(57)【要約】【課題】  センサを用いない簡易な構成で粉体収容部内の粉体の残量等を正確に判定できる粉体搬送装置、並びにその粉体搬送装置を備えた粉体供給装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  粉体を収容する粉体収容部（トナーカートリッジ）から粉体（トナー）を排出させて搬送先に搬送する粉体搬送装置において、粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する一定時間の排出搬送動作を少なくとも１回実行するように制御する制御部１１０と、その排出搬送動作の回数に基づいて、粉体収容部内の粉体の残量を判定する判定部１２０とを備える。上記残量の判定に代えて、又は上記残量の判定に加えて、粉体収容部の交換時期や、粉体収容部への粉体補充時期を判定してもよい。【選択図】  図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する粉体搬送装置において、
該粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する一定時間の排出搬送動作を少なくとも１回実行するように制御する制御部と、
該排出搬送動作の回数に基づいて、該粉体収容部内の粉体の残量を判定する判定部とを備えたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１の粉体搬送装置において、
上記粉体収容部は、装置本体に対して着脱可能であり、
上記判定部は、上記残量の判定に代えて、又は該残量の判定に加えて、該粉体収容部の交換時期を判定することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１の粉体搬送装置において、
上記粉体収容部は、粉体を補充可能なものであり、
上記判定部は、上記残量の判定に代えて、又は該残量の判定に加えて、該粉体収容部への粉体の補充時期を判定することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項２又は３の粉体搬送装置において、
上記判定部は、上記排出搬送動作１回あたりの紛体の排出量をＢとし、上記紛体収容器に収容されているの初期の粉体収容量をＣとしたとき、上記排出搬送動作の回数の累積値が基準値（Ｃ／Ｂ）を超えたときに、該粉体収容部の交換時期又は該粉体収容部への粉体の補充時期であると判定することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項１、２、３又は４の粉体搬送装置において、
上記制御部は、上記搬送先へ搬送するように要求された粉体要求量をＡとし、上記排出搬送動作１回あたりの紛体の排出量をＢとしたときに、（Ａ／Ｂ）の値を算出し、その値の整数部分の回数だけ該排出搬送動作を実行するように制御することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
請求項５の粉体搬送装置において、
上記制御部は、上記（Ａ／Ｂ）の値の少数部分については、次回の粉体搬送時における上記粉体要求量に加算することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５又は６の粉体搬送装置と、該粉体搬送装置で搬送される粉体を収容する粉体収容部とを備えた粉体供給装置。
【請求項８】
粉体である画像形成剤を用いて記録材の表面に画像を形成する画像形成部と、該画像形成剤を収容する粉体収容部と、該粉体収容部の画像形成剤を搬送先である該画像形成部に搬送する画像形成剤搬送装置とを備えた画像形成装置において、
該画像形成剤搬送装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の粉体搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体収容部から排出される粉体を搬送先に搬送する粉体搬送装置、並びに、その粉体搬送装置を備えた粉体供給装置及び複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成された静電潜像に現像装置から供給されるトナーの付着により可視像化され、感光体上の可視像が記録紙に転写され、定着工程により記録紙に定着される。かかる画像形成プロセスにおいて現像装置のトナーが静電潜像の現像により消費されるので、画像形成装置本体に設けたトナー補給装置（粉体供給装置）により、現像で消費されたトナーの消費分を現像装置へ補給するようになっている。
【０００３】
上記トナー補給装置は、トナーを収納したトナーカートリッジ（粉体収容部）が着脱自在に設けられ、そのトナーカートリッジから排出されたトナーを搬送先の現像装置に向けて搬送するトナー搬送装置（粉体搬送装置）を備えている。このトナーカートリッジが空となると、あらかじめ用意されているトナー充填済みの新しいトナーカートリッジと交換される。
