JP6942993B2 - 画像形成装置および制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤収容部から現像器に現像剤を供給する供給部を備えた画像形成装置および制御方法に関する。

従来、現像ローラを備える現像器と、現像器内に必要に応じて新しいトナーを補給（供給）する供給部と、現像器内のトナー量を検出する光センサとを備える画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。この技術では、現像器内のトナーを一定量に保つために、トナー消費量に応じてトナーの補給を行っている。

トナー消費量は、ドットカウントに基づいて算出され、補給するトナーの量は、算出したトナー消費量よりも少なく見積もった量に設定されている。これにより、現像器内のトナー量は、トナーの消費に応じて徐々に減る傾向にある。そのため、この技術では、光学式センサで検出した現像器内のトナー量が、所定値以上である場合には、トナー消費量に応じた補給を行い、所定値未満である場合には、現像室内に所定量のトナーを補給している。

特開２０１４−０２６０４５号公報

ところで、印字速度を高速化する場合、印字制御中においては、現像ローラなどの現像器内の部材を速い速度で回転させる必要がある。この場合において、印字制御中に光学式センサによるトナー量の検出を行うと、トナー量を精度良く検出することができないといった問題がある。

そこで、本発明は、現像器内にトナー（現像剤）を供給する供給部を備えた画像形成装置において、現像器内のトナー量を精度良く検出することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置は、感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像ローラを備える現像器と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から前記現像器に現像剤を供給する供給部と、前記現像器内へ光を出射する発光部および前記発光部から前記現像器内を通った光を受光する受光部を有する光センサと、制御部と、を備える。
前記制御部は、前記感光体上の静電潜像を現像する現像処理と、現像剤の使用量を取得する使用量取得処理と、前記使用量が第１閾値以上になる毎に、前記供給部によって現像剤を前記現像器に供給する供給処理と、前記使用量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になる毎に、前記光センサによって前記現像器内の現像剤の量を検出する検出処理と、を実行可能であり、前記検出処理を、前記現像処理を実行していないときに実行する。

また、本発明に係る制御方法は、感光体と、前記感光体に現像剤を供給する現像ローラを備える現像器と、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部から前記現像器に現像剤を供給する供給部と、前記現像器内へ光を出射する発光部および前記発光部から前記現像器内を通った光を受光する受光部を有する光センサと、制御部と、を備えた画像形成装置における前記制御部による制御方法である。
前記制御方法は、前記感光体上の静電潜像を現像する現像処理を実行する工程と、現像剤の使用量を取得する使用量取得処理を実行する工程と、前記使用量が第１閾値以上になったことを条件として、前記供給部によって現像剤を前記現像器に供給する供給処理を実行する工程と、前記使用量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になったことを条件として、前記光センサによって前記現像器内の現像剤の量を検出する検出処理を実行する工程と、を備える。
前記検出処理を実行する工程は、前記現像処理を実行していないときに行われる。

前述した画像形成装置および制御方法によれば、現像処理を実行していないとき、つまり現像器内の部材が速い速度で回転していないときに検出処理を実行するので、光センサによって現像器内の現像剤の量を精度良く検出することができる。

本発明によれば、現像器内に現像剤を供給する供給部を備えた画像形成装置において、現像器内の現像剤の量を精度良く検出することができる。

本発明の一実施形態に係るレーザプリンタの概略構成を示す図である。 プロセスカートリッジを示す断面図である。 図２のＩ−Ｉ断面図である。 伝達機構が切断状態であるときの各部材の関係を示す図（ａ）〜（ｃ）である。 伝達機構が接続状態であるときの各部材の関係を示す図（ａ）〜（ｃ）である。 供給量算出マップを示す図である。 制御部の動作を示すフローチャートである。 供給量算出処理を示すフローチャートである。 トナー量把握処理を示すフローチャートである。 露光処理を示すフローチャートである。 給紙処理を示すフローチャートである。 変形例に係る制御部の動作を示すフローチャートである。 変形例に係るトナー量把握処理を示すフローチャートである。 変形例に係るトナー残量判定処理を示すフローチャートである。

次に、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。すなわち、図１において、紙面に向かって右側を「前側」、紙面に向かって左側を「後側」とし、紙面に向かって奥側を「右側」、紙面に向かって手前側を「左側」とする。また、紙面に向かって上下方向を「上下方向」とする。

図１に示すように、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１００は、本体筐体１２０内に、シートの一例としての用紙Ｓを給紙するためのフィーダ部１３０と、用紙Ｓに画像を形成するための画像形成部１４０と、制御部２００と、駆動源の一例としてのモータ３００とを備えている。モータ３００の駆動力は、フィーダ部１３０および画像形成部１４０に伝達されている。

フィーダ部１３０は、本体筐体１２０の下部に着脱可能に装着される給紙トレイ１３１と、給紙トレイ１３１内の用紙Ｓを後述する転写ローラ１８３に向けて搬送する搬送機構１３２とを備えている。搬送機構１３２は、給紙トレイ１３１内の用紙Ｓをレジストレーションローラ１３４に向けて搬送する給紙機構１３３と、搬送される用紙Ｓの先端の各位置を揃えるためのレジストレーションローラ１３４とを備えている。用紙Ｓの搬送方向において、レジストレーションローラ１３４の下流側には、検知部の一例としての第１シートセンサ１０１が設けられている。第１シートセンサ１０１は、レジストレーションローラ１３４から転写ローラ１８３に向かって搬送される用紙Ｓを検知するセンサである。第１シートセンサ１０１は、転写ローラ１８３よりもレジストレーションローラ１３４の近くに配置されている。

第１シートセンサ１０１は、例えば、搬送される用紙Ｓに押されて揺動する揺動レバーと、揺動レバーの揺動を検知する光センサとを備えている。本実施形態では、用紙Ｓの通過中、つまり用紙Ｓによって揺動レバーが倒されているときには、第１シートセンサ１０１がＯＮになっているものとする。

画像形成部１４０は、スキャナユニット１５０と、プロセスユニット１６０と、定着装置１７０とを備えている。

スキャナユニット１５０は、本体筐体１２０内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。このスキャナユニット１５０では、レーザビームを、後述する感光ドラム１８１の表面上に高速走査にて照射する。

プロセスユニット１６０は、感光体の一例としての感光ドラム１８１と、帯電器１８２と、転写部の一例としての転写ローラ１８３と、プロセスカートリッジＰＣとを備えている。プロセスカートリッジＰＣ内には、現像剤の一例としてのトナーが収容されている。

プロセスカートリッジＰＣは、本体筐体１２０の前壁に回動可能に設けられたフロントカバー１２３で開閉される開口１２２を通して、本体筐体１２０に着脱可能となっている。なお、プロセスカートリッジＰＣの詳細な構成については後述する。

プロセスユニット１６０では、回転する感光ドラム１８１の表面が、帯電器１８２により一様に帯電された後、スキャナユニット１５０からのレーザビームの高速走査により露光される。これにより、感光ドラム１８１の表面に画像データに基づく静電潜像が形成される。

次いで、プロセスカートリッジＰＣ内のトナーが感光ドラム１８１の静電潜像に供給されて、感光ドラム１８１の表面上にトナー像が形成される。その後、感光ドラム１８１と転写ローラ１８３の間で用紙Ｓが搬送されることで、感光ドラム１８１の表面に担持されているトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置１７０は、加熱ローラ１７１と、加熱ローラ１７１に押圧される加圧ローラ１７２とを備えている。そして、この定着装置１７０では、用紙Ｓ上に転写されたトナーを、用紙Ｓが加熱ローラ１７１と加圧ローラ１７２との間を通過する間に熱定着している。用紙Ｓの搬送方向において、定着装置１７０の下流側には、定着装置１７０から排出された用紙Ｓの通過を検知する第２シートセンサ１０２が設けられている。第２シートセンサ１０２は、前述した第１シートセンサ１０１と同様の構成となっている。

