JP2023174061A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重力に反してトナーを搬送する現像装置にトナーを補給する構成の画像形成装置において、適切な補給制御を行う技術を提供する。【解決手段】像担持体と、現像剤により像担持体上の静電潜像を現像する現像剤担持体と、現像剤担持体の下方にて現像剤を収容する収容室と、収容室の内部で回転して現像剤を撹拌しながら上方に搬送する搬送手段を有する現像装置と、収容室に現像剤を補給する補給装置と、収容室内部の導電部材間の静電容量に基づいて現像剤量を検知する検知手段と、搬送手段の回転に伴う静電容量の変動幅に関する情報を取得し、情報がターゲット変動幅以上なら補給装置からの補給量を増加させ、変動幅がターゲット変動幅よりも小さければ補給量を減少させる、制御部と、を備える画像形成装置を用いる。【選択図】図１５

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

電子写真画像形成方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置がある。このような画像形成装置では、像担持体としての電子写真感光体（以下、「感光体」）を一様に帯電させ、帯電した感光体の表面を選択的に露光することによって、感光体上に静電潜像を形成する。感光体上に形成された静電潜像は、現像装置により現像剤（以下、「トナー」）でトナー像として顕像化される。そして、感光体上に形成されたトナー像を、記録用紙やプラスチックシート等の記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像形成を行う。

このような画像形成装置は、一般に、トナーの補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。このトナーの補給作業や各種のプロセス手段のメンテナンスを容易にするために、感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとすることが実用化されている。プロセスカートリッジ方式によれば、ユーザビリティに優れた画像形成装置を提供することができる。

ここで、複数の感光体を鉛直方向と交差する方向に一列に配置したインライン方式の画像形成装置がある（特許文献１）。特許文献１の画像形成装置では、複数の感光体を、被転写体（中間転写体または記録材担持体）の下方に配置している。このように、感光体を被転写体の下方に配置する場合、画像形成装置本体内において、定着装置と、現像装置（または露光装置）とを、被転写体を間に挟んで離れた位置に配置することができる。その結果、現像装置（または露光装置）が定着装置の熱の影響を受け難いという利点がある。

一方で、感光体を被転写体の下方に配置するような構成の場合、現像装置において、重力に反してトナーを上方に搬送する必要が生じる。特許文献１では、重力に反してトナーを搬送するために、弾性を有する搬送部材を用いて現像装置内でトナーを撹拌し搬送している。さらに、重力に反してトナーを搬送する現像装置をプロセスカートリッジが有する画像形成装置において、画像形成に伴って消費されるトナーをプロセスカートリッジへ補給する機構を備える場合がある。補給機構として例えば、トナーを収容したトナー容器を画像形成装置本体に着脱可能に設け、画像形成によるトナー消費に応じて、トナー容器から現像装置にトナーを補給する構成がある。

また、特許文献２の画像形成装置では、圧力センサを用いて現像容器内のトナーの剤面レベルを検知し、材面レベルが所定のレベル以下となった場合にトナーを補給している。これにより、画像形成に伴う現像容器内のトナーの減少量に応じた量のトナーを補給している。

特開２０１１－２５３２０３号公報 特開２００６－０６５０７８号公報

しかしながら、特許文献１のような、重力に反してトナーを搬送する現像装置をプロセスカートリッジとして用いる構成において、特許文献２のように圧力センサを用いてトナーの剤面を検知し補給制御を行った場合、トナーを搬送する搬送部材の位置によってトナーの剤面が変わるため、トナー量検知の精度が低下し、補給のタイミングを適切に制御することが難しくなる。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、重力に反してトナーを搬送する現像装置にトナーを補給する構成の画像形成装置において、適切な補給制御を行う技術を提供することにある。

本発明は以下の構成を採用する。すなわち、
静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を用いて前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の下方に設けられ、前記現像剤を収容する収容室と、前記収容室の内部で回転することによって前記現像剤を撹拌するとともに、前記現像剤を上方に搬送して前記現像剤担持体に供給する搬送手段と、を有する現像装置と、
前記収容室に前記現像剤を補給する補給装置と、
前記収容室の内部に配置された複数の導電部材の間の静電容量を検知し、前記静電容量に基づいて前記収容室の内部の前記現像剤の量を検知する検知手段と、
制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記収容室の内部での前記搬送手段の回転に伴う前記静電容量の変動幅に関する情報を取得し、
前記情報がターゲット変動幅以上である場合は、前記補給装置から前記収容室への前記現像剤の補給量を増加させ、前記変動幅が前記ターゲット変動幅よりも小さい場合は、前記補給量を減少させる、
ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、重力に反してトナーを搬送する現像装置にトナーを補給する構成の画像形成装置において、適切な補給制御を行う技術を提供することができる。

プロセスカートリッジを装着した画像形成装置の構成を説明する断面図 画像形成装置の制御ブロック構成を説明するブロック図 プロセスカートリッジを説明する断面図 プロセスカートリッジを説明する斜視図 現像ユニットを説明する斜視図 トナー搬送動作について説明する図 トナー搬送動作について説明する続きの図 トナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の主断面図 トナーカートリッジ（Ｋ）の主断面図 トナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の後方からの全体斜視図 トナーカートリッジ（Ｙ・Ｍ・Ｃ）の後方からの全体斜視図 トナー残量検知手段の一例を説明するフローチャート トナーの残量による変動幅ΔＶの変化を説明する図 狙いの変動幅ΔＶｒを決定する際の一例を説明するフローチャート 実施例１におけるトナーの補給量決定フロー 実施例２のフローの適用例を説明する図 実施例２におけるトナー補給制御の概要 実施例２におけるトナー消費量カウントフロー 実施例２におけるトナーの補給量決定フロー

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例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、本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る。したがって、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲を限定する趣旨のものではない。

実施例には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一または同様の構成に同一の参照番号が付され、重複した説明は省略される。以下、本発明に係る画像形成装置、及びプロセスカートリッジを図面に則して説明する。

＜画像形成装置の全体構成＞
まず電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置１００）の全体構成について、図１を用いて説明する。画像形成装置１００には、着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７０（７０Ｙ，７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｋ）が装着されている。またプロセスカートリッジ７０の画像形成装置１００の装着方向上流側（紙面で手前側）を前側、装着方向下流側（紙面で奥に向かう側）を奥側と呼ぶ。なお、各構成要素について、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色について区別する必要がない場合は、添字を省略する。

各プロセスカートリッジ７０Ｙ～７０Ｋには、像担持体としての感光体ドラム１（１Ｙ～１Ｋ）、感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２（２Ｙ～２Ｋ）、現像ローラ２５（２５Ｙ～２５Ｋ）、クリーニング部材６（６Ｙ～６Ｋ）等のプロセス手段が一体的に配置されている。

帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。現像剤担持体としての現像ローラ２５は、感光体ドラム１に形成された静電潜像をトナー２００によって現像して可視像化する。クリーニング部材６は、感光体ドラム１に形成したトナー像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム１に残留したトナー２００を除去する。

また、プロセスカートリッジ７０の下方（鉛直方向における下方、Ｚ軸負方向）には、制御部８５からの指示に従い、画像情報に基づいて感光体ドラム１に選択的な露光を行い、感光体ドラム１に静電潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。

図２は、画像形成装置１００の制御ブロックの一例を示す。制御部８５は、外部の情報処理装置９００と通信を行って画像情報を取得したり、印刷ジョブに関する指令を受け付けたりする。制御部８５は、画像形成装置１００の各構成要素との間で情報の送受信を行い、各構成要素の動作を制御する。制御部８５としては、プロセッサやメモリーなどの演算資源を備えており、プログラムやユーザーの指示に従って動作する、コンピュータや処理回路などを利用できる。

制御部８５は例えば、後述するような、画像情報に基づく露光制御、駆動源としての駆動モータ８０の駆動力を用いた駆動制御（例えば感光体ドラム、帯電ローラ、現像ローラなどの回転制御や、トナー搬送部材３６の駆動等）、電源手段としての電源装置９５によ
る電圧印加制御、定着などの加熱制御、などを行う。これらの場合、制御部８５は、露光制御手段、駆動制御手段などとして機能する。電圧印加については、電源装置９５を電圧印加手段だと考えてもよいし、制御部８５と電源装置９５を合わせて電圧印加手段だと考えてもよい。電圧印加手段としての電源装置９５は、現像ローラ２５に現像電圧を印加する現像電圧印加手段９５１、トナー供給ローラ３４に供給電圧を印加する供給電圧印加手段９５２、帯電ローラ２に帯電電圧を印加する帯電電圧印加手段９５３、１次転写ローラ５８や２次転写ローラ６９に転写電圧を印加する転写電圧印加手段９５４、として機能する。

また制御部８５は、現像容器内の複数の導電部材の間の静電容量を検出することでトナー残量を求めるトナー残量検知手段８８を制御する。トナー残量検知手段８８は、第１導電部材８１に電圧を印加する残量検知印加手段８８１と、第１導電部材８１と第２導電部材８２間の静電容量に基づく電圧を検知する電圧検知手段８８２を含んでいる。なお、制御部８５がトナー残量検知手段を兼ねていてもよい。また制御部８５は、後述するトナー消費量推定のために、感光体ドラム１に作像される画像のドット数を計測するドットカウンタ１０８を制御する。ドットカウンタ１０８は、画像形成の度に画像情報を解析して、スキャナユニット３により形成される静電潜像に基づく感光体ドラム上のトナー量を求め、推計値として制御部８５に返す。ドットカウンタ１０８は、かかる機能を有するプログラムモジュールであってもよいし、独立した処理回路であってもよい。また、制御部８５がその機能を兼ねてもよい。

