(57)【要約】      （修正有）【課題】現像装置への現像剤供給がない期間が長く継続した場合でも、補給ボトルに収容された現像剤を使い切ることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】嵩回復回転制御部７４１は、トランジスタ７０２ａ、７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｄを制御して、駆動電流の供給方向を切り替えることで、補給ボトルの回転方向を変化させる。磁気センサー７１０は、直流モーター７０１による回転駆動及び回転方向の切り替えを繰り返した後、補給ボトルに収容された現像剤の残量を検出する。【選択図】図５
2019200229.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤が充填された筒状容器を装着して、前記筒状容器を回転させることで、搬送力を現像剤に付与して、前記現像剤を筒状容器の供給口に導き、現像装置に供給する画像形成装置であって、
筒状容器を回転駆動する駆動手段と、
収容されている現像剤を筒状容器の供給口に導く順方向、及び、その逆方向の何れの方向にも、前記駆動手段の回転方向を制御する駆動制御手段と、
前記筒状容器の回転方向を、順方向及び逆方向のそれぞれに切り替える旨の指示を前記駆動制御手段に発する回転方向指示手段と、
前記回転方向を切り替える旨の指示を発した後、筒状容器に収容された現像剤の残量を検出する検出手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成装置は更に、
前記筒状容器を順方向に回転させる場合と、前記筒状容器を逆方向に回転させる場合とで、前記駆動手段に、異なる回転速度を設定する速度設定手段
を備え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】
前記回転方向指示手段は、
前記順方向及び逆方向のそれぞれに向けて、前記筒状容器が半回転した後、筒状容器の角度を戻し、前記回転方向を切り替える旨の指示を発するとの処理を繰り返す
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】
前記画像形成装置は、
前記回転方向指示手段が、前記筒状容器の回転方向を前記順方向及び逆方向に切り替える旨の指示を発した後に、前記筒状容器の回転方向を順方向に設定させた上で筒状容器の回転駆動を開始させる指示を前記駆動制御手段に発して、前記現像剤を前記筒状容器の供給口に導く補給指示手段を備える
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記画像形成装置は、現像装置による現像剤の消費が進行して、現像剤の補給が要求された場合、前記駆動制御手段に指示を発して前記筒状容器の回転方向を順方向に設定させた上で駆動手段に回転駆動を開始させ、要求された量の現像剤を前記筒状容器の供給口に導く補給指示手段を備え、
前記回転方向指示手段は、
前記補給指示手段が要求された量の現像剤を供給口から排出させた後、回転方向の切替指示を前記駆動制御手段に発することで、筒状容器の回転を繰り返す
ことを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記補給指示手段は、
前記現像装置における現像剤の消費量と、単位時間当りの現像剤の搬送量とから導かれる補給時間だけ、順方向の回転を継続して行う指示を発し、
前記検出手段による現像剤残量の検出は、前記駆動手段による筒状容器の回転を開始した時点から所定の安定化期間が経過した後になされ、
前記回転方向指示手段は、
前記補給時間が前記安定化時間よりも短い場合、前記安定化期間から、前記現像剤の消費量に基づく補給時間を差し引いた差分時間だけ回転方向の切替指示の発行を継続する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成装置は、
前記現像剤が直前に現像装置に供給された際の補給完了時刻を記憶する記憶手段を備え、
前記回転方向指示手段は、
前記補給完了時刻が記憶された後、前記現像剤の供給が前記現像装置から要求された際、前回の補給完了時刻からの経過時間が、所定の閾値を上回ることを要件として、前記駆動手段による筒状容器の回転駆動、及び、前記回転方向指示手段による回転方向の切り替えを開始させる
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８】
前記画像形成装置は、
前記現像剤が現像装置に供給された後の前記検出手段による検出値を取得して、当該検出値を、補給完了時点の残量として記憶する記憶手段を備え、
前記回転方向指示手段は、
前記補給完了時点の残量が記憶された後、前記現像剤の供給が前記現像装置から要求された際、当該要求時点の検出手段による検出値が、前回の補給完了時点の残量として記憶された残量を下回ることを要件として、前記駆動手段による筒状容器の回転駆動、及び、前記回転方向指示手段による回転方向の切り替えを開始させる
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９】
前記回転方向指示手段は、
筒状容器の順方向回転及び逆方向回転が所定回数なされる度に、前記検出手段による検出値を取得して、前記記憶手段に記憶された補給完了時点の残量と比較し、新たな検出値が、補給完了時点の残量として記憶された検出値を上回る場合、筒状容器の順方向回転及び逆方向回転を停止する
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】
前記検出手段は、磁気式センサー、静電式センサー、光学式センサーの何れかである
ことを特徴とする請求項１〜９の何れか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、筒状容器に収容された現像剤を現像装置に供給する画像形成装置に関し、特に、筒状容器における現像剤の残量検出の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、コピー機といった画像形成装置は、静電潜像の顕像化に、キャリア、トナーからなる２成分現像剤を用いる。かかる現像剤は、筒状容器に収容された形態で、補給ボトルと呼ばれる消耗品として使用される。そうした消耗品の販売は、画像形成装置の製造開発を行うメーカーの大きな収益源になっている。一方、顧客企業は、経費削減の観点から筒状容器に収容されている現像剤を確実に使い切ってから、交換に臨みたいとの要望を抱いている。そうした要望に応じるため、画像形成装置のメーカーは、筒状容器の残量を検出するセンサーを画像形成装置に設け、かかるセンサーに補給ボトルに収容された現像剤の残量を検出させる。そして、センサーにより検出された現像剤残量が例えば１５％以下になった場合、ニアエンプティ状態の到来をユーザに通知する。ニアエンプティ状態とは、補給ボトルに収容された現像剤の残量が、近日中にゼロになり得る状態であり、かかるニアエンプティ状態の到来を操作者に通知することで、補給ボトルを交換する準備を操作者に促す。また、同様の内容をメーカーと提携しているサービスセンターに通知する。こうした通知により、ニアエンプティ状態の到来とほぼ同時に、交換用の補給ボトルの配送を手配させる。尚、補給ボトルから供給された現像剤の撹拌、及び、補給ボトルに収容された現像剤の撹拌については、以下の特許文献１、２に記載された先行技術がある。特許文献１は、長期間の放置による自然放電により、トナ−の帯電量が低下し、現像剤の液面が低下した場合、現像装置による撹拌により、現像剤の嵩密度を回復する画像形成装置を開示する。特許文献２は、補給ボトルの内壁に、現像剤が付着することによる、現像剤の残存を防止する画像形成装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平11-212343号公報
【特許文献２】特開平9-34234号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、上述したようなニアエンプティ状態を検出しようとした場合、補給ボトルの収容筒部の底にたまった僅かな量の現像剤から、ニアエンプティ状態かどうかの見極めをせねばならない。そうした、僅かな量の現像剤を手掛かりとした見極めは、長期の補給ボトルの放置による液面沈下により、ニアエンプティ状態かどうかの結論が変わってしまうという問題がある。
【０００５】
長期にわたる画像形成装置の不使用が原因で液面沈下が生じて判定結果がニアエンプティ状態に覆った場合、未だ使える補給ボトルの交換を強いることになる。そうした、拙速な交換が度重なると、顧客企業との信頼関係に亀裂を生じさせかねない。尚、特許文献１、２は、補給ボトルにおける現像剤残量を検出する構成ではないので、ニアエンプティ状態かどうかの判定を正確に行うことはできず、上記課題は、特許文献１、２に開示された先行技術によっては解決されない。
【０００６】
本発明の目的は、現像装置への現像剤供給がない期間が長く継続した場合でも、現像剤の残量を精度良く検出することができる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決することができる画像形成装置は、現像剤が充填された筒状容器を装着して、前記筒状容器を回転させることで、搬送力を現像剤に付与して、前記現像剤を筒状容器の供給口に導き、現像装置に供給することを前提にしていて、筒状容器を回転駆動する駆動手段と、収容されている現像剤を筒状容器の供給口に導く順方向、及び、その逆方向の何れの方向にも、前記駆動手段の回転方向を制御する駆動制御手段と、前記筒状容器の回転方向を、順方向及び逆方向のそれぞれに切り替える旨の指示を前記駆動制御手段に発する回転方向指示手段と、前記回転方向を切り替える旨の指示を発した後、筒状容器に収容された現像剤の残量を検出する検出手段とを備えることを特徴にしている。
【０００８】
前記画像形成装置は更に、前記筒状容器を順方向に回転させる場合と、前記筒状容器を逆方向に回転させる場合とで、前記駆動手段に、異なる回転速度を設定する速度設定手段を備えていていもよい。
【０００９】
前記回転方向指示手段は、前記順方向及び逆方向のそれぞれに向けて、前記筒状容器が半回転した後、筒状容器の角度を戻し、前記回転方向を切り替える旨の指示を発するとの処理を繰り返すことを特徴にしてもよい。
