JP4976064B2 - 画像形成装置、トナー残量測定方法、トナー残量測定プログラムを記録した記録媒体 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、トナー残量測定方法、トナー残量測定プログラムを記録した記録媒体に係り、特にトナー残量測定が可能な画像形成装置、その画像形成装置で利用されるトナー残量測定方法、トナー残量測定プログラムを記録した記録媒体に関する。

従来、レーザプリンタや複写機、レーザファックス等、トナー補給動作を行う画像形成装置では、トナーカートリッジに収容されたトナーを現像ユニットに補給し、補給されたトナーを消費して印刷を行えるようにしている。画像形成装置の現像ユニットに補給されたトナーは印刷によって消費される。

なお、画像形成装置ではトナーカートリッジに収容されたトナーが不足すると、じきにトナー切れの状態となって、印刷した画像が薄くなったり、部分的にかすれたりして適切な画像形成動作ができなくなる。

そこで、従来の画像形成装置では、例えば特許文献１に記載されるように、トナー残量センサの出力値あるいは印刷毎にカウントした画素カウント等によりトナー残量や有無を判定し、トナーが無くなりそうなトナーニアエンド／トナーが無くなるトナーエンドの判定を行うことが広く行われている。

そして、従来の画像形成装置ではトナーニアエンド／トナーエンドを例えば操作部に表示することでユーザに通知し、トナーカートリッジの交換を促していた。
特開平１１−６５２５９号公報

しかしながら、従来の画像形成装置ではトナーカートリッジに収容されたトナーが温湿度変化や経時変化、あるいは強い衝撃などで凝集して固まり、トナー補給性能が低下することがあった。このため、トナー残量を光学センサや物理センサなど、物理的に測定している画像形成装置では、トナーがトナーカートリッジ内で凝集した状態でトナー補給動作を行ったとしても、トナーの凝集により想定していたトナー補給性能を下回る。

したがって、従来の画像形成装置ではトナーがトナーカートリッジ内で凝集した状態でトナー補給動作を行ったとしても、トナー補給量が不足し、トナーカートリッジ内に十分なトナーがあるにも関わらず、早期にトナーニアエンド／トナーエンドが発生してしまうという問題があった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたもので、高い精度でトナー残量を判定できる画像形成装置、トナー残量測定方法、トナー残量測定プログラムを記録した記録媒体を提供することを目的とする。

上記課題を解決する為、本発明は、トナー残量測定が可能な画像形成装置であって、トナー残量を物理的に測定する第１トナー残量測定手段と、トナー残量を論理的に測定する第２トナー残量測定手段と、通常のトナー補給動作又は前記通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行うトナー凝集解決手段と、前記第１トナー残量測定手段および第２トナー残量測定手段の測定結果に基づいて前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作を、前記トナー凝集解決手段に指示するトナー凝集判定手段とを有し、前記トナー凝集判定手段は、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、前記トナー凝集時のトナー補給動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示することを特徴とする。

なお、本発明の構成要素、表現または構成要素の任意の組合せを、方法、装置、システム、コンピュータプログラム、記録媒体、データ構造などに適用したものも本発明の態様として有効である。

本発明によれば、高い精度でトナー残量を判定できる画像形成装置、トナー残量測定方法、トナー残量測定プログラムを記録した記録媒体を提供可能である。

次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明していく。

図１は、１ドラムの中間転写方式のカラー複写機（以下、単に複写機という）のハードウェア構成図である。図２は複写機のプロセスレイアウト部分を表した構成図である。図３はトナーカートリッジ，現像ユニットの内部構造および複写機側の駆動部を表した機構図である。

複写機は、中間転写ベルトクリーニングユニット２０１，定着ユニット塗布ユニット２０２，スキャナユニット２０３，排紙ユニット２０４，定着ユニット２０５，中間転写ベルトユニット２０６，二次転写ユニット２０７，中間転写廃トナーボトル２０８，感光体クリーニングユニット２０９，感光体廃トナーボトル２１０，帯電ユニット２１１，第二給紙トレイ２１２，第一給紙トレイ２１３，書き込みユニット２１４，トナーカートリッジ２１５，現像ユニット２１６を含む構成である。

また、図２に示す複写機のプロセスレイアウト部分は、トナーカートリッジ３０１，現像ユニット３０２，感光体ユニット３０３，感光体ベルトクリーニング３０４，ホッパ３０５，トナー補給ローラ３０６，現像ローラ３０７，中間転写ベルト３０８，書き込みユニット３０９を含む構成である。

