JP2023091630A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】収容部内の現像剤量の検知精度を向上した画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、装置本体と、現像剤を収容する収容部を構成する枠体を含み、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備える。前記閾値は、前記画像形成装置の印刷枚数に応じて変化する。【選択図】図１８

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラムの表面に形成したトナー像を、転写媒体としての転写材に転写することで、画像を形成する。そして、現像剤の補給方式は、例えばプロセスカートリッジ方式やトナー容器補給方式が知られている。プロセスカートリッジ方式は、感光ドラムと現像容器をプロセスカートリッジとして一体化し、現像剤が切れるとプロセスカートリッジを新品に交換する方式である。一方、トナー容器補給方式は、トナーが切れると、トナーパックやトナーボトルといったトナー容器から、トナーを現像容器に補給する方式である。

従来、発光部から照射されて現像容器内を通過した検知光が受光部によって受光される受光時間により、現像容器のトナー残量を推測する画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。トナー容器には、トナーを撹拌する撹拌部材が設けられ、トナー容器内のトナー残量が少なくなるほど、受光部による受光時間が長くなる。

特開２００３－１３１４７９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、画像形成装置１の使用態様に依っては、現像容器内のトナーの流動性が変化する。例えば、新品の画像形成装置１に対して、使い古した画像形成装置１内のトナーは、流動性が低くなる。トナーの流動性が変化すると、現像容器内のトナーが、検知光を遮光するタイミングが変化する。このため、たとえ現像容器内のトナー残量が同じ場合であっても、受光部による受光時間が変わってしまい、トナー残量の検知精度が低下してしまっていた。

そこで、本発明は、収容部内の現像剤量の検知精度を向上した画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、画像形成装置において、装置本体と、画像が担持される像担持体と、現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、前記閾値は、前記画像形成装置の印刷枚数に応じて変化する、ことを特徴とする。

また、本発明は、画像形成装置において、装置本体と、画像が担持される像担持体と、現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、回転することで前記収容部に収容された現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、前記撹拌部材を駆動する駆動源と、光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記所定の閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、前記閾値は、前記検知ユニットによる前記現像剤量の検知開始から所定時間前までの期間における前記駆動源の稼働率に応じて変化する、ことを特徴とする。

また、本発明は、画像形成装置において、装置本体と、画像が担持される像担持体と、現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、前記閾値は、前記収容部に収容された現像剤の凝集度に応じて変化する、ことを特徴とする。

また、本発明は、画像形成装置において、装置本体と、画像が担持される像担持体と、現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、第１状態と、前記第１状態とは異なる第２状態と、に遷移可能に構成される表示部と、を備え、前記表示部は、前記収容部に収容された現像剤量が所定量かつ前記出力値が第１の出力値の際に、前記第１状態となり、前記収容部に収容された現像剤量が前記所定量かつ前記出力値が第１の出力値とは異なる第２の出力値の際にも、前記第１状態となる、ことを特徴とする。

本発明によると、収容部内の現像剤量の検知精度を向上した画像形成装置を提供できる。

（ａ）は第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す断面図、（ｂ）は画像形成装置を示す斜視図。 （ａ）は画像形成装置を示す断面図、（ｂ）は排出トレイが開かれた状態の画像形成装置を示す斜視図。 （ａ）は読取装置の圧板が閉じられた状態の画像形成装置を示す斜視図、（ｂ）は圧板が開かれた状態の画像形成装置を示す斜視図。 （ａ）は現像容器及びトナーパックを示す斜視図、（ｂ）は現像容器及びトナーパックを示す正面図、（ｃ）は現像容器内の撹拌部材を示す斜視図。 （ａ）は図４（ｂ）の５Ａ－５Ａ断面図、（ｂ）は図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図。 トナーパックを示す斜視図。 （ａ）はトナーパックを示す正面図、（ｂ）はトナーパックの第１変形例を示す正面図、（ｃ）はトナーパックの第２変形例を示す正面図。 現像装置を示す斜視図。 （ａ）は現像容器蓋に基板及び基板保持部材を組付けた様子を示す斜視図、（ｂ）は基板及び基板保持部材を示す斜視図、（ｃ）は基板及び基板保持部材を示す他の斜視図。 （ａ）は現像装置の断面図、（ｂ）は（ａ）の１０Ｂ－１０Ｂ断面図。 トナー残量センサを示す回路図。 画像形成装置の制御系を示すブロック図。 （ａ）はトナー残量パネルがＮｅａｒＯｕｔレベルを示している斜視図、（ｂ）はトナー残量パネルがＬｏｗレベルを示している斜視図。（ｃ）はトナー残量パネルがＭｉｄレベルを示している斜視図。（ｄ）はトナー残量パネルがＦｕｌｌレベルを示している斜視図。 （ａ）は現像容器のトナー残量が少ない状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図。（ｂ）は現像容器のトナー残量が少ない状態であり、撹拌部材の回転位相が図１４（ａ）とは異なる状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図。 （ａ）は現像容器のトナー残量が多い状態であり、図１４（ａ）と撹拌部材の回転位相が同じ状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図。（ｂ）は、現像容器のトナー残量が少なく、かつトナーの凝集度が高い状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図。 撹拌部材が一回転する間にトナー残量センサが光を検知した際の検知電圧を示すグラフ。 印刷枚数に対するトナーの凝集度の推移を示すグラフ。 トナー残量とトナー残量センサの検知時間との関係を示すグラフ。 第２の実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図。 モータ回転時間とトナーの凝集度との関係を示すグラフ。

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。但し、以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

＜第１の実施の形態＞
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略図である。画像形成装置１は、外部機器から入力される画像情報に基づいて記録材に画像を形成するモノクロプリンターである。記録材には、普通紙及び厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布等の、材質の異なる様々なシート材が含まれる。

［全体構成］
画像形成装置１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、装置本体としてのプリンタ本体１００と、プリンタ本体１００に開閉可能に支持される読取装置２００と、プリンタ本体１００の外装面に取り付けられた操作部３００と、を有している。プリンタ本体１００は、記録材にトナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０に記録材を給送する給送部６０と、画像形成部１０によって形成されたトナー像を記録材に定着させる定着部７０と、排出ローラ対８０と、を有している。

画像形成部１０は、スキャナユニット１１と、電子写真方式のプロセスユニット２０と、プロセスユニット２０の感光ドラム２１に形成された現像剤像としてのトナー像を記録材に転写する転写ローラ１２と、を有している。プロセスユニット２０は、図５（ａ）（ｂ）に示すように、感光ドラム２１と、感光ドラム２１の周囲に配置された帯電ローラ２２、前露光装置２３及び現像ローラ３１を含む現像装置３０を有している。プロセスユニット２０は、プリンタ本体１００に対して着脱可能に取付けられている。なお、プロセスユニット２０は、プリンタ本体１００に対してビス留めされていてもよく、主にユーザではなくサービスマンによって取り外されるものも含む。一方で、プロセスユニット２０には、プリンタ本体１００の筐体フレーム等、プリンタ本体１００の構造部材は含まれない。

感光ドラム２１は、円筒型に成形された感光体である。本実施の形態の感光ドラム２１は、アルミニウムで成形されたドラム状の基体上に、負帯電性の有機感光体で形成された感光層を有している。また、像担持体としての感光ドラム２１は、モータによって所定の方向（図中時計周り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

帯電ローラ２２は、感光ドラム２１に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。また、帯電高圧電源によって所望の帯電電圧を印加されることで、感光ドラム２１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施の形態では、感光ドラム２１は帯電ローラ２２により負極性に帯電する。前露光装置２３は、帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に侵入する前の感光ドラム２１の表面電位を除電する。

露光手段としてのスキャナユニット１１は、外部機器又は読取装置２００から入力された画像情報に対応したレーザ光を、ポリゴンミラーを用いて感光ドラム２１に照射することで、感光ドラム２１の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム２１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、スキャナユニット１１は、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム２１の長手方向に沿って複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを有するＬＥＤ露光装置を採用しても良い。

現像装置３０は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ３１と、現像装置３０の枠体としての現像容器３２と、現像ローラ３１に現像剤を供給可能な供給ローラ３３と、を備えている。現像ローラ３１及び供給ローラ３３は、現像容器３２によって回転可能に支持されている。また、現像ローラ３１は、感光ドラム２１に対向するように、現像容器３２の開口部に配置されている。供給ローラ３３は現像ローラ３１に回転可能に当接しており、現像容器３２に収容されている現像剤としてのトナーは供給ローラ３３によって現像ローラ３１の表面に塗布される。なお、現像ローラ３１に十分にトナーを供給できる構成であれば、必ずしも供給ローラ３３は必要としない。

本実施の形態の現像装置３０は、現像方式として接触現像方式を用いている。即ち、現像ローラ３１に担持されたトナー層が、感光ドラム２１と現像ローラ３１とが対向する現像部（現像領域）において感光ドラム２１と接触する。現像ローラ３１には現像高圧電源によって現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ３１に担持されたトナーが感光ドラム２１の表面の電位分布に従って現像ローラ３１からドラム表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。なお、本実施の形態では、反転現像方式を採用している。即ち、帯電工程において帯電させられた後、露光工程において露光されることで電荷量が減衰した感光ドラム２１の表面領域にトナーが付着することでトナー像が形成される。