【００１０】
前記画像形成装置は、前記回転方向指示手段が、前記筒状容器の回転方向を前記順方向及び逆方向に切り替える旨の指示を発した後に、前記筒状容器の回転方向を順方向に設定させた上で筒状容器の回転駆動を開始させる指示を前記駆動制御手段に発して、前記現像剤を前記筒状容器の供給口に導く補給指示手段を備えていてもよい。
【００１１】
前記画像形成装置は、現像装置による現像剤の消費が進行して、現像剤の補給が要求された場合、前記駆動制御手段に指示を発して前記筒状容器の回転方向を順方向に設定させた上で駆動手段に回転駆動を開始させ、要求された量の現像剤を前記筒状容器の供給口に導く補給指示手段を備え、前記回転方向指示手段は、前記補給指示手段が要求された量の現像剤を供給口から排出させた後、回転方向の切替指示を前記駆動制御手段に発することで、筒状容器の回転を繰り返してもよい。
【００１２】
前記補給指示手段は、前記現像装置における現像剤の消費量と、単位時間当りの現像剤の搬送量とから導かれる補給時間だけ、順方向の回転を継続して行う指示を発し、前記検出手段による現像剤残量の検出は、前記駆動手段による筒状容器の回転を開始した時点から所定の安定化期間が経過した後になされ、前記回転方向指示手段は、前記補給時間が前記安定化時間よりも短い場合、前記安定化期間から、前記現像剤の消費量に基づく補給時間を差し引いた差分時間だけ回転方向の切替指示の発行を継続してもよい。
【００１３】
前記画像形成装置は、前記現像剤が直前に現像装置に供給された際の補給完了時刻を記憶する記憶手段を備え、前記回転方向指示手段は、前記補給完了時刻が記憶された後、前記現像剤の供給が前記現像装置から要求された際、前回の補給完了時刻からの経過時間が、所定の閾値を上回ることを要件として、前記駆動手段による筒状容器の回転駆動、及び、前記回転方向指示手段による回転方向の切り替えを開始させてもよい。
【００１４】
前記画像形成装置は、前記現像剤が現像装置に供給された後の前記検出手段による検出値を取得して、当該検出値を、補給完了時点の残量として記憶する記憶手段を備え、前記回転方向指示手段は、前記補給完了時点の残量が記憶された後、前記現像剤の供給が前記現像装置から要求された際、当該要求時点の検出手段による検出値が、前回の補給完了時点の残量として記憶された残量を下回ることを要件として、前記駆動手段による筒状容器の回転駆動、及び、前記回転方向指示手段による回転方向の切り替えを開始させてもよい。
【００１５】
前記回転方向指示手段は、筒状容器の順方向回転及び逆方向回転が所定回数なされる度に、前記検出手段による検出値を取得して、前記記憶手段に記憶された補給完了時点の残量と比較し、新たな検出値が、補給完了時点の残量として記憶された検出値を上回る場合、筒状容器の順方向回転及び逆方向回転を停止してもよい。
【００１６】
前記検出手段は、磁気式センサー、静電式センサー、光学式センサーの何れかとしてもよい。
【発明の効果】
【００１７】
回転方向指示手段が駆動制御手段に回転方向の切り替え指示を発し、順方向の回転と、逆方向の回転とを繰り返させるので、現像剤を構成する粒体は互いに衝突し合い帯電するようになる。粒体間に働く静電気力により、粒体は互いに間隔を保つので、現像剤の嵩密度を低下させ、その液面を回復させることができる。現像剤の嵩密度が、放置前の水準にまで回復した後に、筒状容器における現像剤残量が、筒状容器の交換基準の閾値を上回るかどうかの判定を行った場合、長期間の現像剤放置により、筒状容器内の現像剤の残量がニアエンプティ状態になったかどうかの判定結果が覆ることはない。
【００１８】
そして筒状容器の残量が所定の閾値を下回ると判定された場合、近日中に筒状容器内の現像剤が尽きると判断して、筒状容器の交換準備をユーザに促すことができる。そうすると、実際に筒状容器がエンプティ状態になった際、筒状容器を新品のものに交換することで、筒状容器に収容された現像剤を確実に使い切ることができる。これにより、無駄のない現像剤の交換を実行することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】プリンターである画像形成装置１００の構成を示す概略正面図である。
【図２】現像剤補給部２００の分解斜視図である。
【図３】図３は、前方円筒壁２１１に挿入された状態の補給ボトル２０１のみを抜き出して示す。
【図４】図４（ａ）は、残量が低下した状態の補給ボトル２０１における現像剤の液面を示す。図４（ｂ）は、放置期間が経過する前のキャリア粒子の状態を示す。図４（ｃ）は、放置期間が経過した後のキャリア粒子の状態を示す。
【図５】画像形成装置１０００の電気制御系統を示すブロック図である。
【図６】動作例１、２にかかる補給動作を示すタイミングチャートである。
【図７】補給ボトル２０１から現像装置３００へと現像剤を補給する補給手順を示すフローチャートである。
【図８】嵩回復回転制御部７４１、補給回転制御部７４２の制御により、トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄに出力されるＰＷＭパルス信号を示す。
【図９】磁気センサー７１０による検出値出力を示すタイミングチャートである。
【図１０】変形例１にかかる補給手順を示すフローチャートである。
【図１１】変形例１にかかる補給動作を示すタイミングチャートである。
【図１２】変形例２にかかる補給手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態を、電子写真方式によるタンデム型のカラープリンター（以下、「プリンター」という。）に適用した場合を例にして説明する。尚、本実施形態では、二成分方式の画像形成装置を用いている。従って、現像剤という場合は、トナーと、キャリアとの両方を含む。
【００２１】
［１］プリンターの構成
図１は、プリンターである画像形成装置１００の構成を示す概略正面図である。同図に示すように、画像形成装置１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の再現色に対応した感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、露光部１０１と、現像剤補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、一次転写ローラー４００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、中間転写ベルト４０１と、用紙載置台５０１と、ピックアップローラー５０２と、給紙ローラー５０３と、タイミングローラー５０４と、二次転写ローラー５０５と、定着部６００とを備えている。
【００２２】
尚、図１では、画像形成装置１０００を正面側からみたときの左右方向をＸ軸方向とし、図１において、画像形成装置１００を操作者が操作する正面側から見たときの正面視で上下方向を規定する。また、画像形成装置１０００の鉛直方向をＺ軸方向、紙面に垂直となる方向をＹ軸方向としている。
【００２３】
露光部１０１は、不図示の帯電器によって帯電された感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面を、レーザー光で走査することで、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面の電位レベルを低下させ、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面に、静電潜像を形成させる。こうして、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに形成される静電潜像には、図示しない端末装置から送信された画像データに基づくものと、スキャナー１００１による光学的な読み取りで生成された画像データに基づくものとがある。
【００２４】
現像剤補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、ボトルホルダー２１０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにより補給ボトル２０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを装着して、補給ボトル２０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから排出される現像剤をサブホッパー２１９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに一時的に貯蔵し、撹拌した上、パイプ２２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを通じて現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに供給する。
【００２５】
現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、撹拌スクリュー３０２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋと、供給スクリュー３０３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとをそれぞれ回転することで、現像剤補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋから供給された現像剤に循環・撹拌を施す。磁性回転体であるスリーブ３０４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、これら現像剤のうち、トナー粒子を引き寄せて感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面に送り込む。こうして、トナー粒子を感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面に送り込むことで、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの周面に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を得る。現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの内部で循環する現像剤の量は、現像剤センサー３０５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにより検出される。感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの顕像化により、現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの内部における現像剤が不足した場合、トナー補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対し、現像剤の補給を要求する。
