JP2014085541A

JP2014085541A - 画像形成装置

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Publication number: JP2014085541A
Application number: JP2012234867A
Authority: JP
Inventors: Yasuyuki Aiko; 靖之愛甲
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2012-10-24
Filing date: 2012-10-24
Publication date: 2014-05-12

Abstract

【課題】トナーボトルの回転駆動中はトナーボトル内のトナーの残量を検知することができなかった。
【解決手段】トナーボトル５と、トナーボトル５を回転駆動することでトナーボトル５からトナーを排出させるボトルモータ５１と、トナーボトルの重量に応じて変位するたわみ部材５５と、たわみ部材５５の変位量に応じた信号を出力する歪センサ５６と、ボトルモータ５１によりトナーボトルを回転駆動させる場合、トナーボトルが回転する前に歪センサ５６から出力される信号と、トナーボトル５が回転することでトナーボトル５から排出されるトナーの量とに基づいて、トナーボトル５内のトナーの残量を検知するＣＰＵ６１と、を有する。
【選択図】図４

Description

本発明は、現像剤を収容する収容容器から補給される現像剤を用いて画像を形成する画像形成装置に関するものである。

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、現像器内の現像剤（以下、トナーと称す。）を用いて現像することでトナー像を形成する。現像器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（以下、トナーボトルと称す。）から現像器へ適宜トナーを補給する構成が知られている。

トナーボトルが画像形成装置本体に装着された状態で、トナーボトルが回転駆動されると、このトナーボトル内のトナーが画像形成装置内のトナーホッパーに一旦補給される。そして、画像形成装置がトナー像を形成することで現像器内のトナーが消費され、その分のトナーがトナーホッパーから現像器に補給される。

トナーホッパーには、トナーホッパー内のトナーの量を検知する残量センサが設けられている。この残量センサによってトナーホッパー内のトナーが所定量以下となったことが検知されると、トナーボトルが回転駆動されて、トナーボトルからトナーホッパーにトナーが補給される。

画像形成装置は、トナーボトルを所定時間回転させても残量センサによってトナーホッパー内のトナーが所定量よりも増えたことが検知されなければ、トナーボトルが空であると判定し、そのことをユーザに報知するためのメッセージが表示部に表示される。これにより、ユーザがトナーの充填されたトナーボトルを画像形成装置に装着することで再びトナーボトルからトナーホッパーを介して現像器にトナーが補給される。

このような構成とした場合、トナーボトルを回転している間にトナーボトル内のトナーが空となっても、このトナーボトルを所定時間回転し続けなければならないので、トナーボトルが空であることを判定するまでに時間がかかっていた。そこで、圧力センサによってトナーボトルの重量を測定することでトナーボトル内のトナーの残量を直接検知する方法が提案されている（特許文献１）。

特開２００４−２８６７９３号公報

しかしながら、トナーボトルを回転させている間、圧力センサの出力値は図５のように安定しない。これは、トナーボトルを回転させることで圧力センサがトナーボトルの振動を検知してしまうからである。すなわち、特許文献１の方法は、トナーボトルを回転させてトナーを補給している間、トナーボトル内のトナーがどれだけ排出されたのかを正確に検知することができず、このトナーボトルが空であることを検出することができないという問題があった。

そこで、本発明の目的は、トナーボトルの回転駆動中であってもトナーボトル内のトナーの残量を検知することができる画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するため請求項１に記載の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、トナーを収容する収容容器を支持する支持手段と、前記支持手段によって支持される部材の重量により受ける力に応じた信号を出力する出力手段と、前記収容容器を回転駆動することで前記収容容器から前記現像手段にトナーを補給する駆動手段と、前記収容容器の回転回数を計数する計数手段と、前記駆動手段により前記収容容器を回転駆動させていない状態で前記出力手段から出力される信号に基づき、前記収容容器内のトナーの量を検知する第１の検知手段と、前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量と、前記計数手段により計数される前記収容容器の回転回数とに基づいて、回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量を予測する予測手段と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、トナーボトルの回転駆動中であってもトナーボトル内の残量を検知することができる。

画像形成装置の構成を示す概略断面図画像形成装置の制御ブロック図画像形成装置の画像形成処理を示すフローチャート図トナーボトルの残量検知処理を示すフローチャート図トナーボトルの残量の変化を示す図

