JP2014215487A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の搬送量の検出精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】トナーカートリッジ５１から現像装置１４へトナー搬送装置６０によりトナーを搬送する。そして、トナー搬送装置６０の累積的な動作量に基づいてトナーの総搬送量を算出手段としてのＣＰＵにより算出する。一方、予め定められた時期にトナー搬送装置６０を規定量だけ動作させ、動作前後の現像装置１４内のトナー濃度をトナー濃度センサにより検出し、トナー濃度センサの検出値に基づいてトナー搬送装置６０による単位時間当たりのトナー搬送量を測定し、測定されたトナー搬送装置６０による単位時間当たりのトナー搬送量に基づいてＣＰＵが算出するトナー搬送装置６０によるトナーの総搬送量の値を変更し、トナー搬送量の検出精度を向上させる。【選択図】図３

Description

この発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、上記画像形成装置としては、例えば、現像剤収納容器から現像装置へ搬送手段により現像剤を搬送するよう構成したものがある。かかる画像形成装置において現像剤収納容器内の現像剤残量を検出する技術としては、以下に示すようなものが既に提案されている。

特許文献１は、トナーボトルからトナー貯蔵室に落とし込んだトナーを、トナー搬送手段を介して現像装置に補給する態様を有し、トナー搬送手段の累積作動回数と累積作動時間からトナーボトル内のトナー残量を推定するトナー残量推定方法を提供するため、トナー搬送部材の１回の作動時間を、トナー濃度検知センサの出力変化に応じて制御手段により選択的に設定するとともに、トナー搬送部材の累積作動回数と累積作動時間とからトナーボトルに収容されているトナーの残量を推定するように構成したものである。

特許文献２は、画像形成装置において、現像装置に補給されるトナーが無いことを正確に検知でき、トナー濃度の低下による感光体へのキャリア付着の発生を抑制するため、トナー補給装置内のトナー残量が減少してきた際に、トナー補給前後のトナー補給検知センサの出力差もしくは比率を記憶し、記憶したトナー補給検知センサの出力差もしくは比率の変動から得られる線形近似式によりトナー空の状態を予測するように構成したものである。

特開２００９−１１６００１号公報 特開２０１１−８１２５４号公報

ところで、この発明が解決しようとする課題は、現像剤の搬送量の検出精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供することにある。

請求項１に記載された発明は、少なくともトナーを含む現像剤を搬送先装置へと搬送する搬送手段と、
前記搬送先装置内のトナー濃度を検出する検出手段と、
前記搬送手段の累積的な動作量に基づいて前記搬送手段による現像剤の総搬送量を算出する算出手段と、
予め定められた時期に前記搬送手段を規定量だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値に基づいて前記搬送手段による単位動作量当たりの現像剤の搬送量を測定する測定手段と、
を備え、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記算出手段により算出する前記搬送手段による現像剤の総搬送量を変更することを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載された発明は、像保持体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
現像剤収納容器から前記現像手段に少なくともトナーを含む現像剤を搬送する搬送手段と、
前記現像手段内のトナー濃度を検出する検出手段と、
前記搬送手段の累積的な動作量に基づいて前記現像剤収納容器内の現像剤残量を算出する算出手段と、
予め定められた時期に前記搬送手段を規定量だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値に基づいて前記搬送手段による単位動作量当たりの現像剤の搬送量を測定する測定手段と、
を備え、
前記測定手段の測定結果に基づいて前記算出手段により算出する前記現像剤収納容器内の現像剤残量を変更することを特徴とする画像形成装置である。

請求項３に記載された発明は、前記測定手段は、前記検出手段の検出値と予め定められた第１の目標値よりも低濃度側に設定された第２の目標値との差が予め定められた閾値以下となったとき、前記搬送手段を規定時間だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値の差に基づいて前記搬送手段による単位時間当たりの現像剤の搬送量を測定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である。

請求項４に記載された発明は、前記搬送手段の動作を制御することにより前記現像手段内のトナー濃度を目標値に調整する調整手段を備え、
前記測定手段は、前記トナー濃度の目標値を予め定められた第１の目標値よりも低濃度側に設定された第２の目標値に変更し、前記調整手段の調整により前記検出手段の検出値と前記第２の目標値との差が予め定められた閾値以下となったとき、前記搬送手段を規定時間だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値の差に基づいて前記搬送手段による単位時間当たりの現像剤の搬送量を測定し、その後前記トナー濃度の目標値を前記第１の目標値に戻すことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置である。

請求項５に記載された発明は、前記トナー濃度の目標値を前記第２の目標値に変更しているときは、前記像保持体上に現像されるトナー像の濃度を上昇させる濃度上昇手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置である。

請求項６に記載された発明は、前記搬送手段の累積的な動作量は、前記搬送手段を駆動する駆動源の駆動時間又は回転量を累積的に算出することにより求めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置である。