また、本実施の形態では、粒径が６μｍで、正規の帯電極性が負極性のトナーを用いている。本実施の形態のトナーは一例として重合法により生成された重合トナーを採用している。また、本実施の形態のトナーは磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力（鏡像力）によってトナーが現像ローラ３１に担持される、所謂非磁性の一成分現像剤である。ただし、磁性成分を含有する一成分現像剤を用いてもよい。また、一成分現像剤には、トナー粒子以外にもトナーの流動性や帯電性能を調整するための添加物（例えば、ワックスやシリカ微粒子）が含まれている場合がある。また、現像剤として非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成された二成分現像剤を用いてもよい。磁性を有する現像剤を用いる場合、現像剤担持体としては、例えば内側にマグネットが配置された円筒状の現像スリーブが用いられる。

現像容器３２の内部には、撹拌部材３４が設けられている。撹拌部材３４は、モータＭ１（図１２参照）に駆動されて回転することで、現像容器３２内のトナーを撹拌すると共に、現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向け、トナーを搬送する。また、撹拌部材３４は、現像に使用されず現像ローラ３１から剥ぎ取られたトナーを現像容器内で循環させ、現像容器内のトナーを均一化する役割を有する。なお、撹拌部材３４は、回転する形態に限定されない。例えば、揺動する形態の撹拌部材を採用しても良い。また、撹拌部材３４の他に、更に別の撹拌部材を設けても良い。

また、現像ローラ３１が配置される現像容器３２の開口部には、現像ローラ３１に担持されるトナーの量を規制する現像ブレード３５が配置されている。現像ローラ３１の表面に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って現像ブレード３５との対向部を通過することで、均一に薄層化され、また摩擦帯電により負極性に帯電させられる。

給送部６０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、プリンタ本体１００に開閉可能に支持される前扉６１と、トレイ部６２と、中板６３と、トレイバネ６４と、ピックアップローラ６５と、を有している。トレイ部６２は、前扉６１が開かれることで現れる記録材収容空間の底面を構成しており、中板６３は、トレイ部６２に昇降可能に支持されている。トレイバネ６４は、中板６３を上方に付勢しており、中板６３に積載された記録材Ｐをピックアップローラ６５に押し付ける。なお、前扉６１は、プリンタ本体１００に対して閉じられた状態で記録材収容空間を閉塞し、プリンタ本体１００に対して開かれた状態でトレイ部６２、中板６３と共に記録材Ｐを支持する。

定着部７０は、記録材上のトナーを加熱して溶融させることで画像の定着処理を行う熱定着方式のものである。定着部７０は、定着フィルム７１と、定着フィルム７１を加熱するセラミックヒータ等の定着ヒータと、定着ヒータの温度を測定するサーミスタと、定着フィルム７１に圧接する加圧ローラ７２と、を備える。

次に、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。画像形成装置１に画像形成の指令が入力されると、画像形成装置１に接続された外部のコンピュータ又は読取装置２００から入力された画像情報に基づいて、画像形成部１０による画像形成プロセスが開始される。スキャナユニット１１は、入力された画像情報に基づいて、感光ドラム２１に向けてレーザ光を照射する。このとき感光ドラム２１は、帯電ローラ２２により予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム２１上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ３１によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム２１上にトナー像が形成される。

上述の画像形成プロセスに並行して、給送部６０のピックアップローラ６５は、前扉６１、トレイ部６２及び中板６３に支持された記録材Ｐを送り出す。記録材Ｐは、ピックアップローラ６５によってレジストレーションローラ対１５に給送され、レジストレーションローラ対１５のニップに突き当たることで斜行が補正される。そして、レジストレーションローラ対１５は、トナー像の転写タイミングに合わせて駆動され、記録材Ｐを転写ローラ１２及び感光ドラム２１によって形成される転写ニップに向けて搬送する。

転写手段としての転写ローラ１２には、転写高圧電源から転写電圧が印加され、レジストレーションローラ対１５によって搬送される記録材Ｐに感光ドラム２１に担持されているトナー像が転写される。トナー像を転写された記録材Ｐは、定着部７０に搬送され、定着部７０の定着フィルム７１と加圧ローラ７２との間のニップ部を通過する際にトナー像が加熱及び加圧される。これによりトナー粒子が溶融し、その後固着することで、トナー像が記録材Ｐに定着する。定着部７０を通過した記録材Ｐは、排出ローラ対８０によって画像形成装置１の外部（機外）に排出され、プリンタ本体１００の上部に形成された排出トレイ８１に積載される。

排出トレイ８１は、記録材の排出方向における下流に向けて上り傾斜しており、排出トレイ８１に排出された記録材は、排出トレイ８１を滑り下りることで、後端が規制面８４によって整合される。

読取装置２００は、図３（ａ）（ｂ）に示すように、内部に不図示の読取部を内蔵する読取ユニット２０１と、読取ユニット２０１に開閉可能に支持される圧板２０２と、を有している。読取ユニット２０１の上面には、読取部から出射される光を透過すると共に、原稿が載置される原稿台ガラス２０３が設けられている。

ユーザは、原稿の画像を読取装置２００によって読取らせる場合には、圧板２０２を開いた状態で原稿台ガラス２０３上に原稿を載置する。そして、圧板２０２を閉じることで原稿台ガラス２０３上の原稿の位置ずれを防止し、例えば操作部３００を操作することで画像形成装置１に読取指令を出力する。読取動作が開始されると、読取ユニット２０１内の読取部が副走査方向、すなわち画像形成装置１の操作部３００を正面に臨んだ状態で左右方向に読取部が往復移動する。読取部は、発光部から原稿に対して光を出射しつつ、原稿によって反射した光を受光部によって受光し、光電変換することで原稿の画像を読み取る。なお、以下では、操作部３００を正面に臨んだ状態を基準にして、前後方向、左右方向及び上下方向を規定する。

図２（ａ）（ｂ）に示すように、プリンタ本体１００の上部には、上方に開口した第１開口部１０１が形成されており、排出トレイ８１によって覆われている。排出トレイ８１は、左右方向に延びる回動軸を中心にプリンタ本体１００に対して開閉可能に支持されている。排出トレイ８１は、読取装置２００がプリンタ本体１００に対して開かれた状態で、手前側から奥側に向けて開かれる。また、第１開口部１０１には、後述する、トナーパック４０を装着可能な補給口３２ａを有する装着部５７が露出するように構成されている（図４（ａ）（ｂ）参照）。ユーザは、排出トレイ８１を開くことで装着部５７にアクセス可能である。なお、読取装置２００及び排出トレイ８１は、ヒンジ機構等の保持機構によって、開かれた状態及び閉じられた状態で保持されるように構成されてもよい。

また、本実施の形態では、図１（ｂ）に示すように、排出トレイ８１に、開閉部材８３が前後方向に延びる回動軸を中心に開閉可能に設けられている。排出トレイ８１には、上方に開口した開口部８１ａが形成されている。開閉部材８３は、トナーパック４０が現像容器３２に装着できないように補給口３２ａを覆う閉位置と、トナーパック４０が現像容器３２に装着できるように補給口３２ａを露出させる開位置と、の間を移動可能に構成される。開閉部材８３は、閉位置において、排出トレイ８１の一部として機能する。開閉部材８３及び開口部８１ａは、排出トレイ８１の左側に形成されている。開閉部材８３は、排出トレイ８１に設けられた溝部８１ｂからユーザが指を掛けることで左方向に開かれる。このため、ユーザは、開閉部材８３を開けるだけで、補給口３２ａにアクセスすることができる。開閉部材８３は、排出トレイ８１の形状に沿って、略Ｌ字状に形成されている。

本実施の形態では、現像装置３０が画像形成装置１に装着されている状態のまま、ユーザが補給用のトナーが充填されているトナーパック４０（図１（ａ）（ｂ）参照）から現像装置３０へとトナーを補給する方式（直接補給方式）を採用している。このため、プロセスユニット２０のトナー残量が少なくなった場合に、プロセスユニット２０をプリンタ本体１００から取り出して新品のプロセスユニットに交換する作業が不要になるので、ユーザビリティを向上することができる。また、プロセスユニット２０全体を交換するよりも安価に現像容器３２にトナーを補給することができる。なお、直接補給方式は、プロセスユニット２０の現像装置３０のみを交換する場合に比しても、各種のローラやギア等を交換する必要が無いので、コストダウンできる。なお、画像形成装置１及びトナーパック４０は、画像形成システムを構成している。

［転写残トナーの回収］
本実施の形態は、記録材Ｐに転写されずに感光ドラム２１に残留した転写残トナーを現像装置３０に回収し再利用するクリーナーレス構成を採用している。転写残トナーは、以下の工程で除去される。転写残トナーには正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。前露光装置２３により転写後の感光ドラム２１を除電し、帯電ローラ２２による均一な放電を生じさせることで、転写残トナーは再び負極性に帯電させられる。帯電部において再び負極性に帯電させられた転写残トナーは、感光ドラム２１の回転に伴い現像部に到達する。そして、帯電部を通過した感光ドラム２１の表面領域は、転写残トナーが表面に付着した状態のまま、スキャナユニット１１により露光されて静電潜像を書き込まれる。

ここで、現像部に到達した転写残トナーの挙動について、感光ドラム２１の露光部と非露光部に分けて説明する。感光ドラム２１の非露光部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム２１の非露光部の電位（暗部電位）と現像電圧との電位差により現像ローラ３１に転移し、現像容器３２に回収される。これは、トナーの正規帯電極性が負極性であるものとして、現像ローラ３１に印加される現像電圧が、非露光部の電位に対して相対的に正極性だからである。なお、現像容器３２に回収されたトナーは、撹拌部材３４によって現像容器内のトナーと撹拌されて分散すると共に、現像ローラ３１に担持されることで再び現像工程に使用される。

