(57)【要約】【課題】トナーを撹拌せずにカートリッジを長時間放置することによって発生する静電容量の変化の影響を避けつつ、トナー残量の早期確定を可能としたトナー残量検知を備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像剤を収容する現像剤容器と、その内部にある撹拌部材を駆動させて現像剤の撹拌動作を行う撹拌部と、現像剤容器内部に配置された２つの電極間の静電容量に関連する情報を取得し、情報に基づいて現像剤容器内の現像剤残量を取得する残量取得部と、撹拌部材の駆動開始後において現像剤容器内の現像剤の撹拌完了に必要な撹拌動作の回数を決定する回数決定部と、を備え、撹拌部が撹拌動作を必要回数行った後、残量取得部が残量検知動作を実行する画像形成装置において、回数決定部は、前回の撹拌部材の駆動の停止から次の撹拌部材の駆動の開始までの撹拌動作の非実行時間が長いほど、次の残量検知動作での必要回数を、基準の回数よりも多くする。【選択図】図５
2019124767.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器の内部に配置された撹拌部材を駆動させて前記現像剤容器に収容された現像剤を撹拌する撹拌動作を行う撹拌部と、
前記現像剤容器の内部に配置された少なくとも２つの電極を用いて前記撹拌部材が所定の撹拌量駆動する撹拌動作の間の前記２つの電極の間の静電容量に関連する情報を取得し、前記情報に基づいて前記現像剤容器に収容されている現像剤の残量を取得する残量取得部と、
前記撹拌部材の駆動開始後において前記現像剤容器に収容された現像剤の撹拌完了に必要な前記撹拌動作の回数である必要回数を決定する回数決定部と、
を備え、
前記撹拌部が、前記必要回数の前記撹拌部材の駆動による前記撹拌動作を行った後、前記残量取得部が、前記残量を取得する残量検知動作を実行する画像形成装置において、
前記回数決定部は、前回の前記撹拌部材の駆動が停止してから次の前記撹拌部材の駆動を開始するまでの前記撹拌動作の非実行時間が長いほど、次の前記残量検知動作における前記必要回数を、基準の回数よりも多い回数とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前回の前記撹拌部材の駆動が停止してから次の前記撹拌部材の駆動を開始する際において、
前記残量取得部が、次の前記残量検知動作における１回目の前記撹拌動作の終了後に、前記静電容量に関連する情報を取得し、
前記回数決定部が、前記１回目の前記撹拌動作の終了後に取得された前記静電容量に関する情報と、前回の前記撹拌動作において取得された前記静電容量に関する情報と、の差が大きいほど、前記非実行時間が長いとして、次の前記残量検知動作における前記必要回数を、基準の回数よりも多い回数と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】
前回の前記撹拌動作において取得された前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動完了時の時刻と、次の前記撹拌動作における１回目の前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動完了時の時刻と、を取得する時刻取得部をさらに備え、
前回の前記撹拌部材の駆動が停止してから次の前記撹拌部材の駆動を開始する際において、
前記回数決定部は、前記時刻取得部が取得した、前記１回目の前記撹拌動作の完了時の時刻と、前回の前記撹拌動作において取得された前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動完了時の時刻と、の差が大きいほど、前記非実行時間が長いとして、次の前記残量検知動作における前記必要回数を、基準の回数よりも多い回数と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】
前記回数決定部は、前記１回目の前記撹拌動作の終了後に取得された前記静電容量に関する情報と、前回の前記撹拌動作において取得された前記静電容量に関する情報と、の差と、前記必要回数との対応関係を規定したテーブルに基づいて、次の前記残量検知動作における前記必要回数を決定す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】
