(57)【要約】【課題】  トナー無しであると推測した時点から、実際にトナー無しとなったことを検知するまでの時間にバラツキが発生する。【解決手段】  トナー供給ユニットから供給された現像材の量に基づいてトナー供給ユニットのトナー残量が略無くなったと推測された際（Ｓ１３）、トナー供給ユニットから現像ユニットにトナーを供給する補給ローラ５１３を所定量回転駆動し（Ｓ１５）、その回転駆動後、そのトナー供給ユニット内のトナー残量がない旨をユーザに報知する（Ｓ１６）。【選択図】  図４
2006011404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能な現像剤供給ユニットから供給される現像剤を用いて現像ユニットにより画像を現像して像形成する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤供給用ローラを回転駆動する駆動手段と、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量を推測する推測手段と、
前記推測手段により前記現像剤残量が略無くなったと推測された際、前記駆動手段を所定量駆動する供給駆動手段と、
前記供給駆動手段の駆動後、前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量がない旨を示す情報を出力する出力手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記推測手段は、
前記現像剤供給ユニットを使用して画像形成された画像のドット数を計数する計数手段と、前記計数手段による計数値に対応する現像剤の使用量を求める演算手段とを有し、前記現像剤供給ユニットの初期現像剤量と前記演算手段により演算された前記現像剤の使用量とに基づいて前記現像剤残量を推測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】
前記推測手段は、
前記現像剤供給ユニットから現像材を供給するために前記駆動手段による駆動回数を計数する計数手段と、前記計数手段により計数された駆動回数に対応する現像剤の使用量を求める演算手段とを有し、前記現像剤供給ユニットの初期現像剤量と前記演算手段により演算された前記現像剤の使用量とに基づいて前記現像剤残量を推測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４】
前記現像剤供給ユニットは、前記計数手段により計数されたドット数の積算値を不揮発に記憶するメモリを有し、前記演算手段は前記メモリに記憶されている前記積算値に基づいて前記現像剤の使用量を求めることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記現像剤供給ユニットは、前記計数手段により計数された前記駆動回数の積算値を不揮発に記憶するメモリを有し、前記演算手段は前記メモリに記憶されている前記積算値に基づいて前記現像剤の使用量を求めることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記現像ユニット内の現像剤量が所定範囲量であるかどうかを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記所定範囲量でないと判別された場合、前記駆動手段を駆動して前記現像ユニット内の現像剤量を前記所定範囲量に維持するように制御する制御手段とを更に有す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】
前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないことを検知する検知手段を更に有し、前記報知手段による報知の後、前記検知手段が前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないことを検知すると画像形成動作を禁止す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】
前記検知手段は、
前記現像ユニット内の現像剤量が所定範囲量であるかどうかを判別する判別手段と、
前記判別手段により前記所定範囲量でないと判別された場合、前記駆動手段を駆動して前記現像ユニット内の現像剤量を前記所定範囲量に維持するように制御する制御手段とを有し、前記制御手段による制御にも拘わらず前記判別手段により判別される現像剤量が変化しない場合に、前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないと検知することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記現像ユニットは前記現像剤を攪拌するための攪拌室を有し、前記攪拌室の容積は前記所定範囲量の最大量よりも更に所定量の現像剤を収容できる容積であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記駆動手段による所定量の駆動は、前記推測手段による推測量の最大誤差に相当する量に対応する現像剤を、前記現像剤供給ユニットから前記現像ユニットに供給するための駆動であ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】
交換可能な現像剤供給ユニットから供給される現像剤を用いて現像ユニットにより画像を現像して画像形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量を推測する推測工程と、
前記推測工程で前記現像剤残量が略無くなったと推測された場合に、前記現像剤供給ユニット内の現像剤を前記現像ユニットに所定量供給する供給工程と、
前記供給工程の後、前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量がない旨を示す情報を出力する出力工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項１２】
前記推測工程は、
前記現像剤供給ユニットを使用して画像形成された画像のドット数を計数する計数工程と、前記計数工程で計数した前記計数値に対応する現像剤の使用量を求める演算工程とを有し、前記現像剤供給ユニットの初期現像剤量と前記演算工程で演算された前記現像剤の使用量とに基づいて前記現像剤残量を推測することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１３】
前記推測工程では、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤を前記現像ユニットに供給する供給回数を計数する計数工程と、
前記計数工程で計数した供給回数に対応する現像剤の使用量を求める演算工程とを有し、前記現像剤供給ユニットの初期現像剤量と前記演算工程で演算された前記現像剤の使用量とに基づいて前記現像剤残量を推測することを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１４】
前記現像剤供給ユニットは、前記計数工程で計数されたドット数の積算値を不揮発に記憶するメモリを有し、前記演算工程では前記メモリに記憶されている前記積算値に基づいて前記現像剤の使用量を求めることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１５】
前記現像剤供給ユニットは、前記計数工程で計数された前記供給回数の積算値を不揮発に記憶するメモリを有し、前記演算工程では前記メモリに記憶されている前記積算値に基づいて前記現像剤の使用量を求めることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１６】
前記現像ユニット内の現像剤量が所定範囲量であるかどうかを判別する判別工程と、
前記判別工程で前記所定範囲量でないと判別された場合、前記現像剤供給ユニットの現像剤の供給を制御して前記現像ユニット内の現像剤量を前記所定範囲量に維持するように制御する制御工程とを更に有することを特徴とする請求項１１乃至１５のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１７】
前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないことを検知する検知工程を更に有し、前記報知工程での報知の後、前記検知工程で前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないことを検知すると画像形成動作を禁止することを特徴とする請求項１１乃至１６のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１８】
前記検知工程は、
前記現像ユニット内の現像剤量が所定範囲量であるかどうかを判別する判別工程と、
前記判別工程で前記所定範囲量でないと判別された場合、前記現像剤供給ユニットの現像剤の供給を制御して前記現像ユニット内の現像剤量を前記所定範囲量に維持するように制御する制御工程とを有し、前記制御工程による制御にも拘わらず前記判別工程で判別される現像剤量が変化しない場合に、前記現像剤供給ユニットから現像剤が供給されていないと検知することを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項１９】
前記供給工程における所定量供給は、前記推測工程での推測量の最大誤差に相当する量に対応する現像剤を、前記現像剤供給ユニットから前記現像ユニットに供給するものであることを特徴とする請求項１１乃至１９のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２０】
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置であって、
前記現像剤供給部から前記現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する第１検知部と、
前記現像装置の現像剤量を検知する第２検知部と、
前記第２検知部の検知結果に基づいて前記現像剤供給部材を駆動する制御部とを有し、
前記制御部は、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記第２検知部の検知結果に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
