JP2021018381A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】収容容器の回転を検知する検知手段が故障しても、現像剤残量を算出できるようにする。【解決手段】第１計算部３０３ａは、トナーボトル２００の回転量Ｎからボトル残量Ｒ１を算出する。第２計算部３０３ｂは、トナーボトル２００の駆動時間ｔからボトル残量Ｒ１を算出する。ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障したと判定されない場合は、第１計算部３０３ａにボトル残量Ｒ１を算出させ、回転センサ２０２が故障したと判定された場合は、第２計算部３０３ｂにボトル残量Ｒ１を算出させる。【選択図】図６

Description

本発明は、現像剤を収容する収容容器から現像剤が補給される画像形成装置およびその制御方法に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像を、現像器内の現像剤（トナー）を用いて現像することによって画像を形成する。また、現像剤を収容する収容容器（トナーボトル）から現像剤が補給される画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、現像器に保持されている現像剤の残量が少ないことが検知されると、収容容器を回転させて収容容器から現像器へ現像剤を補給する。現像剤の不足量に応じた量の現像剤を補給するために、例えば、収容容器の回転量を検出するセンサを使用して、補給すべき現像剤量が制御される。また、収容容器の回転量から、補給した現像剤量が推定できるので、収容容器内の現像剤残量も推定できる。

しかし、回転量を検出するセンサが故障すると、補給した現像剤量が不明となるので、通常、画像形成は停止される。この場合、センサが交換されるまで画像形成を実施できないため、ダウンタイムが発生してしまう。

この問題に対して、特許文献１は、回転量を検出するセンサよりも現像剤の供給方向下流側に配置された別のセンサが、供給される現像剤を検知できれば、回転量を検出するセンサが故障しても画像形成動作を継続する技術を提案している。一方、収容容器内の現像剤残量が閾値を下回った際に、外部のネットワークを通じて自動配送通知信号を通知することで、交換用の収容容器を手配する自動手配システムが知られている。

特開２０１８−４５１８２号公報

しかしながら、収容容器の回転量を検出するセンサが故障しても画像形成を継続すると、それ以降、収容容器内の現像剤残量を推定できなくなるという問題があった。特に、特許文献１のような技術を自動手配システムにおいて適用した場合、収容容器内の現像剤残量を予測できなくなると、自動配送通知信号を送ることができないか、または通知遅れが発生してしまう。

本発明は、収容容器の回転を検知する検知手段が故障しても、現像剤残量を算出することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、現像剤を収容し、前記感光体に形成された前記静電潜像を前記現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段へ現像剤を補給するために、現像剤を収容した収容容器を回転駆動する駆動手段と、前記収容容器の回転を検知する検知手段と、前記検知手段の検知結果から前記収容容器の回転量を取得する第１取得手段と、前記駆動手段により前記収容容器が回転駆動された駆動時間を取得する第２取得手段と、前記第１取得手段により取得された回転量に基づいて、前記収容容器における現像剤残量を算出する第１算出手段と、前記第２取得手段により取得された駆動時間に基づいて、前記収容容器における現像剤残量を算出する第２算出手段と、前記検知手段の故障を判定する判定手段と、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定されない場合は、前記第１算出手段に前記現像剤残量を算出させ、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定された場合は、前記第２算出手段に前記現像剤残量を算出させる制御手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、収容容器の回転を検知する検知手段が故障しても、現像剤残量を算出することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 トナー補給部の模式図である。 トナーボトルの外観図である。 トナーボトルを装着部側から見た図である。 ＭＦＰの制御構成のブロック図である。 トナー補給制御処理のフローチャートである。 回転時間測定処理のフローチャートである。 駆動時間に基づくボトル残量算出処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、電子写真方式でシートに画像を形成するＭＦＰ（Multifunction Peripheral）１００として構成される。ＭＦＰ１００は、印刷機能、スキャン機能及び複写機能を有している。なお、本発明が適用される画像形成装置は、複合機に限らず、印刷装置（プリンタ）やファクシミリ装置等であってもよい。

ＭＦＰ１００は、単色のトナー（現像剤）を用いて単色画像を形成する画像形成装置である。なお、ＭＦＰ１００は複数色のトナーを用いて多色画像を形成する画像形成装置であってもよい。ＭＦＰ１００は、シートＰへの画像形成を行うプリンタユニット１０１と、原稿の読み取りを行うリーダユニット１０２と、読み取り対象となる原稿の搬送を行うＡＤＦユニット１０３とを有する。シートＰは、記録紙、記録材、記録媒体、用紙、転写材または転写紙等と称されてもよい。

プリンタユニット１０１において、給紙カセット１１０に収納されたシートＰをピックアップローラ１１１がピックアップし、給紙ローラ１１２及びリタードローラ１１３へ送る。給紙ローラ１１２及びリタードローラ１１３は、ピックアップされた複数のシートＰのうち一番上のシートＰを分離して搬送路へ送る。搬送ローラ１１４はシートＰをさらに下流へ搬送する。停止しているレジストローラ対１１５にシートＰの先端が当接することでレジストローラ対１１５の斜行が補正される。その後、レジストローラ対１１５が回転を開始し、感光ドラム１３１（感光体）と転写ローラ１３３との間の転写ニップ部へシートＰを搬送する。

