画像形成装置
【課題】トナーボトルモータの負荷を検知して、トナーボトルの交換が必要かどうかの判定を行う。
【解決手段】Ｓ１０２でホッパーにトナーが無くなったと判定されると、Ｓ１０３でボトルモータを駆動して、Ｓ１０４でその負荷を測定する。そして、Ｓ１０５で負荷が閾値未満かどうかを判定する。負荷が閾値以上であればトナーボトルにはトナーが残存していると推定される。一方、負荷が閾値未満であればトナーボトルにはトナーが残存していないと推定されるため、トナーボトルの交換を促すメッセージを表示する。
【解決手段】Ｓ１０２でホッパーにトナーが無くなったと判定されると、Ｓ１０３でボトルモータを駆動して、Ｓ１０４でその負荷を測定する。そして、Ｓ１０５で負荷が閾値未満かどうかを判定する。負荷が閾値以上であればトナーボトルにはトナーが残存していると推定される。一方、負荷が閾値未満であればトナーボトルにはトナーが残存していないと推定されるため、トナーボトルの交換を促すメッセージを表示する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置が用紙へ画像を転写するために用いるトナー剤は、ユーザーによって交換可能なトナーボトルから画像形成装置の本体内に設けられたホッパー部へ供給される。ホッパー部は、トナーを現像器へ供給する前に一時的に収納する収納部（ホッポー）を備えている。ホッパー部にはトナーがホッパー内に有るか無いかを検知するトナーセンサが設けられることがある。トナーセンサがトナーの無いことを検知すると、ホッパー部は、モータによってトナーボトルを回転させることで、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する。
【０００３】
トナーボトルが空になると、ユーザーはトナーボトルの交換を行わなくてはならない。そのためにはトナーボトルが空になったということを検知しなければならない。トナーボトル内にトナーセンサを設ければ、トナーボトルが空になったことを検知できる。しかし、トナーボトルは交換部品であるため、トナーセンサをトナーボトルに設けるとトナーボトルが高額になってしまう。
【０００４】
特許文献１では、トナーボトルが交換されたかどうかを判断する時間を短縮する発明が提案されている。トナー補給を実行してもホッポー部のトナーセンサがトナーのないことを検知していれば、トナーボトルの交換を促すメッセージを表示部が表示する。その後、ドアセンサがドアの開閉を検知すると、回転速度検知部がＦＧ信号を利用してトナーボトルモータの回転速度を検知する。回転速度が閾値を超えていればトナーボトルが交換されていないと判定される。一方、回転速度が閾値以下であればトナーボトルが交換されたと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８８６７９号公報、図６、段落００５０〜段落００６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、トナーボトル内にトナーがなくなるとモータの回転速度が増加する現象を利用して、トナーボトル内にトナーがあるかどうかを判定している。しかし、特許文献１の発明では、ＦＧ信号から回転速度を求めるため、ＦＧ信号を入力するポートや、ＦＧ信号を出力するモータが必要となってしまう。また、トナーボトルは一般にユーザーによって交換される。そのため、トナーボトルが間違って取り付けられてしまうと、トナーボトルを回転するモータに高い負荷がかかってしまい、トナーが有るものと誤検知してしまう可能性がある。
【０００７】
ところで、トナーボトルが高湿環境で長時間放置されると、トナーボトル内部のトナーの流動性が悪化してトナーの供給量が少なくなってしまう。また、トナーボトルがよく振られてから取り付けられると、トナーの供給量が急激に多くなるため、トナーボトルの出口でトナー詰まりを起こしてしまうことがある。このような場合には、トナーボトルにトナーがあるにも拘わらず、トナーが正常にホッパーに入らなくなってしまう。
【０００８】
とりわけ、特許文献１に記載の発明では、トナーボトルモータの回転速度からトナーボトルが交換されたと判定し、その後、トナーボトルを一定期間にわたって回転させてもホッパー部にトナーが補給されなければトナーボトルの交換表示を出力する。つまり、トナーボトルモータの回転速度が、トナーボトルの交換表示に反映されることはない。しかし、ホッパー部にトナーが入って来なくても、上記の様にトナーボトル内にまだトナーが有る可能性もある。よって、ホッパー部に設けられたトナーセンサがトナーを検知できないことだけを根拠にトナーボトルの交換表示を出力するのは適切でないケースがある。このように、従来技術では、トナーボトルモータの回転速度はトナーボトルが交換されたかどうかの判定に利用されているにすぎず、トナーボトルの交換が必要かどうかの判定には利用されていなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、トナーボトルモータの負荷を検知して、トナーボトルの交換が必要かどうかの判定を行う画像形成装置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】
【００１０】
トナーボトルを駆動して当該トナーボトルからトナーを供給するモータと、
前記トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部と、
前記モータにかかる負荷を測定する負荷測定部と
前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になると前記トナーボトルの交換が必要であると判定し、前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になると前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部と、
前記判定部が、前記トナーボトルの交換が必要であると判定すると、当該トナーボトルの交換を促すメッセージを出力する出力部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーボトルを駆動するモータの負荷に応じてトナーボトルの交換が必要かどうかを判定できるようになる。これにより、本発明では、収納部におけるトナーの有無からトナーボトルの交換の必要性を判定する従来技術よりも、精度よく交換の必要性を判定できるようになる。たとえば、トナーボトルの出口でトナーが固まっている場合、従来技術では、トナーボトルの交換メッセージが出力されてしまう。一方、本発明であれば、トナーボトルの交換は不要と判定されるため、無用な交換メッセージが出力されないようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の断面図。
【図２】トナー補給部を示す図。
【図３】トナーセンサの検知方法を説明する図。
【図４】制御部を示すブロック図。
【図５】トナーが少ないときと多いでのボトルモータの電流値を示す図。
【図６】トナー残量とモータ電流値の関係を示す図。
【図７】トナーボトル交換メッセージとトナーボトル再設置メッセージの一例を示す図。
【図８】トナーボトル交換の必要性とトナーボトル再設置の必要性を判定する処理を示すフローチャート。
【図９】トナー残量とモータ電流値との関係を示す図。
【図１０】トナー残量とトナーボトル準備メッセージの表示例を示す図。
【図１１】トナー残量の推定処理とトナーボトル準備メッセージの表示処理を示すフローチャート。
【図１２】トナーボトルがトナーで満杯になっているときの負荷取得処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施例＞
