(57)【要約】【課題】トナーボトルからのトナー排出量を判定し、判定したトナー排出量からトナーボトル内のトナー残量を算出する技術を提供する。【解決手段】画像形成装置のＣＰＵは、ボトルモータを駆動してトナーボトルを所定の回転量回転させる回転制御を行い（Ｓ７０２）、所定の回転量回転する間にトナーボトルから排出されたトナー排出量を、トナーセンサを用いて判定する（Ｓ７０３）。ＣＰＵは、更に、トナーボトルの回転制御の開始前のトナーボトル内のトナー残量と、判定したトナー排出量とから、トナーボトル内の現在のトナー残量を算出する（Ｓ７０４）。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収納容器から供給されるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、
前記トナー収納容器から排出されるトナーを貯留する貯留手段と、
前記トナー収納容器から前記貯留手段に排出される移動中のトナー量を検知し、トナー排出状態を判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記移動中のトナーを検知したか否かを示す信号を出力する検知手段をさらに備え、
前記判定手段は、前記検知手段から出力される信号の回数から、前記トナー排出状態を判定する
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】
前記トナー収納容器を回転駆動することで、前記トナー収納容器からトナーを排出させる駆動手段をさらに備え、
前記判定手段は、
前記駆動手段によって前記トナー収納容器が所定の回転量回転する間に前記検知手段から出力される信号を所定の時間間隔でモニタリングし、前記検知手段から出力される信号の回数を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された回数に対応するトナー排出量を取得する取得手段と、
を備え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４】
前記回転駆動する前の前記トナー収納容器内のトナー残量から、前記判定手段によって判定されたトナー排出量を減算することで、現在のトナー残量を算出する算出手段をさらに備える
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５】
前記トナー収納容器内のトナー残量が格納された記憶手段をさらに備え、
前記算出手段は、前記記憶手段に格納された、前記回転駆動する前のトナー残量を、前記算出したトナー残量に更新する
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】
トナー収納容器から供給されるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
前記画像形成装置は、前記トナー収納容器から排出されるトナーを貯留する貯留手段を備え、
前記制御方法は、
前記トナー収納容器から前記貯留手段に排出される移動中のトナー量を検知する検知工程と、
前記検知工程における検知結果からトナー排出状態を判定する判定工程と、
を含むことを特徴とする特徴とする画像形成装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置及びその制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の電子写真方式の画像形成装置では、感光体上に形成した静電潜像を、現像器内の現像剤（トナー）を用いて現像することで、トナー画像を形成する。感光体上に形成されたトナー画像がシート等の記録材に転写されることで、印刷物が生成される。このような画像形成装置では、現像器において消費されるトナーは、ユーザによって交換可能なトナーボトルから現像器へ補給される。
【０００３】
