JP6214287B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像を現像する現像装置に現像剤を補給する現像剤補給機構を備えた画像形成装置に関する。

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、現像装置内の現像剤（以下、トナーと称す。）を用いて現像することによってトナー像を形成する。現像装置内に蓄積できるトナーの量には限りがあるので、画像形成装置本体に着脱可能な収容容器から現像装置へ適宜トナーが補給される。

例えば、トナーを収容する収容容器として、回転駆動される回転部、トナーを収容した収容部からトナーを排出するために収容部の内圧を変化させるポンプ部、回転部の回転運動をポンプ部の伸縮運動に変換する変換部を備えたものが提案されている（特許文献１）。この収容容器は、収容容器の回転に応じてポンプ部を伸縮させることにより、収容部内のトナーを排出する。即ち、収容容器は、ポンプ部が伸長することに応じて排出口から吸気された空気が収容部内のトナーを解し、次いでポンプ部が圧縮することに応じて収容部が負圧状態となり、収容容器内の空気が排出口を覆っているトナーを排出口から押し出す。

また、従来から、画像形成装置に収容容器が装着されたか否かを判定するために、画像形成装置内の検出手段が収容容器の被検出部を検出する構成が知られている。

特開２０１０−２５６８９３号公報

これら従来技術から、前述の収容容器が画像形成装置に装着されたか否かを検知すると共に、収容容器がトナーを補給した回数を検知するために、収容容器の回転に連動して回転する被検出部を、画像形成装置内の検出手段により検出させる構成が検討される。

しかしながら、収容容器が画像形成装置に装着されたことに連動して、検出手段が被検出部を検出できるように収容容器を回転させる構成とした場合、収容容器が画像形成装置に装着される度に収容容器からトナーが排出されてしまう。

例えば、収容容器から現像装置に直接トナーが補給される構成においては、ユーザが画像形成装置に対する収容容器の着脱を繰り返し行った場合に、現像装置に過剰にトナーが補給されてしまう。そのため、収容容器の着脱を繰り返し行った後に画像形成によって消費されたトナーの量を補うように収容容器から現像装置にトナーが補給された場合、現像装置内のトナーの量が過剰に増加してしまい、画像不良を生じてしまう。

そこで、本発明は、収容容器が画像形成装置に装着されているか否かを検出するために収容容器を回転させた場合であっても、画像不良を抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１に係る画像形成装置は、感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する現像装置と、トナーを収容した収容容器が装着される装着部と、前記装着部に装着された収容容器を回転させる駆動手段と、前記駆動手段により回転されている収容容器の回転状態に応じて所定の信号を出力する出力手段と、前記出力手段から前記所定の信号が出力されているか否かに応じて前記装着部に収容容器が装着されているか否かを判定する判定手段と、前記現像装置に補給すべきトナーの補給量を算出する算出手段と、前記判定手段により前記装着部に収容容器が装着されていると判定するために前記駆動手段が収容容器を回転させているときの前記出力手段の出力結果に基づいて、前記算出手段により次回算出される前記補給量を補正する補正手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、収容容器が画像形成装置に装着されているか否かを検知するために収容容器を回転させた場合であっても、画像不良を抑制できる。

画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 ボトル装着部の要部概略図である。 トナーボトルの要部概略図である。 トナー補給システムの構成を示すブロック図である。 第１の実施の形態における画像形成処理を示すフローチャートである。 画像形成装置の斜視図である。 回転検知センサの要部概略図である。 トナーボトルのトナー補給動作を説明するためのタイミングチャートである。 扉開閉ＳＷの出力信号と回転検知センサの出力信号の出力タイミングを示す図である。 トナーボトルの回転速度とトナー補給量との関係を示す図である。 第２の画像形成処理を示すフローチャートである。 第３の画像形成処理を示すフローチャートである。 トナー濃度センサの出力波形を示す図である。 トナーボトル内のトナー残量とトナー補給能力との関係を表す図である。 第４の画像形成処理を示すフローチャートである。

以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

図１において、画像形成装置２００は、電子写真方式を採用したカラー画像形成装置であり、例えば４色に対応する画像形成部１００Ｙ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｂｋが略水平方向に沿って並設された中間転写タンデム方式の画像形成装置である。中間転写タンデム方式は、高い製作性及び様々なメディアの搬送にも対応できる点から、近年主流となっている。

画像形成部１００Ｙ〜１００Ｂｋは、それぞれ感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、露光装置３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、一次転写ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄを備えている。現像装置５ａ〜５ｄには、それぞれ現像装置内の現像剤濃度を検出する濃度検知手段としてのトナー濃度センサ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄが設けられている。トナー濃度センサ２５ａ〜２５ｄは、例えば、現像装置５ａ〜５ｄ内のトナーの量に基づいて変化する透磁率に応じた信号を出力する透磁率センサである。

画像形成部１００Ｙ〜１００Ｂｋは、それぞれ感光体クリーナ６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄを備えている。画像形成装置２００には中間転写ベルト７が配置されている。中間転写ベルト７は、無端状のベルトからなり、各画像形成部の感光ドラム１ａ〜１ｄと一次転写ローラ４ａ〜４ｄとで形成されるニップ部である一次転写部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄを通って図中矢印Ａ方向に回転する。中間転写ベルト７は、駆動ローラを兼ねる二次転写内ローラ８、テンションローラ９、二次転写上流ローラ１０及び二次転写下流ローラ１１によって回転自在に張架されている。中間転写ベルト７の上方には、画像形成部の現像装置５ａ〜５ｄにそれぞれ現像剤としてのトナーを補給する収容容器としてのトナーボトル２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄが配置されている。

画像形成部１００Ｙ〜１００Ｂｋの下方には、記録材収納庫１６が設けられており、記録材収納庫１６には記録材としての用紙Ｓが収納されている。記録材収納庫１６から中間転写ベルト７の二次転写内ローラ８と二次転写外ローラ１３とで形成される二次転写部２４及び定着装置１９を経て排紙ローラ２２に至る搬送パスＲ１が設けられている。搬送パスＲ１には、摩擦分離方式を採用した給紙ローラ１７ａ、レジストレーションローラ（レジストローラ）１８が配置されており、定着装置１９には、図示省略した熱源となるヒータが設けられている。また、搬送パスＲ１と並行するように、排紙ローラ２２から搬送パスＲ１のレジストローラ１８の上流側に至る反転パスＲ２が設けられており、反転パスＲ２の搬送路には搬送ローラ１７ｃが設けられている。

このような構成の画像形成装置２００において、画像形成部１００Ｙ〜１００Ｂｋの感光ドラム１ａ〜１ｄが回転を開始した後、帯電装置２ａ〜２ｄが、それぞれ対応する感光ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電する。次いで、露光装置３ａ〜３ｄが画像信号に基づいたレーザ光を感光ドラム１ａ〜１ｄに照射することによって、露光装置３ａ〜３ｄが感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像を形成する。感光ドラム１ａ〜１ｄ上に形成された静電潜像に対し、対応する現像装置５ａ〜５ｄが、それぞれトナーを供給してトナー像として顕在化する。各感光ドラム１ａ〜１ｄに形成されたトナー像は、対応する一次転写部１５ａ〜１５ｄにおいて、転写バイアス（一次転写バイアス）が与えられて上流色のトナー像上に順次重畳するようにして中間転写ベルト７上に一次転写される。これにより、中間転写ベルト７上にはフルカラーの画像が担持される。ここで、一次転写部１５ａ、１５ｂ、１５ｃ、１５ｄは、各画像形成部の感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄと一次転写ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄとで形成された領域である。

感光ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト７に転写されずに残ったトナーは感光体クリーナ６ａ〜６ｄによって除去される。現像装置５ａ〜５ｄ内のトナー量が低下した場合は、それぞれ対応するトナーボトル２０ａ〜２０ｄからトナーが補給される。具体的なトナー補給方法については、後述する。

