JP2019120890A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給において複数の補給動作パターンが存在する場合でも、適切にトナー残量を算定する。【解決手段】画像形成装置１は、現像装置に対して補給されるトナーを収容するトナーコンテナ４と、トナーコンテナ４から現像装置へのトナーの補給動作を、複数の補給動作パターンのいずれかに従って制御する制御装置１５と、トナーコンテナ４の最大収容量を示すトナー総量と、トナーコンテナ内に収容されているトナー残量と、複数の補給動作パターンの各々に対応するトナー補給量と、補給動作パターン毎の補給動作の累積実行回数とを記憶する記憶装置１６とを備える。制御装置１５は、複数の補給動作パターンの各々について、補給動作の累積実行回数とトナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定し、複数の小計トナー補給量を合計して合計トナー補給量を算定し、トナー総量と合計トナー補給量との対比に基づいてトナー残量を算定する。【選択図】図３

Description

本発明は、現像装置およびトナーコンテナを備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、トナーを収容しトナーを感光体ドラム等の像担持体に対して供給する現像装置と、現像装置に対して補給されるトナーを収容するトナーコンテナとを備える。トナーコンテナは画像形成装置に対して交換可能に装着される。新品のトナーコンテナは最大収容量のトナーを収容している。トナーコンテナはＩＣチップを備え、ＩＣチップはトナーコンテナに特有の情報（例えば、トナーの最大収容量を示すトナー総量等）を予め記憶している。

例えば、特許文献１には、交換可能なトナー貯蔵手段（トナーコンテナ）内にトナーを貯蔵し、トナー補給作動部の作動によって現像装置（現像装置）へトナー補給を行う画像形成装置が開示されている。以上の画像形成装置は、トナー補給作動部の作動に応じてほぼ所定量のトナー補給を行う。

特許文献１の画像形成装置は、トナー補給作動部の作動量と画像信号量とを対比した演算値を算出する演算手段と、算出された演算値と所定値とを対比することによりトナー貯蔵手段内のトナー残量についての判定を行う残量判定手段とを備える。以上の演算手段は、トナー補給作動部の作動量としての搬送スクリューの回転数を積算すると共に、画像信号を積算する。特許文献１に開示される技術では、トナー消費量が画像信号の積算値に比例すると共に、トナー補給作動部の作動量がトナー消費量に比例することに基づいて、トナーの残量判定が実行される。

特開２０００−１８１２１４号公報

上記した特許文献１の画像形成装置におけるトナー残量判定は、トナー補給動作当たりのトナー補給量が一定であることを前提としている。しかしながら、一般的に、トナー補給動作によるトナー補給量が一定となるのは、同一の補給動作パターンによる動作時に限られる。複数の補給動作パターンに従ってトナー補給動作を実行する画像形成装置においては、補給動作パターンが異なればトナー補給動作によるトナー補給量は相違する。

したがって、複数の補給動作パターンを有する画像形成装置において、トナー補給動作の累積実行回数と所定の単位補給量との積に基づいて正確にトナー残量を求めることは困難である。

以上の事情を考慮して、本発明は、トナー補給において複数の補給動作パターンが存在する場合でも、適切にトナー残量を算定することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、トナーを収容し、前記トナーを像担持体に対して供給する現像装置と、前記現像装置に対して補給される前記トナーを収容するトナーコンテナと、前記トナーコンテナから前記現像装置への前記トナーの補給動作を、複数の補給動作パターンのいずれかに従って制御する制御装置と、前記トナーコンテナの最大収容量を示すトナー総量と、前記トナーコンテナ内に収容されている前記トナーの残量を示すトナー残量と、前記トナー残量が閾値以上である場合の複数の前記補給動作パターンの各々に対応する第１トナー補給量と、前記トナー残量が前記閾値を下回る場合の複数の前記補給動作パターンの各々に対応する第２トナー補給量と、前記補給動作パターン毎の前記補給動作の累積実行回数とを記憶する記憶装置と、を備える。前記制御装置は、複数の前記補給動作パターンの各々について、前記トナー補給量が前記閾値以上である場合には前記補給動作の前記累積実行回数と前記第１トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定する一方で、前記トナー補給量が前記閾値を下回る場合には前記補給動作の前記累積実行回数と前記第１トナー補給量および前記第２トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定し、複数の前記小計トナー補給量を合計して合計トナー補給量を算定し、前記トナー総量と前記合計トナー補給量との対比に基づいて前記トナー残量を算定する。

