JP4916039B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は電子写真複写機等の画像形成装置に係り、特に交換可能としたトナーボトルによってトナー補給がなされる画像形成装置に関する。

近年、電子写真複写機、情報記録装置等の小サイズ化が進み、静電潜像担持体の周りの限られたスペースの中に複数の現像器を設ける場合や、現像器を小型化する場合があり、現像器内のトナー収納容量も少なくなっている。

そこで、トナーが充填された貯蔵容器（以下トナーボトルという）から現像器に直接トナーを補給する画像形成装置が存在する。この構成では、トナーボトル内のトナー残量によって現像器内への排出されるトナー量が一定でないため、現像容器内の新／旧トナーの割合が不均一となり画質不良を引き起こすことがある。

これに対し、トナーボトルと現像器の間に一時的にトナーを貯蔵するトナー補給部（ホッパー）を設け、ホッパーを介して現像器にトナーを補給することにより安定したトナー補給を行なう画像形成装置が存在する。

トナーボトル内のトナーは、トナーボトルが回転することにより、ホッパー内に供給される。ホッパー内に供給されるトナー量は、ホッパーに設けられた残量検知手段の検知出力に応じてトナーボトルを回転させることにより制御され、ホッパー内のトナー量を一定に保っている。

ホッパー内に供給されたトナーは、ホッパー内に設けられたスクリューによって現像器に搬送される。搬送されるトナー量は、現像器に設けられたトナー残量検知センサの検知結果によって制御され、適時現像器に補給される。この際のスクリューの回転軸と同期してホッパー内に設けた攪拌部材が回転し、ホッパー内にトナーが滞留することを防止している。

上記動作を繰り返すことにより、トナーボトルから現像器にトナーを安定して補給することが可能となる。

特許文献１には、現像によって消費されたトナーの現像器内への補給をトナー搬送機構によってホッパーから行う技術が開示されている。この構成では、ホッパー内のトナー残量検知センサがトナーホッパー内のトナーなしと検知したとき、トナーボトルを回転してトナーホッパーへのトナー補給が行われる。トナーボトルの回転が行われた後も尚、トナー残量検知センサによりホッパー内トナーなし状態が維持されたときは、制御部はトナーボトル交換の要請表示を行い、ついでトナー搬送機構の回転数の計数を開始し、計数値が所定の回転数に達したときは、プリント動作の停止予告の表示を行う。

特開２００５−０８４０７２号公報

上述した従来技術では、トナーボトルが使用初期状態の場合、トナーボトルから大量のトナーが排出され、トナーボトルの排出口付近にはトナーが滞留する。トナーボトルからは、ホッパーに設けられたトナー残量検知センサが"トナーあり"と検知するまでトナーの排出を続けるため、ホッパー内にトナーがあるにもかかわらず、トナー残量検知センサが"トナーあり"と検知するまでに時間がかかる。その結果、ホッパーのトナー溢れ出しのおそれがある。また、上記状態でトナーボトルを挿抜された場合にはトナーボトルの排出口に付着したトナーによって、装置内やユーザの手や衣服を汚すことが懸念される。

逆にトナーボトル内のトナーが少量の場合、ホッパー内のトナー残量検知センサがトナーなしを検知し、トナーボトルを所定の回転数又は時間回転させた後でもトナーの排出量が低下している。その為、ホッパーに設けられたトナー残量検知センサのトナーなし状態を検知し続け、トナーボトルにトナーがあるにもかかわらず、空誤検知が発生する場合がある。

ここで、ホッパーに設けられたトナー残量検知センサのトナーなし状態を確認するためにホッパー内に設けられた攪拌パドルを動作させ、ホッパー内の片寄ったトナーを攪拌することで、トナー残量検知センサにトナーを検出させることも考えられる。しかし、最近の製品では、小型化やコストダウンのために、現像器へのトナー補給を行う搬送路内のオーガー（スクリュー）の駆動源と攪拌パドルの駆動源を共通化したものがある。このような場合、トナー検出のために攪拌パドルを動作させると、現像器内にトナーが充分存在しオーガーの動作が不要な場合においてもオーガーが動作してしまい、現像器内へのトナー供給過多が発生するおそれがある。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、トナーボトルの空誤検知を防止するとともに、ホッパーひいては現像器へのトナー補給の信頼性を高めることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明による画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像器を備えた画像形成装置において、トナーボトルを着脱可能に収納するトナーボトル収納手段と、収納されたトナーボトルから供給されたトナーを貯蔵するホッパーと、前記ホッパーから前記現像器にトナーを搬送する搬送手段と、前記ホッパー内に設けられ、前記搬送手段がトナーを搬送している際に、ホッパー内を攪拌する攪拌部材と、前記ホッパー内トナーの有無を検知するホッパー内トナー検知手段と、前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーなしが検知された際に、トナーボトルを単位量回転させてトナーボトルから前記ホッパーへトナーを補給するトナー補給手段と、前記ホッパー内トナー検知手段によるホッパー内トナーなしの検知後の前記トナーボトルの単位量の回転の実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数を計数する計数手段と、制御手段とを備える。この制御手段は、前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数が所定の閾値に達すると、前記攪拌部材を駆動させ、この攪拌部材の駆動後も前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーなしが検知されると当該トナーボトル内にトナーなしと判定し、前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数が所定の閾値に達する前又は前記攪拌部材の駆動後に前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーありが検知されると、前記計数された実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数をクリアすることを特徴とする。