なお、前記予め定められた時期は、例えば、前記現像剤収納容器を交換したとき、前記現像剤搬送手段を含む画像形成部材を交換したとき、画像形成動作を終了してからの休止時間が予め定められた規定時間以上であるとき、画像形成動作を終了してからの温度変化が予め定められた規定温度以上であるとき、前記測定手段による前回の測定時から画像を形成した記録媒体の数が予め定められた規定数以上であるときの少なくともいずれか一つであるように設定される。

請求項１に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤の搬送量の検出精度を向上させることが可能となる。

請求項２に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤収納容器内の現像剤残量の検出精度を向上させることが可能となる。

請求項３に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、搬送先装置に現像剤が過剰に搬送されることを確実に回避することができる。

請求項４に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像手段内に現像剤が過剰に搬送されることを確実に回避することができる。

請求項５に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、トナー濃度の目標値を変更したときトナー像に濃度低下が発生するのを抑制することができる。

請求項６に記載された発明によれば、その構成を有しない場合に比べて、搬送手段の累積的な動作量を確実に求めることができる。

この発明の実施の形態１に係る画像形成装置を示す構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置のプロセスカートリッジを示す外観斜視図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置のプロセスカートリッジを示す断面構成図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作を示すフローチャートである。 トナー濃度とトナー濃度センサの出力値との関係を示すグラフである。 トナー濃度センサの出力差とトナー搬送レートとの関係を示すグラフである。 トナー消費量とトナー残量表示との関係を示すグラフである。 トナー消費量とトナー残量表示との関係を示すグラフである。 トナー搬送手段の総動作時間とトナー残量表示との関係を示すグラフである。

以下に、この発明を実施するための形態（以下、「実施の形態」という）について図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１は、実施の形態１に係る画像形成装置の全体の概要を示すものである。

＜画像形成装置の全体の構成＞
実施の形態１に係る画像形成装置１は、例えばモノクロプリンタとして構成されたものである。画像形成装置１は、支持フレーム、外装カバー等で構成される筐体１ａの内部空間に、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成して記録媒体の一例としての用紙９に転写する作像ユニット１０と、作像ユニット１０に供給する用紙９を収容するとともに搬送する給紙装置２０と、作像ユニット１０で形成されたトナー像を用紙９に定着する定着装置３０を設置している。実施の形態１では、作像ユニット１０として１つのみで構成されるものを例示しているが、複数のもので構成される作像ユニットを使用しても差し支えない。

上記作像ユニット１０は、例えば公知の電子写真方式を利用して構成されるものであり、矢印Ａで示す方向（図中において時計回り方向）に回転駆動する感光体ドラム１１と、感光体ドラム１１の像形成領域となる周面を所要の電位に帯電させる帯電装置１２と、帯電後の感光体ドラム１１の表面に外部から入力される画像情報（信号）に基づく光ＬＢを照射して電位差のある静電潜像を形成する露光装置１３と、その静電潜像をトナーによりトナー像に現像する現像装置１４と、そのトナー像を用紙９に転写する転写装置１５と、転写後の感光体ドラム１１の表面に残留するトナー等を除去する清掃装置１６とで主に構成されている。

感光体ドラム１１は、接地処理される円筒状又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものである。この感光体ドラム１１は、図示しない回転駆動装置から動力が伝達されて矢印Ａで示す方向に回転するように支持されている。

帯電装置１２は、感光体ドラム１１に接触した状態で配置される接触型の帯電ロールで構成される。帯電装置１２には帯電用電圧が供給される。帯電用電圧としては、現像装置１４が反転現像を行うものである場合、その現像装置１４から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置１３は、画像形成装置１に入力される画像の情報に応じて構成される光ＬＢを、帯電された後の感光体ドラム１１の周面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置１３には、潜像形成時になると画像形成装置１に任意の手段で入力される画像の情報（信号）が送信される。

現像装置１４は、開口部と現像剤の収容室が形成された筐体１４０の内部に、現像剤４を保持して感光体ドラム１１と向き合う現像領域まで搬送する現像ロール１４１と、現像剤４を攪拌しながら現像ロール１４１を通過させるよう搬送する２つのスクリューオーガー等の攪拌搬送部材１４２，１４３と、現像ロール１４１に保持される現像剤４の量（層厚）を規制する層厚規制部材１４４などを配置して構成されたものである。この現像装置１４には、その現像ロール１４１と感光ドラム１１の間に現像用電圧が図示しない電源装置から供給される。また、現像ロール１４１や攪拌搬送部材１４２，１４３は、図示しない回転駆動装置からの動力が伝達されて所要の方向に回転する。さらに、上記現像剤４としては、例えば、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤が使用される。また、現像装置１４は、筐体１４０内の現像剤４のトナー濃度を検出する検出手段としてのトナー濃度センサ１４５を備えている。このトナー濃度センサ１４５としては、例えば、現像剤４の透磁率を検出することにより、現像剤中の非磁性トナーの濃度を検出するものが用いられる。

転写装置１５は、感光体ドラム１１の周面に接触して回転するとともに転写用電圧が供給される転写ロールを備えた接触型の転写装置である。転写用電圧としては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧が図示しない電源装置から供給される。

