特許 7010155 粉体残量検出装置、画像形成装置および粉体残量検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-01-17

(45)【発行日】2022-01-26

(54)【発明の名称】粉体残量検出装置、画像形成装置および粉体残量検出方法

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20220119BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 343

G03G15/08 322A

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2018118061

(22)【出願日】2018-06-21

(65)【公開番号】P2019219571

(43)【公開日】2019-12-26

【審査請求日】2021-02-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】家入 雄二

(72)【発明者】

【氏名】安達 洋司

(72)【発明者】

【氏名】本多 浩気

(72)【発明者】

【氏名】原 徹也

(72)【発明者】

【氏名】久保 達哉

【審査官】小池 俊次

(56)【参考文献】

【文献】特開２００４－２８６７９３（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１２－２５５９１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１４２８８１（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００３／０２１９２６３（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

荷重検出器により検出された粉体ボトルの重量を検出荷重として取得する取得部と、
前記取得部により取得された前記検出荷重の変動に基づいて、前記粉体ボトルの回転角度を推定する推定部と、
前記検出荷重の変動の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回転角度における前記検出荷重を補正して粉体残量を導出する導出部と、
を備えた粉体残量検出装置。

【請求項2】

前記検出荷重の変動から、少なくとも前記粉体ボトルの１回転分の前記検出荷重の変動プロファイルを特定する特定部を、さらに備え、
前記導出部は、前記変動プロファイルに基づいて、前記推定部により推定された前記回転角度における前記検出荷重を補正する請求項１に記載の粉体残量検出装置。

【請求項3】

前記変動プロファイルから、前記粉体ボトルの回転角度に応じた偏心補正値を算出する補正値算出部を、さらに備え、
前記導出部は、前記推定部により推定された前記回転角度に応じた前記偏心補正値で、該回転角度における前記検出荷重を補正する請求項２に記載の粉体残量検出装置。

【請求項4】

前記推定部は、前記取得部から取得される前記検出荷重の変動と、前記変動プロファイルとを用いて、前記粉体ボトルの回転角度を推定する請求項２または３に記載の粉体残量検出装置。

【請求項5】

前記補正値算出部は、前記粉体ボトルの粉体残量に基づいて、前記偏心補正値を更新する請求項３に記載の粉体残量検出装置。

【請求項6】

前記補正値算出部は、前記粉体ボトルの粉体残量に応じた前記検出荷重の変動の変動幅に基づいて補正係数を求め、前記偏心補正値の初期値に前記補正係数を乗じて、該偏心補正値を更新する請求項５に記載の粉体残量検出装置。

【請求項7】

前記粉体ボトルの１回転分の前記検出荷重の平均値を算出する平均算出部を、さらに備え、
前記補正値算出部は、前記平均値に基づく粉体残量に応じた前記補正係数を用いて前記偏心補正値を更新する請求項６に記載の粉体残量検出装置。

【請求項8】

前記特定部は、前記変動プロファイルの特定後、所定のタイミングで改めて前記検出荷重の変動から変動プロファイルを特定し、
前記補正値算出部は、前記特定部により改めて特定された変動プロファイルから前記偏心補正値を更新する請求項３に記載の粉体残量検出装置。

【請求項9】

請求項１～８のいずれか一項に記載の粉体残量検出装置と、
画像形成出力される描画情報に基づいて、前記粉体ボトルから供給される粉体を含む現像剤によって現像を行い画像形成を行う画像形成部と、
を備えた画像形成装置。

【請求項10】

荷重検出器により検出された粉体ボトルの重量を検出荷重として取得する取得ステップと、
取得した前記検出荷重の変動に基づいて、前記粉体ボトルの回転角度を推定する推定ステップと、
前記検出荷重の変動の状態に基づいて、推定した前記回転角度における前記検出荷重を補正して粉体残量を導出する導出ステップと、
を有する粉体残量検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、粉体残量検出装置、画像形成装置および粉体残量検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーは消耗品のため、適宜、トナーの補給を行う必要がある。例えば、着脱可能な回転式のトナーボトルを画像形成装置本体にセットし、トナーボトルに挿し込まれた搬送ノズルによって、現像器へトナーの補給を行う画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、ひずみセンサ等の荷重検出センサによってトナーボトルの重量を測定することにより、トナーボトル内のトナー残量を検出する。

【0003】

上述のような、着脱可能な回転式のトナーボトルを備える画像形成装置として、トナーボトルの装着の有無を検出するために、トナーボトルの凹凸を検出する専用のセンサを用いているものがある（例えば、特許文献１参照）。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述のような、着脱可能な回転式のトナーボトルを備える画像形成装置では、トナーボトル（粉体ボトル）に偏心が存在する場合、トナーボトルの回転を停止させた角度によって、荷重検出センサの検出値が変わってしまい、トナー残量の検出精度が悪くなるという問題があった。

【0005】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、粉体ボトルに偏心があっても粉体残量を精度よく検出することができる粉体残量検出装置、画像形成装置および粉体残量検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、荷重検出器により検出された粉体ボトルの重量を検出荷重として取得する取得部と、前記取得部により取得された前記検出荷重の変動に基づいて、前記粉体ボトルの回転角度を推定する推定部と、前記検出荷重の変動の状態に基づいて、前記推定部により推定された前記回転角度における前記検出荷重を補正して粉体残量を導出する導出部と、を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、粉体ボトルに偏心があっても粉体残量を精度よく検出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。

【図2】図２は、実施形態に係る画像形成装置の外観斜視図である。

【図3】図３は、実施形態に係るトナーボトルの構成の一例を示す図である。

【図4】図４は、実施形態に係るトナーボトルをトナー供給部に装着した状態の一例を示す図である。

【図5】図５は、実施形態に係るトナーボトルを支持するボトル支持体の構造の一例を示す図である。

【図6】図６は、実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

【図7】図７は、実施形態に係る画像形成装置の機能ブロックの構成の一例を示す図である。

【図8】図８は、実施形態に係る画像形成装置の主制御部およびエンジン制御部の機能ブロックの構成の一例を示す図である。

【図9】図９は、実施形態に係るトナーボトルのトナーの供給動作を説明する図である。

【図10】図１０は、トナーボトルの偏心によるひずみセンサの検出荷重への影響の一例を示すグラフである。

【図11】図１１は、トナーボトルに偏心がない場合の回転動作を説明する図である。

【図12】図１２は、トナーボトルに偏心がない場合の検出荷重のグラフを示す図である。

【図13】図１３は、トナーボトルに偏心がある場合の回転動作の一例を示す図である。

【図14】図１４は、トナーボトルに偏心がある場合の検出荷重のグラフの一例を示す図である。

【図15】図１５は、検出荷重の変動プロファイルを特定する動作を説明する図である。

【図16】図１６は、トナーボトルの回転角度と偏心補正値との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。