画像形成装置１００の装置本体１００ａの下部には、記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが２次転写ローラ６９、定着部７４を通過して装置本体１００ａの上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられている。

各プロセスカートリッジ７０の上方には、各感光体ドラム１上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５は、各色の感光体ドラム１（１Ｙ～１Ｋ）に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８Ｙ～５８Ｋ）を有するとともに、２次転写ローラ６９に対向する位置に対向ローラ５９を有する。中間転写ユニット５には、転写ベルト５０が掛け渡されている。転写ベルト５０はすべての感光体ドラム１に対向し、かつ接するように循環移動する。このとき１次転写ローラ５８に電圧を印加することにより、感光体ドラム１から転写ベルト５０上に一次転写が行われる。そして、転写ベルト５０内に配置された対向ローラ５９と２次転写ローラ６９への電圧印加により、転写ベルト５０のトナーが記録媒体Ｓに転写される。

画像形成に際しては、帯電ローラ２によって一様に帯電させた各感光体ドラム１を回転させながら、スキャナユニット３による露光を行う。これによって、感光体ドラム１に静電潜像が形成される。その静電潜像を現像ローラ２５によって現像することで、各感光体ドラム１に各色トナー像が形成される。

上記のトナー像の形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを２次転写位置（対向ローラ５９と２次転写ローラ６９とが転写ベルト５０を介して当接している位置）に搬送する。そして、２次転写ローラ６９への転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト５０上の各色トナー像が記録媒体Ｓに２次転写される。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像が形成される。記録媒体Ｓに形成されたカラー画像は、定着部７４において加熱、加圧されて定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。

図１に示すように、プロセスカートリッジ７０の下方において、補給装置としての各トナーカートリッジ９（９Ｙ～９Ｋ）は、各プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ～７０Ｋ）
に対応した順序で水平方向に並んで配置されている。例えば、トナーカートリッジ９Ｙはイエローのトナーを収容しており、プロセスカートリッジ７０Ｙに当該イエローのトナーを補給する。トナーカートリッジ９は、装置本体１００ａに設けられた装着ガイドや位置決め部材などの装着手段を介して、装置本体１００ａに着脱可能である。

トナーカートリッジ９による補給動作は、トナー残量検知手段８８が、プロセスカートリッジ７０内のトナー残量不足を検知した際に行われる。

なお、残量不足のタイミングとトナー補給のタイミングは、必ずしも一致していなくてもよい。例えば、トナー補給については比較的短いスパンで継続的に行い、残量検知については比較的長いスパンで行ってもよい。これにより、残量検知の回数を減らすことができ、装置のダウンタイムを短縮できる。短いスパンとは例えば、プリント１枚毎やプリントジョブ１回毎などであり、長いスパンとは例えば、プリント数千枚毎や数万枚毎などである。このような制御を行う場合、制御部８５は、短いスパンで行われるトナー補給の１回毎の補給量が適切かどうかを、長いスパンで行われる残量検知の結果に基づいて校正する。具体的には、検知されたトナー残量が目標値よりも少ない場合、補給量が少ないと判断し、１回毎の補給量を増やす。一方、検知されたトナー残量が目標値よりも多い場合、補給量が多いと判断し、１回毎の補給量を減らす。ただし、トナー補給はより長いスパンで実行されてもよいし、変動幅ΔＶ算出タイミング（すなわち静電容量によるトナー残量検知タイミング）に合わせて実行されてもよい。

ここで、適切な補給量とは、プリント枚数が増加してもプロセスカートリッジ内のトナー量を略一定に維持できるような量である。より好ましくは、プロセスカートリッジ内のトナー量が比較的多い状態を維持できるような量である。

図1に示すように、トナーカートリッジ９のさらに下方には、トナー搬送装置１８Ｙ～
１８Ｋが、各トナーカートリッジ９に対応して配置される。各トナー搬送装置１８は、各トナーカートリッジ９からトナーを受け取ると、受け取ったトナーを上方に搬送し、各現像ユニット４に供給する。

＜プロセスカートリッジ＞
次に、本発明のプロセスカートリッジ７０について、図３の断面図を用いて説明する。なお本実施例では、各プロセスカートリッジ７０（７０Ｙ～７０Ｋ）は同一構成であるため、そのうちの一つを例として説明する。プロセスカートリッジ７０は、クリーニングユニット２６と、現像ユニット４と、を有する。クリーニングユニット２６は、感光体ドラム１、帯電ローラ２、及びクリーニング部材６を備えている。現像ユニット４は、現像ローラ２５を備えている。

感光体ドラム１の周上には、帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。クリーニング部材６は、ゴムブレードで形成された弾性部材７とクリーニング支持部材８から構成されている。ゴムブレード７の先端部７ａは感光体ドラム１の回転方向に対してカウンター方向に当接させて配設してある。クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。また除去トナー室２７ａの除去トナーが漏れることを防止するスクイシート（不図示）が感光体ドラム１に当接している。そしてクリーニングユニット２６に駆動源である本体駆動モータ８０の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１が画像形成動作に応じて回転駆動する。

帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、クリーニングユニット２６に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材（不図示）により感光体ドラム１に向かって加圧され、感光体ドラム１に従動回転する。

さらに、プロセスカートリッジ７０は、不揮発性の記憶手段である記憶媒体メモリーＭを備えている。メモリーＭには、現像剤の使用情報及び寿命情報も格納されている。それにより画像形成装置本体電源のＯＮ／ＯＦＦが行われた場合、もしくはプロセスカートリッジ７０が交換された場合でも、現像装置の使用状況及びトナー残量の算出を、正確且つ迅速に行うことができる。またメモリーＭは、新品のプロセスカートリッジ７０を装着した時の初期設置動作において決定される、狙いの変動幅ΔＶｒを格納することができる。

＜現像ユニット＞
図３および図５に示すように、現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１を備える。図５に示すように、現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている。また現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と、現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５と、が配置されている。

トナー供給ローラ３４から現像ローラ２５に供給されたトナーが現像ブレード３５を通過するときに、現像ローラ２５上のトナーコート量が規制されるとともにトナーが帯電される。これによって、感光体ドラム上に作られた静電潜像を現像するのに最適なトナーコートを形成する。

現像ローラ２５と感光体ドラム１とは、対向部（接触部）において互いの表面が同方向（本実施形態では下から上に向かう方向）に移動するようにそれぞれ回転する（矢印Ｅ、矢印Ｆ）。本実施形態においては、現像ローラ２５に印加された所定のＤＣバイアスに対して、摩擦帯電によりマイナスに帯電したトナーが、感光体ドラム１に接触する現像部において、電位差に基づいて明部電位部にのみ転移することで、静電潜像が顕像化される。

図６に示すように、現像枠体３１のトナー収容室３１ａには、搬送手段としてのトナー搬送部材３６が設けられている。トナー搬送部材３６は、収納されたトナーを撹拌するとともに、トナー供給ローラ３４へトナーを搬送する。トナー搬送部材３６は、外部からの駆動力によって回転可能な撹拌軸３６ａと、撹拌軸３６ａに取り付けられ、撹拌軸３６ａと共に回転するシート部材３６ｂから構成されている。本実施例では、撹拌軸３６ａを介して互いに略１８０°逆側に、２枚のシート部材３６ｂが配置されており、交互にトナー収容室３１ａ内部を撹拌する。装置本体１００ａの本体現像カップリング（不図示）と、トナー供給ローラ３４の軸部（不図示）の端部に設けられたオルダムカップリング２１（図５参照）の駆動側係合部とが係合することによって、駆動力が現像ユニット４に入力され、現像ユニット４の駆動列を伝わる。これによりトナー搬送部材３６が回転することで、トナー収容室３１ａ内のトナーの撹拌および搬送が行われる。

＜トナーカートリッジ＞
次に、トナーカートリッジ９の全体構成について、図８を用いて説明する。図８（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図８（ｂ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、長手方向（前後方向）の後方側のトナー補給開口５２における断面図である。

図９（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｋ）の、長手方向（前後方向）の中央部における断面図である。図９（ｂ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｋ）の、長手方向（前後方向）の後方側のトナー補給開口５２における断面図である。

図１０は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、後方から見たときの斜視図である。図１１は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）の、後方から見たときの、サイドカバー６２を取り除いた場合の斜視図である。

トナーカートリッジ９は、トナーカートリッジ９内の各種部材を支持する補給枠体５０と、内部にトナーを収納する補給トナー収容室５１を備える。また、通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下側にトナー補給開口５２が設けられる。補給トナー収容室５１内には、補給トナー撹拌部材５３、補給トナー搬送スクリュー５４、仕切り部材５５が設けられている。なお、本実施形態においては、トナーカートリッジ９（９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ）と比べ、トナーカートリッジ９（９Ｋ）の方が幅方向（左右方向）において大きい構成となっている。ただし各トナーカートリッジ９の大小の関係はこれに限られない。

補給トナー撹拌部材５３は、トナーカートリッジ９の長手方向（紙面でＹ方向）に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。補給トナー撹拌部材５３は、回転軸５３ａと、可撓性を有するシートである搬送部材としての補給撹拌シート５３ｂとを有する。補給撹拌シート５３ｂは、一端が回転軸５３ａに取り付けられ、他端が自由端となっている。回転軸５３ａが回転して補給撹拌シート５３ｂが矢印Ｇ方向に回転することで、補給撹拌シート５３ｂによってトナーが撹拌され、補給トナー搬送スクリュー５４に送られる。