前記制御部は、前記第２検知部によって検知された現像剤量が所定量よりも小さい場合に画像形成動作を停止することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記現像剤供給部は情報を記憶する記憶部を有し、前記制御部は、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合、前記現像剤供給部材を所定量駆動した後に、前記記憶部に現像剤残量がなくなったことを示す情報を記憶することを特徴とする請求項２０又は２１に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記現像剤供給部は前記画像形成装置に着脱可能であって、前記制御部は、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合、前記現像剤供給部材を所定量駆動した後に、前記現像剤供給部の交換を示す情報を出力することを特徴とする請求項２０乃至２２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する第１検知工程と、
前記現像装置の現像剤量を検知する第２検知工程と、
前記第２検知工程の検知結果に基づいて、前記現像剤供給部から前記現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給部材を駆動する第１駆動工程と、
前記第１検知工程において、現像剤供給部の現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記第２検知工程の検知結果に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動する第２工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【請求項２５】
更に、前記第２検知部によって検知された現像剤量が所定量よりも小さい場合に、画像形成を停止する工程を有することを特徴とする請求項２４に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２６】
更に、前記現像剤供給部は情報を記憶する記憶部を有し、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合、前記現像剤供給部材を所定量駆動した後に、前記記憶部に現像剤残量がなくなったことを示す情報を記憶する工程を有することを特徴とする請求項２４又は２５に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２７】
前記現像剤供給部は前記画像形成装置に着脱可能であって、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記現像剤供給部材を所定量駆動した後に、前記現像剤供給部の交換を示す情報を出力する工程を有することを特徴とする請求項２４乃至２６のいずれか１項に記載の画像形成装置の制御方法。
【請求項２８】
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置であって、
前記現像剤供給部から前記現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する第１検知部と、
現像される画像の画像情報に基づいて前記現像剤供給部材を駆動して前記現像装置に前記現像剤を供給する制御部とを有し、
前記制御部は、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記画像情報に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２９】
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する残量検知工程と、
現像される画像の画像情報に基づいて前記現像剤供給部材を駆動して前記現像装置に前記現像剤を供給する第１供給工程と、
前記残量検知工程において、前記現像剤の残量が略無くなったと検知された場合に、前記画像情報に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動して前記現像装置に現像剤を供給する第２供給工程と、
を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤の供給ユニットから供給される現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像プロセスを用いた画像形成装置では、例えば現像ユニットと感光体及び、その感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができ、格段に操作性を向上できる。このため画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
しかしながら、このプロセスカートリッジ方式は、そのカートリッジに収容できるトナー容量に制限があり、以下のような欠点もある。
【０００４】
使用頻度の高い画像形成装置の場合には、トナー容量が少ないプロセスカートリッジ方式では、そのカートリッジの交換頻度が増大し、ユーザビィリティーが悪くなる。また、カートリッジの交換に際しては、トナー以外のカートリッジ構成部品（感光ドラムや帯電ローラ、現像ユニット等）も一体で交換されるため、ランニングコストの上昇を招くことになる。
【０００５】
そこで、現像ユニット等を画像形成装置本体側に持たせ、カートリッジによりトナーのみを供給する、所謂、トナー補給用のカートリッジを用いること（トナー補給系）が、使用頻度の高い複写機等では主流となっている。このトナー補給系の短所は、消耗部品交換などといった、画像形成装置のメンテナンスがユーザでは殆ど不可能であるため、サービスマンによるメンテナンスが必要になり、その分、ユーザの負担が増える点にある。
【０００６】
近年、これらプロセスカートリッジ方式とトナー補給方式の、それぞれの長所を併せ持つ、トナー補給系プロセスカートリッジ方式が提案されている。この方式は、少なくとも像担持体（感光ドラム）上に形成された静電潜像をトナーによって顕像化する現像ユニットを備えるプロセスカートリッジと、その現像ユニットにトナーを補給するトナー供給ユニットとから構成されるものであり、これら２つのユニットを画像形成装置本体に着脱可能とすることにより、メンテナンス性、ユーザビィリティーの向上、低ランニングコスト等が実現される。
【０００７】
このようなトナー供給ユニットは、トナー残量を検知する手段を有しており、その検知結果によりトナー供給ユニットの交換をユーザに報知することができる。このトナー供給ユニット内のトナー量を検知する手段としては、（Ａ）トナー供給ユニットに既知の各種のセンサ、例えば容器内壁にピエゾセンサを設けたり、トナーの静電容量を検出したり、光透過式のもの等がある。また、特許文献１に記載されているように、（Ｂ）トナーが補給される現像ユニット側に、例えば２成分現像剤のトナーとキャリアの混合比（トナー濃度）を検知する手段を持ち、このトナー濃度検知手段の検知出力が一定値以上（トナー濃度が一定値以下）となったときに、トナー補給がなされていないとしてトナー供給ユニットのトナー無しを検知する方法などもある。また（Ｃ）トナー濃度センサの検知出力、画像ドット情報などからのトナー消費情報により、供給されたトナーの総量をトナー供給ユニットのトナー供給スクリューの回転数などを積算して記憶することにより推測し、その推測結果によりトナー無し状態を検知する方法もある。
【特許文献１】特許第２５７５４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記（Ａ）の場合、トナー供給ユニットに直接トナー量を検知する検知手段を設けるため、使用途中でのトナーの残量表示、適切なタイミングでのトナー無し報知を行うことが可能であるが、検知手段を設ける分、交換ユニットであるトナー供給ユニットのコストが上昇するという問題がある。
【０００９】
また（Ｂ）の場合、本当にトナー供給ユニットのトナーがなくなった段階でトナー無しであることを報知できるが、使用途中でのトナー残量の表示、また後どれくらいでトナー供給ユニットの交換が必要になるかといった事前の警告を行うことができない。また（Ｃ）の場合は逆に、トナー使用量と関連性の大きいトナー供給用スクリューの回転数などを積算して記憶することにより、使用したトナー量を推測している。これにより使用途中におけるトナー供給ユニット内のトナーの残量を段階的に表示でき、ユーザにトナー供給ユニットの交換時期を知らせることができる点で非常に有効である。しかし、トナー無しと判断した段階で、実際のトナー残量との間に誤差が発生し、トナーが残っているにも拘わらずトナー供給ユニットを交換するように報知してしまう虞がある。また上述の（Ｂ）、（Ｃ）を組み合わせることで、使用途中でのトナーの残量の表示、及び実際にトナー供給ユニットのトナーがなくなった段階でトナー無しであると報知できるようになる。しかし、この場合にも、トナー無しであると推測した時点から、実際にトナー無しになったことを検知するまでの時間にバラツキが発生する。例えばトナー残量が残り１％であると表示してから、実際にトナーが無くなって印刷ができなくなるまでに長い時間がかかったり、或は短かい時間で印刷ができなくなることにより、ユーザの混乱を招く可能性があった。  本発明の目的は、上記従来技術の欠点を解決することにある。
【００１０】
本願発明の特徴は、現像剤供給ユニット内の現像剤残量を推測し、現像剤残量が略無くなったと推測した後、確実に現像剤が無くなってから、その旨を示す情報を出力する画像形成装置及びその制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記特徴は、独立クレームに記載の特徴の組み合わせにより達成され、従属項は発明の単なる有利な具体例を規定するものである。
【００１２】
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
交換可能な現像剤供給ユニットから供給される現像剤を用いて現像ユニットにより画像を現像して像形成する画像形成装置であって、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤供給用ローラを回転駆動する駆動手段と、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量を推測する推測手段と、