上記の画像形成装置において、前記トナー補給量は、前記トナー補給量に対応する前記補給動作パターンに従う前記補給動作において、トナーモーターが１回転する時に補給される前記トナーの量を示し、前記累積実行回数は、前記トナーモーターの累積回転数を示すと好適である。

好適には、前記トナーモーターに接続される搬送スクリューを備え、前記トナーモーターの回転に従って前記搬送スクリューが回転することにより前記トナーコンテナから前記現像装置に前記トナーが補給され、前記閾値は、前記トナーコンテナ内の前記トナーが減少して前記搬送スクリューが露出し始めるトナー残量に相当する。

上記の画像形成装置が前記トナー残量を表示する表示部をさらに備えると好適である。

本発明によれば、トナー補給において複数の補給動作パターンが存在する場合でも、適切にトナー残量を算定することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のトナーコンテナ、感光体ドラム及び現像装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、トナーモーターの累積回転数と累計トナー補給量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置において、トナーモーターの累積回転数と累計トナー補給量との関係を示すグラフである。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナー関連量算定の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置におけるトナー残量の表示の一例を示す図である。

１． 画像形成装置の全体構成
まず、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の全体的な構成について図１を参照しながら説明する。画像形成装置１は、例えば、プリント機能、コピー機能およびファックス機能等を複合的に備える複合機である。

以下、説明の便宜上、図１の紙面手前側を画像形成装置１の前側とする。各図に適宜付される矢印Ｌ、Ｒ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれ画像形成装置１の左側、右側、上側、下側を示す。

画像形成装置１は、略箱型形状の装置本体２を備える。装置本体２の下部には用紙を収納する給紙カセットが設けられ、装置本体２の上部には排紙トレイが設けられる。

装置本体２の上面には、排紙トレイの側方に上カバー３が開閉可能に取り付けられる。上カバー３の下方にはトナーコンテナ４が収納される。上カバー３を開くことにより装置本体２内のトナーコンテナ４の収納空間が露出し、装置本体２に対してトナーコンテナ４が着脱可能となる。装置本体２は、トナーコンテナ４の収納空間の近傍にコンテナ検出器４１およびリーダー／ライター部４２を備える（図３参照）。コンテナ検出器４１は、トナーコンテナ４の着脱（すなわち、交換）を検出する。リーダー／ライター部４２は、装着されたトナーコンテナ４のＩＣチップ２３（図３参照）と通信してデータの読取りおよび書込みを実行する。

装置本体２の上部には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器５が排紙トレイの下方に配置される。露光器５の下方には画像形成部６が設けられる。画像形成部６は回転可能な感光体ドラム７（像担持体）を有する。感光体ドラム７の周囲には、帯電部８と、トナーコンテナ４に接続される現像装置９と、転写ローラーと、クリーニング部とが、感光体ドラム７の回転方向に沿って配置される。

装置本体２の内部には用紙の搬送経路１０が設けられる。搬送経路１０の上流端には給紙部が給紙カセットの近傍に設けられる。搬送経路１０の中流部には、感光体ドラム７および転写ローラーを有する転写部が設けられる。搬送経路１０の下流部には定着装置が設けられる。搬送経路１０の下流端には排紙部が排紙トレイの近傍に設けられる。