【００２６】
一次転写ローラー４００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ上に形成されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナー像を中間転写ベルト４０１に一次転写する。
【００２７】
ピックアップローラー５０２は、揺動アーム５０２ａの自由端に設けられ、用紙載置台５０１に載置された用紙束５０１ｓの最上位に位置する用紙を繰り出す。
【００２８】
給紙ローラー５０３はピックアップローラー５０２の用紙繰り出し方向下流に位置し、ピックアップローラー５０２によって繰り出された用紙を受け継いでタイミングローラー５０４に送り出す。
【００２９】
タイミングローラー５０４は、中間転写ベルト４０１上に多重転写されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナー像が二次転写位置５０５Ａに搬送されるタイミングに合わせて回転を開始し、給紙ローラー５０３によって搬送された用紙を二次転写位置５０５Ａに搬送する。
【００３０】
二次転写ローラー５０５は、用紙が二次転写位置５０５Ａを通過する際に、中間転写ベルト４０１上で多重転写されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色のトナー像に静電作用を施すことで、当該トナー像を用紙上に二次転写する。
【００３１】
定着部６００は、加熱ローラー６０２と、これに圧接して定着ニップ６０２ｎを形成する加圧ローラー６０３とを有し、二次転写ローラー５０５により搬送されて来る用紙が定着ニップ６０２ｎを通過する際、用紙上の未定着トナー像に加熱・加圧を施し、用紙に定着させる。
【００３２】
［２］現像剤補給部２００の構成
続いて現像剤補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの構成について説明する。尚、現像剤補給部２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは同一構成なので、Ｋ色に対応する現像剤補給部２００Ｋの構成についてのみ説明する。また簡単を期するため、参照符号のうち、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ色を意味する「Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ」の文字は省略する。
【００３３】
図２は、現像剤補給部２００の分解斜視図であり、図１に示されていなかった部分を示す。図２に示すように、現像剤補給部２００は、補給ボトル２０１と、補給ボトル２０１以外の本体部とで構成される。現像剤補給部２００の本体部は、図１に示したボトルホルダー２１０、サブホッパー２１９の他、図２に示す補給ボトル駆動部２１４、ジョイント部２１５を含む。
【００３４】
図２に示すように、補給ボトル２０１は、ボトル本体２０２と、カバー２０３とを備えている。
【００３５】
ボトル本体２０２は、円筒形状であり、図２に示すように、一端２０２ａは先が細く絞られて先端に開口部２０２ｈが開設され、ボトル本体２０２の内部空間には、現像剤２２０が収容される。他端２０７は、底面２０８で閉じられている。他端２０７の底面２０８には、ジョイント部２１５との結合のためのリブ２０９が設けられている。ボトル本体２０２の内周面には、螺旋状のリブ２０６が形成されている。一方端部２０２ａの開口２０２ｈは、カバー２０３で覆われている。
【００３６】
カバー２０３はその周面に、複数の突起（突起２０３ｅを含む）と、供給口２０４とが形成され、端面２０３ｓには、操作者にカバー２０３の回動を行わせるためのツマミ部２０５ｔが設けられている。
【００３７】
カバー２０３の供給口２０４は、図２に示すように、シャッター２０５で覆われている。供給口２０４の四方周縁と、シャッター２０５との隙間は、シール部材２４０によって封止されて、シール部材２４０の左右両端（Ｙ軸方向の両端）からは、レール２４０ｇ、ｈが張り出している。シャッター２０５の左右両端（Ｙ軸方向両端）には、レール２４０ｇ、ｈを摺動するガイド部材２０５ｇ、ｈが設けられている。ガイド部材２０５ｇ、ｈがレール２４０ｇ、ｈを摺動することで、シャッター２０５は排出口２０４を開閉する。ガイド部材２０５ｇ、ｈの間には、凹部２０５iが形成されている。
【００３８】
ボトルホルダー２１０は、図２のＹ軸方向に示すように、前方円筒壁２１１、底壁２１２、後方半円筒壁２１３で囲まれる収容空間を形成している。ボトルホルダー２１０により形成される収容空間は上面壁が欠除されており、上方からの補給ボトル２０１の載置が可能になっている。また前方円筒壁２１１の内周面にはカバー２０３の突起（図２の突起２０３ｇを始めとする含む複数のもの）と嵌合する凹部（図２の凹部２１１ｈを始めとする複数のもの）が形成され、またサブホッパー２１９と連通する連通孔２１１ｉが形成されている。連通孔２１１ｉの周囲には、シャッター２０５を係止して、供給口２０４を開放させるためのストッパー部材（図示せず）が設けられている。ボトルホルダー２１０の奥行方向（Ｙ軸正方向）には、補給ボトル駆動部２１４の駆動軸に取着されたジョイント部２１５が設けてある。
【００３９】
図２において新たな補給ボトル２０１は、以下の手順を経て、ボトルホルダー２１０に装着される。操作者はボトルホルダー２１０を画像形成装置１０００の前面から引き出して、新たな補給ボトル２０１のカバー２０３をやや斜めに向けて、矢印ｉｎ１に示すように、カバー２０３を前方円筒壁２１１に挿入した後、補給ボトル２０１を、水平姿勢（補給ボトル２０１の軸方向がＹ軸方向となる姿勢）にし、補給ボトル２０１のボトル本体２０２の外周面を底壁２１２及び半円筒壁２１３に載置する。補給ボトル２０１をボトルホルダー２１０に載置した後、ボトルホルダー２１０を画像形成装置１０００の内部に挿入する。そうすると補給ボトル２０１の底部における底部リブ２０９が、矢印ｉｎ２に示すように補給ボトル駆動部２１４におけるジョイント部２１５と結合する。
【００４０】
次いで操作者は、カバー２０３が前方円筒壁２１１に挿入された状態で、カバー２０３のツマミ２０３ｔをもって反時計周りｒｏ２にカバー２０３を回転させる。これにより、カバー２０３の突起（突起２０３ｇを始めとする複数のもの）が対応する前方円筒壁２１１の内周面の凹部（凹部２１１ｈを始めとする複数のもの）に篏合し、補給ボトル２０１のカバー２０３がこれ以上回転できないように、ボトルホルダー２１０に固定される。このカバー２０３の回転時に、シャッター２０５の凹部２０５ｉが、前方円筒壁２１１の内周面に設けられたストッパー（不図示）と係合することで、カバー２０３は回転を継続するものの、シャッター２０５は回転することなく同じ箇所に留まる。そのため、供給口２０４は図３の矢印ｏｐ１に示すように開放された状態のままとなる。供給口２０４が開放された状態で固定され、補給ボトル２０１の開口部２０２ｈが、供給口２０４及び連通孔２１１ｉと連通する。以上の過程を経て、補給ボトル２０１の装着は完了する。
【００４１】
補給ボトル２０１の底部リブ２０９がジョイント部２１５と結合した状態で、補給ボトル駆動部２１４の駆動軸２１４ａが回転を開始すると、カバー２０３が前方円筒壁２１１に固定された状態で、円筒のボトル本体２０２のみが回転を開始する。
【００４２】
図３に示すように、補給ボトル２０１のボトル本体２０２における内周面には、右巻きの螺旋リブ２０６が内周面に形成されているので、ボトル本体２０２が時計周りｒｏ１に回転すると、現像剤を構成するトナー粒子、キャリア粒子には、螺旋リブ２０６からＹ軸負方向（紙面の左斜め下）に向かう搬送力が付与される。そのため、螺旋リブ２０６からの搬送力により、現像剤がカバー２０３の位置に向かえば、現像剤２２０を構成するトナー粒子、キャリア粒子は供給口２０４を通じてサブホッパー２１９に落下する。
【００４３】
図４（ａ）は、残量が低下した状態の補給ボトル２０１における現像剤の液面を示す。本図に示すように、現像剤２２０は、螺旋リブ２０６の搬送力により供給口２０４が存在する側の一方側端部２０２Ｅに集まる状態にある。少なくなった現像剤２２０が一方側端部２０２Ｅに存在するとの想定の下、図２に示すボトルホルダー２１０の底壁２１２の内壁面のうち、Ｚ軸方向の高さ位置２１７Ｈにセンサー素子２１７が取り付けられている。センサー素子２１７はループコイル（以下、ループコイル２１７と呼ぶ）であり、後述する磁気センサーのセンサー素子である。図２における高さ位置２１７Ｈは、補給ボトル２０１の径２０２Ｒに対し、１０〜１５％に相当する高さである。図２における高さ位置２１７Ｈに、ループコイル２１７が取り付けられることで、ニアエンプティ直前状態を、上記磁気センサーに検出させている。図４（ａ）に示すように円筒容器２０２の内周面のうち、ループコイル２１７と対向する部分を内部検出窓２１７ｉという。内部検出窓２１７ｉが現像剤で満たされている状態を、現像剤の残量が充分ある状態（ノンエンプティ状態）とする。逆に、内部検出窓２１７iに、現像剤が一切存在しない状態を空（エンプティ）状態とする。内部検出窓２１７iの上下方向の途中までが、現像剤が満たされている状態をニアエンプティ状態とする。
【００４４】
［３］画像形成装置１０００の電気制御系統
図５は、画像形成装置１０００の電気制御系統を示すブロック図である。本図に示すように、画像形成装置１０００の電気制御系統は、エンジン部８０１と、コントローラ部８０２とで構成される。
【００４５】