図１は、画像形成装置の構成を示す概略断面図である。

この画像形成装置は矢印方向に回転する感光体である感光ドラム１の周囲に帯電器２、露光装置３、現像手段である現像器４、転写装置７、分離装置８が配置されている。感光ドラム１は帯電器２によって一様に帯電され、露光装置３によって画像データに基づく光Ｅが露光されると、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。現像器４は感光ドラム１上の静電潜像をトナーによって現像してトナー像を形成する。

感光ドラム１上のトナー像は、感光ドラム１の矢印Ａ方向への回転によって転写装置７と対向する位置に搬送される。このとき、不図示の搬送路を介して、感光ドラム１上のトナー像と接触するようにタイミングが制御されて記録材Ｐが搬送される。転写装置７は、感光ドラム１上のトナー像と記録材Ｐとが接触する位置に転写電圧を印加することで、このトナー像を記録材Ｐに転写する。トナー像を担持した記録紙Ｐは分離装置８で感光ドラム１から分離された後、不図示の定着器において熱と圧力によってトナー像が溶融されて記録材Ｐに定着される。

さらに、画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能なトナーボトル５、トナーボトル５を回転駆動させるボトルモータ５１、トナーボトル５を回転自在に支持する支持材５２、支持材５２によって支持される部材の重量を検知するための歪センサ５６を備えている。

現像器４は、現像器４内のトナーの残量を検知するためのトナーセンサ４３と、現像器４内のトナーを撹拌する撹拌スクリュー４２を有している。本実施形態では、トナーセンサ４３によって現像器４内のトナーの残量が所定量よりも少ないことが検知されると、ボトルモータ５１によってトナーボトル５が回転することでトナーボトル５から搬送路５３を介して現像器４にトナーが直接補給される構成とした。

トナーボトル５の内面には、トナーボトル５の回転に伴って排出口に向けて搬送できるように螺旋状の凹凸が設けられている。トナーボトル５内のトナーは、ボトルモータ５１によるトナーボトル５の矢印Ｒ方向への回転によって、トナーボトル５の排出口へと搬送され、排出口から搬送路５３を介して現像器４内へと落下する。なお、トナーボトル５はトナーを収容する収容容器に相当する。

支持材５２は、一方の端部が支点５４となっており、鉛直方向下向きに突出する押圧部材５８を有している。この押圧部材５８は、画像形成装置本体に一体に設けられたたわみ部材５５によって支えられる。なお、たわみ部材５５は、ばね性をもって伸縮可能であり、トナーボトル５を画像形成装置本体に装着するとトナーボトル５の重量に応じた変形量分だけ弾性変形する部材であればどのようなものであってもよい。これにより、トナーボトル５が支持材５２に装着されると、このトナーボトル５と支持材５２の総重量に応じて支持材５２が支点５４を中心に回動してたわみ部材５５を撓ませる。ここで、たわみ部材５５は、支持材５２に支持されるトナーボトル５等の部材の重量に応じて変形する変形部材に相当する。

歪センサ５６は、たわみ部材５５に貼り付けられた歪ゲージを備え、たわみ部材５５のたわみ量に応じて歪ゲージの抵抗値が変化すると、この歪ゲージの抵抗値の変化に応じて出力値を変化させる。つまり、歪センサ５６はたわみ部材５５（図１）に掛かる重量Ｗに応じた出力値を出力する。即ち、歪センサ５６は、たわみ部材５５の変形量に応じた信号を出力する出力手段として機能する。

図２は、画像形成装置の制御ブロック図である。

ＣＰＵ６１は、画像形成装置全体を制御する制御回路である。ＲＯＭ６０には、画像形成装置で実行される各種処理を制御するための制御プログラムが格納されている。また、ＲＡＭ６２は、ＣＰＵ６１が処理のために使用するシステムワークメモリである。ＣＰＵ６１は、外部のＰＣ等と通信可能に接続されるＩ／Ｆ２００を備えている。表示部３００は画像形成装置の本体に設けられた液晶ディスプレイである。

画像形成部１００、トナーセンサ４３、ボトルモータ５１、歪センサ５６は、図１にて説明したので詳細な説明を省略する。なお、本実施形態のトナーセンサ４３は、現像器４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を用いる。現像トナー検知部６６は、トナーセンサ４３から出力される信号に基づいて現像器４内のトナーの量を検知する。なお、トナーセンサ４３は、現像器４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、現像器４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。

