(57)【要約】【課題】トナー容器からのトナー補給と並行して多量のトナーが消費される場合でも、画像形成における生産性の低下を招くことなく、交換時期に達したトナー容器のトナー残量を十分に低減できる画像形成装置を提供する。【解決手段】制御部は、トナー容器からトナー収容部にトナーを補給する時間が規定時間に達してもトナー検知部によりトナー収容部のトナーが検出されない場合に（ステップＳ１０；ＹＥＳ）、規定時間の間のトナー収容部から現像装置へのトナーの供給量に関する値により設定される排出時間の間、トナー排出手段を駆動する第１のモードを実行し（ステップＳ１２）、第１のモードでは、供給量が第１の供給量である場合に排出時間を第１の排出時間とし、供給量が第１の供給量より大きい第２の供給量である場合に排出時間を第１の排出時間より長い第２の排出時間とする。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーが収容されたトナー容器と、
前記トナー容器からトナーを排出可能なトナー排出手段と、
前記トナー容器から排出されたトナーを収容するトナー収容部と、
像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置に対して、前記トナー収容部に収容されたトナーを供給可能なトナー供給手段と、
前記トナー収容部にトナーが収容されているか否かを検知可能なトナー検知部と、
前記トナー収容部においてトナーが検出されない場合に、前記トナー排出手段を駆動して前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを補給するよう制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを補給する時間が規定時間に達しても前記トナー検知部により前記トナー収容部のトナーが検出されない場合に、前記規定時間の間の前記トナー収容部から前記現像装置へのトナーの供給量に関する値により設定される排出時間の間、前記トナー排出手段を駆動する排出モードを実行し、
前記排出モードでは、前記供給量が第１の供給量である場合に前記排出時間を第１の排出時間とし、前記供給量が前記第１の供給量より大きい第２の供給量である場合に前記排出時間を前記第１の排出時間より長い第２の排出時間とする、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー収容部は、前記規定時間と最長の前記排出時間との合計時間における前記トナー収容部から前記現像装置へのトナーの最大供給量以上のトナーを収容可能であると共に、
前記トナー検知部は、前記トナー収容部に前記最大供給量以上のトナーが収容されているか否かを検知可能である、
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】
前記制御部は、前記トナー収容部から前記現像装置へのトナーの前記供給量を、前記規定時間における前記トナー供給手段の駆動時間に基づいて算出する、
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】
前記制御部は、前記トナー収容部から前記現像装置へのトナーの前記供給量を、前記規定時間における前記現像装置によって消費されるトナーの消費量に関する値により算出する、
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５】
前記制御部は、前記現像装置によって消費されるトナーの前記消費量に関する値を、前記規定時間において前記現像装置により現像される前記静電潜像の画像データの積算値に基づいて算出する、
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】
前記制御部は、前記排出モードの実行時に、前記トナー検知部により前記トナー収容部のトナーが検出された場合に、前記トナー排出手段の駆動を停止する停止モードを実行する、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記制御部により表示内容が制御される表示部を備え、
前記制御部は、前記排出モードの終了後、前記トナー容器の交換時期である旨を前記表示部に表示する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に関し、特に、トナー容器の交換時期を検出可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。これらの画像形成装置では、画像形成のための現像剤の成分の一部として微粉末のトナーが使用されている。トナーを使用する画像形成装置では、トナーが充填された容器（以下、トナー容器という）を装置本体に対して着脱可能に設けたものが普及している。
【０００３】
この画像形成装置では、例えば、装置本体に装着されたトナー容器から供給されたトナーを貯留し、その貯留したトナーを現像装置に供給可能なトナーホッパが設けられている。また、トナーホッパにはトナー残量検知センサが設けられ、制御部がトナー残量検知センサによりトナーホッパのトナー残量が少なくなったことを検知すると、制御部はトナー容器からトナーホッパへトナーを供給する。トナー容器のトナー残量が少なくなり、トナーホッパに対して所望のトナー量を供給できなくなった場合は、制御部は表示部にトナー容器の交換を促す表示（以下、交換表示という）を行い、ユーザにトナー容器の交換時期に達したことを知らしめる。
【０００４】