【図17】図１７は、トナーボトルに偏心がある場合の検出荷重のグラフから回転角度を推定する動作を説明する図である。

【図18】図１８は、トナー残量（新品）の場合における荷重変動について説明する図である。

【図19】図１９は、トナー残量（６６％）の場合における荷重変動について説明する図である。

【図20】図２０は、トナー残量（１６％）の場合における荷重変動について説明する図である。

【図21】図２１は、実施形態に係る画像形成装置におけるトナー残量の導出処理の一例を示すフローチャートである。

【図22】図２２は、実施形態に係る画像形成装置における偏心補正値の更新処理の一例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下に、図面を参照しながら、本発明に係る粉体残量検出装置、画像形成装置および粉体残量検出方法の実施形態を詳細に説明する。また、以下の実施形態によって本発明が限定されるものではなく、以下の実施形態における構成要素には、当業者が容易に想到できるもの、実質的に同一のもの、およびいわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、以下の実施形態の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換、変更および組み合わせを行うことができる。

【0010】

（画像形成装置の全体構造）
図１は、実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。図２は、実施形態に係る画像形成装置の外観斜視図である。図１および図２を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の全体構造について説明する。なお、本実施形態に係る画像形成装置１は、複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）であるものとして説明する。ここで、複合機とは、印刷機能、複写機能、スキャナ機能およびファックス機能のうちの少なくとも２つの機能を有する装置である。また、画像形成装置１は、電子写真方式で画像形成を実行するモノクロ機を例に挙げて説明を行うが、本発明は、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の各色のトナーを用いてカラー印刷を行う画像形成装置についても同様に適用することができる。

【0011】

図１および図２に示すように、画像形成装置１は、スキャナユニット１０２と、ディスプレイパネル１０４と、給紙テーブル１０５と、プリントエンジン１０６と、を備える。

【0012】

スキャナユニット１０２は、コンタクトガラスに載置された原稿の画像を読み取ることによって画像データを取得する装置である。スキャナユニット１０２のコンタクトガラスへは、例えば、後述するＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：自動原稿送り装置）１０１から原稿が給紙される。

【0013】

ディスプレイパネル１０４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する表示部であると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し、または、画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力部でもある。

【0014】

給紙テーブル１０５は、紙またはＯＨＰ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ Ｐｒｏｊｅｃｔｏｒ）シート等の印刷媒体Ｐを収納し、プリントエンジン１０６へ印刷媒体Ｐを供給する装置である。給紙テーブル１０５に収納された印刷媒体Ｐは、呼出ローラ６２によって給紙された後、プリントエンジン１０６へ搬送される。

【0015】

プリントエンジン１０６は、給紙テーブル１０５から供給される印刷媒体Ｐへ画像形成を行う画像形成部である。プリントエンジン１０６は、感光体１０と、書込み装置４７と、帯電装置１１と、現像装置１２と、転写装置１３と、クリーニング装置１４と、定着装置２２と、を含む。

【0016】

感光体１０は、書込み装置４７からのレーザ光の照射を受けることによって静電潜像が形成されるドラム状の部材である。

【0017】

書込み装置４７は、感光体１０にレーザー光を照射して、感光体１０の表面に静電潜像を形成する装置である。

【0018】

帯電装置１１は、回転駆動する感光体１０の表面を一様に帯電させる装置である。

【0019】

現像装置１２は、感光体１０の表面にトナーを付着させ、感光体１０の表面に形成された静電潜像を可視像化してトナー像を形成する装置である。現像装置１２は、感光体１０の表面にトナーを付着させる現像ローラ８１と、トナーを含む現像剤の層の厚みを制御するドクターブレード６と、現像剤を撹拌して搬送するスクリュー８２、８３と、を含む。

【0020】

転写装置１３は、転写位置Ｂで感光体１０の周面に押し当てられている転写ベルト１７を備えている。

【0021】

クリーニング装置１４は、感光体１０上のトナーおよび残留電荷を除去する装置である。クリーニング装置１４は、感光体１０上の余分なトナーを除去して清掃するクリーニングブレード８と、感光体１０の残留電荷を除去する除電ランプ９と、を含む。

【0022】

定着装置２２は、加熱ローラ３０と加圧ローラ３２とを有し、トナー像が担持された印
刷媒体Ｐに熱および圧力を加え、印刷媒体Ｐにトナー像を定着する装置である。

【0023】

給紙テーブル１０５から給紙され、レジストローラ２１を通過した印刷媒体Ｐは、転写位置Ｂへ送り込まれる。転写位置Ｂへ送り込まれた印刷媒体Ｐは、転写装置１３によって感光体１０上に形成されたトナー像が転写されて担持される。トナー像を転写した後の感光体１０は、クリーニング装置１４によって残留したトナーおよび残留電荷が除去される。トナー像が転写された印刷媒体Ｐは、定着装置２２によってトナー像が定着され、排紙ローラ３５により排紙トレイ１０７上に排出されてスタックされる。

【0024】

なお、印刷媒体Ｐの両面に画像を形成する場合には、印刷媒体Ｐは、一方の面にトナー像が転写され、定着された後、排出分岐爪３４によって反転路４３に搬送される。その後、印刷媒体Ｐは、搬送ローラ６６の逆回転によって、再搬送路４４を介して、レジストローラ２１に搬送される。そして、印刷媒体Ｐのトナー像が担持されていない他方の面にも、上述した動作によってトナー像が転写される。

【0025】

また、画像形成装置１において、感光体１０、帯電装置１１、現像装置１２およびクリーニング装置１４は、図１に示すように、プロセスカートリッジ８０として一体に構成されている。プロセスカートリッジ８０は、図２に示すように、画像形成装置１の前後方向に設置されたレール９１に沿って、画像形成装置１の手前側にスライドさせることによって、開口部８０ａから取り外すことができる。

【0026】

また、画像形成装置１は、図１に示すように、プロセスカートリッジ８０に供給するためのトナーが充填されたトナーボトル２０１（粉体ボトル）を含む。電子写真方式の本実施形態に係る画像形成装置１で用いられるトナーは消耗品であるため、適宜トナーを補給する必要があるので、トナーボトル２０１の交換が可能である必要がある。トナーボトル２０１は、図２に示すように、開口部２０ａから引き出すことによって画像形成装置１から取り外すことができ、トナーが充填された交換用のトナーボトルを開口部２０ａから挿入することによって交換することができる。

【0027】

（トナーボトルの構成）
図３は、実施形態に係るトナーボトルの構成の一例を示す図である。図４は、実施形態に係るトナーボトルをトナー供給部に装着した状態の一例を示す図である。図５は、実施形態に係るトナーボトルを支持するボトル支持体の構造の一例を示す図である。図３～図５を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１へ設置されるトナーボトル２０１の構成およびその設置態様について説明する。

【0028】

図３に示すように、トナーボトル２０１は、溝２１１と、供給口２１２と、を有する。

【0029】

溝２１１は、トナーボトル２０１の外周面の長手方向において螺旋状に設けられている。溝２１１は、トナーが充填されるトナーボトル２０１の内部に向かって形成されているので、トナーボトル２０１の内壁面では溝２１１に沿って凸形状物が形成されている。