重量算出部６３は、歪センサ５６から出力される信号に基づいてたわみ部材５５（図１）に掛かる重量Ｗを検知し、重量Ｗからボトルモータ５１等の駆動部や支持材５２の重量Ｋと、空のトナーボトル５の重量Ｅとを減算した値に基づいてトナーボトル５のトナー残量Ｔｉを算出する。
Ｔｉ＝β×（Ｗ−Ｋ−Ｅ）・・・（式１）
ここで、ボトルモータ５１等の駆動部や支持材５２の重量Ｋ、及び、空のトナーボトル５の重量Ｅは予め決まった重量となっている。なお、係数βはトナーボトル５内のトナーの重量をトナー残量Ｔｉに変換するための変換係数であり、実験によって予め決定されている。

モータドライバ５０はＣＰＵ６１から出力される駆動信号に応じてボトルモータ５１を制御してトナーボトル５を回転駆動する。ボトルモータ５１の軸にはロータリエンコーダ５７が設けられている。ロータリエンコーダ５７はボトルモータ５１の軸の回転量（回転角度）に応じた信号を出力する。

回転数積算部６４は、ロータリエンコーダ５７から出力される信号に基づいてトナーボトル５の回転回数Ｎを計数する。なお、回転数積算部６４は、ＣＰＵ６１から出力される信号に応じて、回転回数Ｎを０に初期化する。トナー排出量算出部６５は、トナーボトル５をＮ回転させたときに、このトナーボトル５から現像器４に排出されたトナーの排出量Ｊを算出する。なお、トナーの排出量Ｊを算出する式は式２で表される。
Ｊ＝α×Ｎ・・・（式２）
ここで、αはトナーボトル５を１周回転させたときにトナーボトル５から排出されるトナーの量であり、予め実験によって測定された値である。

つまり、トナーボトルが停止している場合、重量算出部６３がたわみ部材５５に掛かる重量Ｗに基づいてトナー残量Ｔｉを算出する。そして、ＣＰＵ６１は重量算出部６３によって算出されたトナー残量Ｔｉに基づいてトナーボトル５が空であるか否かを判定する。

一方、トナーボトル５が回転している間は以下のようにトナー残量を予測する。即ち、トナーボトル５を回転させる前に重量算出部６３によって算出されたトナー残量Ｔｉとその後のトナーボトル５の回転回数とに基づいて、トナーボトル５が１回転する度にトナー排出量算出部６５がトナー残量（予測値Ｔｉ´）を予測する。そして、ＣＰＵ６１はトナー排出量算出部６５によって予測されたトナー残量の予測値Ｔｉ´に基づいて、トナーボトル５が１回転する度に、このトナーボトル５が空であるか否かを判定する。

次に、図３は本実施形態の画像形成装置が画像を形成する際のＣＰＵ６１の動作を説明するフローチャートである。なお、図３のフローチャートの処理はＣＰＵ６１がＲＯＭ６０に格納されたプログラムを読み出すことにより実行される。

画像形成装置の主電源がオンされると、ＣＰＵ６１はステップＳ２００に進み、外部のＰＣ等からＩ／Ｆ２００を介して画像データが転送されるまで待機する。ＣＰＵ６１はステップＳ２００において画像データを受信するとステップＳ２０１に進み、前述の画像形成動作によって画像データに基づくトナー像を記録材Ｐ上に形成する。これにより、画像形成部１００は、現像器４内のトナーを消費して記録材Ｐ上にトナー像を形成する。

次いで、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２０２において画像形成すべき全ての画像の形成が終了したか否かを判定する。そして、画像形成すべき全ての画像を形成した場合、ＣＰＵ６１は、ステップＳ２００へ移行する。

一方、ステップＳ２０２において、全ての画像の形成が終了していない場合、ＣＰＵ６１はステップＳ２０１へ移行し、画像データに含まれる次の画像の形成を開始する。

次に、図３のフローチャートの処理と平行して実施されるトナーの補給動作について、図４のフローチャートに基づいて説明する。なお、図４のフローチャートの処理はＣＰＵ６１がＲＯＭ６０に記憶されたプログラムを読み出すことによって実行される。

画像形成装置の主電源がオンされると、ＣＰＵ６１はステップＳ１００に進み、重量算出部６３によってトナー残量Ｔｉを検知する。このとき、トナーボトル５は回転していないので、歪センサ５６から出力される信号は変動しない。そのため、重量算出部６３は歪センサ５６の出力信号に応じたトナーボトル５内のトナー残量Ｔｉを算出できる。ここで、ＣＰＵ６１と重量算出部６３とは、歪センサ５６から出力される信号に基づいてトナーボトル５内のトナーの残量を検知する第１の検知手段として機能する。