補給トナー搬送スクリュー５４は、補給トナー撹拌部材５３の回転軸線に平行に配置され、回転可能に補給枠体５０に支持されている。補給トナー搬送スクリュー５４が回転することで、補給トナー収容室５１内のトナーが、前方から後方（トナーカートリッジ着脱方向において上流から下流側）に搬送される。その結果、トナーがトナー補給開口５２に向けて搬送される。

仕切り部材５５は、補給枠体５０との間でトンネル部５６を形成する。トンネル部５６は補給トナー搬送スクリュー５４の外径に対応して形成され、補給トナー搬送スクリュー５４によって搬送されたトナーを擦切って定量搬送する役割を持っている。また、仕切り部材５５は、長手方向の後方側においては、補給枠体５０とでトナー排出室５７を形成する。

トナー排出室５７にはトナー補給開口５２が設けられる。また、図１１に示すように、伸縮可能な蛇腹部６５ａを備えるポンプ６５が、内部と連通して設けられる。ポンプ６５は後述する駆動列によって伸縮し、その内部容積を変動させることができる。ポンプ６５の伸縮に伴って、補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動し、トナー補給開口５２からの吸排気が行われることで、トナーが安定的に排出される。

図１１に示すように、トナーカートリッジ９の後方側には駆動列が配置される。画像形成装置１００から駆動入力ギア５９が回転駆動を受け取り、カムギア６０に回転を伝達する。カムギア６０にはカム溝６０ａが設けられており、リンク機構６１のリンク突起部６１ａがカム溝６０ａと係合している。

リンク機構６１はサイドカバー６２に前後方向に移動可能に支持される。リンク機構６１は、カムギア６０が回転することでカム突起部６１ａがカム溝６０ａの山部と谷部を交互に通過することにより、前後方向に往復運動する。リンク機構６１はポンプ６５の結合部６５ｂと連結されており、ポンプ６５はリンク機構６１と連動して結合部６５ｂが往復運動する。そして、ポンプ６５の蛇腹部６５ａが伸縮することでポンプ６５内部容積が変
動し、結果として補給トナー収容室５１及びトナー排出室５７の内圧が変動する。次に、前述した補給トナー搬送スクリュー５４の端部には、スクリューギア６４が設けられており、スクリューギア６４はカムギア６０から回転駆動を受け取り、補給トナー搬送スクリュー５４を回転させる。

また、トナー排出室５７には通常使用される姿勢（使用時の姿勢）において、下面にトナー補給開口５２と、補給口６３が設けられた補給口シャッタ４１が、前後方向に移動可能に補給枠体５０に支持されている。トナー補給開口５２は、トナーカートリッジ９が画像形成装置１００に装着されていない場合は補給口シャッタ４１によって閉じられている。補給口シャッタ４１は、トナーカートリッジ９の着脱動作に連動し、画像形成装置１００に付勢されて所定の位置に移動する構成となっている。補給口シャッタ４１が画像形成装置１００に装着されたとき、トナー補給開口５２と補給口６３は連通し、トナーカートリッジ９からのトナー排出が可能となる。

＜トナー補給動作＞
次に、本実施形態におけるトナー補給動作を説明する。図５に示すように、現像ユニット４には、着脱方向下流側の一端にトナー受入口４０が設けられ、トナー受入口４０に連通して受入搬送路４８が設けられる。上述したトナーカートリッジ９から排出されたトナーは、本体に備え付けられたトナー搬送装置１８によって、トナー受入口４０へ供給される。

図６に示すように、受入搬送路４８内部には受入搬送スクリュー４４が配置されている。受入搬送路４８は、現像ローラ２５やトナー供給ローラ３４の回転軸線方向（紙面でＹ方向）と平行に延びている。さらに、現像ユニット４の長手中央付近にはトナー収容室３１ａへトナーを供給するための収容室連通口４３が設けられ、受入搬送路４８とトナー収容室３１ａを連通している。

本実施形態において、トナー補給動作は、画像形成装置１００に備えられた制御部８５が補給のタイミングだと判断すると逐次実施される。補給タイミングは例えば、画像形成中でもよく、画像形成前後のプロセスカートリッジ７０の駆動タイミングでもよい。補給の頻度に関する限定はないが、典型的には、トナー収容室３１ａ内のトナー量を可及的に一定にするために、画像形成が行われている途中や画像形成が完了した直後に随時補給が行われる。制御部８５は、例えば、１秒あたり０．５ｇ程度のトナーを補給するようポンプを駆動させる。制御部８５は、補給の時間（秒数）を変えることで、トナー補給量を制御する。

＜トナー搬送構成＞
次に、現像ユニット４におけるトナー搬送構成について図５、図６、図７を用いて詳しく説明する。現像ユニット４の構成について、上、下、垂直、水平といった方向を表す用語は、特に断りのない場合は、それらの通常の使用状態において見た時の方向を表す。つまり、現像ユニット４の通常の使用状態は、適正に配置された画像形成装置本体に対して適正に装着され、画像形成動作に供し得る状態である。原則として、紙面におけるＺ方向が鉛直方向を指す。

現像ユニット４に設けられた受入搬送スクリュー４４は、現像ローラ２５やトナー供給ローラ３４の回転軸線方向（紙面でＹ方向）と平行に延びており、トナー受入口４０から受け入れたトナーを、収容室連通口４３を介してトナー収容室３１ａに搬送する。

トナー収容室３１ａにおいて、現像室３１ｂに連通する開口部３１ｃの下方に、シート部材３６ｂと当接してシート部材３６ｂを弾性変形させる変形部３１ａ１が設けられてい
る。具体的には、シート部材３６ｂが回転して変形部３１ａ１に当接すると、シート部材３６ｂが変形部３１ａ１から力を受けて、シート部材３６ｂが弾性力によって、図６のように変形する。

続いて、シート部材３６ｂが変形部３１ａ１に接触した状態で回転を続けると、トナー２００が、シート部材３６ｂの回転方向の下流側の表面上に担持された状態で搬送される（被担持トナー２００ａとして示す）。その結果、図６に示したように、シート部材３６ｂの回転方向の上流側には、トナーが存在しない空間が形成される（空間３９で示す）。変形部３１ａ１は、トナー収容室３１ａの内壁のうち、シート部材３６ｂが離れるまでの箇所を指す。

また、トナー収容室３１ａは、シート部材３６ｂの回転において変形部３１ａ１よりも下流側、かつ、開口部３１ｃよりも上流側において、復元部３１ａ２が設けられている。ここで、復元部３１ａ２は、シート部材３６ｂとトナー収容室３１ａの内壁との接触を解放するための部分である。本実施形態では、復元部３１ａ２は、撹拌部材の回転軸を含む水平面よりも上方に配置されている。

図７は、シート部材３６ｂの回転に伴ってシート部材３６ｂの自由端側の先端が変形部３１ａ１を通過した後に、復元部３１ａ２においてシート部材３６ｂの内壁との当接が開放された状態を示す。このときシート部材３６ｂは、弾性復元力によって自然状態（元の形状）へと復元する。このシート部材３６ｂの復元によって、シート部材３６ｂ上に担持され搬送されていたトナーは、開口部３１ｃへ向けて重力に反して飛翔する（飛翔トナー２００ｂとして示す）。この開口部３１ｃは、シート部材３６ｂの回転方向において、復元部３１ａ２よりもよりも下流側に位置する。開口部３１ｃへ向け飛翔したトナーのうち一部は現像室３１ｂ内へと搬送される（被搬送トナー２００ｃとして示す）。一方、現像室３１ｂ内に到達しなかったトナーは、トナー収容室３１ａ内部に落下してトナー収容室３１ａの底部に留まる（落下トナー２００ｄとして示す）。このサイクルを繰り返すことによってトナーの撹拌および搬送が行われる。

＜トナー残量検知の構成＞
次に、トナー収容室３１ａ内（収容室内）のトナー残留量（現像剤量）を検知するための構成について図３を用いて説明する。

本実施形態では、トナー残量検知手段８８が、第１導電部材８１と第２導電部材８２の間の静電容量を測定することで、トナーの残量を検出する。トナー残量検知手段８８は、かかる機能を有するプログラムモジュールであってもよいし、独立した処理回路であってもよい。また、制御部８５がその機能を兼ねてもよい。ここで、検出部材は、静電容量を検出できるものであれば何でもよく、ＳＵＳなどの金属板金や導電樹脂などのシート部材でもよい。本実施形態では、樹脂に導電材であるカーボンブラックを分散させた導電樹脂シートを用いている。以下の説明では、検出部材の一形態である導電部材を用いて説明する。

＜トナー収容室の凹部の構成＞
図３に示すように、現像枠体３１には凹部３１ｄが形成されている。凹部１８ｄを形成する壁面３１ｄ１と壁面３１ｄ２において、壁面３１ｄ１には第１導電部材８１が設けられ、壁面３１ｄ２には第２導電部材８２が設けられている。ここで、壁面３１ｄ１は、凹部３１ｄにおけるトナー搬送部材３６の回転方向下流側の壁であり、壁面３１ｄ２は、凹部３１ｄにおけるトナー搬送部材３６の回転方向上流側の壁である。

