JP2017090479A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給容器からのトナー補給量に応じて画像形成動作開始までの時間をより短縮する。
【解決手段】トナー補給容器から補給されるトナーの補給量の多さを検知するトナー検知手段と、現像器内のトナーの量を検出する現像器トナー検出手段と、前記検知手段により検知されるトナー補給容器から補給されているトナーの補給量が第１の量である場合、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が前記第１の量より少ない第２の量である場合より、前記現像器トナー検出手段が検出したトナーの量に応じて実行される画像形成開始タイミングを早くする制御部とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、電子写真方式等を採用した複写機やプリンタ、或いはファクシミリ等の画像形成装置に関する。

従来から、電子写真方式等を採用した複写機やプリンタ等の画像形成装置が知られている。この電子写真方式の画像形成装置では、画像形成に用いられるトナーが消耗した場合、新たにトナーを補給するために、画像形成装置に着脱可能なトナーボトルから新しいトナーの補給を行う補給方式が用いられている。そのため、画像形成装置には、現像器にトナーを補給するトナー補給装置が設けられる。

このようなトナー補給装置は、トナーボトルモータによりトナーボトルを回転させることにより、そのトナーボトルの排出開口からトナーを排出させる構成となっている。そして、排出されたトナーは、例えば、トナー補給装置の下部に設けられたホッパーに一時的に受容された後、ホッパー内に設けられたトナー搬送スクリューの回転によって現像器へ搬送される構成となっている。

このような画像形成装置では、ホッパー内のトナーの量が少なくなった場合にはトナーボトルを回転させ、ボトル内部に収容されているトナーをホッパーへ排出する。また、現像器内のトナー量が少なくなった場合にはホッパー内のトナー搬送スクリューを回転させ、ホッパー内のトナーを現像器へ供給する。このようにして、トナーボトルのトナーは、トナーボトルとホッパー内のトナー搬送スクリューとを必要に応じて回転させることにより、ホッパー及び現像器へ供給されている。

さらに、トナーボトルからホッパーへのトナー供給を続けても、ホッパー内と現像器内にそれぞれ設けられたトナーセンサが「トナー無し」の状態を検知し続けた場合には、画像形成装置は、その画像形成動作を停止する。そして、トナーボトル内のトナーが無いことをユーザに通知する交換メッセージ等が、画像形成装置の外装に設けた表示部に表示される。

画像形成装置には、トナーボトルが交換された可能性があるかないかの判断を行うために、トナーボトル交換の際に開閉されるドアの開閉を検知するドアセンサが設けられている。ユーザへの交換メッセージ表示の後、画像形成装置は、ドアセンサがドアの開閉を検知した後、トナーボトルからのトナー補給動作を開始する。そして、ホッパー内のトナーセンサが「トナー有り」を検知するまでトナー補給を続け、「トナー有り」を検知したところで画像形成動作を再び開始する。

画像形成装置は、上述したようなシーケンスを繰り返すことで、「トナー無し」の状態での画像形成動作を行わないように制御している。

しかしながら、ユーザがトナーボトルを交換した場合、トナーボトルからホッパーへのトナー供給は、ホッパーがトナーで満たされるまで画像形成動作を停止し続けるため、トナーボトル交換後から画像形成開始までに長い時間を要していた。

このような課題に対して、特許文献１には、ホッパーのトナーセンサが「トナー無し」を検知し、さらにドアセンサがドアの開閉を検知したことに応じて、トナーボトルモータの回転速度を検知する回転速度検知部で検知したトナーボトルモータ回転速度からトナー補給量を算出し、その算出された補給量を基に画像形成動作の開始タイミングを決定する画像形成装置が記載されている。

特開２００９−２８８６８０号公報

しかしながら、特許文献１に記載された画像形成装置の「トナー無し」の状態には、ユーザにトナーボトルの交換時期が近いが現像器内にトナーがまだ残っている状態の「トナーＬｏｗ」のトナー残量状態と、ユーザにトナーボトルの交換を促し、現像器内にトナーが残っていない状態の「トナーＥｎｄ」のトナー残量状態とがある。上述した「トナーＬｏｗ」の状態の場合、トナーボトルを回転させて現像器のトナーセンサが「トナー有り」を検知するまでトナー補給動作を行う必要性は無く、そのまま画像形成動作を行うことが可能な場合がある。

そのため、ユーザが「トナーＬｏｗ」の状態でトナーボトル交換を行うときに、現像器のトナーセンサが「トナー有り」を検知するまで画像形成動作を停止すると、ユーザにとって不要な待ち時間が発生してしまうことがあった。

本発明は、上述した課題に鑑み、画像形成動作開始までの不要な待ち時間を短縮す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。

上述の目的を達成するために、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を、トナー補給容器からトナーの補給を受けた現像器によって現像し、画像形成を行なう画像形成装置において、前記トナー補給容器から補給されるトナーの補給量の多さを検知するトナー検知手段と、前記現像器内のトナーの量を検出する現像器トナー検出手段と、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が第１の量である場合、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が前記第１の量より少ない第２の量である場合より、前記現像器トナー検出手段が検出したトナーの量に応じて実行される画像形成開始タイミングを早くする制御部と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、画像形成動作開始までの不要な待ち時間を短縮することができる。