清掃装置１６は、一部が開口する容器状の本体１６０と、転写後の感光体ドラム１１の周面に所要の圧力で接触するように配置されて残留トナー等の付着物を取り除いて清掃する清掃板１６１と、残留トナー等の付着物を収容する収容室１６２等で構成されている。

給紙装置２０は、画像の形成に使用する所要のサイズ、種類等からなる複数枚の用紙９を積み重ねた状態で収容する、トレイ形式、カセット形式等の用紙収容体２１と、その用紙収容体２１に収容される用紙９を１枚ずつ搬送路に向けて送り出す給紙ロール２２及び用紙分離ロール対２３からなる送出装置２４とを備え、給紙の時期が到来すると、用紙９を１枚ずつ送り出すようになっている。用紙収容体２１は、利用態様に応じて複数装備される。用紙収容体２１は、例えば、筐体１ａの正面（使用者が操作時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられている。

定着装置３０は、用紙９が通過する導入口及び排出口が形成された図示しない筐体の内部に、表面温度が加熱手段により所要の温度に加熱されて保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱回転体３１と、この加熱回転体３１の軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動回転するロール形態、ベルト形態等の加圧回転体３２とを備えている。この定着装置３０は、その加熱回転体３１と加圧回転体３２との間に形成される定着処理部にトナー像が転写された後の用紙９を導入して通過させることで定着を行う。

給紙装置２０と転写装置１５との間には、給紙装置２０から送り出される記録用紙９を転写位置まで搬送する用紙搬送ロール対２５や搬送ガイド材２６で構成される給紙搬送路２７が設けられている。給紙搬送路２７において転写位置の直前の位置に配置される用紙搬送ロール対２５は、例えば記録用紙９の搬送時期を調整するロール（レジストロール）として構成されている。さらに、定着装置３０の用紙搬送方向に沿った下流側には、記録用紙９の搬送方向を切り替える切替部材４１と、記録用紙９を筐体１ａの上部に設けられた排出収容部４２へと排出する排出ロール対４３とが配置されている。排出ロール対４３は、回転方向が記録用紙９を排出収容部４２へと排出する方向である正（排出）方向とその逆方向とに切替可能に構成されている。また、画像形成装置１は、排出ロール対４３を逆方向に回転駆動させたときに、用紙搬送路を切替部材４１によって切り替えられることで、用紙９の表裏を反転させた状態で用紙搬送ロール対２５へと搬送する両面搬送路４６を備えている。両面搬送路４６は、用紙搬送ロール対４４や搬送ガイド材４５等で構成されている。

ところで、この実施の形態に係る画像形成装置１では、図１に示すように、作像ユニット１０を構成する部材のうち、転写装置１５及び露光装置１３を除いた画像形成部材である感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１４及び清掃装置１６がプロセスカートリッジ５０として一体的に構成されている。プロセスカートリッジ５０は、画像形成装置筐体１ａに対して着脱自在に装着されている。画像形成装置筐体１aの上部には、感光体ドラム１１が寿命に達した場合などの所要の時期に、プロセスカートリッジ５０を交換可能とするため、上部蓋体４８が矢印方向に沿って開閉自在に設けられている。

図２はプロセスカートリッジを示す外観斜視図である。

プロセスカートリッジ５０は、図２に示すように、感光体ドラム１１が取り付けられた側の端部と反対側の端部に着脱自在に装着された現像剤収納容器の一例としてのトナーカートリッジ５１を備えている。このトナーカートリッジ５１には、少なくともトナーを含む現像剤が収納される。この実施の形態では、トナーカートリッジ５１にはトナーのみが収納されているが、キャリアとトナーを含む現像剤が収納されていても良い。プロセスカートリッジ５０は、画像形成装置筐体１ａから取り出した状態、及び画像形成装置筐体１ａに装着された状態のいずれの状態においてもトナーカートリッジ５１の着脱が可能に構成されている。なお、図２中、符号５２は、プロセスカートリッジ５１を手で持つための取手部を示している。

プロセスカートリッジ５０は、図３に示すように、感光体ドラム１１が取り付けられた端部と反対側に位置する端部に、トナーカートリッジ５１を装着するため半円筒形状に形成された凹所からなる装着部５３を備えている。装着部５３には、トナーカートリッジ５１の取り付け及び取り外しを行うための半円筒形状に形成された蓋体５４が、トナーカートリッジ５１の外周に沿って移動自在に設けられている。蓋体５４は、図２及び図３に示すように、トナーカートリッジ５１の長手方向に沿った一端部に突出した状態で設けられた平板状の操作部５５を矢印Ｂ−Ｃ方向に沿って移動させることにより開閉操作がなされる。蓋体５４の開閉操作は、トナーカートリッジ５１に設けられた取手部５２を片方の手で持った状態で、他方の手で操作部５５を持ち蓋体５４を移動させることにより行われる。