【０００４】
上記トナーカートリッジ内のトナー残量をユーザに知らせる手段として、何も表示しない「フル状態」、まもなくなくなる「ニアエンド状態」、トナーが無くなった「エンド状態」等を画像形成装置の操作部等に表示するものが知られている。また、画像形成装置にネットワーク上で接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）に「○○％」等のトナー残量の表示を行うシステムも知られている。ユーザは、これらの表示をたよりに新しいトナーカートリッジを用意したり、サービスステーションにトナーカートリッジを発注したりする。また、近年ではネットワークに接続されたＰＣを通して自動的にトナーカートリッジを発注できるものもある。
【０００５】
ところが、ユーザへ通知しているトナー残量の情報が実際の残量とずれている場合、例えば実際の残量が多い場合は、次のトナーカートリッジを用意しているがなかなかトナーエンドにならない。また、逆に実際の残量が少ない場合は、次のトナーカートリッジの準備が間に合わなかったりしてユーザの業務に支障を与えかねない。そのため、より高精度なトナー残量の判定が必要とされてきている。
【０００６】
従来、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知するセンサを設け、そのセンサの検知結果に基づいてトナーの残量を判定することができるトナー補給装置が知られている。このようなトナー補給装置としては、例えば、トナーカートリッジの内部に設けたセンサでトナー残量を検知する装置や、トナーカートリッジの一部に透明な検知窓を設け、この検知窓を通してトナーカートリッジ内の粉体をセンサで検知する装置が知られている。また、トナーカートリッジから排出した粉体を搬送先に搬送する搬送管にセンサを設け、このセンサでトナーカートリッジから排出される粉体の量を検知するトナー補給装置が知られている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００５−０８４１５４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記従来のトナー補給装置（粉体供給装置）では、低コスト化を図るという点で不利なセンサを設ける必要があるという問題があった。
なお、このような問題は、粉体として、トナーを搬送先に搬送して供給する場合だけでなく、トナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤や他の粉体を搬送先に搬送して供給する場合でも、同様に生じ得る。また、上記問題は、粉体供給装置に設けられる粉体収容部が、トナーカートリッジのような着脱可能な場合でなく、粉体供給装置に粉体収容部が固定配置された場合にも、同様に生じ得る。更に、上記問題は、上記センサの検知結果に基づいて、粉体収容部の交換時期や粉体収容部への粉体補充時期を判定するような場合も、同様に生じ得る。
【０００８】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、センサを用いない簡易な構成で粉体収容部内の粉体の残量等を正確に判定できる粉体搬送装置、並びにその粉体搬送装置を備えた粉体供給装置及び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】
【０００９】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体を収容する粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する粉体搬送装置において、該粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する一定時間の排出搬送動作を少なくとも１回実行するように制御する制御部と、該排出搬送動作の回数に基づいて、該粉体収容部内の粉体の残量を判定する判定部とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体搬送装置において、上記粉体収容部は、装置本体に対して着脱可能であり、上記判定部は、上記残量の判定に代えて、又は該残量の判定に加えて、該粉体収容部の交換時期を判定することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の粉体搬送装置において、上記粉体収容部は、粉体を補充可能なものであり、上記判定部は、上記残量の判定に代えて、又は該残量の判定に加えて、該粉体収容部への粉体の補充時期を判定することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２又は３の粉体搬送装置