装置本体２は、さらに、画像形成装置１の各部を制御する制御装置１５を内部に備える。また、装置本体２は、画像形成装置１の状態を表示する表示部１７を上面または側面に備える（図３参照）。表示部１７は、タッチパネルやディスプレイ等で構成され、例えば、トナーコンテナ４のトナー残量（トナーゲージ）を表示する。表示部１７は、スタートキー、ストップ／クリアキー、テンキー等の画像形成装置１を操作する操作キーを備えてもよい。なお、表示部１７は、画像形成装置１の外部に別個に設けられてもよい。例えば、表示部１７は、画像形成装置１に接続される外部ディスプレイ等の表示装置として構成されてもよい。

２． 画像形成装置の動作概略
次いで、前述した構成を備える画像形成装置１による画像形成動作について概略的に説明する。画像形成装置１は、外部のコンピューター等から画像データが入力され印刷開始が指示されると、画像形成動作を開始する。画像形成動作においては、まず、画像形成部６の帯電部８が感光体ドラム７の表面を帯電させた後、露光器５がレーザー光を発することにより画像データに対応する露光が感光体ドラム７に対して行われ、感光体ドラム７の表面に静電潜像が形成される。そして、画像形成部６の現像装置９がトナーを用いて上記の静電潜像をトナー像に現像する。

一方で、給紙カセットに収納された用紙が給紙部によって取り出され搬送経路１０上を搬送される。搬送経路１０上の用紙は、所定のタイミングで転写部へと搬送され、転写部によって感光体ドラム７上のトナー像が用紙に転写される。トナー像が転写された用紙は定着装置へと搬送され、定着装置によってトナー像が用紙に定着する。トナー像が定着した用紙は排紙部から排紙トレイに排出される。

３． 画像形成装置の各部の詳細構成
３−１． トナーコンテナの詳細構成
次いで、トナーコンテナ４について説明する。図２に示すように、トナーコンテナ４はトナーを内部に収容する容器本体２０を備える。容器本体２０内に、トナーを現像装置９に対して補給する搬送部材２１と、トナーを撹拌する撹拌部材２２とが備えられる。容器本体２０の側面には、トナーコンテナ４に関するコンテナ情報を記憶するＩＣチップ２３が備えられる。

容器本体２０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、下面に開口した補給口２０ａを有する。補給口２０ａは、補給路１２を介して現像装置９と連通する。

搬送部材２１は、容器本体２０の下部において補給口２０ａに対応する位置に回転可能に取り付けられる。搬送部材２１は、例えば、前後方向に長い回転軸と、回転軸の外周面に形成される螺旋状の搬送羽根とを有する搬送スクリューとして構成される。搬送部材２１の回転軸の一端（例えば、後端）はトナーモーター等のコンテナ駆動源４３（図３参照）に接続される。搬送部材２１はコンテナ駆動源４３から伝達される回転駆動力によって回転する。搬送部材２１の回転によって、容器本体２０内のトナーが補給口２０ａおよび補給路１２を介して現像装置９へ補給される。

撹拌部材２２は、容器本体２０内の上下方向の略中央において回転可能に取り付けられる。撹拌部材２２は、例えば、前後方向に長い回転軸と、回転軸の外周面に形成される撹拌羽根とを有する。撹拌部材２２が回転することにより、容器本体２０内のトナーが撹拌される。

ＩＣチップ２３は、トナーコンテナ４が装置本体２に装着された状態で、制御装置１５に接続されたリーダー／ライター部４２と通信可能になり、アンテナ（図示せず）を介して通信してもよい。ＩＣチップ２３は、不揮発性のメモリー等の記憶媒体（図示せず）を備え、トナーコンテナ４のコンテナ情報を記憶する。ＩＣチップ２３は、例えば、トナーコンテナ４のコンテナ情報として、新品のトナーコンテナ４の容器本体２０が収容するトナーの最大収容量を示すトナー総量と後述のトナー補給量とを記憶する。