本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略図である。 トナー補給装置の構成を説明する概略図である。 現像器の正面概略図である。 トナー補給の制御ハードウェアの構成図である。 第１実施形態のトナー補給のリカバリーシーケンスである。 トナーが搬送路内から排出されるまでの時間を示した確率分布図である。 新品のトナーボトルと中古品のトナーボトル９について、それぞれのトナーボトル内のトナー残量に対する排出特性を示したものである。 新品のトナーボトル交換の際における、実施形態と従来例との実施形態との画像形成開始時間の比較を説明する図である。 第２実施形態のトナー補給のリカバリーシーケンスである。 環境Ａに該当するときの、トナーが搬送路内から排出されるまでの時間を示した確率分布図である。 環境Ｃに該当するときの、トナーが搬送路内から排出されるまでの時間を示した確率分布図である。 新品のトナーボトル交換の際における、実施形態と従来例との実施形態との、環境状態ごとの画像形成開始時間の比較を説明する図である。

〔第１実施形態〕
以下、本発明について、図面を用いて詳細に説明する。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、本発明の実施形態に係る電子写真方式の画像形成装置の概略図である。

図１に示すように矢印方向に回転する像担持体としての感光体１の周囲には、帯電手段としての帯電部材２、露光手段としての画像書込装置３、現像手段としての現像器４、クリーニング手段としてのクリーニング装置５、および転写手段が設けられている。

帯電部材２は、感光体１を所定電位に帯電する。レーザ装置などの画像書込装置３は、所定電位に帯電された感光体１上に画像情報に応じた静電潜像を書き込む。現像器４は、感光体１上に形成された静電潜像を、トナー（現像剤）を用いて現像して可視像化する。クリーニング装置５は、転写後に感光体１の表面に残った転写残トナーなどを除去する。転写手段は、シートなどの転写材を搬送する転写ベルト６と、現像器４により現像されたトナー像（現像剤像）を転写材に転写する転写ローラ７とからなる。

さらに、転写ベルト６で搬送される転写材上に転写されたトナー像は、転写材搬送方向下流側に配された不図示の定着装置により転写材へ加熱・加圧され、像として定着する。その後、転写材は不図示の排出部へ排出される。

＜画像形成装置の作像プロセス＞
次に、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２にて感光体１の表面を一様に帯電した後、画像書込装置３の内部に収納される光源からのレーザ光を感光体１の表面に照射する。これにより、レーザ光の照射を受けた感光体１の表面の電位が部分的に低下し、画像情報に応じた静電潜像が形成される。

その後、現像器４により、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させることで、静電潜像をトナー像として可視像化する。可視像化されたトナー像は、所定のタイミングで転写部位へと移動される。一方、転写材は、転写ベルト６にて所定のタイミングで転写部位へと搬送される。

感光体１上のトナー像は、転写位置で、転写ローラ７と帯電された転写ベルト６とによって転写バイアスを印加されることにより転写材に転写される。なお、転写ベルト６及び転写ローラ７とからなる転写手段は、帯電部材２による帯電とは逆極性となるように転写位置で転写電界をかける。

＜トナー補給装置の構成＞
次に、現像器４へトナーを補給するトナー補給装置について説明する。

図２は、トナー補給装置の構成を説明する概略図である。

図２に示すように、トナー補給装置８は、トナー補給容器としてのトナーボトル９を交換可能に装着して収納するボトル装着部１０（トナー補給容器収納手段ともいう）と、トナーボトル９から供給されるトナーを現像器４に搬送するための搬送路１１とを有している。

トナーボトル９と搬送路１１とは、トナーボトル９の排出口がボトル装着部１０に挿入され、結合されることにより接続される。ボトル装着部１０には、ボトルモータ１２が接続されている。

一方、トナーボトル９の内壁には螺旋状の突条が設けられており、ボトルモータ１２が回転することによってトナーボトル９も回転し、回転する螺旋状の突条によって搬送路１１にトナーが送り出される。

搬送路１１内には、オーガー１４が設けられており、搬送路モータ１５に接続されている。この搬送路モータ１５により、搬送路１１内に設けられたオーガー１４を搬送部材として回転させることで、搬送路１１から現像器４へトナーの移動を促進している。

このようにして、現像器４へのトナー補給は、トナーボトル９の螺旋状の突条と搬送路１１内のオーガー１４とにより、トナーボトル９から排出されたトナーを、搬送路１１を介して現像器４へ搬送されることで行われる。

＜現像器の構成＞
続いて、図３に感光体１上に形成された静電潜像をトナー（現像剤）にて可視像化する現像器４の正面概略図を示す。

図３に示すように、現像手段としての現像器４は、現像剤を担持して回転する現像剤担持体としての現像ローラ４１を有している。現像ローラ４１は、現像バイアスが印加されることにより、感光体１の表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。