トナーカートリッジ５１の内部には、図３に示すように、トナーを攪拌しつつ搬送する攪拌搬送部材５５が回転自在に配置されている。攪拌搬送部材５５は、プロセスカートリッジ５０を画像形成装置筐体１ａに装着した際、画像形成装置筐体１ａに設けられた駆動源から駆動力が伝達され回転駆動される。また、トナーカートリッジ５１の装着位置における下端部には、攪拌搬送部材５５によって攪拌されつつ搬送されるトナーを排出するための開口部（排出口）５６が設けられている。そして、蓋体５４を矢印Ｂ方向に沿って移動させることにより、トナーカートリッジ５１の装着部５３が開かれ、トナーカートリッジ５１が装着部５３に装着可能となる。その後、蓋体５４を矢印Ｃ方向に移動させることでトナーカートリッジ５１の装着部５３が閉じられ、トナーカートリッジ５１が予め定められた位置に固定されるとともに、トナーカートリッジ５１に設けられた図示しないシャッター部材が移動して開口部５６が開かれる。

プロセスカートリッジ５０の側面には、図２に示すように、プロセスカートリッジ５１の使用履歴等を記憶する記憶手段としての不揮発性の記憶素子５７が設けられており、プロセスカートリッジ５１が画像形成装置筐体１ａに装着された際に、後述するように、画像形成装置筐体１ａ側の制御回路とデータの通信が可能となっている。また、トナーカートリッジ５１にも、後述するトナー搬送装置の駆動時間等を記憶する図示しない不揮発性の記憶素子が設けられており、やはりプロセスカートリッジ５１が画像形成装置筐体１ａに装着された際に、後述するように、画像形成装置筐体１ａ側の制御回路とデータの通信が可能となっている。

プロセスカートリッジ５０には、図３に示すように、トナーカートリッジ５１から現像装置１４へトナーを搬送する搬送手段としてのトナー搬送装置６０が一体又は別体として設けられている。トナー搬送装置６０は、トナーカートリッジ５１から現像装置１４までトナーを搬送する搬送経路６１を形成する筒状の搬送路形成部材６２と、搬送路形成部材６２の内部に配置されてトナーを現像装置１４に向けて搬送する搬送部材６３とを備えている。搬送路形成部材６２は、少なくとも内部が円筒形状に形成されており、トナーカートリッジ５１の下部から現像装置１４の背面側の上部にわたって配置されている。

搬送路形成部材６２には、トナーカートリッジ５１からトナーを受け入れる開口部（導入口）６４が上面に設けられているとともに、内部を搬送されたトナーを現像装置１４へ供給する開口部（供給口）６５が先端部の下面に設けられている。

搬送部材６３は、トナーを搬送する搬送部６６と、搬送部６６のトナー搬送方向の上流側に設けられ、軸受部材６７によって回転自在に軸支される軸受部６８と、搬送部材６３を回転駆動する駆動部６９とを備えている。搬送部６６は、トナーカートリッジ５１の開口部５６の上流側から現像装置１４までにわたり配置された円柱形状又は円筒形状の軸６６ａと、軸６６ａの外周に螺旋状に設けられた羽根６６ｂとを有している。

搬送部材６３の基端部に設けられた駆動部６９には、図３に示すように、搬送部材６３を回転駆動するためのギア７０が取り付けられている。このギア７０には、交差するように駆動力を伝達するギア７１が噛み合わされている。ギア７１は、図示しないギアを介して駆動モータ７２に取り付けられた図示しない駆動ギアに噛み合わされており、駆動モータ７２を回転駆動することで搬送部材６３が回転駆動され、現像装置１４へトナーが搬送される。

この画像形成装置１による画像形成は、次のようにして行われる。ここでは、最初に用紙９の片面に画像を形成するときの基本的な画像形成（プリント）動作を例に挙げて説明する。

画像形成装置１では、図１に示すように、その制御装置等が画像形成動作の開始指令を受けると、作像ユニット１０において、回転始動する感光体ドラム１１の周面が帯電装置１２により所定の極性及び電位に帯電される。このとき、帯電装置１２では、帯電ロールに帯電用の電圧が印加されることにより感光体ドラム１１の周面を所要の電位に帯電させる。

続いて、帯電された感光体ドラム１１の周面に対して、露光装置１３から画像情報に基づく露光が行われて所要の電位差で構成される静電潜像が形成される。しかる後、感光体ドラム１１に形成された静電潜像は、現像装置１４を通過する際に、その現像ロール１４１から供給される所要の極性に帯電された状態のトナーにより現像されてトナー像として顕像化される。

次いで、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、感光体ドラム１１の回転により転写装置１５と対向する転写位置まで搬送されると、このタイミングに合わせて給紙装置２０から給紙搬送路２７を通して供給される記録用紙９に対して転写装置１５により転写される。この転写後の感光体ドラム１１の周面は、清掃装置１６で清掃される。

続いて、作像ユニット１０においてトナー像が転写された用紙９は、感光体ドラム１１から剥離された後に定着装置３０に導入されるように搬送され、定着装置３０における加熱回転体３１と加圧回転体３２との間の定着処理部を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が溶融して用紙９に定着される。この定着が終了した後の用紙９は、定着装置３０から排出されて用紙排出ロール対４３により筐体１ａの上部に設けられた排出収容部４２に搬送されて収容される。

