JP2017134336A - 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 - Google Patents

Abstract

【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前記粉体を前記粉体収容部の外に供給する駆動部と、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、を含み、前記粉体収容部からの前記粉体供給が遮断された状態で粉体収容部内の粉体が撹拌されたあとに、前記粉体残量算出部は前記粉体収容部内の粉体の残量を算出する。【選択図】図１０

Description

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。

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）。

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。

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。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、粉体が収容された粉体収容部から前記粉体を前記粉体収容部の外に供給する駆動部と、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、を含み、前記粉体収容部からの前記粉体を供給が遮断された状態で粉体収容部内の粉体が撹拌されたあとに、前記粉体残量算出部は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。

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。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概要構成図。 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。 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。 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。 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。 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。 本発明の実施の形態に係るトルク検知実行判断部の構成を示す機能ブロック図。 本発明の実施の形態に係る追加空回転実行判断部の構成を示す機能ブロック図。 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。 本発明の実施の形態に係る空回転時間とトナーの状態との関係を示す図。 本発明の実施の形態に係るボトル駆動部からの駆動伝達の構成を示す図。 本発明の実施の形態に係るトナーの供給を遮断する構成を示す図。 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。 本発明の実施の形態に係る嵩密度に対応するトルクと空回転時間の関係を示す図。 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。 本発明の実施の形態に係る各温湿度におけるトナーの嵩密度及び温湿度と駆動モータ停止からの経過時間との関係を示す図。 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。 本発明の実施の形態に係るトナーの供給量とトルクとの関係を示す図。 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。 本発明の実施の形態に係る各温湿度におけるトナーの嵩密度及びトルクと空回転時間の関係を示す図。 本発明の実施の形態に係る温湿度の補正を加えた場合における供給済みのトナーの量とトルクとの関係を示す図。 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。 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。 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。 本発明の実施の形態に係る絶対湿度に応じて設定される空回転時間を例示した図。 本発明の実施の形態に係るボトルの非駆動時間に応じて設定される空回転時間を例示した図。 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。 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。 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。 本発明の実施の形態に係る絶対湿度の測定態様を例示した図。 本発明の実施の形態に係る絶対湿度の測定態様を例示した図。 本発明の実施の形態に係るトルクの測定態様を例示した図。 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。 本発明の実施の形態に係る空回転時間とトナーの状態との関係を示す図。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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、開閉制御部３１０、駆動制御部３２０、駆動検知部３３０、トルク検知実行判断部３４０、トルク検知部３５０、追加空回転実行判断部３６０、トナー残量算出部３７０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。

開閉制御部３１０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。駆動制御部３２０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。

駆動検知部３３０は、ボトル駆動部３０２から駆動信号を取得し、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３が駆動しているか否かを検知する。トルク検知実行判断部３４０は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を駆動させる際に加わるトルクの検知を実行するか否かを判断する。

図７は、トルク検知実行判断部３４０の構成を示す機能ブロック図である。図７に示すように、トルク検知実行判断部３４０は、時間計測部３４１、温湿度測定部３４２、ボトル駆動量算出部３４３を含む。時間計測部３４１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。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。

ボトル駆動量算出部３４３は、開閉制御部３１０、駆動制御部３２０、駆動検知部３３０からトルク検知実行判断部３４０が取得した値に基づいて、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３の駆動量を算出する。

図６に戻り、再び主制御部５０の内部構成の説明を行う。トルク検知部３５０は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を駆動させる際の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。追加空回転実行判断部３６０は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３の追加回転駆動を行うか否かを判断する。

図８は、追加空回転実行判断部３６０の構成を示す機能ブロック図である。図８に示すように、追加空回転実行判断部３６０は、トルク変化量算出部３６１、追加空回転時間算出部３６２を含む。トルク変化量算出部３６１は、トルク検知部３５０にて検知したトルクの値の変化量を算出する。

追加空回転時間算出部３６２は、トルク変化量算出部３６１にて算出されたトルクの変化量に基づいてトナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を回転駆動させる時間を算出する。

トナー残量算出部３７０は、トナーボトル２０１内のトナー残量を、トルク検知部３５０、トルク検知実行判断部３４０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。本実施形態においては、このような機能構成を持つ画像形成装置１のトナーボトル２０１内のトナーの残量を検知する処理に特徴を有する。以下、図面を参照して、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について説明する。

実施の形態１．
図９ないし図１５を参照して、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１０に示す、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を空回転させる時間と、トナーの嵩密度との関係を利用して、トナー残量を算出する。

本実施形態における「空回転」とは、現像装置１２へトナーボトル２０１からトナーを供給しない状態で、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３を回転させてトナーボトル２０１内のトナーを撹拌する動作である。空回転動作の一例として、たとえば、図４においてトナーボトル２０１から現像装置１２へトナーを供給するときのトナーボトル２０１（図４（ａ））、スクリュー２１３（図４（ｂ））の回転方向に対して逆方向に回転させる。

