特許 7447528 画像形成装置

(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】2024-03-04

(45)【発行日】2024-03-12

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/08 20060101AFI20240305BHJP

   G03G 21/00 20060101ALI20240305BHJP

【ＦＩ】

G03G15/08 322

G03G21/00 510

【請求項の数】 4

(21)【出願番号】P 2020023340

(22)【出願日】2020-02-14

(65)【公開番号】P2021128275

(43)【公開日】2021-09-02

【審査請求日】2022-12-13

(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】100090527

【弁理士】

【氏名又は名称】舘野 千惠子

(72)【発明者】

【氏名】田中 正人

(72)【発明者】

【氏名】山本 雅志

(72)【発明者】

【氏名】河▲崎▼ 明博

(72)【発明者】

【氏名】杉山 浩之

(72)【発明者】

【氏名】毛塚 翔吾

【審査官】内藤 万紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２００１－２１５７８５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００２－１３２０３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２１－０９２６７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－１３４２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－１０６１７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－１３４０６４（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００８／００８９７０１（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像機を備える画像形成装置であって、
前記現像機が保持するトナー量を検知する検知手段と、
前記画像形成装置の使用を開始するときに、前記トナー量が既知の現像機を前記検知手段が検知した検知結果を基準値として予め記憶する記憶手段と、
前記トナー量が既知の現像機が前記画像形成装置に新たに装着されたときに、前記検知手段に前記トナー量を検知させ、検知した検知結果と前記基準値との差分を求め、前記差分により前記検知結果を補正する制御手段と、
トナーを前記現像機へ供給するトナーカートリッジと、を有し、
前記制御手段は、検知した前記トナー量が所定量を下回ると、前記トナーカートリッジから前記トナーを供給させ、前記トナーカートリッジから所定量のトナーを供給した後に前記検知手段にトナー量を検知させたときの検知結果を、前記差分により補正することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御手段は、前記差分を求めてから前記トナー量が既知の現像機が前記画像形成装置に新たに装着されるまでの間に、前記検知手段が検知した検知結果を、前記差分により補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

現像機を備える画像形成装置であって、
前記現像機が保持するトナー量を検知する検知手段と、
前記画像形成装置の使用を開始するときに、前記トナー量が既知の現像機を前記検知手段が検知した検知結果を基準値として予め記憶する記憶手段と、
新品の前記現像機が前記画像形成装置に装着されたときに、前記検知手段に前記トナー量を検知させ、検知した検知結果と前記基準値との差分を求め、前記差分により前記検知結果を補正する制御手段と、
トナーを前記現像機へ供給するトナーカートリッジと、を有し、
前記制御手段は、検知した前記トナー量が所定量を下回ると、前記トナーカートリッジから前記トナーを供給させ、前記トナーカートリッジから所定量のトナーを供給した後に前記検知手段にトナー量を検知させたときの検知結果を、前記差分により補正することを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

前記現像機は、トナーを攪拌するスクリューをさらに備え、
前記制御手段は、前記トナー量が既知の現像機が前記画像形成装置に装着されたときに、前記スクリューを稼働させる前に前記検知手段に前記トナー量を検知させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

電子写真方式において、画像品質やトナーカートリッジ内のトナーを使い切るにあたり現像機内のトナー重量を検知することが必要とされている。
現像機内のトナー重量を検知する方法としては透磁率を用いる方法や透過率を用いる方法などが既に知られている。

【0003】

しかし、今までの検知方法では現像機ユニットやマシンごとの差、特に透過率を用いた方法においてはプリズムの汚れやＬＥＤ（Light Emitting Diode）光量ばらつきなどによって検知結果がばらつく。その結果、現像機内のトナー重量を正確に把握できず、画像不良やトナーカートリッジ（以降適宜「ＴＣ」とも記載する）内のトナーを使い切れないという問題があった。
例えば、特許文献１には、ＴＣ内のトナー重量検知精度を高める目的で、トナーカートリッジ内のモーターのトルク電流を検出し、トナーカートリッジユニット毎に工場で調整する検知構成が開示されている。特許文献1の技術は、ユニット毎のトナー重量検知精度を補正し、トナー重量の検知精度を高めているものの、現像機ユニット毎にばらつくトナー重量を正確に検知するという問題は解消できていない。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明は、現像機ユニットごとのトナー量の検知ばらつきを補正することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0005】