中間転写ベルト７上に形成された画像が二次転写部２４に搬送されるタイミングに合わせて、用紙Ｓが二次転写部２４に搬送される。ここで、二次転写部２４は、中間転写ベルト７の二次転写内ローラ８と二次転写外ローラ１３とで形成された領域である。給紙ローラ１７ａによって送り出された用紙Ｓは、搬送パスＲ１を通ってレジストローラ１８に向けて搬送された後、レジストローラ１８において斜行補正や搬送タイミングの調整が行われた後、二次転写部２４まで搬送される。二次転写部２４まで搬送された用紙Ｓに対し、二次転写内ローラ８又は二次転写外ローラ１３を介して転写バイアス（二次転写バイアス）が与えられ、中間転写ベルト７上のカラー画像が用紙Ｓに転写される。中間転写ベルト７から用紙Ｓに転写されずに中間転写ベルト７に残存したトナーは、転写クリーナ装置１２のブレード１２ａによって除去される。

カラー画像が転写された用紙Ｓは定着装置１９に搬入され、該定着装置１９の対向する２つのローラで形成される定着ニップ部を通過する間に所定の圧力と熱量が与えられ、用紙Ｓ上のカラー画像が該用紙Ｓに溶融、固着して定着される。カラー画像が定着された用紙Ｓは、排紙ローラ２２を経て排紙トレイ２３上に排出される。なお、用紙Ｓの表裏両面に画像を形成する場合は、用紙Ｓが反転パスＲ２へ搬入された後、再度、二次転写部２４に供給されて表裏両面に画像が形成される。

次に、図１の画像形成装置２００における現像剤補給機構（以下、「トナー補給機構」という。）について説明する。トナー補給機構は、現像装置５ａ〜５ｄにそれぞれ現像剤としてのトナーを補給するものである。トナー補給機構は、画像形成部１００Ｙ〜１００Ｂｋにそれぞれ対応するように４つ設けられているが、すべて同様の構成である。従って、以下、画像形成部１００Ｙに対応するトナー補給機構を例に、その構造、動作等について詳細に説明する。

トナー補給機構は、画像形成装置２００に設けられたボトル装着部、該ボトル装着部に装着されるトナーボトル及びその回転駆動源としての駆動モータを備えている。

図２は、図１の画像形成装置２００におけるボトル装着部の要部概略図であって、図２（Ａ）は正面図、図２（Ｂ）は一部を切欠した斜視図である。

図２において、ボトル装着部は、略円筒状のトナーボトルが嵌合する半円筒状の凹部及びトナーボトルの一端が嵌合する略円形の貫通孔が形成された装着部本体３０と、該装着部本体３０の貫通孔部分に設けられた駆動ギヤ５９とから主として構成されている。駆動ギヤ５９は、トナーボトルが矢印Ｂに沿って装着された際、トナーボトルの従動ギヤと歯合してトナーボトルに駆動力を伝達する。装着部本体３０の半円筒状の凹部には、その長さ方向に沿って、トナーボトルの後述するキャップ部の突出部分と嵌合して該キャップ部の回転を規制する段差状の回転規制部３１が設けられている。回転規制部３１の一端の底部には、軸線方向規制部材３３が設けられており、該軸線方向規制部材３３は、装着されたトナーボトルの回転軸方向の移動を規定する。

図３は、図２のボトル装着部に装着されるトナーボトルの要部概略図であって、図３（Ａ）は外観図、図３（Ｂ）はトナーボトルのポンプ部が最大限伸張された状態を示す図である。また、図３（Ｃ）はトナーボトルのポンプ部が最大限収縮された状態を示す図である。

図３（Ａ）〜（Ｃ）において、トナーボトル２０ａは、回転動作に同期してトナーを現像装置に向かって排出する。トナーボトル２０ａは、トナーを収容するトナー収容部４１、回転駆動力が入力される駆動力入力部４４、駆動入力部４４に連結された胴部４５、トナーを排出する排出部４７、排出部４７内の圧力を制御するポンプ部５０を有している。また、トナーボトル２０ａは、ポンプ部５０に連結された往復動部材５１を有している。なお、胴部４５の一部、排出部４７、ポンプ部５０、及び、往復動部材５１はキャップ部５２に覆われている。

駆動力入力部４４には、その周方向に沿って従動ギヤ４３が形成されている。胴部４５は、小径部４５ａと大径部４５ｂからなる。従動ギヤ４３は、トナーボトル２０ａを駆動するトナーボトル駆動モータ（以下、単に「駆動モータ」という。）６０の駆動ギヤ５９と歯合する。駆動ギヤ５９及び従動ギヤ４３を介して駆動モータ６０から駆動力入力部４４に回転駆動力が入力される。

トナー収容部４１の内壁面には螺旋状に突出する搬送部４２が設けられている。これにより、トナー収容部４１が回転することに応じて、トナー収容部内のトナーがトナー収容部４１から排出部４７に搬送される。

胴部４５の大径部４５ｂには、その周方向に沿って、凸状部５５ａと平坦部５５ｂとからなる被検出部５５が設けられており、被検出部５５に対向するように出力手段としての回転検知センサ５８が配置されている。被検出部５５の凸状部５５ａは、回転検知フラグ５７を押し上げる。これにより、回転検知フラグ５７が回転検知センサ５８によって検知される。また、胴部４５の小径部４５ａには、周方向に沿って一周に亘って所定の周期で湾曲するカム溝４６が設けられている。胴部４５に対してトナー収容部４１と反対側には、トナー収容部４１と連通する空間部としてのトナー排出部４７及び該トナー排出部４７に連設されたポンプ部５０が設けられている。トナー排出部４７にはトナーの排出口４８が設けられている。排出口４８の口径は、例えば、約２［ｍｍ］である。

トナー排出部４７及びポンプ部５０は、略円筒状を呈しており、キャップ部５２に覆われている。ポンプ部５０は、例えば、山折り部と谷折り部が交互に複数形成された樹脂製のポンプであり、その先端部に往復動部材５１が固定されている。往復動部材５１は、２本のアームの先端に設けられた不図示の爪部を有し、この爪部がカム溝４６に係合する。

往復動部材５１と、該往復動部材５１が係合するカム溝４６とで、トナーボトル２０ａに入力される回転駆動力の一部を直線的な往復駆動力に変換する駆動力変換機構を構成している。すなわち、駆動モータ６０からトナーボトル２０ａに入力される回転駆動力によってトナー収容部４１と共に胴部４５が回転する。胴部４５が回転することによって、カム溝４６に係合する往復動部材５１が図３中、矢印Ｃ方向に往復する直線運動を繰り返す。往復動部材５１が往復動することによって、その先端部に固定されたポンプ部５０の端部も矢印Ｃ方向に往復動し、これによって、ポンプ部５０が伸張（図３（Ｂ））及び収縮（図３（Ｃ））を繰り返し、その内容積を可変する。トナーボトル２０ａが回転すると、トナー収容部４１内のトナーは、搬送部４２によってトナー排出部４７まで搬送され、該トナー排出部４７に一時的に滞留し、その後、ポンプ部５０の作用を受けて排出口４８を経て図示省略した現像装置に向けて補給される。

ポンプ部５０はトナーの排出口４８を介して吸気動作と排気動作を交互に行う吸排気機構として機能する。また、ポンプ部５０による吸排気によって、排出口４８から流入してトナーボトル２０ａの内部に向かう気流と、トナーボトル２０ａの内部から排出口４８を経てトナー排出部４７の外部に向かう気流が交互に形成されるので、ポンプ部５０は気流発生機構でもある。