ＣＰＵ６１は、ステップＳ１００においてトナー残量Ｔｉを検知した後、ステップＳ１０１に進み、トナー残量Ｔｉが所定値、例えば０よりも多いか否かを判定する。即ち、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ６１はトナーボトル５が空であるか否かを判定する。なお、ステップＳ１０１において、ＣＰＵ６１は、歪センサ５６の検知誤差を考慮し、トナー残量Ｔｉが所定値Ｔｅよりも多いか否かを判定する構成としてもよい。

ステップＳ１０１においてトナー残量Ｔｉが０よりも多い場合、ＣＰＵ６１はトナーボトル５が空でないと判定してステップＳ１０２へ進み、画像形成部１００が画像形成中か否かを判定する。即ち、ＣＰＵ６１はステップＳ１０２において、画像形成部１００が画像データに基づく画像を形成しているか否かを判定する。そして、画像形成部１００が画像形成中であれば、ＣＰＵ６１はステップＳ１０３に進み、現像器４内のトナーの量を現像トナー検知部６６によって検知する。

次いで、ＣＰＵ６１はステップＳ１０４に進み、画像形成動作によって現像器４内のトナーの量が閾値未満となったか否かを判定する。ステップＳ１０４において、現像器４内のトナーの量が閾値以上であれば、ＣＰＵ６１は現像器４内のトナーが不足していないと判定してステップＳ１０２へ移行する。即ち、ＣＰＵ６１はステップＳ１０２からステップＳ１０４を繰り返すことによって、現像器４内のトナーの量が閾値未満となるまで待機する。

一方、ステップＳ１０４において現像器４内のトナーの量が閾値未満となると、ＣＰＵ６１は現像器４内のトナーの量が適正な現像動作のために必要な量よりも少ないと判定してトナーボトル５から現像器４へトナーを補給するためにステップＳ１０５に進み、回転回数Ｎを初期化する。即ち、ステップＳ１０５において、ＣＰＵ６１は、回転数積算部６４によって積算される回転回数Ｎの値を０にリセットする。

次いで、ＣＰＵ６１はステップＳ１０６へ進み、トナーボトル５を回転駆動させるためにモータドライバ５０に駆動信号を出力すると共に、回転回数Ｎの値を１カウントアップする。モータドライバ５０は駆動信号が入力されるとボトルモータ５１を制御してトナーボトル５を１回転させる。これにより、トナーボトル５から現像器４にトナーが補給される。ここで、ボトルモータ５１は、トナーボトル５を回転駆動することでトナーボトル５から現像器４にトナーを補給する駆動手段として機能する。

ＣＰＵ６１は、トナーボトル５が１回転し終える前にステップＳ１０７へ進み、トナーボトル５を１回転させた後のトナーボトル５内のトナー残量（予測値Ｔｉ´）を予測する。即ち、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５の連続回転中の１回転毎に、このトナーボトル５内のトナー残量を予測している。

トナー残量の予測値Ｔｉ´は式３で示すように、トナーボトル５を回転する前に検知されるトナー残量Ｔｉとトナーボトル５を回転することでトナーボトル５から排出されたトナーの量Ｊとの差分によって算出される。
Ｔｉ´＝Ｔｉ−Ｊ・・・（式３）
トナー残量ＴｉはステップＳ１００において重量算出部６３によって算出された値である。トナーの排出量Ｊはトナー排出量算出部６５によって算出される。ここで、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５を回転させる前に検知されたトナー残量Ｔｉと、トナーボトル５の回転回数に応じて式２で算出されたトナーの排出量Ｊとに基づいて、このトナーボトル５のトナー残量の予測値Ｔｉ´を予測する予測手段として機能する。

次いで、ＣＰＵ６１はステップＳ１０８に進み、ステップＳ１０７にて予測したトナー残量の予測値Ｔｉ´が所定値、例えば０よりも多いか否かを判定する。即ち、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５内のトナー残量の予測値Ｔｉ´に基づいてトナーボトル５が空であるか否かを判定する。なお、ステップＳ１０８において、ＣＰＵ６１は、歪センサ５６の検知誤差を考慮し、トナー残量の予測値Ｔｉ´が所定値Ｔｅよりも多いか否かを判定する構成としてもよい。