画像形成に必要なトナーが不足すると、画像の白抜け等の画像形成品質の劣化が生じる。このため、安定した画像形成を実現するためには、画像形成装置内（トナーボトル内）のトナー残量の検知が必要となる。特許文献１には、プロセスカートリッジ内のトナーの残量を検知するためのトナーセンサを備える画像形成装置において、トナーセンサの検知出力電圧の平均値または積分値を複数の基準判定値と比較することでトナー残量を検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２２１９４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、トナーボトル内のトナーの固化等によりトナーの流動性が悪化した場合、トナーボトル内にトナーが残っていても、トナーボトルから現像器へトナーを十分に補給できなくなる。この場合、現像器において必要なトナーの量が不足して、画像の白抜け等の画像形成品質の劣化が生じる可能性がある。このため、トナーボトル内のトナー残量だけでなく、トナーボトルからのトナーの排出量を精度良く把握できるようにするための技術が必要である。
【０００６】
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、トナーボトルからのトナー排出量を精度良く判定する技術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、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様に係る画像形成装置は、トナー収納容器から供給されるトナーを用いて画像を形成する画像形成装置であって、前記トナー収納容器から排出されるトナーを貯留する貯留手段と、前記トナー収納容器から前記貯留手段に排出される移動中のトナー量を検知し、トナー排出状態を判定する判定手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、トナーボトルからのトナー排出量を精度良く判定することが可能になる。また、トナー排出量の判定結果から、トナーボトル内でトナーの残量を精度良く取得することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】一実施形態に係るＭＦＰの構成を示す断面図。
【図２】一実施形態に係るトナー補給部の構成を示す概略図。
【図３】一実施形態に係るＭＦＰの制御系の構成を示すブロック図。
【図４】一実施形態に係るトナーセンサによるトナーの検知の様子を示す図。
【図５】一実施形態に係るトナーボトルの回転駆動の状態とトナーセンサの出力との関係の例を示す図。
【図６】一実施形態に係るトナーセンサによるトナーの検知回数とトナー排出量との関係の例を示す図。
【図７】一実施形態に係るトナーボトル内のトナー残量を取得する処理の手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
本実施形態の画像形成装置は、例えば、印刷装置（プリンタ）、複写機、複合機（ＭＦＰ）、及びファクシミリ装置等の、電子写真方式でシートに画像を形成する装置である。なお、複合機とは、例えば、プリント（印刷）機能、スキャン機能、複写機能及びファクシミリ機能を含む複数種類の機能のうち、少なくとも２つ以上の複数の機能を有する装置である。ここでは、画像形成装置が、印刷機能、スキャン機能及び複写機能を有するＭＦＰである場合について説明する。
【００１２】
＜画像形成装置（ＭＦＰ）＞
図１は、本実施形態に係るＭＦＰ１００の構成を示す断面図である。ＭＦＰ１００は、複数色のトナー（現像剤）を用いて多色画像を形成する画像形成装置であってもよいが、本実施形態では単色のトナーを用いて単色画像を形成する画像形成装置を想定して説明する。ＭＦＰ１００は、シートへの画像形成を行うプリンタユニット１０１と、原稿の画像の読み取りを行うリーダユニット１０２と、読み取り対象となる原稿の搬送を行うＡＤＦユニット１０３とで構成される。なお、シートは、記録紙、記録材、記録媒体、用紙、転写材、転写紙等と称されてもよい。
【００１３】
プリンタユニット１０１では、給紙カセット１１０に収納された記録紙Ｐが、ピックアップローラ１１１、給紙ローラ１１２及びリタードローラ１１３によって、１枚ずつ搬送路に給紙される。給紙カセット１１０から給紙された記録紙Ｐは、搬送ローラ１１４によって搬送路を搬送される。記録紙Ｐは、レジストローラ対１１５の位置に達すると、停止しているレジストローラ対１１５によって斜行補正が行われる。その後、レジストローラ対１１５の回転が開始されることで、記録紙Ｐは、感光ドラム１３１と転写ローラ１３３との間の転写ニップ部へ搬送される。