トナー補給装置８から現像器４に補給されたトナーは、オーガー１４により現像容器４０内へ搬送され、更に攪拌パドル４４により攪拌されながら現像ローラ４１に向けて搬送される。現像ローラ４１は、複数の固定磁極の外周に回転可能なスリーブを配置した現像剤担持体であり、感光体１に対して接触あるいは微小間隙を持って非接触な位置に配される。現像ローラ４１に担持されたトナーは、トナー層厚規制手段としての現像ブレード４２により均一に層厚が規制された後、現像領域に搬送され、感光体１の表面の静電潜像に付着して現像する。現像器４の駆動は、現像ローラ４１、オーガー４３、攪拌パドル４４が連動して行われる。

＜トナーセンサの配置構成＞
本実施形態では、搬送路１１に搬送路トナー検知手段としての搬送路トナーセンサ１３を配して、トナーボトル９から排出され、搬送路１１内を搬送されるトナーを検知している。

また、現像器４にも現像器トナー検出手段としての現像器トナーセンサ４５を配して、現像器４内のトナーの有無を検知している。

本実施形態では、搬送路トナーセンサ１３及び現像器トナーセンサ４５は透磁率検知式を使用している。この検知方式は、トナーがセンサの検知面に存在していれば「トナー有り（現像剤有り）」、存在していなければ「トナー無し（現像剤無し）」を検知するもので、トナー（現像剤）の有無を直接検知している。なお、トナーセンサの検知方式としては、磁気を利用した透磁率検知式以外にも、光検知式、電気検知式などが使用可能である。

＜トナー補給の制御ハードウェア構成＞
次に、図４にトナー補給の制御ハードウェアの構成を示し、トナーボトル９から現像器４へのトナー補給に関わる制御について説明する。

まず、トナーボトル９から搬送路１１へのトナー補給に関わる制御について説明する。

ボトルモータ１２は、駆動制御部１７を通して画像形成装置本体の制御部１６に接続されている。制御部１６は、ＣＰＵ等の処理装置で構成され、メモリ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。制御部１６は、搬送路トナーセンサ１３の検知結果に応じてトナー補給を要求された場合、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１２を制御する。本実施形態では、トナーボトルの回転速度が４４ｒｐｍであり、１サイクル駆動するにあたり６８０ｍｓｅｃの間、トナーボトルを回転させるが、他の適切なトナーボトル回転速度と回転時間でもよい。

本実施形態では、搬送路トナーセンサ１３はトナーボトル９の駆動時に搬送路１１内のトナー有無検知を１００ｍｓｅｃ周期で行い、その検知信号はセンサ検知部１８を介して制御部１６に出力される。制御部１６は、搬送路トナーセンサ１３からの信号が搬送路１１内の「トナー無し」を示す場合、ボトルモータ１２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９から搬送路１１に対してトナーが補給される。

続いて、搬送路１１から現像器４へのトナー補給に関わる制御について説明する。現像器４に設けられた現像器トナーセンサ４５による検知結果は、センサ検知部１８を介して制御部１６へ出力される。制御部１６は、現像器トナーセンサ４５の検知結果が規定値を下回ると、そのメモリ内に格納された制御プログラムを読み出し、 現像器４へのトナー補給を、搬送路１１内のオーガー１４を駆動することによって行う。

現像器トナーセンサ４５は定期的に現像器４内のトナー有無検知を行い、現像器トナーセンサ４５からの信号は制御部１６に出力される。なお、本実施形態では、現像器トナーセンサ４５は現像ローラ駆動時のみ現像器４内のトナーの有無検知を行う。制御部１６は、現像器トナーセンサ４５からの信号が現像器４内の「トナー無し」を示す場合、現像器４内のトナーが少なくなっていると判断し、搬送路１１内のオーガー１４を駆動するように搬送路モータ１５へ駆動信号を出力する。これにより、搬送路１１から現像器４にトナーが供給され、現像器トナーセンサ４５が「トナー有り」を検知するまで搬送路モータ１５を駆動する。

ドア開閉センサ１９は、本実施形態の画像形成装置において、トナーボトル９の交換を行う際に操作される部材であるボトル装着部１０のドアが開閉操作されたことを検知するセンサである。このドア開閉センサ１９はトナー補給容器交換検知手段として機能し、検知された検知信号はセンサ検知部１８を介して制御部１６に出力される。

環境センサ２０は、画像形成装置の周辺環境の温湿度を検知するセンサであり、環境センサ２０が検知した検知信号はセンサ検知部１８を介して制御部１６に出力される。

操作部２１は、制御部１６から得られる画像形成装置の各種状態を表示するもので、トナーボトル９の交換表示等も行われる。

＜トナー補給のリカバリーシーケンス＞
以下に、図５に示すトナー補給のリカバリーシーケンスを参照しつつ、本実施形態のリカバリーシーケンスを具体的に説明する。

画像形成装置は、ユーザにトナーボトルの交換時期が近いことを知らせる「トナーＬｏｗ」、及びユーザにトナーボトルの交換を促す「トナーＥｎｄ」の状態を検知し、操作部２１にその検知情報を表示する。