トナーボトル２０ａが１回転する間に、往復動部材５１は矢印Ｃ方向に沿って、例えば２往復し、ポンプ部５０は伸張及び収縮を、例えば２回繰り返す。これによって、図示省略した現像装置に向かってトナーが間欠的に補給される。トナーボトル２０ａから、現像装置に補給されるトナー量はポンプ部５０の収縮及び伸張動作の回数によって決まり、回転検知センサ５８によって、ポンプ部５０の収縮及び伸張動作の回数が検出される。

なお、キャップ部５２の外周面は、その一部が突出した突出部分を有しており、この突出部分は、トナーボトル２０ａを装着するボトル装着部の装着部本体３０に設けられた回転規制部３１に嵌合する。従って、トナーボトル２０ａのキャップ部５２は回転しない。また、トナー排出部４７は、摺動部を介して胴部４５と連結されており、且つ、図示省略した回転規制部材で回転が規制されている。従って、トナー排出部４７及びポンプ部５０も、胴部４５が回転しても回転しない構造となっている。

次に、このような構成の画像形成装置２００におけるトナー補給システムの制御構成について説明する。

図４は、図１の画像形成装置２００におけるトナー補給システムの構成を示すブロック図である。図４において、画像形成装置２００の全体を制御する制御基板３００は、ＣＰＵ７０と、トナー補給動作に関わる機能をハードウェア化したＡＳＩＣ７２を備えている。この構成によれば、ＡＳＩＣ７２がトナー補給動作を制御するので、ＣＰＵ７０の演算処理を軽減できる。

以下、説明を簡略化するため、ＣＰＵ７０が現像装置５０ａへのトナーの補給を制御するトナー補給システムの構成について説明し、他の現像装置５０ｂ、５０ｃ、及び５０ｄへのトナーの補給を制御する構成についての説明を省略する。

ＣＰＵ７０は、Ａ／Ｄ変換器６１を有し、ＲＡＭ６２を備えたＡＳＩＣ７２と接続されている。さらに、Ａ／Ｄ変換機６１は、現像装置５ａに設けられたトナー濃度センサ２５ａに接続されている。トナー濃度センサ２５ａは、現像装置５ａ内のトナーの量に基づいて変化する透磁率に応じた信号を出力する。なお、トナー濃度センサ２５ａは、現像装置５ａ内のトナーの量に基づいて変化する透磁率に応じた信号を出力するセンサに限定されず、現像装置５ａ内のトナーの量を検知できるセンサであれば、どのようなセンサであってもよい。

ＡＳＩＣ７２は、センサ駆動回路６５、及びセンサ出力検出回路６７をそれぞれ介して、トナーボトル２０ａの回転情報を検知する回転検知センサ５８と接続されている。ＡＳＩＣ７２は、モータ駆動回路６３を介してトナーボトル２０ａを駆動する駆動モータ６０に接続されている。さらに、ＡＳＩＣ７２は、ＳＷ検出回路６８を介して画像形成装置２００の扉２６の開閉を検知する扉開閉検知スイッチ（ＳＷ）２７に接続されている。トナーボトル２０ａを装着部に装着する場合、ユーザが扉２６を開閉する構成となっている。なお、扉２６は、トナーボトル２０ａを交換するために自動で開閉する構成であってもよい。

モータ駆動回路６３は、ＡＳＩＣ７２から出力されたモータ制御信号に基づき、駆動モータ６０を駆動する。モータ制御信号は、例えば、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）信号である。このＰＷＭ信号は所定時間あたりに駆動モータ６０に電流が供給される時間の割合（ＤＵＴＹ比）を示した信号である。ＤＵＴＹ比が増加すると、所定時間における駆動モータ６０に電流が供給される時間が増加する。一方、ＤＵＴＹ比が減少すると、所定時間における駆動モータ６０に電流が供給される時間が減少する。

回転検知センサ５８は、センサ駆動回路６５により駆動され、画像形成装置２００の装着部にトナーボトル２０ａが装着されていれば、トナーボトル２０ａの回転情報を検知し、回転状態に応じて所定の信号を出力する。回転検知センサ５８の出力（回転情報）は、センサ出力検出回路６７を介してＡＳＩＣ７２に入力される。ＡＳＩＣ７２は、回転情報をＣＰＵ７０に転送する。

ＡＳＩＣ７２は、トナー補給動作中に回転検知センサ５８がトナーボトル２０ａの回転検知フラグ５７を検知している時間を測定する。ＡＳＩＣ７２は、回転検知センサ５８により検知フラグ５７が検知された時間をＲＡＭ６２に記憶する。

扉開閉検知ＳＷ２７は、画像形成装置２００の扉２６の開閉に応じて開閉検知信号を出力する。開閉検知信号は、ＳＷ検出回路６８を介してＡＳＩＣ７２に入力される。ＡＳＩＣ７２は開閉検知信号に基づいて扉２６が開状態であるか閉状態であるかを判定する。

なお、本実施の形態においては、ＡＳＩＣ７２を用いてトナー補給制御を実施する構成を説明したが、ＣＰＵ７０がモータ駆動回路６３、センサ駆動回路６５、センサ出力検出回路６７、及びＳＷ検出回路６８と接続された構成であってもよい。また、モータ駆動回路６３、センサ駆動回路６５、センサ出力検出回路６７、ＳＷ検出回路６８の内のいくつかがＣＰＵ７０に接続された構成であってもよい。もちろん、モータ駆動回路６３、センサ駆動回路６５、センサ出力検出回路６７、ＳＷ検出回路６８の内の１つがＣＰＵ７０に接続された構成であってもよい。

次に、図１の画像形成装置を用いた画像形成処理について、図面を参照して詳細に説明する。

図５は、図１の画像形成装置を用いた画像形成処理を示すフローチャートである。この画像形成処理は、画像形成装置２００の制御基板３００に設けられたＣＰＵ７０又はＡＳＩＣ７２が、図示省略したＲＯＭに記憶された画像形成処理プログラムの画像形成処理手順に従って実行する。

ところで、トナーボトル２０ａの回転検知センサ５８を用いて、画像形成装置からトナーボトル２０ａが抜き取られたことを検出するためには、トナーボトル２０ａを所定の状態で停止させておく必要がある。所定の状態とは、出力手段としての回転検知センサ５８が回転検知フラグ５７を検出して所定の信号である出力“Ｈｉ”を出力する状態である。以下、この状態をホームポジション（ＨＰ）という。トナーボトルをホームポジションで停止させれば、その後、トナーボトルが抜き取られた際、回転検知センサ５８の出力の変化によって、トナーボトルの抜き取りを検出できる。

本実施の形態においては、トナーボトル２０ａをＨＰで停止させるために、トナーボトル２０ａを一旦停止させた際、停止位置がＨＰでない場合は、停止位置をトナーボトルが装着されていることを判定できるＨＰに変更するために、再度回転させる。かかる場合であってもトナーボトルの回転によって現像装置にトナーが補給されるので、トナーの過剰補給を抑制して画像不良なくすために、トナー補給量を補正する必要がある。ＣＰＵ７０は、装着部にトナーボトルが装着されていると判定するためにトナーボトルを回転させたときの回転情報回数に基づいて、現像装置に補給されるトナー量を算出し、これに基づいて正規のトナー補給量を補正する。回転情報回数については、後述する。ＣＰＵ７０は、装着部にトナーボトルが装着されているか否かを判定する判定手段、及びトナーの補給量を補正する補正手段としても機能する。

図５において、画像形成処理が開始されると、ＣＰＵ７０は、先ず、ボトル装着部の扉開閉検知スイッチを監視してボトル装着部の開閉扉が閉まっているか否かを判定し、開閉扉が閉まっていなければ、閉まるまで待機する（ステップＳ１０２）。