トナーホッパのトナー残量検知センサを用いてトナー容器のトナー残量が少なくなったことを検知する手法としては、例えば、以下のようなものがある。例えば、トナーホッパのトナー残量検知センサを用いて、トナーホッパ内のトナーが所定量より少ない状態が規定時間より長いか否かを検出することで、トナー容器のトナー残量を検知する画像形成装置が開発されている（特許文献１参照）。この画像形成装置では、トナーホッパ内のトナーが規定量より少なくなってからトナー容器より補給されて復帰するまでの復帰時間が規定時間より長い場合には、制御部はトナー容器内のトナー残量が少なくなっていると判断する。これにより、制御部は、トナー容器が交換時期に達したとして、表示部にトナー容器の交換表示をする。
【０００５】
また、例えば、トナーホッパのトナー残量検知センサを用い、画像形成動作を中断してトナーを消費しない状態でトナーホッパから現像装置に強制的にトナー補給することで、トナー容器のトナー残量を検出する画像形成装置が知られている（特許文献２参照）。この画像形成装置では、現像装置へのトナーの強制補給時に、トナー残量検知センサの検出値の時間的変化が小さい場合にトナー容器内のトナー残量が少なくなっていると判断する。これにより、制御部は、トナー容器が交換時期に達したとして、表示部にトナー容器の交換表示をする。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−１７５７９２号公報
【特許文献２】特開２００５−３０９３２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述した特許文献１の画像形成装置では、復帰時間が規定時間より長いことで、制御部は、トナー容器内のトナー残量が少なくなっており、トナー容器が交換時期に達したと判断している。ここで、トナー容器からトナーホッパにトナーを供給するのと同時に、印字率の高い画像を連続して印字した場合は、以下のような課題を発生することがある。印字率の高い画像を連続して印字する場合は、現像装置でのトナー消費量が多くなる。このため、トナー容器からトナーホッパにトナーを供給するのと同時に、トナーホッパから現像装置に多量のトナーを供給することになるので、トナー容器内のトナー残量が十分に多い状態であっても、復帰時間が規定時間より長くなってしまう可能性がある。このように、復帰動作中の現像装置でのトナー消費量の多少によって復帰時間は変わることから、トナー容器のトナー残量の検出誤差を生じてしまう可能性がある。このため、トナー容器のトナー残量が多い場合でも、トナー残量が少ないものと誤検知し、トナー容器の交換表示をしてしまう虞がある。即ち、この画像形成装置では、交換時期に達したと判断されたトナー容器のトナー残量が、十分に低減されていない可能性がある。
【０００８】
また、上述した特許文献２の画像形成装置では、画像形成動作を中断して強制的にトナー補給を行うので、特にトナー容器のトナーが減少した際に、画像形成動作を中断する頻度が増えてしまう可能性がある。特に、トナー容器のトナー残量が減少することでトナー容器からトナーホッパへのトナー補給能が大きく減少する場合には、画像形成動作を中断する頻度の増加が顕著になってしまう。これにより、画像形成装置による画像形成の生産性が低下するという不具合が発生する虞がある。上述したように、交換時期に達したと判断されたトナー容器のトナー残量の低減と、画像形成動作の中断の回避による生産性の維持とは相反する関係にあり、両者の高い次元での両立が望まれていた。
【０００９】
本発明は、トナー容器からのトナー補給と並行して多量のトナーが消費される場合でも、画像形成における生産性の低下を招くことなく、交換時期に達したトナー容器のトナー残量を十分に低減できる画像形成装置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】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、トナーが収容されたトナー容器と、前記トナー容器からトナーを排出可能なトナー排出手段と、前記トナー容器から排出されたトナーを収容するトナー収容部と、像担持体に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置に対して、前記トナー収容部に収容されたトナーを供給可能なトナー供給手段と、前記トナー収容部にトナーが収容されているか否かを検知可能なトナー検知部と、前記トナー収容部においてトナーが検出されない場合に、前記トナー排出手段を駆動して前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを補給するよう制御する制御部と、を備え、前記制御部は、前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを補給する時間が規定時間に達しても前記トナー検知部により前記トナー収容部のトナーが検出されない場合に、前記規定時間の間の前記トナー収容部から前記現像装置へのトナーの供給量に関する値により設定される排出時間の間、前記トナー排出手段を駆動する排出モードを実行し、前記排出モードでは、前記供給量が第１の供給量である場合に前記排出時間を第１の排出時間とし、前記供給量が前記第１の供給量より大きい第２の供給量である場合に前記排出時間を前記第１の排出時間より長い第２の排出時間とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、制御部は、トナー容器からトナー収容部にトナーを補給する時間が規定時間に達してもトナー検知部によりトナー収容部のトナーが検出されない場合には、以下のようにする。この場合、制御部は、規定時間の間のトナー収容部から現像装置へのトナーの供給量に関する値により設定される排出時間の間、トナー排出手段を駆動する排出モードを実行する。また、排出モードでは、供給量が第１の供給量である場合に排出時間を第１の排出時間とし、供給量が第１の供給量より大きい第２の供給量である場合に排出時間を第１の排出時間より長い第２の排出時間とする。
【００１２】