第１導電部材８１と第２導電部材８２が、水平面に対して成す角度は、第１導電部材８
１と第２導電部材８２とに載るトナーが自重で落下していくような角度である。言い換えると、第１導電部材８１と第２導電部材８２は、凹部３１ｄに入り込んだトナーが、自重で凹部３１ｄから排出されるように設置される。また、凹部３１ｄの少なくとも一部は、トナー搬送部材３６の回転半径内にある。現像ユニット４の長手方向（Ｙ方向）における凹部３１ｄの長さは、Ｙ方向におけるシート部材３６ｂの長さよりも長くなっている。さらに、現像ユニット４の長手方向（Ｙ方向）に沿って凹部３１ｄを見た場合における凹部３１ｄの形状は、図３に示すように三角形状となっている。なお、図３において、点線Ｄと、壁面３１ｄ１と、壁面３１ｄ２に囲まれた領域が、凹部３１ｄである。

本実施形態では、凹部３１ｄは、トナー収容室３１ａにおいて、トナー搬送部材３６の回転方向において、開口３１ｃと解放位置３１ｅに対して上流側に位置するとともに、トナー収容室３１ａの底部３１ｆよりも下流側に位置している。ただし、凹部３１ｄの配置や構成はこれに限定されず、撹拌によってシート部材３６ｂの背後（回転方向における上流側）にトナーのない空間ができたときに、トナー当該凹部３１ｄから落下できるものであればよい。また、容器内に入れるトナー量の上限は、撹拌によってシート部材３６ｂの背後にトナーのない空間ができる程度の量とする。

なお、壁面３１ｄ１および壁面３１ｄ２の成す形状は三角形状には限定されず、凹部３１ｄからトナーが自重で落下する形状であればよい。また、各導電部材が柔軟な素材であれば、壁面が平面ではなく曲面であってもよい。例えば、断面形状が半円や半楕円となるように凹部３１ｄを設けてもよい。

ここで、本実施形態において、第１導電部材３１と第２導電部材３２とが水平面に対してなす角度は、安息角より大きな角度である。言い換えると、トナーが供給されていない状態では、第１導電部材３１および第２導電部材３２上のトナーが落下するような角度である。このため、現像枠体１９内のトナーの総量にもよるが、トナーが撹拌されていない状態においては凹部３１ｄ内にトナーが留まることがなく、凹部３１ｄに入り込んだトナーが自重で凹部３１ｄから排出される。また、凹部３１ｄは、シート部材３６ｂが底部３１ｆを通過した後であって、シート部材３６ｂに載せられたトナーがシート部材３６ｂから落下する角度に達する前に、シート部材３６ｂが通過する位置に設けられている。

＜凹部の配置＞
シート部材３６ｂがトナー面を押圧した状態から、シート部材３６ｂが解放位置３１ｅを通過する前の状態において、凹部３１ｄ内にトナーが入り込んだ状態となる（第１の状態）。シート部材３６ｂが解放位置３１ｅを通過した後は、シート部材３６ｂ上に載るトナーが跳ねあげられるため、現像枠体３１内のトナーの状態が安定せず、凹部１８ｄ内のトナー有無を検出するには適さない。ここで、仮に凹部３１ｄが底部３１ｆに位置する場合、凹部３１ｄは上向きに開いた形状となるため、凹部３１ｄ内のトナーが自重によって落下することができず、凹部３１ｄ内に常にトナーが入り込んでいる状態となる。

よって、シート部材３６ｂが凹部３１ｄを通過した後に凹部３１ｄ内のトナーが凹部３１ｄから排出されるためには、凹部３１ｄが底部３１ｆよりも上方に設けられている必要がある。また、凹部３１ｄの内壁は、凹部３１ｄ内のトナーが自重で排出される角度に形成されている必要がある。さらに、現像枠体３１内に収容されたトナーにより凹部３１ｄが埋まっている場合、シート部材３６ｂが凹部３１ｄを通過した後も凹部３１ｄ内にトナーが入り込んだ状態となるため、凹部３１ｄ内にトナーが入り込んでいるかどうかに基づいてトナー残量を検知することが困難となる。したがって、凹部３１ｄは、トナー搬送部材３６の回転方向（Ｈ方向）において、解放位置３１ｅの上流側かつ底部３１ｆの下流側に設けられ、現像枠体３１の内壁面においてできるだけ上方に設けられることが望ましい。このような構成により、凹部３１ｄが、シート部材の背後のトナーが存在しない空間に
当接したときに、凹部３１ｄに入り込んだトナーが落下する（第２の状態）。

＜導電部材の配置＞
本実施形態では、第１導電部材８１と第２導電部材８２は、現像ローラ２５の回転軸線方向（Ｙ方向）と略平行に凹部３１ｄ内に設けられている。また、第１導電部材８１と第２導電部材８２は間隔を空けて設けられている。また、第１導電部材８１と第２導電部材８２は、現像ローラ２５の回転軸線方向における現像枠体３１の端部まで延びている。一般的に、導電部材の面積が大きくなると、それに伴って静電容量も大きくなる。そのため、第１導電部材８１と第２導電部材８２の長さを延ばすことで、導電部材の面積が広くなり、第１導電部材８１と第２導電部材８２の間をトナーが通過することによる静電容量の変化を大きくすることができる。静電容量の変化が大きくなることで、トナー残量検知の精度が向上する。

＜画像形成装置との導通手段＞
また、図４に示すように、プロセスカートリッジ７０の装着方向（Ｙ方向の正向き、図３も参照）下流側における現像枠体３１の側面には、第１接点部３７と第２接点部３８とが設けられている。プロセスカートリッジ７０が画像形成装置１００の装置本体に装着された状態において、第１接点部３７は、装置本体１００ａに設けられた第１本体側接点（不図示）と電気的に接続され、第２接点部３８は、装置本体に設けられた第２本体側接点（不図示）と電気的に接続される。また、第１本体側接点は残量検知電圧印加手段８８１に電気的に接続されており、第２本体側接点は、電圧検知手段８８２に電気的に接続されている。第１接点部３７には第１本体側接点を介して残量検知電圧印加手段８８１によって電圧が印加されており、第１導電部材８１と第２導電部材８２間の静電容量に基づく電圧が第２接点部３８を介して電圧検知手段８８２によって検知される。本実施形態では、残量検知電圧印加手段８８１と電圧検知手段８８２は、画像形成装置１００に設けられている。

なお、第２接点部３８に電圧を印加して、第１接点部３７から電圧を検知してもよい。また、本実施形態では、図３に示すように、第１導電部材８１と第２導電部材８２は現像枠体３１の内壁面に設けられているが、外壁面に設けられていてもよい。なお、残量検知電圧印加手段８８１によって第１接点部３７に電圧が印加される際に第１接点部３７に流れる電流は交流電流となっている。また、ＤＣにＡＣを印加するような構成でもよい。また、静電容量を変化させるための特殊回路を設けることにより、ＤＣでの検出も可能である。

＜ドット数計数によるトナー消費量検知システム＞
本実施形態においてトナーの残量検知要否を判断するタイミングとして、ドット数計数によるトナー消費量検知システムを用いる。ドットカウンタ１０８は、画像情報に基づいて感光体ドラム１に作像される画像ドット数を計数し、制御部８５に送信する。制御部８５は、作像に用いられた画像ドット数と、ドットごとに消費されるトナー量と、に基づいて、印字によって使用したトナー消費量Ｘ［ｇ］を推定する。本実施形態では、予め、１ドットあたりのトナー消費量を１０［ｎｇ］と設定し、プロセスカートリッジ７０にあるメモリーＭに記憶させる。

＜静電容量でのトナー残量検知＞
次に、本実施形態に使用される静電容量値の変化を利用したトナー残量検知方法について説明する。

トナーの誘電率は空気の誘電率よりも高いため、第１導電部材８１と第２導電部材８２との間にトナーが入り込むと、第１導電部材８１と第２導電部材８２間の静電容量が増加
する。したがって、トナー搬送部材３６によって搬送されたトナーが第１導電部材８１と第２導電部材８２との間を通過する場合、第１導電部材８１と第２導電部材８２間の静電容量が増加する。一方、トナー搬送部材３６が凹部３１ｄを通過し、第１導電部材８１と第２導電部材８２との間のトナーが自重により落下すると、第１導電部材８１と第２導電部材８２間の静電容量が減少する。トナー残量検知手段８８は、残量検知電圧印加手段８８１により、第１接点部３７を介して第１導電部材８１に電圧を印加する。そしてトナー残量検知手段８８は、電圧検知手段８８２によって、静電容量の変化に基づく電圧変化を、第２導電部材８２と接続された第２接点部３８を介して検知する。

本実施形態では、トナー残量検知手段８８は、電圧検知手段８８２が検知した電圧の最大値と最小値の差分（以後、「変動幅ΔＶ」と称する）に基づいてトナー残量検知を行う。ここで、トナー搬送部材３６の回転に伴って静電容量が周期的に変化するため、検知される電圧も周期的に変化する。変動幅ΔＶは、この電圧変化の幅を示している。

図１２は、トナー残量検知手段８８によるトナー残量検知方法の一例を説明するフローチャートである。まず、制御部８５からトナー残量検知手段８８に、トナー残量検知リクエスト信号が送られる（ステップＳ１０１）。そして、制御部８５が駆動モータ８０を駆動して、トナー搬送部材３６の回転を開始する（ステップＳ１０２）。そして、後述する変動幅ΔＶが安定して測定できるようになるまでの安定化時間（ここではｔ秒間）だけ、トナー搬送部材３６を回転させて撹拌を行う（ステップＳ１０３）。この安定化時間は、トナーがほぐれて一様な状態となり、トナーの回転状態が安定した結果、検知信号が安定する時間であり、例えば３０秒間とする。

