(57)【要約】【課題】トナー収容器内のトナー残量を精度よく検知すること。【解決手段】  粉体が収容された粉体収容部から粉体を粉体収容部の外に供給し、粉体収容部が駆動されたときのトルクを検知し、トルク検知部で検知されたトルクの値に基づいて粉体収容部内の粉体の残量を算出し、粉体の残量を算出する際に、粉体収容部から粉体を供給しているときの粉体収容部内の粉体の嵩密度よりも高い状態で粉体収容部が駆動されたときのトルクの値に基づいて粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする。【選択図】図９
2017122887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が収容された粉体収容部から当該粉体を粉体収容部の外に供給する駆動部と、
前記駆動部を駆動したときのトルクを検知するトルク検知部と、
前記トルク検知部で検知された前記トルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出する粉体残量算出部と、
を有し、
前記粉体残量算出部は、前記粉体収容部から前記粉体を供給しているときの前記粉体収容部内の粉体の嵩密度よりも高い状態で前記駆動部が駆動したときのトルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする粉体供給制御装置。
【請求項２】
前記粉体残量算出部は、前記駆動部の駆動が停止したあと、所定時間経過後に前記駆動部が駆動したときのトルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする請求項１に記載の粉体供給制御装置。
【請求項３】
前記粉体収容部からの粉体を搬送する粉体搬送部に対して、前記粉体収容部を前記粉体収容部に装着または離間可能に制御する移動制御部と、を有し、
前記移動制御部による前記粉体収容部離間後に、前記駆動部を駆動してから所定時間後のトルクに基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする請求項１に記載の粉体供給制御装置。
【請求項４】
前記粉体収容部から前記粉体が供給される供給路を遮断する供給路遮断部を有し、
前記供給路遮断部による前記供給路の遮断後に、前記駆動部を駆動してから所定時間後のトルクに基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする請求項１に記載の粉体供給制御装置。
【請求項５】
温湿度を測定する温湿度測定部を有し、
前記粉体残量算出部は、前記温湿度測定部で測定された前記温湿度に応じて、粉体の残量を補正することを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の粉体供給制御装置。
【請求項６】
粉体の残量を算出するときは、前記粉体が粉体収容部の外に供給される方向と逆方向に粉体収容部内を移動するように、前記駆動部が駆動することを特徴とする請求項１、請求項３または請求項４に記載の粉体供給制御装置。
【請求項７】
前記粉体を供給する供給路と、
請求項１ないし請求項６のいずれか一項に記載の粉体供給制御装置と、
を有することを特徴とする粉体供給装置。
【請求項８】
請求項７に記載の粉体供給装置と、
前記粉体供給装置から供給された粉体によって、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
粉体が収容された粉体収容部から当該粉体を粉体収容部の外に供給し、
前記粉体収容部が駆動されたときのトルクを検知し、
検知された前記トルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出し、
前記粉体の残量を算出する際に、前記粉体収容部から前記粉体を供給しているときの前記粉体収容部内の粉体の嵩密度よりも高い状態で前記粉体収容部が駆動されたときのトルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする粉体供給制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給制御装置、粉体供給装置、粉体供給制御方法、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置では、感光体上の静電潜像を現像する現像器に対して、容器から粉体を供給している。そして、容器内の粉体が消費され交換時期を迎えると操作者に通知するため、容器内にある粉体の残量を検知している。残量を検知するための方法として、容器を回転させる駆動部としてモータを設け、そのモータの回転数に基づいて、残量を算出する技術がある（例えば、特許文献１参照）。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、製品として運搬される際や画像形成装置の不使用が長時間続いた際には、粉体の物性や取扱い環境によって、容器内に収容された粉体の嵩密度が変動する。さらに、容器内の粉体の嵩密度が変動すると、モータの累積回転数と粉体排出量との相関に変化が生じる。特許文献１の技術においては、モータの累積回転数に基づいて残量を算出するため、残量を精度よく検知することが出来ない。