(57)【要約】【課題】一成分現像剤を用いた構成であっても、トナーの補給能力の判定を行える、又は、トナーの補給を安定して行える構成を提供する。【解決手段】現像装置４０は、トナーにより感光ドラム上に形成された静電潜像を現像する。第１補給装置４１は、現像装置４０にトナーを補給する。ＣＰＵは、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、第１補給装置４１によるトナーの補給能力を判定する。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と、
トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、
前記補給装置から前記現像装置に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、前記補給装置によるトナーの補給能力を判定する判定手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
交換可能で、前記補給装置を介して前記現像装置に補給するトナーを収容したトナー収容容器と、
前記判定手段により判定したトナーの補給能力と、前記トナー収容容器からトナーの補給を開始してから補給動作を行っている間の累積時間とに基づいて、前記トナー収容容器のトナー残量を報知する報知手段と、を備えた、
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】
前記所要時間は、前記現像装置が空の状態からトナーを補給した場合の時間である、
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】
像担持体と、
トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、
前記補給装置から前記現像装置に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、その後の前記補給装置によるトナーの補給能力を変更する変更手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記所要時間は、前記現像装置が空の状態からトナーを補給した場合の時間である、
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】
前記現像装置内のトナーを検知するトナー検知手段を備え、
前記所要時間は、前記補給装置からトナーの補給を開始してから前記トナー検知手段がトナーを検知するまでの時間である、
ことを特徴とする、請求項４又は５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
トナーは、磁性を有するものであり、
前記補給装置は、磁力によりトナーを担持して回転するトナー補給ローラと、回転する前記トナー補給ローラからトナーを落下させる落下手段と、を有する、
ことを特徴とする、請求項４ないし６のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記補給装置は、トナーを収容する補給容器を有し、
前記補給容器は、前記トナー補給ローラの一部が露出する開口が形成されており、
前記落下手段は、前記開口の前記トナー補給ローラの周面と隙間を介して対向する位置にあり、前記トナー補給ローラの周面に担持されたトナー量を規制することで前記トナー補給ローラからトナーを落下させる規制部である、
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】
前記規制部は、前記トナー補給ローラの周面が前記開口から露出する露出部分の前記トナー補給ローラの回転方向上流で前記トナー補給ローラの周面と第１の隙間で対向する第１対向部と、前記露出部分の前記回転方向下流で前記トナー補給ローラの周面と前記第１の隙間よりも狭い第２の隙間で対向する第２対向部とを有する、
ことを特徴とする、請求項８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記変更手段は、前記トナー補給ローラの回転速度を変更することで前記補給装置のトナーの補給能力を変更する、
ことを特徴とする、請求項７ないし９のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記トナー補給ローラは、トナーの補給時に第１時間回転した後、第２時間回転を停止する動作を繰り返し、
前記変更手段は、前記第１時間と前記第２時間の比率を変更することで前記補給装置のトナーの補給能力を変更する、
ことを特徴とする、請求項７ないし９のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
交換可能で、トナーを収容したトナー収容容器と、
前記トナー収容容器から前記補給装置にトナーを補給させる中間補給装置と、を備えた、
ことを特徴とする、請求項４ないし１１のうちの何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記補給装置内のトナーを検知する補給トナー検知手段を備え、
前記補給装置は、前記補給トナー検知手段がトナーを検知してから前記現像装置へのトナーの補給を開始する、
ことを特徴とする、請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
像担持体と、
トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、
交換可能で、トナーを収容したトナー収容容器と、
前記トナー収容容器から前記補給装置にトナーを補給させる中間補給装置と、
前記トナー収容容器からトナーの補給を開始してから、前記補給装置内のトナー量が所定量となるまでの所要時間に基づいて、その後の前記中間補給装置によるトナーの補給能力を変更する変更手段と、を備えた、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
前記所要時間は、前記補給装置が空の状態からトナーを補給した場合の時間である、
ことを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複数の機能を有する複合機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、例えば、感光ドラム上の静電潜像を現像装置によりトナーを用いて現像する。このため、画像形成装置として、現像装置にトナー補給する補給装置を備えた構成が従来から知られている。
【０００３】
また、このような補給装置を備えた画像形成装置として、補給装置のトナーの補給能力を現像装置内のトナー濃度から算出し、算出した補給能力に基づいて補給装置を駆動する構成が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−３０１２８７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に記載の構成の場合、現像剤は、トナーとキャリアを含む二成分現像剤であるため、トナー濃度を算出することができるが、キャリアを含まない一成分現像剤を用いた構成には適用できない。
【０００６】
本発明は、一成分現像剤を用いた構成であっても、トナーの補給能力の判定を行える、又は、トナーの補給を安定して行える構成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】
本発明は、像担持体と、トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、前記補給装置から前記現像装置に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、前記補給装置によるトナーの補給能力を判定する判定手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【０００８】
また、本発明は、像担持体と、トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、前記補給装置から前記現像装置に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、その後の前記補給装置によるトナーの補給能力を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【０００９】