前記回数決定部は、前記１回目の前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動完了時の時刻と、前回の前記残量検知動作において取得された前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動完了時の時刻と、の差と、前記必要回数との対応関係を規定したテーブルに基づいて、次の前記残量検知動作における前記必要回数を決定す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】
前記テーブルを記憶する記憶部をさらに備えることを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器の内部に配置された撹拌部材を駆動させて前記現像剤容器に収容された現像剤を撹拌する撹拌動作を行う撹拌部と、
前記現像剤容器の内部に配置された少なくとも２つの電極を用いて前記撹拌部材が所定の撹拌量を駆動する撹拌動作の間の前記２つの電極の間の静電容量に関連する情報を取得し、前記情報に基づいて前記現像剤容器に収容されている現像剤の残量を取得する残量取得部と、
前記撹拌部材の駆動開始後において前記現像剤容器に収容された現像剤の撹拌完了に必要な前記撹拌動作の回数である必要回数を決定する回数決定部と、
を備える画像形成装置において、
前記撹拌部が、前記必要回数の前記撹拌動作において１回の撹拌動作の度ごとに前記残量取得部が取得した前記静電容量に関する情報を補正した情報に基づいて、前記残量取得部が、前記残量を取得する残量検知動作を実行することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記現像剤容器は、画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されており、
前記現像剤容器が新品の場合には、前記撹拌部が、前記必要回数の前記撹拌部材の前記所定の撹拌量の駆動による前記撹拌動作を行い、前記撹拌部材が前記必要回数のうちの最後の１回の前記撹拌動作を行っている間に、前記残量取得部が取得した前記静電容量に関する情報に基づいて、前記必要回数における基準の回数を設定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】
前回の前記撹拌動作の終了時の時刻と、次の前記撹拌動作における１回目の前記撹拌動作の終了時の時刻と、を取得する時刻取得部をさらに備え、
前記回数決定部は、前回の前記撹拌動作の終了時の時刻と、次の１回目の前記撹拌動作の終了時の時刻と、の差が大きいほど、前記残量検知動作における前記必要回数を、前記基準の回数よりも多い回数とすることを特徴とする請求項８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、印刷装置、特に複写機・レーザビームプリンタ・ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
カートリッジ方式の電子写真画像形成装置では、ユーザ自身がカートリッジを交換しなければならないため、カートリッジのトナー残量をユーザに報知する手段、即ち、トナー残量検知手段を有し、トナー残量を検知することが求められる。このトナー残量を検知する手段として、特許文献１で開示されている例のように静電容量方式が広く知られている。
【０００３】
静電容量方式によるトナー残量検知では、例えば現像剤担持体と、現像剤担持体近傍に配置された電極部材間でコンデンサを構成し、その静電容量を測定する。測定される静電容量とトナー残量の関係の一例を図１の実線で示す。画像形成装置は、トナー残量を算出する為に、逐次測定した静電容量のうち、最も静電容量が大きな測定値（以下、ＰＡＦと呼ぶ）を不揮発メモリ等に記憶する。このＰＡＦと、現在の静電容量の測定値（以下、ＰＡと呼ぶ）の差分ＰＡＦ−ＰＡからトナー残量を算出する事が出来る。この方式は、静電容量の差分を使用している為、検知電圧のばらつきによる影響を受けづらく、検知精度が安定する為、有用な技術として広く用いられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許５５４１７３０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーの撹拌を停止した状態でカートリッジを長時間放置した場合、トナーが自重によって沈降し、現像担持体と電極部材間のトナー密度が増加していく。トナーは空気よりも誘電率が高い為、トナー密度が増加することによって現像担持体と電極部材で構成したコンデンサの誘電率も増加する。つまり、トナーが十分に撹拌された状態での静電容量を図１の実線で示すものとすると、長時間放置した直後に測定した静電容量は一点鎖線で示すように大きなものとなる。