３−２． 現像装置の詳細構成
次いで、現像装置９について説明する。図２に示すように、現像装置９はトナーを収容する筐体３０を備える。筐体３０内には、トナーを感光体ドラム７へと供給する現像ローラー３１と、トナーを撹拌する撹拌部材３２と、トナーを搬送する搬送部材３３とが設けられる。

筐体３０は、前後方向に長い略箱型形状に形成され、感光体ドラム７と対向するように左面に開口した開口部と、上面に開口した補給口３０ａとを有する。補給口３０ａは、補給路１２を介してトナーコンテナ４と連通する。

現像ローラー３１は、開口部を介して感光体ドラム７と対向しかつ接触するように配置される。現像ローラー３１は、前後方向に長い回転軸を有し、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。現像ローラー３１は、筐体３０内の所定量のトナーを担持すると共に、回転することによって担持するトナーを感光体ドラム７へ供給する。

撹拌部材３２および搬送部材３３は、筐体３０の下部に左右に並べて配置される。また、搬送部材３３は補給口３０ａの下方に配置される。撹拌部材３２および搬送部材３３は、前後方向に長い回転軸を有し、筐体３０に対して回転可能に取り付けられる。撹拌部材３２および搬送部材３３の回転により筐体３０内のトナーが撹拌され現像ローラー３１へ搬送される。

３−３． 制御装置の詳細構成
次いで、制御装置１５の電気的な構成について図３を参照しながら説明する。制御装置１５は、ＣＰＵ等で構成され、ＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置１６に接続される。また、制御装置１５は、コンテナ検出器４１、リーダー／ライター部４２、コンテナ駆動源４３及び表示部１７等の画像形成装置１の各部に接続されている。

制御装置１５は、記憶装置１６に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、制御装置１５に接続された各部を制御する。制御装置１５は、例えば、トナーコンテナ４から現像装置９へのトナーの補給動作を、複数の補給動作パターンのいずれかに従って制御する。

補給動作パターンとは、例えば、搬送部材２１を回転させてトナーの補給を実行するトナーモーター（コンテナ駆動源４３）を動作させるための駆動パターンである。制御装置１５は、画像形成装置１の状態に応じて異なる補給動作パターンで動作するようにトナーモーターを制御する。例えば、画像形成装置１の電源が投入された当初は、トナーが空になっている現像装置９の筐体３０に対して早急にトナーを補給する必要があるので、制御装置１５はトナーモーターが連続的に回転するような補給動作パターンを用いて制御を実行する。他方、画像形成装置１が印字中の場合、現像装置９にトナーが連続的に供給されるとトナーの量が過剰となりカブリ（非画像部に微量のトナーが付着する現象）等の不具合が生じる可能性があるので、制御装置１５はトナーモーターが間欠的に回転するような補給動作パターンを用いて制御を実行する。

図４は、印字中の画像形成装置１で用いられ、トナーモーターの間欠的な回転を実現する３つの補給動作パターンにおけるトナーモーターの累積回転数と累計トナー補給量との関係についての実験結果を表すグラフである。補給動作パターン１は、トナーモーターが０．１秒間の回転と１．０秒間の停止とを交互に繰り返す駆動パターンである。補給動作パターン２は、トナーモーターが０．２秒間の回転と１．０秒間の停止とを交互に繰り返す駆動パターンである。補給動作パターン３は、トナーモーターが０．７５秒間の回転と１．０秒間の停止とを交互に繰り返す駆動パターンである。以上の補給動作パターンは例示であり、他の補給動作パターンも適宜採用されてよい。

図４に示す通り、本願の発明者による実験によれば、トナーモーターの回転時間（オン時間）がより短い補給動作パターンほど（換言すると、トナーモーターがより小刻みに回転する補給動作パターンほど）、トナーモーター１回転当たりのトナー補給量がより多かった。以上の実験結果から、トナーモーターが１回転するときにトナーコンテナ４から現像装置９へ補給されるトナーの量（トナー補給量）は一定ではなく、トナーモーターの駆動パターン（補給動作パターン）に応じて相異なるとの結論が得られた。