ここで、「トナーＬｏｗ」とは、トナーボトル９内のトナーおよび搬送路１１内のトナーが空であり、現像器４にはトナーが残っている状態である。また、「トナーＥｎｄ」とは、トナーボトル９、搬送路１１、及び現像器４にもトナーが残っていない状態である。但し、画像抜けを防止するために、現像器４には画像不良が出ない程度のトナー量（少なくとも画像形成を１回するために必要なトナー量）は残存させている。

操作部２１の検知情報を見たユーザによりトナーボトルが交換されると、制御部１６は、ドア開閉センサ１９のドア開閉検知信号により、トナーボトル９が交換されたことを検知する（Ｓ１）。

次に、制御部１６は、トナーボトル９が交換される直前の画像形成装置の状態が、「トナーＬｏｗ」であるかどうかの判断を行う（Ｓ２）。

ここで、「トナーＬｏｗ」であった場合（Ｓ３のＹｅｓ）には、制御部１６は、リカバリーシーケンスの画像形成動作開始フラグをＯＮにし、トナーボトル９の交換後の画像形成装置を画像形成開始可能状態にした後（Ｓ４）、終了させる。

一方、トナーボトル９が交換される直前の画像形成装置の状態が「トナーＬｏｗ」でなかった場合（Ｓ３のＮｏ）には、制御部１６は、画像形成装置が「トナーＥｎｄ」の状態でトナーボトルが交換されたものと判断し、リカバリーシーケンスの画像形成動作開始時間制御シーケンスに移行する（Ｓ５）。

この画像形成動作開始時間制御シーケンスでは、搬送路トナーセンサ１３の検知結果に基づいて、制御部１６が、画像形成装置の画像形成開始タイミングの変更を行う。

Ｓ５からＳ６へ移行して、現像器トナーセンサ４５が「トナー無し」を検知した場合（Ｓ６のＮｏ）には、制御部１６は、搬送路モータ１５を駆動させて現像器４へのトナー補給を行う（Ｓ７）。ここで、現像器トナーセンサ４５が「トナー有り」を検知した場合（Ｓ６のＹｅｓ）にはＳ４へ移行し、制御部１６は、リカバリーシーケンスの画像形成動作開始フラグをＯＮにし、トナーボトル９の交換後の画像形成装置を画像形成開始可能状態にした後（Ｓ４）、終了する。

Ｓ７からＳ８へ移行し、搬送路トナーセンサ１３が「トナー無し」を検知した場合（Ｓ８のＮｏ）には、ボトルモータ１２を１サイクル駆動してトナーボトル９からトナーを排出させる（Ｓ９）。本実施形態では、ボトルモータ１２の１サイクル駆動で、トナーボトル９を半回転させている。ここで、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知した場合（Ｓ８のＹｅｓ）には、１００ｍｓｅｃ待って、再度、搬送路トナーセンサ１３によるトナー検知を行う（Ｓ８）。

Ｓ９でボトルモータ１２を駆動した後、Ｓ１０で搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知しなかった場合（Ｓ１０のＮｏ）には、制御部１６は、ボトルモータ１２の駆動後の経過時間が所定時間経過しているかどうかの判断を行う（Ｓ１１）。ここで、所定時間経過していない場合（Ｓ１１のＮｏ）には、制御部１６は、再度、搬送路トナーセンサ１３によるトナー有無の検知を行う（Ｓ１０）。ここでは、所定時間として、ボトルモータ１２の駆動後の経過時間として５ｓｅｃを閾値としている。

Ｓ１１で所定時間経過している場合（Ｓ１１のＹｅｓ）には、制御部１６は、ボトルモータ１２の駆動回数が所定回数以上であるかの判断を行う。ボトルモータ１２の駆動回数が所定回数に達していない場合（Ｓ１２のＮｏ）には、Ｓ９へ戻って、再度、ボトルモータ１２を１サイクル駆動させる。所定回数以上に達していた場合（Ｓ１２のＹｅｓ）には、制御部１６は、トナーボトル９にトナーが入っていないと判断し、「トナーＥｎｄ」を操作部２１に表示させた後（Ｓ１３）、終了させる。ここでは、所定回数として、８回を閾値としている。すなわち、現像器トナーセンサ４５のトナー検出量が所定値未満である場合に、画像形成を実行しない。

このように、制御部１６は、トナーボトル９を回転させて搬送路１１へのトナー補給を実行しても、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知しない状態（Ｓ１０のＮｏ）が所定時間以上経過し（Ｓ１１のＹｅｓ）、さらにトナーボトル９を所定回数以上回転させても（Ｓ１２のＹｅｓ）搬送路トナーセンサ１３がトナーを検知しない場合に、トナーボトル９にトナーが無いと判断して「トナーＥｎｄ」を表示させている。

一方、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）には、「トナー有り」を検知している時間をカウントする（Ｓ１４）。

次いで、搬送路トナーセンサ１３による「トナー有り」の検知時間が所定時間以上であった場合（Ｓ１５のＹｅｓ）、制御部１６は、交換されたトナーボトル９は、新品のトナーボトル９であったと判断し（Ｓ１６）、画像形成装置を画像形成可能状態にした後（Ｓ１７）、終了させる。

