JP2009093065A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、現像剤の搬送動作が行われず、高温下で発生する搬送パイプ内での現像剤の詰まりを未然に防ぎ、詰まりに対するメンテナンスフリーを実現する画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の代表的な構成は、感光体１に現像剤を供給する現像装置１３と、現像装置１３に搬送する現像剤を貯蔵するホッパー２０２と、ホッパー２０２から現像装置１３へ現像剤を搬送するための搬送パイプ２０９と、搬送パイプ２０９内の現像剤を搬送するスクリュー２１０と、スクリュー２１０を回転させる駆動手段３０４と、駆動手段３０４の駆動を制御する制御手段３０５と、画像形成装置本体の機内温度を検知する温度検知手段３０１と、時間を計測する時間計測手段３０３と、を有し、温度検知手段３０１から出力された温度情報、時間計測手段３０３から出力された時間情報に基づいて駆動手段３０４の駆動を制御することを特徴とする。
【選択図】図９

Description

本発明は、現像装置に現像剤を供給する画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置は、潜像担持体たる感光体上に帯電器、露光装置等によって、静電潜像を形成し、現像装置により現像剤を付与して静電潜像を可視画像（現像剤像）とする。現像剤像（トナー像）は、給送ローラ、搬送ローラ等を介して感光体に供給された記録媒体たる転写材に、転写装置によって転写される。トナー像を転写された転写材は、排熱ファンに近接して設けられた搬送装置によって定着装置に搬送される。トナー像は、定着装置において加熱及び加圧され、転写材上に固着されて永久画像となり、転写材とともに装置本体外部に最終的なコピーとして排出される。

従来の現像装置は、現像剤を感光体上の静電潜像に付着させる現像剤担持体たる現像スリーブと、現像剤を収納する現像容器を有している。また、現像容器に現像剤を補給するために、現像剤貯蔵部たる現像剤貯蔵装置、いわゆるホッパーを有している。ホッパーの上部に、ホッパーに対して着脱自在な現像剤補充容器たるボトル、いわゆるトナー補給カートリッジが備えられており、現像剤貯蔵装置への現像剤の補充が可能になっている。

トナー補給カートリッジ、ホッパーは、トナー補充等のメンテナンスの理由により、一般的に画像形成装置本体前面の空間に位置し、現像装置は、装置本体内部に設けられている。このため、一般的にホッパーから現像装置への現像剤の補給は、ホッパー内の現像剤を送り出す供給口、および現像装置の受入口へ現像剤を吐出する吐出口をもつ搬送パイプと、その内部を回転する搬送スクリューにより行う。

搬送パイプおよび搬送スクリューをもつ画像形成装置は、一般的に、搬送パイプ内での現像剤の詰まり等の搬送異常が発生したことを検知する手段を設ける。例えば搬送スクリューが一回転する時間を計測する手段を設け、その回転時間が所定の時間以内か否かにより、詰まりを検知する。現像剤の詰まりが発生した場合、清掃もしくはパーツの交換が必要となる。しかし、搬送パイプおよび搬送スクリューは装置本体内部の手の届きにくい箇所に設置される場合が多いため、装置を復旧するためには多大なコストがかかってしまう。そのため、搬送パイプ内の現像剤の詰まりを未然に防ぎ、メンテナンスフリーを実現できる現像剤搬送装置がさらに重要となっている。

搬送パイプ内の現像剤の詰まりを検知し防止する方法として、搬送スクリューの異常を検知したら、搬送スクリューの回転方向を逆方向に切換えることで、搬送パイプ中での現像剤の詰まりや、その詰まりに起因する搬送スクリューの破損を防止する方法がある。特許文献１（特開２０００−６６５５６）には、廃トナー搬送パイプ内のスクリューを駆動する回転駆動源の駆動電流値を所定の電流値と比較し、所定の電流値を超えた場合には、搬送パイプ内のスクリューを逆方向回転させる方法が開示されている。

特開２０００−６６５５６号公報

しかしながら、上記従来技術では、搬送動作時に搬送スクリューを駆動する駆動源を流れる電流の大きさから、搬送スクリューにかかる負荷の大きさを検知し、その情報を元に搬送スクリューの逆方向回転による現像剤の詰まり防止を行う。このため、長時間搬送動作を行わなかった場合には、詰まり防止動作は行われない。

現像剤は高温下（例えば４５℃以上）で凝集しやすくなる。そのため、搬送パイプ内が現像剤で満たされた状態で、高温下に長時間放置すると、現像剤の凝集塊が生成され、搬送パイプ内で詰まりが発生する。