以上により、１枚の用紙９の片面に対して１色のトナーで形成される単色画像が形成され、基本的な画像形成動作が終了する。複数枚の画像形成動作の指示がある場合には、上記した一連の動作がその枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

また、用紙９の両面に画像を形成する場合は、片面に対して画像が形成された用紙９を、用紙排出ロール対４３により排出収容部４２へと搬送する際、用紙排出ロール対４３が用紙９の後端を保持している間に、用紙排出ロール対４３の回転方向を反転させ、且つ切替部材４１により用紙９の搬送方向を両面搬送路４６へ切り替える。すると、用紙９は、両面用搬送路４６を介して表裏が反転した状態で用紙搬送ロール対２５まで搬送され、感光体ドラム１１上に形成されたトナー像が転写装置１５により転写される。その後、トナー像が転写された用紙９は、定着装置３０に搬送されて定着された後、用紙排出ロール対４３により筐体１ａの上部に設けられた排出収容部４２に搬送されて収容される。

以上により、１枚の用紙９の両面に対して１色のトナーで形成される単色画像が形成され、基本的な画像形成動作が終了する。複数枚の画像形成動作の指示がある場合には、上記した一連の動作がその枚数分だけ同様に繰り返されることになる。

図４は画像形成装置の制御回路１００を示すブロック図である。

図において、符号１０１は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する制御手段としてのＣＰＵを示すものである。ＣＰＵ１０１は、記憶手段としてのＲＯＭ１０２に記憶されたプログラムに基づいて同じく記憶手段としてのＲＡＭ１０３に記憶されたパラメータ等を用いて、画像形成装置１の動作を制御する。

また、ＣＰＵ１０１は、駆動回路１０５を介して駆動モータ７２の駆動を制御することにより、現像装置１４内のトナー濃度が目標値に対して予め定められた規定値の範囲内となるように調整する調整手段としての機能をも備えている。また、ＣＰＵ１０１は、時間を計測するタイマー回路を内蔵しており、画像形成動作を開始した時刻や終了した時刻を計時し、ＲＡＭ１０３に記憶する。また、ＣＰＵ１０１は、予め定められた時期毎に画像がプリントされた用紙９の枚数を計数しており、同じくＲＡＭ１０３に記憶する。

１０４は入出力インターフェイスを示しており、制御回路１００と外部との間で信号の入出力を制御する。入出力インターフェイス１０４は、例えば、駆動回路１０５を介してトナー搬送装置６０を駆動するための駆動モータ７２の駆動信号を出力する。また、プロセスカートリッジ５０やトナーカートリッジ５１に設けられた不揮発性記憶素子５７等との間で接触又は非接触方式の図示しない通信部を介してデータの通信を行う。

１０６は画像形成装置筐体１ａの内部の少なくとも温度及び湿度の一方、本実施の形態では温度を検知する環境検知手段としての環境センサを示している。

１０７はユーザに対してメッセージを表示する報知手段としての表示装置を示すものであり、例えば、画像形成装置１に設けられたユーザインターフェイスやパーソナンコンピュータのプリンタドライバ等から構成されるものである。

＜画像形成装置の特徴部分の動作＞
画像形成装置１は、次のようにして、トナーカートリッジ５１から現像装置１４に搬送されるトナーの搬送量及びトナーカートリッジ５１のトナー残量を算出し、所要の報知動作を実行する。

図５は画像形成装置１の電源がＯＮ状態となったこと又は画像形成装置１の上部蓋体４８が閉じられたことが検知された場合の動作を示すフローチャートである。このフローチャートは、トナー搬送装置６０による単位時間当たりのトナー搬送量（以下、「トナー搬送レート」という。）を算出する動作処理の開始条件を満たしているか否かを判別するものである。

ＣＰＵ１０１は、図５に示すように、トナーカートリッジ５１が新しいトナーカートリッジ５１と交換されたか否か（ステップ１０１）、プロセスユニット５０が新しいプロセスユニット５０と交換されたか否か（ステップ１０２）、前回のプリント動作が終了してから規定時間が経過したか否か（ステップ１０３）、前回のプリント動作が終了してから機内温度が規定温度以上にわたり変化したか否か（ステップ１０４）、前回のトナー搬送レート判定動作を実行してから規定枚数以上の用紙９にプリントされたか否か（ステップ１０５）の少なくともいずれか１つの条件を満たすか否かを判定する。

ここで、トナーカートリッジ５１及びプロセスユニット５０が新しいものと交換されたか否かは、例えば、ＣＰＵ１０１が入出力インターフェイス１０４を介してトナーカートリッジ５１及びプロセスユニット５０に設けられた記憶素子５７等に記憶された情報を読み取ることで判定される。また、前回のプリント動作が終了してから規定時間が経過したか否かは、ＣＰＵ１０１が前回のプリント動作が終了した時刻をＲＡＭ１０３から読み出すことにより、前回のプリント動作が終了した時刻から規定時間が経過したか否かを判定する。