レーザスキャナユニット１２０、感光ドラム１３１、帯電ローラ１３２、転写ローラ１３３及び現像器１４０（現像手段）は、シートＰへ画像を形成する画像形成部を構成する。帯電ローラ１３２は、感光ドラム１３１と共に回転し、感光ドラム１３１の外周面を一様に帯電させる。露光手段としてのレーザスキャナユニット１２０は、画像データに応じた光ビームＬを出力し、光ビームＬで感光ドラム１３１を露光走査する。光ビームＬによって露光された部分に画像データに応じた静電潜像が形成される。この画像データは、リーダユニット１０２によって原稿を読み取って得られた画像データであってもよいし、ＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部装置からネットワークを介して受信された画像データであってもよい。

現像器１４０は現像ローラ１４１を含み、トナー補給部１５０から供給（補給）されるトナーを用いて感光ドラム１３１上の静電潜像を現像してトナー画像を形成する。感光ドラム１３１上に形成されたトナー画像は、感光ドラム１３１の回転に伴って、転写ニップ部へ搬送される。感光ドラム１３１とは逆極性の転写バイアスが転写ローラ１３３に印加されることで、感光ドラム１３１上のトナー画像は転写ニップ部においてシートＰの表面に転写される。

画像形成部においてトナー画像が転写されたシートＰは、定着器１６０へ搬送される定着器１６０は、定着ヒータ及び加圧ローラによって熱及び圧力をシートＰに加えることで、シートＰ上のトナー画像をシートＰに定着させる。排紙ローラ１７０は、画像が形成されたシートＰを排紙トレイ１７１へ排出する。

図２は、トナー補給部１５０の模式図である。トナー補給部１５０は、ボトルモータ２０１（駆動手段）、回転センサ２０２（検知手段）、トナー搬送路２１０、スクリュー２１２及びスクリューモータ２１１を備えている。トナーボトル２００は、現像器１４０へ補給するトナーを収容した収容容器である。トナーボトル２００は、トナー補給部１５０における不図示の装着部に対して着脱可能であり、ＭＦＰ１００の操作者によって交換可能である。

トナー搬送路２１０は、トナーボトル２００から排出されたトナーを現像器１４０へ搬送する搬送路である。トナー搬送路２１０内に設けられたスクリュー２１２は、スクリューモータ２１１によって駆動されて回転し、トナーボトル２００から排出されたトナーを現像器１４０へ搬送する。トナー搬送路２１０はトナーホッパと呼ばれてもよい。トナー搬送路２１０内には搬送路センサ２１３が設けられている。搬送路センサ２１３は、トナーボトル２００から現像器１４０へのトナーの供給方向における回転センサ２０２よりも下流側に配置されていて、トナーボトル２００から排出されたトナーを検知する。

なお、図２には示されていないが、ボトルモータ２０１及びスクリューモータ２１１をそれぞれ駆動するモータ駆動回路が設けられている。ＣＰＵ３００（図５）は、各モータ駆動回路を制御することで、各モータ２０１、２１１の駆動制御を行う。

トナーボトル２００の回転軸は、駆動ギア列（図示せず）を介してボトルモータ２０１と接続されている。ボトルモータ２０１が発生した回転駆動力は駆動ギア列を介してトナーボトル２００の回転軸に伝達される。ボトルモータ２０１は、トナーボトル２００を駆動して回転させる駆動手段の一例である。ボトルモータ２０１がトナーボトル２００を回転駆動することで、トナーボトル２００は矢印Ａ方向に回転する。これにより、トナーボトル２００内部のポンプ部３１０（図３）が伸縮し、トナーが吐出されてトナー搬送路２１０内へ流入する。

図３で説明するように、スクリュー２１２の回転軸は駆動ギア列（図示せず）を介してスクリューモータ２１１と接続されている。スクリューモータ２１１の回転駆動力は駆動ギア列を介してスクリュー２１２の回転軸に伝達される。スクリュー２１２はスクリューモータ２１１によって駆動されて回転し、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０内に流入したトナーを一方向（図２において左から右）へ搬送する。トナー搬送路２１０を通じて搬送されたトナーは、トナー搬送路２１０の端部において現像器１４０へ排出される。現像器１４０の内部には、現像器１４０に蓄積されているトナーの残量を検知するためのトナーセンサ２２１が設けられている。

図３は、トナーボトル２００の外観図である。トナーボトル２００は、ポンプ部３１０を伸縮させる往復動部材３１３を備える。駆動伝達部３０６は、凸部３２０、被検知部３２１およびカム溝３１４を有する。カム溝３１４は、トナーボトル２００の駆動伝達部３０６が回転する回転方向において駆動伝達部３０６の一周に亘って形成されている。