一般的な画像形成装置１の簡単な構成を図１に示す。画像形成装置１は、いわゆる複写機または複合機であるが、電子写真方式のプリンタやファクシミリであってもよい。画像出力部１０は、記録用紙に原稿画像を出力するユニット（プリンタ）である。画像入力部１１は、原稿画像のデータを読み取るユニット（イメージスキャナ）である。表示部１４はユーザーがコピーモードを設定するなどのオペレーションを可能にしたり、エラーコードやメンテナンス方法を表示したりするユニットである。画像出力部１０には、記録用紙を格納する給紙部３４、３５、３６、３７が設けられている。記録用紙は給紙搬送ローラー３８、３９、４０、４１によって画像形成部へ給紙および搬送される。画像形成部の光学照射部２７は、画像入力部１１からの画像信号に応じたレーザービームを出力し、感光体３１上を走査する。レーザービームによって感光体３１上に形成された潜像は、トナー補給部４４からトナーが補給された現像器３３によってトナー像へと現像される。トナー像は感光体３１から記録用紙へ転写され、その後、定着ローラー３２と加圧ローラー４３の間により定着する。
【００１４】
図２はトナー補給部４４の内部を詳細に示している。トナーが予め充填されているトナーボトル５０はユーザーによってボトル取り付け部５１に設置される。ここで、トナーボトル５０のキャップがキャップつまみ５３によって開放される。ボトルモータ５２はキャップつまみ５３の軸上に取り付けられており、ボトルモータ５２を回転駆動することによってトナーボトル５０を矢印Ａが示す方向に回転させる。トナーボトル５０を回転させることでトナーボトル５０の内部からホッパー５４へトナーが供給される。ホッパー５４は、トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部である。ホッパー５４内にはスクリュー５５が設けられている。スクリュー５５は、図示しないモータ等の駆動源で回転駆動され、トナーを図２において左から右へ搬送する。ホッパー５４の内部にはトナーの有無を検知するトナーセンサ５６が配置されている。トナーセンサ５６がホッパー５４の内部にトナーが無くなったことを検知すると、スクリュー５５が駆動されるとともに、ボトルモータ５２も駆動される。これにより、トナーボトル５０からトナーが供給され、ホッパー５４内へ送り込まれる。ホッパー５４の出口５７の下には現像器３３が設けられている。現像器３３の内部に設けられている別のトナーセンサ（図示略）が現像器３３の内部にトナーがなくなったことを検知すると、ホッパーシャッター５８が開き、トナーがホッパー５４から現像器３３へ補給される。
【００１５】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）はホッパー５４内のトナーセンサ５６のトナー有無検知方法を示している。ここでは、トナーセンサ５６はピエゾ方式のセンサが採用されているが、トナーの磁束を検知するインダクタ方式や透過光を見る透過型のセンサなど他の方式のセンサが採用されてもよい。破線３０はトナーセンサ５６がトナー有りと無しとを検知する境界である。図３（Ａ）では破線より下にトナー界面があるため、トナーセンサ５６は、「トナー無し」と検知する。一方、図３（Ｂ）では破線より上にトナー界面があるため、トナーセンサ５６は、「トナー有り」と検知する。トナーセンサ５６は、トナーの有無を示すハイレベルとローレベルのいずれかの検知信号を出力する。
【００１６】
図４に制御部のブロック図を示す。ＣＰＵ６０は、トナーがホッパー５４に無くなったことを示す検知信号をトナーセンサ５６が出力すると、モータ駆動回路６１を制御してボトルモータ５２を駆動する。このように、ＣＰＵ６０およびモータ駆動回路６１はモータを制御する制御部として機能している。ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２に流れるモータ電流を検知するモータ電流検知回路６２からモータ電流を示す出力値を受け取る。モータ電流はボトルモータ５２にかかる負荷に対応している。よって、モータ電流検知回路６２は、モータにかかる負荷を測定する負荷測定部として機能する。ＣＰＵ６０は、モータ電流の値に応じてトナーボトル５０の交換を促すメッセージやトナーボトル５０の取り付け直しを促すメッセージなどを表示部１４に表示させる。メモリ６３はＲＯＭやＲＡＭなどであり、ＣＰＵ６０からのデータを記憶したり、記憶しているデータを出力したりする。また、メモリ６３は、ＣＰＵ６０が実行する制御プログラムも記憶している。
【００１７】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いてボトルモータ５２に流れる電流を説明する。図５（Ａ）において横軸は時間を示し、縦軸はトナーボトル５０が満杯のときにボトルモータ５２に流れるモータ電流の値を示している。ボトルモータ５２の駆動時間Ｔｏｎのうち最初の期間である起動期間Ｔｓｔａｒｔはボトルモータ５２が回転を開始してから定常回転に至るまで時間を示している。起動期間Ｔｓｔａｒｔにおいては起動トルクがボトルモータ５２にかかるため、モータ電流値は定常回転時のモータ電流値よりも大きくなる。起動期間Ｔｓｔａｒｔが経過した後はボトルモータ５２が定常回転するため、モータ電流値が安定する。定常回転時のモータ電流値をＩ０ｆとする。
【００１８】
図５（Ｂ）において横軸は時間を示し、縦軸はトナーボトル５０が空の時のボトルモータ５２のモータ電流値を示している。起動期間Ｔｓｔａｒｔにおいてトナーボトル５０が満杯の時と同じく空の時にも突入電流が流れるが、その後は定常電流Ｉ０ｅが流れる。ここでＩ０ｆ＞Ｉ０ｅの関係がある。これは、トナーボトル５０が満杯のときはボトルモータ５２にかかる負荷が高いためモータ電流値が多くなり、トナーボトル５０が空のときはボトルモータ５２にかかる負荷が低いためモータ電流値が少なくなるからである。
【００１９】
モータ電流検知回路６２は、電流検知抵抗等を用いてボトルモータ５２に流れる電流の値を電圧値に変換する。さらにモータ電流検知回路６２はＡＤコンバータ等を用いてモータ電流値に相当するアナログ電圧をデジタル値に変換してＣＰＵ６０に出力する。ＣＰＵ６０は、モータ電流の定常時の電流値のみを検知する。これは、定常時のモータ電流値がトナーボトル５０の内部に残存しているトナーの量を精度よく示すからである。よって、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２を起動してから起動期間Ｔｓｔａｒｔが十分に経過するまでは、入力された検知信号を無視し、その後の電流値を平均処理する。制御プログラムによって、所定時間（起動期間Ｔｓｔａｒｔ ＋ α）が経過するまでは、モータ電流値の読み込みを禁止するようにしてもよい。あるいは、モータ電流検知回路６２がトナー電流値を示す電圧が入力されてから所定時間は信号をＣＰＵ６０へ出力しない論理回路を内蔵していてもよい。
【００２０】
ボトルモータ５２に流れるモータ電流の値とトナーボトル５０内のトナー残量には図６に示すような関係がある。モータ電流がＩ０ｆであるときは、トナー残量が１００％である。一方、モータ電流がＩ０ｅであるときは、トナー残量が０％である。図６において、閾値Ｉｄは、トナーボトル５０の交換を促すか否かを決定するための閾値である。Ｉｄ≧Ｉ０ｅの関係にある。閾値ＩｄをＩ０ｅよりも若干大きくするのは、モータ電流の検知精度に依存した誤差を考慮したマージンを付与するためである。メモリ６３は閾値Ｉｄを工場出荷時に予め記憶しており、ＣＰＵ６０はＩｄをメモリから読み込むことができる。
【００２１】
図８のフローチャートを用いて、ＣＰＵ６０で行われる制御を詳細に説明する。Ｓ１０１で、画像形成装置の電源がオンされたり、省電力モードから復帰したりすると、ＣＰＵ６０は、制御プログラムを実行して以下の処理を実行する。
【００２２】
Ｓ１０２で、ＣＰＵ６０は、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示しているか、トナーが有ることを示しているかを判定する。トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示していれば、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１を通じてボトルモータ５２を駆動する。これにより、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０からホッパー５４へのトナーの排出を試行する。Ｓ１０４で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２にかかっている負荷の大きさを測定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を介してボトルモータ５２の電流値を検知する。