【0030】

供給口２１２は、トナーボトル２０１に充填されたトナーを、現像装置１２へ供給する部位である。

【0031】

また、図４に示すように、トナーボトル２０１は、図２に示した開口部２０ａから挿入されると、画像形成装置１の内部に設置されているトナー供給部２０２に装着される。また、図４に示すように、トナーボトル２０１の長手方向の一端側の外周に、ギア２０３が形成されている。トナーボトル２０１がトナー供給部２０２に装着されると、トナー供給部２０２に設けられた駆動モータ２３１によって回転駆動する駆動ギア２３２が、トナーボトル２０１のギア２０３と嵌合する。この状態で、駆動モータ２３１の回転により駆動ギア２３２が回転駆動され、それに合わせてギア２０３も回転駆動され、トナーボトル２０１が長手方向の軸を中心として回転する。

【0032】

トナーボトル２０１が回転することによって、トナーボトル２０１内部のトナーは、溝２１１の形成による内壁面の凸形状物によって撹拌されながら、当該凸形状物に沿ってトナーボトル２０１の内部を移動する。上述のように、溝２１１の形成による内壁面の凸形状物は、螺旋状に形成されているので、トナーもトナーボトル２０１の内側を螺旋状に移動することになる。したがって、駆動モータ２３１の回転方向によって、トナーは、トナーボトル２０１の内部を、供給口２１２へ向かって移動したり、供給口２１２から離れるように移動したりする。

【0033】

トナーボトル２０１内を供給口２１２へ向かって移動したトナーは、供給口２１２の内部を挿通して設けられた搬送ノズル２２２内の搬送スクリュー２２５によって、現像装置１２へ送られる。以上のような動作によって、トナーボトル２０１に充填されたトナーが現像装置１２へ供給される。

【0034】

また、図４に示すように、ひずみセンサ２０４（荷重検出器の一例）は、トナーボトル２０１の長手方向の他端側、すなわち、供給口２１２と対向する端部に、トナーボトル２０１を支持する態様で設けられている。具体的には、図５に示すように、トナーボトル２０１の長手方向の他端側が、ボトル支持体２４１によって支持されており、ひずみセンサ２０４は、当該ボトル支持体２４１を下部側で支持する態様で設置されている。したがって、ひずみセンサ２０４の出力値である荷重の値（以下、検出荷重と称する場合がある）に基づいて、トナーボトル２０１の重量を計測し、計測したトナーボトル２０１の重量に基づいて、トナーボトル２０１内に存在するトナーの残量（トナー残量）を検出する。このように、トナーボトル２０１は、長手方向の一端側がトナー供給部２０２が装着されると共に、他端側がボトル支持体２４１により支持されつつ、当該ボトル支持体２４１の下部がひずみセンサ２０４によって支持される構成となっている。これに対して、他端側が支持されていない場合は、トナーボトル２０１の回転中に他端側が自由に動いてしまう虞があるところ、上述の構成によって、他端側が自由に動いてしまうことを抑制することができる。また、ひずみセンサ２０４は、例えば、ダイアフラム上にピエゾ抵抗がブリッジ回路を形成して配置されており、ダイアフラムの変形によってピエゾ抵抗に応力を与えることで抵抗値が変化し、その抵抗値変化によるブリッジ回路の中点電位変動を捉えることで荷重の検出を行う。本実施形態における具体的なトナー残量の検出方法は、後述する。

【0035】

（画像形成装置のハードウェア構成）
図６は、実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。図６を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成について説明する。

【0036】

図６に示すように、画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｓｅｃｃｉｎｇ Ｕｎｉｔ）３０１と、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）３０２と、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）３０３と、補助記憶装置３０４と、ネットワークＩ／Ｆ３０５と、入出力Ｉ／Ｆ３０６と、ＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）３０７と、操作部３０８と、を有する。これらのうち、ＣＰＵ３０１、ＲＡＭ３０２、ＲＯＭ３０３、補助記憶装置３０４、ネットワークＩ／Ｆ３０５、および入出力Ｉ／Ｆ３０６は、バス３０９を介して相互に通信可能に接続されている。

【0037】

ＣＰＵ３０１は、画像形成装置１の動作を統括的に制御する演算装置である。ＲＡＭ３０２は、ＣＰＵ３０１の演算処理時のワークエリア（作業領域）として使用される揮発性の記憶媒体である。ＲＯＭ３０３は、ファームウェア等のプログラムを記憶する不揮発性の記憶媒体である。

【0038】

補助記憶装置３０４は、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）、ＳＳＤ（Ｓｏｌｉｄ Ｓｔａｔｅ Ｄｒｉｖｅ）、またはフラッシュメモリ等の記憶装置であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）、各種プログラム、および画像データ等を記憶する。

【0039】

ネットワークＩ／Ｆ３０５は、外部のネットワーク（ＬＡＮ（Ｌｏｃａｋ Ａｒｅａ Ｎｅｔｗｏｒｋ）またはインターネット等）と接続するためのインターフェースである。ネットワークＩ／Ｆ３０５は、例えば、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）に対応し、ＴＣＰ（Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）／ＩＰ（Ｉｎｔｅｒｎｅｔ Ｐｒｏｔｏｃｏｌ）の通信規格に対応している。入出力Ｉ／Ｆ３０６は、入出力機器と接続するためのインターフェースである。図６に示すように、入出力Ｉ／Ｆ３０６には、ＬＣＤ３０７および操作部３０８が接続されている。

【0040】

ＬＣＤ３０７は、各種の情報（例えば、受け付けた操作に応じた情報、画像形成装置１の動作状況を示す情報、設定状態等を示す情報等）を表示する液晶表示装置である。操作部３０８は、ユーザの操作入力を受け付ける入力装置である。本実施形態では、ＬＣＤ３０７および操作部３０８は、タッチパネルであるディスプレイパネル１０４を実現する。ＬＣＤ３０７は、タッチパネルの表示機能を実現し、操作部３０８は、タッチパネルの入力機能を実現する。なお、操作部３０８は、ディスプレイパネル１０４の入力機能のみならず、ハードウェアキー等を含むものとしてもよい。

【0041】

なお、図６に示した画像形成装置１のハードウェア構成は一例を示すものであり、図６に示した構成要素を全て含む必要はなく、または、その他の構成要素を含むものとしてもよい。

【0042】

（画像形成装置の機能ブロック構成）
図７は、実施形態に係る画像形成装置の機能ブロックの構成の一例を示す図である。図８は、実施形態に係る画像形成装置の主制御部およびエンジン制御部の機能ブロックの構成の一例を示す図である。図７および図８を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１の機能ブロックの構成について説明する。

【0043】

図７に示すように、画像形成装置１は、コントローラ１００と、ＡＤＦ１０１と、スキャナユニット１０２と、ディスプレイパネル１０４と、給紙テーブル１０５と、プリントエンジン１０６と、排紙トレイ１０７と、ネットワークＩ／Ｆ１０８と、駆動モータ２３１と、を有する。このうち、ネットワークＩ／Ｆ１０８は、図６に示したネットワークＩ／Ｆ３０５に対応する。