【０００６】
この為、トナーを十分に撹拌する前に静電容量の測定を行い、その値をＰＡＦとして採用してしまうとＰＡＦが本来測定すべき値より大きな値になる可能性がある。そのような場合では、静電容量の差分ＰＡＦ−ＰＡも本来想定していたものより大きくなり、トナー残量を実際よりも少ないと誤検知し、カートリッジにトナーが残っているにも関わらずユーザにカートリッジの交換を促してしまう恐れがある。また、逆にＰＡＦを正確に測定できていても、現在の測定値ＰＡが大きな値になりＰＡＦ−ＰＡが本来想定していたものより小さくなる可能性もある。そのような場合では、トナー残量を実際よりも多いと誤検知してしまい、ユーザがカートリッジ交換を適切なタイミングで実施できない恐れがある。
【０００７】
従来、この問題に対し、静電容量を確実に測定する為に撹拌開始後一定時間静電容量の測定結果を使用しないという対策が採られてきた。この場合、静電容量の測定結果を使用可能になるまでの時間は、トナーが完全に沈降した状態から十分に撹拌完了するまでの時間に合わせて決定することになる。しかし、カートリッジ形状やトナーの特性によっては撹拌に必要な時間が長くなってしまい、連続印字枚数が少ない傾向にある環境で画像形成
装置を使用した場合、静電容量の測定結果を使用可能なタイミングが少なくなってしまう弊害が考えられる。そのような場合では、ＰＡＦの更新やトナー残量の算出を適切に行えなくなり、ユーザビリティに悪影響を及ぼす恐れがある。
そこで本発明の目的は、トナーを撹拌せずにカートリッジを長時間放置することによって発生する静電容量の変化の影響を避けつつ、トナー残量の早期確定を可能としたトナー残量検知を備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器の内部に配置された撹拌部材を駆動させて前記現像剤容器に収容された現像剤を撹拌する撹拌動作を行う撹拌部と、
前記現像剤容器の内部に配置された少なくとも２つの電極を用いて前記撹拌部材が所定の撹拌量駆動する撹拌動作の間の前記２つの電極の間の静電容量に関連する情報を取得し、前記情報に基づいて前記現像剤容器に収容されている現像剤の残量を取得する残量取得部と、
前記撹拌部材の駆動開始後において前記現像剤容器に収容された現像剤の撹拌完了に必要な前記撹拌動作の回数である必要回数を決定する回数決定部と、
を備え、
前記撹拌部が、前記必要回数の前記撹拌部材の駆動による前記撹拌動作を行った後、前記残量取得部が、前記残量を取得する残量検知動作を実行する画像形成装置において、
前記回数決定部は、前回の前記撹拌部材の駆動が停止してから次の前記撹拌部材の駆動を開始するまでの前記撹拌動作の非実行時間が長いほど、次の前記残量検知動作における前記必要回数を、基準の回数よりも多い回数とすることを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、
現像剤を収容する現像剤容器と、
前記現像剤容器の内部に配置された撹拌部材を駆動させて前記現像剤容器に収容された現像剤を撹拌する撹拌動作を行う撹拌部と、
前記現像剤容器の内部に配置された少なくとも２つの電極を用いて前記撹拌部材が所定の撹拌量を駆動する撹拌動作の間の前記２つの電極の間の静電容量に関連する情報を取得し、前記情報に基づいて前記現像剤容器に収容されている現像剤の残量を取得する残量取得部と、
前記撹拌部材の駆動開始後において前記現像剤容器に収容された現像剤の撹拌完了に必要な前記撹拌動作の回数である必要回数を決定する回数決定部と、
を備える画像形成装置において、
前記撹拌部が、前記必要回数の前記撹拌動作において１回の撹拌動作の度ごとに前記残量取得部が取得した前記静電容量に関する情報を補正した情報に基づいて、前記残量取得部が、前記残量を取得する残量検知動作を実行することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、トナーを撹拌せずにカートリッジを長時間放置することによって発生する静電容量の変化の影響を避けつつ、トナー残量の早期確定を可能としたトナー残量検知を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】静電容量方式のトナー残量検知採用時に測定される静電容量の一例
【図２】実施例１，２，３における画像形成装置の概略構成図
【図３】実施例１，２，３におけるトナー残量検知手段の概略図
【図４】実施例１における制御系のブロック図
【図５】実施例１におけるトナー残量検知のフローチャート