これにより、トナー容器からトナー収容部にトナーを補給する時間が規定時間に達してもトナー検知部によりトナー収容部のトナーが検出されない場合に、トナー容器の交換時期に達したと判断する場合に比べて、トナー容器のトナー残量をより低減できる。また、画像形成動作を中断する必要が無いので、画像形成動作を中断して強制的にトナー補給を行う場合に比べて、画像形成装置による画像形成の生産性の低下を回避することができる。このため、トナー容器からのトナー補給と並行して多量のトナーが消費される場合でも、画像形成動作の中断を回避して画像形成における生産性の低下を招くことなく、交換時期に達したトナー容器のトナー残量を十分に低減できる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施の形態に係る画像形成装置の概略の断面図である。
【図３】実施の形態に係る画像形成装置の制御部の接続を示す説明図である。
【図４】実施の形態に係る画像形成装置によるトナー容器のトナーが減少した場合の処理手順を示すフローチャートである。
【図５】実施の形態に係る画像形成装置における各関係を示すグラフであり、（ａ）はトナー容器のトナー残量と規定時間内の排出量との関係、（ｂ）はトナー容器からの排出時間とトナー容器のトナー残量との関係である。
【図６】実施の形態に係る画像形成装置における各関係を示すグラフであり、（ａ）は規定時間内のトナー供給量とトナー容器からの排出時間との関係、（ｂ）はその階段状のグラフ、（ｃ）は代表値によるグラフである。
【図７】実施の形態の変形例に係る画像形成装置の制御部の接続を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を、図１〜図６を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態では、画像形成装置の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。
【００１５】
図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、筐体としての画像形成装置本体（以下、装置本体という）１０を備えている。装置本体１０の前側上部には、操作パネル１１が設けられている。操作パネル１１には、操作ボタンの他、画像形成装置１の状態を表示可能な表示部１１ａが設けられている。表示部１１ａは、制御部７０に接続されている（図３参照）。これにより、表示部１１ａは、制御部７０により表示内容が制御される。
【００１６】
図２に示すように、装置本体１０は、画像読取部２０と、シート給送部３０と、画像形成部４０と、シート搬送部５０と、シート排出部６０と、制御部７０と、を備えている。なお、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。
【００１７】
画像読取部２０は、装置本体１０の上部に設けられている。画像読取部２０は、原稿載置台としての不図示のプラテンガラスと、プラテンガラスに載置された原稿に光を照射する不図示の光源と、反射光をデジタル信号に変換する不図示のイメージセンサ等を備えている。
【００１８】
シート給送部３０は、装置本体１０の下部に配置されており、記録紙等のシートＳを積載して収容するシートカセット３１ａ，３１ｂと、給送ローラ３２ａ，３２ｂとを備え、収容されたシートＳを画像形成部４０に給送する。
【００１９】
画像形成部４０は、画像形成ユニット８０と、トナーホッパ（トナー収容部）４１と、トナー容器４２と、レーザスキャナ４３と、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着装置４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。なお、本実施の形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。トナーホッパ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ及びトナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋも同様に、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図２中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図３及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。
【００２０】
トナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋは、トナーが収容され、各画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋの上方に、トナーホッパ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋを介して配置されている。トナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋは、例えば一端にトナー排出口を有する円筒形状のボトルであり、内周面に螺旋状の凸部を有し、回転により凸部がトナーをトナー排出口に搬送する。本実施の形態では、トナーとして、ポリエステルを主体とした樹脂バインダに顔料を混練したものを粉砕及び分級して得られた平均粒径が約６μｍのトナーを用いている。ここで、図１に示すように、装置本体１０の前部にトナー容器カバー１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋが、それぞれ開閉可能に設けられている。例えば、トナー容器カバー１０ｙが開放されている際には、トナー容器４２ｙは装置本体１０に対して前面から着脱可能になる。同様に、トナー容器カバー１０ｍ，１０ｃ，１０ｋが各々開放されている際には、トナー容器４２ｍ，４２ｃ，４２ｋが各々装置本体１０に対して前面から着脱可能になる。