上述した課題を解決するために、本発明は、現像機を備える画像形成装置であって、前記現像機が保持するトナー量を検知する検知手段と、前記画像形成装置の使用を開始するときに、前記トナー量が既知の現像機を前記検知手段が検知した検知結果を基準値として予め記憶する記憶手段と、前記トナー量が既知の現像機が前記画像形成装置に新たに装着されたときに、前記検知手段に前記トナー量を検知させ、検知した検知結果と前記基準値との差分を求め、前記差分により前記検知結果を補正する制御手段と、トナーを前記現像機へ供給するトナーカートリッジと、を有し、前記制御手段は、検知した前記トナー量が所定量を下回ると、前記トナーカートリッジから前記トナーを供給させ、前記トナーカートリッジから所定量のトナーを供給した後に前記検知手段にトナー量を検知させたときの検知結果を、前記差分により補正することを特徴とする。

【発明の効果】

【0006】

本発明によれば、現像機ユニットごとのトナー量の検知ばらつきを補正することができる。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。

【図2】現像機が保持するトナー量の計測を説明する模式図である。

【図3】制御部の構成例を説明するブロック図である。

【図4】トナー量を検知する手順の一例を説明するフローチャートである。

【図5】検知結果を補正する手順の一例を説明するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下、本発明に係る定着装置及び画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、本発明は以下に示す実施形態に限定されるものではなく、他の実施形態、追加、修正、削除など、当業者が想到することができる範囲内で変更することができ、いずれの態様においても本発明の作用・効果を奏する限り、本発明の範囲に含まれるものである。また、各図面において同一の構成または機能を有する構成要素および相当部分には、同一の符号を付し、その説明を省略する。

【0009】

（画像形成装置）
一実施形態の画像形成装置は、静電潜像担持体と、静電潜像担持体上に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、静電潜像を現像してトナー像を形成する、モノクロ像を形成するためのＢｋトナー及びカラートナー像を形成するためのカラートナーを備える現像手段と、トナー像を記録媒体に転写する転写手段と、記録媒体に転写された転写像を定着する定着手段とを有し、更に必要に応じて適宜選択したその他の手段を有する。

【0010】

以下、本発明を、画像形成装置の一例として、カラープリンタ（以下「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について、図面を参照して説明する。
画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のうちの少なくとも１つのカラートナーからなるカラートナー像と、黒（Ｂｋ）トナーからなるＢｋトナー像とで構成されるカラー黒可視画像を記録媒体上に形成する構成例を示している。しかしながら、画像形成装置は、プリンタに制限されるものではなく、例えば、複写機、ファクシミリ単体、あるいは、プリンタ、複写機、ファクシミリ、スキャナのうちの少なくとも２つの機能を備えた複合機であってもよい。

【0011】

以下の説明において、各部材のトナー別符号として、イエロートナー（Ｙトナー）は「Ｙ」、マゼンタトナー（Ｍトナー）は「Ｍ」、シアントナー（Ｃトナー）は「Ｃ」、黒トナー（Ｂｋトナー）は「Ｂｋ」を用いる。なお、画像形成装置は、前述のトナーを用いる場合に限られるものではない、他のトナー、例えば、記録媒体上で視認困難な視認困難画像を形成する特殊トナーを用いてもよい。

【0012】

まず、一実施形態に係る画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図１は、一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。一実施形態の画像形成装置は、画像形成部１と、転写部２と、記録媒体供給部３と、定着部４と、記録媒体排出部５と、制御部３０ととから、主に構成されている。