この場合、トナーボトル２０１内のトナーは、トナーボトル２０１から現像装置１２へトナーが供給されるときと逆方向に移動するので、現像装置１２へトナーボトル２０１からトナーが供給されない状態となる。

図１１は空回転動作の別の例を示す。空回転動作を実行するときは、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（図１１の左方向）に移動する。すると、載置台３０４とともにトナーボトル２０１も左方向に移動することで、搬送ノズル２２２によってトナーボトル２０１内部に押されていた開閉部２２６が、バネの力でトナー吐出口２１２をふさぐ。

移動後のトナーボトル２０１は、ギア２０３と第２の駆動ギア２５２との係合により、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。ここで、第２の駆動ギア２５２の回転方向は正方向、逆方向のいずれであってもよい。

トナーボトル２０１内のトナーは、トナー吐出口２１２が開閉部２２６でふさがれた状態でトナーボトル２０１の内部で図１１の左または右方向に移動しながら撹拌されるので、現像装置１２へトナーボトル２０１からトナーが供給されない状態となる。

なお、ボトル駆動部３０２からの駆動伝達の構成は図１１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。

図１２，１３は空回転動作の別の例を示す。図１２の形態では、トナーの供給を遮断するために、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。シャッター２２４は、図１３（ａ）に示すようにトナー供給部２０２の内部にシャッター２２４が侵入してトナー供給経路を遮断したり（破線の位置）、退避してトナー供給経路をトナー搬送可能に開放したり（実線の位置）する。

シャッターの別の例としては、図１３（ｂ）に示すようにトナー供給部２０２の外周を覆う部材とし、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）する構成であってもよい。

トナーボトル２０１内のトナーは、トナー供給経路２２３が遮断された状態でトナーボトル２０１の内部で図１２の左または右方向に移動しながら撹拌されるので、現像装置１２へトナーボトル２０１からトナーが供給されない状態となる。

プロセスカートリッジ８０にトナーが供給されない状態において、上述したいずれかの構成でトナーボトル２０１またはスクリュー２１３を回転（空回転）させると、図１０に示すように（ボトル回転時間ｔ2に対応する嵩密度）、トナーボトル内のトナーの嵩密度が小さくなる。しかし、そのままトナーボトル２０１を同じ方向回転させ続けると、トナー吐出口２１２またはトナー吐出口２１２と反対側にトナーが搬送される状態になるため、トナーの嵩密度は徐々に大きくなる。

本実施形態においては、空回転におけるトナーの嵩密度が極小となるタイミングを所定時間ｔ２として、空回転後にトナー供給のためのボトル駆動部３０２のモータの回転数に基づいて、トナーがトナーボトル２０１からプロセスカートリッジに搬送された量に相当するトナー供給量からトナーの残量を検知する。尚、図１０に示す、所定時間ｔ１は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３の空回転中の任意のタイミングであり、所定時間ｔ２は、トナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３の空回転を停止するタイミングである。また、所定時間ｔ２は、上述したように、トナーの嵩密度が極小となるタイミングであるが、トナーの材質や物性に応じて変動する値であるため、使用するトナーの種類ごとに実験によって定められた値が、画像形成装置１内の記憶領域に記憶されている。

図９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。トナーをプロセスカートリッジに補給する要求信号である補給信号を受信する（Ｓ９０１）と、トナーの供給を遮断する（Ｓ９０２）。本発明における、「トナーの供給を遮断する」状態とは、以下に説明するような動作を実行して、トナーボトル２０１からプロセスカートリッジにトナーが搬送されないように遮断される状態のことを示す。すなわち、トナーボトル２０１がトナー供給部２０２から離間されている状態（図１１）もしくはトナーの供給経路が遮断されている状態（図４でトナー供給時と逆方向にトナーボトル２０１やスクリュー２１３を回転する場合、図１２）に制御することである。

トナーの供給が遮断される（Ｓ９０２）と、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またはトナー吐出口２１２と反対側に向けて搬送させる、上述した空回転を開始する（Ｓ９０３）。そして、トルク検知部３５０は、空回転開始時におけるトルクの値Ｔ１を取得する（Ｓ９０４）。空回転を継続し、所定時間ｔ１が経過したのち（Ｓ９０５／Ｙｅｓ）、トルク検知部３５０は、トルク値Ｔ２を取得する（Ｓ９０６）。

追加空回転実行判断部３６０は、所定時間ｔ１及びｔ２におけるトルク値の情報を取得する。トルク変化量算出部３６１は、トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分を算出し、この差分が所定の値αより大きい場合（Ｓ９０７／Ｙｅｓ）、追加空回転時間算出部３６２は、トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分に基づいて、空回転を追加して実行する時間である所定時間ｔ２を算出する。この時の所定時間ｔ２は、トナーの材質や物性、さらに所定時間ｔ１におけるトナーの残量に基づいて定められる図１０のような関係曲線に基づいて算出される。

トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分は、図１４に示すように、トナーの嵩密度に応じて変動する。たとえば、空回転時間が同じ場合、嵩密度が大きいときのトルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分は、嵩密度が小さい時のトルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分よりも大きい。差分が大きいほど、トナーの嵩密度に変動があることまたは空回転開始時のトナーの嵩密度が大きいことを示しているため、この差分がαよりも大きい場合、追加して空回転を行うことにより、トナーの嵩密度を十分に小さくさせることが出来る。

そして、ボトル駆動部は、所定時間ｔ２に相当するタイミングまで、空回転を実行する（Ｓ９０８／Ｙｅｓ）。所定時間ｔ２に相当するタイミングまで空回転が行われると、トナーの供給を開放する（Ｓ９０９）。

トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分を算出し、この差分が所定の値ａより小さい場合（Ｓ９０７／Ｎｏ）、トナーの供給を開放する（Ｓ９０９）。本発明において「トナーの供給を開放する」状態とは、トナーボトル２０１からプロセスカートリッジにトナーが搬送される状態、すなわち、トナーボトル２０１がトナー供給部２０２に接合されている状態もしくはトナーの供給経路が開放されている状態のことを示す。

そして、ボトル駆動部は、トナーを供給する方向にトナーボトル２０１もしくはスクリュー２１３を駆動させ、プロセスカートリッジにトナーを供給する。この時、駆動検知部３３０は、ボトル駆動部３０２のモータの回転数を取得する（Ｓ９１０）。トナー残量算出部３７０は、ボトル駆動部３０２のモータの回転数に基づいて、トナーがトナーボトル２０１からプロセスカートリッジに搬送された量に相当するトナー供給量を算出し（Ｓ９１１）、前回のトナー残量及びトナー供給量に基づいてトナー残量を算出する（Ｓ９１２）。尚、前回のトナー残量は、トナー残量算出部３７０内部の記憶領域に記憶されている。

主制御部５０は、算出されたトナー残量を図１５に示すようにディスプレイパネル２４に表示させる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、表示情報に基づいて、トナー残量をディスプレイパネル２４に表示させ（Ｓ９１３）、一連の処理が終了する。表示情報は、図１５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。

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の駆動に伴うトナーボトル内の嵩密度の変動が小さいときにトナー残量を算出するため、精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を検知することが出来る。具体的には、ボトル駆動部３０２の回転停止前の嵩密度よりも小さい嵩密度の状態でボトル駆動部３０２を駆動したときの回転数からトナー残量を算出する。この場合、ボトル駆動部３０２を駆動しているときの嵩密度の変動が小さいため、嵩密度によるトナー供給量の変動の影響を小さくできるため精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を検知することが出来る。

なお、Ｓ９０８で所定時間ｔ２追加撹拌したあとにトナー残量を検出していたが、この形態に限られない。そのため、以下に説明する処理を追加して実行してもよい。たとえば、所定時間ｔ２経過後に、トルク検知部３５０は所定時間ｔ２のときのトルク値Ｔ３を取得する。トルク変化量算出部３６１は、トルク値Ｔ２−トルク値Ｔ３の差分を算出し、この差分が所定の値α２より大きい場合、さらに追加で空回転を実行してもよい。また、トルク値Ｔ２−トルク値Ｔ３の差分が所定の値α２より小さい場合は、Ｓ９１０へ移行してもよい。

実施の形態２．
図１６、図１７を参照して、実施の形態２について説明する。図１７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。トナーをプロセスカートリッジに補給する要求信号である補給信号を受信する（Ｓ９０１）と、トルク検知実行判断部３４０は、トルクを検知するか否かを判定する。

図１６は、トナーの嵩密度、温湿度、駆動モータ２２１停止からの経過時間の関係を示す図である。図１６に示すように、温湿度が高くなると、トナーの嵩密度が大きくなり、所定時間ｂにおいてトナーボトル２０１を駆動させる際に駆動モータ２２１に加わるトルクが大きくなる。また、駆動モータ２２１停止からの経過時間が長くなると、トナーの嵩密度が大きくなり、トナーボトル２０１を駆動させる際に駆動モータ２２１に加わるトルクが大きくなる。

このように、トナーの嵩密度は、画像形成装置１の使用状況に応じて変動するため、本実施形態においては、画像形成装置１の使用状況を考慮して、トナーの残量を検知する処理を行うか否かを判定する。さらに、トナーボトル２０１が必要以上に回転された場合、トナーに悪影響を及ぼす恐れがあるため、本実施形態においては、トナーボトル２０１を駆動させる駆動モータ２２１の回転数も考慮してトナーの残量を検知する処理を行うか否かを判定する。