前記ホッパー内トナー検知手段によるホッパー内トナーなしの検知後に前記トナーボトルの単位量の回転によるトナー補給動作を行ってもホッパー内トナーありが検知されない場合にトナーボトルの単位量の回転を繰り返す。その際の実行回数が所定の閾値に達するということは、トナーボトル内のトナー残量が低下していることを意味する。そのような実行回数が所定の閾値に達したとき、直ちにトナーボトル内にトナーなしと判定するのではなく、前記攪拌部材を駆動させ、この攪拌部材の駆動後もホッパー内トナーなしが検知されたときに当該トナーボトル内にトナーなしと判定する。すなわち、ホッパー内のトナーがトナーボトルの排出口付近に偏った状態ではホッパー内にトナーが残っているにも拘わらず、ホッパー内トナーなしと判定される可能性がある。このような空誤検知は、攪拌部材の駆動によりトナーありが検知されるようになることによって、回避される。

前記制御手段は、前記所定の閾値を、トナーボトル交換後の前記実行回数を累積した累積値に基づいて可変設定することができる。例えば、その累積値が大きくなるほど、トナーボトルの残量が低下していることを意味する。そのため、累積値が大きいほど、トナーボトルの単位量の回転でトナーボトルから排出されるトナー量が少なくなる。これを補うために、累積値が大きくなるにつれて段階的に閾値を大きくすれば、ホッパー内トナーなし検知時にトナーボトルからホッパーへの補給動作回数も増加するため、閾値を大きくしない場合に比べて、ホッパーモータを駆動してもホッパー内トナーなしと判定される可能性が低減される。

本発明の画像形成装置は、前記現像器内のトナーを検知する現像器内トナー検知手段をさらに備えてもよい。その場合、前記制御手段は、前記実行回数が所定の閾値に達したとき、前記現像器内トナー検知手段により前記現像器内のトナーの量が所定量以上であることが検知されたとき、前記搬送手段の駆動を抑止する。これにより、現像器内のトナー量が所定量を超えているときのトナー搬送を禁止し、現像器内への補給過多が防止される。

前記所定の閾値として、少なくとも第１および第２の閾値を設け、前記制御手段は、前記ホッパー内トナー検知手段によるホッパー内トナーなしの検知後の前記攪拌部材の駆動後にホッパー内トナーありが検知された時点での前記実行回数の値に基づいて、トナーボトル内のトナーの残量を複数段階に判定するようにしてもよい。これにより、ＣＲＵＭ（不揮発性メモリ）を搭載していないトナーボトルを用いた場合でも、トナーボトル内のトナーの残量の推移（中間的な残量）を推測することができる。

前記少なくとも第１および第２の閾値の各々に応じた前記搬送手段および攪拌部材の駆動時間を、当該閾値の大きさに応じて異ならせるようにしてもよい。閾値が大きい方がトナーボトルからのトナー排出量が低下すると考えられるので、ホッパーモータの駆動時間すなわち攪拌時間を拡大することによりホッパー内トナーの検知の可能性を高めることができる。

トナーボトルが交換されたことを検知する手段をさらに備えてもよい。この場合、前記制御手段は、トナーボトルの交換後の少なくとも最初の前記トナーボトルの単位量回転によるホッパーへのトナーの補給の際に、前記搬送手段を駆動する。トナーボトルの交換後はトナーボトル内のトナー量が多く、最初のトナーボトルの単位量回転時には、トナーボトルからのトナーの排出量が著しく多い場合が想定される。そのような場合においても、前記搬送手段を駆動することにより、ホッパー内のトナーを均等に均すことができる。この為、機内をトナーで汚すことが回避され、トナーボトル交換時にユーザの手や衣服の汚染を防止できる。