【００２３】
Ｓ１０５で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換が必要か否かを判定するために、測定した負荷が所定の閾値未満か否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、電流値が閾値Ｉｄ未満か否かを判定する。負荷が閾値未満であれば、ＣＰＵ６０はトナーボトル５０が空であると判断し、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１に停止信号を出力することで、ボトルモータ５２を停止させる。Ｓ１０７で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換を促すメッセージを表示部１４に表示させる。図７（Ａ）には、トナーボトル５０の交換を促すメッセージの一例が示されている。このように、ＣＰＵ６０がトナーボトル５０の交換が必要であると判定すると、表示部１４はトナーボトル５０の交換を促すメッセージを出力する出力部として機能する。
【００２４】
一方、Ｓ１０５で負荷が閾値未満でなければ、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０は空ではないと判断し、ボトルモータ５２とスクリュー５５の駆動を継続しつつ、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８で、ＣＰＵ６０は、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示しているか、トナーが有ることを示しているかを再び判定する。これは、Ｓ１０３でボトルモータ５２を回転させたことでホッパー５４内にトナーが補給された可能性があるからである。トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示していれば、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０９で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２の駆動を開始してから所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していなければＳ１０８に戻る。一方、所定時間が経過してもトナー無しであれば、ＣＰＵ６０は、トナーが補給されていないと判断し、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０で、ＣＰＵ６０は、図７（Ｂ）に示したように、トナーボトル５０の取り付け直しを促すメッセージを表示部１４に表示させる。これは、ボトルモータ５２には高い負荷がかかっているのに、トナーがホッパー５４に補給されているため、トナーボトル５０の設置不良が疑われるからである。
【００２５】
一方、Ｓ１０８で、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが有ることを示していれば、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換は必要なく、トナーもホッパー５４に補給されたと判断し、通常のプリント動作に移行する。
【００２６】
本実施例では、ボトルモータ５２の電流を検知しているが、ボトルモータ５２にかかる負荷が測定できれば十分であるため、ボトルモータ５２のＦＧ信号から回転数を検知することで負荷を推定してもよい。この場合、ＣＰＵ６０は、ＦＧ信号を入力するためのポートが必要となる。
【００２７】
このように本実施例では、ＣＰＵ６０が、負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になるとトナーボトルの交換が必要であると判定し、負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になるとトナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部として機能する。これにより、本実施例は、トナーボトルを駆動するモータの負荷に応じてトナーボトルの交換が必要かどうかを判定できるようになる。さらに、本実施例では、収納部におけるトナーの有無からトナーボトルの交換の必要性を判定する従来技術よりも、精度よく交換の必要性を判定できるようになる。たとえば、トナーボトルの出口でトナーが固まっている場合、従来技術では、トナーボトルの交換メッセージが出力されてしまう。一方、本発明であれば、トナーボトルの交換は不要と判定されるため、無用な交換メッセージが出力されないようになる。
【００２８】
さらに、本実施例では、ＣＰＵ６０がトナーボトルの交換が必要ではないと判定したときに、所定時間にわたりモータを駆動してもトナーセンサがトナーを検知できなければ、トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを表示部１４に出力する。これにより、トナーボトルの設置不良の問題を解決できるようになる。本実施例では、ボトルモータ５２の負荷に応じてトナーボトルの交換の必要性を判定している。そのため、トナーボトルの設置不良によって見かけ上の負荷が高くなっているときには、トナーボトルの交換の必要性の判定が誤ってしまう可能性がある。そこで、設置不良の疑いがあるときは、トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを出力することで、設置不良の疑いを解決できるようになる。トナーボトル５０の内部でトナーが固着しているときにも、負荷が高いにも拘わらず、トナーが補給されない状態となる。よって、取り付け直しを促すメッセージにしたがってトナーを取り付け直す際に、トナーボトル５０を振ってから取り付ければ固着したトナーが崩れて、トナーが補給されやすくなろう。
【００２９】
＜第２実施例＞
実施例１で説明した画像形成装置においては、図６に示したようなトナー残量とモータ電流の関係があるため、ＣＰＵ６０は、モータ電流値からトナー残量を推測することができる。そこで、実施例２では、ボトルモータ５２にかかっている負荷を測定し、さらに負荷からトナー残量を測定して、表示部１４に表示することを特徴とする。
【００３０】
図９において横軸はトナー残量を示し、縦軸はモータ電流値を示している。ここでは、Ｉ０ｅをトナー残量０％とし、Ｉ０ｆをトナー残量１００％としている。さらに、トナー残量を１０％刻みでレベル分けし、各々のトナー残量に対応する電流値をＩ１〜Ｉ９とする。このＩ１〜Ｉ９の値と、トナー残量との関係はテーブルまたは数式化されて予めメモリ６３に記憶されている。よって、ＣＰＵ６０は、測定された負荷（電流値）を用いてテーブルを三要することで、負荷に対応するトナー残量を取得できる。なお、このトナー残量は、負荷から推定された推定値である。
【００３１】
たとえば、電流値がＩ４とＩ５の間にあった場合、トナー残量は４０％〜５０％の間である。そこで、ＣＰＵ６０は、図１０（Ａ）に示したように、「トナー残り ５０％」といったトナー残量メッセージ１０１を表示部１４に表示してもよい。
【００３２】
ところで、トナー残量によっては、プリントを数百枚行うと、再度、トナーボトル５０が空になってしまう可能性もある。この場合、ユーザーはさらに交換用のトナーボトル５０を予め準備しておく必要がある。これにより、ユーザーは、次のトナーボトル交換メッセージが表示されたとき素早くトナーボトル５０を交換できるため、ジョブの中断時間を減少させることができる。本実施例によれば、ＣＰＵ６０は、トナー残量が所定のトナー残量値Ｘ％になったときに、トナーボトル５０を準備することを促すメッセージを表示部１４に表示する。たとえば、トナー残量が２０％になったときに、ＣＰＵ６０は、図１０（Ｂ）に示すように「！！トナーボトルを準備してください」とメッセージ１０２を表示してもよい。