【0013】

画像形成部１には、交換ユニットとしての作像ユニットである４つのプロセスユニット６を保持するための４つのユニット保持部が設けられている。そのうちの３つのユニット保持部は、カラートナーに対応する３つのプロセスユニット６Ｙ，６Ｍ，６Ｃにそれぞれ対応したものである。残りの１つのユニット保持部は、Ｂｋ用プロセスユニット６Ｂｋに対応したものである。

【0014】

本実施形態において、各プロセスユニット６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋは、潜像担持する静電潜像担持体としての感光体７と、感光体７の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ８と、感光体７上の潜像を現像する現像手段としての現像機（「現像装置」とも称する）９と、感光体７の表面をクリーニングする潜像担持体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１０などで構成されている。各感光体７に対向した位置には、それぞれ、感光体７の表面に潜像を形成する静電潜像形成手段としての露光装置１１が設けられている。本実施形態では、露光装置１１としてＬＥＤユニットを用いているが、レーザダイオードを用いたレーザビームスキャン方式のものを用いてもよい。

【0015】

転写部２には、感光体７上のトナー像が転写される中間転写体としての無端状の中間転写ベルト１２と、感光体７上の画像を中間転写ベルト１２に一次転写する一次転写手段としての複数の一次転写ローラ１３と、中間転写ベルト１２に転写されたトナー像を記録媒体に二次転写する二次転写手段としての二次転写ローラ１４と、中間転写ベルト１２の表面（外周面）をクリーニングする中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１７とが配置されている。

【0016】

中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１５と従動ローラ１６とに張架されており、駆動ローラ１５が回転することで周回走行（回転）する。各一次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１２を各感光体７に押し当てるように配置されている。これにより、中間転写ベルト１２と各感光体７との接触箇所には、各感光体７上の画像が中間転写ベルト１２に転写される一次転写ニップが形成される。一方、二次転写ローラ１４は、駆動ローラ１５に巻き付いた中間転写ベルト１２の部分に接触するように配置されている。この二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１２とが接触する箇所には、中間転写ベルト１２上の画像が記録媒体に転写される二次転写ニップが形成される。

【0017】

記録媒体供給部３には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する記録媒体収容部としての給紙カセット１８と、給紙カセット１８から用紙Ｐを給送する記録媒体給送手段としての給紙ローラ１９と、給紙ローラ１９によって給送された用紙Ｐを所定のタイミングで前記二次転写ニップへ搬送する記録媒体搬送手段としてのタイミングローラ２０が配置されている。なお、記録媒体としては、用紙以外に、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム、布等であってもよい。また、用紙には、普通紙のほか、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、和紙等の凹凸紙、トレーシングペーパ等が含まれる。

【0018】

定着部４には、用紙Ｐに画像を定着する定着手段としての定着装置２１が配置されている。定着装置２１は、ヒータ等の加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２２と、定着ローラ２２に対して所定の圧力で接触して定着ニップを形成する加圧部材としての加圧ローラ２３とから主に構成されている。

【0019】

記録媒体排出部５には、定着装置２１から送り出された用紙Ｐを装置外に排出する記録媒体排出手段としての排紙ローラ２４と、排紙ローラ２４によって排出された用紙Ｐを載置する記録媒体載置部としての排紙トレイ２５とが配置されている。

【0020】

制御部３０は、画像形成装置全体の制御を行う。また、制御部３０は、画像形成装置の各部、例えば、読取装置（スキャナ）やパソコン等からの入力画像情報に対する画像処理、画像形成部１、転写部２、記録媒体供給部３、定着部４、記録媒体排出部５等における画像形成動作を制御するものである。制御部３０の詳細については、図２を参照して後述する。

【0021】

また、本実施形態の画像形成装置には、上述の各構成要素に加え、画像形成に用いられる粉体であるトナーを収容するトナー収容器としての複数のトナーカートリッジ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋを着脱可能に保持する容器保持部材１０２が設けられている。以降、各色のトナーカートリッジ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋを区別しないときは、適宜「トナーカートリッジ２６」とも記載する。
この容器保持部材１０２には、４つのトナー収容器保持部が設けられ、各トナー収容器保持部にそれぞれ対応するトナーカートリッジ２６が装着され保持される。４つのトナー収容器保持部のうちの３つのトナー収容器保持部は、カラートナーに対応する３つのトナーカートリッジ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃにそれぞれ対応したものである。残りの１つのトナー収容器保持部は、Ｂｋ用トナーカートリッジ２６Ｂｋに対応したものである。