また、図５は、１つの補給動作パターンにおけるトナーモーターの累積回転数と累計トナー補給量との関係についての実験結果を表すグラフである。図５に示す通り、本願の発明者による実験によれば、トナーコンテナ４内のトナー残量（＝トナー総量−累計トナー補給量）が所定値を下回ると、トナーコンテナ４内のトナー残量が所定値以上である場合と比較して、トナーモーター１回転当たりのトナー補給量が減少した。

以上は、トナーコンテナ４内のトナー残量が所定値以上である場合には搬送部材２１の全体がトナーに覆われているが、トナーコンテナ４内のトナー残量が所定値を下回ると搬送部材２１の全体がトナーに覆われなくなるので、搬送部材２１が１回転するときのトナー補給効率が低下することで生じた現象である。以上の傾向は、他の補給動作パターンにおいても同様であった。以上の実験結果から、トナーモーターが１回転するときにトナーコンテナ４から現像装置９へ補給されるトナーの量（トナー補給量）は、いずれの補給動作パターンにおいても、トナー残量が所定値を下回ると減少するとの結論が得られた。

したがって、トナーモーターの累積回転数（補給動作の累積実行回数）に基づいてトナーの補給量を算定する場合、複数の補給動作パターンの各々についてトナーの補給量を小計した後、得られた複数の小計を合計することにより、より精度良く合計トナー補給量を算定できる。また、以上の算定処理において、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値を下回った後は、トナーモーター１回転当たりの補給量をより低い値に変更してトナーの補給量を小計することにより、より精度良く合計トナー補給量を算定できる。

上述した知見に基づき、制御装置１５は、上述した補給動作パターンの各々について、補給動作の累積実行回数（トナーモーターの累積回転数）とトナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定し、複数の小計トナー補給量を合計して合計トナー補給量を算定し、トナー総量と合計トナー補給量との対比に基づいてトナーコンテナ４内のトナー残量を算定する。また、以上の算定処理において、トナー残量が閾値を下回った後は、補給動作パターンの各々についてトナー補給量をより低い値に変更する。なお、以下の記述において、制御装置１５が算定する小計トナー補給量、合計トナー補給量、およびトナー残量を「トナー関連量」と総称する場合がある。

記憶装置１６は、例えば、上記の補給動作制御およびトナー関連量算定を実行するための制御プログラムを記憶する。また、記憶装置１６は、複数の補給動作パターンの各々に対応するトナー補給量と、トナーコンテナ４内のトナー残量の算定に用いるトナー総量とを記憶すると共に、後述される動作によって算定されたトナー残量を都度記憶する。

トナー補給量は、補給動作が１回実行される毎にトナーコンテナ４から現像装置９へ補給されるトナーの量（重量でもよいし、容量でもよい）を示す値であり、補給動作に対応する補給動作パターンに応じて相異なる値を取る。また、トナー補給量は、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値を下回る場合は、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値以上である時と比較してより低い値を取る。以下、トナー残量が閾値以上である場合のトナー補給量を第１トナー補給量と称し、トナー残量が閾値を下回る場合のトナー補給量を第２
トナー補給量と称する。上記した通り、補給動作パターンにおいても、以下の不等式が成立する。
第１トナー補給量＞第２トナー補給量

「１回の補給動作」は、前述したトナー補給に関連する部材の１単位動作（例えば、トナーモーター（コンテナ駆動源４３）の１回転や、搬送スクリュー（搬送部材２１）の１回転）に対応する。例えば、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値以上である場合の、補給動作パターン１（０．１秒回転−１．０秒停止）におけるトナー補給量は０．０２５ｇ、補給動作パターン２（０．２秒回転−１．０秒停止）におけるトナー補給量は０．０１８ｇ、補給動作パターン３（０．７５秒回転−１．０秒停止）におけるトナー補給量は０．０１７５ｇである。また、例えば、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値を下回る場合の、補給動作パターン１におけるトナー補給量は０．０２０ｇ、補給動作パターン２におけるトナー補給量は０．０１５ｇ、補給動作パターン３におけるトナー補給量は０．０１４５ｇである。トナー総量は、トナーコンテナ４が収容するトナーの最大収容量を示す値である。