【0044】

コントローラ１００は、画像形成装置１全体を制御し、具体的には、ＡＤＦ１０１、スキャナユニット１０２、ディスプレイパネル１０４、給紙テーブル１０５、プリントエンジン１０６、およびネットワークＩ／Ｆ１０８等の動作を制御するユニットである。コントローラ１００は、主制御部１１０と、エンジン制御部１２０と、画像処理部１３０と、操作表示制御部１４０と、入出力制御部１５０と、を含み、ＣＰＵ３０１によるプログラムの実行、および、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔ）等のハードウェア回路によって実現される。なお、図７においては、電気信号および情報の流れを実線で示しており、用紙の流れを破線で示している。

【0045】

主制御部１１０は、コントローラ１００に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ１００の各部に命令を与える機能部である。

【0046】

エンジン制御部１２０は、ＡＤＦ１０１、スキャナユニット１０２、給紙テーブル１０５、プリントエンジン１０６および駆動モータ２３１等のアクチュエータの動作を制御する機能部である。

【0047】

画像処理部１３０は、主制御部１１０の制御に従って、印刷出力すべき画像データに対する各種画像処理を実行して描画情報を生成する機能部である。ここで、描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン１０６の画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報である。

【0048】

操作表示制御部１４０は、ディスプレイパネル１０４に情報表示を行い、または、ディスプレイパネル１０４を介して操作入力された情報を主制御部１１０に通知する機能部である。

【0049】

入出力制御部１５０は、ネットワークＩ／Ｆ１０８を介して、主制御部１１０と、外部のネットワークとのデータ通信を制御する機能部である。

【0050】

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合、まず、入出力制御部１５０がネットワークＩ／Ｆ１０８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部１５０は、受信した印刷ジョブを、主制御部１１０に転送する。主制御部１１０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部１３０を制御して、印刷ジョブに含まれる文書情報または画像データに基づいて描画情報（描画データ）を生成させる。

【0051】

画像処理部１３０によって描画情報が生成されると、エンジン制御部１２０は、プリントエンジン１０６を制御し、生成された描画情報に基づき、給紙テーブル１０５から搬送される用紙に対して画像形成を実行させる。プリントエンジン１０６によって画像形成が行われた用紙は、排紙トレイ１０７に排紙される。

【0052】

また、画像形成装置１がスキャナとして動作する場合、ユーザによるディスプレイパネル１０４の操作、または、ネットワークＩ／Ｆ１０８を介して外部端末から入力されるスキャン実行指示に従って、操作表示制御部１４０または入出力制御部１５０が、主制御部１１０にスキャン実行信号を転送する。主制御部１１０は、受信したスキャン実行信号に従って、エンジン制御部１２０を制御する。

【0053】

エンジン制御部１２０は、ＡＤＦ１０１を駆動し、ＡＤＦ１０１にセットされたスキャン対象の原稿をスキャナユニット１０２に搬送する。また、エンジン制御部１２０は、スキャナユニット１０２を駆動し、ＡＤＦ１０１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ１０１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット１０２に直接原稿がセットされている場合、スキャナユニット１０２は、エンジン制御部１２０の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。

【0054】

撮像動作においては、スキャナユニット１０２に含まれるＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉ
ｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）またはＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）等の撮像素子が、原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部１２０は、スキャナユニット１０２が生成した撮像情報を画像処理部１３０に転送する。画像処理部１３０は、主制御部１１０の制御に従い、エンジン制御部１２０から受信した撮像情報に対して各種画像処理を行い、画像データを生成する。

【0055】

画像処理部１３０が生成した画像データは、主制御部１１０が取得し、主制御部１１０が、補助記憶装置３０４等に記憶させる。画像処理部１３０によって生成された画像データは、ユーザの指示に応じて、そのまま補助記憶装置３０４等に記憶されたり、または、入出力制御部１５０およびネットワークＩ／Ｆ１０８を介して外部装置へ送信される。

【0056】

また、画像形成装置１が複写機として動作する場合、エンジン制御部１２０がスキャナユニット１０２から受信した撮像情報、または画像処理部１３０が生成した画像データに基づいて、画像処理部１３０が描画情報を生成する。その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部１２０がプリントエンジン１０６を駆動する。なお、描画情報および撮像情報の情報形式が同一である場合は、撮像情報をそのまま描画情報として用いることも可能である。

【0057】

次に、図８を参照しながら、トナーボトル２０１内に存在するトナー残量（粉体残量）を導出するための機能ブロックの構成を説明する。図８に示すように、主制御部１１０は、回転制御部１１１と、荷重取得部１１２（取得部）と、プロファイル特定部１１３（特定部）と、補正値算出部１１４と、角度推定部１１５（推定部）と、平均荷重算出部１１６（平均算出部）と、トナー残量導出部１１７（導出部）と、を含む。エンジン制御部１２０は、ボトル駆動部１２１を含む。

【0058】

回転制御部１１１は、ボトル駆動部１２１に駆動モータ２３１を駆動させるための駆動指令を送信する機能部である。

【0059】

荷重取得部１１２は、ひずみセンサ２０４により検出されたトナーボトル２０１の重量に基づく荷重を、検出荷重として取得する機能部である。具体的には、荷重取得部１１２は、トナーボトル２０１を支持するボトル支持体２４１の位置が、トナーボトル２０１の重量に応じて上下方向に、すなわち、図４に示すＶ方向に変化することによってひずみセンサ２０４が出力する荷重を、検出荷重として取得する。

【0060】

プロファイル特定部１１３は、駆動モータ２３１の回転に伴うトナーボトル２０１の回転時に、ひずみセンサ２０４によって検出される荷重の変動状態から、周期的に繰り返される荷重変動を分析して、少なくとも１周期分（１回転分）にあたる荷重変動の情報を変動プロファイルとして特定（学習）する機能部である。プロファイル特定部１１３は、特定した変動プロファイルの情報を、例えば、補助記憶装置３０４に記憶させておく。なお、プロファイル特定部１１３の動作の詳細は、後述する。

【0061】

補正値算出部１１４は、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルから、トナーボトル２０１の各回転角度において荷重取得部１１２により取得された検出荷重に対する補正値を偏心補正値として算出する機能部である。補正値算出部１１４は、算出した偏心補正値を、例えば、補助記憶装置３０４に記憶させておく。なお、補正値算出部１１４の動作の詳細は、後述する。

【0062】

角度推定部１１５は、駆動モータ２３１の回転に伴うトナーボトル２０１の回転時に、ひずみセンサ２０４によって検出される荷重の周期的な変動から０°の位置を特定し、その０°の位置を基準にして、現在のトナーボトル２０１の回転角度を推定する機能部である。具体的には、角度推定部１１５は、トナーボトル２０１の回転における０°の位置を特定し、当該位置から駆動モータ２３１を駆動させた量に基づいて現在のトナーボトル２０１の回転角度を推定する。この場合、角度推定部１１５は、駆動モータ２３１を駆動させた量を、回転制御部１１１から取得するものとすればよい。また、駆動させた量は、駆動モータ２３１がクローズドループ制御により駆動される場合にはエンコーダ等の出力値から決定でき、駆動モータ２３１がステッピングモータであってオープンループ制御により駆動される場合には出力したステップ数から決定でき、駆動モータ２３１がＤＣモータである場合には駆動時間から決定できる。

