JP2009163098A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】パッキングの発生等により正しいトナー残量検知が行いにくい状況におかれても、トナー残量を正確に把握して適正なトナー補給を行える画像形成装置を提供する。
【解決手段】検知手段により今回得られた検知結果と過去に得られた検知結果とを比較して検知結果に差があると評価され、かつ、判定手段により貯蔵空間内でトナーのパッキングが発生したと判定された時はトナー供給しない様に制御される画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関し、画像形成に使用されるトナーを正確に画像形成装置内に供給させる手段を有する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、感光体上の静電潜像をトナーを用いて現像し、感光体上に形成されたトナー画像は、転写、定着を経て記録媒体に出力される。画像形成装置では、プリント作製によりトナーが消費されるが、消費に伴って装置内のトナー量が少なくなると、新しいトナーを装置内に補給することになる。そして、トナーの補給は、画像形成装置に設けられた残量検知用の検知手段の結果からトナー補給の必要性を判断した上で行う様になっている。つまり、残量検知手段からの検知結果からトナー残量が所定量以下になっていると判断された時にトナーの補給が行われるのである。

画像形成装置に設けられるトナーの残量検知手段には、光センサ等の様に、収納されているトナーの量を直接検知するものの他に、プリント画質や画像形成装置の稼働情報を利用してトナー補給を判断するものもある。たとえば、作製プリントの画質を読み取り、得られた画質と原稿画像とを比較して、比較結果に基づいてトナー補給時期を表示する様にした技術がある（たとえば、特許文献１参照）。また、画像形成装置の前回トナー補給以後のメインモータ積算回転時間やプリント作製枚数等の情報を記録しておき、これらの情報に基づいて、トナー補給の実施を判断する様にした技術もある（たとえば、特許文献２参照）。この様な技術の進展により、市場に提供される画像形成装置は、装置内のトナー残量を直接検知して得られる情報とプリント画質や装置の駆動状況等の情報も利用し、複数種類の情報活用ににより、トナー補給を正確に行える様に設計されている。
特開平７−３３４０４２号公報 特開２００３−２１５９０２号公報

画像形成装置では、収納されたトナーが実際に所定量以下になっている時に、トナー補給が行われる様に、正確な判断が求められているが、プリント作製状況や装置の設置環境に起因して正確な判断が行いにくいケースもあった。たとえば、プリント作製頻度が少ない場合、画像形成装置の駆動機会が少なくなる分、現像装置内にトナーが滞留する時間が長くなる。そして、滞留時間が長くなると、トナーは自身の自重によりパッキングと呼ばれる圧縮を起こすことがある。

この様に、トナーが圧縮により占有体積を減少させると、所定量のトナーが収納されているにも関わらず、トナー残量が所定量以下になっていると誤った判断がなされ、トナーが過剰に補給されることがある。そして、画像形成装置内にトナーが過剰に収納されると、補給口からトナーがあふれてトナー飛散を起こしたり、画像形成時のトナー撹拌や搬送に支障をきたすことになる。また、画像形成装置内の内圧が高まるため、トナーの循環、回収が阻害される。

特に、回収が阻害されて回収部にトナーが蓄積していくと、あるところでトナーが落下し、プリント上にぼた落ち画像を形成して画像不良を起こしたり、機内汚染を起こす原因になる。

前記特許文献２に開示された技術では、現像器内のトナーがパッキングを発生した時に、現像器内のセンサがトナー残量が少ないと検知されると、すぐにトナー補給が行われる構成となっていたので、過剰補給をするおそれがあった。この様に、画像形成装置によってはトナー残量状態を正確に検知することが難しくなっていることがあった。本発明は、パッキングの発生等により画像形成装置が誤った判断を行いそうな状況におかれても、画像形成装置内のトナー残量を正確に把握して、適正なトナー補給をいつでも行える画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明者は、上記課題が下記に記載の構成により解消されることを見出した。