において、上記判定部は、上記排出搬送動作１回あたりの紛体の排出量をＢとし、上記紛体収容器に収容されているの初期の粉体収容量をＣとしたとき、上記排出搬送動作の回数の累積値が基準値（Ｃ／Ｂ）を超えたときに、該粉体収容部の交換時期又は該粉体収容部への粉体の補充時期であると判定することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の粉体搬送装置において、上記制御部は、上記搬送先へ搬送するように要求された粉体要求量をＡとし、上記排出搬送動作１回あたりの紛体の排出量をＢとしたときに、（Ａ／Ｂ）の値を算出し、その値の整数部分の回数だけ該排出搬送動作を実行するように制御することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の粉体搬送装置において、上記制御部は、上記（Ａ／Ｂ）の値の少数部分については、次回の粉体搬送時における上記粉体要求量に加算することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５又は６の粉体搬送装置と、該粉体搬送装置で搬送される粉体を収容する粉体収容部とを備えた粉体供給装置。
また、請求項８の発明は、粉体である画像形成剤を用いて記録材の表面に画像を形成する画像形成部と、該画像形成剤を収容する粉体収容部と、該粉体収容部の画像形成剤を搬送先である該画像形成部に搬送する画像形成剤搬送装置とを備えた画像形成装置において、該画像形成剤搬送装置として、請求項１、２、３、４、５又は６の粉体搬送装置を備えたことを特徴とするものである。
【００１０】
本発明に係る粉体搬送装置においては、粉体収容部から粉体を排出させて搬送先に搬送する排出搬送動作の１回あたりの時間として、予め一定時間が設定される。この一定時間の排出搬送動作を１回実行すると、粉体収容部から一定量の粉体が排出されて搬送先に搬送される。そして、この排出搬送動作を複数回実行すると、上記１回分の排出搬送動作による粉体の排出搬送量の整数倍の量の粉体が、粉体収容部から排出されて搬送先に搬送される。この一定量の粉体排出を伴う排出搬送動作の回数は、その複数回の排出搬送動作によって粉体収容部から排出されて搬送先に搬送される粉体の排出量に対応する。よって、この排出搬送動作の回数に基づき、センサを用いないで粉体収容部内の粉体の残量、粉体収容部の交換時期、及び粉体収容部への粉体の補充時期を正確に判定することができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、センサを用いない簡易な構成で粉体収容部内の粉体の残量等を正確に判定できるという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下「プリンタ」という。）について説明する。まず、プリンタ全体の構成及び動作について説明する。
【００１３】
図１は本実施形態のプリンタの全体構成図である。図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にある粉体供給装置としてのトナー補給装置３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つの粉体収容部としてのトナーカートリッジ（トナー容器）３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。このトナー補給装置３１におけるトナーカートリッジ以外の部分は、トナーカートリッジから排出される紛状の画像形成剤（粉体）であるトナーを搬送先である後述の現像装置に搬送する粉体搬送装置としてのトナー搬送装置である。トナー補給装置３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。中間転写ユニット１５の中間転写体としての中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
【００１４】
図２は作像部６Ｙの拡大図である。図２に示すように、イエローに対応した作像部６Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われ、感光体ドラム１上にイエロー画像が形成される。
【００１５】
なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様な構成になっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみを説明を行うことにする。
【００１６】