【図６】実施例１における残り撹拌回数更新の決定テーブル
【図７】実施例２，３における制御系のブロック図
【図８】実施例２におけるトナー残量検知のフローチャート
【図９】実施例２，３における残り撹拌回数更新の決定テーブル
【図１０】実施例３におけるトナー残量検知のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。
【００１２】
（実施例１）
図２は、本発明の実施例に係る画像形成装置の概略構成図である。
本実施例の画像形成装置は、感光ドラムに対して帯電、露光、現像、転写、定着の一連の画像形成プロセスを実行して転写材に画像を形成する電子写真方式の画像形成装置である。
【００１３】
ここで、上記一連の画像形成プロセスを実行するプロセス手段には、以下の構成が含まれている。具体的には、有機感光体やアモルファスシリコン感光体でできた感光ドラム４０、感光ドラム４０表面を一様に帯電する帯電手段である帯電ローラ４１、帯電された感光ドラム４０の露光を行い、静電潜像を形成するレーザ光学箱１１を含む構成となっている。さらに、静電潜像を現像するために現像剤であるトナーＴを担持、搬送する現像ローラ３０、感光ドラム上に形成されたトナー像を転写材に転写する転写ローラ１２、転写材上のトナー像を定着する定着装置１３を含む。
【００１４】
より詳細に画像形成プロセスについて説明すると、帯電ローラ４１によって一様に帯電した感光ドラム４０にレーザ光学箱１１からレーザ光が照射される。このレーザ光は、不図示の画像読取装置やコンピュータ等の画像信号発生装置から入力された目的の画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調（オン／オフ変換）されており、レーザ光が照射されると静電潜像が形成される。
現像ローラ３０は、感光ドラム４０に非接触で対向し現像動作を行うことで静電潜像を現像する。現像ローラ３０は、導電性の支持体上に導電性の樹脂コートを施した構成であり、トナーＴを担持、及び搬送する。トナーＴは画像形成装置本体に着脱可能な現像剤容器３３に収容され、現像剤容器３３の内部に配置され回転可能な撹拌部材３２によって現像ローラ３０に供給される。現像剤層厚規制部材３１は、現像ローラ３０に供給されるトナーＴを所定の量に規制する。このように所定の量で規制され、現像ローラ３０で担持されたトナーによって静電潜像を現像し、トナー像を形成する。
【００１５】
一方、紙などの転写材は、不図示の給紙クラッチを介して回転駆動される給紙ローラ２０により給紙され、複数枚の転写材を重送しないように分離ローラ２１によって分離搬送され、搬送ローラ２２、転写ローラ１２に搬送される。
搬送ローラ２２から転写ローラ１２に搬送される転写材は、先端をレジストレーションセンサ２３によって検知され、そのタイミングに同期して上述した画像形成プロセスを実施する事でトナー像は転写材に転写される。転写材は、定着装置１３によって加圧・加熱されてトナー像の定着をされた後に、排紙トレイ１４に排出される。
【００１６】
カートリッジは少なくともトナーＴを含んだ一体のユニットとして、容易に画像形成装置に着脱可能な構成にする。本実施例では、感光ドラム４０、帯電ローラ４１、現像ロー
ラ３０、現像剤層厚規制部材３１、撹拌部材３２、現像剤容器３３でカートリッジを構成するものとする。カートリッジは更に、現像剤容器３３内に配されるステンレススチールなどの導電性の電極部材１、不揮発メモリ４３（記憶部）を備える。本実施例では、電極部材１は導電性の現像ローラ３０と対をなしてコンデンサを構成し、静電容量方式のトナー残量検知に使用するものとするが、例えば現像ローラ３０ではなく別の電極部材を配置してコンデンサを構成してもよい。また、不揮発メモリ４３はカートリッジに取り付けられているものを使用する事としたが、例えば画像形成装置１０が備える他の不揮発メモリ等を利用する等してもよい。
【００１７】
図３は、本実施例に係るトナー残量検知手段の概略図である。現像剤担持体３０には現像電圧と静電容量検知で兼用する現像電圧印加回路８６が接続される。現像電圧印加回路８６は少なくとも交流電圧印加回路８４を含む。本実施例においては、現像電圧印加回路８６は交流電圧印加回路８４と直流電圧印加回路８５から構成される。電極部材１には、静電容量検知回路８１が接続される。本実施例における静電容量検知回路８１は、現像ローラ３０に少なくとも交流電圧成分を含む電圧が印加された際に、電極部材１に誘起された交流電流量を検知する電流検知回路を含む。静電容量検知回路８１で検知された交流電流量はマイクロプロセッサを有する画像形成装置制御手段８２に入力されアナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換されてトナー残量の算出に利用される。