エンジン部８０１は、現像剤補給部２００のトナーボトル駆動部２１４を駆動するための電気制御系統として、図５に示すような、直流モーター７０１、Ｈブリッジ７０２（トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄによって構成される）、フリップフロップ回路７０３、状態設定回路７０４、ＰＷＭ回路７０５、速度設定回路７０６、論理積演算回路７０７、７０８、磁気センサー７１０（ＬＣ発振回路７１１、インバーター回路７１２、周波数計測回路７１３、演算回路７１４によって構成される）を含む。
【００４６】
直流モーター７０１は、図２に示した補給ボトル駆動部２１４の動力源であり、Ａ、Ｂ端子のうち、何れか一方から他方に向かう駆動電流ｉ１，ｉ２が供給されることで、図２に示す補給ボトル駆動部２１４の駆動軸２１４ａを時計周りｒｏ１、反時計周りｒｏ２に回転させる。
【００４７】
Ｈブリッジ７０２は、ＰＮＰ型のトランジスタ７０２ａ、ｂ、ＮＰＮ型のトランジスタｃ、ｄによって構成されていて、直流モーター７０１のＡ端子からＢ端子に向かう駆動電流ｉ１、Ｂ端子からＡ端子に向かう駆動電流ｉ２を選択的に直流モーター７０１に印加する。トランジスタ７０２ａ、ｄが導通することで、Ａ端子からＢ端子に向かう駆動電流ｉ１が直流モーター７０１に印加される。逆に、トランジスタ７０２ｂ、ｃが導通することで、Ｂ端子からＡ端子に向かう駆動電流ｉ２が直流モーター７０１に印加される。
【００４８】
フリップフロップ回路７０３は、トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄの導通／非導通の組合せを設定する。トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄの導通／非導通の組合せには、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「０（Ｌｏｗレベル）」「０（Ｌｏｗレベル）」として、トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄを何れも非導通とするもの（非導通設定という）、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「１（Ｈｉｇｈレベル）」「０（Ｌｏｗレベル）」として、トランジスタ７０２ａ、ｄを導通状態とし、トランジスタ７０２ｂ、ｃを非導通状態とするもの（順方向設定という）、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「０（Ｌｏｗレベル）」「１（Ｈｉｇｈレベル）」として、トランジスタ７０２ａ、ｄを非導通状態とし、トランジスタ７０２ｂ、ｃを導通状態とするもの（逆方向設定という）がある。
【００４９】
状態設定回路７０４は、嵩回復制御のための回路ブロック７４１、補給制御のための回路ブロック７４２を含み、フリップフロップ回路７０３の入力端子７０３Ｉの電圧レベルを設定することで、Ｑ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕが、非導通設定、順方向設定、逆方向設定の何れかを示すよう、フリップフロップ回路７０３の状態遷移を行わせる。
【００５０】
嵩回復制御のための回路ブロック（嵩回復回転制御部７４１）は、フリップフロップ回路７０３に以下のような状態遷移を行わせる。はじめにフリップフロップ回路７０３の入力端子７０３Ｉの電圧レベルを変更して、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕの出力を「０」「１」の組み合わせにする。以降、所定の時間（撹拌時間という）が継続するまでの間、Ｑ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕにおける「０」「１」の出力の組み合わせを維持させる。撹拌時間が経過した後、フリップフロップ回路７０３の入力端子７０３Ｉの電圧レベルを変更してフリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「１」「０」に変更し、同じ撹拌時間が経過するまでの間、Ｑ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕにおける「１」「０」の出力の組み合わせを維持させる。以上の処理を繰り返すことで、補給ボトル駆動部２１４に、補給ボトル２０１の逆方向の回転、順方向の回転を繰り返させる。
【００５１】
補給制御のための回路ブロック（補給回転制御部７４２）は、フリップフロップ回路７０３に以下のような状態遷移を行わせる。ます、フリップフロップ回路７０３の入力端子７０３Ｉの電圧レベルを、ハイレベルにして、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「１」「０」の出力の組み合わせにする。以降、要求された現像剤の補給に必要な時間（補給時間）が継続するまでの間、Ｑ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕの出力を維持させる。補給時間が経過した後、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑ、反転Ｑ端子７０３Ｕを「０」「０」に戻す。
【００５２】
ＰＷＭ回路７０５は、直流モーター７０１に設定すべき回転速度に応じたデューティ比を有するＰＷＭパルス信号を生成する。Ｈブリッジ７０２のトランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ＰＷＭ回路７０５が発するＰＷＭパルス信号のデューティ比に応じた時間だけ導通するので、直流モーター７０１の回転速度は、ＰＷＭ回路７０５が発するＰＷＭパルス信号のデューティ比に応じたものとなる。
【００５３】
速度設定回路７０６は、ＰＷＭ回路７０５により出力されるべきＰＷＭパルス信号のデューティ比をＰＷＭ回路７０５に設定する。上記の通り、Ｈブリッジ７０２のトランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄは、ＰＷＭ回路７０５が発するＰＷＭパルス信号のデューティ比に応じた時間だけ導通するので、速度設定回路７０６が設定するデューティ比が高いと、トランジスタ７０２ａ、ｄ、又は、トランジスタ７０２ｂ、ｃの導通時間は長くなり、直流モーター７０１の回転速度は増す。逆に、速度設定回路７０６が設定するデューティ比が低いと、トランジスタ７０２ａ、ｄ、又は、トランジスタ７０２ｂ、ｃの導通時間は長くなり、直流モーター７０１の回転速度は減る。以上により、速度設定回路７０６は、ＰＷＭ回路７０５が生成するＰＷＭパルス信号のデューティ比を変化させることで、トナーボトル駆動部２１４の回転速度の高低を変化させる。嵩回復時と、補給時とで状態設定回路７０４に設定するデューティ比を同一にした場合、速度設定回路７０６は嵩回復時、補給時のそれぞれで直流モーター７０１による回転速度を一定にすることができる。また嵩回復時と、補給時とで、デューティ比を変化させた場合、嵩回復時と、補給時とで直流モーター７０１の回転速度に速度差をもたせることもできる。更に、嵩回復時、補給時のそれぞれで、デューティ比を時間的に変化させた場合、直流モーター７０１を加速することができ、また減速することができる。
【００５４】
論理積演算回路７０７は、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑからの出力信号と、ＰＷＭ回路７０５が生成したパルス信号との論理積演算の結果を、トランジスタ７０２ａ、ｄに出力する。これにより、トランジスタ７０２ａ、ｄのゲート極は、ＰＷＭパルス信号のデューティ比でスィッチングされ、直流モーター７０１は、かかるデューティ比に応じた回転速度で回転する。
【００５５】
論理積演算回路７０８は、フリップフロップ回路７０３の反転Ｑ端子７０３Ｕからの出力信号と、ＰＷＭ回路７０５が生成したパルス信号との論理積演算の結果を、トランジスタ７０２ｂ、ｃに出力する。これにより、トランジスタ７０２ｂ、ｃのゲート極は、ＰＷＭパルス信号のデューティ比でスィッチングされ、直流モーター７０１は、かかるデューティ比に応じた回転速度で回転する。
【００５６】
次に、磁気センサー７１０の構成要素（ＬＣ発振回路７１１、インバーター回路７１２、周波数計測回路７１３、演算回路７１４）について説明する。
【００５７】
ＬＣ発振回路７１１は、ループコイル２１７であるインダクタンス素子７１１Ｉに、コンデンサ素子７１１Ｃ、Ｄを接続したコルピッツ発振回路であり、以下の式１の周波数を有する正弦波を出力する。
【００５８】
（式１）    ｆ＝1/(2π(LC)1/2 )
式１において、「Ｌ」はインダクタンス素子７１１Ｉのインダクタンス値であり、「Ｃ」は、コンデンサ素子７１１Ｃ、Ｄの合成キャパシタンス値である。
図５においてコンデンサー７１１Ｃ、７１１Ｄが直列接続されているので、コンデンサー７１１Ｃ、７１１ＤのキャパシタンスをＣ1，Ｃ2とすると、式１におけるキャパシタンスＣは、Ｃ1・Ｃ2／（Ｃ1＋Ｃ2）となる。
【００５９】
また、ループコイル２１７の透磁率をμとした場合、インダクタンスＬは以下の式２の計算により導くことができる。
（式２）  Ｌ＝μＡ／π
Ａは、ループコイル２１７を構成する個々の矩形コイルの横幅ａ、縦幅ｂに依拠する定数項であり、一個の矩形コイルのインダクタンス定数項は、以下の式３により算出される。尚、式３において、aは矩形コイルの横幅、ｂは縦幅ｂ、sinhは双曲線関数、lnは自然対数である。
【００６０】
（式３）
ａln(2a/r)+ｂln(2b/r)+2(a2+b2)1/2-ａsinh-1(a/b)-ｂsinh-1(b/a)-7/4（a+b）
図４（ａ）に示す補給ボトル２０１の内部検出窓２１７ｉは、ボトルホルダー２１０への装着時において、底壁２１２に取り付けられたループコイル２１７と対向する。キャリア粒子は金属成分であるから、内部検出窓２１７ｉを通過すると、ループコイル２１７で囲まれる閉領域の透磁率μが変化する（変化後の透磁率をμ＋Δμとする）。ループコイル２１７の透磁率がμ＋Δμに変化するので、ＬＣ発振回路７１１から出力される正弦波信号の周波数ｆは、内部検出窓２１７ｉを通過するキャリア粒子の量に応じた値に変化する。変化後の周波数をｆ＋Δｆとした場合、変化後の周波数ｆ＋Δｆは、以下の式４の計算により導出される。
【００６１】
（式４）ｆ＋Δｆ＝1/２(π(μ＋Δμ)ＡＣ)1/2 