駆動伝達部３０６に形成されたカム溝３１４、被検知部３２１および凸部３２０は、駆動伝達部３０６と一体に回転する。ボトルモータ２０１が図示しない駆動ギアを介してトナーボトル２００の駆動伝達部３０６に回転駆動力を伝達することによって、トナーボトルの駆動伝達部３０６が回転する。それと連動して、駆動伝達部３０６に連結された収容部３０７も回転する。収容部３０７の内部には、螺旋状凸部３５０が形成されており、収容部３０７の回転に伴って収容部３０７内のトナーが排出口３１１に向けて搬送される。

ポンプ部３１０として様々な形式を採用可能である。現像器１４０に補給されるトナーの量は、ポンプ部３１０の伸張及び収縮動作の回数によって決まる。ポンプ部３１０の伸張及び収縮動作の回数はトナーボトル２００の回転量Ｎに概ね比例する。現像器１４０に供給すべきトナーの量に応じてポンプ部３１０の伸長及び収縮動作の必要回数が決定され、ポンプ部３１０の伸張及び収縮動作の回数が必要回数に到達するまで、トナーボトル２００が回転される。本実施の形態においては、一回転あたりに一ポンプ動作（伸長及び収縮動作）することにより、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０内へ約２ｇ分のトナーが供給される。

後述するように、回転センサ２０２はトナーボトル２００の回転を検知する。トナーの補給時には、回転センサ２０２によって検知されるトナーボトル２００の回転量Ｎが必要量に到達するまで、トナーボトル２００が回転される。トナーボトル２００から補給されるトナーの量は、トナーボトル２００の回転量Ｎから算出できるので、トナーボトル２００の回転量Ｎから、トナーボトル２００内のトナー残量（以下、ボトル残量Ｒ１と称する）およびトナー消耗率を算出することができる。

図４（ａ）、（ｂ）は、トナーボトル２００を装着部側から見た図である。図４（ａ）、（ｂ）は、はそれぞれ、出力検知部７０５（図５）がローレベル、ハイレベルの信号を出力している状態を示している。

回転センサ２０２は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とを有する光学センサである。フラグ３０４は自重によってトナーボトル２００の駆動伝達部３０６に接触する。駆動伝達部３０６が回転すると、フラグ３０４は、駆動伝達部３０６の凸部３２０に押されて回転軸３０４ａを中心に揺動し、発光部からの光を遮光する。従って、回転センサ２０２は、フラグ３０４が凸部３２０に接触しているか否かを検知できる。同様に、回転センサ２０２は、フラグ３０４が被検知部３２１に接触しているか否かを検知できる。従って、回転センサ２０２はトナーボトル２００の回転位置（回転角度）を検知できる。

図４（ａ）では、フラグ３０４が被検知部３２１に当接している。被検知部３２１は、駆動伝達部３０６のうち、周方向における凸部３２０に隣接する部位であって、凸部３２０より低い領域である。図４（ａ）では、フラグ３０４が発光部と受光部の間に位置していないので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができる。フラグ３０４が発光部と受光部の間に位置していなければ、受光部の受光光量が所定閾値以上となる。

ここで、出力検知部７０５（図５）は、受光部に受光される光の受光光量が所定閾値以上であればローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。つまり、フラグ３０４が被検知部３２１に接触している間、出力検知部７０５はローレベルの信号（論理‘Ｌ’）をＣＰＵ３００に出力する。この状態をＯＮ状態とする。

一方、図４（ｂ）では、フラグ３０４が凸部３２０に当接している。この場合、フラグ３０４が発光部と受光部の間に位置しているので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができない。つまり、受光部の受光光量は所定閾値未満となる。出力検知部７０５は、受光部に受光される光の受光光量が所定閾値未満であればハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力する。つまり、フラグ３０４が凸部３２０に接触している間、出力検知部７０５はハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）をＣＰＵ３００に出力する。この状態をＯＦＦ状態とする。

出力検知部７０５の出力信号がハイレベルからローレベルへ変化した後、トナーボトル２００のポンプ部３１０は伸長し始める。出力検知部７０５の出力信号がローレベルを維持している間に、ポンプ部３１０は最大限伸長された状態を経て圧縮し始める。そして、出力検知部７０５の出力信号がローレベルからハイレベルへ変化する前に、ポンプ部３１０は最大限圧縮された状態へ移行する。従って、フラグ３０４が被検知部３２１に当接している間にポンプ部３１０は伸縮してトナーをトナー搬送路２１０へ供給する。

なお、フラグ３０４は、トナーボトル２００の回転方向におけるホームポジションを示すために、トナーボトル２００の回転軸またはトナーボトル２００に設けられていてもよい。