【0022】

各トナーカートリッジ２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｂｋは、上述した各６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋの現像機９が保持するトナーと同じ種類（色）のトナーが、それぞれに収容されている。容器保持部材１０２の４つのトナー収容器保持部には、それぞれ、４つのユニット保持部に装着されているプロセスユニット６のトナーに対応するトナーカートリッジ２６が装着される。トナーカートリッジ２６は、制御部３０により、装着されているプロセスユニット６の現像機９が保持するトナーが所定量を下回ると、対応するトナー収容器保持部に装着されたトナーカートリッジ２６から同じ種類のトナーを補給するように制御される。

【0023】

また、本実施形態の画像形成装置には、廃トナー収容容器２７が装着されている。この廃トナー収容容器２７には、ベルトクリーニング装置１７あるいは感光体クリーニング装置１０によって回収された廃トナーが収容される。
光学センサー６０は、中間転写ベルト１２上のトナー量を測定する。

【0024】

また、図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、装置本体（画像形成装置本体）１００の上部を開閉するためのカバー部材１０１を備える。カバー部材１０１は、装置本体１００に設けられた回動軸１０３を中心に上下に回動可能となっている。また、カバー部材１０１の下方には、４つのトナーカートリッジ２６を着脱可能にトナー収容器保持部に保持する容器保持部材１０２が配置されている。容器保持部材１０２は、装置本体１００に設けられた別の回動軸１０４を中心に上下に回動可能となっている。

【0025】

続いて、一実施形態の画像形成装置の基本的な動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各感光体７が回転駆動され、帯電ローラ８によって各感光体７の表面が所定の極性に一様に帯電される。次いで、読取装置（スキャナ）やパソコン等からの入力画像情報に基づき、露光装置１１が各感光体７の帯電面にレーザ光を照射し、潜像（静電潜像）を形成する。

【0026】

各感光体７上に形成される潜像は、所望のフルカラー画像をＹ、Ｍ、Ｃの色情報に分解した単色の画像情報に基づく潜像である。詳しくは、入力画像情報の色情報（ＲＧＢ、ＹＣＭ等）を、当該画像形成装置用の色情報（ＹＭＣ）へ変換・分解するための色変換分解テーブルを用い、入力画像情報を、Ｙ、Ｍ、Ｃの色情報に変換、分解した単色の画像情報を生成し、Ｙ、Ｍ、Ｃ用の各露光装置１１は、Ｙ、Ｍ、Ｃの各色の画像情報に基づいてそれぞれの感光体７上に各色の潜像を形成する。

【0027】

Ｙ、Ｍ、Ｃの単色の画像情報を生成した後、更に、Ｂｋの色情報を抽出した単色の画像情報を生成するとともに、Ｙ、Ｍ、Ｃの単色の画像情報の修正を行う。この処理は、ＵＣＲ（Under Color Removal）等のようにＢｋの画像情報を生成する処理であり、Ｙ、Ｍ、Ｃのトナーが重ね合わさって表現される黒色あるいはグレー色の画像情報を、Ｂｋの画像情報に置き換えるものである。Ｂｋに対応する露光装置１１（Ｂｋに対応する露光装置１１と共用）は、Ｂｋの画像情報に基づいてＢｋ用プロセスユニット６Ｂｋの感光体７上にＢｋの潜像を形成する。