【００２１】
図２に示すように、画像形成ユニット８０は、トナー画像を形成する感光ドラム（像担持体）８１ｙ、８１ｍ、８１ｃ、８１ｋと、帯電ローラ８２と、現像装置８３と、クリーニングブレード８４とを備えている。本実施の形態では、画像形成ユニット８０は、装置本体１０に対して着脱可能である。また、感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、現像装置８３と、クリーニングブレード８４と、後述する現像スリーブ８７とについても、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。
【００２２】
感光ドラム８１は、不図示のドラムモータによって回転され、画像形成する際に画像情報に基づいて形成された静電像を担持して周回移動する。帯電ローラ８２は、感光ドラム８１の表面に接触して、表面を帯電させる。
【００２３】
現像装置８３は、図３に示すように、現像容器８５と、攪拌スクリュ８６と、現像容器８５の開口部に回転可能に設けられた現像スリーブ８７（図２参照）とを有し、感光ドラム８１に形成された静電潜像をトナーにより現像する。現像容器８５には、トナーが充填されたトナー容器４２からトナーホッパ４１を介して、補給口８５ａからトナーが供給される。現像容器８５には、非磁性のトナーと磁性キャリアとの混合物である二成分現像剤が収容されている。攪拌スクリュ８６には、モータやギヤ列等を有するスクリュ駆動部８８が連結されている。スクリュ駆動部８８の駆動により攪拌スクリュ８６が回転し、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。
【００２４】
図２に示すように、現像スリーブ８７は、内部に固定配置されたマグネットにより現像容器８５（図３参照）の内部の現像剤を磁気的に保持し、感光ドラム８１とのギャップ部へ搬送する機能を有している。現像スリーブ８７には、直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する不図示の高圧電源が接続されている。現像スリーブ８７は、現像バイアスによりトナーを静電潜像に付着させることで、現像処理を実行する。
【００２５】
また、図３に示すように、現像容器８５の底部の一部には、トナー濃度検知センサ８９が設けられている。トナー濃度検知センサ８９は、現像容器８５内のトナー量を検知可能であり、検知結果を制御部７０に送信する。
【００２６】
トナーホッパ４１は、貯蔵容器４７と、貯蔵容器４７の下部に設けられた供給スクリュ（トナー供給手段）４８とを有し、トナー容器４２から排出されたトナーを収容する。貯蔵容器４７は、略縦長の形状で、上部に開口されトナー容器４２のトナー排出口が挿入される受入口４７ａと、下面に開口され現像容器８５の補給口８５ａに対向する供給口４７ｂとを有している。供給スクリュ４８は、回転により貯蔵容器４７に収容されたトナーを供給口４７ｂから排出し、補給口８５ａから現像容器８５に供給する。
【００２７】
トナーホッパ４１の近傍には、トナー容器駆動部（トナー排出手段）７１と供給スクリュ駆動部（トナー供給手段）７２とが設けられている。トナー容器駆動部７１は、モータやギヤ列を有し、受入口４７ａに挿入されたトナー容器４２に対して接続され、トナー容器４２を回転駆動可能であり、回転駆動によりトナー容器４２からトナーを排出可能である。供給スクリュ駆動部７２は、モータやギヤ列を有し、供給スクリュ４８に接続され、供給スクリュ４８を回転駆動可能である。即ち、供給スクリュ駆動部７２及び供給スクリュ４８は、現像装置８３に対して、トナーホッパ４１に収容されたトナーを供給可能である。なお、トナー容器駆動部７１及び供給スクリュ駆動部７２は、いずれも制御部７０に接続されており、制御部７０により駆動を制御される。また、トナーホッパ４１は、後述する規定時間と最長の排出時間との合計時間におけるトナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの最大供給量以上のトナーを収容可能である。
【００２８】
また、貯蔵容器４７の側壁の一部には、トナー残量検知センサ（トナー検知部）７３が設けられている。トナー残量検知センサ７３は、トナーホッパ４１に後述する最大供給量以上のトナーが収容されているか否かを検知可能であるように設けられている。トナー残量検知センサ７３は、例えばピエゾ式センサであり、センサ面近傍のトナーの有無によって出力電圧が変化することを利用してトナー粉面の高さを検出する。即ち、トナー残量検知センサ７３は、トナーホッパ４１にトナーが収容されているか否かを検知可能である。トナー残量検知センサ７３は、制御部７０に接続され、検知結果を制御部７０に送信する。
【００２９】
図２に示すように、クリーニングブレード８４は、感光ドラム８１の表面に接して配置され、一次転写後の感光ドラム８１の表面に残留する現像剤を清掃する。クリーニングブレード８４は、例えばウレタンゴム製で、金属製の不図示の支持板に取り付けられて支持されている。
【００３０】
レーザスキャナ４３は、帯電ローラ８２により帯電された感光ドラム８１の表面を露光して、感光ドラム８１の表面上に静電潜像を形成する。
【００３１】
中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット８０の上方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや不図示の従動ローラ、一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられた中間転写ベルト４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。
【００３２】