さらに、前回のプリント動作が終了してから温度が規定温度以上にわたり変化したか否かは、ＣＰＵ１０１が環境センサ１０６によって前回のプリント動作終了時の画像形成装置筐体１ａ内の温度を検知してＲＡＭ１０３に記憶しており、前回のプリント動作が終了したときの温度に対して規定温度以上にわたり温度が変化したか否かを判定する。

また、前回のトナー搬送レート判定動作を実行してから規定枚数以上の用紙９にプリントされたか否かは、ＣＰＵ１０１がＲＡＭ１０３に記憶された前回のトナー搬送レート判定動作を実行してからのプリント枚数を読み出すことにより判定する。

そして、ＣＰＵ１０１は、上述した少なくともいずれか１つの条件を満たしていると判定した場合には、トナー搬送レートを算出する動作を実行するためのフラグがオフか否かを判定し（ステップ１０６）、フラグがオフである場合は当該フラグをオン状態とし、次式に示すように、トナー濃度センサ１４５の目標値（ＴＣ目標値）を当初の予め定められた第１の目標値よりも低い低濃度側に設定された第２の目標値に変更して（ステップ１０７）、当該フローを終了する。
ＴＣ目標値＝ＴＣ目標値＋ＴＣ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｏｗｎ

ＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ１４５の目標値（ＴＣ目標値）を第２の目標値に変更している間、トナー濃度センサ１４５の出力値に基づいて現像装置１４の現像ロール１４１に印加する現像バイアスを通常の値よりも高い値に設定するか、又は露光装置１３による露光量を増加させる処理を実行することにより、画像濃度の低下を抑制するのが望ましい。

また、ＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ１４５の検出値が第１の目標値よりも高濃度側に移行している場合には、トナー濃度センサ１４５の出力値に基づいて現像装置１４の現像ロール１４１に印加する現像バイアスを通常の値よりも低い値に設定するか、又は露光装置１３による露光量を低下させる処理を実行することにより、画像濃度の上昇を抑制するのが望ましい。

なお、ここで、トナー濃度センサ１４５の目標値（ＴＣ目標値）を低濃度側に設定された第２の目標値に変更するに当たり、当初の第１の目標値であるＴＣ目標値に対して所要のトナー濃度値であるＴＣ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｏｗｎを加算している理由は、図９に示すように、トナー濃度センサ１４５がトナー濃度が高くなるに従い出力が低下する負の特性を有しているからである。

また、ＣＰＵ１０１は、上述したいずれの条件をも満たさないと判定した場合、及びトナー搬送レート判定を実行するためのフラグがオン状態である（既にトナー搬送レートの判定処理を実行済みである）場合は、当該フローを終了する。

図６は画像形成装置におけるプリント時の動作を示すフローチャートである。

次に、ＣＰＵ１０１は、図６に示すように、プリント開始信号が入力されるとプリント動作を開始し（ステップ２０１）、記録用紙９に記録すべき画像データの画素数（１ページ当たりの総画素数）（Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｕｎｔ）を取得し、当該画素数（Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｕｎｔ）に対応したトナーの搬送時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（Ｐ））を算出する（ステップ２０２）。その後、ＣＰＵ１０１は、トナー濃度センサ１４５の出力値を取得し、当該トナー濃度センサ１４５の出力値に対応したトナーの搬送時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（ＴＣ））を算出する（ステップ２０３）。ここで、トナー濃度センサ１４５の出力値に対応したトナーの搬送時間の算出処理は、現像装置１４内のトナー濃度を目標値に対して所要の範囲内となるように制御するためのものである。

その後、ＣＰＵ１０１は、記録用紙９の画素数（Ｐｉｘｅｌ Ｃｏｕｎｔ）に対応したトナーの搬送時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（Ｐ））と、トナー濃度センサ１４５の出力値に対応したトナーの搬送時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（ＴＣ））とを加算することにより、次に示すように、駆動モータ７２の動作時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ）を算出する（ステップ２０４）。
Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ＝Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（Ｐ）＋Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ（ＴＣ）

次に、ＣＰＵ１０１は、駆動モータ７２を上記の動作時間（Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ）に対応した時間だけ駆動し（ステップ２０５）、トナーカートリッジ５１から現像装置１４にトナーを搬送して供給した後、次式に基づいて駆動モータ７２の累積的な駆動時間（総駆動時間）（ｔｏｔａｌ＿Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ）を算出する（ステップ２０６）。
ｔｏｔａｌ＿Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ
＝ｔｏｔａｌ＿Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ＋Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ

そして、ＣＰＵ１０１は、プリントジョブが終了したか否かを判定し（ステップ２０７）、プリントジョブが終了していない場合は、ステップ２０２に戻り、ステップ２０２〜２０６の動作を実行し、プリントジョブを終了していると判定した場合は、トナー搬送レート判定フラグがオンか否かを判定する（ステップ２０８）。