【0028】

感光体７上に形成されたＹ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋの各潜像には、それぞれの現像機９からトナーが供給されて、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋのトナー像に現像される。各感光体７上のトナー像は、周回走行する中間転写ベルト１２上に順次重ね合せて転写される。詳しくは、感光体７上のトナー像が一次転写ニップの位置に達すると、一次転写ローラ１３に所定の電圧が印加されて形成される転写電界によって、感光体７上のトナー像が中間転写ベルト１２上に順次転写される。このようにして、中間転写ベルト１２の表面には、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｂｋトナーからなるフルカラートナー像（可視像）が形成される。なお、中間転写ベルト１２に転写しきれなかった各感光体７上のトナーは、感光体クリーニング装置１０によって除去される。

【0029】

また、画像形成動作が開始されると、給紙ローラ１９が回転して、給紙カセット１８から用紙Ｐが給送される。給送された用紙Ｐは、タイミングローラ２０によって搬送が一旦停止される。その後、所定のタイミングでタイミングローラ２０の回転駆動が開始され、中間転写ベルト１２上のトナー像が二次転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Ｐが二次転写ニップへ搬送される。

【0030】

用紙Ｐが二次転写ニップに搬送された際、二次転写ローラ１４には所定の電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、この二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１２上のトナー像が用紙Ｐに一括して転写される。また、このとき、中間転写ベルト１２上に残ったトナーはベルトクリーニング装置１７によって除去される。

【0031】

その後、用紙Ｐは定着装置２１へと搬送され、定着ローラ２２と加圧ローラ２３によってトナー像が加熱されつつ加圧されて用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐは排紙ローラ２４によって装置外に排出され、排紙トレイ２５上に載置される。

【0032】

以上の説明は、フルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋのいずれか１つを使用して画像を形成したり、いずれか２つ又は３つのプロセスユニットを使用して画像を形成したりすることも可能である。

【0033】

本実施形態では、現像機ユニットは、画像形成装置に着脱可能なものとし、感光体７および帯電ローラ８を少なくとも含む感光体ユニットと、現像機９とをから構成されるものとする。図１の構成例において、複数のプロセスユニット６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋのそれぞれは、現像機ユニットの一例である。

【0034】

（現像機）
次に、現像機９について説明する。図２は、一実施形態の画像形成装置において、現像機が保持するトナー量の計測を説明する模式図である。
一実施形態の画像形成装置は、トナーカートリッジ２６と現像機９とが別に設けられ、現像機９上部にトナーカートリッジ２６が設置されている。
現像機９は、保持部（収容容器）９１と、補給口９３とを備える。なお、図２では、現像機９の構成のうち、本実施形態のトナー重量の計測に関係するものを示し、他の構成を省略している。現像機９は、現像機内のトナー重量に応じて、トナーカートリッジ２６からトナーを、補給口９３を介して保持部９１に補給する構成となっている。

【0035】

保持部９１は、トナー（現像剤）を収容する。また、保持部９１には、スクリュー（スクリュー部材）９１１が設けられている。
スクリュー９１１は、トナーを攪拌しながら搬送する攪拌部材である。スクリュー９１１は、トナーカートリッジ２６から供給を受ける受給側と、トナーを供給する供給側とに配置され、図示せぬ軸受け部材によって保持部９１に回転自在に支持されている。矢印は、スクリュー９１１によって生じるトナーの流れを示す。

【0036】

画像形成装置本体側（現像機ユニットの外側）には、現像機９内のトナー量を計測するための検知手段としての光学センサー７０が設けられている。
光学センサー７０は、発光部７１と受光部（発光受光部）７２との二つを持ち合わせている。現像機９には導光部材であるプリズム９２１が設けられており、発光部７１からの光がプリズム９２１の間を通って（透過して）、受光部７２に受光される。
受光部７２は、光を電圧に変換するＡＤ（Analog-Digital）変換を行う受光センサーを有する。

【0037】

トナーが少ない場合には受光部７２に光が多く受光され、一方でトナーが多い場合には光が透過しないため受光部７２に受光される光が少なくなることを用いる。これにより、現像機９内のトナー量の検知を行うことができる。
また、現像機９には、プリズム９２１にトナーが張り付かないことを目的として、トナーをプリズム９２１まで抄いあげる機能を持つＴ字マイラー９２２が二つのプリズム９２１間に設置されている。