請求項１に記載の発明は、
『画像形成に使用するトナーを貯蔵しておく空間と、
前記空間にトナーを供給する供給手段と、
前記空間に収納されているトナーの量を検知する検知手段と、
前記検知手段の検知結果に基づいて前記供給手段の作動を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置であって、
前記制御手段が、
前記検知手段により検知結果が得られた時に、得られた検知結果と前記検知手段により過去に得られた検知結果とを評価する評価手段と、
前記空間に貯蔵されているトナーのパッキング発生の有無を判定する判定手段を有し、
前記評価手段により今回の検知結果が前回の検知結果と異なると評価され、かつ、前記判定手段によりトナーのパッキング発生があったと判定された時、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。』
というものである。

請求項２に記載の発明は、
『前記判定手段が、画像形成装置の停止時間を予め設定しておいた所定時間と比較することによりトナーのパッキング発生の有無を判定するものであって、
前記制御手段は、判定手段が画像形成装置の停止時間が所定時間を超えていると判定した時に、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。』というものである。

請求項３に記載の発明は、
『前記判定手段が、前記検知手段が検知を行った後にプリント作製したことの有無を確認することにより、トナーのパッキング発生の有無を判定するものであって、
前記制御手段は、前記判定手段が今回の検知と前回の検知の間で作製されたプリント枚数が所定枚数以下と判定した時、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。』というものである。

請求項４に記載の発明は、
『前記検知手段が、前記空間内に光を照射するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。』というものである。

本発明によれば、パッキングの発生等により画像形成装置がトナーの収納量を正確に判断しにくくなった状況になっても、過去のトナー収納量を検知した結果を利用することで、現状のトナー残量を正確に把握することができる様になる。したがって、プリント作製環境や設置環境による影響を受けずに、トナー補給を適正に行える画像形成装置の提供が可能になる。その結果、パッキング等の影響によりトナー残量の把握が困難な場合でも、画像形成装置へのトナー供給が適正に行えるので、過剰なトナー供給による補給口からトナーがあふれて飛散を起こしたり、トナー撹拌や搬送に支障を来すことがなくなる。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成に使用するトナーを貯蔵しておく空間、空間にトナーを供給する供給手段、空間に収納されたトナーの量を検知する検知手段、検知手段の検知結果に基づいて供給手段の作動を制御する制御手段と、を有する。前記制御手段は、今回得られた検知結果と過去に得られた検知結果とを評価する評価手段と、空間に貯蔵されているトナーのパッキング発生の有無を判定する判定手段とを有する。そして、制御手段は、評価手段により今回の検知結果が前回の検知結果と異なると評価され、かつ、判定手段によりトナーのパッキング発生があったと判定された時にトナー供給を行わない様に供給手段の作動を制御するものである。

この様に、本発明に係る画像形成装置は、検知手段により今回得られた検知結果と過去に得られた検知結果とを評価し、その評価結果からパッキングの発生が考えられる場合には、判定手段によりトナーのパッキング発生の有無を判定することができる。これらの構成により、本発明では現像装置内でパッキングが発生した場合には現像装置内へのトナー供給を行わず、現像装置内のトナー量を適切な量に維持することができる。

前記特許文献２も現像装置内のトナー量を適切な量に維持することを目的とするものであるが、現像装置内のトナー量が不定である場合には、現像器内のトナーセンサからの信号を使用しない様に制御することでこの課題を解消させたものである。本発明は、トナー量が不定であると想定される場合でも、トナーセンサからの信号を使用して制御を行うものである。

以下、本発明について、詳細に説明する。

最初に、本発明に係る画像形成装置の概要について説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるモノクロ画像形成装置の断面図で、帯電ローラにより感光体ドラム表面を帯電するタイプのものである。

図１の画像形成装置１では、帯電ローラ１１により帯電された感光体ドラム１０上に露光光Ｌが照射されて静電潜像が形成される。静電潜像の形成された感光体ドラム１０上には、感光体ドラム１０の近傍に配置された現像装置１３の現像剤担持体である現像スリーブ１４よりトナーが供給されて現像が行われる。その結果、感光体ドラム１０上にはトナー画像が形成される。