記憶装置１６は、画像形成装置１にトナーコンテナ４が装着されるときにＩＣチップ２３から読み取られたコンテナ情報に含まれる複数のトナー補給量およびトナー総量を記憶してもよいし、工場出荷時のデフォルト値として複数のトナー補給量およびトナー総量を記憶していてもよい。

４． 画像形成装置の動作詳細
上述のトナー関連量算定の動作について、図６のフローチャートを参照しながら説明する。トナー関連量算定の動作の前提として、本実施形態の画像形成装置１の制御装置１５は、補給動作の累積実行回数（トナーモーターの累積回転数）を補給動作パターン毎に記憶装置１６に記憶している。

制御装置１５は、トナー残量算定処理の実行契機を検出したか否かを判定する（ステップＳ１）。実行契機を検出していない場合（ステップＳ１：ＮＯ）、制御装置１５はこの検出ループを繰り返す。実行契機を検出した場合（ステップＳ１：ＹＥＳ）、制御装置１５は処理をステップＳ１．１に進める。ステップＳ１のトナー残量算定処理の実行契機は、例えば、一連のトナー補給動作の終了（より具体的には、トナーモーターの回転終了または搬送部材２１の回転終了）である。なお、他のイベント（例えば、ユーザー指示）を制御装置１５がトナー残量算定処理の実行契機として検出してもよい。

次いで、制御装置１５は、トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値を下回るか否かを判定する（ステップＳ１．１）。制御装置１５は、トナー残量が閾値以上である場合はステップＳ２に処理を進め、トナー残量が閾値を下回る場合はステップＳ２．１に処理を進める。

前述した通り、以上の閾値は、トナーコンテナ４内のトナーが減少して搬送部材２１の全体を覆わなくなり始める（すなわち、搬送部材２１が露出し始める）トナー残量である。したがって、以上の閾値は、トナーコンテナ４の形状や搬送部材２１（搬送スクリュー）の形状に依存する値であって、実験的または理論的に求めることが可能である。

なお、制御装置１５は、ステップＳ１．１において、前回のトナー関連量算定の動作（ステップＳ１〜Ｓ５）にて算定され記憶装置１６に記憶されている前回のトナー残量を判定に用いてもよいし、ステップＳ１．１の判定のためにステップＳ２〜Ｓ４を仮に実行して仮のトナー残量を算定し、算定された仮のトナー残量を用いて判定を実行してもよい。

トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値以上である場合、制御装置１５は、Ｎ個の補給動作パターンの各々について、以下の式に従って小計トナー補給量を算定する（ステップＳ２）。結果としてＮ個の小計トナー補給量が得られる。
補給動作パターンｎ（ｎは、１≦ｎ≦Ｎを満たす整数）の小計トナー補給量＝補給動作パターンｎによる補給動作の累積実行回数×トナー残量が閾値以上である場合の補給動作パターンｎのトナー補給量（第１トナー補給量）

トナーコンテナ４内のトナー残量が閾値を下回る場合、制御装置１５は、Ｎ個の補給動作パターンの各々について、以下の式に従って小計トナー補給量を算定する（ステップＳ２．１）。結果としてＮ個の小計トナー補給量が得られる。
補給動作パターンｎの小計トナー補給量＝トナー残量が閾値以上と判定されている間のパターンｎによる補給動作の累積実行回数×トナー残量が閾値以上である場合の補給動作パターンｎのトナー補給量（第１トナー補給量）＋トナー残量が閾値を下回ると判定されている間のパターンｎによる補給動作の累積実行回数×トナー残量が閾値を下回る場合の補給動作パターンｎのトナー補給量（第２トナー補給量）