【００３３】
図１１にトナー残量メッセージおよびトナーボトル準備メッセージを表示する処理のフローチャートを示す。本フローチャートは、図８に示したＳ１１１の通常動作において並行して実行される処理を示している。
【００３４】
Ｓ１１２で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２にかかっている負荷の大きさを測定し、その負荷の値からトナー残量を推定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を通じてモータ電流値を測定し、上述したようなテーブルを用いる方法や数式を用いる方法により、モータ電流値に対応するトナー残量を推定する。このように、ＣＰＵ６０は、測定した負荷の値からトナーボトルに残存しているトナー残量を推定する推定部として機能する。Ｓ１１３で、ＣＰＵ６０は、トナー残量の推定値を示すトナー残量メッセージ１０１を表示部１４に表示する。
【００３５】
Ｓ１１４で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０のトナー残量が閾値Ｘ％未満か否かを判定する。このように、ＣＰＵ６０は、トナー残量を所定の閾値Ｘ％と比較する比較部として機能する。トナー残量がＸ％以上であれば、ＣＰＵ６０は、トナーボトルの準備は不要と判断し、本処理を終了する。一方、トナー残量がＸ％未満であれば、ＣＰＵ６０は、トナーボルトの交換の準備を促す必要があると判断し、Ｓ１１５に進む。Ｓ１１５で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換の準備を促すメッセージ１０２を表示部１４に表示する。
【００３６】
このように本実施例によれば、トナーの残量を出力することで、ユーザーにトナーボトル５０の交換の準備が必要かどうかを間接的に伝えることができるようになる。さらに、トナーボトル５０の交換の準備を促すメッセージ１０２を表示部１４に表示することで、ユーザーに対してトナーボトル５０の交換の準備が必要になったことを直接的に伝えられるようになる。また、トナー残量の推定は、ボトルモータ５２にかかる負荷に基づいて実行されるため、従来よりも精度よくトナー残量を推定できると考えられる。
【００３７】
＜第３実施例＞
ボトルモータ５２にはモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきにより電流値と負荷トルクの関係にバラつきが生じることがある。そのため、測定した負荷の値から推定されたトナー残量に誤差が反映されてしまい、推定値と実際のトナー残量との間に違いが生じてしまう可能性がある。そこで、トナーボトル５０が満杯時のボトルモータ５２の負荷を測定し、その負荷の値からトナー残量の推定値を補正することを提案する。
【００３８】
画像形成装置のメンテナンスを実行するサービスマンが画像形成装置をユーザーの居室に設置するときには、まず、ＣＰＵ６０をトナー設置モードに変更し、空のホッパー５４と現像器３３にトナーを入れる作業を実行する。このトナー設置モードに移行しているときには必ず満杯のトナーボトル５０が使用されるため、ＣＰＵ６０は、満杯時の負荷の値を取得できる。
【００３９】
図１２はトナーボトルがトナーで満杯になっているときの負荷を取得する処理を示したフローチャートである。Ｓ２０１で、ＣＰＵ６０は、表示部１４に設けられたタッチパネルからトナー設置モードへの移行指示が入力されると、トナー設置モードへ移行する。この状態で、サービスマンがトナーで満杯になったトナーボトル５０をホッパー５４に対して設置する。
【００４０】
Ｓ２０２で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１を通じてボトルモータ５２を駆動する。Ｓ２０３で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２の負荷の値を測定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を通じてモータ電流値を測定する。このモータ電流値は、そのときのモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきを反映した負荷であって、トナーボトル５０が満杯のときの負荷を示している。
【００４１】
Ｓ２０４で、ＣＰＵ６０は、測定した負荷の値をトナー残量が１００％ときに負荷の値として、メモリ６３に記憶する。たとえば、ＣＰＵ６０は、測定した電流値Ｉｆ０をトナー残量１００％に対応付けてメモリ６３に記憶する。Ｓ２０５で、ＣＰＵ６０は、トナー設置モードを終了し、ボトルモータ５２を停止させる。
【００４２】
なお、ＣＰＵ６０は、測定した電流値Ｉｆ０と、画像形成装置の工場出荷時に記憶された初期値Ｉｆｄとの比率を算出し、実施例２で説明したＩｅ０〜Ｉｆ０までの各々の電流値に対してこの比率を乗算することで電流値を補正する。たとえば、測定した負荷が初期の負荷に対して１．１倍になっていれば、ＣＰＵ６０は、各負荷の測定値に対して１．１倍してから、トナー残量の推定などに使用する。このように、負荷の補正処理はＳ１０４やＳ１１２で実行される。
【００４３】
このように、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の初期設置時に負荷測定部で測定された負荷の値と、画像形成装置の工場出荷時に設定された負荷の値との比率を求め、当該比率を乗算することで、負荷測定部が測定した負荷の値を補正する補正部として機能する。これにより、本実施例では、ボトルモータ５２にはモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきを考慮して精度よくトナーボトル交換の必要性を判定でき、トナー残量も精度よく推定できるようになる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機やプリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置が用紙へ画像を転写するために用いるトナー剤は、ユーザーによって交換可能なトナーボトルから画像形成装置の本体内に設けられたホッパー部へ供給される。ホッパー部は、トナーを現像器へ供給する前に一時的に収納する収納部（ホッポー）を備えている。ホッパー部にはトナーがホッパー内に有るか無いかを検知するトナーセンサが設けられることがある。トナーセンサがトナーの無いことを検知すると、ホッパー部は、モータによってトナーボトルを回転させることで、トナーボトルからホッパーへトナーを補給する。
【０００３】
トナーボトルが空になると、ユーザーはトナーボトルの交換を行わなくてはならない。そのためにはトナーボトルが空になったということを検知しなければならない。トナーボトル内にトナーセンサを設ければ、トナーボトルが空になったことを検知できる。しかし、トナーボトルは交換部品であるため、トナーセンサをトナーボトルに設けるとトナーボトルが高額になってしまう。
【０００４】
特許文献１では、トナーボトルが交換されたかどうかを判断する時間を短縮する発明が提案されている。トナー補給を実行してもホッポー部のトナーセンサがトナーのないことを検知していれば、トナーボトルの交換を促すメッセージを表示部が表示する。その後、ドアセンサがドアの開閉を検知すると、回転速度検知部がＦＧ信号を利用してトナーボトルモータの回転速度を検知する。回転速度が閾値を超えていればトナーボトルが交換されていないと判定される。一方、回転速度が閾値以下であればトナーボトルが交換されたと判定される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８８６７９号公報、図６、段落００５０〜段落００６４