図１に示す現像装置１３は、本発明でいう画像形成に使用するトナーを貯蔵しておく空間に該当するトナー貯蔵空間１３ａを有する。トナー貯蔵空間１３ａの上方にはトナー貯蔵空間１３ａにトナーを供給するトナーカートリッジ等から構成されるトナー補給部１３ｂが設けられている。すなわち、トナー補給部１３ｂは、本発明でいう供給手段に該当するもので、画像形成に伴ってトナー貯蔵空間に収納されたトナー量が少なくなってくると、トナー貯蔵空間１３ａに新しいトナーを供給するものである。また、トナー貯蔵空間１３ａ内には収納されているトナーの量を検知するトナー残量検知部１３ｃが配置されている。トナー残量検知部１３ｃの具体的な構成については後述する。

また、図１に示す画像形成装置１には、図示はしていないが、画像形成装置１の各構成部位の作動を制御するとともに、トナー残量検知部１３ｃで得られた検知結果に基づいてトナー補給部１３ｂからのトナー供給を制御する制御装置２０が内蔵されている。また、本発明でいうトナーカートリッジとは、トナーを収容した状態で画像形成装置にそのまま装填され、装填した状態で画像形成装置に直接トナー供給を行う容器のことである。

引き続き、画像形成装置１における画像形成の説明を行う。除電ランプ１５により感光体ドラム１０上の電荷が除電され、トナー画像が感光体ドラム１０と転写ローラ１６とが近接する転写部で転写紙Ｐ上に転写される。転写紙Ｐは、給紙カセットより搬送ローラ１８によって搬送されてきたもので、転写ローラ１６によりトナーと逆極性の電荷が付与され、この逆極性の電荷の静電作用により転写紙Ｐ上にトナー画像が転写される。

トナー画像が転写された転写紙Ｐは、感光体ドラム１０より分離された後、搬送ベルト１７により図示しない定着装置へ搬送される。定着装置は加熱ローラと押圧ローラ等の定着手段を有し、転写紙Ｐ上のトナー画像を溶融した後、転写紙Ｐに定着させる。

以上の手順を経て、画像形成装置１の感光体ドラム１０上に形成された静電潜像は、現像装置１３より供給されるトナーで現像され、形成されたトナー画像は転写紙Ｐ上に転写された後、定着処理により転写紙Ｐ上に固定化されてプリント物が作製される。

また、転写紙Ｐへのトナー画像の転写を終えた感光体ドラム１０は、クリーニング装置１１に設けられたクリーニングブレード１１２によりクリーニングされ、感光体ドラム１０上に残存していたトナーが除去されて、次の画像形成に供せられる。

図１に示す電子写真方式の画像形成装置１では、感光体１０と帯電ローラ１２、像露光ユニット、現像装置１３、及び、クリーニング装置１１等の構成要素を一体化した構成にすることも可能である。これら構成要素を一体化したユニット構造物は、プロセスカートリッジ、あるいは、イメージングカートリッジと呼ばれ、ユニット化により複数の構成要素の画像形成装置本体への着脱を一度の作業で行うことができる。また、像露光ユニット、現像装置１３、転写ローラ１６あるいは分離手段の少なくとも１つを感光体ドラム１０とともに一体に支持したユニット構造物として、装置本体に着脱自在の単一ユニットとすることも可能である。この様な単一ユニットを装置本体にレール等の案内手段を設けることにより、着脱自在の構成にすることも可能である。

また、図２に示す画像形成装置は、本発明に係る画像形成装置の別の実施形態例で、４組の画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋが中間転写体である中間転写ベルト１６ａに沿って設けられた構成のタンデム方式のカラー画像形成装置である。