従来、電子写真プリントなどの画像形成装置は、空調の効いたオフィスなど、安定した設置環境下で使用されてきたが、近年の電子写真プリンタの低コスト化やパーソナル化によりユーザ層が広がってきている。その結果、空調設備の整っていないオフィス、特に亜熱帯および熱帯に位置するいくつかの国々の高温環境下でも使われるようになってきている。一般的に熱定着装置を有する画像形成装置は、連続稼動させることにより、画像形成装置が内蔵する基板および駆動用のモータなどからの熱に加えて、熱定着装置からの大量の熱が発生し、画像形成装置内部の温度（以下、機内温度という）が急上昇する。また画像形成装置の設置環境が空調の効いた快適なオフィス（例えば２０℃前後）でなく、高温下（例えば３０℃以上）にあった場合、機内温度は設置環境温度の影響を受けて高温側にシフトし、更に機内温度が上昇する。

現像剤の搬送動作が行われず、機内温度が高温になる例として、カラーコピーを行う画像形成装置における白黒コピーが挙げられる。この場合、装置が稼動することにより機内温度が上昇するが、カラーの現像剤は使用されないため、搬送動作は行われない。したがって、上記従来技術では、搬送パイプ内での現像剤の詰まりを防ぐことができない。

そこで本発明は、現像剤の搬送動作が行われず、高温下で発生する搬送パイプ内での現像剤の詰まりを未然に防ぎ、詰まりに対するメンテナンスフリーを実現する画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、像担持体に現像剤を供給する現像手段と、前記現像手段に搬送する現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、前記現像剤貯蔵部から前記現像手段へ現像剤を搬送するための搬送パイプと、前記搬送パイプ内の現像剤を搬送する回転搬送部材と、前記回転搬送部材を回転させる駆動手段と、前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、画像形成装置本体の機内温度を検知する温度検知手段と、時間を計測する時間計測手段と、を有し、前記温度検知手段から出力された温度情報、前記時間計測手段から出力された時間情報に基づいて前記駆動手段の駆動を制御することを特徴とする。

本発明によれば、現像剤の搬送動作が行われず、高温下で発生する現像剤搬送パイプ内での現像剤の詰まりを未然に防ぎ、詰まりに対するメンテナンスフリーを実現できる。

[第一実施形態]
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。

（画像形成装置）
図１は本実施形態に係る画像形成装置の一例であるフルカラープリンタ１００の構成図である。図１に示すように、画像形成部３内に像担持体としての感光体ドラム（以下、単に「感光体」という）１は図示しないモータで矢印Ａ方向に回転できるように設けられている。感光体１の周囲には、前露光ランプ９０、一次帯電器（帯電装置）７、露光装置８、回転現像体１３、濃度センサ９１、転写装置１０、クリーナ装置１２が配置されている。

一次帯電器７は、電圧を印加して感光体１の表面を予定の帯電部電位で一様にマイナス帯電させる。続いて、帯電された感光体１上の画像部分が予定の露光部電位になるようにレーザースキャナからなる露光装置８で露光を行い、静電潜像を形成する。露光装置８は、画像制御部３８で生成される画像信号に基づいて露光をオン・オフすることにより、画像に対応した潜像を形成する。

回転現像体１３は、フルカラー現像のための４色分の現像装置（現像手段）１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを内蔵する。駆動モータ４２は、ステッピングモータであり、回転現像体１３の回転を行う。ソレノイド４３は、回転現像体１３の位置固定のロック機構を動作させる。ロック検センサ７２は、ロック機構の動作を検出するフォトインタラプタである。位置検出フラグ７３は、回転現像体１３に取り付けられている。回転現像体ＨＰセンサ６０は、位置検出フラグ７３の検知を行うことで回転現像体１３の位置検知を行う。濃度センサ９１は、感光体上に検出用に形成した画像の画像濃度を検出する。トナー濃度検出センサ９２は、回転現像体１３近傍に設けられ、現像装置１３Ｙ〜１３Ｋの現像スリーブ上に担持された現像剤のトナー濃度を光学的に検知する。

プリンタ１００の画像形成タイミングは、ベルト２上の所定位置を基準とする信号ＩＴＯＰを基準に制御されている。駆動ローラ１７およびバックアップローラ１９の間には、ベルト２の基準位置を検知する反射型位置センサ３６が配置されている。