図２において、感光体ドラム１Ｙは、図示しない駆動モータによって図中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙによる帯電位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（「帯電工程」）。その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７（図１参照）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達し、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（「露光工程」）。
【００１７】
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング２Ｙとの対向位置に達する。この位置で感光体ドラム１Ｙに残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に掻き取られて回収される（「クリーニング工程」）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、図示しない除電部との対向位置に達し、この位置で感光体ドラム１上の残存電位が除去される。
以上により、感光体ドラム１上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１８】
なお、上述の作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様に行われる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部（露光装置）７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラムに向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動された回転多面鏡であるポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する（「１次転写工程」）。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。
【００１９】
ここで、図１に示すように、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、
中間転写クリーニング部１０、等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。
【００２０】
４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト８は矢印方向に走行し、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。
【００２１】
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置で、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材（記録材）Ｐ上に転写される（「２次転写工程」）。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
【００２２】
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００２３】
ここで、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。
【００２４】
レジストローラ対２８に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせてレジストリローラ対２８が回転駆動され、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。
【００２５】
その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外へ排出された被転写材Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、プリンタにおける一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２６】
次に、図２を参照して、作像部における現像装置の構成・動作について、更に詳しく説明する。現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙ、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙ、現像剤収容部５３Ｙ，５４Ｙ内に配設された２つの搬送部材である搬送スクリュ５５Ｙ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５３Ｙ，５４Ｙ内には、キャリアとトナーとを含む２成分現像剤Ｇが収容されている。現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介して、粉体搬送経路を形成している経路形成部材としてのトナー搬送パイプ４３Ｙに連通している。