図６は、図１の画像形成装置の斜視図である。図６において、画像形成装置２００には、ボトル装着部を開閉するための開閉扉２６及び開閉扉２６の開閉状態を検知する扉開閉検知スイッチ（ＳＷ）２７が設けられている。扉開閉検知ＳＷ２７は、開閉扉２６が閉じられた際、該開閉扉２６に設けられた突起部２６ａによって押圧されて開閉扉２６が閉じられたことを検知する。なお、開閉扉２６は、ボトル装着部のみを開閉する扉であっても、画像形成装置２００の一側面の全体を開閉するように構成された扉であってもよい。

図５に戻り、ステップＳ１０２の判別の結果、ボトル装着部の開閉扉２６が閉まっている場合（ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ７０は、ボトル装着部にトナーボトル２０ａが装着されているか否かを判定する(ステップＳ１０３)。ボトル装着部にトナーボトルが装着されているか否かは、トナーボトル２０ａの回転位相を検出する出力手段としての回転検知センサ５８から所定の信号が出力されているか否かに応じて判定する。

図７は、図３における回転検知センサの要部概略図であり、図７（Ａ）は、回転検知センサ５８がトナーボトルの被検出部５５の凸状部５５ａを検出している状態を示す図である。また、図７（Ｂ）は、回転検知センサ５８がトナーボトルの被検出部５５の平坦部５５ｂを検出している状態を示す図である。

図７（Ａ）及び（Ｂ）において、トナーボトル２０ａの胴部４５の大径部４５ｂに設けられた被検出部５５に対向するようにトナーボトル２０ａの回転位相を検出するための回転検知フラグ５７及び回転検知センサ５８が配置されている。回転検知フラグ５７は、トナーボトル２０ａの胴部４５が回転することによって該胴部４５と共に回転する凸状部５５ａと当接することによって、回転軸４９を中心として図７（Ａ）中、矢印Ｒ１方向に揺動する。一方、平坦部５５ｂと当接することによって、図７（Ｂ）中、矢印Ｒ２方向に揺動する。

回転検知センサ５８は、発光部と受光部とを有する光センサであり、発光部と受光部との間に遮光物、例えば回転検知フラグ５７が存在すると（図７（Ａ）の状態）、受光部の受光光量が閾値以下となる。この場合、第１の検出値として出力“Ｈｉ”を出力する。一方、発光部と受光部との間に遮光物、例えば回転検知フラグ５７が存在しないと（図７（Ｂ）の状態）、受光部の受光光量が閾値以上となる。この場合、回転検知センサ５８は、第２の検出値として出力“Ｌｏｗ”を出力する。すなわち、回転検知センサ５８の出力は、トナーボトル２０ａの回転に伴って回転検知フラグ５７の端部を検出しない“Ｌｏｗ”から端部を検出する“Ｈｉ”に変化し、“Ｈｉ”から“Ｌｏｗ”に変化する。

被検出部５５の平坦部５５ｂは、ポンプ部５０が収縮するタイミング、すなわち、トナーボトル２０ａがトナーを排出するタイミングに同期して設けられており、平坦部５５ｂの終端部がトナーの排出動作の終了時と同期するように構成されている。

図８は、トナーボトルのトナー補給動作を説明するためのタイミングチャートである。図８において、時刻ｔ０で、駆動モータの駆動が開始されると、トナーボトルが回転し、時刻ｔ１で、回転検知センサ５８の出力がフラグ有りの“Ｈｉ”からフラグなしの“Ｌｏｗ”に変化し、その後、時刻ｔ２で、“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化する。このとき、トナーボトルのポンプ部５０は、時刻ｔ０からｔ１の間に吸気動作を行い、時刻ｔ１からｔ２の間に、現像装置に向けてトナーを排出する排気動作を行う。そして、トナー排出動作が完了するタイミングＴ１の後の時刻ｔ２で、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化する。このように、回転検知センサ５８の出力が、出力“Ｌｏｗ”から出力“Ｈｉ”に変化する変化点を示す情報は、トナーの排出動作の終了時点に同期している。以下、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化する変化点、すなわち、所定の信号以外の信号から所定の信号に変化する変化点を示す特定の回転情報を、立ち上がりエッジともいう。

この特定の回転情報回数をカウントすることによって、トナー補給時又はトナーボトルをホームポジションで停止させるためのボトル回転時にトナーボトル２０ａから排出され、現像装置５ａに補給されるトナー補給量を定量することができる。即ち、例えば画像情報に基づいて必要トナー量を予測したビデオカウント値又は現像装置のトナー濃度センサ２５ａの検出情報等に基づいてトナー補給量が決定される。次いで必要に応じてトナー補給量が補正され、補正後の必要トナー補給量に相当する立ち上がりエッジ（回転情報）回数をカウントするまでトナーが補給される。

このようなトナーボトル２０ａの回転位相に同期してトナー補給動作を検知する回転検知センサ５８の出力に基づいて、画像形成装置２００の装着部にトナーボトルが装着されているか否かが判定される。

図９は、扉開閉ＳＷの出力信号と回転検知センサの出力信号の出力タイミングを示す図である。図９を用いて、画像形成装置２００の装着部にトナーボトルが装着されているか否かを判定する動作について説明する。

図９において、トナー補給動作を実行していない場合は、トナーボトル２０ａは、該トナーボトル２０ａの装着の有無を検知するために、回転検知センサ５８が出力“Ｈｉ”を出力するホームポジション（ＨＰ）で停止されている。また、トナーボトル２０ａがＨＰで停止している場合は、通常、図９（Ａ）のように、開閉扉２６が閉じられ、扉開閉検知ＳＷ２７は閉を出力している。この状態から、扉開閉検知ＳＷ２７が開閉扉２６の開を検知し、次いで、回転検知センサ５８がフラグなしの出力“Ｌｏｗ”を出力し、さらに、フラグ有りの“Ｈｉ”を出力する。その後、扉開閉検知ＳＷ２７が開閉扉２６の閉を検出した場合、トナーボトル２０ａが、一旦、抜き取られた後、装着されたと判断できる。

また、図９（Ｂ）のように、開閉扉２６が閉から開に変化した状態で、回転検知センサ５８の出力が“Ｈｉ”から“Ｌｏｗ”に変化し、その後、開閉扉２６が開から閉に変化した場合、トナーボトル２０ａが抜き取られたことまでは検知できる。しかしながら、再度装着されたか否かを検知できないまま、開閉扉２６が閉められている。このとき、想定されるのは、トナーボトル２０ａが装着されないまま開閉扉２６が閉められたか、トナーボトル２０ａのフラグ位置がＨＰからずれた状態で装着されたことである。

そこで、本実施の形態においては、図９（Ｂ）の矢印で示したタイミングＴ２のポイントで、トナーボトルが装着されているか否かを確認するためのリカバリーモード（後述する図５のステップＳ１０５〜Ｓ１１０参照）に移行する。

リカバリーモードとは、回転検知センサ５８により回転検知フラグ５７が検出されるまでＡＳＩＣ７２が駆動モータ６０によってトナーボトル２０ａを回転させるモードである。リカバリーモードは、ユーザによってトナーボトル２０ａが交換されたにも拘わらず、トナーボトル２０ａの回転検知フラグ５７が回転検知センサ５８によって検出されない場合に実行される。また、リカバリーモードは、トナーボトル２０ａが回転を停止した際に、トナーボトル２０ａの回転検知フラグ５７が回転検知センサ５８によって検出できなかった場合に実行される構成としてもよい。

このように、回転検知センサ５８が出力“Ｈｉ”を出力するホ−ムポジションでトナーボトル２０ａを停止させ、その後、出力“Ｌｏｗ”を経て抜き取りを検知し、次いで、出力“Ｈｉ”が検知されることによって、トナーボトルの装着を検知できる。

ところで、リカバリーモードが実行されることによってもトナーボトル２０ａが回転するので、トナーボトル２０ａから現像装置５ａにトナーが補給されてしまう。そこで、リカバリーモードが実行された場合は、フラグを立て、該フラグに基づいて、トナーボトル２０ａから現像装置５ａに補給されるトナーの補給量を補正する。