前記推測手段により前記現像剤残量が略無くなったと推測された際、前記駆動手段を所定量駆動する供給駆動手段と、
前記供給駆動手段の駆動後、前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量がない旨を示す情報を出力する出力手段とを有することを特徴とする。
【００１３】
本発明の一態様に係る画像形成装置は以下のような構成を備える。即ち、
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置であって、
前記現像剤供給部から前記現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給部材と、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する第１検知部と、
前記現像装置の現像剤量を検知する第２検知部と、
前記第２検知部の検知結果に基づいて前記現像剤供給部材を駆動する制御部とを有し、  前記制御部は、前記第１検知部により前記現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記第２検知部の検知結果に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動することを特徴とする。
【００１４】
本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
交換可能な現像剤供給ユニットから供給される現像剤を用いて現像ユニットにより画像を現像して画像形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量を推測する推測工程と、
前記推測工程で前記現像剤残量が略無くなったと推測された場合に、前記現像剤供給ユニット内の現像剤を前記現像ユニットに所定量供給する供給工程と、
前記供給工程の後、前記現像剤供給ユニット内の現像剤残量がない旨を示す情報を出力する出力工程とを有することを特徴とする。
【００１５】
本発明の一態様に係る画像形成装置の制御方法は以下のような工程を備える。即ち、
現像剤供給部から供給される現像剤を用いて現像装置により画像を現像して像形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記現像剤供給部の現像剤残量を検知する第１検知工程と、
前記現像装置の現像剤量を検知する第２検知工程と、
前記第２検知工程の検知結果に基づいて、前記現像剤供給部から前記現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給部材を駆動する第１駆動工程と、
前記第１検知工程において、現像剤供給部の現像剤残量が略無くなったと検知された場合に、前記第２検知工程の検知結果に拘わらず、画像形成を実行しながら前記現像剤供給部材を所定量駆動する第２工程とを有することを特徴とする。
【００１６】
この発明の概要は、必要な特徴の全てを列挙しているものでなく、よってこれら特徴群のサブコンビネーションも発明になり得る。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、現像剤供給ユニットの交換指示を適切なタイミングでユーザに出力できる。
【００１８】
また現像剤供給ユニットの交換指示を報知した時点で、確実に現像剤供給ユニット内の現像剤を使い切ることができるため、無駄に現像剤を捨ててしまうことがなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態を詳しく説明する。尚、以下の実施の形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また本実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本願発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、以下の説明で一度説明した部材についての材質、形状などは、特に改めて記載しない限り初めの説明と同様のものである。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の画像形成部の概略構成を示す断面図である。尚、本実施の形態１では、黒単色で画像形成を行う画像形成装置の場合で説明するが、本発明は本実施の形態に限定されるものではなく、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（黒）などの複数色の画像形成を行うカラー画像形成装置にも適用できる。
【００２１】
尚、以下に説明する本実施の形態１，２に係る画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。また、プロセスカートリッジ゛とは、少なくとも現像ユニットを有し、例えば感光ドラムと一体的にカートリッジ化されており、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また現像剤供給ユニットとは、プロセスカートリッジ内の現像ユニットに現像剤（トナー）を補給するユニットであって、画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【００２２】
本実施の形態１に係る画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体（以下、感光ドラム）と、静電潜像を現像する現像ユニットと、この現像ユニットに現像剤を補給する現像剤補給ユニット（以下、トナー補給ユニット）と、このトナー補給ユニットからの現像剤の補給を制御する制御部とを備える。
【００２３】
画像形成装置は、そのほぼ中心部に、ドラム状の電子写真感光体、即ち、感光ドラム１１０を、矢印Ｒ１方向に回転可能に支持している。画像形成動作が開始されると、帯電ローラ２１０により感光ドラム１１０の表面が一様に帯電される。その後、露光手段としてのレーザ照射部３１０から発光される画像情報に対応したレーザ光により、感光ドラム１１０の表面が露光されることにより、その感光ドラム１１０の表面に画像情報に対応する静電潜像が形成される。
【００２４】
本実施の形態１では、感光ドラム１１０の帯電電荷は負極性である。そして画像情報に対応した静電潜像は、レーザ照射部３１０からのレーザ光による露光により負極性の帯電電荷が減衰した部分に形成される。その後、静電潜像は、感光ドラム１１０の回転に伴って、現像ユニット４１０から供給される現像剤の一種であるトナーにより可視化されて感光ドラム１１０上にトナー像が形成される。
【００２５】
本実施の形態１では、現像方式は反転現像方式である。そのため、帯電電荷と同極性（負極性）のトナーが、感光ドラム１１０上の負極性の帯電電荷が減衰した部分（画像部）に付着する。又、トナーは、現像剤収容手段としてのトナー供給ユニット（トナーカートリッジ）５１０から現像ユニット４１０に補給される。
【００２６】
一方、不図示の用紙カセットに収容された記録材（記録シート）Ｐは、給紙ローラ９１０の回転によって感光ドラム１１０と転写手段としての転写ローラ６１０とが当接する転写領域へ、感光ドラム１１０上のトナー像が転写領域に到達するのに同期して搬送される。そして、感光ドラム１１０上のトナー像と記録シートＰとが転写領域に至ると、転写ローラ６１０によって転写領域に形成される転写電界により、感光ドラム１１０上のトナー像が記録シートＰ上に転写される。その後、記録シートＰに担持された未定着トナー像は、定着ユニット８１０の備える定着手段（ヒートローラ）８１０ａによる加熱、及び、加圧ローラ８１０ｂによる加圧を受けて、記録シートＰ上に永久画像として定着される。
【００２７】
又、トナー像の転写を終了した感光ドラム１１０の表面に残存するトナーは、ブレード状のクリーニング手段を備えるクリーニングユニット７１０によって除去され、後続の画像形成動作に備える。
【００２８】
次に、現像ユニット４１０、トナー供給ユニット５１０について更に説明する。
【００２９】
図２は、本実施の形態１に係る現像ユニット４１０、トナー供給ユニット５１０の概略構成を示す要部断面図で、図１と共通する部分は同じ記号で示している。
【００３０】
本実施の形態１では、現像ユニット４１０は、現像剤（トナー）を担持搬送し、その現像剤を感光ドラム１１０に接触させて静電潜像を現像する現像剤担持体（以下、現像ローラ４１１）と、その現像ローラ４１１へ現像剤を供給する現像剤供給部（以下、供給ローラ４１３）と、供給ローラ４１３により供給された現像剤を規制して現像ローラ４１１上に現像剤の薄層を形成する現像剤規制部（以下、ブレード４１２）と、補給ローラ５１３の回転により現像剤供給ユニット５１０から供給された現像剤と現像ユニット４１０内の現像剤とを混合するために可動する現像剤攪拌部材（以下、攪拌部材４１４）と、攪拌部材近傍の現像剤の剤面高さを検知する剤面検知部（以下、トナー面検知ユニット４１５）とを有する。尚、この現像ユニット４１０は、現像ローラ４１１を感光ドラム１１０に当接させ、現像剤を感光ドラム１１０と「接触」させた状態で現像を行う接触現像方式を採用している。
【００３１】
また、本実施の形態１にて用いられる現像剤は、負帯電性の非磁性一成分現像剤（トナー）である。更に詳しくは、低軟化点物質を内包する内部構造を形成することで、定着ユニット８１０における省エネルギー化を図ったトナーである。このトナーの作製方法としては、例えば、特公昭６３−１０２３１号公報、特開昭５９−５３８５６号公報、特開昭５９−６１８４２号公報などに記載の懸濁重合方法による現像剤作製方法を用いることができる。
【００３２】
また本実施の形態１で用いられるトナーは、体積平均粒径６μｍの球形トナーである。このトナーは、低軟化点物質を外殻樹脂で被覆した、所謂、コア／シェルの内部構造を有し、この構造中のシェル部分を重合法により形成したものである。常温下或は加圧下での懸濁重合方式によれば、粒径が３〜８μの球形微粒子をシャープな粒度分布で、比較的容易に得られる。そのため、重量比電荷の分布もシャープなものとなり、現像コントラストに応じた一様な現像が行われる。
【００３３】