一方、感光ドラム２１の露光部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム２１から現像ローラ３１に転移せずにドラム表面に残る。これは、トナーの正規帯電極性が負極性であるものとして、現像ローラ３１に印加される現像電圧が、露光部の電位（明部電位）よりもさらに負極性の電位となっているためである。ドラム表面に残った転写残トナーは、現像ローラ３１から露光部へと転移する他のトナーと共に感光ドラム２１に担持されて転写部へ移動し、転写部において記録材Ｐに転写される。

このように、本実施の形態は、転写残トナーを現像装置３０に回収し再利用するクリーナーレス構成としたが、従来公知の感光ドラム２１に当接するクリーニングブレードを使用して転写残トナーを回収する構成としてもよい。その場合、クリーニングブレードによって回収された転写残トナーは、現像装置３０とは別に設置される回収容器に回収される。ただし、クリーナーレス構成とすることで、転写残トナー等を回収する回収容器の設置スペースが不要となって画像形成装置１のより一層の小型化が可能となり、また、転写残トナーを再利用することで印刷コストの低減を図ることもできる。

［現像容器とトナーパックの構成］
次に、現像容器３２と、補給容器としてのトナーパック４０の構成について説明する。図４（ａ）は、現像容器３２及びトナーパック４０を示す斜視図であり、図４（ｂ）は、現像容器３２及びトナーパック４０を示す正面図である。図４（ｃ）は、現像容器３２内の撹拌部材３４を示す斜視図である。図５（ａ）は、図４（ｂ）の５Ａ－５Ａ断面図であり、図５（ｂ）は、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図である。

図４（ａ）乃至図５（ｂ）に示すように、現像装置３０の一部である現像容器３２は、撹拌部材３４を収容する搬送室３６を有している。トナーを含む現像剤（以下、トナーとする）を収容する収容部としての搬送室３６は、現像容器３２の長手方向ＬＤ（左右方向）における全長に亘って延びている。枠体としての現像容器３２は、現像容器枠３２０と、現像容器蓋３２１と、を有しており、これら現像容器枠３２０及び現像容器蓋３２１は、接続部３２２によって接続されている。現像ローラ３１及び供給ローラ３３は、現像容器枠３２０に回転可能に支持されている。

また、現像容器３２は、搬送室３６の長手方向ＬＤにおける一端部から上方に突出し、搬送室３６に連通する補給突出部３７を有している。より詳しくは、補給突出部３７は、現像ローラ３１の回転軸線方向（長手方向ＬＤ）において現像容器蓋３２１の一端部に設けられ、現像容器３２の中央部よりも上記回転軸線方向に交差する交差方向において排出トレイ８１に向かって突出している。

本実施の形態では、補給突出部３７は、内部が中空状に形成されており、現像容器３２の左側に配置されている。補給突出部３７の端部には、トナーパック４０を装着可能な装着部５７が設けられており、装着部５７には、トナーパック４０から搬送室３６へ現像剤が補給されるための回転可能な補給口３２ａが配置されている。装着部５７には、トナーパック４０が画像形成装置１の外部に露出した状態で装着できる。

補給突出部３７は、搬送室３６から装置手前かつ上方に向かって斜めに延びている。すなわち、補給突出部３７は、排出ローラ対８０の排出方向における下流かつ上方に向けて突出している。このため、補給突出部３７に配置された補給口３２ａは、画像形成装置１の手前側に配置されることとなり、現像容器３２へのトナーの補給作業を容易に行うことができる。また、補給口３２ａが配置される補給突出部３７を、現像容器３２の長手方向における一方側に設けることで、スキャナユニット１１から出射されるレーザが通過可能なレーザ通過空間を確保することができ、画像形成装置１を小型化できる。

トナーパック４０は、図４（ａ）乃至図５（ｂ）に示すように、補給突出部３７の装着部５７に着脱可能に構成されている。また、トナーパック４０は、開閉可能なシャッタ部材４１と、装着部５７に形成された突部３２ｂに対応して形成された溝部４２と、を有している。ユーザは、現像容器３２にトナーを補給する場合、トナーパック４０の溝部４２が装着部５７の突部３２ｂを通過するように位置合わせして、トナーパック４０を装着部５７に連結する。そして、この状態で、画像形成装置１に設けられた不図示のレバーを介してトナーパック４０のシャッタ部材４１を９０度回転させると、シャッタ部材４１に合わせて補給口３２ａも回転する。すると、レバー又はシャッタ部材４１が装着部５７の不図示の突き当て部に突き当たることで、シャッタ部材４１が完全に開かれると同時に、補給口３２ａとトナーパック４０の開口部が連通する。これにより、トナーパック４０に収容されたトナーがトナーパック４０の開口部から漏下し、漏下したトナーは、補給口３２ａを介して中空状の補給突出部３７から搬送室３６に進入する。

ここで、撹拌部材３４は、図４（ｃ）に示すように、長手方向ＬＤに延びる撹拌軸３４ａと、撹拌軸３４ａからそれぞれ径方向外側に延びる第１羽根部３４ｂ１と第２羽根部３４ｂ２と、を有する。第１羽根部３４ｂ１と第２羽根部３４ｂ２は、いずれも可撓性を有するシートで形成され、径方向外側に延びる長さが互いに異なる。第１羽根部３４ｂ１は第２羽根部３４ｂ２よりも長い。図５（ａ）（ｂ）には、現像容器３２の壁面を無視して第１羽根部３４ｂ１が真っ直ぐ延びた状態で回転したと仮定した場合の第１羽根部３６ｂ１の回転軌跡を、回転軌跡Ｔｂ１として示している。同様に、図５（ａ）（ｂ）には、現像容器３２の壁面を無視して第２羽根部３４ｂ１が真っ直ぐ延びた状態で回転したと仮定した場合の第２羽根部３４ｂ２の回転軌跡を、回転軌跡Ｔｂ２として示している。なお、図４（ｃ）に示す撹拌部材３４の拭取部３４ｃ及び拭取補助部３４ｄについては後述する。

図５（ａ）に示すように、撹拌部材３４の搬送方向における上流側に配置された補給口３２ａから補給されたトナーは、撹拌部材３４の回転に伴い、現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向けて送り込まれることになる。補給口３２ａ及び補給突出部３７は、現像容器３２の長手方向ＬＤにおける一端部に配置されているが、撹拌部材３４の回転を繰り返すことで、現像容器３２の全長に亘ってトナーを行き渡らせる。つまり、撹拌部材３４の搬送方向は、現像容器３２の長手方向ＬＤ（図４（ａ）参照）に平行な方向であると共に、長手方向ＬＤと交差する方向（搬送室３６から現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向かう方向）でもある。ここで、回転軌跡Ｔｂ１，Ｔｂ２に示すように、長い方の羽根部である第１羽根部３４ｂ１は、トナーを現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向け搬送する主要部分として機能する。一方、短い方の羽根部である第２羽根部３４ｂ２は、第１羽根部３４ｂ１では腹当たりになりうまく搬送できない、例えば、搬送室３６の隅部３６ｅのトナーを搬送する補助部分として機能する。

本実施形態では、トナーパック４０は、図６及び図７（ａ）に示すように、変形容易なプラスチックフィルム製の袋体から構成されているが、これに限定されない。例えば、トナーパックは、図７（ｂ）に示すように略円筒形状のボトル容器４０Ｂから構成されてもよく、図７（ｃ）に示すように紙製の紙容器４０Ｃから構成されてもよい。いずれにしても、トナーパック（補給容器）は、その材質及び形状はどのようなものでも良い。また、トナーパックからトナーを吐出させる方法は、トナーパック４０や紙容器４０Ｃであればユーザが指で絞るようにするのが好適であり、ボトル容器４０Ｂであればユーザが容器を叩く等して振動させながら漏下させるのが好適である。また、ボトル容器４０Ｂからトナーを排出させるために、ボトル容器４０Ｂ内に排出機構を設けてもよい。さらに、排出機構は、プリンタ本体１００と係合してプリンタ本体１００から駆動力を受ける構成でもよい。

また、いずれのトナーパックにおいてもシャッタ部材４１を省いてもよく、回転式のシャッタ部材４１の代わりにスライド式のシャッタ部材を適用してもよい。また、シャッタ部材４１は、トナーパックを補給口３２ａに装着したり装着状態でトナーパックを回転させたりすることで破壊される構成でも良く、シールのような取り外し可能な蓋構造であってもよい。

さらに、本実施形態においては、撹拌部材３４に２つの長さの異なる羽根部３４ｂ１、３４ｂ２を配置しているが、羽根部の長さ及び個数はこれに限定しない。例えば、現像容器３２の形状や搬送効率等を考慮して自由に設定してよい。

［トナー残量センサ］
次に、現像容器３２のトナー残量を検知するトナー残量センサ５００の構成について、図８乃至図１１を用いて説明する。図８は、現像装置３０を示す斜視図である。図９（ａ）は、現像容器蓋３２１に基板７００及び基板保持部材７１０を組付けた様子を示す斜視図である。図９（ｂ）は、基板７００及び基板保持部材７１０を示す斜視図であり、図９（ｃ）は、基板７００及び基板保持部材７１０を示す他の斜視図である。図１０（ａ）は、現像装置３０の発光素子５１０ａを通る断面図であり、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）の１０Ｂ－１０Ｂ断面図である。図１１は、トナー残量センサ５００の回路構成の一例を示す回路図である。