そして、トナー残量検知手段８８は、電圧検知手段８８２が検知した出力電圧の波形から、最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎの差分を算出し、変動幅ΔＶとする。これにより、変動幅に関する情報を取得することができる。本実施形態ではバラツキを抑えるために、１周期ごとの最大値Ｖｍａｘと最小値Ｖｍｉｎをそれぞれ１０点計測し、それぞれ算術平均をとり、Ｖｍａｘ平均とＶｍｉｎ平均とする。そして、下式（１）のように両者の差分を算出して変動幅とする（ステップＳ１０４）。
変動幅ΔＶ＝（Ｖｍａｘ平均）－（Ｖｍｉｎ平均） …（１）

なお、図３のように２枚のシート部材３６ｂを備える構成の場合、波形の「１周期」とは、撹拌軸３６ａが半回転する期間に相当する。そして、算出した変動幅ΔＶをメモリーＭに書き込む（ステップＳ１０５）。

＜トナーの残量による変動幅ΔＶ＞
図１３（ａ）は、本実施形態におけるトナーの残量による変動幅ΔＶの変化を模式的に示すグラフである。便宜上、トナー量の多い順に領域Ｇ～領域Ｈ～領域Ｉとする。また、図１３（ｂ）、図１３（ｃ）、図１３（ｄ）はそれぞれ、トナー残量がｔ１、ｔ２、ｔ３の場合の、静電容量の経時変化を模式的に示す。ｔ１は、領域Ｇの中でもトナー残量が十分に多い範囲に含まれる。ｔ２は、領域Ｈに属し、トナー残量が中程度の範囲に含まれる。ｔ３は、領域Ｉの中でもトナー残量が少ない範囲に含まれる。

トナー残量ｔ１の場合、第１導電部材８１と第２導電部材８２との間にトナーがほぼ常に入っているため、静電容量は高い値で安定している。そのため、図１３（ｂ）に示すように、比較的、変動幅ΔＶは小さい。トナー残量ｔ２の場合、撹拌の周期ごとに、第１導電部材３１と第２導電部材３２との間にトナーが入っている状態と、第１導電部材３１と第２導電部材３２との間に空間が生じている（トナーが入っていない）状態と、を周期的に繰り返す。すなわちトナーが、凹部３１ｄへの入り込みと、下方への落下を繰り返すため、撹拌周期において静電容量値が大きく変動し、変動幅ΔＶも大きくなる。その後、更
にトナーが減少してトナー残量ｔ３になると、撹拌を行っても第１導電部材８１と第２導電部材８２との間にトナーが入って来なくなり、静電容量が低い値で安定するため、再度、変動幅ΔＶは収束して小さくなる。以上より、トナー残量に応じた変動幅ΔＶの推移は、図１３（ａ）に示すようになる。

＜狙いの変動幅ΔＶｒの決定＞
本実施形態において、トナーの補給制御を行う際に狙いとなるトナー量、すなわち狙いとなる変動幅（ターゲット変動幅）を、前述した静電容量でのトナー残量検知を用いて決定する。狙いの変動幅ΔＶｒとは、所定のタイミング（例えばプリント数千枚毎）に行われるトナー残量検知結果に基づいて算出される変動幅ΔＶと比較される値である。制御部８５は、あるトナー残量検知タイミングで算出された変動幅ΔＶを、狙いの変動幅ΔＶｒと比較し、その結果に基づいて、継続的に行われるトナー補給における補給量を増減させる。すなわち制御部８５は、現在のΔＶが領域Ｇにあることを前提として、ΔＶ≧ΔＶｒ（変動幅がターゲット変動幅以上）であればトナー補給量が少ないと判断してトナー補給量を増やし、ΔＶ＜ΔＶｒであればトナー補給量が多いと判断してトナー補給量を減らす。なお、「継続的に行われるトナー補給」は、典型的にはプリント１枚毎や、プリントジョブ１回毎などの比較的短いスパンで実行されるが、これには限定されず、より長いスパンで実行されてもよいし、変動幅ΔＶ算出タイミング（すなわち静電容量によるトナー残量検知タイミング）に合わせて実行されてもよい。

図１４は本実施形態に使用される、狙いの変動幅ΔＶｒを決定する際の一例を説明するフローチャートである。まず、制御部８５は、プロセスカートリッジ７０が画像形成装置１００に装着されたタイミングで、当該プロセスカートリッジ７０が新品か否かを判断する（ステップＳ２０１）。この判断は、例えば、プロセスカートリッジ７０のメモリーＭから、新品かどうかに関する情報や、使用時間に関する情報を読み出すことにより実行できる。新品である場合は、前述した静電容量でのトナー残量検知を行い、変動幅ΔＶを算出する（ステップＳ２０２）。そして、算出された変動幅ΔＶに基づいて狙いの変動幅ΔＶｒを設定し、設定された狙いの変動幅ΔＶｒをメモリーＭに書き込む（ステップＳ２０３）。

一方、プロセスカートリッジ７０が新品では無い場合は、狙いの変動幅ΔＶｒとして、メモリーＭに予め書き込まれている新品時のΔＶｒを用いてもよいし、プロセスカートリッジ７０の機種に応じた所定の値を用いてもよい。

本フローでは、プロセスカートリッジ７０に初期充填されているトナー量を検知し、検知した変動幅ΔＶに基づいて狙いの変動幅ΔＶｒを設定する。ここで、プロセスカートリッジ７０の出荷状態で一定の量のトナーが入っていたとしても、プロセスカートリッジ７０同士の個体差があるために、変動幅ΔＶが一定ではない。しかし本実施形態のように、装着時のΔＶを測定することで、プロセスカートリッジ７０の個体バラつきに左右されず、適切な狙いの変動幅ΔＶｒを設定できる。その結果、精度高くトナー補給を行うことができる。

なお、狙いの変動幅ΔＶｒを設定するための測定を行う場合は、攪拌部材３６の回転速度を画像形成時より速くしてもよい。これにより、現像容器内にトナーが沈降した場合においても、短時間で精度高くトナー残量検知を行うことができる。

また、狙いの変動幅ΔＶｒの設定に係る測定を行うタイミングは、必ずしもプロセスカートリッジ７０の装着時に行われる新品検知の直後でなくてもよく、プロセスカートリッジ７０が準新品と呼べる期間（「変動幅検知期間」とも呼ぶ）に測定してもよい。かかる変動幅検知期間は、例えば、新品のプロセスカートリッジ７０装着後の印字時間の経過が
所定の時間以内の場合や、新品のプロセスカートリッジ７０装着後のドットカウンタ１０８によるカウントドット数が所定値以内の場合や、新品のプロセスカートリッジ７０装着後のプリント枚数が所定枚数以内の場合などである。

本実施例においては、変動幅算出期間に静電容量でのトナー残量検知を行って変動幅ΔＶを算出し、得られた変動幅ΔＶに基づいて狙いの変動幅ΔＶｒを設定することで変動幅に関する情報を取得する構成とした。しかし、これに限らず、後述する領域Ｇの範囲内であれば、変動幅算出期間に算出した変動幅ΔＶを狙いの変動幅ΔＶｒとして設定することも可能である。あるいは、新品検知の直後に測定されたトナー量（新品時トナー量）から、所定の割合（例えば５％）だけトナーが消費された時のトナー量に相当する変動幅ΔＶを、狙いの変動幅ΔＶｒとしてもよい。このように、変動幅に関する情報としての狙いの変動幅ΔＶｒの設定は、予めプロセスカートリッジ７０のメモリーＭや制御部８５に記憶されたテーブルなどを用いて取得してもよく、所定の数式等に基づいて制御部８５によって算出して設定してもよい。

狙いの変動幅ΔＶｒが、図１３（ａ）の領域Ｇや領域Ｉのような傾きが比較的大きい範囲となるように、初期トナーの充填量を決定することで、狙いのΔＶｒとトナー量が変化した時に検知するΔＶの差が明確になる。例えば、領域Ｇ内においては、初期トナーの充填量より現像容器内のトナー量が多くなればΔＶ＜ΔＶｒとなり、初期トナーの充填量より現像容器内のトナー量が少なくなればΔＶ＞ΔＶｒとなる。図１３（ａ）の領域Ｈのような傾きが小さい範囲となるように初期トナーの充填量を決定すると、狙いのΔＶｒとトナー量が変化した時に検知するΔＶの差が小さくなり、かつ、トナー量が増えているのか減っているのか検知することが困難である。

なお、領域Ｈは、横軸にトナー量を取り、縦軸に変動幅ΔＶを取ったときに、傾きが事実上０になる範囲である、と考えることもできる。ここで、傾きが事実上０になる範囲とは、装置構成やセンサの精度に基づき、実質的には傾きが０から誤差の範囲内に収まるような範囲のことを言う。言い換えると、傾きが事実上０になる範囲とは、その傾きの範囲内で変動幅ΔＶを比較しても、誤差のために意味を成さなくなるような範囲のことを言う。同様に、領域Ｇは、横軸にトナー量を取り、縦軸に変動幅ΔＶを取ったときに、傾きが事実上負になる範囲である、と考えることもできる。傾きが事実上負になる範囲とは、その傾きの範囲内で変動幅ΔＶを比較することに意味があるような範囲のことを言う。