図５に戻り、ステップＳ１０３で、トナーボトル２０ａが装着されているか否かを判別した後、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが装着されている（ステップＳ１０３で「ＹＥＳ」の）場合、トナーボトル２０ａの前多回転を開始する（ステップＳ１０４）。前多回転とは、画像形成処理を開始する前にトナーボトル２０ａを回転させて画像形成の準備を行うイニシャル動作である。

次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａの所定時間の前多回転（イニシャル動作）の終了によって（ステップＳ１１１）、画像形成装置２００を画像形成可能な状態にした後、画像を形成するジョブ（ＪＯＢ）が投入されるまで待機する（ステップＳ１１２）。ステップＳ１１２の判別の結果、ジョブが投入された（ステップＳ１１２で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、画像形成動作を開始する（ステップＳ１１３）。次いで、画像形成動作中にトナーの補給が必要な場合、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａからトナー補給を開始させる（ステップＳ１１４）。このときＣＰＵ７０は、リカバリーモードが実行されたことを示すフラグが立っているか否かを判別する（ステップＳ１１５）。次いで、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１１５の判別の結果、フラグが立っている（ステップＳ１１５で「ＹＥＳ」の）場合、正規の現像剤補給量Ｘを補正する。すなわち、ＣＰＵ７０は、正規のトナー補給量Ｘからリカバリーモード中にトナーボトル２０ａから現像装置に補給されたトナー量ΔＸを差し引いて、補給量を設定する（ステップＳ１１６）。一方、ステップＳ１１５の判別の結果、フラグが立っていなかった場合、正規の補給量Ｘをトナー補給量として設定する（ステップＳ１１７）。

正規の補給量Ｘは、例えば、原画像に基づいて演算されたビデオカウント値や、トナー濃度センサ２５ａの検出値に基づいて決定される補給量である。また、リカバリーモード中におけるトナーボトル２０ａから現像装置５ａに補給されたトナー量ΔＸは、リカバリーモード中のトナーボトル２０ａの回転速度、及び回転回数に基づいて決定される。ＡＳＩＣ７２は、リカバリーモード中のトナーボトル２０ａの回転速度、又は回転情報回数に応じて、補給量ΔＸを算出する。

図１０は、トナーボトルの回転速度とトナー補給量との関係を示す図であり、図１０（Ａ）は、トナーボトルの回転速度に応じて補給量が単調に増加する特性を有する場合を示す図である。また、図１０（Ｂ）は、トナーボトルの回転速度に応じて補給量が単調に増加する特性を有さない場合を示す図である。

図１０（Ａ）においては、トナーボトルの回転速度に応じてトナーの補給量が単調に増加する特性になっている。一方、図１０（Ｂ）では、そのような特性を示していない。しかしながら、図１０（Ａ）及び（Ｂ）のいずれの場合であっても、予め特性を把握しておくことで、リカバリーモード中のトナーボトル２０ａの回転速度を検出することによって、補給量ΔＸを求めることができる。

図５に戻り、ステップＳ１１６又はＳ１１７でトナー補給量を設定したＣＰＵ７０は、設定した補給量に相当するトナー量を現像装置５ａに向けて補給する（ステップＳ１１８）。そして、必要量のトナー補給が終了した後、ＣＰＵ７０は、トナー補給を停止し（ステップＳ１１９）、その後、ジョブ内容に応じた画像形成の終了に伴って画像形成を停止し（ステップＳ１２０）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ１０３の判別の結果、トナーボトル２０ａの装着を検知できない（ステップＳ１０３で「ＮＯ」の）場合、ＣＰＵ７０は、処理をリカバリーモードに移行する。すなわち、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが装着されているか否かを確認するために、トナーボトルの回転を開始させる（ステップＳ１０５）。次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが回転している間、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを監視する（ステップＳ１０６）。ステップＳ１０６の監視の結果、出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化した場合（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」）、トナーボトル２０ａが装着部に装着されていると判別し、その後、トナーボトル２０ａの回転を停止させる（ステップＳ１０７）。次いで、トナーボトル２０ａの駆動停止後、ＣＰＵ７０は、リカバリーモードを実行した旨のフラグを立てて（ステップＳ１０８）、処理をステップＳ１０４の前多回転動作へと移行させる。

一方、ステップＳ１０６の判別の結果、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化せず、トナーボトル２０ａの装着を検出できない場合、ＣＰＵ７０は、所定時間が経過している否かを判別する（ステップＳ１０９）。すなわち、ＣＰＵ７０は、ステップＳ１０５でトナーボトル２０ａの回転を開始してから所定時間が経過している否かを判別する。そして、所定時間が経過していなければ（ステップＳ１０９で「ＮＯ」）、処理をステップＳ１０６に戻して回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを再度判別する。また、ステップＳ１０９の判別の結果、所定時間が経過している（ステップＳ１０９で「ＹＥＳ」の）場合、トナーボトル２０ａが画像形成装置２００に装着されていないと判断し（ステップＳ１１０）、本処理を終了する。

なお、この場合、ＣＰＵ７０は、例えば、図示省略した操作画面に、画像形成装置２００にトナーボトル２０ａが装着されていないことを表示する。ステップＳ１０９における所定時間は、トナーボトル２０ａを回転させたときに少なくとも回転検知センサ５８の出力が１回以上変化する程度の時間、具体的には、１ポンピング動作にかかる時間以上に設定される。

図５の処理によれば、トナーボトル２０ａが装着されているか否かの検知を行うためにトナーボトル２０ａを回転させるリカバリーモードが実行される。そしてリカバリーモードが実行されることによってトナーボトル２０ａから現像装置５ａに補給されたトナー量ΔＸを次回の現像剤補給時の補給量Ｘから減算する。これによって、現像装置５ａへのトナーの過剰補給を防止することができるので、画像濃度を安定させることができると共に、現像装置５ａに対するトナーの過剰補給に起因する影響、例えば画像不良、トナー詰まり等を防止することができる。

本実施の形態において、リカバリーモードにおけるトナーボトル２０ａの回転速度は、トナーボトル２０ａの交換が不要な通常のトナー補給時における回転速度である第１の速度よりも遅い第２の速度であることが好ましい。これによって、トナーボトル２０ａをＨＰで停止させ易くなる。

本実施の形態において、ＣＰＵ７０は、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”に変化することよってトナーボトル２０ａの抜き取りを検知した後、回転検知センサ５８の出力が再度“Ｈｉ”に変化することによってトナーボトルの装着を検知することができる。

本実施の形態において、トナーボトル２０ａに収容されるトナーとしてキャリアが混合された２成分系の現像剤を用いた場合は、現像装置５ａに対して、トナーだけでなくキャリアも含めて過剰補給を防止することができる。

また、本実施の形態において、トナー補給量は、トナーボトル２０ａのポンプ部５０のポンピング回数に基づいて算出した。しかし、これに限定されるものではなく、トナーボトル２０ａに計量スクリューを搭載し、該搭載された計量スクリューの検出値を用いてトナー補給量を算出することもできる。

また、本実施の形態において、回転検知センサ５８は回転検知フラグ５７の動きを検知するものに限定されるものではなく、トナーボトル２０ａに所定のマークを形成しておき、反射型の光学センサ等によってマークを検出する構成であってもよい。

次に、第２の実施の形態について図１１を参照して説明する。第２の実施の形態に係る画像形成装置は、第１の実施の形態に係る画像形成装置２００と同様の構成である。

図１１は、第２の画像形成処理を示すフローチャートである。第２の画像形成処理は、画像形成装置２００の制御基板３００に設けられたＣＰＵ７０又はＡＳＩＣ７２が、図示省略したＲＯＭに記憶された第２の画像形成処理プログラムの画像形成処理手順に従って実行する。この画像形成処理では、画像形成装置２００に電源を投入したタイミングで、直ちにトナーボトル２０ａが装着されているか否かを検出するように制御する。