一方、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知している時間が所定時間未満であった場合（Ｓ１２のＮｏ）には、制御部１６は、搬送路トナーセンサ１３による「トナー有り」の検知時間のカウントをクリアする（Ｓ１８）。そして、Ｓ６へ戻って、現像器トナーセンサ４５が「トナー有り」の状態になっているかの検知を行い、Ｓ６以降のフローを繰り返す。ここでは、所定時間として３．２ｓｅｃを閾値としている（この閾値については、後述の図６を用いて説明する）。すなわち、トナーＬｏｗの状態（現像器トナーセンサ４５の検出量が所定値以上）でボトルモータ１２が駆動した時の搬送路トナーセンサ１３よるトナー検知時間が所定時間以下の場合は現像器センサ４５が「トナー有り」となるまで画像形成を実行しない。

このように、本実施形態の画像形成動作開始時間制御シーケンスによると、制御部１６は、ドア開閉センサ１９によりトナーボトル９の交換を検知した後に画像形成を開始するときは、トナーボトル９を交換する直前の現像器４にあるトナー残量に基づいて、画像形成開始のタイミングを変更する制御を行う。また、その画像形成開始のタイミングには、交換されたトナーボトル９からトナーを補給して画像形成を開始する場合と、トナーを補給することなく画像形成を開始する場合とがある。

＜交換されたトナーボトルの新旧判別＞
図６は、トナーボトル９から排出されたトナーが搬送路１１内から排出されるまでの時間を示す確率分布図である。縦軸の単位は任意単位である。

この図６は、ボトルモータ１２を１サイクル駆動させてトナーボトル９を半回転させてトナーを排出した場合に、トナーが搬送路１１の測定点を通過するに要する時間を、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知している時間で測定したものである。図６は、この実験を多数回にわたって行い、測定された通過に要する時間の分布を確率分布図として示したものである。

また、図７は、新品のトナーボトルと中古品のトナーボトル９について、それぞれのトナーボトル内のトナー残量に対する排出特性を示したものである。

ここで、新品のトナーボトルとは、ボトル容器に充填されているトナーをボトル容器外に取り出していない状態のものをいい、実際の使用場面では、画像形成装置のボトル装着部１０に装着されて現像器４へのトナー補給に使用される前のものをいう。

また、中古のトナーボトルとは、ボトル容器に充填されているトナーをボトル容器外に取り出したことのあるものをいい、実際の使用場面では、画像形成装置のボトル装着部１０に装着されて現像器４へのトナー補給に使用されたことがあるものをいう。

図７に示すように、新品のトナーボトル９に交換された場合、初期のトナーボトルからの排出量は一時的に増加し、ボトルモータ１２の１サイクル駆動で約７ｇのトナー量（第１のトナー量）が排出される。それに対して、中古品のトナーボトル９に交換された場合、交換初期の段階の排出量増加がみられず、最初から約３ｇの排出量（第２のトナー量）をしばらく維持している。そのため、トナーボトル９から排出されたトナーの量を、搬送路トナーセンサ１３により検知することで交換された９が新品のものか否かの判別が可能となる。

本実施形態では、新品のトナーボトル９を半回転させた場合に、トナーボトル９から搬送路１１へ排出されるトナー量が７ｇであることから、新品のトナーボトル９に交換されたときの排出トナーの検知時間を調べる図６の実験では、トナー排出量として７ｇを選定した。

また、比較例として、トナー排出量が３ｇのときの通過時間分布を図６に併せて示す。トナー排出量が少ないと、搬送路１１の通過に要する時間も短くなる。

実験の結果では、トナー排出量が７ｇのときには、最短時間は２秒程度で最長時間は５.４秒程度であり、最も多かったのは図６のグラフのピークに相当する３．７秒付近であった。そこで、本実施形態では、３．７秒の８５％以上に相当する３．２秒を閾値として選定し、この３．２秒以上の通過時間を要する場合には７ｇのトナーが通過したものと判断する。

このようにして、トナーボトル９の交換後のボトルモータ１２の１サイクル駆動により排出されたトナーに対する搬送路トナーセンサ１３の検知時間が３．２秒以上である場合、制御部１６は、交換されたトナーボトル９は新品のトナーボトルと判断し、直ちに画像形成開始可能とする。

一方、３．２秒よりも短い場合には、制御部１６は、交換されたトナーボトル９は中古のトナーボトルと判断する。この場合、制御部１６は、現像器トナーセンサ４５が「トナー有り」を検知することで画像形成開始可能とする。