尚、この懸濁重合法以外にも、単量体は可溶で、重合して得られる重合体は不溶であるような水系有機溶剤を用いて直接トナーを生成する分散重合方法、又は水溶性極性重合開始剤の存在下で直接重合してトナーを生成する、ソープフリー重合方法に代表される乳化重合方法、などを用いて製造したトナーの使用が可能である。
【００３４】
尚、本実施の形態１にて現像剤として使用するトナーは、その形状係数ＳＦ−１が１００〜１４０、形状係数ＳＦ−２が１００〜１２０の範囲にある実質的に球状形状である。ここで、形状係数ＳＦ−１及びＳＦ−２とは、日立製作所製ＦＥ−ＳＥＭ（Ｓ−８００）を用いてトナー像を１００個無作為にサンプリングし、その画像情報をインターフェースを介してニコレ社製画像解析装置（Ｌｕｚｅｘ３）に入力して解析を行い、以下の式（１）、式（２）より算出して得られた値と定義する。即ち、
ＳＦ−１＝（ＭＸＬＮＧ）２／ＡＲＥＡ×（π／４）×１００    ...式（１）
ＳＦ−２＝（ＰＥＲＩ）２／ＡＲＥＡ×（１／４π）×１００    ...式（２）
ここでＡＲＥＡはトナー投影面積、ＭＸＬＮＧは投影像の絶対最大長、ＰＥＲＩは投影像の周長を意味する。また形状係数ＳＦ−１は球形度合いを示し、これが１４０より大きいと球形から除々に離れて不定形となる。一方、形状係数ＳＦ−２は凹凸度合いを示し、これが１２０より大きいと表面の凹凸が顕著となる。
【００３５】
また本実施の形態１においては、上記のトナーには、帯電性及び流動性などの特性改善のためにシリカなどの添加剤を外添している。或は、同様の機能を有するものであれば別種の添加剤、例えば、酸化アルミニウム、酸化スズ、チタン酸ストロンチウム、酸化亜鉛、酸化マグネシウムなどの金属酸化物、窒化ケイ素などの窒化物、炭化ケイ素などの炭化物及びカーボンブラック、グラファイトなどの炭素同素体、硫酸カルシウム、硫酸バリウム、炭酸カルシウムなどの金属塩、及び脂肪酸金属塩なども適宜選択可能である。
【００３６】
このようなコア／シェル構造を含む、内部構造を有するトナーは、画像形成動作に伴う負荷によってその構造が破壊されることがある。その場合、トナーはその剛性が失われて、現像ローラ４１１及びブレード４１２などに融着し易くなる。
【００３７】
次に図２を参照して、実施の形態１に係る現像ユニット４１０に配置されている各部材について説明する。
【００３８】
現像ユニット４１０は現像容器４１６内にトナーを収容している。この現像容器４１６は、現像ローラ４１１と供給ローラ４１３とブレード４１２とが配置されている現像室４１６ａと、攪拌部材４１４が配置されている攪拌室４１６ｂと、攪拌室４１６ｂから現像室４１６ａへトナーが移動するために設けられた開口部４１６ｃとを有している。ここで攪拌室４１６ｂは、開口部４１６ｃを挟んで現像室４１６ａの上方に配置されている。
【００３９】
また現像容器４１６は、感光ドラム１１０と対向する側の一部に開口部４１６ｄを設けている。そして現像ローラ４１１は、この開口部４１６ｄから一部露出し、かつ矢印Ｒ２方向に回転可能に現像容器４１６内に支持されている。現像ローラ４１１は弾性体を含み、所定の当接圧にて感光ドラム１１０に当接している。又、開口部４１６ｄには、現像ローラ４１１の下方からのトナーの飛散を防止するために、吹き出し防止シート４１７が設けられている。この現像ローラ４１１は、導電剤（カーボン等）を分散させた低硬度のゴム材（シリコーン、ウレタン等）或は発泡体、及びその組み合わせにより構成された半導電性弾性体ローラである。
【００４０】
攪拌部材４１４は、開口部４１６ｄと反対側の上部に、矢印Ｒ３方向に回転可能に設けられている。また現像容器４１６内には、現像容器４１６内のトナーとトナー供給ユニット５１０から補給されるトナーとを攪拌混合する攪拌領域Ｒが形成されている。現像ユニット４１０は、この攪拌領域Ｒにおけるトナー面の高さを検知するための、発光部４１５ａ、透過窓４１５ｂ、受光部４１５ｃからなる光学方式を用いたトナー面検知ユニット４１５を備えている。尚、ここで発光部４１５ａ及び受光部４１５ｃは攪拌領域Ｒを挟んでそれぞれ反対側に設けられている。また透過窓４１５ｂは、発光部４１５ａから発する光を攪拌領域に導き、更に受光部４１５ｃに導くために現像容器４１６に設けられている。その際、２つの透過窓４１５ｂは、発光部４１５ａと受光部４１５ｃとを結ぶ直線上に設けられている。このように配置されたトナー面検知ユニット４１５は、攪拌部材４１４の回転に伴ってトナー剤の面が変化するときの光の透過時間の割合を測定して攪拌領域Ｒにおけるトナー面の高さを検知している。即ち、トナーの残量が少なくなって、そのトナー面の高さが下位レベルγの近傍になると、攪拌部材４１４が時計回り方向に回転して発光部４１５ａと受光部４１５ｃとを結ぶ光軸から外れた時点から、再びその光軸を遮るまでの時間が長くなり、逆に、トナー面の高さが高位レベルδ近くなると攪拌部材４１４が時計回り方向に回転しても、受光部４１５ｃにより光を検出できる時間が短くなる。このようにしてトナー面検知ユニット４１５によるトナー面の高さの検出が可能になる。
【００４１】
またこの攪拌領域Ｒの下方には、現像剤の供給及び回収を行う供給ローラ４１３が現像ローラ４１１に当接するように配置されている。この供給ローラ４１３は弾性発泡体からなる弾性ローラであり、現像ローラ４１１に対し当接点において逆方向に回転している。このような構成により、現像剤は、攪拌領域Ｒにおいて攪拌部材４１４により十分に攪拌され、その後、主に重力により移動されて開口部４１６ｃを通過し、供給ローラ４１３により現像ローラ４１１に供給される。
【００４２】
現像容器４１６には、現像剤の層厚を規制する規制部材としてのブレード４１２が、現像ローラ４１１を加圧するように設けられている。このブレード４１２は、板バネ状の金属薄板４１２ｂに現像ローラ４１１の当接面側表面に絶縁層４１２ａを設けた弾性規制部材である。これにより現像ローラ４１１上に供給されたトナーは、ブレード４１２によってその層厚が規制され、且つ、塗布されて現像ローラ４１１上にトナーの薄層が形成される。更に、このときの現像ローラ４１１及びブレード４１２それぞれの表面との摩擦によって、トナーには現像に供するのに十分な電荷が付与される。その後、現像ローラ４１１上のトナーの薄層は、現像ローラ４１１の回転に伴って、感光ドラム１１０と現像ローラ４１１とが当接する現像領域（現像ニップ）へ搬送される。そして、現像剤（トナー）は感光ドラム１１０に接触した状態で現像に供される。即ち、感光ドラム１１０と現像ローラ４１１との間に現像電界を形成するために、電源（図示せず）が接続されている。その結果、現像電界の作用により現像ローラ４１１のトナーが感光ドラム１１０に転移し、感光ドラム１１０表面の静電潜像に対応してトナー像を形成し静電潜像を可視化する。
【００４３】
又、現像ローラ４１１上に塗布され、現像ニップへと担持搬送されたが、現像には寄与せずに現像ローラ４１１上に残存しているトナーは、供給ローラ４１３との摺擦で現像ローラ４１１から剥ぎ取られる。その後、剥ぎ取られたトナーの一部は、新たに供給ローラ４１３上に供給されたトナーと共に再び供給ローラ４１３によって現像ローラ４１１へ供給され、残りは現像容器４１６内へ戻される。
【００４４】
尚、実施の形態１では、供給ローラ４１３は、現像剤の供給及び回収手段として２つの機能を兼ねているが、実施の形態１はこれに限定されるものではなく、現像剤供給手段と現像剤回収手段とを別個に設けることも可能である。
【００４５】
実施の形態１における画像形成装置のプロセススピードは１５０ｍｍ／秒であり、これに対する、現像ローラ４１１の周速は２２５ｍｍ／秒である。
【００４６】
また、現像ユニット４１０は、この画像形成装置に対し着脱可能に構成されており、所定の寿命（本実施の形態１ではＡ４サイズ換算にて３万枚が印刷された時点）に達すると交換される。
【００４７】
この画像形成装置に備えられた制御部（図３参照）は、トナー面検知ユニット４１５から得たトナー面の高さ情報から、トナー剤面の高さが、攪拌部材４１４の可動範囲の鉛直方向下端から現像容器４１６の上面の容器壁の高さ未満の範囲（図中γからδの一定範囲）に保たれるように、トナー供給ユニット５１０からのトナーの補給量を制御する。
【００４８】
ここで、制御部としては、例えば、ＣＰＵや専用の電気回路を用いることができる。また、現像ユニット４１０の上面の容器壁とは、現像容器４１６の内壁のうち、最も高い場所に位置する内壁をいう。
【００４９】
トナー供給ユニット５１０内には、トナー供給ユニット５１０内のトナーをほぐすための攪拌部材５１４と、トナー供給ユニット５１０から現像ユニット４１０にトナーを補給するための補給ローラ５１３が配置されている。そして、この補給ローラ５１３は、現像ユニット４１０からの補給指令により、所定駆動時間当たり一定量のトナーを現像ユニット４１０に補給している。
【００５０】
次に、トナー量の検出及びトナーの補給動作について説明する。
【００５１】
本実施の形態１において、トナー面検知ユニット４１５は、少なくとも２つのトナー剤面の高さレベル（実施の形態１においては、図２に示すγ及びδ）を検知可能である。
【００５２】
本実施の形態１に係る画像形成装置が備える制御部３００（図３）は、画像形成動作によりトナー剤面の高さが変化し、トナー面検知ユニット４１５が、２つのトナー剤面の高さのレベル（γ及びδ）のうち低い方のレベルγを検知した際に、トナー補給指令を発して補給ローラ５１３を一定速度で回転させる。これによりトナー供給ユニット５１０から単位時間当たりの決められた一定量でトナーの補給が行われる。また、トナー供給ユニット５１０からの連続したトナーの補給により、トナー面検知ユニット４１５が、２つのトナー剤面の高さレベルのうち高い方のレベルδを検知した際には、トナー補給指令を停止して補給ローラ５１３の回転を停止させ、トナー供給ユニット５１０からのトナーの補給を停止させる。
【００５３】
これにより現像容器４１６のトナー面の高さが、攪拌部材４１４の可動範囲の鉛直方向下端から現像容器４１６の上面の容器壁の高さ未満の範囲内（図中γからδの範囲）に保たれるように制御される。
【００５４】
尚、本実施の形態１では、γは攪拌部材４１４の可動範囲の中心より高い位置、δは攪拌部材４１４の可動範囲の鉛直方向上端より低い位置に設定されている。また補給ローラ５１３は、攪拌領域Ｒの鉛直上方に配置されており、補給ローラ５１３の回転により補給されたトナーが攪拌領域Ｒを確実に通過するように構成されている。
【００５５】
このような構成により、前述したように現像ユニット４１０内の攪拌領域Ｒにおいて、トナー面の高さは、攪拌部材４１４により現像装置内トナーと補給トナーとの混合攪拌が十分に行われる高さになるように制御されている。
