像については、新たに設定された閾値に基づいてエンド判定が行われる。
【００４５】
また、ユーザにより現像器の交換がなされた場合には（ステップＳ１０７）、その時点までの総トナー消費量を新たな閾値として設定する（ステップＳ１１３）。こうすることにより、新たに装着された現像器は、その前に使用されていた現像器と同じレベルにまでトナーを使い切るまでトナーエンド状態と判定されることがなくなる。つまり、ユーザが現像器を交換すべきと判断したときと同じ状態になるまで、新たな現像器を使用することができる。こうして新たな閾値を設定した上で、ステップＳ１０８に戻り、引き続き残りの画像を形成するか、新たな画像形成指令を待つ状態となる。
【００４６】
以上のように、この実施形態では、エンド判定においてトナーエンド状態と判定する総トナー消費量の閾値を一定とせず、過去のエンド判定結果に基づいて変更設定するようにしている。具体的には、１つの現像器がトナーエンド状態と判定されたとき、その結果に応じて次の現像器に対するエンド判定の閾値が新たに設定されるようにしている。このように、過去に使用された現像器におけるエンド判定結果を次の現像器におけるエンド判定に反映させることにより、この実施形態では、トナーカウンタ２００の算出誤差や装置の特性ばらつき、ユーザの意向等を反映させた適切なエンド判定を行うことが可能となっている。
【００４７】
以上説明したように、上記実施形態においては、エンジン部ＥＧが本発明の「画像形成手段」として機能しており、現像器４が本発明の「トナーカートリッジ」として機能している。また、この実施形態では、トナーカウンタ２００が本発明の「トナー消費量算出手段」として機能する一方、ＣＰＵ１０１が本発明の「判定手段」として機能している。また、エンドセンサ４８およびユーザからの交換指示操作を受け付ける操作部１３が本発明の「エンド報知手段」に相当している。
【００４８】
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態においては、直前に使用されていた現像器におけるエンド判定の結果により次の現像器におけるエンド判定の閾値が決まるようにしているが、過去の複数個の現像器におけるエンド判定結果に基づき次の閾値を決めるようにしてもよい。例えば、直近に使用されていた所定個数、例えば５個の現像器においてトナーエンド状態とされたときのそれぞれの総トナー消費量の平均値または最大値を次の現像器における閾値としてもよい。こうすれば、例えば直近に使用された現像器が突発的な理由でトナーエンド状態に至ったような場合でも、次の現像器において極端な閾値が設定されるのを防止し、判定のばらつきを抑えることができる。また、過去に使用された現像器の全てにおけるエンド判定結果を反映させるようにしてもよい。
【００４９】
また、上記実施形態のように、装置本体に対し現像器（トナーカートリッジ）を着脱可能な画像形成装置では、初期トナー量、つまり新品の状態におけるトナーの充填量が異なる現像器を装着できるように構成されたものがある。例えば、同一形状のカートリッジに異なる量のトナーを充填することにより、大容量カートリッジ、小容量カートリッジとして別個に販売されている場合がある。このように初期トナー量の異なる現像器の間では、トナーエンド状態に至るまでに使用可能なトナー量は当然に相違しているので、それぞれに異なる閾値が設定されるべきである。また、初期トナー量の差異に起因して、使用に伴う現像器内のトナーの粒径分布や帯電量等の特性の経時変化の程度も異なると考えられることから、このような現像器に対する閾値の設定はその初期トナー量ごと個別になされることが望ましい。すなわち、ある現像器について閾値を設定する場合、過去に使用された現像器のうち初期トナー量が当該現像器と同じであるものにおけるエンド判定結果に基づいて、当該現像器に対する閾値が設定されるようにすることが望ましい。
【００５０】
また、上記実施形態ではトナーカウンタ２００によるトナー消費量算出結果に基づくエンド判定を、その積算値（総トナー消費量）の値によって行うようにしているが、初期トナー量から総トナー消費量を差し引いたトナー残量に基づいて行うようにしても、技術的には等価である。この場合、現像器が使用不可能となるときのトナー残量は初期トナー量の大小にかかわらずほぼ等しいと考えられるので、初期トナー量の大小を区別せずに閾値の設定を行ってもよい。ただ、上記したようにトナー特性の経時変化の程度が異なることが考えられるため、初期トナー量の違いに応じて個別に管理を行うようにしてもよい。