さらに、図３に示すトナーカートリッジ，現像ユニットの内部構造および複写機側の駆動部は、現像モータ１００１，現像クラッチ１００２，カム１００３，現像ユニットアジテータ１００４，トナー補給ローラ１００５，現像ローラ１００６，ドクタローラ１００７，トナーカートリッジアジテータ１００８を含む構成である。

複写機は、潜像担持体として感光体ベルトを備え、その感光体ベルトの周囲に帯電ユニット２１１，書き込みユニット２１４，４色の現像ユニット２１６，感光体クリーニングユニット２０９，除電ランプ（図示せず）などが配置されている。

また、複写機は、感光体ベルトに潜像された画像を中間的に保持するための中間転写ベルト３０８を持っている。中間転写ベルト３０８の周囲には、中間転写ベルト３０８と対向接触する位置に配置され、用紙に画像転写する二次転写ユニット２０７，中間転写ベルト３０８をクリーニングするための中間転写ベルトクリーニングユニット２０１が配置されている。

さらに、複写機は用紙にトナー像を定着させるための定着ユニット２０５，用紙を収容するための第一給紙トレイ２１３及び第二給紙トレイ２１２が配置されている。感光体ベルトは帯電ユニット２１１で一様に帯電される。書き込みユニット２１４は感光体ベルトにレーザビームを照射して、感光体ベルトに潜像を書き込み、現像ユニット２１６を感光体ベルトに接触させてトナー像を得る。感光体ベルト上に作られたトナー像は、中間転写ベルト３０８上に転写される。

この後、感光体ベルト上に乗っている廃トナーは感光体クリーニングユニット２０９によって取り除かれる。感光体ベルトは、除電ランプによって例えばＬＥＤ照射を受けて除電され、感光体ベルト上での１色の作像プロセスを終了する。フルカラーモードの場合には４色の作像プロセス、すなわち感光体ベルトを４周させて中間転写ベルト３０８上でタイミングを合わせ、トナー像の重ね合わせを行ったあと、第一給紙トレイ２１３又は第二給紙トレイ２１２から用紙を給紙し、中間転写ベルト３０８と二次転写ユニット２０７内の二次転写ローラとの接合部にて搬送中バイアスをかけて用紙にトナー像の転写を行う。

トナー像が転写された用紙は、定着ユニット２０５に搬送されて、定着ユニット２０６内の加熱ローラと加圧ローラとの間のニップを通過することにより、未定着トナー像が定着されて排紙ユニット２０４に排紙される。

さらに、画像形成装置の印刷時の動作について説明する。現像ユニット３０２は、上からブラック（Ｂｋ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）の順番にセットされている。各現像ユニット３０２の中には、脱着可能なトナーカートリッジ３０１がセットされている。トナーカートリッジ３０１内のトナーは、現像ユニット３０２内に一時的に貯められる。

現像ユニット３０２は、感光体ユニット３０３に現像するとき、感光体ベルト面に現像ローラ３０７を接触させる必要があるために、接離機構が設けられている。現像を行わない場合、現像ユニット３０２は圧縮スプリングにより感光体ベルト面から離れた位置にある。また、現像を行う場合、現像ユニット３０２内の現像ローラ１００６は現像バイアスが印加され、現像クラッチ１００２により感光体ベルトに接触する。現像ユニット３０２内のトナーはトナー補給ローラ３０６、現像ローラ３０７を経由して感光体ベルトまで運ばれる。

例えばフルカラー印刷の場合、複写機は、まずブラックの画像について、書き込み（感光体）→現像→転写（中間転写）→クリーニング（感光体）の順で中間転写ベルト３０８上に作像を行う。複写機は、マゼンダ，シアン，イエローの順でブラックの画像と同様な手順を繰り返し、中間転写ベルト３０８上に色を重ねていくことで、フルカラー画像を作成する。

中間転写ベルト３０８上に作成されたフルカラー画像は、二次転写ユニット２０７内の二次転写ローラで用紙上に転写される。そして、複写機は中間転写ベルト３０８上の未転写トナーをクリーニングして、一回のフルカラー印刷が終了する。

なお、複写機は書き込みユニット２１４から感光体ベルト面にレーザビームを照射して書き込みを行ったとき、書き込みを行った画素を画素カウント値としてカウントする。画素カウント値と、トナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値とを比較することで、複写機は論理的にトナー残量を測定する。