【００２７】
上記構成の現像装置５Ｙは次のように動作する。現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転に伴い現像ローラ５１Ｙ上を移動する。
【００２８】
ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナーカートリッジ３２Ｙに収容されているトナーが、トナー補給経路４３Ｙ，６０，７０，７１を介して現像剤収容部５７Ｙ内に補給される。なお、トナー補給装置３１及びトナーカートリッジ３２Ｙの構成・動作については、後で詳しく説明する。
【００２９】
その後、現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合・攪拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ，５４Ｙを循環する（図２中の紙面に垂直な方向の移動）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５Ｙ上に担持される。
【００３０】
現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電解によって、感光体ドラム１上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転に伴い現像剤収容部５３Ｙの上方に達し、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。
【００３１】
次に、トナー補給装置３１に設置されたトナーカートリッジ３２Ｙ内のトナーを搬送先である現像装置５Ｙに導く粉体搬送経路であるトナー補給経路４３Ｙ，６０，７０，７１について説明する。
【００３２】
図３は、トナー補給経路４３Ｙ，６０，７０，７１の概略構成を示す説明図である。なお、図３においては、理解を容易にするために、トナーカートリッジ３２Ｙ、トナー補給経路４３Ｙ，６０，７０，７１および現像装置５Ｙの配置方向を変えて図示している。実際には、図３において、トナーカートリッジ３２Ｙおよびトナー補給経路の一部の長手方向が紙面垂直方向になるように配設されている（図１参照）。
【００３３】
装置本体１００のトナー補給装置に設置された各トナーカートリッジ３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ内のトナーは、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給経路を経て適宜各現像装置内に補給される。４つのトナー補給経路は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造である。
【００３４】
詳しくは、トナーカートリッジ３２Ｙが装置本体１００のトナー補給装置３１にセットされると、トナーカートリッジ３２Ｙの保持部３４Ｙにトナー補給装置３１のトナー搬送管７０（ノズル）の一端部が接続される。このとき、トナーカートリッジ３２Ｙの口栓部材３４ｄ（開閉部材）は、保持部３４Ｙのトナー排出口を開放する。これにより、トナーカートリッジ３２Ｙの容器本体３３Ｙ内に収容されたトナーが、トナー排出口を介して、トナー搬送管７０内に排出される。トナー排出口側とは反対側のトナー搬送管７０の他端部は、トナー搬送部材であるチューブ７１の一端部に接続されている。チューブ７１は、親トナー性の低いフレキシブルなゴム材料で形成されている。トナー搬送管側とは反対側のチューブ７１の他端部は、トナーを吸引する吸引部としての粉体ポンプ６０に接続されている。この粉体ポンプ６０は、通称「モーノポンプ」と呼ばれる一軸偏芯スクリューポンプである。粉体ポンプ６０は、ローラ６１、ステータ６２、吸引口６３、ユニバーサルジョイント６４、モータ６６等で構成されている。ロータ６１は、金属材料からなる軸が螺旋状にねじられたように形成されている。ロータ６１の一端は、ユニバーサルジョイント６４を介して、モータ６６に回転自在に連結されている。ステータ６２はゴム材料からなり、その穴部が、長円形の断面が螺旋状にねじられたように形成されている。ステータ６２の穴部には、ローラ６１が挿着されている。
【００３５】
このように構成された粉体ポンプ６０は、回転駆動源のモータ６６によってステータ６２内のローラ６１を所定方向に回転駆動されることにより、トナーカートリッジ３２Ｙ内のトナーを、チューブ７１を介して吸引口６３に吸引する。吸引口６３まで吸引されたトナーは、ステータ６２とローラ６１との隙間に送入されて、ローラ６１の回転に沿って他端側に送出される。送出されたトナーは、粉体ポンプ６０の送出口６７から排出され、トナー搬送パイプ４３Ｙを介して現像装置５Ｙ内に補給される（図３中に破線矢印方向の移動）。