【００５１】
また、上記したエンド判定の他に、トナーカウンタ２００の算出結果に基づいて適宜トナーの残量に関する情報をユーザに報知するようにしてもよい。例えば、現像器がトナーエンド状態になるよりも前に、トナーエンド状態が近づいている（ニアエンド状態）ことをユーザに知らせるようにしてもよい。このような機能は、トナーエンド状態を判定するための閾値とは別に、これより小さな値をニアエンド判定のための閾値として設定しておき、算出された総トナー消費量がこの閾値に達したときにニアエンド状態であると判定するようにすることで実現可能である。この場合において、ニアエンド判定のための閾値に関しても、上記したエンド判定用の閾値の場合と同様に、過去の現像器におけるエンド判定の結果に基づいて適宜変更するようにするのが好ましい。
【００５２】
また、上記実施形態のエンド判定処理（図４）では、総トナー消費量の計算値が閾値に達したとき、またはエンドセンサ４８からのエンド報知があったときには現像器がトナーエンド状態になった判定して現像器を交換するようユーザに促すようにしている。つまり、トナーカウンタ２００による計算値、エンドセンサ４８による検知の少なくとも一方がトナーエンド状態を示したときには実際に現像器がトナーエンド状態にあると判定するようにしている。これは、トナーエンド状態のまま画像形成を継続し画質の劣化した画像が形成されてしまうのを防止するためである。つまり、トナーカウンタ２００およびエンドセンサ４８のいずれもが誤差を含む可能性を有しているため、少なくとも一方がトナーエンド状態を示したときにはトナーエンド状態であると判定することで、上記のような問題の発生を未然に防止するものである。
【００５３】
これに代えて、例えばトナーカウンタ２００の計算値に基づくトナーエンド状態が先に検知されたときには直ちにトナーエンドと判定せず、エンドセンサ４８の報知を待ってトナーエンドと判定するようにしてもよい。この場合には、トナーカウンタ２００の計算値がトナーエンド状態を示した後も、さらに計算を継続し、エンドセンサ４８によりトナーエンドが報知されたときを真のトナーエンドとするとともに、そのときのトナーカウンタ２００による総トナー消費量の計算値を次のエンド判定における閾値とするようにしてもよい。こうすることで、図３（ｂ）に示す値Ｔ3を新たな閾値Ｔth3とすることが可能となる。
【００５４】
また、エンド判定のための閾値、または、過去の現像器においてトナーエンド状態になったときの総トナー消費量の値については、上記実施形態のように画像形成装置内のメモリに記憶させず外部に記憶させるようにしてもよい。例えば、当該画像形成装置に画像信号を与えるホストコンピュータ側でこれらの数値を記憶・管理するようにしてもよい。また、例えばネットワークプリンタにおいては、ネットワーク上のサーバでこれらの数値を管理するようにしてもよい。この場合において、ネットワークに同型の画像形成装置が複数台接続されているときには、各画像形成装置における数値を１台のサーバで一元的に管理するようにしてもよい。
【００５５】
また、上記実施形態の画像形成装置は、ブラックトナーを貯留した現像器を１個だけ備えるモノクロ画像専用の画像形成装置であるが、本発明はこれに限定されるものではなく、互いに異なる色のトナーを貯留する複数の現像器を備え、複数色のトナーを使用してカラー画像を形成する装置にも適用可能である。さらに、この発明は、上記構成に限定されず、トナーを使用して画像を形成する画像形成装置全般に対して適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図。
【図２】図１の画像形成装置の電気的構成を示すブロック図。
【図３】この実施形態におけるエンド判定の原理を説明する図。
【図４】エンド判定処理を含むこの実施形態の動作の流れを示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５７】
４…現像器（トナーカートリッジ）、  ４８…エンドセンサ（エンド報知手段）、  １３…操作部（エンド報知手段）、  １０１…ＣＰＵ（判定手段）、  ２００…トナーカウンタ（トナー消費量算出手段）、  ＥＧ…エンジン部（画像形成手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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