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するために、容器内の粉体残量を精度よく検知することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明の一態様は、粉体が収容された紛体収容部から当該粉体を粉体収容部の外に供給する駆動部と、前記駆動部を駆動したときのトルクを検知するトルク検知部と、前記トルク検知部で検知された前記トルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出する粉体残量算出部と、を有し、前記粉体残量算出部は、前記粉体収容部から前記粉体を供給しているときの前記粉体収容部内の粉体の嵩密度よりも高い状態で前記駆動部が駆動したときのトルクの値に基づいて前記粉体収容部内の粉体の残量を算出することを特徴とする。  
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、粉体収容器内の粉体残量を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概要構成図。
【図２】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図。
【図３】本発明の実施の形態に係るトナーボトルの構成を示す構造図。
【図４】本発明の実施の形態に係るトナー供給部の構成を示す構造図。
【図５】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の機能構成を示す機能ブロック図。
【図６】本発明の実施の形態に係る主制御部及びエンジン制御部の機能構成を示す機能ブロック図。
【図７】本発明の実施の形態に係るトナー残量検知部の機能構成を示す機能ブロック図。
【図８】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図９】本発明の実施の形態に係るトナーの嵩密度またはトルクとトナーボトルの動作停止からの経過時間との関係を示す図。
【図１０】本発明の実施の形態に係るトルクとトナー使用量との関係を示す図。
【図１１】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーが締まったときにおけるトナー使用量とトルクとの関係を示す図。
【図１２】本発明の実施の形態に係るディスプレイパネルの表示態様を示す図。
【図１３】本発明の実施の形態に係る温湿度とトナーの嵩密度の関係を示す図。
【図１４】本発明の実施の形態に係るトナー使用量とトルクの関係を示す図。
【図１５】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図１６】本発明の実施の形態に係るトナーボトルの回転とトナーの嵩密度との関係を示す図。
【図１７】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図１８】本発明の実施の形態に係るトナー供給経路へのトナー供給を遮断する構成図。
【図１９】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図２０】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図２１】本発明の実施の形態に係るトナー供給経路にシャッターを追加した様子を示す図。
【図２２】本発明の実施の形態に係るシャッターの動作態様を示す図。
【図２３】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図２４】本発明の実施の形態に係るトナーボトル内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャート。
【図２５】本発明の実施の形態に係るトルクの測定態様を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、電子写真方式の画像形成装置において、感光体上に形成された静電潜像を現像する現像器にトナーを供給するトナーボトル内のトナーの残量検知を例として説明する。また、本実施形態では、画像形成装置１として、モノクロ機を例に挙げて説明するが、本発明は、カラー画像形成装置についても同様に適用することができる。
【０００９】
図１において、画像形成装置１は、給紙部３００と、画像形成部１００と、原稿を読み取る画像読取装置２００を有する。給紙部３００には、記録媒体である紙やＯＨＰフィルム等の記録紙Ｐが収納されている。記録材Ｐは呼出ローラ６２によって給紙され、その後、画像形成部１００へ搬送される。
【００１０】
画像形成部１００は、像担持体、潜像担持体としての感光体１０、書込装置４７、帯電装置１１、現像装置１２、転写装置１３、感光体クリーニング装置１４、定着装置２２を有している。帯電装置１１は、回転駆動する感光体１０の表面を一様帯電する。書込装置４７は画像読取装置２００で読み取った原稿内容に応じて感光体１０にレーザー光を照射してレーザー書き込みを行い、感光体１０の表面に静電潜像を形成する。
【００１１】