図５は、ＭＦＰ１００の制御構成のブロック図である。ＭＦＰ１００は、ＣＰＵ３００、ＲＯＭ３０１、ＲＡＭ３０２を制御系として備えている。ＲＯＭ３０１は、ＭＦＰ１００の全体を統括的に制御する制御プログラムを記憶する記憶装置である。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３００の作業領域として使用されるとともに、画像データ等の種々のデータを一時的に記憶する揮発性の記憶デバイスである。ＣＰＵ３００は、ＲＯＭ３０１に格納されている制御プログラムをＲＡＭ３０２にロードして実行することによって、ＭＦＰ１００の全体を統括的に制御する。なお、ＣＰＵ３００の機能の一部またはすべてはＡＳＩＣ（特定用途集積回路）やＦＰＧＡ（フィールドプログラマブルゲートアレイ）などのハードウェアによって実現されてもよい。

ＲＯＭ３０１には、後述する通知判定部２０４がトナーボトル２００の自動配送通知を行うための第１の閾値と第２の閾値とが予め格納されている。第１の閾値、第２の閾値は、ボトル残量Ｒ１と比較される値であり、第２の閾値は、第１の閾値よりも大きい値である。

操作部２５０は、表示部（液晶ディスプレイ等）と入力部とを備えている。この入力部は、操作者の操作を受け付けて、操作者の操作の内容を示す操作情報をＣＰＵ３００に送信する。上記表示部は、ＣＰＵ３００から送信される画面情報に基づいて操作画面を表示する。ＣＰＵ３００は、例えば、トナーボトル２００の交換を操作者に促す交換メッセージを操作部２５０に表示する。また、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の故障を操作者に通知する警告メッセージを操作部２５０に表示してもよい。

ＣＰＵ３００は、ボトルモータ２０１及びスクリューモータ２１１の駆動制御を行うことで、トナー補給部１５０の動作を制御する。ＣＰＵ３００には、出力検知部７０５を介して回転センサ２０２の検知信号が入力され、さらに、搬送路センサ２１３の検知信号およびトナーセンサ２２１の検知信号が入力される。ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２、搬送路センサ２１３及びトナーセンサ２２１から出力される検知信号（検知結果）に基づいて、トナー補給部１５０から現像器１４０へのトナーの供給（補給）を制御する。

例えば、画像形成中に、現像器１４０内のトナーが消費され、トナーセンサ２２１から出力される検知信号がトナー無しを示した場合、ＣＰＵ３００は、トナー搬送路２１０内のスクリューモータ２１１を駆動する。これにより、ＣＰＵ３００は、トナー搬送路２１０内のトナーを現像器１４０へ搬送して補給する。また、搬送路センサ２１３から出力される検知信号がトナー無しを示した場合、ＣＰＵ３００は、ボトルモータ２０１を駆動することで、トナーボトル２００からトナー搬送路２１０へトナーを補給する。ここで、トナーセンサ２２１、搬送路センサ２１３による検知結果が「トナー無し」を示すとは、必ずしもトナーが皆無になったことを意味しない。例えば、各センサは、検知対象のトナーの残量が各センサ用の所定量を下回った場合に「トナー無し」を示す。

搬送路センサ２１３、トナーセンサ２２１は、例えばトナーの透磁率を検知するセンサである。このようなセンサは、磁性体を含むトナーを検知した場合にはＯＮ状態の信号（ＯＮ信号）を出力し、トナーを検知していない場合にはＯＦＦ状態の信号（ＯＦＦ信号）を出力する。従って、搬送路センサ２１３とトナーセンサ２２１は、トナーを検知すると、トナーを検知したことを示す検知信号としてＯＮ信号を出力する。ＣＰＵ３００は、搬送路センサ２１３からの出力信号に基づいて、トナー搬送路２１０内のトナーの有無を判定（検知）し、また、トナーセンサ２２１からの出力信号に基づいて、現像器１４０内のトナーの有無を判定（検知）する。なお、搬送路センサ２１３、トナーセンサ２２１には、透磁率センサに代えて光学式のセンサが採用されてもよい。

ＣＰＵ３００は、トナーの補給中に、回転センサ２０２の検知結果に基づき回転センサ２０２の故障を判定する。回転センサ２０２が故障したと判定されても、現像器１４０にトナーが残存すれば現像動作は継続される。

ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の出力（検知信号）を監視し、トナー補給動作を制御すると共に、ボトル残量Ｒ１をボトル残量計算部３０３に算出（計算）させる。算出されたボトル残量Ｒ１が、第１の閾値を下回ったと通知判定部２０４が判定すると、交換用の（新品の）トナーボトル２００の配送が必要になったと判断し、ＣＰＵ３００が通信部３０５へ自動配送通知信号を出力する。なお、ＣＰＵ３００は、トナーボトル２００の配送の要否をトナーの消耗率から判断してもよい。その場合、ＣＰＵ３００は、ボトル残量Ｒ１からトナーボトル２００のトナーの消耗率を計算する。そして、計算したトナーの消耗率が、第１の閾値に対応する第１の消耗率閾値に達したと通知判定部２０４が判定すると、ＣＰＵ３００から通信部３０５へ自動配送通知信号を出力してもよい。