ＣＰＵ１０１は、トナー搬送レート判定フラグがオンであると判定すると、トナー濃度センサ１４５の出力値とトナー濃度センサ１４５の目標値との差の絶対値が開始閾値以下であるか否かを判別し（ステップ２０９）、開始閾値以下である場合、即ち現像装置１４内のトナー濃度がトナー搬送レート判定処理を実行する目標値まで低下したと判定した場合には、トナー搬送レート判定処理を実行した後（ステップ２１０）、トナー残量率算出処理を実行する（ステップ２１１）。また、開始閾値以下でないと判定した場合には、トナー搬送レート判定処理を実行することなく、トナー残量率算出処理を実行する（ステップ２１１）。

図７はトナー搬送レート判定処理を示すフローチャートである。

トナー搬送レート判定処理において、ＣＰＵ１０１は、図７に示すように、最新のトナー濃度センサ１４５の出力値を供給動作前のトナー濃度センサ１４５の出力値としてＲＡＭ１０３に記憶した後（ステップ３０１）、駆動モータ７２を規定時間（例えば、２０秒）だけ強制的に駆動し、現像装置１４にトナーを搬送し供給する（ステップ３０２）。そして、ＣＰＵ１０１は、トナー供給後の最新のトナー濃度センサ１４５の出力値を供給動作後のトナー濃度センサ１４５の出力値としてＲＡＭ１０３に記憶する（ステップ３０３）。

その後、ＣＰＵ１０１は、ＲＡＭ１０３に記憶された供給動作前のトナー濃度センサ１４５の出力値から供給動作後のトナー濃度センサ１４５を減算することにより、トナー濃度センサ１４５の出力値の変化量ΔＴＣ＿ｄｉｓｐｃｈｅｃｋを求めた後（ステップ３０４）、トナー濃度センサ１４５の出力値の変化量ΔＴＣ＿ｄｉｓｐｃｈｅｃｋとトナー搬送レートとの関係を示す図１０に示すような特性に基づいて、テーブルを参照するか関係式に基づいて演算処理を実行することにより、単位時間（例えば１秒）当たりのトナー搬送量であるトナー搬送レート（ｍｇ／秒）を算出する（ステップ３０５）。

次に、ＣＰＵ１０１は、トナー搬送レートを算出するために駆動モータ７２を駆動した駆動時間（ｔｏｔａｌ ｄｉｓｐｔｉｍｅ）を、トナー搬送レート判定時の駆動時間（ｄｉｓｐｃｈｅｋ＿Ｄｉｓｐ Ｔｉｍｅ）とする（ステップ３０６）。

更に、ＣＰＵ１０１は、トナー搬送レート判定時のトナー残量をｄｉｓｐｃｈｅｋ＿トナー残量とし（ステップ３０７）、トナー搬送レート判定のためのフラグをオフ状態とし、トナー濃度の目標値を次式に示すように第２の目標値から元の第１の目標値に戻す処理を実行して当該フローを終了する（ステップ３０８）。
ＴＣ目標値＝ＴＣ目標値−ＴＣ＿ｏｆｆｓｅｔ＿ｄｏｗｎ

図８はトナー残量率算出処理を示すフローチャートである。

ＣＰＵ１０１は、トナー搬送レートの判定処理を実行する前後のトナー濃度センサの出力値の差（ΔＴＣ＿ｄｉｓｐｃｈｅｃｋ）が“０”に等しいか否か、トナー搬送レートの判定処理が実行されたかを判定し（ステップ４０１）、トナー濃度センサ１４５の出力値の差（ΔＴＣ＿ｄｉｓｐｃｈｅｃｋ）が“０”に等しい場合、つまりトナー搬送レートの判定処理が実行されていない場合は、トナー搬送レート（ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ）を予め定められた基準値に設定する（ステップ４０２）。一方、トナー濃度センサ１４５の出力値の差（ΔＴＣ＿ｄｉｓｐｃｈｅｃｋ）が“０”でない場合、つまりトナー搬送レートの判定処理が実行された場合は、トナー搬送レート（ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ）をトナー搬送レートの判定処理により算出されたトナー搬送レート（ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ）に変更する（ステップ４０８）。

その後、ＣＰＵ１０１は、トナー残量率を次の式に基づいて算出する（ステップ４０３）。
トナー残量率（％）＝
トナー残量率（％）＊[１−ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ＊（ｔｏｔａｌ＿ＤｉｓｐＴｉｍｅ−ｄｉｓｐｃｈｅｃｋ＿ＤｉｓｐＴｉｍｅ）／ｄｉｓｐｃｈｅｃｋ＿トナー残量]

ここで、トナー搬送レートの判定処理が実行された以降は、トナー搬送レート（ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ）が予め定められた基準値ではなく、トナー搬送レートの判定処理で算出された実際のトナー搬送装置６０に対応したトナー搬送レート（ｄｉｓｐ＿ｒａｔｅ）に基づいてトナー残量率が算出される。