また、図１３（ａ）の領域Ｇのようなトナー量が多い範囲となるように初期トナーの充填量を決定することで、トナー量が多い領域で補給制御を行うことができ、トナー劣化を抑制することができるため好ましい。なお、狙いの変動幅ΔＶｒは、領域Ｇに含まれることがより好ましい。これは、領域Ｉはトナー量が少ない範囲であるため、摺擦によるトナー劣化が進みやすいからである。

［実施例１］
＜トナーの補給量決定フロー＞
本実施例におけるトナーの補給量決定フローについて、図１５を用いて説明する。まず、画像形成直後、制御部８５は、ドットカウンタ１０８での計数により推定されたドット数に基づいて、トナー消費量Ｘ≧ａ［ｇ］となったか否かを判断する（ステップＳ３０１）。トナー消費量Ｘ≧ａ［ｇ］となったと判断した場合、静電容量でのトナー残量検知を実施し、変動幅ΔＶを算出する（ステップＳ３０２）。一方、トナー消費量Ｘ＜ａ［ｇ］の場合、処理を終了する。ここでのトナー消費量Ｘは、前回のトナー残量検知以降に消費されたトナー量の合計である。

このように本実施例では、ドットカウンタ１０８を用いて、静電容量でのトナー残量検
知タイミングを決定する。ここで、ドットカウンタ１０８による計測は画像データに基づく演算により行われるため、画像形成と並行して実行可能であり、画像形成を停止する必要がない。一方、静電容量でのトナー残量検知を行うには、画像形成を停止する必要がある。したがって、本実施例の制御には、定期的に（例えばプリント数千枚毎に）トナー残量検知を行うような制御と比べて、必要なときだけトナー残量検知が行われるという利点がある。その結果、装置のダウンタイムを短縮できる。ただし、本発明で説明するトナー補給量の増減制御は、定期的にトナー残量検知を行う場合にも適用できる。

制御部８５は、算出された変動幅ΔＶが、ΔＶ≧ΔＶｒか否かを判断する（ステップＳ３０３）。算出された変動幅ΔＶ≧ΔＶｒの場合は、狙いの補給量（ターゲット補給量）をａ＋２［ｇ］と増やす（ステップＳ３０４）。一方、算出された変動幅ΔＶ＜ΔＶｒの場合は狙いの補給量をａ－２［ｇ］と減らす（ステップＳ３０５）。ここで、狙いの補給量を増減する理由は、変動幅ΔＶが領域Ｇにあることを前提として、変動幅ΔＶ≧ΔＶｒの場合、変動幅がΔＶｒ以下に戻るように補給量を多くし、変動幅ΔＶ＜ΔＶｒの場合、トナー量が十分多いので補給量を少なくするためである。

制御部８５は、狙いの補給量に基づき、補給を実施すると決定し、トナーカートリッジ９に補給リクエストを出す（ステップＳ３０６）。制御部８５はまた、狙いの補給量をメモリーＭに記憶する（ステップＳ３０７）。制御部８５はまた、メモリーＭに記憶された消費量を０に書き換えてリセットする（ステップＳ３０８）。

その後、トナーカートリッジ９は、リクエストされた量のトナーを補給する。なお、このフローではトナー残量検知後にトナー補給を行うようにしているが、継続的に随時（例えばプリント毎やプリントジョブ毎）トナー補給を行う場合でも、本フローと同様に補給量を増減させることで、同様の効果を得られる。また、かかる継続的な補給の場合、必ずしも、すべての補給タイミングで同じように補給量を増やす（または減らす）必要はない。あるトナー残量検知タイミングから次のトナー残量検知タイミングまでの間に、全体として補給量が増えていれば（または減っていれば）よい。

（フローの具体例）
図１６を参照して、上記フローの具体的な適用例を説明する。本実施例では、初期トナー量（すなわち、狙いの変動幅ΔＶｒに対応するトナー量）を２００［ｇ］とした。また、静電容量でのトナー残量検知を実施するかどうかの閾値を、ａ＝５［ｇ］と設定した。横軸のｓ１～ｓ８は順次、ドットカウンタによる推測トナー消費量が閾値ａを超えたタイミングを示す。縦軸はトナー残量を示す。すなわち、消費量の推定値が閾値以上となった場合は静電容量によるトナー残量検知が行われる。

タイミングｓ０は初期状態であり、トナーは２００［ｇ］である。その後、推定トナー消費量が５［ｇ］となったタイミングｓ１でトナー残量検知が行われると、ΔＶ≧ΔＶｒとなり、現在のトナー量が狙いのトナー量（すなわち初期のトナー充填量）より少ないと検知しステップＳ３０４に進み、補給量が７［ｇ］と決定される。その後の推定トナー消費量が５［ｇ］となったタイミングｓ２や、タイミングｓ３でも同様に、ΔＶ≧ΔＶｒとなり、補給量が７［ｇ］と決定される。その後のタイミングｓ４では、トナー残量が２０１［ｇ］であるため、ΔＶ＜ΔＶｒとなる。このとき制御部８５は、現在のトナー量が狙いのトナー量より多いと検知し、ステップＳ３０５に進み、補給量が３［ｇ］と決定される。以降は同様に、推定トナー消費量が５［ｇ］となるごとに補給量が決定される。なお、閾値ａの値や、ステップＳ３０４やＳ３０５におけるトナー補給量を増減させる量は、この例に限定されず、装置の特性や制御の精度に応じて適宜、決定すればよい。

＜本実施例の評価実験＞
本実施例の効果を検証するために、常温常湿条件の環境下（温度２３℃、湿度６０％）にて連続して印字を行う耐久試験を行った。この印字耐久試験では、画像比率１％の横線を印字している。また、本実施例では、狙いの変動幅ΔＶｒが図１３（ａ）の領域Ｇ内となるように、プロセスカートリッジ７０の中にトナーを２００ｇ充填した。印字耐久試験を１０００００枚行い、精度高く補給できるか否かを評価した。

また、比較例として、狙いの変動幅ΔＶｒが領域Ｈ内となるようにプロセスカートリッジ７０の中にトナーを１００ｇ充填した場合（比較例１）と、変動幅ΔＶｒが領域Ｉ内となるようにプロセスカートリッジ７０の中にトナーを５０ｇ充填した場合（比較例２）についても試験を行い、精度高く補給できるか否かを評価した。

本実施例において、上記のトナーの補給量決定フローに基づき補給制御を行った場合、ΔＶの傾きが大きい範囲でかつトナー量を充分確保した状態で精度高く補給することができた。

一方、比較例１で、上記のトナーの補給量決定フローに基づき補給制御を行った場合、ΔＶの傾きが小さいため、ΔＶ≒ΔＶｒとなり、精度良く補給することができなかった。さらに、プロセスカートリッジ７０内のトナーが領域Ｉまで減ってしまったため、ΔＶ＜ΔＶｒとなりトナー補給量が減っていき、白抜けが発生した。

また、比較例２で、上記のトナーの補給量決定フローに基づき補給制御を行った場合、プロセスカートリッジ７０内のトナーが消費されることでΔＶ＜ΔＶｒとなり、現像容器内のトナーが減っていき、白抜けが発生した。比較例２のように狙いの変動幅ΔＶｒが領域Ｉ内になるようにトナーを充填した場合、補給制御を、狙いの変動幅ΔＶｒが領域Ｇ内にある場合とは逆にする。すなわち、算出された変動幅ΔＶが、狙いの変動幅ΔＶ≧ΔＶｒの場合は、狙いの補給量を減らし、狙いの変動幅ΔＶ＜ΔＶｒの場合は、狙いの補給量を増やすことで、ΔＶの傾きが大きいため精度高く補給することが可能であった。しかし、現像容器内のトナー量が少ないため、画像形成動作の繰り返しにより、長期間にわたって使用されずに現像容器内に滞留するトナーが何度も摺擦され、トナー劣化が促進されるため好ましくない。

上記評価結果より、ΔＶの傾きが大きい範囲となるように初期充填量を決定し、トナー残量検知から算出された変動幅ΔＶを用いてΔＶの傾きが大きい範囲でトナー補給量を制御することで、精度高く補給制御を行うことができることが分かった。さらに、トナー量が多い領域でコントロールした場合にトナー劣化を抑制することができることが分かった。

［実施例２］
続いて実施例２について説明する。実施例１と共通の要素については同じ符号を利用し、説明を省略する。

実施例１では、低印字で使用するユーザーの場合、静電容量でのトナー残量検知が入る頻度は少ないが、高印字で使用するユーザーの場合、頻度が高くなりダウンタイムの発生が多くなる。例えば、実施例１において、１枚当たり０．００５ｇ程度使用する低印字のユーザーは１０００枚ごとに静電容量でのトナー残量検知が入るが、１枚当たり０．０５ｇ程度使用する高印字のユーザーは１００枚ごとに静電容量でのトナー残量検知が入ることとなり、ダウンタイムの発生が多くなる。静電容量でのトナー残量検知を実施するかどうかの閾値となるａを大きくすればダウンタイムを減らすことができるが、トナー補給の精度が低下する。さらに、閾値であるａを大きくすると図１３（ａ）の領域Ｈ～領域Ｉまでトナー量が減っていく場合があり、白抜けが発生する。

そこで本実施例では、ドット数計数によるトナー消費量検知システムで現像容器内のトナー重量を予測することで、静電容量でのトナー残量検知を極力減らしダウンタイムの発生を防ぎ、かつ精度良く補給制御することを目的とする。