【００１８】
図４は、本実施例における制御系のブロック図である。画像形成装置制御手段８２は、画像形成装置１０の全体を制御するマイクロプロセッサであり、大きく分けて以下の３つの機能を有する。
・転写材に画像を形成し熱定着させるために、高圧、レーザ光学箱、定着装置を制御する画像形成制御手段４０１
・記録材搬送を制御する記録材搬送制御手段４０２
・トナーＴの残量の算出を行うトナー残量算出手段４０３
【００１９】
画像形成手段４０１には、以下の回路が接続されている。まず、感光ドラム１２２にトナー像を形成し、転写材に転写するための帯電電圧印加回路４１２、現像電圧印加回路８６、転写電圧印加回路４１１が接続されている。さらに、レーザ光のオン／オフ出力する為のレーザ光学箱１１を制御する為の光学部回路４１２、定着装置１３の温度制御をする為の定着装置制御回路４１３などが接続されている。記録材搬送制御手段４０２には以下に示すものが接続されている。まず、カセットからの給紙完了の判断や画像形成開始タイミングの決定に用いるレジストレーションセンサ２３、各ローラやカートリッジを駆動するためのモータ４２１が接続されている。さらに、モータ４２１から給紙ローラ２０への駆動の伝達を切り替えてカセットからの給紙を行う為の給紙クラッチ４２２も接続されている。残量取得部としてのトナー残量算出手段４０３は、カートリッジに取り付けられた不揮発メモリ４３、静電容量検知回路８１が接続されている。
【００２０】
次にトナー残量算出手段４０３によるトナー残量の算出方法について図５を用いて説明する。トナー残量算出手段４０３は、記録材搬送制御手段４０２によるモータ４２１の駆動と、画像形成制御手段４０１による現像電圧印加回路８６への現像電圧の印加を待ち、Ｓ５０１に示す静電容量の測定を開始する。静電容量検知回路８１を用いて測定される静電容量は、撹拌部材３２の回転によって現像ローラ３０と電極部材１の間のトナー量の変動が発生する為、本実施例では撹拌部材３２が１回転する間に測定される静電容量の平均値を算出して用いる。また、本実施例では撹拌部材を１つの部材のみで構成した。しかしながら、複数の部材から構成し静電容量の算出タイミングをそれに応じて変更してもよいし、スクリューを使用し静電容量の算出タイミングを、スクリューが一定の撹拌量駆動する毎に変更する等、構成を限定するものではない。
【００２１】
次にトナー残量算出手段４０３は、不揮発メモリ４３に前回静電容量を測定した際の残り撹拌回数Ｃｒｅｍと、静電容量ＰＡｌａｓｔを記憶済みか判断する（Ｓ５０２）。ここで、残り撹拌回数Ｃｒｅｍとは静電容量を確定するまでに残り何回撹拌部材３２を回転させる必要があるかを示すカウンタであり、Ｃｒｅｍ＝０の状態はトナーＴの沈降に起因して発生する静電容量への影響が取り除かれた状態を示す。Ｃｒｅｍ及びＰＡｌａｓｔは、後述のＳ５０５，Ｓ５０９，Ｓ５１５の処理によって不揮発メモリ４３に記憶される。カートリッジが新品であり、Ｃｒｅｍ及びＰＡｌａｓｔの記憶が無い場合は、残り撹拌回数をＣｉｎｉｔに設定する（Ｓ５０３）。ここで、Ｃｉｎｉｔはカートリッジを長時間放置し、トナーＴが完全に沈降した状態から、撹拌部材の駆動開始後において、トナーＴを十分に撹拌完了した状態に戻るまで必要な撹拌回数（必要回数）である。この値は、画像形成装置制御手段８２内の回数決定部にて予め実験的に決定した値である。
【００２２】
また、前回静電容量を測定した際のＣｒｅｍとＰＡｌａｓｔが記憶されている場合、まず、今回１回目の撹拌部材の回転が終了後に測定した静電容量ＰＡとＰＡｌａｓｔを比較する。次に、図６に示す静電容量の差分と必要な撹拌回数（必要回数）の対応関係を規定したテーブルによって残り撹拌回数Ｃｒｅｍの更新を行う。その後に、不揮発メモリ４３に更新したＣｒｅｍと測定した静電容量ＰＡをＰＡｌａｓｔとして書き込む（Ｓ５０２，Ｓ５０４，Ｓ５０５）。ただし、Ｃｒｅｍの更新後の値はＣｉｎｉｔを最大値とする。ＴｈＰＡ１〜ＴｈＰＡＭは、０≦ＴｈＰＡ１＜ＴｈＰＡ２＜…＜ＴｈＰＡＭの関係を満足するＭ段階の閾値であり、カートリッジの放置時間と必要な撹拌回数の関係から予め実験的に決定するＭ≦Ｃｉｎｉｔの範囲内の値である。
【００２３】
また、撹拌部材３２を１回転して撹拌動作をする毎にどれだけ静電容量が変化するかは、その時のトナーＴの沈降具合や、電極部材１と現像ローラ３０とで構成するコンデンサ内に十分トナーがあるかによっても異なる。その為、本実施例では簡単の為、更新式を決定するテーブルは一つとしたが、例えばＣｒｅｍや、不揮発メモリ４３に最後に確定したトナー残量を予め記憶しておき、それによって複数のテーブルを切り替えて更新式を決定しても良い。