この静電潜像に現像装置１２を用いてトナーを付着させ、これを可視像化する。可視像化にあたり、トナーを現像剤担持体である現像ローラによって感光体１０の静電潜像に付着させる。転写装置１３は転写ベルト１７を備えており、この転写ベルト１７は、転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当てられている。
【００１２】
レジストローラ２１を通過した記録紙Ｐは、転写位置Ｂへ送り込まれる。転写位置Ｂへ送り込まれた記録紙Ｐは、転写装置１３により感光体１０上のトナー像が転写され、その表面にトナー像を担持する。転写後の感光体１０は、その表面に残留した残留トナーがクリーニング装置１４で除去され、除電ランプにより感光体１０上の残留電位も除去される。
【００１３】
定着装置２２は、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２を有し、トナー像を担持した記録紙Ｐに熱と圧力とを加え、記録紙Ｐ上のトナー像を定着する。その後、記録紙Ｐは、排紙ローラ３５により排出スタック部３９上に排出され、そこにスタックされる。一方、記録紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、排出分岐爪３４を切り替え、記録紙Ｐは排紙ローラ３５ではなく反転路４３に搬送される。その後、記録紙搬送ローラ６６を逆回転させ、再搬送路４４を介してレジストローラ２１に搬送される。そして、記録紙Ｐの反対面にも上述と同様にしてトナー像を転写する。
【００１４】
図２は、本実施形態に係るプロセスカートリッジの概略断面図を示す。感光体１０、帯電装置１１、現像装置１２、クリーニング装置１４はプロセスカートリッジ８０として一体に構成されている。
【００１５】
現像装置１２には、感光体１０の静電潜像にトナーを付着させる現像ローラ８１、トナーを含む現像剤の層厚を規制するドクターブレード６、現像剤を撹拌搬送する撹拌搬送スクリュー８２、８３が設けられている。また、クリーニング装置１４には、感光体クリーニングブレード８が取り付けられている。除電ランプ９は、感光体クリーニングブレード８で感光体表面を清掃したあとに感光体１０上の残留電位を除去するものである。
【００１６】
プロセスカートリッジ８０を装置本体に対して着脱する際には、装置の前後方向に延びるガイドレール９１によってプロセスカートリッジ８０が装置手前側にスライドし、図１（ｂ）に示す開口８０ａから取り外すことができる。
【００１７】
図３は、本実施形態に係る粉体収容部であるトナーボトル２０１の構成を示す図である。図４は、粉体搬送部としてのトナー供給部２０２の構成を示す構造図である。トナーボトルの一例として示す図３（ａ）のトナーボトル２０１は、その内壁面に、螺旋状の突起部２１１が設けられている。また、トナーボトル２０１の長手方向一端側の外周にギア２０３が形成されている。図４（ａ）に示すトナー供給部２０２にトナーボトル２０１を装着すると、トナー供給部２０２に設けられた駆動ギア２５０と係合する。
【００１８】
ボトル駆動部３０２の駆動により駆動ギア２５０が回転することでトナーボトル２０１が回転する。トナーボトル２０１の回転にともない、突起部２１１によってトナーが撹拌されながらトナーボトル２０１長手方向にトナーが移動する。トナー供給部２０２の搬送ノズル２２２は、トナー吐出口２１２の内部に侵入しており、トナーボトル２０１内を移動したトナーが搬送ノズル２２２の上面に形成された開口に落下する。開口に入ったトナーは、搬送ノズル２２２内の搬送スクリュー２２５によって現像装置１２へ送られる。
【００１９】
トナーボトルの他の例として示す図３（ｂ）のトナーボトル２０１は、内壁面に凹凸がない円筒形である。そして、トナーボトル２０１の内部に回転可能なスクリュー２１３が設けられている。図４（ｂ）に示すトナー供給部２０２にトナーボトル２０１を装着すると、トナー供給部２０２に設けられた移動制御部である駆動軸２５１とスクリュー２１３とが係合する。ボトル駆動部３０２の駆動により駆動軸２５１が回転することでスクリュー２１３が回転する。
【００２０】
スクリュー２１３の回転にともない、トナーが撹拌されながらトナーボトル２０１長手方向にトナーが移動する。トナー吐出口２１２を通過したトナーはトナー供給部２０２の下面に形成された開口に落下する。開口に入ったトナーは、現像装置１２へ送られる。
【００２１】
図３に示すトナーボトル２０１を交換するときは、図１（ｂ）に示す開口２０ａから装置手前側に引出し、交換用のトナーボトルを奥側に挿入する。そのとき、トナー吐出口２１２を装置奥側に向けてトナーボトル２０１を挿入する。トナーボトル２０１挿入方向先端には、トナーボトル２０１に収容されているトナーを現像装置１２に補給する紛体供給装置としてのトナー供給部２０２（図１、４）が設けられている。
【００２２】
以上説明したように、本実施形態に係るトナーボトル２０１においては、現像装置１２にトナーを供給することで、トナーボトル２０１内のトナーが少なくなる。この時、トナーが充填された新しいトナーボトル２０１を入れ替えることで、トナーの枯渇を防ぐ。カートリッジ式のトナーボトル２０１を入れ替える際には、トナーの残量ができるだけ少なくなってから新しいトナーボトル２０１を入れ替えることが維持費の観点から望ましい。このような観点から、トナーボトル２０１内のトナーの残量を精度よく検知することが必要である。