図８に示すように、現像容器３２の一部を構成する現像容器蓋３２１は、基板位置決め３２１ａ，３２１ｂと、基板固定部３２１ｃ，３２１ｄと、を有している。現像容器蓋３２１の基板固定部３２１ｃ，３２１ｄの間の位置には、導光部材６００が設置されている。導光部材６００は、第１光ガイド部６１０と、第２光ガイド部６２０と、を有している。第１光ガイド部６１０は、後述する発光素子５１０ａに向けて延びており、第２光ガイド部６２０は、後述する受光素子５１０ｂに向けて延びている。第１光ガイド部６１０は、発光素子５１０ａから発せられた光を現像容器３２の搬送室３６内に案内する。第２光ガイド部６２０は、第１光ガイド部６１０及び搬送室３６内を通過した光を受光素子５１０ｂに案内する。なお、導光部材６００と、発光部としての発光素子５１０ａと、受光部としての受光素子５１０ｂと、を合わせて、検知ユニットとしてのトナー残量センサ５００と呼称する。

基板位置決め３２１ａ，３２１ｂは、現像容器３２の長手方向ＬＤにおいて、基板固定部３２１ｃ，３２１ｄの外側にそれぞれ配置されており、現像容器３２から離れる方向に突出するボス形状を有している。なお、基板位置決め３２１ａ，３２１ｂの形状は、ボス形状に限らず、任意の形状にしてもよい。また、現像容器枠３２０の長手方向ＬＤは、プロセスユニット２０の長手方向ＬＤ（図４（ａ）参照）と同じである。基板固定部３２１ｃ，３２１ｄには、ビス等の固定具が螺合可能となっている。

本実施の形態では、図９（ａ）に示すように、現像容器蓋３２１に基板７００及び基板保持部材７１０が組付けられる。基板保持部材７１０は、現像容器蓋３２１及び基板７００に挟まれた状態で現像容器蓋３２１に組付けられる。すなわち、基板保持部材７１０は、現像容器蓋３２１と基板７００との間に配置される。このとき、基板保持部材７１０は、基板７００の、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂが取り付けられている面５１０ｃを覆う。これにより、面５１０ｃに埃やトナー等の異物が付着するのを抑えると共に、サービスマン等が面５１０ｃに触れることを防止できる。

基板７００は、図９（ｂ）に示すように、基板保持部材７１０に対向する面に設けられ、搬送室３６内のトナー残量を検知するための発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂを有している。発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂは、プロセスユニット２０の長手方向ＬＤに並んで配置されている。発光素子５１０ａから発せられた光は、搬送室３６の内部を通過し、受光素子５１０ｂにより受光される。すなわち、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂは、搬送室３６の内部において光路Ｑ（図１０（ａ）参照）を形成している。光路Ｑは、長手方向ＬＤに延びている。なお、本実施の形態では、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂは、基板７００上に配置されたが、これに限定されない。例えば、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂをそれぞれ搬送室３６の内部に配置してもよく、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂをそれぞれ現像容器３２の外面に配置し、導光部によって、搬送室３６の内外に光を案内してもよい。

また、本実施の形態では、発光素子５１０ａにはＬＥＤを使用し、受光素子５１０ｂにはＬＥＤからの光によりオン状態となるフォトトランジスタを使用しているが、これに限定されない。例えば、発光素子５１０ａにハロゲンランプや蛍光灯を適用してもよく、受光素子５１０ｂにフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードを適用してもよい。また、基板７００には、ケーブルコネクタ７００ｎが設けられており、ケーブルコネクタ７００ｎは、プリンタ本体１００に設けられた後述する制御部９０（図１２参照）と不図示のケーブルによって接続される。

また、基板７００は、基板位置決め３２１ａ，３２１ｂが挿通されると共に係合する位置決め孔７００ａ，７００ｂと、基板固定部３２１ｃ，３２１ｄに螺合されるビスが貫通可能な基板固定孔７００ｃ，７００ｄと、を有している。

基板保持部材７１０も同様に、基板位置決め３２１ａ，３２１ｂが挿通されると共に係合する位置決め孔７１０ａ、７１０ｂと、基板固定部３２１ｃ，３２１ｄに螺合されるビスが貫通可能な基板固定孔７１０ｃ，７１０ｄと、を有している。更に、基板保持部材７１０は、導光部材６００の第１光ガイド部６１０が挿入される第１貫通孔部７１１ａと、導光部材６００の第２光ガイド部６２０が挿入される第２貫通孔部７１１ｂと、を有している。基板保持部材７１０は、現像容器蓋３２１に対向する第１対向面７１０ｈと、第１対向面７１０ｈから現像容器蓋３２１に向けて延びる第１筒部７１１ｃ及び第２筒部７１１ｄを有している。第１筒部７１１ｃ及び第２筒部７１１ｄは、それぞれ筒形状を有しており、第１貫通孔部７１１ａ及び第２貫通孔部７１１ｂを画定している。基板保持部材７１０は、基板７００に当接している。

また、基板保持部材７１０の基板７００に対向する側には、遮光板７１０ｅ，７１０ｆが設けられている。これら遮光板７１０ｅ，７１０ｆは、基板７００及び基板保持部材７１０が現像容器蓋３２１に組付けられた状態で、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂの間に配置されると共に、基板７００に近接して設けられている。

図８乃至図１０（ａ）に示すように、基板保持部材７１０は、現像容器蓋３２１の基板位置決め３２１ａ，３２１ｂが位置決め孔７１０ａ、７１０ｂに貫通して係合することで、現像容器蓋３２１に対して位置決めされる。また、基板７００は、現像容器蓋３２１の基板位置決め３２１ａ，３２１ｂが位置決め孔７００ａ，７００ｂに貫通して係合することで、現像容器蓋３２１に対して位置決めされる。このように、基板位置決め３２１ａ，３２１ｂが基板保持部材７１０及び基板７００の位置決めに共通して使用されることで、現像容器蓋３２１、基板保持部材７１０及び基板７００をより高精度に位置決めすることができる。

また、現像容器蓋３２１に対して基板保持部材７１０及び基板７００が位置決めされた状態で、基板固定孔７００ｃ，７００ｄ，７１０ｃ，７１０ｄにビスが挿入され、現像容器蓋３２１の基板固定部３２１ｃ，３２１ｄにビスが螺合する。これにより、現像容器蓋３２１に対して基板保持部材７１０及び基板７００がビスによって共締めされ、基板保持部材７１０及び基板７００が現像容器蓋３２１に固定される。

図８乃至図１０（ｂ）に示すように、現像容器蓋３２１に対して基板保持部材７１０及び基板７００が組付けられると、導光部材６００の第１光ガイド部６１０が基板保持部材７１０の第１貫通孔部７１１ａに挿入される。そして、第１光ガイド部６１０は、基板７００の発光素子５１０ａに近接した位置で位置決めされる。同様にして、導光部材６００の第２光ガイド部６２０が基板保持部材７１０の第２貫通孔部７１１ｂに挿入される。そして、第２光ガイド部６２０は、基板７００の受光素子５１０ｂに近接した位置で位置決めされる。第１貫通孔部７１１ａは、現像容器蓋３２１と発光素子５１０ａとの間において、第１貫通孔部７１１ａに挿入された第１光ガイド部６１０の側面６１１を覆う。同様に、第２貫通孔部７１１ｂは、現像容器蓋３２１と受光素子５１０ｂとの間において、第２貫通孔部７１１ｂに挿入された第２光ガイド部６２０の側面６２１を覆う。これにより、発光素子５１０ａから発せられた光以外の光が、第１光ガイド部６１０又は第２光ガイド部６２０に入射することを抑制することができ、トナー残量の検知精度を向上することができる。

上述したように、基板保持部材７１０及び基板７００は現像容器蓋３２１に精度良く位置決めされるため、発光素子５１０ａから発せられた光は、確実に第１光ガイド部６１０によって案内される。そして、第１光ガイド部６１０によって現像容器枠３２０の内部の搬送室３６に案内された光は、第１光ガイド部６１０の発光窓６１２ａから長手方向ＬＤに向けて発せられる。

そして、搬送室３６の内部で光路Ｑを進む光は、第２光ガイド部６２０の受光窓６２２ａに入射し、第２光ガイド部６２０によって現像容器枠３２０の外側に案内される。第２光ガイド部６２０は、受光素子５１０ｂに近接して配置されているため、第２光ガイド部６２０から出た光は、確実に受光素子５１０ｂによって受光される。よって、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂによるトナー残量の検知精度を向上することができる。

また、図９（ｂ）（ｃ）に示すように、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂの間に配置されると共に、基板７００に近接した位置には、遮光板７１０ｅ，７１０ｆが配置されている。ところで、基板保持部材７１０は、基板７００に対向する第２対向面７１０ｇを有している。遮光板７１０ｅ，７１０ｆは、第２対向面７１０ｇから基板７００に近づくように立設するリブである。このため、発光素子５１０ａから発せられ第１光ガイド部６１０及び第２光ガイド部６２０を介さずに受光素子５１０ｂに向かう光は、遮光板７１０ｅ，７１０ｆによって遮蔽される。特に、本実施の形態では、発光素子５１０ａにＬＥＤ素子を用いており、例えば砲弾型ＬＥＤ等に比して指向性が弱く、発光素子５１０ａから受光素子５１０ｂに直接届く光を遮蔽することが望まれる。よって、光路Ｑを通らない光が受光素子５１０ｂによって受光されることに起因する誤検知が抑制され、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂによるトナー残量の検知精度を向上することができる。