【００１４】
プリンタユニット１０１において、レーザスキャナユニット１２０、感光ドラム（感光体）１３１、帯電ローラ１３２、転写ローラ１３３及び現像器１４０は、記録紙Ｐへ画像を形成する画像形成部を構成する。画像形成部では、回転駆動される感光ドラム１３１の外周面が、帯電ローラ１３２の作用によって、所定の極性の電位に一様に帯電する。レーザスキャナユニット１２０は、帯電した感光ドラム１３１を光ビーム（レーザ光）によって露光する。具体的には、レーザスキャナユニット１２０は、画像情報（時系列のデジタル画素信号）に応じて変調されたレーザ光Ｌを出力し、帯電した感光ドラム１３１をレーザ光Ｌで走査することで、感光ドラム１３１上に静電潜像を形成する。なお、レーザスキャナユニット１２０は、リーダユニット１０２によって原稿の画像を読み取って得られた画像データ（画像情報）、またはＰＣ等の外部装置からネットワークを介して受信した画像データに基づいて、レーザ光Ｌを出力する。
【００１５】
現像器１４０は、現像ローラ１４１を含み、トナー補給部１５０から供給（補給）されるトナーを用いて感光ドラム１３１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。感光ドラム１３１上に形成されたトナー画像は、感光ドラム１３１の回転に伴って、転写ニップ部へ移動する。感光ドラム１３１と逆極性の転写バイアスが転写ローラ１３３に印加されることで、感光ドラム１３１上のトナー画像は転写ニップ部において記録紙Ｐの表面に転写される。
【００１６】
画像形成部においてトナー画像が転写された記録紙Ｐは、定着器１６０内へ搬送される。定着器１６０は、定着ヒータ及び加圧ローラによって熱及び圧力を記録紙Ｐに加えることで、記録紙Ｐ上のトナー画像を記録紙Ｐに定着させる。このようにして画像が形成された記録紙Ｐは、定着器１６０の通過後、排紙ローラ１７０によって装置外部の排紙トレイ１７１へ排紙（排出）される。
【００１７】
また、記録紙Ｐへ両面印刷が行われる場合には、第１面に対する画像形成が終了した記録紙Ｐは、反転フラッパ１８１の位置を通過後、排紙ローラ１７０によって逆方向に搬送され、反転フラッパ１８１によって反転搬送路１８０へ導かれる。反転搬送路１８０に導かれた記録紙Ｐは、搬送ローラ１８２，１８３によって、再びレジストローラ対１１５の位置へ搬送される。その際、記録紙Ｐは、第１面に対する画像形成の際と比較して、第１面及び第２面が反転した状態となっている。その後、記録紙Ｐは、第１面に対する上述の画像形成と同様に、第２面に対する画像形成が行われた後、排紙トレイ１７１へ排出される。
【００１８】
＜トナー補給部＞
図２は、ＭＦＰ１００におけるトナー補給部１５０の構成を示す概略図である。トナー補給部１５０には、トナーが予め充填されたトナーボトル２００（トナー収納容器）がユーザによって設置される。トナー補給部１５０は、トナーボトル２００、ボトルモータ２０１（駆動手段）、トナー搬送路２１０（貯留手段）、トナー搬送路２１０内に設けられたスクリュー２１２、及び搬送路モータ２１１を備えている。トナー搬送路２１０は、トナーボトル２００と現像器１４０との間に設けられ、トナーボトル２００から排出されたトナーを現像器１４０へ搬送するために用いられる。
【００１９】
トナーボトル２００の回転軸は、駆動ギア列（図示せず）を介してボトルモータ２０１と接続されており、ボトルモータ２０１から駆動ギア列を介して回転駆動力が与えらえる。ボトルモータ２０１が回転駆動されることで、トナーボトル２００は矢印Ａが示す方向に回転する。トナーボトル２００がボトルモータ２０１によって駆動されて回転することで、トナーボトル２００の内部からトナーが排出されてトナー搬送路２１０内へ流入する。このようにボトルモータ２０１は、トナーボトル２００を回転駆動することで、当該トナーボトル２００からトナーを排出させる駆動手段の一例である。
【００２０】