ボトル残量計算部３０３は、第１計算部３０３ａ（第１算出手段）および第２計算部３０３ｂ（第２算出手段）を有している。第１計算部３０３ａは、回転センサ２０２の検知信号から得られるトナーボトル２００の回転量Ｎからボトル残量Ｒ１を算出する（図６で後述する）。第２計算部３０３ｂは、トナーボトル２００の駆動時間ｔからボトル残量Ｒ１を算出する（図８で後述する）。

通信部３０５は、ＣＰＵ３００から自動配送通知信号を受けると、交換用のトナーボトル２００を手配するために、図示しないネットワークＩ／Ｆコントローラと外部のネットワークを介して、メンテナンスシステムへ交換品注文を送信する。また、ＣＰＵ３００は、操作部２５０に、メンテナンス担当者に交換品の準備を要求する画面を出力する。これにより、交換品の準備が必要であることが報知される。

第１の閾値は、平均消耗速度でトナーが消耗すると仮定した場合に、トナーボトル２００のトナー消耗率が１００％に到達する日よりも、配送に要する平均配送期間以上の期間だけ前に、トナーボトル２００の配送が必要と判断されるような値である。このように、自動配送通知機能によれば、ユーザにより平均的な利用がなされる場合には、トナーボトル２００のトナー消耗率が１００％に到達するより充分前に、交換用のトナーボトルがユーザへ届けられる。

一方、公知の自動配送通知機能では、トナーボトル２００のボトル残量Ｒ１を基に計算されるトナーの消耗率を基準にして自動配送通知信号が外部ネットワークに通知される。そのため、ボトル残量Ｒ１を算出するために使用される回転センサ２０２が故障すると、自動配送通知機能が正常に機能しなくなるおそれがある。ボトル残量Ｒ１が、トナー補給を適切に行うことができない程度に少なくなった場合、つまりトナーボトル２００がトナー無し（空）になった場合に、トナーボトル２００の在庫がないと、画像形成を継続できなくなってダウンタイムが発生する。

また、上述のように、現像器１４０に補給されるトナーの量は、トナーボトル２００の回転量Ｎに概ね比例する。ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障したと判定していない場合は第１計算部３０３ａにボトル残量Ｒ１を算出させる。一方、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障したと判定した場合は第２計算部３０３ｂにボトル残量Ｒ１を算出させる。つまり、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の故障の判定結果に応じて、ボトル残量Ｒ１の算出手法を切り替える。

詳細は、図６〜図８で説明するが、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障する前の回転センサ２０２の検知信号の変化から、トナーボトル２００の一回転時間Ｔｒを図示しない記憶部としての不揮発性メモリ３０９に記憶させる。一回転時間Ｔｒは、トナーボトル２００が１回転するのに要する所要時間（単位回転あたりの所要時間）であり、計測により得られる時間である。本実施の形態では、回転センサ２０２が故障したと判定されても、それを理由に現像器１４０の動作が中断されることはない。

ＣＰＵ３００は、ボトルモータ２０１がトナーボトル２００を回転させた時間、すなわち、ボトルモータ２０１による駆動開始から駆動停止までの駆動時間ｔを取得する。ここで、駆動時間ｔにおけるトナーボトル２００からトナー搬送路２１０へ補給されたと推定される量をトナー補給量Δｔとする。トナーボトル２００一回転あたりの排出量が約２ｇであるので、トナー補給量Δｔは、式１によって算出される。
Δt＝２ｔ／Ｔｒ・・・（１）

また、ボトルモータ２０１によるトナーボトル２００の駆動前のボトル残量をボトル残量Ｒ０とすると、駆動後のボトル残量Ｒ１は、式２によって算出される。
Ｒ１＝Ｒ０−Δｔ・・・（２）

ボトル残量Ｒ０は、最後に算出されたボトル残量Ｒ１であり、不揮発性メモリ３０９に格納される。なお、一回転あたりの排出量は２ｇに限定されず、画像形成システムや環境に応じた値を適用しても良い。

次に、図６〜８を用いて、回転センサ２０２の故障前後の残量検出により自動配送通知を出す処理について説明する。

図６は、トナー補給制御処理のフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ３００が、ＲＯＭ３０１に格納されたプログラムをＲＡＭ３０２に展開して実行することにより実現される。この処理は、例えば、画像形成処理の実行中に定期的に実行される。この処理において、ＣＰＵ３００は、本発明における第１取得手段、第２取得手段、判定手段および制御手段に該当する。

まず、ステップＳ６０１では、ＣＰＵ３００は、搬送路センサ２１３の検知結果に基づき、トナー搬送路２１０内にトナーが無い（搬送路センサ２１３の検知信号がトナー無しを示す）か否かを判別する。そして、ＣＰＵ３００は、トナー搬送路２１０内にトナーが有る場合は、処理をステップＳ６０９に進め、トナー搬送路２１０内にトナーが無い場合は、処理をステップＳ６０２に進める。