しかしながら、一部のトナーが例えば別の複写機で消費されたトナーカートリッジ３０１がセットされた場合は、トナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値と、実際のトナー残量とに大きな差がでる可能性がある。この場合、トナーがない状態（トナーエンド）で現像を行って、複写機は感光体ユニット３０３等にダメージを与える可能性がある。そこで、複写機は論理的にトナー残量を測定すると共に、物理的にトナー残量を測定して、トナーニアエンド／トナーエンドの判定を行う。

図４は、現像ユニット及びトナーカートリッジのトナー残量検知部を表した一例の斜視図である。トナーカートリッジ３０１から現像ユニット３０２に補給されたトナーは現像ユニット３０２内にためられている。発光素子４０１から出た光は、光ファイバー４０３を経由して検知部４０２に至る。

現像ユニット３０２内の検知部４０２にトナーが無ければ、光ファイバー４０３を経由して検知部４０２に至った光は検知部４０２を素通りし、また光ファイバー４０３を経由して受光素子４０４に至る。一方、現像ユニット３０２内の検知部４０２にトナーがあれば、光ファイバー４０３を経由して検知部４０２に至った光はトナーにより遮られ、受光素子４０４で光を検知しない。このように、複写機は発光素子４０１から出た光が受光素子４０４に入るか否か、及び光が入っている期間と光が入っていない期間との差から物理的にトナー残量を測定する。

図５は複写機の一例のハードウェアブロック図である。図５の複写機は、コントローラ６０１，エンジン制御部６０２，トナーエンド検知部，現像クラッチ６１０，現像モータ６１２，現像バイアス６１３，ＬＤユニット６１４を含む構成である。エンジン制御部６０２は、ＡＳＩＣ６０３，ＮＶＲＡＭ６０４，ＦＲＯＭ６０５，ＲＡＭ６０６，ＣＰＵ６０７を含む構成である。また、トナーエンド検知部は発光素子６０８及び受光素子６０９を含む構成である。

ＦＲＯＭ６０５は、トナー残量測定プログラムを含む１つ以上のプログラムを格納している。電源が入ると、ＣＰＵ６０７はＦＲＯＭ６０５からプログラムを読み出して実行を開始し、ＲＡＭ６０６に対するデータの読み書きを行う。電源が切られたときも保存の必要があるデータは、ＮＶＲＡＭ６０４に格納される。

発光素子６０８及び受光素子６０９はＣＰＵ６０７に接続されている。ＣＰＵ６０７から発光の指示があると、発光素子６０８は発光する。ＣＰＵ６０７は受光素子６０９からの電圧を参照することで、トナーの検知を行う。ＬＤユニット６１４は、書き込みユニット３０９内にあり、ＣＰＵ６０７からレーザビームの照射指示があると、感光体ベルトにレーザビームの照射を行う。ＣＰＵ６０７は、レーザビームを照射した画素を画素カウント値として以下の式（１）のようにカウントする。

Ngmax ÷（gaso × hosei） ＝ toner ［％］ ・・・（１）
なお、式（１）において、「ｇａｓｏ」は、トナーカートリッジ３０１の交換後、感光体ベルト面にレーザビームを照射して書き込みを行った画素数である。「ｈｏｓｅｉ」は補正係数である。「Ｎｇｍａｘ」は、新品のトナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値である。

現像モータ６１２は、ＣＰＵ６０７からの指示により、回転，停止，反転を行う。現像モータ６１２の回転は、カム１００３を介して現像ローラ１００６，トナー供給ローラ１００５，現像ユニットアジテータ１００４，トナーカートリッジアジテータ１００８に伝達される。

トナーカートリッジアジテータ１００８が回転すると、トナーカートリッジ３０１内のトナーは攪拌される。現像ユニットアジテータ１００４が回転すると、現像ユニット３０２のホッパ３０５内のトナーは攪拌される。現像クラッチ１００２は現像ローラ１００６と感光体ユニット３０３との接離を行う。

前述したように、物理的にトナー残量を測定した結果、現像ユニット３０２のトナー残量が少ない場合は、トナーカートリッジ３０１から現像ユニット３０２にトナーの補給を行う。トナーの補給は、トナーカートリッジ３０１内と現像ユニット３０２内とにそれぞれあるマイラを回転させてトナーを攪拌しつつ、現像ユニット３０２を現像クラッチ１００２にて一定回数、感光体ベルト面に接離させることにより、トナーカートリッジ３０１内から現像ユニット３０２内にトナーを徐々に移動させることで行う。