このように、トナーボトル交換後のボトルモータ１２の１サイクル駆動によって搬送路１１へ排出されたトナーの搬送路通過時間を検知することで、検知時間の長さに基づいて交換されたトナーボトル９が新品か否かを判別でき、新品のときはすぐに画像形成可能とすることで、ユーザの待機時間を短くすることができる。すなわち、トナーボトル９から補給され、搬送路トナーセンサ１３により検知されるトナーの補給量が第１の量である場合、該第１の量より少ない第２の量である場合より、画像形成開始の実行タイミングを早くするように制御する。そして、トナーＬｏｗの状態（現像器トナーセンサ４５の検出量が所定値以上）でボトルモータ１２の１サイクル駆動時の搬送路センサ１３よるトナー検知時間が所定の時間より多い場合は画像形成を実行することにより、復帰動作時におけるユーザ待機時間を短くすることができる。

＜本実施形態と従来例との画像形成開始時間の比較＞
図８は、新品のトナーボトル交換の際における、本実施形態と従来例との画像形成開始時間を比較して示したものである。

本実施形態の場合、上述のように、「トナーＬｏｗ」が表示された状態でトナーボトル９が交換されたときには、トナーボトル交換直後であっても画像形成動作を直ちに開始することができる。

また、「トナーＥｎｄ」が表示された状態での交換のときでも、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知している間の時間が所定時間（本実施形態では３．２秒）以上であれば、交換されたトナーボトル９が新品であると制御部１６が判断した後、画像形成開始の状態にすることができる。よって、この場合には、制御部１６がトナーボトル交換を検知してから画像形成開始の指示を出す（画像形成開始のフラグをＯＮにする）までに要する時間は３．２秒となる。

一方、従来の画像形成装置では以下のようになる。

「トナーＬｏｗ」が表示される状態には、現像器内のトナーが殆ど満杯である状態Ｌｏｗ１と、限りなく「トナーＥｎｄ」に近い状態Ｌｏｗ２とがある。

上述の状態Ｌｏｗ１の場合には、トナーが僅かでも補給されると直ぐに現像器トナーセンサが「トナー有り」を検知する。実測では２．２秒であった。

上述の状態Ｌｏｗ２の場合には、「トナーＥｎｄ」の場合と殆ど同じトナー量が補給されることで現像器トナーセンサが「トナー有り」を検知する。実測では２８．５秒であった。

以上より、従来例では、新品のトナーボトルに交換されたことを検知してから画像形成開始のフラグＯＮとなるまでに要する時間は２．２秒〜２８．５秒であった。

また、「トナーＥｎｄ」が表示される場合には、現像器トナーセンサ４５が「トナー無し」を検知したときでも現像器内のトナー量が多い状態と少ない状態とがあり、トナー補給開始から現像器センサが「トナー有り」を検知するまでに要する時間に相違がある。これは、「トナーＥｎｄ」の表示直後の場合と、表示後も現像器内の残存トナーを用いて可能な範囲内で画像形成を行った場合とが有り得ることで生じるものである。実測では、現像器内に残存するトナー量が多い状態で１３．７秒、最も少ない状態で２８．６秒であった。

このように、本実施形態によると、「トナーＬｏｗ」表示の場合及び「トナーＥｎｄ」表示の場合のいずれの場合にも、トナーボトル交換から画像形成開始までに要する時間を従来に比較して短縮することができる。

〔第２実施形態〕
次に、本発明の第２実施形態について説明する。

本実施形態においては、先に説明した実施形態のものと同一又はそれに相当する機能、構成を有する要素には同一符号を付す。例えば、本実施形態においても、搬送路トナーセンサ１３及び現像器トナーセンサ４５の検知結果に基づいて「トナーＬｏｗ」や「トナーＥｎｄ」を表示する構成は、第一実施形態と同様の構成である。

＜概要の説明＞
第１実施形態では、ボトルモータ１２の１サイクル当たりの駆動でトナーボトル９から排出されるトナー量は、トナーボトル９が新品の場合に最もトナー排出量が多いことを利用し、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知している時間から、交換されたトナーボトル９が新品か否かを判断していた。本実施形態では、更に上述のトナー排出量に影響を与え易い、画像形成装置が設置されている環境状態を考慮したリカバリーシーケンスを説明する。

例えば、オフィス環境のような空調が一定の状態に制御されている場所で画像形成装置が使用されていれば、トナーボトル９内のトナーの状態は安定している。しかしながら実際には、ユーザによっては高温高湿の環境や低温低湿の環境で画像形成装置を使用する場合があり、そのような環境の下では、トナーボトル９内のトナーの状態が上述の安定した状態から変化してしまうことがある。

そこで、第２実施形態では、画像形成装置の環境状態を検知する環境センサ２０を画像形成装置に配置し、環境によってトナーボトル９内のトナーの状態が変わった場合においても、環境センサ２０の検知結果に応じて、排出トナーを搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」と検知する時間から新品のトナーボトルか否かを判別する際のその検知時間の閾値を変更する制御を行う。

ここで、環境センサ２０は、画像形成装置内にあるトナーボトル９の周囲の温度を検知する温度検知センサと湿度を検知する湿度検知センサを備えている。その他、画像形成装置外の周囲や、その画像形成装置が設置されている場所の温度や湿度を検知するセンサであってもよい。