トナー搬送路２１０内にはスクリュー２１２が設けられている。スクリュー２１２の回転軸は、駆動ギア列（図示せず）を介して搬送路モータ２１１と接続されており、搬送路モータ２１１から駆動ギア列を介して回転駆動力が与えられる。スクリュー２１２は、搬送路モータ２１１によって駆動されて回転し、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０内に流入したトナーを一方向（図２において左から右）に搬送する。トナー搬送路２１０を通じて搬送されたトナーは、トナー搬送路２１０の端部において現像器１４０へ排出される。
【００２１】
トナー補給部１５０は、ボトルホームポジション（ＨＰ）センサ２０２及びトナーセンサ２１３を備えている。ボトルＨＰセンサ２０２は、トナーボトル２００の回転の基準となる位置（ホームポジション）を検知するためのセンサであり、トナーボトル２００の回転制御（ボトルモータ２０１の回転制御）に用いられる。トナーセンサ２１３は、トナー搬送路２１０の内部に備えられ、トナー搬送路２１０内のトナーの有無を検知するためのセンサである。トナーセンサ２１３は、トナーボトル２００から排出されるトナーを検知可能である。また、現像器１４０の内部には、現像器１４０の内のトナーの有無を検知するためのトナーセンサ２２１が備えられている。
【００２２】
＜ＭＦＰの制御系＞
図３は、本実施形態に係るＭＦＰ１００の制御系の構成を示すブロック図である。なお、図３には、後述するトナー排出量の推定処理等の、とりわけ本実施形態に関連する構成を示している。ＭＦＰ１００は、ＣＰＵ４００、ＲＯＭ４０１、ＲＡＭ４０２及びＥＥＰＲＯＭ４０３を制御系として備えている。
【００２３】
ＲＯＭ４０１には、ＭＦＰ１００全体を制御するための制御プログラムが格納されている。ＲＡＭ４０２は、ＣＰＵ４００の作業領域として使用されるとともに、画像データ等の種々のデータを一時的に格納するために使用される、揮発性の記憶デバイス（メモリ）である。ＣＰＵ４００は、ＲＯＭ４０１に格納された制御プログラムをＲＡＭ４０２に読み出して実行することによって、ＭＦＰ１００全体を制御する。ＥＥＰＲＯＭ４０３は、不揮発性の記憶デバイス（メモリ）であり、トナーボトル２００内のトナー残量等の種々のデータを保持するために使用される。
【００２４】
ＣＰＵ４００は、ボトルモータ２０１及び搬送路モータ２１１の動作を制御することで、トナー補給部１５０の動作を制御する。ＣＰＵ４００には、トナー補給部１５０のボトルＨＰセンサ２０２及びトナーセンサ２１３からそれぞれ出力される信号、及び現像器１４０のトナーセンサ２２１から出力される信号が入力される。ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３，２２１から出力される信号に基づいて、トナー補給部１５０から現像器１４０へのトナーの供給（補給）を制御する。
【００２５】
ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３からの出力信号が、トナー搬送路２１０内にトナーが無いことを示す場合、ボトルモータ２０１を駆動してトナーボトル２００を回転させることで、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０内にトナーを補給する。また、ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２２１からの出力信号が、現像器１４０内にトナーが無いことを示す場合、搬送路モータ２１１を駆動してスクリュー２１２を回転させることで、トナー搬送路２１０から現像器１４０内にトナーを補給する。
【００２６】
＜トナー排出量の判定処理＞
次に図４、図５及び図６を参照して、本実施形態に係る、トナーボトル２００から排出されるトナーの量（トナー排出量）の判定処理について説明する。図４は、トナーボトル２００からトナーが排出された時に、移動しているトナーをトナーセンサ２１３が検知する様子を示している。本実施形態では、トナー搬送路２１０内に設けられたトナーセンサ２１３は例えば透磁率センサであり、図４（ａ）及び図４（ｃ）に示すように磁性体を含むトナーを検知した場合にはＯＮ状態の信号、図４（ｂ）に示すようにトナーを検知していない場合にはＯＦＦ状態の信号を出力する。即ち、トナーセンサ２１３は、トナーを検知したか否かを示す信号を出力する。ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３からの出力信号を所定の時間間隔でモニタリングすることで、トナー搬送路２１０内のトナーの有無を判定している。例えば、ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３によって所定の回数、連続してトナーが検知されなかった場合（即ち、トナーセンサ２１３からの出力信号において、所定の回数、ＯＦＦ状態の検知が続いた場合）、トナー搬送路２１０内にトナーが無いと判定する。