中間転写ベルト４４ｂは、駆動していない時も一定以上の張力が掛かっており、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋに対して離間する構成ではなく、常に接触している。中間転写ベルト４４ｂに一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋによって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋの表面で静電像を現像して得られたフルカラーのトナー像を転写して移動する。
【００３３】
二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写外ローラ４５ｂとを備えている。二次転写外ローラ４５ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト４４ｂに形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。なお、二次転写内ローラ４５ａは中間転写ベルト４４ｂの内側で該中間転写ベルト４４ｂを張架しており、二次転写外ローラ４５ｂは中間転写ベルト４４ｂを挟んで二次転写内ローラ４５ａと対向する位置に設けられている。
【００３４】
定着装置４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。定着装置４６は、１つのユニットを構成しており、装置本体１０に対して挿入及び離脱可能である。
【００３５】
シート搬送部５０は、二次転写前搬送経路５１と、定着前搬送経路５２と、排出経路５３と、再搬送経路５４とを備え、シート給送部３０から給送されたシートＳを画像形成部４０からシート排出部６０に搬送する。
【００３６】
シート排出部６０は、排出経路５３の下流側に配置された排出ローラ対６１と、排出ローラ対６１の下流側に配置された排出トレイ６２とを備えている。排出ローラ対６１は、排出経路５３から搬送されるシートＳをニップ部から給送し、装置本体１０に形成された排出口１０ａを通して排出トレイ６２に排出する。排出トレイ６２は、フェイスダウントレイになっており、排出口１０ａから矢印Ｘ方向に排出されたシートＳを積載する。
【００３７】
制御部７０はコンピュータにより構成され、例えばＣＰＵと、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭと、データを一時的に記憶するＲＡＭと、外部と信号を入出力する入出力回路とを備えている。制御部７０は、入出力回路を介して、画像読取部２０、シート給送部３０、画像形成部４０、シート搬送部５０、シート排出部６０に接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。また、制御部７０は、装置本体１０に接続された不図示のコンピュータからの指令や、操作パネル１１の操作等により、ユーザが操作や設定を可能である。
【００３８】
制御部７０は、トナーホッパ４１においてトナーが検出されない場合に、供給スクリュ駆動部７２及び供給スクリュ４８の駆動状態を維持しながら、トナー容器駆動部７１を駆動してトナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給するよう制御する。即ち、制御部７０は、画像形成動作を中断することなく、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給するよう制御する。また、制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給する時間が規定時間に達してもトナー残量検知センサ７３によりトナーホッパ４１のトナーが検出されない場合は、以下のように制御を実行する。この場合、制御部７０は、規定時間の間のトナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの供給量に関する値により設定される排出時間の間、トナー容器駆動部７１を駆動する第１のモード（排出モード）を実行する。ここで、この第１のモードでは、制御部７０は、例えば、トナーの供給量が５％（第１の供給量）である場合に、排出時間を１２０秒（第１の排出時間）とする（図６参照）。また、この第１のモードでは、制御部７０は、例えば、トナーの供給量が５％より大きい１００％（第２の供給量）である場合に、排出時間を１２０秒より長い５００秒（第２の排出時間）とする（図６参照）。制御部７０は、第１のモードの終了後、トナー容器４２の交換時期である旨を表示部１１ａに表示する。
【００３９】
また、制御部７０は、トナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの供給量を、規定時間における供給スクリュ駆動部７２の駆動時間に基づいて算出する。更に、制御部７０は、前記第１のモードの実行時に、トナー残量検知センサ７３によりトナーホッパ４１のトナーが検出された場合に、トナー容器駆動部７１の駆動を停止する第２のモード（停止モード）を実行する。
【００４０】
次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。
【００４１】
図２に示すように、画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム８１が回転して表面が帯電ローラ８２により帯電される。そして、レーザスキャナ４３により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム８１に対して発光され、感光ドラム８１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。
【００４２】