本実施形態においては、環境Ａ、環境Ｂ及び環境Ｃという３つの環境状態に対応したリカバリーシーケンスを設けている。

環境Ａは、一般的に高温高湿の環境であり、温度が３５℃以上、もしくは湿度が８０％を超えた環境状態に対応するものである。

環境Ｃは、一般的に低温低湿環境であり、温度が１０℃以下、もしくは湿度が１０％以下になった環境状態に対応する。

環境Ｂは、環境Ａ及び環境Ｃ以外の環境状態であり、一般的にはオフィス環境に対応する。

３つの環境状態は、後述するシーケンスのＳ１０２で用いる、それぞれの環境状態に対応した閾値を有している。

なお、上述の各温度湿度の設定は、本発明が適用される画像形成装置の設置環境に適宜対応して変更することは可能である。

＜環境状態を考慮したトナー補給のリカバリーシーケンス＞
図９は、第２実施形態のトナー補給のリカバリーシーケンスである。

図９に示す本実施形態のシーケンスのＳ１〜Ｓ１８は、図５の第１実施形態の同シーケンスのＳ１〜Ｓ１８と同じ番号のステップは同一の制御内容を有している。本実施形態のシーケンスと第１実施形態のシーケンスの相違するステップは、本実施形態のシーケンスにおいて、Ｓ９とＳ１０の間に、環境センサ２０による環境状態の検知を行うＳ１０１が設けられていることと、Ｓ１０とＳ１４の間で、Ｓ１０１で検知した検知結果に応じて判別された環境状態により、上述の環境Ａ〜環境Ｃのいずれかに対応する閾値に変更するＳ１０２が設けられていることである。

制御部１６は、Ｓ９でボトルモータ１２を駆動してトナーボトル９からトナーを排出させた後、画像形成装置が設置されている環境を装置に設けられている環境センサ２０により環境状態を検知する（Ｓ１０１）。

その後、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知した場合（Ｓ１０のＹｅｓ）には、制御部１６は、Ｓ１０１で検知した環境状態が上述の３つのいずれの環境状態であるかを判断し、交換されたトナーボトル９が新品のものか否かを判別する際の閾値を、それぞれの環境状態に応じた閾値に変更した後（Ｓ１０２）、「トナー有り」を検知している時間をカウントする（Ｓ１４）。

上述以外の各ステップは、第１実施形態で説明した図５のシーケンスの同番号のステップと同様の制御である。

＜環境状態ごとの交換されたトナーボトルの新旧判別＞
図１０は、画像形成装置が設置された環境状態が環境Ａに該当するときの、トナーが搬送路内から排出されるまでの時間を示した確率分布図である。縦軸の単位は任意単位である。

図１０は、第１実施形態の図６を測定したときと同様の方法で行ったものである。ボトルモータ１２を１サイクル駆動させてトナーボトル９を半回転させてトナーを排出した場合に、本実施形態では、新品のトナーボトル９の場合に搬送路１１に排出されるトナー量は７ｇであるのに対し、新品ではないトナーボトル９の場合には７ｇより少ないトナー量となり、搬送路トナーセンサ１３で「トナー有り」と検知されている時間も短くなる。

環境Ａでは、第１実施形態の図６で説明したような方法により、２．４秒以上の「トナー有り」の検知時間があれば、トナーボトル９から搬送路１１へ排出されたトナーは７ｇでありこのときには、制御部１６は、交換されたトナーボトル９は新品のものであったと判別する。

図９のシーケンスでは、制御部１６は、Ｓ１０１で検知した環境状態が環境Ａに該当すると判断した場合には、Ｓ１０２において新旧判別の閾値を２．４秒に変更する。

図１１は、画像形成装置が設置された環境状態が環境Ｃに該当するときの、トナーが搬送路内から排出されるまでの時間を示した確率分布図である。縦軸の単位は任意単位である。

環境Ｃの場合においても、図１０で説明した環境Ａのときと同様の方法で新旧判別の閾値を求め、２．７秒以上であれば、新品のトナーボトル９に変更されたものと判別できることが分かった。

図９のシーケンスでは、制御部１６は、Ｓ１０１で検知した環境状態が環境Ｃに該当すると判断した場合には、Ｓ１０２において新旧判別の閾値を２．７秒に変更する。

環境Ｂについては、第１実施形態の図６の環境状態と一致するため、この場合の新旧判別の閾値は３．２秒以上となる。

図９のシーケンスでは、制御部１６は、Ｓ１０１で検知した環境状態が環境Ｂに該当すると判断した場合には、Ｓ１０２において新旧判別の閾値を３．２秒に変更する。

＜本実施形態と従来例との、環境状態ごとの画像形成開始時間の比較＞
図１２は、新品のトナーボトル交換の際における、本実施形態と従来例との、環境状態ごとの画像形成開始時間を比較して示したものである。

図１２は、第１実施形態の図８で説明したものを、本実施形態の環境Ａ〜環境Ｃの場合についても実測したものである。なお、図８の結果は、本実施形態の環境Ｂに該当する。

以下に、制御部１６がトナーボトル交換を検知してから画像形成開始の指示を出す（画像形成開始のフラグをＯＮにする）までに要する時間を、「トナーＬｏｗ」表示時交換のときと「トナーＥｎｄ」表示時交換のときとで、本実施形態の場合と従来の画像形装置の場合とで比較する。