現像装置（現像スリーブ）１３Ｙ〜１３Ｋは、色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、感光体１上の静電潜像が現像スリーブの位置を通過した時に、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナーで現像し、トナー像として可視化する。各色のトナーを現像する際には、モータ４２の駆動によって回転現像体１３を矢印Ｒ方向に回転させ、回転現像体１３に敷設された位置検出フラグ７３を回転現像体ＨＰセンサ６０で検出することで回転現像体１３の基準位置を検出する。そして、所定の回転位置まで回転させることで当該色の現像装置１３Ｙ〜１３Ｋが感光体１に当接するように位置合わせされる。

感光体１上に現像された各色のトナー像は、転写装置１０によって中間転写体としての中間転写体ベルト２に順次転写されて、４色のトナー像が重ね合わされる。ベルト２は駆動ローラ１７、テンションローラ１８、バックアップローラ１９に張架されている。駆動ローラ１７は、図示しない駆動源に結合されてベルト２を駆動する。テンションローラ１８は、ベルト２の張力を調節する。バックアップローラ１９は、２次転写装置としての転写ローラ２１とベルト２を挟持する。

ベルト２を挟んでローラ１７と対向する位置にはベルトクリーナ２２が、ベルト２に当接または離間可能に設けられている。２次転写後のベルト２上の残留トナーは、ベルトクリーナ２２のクリーナブレードで掻き落とされる。

ベルト２に転写されたトナー像は、２次転写装置２１で記録シートに転写され、定着装置５に送給される。フルカラープリント時はベルト上で４色のトナーが重ね合わされた後、記録シートに転写される。感光体１上に残留したトナーはクリーナ装置１２で除去・回収され、最後に、感光体１は前露光ランプ９０で一様に０ボルト付近まで除電されて、次の画像形成サイクルに備える。

記録シートカセット２３内に配置された記録シート（転写材）は、リフタモータ４０の動作により、ピックアップローラ２４に当接する位置まで引き上げられる。記録シートカセット２３からピックアップローラ２４で搬送路に引き出された記録シートは、ローラ対２５、２６によって、２次転写装置２１とベルト２との当接部（ニップ部）に給送される。ベルト２上に形成されたトナー像は、ニップ部で記録シート上に転写され、定着装置５で熱定着されて、外排出ローラ５９を通り、装置外へ排出される。

両面形成動作の場合、フラッパ３２を動作させ、搬送ローラ２７の方向へ記録シートを搬送する。搬送ローラ２８でフラッパ３３を越えるまで搬送を行った後、搬送ローラ２８を逆回転するとともにフラッパ３３を動作させ、搬送ローラ２９、３０、３１により、記録シートカセット２３からの搬送路に合流させる。これにより、１面目とは反対の面に画像形成を可能とする。

紙面高さセンサ５０は、記録シートカセット２３内での紙面高さを検知する。搬送センサ５１〜５８は、搬送路上に配置され、各ポイントでの記録シートの有無または記録シートの搬送タイミングを検知する。センサ８０は、搬送路を搬送される記録シートの水分量を測定する。カセット着脱センサ７０は、記録シートカセット２３の着脱を検知する。

ドア開閉スイッチ７１は、本体内部へのアクセスを可能とするドア４１の開閉に応じて動作する。ドア開閉スイッチ７１で駆動負荷への電力供給を遮断／接続することで、装置内部への操作者の接触の際に不意の誤動作を防ぐことができる。

画像濃度調整時も前述した通常の両面画像形成時同様、潜像、現像、１次転写を繰り返し、２次転写部に搬送されてきた記録シートにトナー画像を２次転写する。２次転写された記録シートは、定着装置５にて定着され、フラッパ３２を駆動し、反転パスを経由して搬送ローラ２８にて反転され、両面搬送パスへと送られる。

（現像剤搬送装置）
現像剤搬送装置について説明する。図２はトナー補給カートリッジ内のトナーが現像装置１３Ｋまで搬送されるまでの現像剤搬送装置の構成図である。例として、現像装置１３Ｋを挙げたが、その他の現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃについても同様である。

トナー補給カートリッジ２０１の下部に、ホッパー（現像剤貯蔵部）２０２が設けられている。ホッパー内にはトナーの有無を検知するトナー有無センサ２０３、例えばピエゾ素子などが設けられている。トナー有無センサ２０３がトナー無しを検知すると、トナー有りと検知するまで、トナー補給カートリッジ２０１からホッパー２０２へと自動的にトナーが供給される。

ホッパー２０２下部には、ホッパー搬送パイプ２０４が接続されており、パイプ２０４内のホッパー搬送スクリュー（回転搬送部材）２０５を回転駆動させることにより、パイプ２０４のトナーをサブホッパー２０８へと供給する。