図２に示す各画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは、図１の画像形成装置と同様の構成要素からなるものである。すなわち、
（１）感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ；円筒状の基体の外周面上に導電層および有機感光体（ＯＰＣ）よりなる光導電体層が形成された構造を有する。図の感光体ドラムは、図示しない駆動源からの動力、あるいは、中間転写ベルト１６ａに従動することで、導電層が接地された状態で反時計方向に回転する。
（２）帯電装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｂｋ；感光体ドラム１０の移動方向に対して直交する方向に配設され、トナーと同極性のコロナ放電により感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ表面に一様な電位を付与する。具体的な帯電手段としては、たとえば、スコロトロン帯電器等がある。
（３）露光装置ＬＹ、ＬＭ、ＬＣ、ＬＢｋ；ポリゴンミラー等を用いて感光体ドラム１０の回転軸と平行方向に走査を行い、一様帯電された感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの表面上に画像データに基づく像露光を行って潜像形成を行う。
（４）現像装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ；回転可能な現像スリーブ（現像ローラ）１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｂｋを備え、現像ローラ上にトナーを保持し、これを感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ表面に供給して静電潜像を現像する。

画像形成ユニットを構成する現像装置１３からのトナー供給により、感光体ドラム１０上にはトナー画像が形成される。つまり、画像形成ユニットＹでは感光体ドラム１０Ｙ上に黄色のトナー画像が形成され、画像形成ユニットＭでは感光体ドラム１０Ｍ上にマゼンタ色のトナー画像が形成される。そして、画像形成ユニットＣでは感光体ドラム１０Ｃ上にシアン色のトナー画像が形成され、画像形成ユニットＢｋでは感光体ドラム１０Ｂｋ上に黒色のトナー画像が形成される。

図２に示す各現像装置１３は、本発明でいう画像形成に使用するトナーを貯蔵しておく空間に該当するトナー貯蔵空間１３ａを有する。そして、トナー貯蔵空間１３ａの上方には、トナー貯蔵空間１３ａにトナー供給を行うトナーカートリッジをはじめとする部材から構成されるトナー補給部１３ｂが設けられている。すなわち、トナー補給部１３ｂは、本発明でいう供給手段に該当するもので、画像形成に伴ってトナー貯蔵空間１３ａに収納されているトナーの量が少なくなった時に新しいトナーを供給する様に作動するものである。また、トナー貯蔵空間１３ａ内には収納されているトナーの量を検知するトナー残量検知部１３ｃが配置されている。トナー残量検知部１３ｃの具体的な構成については後述する。

また、図２に示す画像形成装置１では、各画像形成ユニットと中間転写ベルト１６ａとの間に樹脂製フィルムやシール部材等の部材を配置することにより、両者間の空間を部材で充填して空間容積を抑制することが好ましい。この様な空間充填部材を配置して画像形成ユニットと中間転写ベルト１６ａとの間の空間容積を低減させることで、仮に画像形成ユニット外にトナーが飛散することがあっても、飛散トナーの画像形成装置内への拡散を防止することができる。また、画像形成ユニット外に飛散するトナー量を中間転写ベルト１６ａで回収できるレベルに抑えることができる。さらに、画像形成ユニット内の現像装置１３と感光体ドラム１０の間にも空間を充填する部材を設けることが好ましく、空間充填部材の存在により、現像スリーブ１４からのトナー飛散を抑制することができる。

図２に示す画像形成装置１には、図示はしていないが、画像形成装置１の各構成部位の作動を制御するとともに、トナー残量検知部１３ｃで得られた検知結果に基づいてトナー補給部１３ｂからのトナー供給を制御する制御装置２０が内蔵されている。

各画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの感光体ドラム１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ上に形成された各色のトナー画像は、タイミングを合わせて搬送される転写材Ｐ上に転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｂｋにより順次転写して重ね合わせられる。この様にして、転写材Ｐ上にはフルカラーのトナー画像が形成され、２次転写部１６ｂにおいて転写材Ｐ上に一括して転写された後、転写材Ｐは分離装置１６ｃによって中間転写ベルト１６ａから分離される。中間転写ベルト１６ａから分離した転写材Ｐは、定着装置でトナー画像が固定され、最終的に、排紙部より機外に排出される。