制御装置１５は、ステップＳ２またはステップＳ２．１にて得られたＮ個の小計トナー補給量を合計して、合計トナー補給量を算定する（ステップＳ３）。

制御装置１５は、記憶装置１６から読み出したトナー総量とステップＳ３にて得られた合計トナー補給量との対比に基づいてトナー残量を算定し、算定されたトナー残量を記憶装置１６に記憶する（ステップＳ４）。ここで、トナー残量は、重量で表されてもよいし、比率で表されてもよい。

トナー残量を重量で表す場合、以下の式に従ってトナー残量が算定される。
トナー残量＝トナー総量−合計トナー補給量

また、トナー残量を百分率（％）で表す場合、以下の式に従ってトナー残量が算定される。
トナー残量＝（（トナー総量−合計トナー補給量）／トナー総量）×１００

制御装置１５は、算定されたトナー残量を表示するように表示部１７を制御する（ステップＳ５）。表示部１７に表示されるトナー残量は、例えば、数値のみで表示されてもよいし、図７に示すようにトナー残量の百分率が棒状のグラフで表示されてもよい。

５． 本実施形態の技術的効果
本実施形態によれば、上述のように、画像形成装置１は、トナーを収容し、トナーを感光体ドラム７（像担持体）に対して供給する現像装置９と、現像装置９に対して補給されるトナーを収容するトナーコンテナ４と、トナーコンテナ４から現像装置９へのトナーの補給動作を、複数の補給動作パターンのいずれかに従って制御する制御装置１５と、トナーコンテナ４の最大収容量を示すトナー総量と、トナーコンテナ４内に収容されているトナーの残量を示すトナー残量と、トナー残量が閾値以上である場合の複数の補給動作パターンの各々に対応する第１トナー補給量と、トナー残量が閾値を下回る場合の複数の補給動作パターンの各々に対応する第２トナー補給量と、補給動作パターン毎の補給動作の累積実行回数とを記憶する記憶装置１６とを備える。そして、制御装置１５は、補給動作パターンの各々について、トナー補給量が閾値以上である場合には補給動作の累積実行回数と第１トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定する一方で、トナー補給量が閾値を下回る場合には補給動作の累積実行回数と第１トナー補給量および第２トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定し、複数の小計トナー補給量を合計して合計トナー補給量を算定し、トナー総量と合計トナー補給量との対比に基づいてトナー残量を算定する。

以上の構成によれば、複数の補給動作パターンの各々に対応するトナー補給量に基づいて算定された合計トナー補給量とトナー総量とを対比することでトナー残量を算定するので、単一のトナー補給量に基づいてトナー残量を算定する構成と比較して、より精度良くトナー残量を求めることが可能である。すなわち、本実施形態の構成によれば、トナー補給において複数の補給動作パターンが存在する場合でも、適切にトナー残量を算定することが可能となる。また、本実施形態の構成によれば、トナー残量を検出する専用の部品を設ける必要がないので、製造コストおよび配置スペースを抑制することができる。

また、以上の構成によれば、トナー残量が閾値以上である場合と閾値を下回る場合とで相異なるトナー補給量を用いて小計トナー補給量を算定するので、トナー残量が変化してもトナー補給量が変化しない構成と比較して、より精度良くトナー残量を求めることが可能である。

さらに、画像形成装置１の記憶装置１６に記憶されるトナー補給量は、トナー補給量に対応する補給動作パターンに従う補給動作において、トナーモーターが１回転する時に補給されるトナーの量を示し、補給動作の累積実行回数は、トナーモーターの累積回転数を示す。前述の通り、発明者による実験によってトナーモーターの回転数とトナー補給量との関係は既に検証されている。したがって、トナーモーターの回転数に基づいてトナー残量が算定される以上の構成によれば、より精度良くトナー残量を算定することが可能である。