プリンタ１００では、現像装置１３Ｙ〜１３Ｋが回転現像体（現像ロータリ）１３内に配置され、回転駆動する。そのため、現像装置１３Ｙ〜１３Ｋへのトナー補給は現像装置が現像位置（図１の現像装置１３Ｋの位置）にいるときに限られる。そこで現像ロータリ１３前面にサブホッパー２０８を設けている。ホッパー２０２からサブホッパー２０８へは随時、トナー補給可能である。

スクリュー２０５の軸には、ホッパー搬送スクリューＨＰフラグ２０６が設けられている。フラグ２０６をフォトインタラプタなどのセンサ等を用いたホッパー搬送スクリューＨＰセンサ２０７で検知することにより、スクリュー２０５の回転数をカウントできる。

トナーの補給量制御には、スクリュー２０５の回転数を使用する。スクリュー２０５が１回転する毎にサブホッパー２０８へと供給されるトナー量を１ブロックとする。濃度センサ９１又はトナー濃度検出センサ９２の出力に基づいて、トナー補給制御の目標濃度値が定まると、１ブロックを最小の補給量とし、その整数倍でトナー補給量が決定され、その値に基づいて、スクリュー２０５の回転数が決定される。パイプ２０４からサブホッパー２０８へと供給されたトナーは、サブホッパー内に蓄えられる。サブホッパー２０８内に一時的に蓄えられたトナーは、サブホッパー搬送パイプ２０９内をサブホッパー搬送スクリュー（回転搬送部材）２１０の回転駆動によって生じる搬送力により、現像装置１３Ｋへと導かれる。サブホッパー搬送パイプ２０９は、サブホッパー２０８下部から現像装置１３Ｋへと接続されている。

図３は画像形成装置を前面から見たときの現像剤搬送装置の配置図である。図４は画像形成装置を側面から見たときの現像剤搬送装置の配置図である。

図３、図４に示すように、色毎のトナー補給カートリッジ２０１は、装置本体上部に設けられている。トナー補給カートリッジ２０１の下部には各色毎にホッパー２０２が設けられている。サブホッパー２０８は、現像ロータリ１３の前面に設けられており、パイプ２０４にてホッパー２０２からサブホッパー２０８へトナーを供給する。

サブホッパー２０８は各色毎に設けられており、その下部からパイプ２０９を通して、各色毎の現像装置１３Ｙ〜１３Ｋへとトナーを供給する。図４には簡単のため、現像装置１３Ｋへの搬送経路しか図示していない。回転現像体（現像ロータリ）１３は回転駆動しているため、現像装置１３Ｋの位置は常に変化する。プリンタ１００では、サブホッパー２０８から現像装置１３Ｋへのトナーの供給は、現像装置１３Ｋが現像位置にあるとき（図１で示す現像装置１３Ｋの位置）のみである。

（トナー詰まり）
次にパイプ２０９内で発生するトナー詰まりについて説明する。図５はパイプ２０９内のトナーの様子を示す図である。

図５に示すように、サブホッパー２０８内のトナーは、サブホッパー攪拌部材２１３が回転することにより攪拌され、密度が低い状態になっている（２１７（ａ））。サブホッパー２０８内のトナーは、スクリュー２１０が回転駆動することにより搬送力を受け、下部からパイプ２０９へ押し込まれる。これによりサブホッパー２０８内と比較し密度が上昇する（２１７（ｂ））。

図７は機内温度およびトナーにかかる荷重の大きさと、そのとき生じるトナー凝集塊の関係を示す図である。トナー凝集塊とは、周りからのストレスによりトナー同士が凝集し生成されるトナーの塊をいう。

図７に示すように、機内温度が上昇すると、ある温度（本実施形態では４５℃付近）を境に、トナーの凝集塊が生成されやすくなる。またそのときトナーに与える荷重が大きいほど、トナー凝集塊は生成されやすい。パイプ２０９はパイプ２０４に比べ、装置本体内部に設けられているため、機内温度上昇による影響を受けやすい。

機内温度が高い状態（４５℃以上）では、トナー搬送時の搬送力、またはパイプ２０９内に満たされたトナーによる圧力により、徐々に凝集が発生する。これによりトナーの流動性が著しく低下するため、サブホッパー吐出口２１５から正常にトナーが吐出されず、パイプ終端に密度の高いトナーが滞留する（２１７（ｃ））。その結果、トナー詰まりが発生する。

（トナー詰まり防止動作）
トナー詰まり防止動作について説明する。上述の如く、機内温度が上昇すると、トナーの凝集塊が生成されやすくなるため、図５に示したように、パイプ２０９終端の吐出口付近から徐々にトナー詰まりが発生していく。この状態で更にトナー搬送を続けると、パイプ２０９内の圧力が上昇し、トナー詰まりが悪化する。