本発明による複写機は、上記のようなハードウェア及びソフトウェアの仕組みにより図６に示すような処理手段を実現する。図６は複写機の一例の処理ブロック図である。複写機は、論理的トナー残量測定手段７０１，物理的トナー残量測定手段７０２，トナー凝集判定手段７０３，トナー凝集解決手段７０４を含む構成である。図６に示した各手段の処理手順について、動作フローチャートを参照しつつ説明していく。

図７はトナーニアエンド検知時の一例の動作フローチャートである。本発明による複写機は、印刷中や画質調整動作中にトナーニアエンド検知動作に入ると、ステップＳ１０１の処理に進む。

ステップＳ１０１では、物理的トナー残量測定手段７０２が、発光素子４０１及び受光素子４０４により検知部４０２のトナー有無を検知する。ステップＳ１０２に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが有ることを検知すれば、ステップＳ１１６に進み、トナーありを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

一方、ステップＳ１０２に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが無いことを検知すれば、ステップＳ１０３に進む。論理的トナー残量測定手段７０１は現像毎にカウントしていた画素カウント値を取得する。ステップＳ１０４に進み、論理的トナー残量測定手段７０１は取得した画素カウント値と、トナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値とを比較することで、論理的にトナー残量を測定する。

ステップＳ１０５に進み、トナー凝集判定手段７０３は論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％未満を示すとき、トナーカートリッジ３０１内のトナーが不足していると判定し、ステップＳ１０７に進み、通常のトナー補給動作を行わせる。

一方、ステップＳ１０５に進み、トナー凝集判定手段７０３は論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％以上を示すとき、トナーカートリッジ３０１内でトナーが凝集していると判定し、ステップＳ１０６に進み、通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行う。

トナー凝集時のトナー補給動作とは、例えばトナーの補給回数を増やしたり、トナーの補給時間を延ばしたりして、通常のトナー補給動作よりも補給能力を高めたトナー補給動作である。ステップＳ１０６又はステップＳ１０７のトナー補給動作が終了すると、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ１０８に進み、トナーがトナーカートリッジ３０１から現像ユニット３０２に十分補給されたか確認するため、前述したステップＳ１０１と同様、発光素子４０１及び受光素子４０４により、検知部４０２のトナー有無を検知する。

ステップＳ１０９に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが有ることを検知すれば、ステップＳ１１６に進み、トナーありを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

一方、ステップＳ１０９に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが無いことを検知すれば、ステップＳ１１０に進む。論理的トナー残量測定手段７０１は現像毎にカウントしていた画素カウント値を取得する。ステップＳ１１１に進み、論理的トナー残量測定手段７０１は取得した画素カウント値と、トナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値とを比較することで、論理的にトナー残量を測定する。

ステップＳ１１２に進み、トナー凝集判定手段７０３は論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％未満を示すとき、トナーカートリッジ３０１内のトナーが実際に少ないと判定し、ステップＳ１１７に進み、トナーニアエンドを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

一方、ステップＳ１１２に進み、トナー凝集判定手段７０３は論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％以上を示すとき、トナーカートリッジ３０１内のトナー凝集が解消されていないと判定し、ステップＳ１１３に進み、通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行う。

ステップＳ１１３のトナー補給動作が終了すると、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ１１４に進み、トナーがトナーカートリッジ３０１から現像ユニット３０２に十分補給されたか確認するため、前述したステップＳ１０１と同様、発光素子４０１及び受光素子４０４により、検知部４０２のトナー有無を検知する。

ステップＳ１１５に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが有ることを検知すれば、トナー凝集が解消され、トナーがトナーカートリッジ３０１から現像ユニット３０２に十分補給されたと判定してステップＳ１１６に進み、トナーありを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

一方、ステップＳ１１５に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２にトナーが無いことを検知すれば、ステップＳ１１７に進み、トナー凝集ではなく、何らかの理由でトナーが補給されないか、トナーカートリッジ３０１内のトナー量が少ないと判定して、トナーニアエンドを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

ステップＳ１１７のトナーニアエンド確定時には、ユーザにトナーカートリッジ３０１の交換準備を促すために、トナーが残り少ない旨を例えば操作部に表示してユーザに通知するようにしてもよい。また、トナーニアエンド確定後、一定条件を満たすとトナーエンドを確定し、ユーザに通知するようにしてもよい。トナーエンド確定の一定条件は、例えばトナーニアエンド確定後、該当するトナー色が１００回現像されたらトナーエンドとするといった条件である。