ステップＳ１０８においてトナー残量の予測値Ｔｉ´が０よりも多ければ、ＣＰＵ６１はトナーボトル５が空でないと判定してステップＳ１０９に進み、トナーボトル５の回転を停止することなく、更に現像器４内のトナーの量が閾値以上であるか否かを判定する。即ち、ステップＳ１０９において、ＣＰＵ６１は、現像トナー検知部６６によって現像器４内のトナーの量を検知し、この検知結果に基づいて現像器４内のトナーの量が閾値以上であるか否かを判定する。ここで、現像トナー検知部６６は、現像器４内に蓄積されたトナーの量を検知する第２の検知手段として機能する。

ステップＳ１０９において現像器４内のトナーの量が閾値未満であれば、ＣＰＵ６１はステップＳ１０６へ移行し、モータドライバ５０に駆動信号を出力すると共に回転回数Ｎの値を１カウントアップする。即ち、ステップＳ１０９において現像器４内のトナーの量が閾値未満であればＣＰＵ６１は現像器４内のトナーの量が適正な現像動作のために必要な量よりも少ないと判定し、トナーボトル５を更に１回転させる。

ここで、ステップＳ１０６からステップＳ１０９までの処理はステップＳ１０５にてＣＰＵ６１が駆動信号を出力してからトナーボトル５が１回転し終える前に実施される。これにより、ＣＰＵ６１は、現像器４内のトナーの量が閾値未満であり、且つ、トナーボトル５内のトナーの残量の予測値Ｔｉ´が０よりも多ければ、トナーボトル５の回転を停止させることなく、トナーボトル５から現像器４にトナーを補給し続ける。

一方、ステップＳ１０９において現像器４内のトナーの量が閾値以上となると、ＣＰＵ６１はステップＳ１１０に進み、トナーボトル５の回転を停止する。

ＣＰＵ６１はトナーボトル５の回転が停止した後ステップＳ１１１へ進み、重量算出部６３によってトナー残量Ｔｉを再度検知する。このとき、トナーボトル５が回転していないので、ＣＰＵ６１はトナーボトル５内のトナー残量Ｔｉを精度良く検知できる。ステップＳ１１１にて検知されたトナー残量Ｔｉは、次のステップＳ１１２にてトナー残量の予測値Ｔｉ´との間に誤差が生じていないかを確かめるために用いられる。つまり、ステップＳ１１１にて検知されたトナー残量Ｔｉは、トナーボトル５から現像器４に正常にトナーが補給されたか否かを判定するために用いられる。

ステップＳ１１２において、ＣＰＵ６１はトナー残量Ｔｉとトナー残量の予測値Ｔｉ´との差分の絶対値が所定値Ｆ以上であるか否かを判定する。そして、トナー残量Ｔｉとトナー残量の予測値Ｔｉ´との差分の絶対値が所定値Ｆ未満であれば、ＣＰＵ６１はトナーボトル５から現像器４に正常にトナーが補給されたと判定してステップＳ１０２へ移行する。

一方、ステップＳ１１２において、トナー残量Ｔｉとトナー残量の予測値Ｔｉ´との差分の絶対値が所定値Ｆ以上であれば、ＣＰＵ６１は補給異常が発生していると判定する。ここで、補給異常とは、歪センサ５６の故障によってトナーボトル５のトナー残量Ｔｉを検知できなかったり、トナーボトル５内のトナーが凝集することによりトナーボトル５を回転させてもトナーが現像器４に排出されない異常を示す。

ＣＰＵ６１はステップＳ１１２にて補給異常が発生していると判定した場合、ステップＳ１１３へ進み、補給異常が発生していることをユーザに報知する。即ち、ステップＳ１１３において、ＣＰＵ６１は、表示部３００に補給異常が発生したことを示すメッセージを表示する。ステップＳ１１３において、表示部３００は、トナー残量Ｔｉとトナー残量の予測値Ｔｉ´との差が閾値以上異なる場合、トナーボトル５や歪センサ５６の故障を報知する異常報知手段として機能する。

そして、ＣＰＵ６１はステップＳ１１４へ進み、画像形成部１００による画像形成動作の実行を禁止した後、トナーボトル５から現像器４にトナーを補給する補給動作を終了する。このとき、ＣＰＵ６１は、トナー残量Ｔｉとトナー残量の予測値Ｔｉ´とが閾値以上異なる場合、画像形成動作の実行を禁止する第２の禁止手段として機能する。なお、ＣＰＵ６１が画像形成動作の実行を禁止した後で表示部３００にトナーボトル５や歪センサ５６の故障を報知する構成としてもよい。