また、画像形成装置１は、トナーモーターに接続される搬送スクリュー（搬送部材２１）を備える。トナーモーターの回転に従って搬送スクリューが回転することによりトナーコンテナ４から現像装置９にトナーが補給される。上記した閾値は、トナーコンテナ４内のトナーが減少して搬送スクリューが露出し始める（搬送スクリューの全体を覆わなくなり始める）トナー残量に相当する。以上の構成によれば、トナーが減少して搬送スクリューが露出し始めることによりトナーモーター１回転当たりのトナー補給量が減少した時点を基準として小計トナー補給量の算定手法が変更されるので、より精度良くトナー残量を求めることが可能である。

また、画像形成装置１は、トナー残量を表示する表示部を備える。以上の構成によれば、画像形成装置１にトナー残量が表示されるので、画像形成装置１を直接操作するユーザーにとってトナー残量を確認しやすく、利便性が高い。

６． 変形例
本実施形態の補給動作は、トナーモーターの回転に限定されず、搬送スクリューの回転であってもよい。また、本実施形態の補給動作パターンは、トナーモーターの駆動パターンに限定されない。例えば、搬送スクリューの回転パターンを補給動作パターンとして採用してもよい。さらに、本実施形態の補給動作の累積実行回数は、トナーモーターの累積回転数に限定されない。例えば、搬送スクリューの累積回転数を補給動作の累積実行回数として採用してもよい。

本実施形態では、モノクロの画像形成装置１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

１ 画像形成装置
４ トナーコンテナ
７ 感光体ドラム（像担持体）
９ 現像装置
１５ 制御装置
１６ 記憶装置
１７ 表示部
２１ 搬送部材（搬送スクリュー）
４３ コンテナ駆動源（トナーモーター）

Claims (4)

1. トナーを収容し、前記トナーを像担持体に対して供給する現像装置と、
   前記現像装置に対して補給される前記トナーを収容するトナーコンテナと、
   前記トナーコンテナから前記現像装置への前記トナーの補給動作を、複数の補給動作パターンのいずれかに従って制御する制御装置と、
   前記トナーコンテナの最大収容量を示すトナー総量と、前記トナーコンテナ内に収容されている前記トナーの残量を示すトナー残量と、前記トナー残量が閾値以上である場合の複数の前記補給動作パターンの各々に対応する第１トナー補給量と、前記トナー残量が前記閾値を下回る場合の複数の前記補給動作パターンの各々に対応する第２トナー補給量と、前記補給動作パターン毎の前記補給動作の累積実行回数とを記憶する記憶装置と、を備え、
   前記制御装置は、複数の前記補給動作パターンの各々について、前記トナー補給量が前記閾値以上である場合には前記補給動作の前記累積実行回数と前記第１トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定する一方で、前記トナー補給量が前記閾値を下回る場合には前記補給動作の前記累積実行回数と前記第１トナー補給量および前記第２トナー補給量とに基づいて小計トナー補給量を算定し、複数の前記小計トナー補給量を合計して合計トナー補給量を算定し、前記トナー総量と前記合計トナー補給量との対比に基づいて前記トナー残量を算定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー補給量は、前記トナー補給量に対応する前記補給動作パターンに従う前記補給動作において、トナーモーターが１回転する時に補給される前記トナーの量を示し、前記累積実行回数は、前記トナーモーターの累積回転数を示すことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記トナーモーターに接続される搬送スクリューを備え、
   前記トナーモーターの回転に従って前記搬送スクリューが回転することにより前記トナーコンテナから前記現像装置に前記トナーが補給され、
   前記閾値は、前記トナーコンテナ内の前記トナーが減少して前記搬送スクリューが露出し始めるトナー残量に相当する、請求項２の画像形成装置。
4. 前記トナー残量を表示する表示部をさらに備えることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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