＜本実施例におけるトナー補給制御の概要＞
本実施例におけるトナー補給制御の概要について図１７を用いて説明する。現像容器内の初期トナー重量をＰ［ｇ］、ドット数計数によるトナー消費量検知システムで算出したトナー消費量をＸ［ｇ］、トナーの補給量をＹ［ｇ］として、予測トナー重量Ｏを、下式（２）として算出することで、現像容器内のトナー重量を予測する。
Ｏ＝Ｐ－Ｘ＋Ｙ …（２）

ここで、本実施例では、トナーの補給量を増やす状態（Ｉ）と、トナーの補給量を減らす状態（Ｄ）の２つの状態を設定可能である。トナーの補給量を増やす状態とは、トナーカートリッジ９からトナー収容室３１ａへの継続的なトナー補給量が比較的多い第１のモードである。第１のモードが続く間は、継続的にトナー補給量が多い状態が続く。一方、トナー補給量を減らす状態とは、トナーカートリッジ９からトナー収容室３１ａへの継続的なトナー補給量が比較的少ない第２のモードである。第２のモードが続く間は、継続的にトナー補給量が少ない状態が続く。制御部８５は、予測トナー重量や、トナー残量検知で検知したトナー重量に基づいて、補給モードを変更する。

本実施例では、図１７のように、予測トナー重量Ｏの上限Ｈを設定している。制御部８５は、当初は、トナー補給量が比較的多いモード（Ｉ）で継続的な補給を行う。そして、ドット数カウントに基づく予測トナー重量Ｏが上限Ｈに達した場合に、トナー補給量が比較的少ないモード（Ｄ）に変更する（印字枚数ｐ１）。これにより、トナー量が多くなり過ぎることを防止できる。

さらに本実施例では、予測トナー重量Ｏの下限Ｌを複数設定している。ここでは、下限（１）Ｌ１と、下限（２）Ｌ２と、を設定している。下限（１）Ｌ１は、プロセスカートリッジ７０の装着時に測定したトナー量に相当する。下限（２）Ｌ２は、下限（１）Ｌ１よりも低い値に設定される。制御部８５は、ドット数カウントに基づく予測トナー重量Ｏがいずれかの下限に達した場合は、静電容量でのトナー残量検知を実施する。そして制御部８５は、変動幅ΔＶ＞狙いの変動幅ΔＶｒとなった際に、トナー補給量が比較的多いモード（Ｉ）に変更する。本実施例では、印字枚数ｐ２において予測トナー重量Ｏが下限（１）に達しており、そこで実施された残量検知Ｄ１の結果、ΔＶ＞ΔＶｒとなったため、トナー補給量が比較的多いモード（Ｉ）に変更されている。

一方、予測トナー重量Ｏが再び下限（１）に達したときに行われた残量検知Ｄ２においては、ΔＶ＜ΔＶｒとなっている（印字枚数ｐ４）。これは、一般的に、ドット数カウントによるトナー残量予測の精度が、静電容量を用いて実際にトナー残量を測定する時の精度よりも劣ることに起因する。そこで制御部８５は、静電容量に基づくトナー残量を信頼して、現在のトナー残量がプロセスカートリッジ装着時のトナー残量よりも多いと判断し、トナー補給量が比較的少ないモード（Ｄ）を維持する。

さらに印字が進み、予測トナー重量Ｏが下限（２）まで達したときに行われた残量検知Ｄ３においては、ΔＶ＜ΔＶｒとなっている（印字枚数ｐ５）。そこで制御部は、現在のトナー残量がプロセスカートリッジ装着時のトナー残量よりも少ないと判断し、トナー補給量が比較的多いモード（Ｉ）に変更する。このように本実施例では、複数の下限Ｌを設定することによって、予測トナー重量Ｏと、トナー残量検知で検知したトナー重量がずれていた場合でも、適切なタイミングでトナーの補給量を増やすことができる。

以上のように本実施例では、ドット数計数によるトナー消費量検知システムで現像容器内のトナー重量を予測し、予測トナー重量に対して上限と下限を設け、下限を下回った場合にのみ静電容量でのトナー残量検知を行う。その結果、静電容量でのトナー残量検知の回数を減らすことができるため、大幅なダウンタイムの削減につながる。

＜トナー消費量カウントフロー＞
本実施例におけるトナー消費量カウントフローについて、図１８を用いて説明する。本フローは、画像形成直後の時点で制御部８５が開始する（ステップＳ５０１）。まず、メモリーＭに保存されている、前回までの画像形成でのトナー消費量の積算値であるトナー消費量Ｚに、今回の画像形成におけるトナー消費量Ｘを加算して、合計のトナー消費量カウントＺを更新する。そして、更新されたトナー消費量カウントＺを、メモリーＭに上書きして格納する（ステップＳ５０２）。今回の画像形成におけるトナー消費量は、今回の画像データに基づいて、上述したドット数計測によるトナー消費量検知システムで算出された値である。

次に制御部８５は、トナー消費量カウントＺ＞１．５［ｇ］か否かを判断する（ステップＳ５０３）。トナー消費量カウントＺ＞１．５［ｇ］の場合は、補給を実施すると決定する（ステップＳ５０４）。一方、トナー消費量カウントＺ≦１．５［ｇ］の場合は、Ｓ５０１に戻って次の画像形成を待つ。制御部８５は、補給を実施すると決定した場合（Ｓ５０３＝Ｙｅｓ）、メモリーＭに格納されたトナー消費量カウントＺを０に書き換えてリセットする（ステップＳ５０５）。その後、Ｓ５０１に戻って次の画像形成を待つ。

制御部８５は、補給実施フラグを立てると、現在の補給状態を確認する。本実施例では、トナーの補給量を増やす状態（第１のモード）と、トナーの補給量を減らす状態（第２のモード）の２つの状態が存在する。制御部８５は、現在の補給状態から、補給テーブルに基づいて狙いのトナー補給量を決定して、トナー補給動作を実施する。本実施例の補給テーブルは、下記の通りである。
・トナーの補給量を増やす状態（第１のモード）…狙いのトナー補給量＝５［ｇ］
・トナーの補給量を減らす状態（第２のモード）…狙いのトナー補給量＝０．５［ｇ］

＜トナーの補給量決定フロー＞
本実施例における詳細なトナーの補給量決定フローの一例について、図１９を用いて説明する。本実施例では、新品状態でＰ［ｇ］のトナーが充填されているものとする。この初期トナー量は、出荷時にメモリーＭに記録されている。さらに、初期のモードを、トナーの補給量を増やす状態（第１のモード）として、メモリーＭに記録しておく。

本フローは、画像形成直後に開始する（ステップＳ４０１）。制御部８５は、現像容器内の初期トナー重量をＰ［ｇ］、ドット数計数によるトナー消費量検知システムで算出したトナー消費量をＸ［ｇ］、トナーの補給量をＹ［ｇ］として、予測トナー重量Ｏ［ｇ］を上述した式（２）で算出し、メモリーＭに格納する（ステップＳ４０２）。

次に、予測トナー重量の上限値をＱ［ｇ］として、Ｏ≧Ｑ［ｇ］か否かを判断する（ステップＳ４０３）。Ｏ＜Ｑ［ｇ］の場合は、第１のモードとする（ステップＳ４０４）。そして、Ｓ４０１に戻って、次の画像形成を待つ。一方、Ｏ≧Ｑ［ｇ］の場合は、第２のモードとする（ステップＳ４０５）。

続いて、次の画像形成直後に移り、説明を続ける（ステップＳ４０６）。制御部８５は、ステップＳ４０２と同様に、予測トナー重量Ｏを、Ｏ＝Ｐ―Ｘ＋Ｙ、で算出し、メモリーＭに上書き格納する（ステップＳ４０７）。次に、予測トナー重量の下限値をＲ［ｇ］
として、ＯがＲを初めて下回ったかどうかを判断する（ステップＳ４０８）。下限値Ｒとしては例えば、出荷時の初期トナー量Ｐを採用してもよい。制御部８５は、ＯがＲを下回らない、あるいは下回っても初めてではない場合、モードを第２のモードに設定し、メモリーＭに記録する（ステップＳ４０５）。

一方、ＯがＲを初めて下回った場合、制御部８５は、静電容量でのトナー残量検知を実施する（ステップＳ４０９）。そして、算出された変動幅ΔＶ＜狙いの変動幅ΔＶｒの場合、ΔＶが領域Ｇにあることを前提とすると、トナー量が初期状態よりも多いことを意味する。そこで制御部８５は、モードを第２のモードに設定し、メモリーＭに記録にする（ステップＳ４１０）。一方、ΔＶ≧ΔＶｒの場合、ΔＶが領域Ｇにあることを前提とすると、トナー量が初期状態よりも減っていることを意味する。制御部８５は、メモリーＭに格納された予測トナー重量ＯをＰ［ｇ］に上書きする（ステップＳ４１１）。メモリーＭに格納された予測トナー重量ＯをＰ［ｇ］に書き換えることで、ドット数計数によるトナー消費量検知システムの誤差を修正することができる。制御部８５はまた、モードを第１のモードに設定し、メモリーＭに記録する（ステップＳ４０４）。以後、図１９のフローチャートにあるように、補給モードの決定と画像形成を繰り返す。