ここで、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂの配置についてより詳しく説明する。発光素子５１０ａおよび受光素子５１０ｂは、図１０（ａ）（ｂ）に示すように、現像ローラ３１の長手方向に垂直な方向において、現像容器３２の、現像ローラ３１とは反対の側面３６ａ側に配置されている。また、発光素子５１０ａおよび受光素子５１０ｂは、長手方向ＬＤにおいて搬送室３６の中央部分に設けられている。より詳しくは、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂは、現像ローラ３１の中央３１ａ（破線）が発光素子５１０ａと受光素子５１０ｂとの間にくるように配置されている。このように、発光素子５１０ａおよび受光素子５１０ｂを搬送室３６の中央部分に設けることで、搬送室３６のトナー残量を良好に検知することができる。すなわち、搬送室３６の長手方向ＬＤにおける端部には、現像剤（トナー）が偏在することがあるが、搬送室３６の中央部分は現像剤の偏在が少ないので、実際的なトナー残量を検知することができる。

ここで、撹拌部材３４の、導光部材６００に関係する構成について説明する。図４（ｃ）に示すように、撹拌部材３４は、長手方向ＬＤにおいて、導光部材６００と対向する位置に、発光側拭取端３４ｃ１と受光側拭取端３４ｃ２を含む拭取部３４ｃと、拭取補助部３４ｄと、を有する。拭取補助部３４ｄは、拭取部３４ｃと重ねて配置される。これら拭取部３４ｃ及び拭取補助部３４ｄは、可撓性を有するシートである。また、撹拌部材３４の軸方向（長手方向ＬＤ）に見た拭取部３４ｃの回転軌跡は、光路Ｑと重なるように設定されている。

撹拌部材３４が回転すると、発光側拭取端３４ｃ１は第１光ガイド部６１０の発光窓６１２ａを擦りながら導光部材６００を通過し、受光側拭取端３４ｃ２は第２光ガイド部６２０の受光窓６２２ａを擦りながら導光部材６００を通過する。即ち、撹拌部材３４が１回転する毎に、拭取部３４ｃによって、発光窓６１２ａと受光窓６２２ａに付着した現像剤が拭取られる。また、拭取補助部３４ｄは、拭取部３４ｃの発光窓６１２ａと受光窓６２２ａへの当接圧と進入角度を調整するためのもので、導光部材６００と撹拌部材３４の形状や位置関係などを考慮して設計されている。なお、拭取部３４ｃ単体での現像剤の拭取り性能が充分確保できれば、拭取補助部３４ｄは無くてもよい。また、拭取部３４ｃを省略し、撹拌部材３４の羽根部により導光部材６００の発光窓６１２ａ及び受光窓６２２ａを清掃させる構成としてもよい。

図１１のトナー残量センサ５００の回路図に示すように、発光素子５１０ａと電源電圧Ｖｃｃとの間には、不図示のスイッチが設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、電源電圧Ｖｃｃからの電圧が発光素子５１０ａに印加される。これにより、発光素子５１０ａは導通状態となる。一方、受光素子５１０ｂも電源電圧Ｖｃｃとの間に不図示のスイッチが設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、検知した光量に応じた電流により受光素子５１０ｂは導通状態となる。

発光素子５１０ａには、電源電圧Ｖｃｃと電流制限抵抗Ｒ１が接続され、発光素子５１０ａは、電流制限抵抗Ｒ１によって決定される電流により発光する。発光素子５１０ａから出射された光は、図１０（ｂ）に示すように光路Ｑを通り、受光素子５１０ｂによって受光される。受光素子５１０ｂのコレクタ端子には電源電圧Ｖｃｃが接続され、エミッタ端子には検出抵抗Ｒ２が接続されている。フォトトランジスタである受光素子５１０ｂは、発光素子５１０ａから出射された光を受光し、受光した時間（検知時間）に応じた出力値としての信号を出力する。この信号は、検出抵抗Ｒ２により電圧Ｖ１に変換され、制御部９０（図１１参照）のＡ／Ｄ変換部９５に入力される。撹拌部材３４が１回転している間に受光素子５１０ｂが受光した時間（検知時間）は、光路Ｑが開放されている時間に比例するため、搬送室３６内のトナー残量が少ないほど長くなる。即ち、トナー残量センサ５００は、搬送室３６に収容されたトナー量（現像剤量）に応じて、受光素子５１０ｂが受光した時間に対応する出力値を出力する。

図１１（ａ）に示すように、トナー残量センサ５００の光路Ｑは、撹拌部材３４の回転軸の軸方向に視て、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔｂ１、Ｔｂ２と重なるように設定されている。言い換えれば、トナー残量センサ５００の発光素子５１０ａから発せられた光は、撹拌部材３４の軸方向（長手方向ＬＤ）に視て、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔｂ１、Ｔｂ２内において搬送室３６の内部を通過する。

［画像形成装置の制御系］
図１２は、画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。画像形成装置１の制御手段としての制御部９０は、演算装置としてのＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１の作業領域として使用されるＲＡＭ９２と、各種プログラムを格納するＲＯＭ９３と、を有している。また、制御部９０は、外部の機器と接続される入出力ポートとしてのＩ／Ｏインターフェース９４と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部９５と、画像印刷枚数をカウントする画像印刷枚数カウンタ９７と、を有している。

制御部９０の入力側には、トナー残量センサ５１、装着センサ５３及び開閉センサ５４が接続されており、装着センサ５３は、トナーパック４０が現像容器３２の補給口３２ａに装着されたことを検知する。例えば、装着センサ５３は、補給口３２ａに設けられ、トナーパック４０によって押圧されることで検知信号を出力する感圧スイッチから構成される。また、開閉センサ５４は、開閉部材８３が排出トレイ８１に対して開かれたか否かを検知する。開閉センサ５４は、例えば感圧スイッチや磁気センサから構成される。

制御部９０のＣＰＵ９１は、トナー残量センサ５００に入力された電圧レベルに基づいて受光素子５１０ｂが発光素子５１０ａから光を受光したか否か判断する。そして、ＣＰＵ９１は、現像容器３２内のトナーを撹拌部材３４により一定時間撹拌させた際に、トナー残量センサ５００が光を検知した時間の長さを算出する。ＲＯＭ９３は、トナー残量センサ５００の光の検知時間からトナー残量を判定するためのトナー残量判定閾値（以下、単に閾値という）をテーブル９６として予め記憶している。ＣＰＵ９１は、トナー残量センサ５００の光の検知時間とテーブル９６に記憶された閾値とに基づき現像容器３２内のトナー残量を算出（予測）する。

また、制御部９０には、操作部３００と、画像形成部１０と、トナー残量に関する情報を表示可能なトナー残量パネル４００と、が接続されており、操作部３００は、各種の設定画面を表示可能な表示部３０１及び物理キー等を有している。表示部３０１は、例えば液晶パネルから構成される。画像形成部１０は、感光ドラム２１、現像ローラ３１、供給ローラ３３及び撹拌部材３４等を駆動する駆動源としてのモータＭ１を有している。なお、感光ドラム２１、現像ローラ３１及び供給ローラ３３と、撹拌部材３４と、をそれぞれ別個のモータによって駆動するように構成してもよい。

トナー残量パネル４００は、図１（ｂ）及び図１３（ａ）～（ｄ）に示すように、プリンタ本体１００の筐体の前面の右側、すなわち左側に配置された操作部３００とは反対側に設けられており、現像容器３２内のトナー残量に関する情報を表示する。本実施の形態では、表示部としてのトナー残量パネル４００は、上下に並設される複数（本実施の形態では３つ）の目盛りからなるパネル部材であり、各目盛りがＬｏｗレベル、Ｍｉｄレベル及びＦｕｌｌレベルに対応している。

すなわち、図１３（ａ）に示すように、下方の目盛りのみが断続的に点滅している場合には、現像容器３２のトナー残量はＮｅａｒＯｕｔレベルを示す。このとき、現像容器３２内のトナー残量は、第１量ＱＴ１（図１８参照）よりも少ない。図１３（ｂ）に示すように、下方の目盛りのみが連続的に点灯している場合には、現像容器３２のトナー残量はＬｏｗレベルを示す。このとき、現像容器３２内のトナー残量は、第１量ＱＴ１（図１８参照）以上かつ第２量ＱＴ２未満である。言い換えれば、トナー残量パネル４００は、図１３（ｂ）に示す第１状態と、図１３（ａ）に示す、第１状態とは異なる第２状態と、に遷移可能である。図１３（ｃ）に示すように、下方及び中央の目盛りが点灯し、上方の目盛りが消灯している場合には、現像容器３２のトナー残量はＭｉｄレベルを示す。図１３（ｄ）に示すように、３つの目盛りの全てが点灯している場合には、現像容器３２のトナー残量はＦｕｌｌレベルを示す。