また、本発明は、像担持体と、トナーにより前記像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給する補給装置と、交換可能で、トナーを収容したトナー収容容器と、前記トナー収容容器から前記補給装置にトナーを補給させる中間補給装置と、前記トナー収容容器からトナーの補給を開始してから、前記補給装置内のトナー量が所定量となるまでの所要時間に基づいて、その後の前記中間補給装置によるトナーの補給能力を変更する変更手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、一成分現像剤を用いた構成であっても、トナーの補給能力の判定を行える、又は、トナーの補給を安定して行える。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。
【図２】第１の実施形態に係る現像装置を現像ローラの回転軸線方向に直交する方向に切断した概略構成断面図。
【図３】第１の実施形態に係る画像形成装置を上方から見た平面図。
【図４】第１の実施形態に係る画像形成装置の制御構成の一部を示すブロック図。
【図５】第１の実施形態に係るトナー補給部と現像装置を現像ローラの回転軸線方向に沿った方向に切断した概略構成断面図。
【図６】第１の実施形態に係るトナー補給部をトナーボトルの回転軸線方向に沿った方向に切断した概略構成断面図。
【図７】第１の実施形態に係る第１補給装置の撹拌部材の概略構成図。
【図８】第１の実施形態に係る第１補給装置を補給ローラの回転軸線方向に直交する方向に切断した概略構成断面図。
【図９】第１補給装置と第２補給装置の補給能力のばらつきを示すグラフ。
【図１０】第１補給装置の補給ローラと補給容器とのギャップ差と補給能力との関係を示す図。
【図１１】第１の実施形態に係る補給能力ＲＴの判定と反映の制御に関するフローチャート。
【図１２】第１の実施形態に係る操作部の、（ａ）サービスモードの表示を示す図、（ｂ）初期トナー補給の表示を示す図。
【図１３】第１の実施形態に係る補給能力の算出シーケンスのフローチャート。
【図１４】強制トナー補給モード時のトナー補給ローラの回転時間Ｔｒｆ４０と補給能力ＲＴとの関係を示すグラフ。
【図１５】比較例と実施例１のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示すグラフ。
【図１６】比較例と実施例１、２のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示すグラフ。
【図１７】比較例と実施例１、２の第１補給装置の補給量のばらつきの割合を示すグラフ。
【図１８】比較例と実施例１、２、３のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示すグラフ。
【図１９】比較例と実施例１、２、３の第１補給装置の補給量のばらつきの割合を示すグラフ。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態について、図１ないし図１５を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。
【００１３】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、電子写真方式のモノクロプリンタである。画像形成装置１００は、画像形成装置本体に接続されたスキャナ（原稿読み取り装置）又は画像形成装置本体に対し通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等の外部端末からの画像信号に応じてトナー像を記録材ｍに形成する。記録材としては、用紙、プラスチックフィルム、布などのシート材が挙げられる。
【００１４】
本実施形態の画像形成装置１００は、矢印Ｄ２方向に回転駆動される像担持体として円筒状の感光体、即ち、感光ドラム２を備える。本実施形態では、感光ドラム２は、アモルファスシリコンを主成分とする感光層を含むもので、外径が８０ｍｍである。感光ドラム２の周囲には、矢印Ｄ２方向に沿って帯電装置３、現像装置４０、転写ローラ６、清掃装置８が配設されており、感光ドラム２の上方には露光装置１が配設されている。また、記録材ｍの搬送方向Ｄｍに対して、転写ローラ６の下流側には定着装置１１が配置されている。
【００１５】
帯電手段としての帯電装置３は、例えば、２本の帯電線及び１４本のグリッド線等を含むコロナ帯電器である。転写手段としての転写ローラ６は、芯金の周囲に導電性のゴムスポンジの層を有するスポンジローラである。清掃手段としての清掃装置８は、ゴム製の板状部材（ゴムブレード）等によって構成され、感光ドラム２の回転駆動に伴いゴムブレードが感光ドラム２の表面に摺接し、感光ドラム２上のトナーなどを清掃できるように構成されている。
【００１６】
定着装置１１は、定着ローラ１１１と、定着ローラ１１１と当接して定着ニップ部を形成する加圧ローラ１１２等から構成される。定着ローラ１１１は、熱源となるハロゲンヒータ１１３を内蔵し、その外表面は、ハロゲンヒータ１１３によって所定の温度に維持される。
【００１７】
次に、このように構成される画像形成装置１００の画像形成動作について説明する。感光ドラム２は、不図示のモータにより矢印Ｄ２方向に、例えば、４００ｍｍ／ｓの外周速度で回転駆動され、一次帯電バイアスが印加された帯電装置３により表面が＋５００Ｖ（表面電位Ｖ２ｄ）に一様に帯電される。そして、感光ドラム２の表面に、露光装置１から出力すべき画像信号に対応した露光光Ｌが照射され、照射された部分の感光ドラム２の表面が＋１２０Ｖ（露光部の電位Ｖ２ｌ）にされ、静電潜像が形成される。
【００１８】
本実施形態の画像形成装置１００は、デジタル画像形成装置で一般的な画像部露光方式ではなく、背景部露光方式を採用するため、非露光部を可視像化する。そして、現像装置４０により感光ドラム２の帯電極性（＋）と逆極性に帯電したトナー（−）を静電潜像に付着させてトナー像として可視像化する。なお、画像部を露光して可視像化するようにしても良い。
【００１９】
次いで、所定のタイミングで、レジストレーションローラ対１３に待機していた記録材ｍを、感光ドラム２と転写ローラ６とで形成される転写ニップ部に搬送する。そして、この位置で転写電流を転写ローラ６に印加することで、感光ドラム２から記録材ｍへトナー像を転写する。トナー像を転写された記録材ｍは、不図示の搬送装置によって定着装置１１まで搬送される。
【００２０】
記録材ｍは、定着ローラ１１１と加圧ローラ１１２が形成する定着ニップ部に搬送される。そして、定着ニップ部にてトナー像が加熱・加圧されて、記録材ｍ上にトナー像が定着される。記録材ｍの片面に画像を形成する場合は、定着装置１１から排出された後、そのまま機外に排出され、記録材ｍの両面に画像を形成する場合は、不図示の反転装置によって反転された後、記録材ｍの反対面に、上述と同様に画像形成を行う。
【００２１】
一方、転写後に感光ドラム２の表面に残存するトナーは、清掃装置８によって除去されて回収され、次の画像形成動作に備える。本実施形態の画像形成装置１００の場合、例えば、普通紙Ａ４横（普通紙の長手方向が搬送方向Ｄｍに直交する方向となるように記録材ｍを搬送する場合）に片面への連続出力速度は、８０ページ／分である。
【００２２】
［現像装置］
次に、本実施形態の現像装置４０について、図２を用いて説明する。現像装置４０は、容器筐体４００、トナー検知センサ４０１、現像ローラ４０３、規制ブレード４０２、撹拌搬送部材４０４ａ、４０４ｂなどを有する。容器筐体４００は、トナーを含む現像剤を収容する。本実施形態では、現像剤は、磁性を有するトナーを含み、キャリアを含まない、所謂一成分現像剤である。
【００２３】
現像剤担持体としての現像ローラ４０３は、容器筐体４００の感光ドラム２と対向する部分に形成された開口部に配置されている。現像ローラ４０３は、例えば外径３２．３ｍｍの円筒部材であり、内部に永久磁石４０３ａが配置されている。そして、不図示のモータにより矢印方向に回転駆動される。また、現像ローラ４０３は、両端部に設けられた樹脂製のローラが感光ドラム２の両端部に当接することで、感光ドラム２と約２５０μｍの間隙を以て対向させられる。
【００２４】
規制ブレード４０２は、現像ローラ４０３が感光ドラム２と対向する領域の現像ローラ４０３の回転方向上流に配置され、現像ローラ４０３との隙間が約２３０μｍとなるように配置されている。このような規制ブレード４０２は、板状の磁性金属製ブレードである。