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１では、トナーボトル内にトナーがなくなるとモータの回転速度が増加する現象を利用して、トナーボトル内にトナーがあるかどうかを判定している。しかし、特許文献１の発明では、ＦＧ信号から回転速度を求めるため、ＦＧ信号を入力するポートや、ＦＧ信号を出力するモータが必要となってしまう。また、トナーボトルは一般にユーザーによって交換される。そのため、トナーボトルが間違って取り付けられてしまうと、トナーボトルを回転するモータに高い負荷がかかってしまい、トナーが有るものと誤検知してしまう可能性がある。
【０００７】
ところで、トナーボトルが高湿環境で長時間放置されると、トナーボトル内部のトナーの流動性が悪化してトナーの供給量が少なくなってしまう。また、トナーボトルがよく振られてから取り付けられると、トナーの供給量が急激に多くなるため、トナーボトルの出口でトナー詰まりを起こしてしまうことがある。このような場合には、トナーボトルにトナーがあるにも拘わらず、トナーが正常にホッパーに入らなくなってしまう。
【０００８】
とりわけ、特許文献１に記載の発明では、トナーボトルモータの回転速度からトナーボトルが交換されたと判定し、その後、トナーボトルを一定期間にわたって回転させてもホッパー部にトナーが補給されなければトナーボトルの交換表示を出力する。つまり、トナーボトルモータの回転速度が、トナーボトルの交換表示に反映されることはない。しかし、ホッパー部にトナーが入って来なくても、上記の様にトナーボトル内にまだトナーが有る可能性もある。よって、ホッパー部に設けられたトナーセンサがトナーを検知できないことだけを根拠にトナーボトルの交換表示を出力するのは適切でないケースがある。このように、従来技術では、トナーボトルモータの回転速度はトナーボトルが交換されたかどうかの判定に利用されているにすぎず、トナーボトルの交換が必要かどうかの判定には利用されていなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、トナーボトルモータの負荷を検知して、トナーボトルの交換が必要かどうかの判定を行う画像形成装置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】
【００１０】
トナーボトルを駆動して当該トナーボトルからトナーを供給するモータと、
前記トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部と、
前記モータにかかる負荷を測定する負荷測定部と
前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になると前記トナーボトルの交換が必要であると判定し、前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になると前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部と、
前記判定部が、前記トナーボトルの交換が必要であると判定すると、当該トナーボトルの交換を促すメッセージを出力する出力部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナーボトルを駆動するモータの負荷に応じてトナーボトルの交換が必要かどうかを判定できるようになる。これにより、本発明では、収納部におけるトナーの有無からトナーボトルの交換の必要性を判定する従来技術よりも、精度よく交換の必要性を判定できるようになる。たとえば、トナーボトルの出口でトナーが固まっている場合、従来技術では、トナーボトルの交換メッセージが出力されてしまう。一方、本発明であれば、トナーボトルの交換は不要と判定されるため、無用な交換メッセージが出力されないようになる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】画像形成装置の断面図。
【図２】トナー補給部を示す図。
【図３】トナーセンサの検知方法を説明する図。
【図４】制御部を示すブロック図。
【図５】トナーが少ないときと多いでのボトルモータの電流値を示す図。
【図６】トナー残量とモータ電流値の関係を示す図。
【図７】トナーボトル交換メッセージとトナーボトル再設置メッセージの一例を示す図。
【図８】トナーボトル交換の必要性とトナーボトル再設置の必要性を判定する処理を示すフローチャート。
【図９】トナー残量とモータ電流値との関係を示す図。
【図１０】トナー残量とトナーボトル準備メッセージの表示例を示す図。
【図１１】トナー残量の推定処理とトナーボトル準備メッセージの表示処理を示すフローチャート。
【図１２】トナーボトルがトナーで満杯になっているときの負荷取得処理を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
＜第１実施例＞
一般的な画像形成装置１の簡単な構成を図１に示す。画像形成装置１は、いわゆる複写機または複合機であるが、電子写真方式のプリンタやファクシミリであってもよい。画像出力部１０は、記録用紙に原稿画像を出力するユニット（プリンタ）である。画像入力部１１は、原稿画像のデータを読み取るユニット（イメージスキャナ）である。表示部１４はユーザーがコピーモードを設定するなどのオペレーションを可能にしたり、エラーコードやメンテナンス方法を表示したりするユニットである。画像出力部１０には、記録用紙を格納する給紙部３４、３５、３６、３７が設けられている。記録用紙は給紙搬送ローラー３８、３９、４０、４１によって画像形成部へ給紙および搬送される。画像形成部の光学照射部２７は、画像入力部１１からの画像信号に応じたレーザービームを出力し、感光体３１上を走査する。レーザービームによって感光体３１上に形成された潜像は、トナー補給部４４からトナーが補給された現像器３３によってトナー像へと現像される。トナー像は感光体３１から記録用紙へ転写され、その後、定着ローラー３２と加圧ローラー４３の間により定着する。
【００１４】
図２はトナー補給部４４の内部を詳細に示している。トナーが予め充填されているトナーボトル５０はユーザーによってボトル取り付け部５１に設置される。ここで、トナーボトル５０のキャップがキャップつまみ５３によって開放される。ボトルモータ５２はキャップつまみ５３の軸上に取り付けられており、ボトルモータ５２を回転駆動することによってトナーボトル５０を矢印Ａが示す方向に回転させる。トナーボトル５０を回転させることでトナーボトル５０の内部からホッパー５４へトナーが供給される。ホッパー５４は、トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部である。ホッパー５４内にはスクリュー５５が設けられている。スクリュー５５は、図示しないモータ等の駆動源で回転駆動され、トナーを図２において左から右へ搬送する。ホッパー５４の内部にはトナーの有無を検知するトナーセンサ５６が配置されている。トナーセンサ５６がホッパー５４の内部にトナーが無くなったことを検知すると、スクリュー５５が駆動されるとともに、ボトルモータ５２も駆動される。これにより、トナーボトル５０からトナーが供給され、ホッパー５４内へ送り込まれる。ホッパー５４の出口５７の下には現像器３３が設けられている。現像器３３の内部に設けられている別のトナーセンサ（図示略）が現像器３３の内部にトナーがなくなったことを検知すると、ホッパーシャッター５８が開き、トナーがホッパー５４から現像器３３へ補給される。
【００１５】
図３（Ａ）および図３（Ｂ）はホッパー５４内のトナーセンサ５６のトナー有無検知方法を示している。ここでは、トナーセンサ５６はピエゾ方式のセンサが採用されているが、トナーの磁束を検知するインダクタ方式や透過光を見る透過型のセンサなど他の方式のセンサが採用されてもよい。破線３０はトナーセンサ５６がトナー有りと無しとを検知する境界である。図３（Ａ）では破線より下にトナー界面があるため、トナーセンサ５６は、「トナー無し」と検知する。一方、図３（Ｂ）では破線より上にトナー界面があるため、トナーセンサ５６は、「トナー有り」と検知する。トナーセンサ５６は、トナーの有無を示すハイレベルとローレベルのいずれかの検知信号を出力する。
【００１６】