【００２３】
次に、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示す機能ブロック図である。図５に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、画像読取装置２００、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。
【００２４】
コントローラ２０は、粉体供給制御装置としての主制御部５０、エンジン制御部５１、画像処理部５３、操作表示制御部５４及び入出力制御部５２を含む。ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し、若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェースでもある。即ち、ディスプレイパネル２４は、ユーザによる操作を受けるための画像を表示する機能を含む。
【００２５】
コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能し、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。主制御部５０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部５１は、プリントエンジン２６や画像読取装置２００等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。画像処理部５３は、主制御部５０の制御に従い、印刷出力すべき画像情報に基づいて描画情報を生成する。
【００２６】
画像処理部５３は、画像読取装置２００から入力される撮像データを処理し、画像データを生成する。この画像データとは、スキャナ動作の結果物として画像形成装置１の記憶領域に格納され若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の情報処理端末や記憶装置に送信される情報である。操作表示制御部５４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部５０に通知する。
【００２７】
入出力制御部５２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される情報を主制御部５０に入力する。また、主制御部５０は、入出力制御部５２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８及びネットワークを介してネットワークに接続された他の機器にアクセスする。
【００２８】
図６は、本実施形態に係る特徴的な機能を実現する主制御部５０及びエンジン制御部５１の機能構成を示す機能ブロック図である。図６に示すように、主制御部５０は、時間計測部３１０、開閉制御部３２０、回転制御部３３０、トナー残量検知部３４０を含む。また、エンジン制御部５１は、シャッター駆動部３０１、ボトル駆動部３０２を含む。
【００２９】
時間計測部３１０は、画像形成装置１の使用状況に応じて、所定のタイミングからの経過時間を測定する。開閉制御部３２０は、シャッター駆動部３０１にシャッター２２４の開閉を実行させる命令情報を送信する。シャッター駆動部３０１は、シャッター２２４を開閉駆動させる。回転制御部３３０は、ボトル駆動部３０２にトナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を回転駆動させる命令情報を送信する。ボトル駆動部３０２は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を回転駆動させる。
【００３０】
トナー残量検知部３４０は、トナーボトル２０１内のトナーの残量を検知する。以下、図７を参照して、トナー残量検知部３４０の機能構成について説明する。図７は、本実施形態に係るトナー残量検知部３４０の機能構成を示す機能ブロック図である。
【００３１】
図７に示すように、トナー残量検知部３４０は、トルク検知部３４１、温湿度測定部３４２、トナー残量算出部３４３を含む。トルク検知部３４１は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を駆動させる駆動モータ２２１に加わるトルクをトルクセンサ２２０に検知させ、トルク値を取得する。
【００３２】
温湿度測定部３４２は、画像形成装置１の画像形成部１０６奥側の本体筐体に設置された温湿度センサ１３０に画像形成装置１内部の温湿度を測定させた値を取得する。トナー残量算出部３４３は、トナーボトル２０１内のトナー残量を、トルク検知部３４１、温湿度測定部３４２から取得した夫々の値に基づいて算出する粉体残量算出部である。
【００３３】
このように、トナーを供給する粉体供給装置であるトナーボトル２０１及びトナー供給部２０２において、トナーボトル２０１内のトナーの残量を検知する処理について以下、図面を参照して説明する。
【００３４】
実施の形態１．