【００５６】
また、補給されたトナーは、混合攪拌が十分なされた後に、攪拌領域Ｒと供給ローラ４１３、ブレード４１２の位置関係から画像形成によるトナー消費と、主に重力による移動により供給ローラ４１３近傍にゆっくりと供給される。これにより、補給されたトナーが現像ユニット４１０内のトナーと十分に混合されない状態で現像ローラ４１１に供給されてしまうことがなく、濃度ムラ、カブリ、トナーのボタ落ちの発生を防止できる。
【００５７】
また、攪拌領域Ｒにおけるトナー面の高さは、現像容器４１６の上面の容器壁に当たらないように制御されるため、トナーの補給過剰により現像容器４１６内にトナーが満タン状態となりトナー圧力が上がることもない。そのため、トナー圧力の上昇によるトナー劣化の促進、トナー漏れ、駆動トルクのアップや、トナー圧力の上昇により発生するトナーコートの不均一に起因する濃度ムラ等の問題の発生も防止することができる。
【００５８】
図３は、本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図で、前述の図面と共通する部分は同じ記号で示している。
【００５９】
図において、制御部３００は、この画像形成装置全体の動作を制御する。プリンタエンジン３０１は、前述の図１に示す構成を有し、電子写真法により記録用紙Ｐ上に画像を形成する。表示部３０２は、例えば操作パネルなどに設けられ、ユーザへのメッセージやエラーなどを表示すると共に、後述するトナー残量表示、トナーカートリッジ（トナー供給ユニット５１０）の交換予告、トナーカートリッジの交換要求等を表示する場合にも使用される。制御部３００は、マイクロプロセッサなどのＣＰＵ３１０，ＣＰＵ３１０により実行されるプログラムや各種テーブルやデータなどを記憶しているＲＯＭ３１１，ＣＰＵ３１０による制御処理に実行時にワークエリアとして使用され、各種データを一時的に格納するＲＡＭ３１２を備えている。このＲＡＭ３１２には、後述するトナー残量検知のためのカウンタ３１３も設けられている。
【００６０】
また、トナー供給ユニット５１０からトナーを供給する場合には、トナー面検知ユニットからの検知信号に基づいて、制御部３００から駆動部３１４に駆動信号を出力し、駆動信号に基づき駆動部３１４によって補給ローラ５１３が所定量駆動される。
【００６１】
次に図４のフローチャートを参照して、本実施の形態に係る画像形成装置における、トナー供給ユニット５１０のトナー残量検知、トナー残量表示、トナーカートリッジの交換予告、トナーカートリッジの交換要求の報知、またトナーカートリッジの交換要求を報知する処理について説明する。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ３１１に記憶されており、ＣＰＵ３１０の制御の下に実行される。
【００６２】
尚、トナー供給ユニット５１０内のトナー残量は、トナー供給ユニット５１０の使用開始から形成された画像ドット数を画像ドット積算値Ｄとして積算し、その積算値Ｄと予め実験により得られている（画像ドット積算値Ｄ対(vs)トナー補給量）の関係からトナー使用量を推測し、そのトナー供給ユニット５１０の初期充填量と、推測したトナー使用量とを比較することにより求められる。また、この積算された画像ドット積算値Ｄは、トナー供給ユニット５１０に取り付けられている記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ５１７にも記憶される。これにより、そのトナー供給ユニット５１０が使用途中で他の画像形成装置に装着されて使用された場合でも、正確にそのトナー残量を検出することができる。
【００６３】
この処理は、画像形成装置の電源オン、或はジャムなどのエラー復旧、又はトナー供給ユニット５１０が交換されること等により開始され、まずステップＳ１で、画像処理装置の初期化等を行う。次にステップＳ２で、トナー供給ユニット５１０に設けられているメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５１７に記憶されている、そのトナー供給ユニット５１０により形成された画像ドット数の積算値Ｄを読み出して、そのトナー供給ユニット５１０の初期充填量（ＥＥＰＲＯＭ５１７に記憶されている）と比較することにより、そのトナー供給ユニット５１０におけるトナー残量を求めて％で表示部３０２に表示する。
【００６４】
次にステップＳ３で、不図示のホストコンピュータなどからの印刷指示に応じてプリントジョブが開始されるとステップＳ４に進み、トナー面検知ユニット４１５により検知されたトナー剤の高さ面が、前述の下位レベルγ以下かどうかをみる。そうであればステップＳ５に進み、補給ローラ５１３の回転駆動を開始して、トナー供給ユニット５１０からトナー剤を現像容器４１６内に移動させる。またステップＳ６では、トナー面検知ユニット４１５により検知されたトナー剤の高さ面が、前述の上位レベルδ以上かどうかをみる。そうであればステップＳ７に進み、補給ローラ５１３の回転駆動を停止（既に停止していた場合は、その停止状態を維持）して、トナー供給ユニット５１０からのトナー剤の供給を停止する。こうしてプリント動作中はステップＳ８で、形成されたドット数をモニタし、トナー供給ユニット５１０のＥＥＰＲＯＭ５１７から読み出した画像ドット積算値Ｄに追加積算する。尚、プリントジョブの実行中の画像ドット積算値Ｄは、ＲＡＭ３１２のカウンタ３１３を用いて積算しておき、そのプリントジョブが完了した時点、或はジャムなどのエラーなどが発生した時点でＥＥＰＲＯＭ５１７を更新するようにしても良い。これによりＥＥＰＲＯＭ５１７へのアクセス回数を減らすことができる。
【００６５】
次にステップＳ９で、トナー供給ユニット５１０のトナー残量が１５％以下になったかをみる。１５％以下でない場合はステップＳ１０に進み、プリントジョブの実行が終了したかを調べ、終了していないときはステップＳ４に戻り前述の処理を実行する。ステップＳ１０で、プリントジョブが終了するとステップＳ１１に進み補給ローラ５１３の回転駆動を停止（既に停止していた場合、その停止状態を維持）して、ステップＳ１２にて、画像ドットの積算値ＤをＥＥＰＲＯＭ５１７に記憶して、さらにステップＳ１３に進み、電源がオフされるか、ジャムなどのエラーが発生したかを調べ、その場合はこの処理を終了するが、そうでないときはステップＳ３に戻る。
【００６６】
またステップＳ９でトナー残量が１５％以下になった時はステップＳ１４に進み、トナー供給ユニット５１０のトナー残量が０％になったかをみる。そうでないときはステップＳ１５に進んで、制御部３００からトナー残量が所定量以下である旨を示す情報を表示部３０２に出力することによって、トナー供給ユニット５１０の交換予告（トナー残量が所定量以下である旨）を表示部３０２に表示して報知してステップＳ１０に進む。
【００６７】
またステップＳ１４で、トナー供給ユニット５１０のトナー残量が０％のときはステップＳ１６に進み、トナー供給ユニット５１０の交換要求を報知する前に、後述する一定量のトナーが補給できる時間だけ補給ローラ５１３を強制的に回転駆動する。これは、実験によって求められた（画像ドット積算値Ｄ対トナー補給量）の関係からトナー残量を推測した場合には、その推測値と実際のトナー残量には若干の差が出てしまう。このため画像ドット積算値Ｄによってトナー残量が０％であると判断した時点では、場合によってはバラツキ等により、ある量のトナーが残っていることが考えられる。従って、トナー供給ユニット５１０のトナー残量が０％であると推測した時点で、直ちにトナー供給ユニット５１０の交換要求を表示すると、そのトナー供給ユニット５１０に若干量のトナーが残っているにも拘わらずトナー供給ユニット５１０が交換されてしまい、その内部に残っていたトナー剤を無駄にしてしまう可能性がある。そこでステップＳ１６で、バラツキにより発生し得る最大量のトナーが残していても、その残存しているトナーを現像容器４１６に確実に供給できるだけの時間だけ補給ローラ５１３を強制的に回転駆動することにより、トナー供給ユニット５１０に残っているトナーを完全に現像容器４１６に移動させるようにしている。この時の回転駆動時間は数分以内であり、実際の使用状況においては、実際に残量０％になった場合とほぼ同じ時間しか要しないため、ユーザに違和感を与えることがない。本実施の形態では、この補給ローラ５１３の強制回転駆動をプリント動作とは違う別の動作シーケンスを、一時的にプリント動作の途中に挿入して行っている。この補給ローラ５１３の強制回転駆動の実施方法には、他に実際のプリント動作中に行うこと、又はプリントジョブが継続している間はプリント動作中に行い、プリントジョブが終了してさらに強制回転を継続する必要がある場合には別の動作シーケンスを用いて補給ローラ５１３の強制回転駆動を継続する等を行ってもよい。
【００６８】
そしてステップＳ１７に進み、制御部３００からトナーが無い旨を示す情報を表示部３０２に出力することによって、トナー供給ユニット５１０の交換要求を表示部３０２に表示してユーザに報知する。次にステップＳ１８で、現在のプリントジョブが終了するか、一定枚数以上の画像形成（プリント）が連続して実行された場合には、そのプリント動作を一旦停止し、ステップＳ１９で、ユーザがトナー供給ユニット５１０を交換するまで画像形成動作を禁止する。またステップＳ１８では、動作停止と共に、それまで積算した画像ドット積算値Ｄをトナー供給ユニット５１０のＥＥＰＲＯＭ５１７に記憶して、その積算値Ｄを更新する。こうしてステップＳ１９で、トナー供給ユニット５１０が交換されるとステップＳ１に戻って、前述の処理を実行する。
【００６９】
本実施の形態１のトナー供給ユニット５１０には、初期状態で約３００ｇのトナーが収容されており、このトナー量で印刷面積比５％の画像を約１万枚を印刷（画像形成）できるように設定されている。前記した実験によって求められた（画像ドット積算値Ｄ対トナー補給量）の関係からトナー残量を推測した場合、残量０％と推測した時点で、最大３０ｇのトナーが残っている場合があった（本実施の形態１では、画像ドット積算値Ｄとトナー補給量との関係を複数測定し、その結果から一番補給量の多い場合を、この（ドット積算値Ｄ対トナー補給量）の関係と設定したため、バラツキは、残存するトナーがある場合だけ（推測したトナーの残存量が実際のトナーの残量より少なくなることはない）で発生するように構成されている）。
【００７０】