そこでトナー詰まり防止動作として、スクリュー２１０を数秒間、トナー補給方向（現像手段へ現像剤を搬送する時の回転方向）とは逆方向に回転させる。これにより、パイプ２０９内に空間的に空きができ、トナーの凝集塊をほぐすことができる。また、スクリュー２１０を逆回転させることによって、サブホッパー２０８内へと戻されたトナーは、サブホッパー２０８内のサブホッパー攪拌部材２１３によって攪拌され、トナーの凝集塊をほぐすことができる。

次に画像形成装置本体内部の機内温度変化について説明する。図６は機内温度変化を示す図である。

図６に示すように、装置本体の電源を時刻ｔ１でオンすると、装置本体内部の定着装置５の温調が開始されるため、機内温度が上昇する。時刻ｔ２で本体が動作できる状態、スタンバイ状態になり本体温度が安定する。

時刻ｔ３で画像形成動作を開始すると、装置本体内部の電装基板や駆動系モータおよび定着装置５に電力が供給される。これにより電装基板や、特に定着装置５の発熱が顕著になり、装置本体内部の温度および現像ロータリ１３内部の温度が上昇する（時刻ｔ３〜ｔ６間）。

機内温度はある温度まで上昇すると、装置本体内部に設けられた吸気ファン、排熱ファンの働きにより、それ以降、機内温度は一定に保たれる（時刻ｔ６〜ｔ７間）。

時刻ｔ７で画像形成動作を停止すると、装置本体内部の電装基板や駆動系モータおよび定着装置５への電力供給が停止され、かつ装置本体内部に設けられたファンの働きにより、機内温度はスタンバイ時の温度まで低下する（時刻ｔ７〜ｔ１０間）。

機内温度上昇時の温度領域について説明する。温度領域Ａは、図７で示すトナーに占める凝集塊の割合が急激に上昇する温度である４５℃を基準に設けられており、範囲は４５℃以上５０℃未満の領域である。温度領域Ａでは、機内温度上昇と搬送経路内に満たされたトナーの圧力により、徐々にトナーの凝集が発生する（時刻ｔ４〜ｔ９間）。

温度領域Ｂは、５０℃以上５５℃未満の領域であり、温度領域Ａよりもさらにトナー凝集が生成されやすく、厳しい状態である（時刻ｔ５〜ｔ８間）。温度領域Ｃは、温度領域Ｂ以上の高温状態を指しており、この状態ではトナーの詰まりを防ぐ動作をいち早く行う必要がある。

なお、本実施形態では温度領域を、４５℃を基準として５℃ずつの範囲で設定したが、この温度領域はトナーの性質によって決定されるものであり、実験を行うことにより求めることができる。

図８はトナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。図８に示すように、プリンタ１００は、温度検知手段３０１、演算手段３０２、時間計測手段３０３、駆動手段３０４、制御手段３０５を有している。

温度検知手段３０１は、機内温度を常に検知しており、トナーの雰囲気温度を検知するため、現像装置１３Ｙ〜１３Ｋの近傍、現像ロータリ１３内に配置することが望ましい。温度検知手段３０１からの機内温度情報と、時間計測手段３０３からの時間情報が演算手段３０２へ伝達される。温度検知手段３０１〜演算手段３０３にて、機内温度が温度領域Ａ〜Ｃに入っている時間（以下、機内温度高温時間）を計測している。

計測している機内高温時間が定められた時間以上続いた場合、トナー詰まりの恐れがあるため、演算手段３０２は制御手段３０５へ駆動手段３０４を逆回転する命令を与える。制御手段３０５は、駆動手段３０４の駆動を制御しており、演算手段３０２からの命令を受け、駆動手段３０４を逆回転するように命令を与える。

これにより、搬送パイプ２０９内のスクリュー２１０を逆回転させ、トナー詰まりを防止することができる。

（現像剤搬送装置の制御フロー）
図９は現像剤搬送装置の制御フローである。図９に示すように、プリンタ電源がオンになると（Ｓ１０１）、機内温度高温時間を計測するための変数Ｄの初期値Ｄ_０をリセットする（Ｓ１０２）。そして、温度検知手段３０１〜時間計測手段３０３により時間の計測および機内温度検知を開始する（Ｓ１０３、Ｓ１０４）。

後述する機内温度監視サブルーチンにて、計測した時間及び機内温度に基づいて機内温度が高温状態になっている時間（機内温度高温時間Ｄ）を計測する（Ｓ１０５）。機内温度監視サブルーチンにて得た値Ｄ_ｎが、予め決められた閾値Ｄ_ｔｈより大きいか否かを判定する（Ｓ１０６）。