図７のステップＳ１０５，Ｓ１１２では、論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％未満と５０％以上とで処理を変えている。本実施例の構成ではトナーカートリッジ３０１にトナーが多い場合にトナー凝集の発生頻度が高いためである。なお、ステップＳ１０５，Ｓ１１２では、トナー残量５０％を閾値としているが、別の閾値でもよく、ステップＳ１０５とステップＳ１１２とで異なる閾値であってもよい。

トナーカートリッジ３０１は、トナー残量が少ないとトナーカートリッジ３０１内に隙間が多くあるため、通常のトナー補給動作や印刷動作でトナーの攪拌が上手く行われ、トナー凝集がほぐされて解消されやすい。一方、トナーカートリッジ３０１は、トナー残量が多いとトナーカートリッジ３０１内に隙間が少ないため、通常のトナー補給動作や印刷動作でトナーの攪拌を十分に行えず、トナー凝集が解消されないことがある。

図８は物理的にトナー残量を測定する処理の制御フローチャートである。ステップＳ８０１に進み、現像モータ１００１がＯＮされる。ステップＳ８０２に進み、現像クラッチ１００２がＯＮされる。ステップＳ８０３に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は１０ｍｓｅｃ待った後、ステップＳ８０４に進む。

ステップＳ８０４では、物理的トナー残量測定手段７０２が、トナーエンドセンサとしての受光素子４０４の出力値を取得する。ステップＳ８０５に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は出力値が２．０Ｖ以上であれば、ステップＳ８０６に進み、トナーが検知されたので、トナー検知回数をカウントアップする。その後、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ８０７に進む。一方、ステップＳ８０５に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は出力値が２．０Ｖ未満であれば、そのままステップＳ８０７に進む。

ステップＳ８０７に進み、物理的トナー残量測定手段７０２はトナーが検知された場合もされなかった場合も測定回数をカウントアップする。ステップＳ８０８に進み、物理的トナー残量測定手段７０２はカウントアップした測定回数が１００回未満であれば、ステップＳ８０３に戻る。ステップＳ８０３〜Ｓ８０８では、１０ｍｓｅｃ周期でトナーエンドセンサの出力値が１００回取得され、その１００回のうちでトナーが検知された回数がトナー検知回数としてカウントされる。

一方、ステップＳ８０８に進み、物理的トナー残量測定手段７０２はカウントアップした測定回数が１００回以上であれば、ステップＳ８０９に進み、現像クラッチ１００２がＯＦＦされる。ステップＳ８１０に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は１秒間ウェイトを入れる。

そして、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ８１１に進み、測定回数をクリアする。ステップＳ８１２に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は繰り返し回数をカウントアップする。

ステップＳ８１３に進み、物理的トナー残量測定手段７０２はカウントアップした繰り返し回数が２回未満であれば、ステップＳ８０２に戻る。ステップＳ８１３に進み、物理的トナー残量測定手段７０２はカウントアップした繰り返し回数が２回以上であれば、ステップＳ８１４に進み、トナー有り無しの判定を行う。

トナー検知回数が３回以上であれば、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ８１５に進み、トナー有りと判定する。一方、トナー検知回数が３回未満であれば、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ８１６に進み、トナー無しと判定する。ステップＳ８１５又はＳ８１６に続いてステップＳ８１７に進み、現像モータ１００１がＯＦＦされて、物理的にトナー残量を測定する処理を終了する。

図９は通常のトナー補給動作を表したフローチャートである。まず、ステップＳ９０１に進み、現像モータ１００１がＯＮされる。ＯＮされた現像モータ１００１は回転を開始して、カム１００３を介して現像ユニットアジテータ１００４及びトナーカートリッジアジテータ１００８を回転させ、現像ユニット３０２のホッパ３０５内及びトナーカートリッジ３０１内のトナーを攪拌させる。

ステップＳ９０２に進み、現像バイアスがＯＮされて、現像ローラ１００６にバイアスが印加される。ステップＳ９０３に進み、現像クラッチ１００２がＯＮされる。現像クラッチ１００２がＯＮされると、トナーカートリッジ３０１及び現像ユニット３０２が感光体ユニット３０３側に移動する。現像ユニットアジテータ１００４とトナーカートリッジアジテータ１００８との回転により、トナーカートリッジ３０１内のトナーは現像ユニット３０２のホッパ３０５に補給される。