定着装置１７０で熱定着された用紙Ｓは、定着装置１７０の下流側に配設される排紙ローラＲに搬送され、この排紙ローラＲから排紙トレイ１２１上に送り出される。

図２に示すように、プロセスカートリッジＰＣは、現像器の一例としての現像カートリッジ１と、現像剤収容部の一例としてのトナーカートリッジ２とを備えている。

現像カートリッジ１は、筐体１１と、現像ローラ１２と、供給ローラ１３と、層厚規制ブレード１４と、撹拌部の一例としての第１アジテータ１５とを備えている。筐体１１は、内部に現像剤を収容している。筐体１１は、層厚規制ブレード１４を支持するとともに、現像ローラ１２、供給ローラ１３および第１アジテータ１５を回転可能に支持している。

現像ローラ１２は、感光ドラム１８１に形成される静電潜像に対してトナーを供給するローラである。現像ローラ１２は、左右方向に延びる回転軸線を中心に回転可能となっている。

供給ローラ１３は、筐体１１内のトナーを現像ローラ１２に供給するローラである。層厚規制ブレード１４は、現像ローラ１２上のトナーの厚さを規制する部材である。

第１アジテータ１５は、現像ローラ１２の回転軸線と平行な回転軸である第１軸Ｘ１を中心に回転可能な軸部１５Ａと、軸部１５Ａに固定される撹拌翼１５Ｂとを備えている。筐体１１は、軸部１５Ａを回転可能に支持する。撹拌翼１５Ｂは、軸部１５Ａとともに図示時計回りに回転して、筐体１１内のトナーを撹拌する。

図３に示すように、レーザプリンタ１００は、筐体１１内のトナーの量を検知するための光センサ１９０を備えている。光センサ１９０は、筐体１１内へ光を出射する発光部１９１と、発光部１９１から筐体１１内を通った光を受光する受光部１９２とを備えている。発光部１９１および受光部１９２は、本体筐体１２０に設けられている。詳しくは、発光部１９１は、筐体１１に対して左右方向の一方側に配置され、受光部１９２は、筐体１１に対して左右方向の他方側に配置されている。

筐体１１は、発光部１９１から出射される光を筐体１１内に通して受光部１９２へ導く導光部１１Ｂを有している。導光部１１Ｂは、筐体１１の左右方向両側の壁面に設けられ、発光部１９１からの光を透過する部材によって構成されている。なお、筐体１１の左右方向両側の壁面は、発光部１９１からの光を透過しない部材によって構成されている。図２に示すように、導光部１１Ｂは、第１軸Ｘ１よりも上方に位置している。これにより、発光部１９１から出射される光は、上下方向において、第１軸Ｘ１と後述するオーガ２２との間を通る。

トナーカートリッジ２は、現像カートリッジ１に着脱可能となっている。トナーカートリッジ２は、内部にトナーを収容する筐体２１と、筐体２１内のトナーを現像カートリッジ１に供給する供給部の一例としてのオーガ２２と、図示時計回りに回転して筐体２１内のトナーを攪拌する第２アジテータ２３とを備えている。

オーガ２２は、左右方向に沿う回転軸２２Ａを中心として回転可能となっており、回転することにより軸方向に沿って、筐体２１の内部のトナーを搬送可能となっている。具体的には、オーガ２２は、回転軸２２Ａと、回転軸２２Ａ周りに螺旋状に設けられる板２２Ｂを有するスクリューオーガである。オーガ２２の板２２Ｂは、回転軸２２Ａと一体に形成されている。

筐体２１は、筐体２１内のトナーを現像カートリッジ１に送るための排出口２１Ａと、オーガ２２の外側を囲うトナー搬送部２１Ｂとを有している。トナー搬送部２１Ｂは、オーガ２２の外側に近接して径が細くなっている。現像カートリッジ１の筐体１１は、排出口２１Ａと対面する受入口１１Ａを有している。排出口２１Ａと受入口１１Ａは、オーガ２２の下であって、かつ、オーガ２２の軸方向の一端側に位置している。これにより、図３に示すように、オーガ２２が回転すると、螺旋状の板２２Ｂによってトナーが軸方向の一端側に向けて送られて、排出口２１Ａおよび受入口１１Ａを介して筐体１１内に供給される。

また、オーガ２２は、伝達ギヤの一例としてのオーガギヤ２２Ｇを有している。オーガギヤ２２Ｇは、オーガ２２に駆動力を伝達するギヤであり、オーガ２２の軸に固定されている。

第２アジテータ２３は、左右方向に平行な軸部２３Ａと、軸部２３Ａに設けられる撹拌翼２３Ｂとを備えている。第２アジテータ２３の軸部２３Ａの端部には、第２アジテータギヤ２３Ｇが固定されている。第２アジテータギヤ２３Ｇは、オーガギヤ２２Ｇと噛み合っている。

図４（ａ）に示すように、現像カートリッジ１は、カップリングＣＰと、現像ギヤＧｄと、供給ギヤＧｓと、第４ギヤ４０と、伝達機構ＴＭとを備えている。カップリングＣＰは、モータ３００（図１参照）から駆動力が入力されたとき、図示時計回りに回転するよう構成される。カップリングＣＰは、カップリングギヤＧｃを有している。

現像ギヤＧｄは、現像ローラ１２を駆動するためのギヤである。現像ギヤＧｄは、カップリングギヤＧｃと噛み合っている。供給ギヤＧｓは、供給ローラ１３を駆動するためのギヤである。供給ギヤＧｓは、カップリングギヤＧｃと噛み合っている。

第４ギヤ４０は、軸方向に延びる第４軸Ｘ４を中心に回転可能となっている。第４ギヤ４０は、カップリングギヤＧｃと噛み合う大径ギヤ４１と、大径ギヤ４１よりも外径が小さい小径ギヤ４２（図４（ｃ）参照）とを有している。小径ギヤ４２は、大径ギヤ４１と一体に回転し、軸方向において筐体１１と大径ギヤ４１との間に位置している。第４ギヤ４０は、カップリングＣＰにモータ３００からの駆動力が入力されたとき、図示反時計回りに回転する。

伝達機構ＴＭは、モータ３００の駆動力をオーガ２２へ伝達する機構であり、オーガ２２に駆動力を伝達しない切断状態と、オーガ２２に駆動力を伝達する接続状態とに切替可能となっている。伝達機構ＴＭは、主に、第１ギヤＧ１と、第２ギヤＧ２と、レバー５０と、支持部材６０と、第３ギヤ３０とを備えている。

第１ギヤＧ１は、第１アジテータ１５の軸部１５Ａに固定されている。これにより、第１ギヤＧ１は、第１軸Ｘ１を中心にして、第１アジテータ１５とともに回転する。図４（ｃ）に示すように、第１ギヤＧ１は、第４ギヤ４０の小径ギヤ４２と噛み合っている。これにより、第１ギヤＧ１には、モータ３００からの駆動力が入力される。駆動力が入力された第１ギヤＧ１は、図示時計回りに回転する。

第２ギヤＧ２は、軸方向に延びる第２軸Ｘ２を中心に回転可能となっている。第２ギヤＧ２は、第１ギヤＧ１と噛み合った状態で、第１ギヤＧ１周りを回動可能となっている。詳しくは、第２ギヤＧ２は、第１軸Ｘ１を中心に公転可能であり、図４（ｃ）に示す第１位置と、図５（ｃ）に示す第２位置との間を回動する。第２ギヤＧ２は、第１位置に位置するときに、オーガギヤ２２Ｇから外れている。第２ギヤＧ２は、第２位置に位置するときに、オーガギヤ２２Ｇと噛み合っている。

支持部材６０は、第１ギヤＧ１と第２ギヤＧ２とを回転可能に支持する部材である。支持部材６０は、第２ギヤＧ２とともに第１軸Ｘ１を中心にして第１位置と第２位置との間を回動可能となっている。