図４に制御部のブロック図を示す。ＣＰＵ６０は、トナーがホッパー５４に無くなったことを示す検知信号をトナーセンサ５６が出力すると、モータ駆動回路６１を制御してボトルモータ５２を駆動する。このように、ＣＰＵ６０およびモータ駆動回路６１はモータを制御する制御部として機能している。ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２に流れるモータ電流を検知するモータ電流検知回路６２からモータ電流を示す出力値を受け取る。モータ電流はボトルモータ５２にかかる負荷に対応している。よって、モータ電流検知回路６２は、モータにかかる負荷を測定する負荷測定部として機能する。ＣＰＵ６０は、モータ電流の値に応じてトナーボトル５０の交換を促すメッセージやトナーボトル５０の取り付け直しを促すメッセージなどを表示部１４に表示させる。メモリ６３はＲＯＭやＲＡＭなどであり、ＣＰＵ６０からのデータを記憶したり、記憶しているデータを出力したりする。また、メモリ６３は、ＣＰＵ６０が実行する制御プログラムも記憶している。
【００１７】
図５（Ａ）および図５（Ｂ）を用いてボトルモータ５２に流れる電流を説明する。図５（Ａ）において横軸は時間を示し、縦軸はトナーボトル５０が満杯のときにボトルモータ５２に流れるモータ電流の値を示している。ボトルモータ５２の駆動時間Ｔｏｎのうち最初の期間である起動期間Ｔｓｔａｒｔはボトルモータ５２が回転を開始してから定常回転に至るまで時間を示している。起動期間Ｔｓｔａｒｔにおいては起動トルクがボトルモータ５２にかかるため、モータ電流値は定常回転時のモータ電流値よりも大きくなる。起動期間Ｔｓｔａｒｔが経過した後はボトルモータ５２が定常回転するため、モータ電流値が安定する。定常回転時のモータ電流値をＩ０ｆとする。
【００１８】
図５（Ｂ）において横軸は時間を示し、縦軸はトナーボトル５０が空の時のボトルモータ５２のモータ電流値を示している。起動期間Ｔｓｔａｒｔにおいてトナーボトル５０が満杯の時と同じく空の時にも突入電流が流れるが、その後は定常電流Ｉ０ｅが流れる。ここでＩ０ｆ＞Ｉ０ｅの関係がある。これは、トナーボトル５０が満杯のときはボトルモータ５２にかかる負荷が高いためモータ電流値が多くなり、トナーボトル５０が空のときはボトルモータ５２にかかる負荷が低いためモータ電流値が少なくなるからである。
【００１９】
モータ電流検知回路６２は、電流検知抵抗等を用いてボトルモータ５２に流れる電流の値を電圧値に変換する。さらにモータ電流検知回路６２はＡＤコンバータ等を用いてモータ電流値に相当するアナログ電圧をデジタル値に変換してＣＰＵ６０に出力する。ＣＰＵ６０は、モータ電流の定常時の電流値のみを検知する。これは、定常時のモータ電流値がトナーボトル５０の内部に残存しているトナーの量を精度よく示すからである。よって、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２を起動してから起動期間Ｔｓｔａｒｔが十分に経過するまでは、入力された検知信号を無視し、その後の電流値を平均処理する。制御プログラムによって、所定時間（起動期間Ｔｓｔａｒｔ ＋ α）が経過するまでは、モータ電流値の読み込みを禁止するようにしてもよい。あるいは、モータ電流検知回路６２がトナー電流値を示す電圧が入力されてから所定時間は信号をＣＰＵ６０へ出力しない論理回路を内蔵していてもよい。
【００２０】
ボトルモータ５２に流れるモータ電流の値とトナーボトル５０内のトナー残量には図６に示すような関係がある。モータ電流がＩ０ｆであるときは、トナー残量が１００％である。一方、モータ電流がＩ０ｅであるときは、トナー残量が０％である。図６において、閾値Ｉｄは、トナーボトル５０の交換を促すか否かを決定するための閾値である。Ｉｄ≧Ｉ０ｅの関係にある。閾値ＩｄをＩ０ｅよりも若干大きくするのは、モータ電流の検知精度に依存した誤差を考慮したマージンを付与するためである。メモリ６３は閾値Ｉｄを工場出荷時に予め記憶しており、ＣＰＵ６０はＩｄをメモリから読み込むことができる。
【００２１】
図８のフローチャートを用いて、ＣＰＵ６０で行われる制御を詳細に説明する。Ｓ１０１で、画像形成装置の電源がオンされたり、省電力モードから復帰したりすると、ＣＰＵ６０は、制御プログラムを実行して以下の処理を実行する。
【００２２】
Ｓ１０２で、ＣＰＵ６０は、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示しているか、トナーが有ることを示しているかを判定する。トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示していれば、Ｓ１０３に進む。Ｓ１０３で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１を通じてボトルモータ５２を駆動する。これにより、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０からホッパー５４へのトナーの排出を試行する。Ｓ１０４で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２にかかっている負荷の大きさを測定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を介してボトルモータ５２の電流値を検知する。
【００２３】
Ｓ１０５で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換が必要か否かを判定するために、測定した負荷が所定の閾値未満か否かを判定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、電流値が閾値Ｉｄ未満か否かを判定する。負荷が閾値未満であれば、ＣＰＵ６０はトナーボトル５０が空であると判断し、Ｓ１０６に進む。Ｓ１０６で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１に停止信号を出力することで、ボトルモータ５２を停止させる。Ｓ１０７で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換を促すメッセージを表示部１４に表示させる。図７（Ａ）には、トナーボトル５０の交換を促すメッセージの一例が示されている。このように、ＣＰＵ６０がトナーボトル５０の交換が必要であると判定すると、表示部１４はトナーボトル５０の交換を促すメッセージを出力する出力部として機能する。
【００２４】
一方、Ｓ１０５で負荷が閾値未満でなければ、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０は空ではないと判断し、ボトルモータ５２とスクリュー５５の駆動を継続しつつ、Ｓ１０８に進む。Ｓ１０８で、ＣＰＵ６０は、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示しているか、トナーが有ることを示しているかを再び判定する。これは、Ｓ１０３でボトルモータ５２を回転させたことでホッパー５４内にトナーが補給された可能性があるからである。トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが無いことを示していれば、Ｓ１０９に進む。Ｓ１０９で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２の駆動を開始してから所定時間Ｔ０が経過したか否かを判定する。所定時間が経過していなければＳ１０８に戻る。一方、所定時間が経過してもトナー無しであれば、ＣＰＵ６０は、トナーが補給されていないと判断し、Ｓ１１０に進む。Ｓ１１０で、ＣＰＵ６０は、図７（Ｂ）に示したように、トナーボトル５０の取り付け直しを促すメッセージを表示部１４に表示させる。これは、ボトルモータ５２には高い負荷がかかっているのに、トナーがホッパー５４に補給されているため、トナーボトル５０の設置不良が疑われるからである。
【００２５】
一方、Ｓ１０８で、トナーセンサ５６の検知信号がホッパー５４にトナーが有ることを示していれば、Ｓ１１１に進む。Ｓ１１１で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換は必要なく、トナーもホッパー５４に補給されたと判断し、通常のプリント動作に移行する。