まず、環境Ａの場合、本実施形態では、「トナーＬｏｗ」表示時交換のときは０秒、「トナーＥｎｄ」表示時交換のときは２．４秒であった（図１０参照）。また、従来例では、「トナーＬｏｗ」表示時交換のときは２．１秒〜１９，９秒、「トナーＥｎｄ」表示時交換のときは１２．０秒〜２０．０秒であった。なお、このときの値のばらつきは図６で説明したように、現像器４内のトナー残存状態の相違に基づくものである。

環境Ｂの場合は、図６に示した結果と同一である。

環境Ｃの場合は、本実施形態では、「トナーＬｏｗ」表示時交換のときは０秒、「トナーＥｎｄ」表示時交換のときは２．７秒であった（図１１参照）。また、従来例では、「トナーＬｏｗ」表示時交換のときは２．５秒〜１９，３秒、「トナーＥｎｄ」表示時交換のときは１４．３秒〜１９．４秒であった。

上述のように、本実施形態によると、「トナーＬｏｗ」が表示された状態でトナーボトル９が交換されたときには、トナーボトル交換直後であっても画像形成動作を直ちに開始することができる。

また、「トナーＥｎｄ」が表示された状態での交換のときでも、それぞれの環境状態に適した新旧ボトル交換判別の閾値を選択することにより、搬送路トナーセンサ１３が「トナー有り」を検知している間の時間が所定時間（環境Ａでは２．４秒、環境Ｂでは３．２秒、環境Ｃでは２．７秒）以上であれば、交換されたトナーボトル９が新品であると制御部１６が判断した後、画像形成開始の状態にすることができる。よって、この場合には、制御部１６がトナーボトル交換を検知してから画像形成開始の指示を出す（画像形成開始のフラグをＯＮにする）までに要する時間は、環境Ａで２．４秒、環境Ｂで３．２秒、環境Ｃで２．７秒となった。

このように、本実施形態によると、それぞれの環境におけるトナーボトル内のトナー状態に適した閾値を選択することができるので、「トナーＬｏｗ」表示の場合及び「トナーＥｎｄ」表示の場合のいずれの場合にも、トナーボトル交換から画像形成開始までに要する時間を従来に比較して、より一層の短縮を達成することができる。

１・・・感光体
４・・・現像器
９・・・トナーボトル
１６・・・制御部
１９・・・ドア開閉センサ
４５・・・現像器トナーセンサ

Claims (10)

1. 像担持体に形成された静電潜像を、トナー補給容器からトナーの補給を受けた現像器によって現像し、画像形成を行なう画像形成装置において、
   前記トナー補給容器から補給されるトナーの補給量の多さを検知するトナー検知手段と、
   前記現像器内のトナーの量を検出する現像器トナー検出手段と、
   前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が第１の量である場合、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が前記第１の量より少ない第２の量である場合より、前記現像器トナー検出手段が検出したトナーの量に応じて実行される画像形成開始タイミングを早くする制御部と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部が、前記検知手段がトナーを検知した時間の長さに応じて前記トナー補給容器から補給されるトナーの補給量を判定するものであること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部が、前記現像器トナー検出手段の検出量が所定値以上かつ前記トナー検知手段がトナーを検知した時間の長さが所定の時間より長い場合に画像形成を実行すること
   を特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部が、前記現像器トナー検出手段の検出量が所定値以上かつ前記トナー検知手段がトナーを検知した時間が所定の時間以下の場合に、前記現像器トナー検出手段の検出量が第２の所定値以上になるまで画像形成を実行しないこと
   を特徴とする請求項２又は請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像器トナー検出手段の検出量が所定値未満である場合に、画像形成を実行しないこと
   を特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記所定値が、画像形成を１回実行するために少なくとも必要な現像器内のトナー量であること
   を特徴とする請求項３乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置内の温度を検知する温度検知手段を有し、
   前記制御部は、前記温度検知手段の検知結果に応じて前記所定時間を変更すること
   を特徴とする請求項３乃至請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置内の湿度を検知する湿度検知手段を有し、
   前記制御部は、前記湿度検知手段の検知結果に応じて前記所定時間を変更すること
   を特徴とする請求項３乃至請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記トナー補給容器の交換の有無を検知する容器交換検知手段を有し、
   前記制御部が、前記容器交換検知手段が前記トナー補給容器の交換を行なったと検知した時に、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が第１の量である場合、前記検知手段により検知される前記トナー補給容器から補給されているトナーの補給量が前記第１の量より少ない第２の量である場合より、前記現像器トナー検出手段が検出したトナーの量に応じて実行される画像形成開始タイミングを早くすること
   を特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記トナー補給容器を画像形成装置本体に着脱可能に装着する装着部と、
    前記装着部を開閉するための開閉部材と、
    を有し、
    前記容器交換検知手段は、前記開閉部材の開閉を検知することにより前記トナー補給容器の交換の有無を検知すること
    を特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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