図４（ａ）に示すように、第３ギヤ３０は、軸方向に延びる第３軸Ｘ３を中心に回転可能となっている。第３ギヤ３０は、支持部材６０の下端の被押圧部６１を図示反時計回りに押圧するためのカム３１と、軸方向の高さがカム３１よりも低いことで支持部材６０の被押圧部６１とは非接触となるバネ係合部３４とを有している。バネ係合部３４は、第３軸Ｘ３を挟んでカム３１とは反対側に配置されている。カム３１とバネ係合部３４とは、軸方向から見た形状は等しく、いずれも第２バネＳＰ２に付勢されるように構成されている。第２ギヤＧ２は、図４（ａ）に示すように、支持部材６０の被押圧部６１がカム３１で支えられることで第１位置に位置し、図５（ａ）に示すように、カム３１が支持部材６０から退避することで第２位置に移動可能となる。

また、第２ギヤＧ２が第１位置に位置するときには、カム３１が第２バネＳＰ２によって図示反時計回りに付勢され、第２ギヤＧ２が第２位置に位置するときには、バネ係合部３４が第２バネＳＰ２によって図示反時計回りに付勢されている。第２ギヤＧ２が第１位置に位置するときにおける第２バネＳＰ２の付勢力は、図４（ｂ）に示すように、第３ギヤ３０に設けられた突出部３７を介してレバー５０の第１係合部５１Ｂで受けられている。また、第２ギヤＧ２が第２位置に位置するときにおける第２バネＳＰ２の付勢力は、図５（ｂ）に示すように、突出部３７を介してレバー５０の第２係合部５２Ｂで受けられている。

図４（ｃ）に示すように、第３ギヤ３０は、２つのギヤ歯部３５Ａ，３５Ｂと、２つの欠歯部３６Ａ，３６Ｂとを有している。第２ギヤＧ２が第１位置に位置するときには、一方の欠歯部３６Ａが第１ギヤＧ１に対向し、第２ギヤＧ２が第２位置に位置するときには、他方の欠歯部３６Ｂが第１ギヤＧ１に対向する（図５（ｃ）参照）。

図４（ｂ）に示すように、レバー５０は、第１軸Ｘ１を中心に回動可能となっており、第１バネＳＰ１によって図示反時計回りに付勢されている。レバー５０の一端には、前述した各係合部５１Ｂ，５２Ｂが設けられている。レバー５０の他端には、本体筐体１２０に設けられる駆動レバーＤＬと係合可能な受け部５３Ｄが設けられている。駆動レバーＤＬは、本体筐体１２０に設けられた回動軸ＤＳを中心に回動する。

以上のように構成される伝達機構ＴＭでは、図４（ａ）の状態から駆動レバーＤＬを図示反時計回りに回動させると、駆動レバーＤＬによって、レバー５０が第１バネＳＰ１の付勢力に抗して図示時計回りに回動する。これにより、図４（ｂ）に示すレバー５０の第１係合部５１Ｂが突出部３７から外れる。

第１係合部５１Ｂが突出部３７から外れると、第２バネＳＰ２の付勢力によって第３ギヤ３０が図示反時計回りに回動する。これにより、図４（ｃ）に示す第３ギヤ３０の第１ギヤ歯部３５Ａが第１ギヤＧ１と噛み合う。

第１ギヤ歯部３５Ａが第１ギヤＧ１と噛み合うと、第１ギヤＧ１から駆動力が伝達された第３ギヤ３０がさらに回転する。これにより、図４（ａ）に示すカム３１が支持部材６０の下端の被押圧部６１から離れる方向に回動する。

このようにカム３１が回動すると、カム３１で支持されていた支持部材６０が第１位置から第２位置に回動する。詳しくは、支持部材６０は、図示時計回りに回転する第１ギヤＧ１から摩擦力を受けることで、第１ギヤＧ１の回転方向と同じ方向に回動する。

このような支持部材６０の回動により、支持部材６０で支持されている第２ギヤＧ２も第１位置から第２位置に回動する。また、第２ギヤＧ２は、第１ギヤＧ１から駆動力を受け、図示反時計回りに回転する。これにより、第２ギヤＧ２がオーガギヤ２２Ｇと噛み合い、オーガ２２が回転する。つまり、伝達機構ＴＭが切断状態から接続状態に切り替えられるので、モータ３００の駆動力によって、現像ローラ１２、供給ローラ１３、第１アジテータ１５、オーガ２２および第２アジテータ２３が回転する。

その後、第３ギヤ３０がさらに回転すると、バネ係合部３４は、第２バネＳＰ２に近づくように回動することで第２バネＳＰ２を一旦押し縮め、その後、第２バネＳＰ２から離れるように回動することで第２バネＳＰ２によって図示反時計回りに付勢される。図５（ｃ）に示すように、第３ギヤ３０の第１ギヤ歯部３５Ａが第１ギヤＧ１から外れると、第１ギヤＧ１から第３ギヤ３０への駆動力の伝達が切れる。この際、前述したように第２バネＳＰ２がバネ係合部３４を付勢することで、第３ギヤ３０が第２バネＳＰ２の付勢力によって若干回動し、図５（ｂ）に示す突出部３７がレバー５０の第２係合部５２Ｂに係合する。これにより、図５（ａ）に示すように、第３ギヤ３０の回転が止まって、カム３１が支持部材６０の被押圧部６１から離れた位置に保持されるので、第２ギヤＧ２は第２位置に維持される。

また、図５（ａ）の状態から駆動レバーＤＬを元の位置（図４（ａ）の位置）に戻すと、レバー５０は、第１バネＳＰ１の付勢力によって元の位置に戻る。これにより、第２係合部５２Ｂが突出部３７から外れて、前述した動作と略同様の動作によってカム３１が図４（ａ）の位置まで回動して止まる。このように回動するカム３１によって支持部材６０の被押圧部６１が押圧されて図示反時計回りに回動することで、第２ギヤＧ２が第２位置から第１位置に移動する。つまり、伝達機構ＴＭが接続状態から切断状態に切り替えられるので、現像ローラ１２、供給ローラ１３および第１アジテータ１５については回転が継続するが、オーガ２２および第２アジテータ２３については回転が止められる。

制御部２００は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ、不揮発性メモリ、ＡＳＩＣおよび入出力回路などを備えている。制御部２００は、外部のコンピュータから出力されてくる印字指令と、各センサ１０１，１０２，１９０（図３参照）から出力されてくる信号と、ＲＯＭ等に記憶されたプログラムやデータに基づいて各種演算処理を行うことによって、制御を実行する。制御部２００は、現像処理と、使用量取得処理と、供給処理と、検出処理と、供給量算出処理と、を実行可能となっている。言い換えると、制御部２００は、プログラムに基づいて動作することで、前述した各処理を実行する手段として機能している。また、制御部２００による制御方法は、前述した各処理を実行する工程を備えている。

現像処理は、感光ドラム１８１上の静電潜像を現像する処理である。詳しくは、制御部２００は、現像ローラ１２に適正な電圧を印加した状態において、印字指令に応じた画像データに基づいてスキャナユニット１５０を明滅させる露光処理を行うことで、現像処理を実行する。また、制御部２００は、現像処理において、第１アジテータ１５を第１速度Ｖ１で回転させる。

使用量取得処理は、現像処理におけるトナーの使用量Ｑｕを取得する処理である。制御部２００は、使用量取得処理において、印字指令に応じた画像データのドット数に基づいて、使用量Ｑｕを取得する。

なお、単位面積当たりのドット数が所定値以下である場合は、ドット数を所定値とみなしてもよい。また、例えばトナーセーブモードにおいては、ドット数に１未満の係数をかけることで、使用量Ｑｕを少なく算出してもよい。

また、制御部２００は、現像処理において１枚分の用紙Ｓの画像に対応したトナー像を感光ドラム１８１に形成した後に、使用量取得処理を実行する機能を有している。詳しくは、本実施形態において、制御部２００は、第２シートセンサ１０２がＯＮからＯＦＦに切り替わった後、つまり用紙Ｓが定着装置１７０を抜けた後に、使用量取得処理を実行している。