図１１において、第２の画像形成処理が開始され、画像形成装置２００を起動させるための電源が投入されると（ステップＳ２０１）、ＣＰＵ７０は、先ず、トナーボトル２０ａがボトル装着部に装着されているか否かを判別する（ステップＳ２０２）。ステップＳ２０２の判別の結果、回転検知センサ５８が出力“Ｈｉ”を検出し、トナーボトル２０ａが装着されていると判断した（ステップＳ２０２で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、イニシャル動作を実行する（ステップＳ２０３）。すなわち、ＣＰＵ７０は、駆動モータ６０を駆動してトナーボトル２０ａの前多回転を開始する。

次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａの所定時間の前多回転（イニシャル動作）の終了によって（ステップＳ２１０）、画像形成装置２００を画像形成可能な状態にした後、画像形成処理を実行するジョブが投入されるまで待機する（ステップＳ２１１）。ステップＳ２１１の判別の結果、ジョブが投入された（ステップＳ２１１で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、画像形成動作を開始する（ステップＳ２１２）。次いで、画像形成動作中にトナーの補給が必要な場合、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａからトナー補給を開始させる（ステップＳ２１３）。このときＣＰＵ７０は、リカバリーモードを実行した旨のフラグが立っているか否かを判別する（ステップＳ２１４）。次いで、ＣＰＵ７０は、ステップＳ２１４の判別の結果、フラグが立っている（ステップＳ２１４で「ＹＥＳ」の）場合、トナー補給量を補正する。すなわち、ＣＰＵ７０は、正規の補給量Ｘからリカバリーモード中の回転によって補給されたトナー量ΔＸを差し引いて、補給量を設定する（ステップＳ２１５）。一方、ステップＳ２１４の判別の結果、フラグが立っていなかった場合、正規の補給量Ｘをトナー補給量として設定する（ステップＳ２１６）。なお、リカバリーモード中における回転によって補給されたトナー量ΔＸがゼロの場合も、トナー補給量は補正されず、正規の補給量Ｘがトナー補給量として設定される。

正規の補給量Ｘは、例えば、ビデオカウントや、トナー濃度センサ２５ａの検出値に基づいて決定される必要補給量である。また、リカバリーモードにおけるトナーボトルの回転で補給されるトナー量ΔＸは、リカバリーモード中のトナーボトルの回転速度によって変動するので、回転速度、又は回転情報回数に応じて算出される。また、現像装置５ａのトナー濃度センサ２５ａの出力の変化によって、リカバリーモード中に現像装置５ａにトナーが補給されたか否かを検出することもできる。

トナー補給量を設定した後、ＣＰＵ７０は、設定した補給量だけ、現像装置５ａに向けてトナーを補給し（ステップＳ２１７）、その後、トナー補給を停止し（ステップＳ２１８）、次いで、画像形成操作を停止し（ステップＳ２１９）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ２０２の判別の結果、トナーボトル２０ａの装着を検知できない（ステップＳ２０２で「ＮＯ」の）場合、ＣＰＵ７０は、処理をリカバリーモードに移行する。すなわち、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが装着されているか否かを確認するために、トナーボトル２０ａの回転を開始させる（ステップＳ２０４）。次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが回転している間、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを監視する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５の監視の結果、出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化した場合（ステップＳ２０５で「ＹＥＳ」）、トナーボトル２０ａが装着されていると判別し、その後、トナーボトル２０ａの回転を停止させる（ステップＳ２０６）。次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａの回転操作を実行したことを示すフラグを立てて（ステップＳ２０７）、処理をステップＳ２０３の前多回転動作へと移行させる。

一方、ステップＳ２０５の判別の結果、トナーボトル２０ａの装着を検出できない（ステップＳ２０５で「ＮＯ」の）場合、ＣＰＵ７０は、所定時間が経過したか否かを判別する（ステップＳ２０８）。すなわち、ＣＰＵ７０は、ステップＳ２０４でトナーボトル２０ａの回転を開始してから所定時間が経過しているか否かを判別する。そして、所定時間が経過していなければ処理をステップＳ２０５に戻して回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを再度判別する。また、ステップＳ２０８の判別の結果、所定時間が経過している（ステップＳ２０８で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、画像形成装置２００にトナーボトル２０ａが装着されていないと判断し（ステップＳ２０９）、本処理を終了する。なお、この場合、ＣＰＵ７０は、例えば、図示省略した操作画面に、画像形成装置２００にトナーボトル２０ａが装着されていないことを表示する。ステップＳ２０８における所定時間は、トナーボトル２０ａを回転させたときに少なくとも回転検知センサ５８の出力が１回以上変化する程度の時間、具体的には、１ポンピング動作にかかる時間以上に設定される。

図１１の処理によれば、画像形成装置への電源投入後、直ちにトナーボトル２０ａが装着されているか否かの判別を行う（ステップＳ２０２）ので、リカバリーモードが必要な場合、速やかにリカバリーモードに移行できる。また、リカバリーモード中にトナーボトルから現像装置にトナーが補給されるので、次回のトナー補給時に、リカバリーモード中に補給されたトナー量ΔＸを差し引いて補給量を調整する。これによって、現像装置へのトナーの過剰補給を防止して画像不良の発生を抑制できる。

本実施の形態において、トナーとしてキャリアが混合された２成分系の現像剤を用いた場合は、現像装置５ａに対して、トナーだけでなくキャリアも含めて過剰補給を防止することができる。

また、本実施の形態において、トナーボトル２０ａに計量スクリューを搭載し、該計量スクリューの検出値に基づいてトナー補給量を検知するようにしてもよい。また、本実施の形態において、回転検知センサ５８は、トナーボトル２０ａに所定のマークを形成しておき、反射型の光学センサ等によってマークを検出する構成であってもよい。

次いで、第３の実施の形態について図１２を参照して説明する。第３の実施の形態に係る画像形成装置は、第１の実施の形態に係る画像形成装置２００と同様の構成である。

図１２は、第３の画像形成処理を示すフローチャートである。この画像形成処理は、画像形成装置２００の制御基板３００に設けられたＣＰＵ７０又はＡＳＩＣ７２が、図示省略したＲＯＭに記憶された第３の画像形成処理プログラムの画像形成処理手順に従って実行する。第３の画像形成処理は、トナーボトル２０ａ内（収容容器内）のトナー残量が少なくなり、トナー補給能力が低下した時には、トナー補給量を補正せず、そのまま正規の補給量を補給するよう制御する。

図１２において、第３の画像形成処理が開始されると、ＣＰＵ７０は、先ず、扉開閉検知ＳＷ２７を監視してボトル装着部の開閉扉２６が閉まっている否かを検知し、開閉扉２６が閉まっていなければ、閉まるまで待機する（ステップＳ３０２）。

次いで、ＣＰＵ７０は、ステップＳ３０２の判別の結果、開閉扉２６が閉まっていれば（ステップＳ３０２で「ＹＥＳ」）、ボトル装着部にトナーボトルが装着されているか否かを判別する（ステップＳ３０３）。

このとき、回転検知センサ５８が出力“Ｈｉ”を出力していれば、ボトル装着部にトナーボトルが装着されていると判断される。ステップＳ３０３の判別の結果、トナーボトル２０ａが装着されている場合（ステップＳ３０３で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、駆動モータ６０を駆動してトナーボトル２０ａの前多回転を開始してイニシャル動作を行う（ステップＳ３０４）。