次に、本発明に係る画像形成装置の作動を制御する制御部２０について説明する。図３は、本発明に係る画像形成装置を構成する制御手段に該当する制御部２０のブロック図である。制御部２０は、画像形成装置１に内蔵された形態をとり、ＣＰＵ２１、メモリ２２や図示しない画像処理用ＩＣ、入出力ポート、通信用インターフェイス、駆動回路等より構成される。制御部２０は、図１のモノクロ画像形成装置１を構成する各構成部位あるいは図２の画像形成ユニットＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ等のフルカラー画像形成装置１の各構成部位と接続し、これら構成部位の作動を制御するものである。

また、制御部２０は、トナー貯蔵空間１３ａ内のトナー残量を検知するトナー残量検知部１３ｃと接続し、トナー残量検知部１３ｃで得られる検知結果情報をトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給実施を判断する際の情報として利用している。また、制御部２０は、トナー貯蔵空間１３ａにトナー供給を行うトナー補給部１３ｂと接続しており、トナー補給部１３ｂの作動を制御している。

さらに、制御部２０は画像形成装置１に設けられている情報記録部３０と接続しており、情報記録部３０に記録された情報をトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給実施の判断材料として利用したり、画像形成部の作動制御に利用できる様にしている。情報記録部３０は、ハードディスクユニットや制御部２０を構成するメモリ２２を利用する等の形態で画像形成装置１に設けられ、画像形成装置１の稼働により得られる各種情報を記録することができる。画像形成装置１の稼働により得られる各種情報には、たとえば、画像形成装置１で行われたプリント作製履歴の情報や、トナー残量検知部１３ｃで得られた検知結果の情報、あるいは、トナー供給実施履歴の情報等が挙げられる。

図３に示す様に、制御部２０を構成するメモリ２２には、本発明で行われるトナー貯蔵空間１３ａ内へのトナー補給実施を判断するために駆動させるプログラムが収納されている。これらのプログラムとして、図３では、メモリ２２に、トナー残量検知結果評価プログラム２２１、プリント作製記録判定プログラム２２２、画像形成装置停止時間判定プログラム２２３が収納されている。

このうち、トナー残量検知結果評価プログラム２２１は、トナー残量検知部１３ｃよりトナー貯蔵空間１３ａにおけるトナー収納状態の検知結果の情報が提供されると、この検知結果と過去に得られた検知結果を比較してトナー量変化の有無を評価するものである。このプログラムは、ＲＡＭ等のプログラム処理部２３を介して制御部２０で駆動される。つまり、メモリ２２に収納されているトナー残量検知結果評価プログラム２２１とこれを駆動させる制御部２０は、本発明でいう「今回得られた検知結果と過去に得られた検知結果とを評価する評価手段」に該当するものである。

プリント作製記録判定プログラム２２２と画像形成装置停止時間判定プログラム２２３は、今回のトナー残量検知結果が前回と異なるものと評価された時、異なる結果になった原因がパッキング発生によるものかを判定するために制御部で駆動されるものである。つまり、これらのプログラムと制御部２０は、本発明でいう「空間に貯蔵されているトナーのパッキング発生の有無を判定する判定手段」に該当するものである。

本発明では、先ず、制御部２０でトナー残量検知結果評価プログラム２２１を駆動させて、トナー残量検知部１３ｃで検知した結果と前回得られた検知結果とを評価する。次に、今回の検知結果が前回の検知結果と異なると評価された時、制御部２０で引き続きトナー貯蔵空間に貯蔵されているトナーがパッキングを発生しているか否かを判定する判定手段に該当するプログラムを駆動させ、パッキング発生の有無を判定する。

これら判定手段に位置づけられるプログラムのうち、プリント作製記録判定プログラム２２２は、前回行った検知から今回の検知までの間にプリント作製が行われた否かを判定する。そして、この期間内にプリント作製が行われていなかったり、あるいは、所定枚数に満たないプリント作製が行われていたと判定した時、制御部２０はトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給を行わない様にトナー補給部の作動を制御する。