供給処理は、オーガ２２によってトナーを現像カートリッジ１に供給する処理である。制御部２００は、前回の供給処理を実行してから現在までの使用量Ｑｕが第１閾値ＴＨ１以上になったことを条件として、供給処理を実行する。詳しくは、本実施形態において、制御部２００は、前回の供給処理が実行してから現在までの使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ１が第１閾値ＴＨ１以上になった場合には、供給処理を実行するためのフラグＦ１を１に設定する。これにより、トナーの使用量Ｑｕが第１閾値ＴＨ１以上になる毎に供給処理が実行される。

ここで、第１閾値ＴＨ１は、以下の式（１）を満たすように設定することができる。
Ｍ≦ＴＨ１≦２Ｍ ・・・（１）
Ｍ：印字可能な最大の用紙Ｓに対するトナーの最大の使用量

制御部２００は、供給処理において、所定量のトナーを現像カートリッジ１に供給する機能を有している。具体的に、制御部２００は、供給処理において、オーガ２２を所定回数回転させる。より詳しくは、制御部２００は、供給処理において、オーガ２２を、所定の回転速度で、所定時間の間回転させる。ここで、所定時間は、供給処理の実行期間Ｔｄに相当する。

ここで、供給処理において現像カートリッジ１に供給するトナーの量ＭＦは、以下の式（２）を満たすように設定することができる。
ＴＨ１≦ＭＦ≦２Ｍ ・・・（２）
ＴＨ１：第１閾値
Ｍ：印字可能な最大の用紙Ｓに対するトナーの最大の使用量

なお、本実施形態において、使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ１は、供給処理を実行するたび、詳しくはフラグＦ１が１に設定されるたびに、第１閾値ＴＨ１引いた値に更新される。また、使用量Ｑｕは、総使用量Ｑｕｓとしてカウントされ、トナーカートリッジ２が交換されるたびに初期値にリセットされるものとする。

制御部２００は、第１シートセンサ１０１が用紙Ｓを検知した信号に基づいて、当該用紙Ｓに対応した静電潜像の形成が開始される前に、供給処理を開始する機能を有している。詳しくは、制御部２００は、第１シートセンサ１０１がＯＦＦからＯＮに切り替わってから第１所定時間Ｔ１の経過後に供給処理を開始する。

ここで、第１シートセンサ１０１がＯＮになってから第１シートセンサ１０１で検知された用紙Ｓに対応した露光処理を開始するまでの時間間隔を第３所定時間Ｔ３とすると、第１所定時間Ｔ１は、以下の式（３）を満たすように設定することができる。
Ｔ１＜Ｔ３ ・・・（３）

制御部２００は、供給処理を開始する場合には、駆動レバーＤＬを図４における図示反時計回りに回動させることで、伝達機構ＴＭを切断状態から接続状態に切り替える制御を実行している。そして、制御部２００は、１枚分の用紙Ｓの画像に対応した静電潜像の形成が完了した後、つまり１枚分の露光処理が完了した後に、供給処理を終了する。詳しくは、制御部２００は、供給処理の開始から実行期間Ｔｄの経過後に供給処理を終了し、フラグＦ１を０に設定する。制御部２００は、供給処理を終了する場合には、駆動レバーＤＬを図５における図示時計回りに回動させることで、伝達機構ＴＭを接続状態から切断状態に切り替える制御を実行している。

なお、実行期間Ｔｄは、以下の式（４）を満たすように設定することができる。
Ｌ１／Ｖａ＜Ｔｄ＜（Ｌ１＋２・Ｌ２）／Ｖａ ・・・（４）
Ｌ１：１枚の用紙Ｓの搬送方向の長さ
Ｌ２：連続印字時において連続して搬送される２枚の用紙Ｓ間の距離
Ｖａ：用紙Ｓの搬送速度
つまり、実行期間Ｔｄは、１枚の用紙Ｓの搬送時間よりも長く、１枚の用紙Ｓの搬送時間に用紙Ｓの前後の紙間の時間を合わせた時間よりも短い。

なお、実行期間Ｔｄは、用紙１枚分の露光処理を実行するための実行時間Ｔｅとの関係では、以下の式（５）を満たすように設定することができる。
Ｔｄ＞Ｔ３＋Ｔｅ−Ｔ１ ・・・（５）
Ｔ３：第３所定時間
Ｔ１：第１所定時間
このように実行期間Ｔｄを設定することで、露光処理の終了後に供給処理を終了させることができる。

また、制御部２００は、連続印字を実行する場合には、連続して搬送される２枚の用紙Ｓ間の距離が第１距離となるように、搬送機構１３２を制御する。そして、制御部２００は、連続印字の実行中において、供給処理を開始する場合には、用紙Ｓ間の距離が第１距離よりも大きい第２距離となるように、搬送機構１３２を制御する。詳しくは、本実施形態において、制御部２００は、連続印字を実行する場合には、供給処理の実行の可否によって、給紙トレイ１３１内の用紙Ｓを給紙機構１３３でピックアップするタイミングを変更している。ここで、ピックアップのタイミング（以下、「搬送タイミング」ともいう。）は、所定の用紙Ｓをピックアップしてから次の用紙Ｓをピックアップするまでの時間間隔である。制御部２００は、連続印字時において、供給処理を実行しない場合には、搬送タイミングを第１搬送タイミングに設定し、供給処理を実行する場合には、搬送タイミングを第１搬送タイミングよりも大きな第２搬送タイミングに設定する。

検出処理は、前回の検出処理を実行してから現在までの使用量Ｑｕが第１閾値ＴＨ１よりも大きな第２閾値ＴＨ２以上になったことを条件として、光センサ１９０によって現像カートリッジ１内のトナーの量を検出する処理である。詳しくは、本実施形態において、制御部２００は、前回の検出処理を実行してから現在までの使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ２が第２閾値ＴＨ２以上になった場合に検出処理を実行する。これにより、現像剤の使用量Ｑｕが第２閾値ＴＨ２以上になる毎に検出処理が実行される。制御部２００は、検出処理を、現像処理を実行していないときに実行する。

ここで、第２閾値ＴＨ２は、例えば、第１閾値ＴＨ１の２倍以上の値、例えば１０倍の値に設定することができる。使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ２は、検出処理を実行するたびに第２閾値ＴＨ２引いた値に更新される。増加量Ｑｕ１と増加量Ｑｕ２とは、独立して更新される。

制御部２００は、印字ジョブの実行中において使用量Ｑｕが第２閾値ＴＨ２以上になった場合に、印字ジョブを中断して検出処理を実行する。また、制御部２００は、検出処理において、第１アジテータ１５が第１速度Ｖ１よりも小さな第２速度Ｖ２で回転するようにモータ３００を制御する。これにより、検出処理においては、現像処理のときよりも第１アジテータ１５の回転速度が小さくなる。

また、制御部２００は、検出処理において検出したトナーの量、つまり現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈよりも多い場合には、供給処理を実行しないようにする制御を行っている。検出処理において現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈよりも多い場合には、制御部２００は、フラグＦ２を１に設定し、所定残量Ｑｔｈ以下の場合にはフラグＦ２を０に設定する。フラグＦ２が１となっている場合は供給処理が実行されず、検出処理が再度実行されてフラグＦ２が０となった場合に供給処理が実行される。ここで、所定残量Ｑｔｈは、ある程度大きな値、例えば現像カートリッジ１の容積の７０〜９０％程度に設定することができる。

現像カートリッジ１内のトナーは、現像ローラ１２と供給ローラ１３との間で摩擦帯電されることなどによって劣化し、例えば帯電能力が低下する。ここで、現像カートリッジ１内のトナーは、印字を良好に行うために、劣化したトナーと新鮮なトナーとが適正な割合で混合されているのが望ましい。そのため、現像カートリッジ１内のトナーは、所定の範囲内の量に保たれていることが望ましい。そのため、前述したようにＱｒ＞Ｑｔｈの場合に、供給処理を実行させないことで、現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが多すぎる場合には、現像カートリッジ１内のトナー量が適正な量に下がるまで待つことができ、トナー量を所定の範囲内に保つことが可能となっている。