【0038】

受光部７２は、受光した光（光量）を、受光センサーによってＡＤ変換して電圧値に変換する。制御部３０は、受光部７２から電圧値を受け、光が透過されている時間（電圧）をカウントした検知カウント値を用いて、現像機内のトナー量を推測する。検知カウント値は、プリズム９２１に光が透過した時間を表す。従って、現像機内トナー量が少ない場合には光は透過しやすいため検知カウント値は大きくなる。一方で現像機内トナー量が多い場合には光は透過しづらく検知カウント値は少なくなる傾向になる。

【0039】

前述の光学的トナー検知は現像機内のトナー量（粉体量）を計測するために用いられるため一成分現像に用いられる。トナーとキャリアを用いる現像方式である二成分現像方式においては、キャリア密度を透磁率センサーで測定するものが一般的である。

【0040】

次に、制御手段としての制御部３０について説明する。図３は、一実施形態の制御部の構成例を説明するブロック図である。
制御部３０は、主制御部３１と、システムメモリ３２と、現像機制御部３３と、記憶手段としての記憶部３４と、を少なくとも備え、バス３５で接続されている。図３は、現像機制御部３３を、画像形成動作を制御する機能の一例として示し、他の画像形成動作を制御する各機能を図示していない。また、図３は、現像機制御部３３が制御する、現像機９、トナーカートリッジ２６、光学センサー７０を表している。

【0041】

主制御部３１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit)から構成され、画像形成装置全体の制御を行う。ＣＰＵは、システムメモリ３２に記憶する各種プログラムを実行することにより、画像形成装置の全体的な制御を実行する。
システムメモリ３２は、制御部３０の各機能を実現させるプログラムやデータの格納用メモリであるＲＯＭ(Read Only Memory)、プログラムやデータの展開、及びメモリ印刷時の描画用メモリなどとして用いるＲＡＭ(Random Access Memory)とからなる。なお、ＲＡＭに記憶されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルで、ＣＤ－ＲＯＭ、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ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し、ネットワークを介して提供するようにしてもよい。

【0042】

現像機制御部３３は、主制御部３１の制御の下で、現像機９の動作を制御する。現像機制御部３３の機能、および図示しない画像形成動作を制御する各機能は、一又は複数の処理回路によって実現することが可能である。ここで、本明細書における「処理回路」とは、電子回路により実装されるプロセッサのようにソフトウェアによって各機能を実行するようプログラミングされたプロセッサや、上記で説明した各機能を実行するよう設計されたASIC（Application Specific Integrated Circuit）、DSP（digital signal processor）、FPGA（field programmable gate array）や従来の回路モジュール等のデバイスを含むものとする。

【0043】

記憶部３４は、各機能を実行するときに用いる情報等を一時的にまたは恒久的に保持する記憶手段である。

【0044】

なお、図３では、制御手段としての制御部３０は、主制御部３１と現像機制御部３３とに分けて構成する例を示したがこれに限られものではない。制御部３０は、例えば、主制御部３１が画像形成装置全体と、各画像形成動作を制御する各機能とを制御するように構成してもよい。

【0045】

次に、現像機９が保持するトナー量（トナー重量）を検知する手順について、制御手段としての制御部３０（図３では現像機制御部３３）が行う動作例を、図４、５を参照して説明する。図４は、一実施形態の画像形成装置の、トナー量を検知する手順の一例を説明するフローチャートである。
本実施形態の画像形成装置は、トナー量検知を、（１）画像形成装置が着荷したとき（画像形成装置の使用開始時）、（２）新品現像機（トナー量が既知の現像機）を検出したとき、（３）予め設定した所定の間隔、（４）トナーカートリッジ２６から現像機９の保持部９１へトナーを供給した後、などの予め設定したタイミングで実施するものとする。制御部３０は、トナー量検知を行うタイミングを制御する。