【0063】

平均荷重算出部１１６は、補正値算出部１１４により算出された偏心補正値を更新する等のために、荷重取得部１１２により取得された１周期分（１回転分）の荷重の平均値を算出する機能部である。

【0064】

トナー残量導出部１１７は、角度推定部１１５により推定されたトナーボトル２０１の現在の回転角度と、当該回転角度で荷重取得部１１２により取得された検出荷重と、当該回転角度に対応する補正値算出部１１４により算出された偏心補正値と、に基づいて、トナーボトル２０１内に存在するトナー残量を導出する機能部である。なお、トナー残量導出部１１７の動作の詳細は、後述する。

【0065】

ボトル駆動部１２１は、駆動モータ２３１を回転駆動することによってトナーボトル２０１を回転させる機能部である。

【0066】

上述の回転制御部１１１、荷重取得部１１２、プロファイル特定部１１３、補正値算出部１１４、角度推定部１１５、平均荷重算出部１１６、トナー残量導出部１１７およびボトル駆動部１２１は、例えば、ＣＰＵ３０１によるプログラムの実行によって実現される。なお、回転制御部１１１、荷重取得部１１２、プロファイル特定部１１３、補正値算出部１１４、角度推定部１１５、平均荷重算出部１１６、トナー残量導出部１１７およびボトル駆動部１２１の一部または全部は、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ－Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙ）またはＡＳＩＣ等のハードウェア回路によって実現されてもよい。

【0067】

なお、回転制御部１１１、荷重取得部１１２、プロファイル特定部１１３、補正値算出部１１４、角度推定部１１５、平均荷重算出部１１６、トナー残量導出部１１７およびボトル駆動部１２１は、機能を概念的に示したものであって、このような構成に限定されるものではない。例えば、図８で独立した機能部として図示した複数の機能部を、１つの機能部として構成してもよい。一方、図８の１つの機能部が有する機能を複数に分割し、複数の機能部として構成するものとしてもよい。

【0068】

（トナーボトルに偏心が存在する場合の影響）
図９は、実施形態に係るトナーボトルのトナーの供給動作を説明する図である。図１０は、トナーボトルの偏心によるひずみセンサの検出荷重への影響の一例を示すグラフである。

【0069】

図９に示すように、駆動モータ２３１の回転によりトナーボトル２０１が回転することによって、トナーボトル２０１内部のトナーは、トナーボトル２０１内を供給口２１２へ向かって移動し、供給口２１２の内部を挿通して設けられた搬送ノズル２２２内の搬送スクリュー２２５によって、現像装置１２へ供給される。このとき、トナーボトル２０１の回転動作において偏心が発生する場合がある。ここで、トナーボトル２０１の偏心とは、例えば、トナーボトル２０１のトナー供給部２０２への装着状態、駆動ギア２３２およびギア２０３等の機構状態、または、片持ち構造でトナーボトル２０１を回転させる仕組みの影響により、トナーボトル２０１の断面の中心（重心）ではなく、ずれた位置を回転中心として回転する場合をいう。トナーボトル２０１に偏心が存在する場合、ひずみセンサ２０４の検出位置に対して、トナーボトル２０１の重心の位置が回転角度によって変化するため、ひずみセンサ２０４により検出される荷重の値が変動して不正確になる。

【0070】

トナーボトル２０１に偏心が存在する場合の、ひずみセンサ２０４により検出された荷重の変動の状態の一例を、図１０に示す。図１０では、トナーボトル２０１内のトナー残量が、１０［ｇ］、１００［ｇ］、２００［ｇ］、３００［ｇ］の場合の荷重の変動状態を示している。図１０に示す例では、回転角度が１８０°の位置で停止して荷重を測定した場合に、最も小さく（軽く）、０°の位置で停止して荷重を測定した場合に最も大きく（重く）なっている。また、図１０に示すグラフの縦軸の荷重は、トナーだけでなく、トナーボトル２０１自体の重量を含んだ荷重となっているので、トナーだけの重量（トナー残量）を求めるためには、検出荷重からトナーボトル２０１の重量を減じる必要がある。また、図１０に示すように、トナー残量が多くなるほど、荷重の変動幅が大きくなっている。

【0071】

図１１は、トナーボトルに偏心がない場合の回転動作を説明する図である。図１２は、トナーボトルに偏心がない場合の検出荷重のグラフを示す図である。図１１および図１２を参照しながら、トナーボトル２０１に偏心がない場合について説明する。

【0072】

図１１（ａ）は、トナーボトル２０１の断面の中心（重心）が、回転中心と一致してる場合の動作を示す。この場合、図１１（ｂ）に示すように、トナーボトル２０１の長手方向の回転軸は、上述のトナーボトル２０１の断面の中心（重心）を通る。この状態でトナーボトル２０１が回転した場合、ひずみセンサ２０４により検出される荷重は、図１２に示すように、どの回転角度でも一定値となる。

【0073】

図１３は、トナーボトルに偏心がある場合の回転動作の一例を示す図である。図１４は、トナーボトルに偏心がある場合の検出荷重のグラフの一例を示す図である。図１３および図１４を参照しながら、トナーボトル２０１に偏心が存在する場合について説明する。

【0074】

図１３に示すように、トナーボトル２０１に偏心が存在する場合、トナーボトル２０１の断面の中心（重心）ではなく、そこからずれた位置を回転中心として回転する。その結果、図１４に示すように、ひずみセンサ２０４による検出される荷重は、一定とはならずに上下に変動する。したがって、トナーボトル２０１の回転角度によって検出荷重がそれぞれ異なる値を示すので偏心の影響（すなわち、正確なトナー残量からのずれに寄与する影響）が変わることになる。

【0075】

以上のことから、トナーボトル２０１に偏心が存在する場合において正確なトナー残量を求めるためには、ひずみセンサ２０４の検出荷重から、偏心の影響を排除する必要がある。ただし、図１０および図１４に示したように、ひずみセンサ２０４により検出される荷重は、トナーボトル２０１の回転角度によって変動するため、偏心の影響を排除する場合、どの回転角度でトナーボトル２０１が停止して荷重を検出したかが把握できないと、偏心の影響を精度よく排除することができない。本実施形態では、検出荷重の変動状態からトナーボトル２０１の回転角度を推定し、当該回転角度で検出された荷重を適切に補正することによって、トナー残量を導出する。以下、トナー残量を導出するための動作の詳細を説明する。

【0076】

（変動プロファイルの特定および偏心補正値の算出）
図１５は、検出荷重の変動プロファイルを特定する動作を説明する図である。図１６は、トナーボトルの回転角度と偏心補正値との対応関係を示すテーブルの一例を示す図である。図１５および図１６を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１における変動プロファイルの特定および偏心補正値の算出動作について説明する。