【００２５】
撹拌搬送部材４０４ａ、４０４ｂは、それぞれ樹脂製で梯子状に形成されており、容器筐体４００内のトナーを撹拌しつつ現像ローラ４０３に搬送する。例えば、容器筐体４００内に後述するように補給されたトナーは、撹拌搬送部材４０４ａ、４０４ｂがそれぞれ矢印方向に例えば、回転速度２４ｍｉｎ−１で回転することによって、現像ローラ４０３方向へ搬送される。
【００２６】
トナー検知手段としてのトナー検知センサ４０１は、容器筐体４００内の所定の高さ位置に配置された透磁率検知方式のセンサであり、容器筐体４００内のトナーが所定の高さまで到達するとトナーを検知する。これにより、安定状態における容器筐体４００内のトナー量Ｍ４０は所定量（本実施形態では、約４００ｇ）に維持される。即ち、後述するように、トナー検知センサ４０１の信号に基づいてトナーを容器筐体４００内に補給することで、容器筐体４００内のトナーが所定量に維持される。
【００２７】
撹拌搬送部材４０４ａ、４０４ｂにより現像ローラ４０３まで搬送されたトナーは、現像ローラ４０３が内蔵する永久磁石４０３ａの磁気吸引力により現像ローラ４０３の表面に担持される。そして、現像ローラ４０３が矢印方向へ、例えば、外周速度５２０ｍｍ／ｓで回転することにより規制ブレード４０２との対向部まで搬送される。そして、この対向部において現像ローラ４０３に担持されたトナーは、永久磁石４０３ａの磁極と規制ブレード４０２間の磁力の作用により層厚を規制されて、感光ドラム２との対向部に搬送される。
【００２８】
現像ローラ４０３には、電源１０９から現像バイアスが印加されている。感光ドラム２との対向部に搬送された現像ローラ４０３上のトナーは、この現像バイアスによって現像ローラ４０３と感光ドラム２との対向部に形成された電界の作用により、感光ドラム２に転移する。これにより、感光ドラム２上（像担持体上）に形成された静電潜像をトナーにより現像され可視像化される。この際、現像に供されなかったトナーは、現像ローラ４０３上に回収される。なお、現像バイアスは、直流電圧に交流電圧を重畳させた振動電圧であり、本実施形態では、振幅１５００Ｖ、周波数２７００Ｈｚの矩形波、平均電位＋２４０Ｖとしている。
【００２９】
［操作部］
次に、画像形成装置１００の操作部１６周辺の構成について、図３を用いて説明する。図３は、画像形成装置１００を上方から見たものである。操作部１６は、画像形成装置１００の上面前側に配置されている。なお、画像形成装置１００の上面の大半を、不図示のコピー原稿台及びその上に配設された自動原稿搬送装置１８が占める。操作部１６は、液晶パネル１６１、テンキー１６２等を含み、画像形成装置１００の各種設定などを行う。また、報知手段としての液晶パネル１６１は、詳しくは後述するトナーボトル９（後述する図５、６）のトナー残量などの画像形成装置１００の各種情報を表示する。
【００３０】
［制御部］
次に、画像形成装置１００の制御構成の一部について、図４を用いて説明する。制御部２００は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）２０１、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）２０２、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）２０３を有している。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０３に格納された制御手順に対応するプログラムを読み出しながら各部の制御を行う。また、ＲＡＭ２０２には、作業用データや入力データが格納されており、ＣＰＵ２０１は、前述のプログラム等に基づいてＲＡＭに格納されたデータを参照して制御を行う。
【００３１】
このような制御部２００は、操作部１６や不図示の外部端末からの画像形成命令を受けた場合等に画像形成を開始する。具体的には、制御部２００のＣＰＵ２０１は、不図示の駆動制御装置、高圧制御装置を通じて各種モータや電源を制御して画像形成を行う。また、ＣＰＵ２０１は、画像形成装置１００が有する各種センサから受信した信号値を元に、ＲＡＭ２０２内に保存されたデータを参照し、駆動制御装置を通じて、例えば、現像装置４０にトナーの補給制御等を行う。
【００３２】
詳しくは後述するが、ＣＰＵ２０１は、現像装置４０内にトナー検知センサ４０１及び第１補給装置４１内（後述する図５、６等）のトナー検知センサ４１２から受信した信号に基づいて、駆動モータ４１５、４２５、４１６を駆動制御する。そして、現像装置４０内への補給制御を行う。なお、ＲＡＭ２０２内のデータの一部（第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ））は後述の強制トナー補給モードＭ０の結果をもって更新される。
【００３３】
［トナー補給部］
次に、現像装置４０にトナーを補給するトナー補給部４３の構成について、図５ないし図８を用いて説明する。トナー補給部４３は、第１補給装置４１、第２補給装置４２等から構成され、現像装置４０とは独立している。また、画像形成装置１００の装置本体内には、補給用のトナーを収容したトナー収容容器としてのトナーボトル９が配置され、トナー補給部４３に接続されている。このトナーボトル９は、交換可能である。即ち、トナーボトル９は、装置本体に対して着脱可能で、且つ、トナー補給部４３に対しても着脱可能である。
【００３４】
トナー補給部４３は、トナーの補給経路の上流から、トナーボトル９が接続される中間補給装置としての第２補給装置４２、現像装置４０にトナーを補給する補給装置としての第１補給装置４１の順番で配置されている。第２補給装置４２は、トナーボトル９から第１補給装置４１にトナーを補給させる。以下、詳しく説明する。
【００３５】
トナーボトル９は、図６に示すように、排出部９１において、第２補給装置４２が備える駆動モータ４２５と不図示の結合部材で連結する。また、トナーボトル９は、装置本体内に回転自在に支持されており、駆動モータ４２５により回転駆動されることで、容器内のトナーが排出部９１に搬送され、排出部９１から第２補給装置４２内にトナーを排出する。ここで、トナーボトル９は、外径１２０ｍｍの中空円筒状の樹脂製容器であり、未使用の状態で２０００ｇのトナー及びトナー流動制御部材等を収容している。そして、トナーボトル９は、図３に示した操作部１６の液晶パネル１６１に表示されるトナー残量警告表示に基づいて、オペレータにより交換される。
【００３６】
第２補給装置４２は、駆動モータ４２５、撹拌部材４２２等を有し、トナーボトル９が接続される。駆動モータ４２５は、上述のようにトナーボトル９を回転させ、トナーボトル９の排出部９１から第２補給装置４２の容器筐体４２０内にトナーを補給する。なお、トナーボトル９から補給される構成は、トナーボトル９を回転させる以外に、例えば、トナーボトル内にスクリューなどのトナーを搬送する部材を設けたもの等、他の構成であっても良い。撹拌部材４２２は、容器筐体４２０の排出口の上方に配置され、容器筐体４２０内のトナーを撹拌しつつ排出口からトナーを排出させる。即ち、撹拌部材４２２は、容器筐体４２０内に留まっているトナーをほぐし、第１補給装置４１内へトナーを排出させる補助を行う。
【００３７】
第２補給装置４２の排出口には、第１補給装置４１が接続されており、第２補給装置４２の排出口から排出されたトナーは、第１補給装置４１に補給される。即ち、トナーボトル９から排出されるトナーは、第２補給装置４２を経由して第１補給装置４１に補給される。
【００３８】
ここで、第１補給装置４１には、第１補給装置４１内（補給装置内）のトナーを検知する補給トナー検知手段としてのトナー検知センサ４１２が設けられている。トナー検知センサ４１２は、現像装置４０内のトナー検知センサ４０１と同様に、第１補給装置４１の容器筐体４１０内の所定の高さ位置に配置された透磁率検知方式のセンサであり、容器筐体４１０内のトナーが所定の高さまで到達するとトナーを検知する。安定状態における容器筐体４１０内のトナー量Ｍ４１は、２００ｇ（所定量）である。即ち、次述するように、トナー検知センサ４１２の信号に基づいてトナーを容器筐体４１０内に補給することで、容器筐体４１０内のトナーが所定量に維持される。
【００３９】