本実施の形態１の現像ユニット４１０では、前述のように、トナー面検知ユニット４１５から得た攪拌領域Ｒでのトナー面の高さ情報から、トナーの剤面の高さが、攪拌部材４１４の可動範囲の鉛直方向下端から現像容器４１６の上面の容器壁の高さ未満の範囲内（γからδまで）の一定範囲（許容範囲）に保たれるように制御されている。このとき制御するトナー面の上位面δから現像容器４１６の上面までの長さを、更に５０ｇのトナーが収容できるように設定している。このため前述のように、トナー供給ユニット５１０のトナー残量が０％であると検知された場合、バラツキで最大となる３０ｇの量のトナーを現像容器４１６に強制的に補給しても現像ユニット４１０がトナーで溢れてしまうことがない。これにより、現像容器４１６内のトナー量の増大による圧力アップによるトナーの劣化、トナー漏れなどの弊害も起こらないように設定されている。
【００７１】
また本実施の形態１の構成では、３０ｇのトナーを強制的に、トナー供給ユニット５１０から現像ユニット内に供給するのに約２分弱を要した。この量のトナーを用いて印刷面積比５％でＡ４サイズの用紙に印刷すると約１０００枚に相当する。従って、トナー無しであると推測した時点から、実際にトナー無しとなるまでには、最大約１０００枚の用紙が印刷できることになり、ユーザはトナー無しと表示されてから、実際にトナー無しになるまでには相当余裕があり、トナー無しの表示は当てにならないと判断してしまう。これに対して本実施の形態１によれば、トナー無しであると推測した時点から、そのトナー供給ユニット５１０に残存している可能性がある最大量のトナーを現像ユニット４１０に供給してしまってから（約２分後）トナー無し表示を行うので、トナー無しの表示時点では確実にトナー供給ユニット５１０の実際のトナー残量が「０」になっており、ユーザにとって、そのトナー無し表示は信頼できるものとなる。
【００７２】
また本実施の形態１に係る画像形成装置は、トナー供給ユニット５１０の交換要求をユーザに報知し、トナー供給ユニット５１０が交換されると、再び画像形成動作が可能な状態に復帰してユーザからのプリント要求を待つ。また別のトナー供給ユニット５１０に交換されると、前回の最後にて現像ユニット４１０に強制的に補給したトナー分が残っているため、現像ユニット４１０内のトナー面検知ユニット４１５から得たトナー剤面の高さが、前述のγレベルを検知するまで、その交換されたトナー供給ユニット５１０からのトナー補給動作は行わない。また、この画像形成装置は、トナー供給ユニット５１０のトナー残量検知を、トナー供給ユニット５１０の使用開始からの画像ドット積算値からの推測により行うため、現像ユニット４１０内のトナー面検知ユニット４１５が、下位のγレベルを検知してトナーの補給動作が開始されると、トナーの使用を検知し始める（印刷された画像ドット数を積算し始める）。
【００７３】
以上のような構成により、トナー供給ユニット５１０にトナー残量を検知するための装置を設けることなく、ユーザの使用度合いに応じたトナー残量の変化を報知できる。
【００７４】
また、トナー無しによるトナーカートリッジの交換警告、トナーカートリッジの交換要求を適切なタイミングで報知することができる。
【００７５】
また、トナー供給ユニット５１０の交換時に、トナー供給ユニット５１０内のトナーを全て使い切ることができる。即ち、トナー残量が少ないことを知らされてからトナー無しとなるタイミングが予測より早かったり遅かったりすることがなくなる。また、その交換が適切なタイミングで行われても、トナー供給ユニット５１０の交換時にトナーが残ってしまい、無駄に交換してしまうといった問題も発生しない。
【００７６】
更に、本実施の形態に係る画像形成装置では、このような制御により、カブリ、トナー漏れ等の弊害も発生しなかった。
【００７７】
また本実施の形態１では、トナー面検知ユニット４１５は、光学方式のものが採用されているが、例えば圧電振動子センサを用いても良い。また実施の形態１で述べた、所定範囲内に一定高さのトナー面が存在するか否かの識別が可能な検知手段としては、例えば歪みゲージ、加圧導電性シートなどを用いた任意の検出素子や、静電アンテナ方式の検知手段等で代替することが可能である。
【００７８】
また、トナー供給ユニット５１０のトナー残量を検知する手段としては、本実施の形態における、プリントした画像の画素数を計測し、その数を積算するピクセルカウント法の他に、レーザやＬＥＤなどの露光手段の発光量を積算する発光量積算法からトナー消費量を推測する方法や、トナー補給用ローラの回転数などのトナー補給手段の駆動量を積算して推測する方法、更にはトナー供給ユニットのトナー残量によりトナー補給ローラなどのトナー補給手段から補給される一定駆動量当りのトナー量が変化する場合、その相関関係からトナー補給手段の駆動量を逐次補給トナー量に換算し、その補給トナー量を積算する方法などがある。また、トナー面検知手段として紹介されている種々の検知方式をトナー供給ユニットのトナー量検知手段として別途設けている場合でも、本実施の形態に係る制御を実施することで、トナー供給ユニット５１０に特別にトナー量検知手段を設けないというコスト的なメリットは受けることはできないが、最終的にトナー供給ユニット５１０の交換要求の報知を適切なタイミングで、且つトナーを使い切った状態で行うことができるという実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００７９】
尚、本実施の形態１では、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ５１７をトナー供給ユニット５１０に取り付け、トナー供給ユニット５１０の途中抜き差し等でも正確に残量報知ができるようにしているが、使用途中のトナー供給ユニット交換防止など適切な対策を講じ、記憶手段自体を画像形成装置本体に設けることでトナー供給ユニット５１０のコストダウンを図ることも可能である。
【００８０】
［実施の形態２］
次に本発明の実施の形態２について説明する。
【００８１】
この実施の形態２は、前述の実施の形態１に対し、（１）現像ユニットが感光ドラム、帯電ローラ、クリーナーユニットと一体的に構成され、所定の耐久寿命に達すると画像形成装置に対し交換可能とされているプロセスカートリッジとして構成されていること、（２）画像形成装置が、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色のプロセスカートリッジが一列に並び、画像を形成するインラインフルカラー画像形成装置であること、（３）トナー供給ユニットのトナー残量推測方法、トナー供給ユニット交換要求時の画像形成装置の停止制御の方法が違うことなどの特徴がある。
【００８２】
図５は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の画像形成部の構成を示す図である。この画像形成装置は、フルカラーのレーザビームプリンタで、各色に対応する感光ドラム上に形成された各色トナー像を多重転写してフルカラートナー像を形成する第二の像担持体である中間転写体６２０が配置されている。
【００８３】
また、前述の実施の形態１と同形態の各現像ユニット４２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ感光ドラム１２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、帯電ローラ２２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、クリーナーユニット７２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）とを一体的に収容するプロセスカートリッジＰＣを構成している。このプロセスカートリッジＰＣは、所定の耐久寿命で、画像形成装置に対し交換可能に構成されている。また画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能なイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーをそれぞれ収容した４つのプロセスカートリッジＰＣ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）（図６にブラックのプロセスカートリッジＰＣ−Ｂｋを示す）を備えている。ここで、各プロセスカートリッジＰＣ（−Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）内の感光ドラム、現像ローラ、帯電ローラ等の構成及びその動作等は、前述の実施の形態１と同じであるため、その説明を省略する。
【００８４】
尚、図５において、４２５Ｙ〜４２５Ｋのそれぞれは、各色のトナーに対応するトナー面検知ユニット、５２０Ｙ〜Ｋのそれぞれは、各色に対応するトナー供給ユニットを示している。また６２１Ｙ〜６２１Ｋのそれぞれは、各色のプロセスカートリッジ内の感光ドラム上のトナー像を中間転写体６２０に転写するための一次転写ローラを示し、ローラ６２２は中間転写体６２０上のフルカラー画像を記録シートＰに転写するための二次転写ローラを示している。クリーニングユニット６２３は、中間転写体６２０上の残留トナーを除去して回収する。
【００８５】
図６は、ブラックのプロセスカートリッジＰＣ−Ｂｋの構成を示す断面図である。ここでは、ブラックの場合のみを示しているが、他の色のプロセスカートリッジの構成も基本的に同じであるため、それらの説明を省略する。
【００８６】
図において、感光ドラム１２０Ｋの表面は帯電ローラ２２０Ｋにより一様に帯電され、そこに照射されたレーザ光により画像信号に応じた静電潜像が形成される。トナーの供給及び回収を行う供給ローラ４２３Ｋが現像ローラ４２１Ｋに当接するように配置されており、攪拌領域のトナーが供給ローラ４２３Ｋにより現像ローラ４２１Ｋに供給される。ここで現像ローラ４２１Ｋ上に供給された黒のトナーは、ブレード４２２Ｋによってその層厚が規制され、且つ、塗布されて現像ローラ４２１Ｋ上にトナーの薄層が形成される。こうして感光ドラム１２０Ｋの表面には、その静電潜像に応じた黒のトナー画像が形成される。トナー面検知ユニット４２５は、発光部４２５ａと受光部４２５ｃとを有し、前述の実施の形態１に係るトナー面検知ユニット４１５と同様にして、攪拌領域内の黒のトナー面の高さを検出している。攪拌部材４２４Ｋは、攪拌領域内のトナーを攪拌している。
【００８７】
この構成は他の色のトナーのプロセスカートリッジの場合も同様である。
【００８８】