本発明はトナーボトルの空誤検知を防止し、トナーボトル空表示を行なう際のトナーボトル内のトナー残量を低減するとともに、新たに検知装置を付け加えることなくトナーボトル内のトナー残量をユーザに知らせることが可能となる。

本発明の実施の形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す図である。 図１内に示した現像器にトナーを供給するトナー供給機構の部分拡大図である。 図２内に示したトナー供給機構をその制御ハードウェアとともに示した図である。 本発明の実施の形態において使用したトナーボトルの回転サイクル数とトナー排出量の関係を測定した結果を示すグラフである。 本発明の実施の形態におけるトナーボトルの回転サイクル数に対応した領域ａでのトナーボトルおよびホッパー内のトナーの様子を例示した図である。 本発明の実施の形態におけるトナーボトルの回転サイクル数に対応した領域ｂでのトナーボトルおよびホッパー内のトナーの様子を例示した図である。 本発明の実施の形態におけるトナーボトルの回転サイクル数に対応した領域ｃでのトナーボトルおよびホッパー内のトナーの様子を例示した図である。 本発明の実施の形態におけるトナー残量制御の第１の処理例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるトナー残量制御の第２の処理例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるトナー残量制御の第３の処理例を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態におけるトナー残量制御の第４の処理例を示すフローチャートである。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１に本実施の形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略構成を示す。図１に示す矢印方向に回転する感光体ドラム（像担持体）２の周囲に、感光体ドラム２を所定電位に帯電する帯電部材３、感光体ドラム２上に静電潜像を書き込むレーザ走査装置などの画像書込装置４、感光体ドラム２上に形成された静電潜像をトナーにて可視像化する現像器５、感光体ドラム２表面の未転写トナーを除去するクリーニング装置６、および転写手段とを備えている。転写手段は、転写材を搬送する転写ベルト７と現像器５により現像された現像像を転写材に転写する転写ローラ８とからなる。

画像形成装置の作像プロセスについて説明する。先ず、帯電部材３にて感光体ドラム２を一様に帯電した後、画像書込装置４からのレーザ光にて感光体ドラム２上に静電潜像を書き込む。その後、現像器５にて静電潜像をトナー像として可視像化し、所定のタイミングで転写部位へと移動させる。一方、転写材は、転写ベルト７にて所定のタイミングで転写部位へと搬送され、転写ローラ８と、帯電された転写ベルト７によって転写バイアスを印加されることで、感光体ドラム２上のトナー像が転写材に転写される。なお、転写ベルト７及び転写ローラ８とからなる転写手段は、帯電部材３による帯電とは逆極性となるように転写電界をかける。

図２に、感光体ドラム２に対向した現像器５にトナーを供給するトナー供給機構の部分拡大図を示す。図２（ａ）は正面図、図２（ｂ）は側面図を示している。

図２に示すように、トナー供給機構２５は、トナーボトル１０を着脱可能に収納するボトル収納部（トナーボトル収納手段）９と、トナーボトル１０から供給されるトナーを一時的に蓄えるホッパー１２とを有している。トナーボトル１０とホッパー１２とは、トナーボトルの排出口１１がホッパー１２に挿入され、その結合部１４に結合されることにより接続される。トナーボトル１０の内壁には螺旋状の突条が設けられている。トナー供給
機構２５によりトナーボトル１０を回転させると、当該突条と重力の働きにより、トナーボトル１０内のトナーが排出口１１に送り出され、ホッパー１２内にトナーが供給される。ボトル結合部１４には、図２（ｂ）に示すようにボトルモータ１５が接続されており、このボトルモータ１５が回転することによってボトル結合部１４も回転し、排出口１１からホッパー１２にトナーを送り出す。この構成によってトナー補給手段が実現される。ま
たホッパー１２と現像器５とは、搬送路１６を介して接続されている。ホッパー１２内のトナーはその下端に設けられた開口から搬送路１６を経由して現像器５へ供給される。ホッパー１２内に設けられた攪拌部材としての攪拌パドル１３を回転させると、ホッパー１２内のトナーの搬送路１６への移動が促される。搬送路１６内には搬送手段としてのオーガー（スクリュー）１７が配置され、ホッパーモータ２０の回転により、搬送路１６内のトナーが現像器５へ搬送されるようになっている。

本実施の形態では、ホッパー１２に設けられたトナーセンサ（ホッパー内トナー検知手段）１８によりホッパー１２内のトナーの量を検知することにより、間接的にトナーボトル１０内のトナー残量検知を行っている。