ＣＰＵ２０１（図４）は、第１補給装置４１のトナー検知センサ４１２の出力信号に基づいて、容器筐体４１０内に所定量のトナーが無いと判断すると、第２補給装置４２の駆動モータ４２５を回転駆動させる。これにより、トナーボトル９が回転し、第２補給装置４２を経由して第１補給装置４１にトナーが補給される。駆動モータ４２５は、このようにトナー検知センサ４１２の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、３０（ｍｉｎ−１）の回転速度で２（ｓｅｃ）間、トナーボトル９を回転させ、１（ｓｅｃ）停止する基本動作を反復する。そして、ＣＰＵ２０１は、トナー検知センサ４１２の出力信号基準でトナー有の判断をしたら（即ち、トナー検知センサ４１２がトナーを検知したら）、直ちに駆動モータ４２５を停止する。これにより、第１補給装置４１へのトナー補給が停止される。
【００４０】
また、ＣＰＵ２０１は、トナー検知センサ４１２の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、駆動モータ４１５を駆動する。そして、ＣＰＵ２０１は、トナー検知センサ４１２の出力信号基準でトナー有の判断をしたら（即ち、トナー検知センサ４１２がトナーを検知したら）、直ちに駆動モータ４１５を停止する。駆動モータ４１５は、上述の第２補給装置４２の撹拌部材４２２及び次述する第１補給装置４１の撹拌部材４１３に不図示の歯車群を経由して接続されている。このため、撹拌部材４１３、４２２は、トナー検知センサ４１２の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、回転駆動される。
【００４１】
第１補給装置４１は、トナーを収容する補給容器としての容器筐体４１０、上述のトナー検知センサ４１２、撹拌部材４１３、トナー補給ローラ４１１、規制部４１０ｄ等を有する。トナー検知センサ４１２、撹拌部材４１３、トナー補給ローラ４１１は、容器筐体４１０内に配置されている。撹拌部材４１３は、図７に示すように、スクリュー形状部４１３ａと、平行板配置部４１３ｂとから構成される。
【００４２】
スクリュー形状部４１３ａは、図７の左側に配置され、非磁性金属製の軸４１３ｃの周囲に螺旋状に設けられた羽根を有する部分である。平行板配置部４１３ｂは、スクリュー形状部４１３ａの図７の右側に配置され、略楕円形状を有して内部が空洞に形成されている樹脂性板４１３０が、軸４１３ｃ上に軸方向に順に互いに平行に並べられた部分である。これらスクリュー形状部４１３ａ及び平行板配置部４１３ｂを有する撹拌部材４１３は、軸４１３ｃを中心に図６の矢印Ｄ４１３方向に９０（ｍｉｎ−１）の回転速度で５（ｓｅｃ）回転し、１（ｓｅｃ）間停止する基本動作を反復する。
【００４３】
撹拌部材４１３は、図５に示すように、回転軸線方向が容器筐体４１０の長手方向に沿うように配置されている。撹拌部材４１３のスクリュー形状部４１３ａは、第２補給装置４２の排出口に接続されるトナーの受入れ口の下方に配置され、撹拌部材４１３の回転により、トナーを図５及び図８の右方向に搬送する。平行板配置部４１３ｂは、スクリュー形状部４１３ａよりもスクリュー形状部４１３ａのトナー搬送方向下流に配置され、撹拌部材４１３の回転により、トナーを図５及び図８の左右方向に移動させる。これにより、容器筐体４１０内に補給されたトナーの分布が、容器筐体４１０の長手方向に均一にされる。
【００４４】
トナー補給ローラ４１１は、図５に示すように、撹拌部材４１３の平行板配置部４１３ｂの下方に、その回転軸線方向が撹拌部材４１３の回転軸線方向と略平行となるように配置されている。トナー補給ローラ４１１は、金属製の軸の周りにマグネットを張り付けられたものであり（外径２２．３ｍｍ）、周方向に６０°間隔でＳ極とＮ極が交互に計６個設けられている。各磁極のローラ表面におけるピーク磁力は６０ｍＴである。このようなトナー補給ローラ４１１は、磁力によりトナーを担持して、駆動モータ４１６により、図８の矢印Ｄ４１１方向に回転駆動される。
【００４５】
ＣＰＵ２０１は、現像装置４０内のトナー検知センサ４０１の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、駆動モータ４１６を駆動する。そして、ＣＰＵ２０１は、トナー検知センサ４０１の出力信号基準でトナー有の判断をしたら（即ち、トナー検知センサ４１２がトナーを検知したら）、直ちに駆動モータ４１６を停止する。駆動モータ４１６は、トナー検知センサ４０１の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、Ｎ４１１（ｍｉｎ−１）の回転速度でＴ４１１（ｓｅｃ）間、トナー補給ローラ４１１を回転させ、「３−Ｔ４１１」（ｓｅｃ）停止する基本動作を反復する。Ｎ４１１、Ｔ４１１の設計称呼は、それぞれ３０（ｍｉｎ−１）、０．７（ｓｅｃ）である。
【００４６】
落下手段としての規制部４１０ｄは、図８に示すように、回転するトナー補給ローラ４１１からトナーを現像装置４０の容器筐体４００内に落下させる。ここで、図８は、第１補給装置４１の容器筐体４１０の開口４１０ｃ及び現像装置４０の容器筐体４００の補給口４００ａと、トナー補給ローラ４１１の位置関係を示した概略構成断面図である。
【００４７】
図８に示すように、第１補給装置４１の容器筐体４１０は、下部にトナー補給ローラ４１１の一部が露出する開口４１０ｃが形成されている。開口４１０ｃは、現像装置４０の容器筐体４００の上部に形成された補給口４００ａと対向して配置される。そして、落下手段としての規制部４１０ｄは、開口４１０ｃのトナー補給ローラ４１１の周面と隙間を介して対向する位置にあり、トナー補給ローラ４１１の周面に担持されたトナー量を規制することでトナー補給ローラ４１１からトナーを落下させる。
【００４８】
即ち、規制部４１０ｄは、第１対向部４１０ａと、第２対向部４１０ｂとを有する。第１対向部４１０ａは、トナー補給ローラ４１１の周面が開口４１０ｃから露出する露出部分のトナー補給ローラ４１１の回転方向上流で、トナー補給ローラ４１１の周面と第１の隙間（ギャップＡ）で対向する。第２対向部４１０ｂは、トナー補給ローラ４１１の露出部分の回転方向下流で、トナー補給ローラ４１１の周面と第１の隙間よりも狭い第２の隙間（ギャップＢ）で対向する。即ち、トナー補給ローラ４１１の周面と容器筐体４１０の開口４１０ｃとの間には、２つの隙間（ギャップＡ、Ｂ）が設けられている。
【００４９】
駆動モータ４１６がオンされると、トナー補給ローラ４１１は、磁性トナーを吸着しつつ矢印Ｄ４１１方向へ回転する。そして、トナー補給ローラ４１１に担持されたトナーは、重力、及び、トナー補給ローラ４１１と第１対向部４１０ａ、第２対向部４１０ｂとの隙間の作用によって、現像装置４０の容器筐体４００内に補給口４００ａを介して落下する。これにより、現像装置４０内にトナーが補給される。
【００５０】
より具体的に説明する。トナー補給ローラ４１１に付着したトナーは、トナー補給ローラ４１１の矢印Ｄ４１１方向への回転に伴い補給口４００ａへ搬送され、第１対向部４１０ａとのギャップＡによりトナー厚みが均一に規制される。そして、ギャップＡより小さい第２対向部４１０ｂとのギャップＢによりトナー厚みが更に規制され、「ギャップＡ−ギャップＢ」に相当するトナーがギャップＢによりこそぎ落とされる。こそぎ落とされたトナーは、現像装置４０へ補給される。
【００５１】
なお、落下手段は、上述のような容器筐体４１０の開口４１０ｃに設けられた規制部４１０ｄ以外の構成であっても良い。例えば、別途、トナー補給ローラ４１１に当接又は近接するように配置されたブレード、ローラ、ブラシなど、トナー補給ローラ４１１からトナーをこそぎ落とすものであっても良い。また、落下手段は、トナー補給ローラ４１１を構成するマグネットの周方向の一部に磁力が０である領域を設けることで、トナー補給ローラ４１１からトナーを落下させる構成としても良い。
【００５２】
［補給能力のばらつき］
ここで、第１補給装置４１や第２補給装置４２は、量産時の寸法などのばらつきにより、ユニット毎に補給能力がばらつくことがある。ここで、単位時間あたり（本実施形態では１秒間）に補給されるトナー量を補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）と定義する。図９に第１補給装置４１、第２補給装置４２の補給能力ＲＴのばらつきを示す。図９の棒グラフは、補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）の絶対値、細い縦棒がばらつきを表す。図９から、特に第１補給装置４１のばらつきに起因する補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）の変化が大きいことがわかる。