一方、このようなトナー像の形成動作に並行して給送ローラ３２ａ，３２ｂが回転し、シートカセット３１ａ，３１ｂの最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、二次転写前搬送経路５１を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着装置４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、排出ローラ対６１により排出口１０ａから排出されて排出トレイ６２に積載される。
【００４３】
次に、上述した画像形成装置１によりトナー容器４２のトナー残量が減少した際の処理手順について、図４のフローチャートと、図５及び図６のグラフとを用いて詳細に説明する。
【００４４】
画像形成装置１の電源がオンされている際に、制御部７０は、適宜なタイミングでトナー濃度検知センサ８９により現像装置８３の現像容器８５のトナー量を検出し、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないか否かを判断する（ステップＳ１）。制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少なくないと判断した場合は、処理を終了する。
【００４５】
制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないと判断した場合は、供給スクリュ駆動部７２を駆動し供給スクリュ４８を回転させ、トナーホッパ４１から現像装置８３にトナーを補給する（ステップＳ２）。供給スクリュ駆動部７２の駆動により現像装置８３へのトナーの補給が繰り返されると、トナーホッパ４１に貯蔵されたトナー量が減少する。
【００４６】
制御部７０は、トナー残量検知センサ７３により、トナーホッパ４１のトナーを検知できるか否かを判断する（ステップＳ３）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できると判断した場合は、処理を終了する。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できないと判断した場合は、規定時間を測定するためにタイマのカウントを開始する（ステップＳ４）。そして、制御部７０は、トナーホッパ４１にトナーが不足しているものとして、トナー容器駆動部７１を駆動しトナー容器４２を回転させる。これにより、制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給する復帰動作を実行する（ステップＳ５）。ここで、制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１への補給動作（ステップＳ５）を、画像プロセス及び現像装置８３への補給動作（ステップＳ２）と並行して実行でき、また現像装置８３への補給動作を行っていない間にも単独で実行できる。
【００４７】
制御部７０は、復帰動作と並行して、トナーホッパ４１から現像装置８３へのトナー供給量（＝トナー消費量）のカウントを開始する。具体的には、トナーホッパ４１から現像装置８３への累積補給時間を、トナーホッパ４１の供給スクリュ駆動部７２の駆動時間を制御部７０で積算することによって求める（ステップＳ６）。制御部７０は、復帰動作（ステップＳ５）中のトナー供給量に関する値に基づいて、トナー容器４２のトナー残量を推定する。
【００４８】
制御部７０は、トナー残量検知センサ７３により、トナーホッパ４１のトナーを検知できるか否かを判断する（ステップＳ７）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できると判断した場合は、トナー容器駆動部７１の駆動を停止し（ステップＳ８）、供給スクリュ駆動部７２の駆動時間の積算をリセットする（ステップＳ９）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できないと判断した場合は、タイマが規定時間に達したか否かを判断する（ステップＳ１０）。制御部７０は、タイマが規定時間に達していないと判断した場合は、復帰動作（ステップＳ５）及び供給スクリュ駆動部７２の駆動時間の積算（ステップＳ６）を続行する。
【００４９】
制御部７０は、タイマが規定時間に達したと判断した場合は、規定時間の間、トナー残量検知センサ７３によりトナーホッパ４１のトナーが検出されないものとして、トナー消費に対して供給が追い付いていない（追従できない）と判断する。ここで、トナー残量検知センサ７３でトナー不足を検知した後、トナーホッパ４１内のトナー貯蔵量を増加させて再度満タンを検知する状態へ復帰するためには、トナー容器４２は画像形成でのトナー消費量以上のトナー排出量が求められる。これに対し、円筒状ボトルであるトナー容器４２からの排出量は、図５（ａ）に示すように、その内部のトナー残量によって変動し、回転駆動時間に対する排出量がトナー残量の減少に伴って低下する。このため、トナー容器４２のトナー残量が少なくなったことでトナー容器４２からトナーホッパ４１への補給動作によっても所望の排出量が得られなくなる。
【００５０】
一方、印字率の高い画像を連続出力する場合は、低印字率の画像を出力する場合や間欠で出力する場合に比べ、単位時間あたりのトナー消費量が多い（消費速度が速い）。前述のように、トナーホッパ４１に貯蔵されるトナー量を維持するためには、トナー容器４２はトナー消費量以上のトナー排出量を求められるから、高印字画像の連続出力であるほどより多くのトナーがトナー容器４２内に残っている必要がある。したがって、低印字画像の出力には追従できるトナー容器４２でも、高印字画像の出力には追従できない場合が発生する。
【００５１】