図３にトナー供給機構２５をその制御ハードウェアとともに示す。

ボトルモータ１５は、画像形成装置本体の制御装置１９に接続されている。制御装置１９は、ＣＰＵ等の処理装置で構成され、メモリ２２内に格納された制御プログラムを読み出して実行することにより必要な処理を実現する。制御装置１９は、トナーセンサ１８の検知結果に応じて、トナー補給を要求された場合、トナーボトル１０を第1の規定時間（本例では３秒）の回転駆動と第2の規定時間（本例では２秒）の停止とを１サイクルとして、必要なサイクル分の動作を繰り返すようにボトルモータ１５を制御する。１サイクルの回転駆動は時間でなく回転数で規定してもよい。

例えば、トナーセンサ１８は定期的にホッパー１２内のトナー有無検知を行い、トナーセンサ１８からの信号は常時、制御装置１９に出力される。（本実施の形態では、トナーセンサ１８は画像形成時のみトナーの有無検知を行う。）制御装置１９は、トナーセンサ１８からの信号がホッパー内トナーなしを示す場合、ホッパー１２内のトナーが少なくなっていると判断し、ボトルモータ１５を１サイクル動作するように指示する信号を出力する。これにより、トナーボトル１０からホッパー１２に対してトナーを供給し、トナーセンサ１８がトナー有りを検知するまでに上記サイクルを繰り返して実行する。その際、サイクル数を計数してメモリ２２に記憶し、トナーセンサ１８がトナー有りを検知すると計数値をクリアする。

上述のとおり、現像器５へのトナー補給は、搬送手段である搬送路１６内のオーガー（図２の１７）に行われ、現像器５に設けられたトナーセンサ２１の検知結果が規定値を下回った時点で、制御装置１９からの駆動指示によりホッパーモータ２０を駆動し、現像器５にトナー補給を行う。現像器５内に配置されたトナーセンサ２１は、現像器５内のトナーの量が所定量以上であることを検知するための現像器内トナー検知手段として機能する。上述したホッパー１２内に設けられた攪拌パドル１３は、搬送路１６内のオーガー１７と同一の駆動源であるホッパーモータ２０により、オーガー１７が駆動されている際に、回転し、ホッパー１２内のトナーを攪拌する。

図４は、本実施の形態において使用したトナーボトル１０の回転サイクル数とトナー排出量の関係を測定した結果を示すグラフである。横軸がボトル回転サイクル数を示し、左縦軸が１サイクル当たりのトナー排出量（ｇ）、右縦軸は総排出量（ｇ）を示している。図中のグラフ（１）（２）は１サイクル当たりのトナー排出量の測定結果を示し、グラフ（５）（６）はそれぞれの多項式近似した曲線を示している。グラフ（３）（４）は総排出量を示している。また、実線のグラフ（１）（３）（５）は、トナーボトル内のトナーが入口近くに偏った場合（Ｔａｋｅ１）の測定結果を示し、破線のグラフ（２）（４）（６）はトナーボトルのトナーが入口の反対側の底近くに偏った場合（Ｔａｋｅ２）の測定結果を示している。

グラフ（１）（２）によれば、トナーの偏りにより、トナーボトルの交換後の初期状態（ａの領域）ではサイクル当たりのトナー排出量に差異が見られるが、総体的にはグラフ（５）（６）のように近似され、トナーボトル内でトナーが偏っていてもトナー排出量の差は小さいことが分かる。このグラフ（５）（６）から、トナーボトル１０にトナーが大量に入っている初期状態（領域ａ）ではトナーボトル１０のサイクル当たりのトナー排出量が多く、ピークを過ぎる（領域ｂ）と徐々に排出量が低下し、トナーボトル内のトナー量が更に少なく（領域ｃ）なるとトナーの排出量は著しく低下することが分かる。

トナーボトル内のトナー残量が時間経過上の領域ａ，ｂ，ｃのどの領域にあるかは、トナーボトル１０に搭載されたクラム（ＣＲＵＭ：Customer Replace Unit Memory）と呼ばれる不揮発性メモリにトナーボトル１０の累積回転サイクル数（累積値）を記録することにより推測することができる。

図５、図６、図７は、それぞれ、トナーボトルの回転サイクル数に対応した領域ａ，ｂ，ｃでのトナーボトル１０およびホッパー１２内のトナーの様子を例示したものである。

次に、図８に示すフローチャートを用いて、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する際のトナー残量制御の第１の処理例について説明する。

この制御は、画像形成装置の感光体ドラム２等を駆動するメインモータが駆動（ＯＮ）状態にあり（Ｓ１０，Ｙｅｓ）、かつ、トナーボトルカバー（図示せず）が閉まって（Ｓ１１，Ｙｅｓ）いる際に行う。（トナーボトルカバーの開閉検出は不図示の開閉検知センサで行う。）