撹拌部材３２の回転が停止していた時間（撹拌動作の非実行時間）に応じてトナーＴが沈降してＰＡ−ＰＡｌａｓｔは増加していく。その為、図６に示すテーブルを用いてＣｒｅｍを更新する事によって、回数決定部は、撹拌部材３２の停止時間に応じて撹拌完了までに必要な残り撹拌回数を適切に設定することができる。すなわち、まずは前回のトナー残量検知動作で求めた静電容量と、今回のトナー残量検知動作で求めた静電容量の差分を取得する。そして、その差分が大きいほど、撹拌部材３２の停止時間が長いものとして、撹拌完了までに必要な残り撹拌回数を基準の回数よりも多く設定をしている。
【００２４】
次にトナー残量算出手段４０３（残量取得部）は、Ｃｒｅｍが０でない場合、つまりカートリッジが新品かトナーが沈降して撹拌が必要と判断された場合、再度撹拌部材３２が１回転する間の静電容量の平均値を測定する（Ｓ５０６，Ｓ５０７）。その後は、静電容量の測定が完了する毎にＣｒｅｍを１カウントダウンし、不揮発メモリ４３にＣｒｅｍとＰＡｌａｓｔを書き込み、更新を行う（Ｓ５０８，Ｓ５０９）。
【００２５】
このようにＳ５０７〜Ｓ５０９を繰り返し行い、Ｃｒｅｍが０に到達した場合、次にトナー残量算出手段４０３は不揮発メモリ４３にＰＡＦが記憶済みかの判断を行う（Ｓ５０６，Ｓ５１０）。ＰＡＦに記憶が無い場合、あるいはＰＡＦに記憶はあるものの測定した静電容量ＰＡがＰＡＦより大きい場合は、不揮発メモリ４３にＰＡＦとして測定した静電容量ＰＡを書き込む（Ｓ５１０，Ｓ５１１，Ｓ５１２）。
【００２６】
ＰＡＦの更新が完了すると、次にトナー残量算出手段４０３はＰＡＦとＰＡの差分を算出し、マイクロプロセッサ内に保持する静電容量差分とトナー残量の関係を示すテーブル
からトナー残量を決定する。
以降は、現像電圧が印加されている間は、Ｓ５０１同様に撹拌部材３２が１回転する間の静電容量の測定（Ｓ５１４）、ＰＡｌａｓｔの更新（Ｓ５１５）、ＰＡＦの更新（Ｓ５１１，Ｓ５１２）、トナー残量算出（Ｓ５１３）を繰り返し行う。また、Ｓ５０２以降の処理を実施中に、印字が完了し、モータ４２１の停止と、画像形成制御手段４０１による現像電圧印加回路８６への現像電圧の印加停止を行うタイミングでＳ５０２以降の処理は直ちに中断するものとする。
【００２７】
以上、述べたように本実施例では不揮発メモリ４３に記憶した残り撹拌回数Ｃｒｅｍと直前に測定した静電容量ＰＡｌａｓｔを利用して、今回のトナー残量検知動作において取得した静電容量ＰＡと比較することにより、静電容量に関連する情報の差分を求める。そして、この差分が大きいほど撹拌部材３２の停止時間が長い、つまり前回のトナー残量検知動作の終了後から、今回トナー残量検知動作を行うまでの非実行時間が長いことを表している。そのため、直接的に撹拌部材３２の停止時間を求めなくても静電容量が安定化するまでの最適な撹拌部材３２によるトナーＴの撹拌回数を決定することができる。これによって、トナーＴの撹拌が不十分な状態で測定した静電容量ＰＡに基づいたＰＡＦを更新やトナー残量の算出を行う可能性の低減と、トナー残量の早期確定を両立することが出来る。
【００２８】
（実施例２）
実施例１では、まず、不揮発メモリ４３に記憶された撹拌部材３２停止前に測定した静電容量と、撹拌部材３２駆動開始直後の静電容量と、の差を求める。次にその求めた差分を凡その撹拌部材３２の停止時間の代替として、トナーＴを十分に撹拌するのに必要な撹拌部材３２の残り撹拌回数を決定する提案を行った。しかし、実施例１の提案では、撹拌部材３２の正確な停止時間が分からない為に、残り撹拌回数の決定にはある程度マージンを持つ必要がある。そこで、実施例２では撹拌部材３２の停止時間が正確に分かる場合の例について説明する。尚、図２の画像形成装置の概略構成と図３のトナー残量検知手段の概略に関しては実施例１と同様の為説明を省略し、図３の制御系のブロック図と図４のトナー残量の算出方法のフローチャートの変更点についてのみ説明する。
【００２９】
図７は、本実施例における制御系のブロック図である。実施例１の制御系のブロック図と異なり、本実施例ではトナー残量算出手段４０３は現在時刻取得手段７０１（時刻取得部）を有する。現在時刻取得手段７０１は、撹拌部材３２の停止時間の決定を目的として、１回目の撹拌部材３２の回転の終了時（撹拌部材３２の所定の駆動完了時）の時刻を現在時刻として取得する為の手段である。そして現在時刻の取得方法としては、例えば画像読取装置に接続されたコンピュータ等から現在時刻を取得する方式で実現しても構わないし、あるいはリアルタイムクロック回路によって実現しても構わない。