【００２６】
本実施例では、ボトルモータ５２の電流を検知しているが、ボトルモータ５２にかかる負荷が測定できれば十分であるため、ボトルモータ５２のＦＧ信号から回転数を検知することで負荷を推定してもよい。この場合、ＣＰＵ６０は、ＦＧ信号を入力するためのポートが必要となる。
【００２７】
このように本実施例では、ＣＰＵ６０が、負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になるとトナーボトルの交換が必要であると判定し、負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になるとトナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部として機能する。これにより、本実施例は、トナーボトルを駆動するモータの負荷に応じてトナーボトルの交換が必要かどうかを判定できるようになる。さらに、本実施例では、収納部におけるトナーの有無からトナーボトルの交換の必要性を判定する従来技術よりも、精度よく交換の必要性を判定できるようになる。たとえば、トナーボトルの出口でトナーが固まっている場合、従来技術では、トナーボトルの交換メッセージが出力されてしまう。一方、本発明であれば、トナーボトルの交換は不要と判定されるため、無用な交換メッセージが出力されないようになる。
【００２８】
さらに、本実施例では、ＣＰＵ６０がトナーボトルの交換が必要ではないと判定したときに、所定時間にわたりモータを駆動してもトナーセンサがトナーを検知できなければ、トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを表示部１４に出力する。これにより、トナーボトルの設置不良の問題を解決できるようになる。本実施例では、ボトルモータ５２の負荷に応じてトナーボトルの交換の必要性を判定している。そのため、トナーボトルの設置不良によって見かけ上の負荷が高くなっているときには、トナーボトルの交換の必要性の判定が誤ってしまう可能性がある。そこで、設置不良の疑いがあるときは、トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを出力することで、設置不良の疑いを解決できるようになる。トナーボトル５０の内部でトナーが固着しているときにも、負荷が高いにも拘わらず、トナーが補給されない状態となる。よって、取り付け直しを促すメッセージにしたがってトナーを取り付け直す際に、トナーボトル５０を振ってから取り付ければ固着したトナーが崩れて、トナーが補給されやすくなろう。
【００２９】
＜第２実施例＞
実施例１で説明した画像形成装置においては、図６に示したようなトナー残量とモータ電流の関係があるため、ＣＰＵ６０は、モータ電流値からトナー残量を推測することができる。そこで、実施例２では、ボトルモータ５２にかかっている負荷を測定し、さらに負荷からトナー残量を測定して、表示部１４に表示することを特徴とする。
【００３０】
図９において横軸はトナー残量を示し、縦軸はモータ電流値を示している。ここでは、Ｉ０ｅをトナー残量０％とし、Ｉ０ｆをトナー残量１００％としている。さらに、トナー残量を１０％刻みでレベル分けし、各々のトナー残量に対応する電流値をＩ１〜Ｉ９とする。このＩ１〜Ｉ９の値と、トナー残量との関係はテーブルまたは数式化されて予めメモリ６３に記憶されている。よって、ＣＰＵ６０は、測定された負荷（電流値）を用いてテーブルを三要することで、負荷に対応するトナー残量を取得できる。なお、このトナー残量は、負荷から推定された推定値である。
【００３１】
たとえば、電流値がＩ４とＩ５の間にあった場合、トナー残量は４０％〜５０％の間である。そこで、ＣＰＵ６０は、図１０（Ａ）に示したように、「トナー残り ５０％」といったトナー残量メッセージ１０１を表示部１４に表示してもよい。
【００３２】
ところで、トナー残量によっては、プリントを数百枚行うと、再度、トナーボトル５０が空になってしまう可能性もある。この場合、ユーザーはさらに交換用のトナーボトル５０を予め準備しておく必要がある。これにより、ユーザーは、次のトナーボトル交換メッセージが表示されたとき素早くトナーボトル５０を交換できるため、ジョブの中断時間を減少させることができる。本実施例によれば、ＣＰＵ６０は、トナー残量が所定のトナー残量値Ｘ％になったときに、トナーボトル５０を準備することを促すメッセージを表示部１４に表示する。たとえば、トナー残量が２０％になったときに、ＣＰＵ６０は、図１０（Ｂ）に示すように「！！トナーボトルを準備してください」とメッセージ１０２を表示してもよい。
【００３３】
図１１にトナー残量メッセージおよびトナーボトル準備メッセージを表示する処理のフローチャートを示す。本フローチャートは、図８に示したＳ１１１の通常動作において並行して実行される処理を示している。
【００３４】
Ｓ１１２で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２にかかっている負荷の大きさを測定し、その負荷の値からトナー残量を推定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を通じてモータ電流値を測定し、上述したようなテーブルを用いる方法や数式を用いる方法により、モータ電流値に対応するトナー残量を推定する。このように、ＣＰＵ６０は、測定した負荷の値からトナーボトルに残存しているトナー残量を推定する推定部として機能する。Ｓ１１３で、ＣＰＵ６０は、トナー残量の推定値を示すトナー残量メッセージ１０１を表示部１４に表示する。
【００３５】
Ｓ１１４で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０のトナー残量が閾値Ｘ％未満か否かを判定する。このように、ＣＰＵ６０は、トナー残量を所定の閾値Ｘ％と比較する比較部として機能する。トナー残量がＸ％以上であれば、ＣＰＵ６０は、トナーボトルの準備は不要と判断し、本処理を終了する。一方、トナー残量がＸ％未満であれば、ＣＰＵ６０は、トナーボルトの交換の準備を促す必要があると判断し、Ｓ１１５に進む。Ｓ１１５で、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の交換の準備を促すメッセージ１０２を表示部１４に表示する。
【００３６】
このように本実施例によれば、トナーの残量を出力することで、ユーザーにトナーボトル５０の交換の準備が必要かどうかを間接的に伝えることができるようになる。さらに、トナーボトル５０の交換の準備を促すメッセージ１０２を表示部１４に表示することで、ユーザーに対してトナーボトル５０の交換の準備が必要になったことを直接的に伝えられるようになる。また、トナー残量の推定は、ボトルモータ５２にかかる負荷に基づいて実行されるため、従来よりも精度よくトナー残量を推定できると考えられる。
【００３７】
＜第３実施例＞
ボトルモータ５２にはモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきにより電流値と負荷トルクの関係にバラつきが生じることがある。そのため、測定した負荷の値から推定されたトナー残量に誤差が反映されてしまい、推定値と実際のトナー残量との間に違いが生じてしまう可能性がある。そこで、トナーボトル５０が満杯時のボトルモータ５２の負荷を測定し、その負荷の値からトナー残量の推定値を補正することを提案する。
【００３８】
画像形成装置のメンテナンスを実行するサービスマンが画像形成装置をユーザーの居室に設置するときには、まず、ＣＰＵ６０をトナー設置モードに変更し、空のホッパー５４と現像器３３にトナーを入れる作業を実行する。このトナー設置モードに移行しているときには必ず満杯のトナーボトル５０が使用されるため、ＣＰＵ６０は、満杯時の負荷の値を取得できる。
【００３９】
図１２はトナーボトルがトナーで満杯になっているときの負荷を取得する処理を示したフローチャートである。Ｓ２０１で、ＣＰＵ６０は、表示部１４に設けられたタッチパネルからトナー設置モードへの移行指示が入力されると、トナー設置モードへ移行する。この状態で、サービスマンがトナーで満杯になったトナーボトル５０をホッパー５４に対して設置する。