図８乃至図１１を用いて実施の形態１について説明する。本実施形態においては、図９に示すトナーの嵩密度またはトルクとトナーボトル２０１の動作停止からの経過時間（放置時間Ｘ）との関係を利用して、トナー残量を算出する。図９に示すように、トナーボトル２０１が動作停止してからの経過時間が長くなるにつれてトナーの嵩密度は高くなり、所定の時間ｂが経過するとトナーの嵩密度が飽和する。
【００３５】
また嵩密度が高くなるにつれてボトル駆動部３０２に加わるトルクが大きくなるが、所定の時間を超えるとトルクも安定する。本実施形態においては、スクリュー２１３もしくはトナーボトル２０１の動作が停止してからの経過時間においてトルクが安定するタイミングを所定の時間ｂとして、所定時間ｂを経過したあとでボトル駆動部３０２を駆動したときのトルクからトナー残量を検知する。
【００３６】
なお、この所定時間ｂは、図９に示すように、時間の経過に伴ってトナーの嵩密度が大きくなり、ボトル駆動部３０２に加わるトルクが安定する時間を計測して定められる。所定時間ｂの値は、トナーの材質や物性に応じて変動する値であり、使用するトナーの種類ごとに実験によって定められ、画像形成装置１内の記憶領域に記憶されている。
【００３７】
図８は、本実施形態に係るトナーボトル２０１内のトナーの残量を検知する処理の流れを示すフローチャートである。トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３の駆動（ボトル駆動部３０２の駆動）が終了（停止）したことを検知すると（Ｓ１９０１）、時間計測部３１０はボトル駆動部３０２の駆動終了からの経過時間を測定する（Ｓ１９０２）。経過時間Ｘが、所定時間ｂを超えない場合（Ｓ１９０３／Ｎｏ）、ボトル駆動部３０２が停止状態であれば（Ｓ１９０９／Ｙｅｓ）、時間計測部３１０は経過時間の計測を継続する。一方、ボトル駆動部３０２が駆動開始した場合（Ｓ１９０９／Ｎｏ）、経過時間Ｘの測定をリセットし、制御が終了する（Ｓ１９０８）。
【００３８】
一方、経過時間Ｘが、所定時間ｂを超えた場合（Ｓ１９０３／Ｙｅｓ）、時間計測部３１０は、所定時間ｂが経過したことを示す情報をトナー残量検知部３４０に通知する。所定時間ｂが経過したことを示す情報をトナー残量検知部３４０が受信したあとにボトル駆動部３０２が駆動を開始したら（Ｓ１９０４／Ｙｅｓ）、トルク検知部３４１はボトル駆動部３０２に加わるトルクの値Ｔをトルクセンサ２２０から取得する（Ｓ１９０５）。
【００３９】
トナー残量算出部３４３は、図１０に示すトルクとトナー使用量との関係からトナー使用量を特定し、トナー使用量からトナー残量を算出する（Ｓ１９０７）。図１１はトナーボトル２０１内のトナーが締まったとき（図９に示す嵩密度が高くなりトルクが安定している状態）におけるトナー使用量とトルクとの関係の理想曲線を示し、トナーボトル２０１内のトナーが使用されるにしたがって、駆動モータ２２１に加わるトルクは小さくなる。
【００４０】
トナー残量算出部３４３は、Ｓ１９０５で取得したトルクの値Ｔからトナー使用量Ｓ（図１０）を算出する。そして、トナーボトル２０１の未使用状態のトナー量からトナー使用量Ｒを差し引くことで、トナー残量が導き出される。
【００４１】
主制御部５０は、算出されたトナー残量をディスプレイパネル２４に表示する（図１１（ａ）及び図１１（ｂ））ための表示情報を生成し、操作表示制御部５４に送信する。操作表示制御部５４は、受信した表示情報をディスプレイパネル２４に表示させる（Ｓ１９０７）。表示情報は、図１１に示すように、トナーボトル２０１内のトナーの残量のみを表示するものか、交換時期に近づいた場合には、トナーの残量に加えて、もうすぐトナーが無くなることを示す表示としてもよい。
【００４２】
主制御部５０によって表示情報がディスプレイパネル２４に送信されると、時間計測部３１０は、経過時間Ｘの測定をリセットし（Ｓ１９１０）、制御が終了する（Ｓ１９０８）。
本実施形態に係る画像形成装置１においては、ボトル駆動部３０２の回転停止前の嵩密度よりも高い嵩密度の状態でボトル駆動部３０２を駆動したときのトルクからトナー残量を算出する。トルクが安定する高い嵩密度の状態のときのトルクを検知することで、従来に比べてより精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。
【００４３】
実施の形態２．
図１２乃至図１４を用いて実施の形態２について説明する。本実施形態は、実施の形態１の制御に加えて温湿度情報からトルク値を補正するものである。そこで実施の形態１のフローチャート（図８）と同じ箇所に同じ符号をつけ、説明を省略する。トナーの嵩密度は温度や湿度の影響を受ける。図１３に示すように、高温高湿のときはトナーが凝集しやすく（嵩密度が高くなる）、反対に低温低湿のときはトナーが凝集しにくく（嵩密度が低い）なる。
【００４４】
そのため、ボトル駆動部３０２の回転停止後の経過時間ｂに対する嵩密度が異なるので、トルクの値も異なる（Ｔ１、Ｔ０、Ｔ２）。また、図１４に示すトナー使用量とトルクの関係も同様に温湿度によって変わる。高温高湿の場合、凝集したトナーがトナーボトルから排出されるので低温低湿の場合に比べて排出量が多い。そのため、低温低湿のトナー使用量Ｓ２に比べて高温高湿のトナー使用量Ｓ１のほうが使用量が多くなる。
【００４５】