【0077】

プロファイル特定部１１３は、トナーボトル２０１が回転した場合において、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の変動を、所定の時間だけ記録する。次に、プロファイル特定部１１３は、図１５に示すように、記録した検出荷重の変動を分析して、少なくとも１周期（１回転分）にあたる荷重変動の情報を変動プロファイルとして特定する。具体的には、プロファイル特定部１１３による変動プロファイルの特定にあたって、回転制御部１１１は、所定角度だけトナーボトル２０１を回転させてから停止させ、その位置で荷重取得部１１２により取得された検出荷重を記録する、という動作を繰り返す。これによって、トナーボトル２０１の回転中のノイズの要因を極力排除しながら精度よく検出された荷重を取得することができる。なお、トナーボトル２０１の回転におけるノイズが無視できる程度である場合、回転制御部１１１によるトナーボトル２０１の回転動作を続けながら、荷重取得部１１２により検出荷重が取得される動作としてもよい。

【0078】

補正値算出部１１４は、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルにおいて、１周期の起点となる位置（例えば、図１５に示す変動プロファイルの波形のピーク位置）を０°として決定する。そして、補正値算出部１１４は、変動プロファイルが少なくとも１周期分、すなわち１回転分（０°～３６０°（０°））の検出荷重のデータなので、変動プロファイルから取得できる所定角度ごとの検出荷重と、基準荷重とに基づいて、対応する回転角度に応じた偏心補正値を算出する。ここで、基準荷重としては、例えば、平均荷重算出部１１６によって変動プロファイルから算出される１周期分の検出荷重の平均値とすればよい。以上のような補正値算出部１１４によって算出された偏心補正値の例を、図１６に示す。図１６に示すテーブルは、トナーボトル２０１の回転角度を３０°ごとに区切って、各回転角度について偏心補正値が関連付けられている。補正値算出部１１４は、算出した偏心補正値と、回転角度とを関連付けた情報を、補助記憶装置３０４に記憶させる。なお、偏心補正値と、回転角度とを関連付けた情報は、図１６に示すようにテーブル形式の情報であることに限定されるものではなく、双方を関連付ける情報であれば、どのような形式であってもよい。

【0079】

以上のような、トナーボトル２０１の回転角度と偏心補正値とを関連付ける情報を求めたことにより、トナーボトル２０１の現在の回転角度を求めることができれば、その位置に対応する偏心補正値を用いて検出角度を補正し、精度の高いトナー残量を導出することが可能になる。次に、トナーボトル２０１の現在の回転角度を推定する動作について説明する。

【0080】

（トナーボトルの回転角度の推定およびトナー残量の導出）
図１７は、トナーボトルに偏心がある場合の検出荷重のグラフから回転角度を推定する動作を説明する図である。図１７を参照しながら、トナーボトル２０１に偏心が存在する場合の検出荷重の変動を示すグラフからトナーボトル２０１の回転角度を推定する動作、および推定された回転角度に基づいてトナー残量を導出する動作について説明する。

【0081】

角度推定部１１５は、トナーボトル２０１の回転に伴って、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の周期的な変動から、０°の位置を特定する。具体的には、角度推定部１１５は、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルにおいて決定された０°の位置に対応する位置を、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の周期的な変動から特定し、特定した位置を０°として決定する。例えば、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルにおいて決定された０°の位置が、変動プロファイルの波形のピーク位置である場合、角度推定部１１５は、図１７に示すように、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の変動波形のピーク位置を検出して、当該ピーク位置の回転角度を０°とする。

【0082】

次に、角度推定部１１５は、特定した０°の位置を基準にして、当該位置から駆動モータ２３１を駆動させた量に基づいて現在のトナーボトル２０１の回転角度を推定する。ここで、駆動モータ２３１を駆動させた量については、上述した通りである。

【0083】

トナー残量導出部１１７は、角度推定部１１５により推定されたトナーボトル２０１の現在の回転角度において、荷重取得部１１２により取得された検出荷重を、当該回転角度に対応する補正値算出部１１４により算出された偏心補正値を用いて補正する。例えば、上述の図１６に示すような偏心補正値が補正値算出部１１４により算出されている場合、トナー残量導出部１１７は、角度推定部１１５により推定されたトナーボトル２０１の現在の回転角度が２４０°である場合、当該回転角度に対応する偏心補正値である「－０．１０」を、当該回転角度で荷重取得部１１２により取得された検出荷重に加算することによって補正する。補正された検出荷重は、トナーボトル２０１自体の重量を含んでいるので、トナー残量導出部１１７は、補正した検出荷重から、トナーボトル２０１自体の重量を除くように換算することによって、トナーボトル２０１内に存在するトナー残量を導出する。なお、トナー残量導出部１１７がトナー残量を導出する場合、ノイズの影響を抑制するため、トナーボトル２０１は回転停止していることが望ましい。

【0084】

ここで、例えば、トナー残量を求める場合、その都度、トナーボトル２０１を一回転させて得られる検出荷重を平均すれば、偏心の影響を低減したトナー残量を得ることもできる。ただし、この場合、トナーボトル２０１を回転させるので、無駄なトナーが供給されることになり、検出荷重の平均を求めるためだけにトナーボトル２０１を回転させるものとすると、トナーを過剰に供給してしまうことになる。また、ユーザが印刷をできないデッドタイムを発生させてしまうことにもなる。一方、本実施形態では、上述のように、予め学習しておいた検出荷重の変動プロファイルを使用して偏心補正値を算出しておくことにより、トナーボトル２０１の回転位置を推定し、任意の回転位置に停止した状態での検出荷重を補正することによってトナー残量を導出することができる。これによって、過剰なトナーを供給することなく、トナーボトル２０１を停止させた状態でトナー残量を求めることができる。

【0085】

また、検出荷重の変動の状態は、トナーボトル２０１の形状、および上述の図１０のようにトナー残量によって変化するため、トナーボトル２０１毎に特性が変わる。したがって、新しいトナーボトル２０１に交換した後に、プロファイル特定部１１３による変動プロファイルの学習を行い、その後、当該変動プロファイルに基づく偏心補正値を用いることによって、変動プロファイルの学習処理の回数を最小限にすることができる。

【0086】

なお、トナー残量導出部１１７により導出されたトナー残量は、例えば、ＬＣＤ３０７等にトナー残量の不足等の旨、またはトナー残量自体を表示させるものとしてもよい。

【0087】

（トナー残量に基づく偏心の影響の変化について）
図１８は、トナー残量（新品）の場合における荷重変動について説明する図である。図１９は、トナー残量（６６％）の場合における荷重変動について説明する図である。図２０は、トナー残量（１６％）の場合における荷重変動について説明する図である。図１８～図２０を参照しながら、トナー残量に基づく偏心の影響の変化について説明し、当該変化に応じて偏心補正係数を更新する動作について説明する。

【0088】

上述の図１０に示したように、トナー残量に応じて偏心の影響が変化する。具体的な偏心の影響の変化を、図１０に対応するものとして、以下の（表１）に示す。

【表1】

【0089】

上記の（表１）において、（ｍａｘ－ｍｉｎ）は、検出荷重の最大値と最小値との差（荷重変動の変動幅）を示し、（ｍａｘ－ｍｉｎ）／ａｖｅｒａｇｅは、１回転分の検出荷重の平均値に対する荷重変動の変動幅の比率（以下、単に変動幅の比率と称する場合がある）を示す。例えば、（表１）に示すように、トナー残量が少なくなると、荷重変動の変動幅も小さくなるが、変動幅の比率は、トナー残量が少なくなるほど高くなる。