【００３６】
上記構成のトナー補給装置３１において、トナーカートリッジ３２Ｙから粉体を排出させて搬送先に搬送する粉体搬送装置としてのトナー搬送装置は、トナーカートリッジ３２Ｙを保持する保持部３４Ｙ、トナー搬送管７０、チューブ７１、粉体ポンプ６０（吸引部）等によって構成されている。
【００３７】
次に、トナー補給装置３１の動作制御、並びにトナーカートリッジの残量及び交換時期の判定について説明する。
【００３８】
図４は、上記構成のトナー補給装置３１におけるトナーカートリッジ３２Ｙからの粉体排出量（トナー排出量）と、排出搬送動作の時間（粉体ポンプ６０の駆動時間）との関係を示すグラフである。このグラフからわかるように、トナーカートリッジ３２Ｙからのトナー排出量と粉体ポンプ６０の駆動時間（排出搬送動作の時間）とは必ずしも線形の関係にない。そのため、粉体ポンプ６０の駆動時間に基づいて、トナーカートリッジ３２Ｙ内のトナーの残量を判定しようとすると、粉体ポンプ６０の駆動時間から求めたトナー排出量の誤差が大きくなり、正しく判定できないおそれがある。
そこで、本実施形態は、トナーカートリッジ３２Ｙからトナーを排出させて現像装置５Ｙ（搬送先）に搬送する一定時間の排出搬送動作を少なくとも１回実行するように制御している。そして、この一定時間の排出搬送動作の回数に基づいて、トナーカートリッジ３２Ｙのトナー残量及び交換時期を判定している。
【００３９】
図５は、本発明に係る制御系の概略構成を示すブロック図である。この制御系は、上記粉体ポンプ６０によるトナー排出搬送動作を制御する制御部１１０と、上記トナーカートリッジの残量の判定を行う判定部１２０とを備えている。これらの制御部１１０及び判定部１２０は、例えばＣＰＵ，ＲＡＭ，ＲＯＭ，Ｉ／Ｏインターフェース部等で構成された汎用マイクロコンピュータで構成することができる。このマイクロコンピュータからなる制御部１１０は、上記作像部等を制御する制御部と兼用してもよい。また、制御部１１０及び判定部１２０はそれぞれ、その全体又は一部を、上記制御や判定を行うように設計された専用の集積回路素子（ＩＣ）等で構成してもよい。
【００４０】
上記制御部１１０は、トナーカートリッジの交換時期を判定する判定部としても用いられる。また、上記制御部１１０には、トナーカートリッジの交換時期を通知するアラート情報等の各種情報を表示可能な表示部１３０が接続されている。
【００４１】
図６は、本実施形態に係るプリンタにおけるトナーカートリッジのトナー残量の判定処理の一例を示すフローチャートである。パーソナルコンピュータ等の外部装置からプリント指令を受けて画像形成動作を行うとき、制御部１１０により粉体ポンプ６０を一定時間駆動（排出搬送動作）を１回又は複数回実行するように制御すると、その粉体ポンプ６０の駆動回数がカウントされる（Ｓ１０１）。ここで、粉体ポンプ６０の一定時間駆動（排出搬送動作）１回あたりの、トナーカートリッジ３２Ｙからのトナー排出量Ｂ［ｇ］は、実験等で得られたデータ（例えば図３のデータ）に基づいて求め、判定部１２０の記憶手段（メモリ）に保存しておく。判定部１２０は、粉体ポンプ６０の駆動１回あたりの排出量Ｂ［ｇ］と、上記カウントした粉体ポンプ６０の駆動回数Ｅの値とにより、今回の画像形成動作でトナーカートリッジ３２Ｙから排出されたトナー排出量Ｗ（＝Ｂ×Ｅ）［ｇ］を算出する（Ｓ１０２）。そして、判定部１２０は、前回の画像形成動作におけるトナーカートリッジ３２Ｙのトナー残量の値［ｇ］から、今回の画像形成動作におけるトナー排出量Ｗ［ｇ］を差し引く演算を行う。この演算した値が、現在のトナーカートリッジ３２Ｙのトナー残量［ｇ］となる。このように粉体ポンプ６０の一定時間駆動（排出搬送動作）の回数に基づいて、トナーカートリッジのトナー残量を判定することができる（Ｓ１０３）。
【００４２】
なお、上記図６の例では、画像形成動作でトナーカートリッジ３２Ｙから排出されたトナー排出量Ｗ（＝Ｂ×Ｅ）［ｇ］を算出してトナー残量を判定しているが、このトナー排出量Ｗを算出せずにトナー残量を判定するようにしてもよい。例えば、後述のようにトナー補給装置３１に装着されたトナーカートリッジ３２Ｙに収容されている初期のトナー収容量Ｃから判定基準値Ｘ＝Ｃ／Ｂを求めておく。そして、この判定基準値Ｘと、新品のトナーカートリッジ３２Ｙを装着した後の粉体ポンプ６０の累積駆動回数Ｚとの差分（Ｘ−Ｚ）を演算する。この判定基準値Ｘと累積駆動回数Ｚとの差分（Ｘ−Ｚ）は、トナーカートリッジが空になるまでの粉体ポンプ６０の駆動回数を示しているため、この差分（Ｘ−Ｚ）の値をトナー残量の判定に用いてもよい。また、上記差分（Ｘ−Ｚ）の値と、上記粉体ポンプ６０の駆動１回あたりの排出量Ｂの値とを用いて、トナー残量（（Ｘ−Ｚ）×Ｂ）を算出して判定してもよい。
【００４３】