【００３０】
次に本実施例におけるトナー残量算出手段４０３によるトナー残量の算出方法の実施例１との違いについて、図８を用いて説明する。
実施例１では、不揮発メモリ４３にＳ５０２で前回静電容量を測定した際の残り撹拌回数Ｃｒｅｍと静電容量ＰＡｌａｓｔを記憶済みか判断した。これに対し、本実施例では不揮発メモリ４３に前回静電容量を測定した際の残り撹拌回数Ｃｒｅｍと前回の撹拌部材３２の回転の終了時の時刻Ｔｌａｓｔを記憶済みか判断する（Ｓ８０１）。ここでＴｌａｓｔは、前回の静電容量測定完了時に現在時刻取得手段７０１によって取得した時刻を示す。Ｔｌａｓｔは、実施例１のＳ５０５、Ｓ５０９、Ｓ５１５でＰＡｌａｓｔを不揮発メモリ４３に書き込んでいた代替として、Ｓ８０３、Ｓ８０４、Ｓ８０５で書き込みを行う。
【００３１】
また、実施例１ではＳ５０４で、不揮発メモリ４３に書き込まれているＣｒｅｍとＰＡｌａｓｔを用いてＣｒｅｍの更新を行った。それに対して本実施例では、Ｓ５０４の代替
としてＳ８０２において不揮発メモリ４３に書き込まれているＣｒｅｍとＴｌａｓｔを用いてＣｒｅｍの更新を行う。より具体的には、実施例１ではＰＡ−  ＰＡｌａｓｔを凡その撹拌部材３２の停止時間として図６に示すテーブルからＣｒｅｍの更新式を決定した。それに対して、本実施例ではＳ５０１の静電容量測定完了時の時刻ＴとＴｌａｓｔの差分を利用し、図９に示す停止時間の差分と必要な撹拌回数（必要回数）の対応関係を規定したテーブルからＣｒｅｍの更新式を決定する。ただし、Ｃｒｅｍの更新後の値は実施例１同様にＣｉｎｉｔを最大値とする。また、ＴｈＴ１〜ＴｈＴＭは、０＜ＴｈＴ１＜ＴｈＴ２＜…＜ＴｈＴＭの関係を満足するＭ段階の閾値であり、カートリッジの放置時間と必要な撹拌回数の関係から予め実験的に決定するＭ≦Ｃｉｎｉｔの範囲内の値である。すなわち、前回トナー残量検知動作を行ってから、今回のトナー残量検知動作を行うまでにカートリッジが放置され、撹拌されていなかった時間（撹拌部材３２の停止時間）を求めている。そして、その停止時間が長ければ長いほど、必要な撹拌回数が多くなるので、トナー残量を求めるにあたり、必要な撹拌部材３２の撹拌回数を基準よりも多く設定をしている。なお、図９に示すテーブルは実施例１で述べたように、例えばＣｉｎｉｔや、不揮発メモリ４３に最後に確定したトナー残量を予め記憶しておき、それによって複数のテーブルを切り替えても良い。
【００３２】
また、本実施例では実施例１との対比が分かりやすいように静電容量の測定完了毎に不揮発メモリ４３にＴｌａｓｔを書き込み、撹拌部材３２の停止後、初回の静電容量測定完了時の時刻との差分をＳ８０２で用いる例を示した。しかしながら、例えばモータ４２１の停止時の時刻を不揮発メモリ４３に書き込み、次回のモータ４２１起動時の時刻との差分をＳ８０２で用いるようにしてもよい。
【００３３】
以上、述べたように本実施例では現在時刻取得手段７０１と不揮発メモリ４３を利用することで正確に算出可能な撹拌部材３２の停止時間を求めている。このことから、実施例１に比べて、より正確に静電容量が安定化するまでに必要な撹拌部材３２によるトナーＴの撹拌回数を決定することができる。これによって、トナーＴの撹拌が不十分な状態で測定した静電容量ＰＡに基づいたＰＡＦを更新やトナー残量の算出を行う可能性の低減と、トナー残量の早期確定を両立することが出来る。
【００３４】
（実施例３）
実施例１，２では撹拌部材３２の停止時間から、トナーを十分に撹拌した状態にするまでに必要な残り撹拌回数を決定する提案を行った。しかし、実施例１，２の提案ではトナーが完全に沈降している状態からモータ４２１を起動した場合は、ＰＡＦの更新やトナー残量を算出する前に必要な撹拌回数を減らすことはできない。そこで実施例３ではトナーの撹拌が不十分な状態で測定した静電容量を補正してＰＡＦの更新やトナー残量を算出する例について述べる。尚、画像形成装置の概略構成とトナー残量検知手段の概略に関しては実施例１の図２及び図３と、制御系のブロック図に関しては実施例２の図７と同様の為説明を省略し、トナー残量の算出方法のフローチャートの変更点についてのみ図１０を用いて説明する。
【００３５】