その後、ＣＰＵ１０１は、トナー残量率が予め定められた交換判定値以下か否かを判定し（ステップ４０４）、トナー残量率が交換判定値以下である場合には、トナーカートリッジの交換を促すメッセージを表示装置１０７に表示して当該処理を終了する。

また、ＣＰＵ１０１は、トナー残量率が交換判定値以下でないと判定した場合は、トナー残量率が交換準備判定値以下か否かを判定する（ステップ４０６）。そして、トナー残量率が交換判定値以下である場合には、トナーカートリッジの交換の準備を促すメッセージを表示装置１０７に表示して（ステップ４０７）当該処理を終了する。また、ＣＰＵ１０１は、トナー残量率が交換判定値以下でないと判定した場合は、当該処理を終了する。

この実施の形態に係る画像形成装置１では、トナーカートリッジ５１の攪拌搬送部材５５や、トナー搬送装置６０を構成する搬送部材６３などに公差が存在する場合であっても、トナー搬送レートの判定処理を実行することにより、現像装置１４に実際にトナーを搬送して、画像形成装置１に装備されたトナー搬送装置６０のトナー搬送レートを算出することができ、駆動モータ７２を駆動した場合における単位時間当たりのトナー搬送量を実際に求めることができ、トナーカートリッジ５１内のトナー残量の検出精度を向上させることが可能となる。

そのため、図１１及び図１２に示すように、トナー搬送装置６０のトナー搬送レートが予め定められた値よりも高い場合及び低い場合のいずれにおいても、本実施の形態に係るトナー搬送レートの算出処理を実行しない場合に比較して、トナーカートリッジ５１内のトナー残量を目標とするトナー残量の推移に略沿った状態で求めることができ、トナー残量の検出精度を向上させることができる。

これに対して、本実施の形態を適用しない場合には、図１３に示すように、トナー搬送装置６０のトナー搬送レートのばらつきにより、トナー搬送装置６０の総駆動時間に対してトナー残量の表示値が大きく異なり、トナーカートリッジ５１内にトナー残量が十分存在するにもかかわらず、トナー残量の表示値がゼロとなり、トナー残量が過多となってしまったり、トナーカートリッジ５１内にトナー残量が殆どないにもかかわらず、トナー残量の表示値が大きな値となり、トナーカートリッジ５１の交換準備が整わないといった不具合が発生する虞れがある。

１…画像形成装置
１４…現像装置
１４５…トナー濃度センサ
６０…トナー搬送装置
７２…駆動モータ
１０１…ＣＰＵ

Claims (6)

1. 少なくともトナーを含む現像剤を搬送先装置へと搬送する搬送手段と、
   前記搬送先装置内のトナー濃度を検出する検出手段と、
   前記搬送手段の累積的な動作量に基づいて前記搬送手段による現像剤の総搬送量を算出する算出手段と、
   予め定められた時期に前記搬送手段を規定量だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値に基づいて前記搬送手段による単位動作量当たりの現像剤の搬送量を測定する測定手段と、
   を備え、
   前記測定手段の測定結果に基づいて前記算出手段により算出する前記搬送手段による現像剤の総搬送量を変更することを特徴とする画像形成装置。
2. 像保持体上に形成された静電潜像を現像剤によりトナー像に現像する現像手段と、
   現像剤収納容器から前記現像手段に少なくともトナーを含む現像剤を搬送する搬送手段と、
   前記現像手段内のトナー濃度を検出する検出手段と、
   前記搬送手段の累積的な動作量に基づいて前記現像剤収納容器内の現像剤残量を算出する算出手段と、
   予め定められた時期に前記搬送手段を規定量だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値に基づいて前記搬送手段による単位動作量当たりの現像剤の搬送量を測定する測定手段と、
   を備え、
   前記測定手段の測定結果に基づいて前記算出手段により算出する前記現像剤収納容器内の現像剤残量を変更することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記測定手段は、前記検出手段の検出値と予め定められた第１の目標値よりも低濃度側に設定された第２の目標値との差が予め定められた閾値以下となったとき、前記搬送手段を規定時間だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値の差に基づいて前記搬送手段による単位時間当たりの現像剤の搬送量を測定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。
4. 前記搬送手段の動作を制御することにより前記現像手段内のトナー濃度を目標値に調整する調整手段を備え、
   前記測定手段は、前記トナー濃度の目標値を予め定められた第１の目標値よりも低濃度側に設定された第２の目標値に変更し、前記調整手段の調整により前記検出手段の検出値と前記第２の目標値との差が予め定められた閾値以下となったとき、前記搬送手段を規定時間だけ動作させ、動作前後の前記検出手段の検出値の差に基づいて前記搬送手段による単位時間当たりの現像剤の搬送量を測定し、その後前記トナー濃度の目標値を前記第１の目標値に戻すことを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記トナー濃度の目標値を前記第２の目標値に変更しているときは、前記像保持体上に現像されるトナー像の濃度を上昇させる濃度上昇手段を備えることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送手段の累積的な動作量は、前記搬送手段を駆動する駆動源の駆動時間又は回転量を累積的に算出することにより求めることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。

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