ＮＯ（Ｄ_ｎ≦Ｄ_ｔｈ）の場合、再び機内温度監視サブルーチンへ戻る（Ｓ１０５）。ＹＥＳ（Ｄ_ｎ＞Ｄ_ｔｈ）の場合、高温状態が続いていると判断し、トナー詰まり防止動作を行う。

トナー詰まり防止動作では、まずサブホッパー攪拌部材２１３の回転駆動を開始する（Ｓ１０７）。次にスクリュー２１０を０．５秒間だけ逆回転させる（Ｓ１０８）。スクリュー２１０の逆回転は、パイプ２０９内に空きを作り、凝集したトナーが崩れるスペースを作ることが目的なので、スクリュー２１０を長時間駆動し、パイプ２０９内のトナーをサブホッパー２０８に戻す必要は無い。

トナー詰まり防止動作が終了したら、機内温度高温時間を計測する変数Ｄ_ｎをリセットし（Ｓ１０９）、再び機内温度監視サブルーチンへ戻る（Ｓ１０５）。

図１０は機内温度監視サブルーチンの制御フローである。図１０に示すように、機内温度監視サブルーチンは、機内温度が温度領域Ａ〜Ｃの時間を計測する。

まず機内温度が４５℃以上か否かを判定する（Ｓ２０１）。ＮＯ（機内温度＜４５℃）の場合、時間を計測する必要は無い。

ＹＥＳ（機内温度≧４５℃）の場合、機内温度が５０℃以上か否かを判定する（Ｓ２０２）。ＮＯ（機内温度＜５０℃）の場合、機内温度が温度領域Ａに入っている。この際、経過時間Δｔ（機内温度が温度領域Ａに入っている時間）を計測し、経過時間Δｔ、補正係数ａの積から補正経過時間ｄを算出する（Ｓ２０４）。

Ｓ２０２にてＹＥＳ（機内温度≧５０℃）と判定した場合は、機内温度が５５℃以上か否かを判定する（Ｓ２０３）。ＮＯ（機内温度＜５５℃）の場合、機内温度は温度領域Ｂに入っているので、補正係数ｂを用いて補正経過時間ｄを算出する（Ｓ２０５）。ＹＥＳ（機内温度≧５５℃）の場合、機内温度は温度領域Ｃに入っているので、補正係数ｃを用いて補正経過時間ｄを算出する（Ｓ２０６）。

機内温度が高いときほど、より速くトナー詰まり防止動作を行う必要がある。したがって温度領域Ａ〜Ｃの補正係数ａ、ｂ、ｃは、ａ≦ｂ≦ｃの関係が成り立つように設定するのが望ましい。

上述の如く算出した補正経過時間ｄを前回からの機内温度高温時間Ｄ_ｎに加え、機内温度高温時間Ｄ_ｎ＋１とする（Ｓ２０７）。

なお、本実施形態では、サブホッパー搬送スクリュー２１０を逆回転してトナー詰まりを防止する構成について説明したが、ホッパー搬送スクリュー２０５を逆回転する構成としてもよい。

[第二実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１１は本実施形態に係るトナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。図１１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記第一実施形態の画像形成装置において、制御手段３０５による駆動手段３０４の動作状況に関する駆動制御情報を演算手段３０２に送信する構成としたものである。

機内温度が高温の状態が一定時間続いても、その間にトナー補給によるトナーの搬送が行われていれば、高温状態にトナーを放置することによるトナー詰まりは発生しない。そこで前回のトナー搬送動作停止（回転停止）からの経過時間が予め決められた時間（本実施形態では１０分間とした）より短い場合には、トナー詰まり防止動作は行わない。

図１２は現像剤搬送装置の制御フローである。図１２に示すように、基本的な流れは図１１に示した制御フローと同様であるが、Ｓ１０６の判定（Ｄ_ｎ＞Ｄ_ｔｈ？）でＹＥＳ（Ｄ_ｎ＞Ｄ_ｔｈ）の場合に、トナー搬送動作停止からの経過時間が所定時間内（１０分以上）か否かの判定を行う（Ｓ１１０）。Ｓ１１０で、ＹＥＳ（経過時間≧１０分）の場合にはそのままＳ１０７に進む。Ｓ１１０で、ＮＯ（経過時間＜１０分）の場合には、機内温度高温時間Ｄ_ｎをリセットし（Ｓ１１１）、再び機内温度監視サブルーチンへ戻る（Ｓ１０５）。