次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａの所定時間の前多回転（イニシャル動作）の終了によって（ステップＳ３１２）、画像形成装置２００を画像形成可能な状態にした後、画像形成のためのジョブが投入されるまで待機する（ステップＳ３１３）。ステップＳ３１３の判別の結果、ジョブが投入された（ステップＳ３１３で「ＹＥＳ」の）場合、ＣＰＵ７０は、画像形成動作を開始する（ステップＳ３１４）。次いで、画像形成動作中にトナーの補給が必要な場合、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａからトナー補給を開始させる（ステップＳ３１５）。このときＣＰＵ７０は、リカバリーモードを実行した旨のフラグが立っているか否かを判別する（ステップＳ３１６）。次いで、ＣＰＵ７０は、ステップＳ３１６の判別の結果、フラグが立っている（ステップＳ３１６で「ＹＥＳ」の）場合、トナー補給量を補正する。すなわち、ＣＰＵ７０は、正規の補給量Ｘから、リカバリーモード中の回転によって補給されたトナー量ΔＸを差し引いて、補給量を設定する（ステップＳ３１７）。一方、ステップＳ３１６の判別の結果、フラグが立っていなかった（ステップＳ３１６で「ＮＯ」の）場合、正規の補給量Ｘをトナー補給量として設定する（ステップＳ３１８）。なお、リカバリーモード中における回転によって補給されたトナー量ΔＸがゼロの場合は、正規の補給量Ｘがトナー補給量として設定される。

正規の補給量Ｘは、例えば、ビデオカウントや、トナー濃度センサ２５ａの検出値に基づいて決定される必要補給量である。また、リカバリーモードにおけるトナーボトルの回転で補給されるトナー量ΔＸは、リカバリーモード中のトナーボトルの回転速度等によって変動するので、回転速度、又は回転情報回数に応じて算出される。

トナー補給量を設定した後、ＣＰＵ７０は、設定した補給量だけ、現像装置５ａに向けてトナーを補給し（ステップＳ３１９）、その後、トナーの補給を停止させ（ステップＳ３２０）、画像形成操作を停止し（ステップＳ３２１）、本処理を終了する。

一方、ステップＳ３０３の判別の結果、トナーボトル２０ａの装着を検知できない（ステップＳ３０３で「ＮＯ」の）場合、ＣＰＵ７０は、リカバリーモードに移行する。すなわち、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが装着されているか否かを確認するために、トナーボトル２０ａの回転を開始させる（ステップＳ３０５）。次いで、ＣＰＵ７０は、トナーボトル２０ａが回転している間、回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを監視する（ステップＳ３０６）。ステップＳ３０６の監視の結果、出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化した場合（ステップＳ３０６で「ＹＥＳ」）、トナーボトル２０ａが装着部に装着されていると判別し、その後、トナーボトル２０ａの回転を停止させる（ステップＳ３０７）。次いで、ＣＰＵ７０は、現像装置５ａのトナー濃度センサ２５ａの出力が所定値以上変化したか否かを判別する（ステップＳ３０８）。そして、所定値以上変化していた場合、ＣＰＵ７０は、リカバリーモードを実行した旨のフラグを立て（ステップＳ３０９）、処理をステップＳ３０４へ移行させる。一方、ステップＳ３０８の判別の結果、トナー濃度センサ２５ａの出力が所定値以上変化しなかった（ステップＳ３０８で「ＮＯ」の場合）、ＣＰＵ７０は、そのまま、処理を前多回転処理（ステップＳ３０４）に移行させる。トナーボトル内のトナー残量の低下等に対応した適正な操作を行うためである。この場合、トナーボトル２０ａが回転したもののトナーが補給されなかったと判断される。トナーボトル２０ａが回転したもののトナーが補給されなかった原因としては、トナーボトル２０ａ内のトナー残量が不足していることが考えられる。

図１３は、現像装置内に設けられたトナー濃度センサの出力波形を示す図であり、図１３（Ａ）は、現像装置内のトナー量が変化しない場合を示す図、図１３（Ｂ）は、現像装置内のトナー量が変化する場合を示す図である。図１３において、トナー濃度センサ２５ａの出力波形は、現像装置内の撹拌スクリューの周期に応じて変化するが、トナー補給がなく、現像装置内のトナー量が変化しない場合は、出力の平均値Ｖave１は一定で、振幅ΔＶ１も一定である。一方、現像装置にトナーが補給された時は、出力波形がΔＶ１からΔＶ２に変化し、その後、出力の平均値はＶave１からＶave２へ変化する。なお、二成分現像剤が使用された場合、出力平均値の変化に基づいて、現像装置内のトナーとキャリアとの比を観察することができる。

トナー濃度センサの出力波形がΔＶ１からΔＶ２に変化したことによって、トナーボトル２０ａから現像装置５ａ内にトナーが補給されたことを検知することができる。また、トナー濃度センサ２５ａの出力を監視することで、例えばトナーボトル２０ａが装着されたときにそれが新品ではなく、トナー残量が少なくて給能力が低下していることを検出することができる。この場合、必要に応じて補給量を減少させること等によって補正して、過補給だけでなく、補給不足にも対応することができる。

図１４は、トナーボトル内（現像剤補給容器内）のトナー残量とトナー補給能力の関係を表す図であり、トナー残量が少ない場合は、補給能力が低下することを示している。

図１２に戻り、ステップＳ３０６の判別の結果、トナーボトル２０ａの装着を検出できない（ステップＳ３０６で「ＮＯ」の）場合、ＣＰＵ７０は、所定時間が経過している否かを判別する（ステップＳ３１０）。即ち、ＣＰＵ７０は、ステップＳ３０５でトナーボトル２０ａの回転を開始してから所定時間が経過している否かを判別し、経過していなければ処理をステップＳ３０６に戻して回転検知センサ５８の出力が“Ｌｏｗ”から“Ｈｉ”に変化するか否かを再度判別する。また、ステップＳ３１０の判別の結果、所定時間が経過している（ステップＳ３１０で「ＹＥＳ」の）場合、画像形成装置２００にトナーボトル２０ａが装着されていないと判断し（ステップＳ３１１）、本処理を終了する。

なお、この場合、ＣＰＵ７０は、例えば、図示省略した操作画面に、画像形成装置２００にトナーボトル２０ａが装着されていないことを表示する。ステップＳ３１０における所定時間は、トナーボトル２０ａを回転させたときに少なくとも回転検知センサ５８の出力が１回以上変化する程度の時間、具体的には、１ポンピング動作にかかる時間以上に設定される。

図１２の処理によれば、トナーボトル２０ａ内のトナー残量が少なくなり、補給能力が低下した際には、補給量の補正を実施せず（ステップＳ３０８で「ＮＯ」）、処理を前多回転処理（ステップＳ３０４）に戻す。これによって、トナーボトル２０ａ内のトナー残量の低下した際に適正な制御、例えばトナー補給量の見直し等を実行してトナーボトル２０ａ内のトナー濃度の低下速度を減少させることができる。

また、本実施の形態によれば、上記実施の形態と同様、リカバリーモード中に現像装置５ａに供給される追加補給量を、正規のトナー補給量から減算することによって、現像装置へのトナーの過剰補給を防ぐことができる。また、これによって、画像濃度を安定させることができるとともに、過剰補給に起因する影響、例えば、装置本体にダメージを与える可能性を低減させることもできる。

また、本実施の形態によれば、トナー濃度センサ２５ａの出力の変化を監視することによって、例えばトナーボトル２０ａが装着されたときにそれが新品ではなく、トナー残量が少なく補給能力が低下しているか否かを判別することができる。これによって、トナー補給能力が低下している場合に、必要に応じて補給量を補正することができ、過補給だけでなく、補給不足にも対応することができる。

また、本実施の形態においても、トナーとしてキャリアが混合された２成分系の現像剤を用いた場合は、現像装置５ａに対して、トナーだけでなくキャリアも含めて過剰補給を防止することができる。