ＮｅａｒＯｕｔレベルは、もうすぐ現像容器３２内のトナーが切れて適切に画像形成できなくなる程度のトナー残量を示している。Ｌｏｗレベルは、ＮｅａｒＯｕｔレベルよりも多く、Ｍｉｄレベルよりも少ないトナー残量を示している。Ｍｉｄレベルは、Ｌｏｗレベルよりも多く、Ｆｕｌｌレベルよりも少ないトナー残量を示している。

なお、トナー残量パネル４００は、液晶パネルに限らず、ＬＥＤや白熱灯等の光源及び拡散レンズから構成されてもよい。また、トナー残量パネル４００を別途設けずに、操作部３００のディスプレイに、本実施の形態で説明したような各目盛りによるトナー残量の表示を行う構成としてもよい。また、現像容器３２のトナー残量がＬｏｗレベルになったら、操作部３００にトナー補給を促すための補給通知を表示してもよい。また、トナーが無くなったら操作部３００にトナー補給を促すための補給通知を表示してもよい。

また、本実施の形態においては、３つの目盛りによって４つの状態を表示する構成について説明したが、目盛りの数などはこれに限定されず、画像形成装置の構成などに応じて適宜設定されてよい。また、パーセント表示やゲージ表示によって、トナー残量を連続的に表示するように構成してもよい。また、トナー残量のユーザへの通知は、スピーカーを用いて音声により行ってもよい。

［トナー残量の検知方法］
次に、図１４（ａ）乃至図１８を用いて、現像容器３２内のトナー残量の検知方法について説明する。図１４（ａ）は、現像容器３２のトナー残量が少ない状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図である。図１４（ｂ）は、現像容器３２のトナー残量が少ない状態であり、撹拌部材３４の回転位相が図１４（ａ）とは異なる状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図である。なお、図１４（ａ）（ｂ）は、後述するトナーの凝集度が低い状態である。

図１５（ａ）は、現像容器３２のトナー残量が多い状態であり、図１４（ａ）と撹拌部材３４の回転位相が同じ状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図である。図１５（ｂ）は、現像容器３２のトナー残量が少なく、かつトナーの凝集度が高い状態を示す、図４（ｂ）の５Ｂ－５Ｂ断面図である。図１６は、撹拌部材３４が一回転する間にトナー残量センサ５００が光を検知した際の検知電圧を示すグラフである。図１７は、印刷枚数に対するトナーの凝集度の推移を示すグラフである。図１８は、トナー残量とトナー残量センサの検知時間との関係を示すグラフである。

図１４（ａ）乃至図１５（ｂ）に示すように、現像容器３２内のトナーは、撹拌部材３４が回転することで、現像容器３２内を移動して撹拌される。以下では、特に撹拌部材３４の第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２により移動するトナーに着目して説明する。

図１４（ａ）に示す撹拌部材３４の回転位相では、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２により持ち上げられたトナーが下方に落ち始める。この時、撹拌部材３４は第１回転位相に位置するものとする。そして、撹拌部材３４が第１回転位相から第２回転位相に更に回転すると、図１４（ｂ）に示すように、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上のトナーは、下方に落ちていく。図１４（ａ）に示す状態では、光路Ｑを光が通過可能、すなわち光路Ｑはトナーによって遮光されずに開放されている。したがって、トナー残量センサ５００は、光を検知することができる。

これに対して、図１４（ｂ）に示す状態では、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２から下方に落ちたトナーによって、光路Ｑがトナーによって遮光され、トナー残量センサ５００が光を検知できなくなる。撹拌部材３４が第１回転位相から第２回転位相に回転する過程において、トナー残量センサ５００は、図１６に示すように、受光素子５１０ｂが光を検知できる状態から検知できない状態に切り替わる遮光タイミングＴｃ１を迎える。現像容器３２のトナー残量が少ない状態では、撹拌部材３４が１周する間にトナー残量センサ５００が光を検知できる時間は、時間Ｔ１である。

図１５（ａ）は、図１４（ａ）（ｂ）よりも現像容器３２のトナー残量が多く、撹拌部材３４が第１回転位相に位置している状態を示している。このとき、図１５（ａ）に示すように、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２によりトナーが持ち上げられた状態でも、光路Ｑ付近にはトナーが存在している。このため、図１６に示すように、現像容器３２のトナー残量が多い状態では、撹拌部材３４が１周する間にトナー残量センサ５００が光を検知できる時間は、時間Ｔ１よりも短い時間Ｔ０となる。

このように、撹拌部材３４が１回転する際に撹拌部材３４によって搬送されるトナーによって光路Ｑが遮光される時間、すなわちトナー残量センサ５００が光を検知できない時間は、トナー残量に依存して変化する。つまり、現像容器３２内のトナー残量が多いときは光路Ｑがトナーによって遮られやすいためにトナー残量センサ５００が光を検知する時間が短くなり、トナー残量が少ない時は反対にトナー残量センサ５００が光を検知する時間が長くなる。

ところで、画像形成装置１の累積の画像形成回数（画像印刷枚数）が増加するにつれて、現像容器３２内のトナーは、流動性を失ってゆく。これは、現像ローラ３１や撹拌部材３４によってトナーが機械的なストレスを受け、トナーの流動化剤が、トナーのバインダに埋め込まれるからと考えられている。トナーは、主にバインダ、着色剤、ワックス、荷電制御剤及び流動化剤から構成される。バインダは、樹脂から構成され、記録材に転写された画像の定着性向上等の機能を持つ。ここで、現像容器３２内のトナーの流動性（以下、単にトナー流動性ともいう）を示す一つの指標として凝集度について説明する。

［凝集度］
凝集度はトナーの集まりやすさを示す指数である。凝集度が高い状態では、トナーが集まり凝集しているため、トナー流動性は低くなる。反対に凝集度が低い状態では、トナーが集まりにくい状態を示しており、トナー流動性は高くなる。このような凝集度は、例えば以下のような方法で測定することが可能である。

測定装置は、ホソカワミクロン社製のパウダテスタ（登録商標）ＰＴ－Ｄ型である。測定は次のように行う。まず、測定装置の振動台の上に、３種類のふるいを重ねてセットする。３種類のふるいは、上から順に、ふるい目が７５μｍの２００メッシュのふるい、ふるい目が３８μｍの３９０メッシュのふるい、ふるい目が２５μｍの６３５メッシュのふるいである。これらを振動台の上にセットして、５ｇのトナーを、２３℃、５０％の環境下で一晩エージングしたものを、１５ｓｅｃ間、振幅０．６ｍｍの振動を振動台に与えて、それぞれのふるいに残ったトナーを測定し、下記式を用いて、凝集度を算出する。
ふるい目７５μｍのふるいに残ったトナーの質量％×１ ・・・・（ａ）
ふるい目３８μｍのふるいに残ったトナーの質量％×０．６・・・・（ｂ）
ふるい目２５μｍのふるいに残ったトナーの質量％×０．２・・・・（ｃ）
凝集度＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ） （％）

図１７には、印刷枚数に対するトナーの凝集度の推移を示す。初期状態から画像印刷枚数が増加するにつれて凝集度は上昇する。本実施の形態の画像形成装置１はトナーを現像容器３２へ直接補給する直接補給方式であって、トナーを補給することにより、現像容器３２内のトナーの凝集度はトナー補給直前よりも低下する。トナーのみを補給して、プロセスユニット２０を繰り返し使用する場合、現像容器３２内のトナーの凝集度が徐々に上昇していく。

以下では、トナー流動性とトナー残量検知の関係について説明する。先に説明した図１４（ａ）はトナー凝集度が低い状態である。これと比較するため、図１５（ｂ）は、図１４（ａ）と現像容器３２内のトナーが同じ量であり、撹拌部材３４の回転位相が同じ第１回転位相であるが、トナー凝集度が高い状態を示す。トナー流動性は、トナー凝集度に反比例する傾向がある。現像容器３２内のトナーが同じ量である場合でもトナー流動性が異なる場合、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上のトナーが下方に落ち始めるタイミングに違いが生じる。

図１４（ａ）に示すトナー凝集度が低い状態では、トナー流動性が高く、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上に堆積したトナーは、重力方向下方に滑落しやすい。一方で、図１５（ｂ）に示すトナー凝集度が高い状態では、トナー流動性が低く、トナー流動性が高い条件と比較すると、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上に堆積したトナーはその姿勢を維持する傾向にある。そのため、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上のトナーが重力方向下方に滑落しにくい。すなわち、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２上のトナーが重力方向下方に落ち始めるタイミングは、トナー流動性が高い条件よりもトナー流動性が低い条件の方が遅くなる。

図１６に示すように、トナー流動性が低い条件での受光素子５１０ｂが光を検知できる状態から検知できない状態に切り替わる遮光タイミングは、遮光タイミングＴｃ２となる。遮光タイミングＴｃ２は、トナー流動性が高い条件での遮光タイミングＴｃ１よりも遅いタイミングである。このため、トナー流動性が低い条件での、撹拌部材３４が１周する間にトナー残量センサ５００が光を検知できる時間は、時間Ｔ１よりも長い時間Ｔ２となる。なお、受光素子５１０ｂが光を検知できない状態から検知できる状態に切り替わる透光タイミングＴｃ３は、トナー流動性に拘わらず、一定であるものとする。また、上述では、第１羽根部３４ｂ１及び第２羽根部３４ｂ２により移動するトナーに着目して時間Ｔ１，Ｔ２について説明したが、拭取部３４ｃ及び拭取補助部３４ｄにより移動するトナーを含めて考えても、Ｔ１＜Ｔ２の関係になるのは変わらない。