これにより、機内温度が高温状態で、トナー搬送が全く行われずに放置されている状態を正確に判定できる。したがって、トナーの搬送が行われていてトナー詰まりは発生しない場合にまで、無駄にトナー詰まり防止動作を行うことがない。

なお、本実施形態では、経過時間（所定時間）として１０分を採用したが、プリンタ１００の使用環境（温度、湿度等）で変えてもよい。

[第三実施形態]
次に本発明に係る画像形成装置の第三実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。

図１３は本実施形態に係るトナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。図１３に示すように、本実施形態の画像形成装置は、上記第一実施形態の画像形成装置に、駆動電流検知手段３０７を設けたものである。

駆動電流検知手段３０７は、駆動手段３０４を駆動した際に駆動源に流れる電流値（駆動電流情報）を検知する。これにより機内温度が高温の状態に、トナーが長時間放置されることよって起こるトナー詰まりだけでなく、画像形成動作時のトナー搬送時に起こるトナー詰まりを未然に検知し、トナー詰まり防止動作を行うことができる。

図１４は現像剤搬送装置の制御フローである。図１４に示すように、先ず搬送異常を検知するカウンタＮの値をリセットする（Ｓ３０１）。次に現像装置１３Ｙ〜１３Ｋが装置本体の現像位置にあるか否かを判定する。

ＮＯの場合（現像装置１３Ｙ〜１３Ｋが装置本体の現像位置にない場合）、トナー補給動作は行えないので、図１３に示した制御フローと同様、機内温度を検知してトナー詰まり防止動作を行う（Ｓ３１２〜Ｓ３１８）。

ＹＥＳの場合（現像装置１３Ｙ〜１３Ｋが装置本体の現像位置にある場合）、スクリュー２１０を正回転（補給方向）に５秒間ＯＮし、現像装置１３Ｙ〜１３Ｋへトナーを搬送する（Ｓ３０２）。そのとき、駆動源に流れる電流を検知し、その値が閾値以上か否かを判定する（Ｓ３０４）。

トナー凝集が発生し、パイプ２０９内のトナー流動性が悪くなっている場合、スクリュー２１０にかかる負荷の大きさが大きくなるため、駆動源を流れる電流は大きくなる。したがって、駆動源を流れる電流値を検知することにより、搬送時にスクリュー２１０にかかる負荷の大きさを検知することができ、パイプ２０９内のトナーが凝集し始め、トナーが詰まりつつある状態を未然に検知できる。

Ｓ３０４の判定にて、ＮＯ（駆動源に流れる電流が閾値未満）の場合、Ｓ３０２に戻る。Ｓ３０４の判定にて、ＹＥＳ（駆動源に流れる電流が閾値以上）の場合、スクリュー２１０を２秒間逆回転させる（Ｓ３０５）。これによりパイプ２０９内にスペースができ、トナーの凝集をほぐすことができる。そこで再度、スクリュー２１０を５秒間正回転させる（Ｓ３０６）。

そして、再度、駆動源を流れる電流値を検知し、閾値以上か否かを判定する（Ｓ３０７）。ＮＯ（駆動源に流れる電流が閾値未満）の場合、搬送異常検知カウンタＮをリセットし（Ｓ３１１）、Ｓ３０２に戻る。ＹＥＳ（駆動源に流れる電流が閾値以上）の場合、逆回転によってトナー詰まり状態が解消されていないため、搬送異常検知カウンタＮにＮ＋１し、値を更新する（Ｓ３０８）。そして、搬送異常検知カウンタＮの値が３以上か否かを判定する（Ｓ３０９）。

Ｓ３０９でＹＥＳ（Ｎ≧３）となるのは、逆回転動作を３回以上行っても負荷が重たい状態が解消されなかったためであるので、操作部等に「トナー搬送異常」を表示し、ユーザに知らせる（Ｓ３１０）。

Ｓ３０９の判定にて、ＮＯ（Ｎ＜３）の場合、再度逆回転動作を行うフローに戻る（Ｓ３０５）。逆回転したことにより、トナー詰まり状態が解消された場合（Ｓ３０７にて、ＮＯと判定された場合）は、搬送異常検知カウンタＮの値をリセットし、再度Ｓ３０２のフローに戻る。