また、本実施の形態においても、トナーボトル２０ａに計量スクリューを搭載し、該計量スクリューの検出値に基づいてトナー補給量を検知するようにすることもできる。また、本実施の形態においても、回転検知センサ５８は、トナーボトル２０ａに所定のマークを形成しておき、反射型の光学センサ等によってマークを検出する構成であってもよい。

次いで、第４の実施の形態について図１５を参照して説明する。第４の実施の形態に係る画像形成装置は、第１の実施の形態に係る画像形成装置２００と同様の構成である。

図１５は、第４の画像形成処理を示すフローチャートである。第４の画像形成処理は、画像形成装置２００の制御基板３００に設けられたＣＰＵ７０又はＡＳＩＣ７２が、図示省略したＲＯＭに記憶された第４の画像形成処理プログラムの画像形成処理手順に従って実行する。

第４の画像形成処理が、第３の画像形成処理と異なるところは、画像形成装置２００に電源を投入したタイミングで、直ちに、トナーボトル２０ａが装着されているか否かを検知するようにした点であり、その他の処理は、図１２の第３の画像形成処理と同様である。従って、以降の処理の説明を省略する。

図１５の処理によれば、画像形成装置への電源投入後、直ちにトナーボトル２０ａが装着されているか否かの判別を行う（ステップＳ４０２）ので、第３の画像形成処理の効果に加え、速やかにリカバリー操作を開始することができる。

また、本実施の形態においても、次回のトナー補給時に、トナー補給量Ｘからリカバリーモード中に補給されたトナー量ΔＸを差し引いて補給量を調整する。これによって、現像装置５ａへのトナーの過剰補給を抑制することができる。

また、本実施の形態においても、トナー濃度センサ２５ａの出力の変化を監視することによって、例えばトナーボトル２０ａが装着されたときにそれが新品ではなく、トナー残量が少なく補給能力が低下しているか否かを判別することができる。これによって、トナー補給能力が低下している場合に、必要に応じて補給量を補正することができ、過補給だけでなく、補給不足にも対応することができる。

５ａ〜５ｄ 現像装置
２０ａ〜２０ｄ トナーボトル
２５ａ〜２５ｄ トナー濃度センサ
４１ トナー収容部
４４ 駆動力入力部
４５ 胴部
４７ 排出部
５０ ポンプ部
５５ 被検出部
５５ａ 凸状部
５５ｂ 平坦部
５７ 回転検知フラグ
５８ 回転検知センサ
６０ 駆動モータ
７０ ＣＰＵ
１００Ｙ〜１００Ｂｋ 画像形成部

Claims (15)

1. 感光体に形成された静電潜像を、トナーを用いて現像する現像装置と、
   トナーを収容した収容容器が装着される装着部と、
   前記装着部に装着された収容容器を回転させる駆動手段と、
   前記駆動手段により回転されている収容容器の回転状態に応じて所定の信号を出力する出力手段と、
   前記出力手段から前記所定の信号が出力されているか否かに応じて前記装着部に収容容器が装着されているか否かを判定する判定手段と、
   前記現像装置に補給すべきトナーの補給量を算出する算出手段と、
   前記判定手段により前記装着部に収容容器が装着されていると判定するために前記駆動手段が収容容器を回転させているときの前記出力手段の出力結果に基づいて、前記算出手段により次回算出される前記補給量を補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置を起動させるための電源を有し、
   前記判定手段は、前記電源が投入された後、直ちに、前記装着部に前記収容容器が装着されているか否かを判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。
3. 前記装着部に収容容器が装着されていると判定するために前記駆動手段が収容容器を回転させるときの収容容器の回転速度は、収容容器の交換が不要な通常のトナー補給時における収容容器の回転速度である第１の速度よりも遅い第２の速度であ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. 前記判定手段及び補正手段を制御する制御手段と、前記現像装置内のトナー濃度を検知する濃度検知手段を備え、
   前記制御手段は、前記濃度検知手段の検出値に基づいて、前記装着部に収容容器が装着されていると判定するために前記駆動手段が収容容器を回転させた際に前記収容容器から前記現像装置に向けてトナーが補給されたことを検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記装着部に収容容器が装着されていると判定するために前記駆動手段が収容容器を回転させることによっても前記収容容器から前記現像装置へトナーが補給されなかった場合、前記補正手段は、前記算出手段により算出される前記補給量を補正しないことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記補正手段は、収容容器内のトナー残量が少なくなってトナーの補給能力が低下した場合、前記算出手段により算出される補給量を補正しないことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記収容容器は、１回転する間に間欠的に前記トナーを前記現像装置に補給するものであり、
   前記出力手段の出力信号は、前記トナーの補給が終了した時点で、前記所定の信号以外の信号から前記所定の信号に変化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. 前記収容容器は、前記装着部に対して装着及び抜き取り自在であって、
   トナーを収容する収容部と、
   前記トナーを前記現像装置に向かって排出する排出部と、
   前記収容部内のトナーを前記排出部に向けて搬送する搬送部と、
   駆動手段から回転駆動力を受け入れる駆動力入力部と、
   前記駆動力入力部に入力される回転駆動力を往復駆動力に変換する駆動力変換機構と、
   前記往復駆動力によって容積を可変するポンプ部と、
   を有し、
   前記ポンプ部の伸張及び収縮によって前記収容部内のトナーを前記排出部を介して前記現像装置に補給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、
   現像剤補給用の収容容器が装着される装着部と、
   前記装着部に収容容器が装着される際に開閉される扉と、
   前記装着部に装着された収容容器から前記現像手段へ現像剤を補給するため、前記装着部に装着された前記収容容器を回転させる駆動手段と、
   前記装着部に装着された収容容器の回転方向において収容容器に設けられた所定部位を検知する回転検知手段と、
   前記現像手段に収容された現像剤を検知する現像剤検知手段と、
   前記現像剤検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段が前記装着部に装着された収容容器を回転させる回転量を決定する決定手段と、
   前記決定手段により決定された前記回転量と前記回転検知手段の検知結果とに基づいて前記駆動手段を制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記扉が閉じられた場合に前記回転検知手段の検知結果を取得し、前記回転検知手段が前記所定部位を検知していなければ、前記回転検知手段により前記所定部位が検知されるように前記駆動手段を駆動させる検知動作を実行し、
   前記決定手段は、前記検知動作によって前記回転検知手段が前記所定部位を検知した場合、当該決定手段によって前記検知動作後に決定される回転量を減少させることを特徴とする画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記駆動手段を制御して前記装着部に装着された収容容器を回転させ、前記回転検知手段の検知結果に対応する回転量が前記決定手段により決定された前記回転量に達した後に前記駆動手段による前記収容容器の回転駆動を停止することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記制御手段は、前記検知動作中の収容容器の回転速度が、前記装着部に装着された収容容器から前記現像手段へ現像剤を補給するときの収容容器の回転速度よりも遅い速度となるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項９又は１０に記載の画像形成装置。
12. 前記制御手段は、前記回転検知手段により前記装着部に装着された収容容器の所定部位が検知された状態で前記装着部に装着された収容容器の回転が止まるように、前記駆動手段を制御することを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記装着部に装着される収容容器は、現像剤を収容する収容部と、前記収容部の内圧を変化させて前記収容部から前記現像手段へ現像剤を供給するために伸縮するポンプ部とを有し、
    前記駆動手段は、前記装着部に装着された収容容器の回転駆動に伴い前記ポンプ部を伸縮させることを特徴とする請求項９乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 前記装着部に装着される収容容器は、前記駆動手段により回転される収容容器の回転駆動力を前記ポンプ部が伸縮する力へ変換する変換部をさらに有することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記変換部は、前記収容容器の回転とともに回転するカム溝と、当該カム溝に係合し前記ポンプ部と接続されている部材とを有し、
    前記ポンプ部は前記カム溝に応じて伸縮することを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。

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