【００５３】
この補給能力のばらつきに起因する課題が２つある。１つは、トナー補給の残量予測精度の低下である。近年、トナーボトル９の残量を予測し、表示することで、トナーボトル９が無くなる前に新しいトナーボトル９の発注や準備ができるようにしている。しかし、この残量予測は、従来、トナー補給ローラ４１１が駆動した時間に基づいて算出しており、上述の補給能力のばらつきが原因で予測精度が低い。
【００５４】
このため、残量予測で残量が無くなる前に、トナーボトル９内のトナーが無くなってしまい、機械が停止してしまう虞がある。また、トナーボトル９内に残量が多く残っているにも関わらず残量予測で残量がないと判断され、トナーボトル９が極端に早く発注されてしまう虞がある。
【００５５】
もう１つは、現像装置４０内のトナー量Ｍ４０の変動である。即ち、上述の補給能力のばらつきにより、現像装置４０内のトナー量が大きく変動する。トナーの補給能力が過小時には、現像装置４０内のトナー量Ｍ４０が減少し、画像品質の低下につながる場合がある。このため、現像装置４０内のトナー量が極端に少ない場合には、一旦機械を停止し、強制トナー補給を実行してから画像形成を再開する動作を行うことで、大幅なダウンタイムが発生する虞がある。
【００５６】
一方、トナーの補給能力が過大時には、現像装置４０内からトナーが溢れて機内を汚してしまうことや、モータロックやモータの負荷アップにつながる場合がある。このため、現像装置４０内のトナー量が極端に多い場合には、エラーを出す場合がある。エラーが出されると、例えば、サービスマンが出動して現像装置４０を交換し、エラーを解除する。このため、ユーザだけでなくオペレータやサービスマンの負担も大きくなる虞がある。
【００５７】
上述の図９に示したように、第１補給装置４１の補給能力のばらつきが大きいが、これは、以下のような理由による。即ち、図８に示したように、第１補給装置４１は、トナー補給ローラ４１１と第１対向部４１０ａ及び第２対向部４１０ｂとの隙間により補給されるトナー量が決まる。即ち、「ギャップＡ−ギャップＢ」によりトナー補給ローラ４１１からトナーがこそぎ落とされ、現像装置４０に補給されるトナー量が決まる。
【００５８】
この「ギャップＡ−ギャップＢ（ギャップ（Ａ−Ｂ））」は、容器筐体４１０の開口４１０ｃの位置やトナー補給ローラ４１１の中心軸位置によって決定され、トナー補給ローラ４１１の外形の影響は小さい。このため、容器筐体４１０の開口４１０ｃの位置やトナー補給ローラ４１１の中心軸位置のばらつきがトナーの補給能力のばらつきの原因となる。ギャップＡ、Ｂの設計称呼は、３．５（ｍｍ）、１．５（ｍｍ）である。
【００５９】
公差は、ギャップＡ、Ｂともに±０．４（ｍｍ）であり、製造上、ギャップＡは３．１（ｍｍ）〜３．９（ｍｍ）、ギャップＢは１．１（ｍｍ）〜１．９（ｍｍ）の範囲で作成される。このため、ギャップ（Ａ−Ｂ）は、図１０に示すように、製造上の公差により１．２ｍｍ〜２．８ｍｍと２倍近く変化する。ギャップ（Ａ−Ｂ）の設計称呼は、２．０であり、製造上の公差を考慮すると、ギャップ（Ａ−Ｂ）は、設計呼称２．０に対し、±４０％のバラツキである。
【００６０】
ギャップ（Ａ−Ｂ）と第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）の関係は、図１０のようになっている。このため、量産された第１補給装置４１は、そのユニット毎にトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）にばらつきが生じる。したがって、同一時間、トナー補給ローラ４１１を回転させた場合でも、そのユニットのギャップ（Ａ−Ｂ）の値によっては、補給されるトナー量が異なってしまい、上述のような問題が生じてしまう可能性がある。
【００６１】
［補給能力の判定と反映］
そこで、本実施形態では、第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を判定し、トナーボトル９の残量予測の精度を向上させるようにしている。即ち、判定手段としてのＣＰＵ２０１は、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、第１補給装置４１によるトナーの補給能力を判定する。本実施形態の場合、所要時間は、現像装置４０が空の状態からトナーを補給した場合の時間であり、第１補給装置４１からトナーの補給を開始してからトナー検知センサ４０１がトナーを検知するまでの時間である。
【００６２】
以下、図１１ないし図１５を用いてトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）の判定とその反映の制御について説明する。まず、この制御の全体像について、図１１を用いて説明する。画像形成装置１００が工場から出荷され、使用開始する場合（Ｓ１）、或いは、現像装置４０（又は第１補給装置４１）が交換された場合（Ｓ２）、強制トナー補給モードＭ０を行う（Ｓ３）。強制トナー補給モードＭ０の詳細については後述する。
【００６３】
強制トナー補給モード完了後、トナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を判定する（Ｓ４）。補給能力ＲＴの算出についても後述する。そして、トナーボトル９の残量予測に判定した補給能力ＲＴが反映される（Ｓ５）。その後、現像装置４０（又は第１補給装置４１）が交換された場合（Ｓ２）、再度、Ｓ３以降の制御が行われる。
【００６４】
次に、強制トナー補給モードＭ０及び第１補給装置４１のトナーの補給能力の判定の制御について、図１２（ａ）、（ｂ）、図１３を用いて説明する。本実施形態では、第１補給装置４１のトナーの補給能力の判定は、強制トナー補給モードＭ０を実行することで行う。本モードは、画像形成装置１００の使用開始時、或いは、現像装置４０、第１補給装置４１、第２補給装置４２の少なくとも何れかが寿命に到達したり、故障したりした場合等に、新品へ交換した直後に実行されるものである。そして、これらの少なくとも何れかの装置内にトナーを充填してその後の画像出力に備えることを主たる目的とする。以下では、現像装置４０が交換された場合について説明する。
【００６５】
まず、現像装置４０が交換された場合、強制トナー補給モードＭ０を実行するために、ユーザやサービスマンが操作部１６（図３）を操作して、サービスモードＭＳに移行する。すると、図１２（ａ）に示すように、液晶パネル１６１にサービスモードが表示され、ユーザやサービスマンがボタン１６１１に触れると、図１２（ｂ）に示す画面が液晶パネル１６１に表示される。そして、ユーザやサービスマンがボタン１６１２に触れると、強制トナー補給モードＭ０が実行される。
【００６６】
以降、図１３のフローチャートを用いて説明する。現像装置４０が画像形成装置１００の装置本体に装着され、ユーザやサービスマンが図１２（ｂ）に示したボタン１６１２に触れると、ＣＰＵ２０１は、トナーの補給を開始すると共に、カウンターＴｆｒ４０をリセットする（Ｓ１０１）。カウンターＴｆｒ４０は、トナー補給ローラ４１１の回転時間の累積値である。
【００６７】
トナーの補給が開始されると、ＣＰＵ２０１は、トナーボトル９から第２補給装置４２を介して第１補給装置４１へトナーを投入する（Ｓ１０２）。そして、第１補給装置４１内のトナー検知センサ４１２がトナー有を検知すると（Ｓ１０３）、ＣＰＵ２０１は、トナー補給ローラ４１１を回転し、第１補給装置４１から現像装置４０へトナーの補給を開始する（Ｓ１０４）。即ち、第１補給装置４１は、トナー検知センサ４１２がトナーを検知してから現像装置４０へのトナーの補給を開始する。この時、トナー検知センサ４１２に基づき、トナーボトル９から第１補給装置４１へのトナーの補給は継続する。
【００６８】
また、ＣＰＵ２０１は、この時のトナー補給ローラ４１１の回転時間を、カウンターＴｆｒ４０に加算開始する（Ｓ１０５）。現像装置４０内のトナー検知センサ４０１がトナー有を検知すると（Ｓ１０６）、ＣＰＵ２０１は、カウンターＴｆｒ４０の加算を停止する（Ｓ１０７）。そして、トナーの補給を終了させ、カウンターＴｆｒ４０の値から第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を判定する（Ｓ１０８）。
【００６９】
ここで、強制トナー補給モードＭ０におけるトナーの補給開始から終了までのトナー補給ローラ４１１の回転時間であるカウンターＴｆｒ４０と、その時の補給量に対するトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）の関係を図１４に示す。