まず、ホッパー１２内のトナーセンサ１８（すなわちホッパー内センサ）がトナーなしを検知している（Ｓ１２，Ｙｅｓ）ことを確認して、以下の処理を実行する。

以上の条件が満たされた場合、ホッパー残検カウンタの値ｎと、予め定めた閾値Ｎとを比較する（Ｓ１３）。「ホッパー残検カウンタ」とはステップＳ１２においてホッパー内トナーなしが検知された回数を計数する手段である。後述のとおり、このカウンタのインクリメントはボトルモータ駆動を伴うので、ホッパー残検カウンタ値は、ボトルモータの駆動回数、すなわち、トナーボトルの単位量の回転によるトナー補給動作（サイクル）の実行回数と等価である。このカウンタ値ｎは、画像形成装置１内のメモリ２２に記憶される。ｎの初期値は０である。実際に計数動作を行う実体的なカウンタがハードウェアで実現されるかソフトウェアで実現されるかは問わない。

ホッパー残検カウンタｎが、予め定めた閾値Ｎ未満の場合（Ｓ１３，Ｎｏ）、制御装置１９（図３）は、ボトルモータ１５を単位量としての１サイクル（すなわち所定の時間または回転数）だけ回転させることにより、トナーボトル１０からホッパー１２へトナー補給を行う（Ｓ１４）。閾値Ｎは予め定めた定数であり、本実施の形態の場合、Ｎ＝１８とした。ついで、ホッパー残検カウンタｎをイクリメント（１増分）する（Ｓ１５）。また、これに伴って、当該トナーボトル内にクラムを搭載している場合には、クラム内に記録された累積回転サイクル数を更新する。（後述する他の処理における「ホッパー残検カウンタ」のインクリメント時も同様である。）その後、ステップＳ１０へ戻る。

ステップＳ１３においてホッパー残検カウンタが閾値Ｎ以上であった場合（Ｓ１３，Ｙｅｓ）、ホッパーモータ２０を予め規定された時間ｔ１（例えば３秒間）だけ駆動させることにより、ホッパー１２内の攪拌パドル１３が回転しホッパー１２内のトナーを均等に均す。これにより、トナーセンサ１８がトナーありと判断したとき（Ｓ１７，Ｎｏ）、ホッパー残検カウンタをクリア（ｎ＝０）し、ステップS１０に戻る。これにより画像形成動作を続行することができる。

ステップＳ１６においてホッパーモータ２０を規定時間駆動することによりホッパー１２内の攪拌パドル１３が回転しホッパー１２内のトナーを均等にならすような動作を行ったにも関わらず、ステップＳ１７においてトナーセンサ１８がホッパー内トナーなしを検知した場合には（Ｓ１７，Ｙｅｓ）、トナーボトル１０内にトナーがないと判断し（Ｓ１８）、例えば表示部２３にトナーなしと表示することによりユーザにトナーボトル１０の交換を促す。

なお、ホッパー残検カウンタの閾値Ｎは、固定値であってもよいが、累積したトナーボトル１０の回転サイクル数によって可変設定することもできる。

具体的には、累積回転サイクル数（累積値）が領域ａに属する場合、ホッパー１２内のトナーは図５に示したように大量である為、ホッパー１２内のトナーはトナーボトル１０の排出口１１付近まで達しているにも関わらずトナーセンサ１８がトナーを検知していないと考えられる。そこで、ホッパー残検カウンタの閾値Ｎを所定の数（例えば３）とすることにより、トナーボトル１０の引き抜き時のユーザの衣服の汚れや機内汚れを防止することができる。累積回転サイクル数が領域ｂに属する場合、ホッパー１２内のトナーは図６に示すように適量であることが予想される。このため、ホッパー残検カウンタの閾値Ｎをより大きい数（例えば１０）とすることにより、ホッパー１２内のトナー量を最適に保つことができる。累積回転サイクル数が領域ｃに属する場合、ホッパー１２内のトナーは図７に示すように少量である為ホッパー１２内のトナーがトナーセンサ１８に到達するまでに時間がかかり空誤検知を引き起こすおそれがある。そのため、ホッパー残検カウンタの閾値Ｎをさらに大きい数（例えば２０）とすることにより、トナーボトル１０内のトナーが少量になった場合でも空誤検知を防止することが期待できる。