また、画像形成装置停止時間判定プログラム２２３は、前回行った検知から今回行った検知までの間における画像形成装置の停止時間を算出し、算出した停止時間がパッキングが発生させる停止時間を超えていないかを判定する。そして、停止時間がパッキング発生時間を超えていると判定した時、制御部２０はトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給を行わない様にトナー補給部の作動を制御する。

なお、プリント作製記録判定プログラム２２２や画像形成装置停止時間判定プログラム２２３を用いてパッキング発生の判定を行う際に必要になるプリント作製履歴や画像形成装置の停止時間等の情報は情報記録部３０に保管されているものを用いる。

次に、本発明に係る画像形成装置のトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給の実施を判断する手順を図４のフロー図を用いて説明する。

画像形成装置１の電源スイッチがＯＮされ（ステップＳ０１）ると、初期動作を経て、制御部２０よりトナー残量検知部１３ｃに向けてトナー貯蔵空間１３ａ内のトナー残量検知の指示が行われる（ステップＳ０２）。トナー残量検知部１３ｃよりトナー貯蔵空間１３ａの検知結果情報が得られると、制御部２０はトナー残量検知結果評価プログラム２２１を駆動させて、トナー残量検知部１３ｃで得られた結果と前回得られた検知結果とを比較して評価を行う（ステップＳ０３）。

今回得られた結果と前回得られた結果が同じ場合（ステップＳ０４のＹｅｓ）、制御部２０は画像形成装置１が停止している間にトナー貯蔵空間１３ａでのトナーパッキングの発生はなかったと評価してトナー補給部を作動させない（ステップＳ０７）。一方、今回得られた結果が前回の結果と異なるものになった場合（ステップＳ０４のＮｏ）、制御部２０は画像形成装置停止時間判定プログラム２２３を駆動させて、前回の検知から今回の検知までの画像形成装置の停止時間を算出する。そして、算出した停止時間からトナー貯蔵空間１３ａ内でのパッキング発生の有無を判定する（ステップＳ０５）。

パッキング発生の判定は、パッキングが発生する停止時間に関する情報を予めプログラムに記録しておき、今回の停止時間とこのパッキングを発生させるとする停止時間とを比較することにより行う。そして、制御部２０により画像形成装置１の停止時間が所定時間を超えていると判定された場合（ステップＳ０６のＹｅｓ）は、パッキング発生によりトナー量が低減していたのでトナー補給部を作動させない（ステップＳ０７）。また、停止時間が所定時間よりも短いと判定された場合（ステップＳ０６のＮｏ）は、トナー補給が行われていなかったために低減していたもので、トナー補給部を作動させてトナー補給を行う（ステップＳ０８）。

これらのステップを経て、画像形成装置１は画像形成が可能な状態となり（ステップＳ０９）、プリント作製が行われる（ステップＳ１０）。そして、プリント作製を終えた後は画像形成装置１の電源がＯＦＦされ（ステップＳ１１）て一連の操作を終える。

また、図５のフロー図は、プリント作製記録判定プログラム２２２によるプリント作製履歴調査結果に基づいてパッキング発生の判定する以外は図４のフロー図と同じものである。すなわち、図５のフロー図では、ステップＳ０４でＮｏにあたる「今回の検知結果が前回の結果と異なる場合」、制御部２０は、プリント作製記録判定プログラム２２２を駆動させて、情報記録部３０より前回の検知から今回の検知までの間におけるプリント作製の記録情報を取り出す。そして、取り出した記録情報を調査し、その結果からトナー貯蔵空間１３ａでのパッキング発生の有無を判定する（ステップＳ０５）。

パッキング発生の判定は、パッキングが発生するとされるプリント作製枚数に関する情報を予めプログラムに記録しておき、前回の検知から今回の検知までの間で行われたプリント枚数をパッキング発生を起こすとされるプリント作製枚数と比較して行う。そして、この間でプリント作製が行われていなかったり、所定枚数よりも少ない場合（ステップＳ０６のＮｏ）は、パッキング発生によりトナー量が低減したのでトナー補給を行わない（ステップＳ０７）。また、この間に所定枚数以上のプリント作製が行われていた場合（ステップＳ０６のＹｅｓ）は、トナー補給が行われていないために低減したものなので、トナー補給部を作動させてトナー補給を行う（ステップＳ０８）。