【００７０】
強制トナー補給モードＭ０におけるトナーの補給開始から終了までのトナー補給ローラ４１１の回転時間は、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間である。上述したように、現像装置４０内のトナー量Ｍ４０は、トナー検知センサ４０１によりトナーが検知されることで、所定量（約４００ｇ）に維持される。また、現像装置４０は、交換直後は空の状態であるため、強制トナー補給モードＭ０におけるトナーの補給開始時は、現像装置４０内のトナー量Ｍ４０は０ｇである。更に、トナー検知センサ４０１がトナーを検知した時点でトナーの補給が終了する。したがって、強制トナー補給モードＭ０におけるトナーの補給開始から終了までの間に、現像装置４０には所定量（約４００ｇ）のトナーが補給されたことになる。
【００７１】
したがって、判定手段としてのＣＰＵ２０１は、カウンターＴｆｒ４０の値と、この間に第１補給装置４１から現像装置４０に補給したトナーの量、即ち、所定量とから補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を算出可能である。言い換えれば、ＣＰＵ２０１は、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間（Ｔｆｒ４０）に基づいて、第１補給装置４１によるトナーの補給能力ＲＴを判定する。図１４では、所定量が４００ｇである場合について示しているが、所定量は、現像装置４０の容量によって適宜変更可能である。
【００７２】
このように本実施形態では、強制トナー補給モードＭ０において、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給するのにかかった時間により、図１４に示すように、第１補給装置４１の補給能力ＲＴを判定できる。言い換えれば、第１補給装置４１に起因する補給のばらつきを推定する事ができる。
【００７３】
特に、二成分現像剤を用いた構成のように現像装置内のトナー濃度により補給能力を算出することができるが、本実施形態のように一成分現像剤を用いた場合、このような算出方法は適用でない。このため、本実施形態では、上述のように、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間を用いることで、一成分現像剤を用いた構成であっても、トナーの補給能力の判定を行える。
【００７４】
［トナーボトルの残量予測］
そして、このように第１補給装置４１の補給能力ＲＴを判定することで、トナーボトル９のトナー残留を、より正確に予測できる。本実施形態では、上述のように判定した第１補給装置４１の補給能力ＲＴと、トナーボトル９からトナーの補給開始後の累積補給時間とに基づいて、トナーボトル９のトナー残留を予測している。即ち、判定した補給能力ＲＴをトナーボトル９の残量予測に反映させている。そして、報知手段としての液晶パネル１６１（図３）又は画像形成装置１００に接続された外部端末等に、トナーボトル９のトナー残量を報知するようにしている。
【００７５】
このトナーボトル９のトナー残量予測の算出方法について説明する。トナーボトル９内のトナー残量Ｍ９の算出式は、トナーボトル９の交換後からのトナー補給ローラ４１１の総回転時間Ｔ１、即ち、トナーボトル９からトナーの補給を開始してから補給動作を行っている間の累積時間（補給累積時間）を用いて、次式で表される。
【００７６】
Ｍ９=２０００−（Ｔ１×ＲＴ）        ・・・（式１）
式１の「２０００」は、最初にトナーボトル９に収容されているトナーの量である。また、「Ｔ１×ＲＴ」は、実際にトナーボトル９から現像装置４０に補給されたトナーの量に相当する。
【００７７】
ここで、本実施形態のように第１補給装置４１の補給能力ＲＴを判定しない場合、例えば、称呼中心での補給能力１．２５を用いて上述の計算を行って、トナーボトル９の残量を予測することになる。但し、上述したように補給能力にばらつきがある場合があるので、トナーボトル９の残量を正確に予測できない可能性がある。これに対して本実施形態では、強制トナー補給モードＭ０で導出した第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を用いて、補給能力ＲＴを判定しているため、上述の計算を行うことで、トナーボトル９の残量をより正確予測することが可能である。
【００７８】
図１５に補給能力の判定を行わずに補給能力を１．２５に固定して残量予測をした場合（比較例）と、本実施形態のように補給能力を判定して残量予測に反映させた場合（実施例１）のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示す。この残量予測のばらつきの割合は、実際の残量に対して予測した残量がどの程度ばらついているかを示す。図１５から、本実施形態のように、ばらつきの主要因である第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）起因のバラツキを補正することで、残量予測精度を向上させることができることが分かる。
【００７９】
なお、上述の説明では、第１補給装置４１の補給能力を判定するようにしているが、第２補給装置４２についても同様に補給能力を判定することができる。例えば、第１補給装置４１を交換した場合、交換直後の第１補給装置４１に第２補給装置４２から所定量のトナーを補給し、その所要時間から補給能力を判定する。
【００８０】
上述したように、第１補給装置４１内のトナー量Ｍ４１は、トナー検知センサ４１２によりトナーが検知されることで、所定量（約２００ｇ）に維持される。また、第１補給装置４１は、交換直後は空の状態であるため、トナーの補給開始時は、第１補給装置４１内のトナー量Ｍ４１は０ｇである。更に、トナー検知センサ４１２がトナーを検知した時点でトナーの補給が終了する。したがって、トナーの補給開始から終了までの間に、第１補給装置４１には所定量（約２００ｇ）のトナーが補給されたことになる。
【００８１】
したがって、判定手段としてのＣＰＵ２０１は、この補給にかかった時間と、この間に第２補給装置４２から第１補給装置４１に補給したトナーの量、即ち、所定量とから補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を算出可能である。言い換えれば、ＣＰＵ２０１は、第２補給装置４２から第１補給装置４１に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、第２補給装置４２によるトナーの補給能力ＲＴを判定する。
【００８２】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態について、図１ないし図１４を参照しつつ、図１６及び図１７を用いて説明する。上述の第１の実施形態では、第１補給装置４１の補給能力ＲＴを判定し、トナーボトル９の残量予測に反映させた。本実施形態では、更に、判定した補給能力ＲＴにより第１補給装置４１の補給能力を変更するようにしている。その他の構成及び作用は、第１の実施形態と同様であるため、同様の構成については説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第１の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【００８３】
まず、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、第１補給装置４１の補給能力ＲＴを算出する。そして、算出した補給能力ＲＴを用いて、トナー補給ローラ４１１の回転速度を変更することで、さらに補給能力も向上させるようにしている。
【００８４】
補給能力ＲＴは、上述したように、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて算出される。このため、変更手段としてのＣＰＵ２０１は、第１補給装置４１から現像装置４０に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、その後の第１補給装置４１によるトナーの補給能力を変更する。本実施形態では、トナー補給ローラ４１１の回転速度を変更することで第１補給装置４１のトナーの補給能力を変更する。なお、補給能力を変更する場合に、補給能力を算出せずに、補給したトナーの量（所定量）とその補給に要した時間（所要時間）とに基づいて、直接、補給能力を変更するようにしても良い。