【0090】

このような、トナー残量に応じた偏心の影響の変化を、図１８～図２０に示す。図１８は、トナーボトル２０１が新品（トナー残量が３００［ｇ］）の場合における検出荷重の変動を示す。この場合、（表１）に示すように、荷重変動の変動幅は、０．４［Ｎ］であり、変動幅の比率は、１２％となっている。図１９は、トナー残量が新品時の６６％、すなわち、２００［ｇ］である場合における検出荷重の変動を示す。この場合、（表１）に示すように、荷重変動の変動幅は、０．３６［Ｎ］であり、変動幅の比率は、１６．４％となっている。そして、図２０は、トナー残量が新品時の１６％、すなわち、５０［ｇ］である場合における検出荷重の変動を示す。この場合、（表１）に示すように、荷重変動の変動幅は、０．１［Ｎ］であり、変動幅の比率は、７０．２％となっている。したがって、トナー残量が３００［ｇ］から５０［ｇ］となった場合は、トナー残量としては１／６となっても、変動幅については１／２となっている。

【0091】

以上のようなトナー残量に応じた偏心の影響の変化についての法則性から、偏心補正値を何らかのトナー残量の関数にして算出して更新、すなわち、偏心補正値をトナー残量に基づいて更新することによって、トナー残量ごとに適した偏心補正値を求め、より精度よくトナー残量を導出することが可能となる。具体的には、トナー残量に応じた荷重変動の変動幅の変化に着目し、偏心補正係数を更新するための補正係数として、トナーボトル２０１の新品時からの荷重変動の変動幅の変化率（以下、単に変動幅の変化率と称する場合がある）を考える。例えば、上述の（表１）に示すように、トナーボトル２０１の新品時、すなわち、トナー残量が３００［ｇ］のときは、荷重変動の変動幅は、０．４［Ｎ］であるのに対し、トナー残量が２００［ｇ］となった場合には、荷重変動幅の変動幅は、０．３６［Ｎ］となり、変動幅の変化率としては、０．３６／０．４＝０．９となる。この変動幅変化率０．９を、トナー残量が２００［ｇ］である場合の補正係数とする。同様に、トナー残量が１００［ｇ］となった場合には、荷重変動の変動幅は、０．３４［Ｎ］となり、変動幅の変化率としては、０．３４／０．４＝０．８５となる。この変動幅変化率０．８５を、トナー残量が１００［ｇ］である場合の補正係数とする。さらに、トナー残量が５０［ｇ］となった場合には、荷重変動の変動幅は、０．２［Ｎ］となり、変動幅の変化率としては、０．２／０．４＝０．５となる。この変動幅変化率０．５を、トナー残量が５０［ｇ］である場合の補正係数とする。このように求められた補正係数を用いて、補正値算出部１１４は、偏心補正値の初期値に当該補正値を乗じて偏心補正値を更新する。

【0092】

偏心補正値の更新の具体的な方法およびタイミングとしては、例えば、以下の２つがある。１つ目としては、まず、例えば上述の（表１）に示すようなトナー残量と補正係数との対応情報を予め求めておく方法がある。そして、平均荷重算出部１１６により算出されたトナーボトル２０１の１回転分の検出荷重の平均値から求まるトナー残量が、上述の対応情報に規定されたいずれかのトナー残量に達した場合、補正値算出部１１４は、対応情報に基づいて、当該トナー残量に対応する補正係数を偏心補正値の初期値に乗じて更新する。なお、補正値算出部１１４は、トナー残量導出部１１７により導出されたトナー残量が、上述の対応情報に規定されたいずれかのトナー残量に達した場合、対応情報に基づいて、当該トナー残量に対応する補正係数を偏心補正値の初期値に乗じて更新するものとしてもよい。

【0093】

２つ目のとしては、まず、トナーボトル２０１の交換後に、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルから求まる荷重変動の変動幅を記録しておく。そして、補正値算出部１１４は、所定のタイミングで、トナーボトル２０１の直近の１回転分の検出荷重における荷重変動の変動幅に基づいて、補正係数を算出する。そして、補正値算出部１１４は、算出した補正係数を偏心補正値の初期値に乗じて更新する。ここで、所定のタイミングとは、例えば、所定時間ごとであってもよく、トナー残量が所定量変化するごとであってもよい。なお、ここでのトナー残量は、平均荷重算出部１１６により算出されたトナーボトル２０１の１回転分の検出荷重の平均値から求まるトナー残量であってもよく、トナー残量導出部１１７により導出されたトナー残量であってもよい。

【0094】

以上のような方法により、偏心補正値を更新する場合、改めて、変動プロファイルを特定して偏心補正値を算出するのではなく、補正係数を用いて偏心補正値を更新することによって、演算処理が簡素となり、ソフトウェア処理の負荷を軽減することができる。ただし、もちろん、上述のと同様に所定のタイミングで、改めて変動プロファイルを特定して、現在の変動プロファイルを更新し、当該変動プロファイルから偏心補正値を算出して更新する方法でもよい。これによって、トナー残業が減ってきた場合、実測値に即した制度のより偏心補正値を求めることができる。

【0095】

（トナー残量の導出処理の流れ）
図２１は、実施形態に係る画像形成装置におけるトナー残量の導出処理の一例を示すフローチャートである。図２１を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１におけるトナー残量の導出処理の流れを説明する。

【0096】

＜ステップＳ１１＞
ユーザは、使用しているトナーボトル２０１のトナー残量がなくなった場合、開口部２０ａから当該トナーボトル２０１を抜き出し、新規にトナーが充填されたトナーボトル２０１を挿入してセットする。そして、ステップＳ１２へ移行する。

【0097】

＜ステップＳ１２＞
プロファイル特定部１１３は、回転制御部１１１によりトナーボトル２０１が回転している場合において、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の変動を、所定の時間だけ記録する。そして、プロファイル特定部１１３は、記録した検出荷重の変動を分析して、少なくとも１周期（１回転分）にあたる荷重変動の情報を変動プロファイルとして特定（学習）する。プロファイル特定部１１３は、特定した変動プロファイルの情報を、例えば、補助記憶装置３０４に記憶させておく。そして、ステップＳ１３へ移行する。

【0098】

＜ステップＳ１３＞
次に、補正値算出部１１４は、プロファイル特定部１１３により特定された変動プロファイルにおいて、１周期の起点となる位置（例えば、変動プロファイルの波形のピーク位置）を０°として決定する。そして、補正値算出部１１４は、変動プロファイルが少なくとも１周期分、すなわち１回転分（０°～３６０°（０°））の検出荷重のデータなので、変動プロファイルから取得できる所定角度ごとの検出荷重と、基準荷重とに基づいて、対応する回転角度に応じた偏心補正値を算出する。補正値算出部１１４は、算出した偏心補正値と、回転角度とを関連付けた情報を、補助記憶装置３０４に記憶させる。そして、ステップＳ１４へ移行する。