【００４０】
Ｓ２０２で、ＣＰＵ６０は、モータ駆動回路６１を通じてボトルモータ５２を駆動する。Ｓ２０３で、ＣＰＵ６０は、ボトルモータ５２の負荷の値を測定する。たとえば、ＣＰＵ６０は、モータ電流検知回路６２を通じてモータ電流値を測定する。このモータ電流値は、そのときのモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきを反映した負荷であって、トナーボトル５０が満杯のときの負荷を示している。
【００４１】
Ｓ２０４で、ＣＰＵ６０は、測定した負荷の値をトナー残量が１００％ときに負荷の値として、メモリ６３に記憶する。たとえば、ＣＰＵ６０は、測定した電流値Ｉｆ０をトナー残量１００％に対応付けてメモリ６３に記憶する。Ｓ２０５で、ＣＰＵ６０は、トナー設置モードを終了し、ボトルモータ５２を停止させる。
【００４２】
なお、ＣＰＵ６０は、測定した電流値Ｉｆ０と、画像形成装置の工場出荷時に記憶された初期値Ｉｆｄとの比率を算出し、実施例２で説明したＩｅ０〜Ｉｆ０までの各々の電流値に対してこの比率を乗算することで電流値を補正する。たとえば、測定した負荷が初期の負荷に対して１．１倍になっていれば、ＣＰＵ６０は、各負荷の測定値に対して１．１倍してから、トナー残量の推定などに使用する。このように、負荷の補正処理はＳ１０４やＳ１１２で実行される。
【００４３】
このように、ＣＰＵ６０は、トナーボトル５０の初期設置時に負荷測定部で測定された負荷の値と、画像形成装置の工場出荷時に設定された負荷の値との比率を求め、当該比率を乗算することで、負荷測定部が測定した負荷の値を補正する補正部として機能する。これにより、本実施例では、ボトルモータ５２にはモータ単体の個体差やメカ構成の負荷バラつきを考慮して精度よくトナーボトル交換の必要性を判定でき、トナー残量も精度よく推定できるようになる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーボトルを駆動して当該トナーボトルからトナーを供給するモータと、
前記トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部と、
前記モータにかかる負荷を測定する負荷測定部と
前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になると前記トナーボトルの交換が必要であると判定し、前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になると前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部と、
前記判定部が、前記トナーボトルの交換が必要であると判定すると、当該トナーボトルの交換を促すメッセージを出力する出力部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記収納部にトナーが有るか無いかを検知するトナーセンサと、
前記モータを制御する制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記判定部が前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定したときに、所定時間にわたり前記モータを駆動しても前記トナーセンサがトナーを検知できなければ、前記トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを前記出力部に出力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】
前記負荷測定部が測定した負荷の値から前記トナーボトルに残存しているトナー残量を推定する推定部をさらに備え、
前記出力部は、前記推定部により推定された前記トナー残量を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー残量を所定の閾値と比較する比較部をさらに備え、
前記出力部は、前記トナー残量が前記閾値に満たなくなると、前記トナーボトルの交換の準備を促すメッセージを出力することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナーボトルの初期設置時に前記負荷測定部で測定された負荷の値と、前記画像形成装置の工場出荷時に設定された負荷の値との比率を求め、当該比率を乗算することで、前記負荷測定部が測定した負荷の値を補正する補正部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記負荷測定部は、前記モータに流れる電流の値を前記負荷の値として測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１】
トナーボトルを駆動して当該トナーボトルからトナーを供給するモータと、
前記トナーボトルから供給されたトナーを収納する収納部と、
前記モータにかかる負荷を測定する負荷測定部と
前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値未満になると前記トナーボトルの交換が必要であると判定し、前記負荷測定部が測定した負荷の値が所定値以上になると前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定する判定部と、
前記判定部が、前記トナーボトルの交換が必要であると判定すると、当該トナーボトルの交換を促すメッセージを出力する出力部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記収納部にトナーが有るか無いかを検知するトナーセンサと、
前記モータを制御する制御部と
をさらに備え、
前記制御部は、前記判定部が前記トナーボトルの交換が必要ではないと判定したときに、所定時間にわたり前記モータを駆動しても前記トナーセンサがトナーを検知できなければ、前記トナーボトルの取り付け直しを促すメッセージを前記出力部に出力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】
前記負荷測定部が測定した負荷の値から前記トナーボトルに残存しているトナー残量を推定する推定部をさらに備え、
前記出力部は、前記推定部により推定された前記トナー残量を出力することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記トナー残量を所定の閾値と比較する比較部をさらに備え、
前記出力部は、前記トナー残量が前記閾値に満たなくなると、前記トナーボトルの交換の準備を促すメッセージを出力することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナーボトルの初期設置時に前記負荷測定部で測定された負荷の値と、前記画像形成装置の工場出荷時に設定された負荷の値との比率を求め、当該比率を乗算することで、前記負荷測定部が測定した負荷の値を補正する補正部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記負荷測定部は、前記モータに流れる電流の値を前記負荷の値として測定することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−９７００５（Ｐ２０１３−９７００５Ａ）
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３６４７４（Ｐ２０１１−２３６４７４）
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月２０日（２０１３．５．２０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２７日（２０１１．１０．２７）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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