すなわち、現像容器３２内のトナーが同じ量である場合においても、トナー流動性が異なる場合には、トナー残量センサ５００が光を検知する時間に差が生じる。具体的には、トナー流動性が高い条件ではトナー残量センサ５００の検知時間が短くなり、トナー流動性が低い条件ではトナー残量センサ５００の検知時間が長くなる。

本実施の形態においては、トナー残量センサ５００の検知時間からトナー残量を判定するための閾値を、ＲＯＭ９３のテーブル９６に記憶している。テーブル９６では、画像印刷枚数に応じてトナー残量を判定するための閾値が異なっている。例えば、画像印刷枚数が初期状態から５０００枚時点での閾値を１００％とした場合、閾値を１００００枚時点で１０５％、２００００枚時点で１１０％としている。

ここで、図１８に示す線ＴＶ１は、画像形成装置１及びプロセスユニット２０が新品時における、トナー残量とトナー残量センサ５００の検知時間との関係を模式的に示す。図１８に示す線ＴＶ２は、画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１における、トナー残量とトナー残量センサ５００の検知時間との関係を模式的に示す。なお、図１８の横軸は、トナー残量を示しており、＋方向（右方向）に行くほど、現像容器３２内のトナー残量が少なくなることを示す。また、図１８の縦軸は、トナー残量センサ５００の検知時間を示しており、＋方向（上方向）に行くほど、検知時間が長くなることを示す。テーブル９６には、Ｌｏｗ閾値Ｖ１ａ，Ｖ２ａと、ＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂ，Ｖ２ｂと、が記憶されている。なお、図１８で示す例においては、トナー残量が第１量ＱＴ１以上かつ第２量ＱＴ２未満の範囲では、トナー残量パネル４００はＬｏｗレベルを示す。トナー残量が第１量ＱＴ１未満の場合には、トナー残量パネル４００はＮｅａｒＯｕｔレベルを示す。

新品の画像形成装置１（線ＴＶ１参照）においては、トナー残量センサ５００の検知時間がＬｏｗ閾値Ｖ１ａを上回ると、制御部９０は、トナー残量がＬｏｗレベルであると判断する。そして、制御部９０は、トナー残量パネル４００がＬｏｗレベルを示すように制御する（図１３（ｂ）参照）。また、新品の画像形成装置１においては、トナー残量センサ５００の検知時間がＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂを上回ると、制御部９０は、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルであると判断する。そして、制御部９０は、トナー残量パネル４００がＮｅａｒＯｕｔレベルを示すように制御する（図１３（ａ）参照）。言い換えれば、トナー残量パネル４００は、トナー残量センサ５００から出力された検知時間が所定の閾値としてのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂ以下の場合には、Ｌｏｗレベル（第１状態）となる。また、トナー残量パネル４００は、トナー残量センサ５００から出力された検知時間がＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂよりも大きい場合には、ＮｅａｒＯｕｔレベル（第２状態）となる。

同様に、画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１（線ＴＶ２参照）においては、トナー残量センサ５００の検知時間がＬｏｗ閾値Ｖ２ａを上回ると、制御部９０は、トナー残量がＬｏｗレベルであると判断する。そして、制御部９０は、トナー残量パネル４００がＬｏｗレベルを示すように制御する（図１３（ｂ）参照）。また、画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１においては、トナー残量センサ５００の検知時間がＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂを上回ると、制御部９０は、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルであると判断する。そして、制御部９０は、トナー残量パネル４００がＮｅａｒＯｕｔレベルを示すように制御する（図１３（ａ）参照）。言い換えれば、トナー残量パネル４００は、トナー残量センサ５００から出力された検知時間がＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂ以下の場合には、Ｌｏｗレベル（第１状態）となる。また、トナー残量パネル４００は、トナー残量センサ５００から出力された検知時間がＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂよりも大きい場合には、ＮｅａｒＯｕｔレベル（第２状態）となる。

このように、制御部９０は、画像形成装置１の画像印刷枚数に応じて、トナー残量の判断において使用する閾値を変更する。言い換えれば、トナー残量の判断において使用する閾値は、現像容器３２内に収容された現像剤としてのトナーの凝集度に応じて変化する。具体的には、画像印刷枚数が増加するにつれてトナー流動性が低くなる（トナー凝集度が高くなる）。そして、トナー残量が同じ場合であっても、トナー流動性が低くなるほど、トナー残量センサ５００の検知時間が長くなる。このため、本実施の形態では、画像印刷枚数が増加するにつれて、トナー残量を判定するための閾値が高くなるように補正される。例えば、画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１が、トナー残量がＬｏｗレベルを判断するためのＬｏｗ閾値Ｖ２ａは、新品の画像形成装置１が、トナー残量がＬｏｗレベルを判断するためのＬｏｗ閾値Ｖ１ａよりも高い。画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１が、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルを判断するためのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂは、新品の画像形成装置１が、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルを判断するためのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂよりも大きい。言い換えれば、印刷枚数が第１の値（例えば０枚）の場合には第１の閾値としてのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂに設定され、印刷枚数が第１の値よりも大きい第２の値（例えば２００００枚）の場合には第２の閾値としてのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂに設定される。

このようにトナー残量を判定するための閾値を画像印刷枚数に応じて補正することで、現像容器３２内のトナー残量をより正確に算出することができる。例えば、現像容器３２に収容されたトナー残量が所定量としての第３量ＱＴ３である場合を考える。第３量ＱＴ３は、第１量ＱＴ１以上かつ第２量ＱＴ２未満の量であって、Ｌｏｗレベルに相当する量である。この時、新品の画像形成装置１（線ＴＶ１参照）においては、トナー残量センサ５００は、第１の出力値としての検知時間Ｖ１ｃを出力する。一方で、画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１（線ＴＶ２参照）においては、トナー残量センサ５００は、検知時間Ｖ１ｃとは異なる第２の出力値としての検知時間Ｖ２ｃを出力する。そして、トナー残量パネル４００は、適用されるトナー残量を判定するための閾値がそれぞれ異なることで、新品の画像形成装置１及び画像印刷枚数が２００００枚時点の画像形成装置１の両方において、Ｌｏｗレベル（第１状態）となる。よって、トナー凝集度（トナー流動性）の違いに起因してトナー残量センサ５００から出力される検知時間が異なっても、トナー残量を判定するための閾値を補正することで、現像容器３２内のトナー残量の検知精度を向上することができる。

なお、本実施の形態の画像形成装置１は、直接補給方式であって、トナーを補給することにより、現像容器３２内のトナー量が増加する。制御部９０は、トナーを補給した後の現像容器３２内のトナー残量を判定する際にも、画像印刷枚数に応じてトナー残量を判定するための閾値を変更している。すなわち、画像形成装置１は、ＬｏｗレベルやＮｅａｒＯｕｔレベルの判定に限らず、ＭｉｄレベルやＦｕｌｌレベルの判定においても、画像印刷枚数に応じてトナー残量を判定するための閾値を変更している。

また、本実施の形態では、トナーを収容する搬送室３６を含むプロセスユニット２０に基板保持部材７１０及び基板７００が取り付けられており、基板７００には発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂが設けられている。このため、搬送室３６における光路Ｑの相対位置は、一定となり、プリンタ本体１００に対するプロセスユニット２０の位置精度に拘わらず、安定してトナー残量を検知することができる。

また、本実施の形態の発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂは、プロセスユニット２０の長手方向ＬＤに並んで配置されており、かつ長手方向ＬＤに視て、搬送室３６に対して同じ側（手前側）に配置されている。このため、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂをコンパクトに配置することができると共に、発光素子５１０ａ及び受光素子５１０ｂへ電源を供給する電源構成についてもコンパクトに配置することができる。よって、プロセスユニット２０を小型化することができる。

＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態とはトナー残量の判定方法が異なる。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

本実施の形態における制御部９０は、図１９に示すように、第１の実施形態と同様に、ＣＰＵ９１と、ＲＡＭ９２と、ＲＯＭ９３と、Ｉ／Ｏインターフェース９４と、Ａ／Ｄ変換部９５と、画像印刷枚数カウンタ９７と、を有している。更に、制御部９０は、画像形成装置１がトナー残量センサ５００によるトナー残量の検知開始から過去数分間のモータＭ１の回転状態をモニタし、直近のモータＭ１の稼働率（以下、直近モータ稼働率という）を算出するモータ稼働率カウンタ９８を有している。すなわち、稼働率としての直近モータ稼働率は、トナー残量センサ５００によるトナー残量（現像剤量）の検知開始から所定時間前までの期間におけるモータＭ１の稼働率である。そして、制御部９０のＣＰＵ９１は、トナー残量センサ５００の光の検知時間とテーブル９６に記憶された閾値に基づいて、トナー残量を判定する。本実施の形態では、トナー残量を判定するための閾値は、直近モータ稼働率に応じて異なる。

具体的には、トナー残量の検知開始から過去５分間のモータ回転をモニタとする場合、トナー残量の検知開始まで５分以上休止した状態では直近モータ稼働率は０％である。一方、トナー残量の検知開始まで５分以上連続してモータＭ１が回転する場合の直近モータ稼働率は１００％である。本実施の形態において、直近モータ稼働率が０％である時点での閾値を１００％とした場合、直近モータ稼働率が１００％に達した場合に閾値を１１０％としている。さらに、直近モータ稼働率が０％から１００％に上昇する過程で、閾値を１００％から１１０％まで直近モータ稼働率に応じて線形補間しながら変更していく。