インバーター回路７１２は、ＬＣ発振回路７１１から発せられる正弦波信号に、波形整形を施して、デジタル化して出力する。
【００６２】
周波数計測回路７１３は、インバーター回路７１２から出力されたデジタル信号に含まれるパルス波の間隔を、所定のサンプリング周波数に基づきカウントすることで、デジタル信号の周波数ｆ＋Δｆを計測する。
【００６３】
演算回路７１４は、キャリア粒子がループコイル２１７の手前を通過したときに、周波数計測回路７１３によって計測された計測周波数ｆ＋Δｆから、キャリア粒子が通過していないときに周波数計測回路７１３によって計測された計測周波数ｆを差し引くことで、計測周波数の差分Δｆを算出する。ＬＣ発振回路７１１から出力される正弦波の周波数は、ループコイル２１７を通過するキャリア粒子の量に応じて変化するので、演算回路７１４は、ＬＣ発振回路７１１の正弦波周波数の差分Δｆが、透磁率Δμ及びキャリア粒子の量に比例するとの前提の下、当該差分Δｆを、図２に示す内部検出窓２１７ｉを通過したキャリア粒子の量に変換して出力する。
【００６４】
具体的にいうと、差分Δｆ及び透磁率の変化量Δμとの間には、以下の式５の関係が成立するとして、演算回路７１４は、透磁率の変化量Δμを算出する。
【００６５】
（式５）
Δｆ＝1/２(π(μ＋Δμ)ＡＣ)1/2 −1/２(πμＡＣ)1/2 
以上が、エンジン部８０１の説明である。続いて、コントローラ部８０２について説明する。
【００６６】
コントローラ部８０２は、ＣＰＵ、不揮発メモリ、命令コードＲＯＭから構成されるコンピュータシステムであり、操作パネル８０３を通じた、対話的な操作環境を操作者に提供するのと共に、ネットワークインターフェイス８０４を通じた通信処理を実行する。こうした通信処理には、画像形成装置１０００と同じ構内ネットワークに属する端末装置（図示せず）から画像形成の対象となる画像データを受信する処理、広域ネットワーク上に存在するサービスセンターのサーバ装置（図示せず）に対し、交換用補給ボトル２０１の配送を要求する処理がある。
【００６７】
［４］画像形成装置１０００の動作
コントローラ部８０２の制御内容は、命令コードＲＯＭに格納されたプログラムコードにより規定される。このプログラムコードによる制御内容のうち、補給ボトル２０１から現像装置３００へと現像剤を補給する補給手順を表したのが、図７のフローチャートである。以下、図７のフローチャート、図６、図８のタイミングチャートを参照しながら、上記プログラムコードに基づく、画像形成装置１０００の動作について説明する。
【００６８】
（動作例１）
動作例１では、図６のｉ番目のプリントジョブにおいて、現像剤補給部２００から現像装置３００への現像剤供給がなされ、その後、プリントジョブが存在しない放置期間が継続した後、ｉ＋１番目のプリントジョブが開始されたとの状況を想定する。尚、図６は、Ｙ軸正方向を磁気センサー７１０により検出されるトナー残量、Ｘ軸正方向を時間軸としている。Ｈ０は磁気センサー７１０のダイナミックレンジの上限であり、ニアエンプティ状態とみなすべき残量の上限を示す。Ｌ０は磁気センサー７１０のダイナミックレンジの下限であり、ニアエンプティ状態とみなすべき残量の下限を示す。補給ボトル２０１が１万枚の用紙を印刷し得る容量を有しており、一日当たりの用紙の消費量が、３００〜５００枚程度であると想定した場合、ダイナミックレンジの下限Ｌ０、上限Ｈ０は、例えば１０００枚から１５００枚程度の用紙を印刷できる範囲の数値に設定することが望ましい。
【００６９】
図６の単調減少ｄｗ１は、補給ボトル２０１から現像装置へのトナーが供給されることによる残量減少を示す。補給ボトル２０１内のトナーは、図２に示す供給口２０４を通じて図１に示す現像装置３００に供給されてゆくので、磁気センサー７１０により検出されるトナーの残量は比較的早い速度で減少する。
【００７０】
補給ボトルの残量Ｒ１になった時点（図６では時点ｔ８）において、補給が終了して、その後、時点ｔ９で画像形成装置１０００の電源がオフされたとする。残量がＲ１になった時点でコントローラ部８０２は、補給完了時点ｔ８の年月日及び時刻を、直前の補給完了時刻Ｔp(previous)として、図５における不揮発メモリ７１５に書き込む。
【００７１】
その後、相応の期間が経過した時点ｔ１０において、ｉ＋１番目のプリントジョブが開始されたものとする。ここで、ｉ番目のプリント時の補給が終了してから、ｉ+１番目のプリント時において補給が要求されるまでの間、補給ボトル２０１内の現像剤は何ら搬送力を受けることなく放置されていたものとする。プリントジョブが発生しない状況で長期間放置されると、自然放電によりキャリア粒子が電荷を失い、図４（ｃ）に示すようにキャリア粒子Ｐａ１、２、３、４、５の間隔が狭まる。そうすると、長期の放置期間の経過前の現像剤２２０の液面は図４（ａ）に示すような液面Ｓｕ１であったのに対し、放置期間の経過後は液面の沈下が生じて、図４（ａ）に示す液面Ｓｕ２のようになる。本実施形態の磁気センサー７１０はループコイル２１７の内部検出窓２１７ｉにおける透磁率変化により、現像剤残量を検出しているから、現像剤２２０の液面沈下によりループコイル２１７の垂直方向に現像剤がない状態になると、磁気センサー７１０は、補給ボトル２０１における現像剤の残量が尽きたとの判定を下さざるを得なくなる。Ｌ０は現像剤をまったく検出していない際の磁気センサー７１０の検出値なので、図４（ａ）のＳｕ１に示すように現像剤がある程度残っているのに、残量がなくなったと判定され、新たな補給ボトル２０１を準備する前に、装着されている補給ボトル２０１の現像剤が尽きたと判断せざるをえない状況に陥っている。そこで、相応の放置期間が経過して、現像装置３００から現像剤の補給が要求された段階で、図７のフローチャートに示す補給手順を起動する。
【００７２】
図７において「Ｔｒ」は、補給ボトル２０１における嵩密度の回復及びセンサー検出の安定化に要する時間（嵩回復時間）を示す変数であり、本実施形態では、「１０秒」と設定されているものとする。「Ｔｓ」は、現像装置３００から要求された現像剤の補給に要する補給時間を示す。また「Ｔ」はタイマー変数であり、嵩回復回転制御部７４１、補給回転制御部７４２の制御による直流モーター７０１の回転開始からの経過時間を示す。
【００７３】
初めに、直前の補給完了時点Ｔｐが存在するかどうかを判定する（ステップＳ１０１）。図６の一例では、直前の補給完了時刻として時点ｔ８の時刻が記憶されているので、存在すると判定される（ステップＳ１０１でＹｅｓ）。現在時刻Ｔｃ(current)から直前の補給完了時刻Ｔｐを減じることで放置時間Ｔａを算出する（ステップＳ１０２）。そうして算出された放置時間Ｔａが、閾値を上回るかどうかを判定する（ステップＳ１０３）。本実施形態では、ステップＳ１０３の閾値は、１日（２４時間）に設定されているものとする。
【００７４】
動作例１において、補給制御手順が起動されたのは、図６でｉ番目のジョブが完了し、放置期間が経過した時点ｔ１０よりも後の時点ｔ１１であるから、時点ｔ１１と、時点ｔ８との差分が、放置時間Ｔａとして算出される。放置時間の閾値は１日の時間長であるから、放置期間が週末を挟んだ２日以上の期間であると、ステップＳ１０３はＹｅｓとなり、ステップＳ１０４に移行する。ステップＳ１０４において嵩回復回転制御部７４１は、嵩回復のための直流モーター７０１の回転を開始する。図７のフローチャートでは、プリントジョブの頻度にかかわらず、直前の現像装置３００への現像剤補給時刻からの放置時間の長短に応じて、嵩密度変化の有無を判断するので、無駄な嵩回復の発生を回避することができる。
【００７５】
嵩回復を開始するにあたって嵩回復回転制御部７４１は、Ｑ端子７０３Ｑが「０」、反転Ｑ端子７０３Ｕが「１」を示すよう、フリップフロップ回路７０３を設定し、ＰＷＭ回路７０５に低デューティ比を設定して、低デューティ比のＰＷＭパルス信号を生成させる。
【００７６】
そうすると、論理積演算回路７０７からトランジスタ７０２ｂ、ｃに、図８の第２段目に示すＰＷＭパルス信号ｐｕ１が出力される。ＰＷＭパルス信号ｐｕ１は、時間軸において、撹拌時間Ｔｂの長さを占める。「Ｔｂ」は、撹拌時間であり、回転方向が、順方向、逆方向のどちらに偏らないよう、嵩回復時間Ｔｒをｍ個（ｍは２以上の偶数）に分割することにより得られた部分時間に設定される。
【００７７】
また、ＰＷＭパルス信号ｐｕ１は、パルスの間隔ｄｕ１が大きく、デューティ比が低めに設定されている。時間長が短く、また、デューティ比が低めなので、補給ボトル２０１は、図８の第３段目に示すように、僅かな角度ｕ１だけ、反時計周りｒｏ２に回転する。かかる回転により、補給ボトル２０１内の現像剤２２０が右方向の傾斜ＳＬ１をなす。
【００７８】
その後、嵩回復回転制御部７４１は、Ｑ端子７０３Ｑが「１」、反転Ｑ端子７０３Ｕが「０」を示すよう、フリップフロップ回路７０３を設定する。そうすると、論理積演算回路７０７からトランジスタ７０２ａ、ｄに、ｐｕ１と同様のデューティ比で、同様の時間長のＰＷＭパルス信号ｐｕ２が出力される。時間長、デューティ比が同じなので、補給ボトル２０１は、図８の第３段目に示すように、反対方向に向けて角度ｕ２だけ回転する。かかる回転により、補給ボトル２０１内の現像剤２２０の液面２２０ｓは、左方向の傾斜ＳＬ２をなす。
【００７９】
以降、同様のフリップフロップ回路７０３の設定を繰り返すことで、ＰＷＭパルス信号ｐｕ３、４、５、６、７、８の出力を繰り返す。かかる繰り返しにより、補給ボトル２０１内の現像剤２２０は、右方向の傾斜ＳＬ１、左方向の傾斜ＳＬ２を繰り返す。左右方向の傾斜が同じ頻度で発生するので、現像剤２２０は、図８の第４段目に示すような、同じ場所の行き来ｍｖ１、ｍｖ２を繰り返す。こうした行き来により、キャリア粒子同志が衝突し合うことで、各キャリア粒子は再び帯電するようになり、図４（ｃ）のように、キャリア粒子Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３・・・の間隔が詰まった状態から、図４（ｂ）のように、キャリア粒子Ｐａ１、Ｐａ２、Ｐａ３・・・の間隔が開いた状態に遷移する。
【００８０】
尚、嵩回復時間ＴｒにおいてＰＷＭ回路７０５が出力するＰＷＭパルス信号ｐｕ１のデューティ比は、補給時間ＴｓにおいてＰＷＭ回路７０５が出力するＰＷＭパルス信号（図８のｐｕ１１参照）よりも小さい。嵩回復時間Ｔｒにおける直流モーター７０１の回転速度は、補給時間Ｔｓにおける直流モーター７０１の回転速度よりも低速に設定されているから、現像剤粒子が、補給ボトル２０１の螺旋リブ２０６から受ける搬送力は小さい。そのため、嵩回復回転制御部７４１による逆方向回転、順方向回転の繰り返しにあたっては、補給ボトル２０１の内部における現像剤粒子の飛散を回避することができる。