【００２７】
本実施形態では、ＣＰＵ４００は、トナー搬送路２１０内にトナーが無いと判定すると、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０内にトナーを補給する。その際、ＣＰＵ４００は、以下の判定処理によって、トナーボトル２００からのトナー排出量（トナー排出状態）を判定する。ＣＰＵ４００は、ボトルモータ２０１を駆動してトナーボトル２００を所定の回転量回転させる回転制御を行い、所定の回転量回転する間にトナーボトル２００から排出されたトナーを、トナーセンサ２１３を用いて検知する。なお、所定の回転量は、例えば、１回転または半回転等の、トナーボトル２００を回転させる際の単位回転量に相当する。ＣＰＵ４００は、そのような回転制御によってトナーボトル２００が所定の回転量回転する間にトナーセンサ２１３から出力される信号から、トナー排出量を判定しうる。
【００２８】
より具体的には、ＣＰＵ４００は、上述の回転制御によってトナーボトル２００が所定の回転量回転する間にトナーセンサ２１３から出力される信号を所定の時間間隔でモニタリングする。更に、ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３から出力される信号が、トナーを検知したことを示した回数（即ち、トナーセンサ２１３によってトナーが検知された回数）を測定する。ここで、図５は、トナーボトル２００の回転駆動の状態と、トナー搬送路２１０内のトナーセンサ２１３の出力との関係の例を示しており、駆動時間Ｔは、トナーボトル２００を所定の回転量回転させるのに要する時間に相当する。ＣＰＵ４００は、トナーボトル２００を駆動時間Ｔにわたって回転させる間にトナーセンサ２１３によってトナーが検知された回数（即ち、トナーセンサ２１３から出力される信号がＯＮ状態を示した回数）を測定する。図５の例では、そのような検知回数の測定結果として４回及び１回が得られる。
【００２９】
次にＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３によるトナーの検知回数の測定結果に基づいて、トナーボトル２００からのトナー排出量を判定する。この判定では、トナーボトル２００からのトナー排出量とトナーセンサ２１３によるトナーの検知回数との間に相関があることを利用している。ここで、図６は、トナーセンサ２１３によるトナーの検知回数と、トナーボトル２００からのトナー排出量との関係の例を示す図である。図６に示すように、トナー排出量が多いほどトナーの検知回数が多くなり、トナー排出量が少ないほどトナーの検知回数が少なくなる。このような相関特性を利用して、ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３によるトナーの検知回数に対応するトナー排出量を取得する。
【００３０】
本実施形態では、図６に示すような、トナーの検知回数とトナー排出量とを対応付けたテーブルをＲＯＭ４０１に予め格納しておくことで、そのようなテーブルを利用したトナー排出量の判定を可能にする。ＣＰＵ４００は、例えば、トナーセンサ２１３によるトナー検知回数が３回である場合には、図６に示すテーブルを用いて、トナーボトル２００の単位回転量当たりのトナー排出量を３［ｇ］と判定する。なお、トナー排出量の判定は、例えばトナーの検知回数とトナー排出量とを対応付けた関数を使用することでも実現できる。このようにして、ＣＰＵ４００は、トナーボトル２００が単位回転量回転する間に、トナーセンサ２１３によってトナーが検知される回数に基づいて、トナーボトル２００の単位回転量当たりのトナー排出量を判定する。