こうして各色に対応する感光ドラム１２０の表面に形成されたトナー像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのプロセスカートリッジＰＣ（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の配置順に従って中間転写体６２０上にカラートナー像として多重転写される。中間転写体６２０上のカラートナー像は、給紙ローラ９２０により搬送される記録シートＰに転写され、次いで不図示の定着器によって加熱及び加圧定着され、フルカラー画像となって排出される。
【００８９】
図７は、ブラックトナー用のトナー供給ユニット５２０Ｋの構成を示す図で、前述の実施の形態１と同様のトナー供給ユニット５２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が、この画像形成装置に着脱可能に設けられている。
【００９０】
図７に示すトナー供給ユニット５２０Ｋには、トナー供給ユニット５２０Ｋの黒のトナーをほぐすための攪拌部材５２４Ｋと、トナー供給ユニット５２０Ｋから現像ユニット４２０Ｋ（図６）にトナーを補給するための補給スクリュー５２３Ｋが配置されている。そして、この補給スクリュー５２３Ｋは、前述の制御部３００（図３）からの補給指令により、黒のトナーをトナー供給ユニット５２０Ｋの長手一部にある補給口に移動させるとともに、現像ユニット４２０Ｋに供給している。また、各色それぞれのトナー供給ユニット５２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）も同様の構成であり、それぞれ記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ５２７（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）を有している。図７のＥＥＰＲＯＭ５２７Ｋには、そのトナー供給ユニット５２０Ｋの使用開始からの補給スクリュー５２３Ｋの回転数が積算されて記憶されている。他の色に対応するＥＥＰＲＯＭ５２７（Ｙ、Ｍ、Ｃ）も同様である。この画像形成装置は、各色のトナー供給ユニット５２０の使用開始からの補給スクリュー５２３の回転数の積算値Ｓと、初期状態でのトナー充填量とを基に、各色のトナー供給ユニット５２０内のトナー残量を推測する。
【００９１】
図８は、本発明の実施の形態２に係る画像形成装置における処理を説明するフローチャートである。尚、この実施の形態２に係る画像形成装置の構成は、基本的には前述の図３の構成と同じであり、この実施の形態２では、プリンタエンジン３０１は図５に示すような画像形成部を備えている点が前述の実施の形態１とは異なっている。
【００９２】
次に図８のフローチャートを参照して、本実施の形態２に係る画像形成装置における、トナー供給ユニット５２０のトナー残量検知、トナー残量表示、トナーカートリッジの交換予告、トナーカートリッジの交換要求の報知、またトナーカートリッジの交換要求を報知する処理について説明する。尚、この処理を実行するプログラムはＲＯＭ３１１に記憶されており、ＣＰＵ３１０の制御の下に実行される。尚、このフローチャートは、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋのそれぞれの画像形成部において実行される処理を説明したもので、実際の装置では、各色の画像形成部ごとに、このフローチャートで示す処理が実行される。
【００９３】
各色のトナー供給ユニット５２０内の残存するトナー量は、トナー供給ユニット５２０の補給スクリュー５２３の回転数を積算し、同じくトナー供給ユニット５２０に取り付けられている記憶手段であるＥＥＰＲＯＭ５２７にその積算値Ｓを記憶し、その積算値Ｓと予め実験により得られている（補給スクリューの回転数の積算値Ｓ対トナー補給量）の関係からトナー使用量を推測し、そのトナー供給ユニットの初期充填量と比較することにより求められる。
【００９４】
この処理は、画像形成装置の電源オン、或はジャムなどのエラーからの復旧、又はトナー供給ユニット５２０が交換されること等により開始され、まずステップＳ２１で、画像処理装置の初期化等を行う。次にステップＳ２２で、各色のトナー供給ユニット５２０に設けられているメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）５２７に記憶されている、そのトナー供給ユニット５２０における補給スクリューの回転数の積算値Ｓを読み出して、各トナー供給ユニット５１０の初期充填量（ＥＥＰＲＯＭ５２７に記憶されている）と比較することにより、各色のトナー供給ユニット５２０におけるトナー残量を求めて％で表示部３０２に表示する。
【００９５】
次にステップＳ２３で、不図示のホストコンピュータなどからの印刷指示に応じてプリントジョブが開始されるとステップＳ２４に進み、各プロセスカートリッジ（ＰＣ）のトナー面検知ユニット４２５により検知されたトナー面の高さに基づいて、その高さが前述の下位レベルγ以下のものがあるかどうかをみる。あればステップＳ２５に進み、そのＰＣの補給スクリュー５２３の回転駆動を開始して、そのトナー供給ユニット５２０からトナーを現像ユニット４２０内に移動させる。またステップＳ２６では、各ＰＣのトナー面検知ユニット４２５により検知されたトナー面の高さに基づいて、その高さが前述の上位レベルδ以上のものがあるかどうかをみる。あればステップＳ２７に進み、そのＰＣの補給スクリュー５２３の回転駆動を停止（既に停止していた場合、その停止状態を維持）して、そのトナー供給ユニット５２０からのトナー剤の供給を停止する。こうしてプリント動作中はステップＳ２８で、各ＰＣにおける補給スクリュー５２３の回転数の積算値Ｓを求め、各ＰＣのトナー供給ユニット５２０のＥＥＰＲＯＭ５２７から読み出した補給スクリュー積算回転数Ｓに追加積算する。尚、プリントジョブの実行中の積算値Ｓは、ＲＡＭ３１２のカウンタ３１３を用いて各色のトナーに対応する補給スクリュー５２３の回転数を積算しておき、そのプリントジョブが完了した時点、或はジャムなどのエラーなどが発生した時点で、それぞれ対応するＥＥＰＲＯＭ５２７の内容を更新するようにしても良い。これにより各ＥＥＰＲＯＭ５２７へのアクセス回数を減らすことができる。
【００９６】
次にステップＳ２９で、トナー供給ユニット５２０のトナー残量が１５％以下になったかトナー供給ユニット５２０があるかをみる。残量が１５％以下のトナー供給ユニット５２０がない場合はステップＳ３０に進み、プリントジョブの実行が終了したかを調べ、終了していないときはステップＳ２４に戻り前述の処理を実行する。ステップＳ３０で、プリントジョブが終了するとステップＳ３１に進み、補給スクリュー５２３の回転駆動を停止（既に停止していた場合、その停止状態を維持）して、ステップＳ３２にて、各色のトナー（ＰＣ）に対応する補給スクリュー５２３の回転数の積算値Ｓを、それぞれ対応するＥＥＰＲＯＭ５２７に記憶してステップＳ３３に進み、電源がオフされるか、ジャムなどのエラーが発生したかを調べ、その場合はこの処理を終了するが、そうでないときはステップＳ２３に戻る。
【００９７】
またステップＳ２９でトナー残量が１５％以下になったトナー供給ユニット５２０がある時はステップＳ３４に進み、そのトナー供給ユニット５２０のトナー残量が０％になったかどうかをみる。そうでないときはステップＳ３５に進んで、制御部３００からトナー残量が所定量以下である旨を示す情報を表示部３０２に出力することによって、そのトナー供給ユニット５２０の交換予告を表示部３０２に表示して報知してステップＳ３０に進む。
【００９８】
またステップＳ３４で、そのトナー供給ユニット５２０のトナー残量が０％のときはステップＳ３６に進み、トナーアウトビットが立っているか、即ち、既に、そのＰＣの補給スクリュー５２３の強制回転駆動を実施完了しているかどうかを調べ、実施完了していればステップＳ４０に進み、制御部３００から、そのトナー供給ユニット５２０にトナーが無い旨を示す情報を表示部３０２に出力することによって、表示部３０２にトナー供給ユニット５２０の交換を要求するメッセージを表示する。ステップＳ３６で、補給スクリュー５２３の強制回転駆動が実施完了していないときはステップＳ３７に進み、補給スクリュー５２３の回転駆動を強制的に開始するとともに、その回転数を補給スクリュー積算回転数Ｓに追加積算する。次にステップＳ３８で、後述する一定量のトナーを補給するだけ、そのＰＣの補給スクリュー５２３が強制的に回転駆動されたかどうかを判断する。即ち、補給スクリュー積算回転数Ｓと予め決められた閾値Ｌ（トナー残量が０％になる回転数に後述する一定量のトナーを補給するための回転数を足したもの）以上であるかを判断する。これは、前述した実験によって求められた（補給スクリュー積算回転数Ｓ対トナー補給量）の関係から、トナー供給ユニット５２０のトナー残量を推測した場合、その推測値と実際のトナー残量には若干の差が出てしまう。そのため補給スクリュー５２３の回転数の積算値Ｓによってトナー残量が０％であると判断した時点では、場合によってはバラツキによる最大量のトナーが残っている場合もあり、直ぐにトナー供給ユニット５２０の交換要求を出してしまうと、そのトナーを無駄にしてしまう可能性がある。そこで前述した様に、バラツキによる最大量のトナーが現像ユニット４２０に補給されるだけの回数だけ補給スクリュー５２３を強制的に回転駆動することにより、トナー供給ユニット５２０内に残存しているトナーを完全に現像ユニット４２０に送り出すことができる。この駆動回転数は、本実施の形態ではＡ４サイズの印字で約３０枚分プリント後で終了するため、実際の使用状況においては残量０％に到達した場合とほぼ同じタイミングで実行される。
【００９９】
つまり本実施の形態２では、プリント動作を実行しながらトナーを強制的に補給する制御を行って補給動作を行う。このような動作を行わず、例えばプリント動作を一時停止した状態で、補給スクリュー５２３を所定時間（所定回数）強制的に駆動させてトナーを補給すると、現像ユニット４２０内のトナー量が急に変動（増加）する可能性がある。その場合には、既に現像ユニット内にあるトナーと十分に混合されない状態でトナーが現像ローラ４１１に供給されてしまい、画像にカブリや濃度ムラ等が発生するおそれがある。これを防ぐために、プリント動作を実行中に、現像ユニット内のトナーを消費しつつ、補給スクリューを所定量強制的に駆動してトナーを強制的に補給する動作を実行するのである。
【０１００】
具体的には、例えばプリント毎に補給スクリューを１回転ずつ回転させて、補給を行う。１回転あたりの補給量が約０．５グラムであるため、３０枚プリントを行った時点（０．５×３０＝１５グラム）でカートリッジに残っているトナーが排出されて空の状態になる。