【0099】

＜ステップＳ１４＞
角度推定部１１５は、トナーボトル２０１の回転に伴って、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の周期的な変動から、０°の位置を特定する動作を継続的に行う。そして、トナー残量を導出すべき所定のタイミングとなった場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、ステップＳ１５へ移行する。

【0100】

＜ステップＳ１５＞
そして、所定のタイミングとなった場合に、角度推定部１１５は、特定した０°の位置を基準にして、当該位置から駆動モータ２３１を駆動させた量に基づいて現在のトナーボトル２０１の回転角度を推定する。なお、角度推定部１１５による回転角度の推定は、トナーボトル２０１の回転動作が行われる度に実行されるものとしてもよい。そして、ステップＳ１６へ移行する。

【0101】

＜ステップＳ１６＞
そして、トナー残量導出部１１７は、角度推定部１１５により推定されたトナーボトル２０１の現在の回転角度において、荷重取得部１１２により取得された検出荷重を、当該回転角度に対応する補正値算出部１１４により算出された偏心補正値を用いて補正する。補正された検出荷重は、トナーボトル２０１自体の重量を含んでいるので、トナー残量導出部１１７は、補正した検出荷重から、トナーボトル２０１自体の重量を除くように換算することによって、トナーボトル２０１内に存在するトナー残量を導出する。

【0102】

以上のステップＳ１１～Ｓ１６の処理によって、画像形成装置１におけるトナー残量の導出が行われる。

【0103】

（偏心補正値の更新処理の流れ）
図２２は、実施形態に係る画像形成装置における偏心補正値の更新処理の一例を示すフローチャートである。図２２を参照しながら、本実施形態に係る画像形成装置１における偏心補正値の更新処理の流れを説明する。なお、ここでは、上述の偏心補正値の更新の具体的な方法のうち、１つ目の方法（トナー残量と補正係数との対応情報を予め求めておく方法）に基づく処理の流れについて説明する。したがって、例えば上述の（表１）に示すようなトナー残量と補正係数との対応情報を予め求めてあるものとする。

【0104】

＜ステップＳ３１＞
平均荷重算出部１１６は、トナーボトル２０１の直近の１回転分の検出荷重の平均値（平均荷重）を算出して、当該平均値から求まるトナー残量を算出する。そして、ステップＳ３１へ移行する。

【0105】

＜ステップＳ３２＞
平均荷重算出部１１６により算出されたトナー残量が、上述の対応情報に規定されたいずれかのトナー残量に達した場合、補正値算出部１１４は、対応情報に基づいて、当該トナー残量に対応する補正係数を特定する。そして、ステップＳ３３へ移行する。

【0106】

＜ステップＳ３３＞
補正値算出部１１４は、特定した補正係数を偏心補正値の初期値に乗じて更新する。

【0107】

以上のステップＳ３１～Ｓ３３の処理によって、画像形成装置１における偏心補正値の更新が行われる。

【0108】

以上のように、本実施形態に係る画像形成装置１では、偏心が存在するトナーボトル２０１を用いる場合において、プロファイル特定部１１３は、駆動モータ２３１の回転に伴うトナーボトル２０１の回転時に、周期的に繰り返される検出荷重の荷重変動を分析して、１周期分（１回転分）にあたる荷重変動の情報を変動プロファイルとして特定（学習）する。そして、補正値算出部１１４は、変動プロファイルから、対応する回転角度に応じた偏心補正値を算出する。次に、角度推定部１１５は、トナーボトル２０１の回転に伴って、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の周期的な変動から、０°の位置を特定し、特定した０°の位置を基準にして、当該位置から駆動モータ２３１を駆動させた量に基づいて現在のトナーボトル２０１の回転角度を推定する。そして、トナー残量導出部１１７は、推定された回転角度において、荷重取得部１１２により取得された検出荷重を、当該回転角度に対応する補正値算出部１１４により算出された偏心補正値を用いて補正し、トナー残量を導出する。このように、偏心が存在するトナーボトル２０１の回転に基づく変動プロファイルによって、トナーボトル２０１の回転角度が推定でき、その回転角度に応じた偏心補正値で、検出荷重を補正することによって、トナー残量を精度よく検出（導出）することが可能となる。また、荷重取得部１１２により取得される検出荷重の変動プロファイルから回転角度を推定できるので、回転角度を検出するような別のセンサを新たに設ける必要がない。

【0109】

なお、上述の実施形態において、画像形成装置１の各機能部の少なくともいずれかがプログラムの実行によって実現される場合、そのプログラムは、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供される。また、上述の実施形態において、画像形成装置１で実行されるプログラムは、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｃ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ（Ｃｏｍｐａｃｔ Ｄｉｓｋ－Ｒｅｃｏｒｄａｂｌｅ）、またはＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。また、上述の実施形態において、画像形成装置１実行されるプログラムは、上述した各機能部のうち少なくともいずれかを含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはＣＰＵ３０１が上述の記憶装置（例えば、補助記憶装置３０４等）からプログラムを読み出して実行することにより、上述の各機能部が主記憶装置（例えば、ＲＡＭ３０２）上にロードされて生成されるようになっている。

【符号の説明】

【0110】

１ 画像形成装置
６ ドクターブレード
８ クリーニングブレード
９ 除電ランプ
１０ 感光体
１１ 帯電装置
１２ 現像装置
１３ 転写装置
１４ クリーニング装置
１７ 転写ベルト
２０ａ 開口部
２１ レジストローラ
２２ 定着装置
３０ 加熱ローラ
３２ 加圧ローラ
３４ 排出分岐爪
３５ 排紙ローラ
４３ 反転路
４４ 再搬送路
４７ 書込み装置
６２ 呼出ローラ
６６ 搬送ローラ
８０ プロセスカートリッジ
８０ａ 開口部
８１ 現像ローラ
８２、８３ スクリュー
９１ レール
１００ コントローラ
１０１ ＡＤＦ
１０２ スキャナユニット
１０４ ディスプレイパネル
１０５ 給紙テーブル
１０６ プリントエンジン
１０７ 排紙トレイ
１０８ ネットワークＩ／Ｆ
１１０ 主制御部
１１１ 回転制御部
１１２ 荷重取得部
１１３ プロファイル特定部
１１４ 補正値算出部
１１５ 角度推定部
１１６ 平均荷重算出部
１１７ トナー残量導出部
１２０ エンジン制御部
１２１ ボトル駆動部
１３０ 画像処理部
１４０ 操作表示制御部
１５０ 入出力制御部
２０１ トナーボトル
２０２ トナー供給部
２０３ ギア
２０４ ひずみセンサ
２１１ 溝
２１２ 供給口
２２２ 搬送ノズル
２２５ 搬送スクリュー
２３１ 駆動モータ
２３２ 駆動ギア
２４１ ボトル支持体
３０１ ＣＰＵ
３０２ ＲＡＭ
３０３ ＲＯＭ
３０４ 補助記憶装置
３０５ ネットワークＩ／Ｆ
３０６ 入出力Ｉ／Ｆ
３０７ ＬＣＤ
３０８ 操作部
３０９ バス

【先行技術文献】

【特許文献】

【0111】

【文献】特開２０１６－１２８８８０号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】