具体的には、温湿度測定部３４２が、画像形成装置１内部の温湿度の値に基づいて、画像形成装置１内部の絶対湿度を算出する。絶対湿度が所定の値βより小さい場合（Ｓ１７０１／Ｎｏ）、時間計測部３４１は、前回駆動モータ２２１停止時からの経過時間を測定する。経過時間が所定の経過時間γより小さい場合（Ｓ１７０２／Ｎｏ）、ボトル駆動量算出部３４３は、駆動モータ２２１の単位時間あたりの回転数を算出する。

この単位時間は、たとえば２４時間（または所定日数に対応する時間でもよい）に対して、画像形成装置１が稼働していない状態の時間（夜間等の長時間にわたって画像形成装置１を使用しない時間）や空回転している時間を差し引いた時間をいう。尚、１７０１もしくはＳ１７０２でＹｅｓの場合は、Ｓ９０２から実施の形態１と同様の処理を行う。

駆動モータの単位時間あたりの回転数が所定の回転数δより大きい場合（Ｓ１７０３／Ｙｅｓ）、Ｓ９０２から実施の形態１と同様の処理を行うため、以後の説明を省略する。尚、駆動モータの単位時間あたりの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、トナー補給を実施し（Ｓ１７０４）、本処理を終了する。このようにすることで、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。

尚、所定の値β、経過時間γ、所定の回転数δは、トナーボトル２０１内のトナーの嵩密度が大きくなる時の絶対湿度、経過時間、回転数に基づいて実験的に定められ、画像形成装置１内の記憶領域に記憶されている。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１の回転駆動を低減させて必要な場合にのみ回転駆動させることにより、トナーボトル２０１を回転駆動させることに起因するトナーボトル２０１内のトナーの劣化を防ぐことができる。

実施の形態３．
実施の形態１及び実施の形態２においては、ボトル駆動部３０２を駆動したときの回転数からトナー残量を算出した。これに対し、本実施形態では取得したトルクの値から供給済みのトナー量を算出し、トナーボトル２０１の未使用状態のトナー量から、供給済みのトナー量を差し引くことで、トナー残量を検知する。トナーの供給を行わない場合であっても 、以下のような処理を行うことにより、トナーボトル２０１内のトナーの残量を検知することが出来る。以下、図１８、図１９を参照して、実施の形態３について説明する。

図１８は、本実施形態に係る供給済みのトナー量とトルクとの関係を示す理想曲線を示す図である。図１８に示すように、トナーボトル２０１内における供給済みのトナー量が増えるにしたがって、駆動モータ２２１に加わるトルクは小さくなる。尚、理想曲線とは、図１０において所定の嵩密度（トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分がαよりも小さくなるときの嵩密度、もしくはボトル空回転時間ｔ２に対応する嵩密度のように）における供給済みのトナー量とトルクの関係である。

図１９は、本実施形態に係るトナーボトル２０１内のトナー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。本実施形態においては、実施の形態２と同様に、画像形成装置１における、温湿度、トナーボトル２０１が停止してからの経過時間、トナーボトル２０１を回転駆動させる駆動モータの回転数に基づいてトナー残量を検知するか否かを判定する。従って、Ｓ１７０１〜Ｓ９０８までは、実施の形態２と同様の処理を行うため、説明を省略する。

尚、Ｓ１７０３の処理において、駆動モータの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、本処理を終了させる。このようにすることで、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。

以下、Ｓ９０８以降の処理について説明を行う。トルク検知部３５０は、所定時間ｔ２追加撹拌が行われた後のトルク値Ｔ３を取得する（Ｓ１９０１）。トナー残量算出部３７０は、トルク値Ｔ３に基づいて、図１８に示すトルクと供給済みのトナー量との関係から供給済みのトナー量を特定し、トナーボトル２０１の未使用状態のトナー量から供給済みのトナー量を差し引いてトナー残量を算出する（Ｓ１９０２）。

図１８に示すように、トナーボトル２０１内における供給済みのトナー量が増えるにしたがって、駆動モータ２２１に加わるトルクは小さくなる。トナー残量算出部３７０は、Ｓ１９０１で取得したトルクの値Ｔ３（図１０参照）を図１８のＴにあてはめ、Ｔに対応する供給済みのトナー量Ｓを算出する。一方、トルク値Ｔ１−トルク値Ｔ２の差分がαより小さい場合（Ｓ９０７／Ｎｏ）は、Ｓ９０６で取得したトルク値Ｔ２を図１８のＴにあてはめ、Ｔに対応する供給済みのトナー量Ｓを算出する。

そして、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１５（ａ）及び図１５（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（Ｓ１９０３）。表示情報は、図１５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。

主制御部５０によって、表示情報が操作表示制御部５４に送信されると、開閉制御部３１０は、シャッター駆動部３０１を「トナーの供給を開放する」状態に制御し（Ｓ１９０４）、本処理を終了する。