【０１０１】
尚、本実施の形態２では、１枚プリントする毎に補給スクリュー５２３を所定回転数、回転するようにしたが、例えば２枚プリントするごとに所定回転数、回転するような制御にしても良い。但し、既にこれら一連のトナー残量が０％と判定された場合の補給スクリュー５２３の一定回転数の回転動作は、各トナー供給ユニット５２０の使用において一度だけ行えばよい。このため、この強制回転動作の実行完了後、ステップ３９にて、そのトナー供給ユニット５２０のＥＥＰＲＯＭ５２７に記憶されているトナーアウトビットを真「１」にすることにより、本動作を実行したことを記憶させる。そして、次回以降は、ステップＳ３６で、このトナーアウトビットが真「１」かどうかを判定し、「１」であった場合にはステップＳ３７、Ｓ３８、Ｓ３９をスキップして、このトナー残量が０％と推測した場合の補給スクリュー５２３の所定強制回転動作を省略している。
【０１０２】
そしてステップＳ４０で、ユーザに、そのトナー供給ユニット５２０の交換要求を報知する。更にステップＳ４１で、そのＰＣの現像ユニット４２０のトナー面検知ユニット４２５の出力を比較し、図７のレベルγ'（後述）以下であった場合はステップＳ４２で、プリント動作を停止し、再度ユーザにトナー供給ユニット５２０の交換要求を報知する。そして、そのトナー供給ユニット５２０が交換されるまで画像形成動作を禁止する。それ以外（トナー面検知ユニット４２５の出力がレベルγ'以下となっていない）の場合、プリント動作は継続される。これによりユーザにとっては、ほぼ今までのトナー減少率のままトナー無しの報知が行われることとなる。
【０１０３】
尚、通常状態、及びトナー残量でのプリント動作停止とともに、画像形成装置は、その積算した補給スクリュー５２３の積算回転数Ｓを、それぞれ対応するトナー供給ユニット５２０のＥＥＰＲＯＭ５２７に更新記憶する（ステップＳ３２，Ｓ４２）。
【０１０４】
ここで、本実施の形態２に係るトナー供給ユニット５２０も、前述の実施の形態１と同じ構成のため、初期状態で約３００ｇのトナーが収容されている。このトナー量で印刷面積比５％の画像を約１万枚印刷できる様に設定されている。前述の実験によって求められた（補給スクリューの積算回転数Ｓ対トナー補給量）の関係から、トナー供給ユニット５２０内のトナー残量を推測した場合、最大で予定より１５ｇ多い量のトナーが残っている場合、又は１５ｇのトナーを補給する時間前にトナー無しとなってしまっている場合があった。
【０１０５】
本実施の形態２では、補給スクリューの積算回転数Ｓとトナー補給量との関係を複数測定し、その結果の平均値を、この（補給スクリュー５２３の回転数の積算値Ｓ対トナー補給量）の関係と設定したため、バラツキはトナーが残存する場合、およびトナーが不足する場合の両方の場合が均等に発生する。実施の形態２の現像ユニットでは、前述のように、トナー面検知ユニット４２５から得たトナー面の高さ情報から、トナー面の高さが、攪拌部材４２４の可動範囲の鉛直方向下端から現像容器４２６の上面の容器壁の高さ未満の範囲（図中γからδ）の一定範囲に保たれるように制御している。
【０１０６】
更に、このとき制御するトナー面の上位面δから現像ユニット４２０の容器の上面壁の高さまでの間を、更に３０ｇのトナーが収容できる長さに設定している。また、トナー面の高さの制御範囲の下端γを、トナーの混合効果が非常に良好である領域γ'よりトナー２０ｇ分だけ高い位置に設定している。このため前述のように、トナー供給ユニット５２０のトナー残量が０％であると検知した時に、バラツキにより最大となる＋１５ｇの量のトナーを現像ユニット４２０に強制的に補給しても現像ユニット４２０がトナーで溢れてしまうことがない。また圧力アップによるトナーの劣化、トナー漏れなどの弊害も起こらないように設定されている。
【０１０７】
また、トナー残量が０％であると推測した時に、バラツキで最大１５ｇのトナーが不足しているような場合にも、そのトナー剤の高さがトナー混合効果が非常に良好である領域に対応するレベルγ'まで低下することがないため、トナーの攪拌不良による補給時カブリ等を起こすこともない。
【０１０８】
また、前述のステップＳ４１で、現像ユニット４２０のトナー面検知ユニット４２５の出力を見ることにより、仮に前記した補給スクリューの強制回転が完了していないときであっても、図７のレベルγ'以下であった場合にはステップＳ４２でプリント動作を停止させるため、現像ユニット内のトナーがレベルγ'を下回ってしまうことはない。
【０１０９】
本実施の形態２に係る構成では、１５ｇのトナーを強制的に補給するのにＡ４サイズのジョブを約３０枚分プリントする時間であった。これを従来のように印刷率５％で、Ａ４サイズの用紙に印刷した場合、つまり、従来はプリント動作を実行しながらトナーを強制的に補給する動作を行っていないため、トナー無しであると推測した時点から、実際にトナー無しとなるまでには約５００枚の用紙が印刷されることとなり、ユーザはトナー無しの表示から、なかなか実際にはトナー無しにならないという感覚を持ってしまう。しかし実施の形態２では、トナー無しであると推測した時点から、実際にトナー無しを表示するまでが短時間であり、そのトナー無しが表示された時点では確実に、そのトナー供給ユニット内のトナーを使い切っているため、そのような事は起こらない。
【０１１０】
画像形成装置は、トナー供給ユニット５２０の交換要求をユーザに報知し、そのトナー供給ユニット５２０が交換されると、再び画像形成動作が可能な状態に復帰し、ユーザからのプリント要求を待つ。他のトナー供給ユニット５２０に交換されて使用される場合には、前回の最後に、現像ユニット４２０に強制的に補給したトナー分が現像ユニット４２０内に残っているため、現像ユニット４２０のトナー面検知ユニット４２５から得たトナー剤面の高さが、γレベル以下を検知するまでは、トナーの補給動作を行わない。画像形成装置は、現像ユニット４２０内のトナー面検知ユニット４２５が、γレベル以下を検知してトナーの補給動作を開始すると、トナーの使用量を検知し始め、補給スクリュー５２３の回転数を積算し始める。
【０１１１】
以上のような構成により、トナー供給ユニット５２０に特別にトナー残量検知装置を設けることなく、ユーザの使用度合いに応じたトナー残量の変化を報知できる。
【０１１２】
また、実際のトナーの使用度合いに応じてトナーカートリッジの交換警告、交換要求を報知することができる。即ち、ユーザはトナー残量が少ないことを知らされてから、実際にトナー供給ユニットのトナー残量がなくなるまでのタイミングが予測より早かったり遅かったりすることが無い。
【０１１３】
また、トナー供給ユニット５２０の交換要求を知らされることで、ユーザが交換するタイミングが、要求を発してから実際に画像形成装置がプリント禁止状態（トナー面検知ユニット４２５がレベルγ'以下を検知）となるまでの、どのタイミングであってもトナー供給ユニット５２０のトナーを全て使い切った状態で交換できる。即ち、トナー供給ユニット５２０の交換時に、その中にトナーが残存していて、無駄に交換してしまうといった問題も発生しない。また、実施の形態２に係る画像形成装置では、上述の制御による濃度ムラ、カブリ、トナー漏れ等の弊害も発生しなかった。
【０１１４】
従って、本実施の形態２においても実施の形態１と同様に、記憶手段としてのＥＥＰＲＯＭ５２７をトナー供給ユニット５２０に取り付け、画像形成動作に基づいて、そのＥＥＰＲＯＭ５２７の内容を更新しておくことにより、トナー供給ユニット５２０の使用途中で抜き差しされても、正確にトナーの残量報知ができる。
【０１１５】
更に、トナー残量が０％と推測した場合に、補給スクリュー５２３を所定回転数だけ回転駆動するようにしているが、使用途中のトナー供給ユニット５２０の交換防止など適切な対策を講じることにより、記憶手段を画像形成装置本体に設けることで、トナー供給ユニットのコストダウンを図ることも可能である。
【０１１６】
なお、本実施の形態２においては上述したように、トナー検知面ユニット４２５によって検知されたレベルに応じてトナー補給スクリュー５２３を駆動してトナー補給動作を行うようにしたが、これに加えて、例えば、印字した画像の画像ドット数をカウントして、カウント値に応じたトナー量を補給するように補給スクリューの回転数（又は回転時間）を算出して、算出した回転数（回転時間）に基づいて補給スクリュー５２３を回転させてトナー補給するようにしても良い。この制御を本実施の形態で行う場合にはプリント動作中に１枚プリントする毎の画像ドット数をカウントして、カウント値に応じたトナー量を補給するように補給スクリュー５２３を回転制御するようにすればよい。この場合には図３のカウンタ３１３で、画像のドット数をカウントしてＲＡＭ３１２に記憶して、記憶したカウント値からトナー使用量をＣＰＵ３１０で算出する。算出した値に基づいてトナー補給スクリュー５２３の回転数（又は回転時間）を算出して、算出した値によって補給スクリューを回転制御することになる。
【図面の簡単な説明】
【０１１７】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す断面図である。
【図２】実施の形態１に係る現像ユニット、トナー供給ユニットの概略構成を示す要部断面図である。
【図３】本実施の形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置における処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す断面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係るブラックプロセスカートリッジの概略断面図である。
【図７】本発明の実施の形態２に係るブラックトナー用のトナー供給ユニットの構成を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置における処理を説明するフローチャートである。
【図１】
2006011404.tif 000003
【図２】
2006011404.tif 000004
【図３】
2006011404.tif 000005
【図４】
2006011404.tif 000006
【図５】
2006011404.tif 000007
【図６】
2006011404.tif 000008
【図７】
2006011404.tif 000009
【図８】
2006011404.tif 000010