ステップＳ６０２では、ＣＰＵ３００は、ボトルモータ２０１を起動することでトナーボトル２００の回転を開始する。これにより、トナーボトル２００からトナーがトナー搬送路２１０に排出される。次に、ステップＳ６０３では、ＣＰＵ３００は、後述する回転時間測定処理（図７）を実行し、処理をステップＳ６０４に進める。

図７は、図６のステップＳ６０３で実行される回転時間測定処理のフローチャートである。ＣＰＵ３００が、トナーボトル２００の回転を開始した時点では、回転センサ２０２の出力はＯＮである。ＣＰＵ３００は、ステップＳ６２１で、検知済みフラグを初期化し、ステップＳ６２２で、カウンタＸを初期化し、ステップＳ６２３で、リミット時間ＬＭＴをセットする。検知済みフラグがＯＮであることは、回転センサ２０２の出力がＯＮからＯＦＦに変化したことを意味する。カウンタＸは、回転センサ２０２の回転開始からの経過時間を測定するためのカウンタである。リミット時間ＬＭＴは、回転センサ２０２の故障を判定するための閾値時間であり、予めＲＯＭ３０１に格納されている。

ステップＳ６２４では、ＣＰＵ３００は、故障フラグを初期化し、タイマをスタートさせて処理をステップＳ６２５へ進める。故障フラグがＯＮであることは、回転センサ２０２が故障していると判定されたことを意味する。ステップＳ６２５では、ＣＰＵ３００は、カウンタＸを加算し（Ｘ←Ｘ＋１）、ステップＳ６２６で、カウンタＸがリミット時間ＬＭＴ未満である（Ｘ＜ＬＭＴ）か否かを判別する。

そして、カウンタＸがリミット時間ＬＭＴ未満である場合は、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６２７で、検知済みフラグがＯＦＦであるか否かを判別する。そして、検知済みフラグがＯＦＦである場合は、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６２８で、回転センサ２０２の出力がＯＮからＯＦＦに変化したか否かを判別する。そしてＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の出力がＯＮからＯＦＦに変化していない場合は、処理をステップＳ６２５に戻す。しかし、回転センサ２０２の出力がＯＮからＯＦＦに変化した場合は、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６２９で、検知済みフラグをＯＮにし、処理をステップＳ６２５に戻す。

ステップＳ６２７での判別の結果、検知済みフラグがＯＮである場合は、回転センサ２０２が既にＯＦＦを検知している状態であるため、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６３０で、回転センサ２０２の出力がＯＦＦからＯＮに変化したか否かを判別する。そしてＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の出力がＯＦＦからＯＮに変化していない場合は、処理をステップＳ６２５に戻す。しかし、回転センサ２０２の出力がＯＦＦからＯＮに変化した場合は、トナーボトル２００の回転を開始してからトナーボトル２００が一回転したと判断される。そこでＣＰＵ３００は、その時点でのカウンタＸから一回転時間Ｔｒを導き、一回転時間Ｔｒを不揮発性メモリ３０９に記憶させる。これにより一回転時間Ｔｒが取得される。なお、一回転時間Ｔｒが既に不揮発性メモリ３０９に記憶されていた場合は、最新の一回転時間Ｔｒに書き替えられ、更新される。これにより、ボトル残量Ｒ１の推定精度が高まる。その後ＣＰＵ３００は、図７に示す回転時間測定処理を終了する。

このように、ＣＰＵ３００は、トナーボトル２００を回転駆動しているにもかかわらず、リミット時間ＬＭＴが経過しても回転センサ２０２の出力が変化しない場合は、回転センサ２０２が故障していると判定する。

なお、回転センサ２０２の故障判定手法はこれに限定されない。例えば、ＣＰＵ３００は、搬送路センサ２１３がトナーボトル２００からのトナーの排出を検知しているにもかかわらず、回転センサ２０２によりトナーボトル２００の回転が検知できない場合に、回転センサ２０２が故障していると判定してもよい。なお、この手法において、トナーボトル２００からのトナーの排出を検知するセンサとして、搬送路センサ２１３に代えてトナーセンサ２２１を用いてもよい。例えば、ＣＰＵ３００は、トナーセンサ２２１によりトナーの増加が検知されたときに、トナーボトル２００からトナーが排出されたと判定してもよい。ここでいうトナーの増加には、トナー無しからトナー有りへの検知信号の変化も含まれる。

ステップＳ６２６での判別の結果、カウンタＸがリミット時間ＬＭＴ未満でない（Ｘ≧ＬＭＴ）である場合は、ＣＰＵ３００は処理をステップＳ６３２へ進める。ステップＳ６３２では、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障したと判定すると共に、故障フラグをＯＮにした後、図７に示す回転時間測定処理を終了する。なお、回転センサ２０２が故障したと判定した際、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の故障を操作者に通知するための警告メッセージを操作部２５０に表示させてもよい。これにより、操作者に対して回転センサ２０２の故障が報知される。