【００８５】
トナー補給ローラ４１１は、第１の実施形態と同様に、トナー検知センサ４０１の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、Ｎ４１１（ｍｉｎ−１）の回転速度でＴ４１１（ｓｅｃ）間回転し、「３−Ｔ４１１」（ｓｅｃ）停止する基本動作を反復する。Ｎ４１１、Ｔ４１１の設計称呼は、それぞれ３０（ｍｉｎ−１）、０．７（ｓｅｃ）である。
【００８６】
本実施形態では、トナー補給ローラ４１１の回転速度Ｎ４１１を設計呼称の３０（ｍｉｎ−１）から第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）に合わせて変更する。そうすることで、第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）のばらつき分を補い、同じ時間、トナー補給ローラ４１１を回転させた時のトナー補給量を同じにすることができる。
【００８７】
トナー補給ローラ４１１の回転速度Ｎ４１１は、第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を用いて、次式で求められる。
【００８８】
Ｎ４１１＝３０×１．２５／ＲＴ        ・・・（式２）
式（２）の「３０」は、Ｎ４１１の設計呼称３０（ｍｉｎ−１）である。「１．２５」は、称呼中心での第１補給装置４１の補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）である。式（２）により、トナー補給ローラ４１１の回転速度Ｎ４１１は、算出した第１補給装置４１の補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）が呼称中心１．２５よりも高ければ、設計呼称３０（ｍｉｎ−１）よりも遅くなる。一方、回転速度Ｎ４１１は、算出した補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）が呼称中心よりも低ければ、設計呼称よりも速くなる。
【００８９】
本実施形態では、このように第１補給装置４１の補給能力ＲＴを算出し、算出した補給能力ＲＴに応じてトナー補給ローラ４１１の回転速度を変更しているため、トナーの補給を安定して行える。即ち、同一の補給時間で概ね同じ量のトナーの補給が行え、現像装置４０内のトナー量が多くなり過ぎたり、少なくなり過ぎたりすることを抑制できる。
【００９０】
次に、本実施形態におけるトナーボトル９の残量予測の算出方法について説明する。トナーボトル９内のトナー残量Ｍ９の算出式は、トナーボトル９の交換後からのトナー補給ローラ４１１の総回転時間Ｔ１、即ち、トナーボトル９からトナーの補給を開始してから補給動作を行っている間の累積時間（補給累積時間）を用いて、次式で表される。
【００９１】
Ｍ９=２０００−（Ｔ１×１．２５）        ・・・（式３）
式３の「２０００」は、最初にトナーボトル９に収容されているトナーの量である。また、「Ｔ１×１．２５」は、実際にトナーボトル９から現像装置４０に補給されたトナーの量に相当する。
【００９２】
本実施形態では、既にトナー補給ローラ４１１の回転速度を変更することで、第１補給装置４１の補給能力のばらつきに対する修正を行っているため、称呼中心での補給能力１．２５を用いて計算を行う。トナーボトル９の残量表示等、他の動作は第１の実施形態と同様である。
【００９３】
図１６に、比較例と、実施例１と、本実施形態のように算出した補給能力に応じてトナー補給ローラ４１１の回転速度を変更し、補給能力を１．２５に固定して残量予測をした場合（実施例２）のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示す。比較例及び実施例１は、図１５と同様である。図１６から、本実施形態（実施例２）の場合も、第１の実施形態（実施例１）と同様に、残量予測精度を向上させることができることが分かる。
【００９４】
次に、図１７に、比較例と、実施例１、２のおける第１補給装置４１の補給精度のばらつきの割合を示す。この補給精度のばらつきの割合は、同一時間、トナー補給ローラ４１１を回転させた場合に、補給量がどの程度ばらついているかを示す。図１７から、実施例１は、第１補給装置４１の補給能力を変更していないため比較例と同等のばらつきが生じているが、実施例２は、比較例及び実施例１よりも大幅にばらつきが低下していることが分かる。このため、本実施形態の場合、大幅に補給精度を向上させることができることが分かる。
【００９５】
なお、上述の説明では、第１補給装置４１の補給能力を変更するようにしているが、第２補給装置４２についても同様に補給能力を変更することができる。例えば、第１補給装置４１を交換した場合、交換直後の第１補給装置４１に第２補給装置４２から所定量のトナーを補給し、その所要時間から補給能力を変更する。
【００９６】
上述したように、第１補給装置４１内のトナー量Ｍ４１は、トナー検知センサ４１２によりトナーが検知されることで、所定量（約２００ｇ）に維持される。また、第１補給装置４１は、交換直後は空の状態であるため、トナーの補給開始時は、第１補給装置４１内のトナー量Ｍ４１は０ｇである。更に、トナー検知センサ４１２がトナーを検知した時点でトナーの補給が終了する。したがって、トナーの補給開始から終了までの間に、第１補給装置４１には所定量（約２００ｇ）のトナーが補給されたことになる。
【００９７】
したがって、変更手段としてのＣＰＵ２０１は、この補給にかかった時間と、この間に第２補給装置４２から第１補給装置４１に補給したトナーの量、即ち、所定量とから補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を変更する。言い換えれば、ＣＰＵ２０１は、第２補給装置４２から第１補給装置４１に所定量のトナーを補給した場合の所要時間に基づいて、第２補給装置４２によるトナーの補給能力ＲＴを変更する。
【００９８】
第２補給装置４２の補給能力の変更は、トナーボトル９と撹拌部材４２２とのうちの少なくともトナーボトル９の回転速度を変更することで行う。また、撹拌部材４２２については、トナーボトル９と同様に回転速度を変更するようにしても良いし、トナーボトル９の回転速度の変更に拘らず一定の回転速度で駆動するようにしても良い。
【００９９】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態について、図１ないし図１４を参照しつつ、図１８及び図１９を用いて説明する。上述の第２の実施形態では、第１補給装置４１の補給能力を、トナー補給ローラ４１１の回転速度を変更することで変更した。これに対して本実施形態では、トナー補給ローラ４１１の回転時間と停止時間との比率を変更することで、第１補給装置４１の補給能力を変更するようにしている。その他の構成及び作用は、第２の実施形態と同様であるため、同様の構成については説明及び図示を省略又は簡略にし、以下、第２の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
【０１００】
まず、本実施形態の場合も、第１の実施形態と同様に、第１補給装置４１の補給能力ＲＴを算出する。そして、算出した補給能力ＲＴを用いて、トナー補給ローラ４１１の回転時間Ｔ４１１を変更することで、さらに補給能力も向上させるようにしている。
【０１０１】
トナー補給ローラ４１１は、トナーの補給時に第１時間回転した後、第２時間回転を停止する動作を繰り返す。本実施形態では、第１の実施形態と同様に、トナー検知センサ４０１の出力信号基準でトナー無の判断がされている間、Ｎ４１１の回転速度で第１時間であるＴ４１１間回転し、第２時間である「３−Ｔ４１１」間停止する基本動作を反復する。Ｎ４１１、Ｔ４１１の設計称呼は、それぞれ３０（ｍｉｎ−１）、０．７（ｓｅｃ）である。
【０１０２】
そして、本実施形態では、変更手段としてのＣＰＵ２０１は、第１時間（Ｔ４１１）と第２時間（３−Ｔ４１１）の比率を変更することで、第１補給装置４１のトナーの補給能力を変更している。具体的には、トナー補給ローラ４１１の回転時間Ｔ４１１を設計呼称の０．７（ｓｅｃ）から第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）に合わせて変更する。第２時間は、「３−Ｔ４１１」であるので、Ｔ４１１が変更されるに伴って変更される。