なお、図１３に示す関係はトナーの材質や物性、画像形成装置１の使用環境によって変化するものであり、使用するトナーの種類ごとに実験によって定められ、画像形成装置１内の記憶領域に記憶されている。そこで、トルク検知部３４１がボトル駆動部３０２に加わるトルクの値Ｔを取得する（Ｓ１９０５）したあと、温湿度測定部３４２は、画像形成装置１内部の温湿度の情報を温湿度センサ１３０から取得する（Ｓ１９０６）。
【００４６】
そして、トナー残量算出部３４３は、経過時間ｂと温湿度測定部３４２が取得した温湿度との情報の関係からトルクの値（図１３）を特定し、特定したトルクの値と温湿度測定部３４２が取得した温湿度の情報との関係からトナー使用量（図１４）を特定し、トナー残量を算出する（Ｓ１９０７）。
【００４７】
たとえば、温湿度測定部３４２が取得した温湿度の情報が高温高湿だった場合、トナー残量算出部３４３は、図１３において経過時間ｂに対応する高温高湿のときのトルクＴ１を算出し、図１４においてこのトルクＴ１に対応する高温高湿のときのトナー残量Ｓ１を算出する。そして、トナーボトル２０１の未使用状態のトナー量からトナー使用量Ｓ１を差し引くことで、トナー残量が導き出される。
【００４８】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、温湿度の情報からトルクやトナー使用量を補正することで実施の形態１に比べてより精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。
【００４９】
実施の形態３．
図１５および図１６を用いて実施の形態３について説明する。実施の形態１および２では、ボトル駆動部３０２停止の経過時間でトルクが安定する高い嵩密度となる状態を特定していたが、実施の形態３以降では、トナーボトル内のボトルを積極的に凝集させることでトルクが安定する高い嵩密度となる状態を作り出すものである。
【００５０】
本実施形態では、ボトル駆動部３０２の駆動をトナー供給部２０２へトナーを供給する方向とは逆に回転させるものである。図１５は実施の形態３にかかるフローチャートである。実施の形態１のフローチャートと共通する箇所に同じ符号をつけ、説明を省略する。トナー残量を検出するときは、まずボトル駆動部３０２の駆動をトナー供給部２０２へトナーを供給する方向とは逆に回転させる（Ｓ２０００）。次に時間計測部３１０はボトル駆動部３０２の駆動開始からの経過時間を測定する（Ｓ１９０２）。
【００５１】
ここで、ボトル駆動部３０２の逆転駆動が開始すると、トナーボトル２０１内のトナーが撹拌されることでトナーの嵩密度が図１６に示すように低下する。その後、ボトル駆動部３０２の逆転駆動が継続することで、トナー吐出口２１２と反対側にトナーが寄せられることで、寄せられたトナーが凝集する。
【００５２】
そのため、トナーの嵩密度は高くなっていき、所定の時間ａが経過するとトナーの嵩密度が飽和する。所定の時間ａ経過後の嵩密度はボトル駆動部の回転停止前（トナー補給時）の嵩密度よりも高い。また嵩密度が高くなるにつれてボトル駆動部３０２に加わるトルクが大きくなるが、所定の時間を超えるとトルクの値も安定する。なお、所定時間ａの値は、トナーの材質や物性に応じて変動する値であり、使用するトナーの種類ごとに実験によって定められ、画像形成装置１内の記憶領域に記憶されている。
【００５３】
スクリュー２１３もしくはトナーボトル２０１をトナー補給時と逆方向に回転してからトルクが安定する所定時間ａになったら、トルク検知部３４１はボトル駆動部３０２に加わるトルクの値Ｔをトルクセンサ２２０から取得する（Ｓ１９０５）。トルク検知部３４１がトルクを検知したあとのフローチャートは図８と同じであるので説明を省略する。
【００５４】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、トルクが安定する所定時間ａが実施の形態１および２の所定時間ｂよりも短くできるので、トナー残量の算出を迅速に行うことができる。
【００５５】
実施の形態４．
図１７を用いて実施の形態４について説明する。本実施形態は、実施の形態３の制御に加えて温湿度情報からトルク値を補正するものである。そこで実施の形態３のフローチャート（図１５）と同じ箇所に同じ符号をつけ、説明を省略する。実施の形態２で説明したように、トナーの嵩密度は温度や湿度の影響を受ける。したがって、図１６の関係曲線は図１３と同様に温度や湿度によってそれぞれ異なる曲線である。そこで、温湿度測定部３４２が温湿度センサ１３０から温湿度の情報を取得（Ｓ１９０６）したら、残量算出部３４３は、経過時間ａと温湿度情報との関係からトルクの値を特定し、特定したトルクの値と温湿度測定部３４２が取得した温湿度の情報との関係からトナー使用量（図１４）を特定し、トナー残量を算出する（Ｓ１９０７）。
【００５６】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、温湿度の情報からトルクやトナー使用量を補正することで実施の形態３に比べてより精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。また、本実施形態にかかるフローチャートでは、トナーボトルのトナー吐出口２１２と反対方向にトナーが偏り凝集する。
【００５７】