ここで、下限値Ｒはいくつ設定しても良い。本実施例では下限値ＲをＲ１、Ｒ２、Ｒ３と３つ設定し、Ｒ１＝Ｐ、Ｒ２＝Ｐ－１０、Ｒ３＝Ｐ－２０とした。このように下限値を複数設定することで、予測トナー重量Ｏが実際の現像容器内のトナー重量からずれていても、精度高く補給することが可能となる。

＜本実施例の評価実験＞
本実施例の効果を検証するために、以下に記す実験を行った。本実施例では、狙いの変動幅ΔＶｒが図１３（ａ）の領域Ｇ内となるように、Ｐ＝２００［ｇ］、Ｑ＝２２０［ｇ］とした。常温常湿条件の環境下（温度２３℃、湿度６０％）にて２枚間欠印字耐久試験を行った。この印字耐久試験では、画像比率１０％の横線を印字している。印字耐久試験を１０００００枚行い、高印字ユーザーにおいても、ダウンタイムを減らしつつ、精度高く補給できるか否かを評価した。

本実施例において、上記フローに従って補給制御を行った。すなわち、制御部８５は、ドット数計数により現像容器内のトナー重量を予測した。予め、予測トナー重量には上限と下限を設けておいた。そして制御部８５は、予測トナー重量が下限を下回った場合にのみ、静電容量でのトナー残量検知を行った。その結果、実施例１の場合に比べ、静電容量でのトナー残量検知の回数を減らすことができ、ダウンタイムを大幅に削減する事ができた。

具体的には、実施例１では、トナーを５［ｇ］消費するごとに静電容量でのトナー残量検知を実施していた。一方、実施例２では、トナーを約４０［ｇ］消費するごとに静電容量でのトナー残量検知を実施することになった。すなわち、トナー残量検知のためのダウンタイムを約１／８に削減できた。さらに、予測トナー重量の上限値を設定していることにより、補給量過多による現像容器内のトナーの溢れも発生しなかった。また、予測トナー重量の下限値を設定していることにより、トナー量が減って、変動幅ΔＶ図１３（ａ）の領域Ｈ内に突入することがなかった。そのため、変動幅ΔＶの傾きが小さくなることなく、精度高く補給することができた。

＜その他の構成＞
トナーの補給量や充填量は実施例中の値でなくても良い。変動幅の量ΔＶの傾き大きい範囲でコントロールできる量に設定すれば良い。また、実施例１と実施例２を組み合わせて制御を行っても良い。例えば、低印字ユーザーに対しては実施例１の制御を行い、高印
字ユーザーに対しては実施例２の制御を行う様に制御しても良い。

［構成１］
静電潜像が形成される像担持体と、
現像剤を用いて前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の下方に設けられ、前記現像剤を収容する収容室と、前記収容室の内部で回転することによって前記現像剤を撹拌するとともに、前記現像剤を上方に搬送して前記現像剤担持体に供給する搬送手段と、を有する現像装置と、
前記収容室に前記現像剤を補給する補給装置と、
前記収容室の内部に配置された複数の導電部材の間の静電容量を検知し、前記静電容量に基づいて前記収容室の内部の前記現像剤の量を検知する検知手段と、
制御部と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御部は、
前記収容室の内部での前記搬送手段の回転に伴う前記静電容量の変動幅に関する情報を取得し、
前記情報がターゲット変動幅以上である場合は、前記補給装置から前記収容室への前記現像剤の補給量を増加させ、前記変動幅が前記ターゲット変動幅よりも小さい場合は、前記補給量を減少させる、
ことを特徴とする画像形成装置。
［構成２］
前記制御部は、前記現像剤の量が、当該現像剤の量が減少すると前記変動幅が増加する範囲に含まれるように、前記補給量を制御する
ことを特徴とする構成１に記載の画像形成装置。
［構成３］
前記収容室における初期の前記現像剤の量は、当該現像剤の量が減少すると前記変動幅が増加する範囲に含まれるような量である
ことを特徴とする構成２に記載の画像形成装置。
［構成４］
前記制御部は、前記現像剤の量と前記変動幅の関係が、横軸に前記現像剤の量を取り、縦軸に前記変動幅を取ったグラフの傾きが事実上負になる範囲に含まれるように、前記補給量を制御する
ことを特徴とする構成１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
［構成５］
前記制御部は、前記静電潜像を形成するときのドット数に基づいて前記現像剤の消費量を推定し、前記推定された消費量の積算値が閾値以上となった場合に、前記検知手段による前記現像剤の量の検知を行う
ことを特徴とする構成１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
［構成６］
前記像担持体および前記現像装置は、前記画像形成装置の装置本体に装着することが可能なプロセスカートリッジに備えられるものであり、
前記制御部は、前記プロセスカートリッジが装着されてから所定の変動幅検知期間の間に、前記収容室の内部における前記現像剤の量に基づいて、前記ターゲット変動幅を決定する
ことを特徴とする構成１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
［構成７］
前記制御部は、前記プロセスカートリッジが装着されたときに新品であるか否かを判断し、新品であると判断した場合に前記変動幅を算出して、前記ターゲット変動幅とする
ことを特徴とする構成６に記載の画像形成装置。
［構成８］
前記搬送手段は、弾性のあるシート部材を有し、前記シート部材が前記収容室の内部で前記現像剤を載せながら回転することにより前記現像剤を撹拌するとともに、弾性変形した前記シート部材の形状が復元することにより前記現像剤を上方に搬送するものであり、
前記収容室に収容される前記現像剤の量は、前記シート部材が前記現像剤を載せながら回転しているとき、その回転方向における前記シート部材の上流側に前記現像剤が存在しない空間ができるような量である
ことを特徴とする構成１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
［構成９］
前記複数の導電部材は、前記収容室の内部に設けられた凹部に配置される
ことを特徴とする構成８に記載の画像形成装置。
［構成１０］
前記シート部材が回転している間の前記凹部の状態は、前記シート部材に載せられた前記現像剤が入り込む第１の状態と、前記シート部材の下流側の前記現像剤が存在しない前記空間に当接する第２の状態と、を繰り返すものであり、
前記凹部は、前記第１の状態において入り込んだ前記現像剤が、前記第２の状態においては落下するような形状に形成される
ことを特徴とする構成９に記載の画像形成装置。

１…感光体ドラム、４…現像ユニット、９…トナーカートリッジ、２５…現像ローラ、３１ａ…トナー収容室、３６…トナー搬送部材、８５…制御部、８８…トナー残量検知手段

Claims (10)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   現像剤を用いて前記像担持体に形成された前記静電潜像を現像する現像剤担持体と、前記現像剤担持体の下方に設けられ、前記現像剤を収容する収容室と、前記収容室の内部で回転することによって前記現像剤を撹拌するとともに、前記現像剤を上方に搬送して前記現像剤担持体に供給する搬送手段と、を有する現像装置と、
   前記収容室に前記現像剤を補給する補給装置と、
   前記収容室の内部に配置された複数の導電部材の間の静電容量を検知し、前記静電容量に基づいて前記収容室の内部の前記現像剤の量を検知する検知手段と、
   制御部と、
   を備える画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記収容室の内部での前記搬送手段の回転に伴う前記静電容量の変動幅に関する情報を取得し、
   前記情報がターゲット変動幅以上である場合は、前記補給装置から前記収容室への前記現像剤の補給量を増加させ、前記変動幅が前記ターゲット変動幅よりも小さい場合は、前記補給量を減少させる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記現像剤の量が、当該現像剤の量が減少すると前記変動幅が増加する範囲に含まれるように、前記補給量を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記収容室における初期の前記現像剤の量は、当該現像剤の量が減少すると前記変動幅が増加する範囲に含まれるような量である
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記現像剤の量と前記変動幅の関係が、横軸に前記現像剤の量を取り、縦軸に前記変動幅を取ったグラフの傾きが事実上負になる範囲に含まれるように、前記補給量を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記制御部は、前記静電潜像を形成するときのドット数に基づいて前記現像剤の消費量を推定し、前記推定された消費量の積算値が閾値以上となった場合に、前記検知手段による前記現像剤の量の検知を行う
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記像担持体および前記現像装置は、前記画像形成装置の装置本体に装着することが可能なプロセスカートリッジに備えられるものであり、
   前記制御部は、前記プロセスカートリッジが装着されてから所定の変動幅検知期間の間に、前記収容室の内部における前記現像剤の量に基づいて、前記ターゲット変動幅を決定する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記プロセスカートリッジが装着されたときに新品であるか否かを判断し、新品であると判断した場合に前記変動幅を算出して、前記ターゲット変動幅とする
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記搬送手段は、弾性のあるシート部材を有し、前記シート部材が前記収容室の内部で
   前記現像剤を載せながら回転することにより前記現像剤を撹拌するとともに、弾性変形した前記シート部材の形状が復元することにより前記現像剤を上方に搬送するものであり、
   前記収容室に収容される前記現像剤の量は、前記シート部材が前記現像剤を載せながら回転しているとき、その回転方向における前記シート部材の上流側に前記現像剤が存在しない空間ができるような量である
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記複数の導電部材は、前記収容室の内部に設けられた凹部に配置される
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記シート部材が回転している間の前記凹部の状態は、前記シート部材に載せられた前記現像剤が入り込む第１の状態と、前記シート部材の下流側の前記現像剤が存在しない前記空間に当接する第２の状態と、を繰り返すものであり、
    前記凹部は、前記第１の状態において入り込んだ前記現像剤が、前記第２の状態においては落下するような形状に形成される
    ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

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