ステップＳ９０４に進み、この状態で１０秒間ウェイトされる。ステップＳ９０５に進み、現像クラッチ１００２がＯＦＦされる。現像クラッチ１００２がＯＦＦされると、トナーカートリッジ３０１及び現像ユニット３０２が感光体ユニット３０３から離れる。ステップＳ９０６に進み、この状態で１秒間ウェイトされる。

ステップＳ９０７に進み、トナー凝集判定手段７０３は補給動作回数をカウントアップする。ステップＳ９０８に進み、トナー凝集判定手段７０３は補給動作回数が５回未満であれば、ステップＳ９０１に戻り、ステップＳ９０１〜Ｓ９０８の処理を再度行う。

一方、ステップＳ９０８に進み、トナー凝集判定手段７０３は補給動作回数が５回以上であれば、ステップＳ９０９に進み、現像モータ１００１がＯＦＦされる。さらに、ステップＳ９１０に進み、現像バイアスがＯＦＦされる。このように、通常のトナー補給動作は終了する。

一方、トナー凝集時のトナー補給動作は、前述したようにトナーの補給回数を増やしたりトナーの補給時間を延ばしたりして、図９のフローチャートに示した通常のトナー補給動作よりも補給能力を高めたトナー補給動作を指している。

一例として、図９のフローチャートに示した通常のトナー補給動作に対し、ステップＳ９０４及びＳ９０６のウェイト期間を短縮し、ステップＳ９０８の補給動作回数の閾値を増やすことで、同じ実行時間でも、より多くのトナー補給動作を行うことができる。

例えば通常のトナー補給動作をトナー凝集時のトナー補給動作と同等のトナー補給動作にした場合は、トナー凝集が解消されるが、補給動作回数を増やしたり、トナーの補給時間を延ばしたりしているので、トナー凝集が発生していない場合に過補給してしまうことが考えられる。また、トナー凝集時のトナー補給動作は通常のトナー補給動作に比べて音がうるさい、トナー補給に時間が掛かるといった理由で、頻繁に発生すると、ユーザに不快感を与えることが考えられる。

このため、本実施例では論理的トナー残量測定手段７０１により、現像毎にカウントしていた画素カウント値と、トナーカートリッジ３０１のトナー量を画素カウント値に換算した値とを比較して、トナーカートリッジ３０１内のトナー残量を論理的に測定することにより、トナーカートリッジ３０１内でのトナー凝集の発生有無を判定した上、トナー凝集が発生したときにトナー凝集時のトナー補給動作を行うようにしている。

本実施例では、トナーエンドセンサによるトナー有無検知と、トナー補給動作とを分けて別のタイミングで実施しているが、トナー補給動作と同時にトナー有無検知を行うようにしてもよい。或いは、トナー有無検知を印刷動作時や画質調整動作時に同時に行ってもよい。

また、本実施例ではトナー有無検知を発光素子４０１と受光素子４０４との組み合わせにより行っているが、これに代えて、圧電センサ，重量センサ，透磁率センサ，光透過型センサ，反射型センサ，濃度検知センサなど、或いはこの組み合わせで行ってもよい。測定する場所は現像ユニット３０２内に限らず、トナーカートリッジ３０１内，ホッパ３０５，トナーバンク，トナー補給路上，感光体ベルト上など、或いはこの組み合わせで行ってもよい。

さらに、本実施例ではトナー残量を論理的に測定する手段として、画素カウント値による算出を用いているが、別の手段として、トナーカートリッジ３０１の交換後の印刷枚数やトナー補給動作回数，トナー補給時間，経過時間の何れか、又はその組み合わせで行ってもよい。

図１０はトナーニアエンド検知時の他の例の動作フローチャートである。図１０の動作フローチャートでは、図７の動作フローチャートにおけるトナー凝集時のトナー補給動作を設ける代わりに、トナー攪拌動作を設けている。図１０の動作フローチャートは図７の動作フローチャートと一部を除いて同様であるため、適宜説明を省略する。

ステップＳ５０１〜Ｓ５０４は図７のステップＳ１０１〜Ｓ１０４と同様である。ステップＳ５０５に進み、トナー凝集判定手段７０３は、ステップＳ５０４における論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％未満を示すとき、そのままステップＳ５０７に進む。

一方、ステップＳ５０５に進み、トナー凝集判定手段７０３はステップＳ５０４における論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％以上を示すとき、トナーカートリッジ３０１内でトナーが凝集していると判定し、ステップＳ５０６に進み、トナー攪拌動作を行ったあと、ステップＳ５０７に進む。