そのため、トナー残量を算出したあと、トナーボトルをトナー供給時と同じ方向に回転させ、トナーボトルの長手方向におけるトナーの偏りを軽減させてもよい。その際、トナーボトルのトナー吐出口２１２からトナーが排出されない程度にトナーボトルを回転させることが好ましい。
【００５８】
実施の形態５．
図１８および１９を用いて実施の形態５について説明する。本実施形態は、図１８に示すトナー供給経路２２３へのトナー供給を遮断する構成が実施の形態４と異なる。トナーボトル２０１内のトナーをトナー供給部２０２に排出するときは、図４に示すようにトナーボトル２０１がトナー供給部２０２に装着されている。
【００５９】
一方、本実施形態のトナー残量を算出するときは、トナーボトル２０１を載置する載置台３０４がモータ３０３によってトナー供給部２０２から離れる方向に移動する。そして、搬送ノズル２２２によってトナーボトル２０１内部に移動していた開閉部２２６がバネの力でトナー吐出口２１２がふさがれる。
【００６０】
このとき、ギア２０３は第２の駆動ギア２５２を係合し回転可能である。第２の駆動ギア２５２は連結部を介してボトル駆動部３０２と連結しており、ボトル駆動部３０２からの駆動を第２の駆動ギア２５２を介してギア２０３に伝達する。なお、ボトル駆動部３０２からの駆動伝達の構成は図１５に限らず、載置台３０４の移動に伴い駆動ギア２５０がギア２０３と係合した状態で移動する構成としてもよい。
【００６１】
図１９は、実施の形態５にかかるフローチャートである。トナー残量を算出するとき、図１８に示すようにトナーボトルをトナー供給部２０２から離れる方向に移動する（Ｓ３０００）。移動後のトナーボトルはボトル駆動部によって回転する（Ｓ２０００）。トナーボトルの回転方向はトナー供給時と同じ方向でもよいし、逆方向に回転してもよい。その後、実施の形態５と同様にトナー残量が算出される。そして、経過時間計測がリセットされたら（Ｓ１９１０）、載置台３０４を移動してトナーボトルをトナー供給部２０２に装着（Ｓ３００１）し、制御が終了する。
【００６２】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、実施形態４と同様に精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。Ｓ２０００でのトナーボトルの回転方向がトナー供給時と同じ方向とした場合、ボトル駆動部３０２の駆動方向の制御が実施の形態４に比べて簡易になる。
【００６３】
また、本実施形態にかかるフローチャートでは、トナーボトルの長手方向の一方にトナーが偏り凝集する。そのため、トナー残量を算出したあと、トナーボトルをＳ２０００のときと逆方向に回転させ、トナーボトルの長手方向におけるトナーの偏りを軽減させてもよい。
【００６４】
実施の形態６．
図２０は実施の形態６にかかるフローチャートである。本実施形態は実施の形態５の制御に加えて温湿度情報からトルク値を補正するものである。温湿度情報からトルク値を補正する方法については、実施の形態４と同様である。本実施形態に係る画像形成装置１においては、温湿度の情報からトルクやトナー使用量を補正することで実施の形態５に比べてより精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。
【００６５】
実施の形態７．
図２１乃至図２３を用いて実施の形態７について説明する。実施の形態５，６ではトナー供給経路２２３へのトナー供給を遮断する構成として、トナーボトルをトナー供給部２０２から離間させていたが、本実施形態では、図２１および図２２のようにトナー供給経路２２３の経路を遮断することで異なる。
【００６６】
図２１は、図４に示すトナー供給経路２２３にシャッター２２４を追加したものである。シャッター２２４は、トナー供給経路２２３を遮断する供給路遮断部であり、トナーの落下をせき止める。図２２（ａ）に示すシャッター２２４は、トナー供給部２０２の内部にシャッター２２４が侵入してトナー供給経路２２３を遮断したり（破線の位置）、退避してトナー供給経路２２３をトナー搬送可能に開放したり（実線の位置）する例である。
【００６７】
または、図２２（ｂ）に示すシャッター２２４でもよい。図２２（ｂ）に示すシャッター２２４は、トナー供給部２０２の外周を覆う部材であり、シャッター２２４の外周の径を小さくすることでトナー供給経路２２３を遮断したり（破線の位置）、もとの径に戻すことでトナー供給経路２２３をトナー搬送可能に開放したり（実線の位置）する例である。
【００６８】
図２３は本実施形態にかかるフローチャートである。トナー残量を算出するとき、図２２に示すようにシャッター２２４によってトナー供給経路２２３の経路を遮断する（Ｓ４０００）。トナー供給経路２２３の経路が閉じた状態で、トナー供給方向にボトル駆動部を駆動しトナーボトル内のトナーをトナー吐出口２１２に向けて送り出す（Ｓ２０００）。その後、実施の形態５と同様にトナー残量が算出される。
【００６９】
そして、経過時間計測がリセットされたら（Ｓ１９１０）、Ｓ２０００のときと逆方向にボトル駆動部を駆動する（Ｓ４００１）。トナー吐出口２１２にトナーが偏り凝集しているため、トナーボトルの長手方向におけるトナーの偏りを軽減させるためである。ボトル駆動部を所定時間駆動したら、シャッター２２４を開放し（Ｓ４００２）、制御が終了する。