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の駆動に伴うトナーボトル内の嵩密度の変動が小さいときにトナー残量を算出するため、精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を検知することが出来る。

具体的には、ボトル駆動部３０２の回転停止前の嵩密度よりも小さ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値からトナー残量を算出する。この場合、ボトル駆動部３０２を駆動しているときの嵩密度の変動が小さいため、嵩密度による供給済みのトナー量の変動の影響を小さくできるため精度よくトナーボトル２０１内のトナー残量を検知することが出来る。

実施の形態４．
実施の形態１及び実施の形態２に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１内のトナーの嵩密度を、トナー供給時よりも小さくし、トナー残量を検知する。この時に、画像形成装置１の使用状況や設置環境によってトナーの嵩密度が変動する。そのため、そのため、ボトル駆動部３０２の回転によって、嵩密度が極小になりトルクが安定する時間ｔｘにおけるトナーの嵩密度が異なるため、トルクの値も異なる（Ｔ１、Ｔ０、Ｔ２）。

例えば、高温高湿度の場合、嵩密度が大きくなり、凝集したトナーがトナーボトル２０１から排出されるため、低温低湿度の場合と比較すると、トナーの供給量が大きくなる。そこで、本実施形態においては、トナー残量を検知するタイミングにおける温湿度の値を取得し、トナー残量を算出する際に補正値として用い、トナー残量を検知する。

例えば、温湿度測定部３４２が取得した温湿度の値が高温高湿度だった場合、トナー残量算出部３７０は、図２０において高温高湿度の曲線に基づいて嵩密度を補正し、トルク値ＴＨを取得する。そして、実施の形態１および実施の形態２においては、取得した高温高湿度の時のトルク値ＴＨに基づいて一連の処理を実行する。

また、温湿度測定部３４２が取得した温湿度の値が低温低湿度だった場合、トナー残量算出部３７０は、図２０において低温低湿度の曲線に基づいて嵩密度を補正し、トルク値ＴＬを取得する。そして、実施の形態１および実施の形態２においては、取得した低温低湿度の時のトルク値ＴＬに基づいて一連の処理を実行する。

このように、本実施形態においては、トナー残量を検知するタイミングにおける画像形成装置１内部の温湿度の値に基づいて、嵩密度を補正してトルク値を取得するため、より精度を高めてトナー残量を検知することが出来る。
実施の形態５．

また、実施の形態３に係る画像形成装置１における供給済みのトナー量とトルクの関係についても、画像形成装置１の使用状況や設置環境によってトナーの嵩密度が変動する。そのため、図２１に示す曲線を利用して、トルク値Ｔ２に対応する高温高湿度のときの供給済みのトナー量Ｓ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供給済みのトナー量Ｓを差し引くことで、トナー残量が導き出される。

例えば、温湿度測定部３４２が取得した温湿度の値が高温高湿度だった場合、トナー残量算出部３７０は、図２０において嵩密度が極小になりトルクが安定する時間ｔｘに対応する高温高湿度の時のトルク値を取得し、図２１において、このトルク値ＴＨに対する高温高湿度のときの供給済みのトナー量を算出する。

そして、実施の形態３においてトナー残量算出部３７０は、取得した高温高湿度の時のトルク値ＴＨを図２１にあてはめて、供給済みのトナー量を算出する。そして、トナー残量算出部３７０は、算出された供給済みのトナー量に基づいてトナー残量を検知する。

例えば、温湿度測定部３４２が取得した温湿度の値が低温低湿度だった場合、トナー残量算出部３７０は、図２０において嵩密度が極小になりトルクが安定する時間ｔｘに対応する低温低湿度の時のトルク値ＴＬを取得し、図２１において、このトルク値ＴＬに対する低温低湿度のときの供給済みのトナー量を算出する。

そして、実施の形態３においてトナー残量算出部３７０は、取得し低温低湿度の時のトルク値ＴＬを図２１にあてはめて、供給済みのトナー量を算出する。そして、トナー残量算出部３７０は、算出された供給済みのトナー量に基づいてトナー残量を検知する。

本発明に係る全ての実施形態においては、以上説明したように、温湿度の値を考慮した補正を行ってトナー残量の検知を行ってもよい。また、トナー残量算出部３７０は、トナー残量の検知を行うトルク値を取得するタイミングで、画像形成装置１内の温湿度の値を温湿度測定部３４２に取得させ、取得した温湿度の値を補正値として使用して、トナー残量を算出してもよい。

実施の形態６．
図２２を参照して、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説明する。本実施形態においては、トナーの想定トルク値と実測のトルク値から空回転を行う所定時間ｔ３を算出し、所定時間ｔ３空回転後にボトル駆動部３０２を駆動したときの回転数からトナー残量を算出する。