図７は、本実施形態に係るプリンタにおける粉体ポンプの駆動制御処理の一例を示すフローチャートである。まず、制御部１１０は、搬送先である現像装置５Ｙへ搬送するように要求された粉体要求量Ａ［ｇ］のデータと、前回のトナー補給で不足したトナー不足量Ｄ［ｇ］のデータとを読み込み（Ｓ２０１）、トナー要求量の補正値Ａ’（＝Ａ＋Ｄ）［ｇ］を算出する（Ｓ２０２）。次に、制御部１１０は、上記トナー要求量の補正値Ａ’と、粉体ポンプ６０の駆動１回あたりの排出量Ｂ［ｇ］の値とを用い、今回のトナー補給における粉体ポンプ６０の駆動回数Ｅ（＝Ａ’／Ｂの演算値の整数部分）を算出する（Ｓ２０３）。次に、制御部１１０は、上記算出した駆動回数（Ｅ回）だけ粉体ポンプ６０を駆動することにより、トナーカートリッジ３２Ｙから所定量のトナーを排出させて搬送し、現像装置５Ｙに補給する（Ｓ２０４）。次に、制御部１１０は、新品のトナーカートリッジ３２Ｙを装着した後の粉体ポンプ６０の累積駆動回数Ｚを更新する（Ｓ２０５）。次に、上記トナー要求量の補正値Ａ’と、粉体ポンプ６０の駆動１回あたりの排出量Ｂ［ｇ］の値との商である（Ａ’／Ｂ）の小数部分Ｆを用い、今回のトナー補給で不足した不足量Ｄ（＝Ｆ×Ｂ）の値を算出し、制御部１１０の記憶手段（メモリ）に保存する（Ｓ２０６，Ｓ２０７）。
なお、上記Ｓ２０５〜Ｓ２０７の演算・保存処理は、粉体ポンプ６０の駆動（Ｓ２０４）の前に行ってもいいし、粉体ポンプ６０の駆動（Ｓ２０４）の実行中に行ってもよい。
【００４４】
図８は、本実施形態に係るプリンタにおけるトナーカートリッジの交換時期の判定処理の一例を示すフローチャートである。まず、判定部１２０は、トナーカートリッジの交換時期判定の基準となる判定基準回数Ｘを読み込む（Ｓ３０１）。この判定基準回数Ｘは、トナー補給装置３１に装着されたトナーカートリッジ３２Ｙに収容されている初期のトナー収容量Ｃと、上記粉体ポンプ６０の駆動１回あたりの排出量Ｂ［ｇ］の値とに基づいて、式Ｘ＝Ｃ／Ｂにより設定しておく。トナーカートリッジ３２Ｙの初期トナー収容量Ｃのデータは、例えばトナーカートリッジ３２Ｙの側面に装着されているＲＦタグなど情報部材から読み取るようにしてもよい。次に、判定部１２０は、新品のトナーカートリッジ３２Ｙを装着した後の粉体ポンプ６０の累積駆動回数Ｚが、上記判定基準回数Ｘを超えたか否かを判断する（Ｓ３０２）。そして、判定部１２０は、累積駆動回数Ｚが判定基準回数Ｘを超えたと判断したら、トナーカートリッジの交換時期が到来したと判定する。制御部１１０は、トナーカートリッジの交換時期が到来した旨を報知するように表示部１３０等を制御する（Ｓ３０３）。例えば、トナーカートリッジの交換時期である旨のアラート表示を行うように表示部１３０を制御したり、トナーカートリッジの交換時期である旨のメッセージデータを、ＬＡＮ等を介してパーソナルコンピュータに送信したりするように制御する。
【００４５】
なお、上記図８の例では、トナーカートリッジの交換時期の判定に、粉体ポンプ６０の累積駆動回数Ｚを用いているが、上記図６の処理で判定したトナーカートリッジのトナー残量の値を用いてもよい。この場合は、トナーカートリッジのトナー残量の値が予め設定した基準値よりも小さくなったときに、トナーカートリッジの交換時期が到来したと判定し、その旨を報知する。
【００４６】
以上、本実施形態のプリンタ（画像形成装置）においては、トナーカートリッジ（粉体収容部）からトナー（粉体）を排出させて現像装置（搬送先）に搬送する排出搬送動作の１回あたりの時間として、予め一定時間が設定される。この一定時間の排出搬送動作を１回実行すると、トナーカートリッジから一定量のトナーが排出されて現像装置に搬送される。そして、この排出搬送動作を複数回実行すると、上記１回分の排出搬送動作によるトナーの排出搬送量の整数倍の量の粉体が、トナーカートリッジから排出されて現像装置に搬送される。この一定量のトナー排出を伴う排出搬送動作の回数は、その複数回の排出搬送動作によってトナーカートリッジから排出されて搬送先に搬送されるトナーの排出量に対応する。よって、この排出搬送動作の回数に基づき、センサを用いないでトナーカートリッジ内の粉体の残量やトナーカートリッジの交換時期を正確に判定することができる。
【００４７】
また、本実施形態のプリンタにおいては、上記排出搬送動作の回数に基づき、センサを用いないでトナーカートリッジ交換時期を正確に判定し、オペレータ等に知らせることができる。より具体的には、上記排出搬送動作１回あたりのトナーの排出量をＢとし、プリンタに装着したトナーカートリッジに収容されているの初期のトナー収容量をＣとしたとき、上記粉体ポンプによる排出搬送動作の回数の累積値が交換時期基準値（Ｃ／Ｂ）を超えたときに、トナーカートリッジの交換時期であると判定している。このように粉体ポンプによる排出搬送動作の回数をカウントし、その回数の累積値と交換時期の基準値（Ｃ／Ｂ）との比較を行うという簡易な処理で、トナーカートリッジの交換時期を判定し、オペレータ等に知らせることができる。