ステップＳ５０７では通常のトナー補給動作が行われる。ステップＳ５０７のトナー補給動作が終了すると、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ５０８に進み、前述したように、検知部４０２のトナー有無を検知する。

ステップＳ５０９に進み、物理的トナー残量測定手段７０２は検知部４０２のトナーの有無を判定する。なお、ステップＳ５１０〜Ｓ５１２は図７のステップＳ１０９〜Ｓ１１１と同様である。

ステップＳ５１３に進み、トナー凝集判定手段７０３はステップＳ５１２における論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％未満を示すとき、トナーカートリッジ３０１内のトナーが実際に少ないと判定し、ステップＳ５１８に進み、トナーニアエンドを確定させ、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

一方、ステップＳ５１３に進み、トナー凝集判定手段７０３はステップＳ５１２における論理的なトナー残量の測定結果がトナー残量５０％以上を示すとき、トナーカートリッジ３０１内のトナー凝集が依然として解消されていないと判定し、ステップＳ５１４に進み、トナー攪拌動作を行ったあと、ステップＳ５１５に進む。

ステップＳ５１５では通常のトナー補給動作が行われる。ステップＳ５１５のトナー補給動作が終了すると、物理的トナー残量測定手段７０２はステップＳ５１６に進み、ステップＳ１１５〜Ｓ１１７と同様に、図１０のステップＳ５１６〜Ｓ５１８の処理を行ったあと、トナーニアエンド検知動作を終了させる。

図１０の動作フローチャートでは、トナー補給動作を通常時とトナー凝集時とで分けなくてもよく、トナー補給量が通常時とトナー凝集時とで異なり、トナーエンド／トナーニアエンド発生のタイミングが変わるような事態を避けることができる。

以上のように、本発明による複写機ではトナー凝集が発生した場合でも、トナー凝集を解消し、高い精度でトナーニアエンド／トナーエンドを判定可能である。

本発明は、具体的に開示された実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲から逸脱することなく、種々の変形や変更が可能である。

１ドラムの中間転写方式のカラー複写機のハードウェア構成図である。 複写機のプロセスレイアウト部分を表した構成図である。 トナーカートリッジ，現像ユニットの内部構造および複写機側の駆動部を表した機構図である。 現像ユニット及びトナーカートリッジのトナー残量検知部を表した一例の斜視図である。 複写機の一例のハードウェアブロック図である。 複写機の一例の処理ブロック図である。 トナーニアエンド検知時の一例の動作フローチャートである。 物理的にトナー残量を測定する処理の制御フローチャートである。 通常のトナー補給動作を表したフローチャートである。 トナーニアエンド検知時の他の例の動作フローチャートである。

符号の説明

２０１ 中間転写ベルトクリーニングユニット
２０２ 定着ユニット塗布ユニット
２０３ スキャナユニット
２０４ 排紙ユニット
２０５ 定着ユニット
２０６ 中間転写ベルトユニット
２０７ 二次転写ユニット
２０８ 中間転写廃トナーボトル
２０９ 感光体クリーニングユニット
２１０ 感光体廃トナーボトル
２１１ 帯電ユニット
２１２ 第二給紙トレイ
２１３ 第一給紙トレイ
２１４ 書き込みユニット
２１５ トナーカートリッジ２１５
２１６ 現像ユニット
３０１ トナーカートリッジ
３０２ 現像ユニット
３０３ 感光体ユニット
３０４ 感光体ベルトクリーニング
３０５ ホッパ
３０６ トナー補給ローラ
３０７ 現像ローラ
３０８ 中間転写ベルト
３０９ 書き込みユニット
４０１ 発光素子
４０２ 検知部
４０３ 光ファイバー
４０４ 受光素子
６０１ コントローラ
６０２ エンジン制御部
６０３ ＡＳＩＣ
６０４ ＮＶＲＡＭ
６０５ ＦＲＯＭ
６０６ ＲＡＭ
６０７ ＣＰＵ
６０８ 発光素子
６０９ 受光素子
６１０ 現像クラッチ
６１２ 現像モータ
６１３ 現像バイアス
６１４ ＬＤユニット
７０１ 論理的トナー残量測定手段
７０２ 物理的トナー残量測定手段
７０３ トナー凝集判定手段
７０４ トナー凝集解決手段
１００１ 現像モータ
１００２ 現像クラッチ
１００３ カム
１００４ 現像ユニットアジテータ
１００５ トナー補給ローラ
１００６ 現像ローラ
１００７ ドクタローラ
１００８ トナーカートリッジアジテータ

Claims (13)