図２２に示すフローチャートにおいて、Ｓ９０１、Ｓ９０２は実施の形態１と同じ処理を行うため、説明を省略する。トナーの供給が遮断されると、トルク変化量算出部３６１は、想定トルク値Ｔ４を設定する（Ｓ２２０１）。想定トルク値Ｔ４は、前回トナー残量検知時に使用したトルク値に基づいて設定される値であり、画像形成装置１の記憶領域に格納されている。

トルク検知部３５０は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３を駆動させる際の実際のトルク値Ｔ５を取得する（Ｓ２２０２）。追加空回転時間算出部３６２は、想定トルク値Ｔ４−トルク値Ｔ５の差分に基づいて、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３を空回転させる所定時間ｔ３を算出する（Ｓ２２０３）。

駆動制御部３２０によってトナーボトル２０１またはスクリュー２１３の所定時間ｔ３空回転が行われる（Ｓ２２０４／Ｙｅｓ）と、トナーの供給を開放する（Ｓ９０９）。以後の処理は、実施の形態１と同様の処理を行うため、重複する説明を省略する。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１を回転させることにより生じるトナーへの悪影響を低減させて、トナーボトル２０１内のトナー残量を検知することが出来る。

実施の形態７．
図２３を参照して、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について説明する。本実施形態においては、実施の形態２と同様に、画像形成装置１における、温湿度、トナーボトル２０１が停止してからの経過時間、トナーボトル２０１を回転駆動させる駆動モータの回転数に基づいてトナー残量を検知するか否かを判定する。

従って、図２３に示すフローチャートにおいて、Ｓ９０１、Ｓ９０２は実施の形態１と同じ処理を実行し、Ｓ１７０１からＳ１７０３までは実施の形態２と同じ処理を実行する。また、Ｓ２２０１からは実施の形態４と同じ処理を行うため、重複する説明を省略する。尚、Ｓ１７０３の処理において、駆動モータの単位時間あたりの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、トナー補給を実施し（Ｓ１７０４）、本処理を終了させる。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。

実施の形態８．
図２４を参照して、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について説明する。本実施形態においては、まず、実施の形態２と同様に、画像形成装置１における、温湿度、トナーボトル２０１が停止してからの経過時間、トナーボトル２０１を回転駆動させる駆動モータの回転数に基づいてトナー残量を検知するか否かの判定を行う。

そして、トナー残量を検知する場合には、実施の形態６と同様にトナーの想定トルク値と実測のトルク値から空回転を行う所定時間ｔ３を算出する（Ｓ２２０３）。そして、Ｓ２０４ｍで所定時間ｔ３空回転した後のトルク値Ｔ６を取得する（Ｓ２４０１）。ここで、Ｓ２２０４で所定の時間ｔ３空回転するとＳ２２０１で算出した想定トルク値Ｔ４になるはずなので、Ｓ２４０１でのＴ６をＴ４としてもよい。ただし、所定時間ｔ３空回転した後のトルク値の実測値を測定した方がより精度が高くなる。そのため、Ｓ２４０１で実測値であるトルク値Ｔ６を測定している。そして、実施の形態３と同様に、取得したトルク値Ｔ６から供給済みのトナー量を算出し、トナー残量を検知する。

従って、Ｓ１７０１からＳ１７０３までは、実施の形態２と同様の処理を実行し、Ｓ２２０１からＳ２２０４までは実施の形態６と同様の処理を行う。さらに、Ｓ１９０１からＳ１９０３までは、取得したトルク値Ｔ６に基づいて実施の形態３と同様の処理を行うため、重複する説明を省略する。

尚、Ｓ１７０３の処理において、駆動モータの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、本処理を終了させる。本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。

上記説明を行った実施の形態６、７、８において所定時間ｔ３を算出する場合に、画像形成装置１内部の温湿度に基づいて算出された絶対湿度や、トナーボトル２０１が駆動されていない時間に基づいて予め定められた時間を用いてもよい。図２５は、画像形成装置１内部の温湿度に基づいて算出された絶対湿度によって設定される所定時間ｔ３を示す図である。

図２５に示すように、画像形成装置１内部の温湿度に基づいて算出された絶対湿度Ｈが、５ｇ／ｍ^３未満である場合、所定時間ｔ３は０秒と設定される。また、絶対湿度Ｈが、５ｇ／ｍ^３以上かつ１５ｇ／ｍ^３未満である場合、所定時間ｔ３は３秒と設定される。さらに、絶対湿度Ｈが、１５ｇ／ｍ^３以上かつ２５ｇ／ｍ^３未満である場合、所定時間ｔ３は６秒と設定される。そして、絶対湿度Ｈが、２５ｇ／ｍ^３以上である場合には、所定時間ｔ３は９秒と設定される。

また、図２６は、トナーボトル２０１が駆動されていない時間に基づいて設定される所定時間ｔ３を示す図である。図２６に示すように、トナーボトル２０１が駆動されていない時間ｔが、１時間未満である場合、所定時間ｔ３は０秒と設定される。また、トナーボトル２０１が駆動されていない時間が、１時間以上かつ３時間未満である場合、所定時間ｔ３は３秒と設定される。