供給量算出処理は、前回の供給処理の終了からの経過時間Ｔｐに基づいて、今回の供給処理で供給したトナーの供給量Ｑｓを算出する処理である。トナーカートリッジ２の内部のトナーのうち、特にトナー搬送部２２Ｂのトナーは、前回の供給処理の終了からの経過時間Ｔｐによって密度が変動しやすい。そのため、制御部２００は、供給量算出処理において、前回の供給処理からの経過時間Ｔｐが長いほど、今回の供給処理で供給した供給量Ｑｓが少なくなるように、供給量を算出する。

具体的に、制御部２００は、図６に示す供給量算出マップと経過時間Ｔｐとに基づいて供給量Ｑｓを算出する。詳しくは、制御部２００は、供給量算出処理において、供給量算出マップに基づいて単位時間当たりの供給量である単位供給量Ｕｓ，Ｕｔを取得し、単位供給量Ｕｓ，Ｕｔを積算することで、供給処理で供給したトータルの供給量Ｑｓを算出している。

ここで、供給量算出マップは、今回の供給処理の開始時に供給した単位供給量である初期単位供給量Ｕｓと、経過時間Ｔｐとの関係を示す関数である。初期単位供給量Ｕｓは、経過時間Ｔｐが０〜ＴＡの範囲内である場合には、以下の式（６）によって設定され、Ｔｐ＞ＴＡの場合には、下限値Ｕｍｉｎに設定される。
Ｕｓ＝−Ａ・Ｔｐ＋Ｕｍａｘ ・・・（６）

なお、式（６）における傾きＡは、実験やシミュレーション等により適宜決定すればよい。

このような供給量算出マップを用いることで、制御部２００は、前回の供給処理からの経過時間Ｔｐが長いほど、初期単位供給量Ｕｓが少なくなるように、初期単位供給量Ｕｓを設定する。また、制御部２００は、供給量算出処理において、初期単位供給量Ｕｓを設定した後、単位供給量Ｕｔを、時間の経過に応じて初期単位供給量Ｕｓから徐々に上げていき、単位供給量Ｕｔが上限値Ｕｍａｘになった場合には、単位供給量Ｕｔを上限値Ｕｍａｘに設定する。なお、単位供給量Ｕｔの傾き、つまり単位時間当たりの増加量は、実験やシミュレーション等によって適宜決定すればよい。

具体的には、例えば、経過時間ＴｐがＴａ（Ｔａ＜ＴＡ）である場合には、制御部２００は、式（６）より初期単位供給量ＵｓをＵａに設定する。その後、Ｕａを基準にして単位供給量Ｕｔを所定の傾きで増加させるとともに、ＵｔをＵａに順次積算していく。制御部２００は、このような供給量算出処理を、供給処理の実行期間に相当する時間αの間行う。つまり、制御部２００は、斜線のハッチングを施した領域Ｓａの面積を算出することで、トータルの供給量Ｑｓを算出する。

一方、例えば、経過時間ＴｐがＴｂ（Ｔｂ＞ＴＡ）である場合には、制御部２００は、初期単位供給量Ｕｓを下限値Ｕｍｉｎに設定する。その後、制御部２００は、前述と同様にして、単位供給量Ｕｔを下限値Ｕｍｉｎに積算することで、ドットのハッチングを施した領域Ｓｂの面積を算出して、トータルの供給量Ｑｓを算出する。

制御部２００は、供給量算出処理で算出した供給量Ｑｓが基準供給量Ｑｂ以下の場合に、第１閾値ＴＨ１を小さくする。つまり、今回の供給処理での供給量Ｑｓが少ない場合には、第１閾値ＴＨ１が小さな値に設定されることで、次回の供給処理を通常よりも早いタイミングで開始することが可能となっている。

また、制御部２００は、供給量算出処理で算出した供給量Ｑｓに基づいて、トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔを算出する機能を有している。具体的には、制御部２００は、供給量算出処理を行うたびに、新品状態のトナーカートリッジ２内のトナー量から供給量Ｑｓを減算することで、トナー残量Ｑｔを算出する。なお、トナー残量Ｑｔは、トナーカートリッジ２を交換したときには、交換されたトナーカートリッジ２内のトナー量に更新される。

そして、制御部２００は、トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔが所定量β以下となった場合に、残量が少なくなったことを示す情報を報知する。ここで、残量が少なくなったことを示す情報としては、例えば、トナーカートリッジ２の交換を促す情報や、トナーカートリッジ２がもう少しで交換が必要になるといった情報などが挙げられる。また、報知は、例えば、レーザプリンタ１００に設けられる表示パネルやランプやブザーなどで行ってもよいし、レーザプリンタ１００に無線または有線で接続されたコンピュータなどの外部装置によって行ってもよい。

次に、制御部２００の動作について詳細に説明する。
図７に示すように、制御部２００は、印字ジョブを開始すると、印字準備処理を実行する（Ｓ１）。具体的には、ステップＳ１において、制御部２００は、モータ３００をＯＮにするとともに、現像ローラ１２や帯電器１８２などに電圧を印加する。この際、制御部２００は、第１アジテータ１５の回転速度Ｖｒが第１速度Ｖ１となるように、モータ３００を所定の回転速度で回転させる。

ステップＳ１の後、制御部２００は、給紙機構１３３による用紙Ｓのピックアップを行う給紙処理を実行する（Ｓ６０）。なお、給紙処理については、後で詳述する。

ステップＳ６０の後、制御部２００は、第１シートセンサ１０１がＯＮになったか否かを判断する（Ｓ２）。ステップＳ２において第１シートセンサ１０１がＯＮになったと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、供給処理を実行するためのフラグＦ１が「１」であるか否かを判断する（Ｓ３）。

ステップＳ３においてＦ１＝１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、第１シートセンサ１０１のＯＮから第１所定時間Ｔ１の経過後に供給処理を開始して、開始時刻を記憶する（Ｓ４）。ステップＳ４の後、制御部２００は、供給処理の開始から実行期間Ｔｄの経過後に供給処理を終了する（Ｓ５）。

ステップＳ５の後、制御部２００は、供給処理の終了時刻を記憶して（Ｓ６）、フラグＦ１を「０」に戻す（Ｓ７）。ステップＳ７の後、制御部２００は、供給量算出処理を実行する（Ｓ８）。なお、供給量算出処理については、後で詳述する。

ステップＳ８の後、または、ステップＳ３でＮｏと判断した場合、制御部２００は、第２シートセンサ１０２がＯＮからＯＦＦに切り替わったか否かを判断する（Ｓ９）。ステップＳ９において第２シートセンサ１０２がＯＦＦに切り替わったと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、トナー量把握処理を実行する（Ｓ１０）。なお、トナー量把握処理については、後で詳述する。

ステップＳ１０の後、制御部２００は、印字ジョブが終了したか否かを判断する（Ｓ１１）。ステップＳ１１において終了していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２００は、ステップＳ６０の処理に戻る。また、ステップＳ１１において終了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、本制御を終了する。

図８に示すように、供給量算出処理において、制御部２００は、まず、前回の供給処理の終了時刻から今回の供給処理の開始時刻までの経過時間Ｔｐを算出する（Ｓ２１）。ステップＳ２１の後、制御部２００は、経過時間Ｔｐと供給量算出マップとに基づいて、今回の供給処理で供給したトナーの供給量Ｑｓを算出する（Ｓ２２）。

ステップＳ２２の後、制御部２００は、供給量Ｑｓが基準供給量Ｑｂ以下であるか否かを判断する（Ｓ２３）。ステップＳ２３においてＱｓ≦Ｑｂであると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、供給処理の実行の可否を判定するための第１閾値ＴＨ１を現在の値よりも小さな値に変更する（Ｓ２４）。具体的には、例えば第１閾値ＴＨ１の現在の値に対して１未満の係数をかけたり、現在の値から所定値を引くことによって、第１閾値ＴＨ１を小さな値に変更する。