【００８１】
直流モーター７０１による回転が開始して、補給ボトル２０１の内部検出窓２１７ｉをトナー粒子が通過することでＬＣ発振回路７１１による正弦波の出力が開始される。出力される正弦波が、インバーター回路７１２によってデジタル化され、そのデジタル信号の周波数が、周波数計測回路７１３によって計数されて、これに応じた現像剤残量が、演算回路７１４により出力される。嵩回復回転制御部７４１による逆方向回転、順方向回転が繰り返されている間、磁気センサー７１０からの残量の出力が繰り返される。図９は、嵩回復回転時において、磁気センサー７１０から出力される残量を、時間軸上にプロットして示す。嵩密度が下がっているので、回転を開始する前の磁気センサー７１０の出力は、下限の飽和値（ｎ０）になっている。補給ボトル２０１の回転を開始した後、６秒の期間が経過するまで、磁気センサー７１０による検出値は激しい上下動ＣＨ１、ＣＨ２、ＣＨ３を繰り返す。しかし、補給ボトル２０１の回転開始から６秒を経過した後は、磁気センサー７１０による検出値の上下動は激しさを失い安定的となる。図中のＡＶ１、ＡＶ２、ＡＶ３は、ＬＣ発振回路７１１から出力される正弦波の波高値の平均値を０．５回転（１秒）毎に算出してプロットしたものである。かかる平均値は、９秒経過後に、ほぼ横ばい状態になる（ＡＶ９、ＡＶ１０、ＡＶ１１参照）。補給ボトル２０１を一方向に回転した際、ＬＣ発振回路７１１から出力される正弦波の波高値の平均値は１０秒経過の時点で安定的になるから（ＡＶ１０、ＡＶ１１、ＡＶ１２参照）、本実施形態では１０秒の期間を嵩回復時間Ｔｒとして使用し、嵩回復回転制御部７４１は、図５に示したＰＷＭパルス信号の出力を継続する。これにより、磁気センサー７１０により検出される残量は、妥当な数値範囲（ｎ２からｎ３までの値）となる。尚、具体的な数値を挙げると、磁気センサー７１０として、ＴＣＲ（Toner  Carrier  Ratio）センサーを用いた場合、現像剤残量の検出周期は３２ｍ秒であり、１秒当たりの検出回数は、３１．２５（＝１０００÷３２）回となる。図８では、３１．２５回という単位の磁気センサー７１０による出力の平均値を算出してプロットしている。
【００８２】
以上の嵩回復により、図６のグラフでは、時点ｔ１１において残量上昇ｕｐ１が発生し、時点ｔ１２において残量がＲ１にまで回復する。
【００８３】
直流モーター７０１の回転が経過した経過時間Ｔが嵩回復時間Ｔｒを上回るまで上記の回転を継続させる（ステップＳ１０５でＹｅｓ）。経過時間Ｔが、嵩回復時間Ｔｒを上回ると（ステップＳ１０５でＮｏ）、嵩回復回転制御部７４１は、直流モーター７０１の回転を停止させる（ステップＳ１０６）。
【００８４】
コントローラ部８０２は、補給ボトル２０１の回転に応じて演算回路７１４により出力された複数の残量を磁気センサー７１０から受け取って保持する。嵩回復時間Ｔｒの経過により、嵩回復回転制御部７４１が補給ボトル２０１の回転を停止すると、コントローラ部８０２は、演算回路７１４から出力された複数の残量のうち、最後に演算回路７１４から出力されたものを、現在の残量Ｒｃ（current）として取得する（ステップＳ１０７）。そして現在の補給ボトル２０１の残量Ｒｃが、ニアエンプティ状態の上限Ｈ０を下回ったかどうかを判定する（ステップＳ１０８）。動作例１において、残量ＲｃはＲ１にまで回復しているので、ステップＳ１０８の判定はＮｏとなる。
【００８５】
続いて、補給回転制御部７４２は、感光体ドラム１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによる現像剤の消費量Ｅｓを取得して（ステップＳ１０９）、補給ボトル２０１の螺旋リブ２０６による搬送速度Ｖｓで割ることにより、補給時間Ｔｓを算出する（ステップＳ１１０）。ここで、ＰＷＭパルス信号のスィッチングによる補給ボトル２０１の回転速度は毎秒０．５回転（１分当りの回転数は６００ｒｐｍ）であるものとする。また、補給ボトル２０１の１秒当たり０．５回転という回転速度で排出される現像剤の量は３００ｍｇ（１分当りの排出量に換算すると１８ｇ）となる。
【００８６】
現像装置３００による静電潜像の顕像化により、６００ｍｇの現像剤が消費され、６００ｍｇの現像剤の補給が現像装置３００Ｙ、Ｍ、Ｃ，Ｋから要求されたとすると、６００／３００の計算により、補給時間ＴｓをＴｓ＝２秒と設定する（ステップＳ１１０）。
【００８７】
補給時間Ｔｓを算出した後、補給回転制御部７４２は、現像剤補給のための直流モーター７０１の回転を開始させる（ステップＳ１１１）。
【００８８】
補給回転制御部７４２は、フリップフロップ回路７０３のＱ端子７０３Ｑが「０」、反転Ｑ端子７０３Ｕが「１」を示すよう、フリップフロップ回路７０３の状態設定を行う。また、高めのデューティ比のＰＷＭパルス信号をＰＷＭ回路７０５に生成させる。
【００８９】
そうすると、論理積演算回路７０７からトランジスタ７０２ａ、ｄに、高めのデューティ比（図８の間隔ｄｕ２参照）で、補給時間Ｔｓの時間長を有するＰＷＭパルス信号ｐｕ１１が出力される。上述したように補給時間Ｔｓが２秒と設定されている場合、この２秒の回転継続により、補給ボトル２０１は３６０度回転することになる。かかる回転により、現像剤２２０は、補給ボトル２０１の供給口２０４からサブホッパー２１９に排出され、サブホッパー２１９を通じて現像装置３００に供給される。
【００９０】
経過時間Ｔが補給時間Ｔｓを上回るまで、上記の回転を継続させる（ステップＳ１１２でＹｅｓ）。経過時間Ｔが、補給時間Ｔｓを上回ると（ステップＳ１１２でＮｏ）、嵩回復回転制御部７４１は、直流モーター７０１の回転を停止させる（ステップＳ１１３）。
【００９１】
動作例１では、嵩回復回転制御部７４１による逆方向の回転、順方向の回転の繰り返しにより、補給ボトル２０１の現像剤残量を、Ｒ１のレベルにまで復帰させた上、ニアエンプティ状態かどうかの判定を行っているので、結果として、補給ボトル２０１の交換時期が到来したとは判断されなかった。そのため、徒労に終わるようなサービスマンの訪問が回避されている。
（動作例２）
動作例２は、図６においてＲ１より低く、ダイナミックレンジの上限Ｈ０より高い、Ｒ３の段階で、補給ボトル２０１から現像装置３００への現像剤補給を開始したとの状況を想定する。この際、補給ボトル２０１の回転による現像剤供給が開始されると、現像剤の単調減少ｄｗ１１が発生する。この単調減少により残量がＬ０を上回り、Ｈ０を下回る残量Ｒ０になったものとする。その後、補給ボトル２０１の放置期間Ｔａが経過して、ｉ＋１番目のプリントジョブが再開され、現像装置３００から現像剤の補給が要求されたものとする。動作例１と同様、放置時間Ｔａの経過により、現像剤の嵩密度低下が発生し（図６のｄｗ１２参照）、現像剤残量は、ダイナミックレンジの下限Ｌ０になったものとする。Ｌ０の残量は、補給ボトル２０１の内部検出枠２１７ｉに現像剤が一切存在しないとみなされるので、これでは現像装置３００に現像剤を供給することはできない。
【００９２】
そこで、図７のステップＳ１０１からＳ１０３までの動作がなされ、動作例１と同様、嵩回復回転制御部７４１が順方向の回転、逆方向の回転の繰り返しを開始する。嵩回復回転制御部７４１が順方向の回転、逆方向の回転を繰り返したことで、嵩密度は回復し、磁気センサー７１０による残量の検出値は、Ｒ０に戻る（ｕｐ１１）。その後、ステップＳ１０７において、磁気センサー７１０が現在の残量Ｒｃを検出し、ステップＳ１０８において、残量Ｒｃが磁気センサー７１０のダイナミックレンジ上限Ｈ０を下回るかどうかを判定する。残量Ｒ０は、ダイナミックレンジの上限Ｈ０を下回っているので（ステップＳ１０８でＹｅｓ）、現像剤の残量Ｒｃがニアエンプティ状態の下限Ｌ０を上回るかどうかを判定する（ステップＳ１１４）。動作例２において、Ｒ０はダイナミックレンジの下限Ｌ０を上回っているので（ステップＳ１１４でＹｅｓ）、補給ボトル２０１がニアエンプティ状態である旨をユーザ及びサービスマンに通知する（ステップＳ１１５）。具体的にいうと、補給ボトル２０１の交換時期が到来した旨を記述した操作パネル８０３に表示させ、また、ネットワークインターフェイス８０４を通じて、サービスセンターのサーバ装置（不図示）と通信を行い、画像形成装置１０００の補給ボトル２０１が交換時期を迎えた旨を通知し、交換用補給ボトル２０１の配送を要請する。尚、残量Ｒｃがダイナミックレンジの下限Ｌ０であれば（ステップＳ１１４でＮｏ）、補給ボトル２０１がエンプティ状態である旨をユーザ及びサービスマンに通知し、必要に応じてプリントジョブを中止する（ステップＳ１１６）。
【００９３】
動作例２では、嵩回復回転制御部７４１が逆方向、順方向の回転を繰り返した後に、ニアエンプティ状態が到来したとの判定結果を下すので、その後の時間経過により、ニアエンプティ状態かどうかの判定結果が覆えらないことが保障されている。こうした保障の下、サービスセンターに通知を行うので、交換用の補給ボトル２０１を持参したサービスマンの訪問が無駄に終わるという訪問ロスの発生が回避されている。
【００９４】
また、一日当たりの用紙の消費量が、３００〜５００枚程度であるとし、１０００枚程度の用紙印刷を行える残量を目途にして、磁気センサー７１０のダイナミックレンジの上限Ｈ０、下限Ｌ０を定めた場合、コントローラ部８０２がニアエンプティ状態と検出した時点から２〜３日の期間は、現在の補給ボトル２０１の残量が尽きることはない。２〜３日の期間において画像形成装置１０００を継続して利用することができるので、画像形成装置１０００が利用できないことに起因する業務の空白の発生を回避することができる。
【００９５】
［５］まとめ
以上のように本実施形態によれば、嵩回復回転時において、回転方向が時間Ｔｂ毎に切り替わるように、補給ボトル２０１の回転駆動を行うから、現像剤は補給ボトル２０１の供給口２０４に向かわず、同じ位置における往復運動ｍｖ１、ｍｖ２を繰り返す。かかる往復運動により、現像剤は電荷を帯びるようになる。こうして、現像剤における帯電を回復させることで、画像形成装置が長期にわたり放置されたとしても、補給ボトル２０１に収容されている現像剤の嵩密度を回復させることができる。
【００９６】