【0046】

（検知カウント値の算出）
制御部３０は、トナー量検知のタイミングを検出すると、光学センサー７０にトナー量検知の開始を指示するとともに（Ｓ１１）、スクリュー９１１の回転と、発光部７１の発光とを開始させる（Ｓ１２）。発光部７１による発光が開始されると、受光部７２の受光センサーは、プリズム９２１を透過した光を受光する（Ｓ１３）。受光センサーは、受光した光をＡＤ変換で電圧値に変換する（Ｓ１４）。制御部３０は、変換された電圧値を受け取り、電圧が上がっている時間から検知カウント値を算出する（Ｓ１５）。電圧が上がっている時間は、電圧値が所定以上の値の時間とする。制御部３０は、所定以上の電圧値が検知された時間をカウントすることにより、光が透過されている時間を求めることができる。

【0047】

（検知結果の補正方法）
次に、制御部３０が検知結果を補正する手順について説明する。図５は、一実施形態の画像形成装置の、検知結果を補正する手順の一例を説明するフローチャートである。制御部３０は、図５のフローチャートに従い検知結果の補正を実施する。
ここで、画像形成装置着荷時の新品現像機内のトナー重量、および、画像形成装置の使用開始後に装着する新品の現像機内のトナー重量は、一定（既知）であることを前提とする。
画像形成装置は、既知のトナー重量（例えば、９０ｇ）の検知カウント値を基準値として、記憶手段（記憶部３４またはシステムメモリ３２等）に予め保持するものとする。基準値を記憶手段に格納する処理は、例えば、管理者の指示に基づいて、画像形成装置の着荷時に使用開始初期処理として実施してもよい。

【0048】

現像機ユニットは、情報が書き込まれたＩＤチップが付与されている。ＩＤチップ内の情報は、現像機が「新品」（未使用）であるか、「使用開始後」であるかを示すフラグを有する。画像形成装置本体は、ＩＤチップ内の情報を読み書きするための手段（ＩＤチップに接触して電気的に情報のやりとりを行う端子、ＩＤチップに非接触で情報のやりとりを行うアンテナ）を有する。

【0049】

図５を参照して、基準値を保持した後のトナー量の検知結果の補正方法について説明する。
画像形成装置は、現像機９が装着されると、ＩＤチップ内の情報を読み取り、読み取った情報を制御部３０へ送信する。制御部３０は、受け取った情報に基づいて、現像機９が新品か否かを判断する（Ｓ２１）。このとき、ＩＤチップ内の情報のフラグを「使用開始後」に変更する。
現像機ユニットのＩＤチップ情報の新品フラグが「新品」を示す場合には、現像機内トナー重量は工場出荷時と同等の重量のため既知である。

【0050】

制御部３０は、光学センサー７０にトナー量の検知を指示し、光学センサー７０は現像機内のトナー重量を検知する（Ｓ２２）。制御部３０は光学センサー７０を用いて、図４の手順に従って、トナー量検知を行う。制御部３０は、検知された検知結果を受け取る。このときの検知結果を検知結果Ａとする。
制御部３０は、受け取った検知結果Ａと、基準値とを比較し、差分（Δ）を求める（Ｓ２３）。

【0051】

制御部３０は、差分（Δ）がある場合には（Ｓ２４でＹＥＳ）、検知結果の補正を行う（Ｓ２５）。例えば、次回以降の検知結果（検知結果Ｂとする）に対して補正を行う。差分が０（ゼロ）である場合には（Ｓ２４でＮＯ）、次回以降の検知結果Ｂに対して補正を行わない。

【0052】

その後、制御部３０は、トナー重量を所定の間隔で検知し、検知結果Ｂが示すトナー重量が予め設定した所定値を下回ると、トナーカートリッジ２６から現像機９の保持部９１へ供給する制御を行う（Ｓ２５）。トナー重量の検知、トナー量制御（Ｓ２６）の処理を繰り返す間に（Ｓ２７でＮＯ）、新品の現像機が装着された場合には（Ｓ２７でＹＥＳ）、ステップＳ２２の処理に移行する。このとき、ＩＤチップ内の情報のフラグを「使用開始後」に変更する。制御部３０は、新たに装着された新品現像機９について、検知結果Ａと基準値との差分（Δ）を算出する処理（Ｓ２２からＳ２５）を実施する。