図６のステップＳ６０４では、ＣＰＵ３００は、故障フラグがＯＮになっているかどうかによって、回転センサ２０２が故障したか否かを判別する。そして、回転センサ２０２が故障していないと判別した場合は、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６０５で、ボトルモータ２０１を停止する。ステップＳ６０６では、ＣＰＵ３００は、回転量Ｎに基づくボトル残量算出処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ３００は、第１計算部３０３ａにボトル残量Ｒ１を算出させる。ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２の変化回数（本実施の形態においては、ＯＮ→ＯＦＦ→ＯＮの２回）から回転量Ｎを導き、第１計算部３０３ａは、この回転量Ｎを元にボトル残量Ｒ１を算出する。

ステップＳ６０７では、ＣＰＵ３００は、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回ったか否かを判別する。そして、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回っていない場合は、ＣＰＵ３００は、処理をステップＳ６０９に進める。しかし、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回った場合は、ＣＰＵ３００は、配送が必要になったと判断し、ステップＳ６０８で、通信部３０５へ自動配送通知信号を出力する。通信部３０５が、交換品注文を送信することで、交換用のトナーボトル２００が配送される。その後、ＣＰＵ３００は、処理をステップＳ６０９に進める。ステップＳ６０４での判別の結果、回転センサ２０２が故障したと判別した場合は、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６１０でボトルモータ２０１を停止する。次に、ステップＳ６１１で、ＣＰＵ３００は、駆動時間に基づくボトル残量算出処理（図８）を実行する。すなわち、ＣＰＵ３００は、第２計算部３０３ｂにボトル残量Ｒ１を算出させる。

図８は、図６のステップＳ６１１で実行される駆動時間に基づくボトル残量算出処理のフローチャートである。ステップＳ６５１では、ＣＰＵ３００は、上記不揮発性メモリ３０９に記憶されている一回転時間Ｔｒを呼び出す。ステップＳ６５２では、ＣＰＵ３００は、呼び出した一回転時間Ｔｒに基づいて、第２計算部３０３ｂにボトル残量Ｒ１を算出させる。第２計算部３０３ｂは、上述したように、式１、２を用いて、駆動時間ｔ、一回転時間Ｔｒおよびボトル残量Ｒ０に基づきボトル残量Ｒ１を算出する。なお、回転量Ｎ、駆動時間ｔは、ステップＳ６０２におけるボトルモータ２０１の起動から計測されている。

ステップＳ６５３では、ＣＰＵ３００は、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回ったか否かを判別する。そして、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回っていない場合は、ＣＰＵ３００は、図８に示す駆動時間に基づくボトル残量算出処理を終了する。しかし、ボトル残量Ｒ１が第１の閾値を下回った場合は、ＣＰＵ３００は、配送が必要になったと判断し、ステップＳ６５４で、ステップＳ６０８と同様の処理を実行してから、図８に示す駆動時間に基づくボトル残量算出処理を終了する。

なお、第１計算部３０３ａによる回転量Ｎに基づくボトル残量Ｒ１の算出精度に比べると、第２計算部３０３ｂによる一回転時間Ｔｒに基づくボトル残量Ｒ１の算出精度の方が低い可能性がある。残量推定精度が落ちると、自動配送通知が遅れるおそれがある。

そこで、ステップＳ６５３においては、第１の閾値に代えて第２の閾値を用いてもよい。その場合、ＣＰＵ３００は、ステップＳ６５３で、ボトル残量Ｒ１が第２の閾値を下回ったか否かを判別する。なお、この場合でも、ＣＰＵ３００は、トナーボトル２００の配送の要否をトナーの消耗率から判断してもよい。例えば、ＣＰＵ３００は、トナーの消耗率が、第２の閾値に対応する第２の消耗率閾値に達したと通知判定部２０４が判定すると、ＣＰＵ３００から通信部３０５へ自動配送通知信号を出力してもよい。第２の消耗率閾値は、第１の消耗率閾値よりも小さい値である。

図６のステップＳ６１１の後、ＣＰＵ３００は、処理をステップＳ６０９に進める。ステップＳ６０９では、ＣＰＵ３００は、スクリューモータ２１１を起動してスクリュー２１２を回転させることで、トナー搬送路２１０から現像器１４０へトナーを搬送する。その後、ステップＳ６１２で、ＣＰＵ３００は、現像器１４０にトナーが無い（トナーセンサ２２１から出力される検知信号がトナー無しを示す）か否かを判別する。そして、ＣＰＵ３００は、現像器１４０にトナーが無い場合は、処理をステップＳ６０１に戻す。一方、現像器１４０にトナーが有る場合は、ＣＰＵ３００は、図６に示すトナー補給制御処理を終了する。