【００４８】
また、本実施形態のプリンタにおいては、現像装置へ搬送するように要求されたトナー要求量をＡとし、上記排出搬送動作１回あたりのトナーの排出量をＢとしたときに、（Ａ／Ｂ）の値を算出し、その値の整数部分の回数だけ排出搬送動作を実行する。この排出搬送動作により、上記トナー要求量Ａに対応する量のトナーを現像装置に搬送して補給することができる。
そして、上記（Ａ／Ｂ）の値の少数部分については、今回のトナー補給で不足した不足分として、次回の画像形成動作のトナー補給時におけるトナー要求量に加算しているので、不足分が累積していくことなく、複数の画像形成動作にわたる全体として適切な量のトナーを現像装置に搬送して補給することができる。
【００４９】
また、上記実施形態では、粉体収容部が、着脱可能なトナーカートリッジの場合について説明したが、粉体収容部が、装置本体に固設されトナーを補充して使用するようなトナー収容部である場合は、そのトナー収容部への補充時期を判断して報知する。例えば、図９に示すように、制御部１１０は、上記累積駆動回数Ｚが判定基準回数Ｘを超えたと判断したら、トナー収容部へのトナー補充時期が到来したと判定し、その旨を報知するように制御する。この場合は、排出搬送動作の回数に基づき、センサを用いないでトナー収容部へのトナー補充時期を正確に判定することができる。
【００５０】
また、上記トナーカートリッジの交換時期や上記トナー収容部へのトナー補充時期は、複数種類の判定基準回数を基準にして判定して報知してもよい。例えば、判定基準回数として、上記トナーカートリッジ等のトナー量が所定量以下になったトナーニアエンドに対応する第１の判定基準回数Ｘ１と、上記トナーカートリッジ等のトナーがなくなったトナーエンドに対応する第２の判定基準回数Ｘ２とを設定しておく。そして、上記累積駆動回数Ｚが第１の判定基準回数Ｘ１を超えたと判断したら、トナーカートリッジの交換時期やトナー収容部へのトナー補充時期が近づいているトナーニアエンドであると判定し、その旨を報知する。その後、上記累積駆動回数Ｚが第２の判定基準回数Ｘ２を超えたと判断したら、トナーが無くなったトナーエンドであると判定し、その旨を報知し、トナーカートリッジの交換やトナー収容部へのトナー補充をオペラータ等に促す。
【００５１】
また、上記実施形態では、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式の画像形成装置にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、ＬＥＤによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。また、画像形成装置ではなく、トナー搬送装置や、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置についても本発明の適用が可能である。更には、画像形成用剤としてトナーを搬送するのではなく、二成分現像剤や磁性キャリアを搬送する剤搬送装置にも本発明の適用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００５２】
【図１】本発明の実施形態に係るプリンタの概略構成を示す全体構成図。
【図２】同プリンタの作像部の拡大図。
【図３】同プリンタのトナー補給経路の概略構成を示す説明図。
【図４】トナー補給装置におけるトナーカートリッジからの粉体排出量（トナー排出量）と、排出搬送動作の時間（粉体ポンプの駆動時間）との関係を示すグラフ。
【図５】本発明に係る制御系の概略構成を示すブロック図
【図６】トナーカートリッジのトナー残量の判定処理の一例を示すフローチャート。
【図７】粉体ポンプの駆動制御処理の一例を示すフローチャート。
【図８】トナーカートリッジの交換時期の判定処理の一例を示すフローチャート。
【図９】トナー収容部へのトナー補充時期の判定処理の一例を示すフローチャート。
【符号の説明】
【００５３】
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ    現像装置
３１    トナー補給装置
３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ，３２Ｋ    トナーカートリッジ
３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ，３４Ｋ    保持部
６０    粉体ポンプ
７０    トナー搬送管
７１    チューブ
１００  プリンタ
１１０  制御部
１２０  判定部
【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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