上記以外のステップは、図４で説明したものと同じものなので説明を省略する。この様に、本発明に係る画像形成装置１は、トナー貯蔵空間１３ａでのトナーのパッキング発生の有無を判定し、その判定結果に基づいてトナー貯蔵空間１３ａへのトナー補給の実施を制御することができるものである。

次に、本発明でいう「空間に収納されているトナーの量を検知する検知手段」に該当するトナー残量検知部１３ｃについて説明する。本発明に係る画像形成装置を構成するトナー残量検知部１３ｃは、トナー貯蔵空間１３ａ内で物理的手段によりトナーの有無を直接検知できるものであれば特に限定されるものではないが、物理的手段として光を照射するものが好ましい。光を用いた検知によれば、検知を行う時にトナーや画像形成装置にほとんど負荷を与えることがない。また、近年、画像形成装置は小型化の傾向にあり、狭いスペースに貯蔵することが多いが、発光ダイオードやその受光センサも小型化が進行しており高精度なトナー検知が期待できる。

光を用いた検知手段の具体例としては、たとえば、トナー貯蔵空間１３ａに光を照射する発光ダイオードに代表される発光素子と、発光素子からの照射光を受光する受光素子から構成されるトナー残量検知部が挙げられる。この構成によれば、トナー貯蔵空間１３ａ内のトナー量が所定量以上に収納されている場合には、照射光はトナーに遮られて受光素子に受光されず、照射光が遮られた旨の信号が制御部２０に伝達される。また、トナー貯蔵空間１３ａ内のトナー量が所定量以下の場合には、照射光はトナーに遮られることなく受光素子に受光されて、照射光がトナーに遮られなかった旨の信号が制御部２０に伝達される。すなわち、受光素子における照射光の受光状況がトナー量情報として制御部２０に伝達されると、制御部２０で駆動しているトナー残量検知結果評価プログラム２２１にこのトナー量情報が取り込まれる。そして、今回送信されたトナー量情報と前回行った検知で得られたトナー量情報とを比較して、この間において、トナー量が変化したか否かを評価する。

以下、実施例を挙げて本発明の具体的な形態を説明するが、本発明の実施態様はこれに限定されるものではない。

図１に示すタイプのモノクロ画像形成装置であるモノクロデジタルプリンタ「ｂｉｚｈｕｂ Ｐｒｏ １０５０（コニカミノルタビジネステクノロジーズ（株）製）」を１０台常温常湿環境（２０℃、５０％ＲＨ）下に設置した。前記画像形成装置には、Ａ４で５０００枚のプリント作製に対応する量のトナーを収納した図６に示す現像装置１３を装填した。現像装置１３には、図６に示す様に、２０００枚のプリント作製実施後にトナー面となる位置（前記トナー面の５ｍｍ下方）に市販の点光源赤色発光ダイオード（ＡｌＧａＩｎＰ）１３ｃｅと受光素子１３ｃｒとを対向する様に取り付けた。

前記点光源赤色発光ダイオードは、発光部直径が５０μｍの「ＢＬ１５−１２１２（コーデンシ（株）製）」を、受光素子として樹脂モールドタイプのフォトダイオード「ＨＰ３０４Ｌ（コーデンシ（株）製）」を用いた。