ステップＳ６１１の後もステップＳ６０９が実行されるので、実行中の現像動作は中断されない。このようにするのは次の理由による。まず、回転センサ２０２が故障と判定されたのに、搬送路センサ２１３またはトナーセンサ２２１がトナー無しから有りへの変化を検知することがある。この場合、回転センサ２０２は故障していても、ボトルモータ２０１は正常に回転していて、トナー補給が可能であると考えられる。そこで、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障しただけでは画像形成動作を中断させない。

ＣＰＵ３００は、トナーセンサ２２１の検知結果がトナー無しから有りに変わるまで繰り返しボトルモータ２０１およびスクリューモータ２１１を動作させることで、回転センサ２０２が故障していても現像器１４０の動作を継続可能となる。現像動作が継続されることで、ダウンタイムが削減される。

なお、図６に示すトナー補給制御処理を開始してから所定時間が経過しても、ステップＳ６１２でＹｅｓと判別される場合、トナーボトル２００がトナー無し（空）になっている可能性が高い。そこで、この場合、ＣＰＵ３００はトナーボトル２００がトナー無しになった判定し、画像形成動作を中断すると共に、交換メッセージを操作部２５０に表示させてもよい。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ３００は、回転センサ２０２が故障したと判定されない場合は、第１計算部３０３ａにボトル残量Ｒ１を算出させ、回転センサ２０２が故障したと判定された場合は、第２計算部３０３ｂにボトル残量Ｒ１を算出させる。これにより、トナーボトル２００の回転を検知する検知手段（回転センサ２０２）が故障しても、現像剤残量（ボトル残量Ｒ１）を算出することができる。ボトル残量Ｒ１の算出機会が確保されることで、自動配送通知の遅れを回避し、交換用のトナーボトル２００の取得の遅延を防止することができる。

また、現像の実行中に回転センサ２０２が故障したと判定された場合であっても現像器１４０内にトナーが存在すれば現像は継続されるので、回転センサ２０２の故障によるダウンタイムを削減することができる。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１４０ 現像器
２００ トナーボトル
２０２ 回転センサ
３０３ａ 第１計算部
３０３ｂ 第２計算部
Ｒ１ ボトル残量

Claims (9)

1. 感光体と、
   前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、
   現像剤を収容し、前記感光体に形成された前記静電潜像を前記現像剤を用いて現像する現像手段と、
   前記現像手段へ現像剤を補給するために、現像剤を収容した収容容器を回転駆動する駆動手段と、
   前記収容容器の回転を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果から前記収容容器の回転量を取得する第１取得手段と、
   前記駆動手段により前記収容容器が回転駆動された駆動時間を取得する第２取得手段と、
   前記第１取得手段により取得された回転量に基づいて、前記収容容器における現像剤残量を算出する第１算出手段と、
   前記第２取得手段により取得された駆動時間に基づいて、前記収容容器における現像剤残量を算出する第２算出手段と、
   前記検知手段の故障を判定する判定手段と、
   前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定されない場合は、前記第１算出手段に前記現像剤残量を算出させ、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定された場合は、前記第２算出手段に前記現像剤残量を算出させる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像手段による現像の実行中に前記検知手段が故障したと判定された場合であっても、前記制御手段は現像を停止させない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、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定されない状態における前記収容容器の単位回転あたりの所要時間を取得し、
   前記第２算出手段は、取得された前記所要時間と前記駆動時間とに基づいて、前記現像剤残量を算出することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記第２算出手段は、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定されない状態で取得された最新の前記所要時間と前記駆動時間とに基づいて、前記現像剤残量を算出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、算出された前記現像剤残量が閾値を下回った場合に、交換用の収容容器の配送を通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記現像剤残量が前記第１算出手段により算出された場合は、前記第１算出手段により算出された現像剤残量が第１の閾値を下回った場合に交換用の収容容器の配送を通知し、前記現像剤残量が前記第２算出手段により算出された場合は、前記第２算出手段により算出された現像剤残量が前記第１の閾値より大きい第２の閾値を下回った場合に、交換用の収容容器の配送を通知することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記判定手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、前記検知手段の故障を判定することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記判定手段により前記検知手段が故障したと判定された場合に、その旨を報知することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、現像剤を収容し、前記感光体に形成された前記静電潜像を前記現像剤を用いて現像する現像手段と、前記現像手段へ現像剤を補給するために、現像剤を収容した収容容器を回転駆動する駆動手段と、前記収容容器の回転を検知する検知手段と、を有する画像形成装置の制御方法であって、
   前記検知手段の検知結果から前記収容容器の回転量を取得し、
   前記駆動手段により前記収容容器が回転駆動された駆動時間を取得し、
   前記検知手段が故障したと判定されない場合は、取得された前記回転量に基づいて、前記収容容器における現像剤残量を算出し、前記検知手段が故障したと判定された場合は、取得された前記駆動時間に基づいて、前記収容容器における前記現像剤残量を算出することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
   
   

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