第一実施形態に係る画像形成装置のの構成図である。 現像剤搬送装置の構成図である。 画像形成装置を前面から見たときの現像剤搬送装置の配置図である。 画像形成装置を側面から見たときの現像剤搬送装置の配置図である。 現像剤搬送装置のサブホッパー搬送パイプ内のトナー状態を表した図である。 画像形成装置内の温度変化を表した図である。 画像形成装置の機内温度およびトナーにかかる荷重の大きさとトナー凝集の割合を表した図である。 トナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。 トナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。 機内温度監視サブルーチンの制御フローである。 第二実施形態に係るトナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。 第二実施形態に係る現像剤搬送装置の制御フローである。 第三実施形態に係るトナー詰まり防止動作を制御する制御機構のブロック図である。 第三実施形態に係る現像剤搬送装置の制御フローである。

符号の説明

Ａ〜Ｃ …温度領域
１ …感光体（像担持体）
２ …中間転写体ベルト
５ …定着装置
７ …一次帯電器
８ …露光装置
１０ …転写装置
１２ …クリーナ装置
１３ …回転現像体
１３Ｋ〜１３Ｙ …現像装置（現像手段）
１７ …駆動ローラ
１８ …テンションローラ
１９ …バックアップローラ
２３ …記録シートカセット
２４ …ピックアップローラ
２５、２６ …ローラ対
２７〜３０ …搬送ローラ
３１ …搬送ローラ
３２、３３ …フラッパ
３６ …反射型位置センサ
３８ …画像制御部
４０ …リフタモータ
４１ …ドア
４２ …駆動モータ
４３ …ソレノイド
５０ …紙面高さセンサ
５１、５８ …搬送センサ
５９ …外排出ローラ
６０ …回転現像体ＨＰセンサ
７０ …カセット着脱センサ
７１ …ドア開閉スイッチ
７２ …ロック検センサ
７３ …位置検出フラグ
８０ …センサ
９０ …前露光ランプ
９１ …濃度センサ
９２ …トナー濃度検出センサ
１００ …フルカラープリンタ
２０１ …トナー補給カートリッジ
２０２ …ホッパー（現像剤貯蔵部）
２０３ …トナー有無センサ
２０４ …ホッパー搬送パイプ
２０５ …ホッパー搬送スクリュー（回転搬送部材）
２０６ …ホッパー搬送スクリューＨＰフラグ
２０７ …ホッパー搬送スクリューＨＰセンサ
２０８ …サブホッパー
２０９ …サブホッパー搬送パイプ
２１０ …サブホッパー搬送スクリュー（回転搬送部材）
２１３ …サブホッパー攪拌部材
２１５ …サブホッパー吐出口
３０１ …温度検知手段
３０２ …演算手段
３０３ …時間計測手段
３０４ …駆動手段
３０５ …制御手段

Claims (5)

1. 像担持体に現像剤を供給する現像手段と、
   前記現像手段に搬送する現像剤を貯蔵する現像剤貯蔵部と、
   前記現像剤貯蔵部から前記現像手段へ現像剤を搬送するための搬送パイプと、
   前記搬送パイプ内の現像剤を搬送する回転搬送部材と、
   前記回転搬送部材を回転させる駆動手段と、
   前記駆動手段の駆動を制御する制御手段と、
   画像形成装置本体の機内温度を検知する温度検知手段と、
   時間を計測する時間計測手段と、
   を有し、
   前記温度検知手段から出力された温度情報、前記時間計測手段から出力された時間情報に基づいて前記駆動手段の駆動を制御することを特徴とする画像形成装置。
   
2. 前記時間情報は、前記温度情報が所定の温度領域に入っている時間であり、前記時間情報が所定の時間以上となった場合に、前記制御手段、前記駆動手段により、前記回転搬送部材を、前記現像手段へ前記現像剤を搬送する時の回転方向とは逆方向に回転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. 前記温度情報が所定の温度領域に入っている時間と、前記温度情報に基づいて決定される補正係数と、の積から補正経過時間を算出し、前記補正経過時間が所定の時間以上となった場合に、前記制御手段、前記駆動手段により、前記回転搬送部材を、前記現像手段へ前記現像剤を搬送する時の回転方向とは逆方向に回転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。
   
4. 前記制御手段から出力される前記回転搬送部材を回転した駆動制御情報と、前記時間計測手段からの前記時間情報と、に基づいて、
   前記回転搬送部材の回転停止から所定時間内は、前記回転搬送部材を、前記現像手段へ前記現像剤を搬送する時の回転方向とは逆方向に回転させないことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
   
5. 前記駆動手段を流れる電流値を検知する駆動電流検知手段を有し、
   前記駆動電流検知手段から出力された駆動電流情報が閾値以上の場合に前記回転搬送部材を、前記現像手段へ前記現像剤を搬送する時の回転方向とは逆方向に回転させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

Images