本実施例ではカートリッジ交換後、不揮発メモリ４３を利用して新品のカートリッジが装着されたと判断された場合、図１０（ａ）のフローチャートで示す処理を実施する。これはトナーの沈降具合が不明な新品の場合、一度トナーを十分に撹拌した状態にするために実施する処理である。具体的には、新品のカートリッジを装着された場合、まずモータ４２１を起動し現像電圧を印加する（Ｓ１００１，Ｓ１００２）。次にＣｉｎｉｔ−１回撹拌部材３２が回転するのを待ち（Ｓ１００３）、次の１回転の間の静電容量の平均値ＰＡを測定する（Ｓ１００４）。実施例１で述べたように、Ｃｉｎｉｔはトナーが沈降しきった状態であっても撹拌部材３２がＣｉｎｉｔ回転目の静電容量測定値はトナーが十分に撹拌された値が測定可能なように設定された値である。そのため、Ｓ１００４ではトナー
を十分に撹拌した状態での静電容量を測定することが出来る。
【００３６】
静電容量ＰＡの測定が完了後、新品のカートリッジの場合はＰＡＦに記憶が無い為、測定したＰＡをＰＡＦとして不揮発メモリ４３に書き込む（Ｓ１００５）。その後、現像電圧とモータの停止を行う（Ｓ１００６、Ｓ１００７）。次に、本実施例では、モータ４２１の停止時刻Ｔｌａｓｔと残り撹拌回数Ｃｒｅｍの他に、最後に算出したトナー残量Ｌｒｅｍを不揮発メモリ４３に格納する。図１０（ａ）は新品のカートリッジを使用し、Ｓ１００３，Ｓ１００４で十分にトナーＴの撹拌を完了している。その為、Ｃｒｅｍは０回に、Ｌｒｅｍは残量１００％として、現在時刻取得手段７０１によって取得した現在時刻と共に不揮発メモリ４３に書き込む（Ｓ１００８，Ｓ１００９）。
【００３７】
次に、印字動作時の処理を図１０（ｂ）のフローチャートを用いて説明する。まず、記録材搬送制御手段４０２によるモータ４２１の起動をする（Ｓ１０１０）。そしてモータ４２１の起動後、トナー残量算出手段４０３は不揮発メモリ４３に記憶されたＴｌａｓｔと現在時刻取得手段７０１によって取得したモータ４２１起動時の時刻との差分から、実施例２のＳ８０２同様にＣｒｅｍの更新を実施する（Ｓ１０１１）。次に、画像形成制御手段４０１が現像電圧印加回路８６に現像電圧を印加するのを待ち、静電容量の測定を実施する（Ｓ１０１２、Ｓ１０１３）。静電容量測定で撹拌部材３２が１回転している為、Ｃｒｅｍが０より大きい場合は１カウントダウンして不揮発メモリ４３への書き込みを行う（Ｓ１０１４，Ｓ１０１５，Ｓ１０１６）。
【００３８】
Ｓ１０１３で測定した値はＣｒｅｍ＞０の場合は、トナーの沈降によってトナー撹拌完了後に比べて大きな値になる。従って本実施例ではＳ１０１７で測定したＰＡに対し、不揮発メモリ４３に記憶しているＬｒｅｍ、Ｔｌａｓｔ−Ｔ、Ｃｒｅｍから決定する補正値ｆ（Ｌｒｅｍ，  Ｔｌａｓｔ−Ｔ，  Ｃｒｅｍ）を引くことによって測定したＰＡを撹拌完了時相当の値に変換する。ここで補正値の算出に用いる式ｆは、トナー残量、放置時間と静電容量の増加の関係を予め実験的に求め、決定しておくものとする。
【００３９】
Ｓ１０１７で補正したＰＡ値は、上述した通りトナー撹拌完了時相当の値であるので、トナー残量算出手段４０３は、次に実施例１のＳ５１２〜Ｓ５１３同様にＰＡＦの更新とトナー残量の更新を行う（Ｓ１０１８，Ｓ１０１９，Ｓ１０２０）。
トナー残量算出手段４０３は、画像形成制御手段４０１が現像電圧を停止するまでＳ１０１３〜１０２１の処理を繰り返す（Ｓ１０２２）。その後、現像電圧停止後は記録材搬送制御手段４０２がモータ４２１を停止するのを待ち（Ｓ１０２３）、不揮発メモリ４３に最後に算出したトナー残量Ｌｒｅｍとモータ４２１停止時の時刻を書き込む。
【００４０】
以上、述べたように本実施例によるとトナーの沈降によって発生する静電容量の測定値への影響を算出し、補正を行うことが出来る。すなわち、撹拌部材３２の撹拌回数が、撹拌状態が完了するまでの回数に達していなくても、補正を加えることにより、撹拌回数が必要な回数に達したものとして考えることとしている。これによって、トナーＴの沈降具合によらずトナーＴの撹拌が十分な状態で測定した静電容量相当の値に基づいてＰＡＦを更新やトナー残量の算出を行うことができる。また、トナーの沈降によるトナー残量の検知精度の低下を抑制しつつトナー残量を早期確定することが出来る。さらに、この補正を画像形成時に行うことで、トナーの特性などで撹拌に必要な時間が長くなってしまい、連続印字枚数が少ない環境での画像形成装置であっても、静電容量の測定結果を使用可能なタイミングが少なくなるという弊害を抑えることができる。
【符号の説明】
【００４１】
１‥‥電極部材、３２‥‥撹拌部材、３３‥‥現像容器、４３‥‥不揮発メモリ、８１‥‥静電容量検知回路
【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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