また、ステップＳ１０１において、トナーボトル５を回転駆動する前に、このトナーボトル５内のトナー残量Ｔｉが０、即ち、トナーボトル５が空であることを検知した場合、ＣＰＵ６１はステップＳ１１５に進み、トナーボトル５の交換をユーザに要求する。即ち、ステップＳ１１５において、ＣＰＵ６１は、表示部３００にトナーボトル５が空であることを示すメッセージを表示する。ここで、表示部３００は、画像形成装置の主電源がオンされてから感光ドラム１上に最初の静電潜像が形成されるまでの間に検知されたトナーボトル５内のトナー残量Ｔｉが所定量以下である場合、トナーボトル５が空であることを報知する第２の報知手段として機能する。

そして、ＣＰＵ６１は前述のステップＳ１１４へ移行し、画像形成部１００による画像形成動作の実行を禁止して、補給動作のフローチャートの処理を終了する。このとき、ＣＰＵ６１は、画像形成装置の主電源がオンされてから感光ドラム１上に最初の静電潜像が形成されるまでの間に検知されたトナーボトル５内のトナー残量Ｔｉが所定量以下であれば、画像形成動作の実行を禁止する第３の禁止手段として機能する。なお、ＣＰＵ６１が画像形成動作の実行を禁止した後で表示部３００にトナーボトル５が空であることを報知する構成としてもよい。

また、ステップＳ１０８においてトナーボトル５内のトナー残量の予測値Ｔｉ´が０以下であれば、ＣＰＵ６１はトナーボトル５が空であると判定する。そして、ＣＰＵ６１はトナーボトル５の回転を停止させた後でステップＳ１１６に移行し、トナーボトル５の交換をユーザに要求する。即ち、ステップＳ１１６において、ＣＰＵ６１は、表示部３００にトナーボトル５が空であることを示すメッセージを表示する。ここで、表示部３００は、トナーボトル５内のトナー残量の予測値Ｔｉ´が所定量以下となる場合、トナーボトル５が空であることを報知する第１の報知手段として機能する。

そして、ＣＰＵ６１は前述のステップＳ１１４へ移行し、補給動作を終了する。即ち、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５内のトナー残量の予測値Ｔｉ´が所定量以下となる場合、画像形成動作の実行を禁止する第１の禁止手段として機能する。なお、ＣＰＵ６１が画像形成動作の実行を禁止した後で表示部３００にトナーボトル５が空であることを報知する構成としてもよい。

また、本実施形態では、ＣＰＵ６１がトナーボトル５の交換を要求した後、画像形成動作の実行を禁止して補給動作を終了する構成としたが、ユーザによってトナーボトル５が交換されるまで画像形成動作の実行を禁止する構成としてもよい。この構成とする場合、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５の回転駆動を停止した状態で重量算出部６３によって検知されるトナー残量Ｔｉが、トナーボトル５の交換を要求する前に検知されたトナー残量に対して増加すれば、トナーボトル５が交換されたと判定し、画像形成動作を再開する構成とすればよい。

あるいは、ＣＰＵ６１は、トナーボトル５の回転駆動を停止した状態で重量算出部６３によって検知されるトナー残量Ｔｉが、所定量のトナーが充填されているトナーボトル５のトナー残量Ｔｃよりも多ければ、トナーボトル５が交換されたと判定して画像形成動作を再開する構成としてもよい。

また、本実施形態では、トナーボトル５を回転させる前のトナー残量Ｔｉと、トナーボトル５の回転回数Ｎに応じてトナーボトル５から現像器４に排出されるトナーの量Ｊを算出した結果とに基づき、回転駆動中のトナーボトル５内のトナー残量の予測値Ｔｉ´を予測した。しかし、トナーボトル５を回転させる前のトナー残量Ｔｉから、トナーボトル５を１周回転させたときにトナーボトル５から排出されるトナーの量αを、トナーボトル５を１回転させる度に減算することで、回転駆動中のトナー残量の予測値Ｔｉ´を予測する構成としてもよい。