また、ニアエンプティ状態かどうかの判定精度が高まるので、補給ボトル２０１を準備する前に、補給ボトル２０１の現像剤を使い切ってしまい、画像形成装置１０００がプリントジョブを実行できなくなるという、業務の空白期間の発生を回避することができる。
【００９７】
補給ボトル２０１に収容された現像剤を、供給口２０４に向かわせる順方向回転に対し、１対１の割合で、補給ボトル２０１に収容された現像剤を補給ボトル２０１の底部に向かわせる逆方向の回転を交えるので、補給ボトル２０１の内部において、現像剤の粒子は進行・後退を繰り返す。現像剤が補給ボトル２０１の供給口２０４の周辺に堆積することはないので、現像装置３００の周辺を現像剤で汚すことはない。
【００９８】
補給ボトル２０１から現像装置３００に現像剤が供給される際の粒子飛散を抑止できるので、補給ボトル２０１を使い切ることによる経費削減効果と、職場環境の保全との両立を図ることができる。
【００９９】
（変形例１）
上記実施形態では、プリントジョブがない放置期間が長期にわたった場合、嵩回復回転制御部７４１が順方向の回転、逆方向の回転を繰り返した後に、補給ボトル２０１の残量検出と、補給回転制御部７４２による補給とを実行した。これに対し本変形例では、プリントジョブがない放置期間が長期にわたったかどうかの判定を行わず、現像装置３００から現像剤の補給が要求された際、その要求に応じて、補給回転制御部７４２が現像装置３００への現像剤を補給を実行する。そして補給回転制御部７４２による現像剤補給が完了した後に、必要な撹拌を行い、補給ボトル２０１の現像剤残量を検出させる。
【０１００】
図１０は、変形例１にかかる補給制御手順を示すフローチャートである。図１１は、変形例１にかかる現像剤残量の時間的推移を示す。図６に示した時間的推移を一部変更した内容になっている。
【０１０１】
図１０のフローチャートでは、直前の補給完了時点からの経過時間Ｔａが閾値を上回ったかどうかの判定を実行せず、直ちに、補給ボトルへの補給時間Ｔｓを算出する（図７のステップＳ１０９、Ｓ１１０）。そして直流モーター７０１の一方向回転を開始した後（ステップＳ１１１）、回転をＴｓだけ継続し（ステップＳ１１２）、補給時間Ｔｓの経過後、モーターの回転を停止する（ステップＳ１１３）との処理を行う。このように、補給ボトル２０１の残量に関係なく、現像装置３００への補給を優先させるので、図１１に示すように、時点ｔ２１において現像装置３００への現像剤の供給中に、残量の単調減少ｄｗ４が発生する。
【０１０２】
嵩回復のための回転を開始してから、磁気センサー７１０の検出値が定常になるまでの嵩回復時間Ｔｒは固定期間（上記では１０秒）であるのに対し、補給時間Ｔｓは、現像装置３００における現像剤の消費量に応じて変動する。補給回転制御部７４２による補給時間Ｔｓが、嵩回復時間Ｔｒに満たない場合、補給ボトル２０１における現像剤が、充分な嵩密度になっていない可能性がある。そこで、補給回転制御部７４２による補給時間Ｔｓが、嵩回復時間Ｔｒを上回るかどうかで、補給ボトル２０１に残った現像剤が、相応の嵩密度を有しているかどうかを判定する。
【０１０３】
具体的にいうと、現像装置３００における消費量に応じて算出された補給時間Ｔｓが、嵩回復時間Ｔｒを下回るかどうかを判定する（図１０のステップＳ１２２）。補給時間Ｔｓが、嵩回復時間Ｔｒを上回る場合（ステップＳ１２２でＮｏ）、図７に示したように、磁気センサー７１０に補給ボトル２０１の現像剤残量を検出させ（図７のステップＳ１０７）、検出された残量に基づき、ニアエンプティ状態かどうかの判定を行う（図７のステップＳ１０８）。補給時間Ｔｓが、嵩回復時間Ｔｒを下回る場合（ステップＳ１２２でＹｅｓ）、補給ボトル駆動部２１４の回転を開始して（ステップＳ１２３）、Ｔｒ−Ｔｓの時間だけ、嵩回復回転制御部７４１が順方向の回転、逆方向の回転の繰り返しを継続させる（ステップＳ１２４）。Ｔｓ−Ｔｒの回転により、図１１に示すように、残量の単調増加ｕｐ２が発生する。上記実施形態で述べたように、Ｔｒ＝１０秒であり、Ｔｓ＝８秒と算出された場合、Ｔｒ−Ｔｓの計算により、２（＝１０−８）秒の時間だけ、嵩回復のための回転を行う。
【０１０４】
こうして、嵩回復のための回転を行った後、直流モーター７０１の回転を停止して（ステップＳ１２５）、上記実施形態に示したような、現像剤残量の検出（図７のステップＳ１０７）、ニアエンプティ状態かどうかの判定（図７のステップＳ１０８）を実行する。
【０１０５】
変形例１では、現像剤補給部２００から現像装置３００への補給が要求された場合、現像装置３００への補給を優先して行うので、かかる補給で補給ボトル２０１内の現像剤を使い切った場合、嵩回復回転制御部７４１による順逆の回転の繰り返しを省略することができる。
【０１０６】
（変形例２）
変形例１では、補給回転制御部７４２による現像剤補給が完了した後に、必要な撹拌を行い、補給ボトル２０１の現像剤残量を検出させることとした。これに対し変形例２では、補給ボトル２０１から現像装置３００への補給が完了した時点の現像剤残量を磁気センサー７１０に検出させ、当該磁気センサー７１０の検出値を、直前の補給完了時点の残量として、不揮発メモリ７１５に記憶させておく改良に関する。
【０１０７】
図１２は、変形例２にかかる補給制御手順を示すフローチャートである。本図は、図７のフローチャートに一部変更を加えた内容になっている。具体的にいうと、図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０３が、ステップＳ１３１〜Ｓ１３３に置き換えられ、ステップＳ１０５がステップＳ１３５に置き換えられた内容になっている。具体的にいうと、図１２では、直前の補給が完了した時点の残量Ｒｐが記憶されているかどうかを判定して（ステップＳ１３１）、存在する場合（ステップＳ１３１でＹｅｓ）、現在の残量Ｒｃを取得して（ステップＳ１３２）、直前の残量Ｒｐが、現在の残量Ｒｃを上回るかどうかを判定し（ステップＳ１３３）、上回る場合（ステップＳ１３３でＹｅｓ）、嵩回復回転制御部７４１に、逆方向の回転、順方向の回転の繰り返しを開始させる。回転の継続中、現在の残量Ｒｃの取得を随時行い、現在の残量Ｒｃが、直前の残量Ｒｐを上回るかどうかを判定する（ステップＳ１３５）。上回る場合（ステップＳ１３５でＹｅｓ）、補給ボトル２０１内部の嵩密度が回復したとして、逆方向の回転、順方向の回転の繰り返しを終了する（ステップＳ１０６）。以上の逆方向の回転、順方向の回転を繰り返した後、ニアエンプティ状態かどうかの判定を実行し、現像装置３００への補給を実行する（ステップＳ１０７〜Ｓ１１３）。
【０１０８】
直前の現像剤補給が完了した段階で、「ニアエンプティ状態でない」との判定結果が下された場合、本変形例では、その判定に信憑性があるとして、磁気センサー７１０による検出値が、直前の現像剤補給が完了した段階の検出値になるまで、嵩回復回転制御部７４１は、逆方向の回転、順方向の回転を繰り返す。
磁気センサー７１０による検出値が、直前の現像剤補給が完了した段階の検出値と同じであれば、嵩回復回転制御部７４１による逆方向の回転、順方向の回転の繰り返しを省くことができるので、嵩回復に要する時間の短縮化を図ることができる。
【０１０９】
（変形例３）
変形例３は、現像剤を最大高度まで搬送して補給ボトル２０１の内周壁面から落下させる制御を実行する。
【０１１０】
現像剤は、螺旋リブ２０６から搬送力を受けるので、螺旋リブ２０６を、順方向、逆方向を問わず、螺旋リブ２０６を半回転させた場合に、現像剤２２０は、補給ボトル２０１の内部において最も高所まで持ち運ばれる。そこで本変形例では、嵩回復回転制御部７４１が螺旋リブ２０６を逆方向に半回転させて、現像剤２２０をもっとも高所に持ち運んだ後、元の位置に戻し、その後、螺旋リブ２０６を順方向に半回転させて元の位置に戻すという処理を繰り返す。ここで、現像剤２２０をもっとも高所に持ち運んだ後、螺旋リブ２０６を元の位置に戻すという動きと、回転方向を変えて螺旋リブ２０６を半回転させるという動きとは連続して実行することができる。
【０１１１】
つまり、半回転（１８０°）に必要な回転時間は１秒であるから、嵩回復回転制御部７４１は、嵩回復時において１秒間だけ逆方向の回転を行い、その後、２秒間の順方向の回転（３６０°回転）、１秒間の逆方向の回転（３６０°回転）を繰り返すことで、順方向、逆方向のそれぞれの回転方向に向けて、半回転を行わせることができる。
【０１１２】
現像剤を高所まで運んで落下させることで、現像剤は塊をなした状態で底部に叩きつけられる。これにより粉粒体は、多くの空気とまじわるようになるので早期に、キャリア粒子の帯電量を回復させ、嵩密度を回復させることができる。
【０１１３】
（変形例４）
変形例４は、逆方向の回転、順方向の回転を小刻みに切り替え、補給ボトル２０１に収容された現像剤２２０に振動を与える制御を実現する。この小刻み回転は、補給ボトル駆動部２１４による１秒当りの回転角を２以上に分割して、分割した回転角だけ、逆方向の回転、順方向の回転を実行することでなされる。上記実施形態で述べたように、補給ボトル駆動部２１４による１秒当りの回転角が１８０°であれば、これを２分割、３分割、４分割して、嵩回復にあたって、嵩回復回転制御部７４１は、４５°（＝１８０／４）、６０°（＝１８０／３）、４５°（１８０／４）だけ逆方向の回転、順方向の回転を行う。正方向の回転と、逆方向の回転とを短時間で切り替えることで、補給ボトルは小刻みの振動を繰り返し、粉粒体が擦れ合う。こうした擦れ合いにより、早期に、キャリア粒子の帯電量を回復させることができ、現像剤の嵩密度を回復させることができる。
【０１１４】
（変形例５）
補給ボトル２０１に収容された現像剤残量を算出するセンサーとして、静電式のセンサー素子をもちいてもよい。静電式の残量センサーはユニモルフ構造を有していて、円形の金属板に円盤状の圧電セラミックと、電極とを積層してなる。圧電セラミックは分極処理が施されていて、分極方向に電圧がかかると、ユニモルフ構造全体が振動を開始する。以上のユニモルフ構造において、圧電セラミックにキャリア粒子が接近すると、そうした振動の周波数が変化する。かかる周波数の変化量が、キャリア粒子の量に比例するとして、静電式の残量センサーは補給ボトル２０１における現像剤残量を出力する。かかる静電式センサーの検出値を用いることで、ニアエンプティ状態かどうかの判定を確実に行うことができる。
【０１１５】