また、上記デジタルプリンタのＣＰＵには、前述した３つのプログラム「トナー残量検知結果評価プログラム」、７ヶ月後にトナーパッキングが発生する旨の情報を入れた「画像形成装置停止時間確認プログラム」、及び、「プリント作製記録確認プログラム」を記録しておき、以下の手順で評価を行った。
（１）上記環境下で２０００枚の連続プリントを行った。
（２）２０００枚の連続プリント終了直後、上記点光源赤色発光ダイオードを発色させ、前記フォトダイオードによる受光が行われなかったことを確認しておく。
（３）上記デジタルプリンタの電源スイッチＯＦＦ後、上記常温常湿環境下に１、３、６、９ヶ月、１２ヶ月間放置した。
（４）上記期間放置後、それぞれ、電源スイッチをＯＮして上記デジタルプリンタを稼働させ、再度点光源赤色発光ダイオードによる受光実験を行った。各月におけるデジタルプリンタの受光後の挙動を評価した。なお、「トナー残量検知結果評価プログラム」と「画像形成装置停止時間確認プログラム」を駆動させて評価を行った。

その結果、１ヶ月〜６ヶ月経過後では「トナー残量検知結果評価プログラム」の結果からは変化は見られず、トナーカートリッジ中のトナーでパッキングはまだ発生していないことが確認された。ところが、９ヶ月及び１２ヶ月経過後に評価を行うと、「トナー残量検知結果評価プログラム」より変化が得られ、トナーパッキングの発生が確認された。そして、トナーパッキングが発生した状況にあっても、「画像形成装置停止時間確認プログラム」によりトナー補給部が作動しなかった。

また、９ヶ月及び１２ヶ月経過後の評価時に、前記「画像形成装置停止時間確認プログラム」に代えて「プリント作製記録確認プログラム」を駆動させて、同様の評価を行ったところ、「画像形成装置停止時間確認プログラム」を作動させた時と同様の結果を得た。

以上の結果より、上記実施例は本発明の効果を発現するものであることが確認された。

モノクロ画像形成装置の断面構成図である。 タンデム方式のカラー画像形成装置の断面構成図である。 本発明に係る画像形成装置を構成する制御部のブロック図である。 トナー補給の実施を判断する手順を示すフロー図である。 トナー補給の実施を判断する手順を示すフロー図である。 実施例で使用した現像装置の断面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーニング装置
１２ 帯電装置
１３（１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｂｋ） 現像装置
１３ａ トナー貯蔵空間
１３ｂ トナー補給部
１３ｃ トナー残量検知部
１３ｃｅ 発光素子
１３ｃｒ 受光素子
１４ 現像ローラ
１６ 転写ローラ
１６ａ 中間転写ベルト
１６ｂ ２次転写部
１６ｃ 分離装置
２０ 制御部
２１ ＣＰＵ
２２ メモリ
２２１ トナー残量検知結果評価プログラム
２２２ プリント作製記録確認プログラム
２２３ 画像形成装置停止時間確認プログラム
３０ 記録部
Ｐ 転写材
Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ 画像形成部（画像形成ユニット）

Claims (4)

1. 画像形成に使用するトナーを貯蔵しておく空間と、
   前記空間にトナーを供給する供給手段と、
   前記空間に収納されているトナーの量を検知する検知手段と、
   前記検知手段の検知結果に基づいて前記供給手段の作動を制御する制御手段と、
   を有する画像形成装置であって、
   前記制御手段が、
   前記検知手段により検知結果が得られた時に、得られた検知結果と前記検知手段により過去に得られた検知結果とを評価する評価手段と、
   前記空間に貯蔵されているトナーのパッキング発生の有無を判定する判定手段を有し、
   前記評価手段により今回の検知結果が前回の検知結果と異なると評価され、かつ、前記判定手段によりトナーのパッキング発生があったと判定された時、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御するものであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記判定手段が、画像形成装置の停止時間を予め設定しておいた所定時間と比較することによりトナーのパッキング発生の有無を判定するものであって、
   前記制御手段は、判定手段が画像形成装置の停止時間が所定時間を超えていると判定した時に、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定手段が、前記検知手段が検知を行った後にプリント作製したことの有無を確認することにより、トナーのパッキング発生の有無を判定するものであって、
   前記制御手段は、前記判定手段が今回の検知と前回の検知の間で作製されたプリント枚数が所定枚数以下と判定した時、トナー供給を行わない様に前記供給手段の作動を制御することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記検知手段が、前記空間内に光を照射するものであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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