【０１０３】
即ち、第１時間が増えれば第２時間が減り、第１時間が減れば第２時間が増える。トナー補給ローラ４１１の回転と停止の１サイクルの時間は、補給能力に拘らず変更されない。したがって、本実施形態では、トナー補給ローラ４１１の回転と停止の１サイクルの時間を変更せずに第１時間と第２時間の比率を変更することで、第１補給装置４１の補給能力を変更するようにしている。そうすることで、第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）のばらつき分を補い、同じ回数、トナー補給ローラ４１１を回転させた時のトナーの補給量を同じにすることができる。
【０１０４】
トナー補給ローラ４１１の１サイクルあたりの回転時間Ｔ４１１は第１補給装置４１のトナーの補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）を用いて、次式で求められる。
【０１０５】
Ｔ４１１＝０．７×１．２５／ＲＴ        ・・・（式４）
式（４）の「０．７」は、Ｔ４１１の設計呼称０．７（ｓｅｃ）である。「１．２５」は、称呼中心での第１補給装置４１の補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）である。式（４）により、トナー補給ローラ４１１の回転時間Ｔ４１１（第１時間）は、算出した第１補給装置４１の補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）が呼称中心１．２５よりも高ければ、設計呼称０．７（ｓｅｃ）よりも短くなる。この場合、停止時間「３−Ｔ４１１」（第２時間）は長くなる。一方、回転時間Ｔ４１１は、算出した補給能力ＲＴ（ｇ／ｓｅｃ）が呼称中心よりも低ければ、設計呼称よりも長くなる。この場合、停止時間「３−Ｔ４１１」は短くなる。
【０１０６】
本実施形態では、このように第１補給装置４１の補給能力ＲＴを算出し、算出した補給能力ＲＴに応じてトナー補給ローラ４１１の回転時間Ｔ４１１を変更しているため、トナーの補給を安定して行える。即ち、同一の補給時間（トナー補給ローラ４１１の回転と停止の１サイクルを含む時間）で概ね同じ量のトナーの補給が行え、現像装置４０内のトナー量が多くなり過ぎたり、少なくなり過ぎたりすることを抑制できる。
【０１０７】
次に、本実施形態におけるトナーボトル９の残量予測の算出方法について説明する。トナーボトル９内のトナー残量Ｍ９の算出式は、トナーボトル９の交換後からのトナー補給ローラ４１１の総回転時間Ｔ１、即ち、トナーボトル９からトナーの補給を開始してから補給動作を行っている間の累積時間（補給累積時間）を用いて、次式で表される。
【０１０８】
Ｍ９=２０００−（Ｔ１×ＲＴ）        ・・・（式５）
式３の「２０００」は、最初にトナーボトル９に収容されているトナーの量である。また、「Ｔ１×ＲＴ」は、実際にトナーボトル９から現像装置４０に補給されたトナーの量に相当する。
【０１０９】
本実施形態では、第２の実施形態と異なり、トナー補給ローラ４１１の回転速度を変更せずに、回転時間を変更することで、第１補給装置４１の補給能力のばらつきに対する修正を行っている。このため、第２の実施形態の式３と異なり、補給能力ＲＴを用いて計算を行う。トナーボトル９の残量表示等、他の動作は第１の実施形態と同様である。
【０１１０】
図１８に、比較例と、実施例１、２と、本実施形態のように算出した補給能力に応じてトナー補給ローラ４１１の回転時間を変更して残量予測をした場合（実施例３）のトナーボトルの残量予測のばらつきの割合を示す。比較例及び実施例１は、図１５と同様で、実施例２は図１６と同様である。図１８から、本実施形態（実施例３）の場合も、第１の実施形態（実施例１）及び第２の実施形態（実施例２）と同様に、残量予測精度を向上させることができることが分かる。
【０１１１】
次に、図１９に、比較例と、実施例１、２、３のおける第１補給装置４１の補給精度のばらつきの割合を示す。図１９から、実施例３は、実施例２と同様に、比較例及び実施例１よりも大幅にばらつきが低下していることが分かる。このため、本実施形態の場合、大幅に補給精度を向上させることができることが分かる。
【０１１２】
なお、上述の説明では、第１補給装置４１の補給能力を変更するようにしているが、第２補給装置４２についても、第２の実施形態で説明した場合と同様に補給能力を変更することができる。第２補給装置４２の補給能力の変更は、トナーボトル９と撹拌部材４２２とのうちの少なくともトナーボトル９の回転時間を変更することで行う。
【０１１３】
トナーボトル９は、上述したように、２（ｓｅｃ）回転し、１（ｓｅｃ）停止する１サイクルを繰り返すことでトナーの補給を行う。このため、トナーボトル９の回転時間の変更に伴って停止時間も変更することで、回転時間と停止時間の比率を変更する。また、撹拌部材４２２については、トナーボトル９と同様に回転時間と停止時間の比率を変更するようにしても良いし、トナーボトル９の回転時間の変更に拘らずトナー検知センサ４１２の出力信号基準で回転及び停止を行うようにしても良い。
【０１１４】
また、上述の説明では、トナー補給ローラ４１１の１サイクルの回転時間である第１時間を変更すると共に、停止時間である第２時間も変更することで、第１時間と第２時間との比率を変更した。但し、第１時間のみを変更し、第２時間は変更しないようにしても良い。第２補給装置４２の補給能力の変更についても同様である。
【０１１５】
＜他の実施形態＞
上述の各実施形態では、第１補給装置４１の補給能力の判定又は変更を行う場合には、現像装置４０が空の状態からトナーを補給してトナー検知センサ４０１がトナーを検知した時点で、所定量のトナーが補給されたと判断した。但し、所定量のトナーが補給されたか否かの判断は、例えば、現像装置４０の重量の変化を検知するなど他の手段により行っても良い。第２補給装置４２の補給能力の判定又は変更を行う場合にも、同様に、例えば、第１補給装置４１の重量の変化を検知するなど他の手段により行っても良い。
【０１１６】
また、第１補給装置４１の補給能力の判定又は変更を行うべく強制トナー補給モードを実行する際には、現像装置４０が空の状態でなくても良い。この場合、予め現像装置４０内に収容されているトナー量が分かっており、その状態からトナーを補給した場合にトナー検知センサ４０１がトナーを検知するまでの量も分かっていれば、この量を、補給能力の判定又は変更に使用する所定量としても良い。この場合においても、所定量のトナーが補給されたか否かの判断についても、例えば、現像装置４０の重量の変化を検知するなど他の手段により行っても良い。第２補給装置４２の補給能力の判定又は変更を行う場合も同様である。
【０１１７】
また、上述の各実施形態では、トナーボトル９から第２補給装置４２、第１補給装置４１を介して現像装置４０にトナーを補給したが、例えば、第２補給装置４２がなく、トナーボトル９から直接、第１補給装置４１にトナーを補給する構成であっても良い。更には、トナーボトル９から直接、現像装置４０にトナーを補給する構成であっても良く、この場合、トナーボトル９を駆動して現像装置４０の補給させる装置が、現像装置４０にトナーを補給する補給装置となる。
【符号の説明】
【０１１８】
２・・・感光ドラム（像担持体）／９・・・トナーボトル（トナー収容容器）／４０・・・現像装置／４１・・・第１補給装置（補給装置）／４２・・・第２補給装置（中間補給装置）／４３・・・トナー補給部／１００・・・画像形成装置／１６１・・・液晶パネル（報知手段）／２０１・・・ＣＰＵ（判定手段、変更手段）／４０１・・・トナー検知センサ（トナー検知手段）／４１０・・・容器筐体（補給容器）／４１０ａ・・・第１対向部／４１０ｂ・・・第２対向部／４１０ｃ・・・開口／４１０ｄ・・・規制部（落下手段）／４１１・・・トナー補給ローラ／４１２・・・トナー検知センサ（補給トナー検知手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【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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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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