ステップＳ２４の後、または、ステップＳ２３でＮｏと判断した場合、制御部２００は、供給量Ｑｓに基づいてトナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔを算出する（Ｓ２５）。ステップＳ２５の後、制御部２００は、トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔが所定量β以下であるか否かを判断する（Ｓ２６）。

ステップＳ２６においてＱｔ≦βであると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔが少なくなったことを示す情報を報知する（Ｓ２７）。ステップＳ２７の後、または、ステップＳ２６でＮｏと判断した場合、制御部２００は、供給量算出処理を終了する。

図９に示すように、トナー量把握処理において、制御部２００は、使用量取得処理を実行して（Ｓ３１）、トナーの使用量Ｑｕを算出する。ステップＳ３１の後、制御部２００は、現像カートリッジ１内のトナー量が所定残量よりも多いことを示すフラグＦ２が０であるか否かを判断する（Ｓ３２）。ステップＳ３２においてＦ２＝０であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、前回の供給処理を実行してから現在までの使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ１が第１閾値ＴＨ１以上であるか否かを判断する（Ｓ３３）。

ステップＳ３３においてＱｕ１≧ＴＨ１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、供給処理を実行するためのフラグＦ１を１に設定する（Ｓ３４）。ステップＳ３４の後、制御部２００は、増加量Ｑｕ１をＱｕ１−ＴＨ１に更新する（Ｓ３５）。

ステップＳ３５の後、または、ステップＳ３２、ステップＳ３３でＮｏと判断した場合、制御部２００は、前回の検出処理を実行してから現在までの使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ２が第２閾値ＴＨ２以上であるか否かを判断する（Ｓ３６）。ステップＳ３６においてＱｕ２≧ＴＨ２であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、印字ジョブを中断する（Ｓ３７）。詳しくは、ステップＳ３７において、制御部２００は、給紙機構１３３による用紙Ｓのピックアップを停止する。

ステップＳ３７の後、制御部２００は、モータ３００の回転速度を現状よりも低くすることで、第１アジテータ１５の回転速度Ｖｒを、第１速度Ｖ１よりも小さな第２速度Ｖ２にする（Ｓ３８）。これにより、第１アジテータ１５は、印字時よりもゆっくり回転することになる。

ステップＳ３８の後、つまり、第１アジテータ１５の回転速度が低くなった後、制御部２００は、検出処理を実行する（Ｓ３９）。これにより、検出処理を良好に行うことができる。検出処理を実行したら、制御部２００は、増加量Ｑｕ２をＱｕ２−ＴＨ２に更新する。

ステップＳ３９の後、制御部２００は、検出処理で検出したトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈより多いか否かを判断する（Ｓ４０）。ステップＳ４０においてＱｒ＞Ｑｔｈであると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、現像カートリッジ１内のトナー量が所定残量よりも多いことを示すフラグＦ２を１に設定する（Ｓ４１）。ステップＳ３６，Ｓ４０でＮｏと判断した場合、制御部２００は、現像カートリッジ１内のトナー量が所定残量よりも多いことを示すフラグＦ２を０に設定する（Ｓ４２）。制御部２００は、ステップＳ４１、または、ステップＳ４２の後、本制御を終了する。

また、制御部２００は、図１０に示す露光処理と、図１１に示す給紙処理を実行する。
図１０に示す露光処理において、制御部２００は、印字指令を受けると、第１シートセンサ１０１がＯＮになったか否かを判断する（Ｓ５１）。ステップＳ５１においてＯＮになったと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、第１シートセンサ１０１がＯＮになってから第３所定時間Ｔ３の経過後に露光処理を開始する（Ｓ５２）。ここで、前述した供給処理を開始する時刻は、第１シートセンサ１０１のＯＮから、第３所定時間Ｔ３よりも短い第１所定時間Ｔ１の経過後の時刻なので、供給処理は、露光処理を開始する前に開始されることになる。

また、ステップＳ５２において、制御部２００は、用紙１枚分の露光処理を実行する。つまり、制御部２００は、所定の実行時間Ｔｅの間、露光処理を実行する。ここで、前述した式（５）を満たすように実行期間Ｔｄが設定されることで、供給処理は、露光処理の終了後に終了されることになる。

ステップＳ５２の後、制御部２００は、印字ジョブが終了したか否かを判断する（Ｓ５３）。ステップＳ５３において終了していないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２００は、ステップＳ５１の処理に戻る。ステップＳ５３において終了したと判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、本制御を終了する。

図１１に示す給紙処理において、制御部２００は、供給処理を実行するためのフラグＦ１が０であるか否かを判断する（Ｓ６１）。ステップＳ６１においてＦ１＝０であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、印字ジョブの開始から所定のタイミングで、または、１枚の用紙Ｓを前回給紙したタイミングに対して第１搬送タイミングで次の用紙Ｓの給紙を行う（Ｓ６２）。これにより、連続印字時において、供給処理を実行しない場合には、連続して搬送される２枚の用紙Ｓ間の距離が、第１距離となる。

これに対し、ステップＳ６１においてＦ１＝０でないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２００は、印字ジョブの開始から所定のタイミングで、または、前回の給紙タイミングに対して第１搬送タイミングよりも遅い第２搬送タイミングで次の用紙Ｓの給紙を行う（Ｓ６３）。これにより、連続印字時において、供給処理を実行する場合には、連続して搬送される２枚の用紙Ｓ間の距離が、第１距離よりも大きな第２距離となる。

ステップＳ６２，Ｓ６３の後、制御部２００は、本制御を終了する。

次に、制御部２００の動作の具体例について説明する。
図７に示すように、制御部２００が、連続印字の印字指令を受けた場合、ステップＳ１〜Ｓ３：Ｎｏ，ステップＳ９〜Ｓ１１：Ｎｏの各処理を繰り返すことで、用紙Ｓを１枚印字するたびに、使用量取得処理（図９：Ｓ３２）が実行される。そして、使用量取得処理を実行するたびに順次積算されていく使用量Ｑｕが第１閾値ＴＨ１以上になると（Ｓ３３：Ｙｅｓ）、フラグＦ１が１に設定される（Ｓ３４）。これにより、図１１の給紙処理において、用紙Ｓの搬送タイミングが第１搬送タイミングから第２搬送タイミングに切り替えられるので（Ｓ６５）、前回給紙した用紙Ｓと、今回給紙する用紙Ｓとの間の距離が、大きな第２距離となる。

そして、今回給紙した用紙Ｓが第１シートセンサ１０１を通過すると（Ｓ２：Ｙｅｓ）、ステップＳ３でＹｅｓと判定されて、供給処理が実行される（Ｓ４，Ｓ５）。

供給処理が実行されると、ステップＳ８の供給量算出処理において、供給量Ｑｓが算出される（図８：Ｓ２２）。算出した供給量Ｑｓが基準供給量Ｑｂ以下の場合には（Ｓ２３：Ｙｅｓ）、第１閾値ＴＨ１が小さな値に変更される（Ｓ２４）。また、供給量Ｑｓに基づいて算出されるトナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔが所定量β以下である場合には（Ｓ２６：Ｙｅｓ）、ユーザにトナーカートリッジ２内のトナーが少ないことが報知される（Ｓ２７）。

また、図９に示すように、用紙Ｓを１枚印字するたびに増加していく使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ２が第２閾値ＴＨ２以上になると（Ｓ３６）、印字ジョブが中断された後、第１アジテータ１５が第２速度Ｖ２でゆっくり回転する（Ｓ３７，３８）。これにより、光センサ１９０を用いた検出処理を精度良く行うことができる（Ｓ３９）。