以下では、直近モータ稼働率とトナー残量検知の関係について説明する。図２０は、モータ回転時間とトナーの凝集度の関係を示すグラフである。凝集度は上述したようにトナーの集まりやすさを示す指数である。現像容器３２内のトナーが、撹拌部材３４によって連続的に撹拌された場合、トナーは電荷を帯びてトナー同士が集まりやすい状態となり、凝集度は高くなる（すなわち、トナー流動性は低くなる）傾向にある。一方で、撹拌部材３４を一定時間停止すると、撹拌部材３４によって撹拌されたことによるトナーの電荷は徐々に減衰し、トナー同士が集まりやすい状態が解消され、凝集度は低くなる傾向にある。

図２０の領域ＳＡは、画像形成装置１が一定時間以上休止した状態から連続的に画像を印刷した期間を示す。すなわち、領域ＳＡでは、モータＭ１の稼働率が高い。連続的に画像を印刷すると、トナー凝集度は上昇し、一定枚数印刷すると、トナー凝集度は高い状態で一定になる。

図２０の領域ＳＢは、画像形成装置１が連続的に画像を印刷した後に、一定時間以上休止した期間を示す。すなわち、領域ＳＢでは、モータＭ１の稼働率が低い。印刷を休止すると、トナー凝集度は徐々に低下し、一定時間以上経過すると、トナー凝集度は低い状態で一定となる。このように、モータＭ１の稼働状況に応じてトナーの凝集度は変化し得る。つまり、ユーザが画像形成装置１を使用する頻度や印刷枚数に応じて、トナーの凝集度は変化する。

すなわち、ユーザが画像形成装置１を一定時間以上の間隔で少ない枚数を印刷する場合、トナーの凝集度は低い状態であり、トナー流動性が高くなる。一方で、ユーザが画像形成装置１を連続的に使用する場合は、トナーの凝集度は高い状態であり、トナー流動性が低くなる。

本実施形態においては、制御部９０は、モータ稼働率カウンタ９８が算出する直近モータ稼働率に応じて、トナー残量を判定するための閾値を変更する。テーブル９６には、直近モータ稼働率と、トナー残量を判定するための閾値と、の複数の組み合わせが記憶されている。

すなわち、ユーザが画像形成装置１を一定時間以上の間隔で少ない枚数を印刷した時のように、直近モータ稼働率が低い場合は、トナー残量を判定するための閾値は小さく設定される。一方で、ユーザが画像形成装置１を連続的に使用した時のように、直近モータ稼働率が高い場合は、トナー残量を判定するための閾値は大きく設定される。

例えば、図１８に示すように、直近モータ稼働率が低い場合には、画像形成装置１は、Ｌｏｗ閾値Ｖ１ａ及びＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂを採用する。一方で、直近モータ稼働率が高い場合には、画像形成装置１は、Ｌｏｗ閾値Ｖ２ａ及びＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂを採用する。すなわち、トナー残量が同じ第２量ＱＴ２を検知する場合でも、直近モータ稼働率が高い場合のＬｏｗ閾値Ｖ２ａは、直近モータ稼働率が低い場合のＬｏｗ閾値Ｖ１ａよりも大きい。また、トナー残量が同じ第１量ＱＴ１を検知する場合でも、直近モータ稼働率が高い場合のＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂは、直近モータ稼働率が低い場合のＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂよりも大きい。言い換えれば、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルとなるかを判定するための閾値は、直近モータ稼働率が第１の稼働率（例えば０％）の場合には第１の閾値としてのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂに設定される。また、トナー残量がＮｅａｒＯｕｔレベルとなるかを判定するための閾値は、直近モータ稼働率が第１の稼働率よりも大きい第２の稼働率（例えば１００％）の場合には第２の閾値としてのＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂに設定される。ＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ２ｂは、ＮｅａｒＯｕｔ閾値Ｖ１ｂよりも大きい。

このように、ユーザの画像形成装置１の使用頻度に対応する直近モータ稼働率に応じて、トナー残量を判定するための閾値を変更することで、現像容器３２内のトナー残量を正確に算出することができる。

＜その他の実施の形態＞
なお、上述した第１の実施の形態では、制御部９０は画像印刷枚数に応じてトナー残量を判定するための閾値を補正したが、その限りではない。すなわち、トナー残量の閾値を一定にしたまま、トナー残量センサ５００の検知時間を補正することも可能である。

また、既述の何れの形態においても、制御部９０は、トナー残量センサ５００の検知時間と所定の閾値とを比較して、現像容器３２内のトナー残量のレベルを判断していたが、これに限定されない。例えば、トナー残量センサ５００は、検知時間と反比例する値を持つ信号を制御部９０に出力してもよく、制御部９０は、この値と閾値とを比較して、現像容器３２内のトナー残量のレベルを判断してもよい。この時、閾値は、トナー凝集度が高くなるほど、低く設定される。

また、既述のいずれの形態においても、発光部及び受光部は、長手方向ＬＤに並んで配置されているが、これに限定されない。すなわち、発光部及び受光部は、搬送室３６の、現像ローラ３１とは反対の側面側に配置されていれば、どのような位置に配置してもよい。

なお、既述のいずれの形態においても、プリンタ本体の上方に読取装置２００を設けていたが、これに限定されない。すなわち、画像形成装置は、読取装置を有さないプリンタでもよい。また、読取装置は、原稿を給送するＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｕｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を備えた読取装置でも良い。

１：画像形成装置／２０：プロセスユニット／２１：像担持体（感光ドラム）／３１：現像剤担持体（現像ローラ）／３２：枠体（現像容器）／３２ａ：補給口／３４：撹拌部材／３６：収容部（搬送室）／４０：補給容器（トナーパック）／１００：装置本体（プリンタ本体）／４００：表示部（トナー残量パネル）／５００：検知ユニット（トナー残量センサ）／５１０ａ：発光部（発光素子）／５１０ｂ：受光部（受光素子）／ＬＤ：長手方向／Ｍ１：駆動源（モータ）／Ｔｂ１：回転軌跡／Ｖ１ｂ：所定の閾値、第１の閾値（ＮｅａｒＯｕｔ閾値）／Ｖ１ｃ：第１の出力値（検知時間）／Ｖ２ｂ：第２の閾値（ＮｅａｒＯｕｔ閾値）／Ｖ２ｃ：第２の出力値（検知時間）

Claims (10)

1. 画像形成装置において、
   装置本体と、
   画像が担持される像担持体と、
   現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、
   光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、
   前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、
   前記閾値は、前記画像形成装置の印刷枚数に応じて変化する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記閾値は、前記印刷枚数が第１の値の場合には第１の閾値に設定され、前記印刷枚数が前記第１の値よりも大きい第２の値の場合には前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値に設定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プロセスユニットは、回転することで前記収容部に収容された現像剤を撹拌する撹拌部材を有する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 画像形成装置において、
   装置本体と、
   画像が担持される像担持体と、
   現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、回転することで前記収容部に収容された現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、
   前記撹拌部材を駆動する駆動源と、
   光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、
   前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記所定の閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、
   前記閾値は、前記検知ユニットによる前記現像剤量の検知開始から所定時間前までの期間における前記駆動源の稼働率に応じて変化する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記閾値は、前記稼働率が第１の稼働率の場合には第１の閾値に設定され、前記稼働率が前記第１の稼働率よりも大きい第２の稼働率の場合には前記第１の閾値よりも大きい第２の閾値に設定される、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記発光部及び前記受光部は、前記像担持体の長手方向に並んで配置され、
   前記発光部から発せられた光は、前記長手方向に視て、前記撹拌部材の回転軌跡内において前記収容部の内部を通過する、
   ことを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記出力値は、前記撹拌部材が１回転する間に前記受光部が前記発光部から発せられた光を受光した時間に対応する値である、
   ことを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像形成装置において、
   装置本体と、
   画像が担持される像担持体と、
   現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、
   光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、
   前記検知ユニットから出力された前記出力値が所定の閾値以下の場合には第１状態となり、前記検知ユニットから出力された前記出力値が前記閾値よりも大きい場合には前記第１状態とは異なる第２状態となる表示部と、を備え、
   前記閾値は、前記収容部に収容された現像剤の凝集度に応じて変化する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 画像形成装置において、
   装置本体と、
   画像が担持される像担持体と、
   現像剤を収容する収容部を構成する枠体と、前記枠体に支持され、前記像担持体上に形成された静電潜像に現像剤を供給することで前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記収容部に現像剤を供給可能な補給口と、を有するプロセスユニットであって、前記装置本体に対して取り付けられるプロセスユニットと、
   光を発する発光部と、前記発光部から発せられ前記収容部の内部を通過した光を受光する受光部と、を有し、前記収容部に収容された現像剤量に応じた出力値を出力する検知ユニットと、
   第１状態と、前記第１状態とは異なる第２状態と、に遷移可能に構成される表示部と、を備え、
   前記表示部は、前記収容部に収容された現像剤量が所定量かつ前記出力値が第１の出力値の際に、前記第１状態となり、前記収容部に収容された現像剤量が前記所定量かつ前記出力値が第１の出力値とは異なる第２の出力値の際にも、前記第１状態となる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記表示部は、前記第１状態において連続的に点灯し、かつ前記第２状態において断続的に点滅するパネル部材である、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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