仮に、ステップＳ１０でタイマが規定時間に達した時点で、トナー容器４２のトナーが無くなったと判断したとする。この場合、例えば、図５（ａ）に示すトナー排出特性を持つトナー容器４２では、印字率５％でトナーが無いと判断すると、トナー容器４２の残量は４０（ｇ）である。これに対し、同じトナー容器４２で、印字率１００％でトナー消費速度が最大でトナーが無いと判断すると、トナー容器４２の残量は１５０（ｇ）になってしまう。
【００５２】
そこで、本実施の形態の画像形成装置１では、ステップＳ１０でタイマが規定時間に達し、トナー消費に対してトナー容器４２からの供給が追従不可であると判断すると、トナー容器４２の残トナーの排出動作へと移行する。ただし、この排出動作はトナー容器４２のトナー残量が十分少ない場合には不要なものであるから、トナー容器４２のトナー残量を推定して、長すぎない程度の過不足ない排出動作を行う。このように、排出時間の長さを極力短くすることで、トナー容器４２のトナー残量が減少した際の処理時間を最低限に抑えることができ、生産性の低下を回避することができる。
【００５３】
ここで、トナー容器４２の残トナーの排出動作中にも、画像形成動作は継続している。このため、トナー容器４２の残トナーの排出動作中にトナーホッパ４１内のトナーが減少する状況である場合は、いずれはトナーが不足して画像形成できなくなってしまうので、画像形成処理を中止する必要がある。従って、トナー容器４２の残トナーの排出動作の実行時間を単に長く設定するだけでは、結果的に画像形成処理を中断してしまい、従来技術と同様に生産性の低下を招いてしまう可能性がある。これに対し、本実施の形態では、トナー容器４２からの排出時間を演算して適切に設定することで、生産性の低下を回避している。尚、トナーホッパ４１内のトナーが減少する状況の検知は、例えば、以下のような処理方法で実行される。例えば、制御部７０がトナー残量検知センサ７３によりトナーホッパ４１のトナーが規定時間の間、無いことを検知してから、トナーホッパ４１から現像装置８３へのトナー供給量を所定量カウントした場合に、検出される。あるいは、トナーホッパ４１に、トナー残量検知センサ７３の他にトナーエンドセンサを設け、トナーホッパ４１内の実際のトナー量を検知するようにしてもよい。
【００５４】
制御部７０は、供給スクリュ駆動部７２の駆動時間の積算値に基づいて、トナー容器４２からの排出時間を演算する（ステップＳ１１）。具体的な手法を以下に説明する。トナー容器４２を駆動しトナーホッパ４１へトナーを供給する動作には、規定時間が設けられている。この規定時間の間の最大トナー消費量をＶ（ｇ）とすると、Ｖ（ｇ）のトナーを供給するために必要なトナー容器４２のトナー残量Ｔ（ｇ）は予め実験によって求めることができる（図５（ａ）参照）。また，トナー容器４２の交換時のトナー残量をＴｍｉｎ（ｇ）以下とするとき、トナー残量Ｔ（ｇ）の状態からＴｍｉｎ（ｇ）まで排出するのに必要なトナー容器４２の駆動時間ｔ（秒）は、別途実験によって求めることができる。なお，排出動作はステップＳ５と同じ動作である必要はなく、例えばトナー容器４２の回転速度を上げたり、間欠動作のオンオフの割合を変えてもよい。
【００５５】
図５（ｂ）は、あるトナー容器４２の排出動作時間に対するトナー残量の推移である。例えば、Ｔ＝１５０（ｇ）、Ｔｍｉｎ＝３０（ｇ）とすると吐出し動作にｔ＝５００（秒）が必要であることが分かる。同様に、規定時間内のトナー消費量が最大トナー消費量Ｖ（ｇ）の半分の場合や、印字率５％画像の連続出力といった消費量が少ない場合についても、図５（ａ）及び図５（ｂ）から排出時間を算出することができる。規定時間内のトナー消費量が最大トナー消費量Ｖ（ｇ）の半分の場合としては、例えば、印字率５０％画像の連続出力や、５０％以上の高印字画像の間欠出力、または規定時間の途中で作像停止などが挙げられる。例えば、トナー消費量が０．５Ｖ（ｇ）であれば、Ｔ１＝１２０（ｇ）であり、ｔ１＝４５０（秒）となり、トナー消費量が０．０５Ｖ（ｇ）であれば、Ｔ２＝４０（ｇ）であり、ｔ２＝１２０（秒）となる。また、作像停止中、即ちトナー消費しない状態でもトナー容器４２がＴｍｉｎ（ｇ）まで排出できない場合についても、排出動作をステップＳ５と異なる動作として最小排出動作量ｔ０（秒）を設定できる（例えば、ｔ０＝４０（秒））。
【００５６】
以上のように得られる規定時間内のトナー消費量に対する排出動作量の関係を図６（ａ）に示す。制御部７０は、ステップＳ１１で、図６（ａ）に示す関係を用いて排出時間を設定する。実装にあたっては、この関係をルックアップテーブルとして記憶部に保持して逐次参照してもよい。この場合、図６（ｂ）に示すように階段状に近似したり、図６（ｃ）に示すように代表値（白丸）の間を補間して任意のトナー消費量に対する排出時間を求めても良い。また、ここで、ルックアップテーブルは、トナー消費量の演算結果が多いほどトナー容器４２の駆動量が多くなるように設け、トナー容器４２のトナー排出動作を全て終えた後の残量がほぼ一定となるように定めることが好ましい。
【００５７】
制御部７０は、算出した排出時間の間、トナー容器駆動部７１を駆動しトナー容器４２を回転させ、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを排出する（ステップＳ１２、第１のモード）。ここで、トナーホッパ４１は、規定時間と排出時間との合計時間におけるトナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの最大供給量以上のトナーを収容可能である。このため、トナーの排出動作を完了する前にトナーホッパ４１のトナーが枯渇することはなく、現像装置８３への補給を維持できなくなることによる所望の画像濃度が得られなくなるといった不具合を未然に防止することができる。
【００５８】