さらに、トナーボトル２０１が駆動されていない時間が、３時間以上且つ７時間未満である場合、所定時間ｔ３は６秒と設定される。そして、トナーボトル２０１が駆動されていない時間が、７時間以上である場合には、所定時間ｔ３は９秒と設定される。

実施の形態９．
図２７を参照して、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説明する。本実施形態においては、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向およびトナー搬送逆方向にそれぞれ空回転させた後にボトル駆動部３０２を駆動したときの回転数からトナー残量を算出する。

図２７に示すフローチャートにおいて、Ｓ９０１、Ｓ９０２は同じ処理を行うため、説明を省略する。トナーの供給が遮断されると、駆動制御部３２０は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送逆方向に回転させる（Ｓ２７０１）。さらに、駆動制御部３２０は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向に回転させる（Ｓ２７０２）。

ボトル駆動量算出部３４３は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３の合計回転数を算出する。トルク検知実行判断部３４０は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３の合計回転数が合計Ｎ回以上である場合（Ｓ２７０３／Ｙｅｓ）、トナーの供給を開放する（Ｓ９１０）。

以後の処理は、実施の形態１と同様の処理を行うため、重複する説明を省略する。尚、合計回転数Ｎは、トナーボトル２０１内のトナーの嵩密度が小さくなるために必要なトナーボトル２０１の回転数であり、実験的に定められた値が、画像形成装置１内の記憶領域にされている。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナー搬送方向およびトナー搬送逆方向にそれぞれ空回転させるので、トナーボトル２０１の長手方向一端にトナーが集められることによるトナーの凝集を抑制できる。

実施の形態１０．
図２８を参照して、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説明する。本実施形態においては、実施の形態２と同様に、画像形成装置１における、温湿度、トナーボトル２０１が停止してからの経過時間、トナーボトル２０１を回転駆動させる駆動モータの回転数に基づいて、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向およびトナー搬送逆方向に空回転させるか否かを判定する。

そして、実施の形態９と同様に、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向およびトナー搬送逆方向に空回転させた場合には、空回転後にボトル駆動部３０２を駆動したときの回転数からトナー残量を算出する。

従って、図２８に示すフローチャートにおいては、Ｓ９０１、Ｓ１７０１からＳ１７０３、Ｓ９０２は実施の形態２と同様の処理を行う。また、Ｓ２７０１以降は、実施の形態９と同様の処理を行う。尚、Ｓ１７０３の処理において、駆動モータの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、トナー補給を実施し（Ｓ１７０４）、本処理を終了させる。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。

実施の形態１１．
図２９を参照して、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説明する。本実施形態においては、まず、実施の形態２と同様に、画像形成装置１における、温湿度、トナーボトル２０１が停止してからの経過時間、トナーボトル２０１を回転駆動させる駆動モータの回転数に基づいて、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向およびトナー搬送逆方向に空回転させるか否かを判定する。

そして、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３をトナー搬送方向およびトナー搬送逆方向に空回転させた場合には、実施の形態３と同様に、取得したトルクの値からトナーの供給量を算出し、トナー残量を検知する。従って、図２９に示すフローチャートにおいては、Ｓ１７０１からＳ１７０３、Ｓ９０２は実施の形態２と同様の処理を行う。

また、Ｓ２７０１からＳ２７０３までは実施の形態９と同様の処理を行う。そして、トルク検知部３５０は、トナーボトル２０１またはスクリュー２１３が合計Ｎ回以上回転された後のトルク値Ｔ７を取得する（Ｓ２９０１）。さらに、本実施系形態においては、Ｓ１９０２以降は、Ｓ２９０１の処理において取得したトルク値Ｔ７に基づいて、実施の形態３と同様の処理を行うため、重複する説明を省略する。

尚、Ｓ１７０３の処理において、駆動モータの回転数が所定の回転数δに満たない場合（Ｓ１７０３／Ｎｏ）、本処理を終了させる。

本実施形態に係る画像形成装置１においては、トナーボトル２０１を回転させてトナーに悪影響を及ぼすことを防ぐことが出来る。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出来る。

上述した実施形態において、画像形成装置１における温湿度を測定する場合、画像形成装置１の使用状況によって、温湿度の値は変動する。そこで、図３０においては、前回駆動モータ２２１停止時における絶対湿度を基準として、測定された湿度が基準以上の場合には、係数αを乗じて補正を行い、測定された湿度が基準以下の場合には、係数βを乗じて補正を行うことができる。

この時、絶対湿度変化量Ｚ＝Ａ（領域Ａの平均絶対温度−停止時の絶対湿度）／α（Ａ＋Ｂ）＋Ｂ（領域Ｂの平均絶対湿度−停止時の絶対湿度）／β（Ａ＋Ｂ）の関係式を用いて、絶対湿度変化量Ｚを算出してもよい。尚、図３０の夫々の係数はβ＜０、０＜αという関係である。