また、検出処理によって取得される現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈより多い場合には（Ｓ４０：Ｙｅｓ）、フラグＦ２が１に設定される（Ｓ４１）。これにより、次回の検出処理によって取得される現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈ以下となり（Ｓ４０：Ｎｏ）、フラグＦ２が０に設定される（Ｓ４２）まで、使用量Ｑｕの増加量Ｑｕ１と第１閾値ＴＨ１との比較（Ｓ３３）が実行されない。そのため、現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈより多い場合には、供給処理が実行されない。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
印字ジョブの中断時、つまり現像処理を実行していないときに検出処理を実行するので、光センサ１９０によって現像カートリッジ１内のトナーの量を精度良く検出することができる。さらに、供給処理よりも検出処理の頻度が少ないため、複数回の供給処理によって現像カートリッジ１内のトナーの量が変動する可能性がある場合に、検出処理を実行することができる。

検出処理において、第１アジテータ１５を、第１速度Ｖ１よりも小さな第２速度Ｖ２で動作させるので、検出処理において現像カートリッジ１内のトナーの飛散を抑えることができ、光センサ１９０によるトナー量の検出をより精度良く行うことができる。

印字ジョブの実行中に検出処理の開始条件が満たされた場合には、印字ジョブを中断して検出処理を実行するので、連続印字するページ数が多い場合でも、早い段階で現像カートリッジ１内のトナーの量を把握することができる。

検出処理において検出したトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈより多い場合には、供給処理を実行しないので、現像カートリッジ１内にトナーが入りすぎるのを抑えることができる。

前述した式（１）を満たすように第１閾値ＴＨ１を設定したので、複数枚の用紙Ｓに対して、１枚の用紙Ｓ当たりのトナー使用量が最大となる印字を連続して行った場合であっても、現像カートリッジ１内のトナーが不足するのを抑えることができる。

トナーカートリッジ２を現像カートリッジ１に対して着脱可能としたので、トナーカートリッジ２内のトナーが利用可能な量を下回った場合において、現像ローラ１２を交換することなく、トナーカートリッジ２のみを交換することができる。

静電潜像の形成を開始する前に供給処理を開始するので、供給処理の開始時に生じる振動、詳しくは伝達機構ＴＭの切替時に生じる振動によって感光ドラム１８１上の静電潜像が乱れるのを抑えることができる。また、転写ローラ１８３に向けて搬送される用紙Ｓを第１シートセンサ１０１で検知したことをトリガーとして、この用紙Ｓに対応した静電潜像の形成を開始する前に供給処理を開始するので、この用紙Ｓに対応した現像処理を行う前に現像カートリッジ１内にトナーが供給される。そのため、現像処理を行うときにおいて、現像カートリッジ１内のトナーの状態（劣化したトナーと新鮮なトナーの割合）を、供給処理の開始前よりも良好な状態にすることができるので、画質の低下を抑えることができる。

現像ローラ１２とオーガ２２が共通のモータ３００で駆動する場合には、伝達機構ＴＭを切断状態から接続状態に切り替えた場合にモータ３００の負荷が変動するので、現像ローラ１２の回転が不安定になり、現像ローラ１２と接触する感光ドラム１８１の回転も不安定になる。そのため、このときに露光処理を行うと静電潜像が乱れやすいが、本発明では、露光処理を行う前に供給処理を開始する、つまり伝達機構ＴＭを切り替えるので、静電潜像が乱れるのを良好に抑えることができる。

用紙１枚分に対応した静電潜像の形成が完了した後に供給処理を終了するので、供給処理の終了時に生じる振動などによって感光ドラム１８１上の静電潜像が乱れるのを抑えることができる。

式（４）を満たすように供給処理の実行期間Ｔｄを設定することで、連続印字時において連続搬送される２枚の用紙Ｓ間に対応した期間、つまり静電潜像が形成されていない期間において、供給処理の開始・終了が行われるので、連続印字時においても静電潜像の乱れを抑えることができる。

供給処理を実行しない通常の連続印字の際には、用紙Ｓ間の距離を小さな第１距離とするので、印字速度を上げることができる。また、連続印字時において供給処理を行う場合には、用紙Ｓ間の距離を大きな第２距離とするので、供給処理の開始・終了を、静電潜像が形成されていない期間においてより確実に行うことができる。

供給量算出処理を実行することで、供給処理で供給したトナーの供給量Ｑｓを算出することができるので、実際に現像カートリッジ１内に供給したトナーの量を把握することができる。また、前回の供給処理からの経過時間に基づいて、今回の供給処理で供給したトナーの供給量を算出することで、トナーカートリッジ２内のトナー密度が時間の経過によって変動した場合であっても、現像カートリッジ１内に供給したトナーの量を把握することができる。また、供給処理において、実行期間Ｔｄを所定回数のオーガ２２の回転に対応する所定期間とした場合でも、現像カートリッジ１内に供給したトナーの量を把握することができる。

供給量算出処理で算出した供給量Ｑｓに基づいて、トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔを算出するので、トナーカートリッジ２内のトナーの残量を算出することができる。

トナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔが所定量β以下となった場合に、残量が少なくなったことを示す情報を報知するので、例えばユーザにトナーカートリッジ２の交換を促すことができる。

供給量算出処理で算出した供給量Ｑｓが基準供給量Ｑｂ以下の場合に、第１閾値ＴＨ１を小さくするので、今回の供給処理で供給したトナーの供給量Ｑｓが少ない場合には、次の供給処理の開始タイミングを早めることができ、現像カートリッジ１内のトナーの量を適正な量に保てることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。以下の説明においては、前記実施形態と略同様の部材や処理には同一の符号を付し、その説明は省略する。

図９の形態では、印字ジョブの中断後に検出処理を実行したが、本発明はこれに限定されず、印字ジョブの完了後に検出処理を実行してもよい。具体的には、例えば、図１２から図１４に示すフローチャートに基づいて、制御部２００が制御を実行するように構成されていてもよい。

ここで、図１２に示すフローチャートは、図７のフローチャートと同様のステップＳ１〜９，Ｓ１１を有する他、ステップＳ１０の代わりに新たなステップＳ１００を有するとともに、ステップＳ１１の後に新たなステップＳ２００，Ｓ３００を有している。

ステップＳ１００において、制御部２００は、前記実施形態のトナー量把握処理とは多少異なるトナー量把握処理を実行する。図１３に示すように、制御部２００は、ステップＳ１００において、図９に示すフローチャートと同様のステップＳ３１〜Ｓ３６の処理を実行する。ステップＳ３６においてＱｕ２≧ＴＨ２であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、検出処理を含むトナー残量判定処理を実行するためのフラグＦ３を１に設定する（Ｓ１０１）。

また、ステップＳ３６においてＱｕ２≧ＴＨ２でないと判断した場合には（Ｎｏ）、制御部２００は、フラグＦ３を０に設定する（Ｓ１０２）。ステップＳ１０１，Ｓ１０２の後、制御部２００は、本制御を終了する。

図１２に示すように、制御部２００は、ステップＳ１１において印字ジョブが終了したと判断すると（Ｙｅｓ）、フラグＦ３が１であるか否かを判断する（Ｓ２００）。ステップＳ２００においてＦ３＝１であると判断した場合には（Ｙｅｓ）、制御部２００は、トナー残量判定処理を実行する（Ｓ３００）。

図１４に示すように、トナー残量判定処理において、制御部２００は、図９に示すフローチャートと同様のステップ３８〜４２の処理を実行する。図１２に戻って、制御部２００は、ステップＳ２００でＮｏと判断した場合、または、ステップＳ３００の後、本制御を終了する。つまり、図１２から図１４に示す形態では、制御部１００は、印字ジョブの終了後に（Ｓ１１：Ｙｅｓ）、フラグＦ３の状態によって検出処理（Ｓ３９）を実行している。

これによれば、図９の形態のような印字ジョブの実行中に検出処理の開始条件が満たされた場合に、印字ジョブを中断して検出処理を実行する形態と比べ、印字ジョブを早期に完了させることができる。