また、本実施形態ではトナーボトル５から現像器４に直接トナーが補給される構成としたが、トナーボトル５と現像器４との間にトナーを一時的に蓄積するトナーホッパーを有する構成としてもよい。この構成とする場合、トナーボトル５からトナーホッパーにトナーを一旦蓄積させた後、トナーホッパーから現像器４にトナーを補給させる構成とする。

本実施形態によれば、トナーボトル５が回転する前にたわみ部材５５に掛かる重量を検知した結果に基づいて決定されたトナー残量Ｔｉと、トナーボトル５の回転回数とに基づき、回転駆動されているトナーボトル５内のトナー残量を検知することができる。

なお、トナーボトル５、及び、支持材５２の重量を受けるたわみ部材５５と、歪センサ５６との配置や構成は本実施形態の説明例に限定されるものではなく、トナーボトル５、及び、支持材５２の重量に比例した信号が出力できる配置や構成であればどのような配置や構成であってもよい。

５トナーボトル
５１ボトルモータ
５５たわみ部材
５６歪センサ
６１ＣＰＵ
６５トナー排出量算出部

Claims

感光体上に形成された静電潜像をトナーで現像することによりトナー像を形成する現像手段を備えた画像形成装置であって、
トナーを収容する収容容器を支持する支持手段と、
前記支持手段によって支持される部材の重量により受ける力に応じた信号を出力する出力手段と、
前記収容容器を回転駆動することで前記収容容器から前記現像手段にトナーを補給する駆動手段と、
前記駆動手段により前記収容容器を回転駆動させていない状態で前記出力手段から出力される信号に基づき、前記収容容器内のトナーの量を検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量と、前記駆動手段により前記収容容器を回転駆動させることで前記収容容器から排出されるトナーの量とに基づいて、回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量を予測する予測手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
前記予測手段は、前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量から、前記収容容器が１回転する度に前記収容容器から排出されるトナーの量を減算した結果に基づき、回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量を前記収容容器の１回転毎に予測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記収容容器の回転回数を計数する計数手段を更に有し、
前記予測手段は、前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量と、前記計数手段により計数される前記収容容器の回転回数に応じて算出される前記収容容器から排出されるトナーの量とに基づき、回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量を予測することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記予測手段は、前記収容容器が連続して回転しているときの１回転毎に、回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量を予測することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記予測手段は、前記計数手段により計数される前記収容容器の回転回数と、前記収容容器が１回転することで前記収容容器から排出されるトナーの量とに基づき、前記収容容器から排出されるトナーの量を算出することを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
前記出力手段は、前記収容容器が前記支持手段に支持されると、前記支持手段によって支持される部材の重量に応じて変形する変形部材を有し、前記変形部材の変形量に応じた信号を出力することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記駆動手段は、前記予測手段により予測される前記収容容器内のトナーの量が所定量以下となると、前記収容容器の回転を停止することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記予測手段により予測される前記収容容器内のトナーの量が所定量以下となると、前記収容容器内のトナーが空であることを報知する第１の報知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記予測手段により予測される前記収容容器内のトナーの量が所定量以下となると、前記現像手段によるトナー像の形成を禁止する第１の禁止手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記現像手段に蓄積されるトナーの量を検知する第２の検知手段を更に有し、
前記駆動手段は、前記第２の検知手段の検知結果に基づいて前記現像手段に蓄積されるトナーの量が閾値未満であれば、前記収容容器を回転駆動することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記予測手段により予測される回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量と、前記収容容器の回転駆動を停止させた後で前記第１の検知手段によって検知される前記収容容器内のトナーの量とが閾値以上異なる場合、前記収容容器から前記現像手段へのトナーの補給に異常が生じていることを報知する異常報知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記予測手段により予測される回転駆動中の前記収容容器内のトナーの量と、前記収容容器の回転駆動を停止させた後で前記第１の検知手段によって検知される前記収容容器内のトナーの量とが閾値以上異なる場合、前記現像手段によるトナー像の形成を禁止する第２の禁止手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
画像形成装置の主電源がオンされてから最初の静電潜像が形成されるまでの間に前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量が所定量以下である場合、前記収容容器内のトナーが空であることを報知する第２の報知手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
画像形成装置の主電源がオンされてから最初の静電潜像が形成されるまでの間に前記第１の検知手段により検知される前記収容容器が回転駆動される前の前記収容容器内のトナーの量が所定量以下である場合、前記現像手段によるトナー像の形成を禁止する第３の禁止手段を更に有することを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。