制御部７０は、トナー残量検知センサ７３により、トナーホッパ４１のトナーを検知できるか否かを判断する（ステップＳ１３）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できると判断した場合は、トナー容器駆動部７１の駆動を停止する（ステップＳ１４、第２のモード）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できないと判断した場合は、排出動作が完了したか否かを判断する（ステップＳ１５）。ここでの排出動作が完了したか否かの判断は、排出時間が経過したか否かに基づいて行う。
【００５９】
制御部７０は、排出動作が完了していないと判断した場合は、トナー容器４２からトナーホッパ４１へのトナーの排出を続行する（ステップＳ１２）。制御部７０は、排出動作が完了したと判断した場合は、トナー容器４２のトナーが無くなったものとして、表示部１１ａにトナー容器４２の交換表示を行う（ステップＳ１６）。
【００６０】
上述したように本実施の形態の画像形成装置１によれば、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給する時間が規定時間に達してもトナー残量検知センサ７３によりトナーホッパ４１のトナーが検出されない場合に、以下の通りになる。この場合、トナー容器４２の交換時期に達したと判断する場合に比べて、トナー容器４２のトナー残量をより低減できる。また、画像形成動作を中断する必要が無いので、画像形成動作を中断して強制的にトナー補給を行う場合に比べて、画像形成装置１による画像形成の生産性の低下を回避することができる。このため、トナー容器４２からのトナー補給と並行して多量のトナーが消費される場合でも、画像形成動作の中断を回避して画像形成における生産性の低下を招くことなく、交換時期に達したトナー容器４２のトナー残量を十分に低減できる。
【００６１】
また、本実施の形態の画像形成装置１によれば、トナーホッパ４１は、規定時間と排出時間との合計時間におけるトナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの最大供給量以上のトナーを収容可能である。このため、トナーの排出動作を完了する前にトナーホッパ４１のトナーが枯渇することはなく、現像装置８３への補給を維持できなくなることによる所望の画像濃度が得られなくなるといった不具合を未然に防止することができる。これにより、トナー容器４２による供給が消費に追従できなくなった後もトナー容器４２のトナー無し確定までの間に作像を中断する必要がなく、画像形成装置１の生産性を維持することができる。
【００６２】
上述した本実施の形態の画像形成装置１では、制御部７０は、トナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの供給量を、規定時間における供給スクリュ駆動部７２の駆動時間に基づいて算出する場合について説明しているが、これには限られない。例えば、制御部７０は、トナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの供給量を、規定時間における現像装置８３によって消費されるトナーの消費量に関する値により算出するようにしてもよい。この場合、現像装置８３によって消費されるトナーの消費量に関する値を、規定時間において現像装置８３により現像される静電潜像の画像データの積算値（例えば、印字率やビデオカウント値）に基づいて算出するようにできる。また、トナーホッパ４１による単位時間あたりのトナー供給量に変動が大きい場合など、補給時間に対する補給量の関係が安定しない場合には、画像信号を基にトナー消費量を求め積算することが好ましい。
【００６３】
また、本実施の形態の画像形成装置１では、トナー容器４２及び供給スクリュ４８を駆動する別個の駆動部７１，７２を備える場合について説明したが、これには限られない。例えば、図７に示すように、トナー容器４２及び供給スクリュ４８を駆動する共通駆動部７４を備えるようにしてもよい。この場合、共通駆動部７４及びトナー容器４２を接断可能な電磁クラッチである第１のクラッチ７５と、共通駆動部７４及び供給スクリュ４８を接断可能な電磁クラッチである第２のクラッチ７６とを備えるようにする。これにより、トナー容器４２及び供給スクリュ４８を１つの共通駆動部７４のみで駆動できるので、部品点数を削減することができる。また、この場合も、制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１への補給動作（ステップＳ５）を、画像プロセス及び現像装置８３への補給動作（ステップＳ２）と並行、あるいは単独で実行できる。
【００６４】
また、本実施の形態の画像形成装置１では、制御部７０は、排出動作が完了したと判断した場合は、トナー容器４２のトナーが無くなったものとして、表示部１１ａにトナー容器４２の交換表示を行う場合について説明しているが、これには限られない。例えば、この画像形成装置１に接続された他のコンピュータにトナー容器４２のトナーが無くなったことを情報伝達したり、あるいは画像形成装置１の動作を停止してもよい。
【符号の説明】
【００６５】
１…画像形成装置、１１ａ…表示部、４１，４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ…トナーホッパ（トナー収容部）、４２，４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋ…トナー容器、４８…供給スクリュ（トナー供給手段）、７０…制御部、７１…トナー容器駆動部（トナー排出手段）、７２…供給スクリュ駆動部（トナー供給手段）、７３…トナー残量検知センサ（トナー検知部）、８１，８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋ…感光ドラム（像担持体）、８３…現像装置。
【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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