【００３１】
＜トナー残量の算出処理＞
次に図７を参照して、本実施形態に係る、トナーボトル２００からのトナー排出量を判定し、判定したトナー排出量からトナーボトル２００内のトナー残量を算出する処理について説明する。なお、図７に示す各ステップの処理は、ＣＰＵ４００がＲＯＭ４０１から制御プログラムを読み出して実行することによって、ＣＰＵ４００による制御下でＭＦＰ１００において実現される。
【００３２】
本実施形態のＭＦＰ１００では、トナー補給部１５０にセットされているトナーボトル２００内のトナー残量Ｙは、ＥＥＰＲＯＭ４０３に格納されている。トナー補給部１５０に新しいトナーボトルがセットされたことが検知されると、ＣＰＵ４００は、ＥＥＰＲＯＭ４０３に格納されているトナー残量Ｙを所定の初期値に設定することで、トナー残量Ｙを初期化する。ＣＰＵ４００は、トナーボトル２００からのトナーの排出に応じて、トナーボトル２００内のトナー残量Ｙを算出し、ＥＥＰＲＯＭ４０３に格納されたトナー残量を算出値で更新する。
【００３３】
具体的には、まずＳ７０１で、ＣＰＵ４００は、上述のようにトナーセンサ２１３からの出力信号に基づいてトナー搬送路２１０内にトナーが無いことを検知したか否かを判定し、トナーが無いことを検知すると処理をＳ７０２に進める。Ｓ７０２で、ＣＰＵ４００は、駆動時間Ｔにわたってボトルモータ２０１を駆動することで、所定の回転量（単位回転量）トナーボトル２００を回転させる回転制御を行う。トナーボトル２００の回転中に、ＣＰＵ４００は、上述のように、トナーセンサ２１３からの出力信号を所定の時間間隔でモニタリングすることで、トナーセンサ２１３によってトナーが検知された回数を測定する。
【００３４】
駆動時間Ｔの経過後、トナーボトル２００の回転が停止すると、ＣＰＵ４００は、次にＳ７０３で、トナーボトル２００から排出されたトナーの量Ｘを取得（推定）する。具体的には、上述のように、ＣＰＵ４００は、トナーセンサ２１３によるトナーの検知回数に対応するトナー排出量を、トナー排出量の推定値Ｘとして取得する。
【００３５】
次にＳ７０４で、ＣＰＵ４００は、Ｓ７０２におけるトナーボトル２００の回転制御の開始前のトナーボトル２００内のトナー残量Ｙと、Ｓ７０３で取得されたトナー排出量Ｘとから、トナーボトル２００内の現在のトナー残量を算出する。具体的には、ＣＰＵ４００は、ＥＥＰＲＯＭ４０３に格納されているトナー残量Ｙから、判定したトナー排出量Ｘを減算することで、更新されたトナー残量Ｙを取得する。更に、ＣＰＵ４００は、取得したトナー残量ＹをＥＥＰＲＯＭ４０３にバックアップすることで、ＥＥＰＲＯＭ４０３に格納されたトナー残量を更新する。
【００３６】
その後、ＣＰＵ４００は、処理をＳ７０１に戻し、トナー搬送路２１０内にトナーが無いこと検知したか否かを再び判定する。このようにして、トナーが無いことが検知されなくなるまで（即ち、トナー搬送路２１０内にトナーが十分に補給されるまで）、Ｓ７０２〜Ｓ７０４の処理が繰り返される。
【００３７】
このように本実施形態では、ＣＰＵ４００は、ボトルモータ２０１を駆動してトナーボトル２００を所定の回転量回転させる回転制御を行い、所定の回転量回転する間にトナーボトル２００から排出されたトナー排出量を、トナーセンサ２１３を用いて判定する。ＣＰＵ４００は、更に、トナーボトル２００の回転制御の開始前のトナーボトル２００内のトナー残量と、判定したトナー排出量とから、トナーボトル２００内の現在のトナー残量を算出する。このような処理により、単位回転量当たりのトナーボトル２００からのトナー排出量の判定と、判定したトナー排出量に基づく、トナーボトル２００内のトナー残量を精度良く取得することが可能になる。
【符号の説明】
【００３８】
１００：ＭＦＰ（画像形成装置）、１３１：感光ドラム、１４０：現像器、１５０：トナー補給部、２００：トナーボトル、２０１：ボトルモータ、２１０：トナー搬送路、２１１：搬送路モータ、２１２：スクリュー、２１３，２２１：トナーセンサ、４００：ＣＰＵ、４０３：ＥＥＰＲＯＭ
【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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