【0053】

ステップＳ２５の補正について、例えば、制御部３０は、印刷中に検知した検知カウント値（印刷中の検知カウント値）と、補正後のカウント値とを以下の（式１）により求める。このとき、差分（Δ）の値をステップＳ２５で決定することにより、補正後のカウント値を算出する。
補正後のカウント値＝印刷中の検知カウント値＋基準値との差分（Δ）・・・（式１）
基準値との差分（Δ）は、初期値をゼロとし、新品の現像機が装着されたとき（ステップＳ２７でＹＥＳ）に初期化されるものとする。

【0054】

また、図５の手順は一例であり、例えば、次のように変形してもよい。
変形例として、制御部３０は、差分がない場合には、差分（Δ）をゼロとして、差分の有無にかかわらず同様の処理を行ってもよい。図５の手順では、制御部３０は、ステップＳ２３で差分（Δ）を求め、差分の有無を判断することなく（ステップＳ２４を削除）、ステップＳ２５で式１の「基準値との差分」に、求めた差分（Δ）を設定してもよい。差分がない場合には、ゼロが基準値との差分として設定される。
他の変形例として、画像形成装置は、基準値を予め保持することなく、新品の現像機９が保持する既知のトナー量の現像機９を検知した検知結果（検知カウント値）を基準値として用いてもよい。

【0055】

また、制御部３０は、新品の現像機９が画像形成装置に装着されたことを検出したときに、スクリュー９１１を稼働させない状態でトナー量を検知するように制御してもよい。
新しい現像機９が画像形成装置本体に装着されたときに現像機内のスクリュー９１１を稼働させない状態で光学センサー７０の発光部７１を発光させる。このようにすると、スクリュー９１１によるトナーの攪拌、搬送の誤差を排除して基準値との差分を求めることができる。

【0056】

以下、検知結果の具体的な補正例について、説明する。
画像形成装置の着荷時に、制御部３０は、初期検知動作を実行し、基準値を記憶手段に保存する。ここでは、着荷時の現像機９のトナー重量(新品現像機のトナー重量)を９０ｇとし、画像形成装置の使用開始後に新たに装着される現像機９も同様として説明する。
［ステップ１］
制御部３０は、新品の現像機が新たに装着されると、トナー重量９０ｇの検知カウント値を得る。
［ステップ２］
制御部３０は、記憶部３４に記憶されている基準値（現像機内トナー重量９０ｇ時点の検知カウント値）とステップ１で得られた検知カウント値とを比較し、基準値との差分（Δ）を求める。
［ステップ３］
制御部３０は、次回以降の検知結果に対して上述した補正式（式１）を対応させる。

【0057】

表１に着荷時に算出する差分（Δ）の値の一例を示す。例１または例２は、現像機ユニットの違いとする。また、表２に例１および例２について、表１で求めた差分（Δ）を用いて、印刷中の検知カウント値を補正した値の一例を示す。

【0058】

【表1】

【0059】

【表2】

【0060】

以上説明した通り、一実施形態の実施形態は、現像機のトナー重量が既知の現像機ユニットが画像形成装置に装着された際に装着時の現像機内トナー重量を検知し、検知結果と、画像形成装置が保持する基準値とが異なる場合には、以後の検知動作時に基準値との差分を補正することができる。このようにすると、現像機ユニット毎の検知ばらつきを補正することにより、正確な現像機内トナー重量をし、現像機内トナー重量検知精度を高めることができる。

【符号の説明】

【0061】

９ 現像機
２６ トナーカートリッジ
３０ 制御部
６０、７０ 光学センサー
７１ 発光部
７２ 受光部
９１ 保持部（収容容器）
９２ 検知部
９３ 補給口

【先行技術文献】

【特許文献】

【0062】

【文献】特開２００６‐２７６７２７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】