次に、図９により、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する際のトナー残量制御の第２の処理例について説明する。図９のステップＳ２０〜２６、Ｓ２７〜３０は、図８のステップＳ１０〜１９と同じであり、重複した説明は省略する。図９が図８と異なる点は、ステップ２６が追加された点である。

すなわち、ホッパー残検カウンタｎが閾値Ｎ以上のとき、直ちにホッパーモータ２０の回転を行うのではなく、ステップＳ２６において現像器５内のトナーセンサ２１により、現像器５内のトナー残量をチェックした後に行う。比較的初期状態に近い状態においてホッパー残検カウンタｎがＮ以上となっても現像器５内のトナー量が満タンに近い場合がある。ステップＳ２６の判断を加えることによって、このような場合に、ホッパー内を攪拌する攪拌部材を攪拌させると、同駆動で回転する搬送手段が回転してしまうことを防止し、現像器５内のトナーが十分存在する（トナーＦｕｌｌ）状態での、搬送手段の一時的な駆動を抑止する。これにより、現像器５へのさらなるトナー供給（すなわちトナー供給過多）を防止することができる。

現像器５のトナー量の検知方法としては、特に限定するものではないが、例えば、現像器５内のトナーセンサ２１の出力を周期的（本例では０．１秒毎）に検知し、一定回数の検知回数（本例では１５回）の検知結果のうち、所定回数（本例では１０回）以上、トナー有りの状態が検知されたとき、トナーＦｕｌｌと判断する。

図１０により、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する際のトナー残量制御の第３の処理例について説明する。

上記第１，第２の処理例では、同時に利用するホッパー残検カウンタｎの閾値Ｎを単一個としたが、本処理例では複数設けることとした。これによって、ホッパーモータ２０の駆動時間を変えることが可能になる。また、ホッパー内トナーなし検知後のボトルモータ駆動に伴って複数の異なる段階でトナーありと検知された場合に、トナーボトル内の残量を複数段階で推測することができる。この処理は、クラムを搭載していないトナーボトル１０を使用する場合においてもトナーボトル１０内のトナー残量の経過を段階的に認識できる効果がある。その残量の変化はガスゲージのようにして表示することも可能である。また、この構成によりトナーボトルの空検知に至るまでの状況を認識することが可能となる。

具体的に図１０において、まず、画像形成装置の感光体ドラム２等を駆動するメインモータが駆動（ＯＮ）状態にあり（Ｓ３０，Ｙｅｓ）、かつ、トナーボトルカバー（図示せず）が閉まっており（Ｓ３１，Ｙｅｓ）、かつ、ホッパー１２内のトナーセンサ１８（すなわちホッパー内センサ）がホッパー内トナーなしを検知している（Ｓ３２，Ｙｅｓ）ことを確認して、ステップＳ３３へ進む。

ステップＳ３２でホッパー内センサがトナー有りを検知した場合（Ｓ３２，Ｎｏ）、"ボトル内トナー７０％"以上と判定し（Ｓ４４）、その旨を表示部２３に表示する。ついで、ホッパー残検カウンタｎを０として（Ｓ４５）、ステップＳ３０に戻る。

ステップＳ３２でホッパー内センサがホッパー内トナーなしを検知した場合、ホッパー残検カウンタの値ｎと、予め定めた閾値Ｎとを比較する（Ｓ３３）。ホッパー残検カウンタｎが、予め定めた第１の閾値Ｎ１に達した場合（Ｓ３３，Ｎｏ）、第２の処理例と同様に、現像器トナー量がＦｕｌｌか否かを確認する（Ｓ３４）。（ただし、このステップＳ３４は第３の処理例において必須のものではない。）現像器トナー量がＦｕｌｌであれば、後述のステップＳ３７へ移行する。現像器トナー量がＦｕｌｌでなければ、ホッパーモータをｔ１秒だけ駆動する（Ｓ３５）。これによってもホッパー内センサがホッパー内トナーなしを検知すれば（Ｓ３６，Ｙｅｓ）、ステップＳ３７へ移行する。ホッパー内センサがトナー有りを検知すれば（Ｓ３６，Ｎｏ）、"ボトル内トナー５０％"以上と判定し（Ｓ４６）、その旨を表示部２３に表示する。ついで、ホッパー残検カウンタｎを０として（Ｓ４７）、ついで、ステップＳ３０へ戻る。