なお、図１３の形態における第２閾値ＴＨ２、つまり印字ジョブの完了後に検出処理を実行する形態における第２閾値ＴＨ２は、前記実施形態の第２閾値、つまり印字ジョブの中断後に検出処理を実行する形態における第２閾値ＴＨ２と同じ値でもよいし、異なる値でもよい。たとえば図１３における第２閾値ＴＨ２を、図９の形態よりも小さくし、図９の形態とあわせて実行してもよい。これによると、短い印字ジョブにおいては図１３の形態のように印字ジョブの完了後に検出処理が実行され、長い印字ジョブにおいては、図９の形態のように印字ジョブを中断して検出処理が実行される。

図９の形態では、フラグＦ２が１に設定されているとき、次回の検出処理によって取得される現像カートリッジ１内のトナー残量Ｑｒが所定残量Ｑｔｈ以下となったときに、フラグＦ２が０に設定されるが、フラグＦ２が１に設定されてから、所定の印刷枚数を印刷したことに基づき、フラグＦ２を０に設定してもよい。これによれば、所定の印刷枚数が印刷される間は供給処理が実行されない。

前記実施形態では、供給部として螺旋状の板２２Ｂを有するオーガ２２を例示したが、本発明はこれに限定されず、供給部は、例えば、回転軸と、回転軸に対して平行に設けられる平板とを備えた構成であってもよい。

前記実施形態では、供給処理の実行期間Ｔｄを一定の時間で示したが、実行期間Ｔｄは、オーガ２２を所定の回数回転させる期間に相当する時間であればよい。例えば印字速度を変更可能な形態においては、どのような印字速度であってもオーガ２２の回転回数が一定となるように、印字速度に応じて実行期間Ｔｄを変更するよう構成してもよい。

前記実施形態では、感光体として感光ドラム１８１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばベルト状の感光体であってもよい。

前記実施形態では、現像器と現像剤収容部とをそれぞれ別部材としたが、本発明はこれに限定されず、現像器と現像剤収容部とが一体に構成されていてもよい。

前記実施形態では、使用量取得処理において、画像データのドット数に基づいて使用量Ｑｕを取得したが、本発明はこれに限定されず、例えば、印字枚数、感光ドラムの回転回数、第１シートセンサや第２シートセンサでの用紙の検出回数などに基づいて使用量を取得してもよい。

前記実施形態では、撹拌部として一枚の撹拌翼１５Ｂを備えた第１アジテータ１５を例示したが、本発明はこれに限定されず、撹拌部は、例えば複数枚の撹拌翼を備えたものであってもよい。

前記実施形態では、転写部として感光ドラム１８１に接触する転写ローラ１８３を例示したが、本発明はこれに限定されず、転写部は、例えば中間転写方式において、感光体に接触する中間転写ベルトに対向して設けられる転写部材などであってもよい。

前記実施形態では、検知部として第１シートセンサ１０１を例示したが、本発明はこれに限定されず、検知部は、例えばレジストレーションローラの搬送方向上流側に設けられるシートセンサなどであってもよい。

前記実施形態では、シートとして、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｓを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、供給量算出処理で算出した供給量Ｑｓに基づいてトナーカートリッジ２内のトナー残量Ｑｔを算出したが、本発明はこれに限定されず、例えば、供給量算出処理で算出した供給量に基づいて、次の供給処理において供給するトナー量（供給処理の実行期間）を変更してもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１ 現像カートリッジ
２ トナーカートリッジ
１２ 現像ローラ
２２ オーガ
１００ レーザプリンタ
１８１ 感光ドラム
１９０ 光センサ
１９１ 発光部
１９２ 受光部
２００ 制御部

Claims (14)

1. 感光体と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像ローラを備える現像器と、
   現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部から前記現像器に現像剤を供給する供給部と、
   前記現像器内へ光を出射する発光部および前記発光部から前記現像器内を通った光を受光する受光部を有する光センサと、
   制御部と、を備えた画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記感光体上の静電潜像を現像する現像処理と、
   現像剤の使用量を取得する使用量取得処理と、
   前記使用量が第１閾値以上になる毎に、前記供給部によって現像剤を前記現像器に供給する供給処理と、
   前記使用量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になる毎に、前記光センサによって前記現像器内の現像剤の量を検出する検出処理と、を実行可能であり、
   前記検出処理を、前記現像処理を実行していないときに実行し、
   前記第１閾値をＴＨ１、印字可能な最大のシートに対する現像剤の最大の使用量をＭとしたときに、
   Ｍ≦ＴＨ１≦２Ｍ
   を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像器は、内部の現像剤を攪拌する撹拌部を備え、
   前記制御部は、
   前記現像処理において、前記撹拌部を第１速度で動作させ、
   前記検出処理において、前記撹拌部を、前記第１速度よりも小さな第２速度で動作させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、印字ジョブの完了後に、前記検出処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、印字ジョブの実行中において前記使用量が前記第２閾値以上になった場合に、前記印字ジョブを中断して前記検出処理を実行することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
5. 感光体と、
   前記感光体に現像剤を供給する現像ローラを備える現像器と、
   現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像剤収容部から前記現像器に現像剤を供給する供給部と、
   前記現像器内へ光を出射する発光部および前記発光部から前記現像器内を通った光を受光する受光部を有する光センサと、
   制御部と、を備えた画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記感光体上の静電潜像を現像する現像処理と、
   現像剤の使用量を取得する使用量取得処理と、
   前記使用量が第１閾値以上になる毎に、前記供給部によって現像剤を前記現像器に供給する供給処理と、
   前記使用量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になる毎に、前記光センサによって前記現像器内の現像剤の量を検出する検出処理と、を実行可能であり、
   前記検出処理を、前記現像処理を実行していないときに実行し、
   前記検出処理において検出した現像剤の量が、上限値としての所定残量よりも多い場合には、前記使用量と前記第１閾値との比較をしないことにより前記供給処理を実行しないことで、前記現像器に現像剤が入りすぎるのを抑えることを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記供給処理において所定量の現像剤を前記現像器に供給することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記供給部は、回転軸を中心に回転することで現像剤を前記現像器に送る板を有し、
   前記制御部は、
   前記供給処理において、前記供給部を所定時間の間回転させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記板は、前記回転軸周りに螺旋状に設けられていることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御部は、前記使用量取得処理において、画像データのドット数に基づいて前記使用量を取得することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御部は、前記現像処理において１枚分のシートの画像に対応した現像剤像を前記感光体に形成した後に、前記使用量取得処理を実行することを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記制御部は、前記供給処理において前記現像器に供給する現像剤の量をＭＦとしたときに、
    ＴＨ１≦ＭＦ≦２Ｍ
    を満たすことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
12. 前記現像剤収容部は、前記現像器に着脱可能であることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 前記撹拌部は、前記現像ローラと平行な回転軸を有し、
    前記発光部から出射される光は、前記回転軸と前記供給部との間を通ることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
14. 感光体と、
    前記感光体に現像剤を供給する現像ローラを備える現像器と、
    現像剤を収容する現像剤収容部と、
    前記現像剤収容部から前記現像器に現像剤を供給する供給部と、
    前記現像器内へ光を出射する発光部および前記発光部から前記現像器内を通った光を受光する受光部を有する光センサと、
    制御部と、を備えた画像形成装置における前記制御部による制御方法であって、
    前記感光体上の静電潜像を現像する現像処理を実行する工程と、
    現像剤の使用量を取得する使用量取得処理を実行する工程と、
    前記使用量が第１閾値以上になったことを条件として、前記供給部によって現像剤を前記現像器に供給する供給処理を実行する工程と、
    前記使用量が前記第１閾値よりも大きな第２閾値以上になったことを条件として、前記光センサによって前記現像器内の現像剤の量を検出する検出処理を実行する工程と、を備え、
    前記検出処理を実行する工程を、前記現像処理を実行していないときに行い、
    前記第１閾値をＴＨ１、印字可能な最大のシートに対する現像剤の最大の使用量をＭとしたときに、
    Ｍ≦ＴＨ１≦２Ｍ
    を満たすことを特徴とする制御方法。

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