1. トナー残量測定が可能な画像形成装置であって、
   トナー残量を物理的に測定する第１トナー残量測定手段と、
   トナー残量を論理的に測定する第２トナー残量測定手段と、
   通常のトナー補給動作又は前記通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行うトナー凝集解決手段と、
   前記第１トナー残量測定手段および第２トナー残量測定手段の測定結果に基づいて前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作を、前記トナー凝集解決手段に指示するトナー凝集判定手段と
   を有し、
   前記トナー凝集判定手段は、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、前記トナー凝集時のトナー補給動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー凝集解決手段は、
   前記トナーカートリッジ内のトナーを攪拌させるトナー攪拌手段と、
   前記トナーカートリッジ内から現像ユニットへトナーを補給するトナー補給手段と
   を有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記トナー凝集判定手段は、前記トナー凝集解決手段により前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作が行われたあと、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、前記トナー凝集時のトナー補給動作を行うように前記トナー凝集解決手段に再び指示することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記トナー凝集判定手段は、前記トナー凝集解決手段に再び指示したことにより、前記トナー凝集解決手段により前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作が行われたあと、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示したとき、前記トナーカートリッジ内のトナー残量が所定量以下であると判定することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記トナー凝集判定手段は、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、トナー攪拌動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示し、前記トナー凝集解決手段により前記トナーカートリッジ内でトナー攪拌動作が実行されたあと、通常のトナー補給動作を指示し、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、再びトナー攪拌動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記トナー凝集判定手段は、前記トナー凝集解決手段により前記トナーカートリッジ内でトナー攪拌動作が再び実行されたあと、通常のトナー補給動作を指示し、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示したとき、前記トナーカートリッジ内のトナー残量が所定量以下であると判定することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 前記第１トナー残量測定手段は、発光素子及び受光素子の組み合わせ，圧電センサ，重量センサ，透磁率センサ，光透過型センサ，反射型センサ，濃度検知センサの何れか、又はその組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
8. 前記第１トナー残量測定手段は、トナー残量を測定する場所が、前記トナーカートリッジ，ホッパ，トナーバンク，現像ユニット，トナー補給路，感光体ベルト上の何れか、又はその組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
9. 前記第２トナー残量測定手段は、印刷毎にカウントした画素カウント値，印刷枚数，トナー補給動作の回数，トナー補給動作の時間，トナーカートリッジ交換後の経過時間の何れか、又はその組み合わせであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
10. トナー残量測定が可能な画像形成装置におけるトナー残量測定方法であって、
    トナー残量を物理的に測定する第１トナー残量測定ステップと、
    トナー残量を論理的に測定する第２トナー残量測定ステップと、
    前記第１トナー残量測定ステップおよび第２トナー残量測定ステップの測定結果に基づいて通常のトナー補給動作又は前記通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行うトナー凝集解決ステップと
    を有し、
    前記トナー凝集判定手段は、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、前記トナー凝集時のトナー補給動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示することを特徴とするトナー残量測定方法。
11. 前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作は、
    トナーカートリッジ内のトナーを攪拌させるトナー攪拌手段と、
    前記トナーカートリッジ内から現像ユニットへトナーを補給するトナー補給手段と
    を利用して行うことを特徴とする請求項１０記載のトナー残量測定方法。
12. トナー残量を物理的に測定する第１トナー残量測定手段と、トナー残量を論理的に測定する第２トナー残量測定手段と、通常のトナー補給動作又は前記通常のトナー補給動作よりも補給能力の高いトナー凝集時のトナー補給動作を行うトナー凝集解決手段とを有する画像形成装置を、
    前記第１トナー残量測定手段および第２トナー残量測定手段の測定結果に基づいて前記通常のトナー補給動作又は前記トナー凝集時のトナー補給動作を、前記トナー凝集解決手段に指示するトナー凝集判定手段として機能させ、
    前記トナー凝集判定手段は、前記第１トナー残量測定手段の測定結果が所定量以下のトナー残量を示し、前記第２トナー残量測定手段の測定結果が所定量以上のトナー残量を示したとき、前記トナー凝集時のトナー補給動作を行うように前記トナー凝集解決手段に指示する為のトナー残量測定プログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
13. 前記トナー凝集解決手段は、
    前記トナーカートリッジ内のトナーを攪拌させるトナー攪拌手段と、
    前記トナーカートリッジ内から現像ユニットへトナーを補給するトナー補給手段と
    を有することを特徴とする請求項１２記載の記録媒体。

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