ステップＳ３７では、ホッパー残検カウンタの値ｎと、予め定めた第２の閾値Ｎ２とを比較する（Ｓ３７）。ここで、Ｎ２はＮ１より大きい整数である。ホッパー残検カウンタｎが、予め定めた閾値Ｎ２以上であった場合（Ｓ３７，Ｎｏ）、現像器トナー量がＦｕｌｌか否かを確認する（Ｓ３８）。（ただし、このステップＳ３８は第３の処理例において必須のものではない。）現像器トナー量がＦｕｌｌであれば、後述のステップＳ４２へ移行する。現像器トナー量がＦｕｌｌでなければ、ホッパーモータをｔ２秒だけ駆動する（Ｓ３９）。ここにｔ２はｔ１と同じであってもよいが、本例ではｔ１よりｔ２が大きいものとする。閾値Ｎ１と閾値Ｎ２では同じボトルモータ駆動によっても、閾値Ｎ２の場合の方が１サイクルあたりのトナーボトルからのトナー排出量が低下すると考えられるので、ホッパーモータの駆動時間すなわち攪拌時間を拡大することによりホッパー内トナーの検知の可能性を高めることができる。

ステップＳ４０のホッパーモータの駆動後もホッパー内センサがホッパー内トナーなしを検知すれば（Ｓ４０，Ｙｅｓ）、"ボトル内トナーなし"と判断してその旨を表示部２３に表示する。ホッパー内センサがトナー有りを検知すれば（Ｓ４０，Ｎｏ）、"ボトル内トナー３０％"以上と判定し（Ｓ４８）、その旨を表示部２３に表示する。ついで、ホッパー残検カウンタｎを０として（Ｓ４９）、ステップＳ３０に戻る。

ステップＳ４２では、ボトルモータ１５を１サイクル（すなわち所定の回転数または時間）だけ回転させることにより、トナーボトル１０からホッパー１２へトナー補給を行う。ついで、ホッパー残検カウンタｎをイクリメント（１増分）して（Ｓ４３）、ステップＳ３０へ戻る。

上記閾値Ｎ１，Ｎ２はボトル内の所定のトナーの残量（この例では５０％、３０％）に応じて実験的、経験的に決定することができる数値である。

次に、図１１により、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する際のトナー残量制御の第４の処理例について説明する。

ユーザがトナーボトル１０を交換した際、トナーボトル１０内にトナーが大量に入っている場合、トナーボトル１０を回転させると大量にトナーが排出口１１から排出される。それにより、図５に示したように、ホッパー内のトナーが偏ったまま堆積していき、その頂部がトナーボトル先端にまで達した状態になる。これによりトナーボトルのトナー排出口周囲がトナーで汚れることになる。そこで、トナーボトルの交換を検知した場合には、ホッパーモータ２０を駆動し、ホッパー１２内のトナーをならすこととする。

具体的には、トナーボトルの交換を検知した場合は（Ｓ５０，Ｙｅｓ）、ボトル交換フラグＦを１とする（Ｓ５１）。トナーボトルの交換が検知されない場合（Ｓ５０，Ｎｏ）、上述したような通常の処理に移行する。トナーボトルの交換は、トナーボトルに搭載されるクラムに記憶された累積回転サイクル数をもとに検知することができる。簡易的には画像形成装置のトナーボトル扉の開閉によっても検知することができる。

ボトル交換フラグＦが１の場合（Ｓ５２，Ｙｅｓ）、ボトルカバーの閉鎖（Ｃｌｏｓｅ）を確認した後（Ｓ５３，Ｙｅｓ）、ホッパー１２内のトナーセンサ１８（ホッパー内センサ）の出力を確認する（Ｓ５４）。ボトル交換フラグＦが０となったら（Ｓ５２，Ｎｏ）、通常の処理へ戻る。

ホッパー内センサによりホッパー内トナーなしを検知した場合（Ｓ５４，Ｙｅｓ）、トナーボトルを規定時間回転駆動した後（Ｓ５５）、ホッパーモータをｔ１秒駆動させる（Ｓ５６）。ついで、ボトル交換フラグＦを０とし（Ｓ５７）、ステップＳ５２に戻る。

ステップＳ５４においてホッパー内センサによりトナー有りが検知された場合、ホッパー残検カウンタｎを０にクリアして（Ｓ５８）、ステップＳ５２に戻る。

このように、第４の処理例によれば、トナーボトルの交換後の少なくとも最初のトナーボトルの単位量回転によるホッパーへのトナーの補給の際に、搬送手段を一時的に駆動する。すなわち、トナーボトルの交換後にホッパー内センサによりホッパー内トナーなしが検知された場合、ボトルモータを駆動してホッパー内にトナーを供給する際に、ホッパーモータを駆動して攪拌パドル１３を駆動することによりホッパー内のトナーを均す。これにより、トナーボトル交換後のトナー供給時のホッパー内のトナーがトナーボトルのトナー排出口にまで溢れ出すことを防止する。また、そのような状態でトナーボトルを挿抜された場合には、トナーボトルの排出口周囲に付着したトナーによって装置内やユーザの手や衣服を汚すことが懸念されるが、本処理によってそのような不具合を防止することができる。