【００７０】
本実施形態に係る画像形成装置１においては、実施形態５と同様に精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。また、実施形態５に比べて、トナー供給経路２２３へのトナー供給を遮断する構成が簡易であるため、装置を小型化できる。
【００７１】
実施の形態８．
図２４は実施の形態８にかかるフローチャートである。本実施形態は実施の形態７の制御に加えて温湿度情報からトルク値を補正するものである。温湿度情報からトルク値を補正する方法については、実施の形態４と同様である。本実施形態に係る画像形成装置１においては、温湿度の情報からトルクやトナー使用量を補正することで実施の形態７に比べてより精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を算出することが可能である。
【００７２】
以上説明したように、本発明に係る実施形態においては、ボトル駆動部の回転停止前の嵩密度よりも高い嵩密度の状態でボトル駆動部を駆動したときのトルクからトナー残量を算出する。トルクが安定する高い嵩密度の状態のときのトルクを検知することで、従来に比べてより精度よくトナーボトル内のトナー残量を算出することが可能である。また、画像形成装置内部の温湿度を考慮することにより、トナーの材質や物性、さらには画像形成装置の使用状況を反映させ、さらに精度よくトナー残量を検知することができる。
【００７３】
また、図２５に示すように、駆動モータ２２１に加わるトルクを測定する場合、モータの特性として、トルクにピークが現れる。このような時に、本発明に係る実施形態においては、ピーク時のトルク値、所定時間のトルク値を積分した値、トルクが安定状態にある場合の一定のトルク値のうち、いずれか一つの値を採用して、トナーの残量を算出することが出来る。
【符号の説明】
【００７４】
１  画像形成装置
６  ドクターブレード
８  感光体クリーニングブレード
１０  感光体
１１  帯電装置
１２  現像装置
１４  感光体クリーニング装置
１３  転写装置
１７  転写ベルト
２０  コントローラ
２０ａ  開口
２１  画像読取部
２２  定着装置
２４  ディスプレイパネル
２５  給紙テーブル
２６  プリントエンジン
２８  ネットワークＩ／Ｆ
３０  加熱ローラ
３２  加圧ローラ
３４  排出分岐爪
３５  排紙ローラ
３９  排出スタック部
４３  反転路
４４  再搬送路
４７  書き込み装置
５０  主制御部
５１  エンジン制御部
５２  入出力制御部
５３  画像処理部
５４  操作表示制御部
６２  呼出ローラ
６６  記録紙搬送ローラ
８０  プロセスカートリッジ
８０ａ  開口
８１  現像ローラ
８２、８３  撹拌搬送スクリュー
９１  ガイドレール
１００  画像形成部
２００  画像読取装置
２０１  トナーボトル
２０３  ギア
２１１  突起部
２１２  トナー吐出口
２１３  スクリュー
２２１  駆動モータ
２２２  搬送ノズル
２２３  トナー供給経路
２２４  シャッター
２２５  搬送スクリュー
２２６  開閉部
２５０  駆動ギア
２５１  駆動軸
２５２  第二の駆動ギア
３００  給紙部
３０１  シャッター駆動部
３０２  ボトル駆動部
３１０  時間計測部
３２０  開閉制御部
３３０  回転制御部
３４０  トナー残量検知部
３４１  トルク検知部
３４２  温湿度測定部
３４３  トナー残量算出部
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７５】
【特許文献１】特開２００５−１４８２３８号公報
【図１】
2017122887.tif 000003
【図２】
2017122887.tif 000004
【図３】
2017122887.tif 000005
【図４】
2017122887.tif 000006
【図５】
2017122887.tif 000007
【図６】
2017122887.tif 000008
【図７】
2017122887.tif 000009
【図８】
2017122887.tif 000010
【図９】
2017122887.tif 000011
【図１０】
2017122887.tif 000012
【図１１】
2017122887.tif 000013
【図１２】
2017122887.tif 000014
【図１３】
2017122887.tif 000015
【図１４】
2017122887.tif 000016
【図１５】
2017122887.tif 000017
【図１６】
2017122887.tif 000018
【図１７】
2017122887.tif 000019
【図１８】
2017122887.tif 000020
【図１９】
2017122887.tif 000021
【図２０】
2017122887.tif 000022
【図２１】
2017122887.tif 000023
【図２２】
2017122887.tif 000024
【図２３】
2017122887.tif 000025
【図２４】
2017122887.tif 000026
【図２５】
2017122887.tif 000027