また、補給ボトル２０１に収容された現像剤残量を算出するセンサーとして、光学式のセンサー素子をもちいてもよい。この光学式の残量センサーは、発光素子と、受光素子との組からなり、底壁２１２のうち、互いに対向する位置に設けられる。補給ボトル２０１のうち、発光素子、受光素子と対向する部位は透過窓になっていて、発光素子から発せられた出射光を透過させ、受光素子に導く。補給ボトル２０１における現像剤残量が充分である場合、透過窓に入射する入射光は現像剤により遮られるから、受光素子の受光量はゼロとなる。逆に、補給ボトル２０１がニアエンプティ状態である場合、透過窓に入射する入射光は現像剤により遮られず、受光素子に到達する。受光素子の受光量は、受光素子の取り付け位置付近に存在する現像剤残量に応じた値になるので、かかる光学式センサーの検出値を用いることで、ニアエンプティ状態かどうかの判定を確実に行うことができる。また、補給ボトル２０１に設けられた不揮発メモリから、現像剤の種別や容器形状の情報を読み出し、磁気センサー、光学式センサー、静電式センサーを使い分けてもよい。また、嵩回復回転制御部７４１による嵩回復の方法を変更してもよい。
【０１１６】
（変形例６）
補給回転制御部７４２による現像剤補給の際、Ｈブリッジ７０２に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を高デューティ比とし、嵩回復回転制御部７４１による嵩回復の際、Ｈブリッジ７０２に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を低デューティ比としたがこれに限らない。具体的にいうと、嵩回復回転制御部７４１による嵩回復の際、Ｈブリッジ７０２に出力するＰＷＭ信号のデューティ比を高デューティ比として、補給ボトル２０１に収容された現像剤の嵩回復の高速化を実現してもよい。また補給回転制御部７４２による嵩回復時において、逆方向の回転時の速度は、正回転時の回転速度よりも高く設定してもよい。特に、正回転時の速度は逆回転時の速度の２倍に設定してもよい。
【０１１７】
（変形例７）
色毎の補給部に補給ボトル駆動部２１４を設けて、これらの補給ボトル駆動部２１４に独立した回転駆動を行わせるとしたが、２色以上の補給部で、補給ボトル駆動部２１４を共用してもよい。
【０１１８】
また、ＹＭＣＫ色のそれぞれについて、現像装置、補給装置を設けるとしたが、Ｋ色についての現像装置、補給装置のみを設けて、モノクロ画像形成装置として構成してもよい。更に画像形成装置１０００は、補給ボトル２０１から供給される現像剤を一旦、サブホッパー２１９に格納して現像装置３００に供給する構成としたが、パイプ２２１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋにより、直接、現像装置３００に供給する構成にしてもよい。
【０１１９】
（変形例８）
上記実施形態は、長期間画像形成装置が放置された後、現像装置３００から現像剤の補給が要求されたことを要件にして、補給を実行したがこれに限らない。定着装置６００のウォームアップ動作が開始された際、ウォームアップ動作と並行して、嵩回復のための順方向の回転、逆方向の回転の繰り返しを実行してもよい。
【０１２０】
また現像剤補給部２００に、温度センサー、湿度センサーを設けて、放置時間と、温度センサー、湿度センサーによる検出値（環境検出値）との組み合わせで、嵩回復回転制御部７４１に嵩回復を開始させるかどうかを判断してもよい。
【０１２１】
(変形例９)
補給ボトル２０１は、軸方向の途中で径が拡大する形状であってもよい。また、回転が可能な形状であれば円筒形状に限らず、角筒形状であってもよい。
また上記実施形態では、補給ボトル２０１の内周面に設けられた螺旋リブ２０６によって、現像剤の搬送を行ったがこれに限らない。ボトルホルダー２１０への装着時に、補給ボトル２０１にスクリューを挿入させた状態で、スクリューに対し、相対的に補給ボトル２０１を回転させることで現像剤の撹拌や補給を行わせてもよい。図２においてループコイル２１７を底壁２１２に設けたが、これに限らない。前方円筒壁２１１、後方半円筒壁２１３に設けてもよい。磁気センサー７１０のセンサー素子として矩形コイルからなるループコイル２１７を用いたが、これに限られない。同心円状に配された複数の円形コイルからなるループコイルを用いてもよい。
【０１２２】
（変形例１０）
補給ボトル駆動部２１４の駆動源として直流モーター７０１を使用したが、これに限らない、ステッピングモーターや交流モーターを使用してもよい。
ステッピングモーターは、シャフトの軸方向に、第１ローター、永久磁石、第２ローターを配した構造になっている。第１、第２ローターの周面には、小歯が形成されていて、第１ローターの小歯と、第２ローターの小歯とには１／２ピッチのずれがある。第１、第２ローターは、内側に突出した複数の磁極から構成される。各磁極には、コイルが巻回されている。磁極が５つ設けられている場合、それら５つの磁極は、Ａ〜Ｅ相にあたる励磁コイルを構成する。これら、Ａ〜Ｅ相にあたる励磁コイルをペンダゴン結線により接続し、トランジスタ等のスィッチング素子を用いて各励磁コイルに駆動電流を供給して、励磁コイルを順次励磁することで、順方向の回転、逆方向の回転を補給ボトル駆動部２１４に行わせる。具体的にいうと、Ａ〜Ｅ相を、Ａ相→Ｂ相→Ｃ相→Ｄ相→Ｅ相の順に励磁してゆくことで補給ボトル駆動部２１４に順方向の回転を行わせる。一方、Ｅ相→Ｄ相→Ｃ相→Ｂ相→Ａ相の順に励磁してゆくことで補給ボトル駆動部２１４に逆方向の回転を行わせる。
【０１２３】
（変形例１１）
直流モーター７０１の駆動制御手段として、トランジスタ７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄからなるＨブリッジ７０２を用いたが、ＦＥＴからなるブリッジ回路を用いてもよい。また、直流モーターに代えて、交流モーターを用いてもよい。差に交流モーターの駆動制御手段として、ＶＶＶＦ（Variable  Voltage  Variable  Frequency）回路、ＰＷＭ回路を用いてもよい。
【０１２４】
（変形例１２）
上記実施の形態では、本発明に係る現像装置と画像形成装置をカラープリンターに適用した場合の例を説明したが、これに限られない。モノクロプリンターにも適用可能であり、また、複写機、ファクシミリ装置、ＭＦＰ（Multiple Function Peripheral）等の現像装置に適用することもできる。
【０１２５】
また現像剤は、キャリアとトナーを含む二成分現像剤に限られず、例えばトナーを含みキャリアを含まない一成分現像剤を用いる構成に適用することもできる。また、上記実施の形態及び上記変形例の内容をそれぞれ組み合わせるとしても良い。
【産業上の利用可能性】
【０１２６】
本発明は、画像形成装置に備えられる現像装置に広く適用することができる。
【符号の説明】
【０１２７】
１００    画像形成装置
１００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  感光体ドラム
１０１    露光部
２００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  現像剤補給部
２０１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  補給ボトル
２０３    カバー
２０４    供給口
２０５    シャッター
２１０    ボトルホルダー
２１４    補給ボトル駆動部
２１５    ジョイント部
２１７    センサー素子（ループコイル）
２１９    サブホッパー
３００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  現像装置
３０２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  供給スクリュー
３０３Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  撹拌スクリュー
３０４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  スリーブ
３０５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  現像剤センサー
４００Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  一次転写ローラー
４０１    中間転写ベルト
５０１    用紙載置台
５０２    ピックアップローラー
５０３    給紙ローラー
５０４    タイミングローラー
５０５    二次転写ローラー
６００    定着部
６０２    加熱ローラー
６０３    加圧ローラー
７０１    直流モーター
７０２    Ｈブリッジ
７０２ａ、ｂ、ｃ、ｄ  トランジスタ
７０３    フリップフロップ回路
７０４    状態設定回路
７０５    ＰＷＭ回路
７０６    速度設定回路
７０７、７０８    論理積演算回路
７１０    磁気センサー
７１１    ＬＣ発振回路
７１１Ｃ  コンデンサ素子
７１２    インバーター回路
７１３    周波数計測回路
７１４    演算回路
７４１    嵩回復回転制御部
７４２    補給回転制御部
８０１    エンジン部
８０２    コントローラ部
８０３    操作パネル
８０４    ネットワークインターフェイス
１０００    画像形成装置
【図１】
2019200229.tif 000003
【図２】
2019200229.tif 000004
【図３】
2019200229.tif 000005
【図４】
2019200229.tif 000006
【図５】
2019200229.tif 000007
【図６】
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【図７】
2019200229.tif 000009
【図８】
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【図９】
2019200229.tif 000011
【図１０】
2019200229.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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