以上説明した本発明の実施の形態により、トナーボトルの空誤検知の防止、現像器５へのトナー供給過多の防止、トナーボトルの空検知に至るまでの状況の認識、トナーによる手や衣服の汚損の防止、等を通じて、ホッパーひいては現像器へのトナー補給の信頼性を高めることができる。

以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、上記で言及した以外にも種々の変形、変更を行うことが可能である。例えば、本発明は、現像方式を一成分方式または２成分方式に限定するものではない。トナーボトル１０に搭載しているクラムは、無線方式でも有線方式でも利用可能である。現像器５に設けるトナーセンサ２１は２成分方式で使用されるトナー混合比を検出するセンサであっても、あるいは、転写ベルトなどに形成される濃度検出パッチを使用してトナー残量を判断する検出手段であっても構わない。また、現像器へのトナー補給を行う搬送路内のオーガー（搬送手段）の駆動源と攪拌パドル（攪拌部材）の駆動源を共通化したものを想定したが、本発明は必ずしもこのような構成に限られない。例えば、それぞれの駆動源が別個であっても、一方が駆動されている際に他方が駆動される場合がある構成は本発明に含まれるものとする。

２ 感光体ドラム
３ 帯電部材
４ 画像書込装置
５ 現像器
６ クリーニング装置
７ 転写ベルト
８ 転写ローラ
９ ボトル収納部
１０ トナーボトル
１１ 排出口
１２ ホッパー
１３ 攪拌パドル
１４ ボトル結合部
１５ ボトルモータ
１６ 搬送路
１７ オーガー（スクリュー）
１８ トナーセンサ
１９ 制御装置（制御手段）
２０ ホッパーモータ
２１ トナーセンサ
２２ メモリ
２３ 表示部
２５ トナー供給機構

Claims (7)

1. 像担持体上に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像器を備えた画像形成装置において、
   トナーボトルを着脱可能に収納するトナーボトル収納手段と、
   収納されたトナーボトルから供給されたトナーを貯蔵するホッパーと、
   前記ホッパーから前記現像器にトナーを搬送する搬送手段と、
   前記ホッパー内に設けられ、前記搬送手段がトナーを搬送している際に、ホッパー内を攪拌する攪拌部材と、
   前記ホッパー内トナーの有無を検知するホッパー内トナー検知手段と、
   前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーなしが検知された際に、トナーボトルを単位量回転させてトナーボトルから前記ホッパーへトナーを補給するトナー補給手段と、
   前記ホッパー内トナー検知手段によるホッパー内トナーなしの検知後の前記トナーボトルの単位量の回転の実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数を計数する計数手段と、
   制御手段とを備え、
   前記制御手段は、
   前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数が所定の閾値に達すると、前記攪拌部材を駆動させ、この攪拌部材の駆動後も前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーなしが検知されると当該トナーボトル内にトナーなしと判定し、
   前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数が所定の閾値に達する前又は前記攪拌部材の駆動後に前記ホッパー内トナー検知手段によりホッパー内トナーありが検知されると、前記計数された実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数をクリアすることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、トナーボトル内にトナーなしと判定したとき、トナーボトル交換の要請を出力することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記所定の閾値を、トナーボトル交換後の前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数を累積した累積値に基づいて可変設定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像器内のトナーを検知する現像器内トナー検知手段をさらに備え、
   前記制御手段は、前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数が所定の閾値に達したとき、前記現像器内トナー検知手段により前記現像器内のトナーの量が所定量以上であることが検知された場合、前記搬送手段の駆動を抑止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記所定の閾値として、少なくとも第１および第２の閾値を設け、前記制御手段は、前記ホッパー内トナー検知手段によるホッパー内トナーなしの検知後の前記攪拌部材の駆動の後、ホッパー内トナーありが検知された時点での前記実行回数またはホッパー内トナーなしが検知された回数の値に基づいて、トナーボトル内のトナーの残量を複数段階に判定することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記少なくとも第１および第２の閾値の各々に応じた前記搬送手段および攪拌部材の駆動時間を、当該閾値の大きさに応じて異ならせたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. トナーボトルが交換されたことを検知する手段をさらに備え、
   前記制御手段は、トナーボトルの交換後の少なくとも最初の前記トナーボトルの単位量回転によるホッパーへのトナーの補給の際に、前記搬送手段を駆動することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。