また、図３１においては、前回駆動モータ２２１停止時における絶対湿度を基準として、基準より大きい値の温湿度が測定された場合、所定の係数を乗じて補正を加えたものである。図３１においては、例えば、湿度ｈ１より大きい湿度が測定される時間において最も大きい係数γを用い、測定される湿度が湿度ｈ２以上かつｈ１未満の場合には、係数βを用い、測定される湿度が基準となる絶対湿度以上湿度ｈ２未満の場合には、係数αを用いることができる。

この時、絶対湿度変化量Ｚ＝（ａ×α）＋（ｂ×β）＋（ｃ×γ）の関係式を用いて絶対湿度変化量Ｚを算出してもよい。尚、図３１の夫々の係数は、０＜α、β、γという関係である。

また、上述した実施形態において、駆動モータ２２１に加わるトルクを測定する場合、図３２に示すように、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、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してもよい。

実施の形態１２．
図３３および図３４を用いて実施の形態１２について説明する。実施の形態１２は、トナーボトル内のトナー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。

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て、トナーボトル内のトナーを凝集させる。図３３は実施の形態１２にかかるフローチャートである。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（Ｓ３３０１）。時間計測部３４１はボトル駆動部３０２の駆動終了からの経過時間Ｘを測定する（Ｓ３３０２）。

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３４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。

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。

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（Ｓ３３０３／Ｙｅｓ）、トルク検知部３５０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（Ｓ３３０４）。

トナー残量算出部３７０は、図１８に示すトルクと供給済みのトナー量との関係から供給済みのトナー量を特定し、供給済みのトナー量からトナー残量を算出する（Ｓ３３０５）。トナー残量算出部３７０は、Ｓ３３０７で取得したトルクの値Ｔから供給済みのトナー量Ｓ（図１８）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供給済みのトナー量Ｓを差し引くことで、トナー残量が導き出される。

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１５（ａ）及び図１５（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（Ｓ３３０６）。表示情報は、図１５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。

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３４１は、経過時間Ｘの測定をリセットし（Ｓ３３０７）、制御が終了する。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。

尚、Ｓ３３０４の処理においてトルク値を取得する際に、実施の形態４及び実施の形態５を適用させることが出来る。具体的には、Ｓ３３０４の後に温湿度を取得し、取得した温湿度の値に基づいてＳ３３０４にて取得したトルク値を補正してもよい。また、図１２、図１３に示すような構成を用いて、本実施形態に係る処理を開始する前に、トナーの供給を遮断し、Ｓ３３０７の処理が終了した後に、トナーの供給を開放する構成であってもよい。

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 開閉制御部
３２０ 駆動制御部
３３０ 駆動検知部
３４０ トルク検知実行判断部
３４１ 時間計測部
３４２ 温湿度測定部
３４３ ボトル駆動量算出部
３５０ トルク検知部
３６０ 追加空回転実行部
３６１ トルク変化量算出部
３６２ 追加空回転時間算出部
３７０ トナー残量算出部
Ｐ 記録材

特開２００５−１４８２３８号公報

Claims (10)

1. 粉体が収容された粉体収容部から前記粉体を前記粉体収容部の外に供給する駆動部と、
   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、
   を含み、
   前記粉体収容部からの前記粉体供給が遮断された状態で粉体収容部内の粉体が撹拌されたあとに、前記粉体残量算出部は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。
2. 前記撹拌動作の開始時点での粉体の嵩密度よりも小さい状態のときに、前記粉体残量算出部は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。
3. 前記粉体残量算出部は、前記粉体を前記粉体収容部の外に供給する信号を受信して、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または２に記載の粉体供給制御装置。
4. 前記粉体残量算出部は、前記粉体収容部内の絶対湿度が所定以上と判断した場合、かつ前記駆動部の駆動が停止したタイミングから所定時間経過した場合、かつ前記駆動部の駆動量が所定より大きい場合に、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ないし請求項３のいずれか一項に記載の粉体供給制御装置。
5. 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を含み、
   前記粉体残量算出部は、前記移動制御部により前記粉体収容部が離間された後に、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。
6. 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含み、
   前記粉体残量算出部は、前記供給路遮断部により前記供給路が遮断された後に、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。
7. 温湿度を測定する温湿度測定部を含み、
   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の値に応じて、前記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６のいずれか一項に記載の粉体供給制御装置。
8. 粉体を供給する供給路と、
   請求項１ないし請求項６いずれか一項に記載の粉体供給制御装置と
   を含むことを特徴とする粉体供給装置。
9. 請求項８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
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
10. 粉体が収容された粉体収容部から前記粉体を前記粉体収容部の外に供給し、
    前記粉体収容部からの前記粉体供給が遮断された状態で粉体収容部内の粉体が撹拌されたあとに、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。