JP2012141370A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤収容器と現像装置の間に配置される補給装置内にある補給現像剤の有無を時間的な間隔をあけて検出し、異常な状態のときに現像剤有りとの検出結果を出力する残量検出器を有する場合、残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された際に、故障等の異常が発生しているときには画像形成動作が停止され、それ以外のときには画像形成動作が停止されず画像の形成を良好にできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置を備えた画像形成手段と、現像剤収容器と、現像剤収容器から排出される補給現像剤を貯留して現像装置に送り出す補給装置と、上記残量検出器と、現像装置内にある現像剤の濃度を検出する濃度検出器と、残量検出器から現像剤無しとの検出結果が出力されたときに現像剤収容器の搬送部材を駆動させる制御手段とを有し、制御手段は、残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された場合、濃度検出器の検出結果が設定値よりも小さいと判定したときに画像形成手段の動作を停止させる。
【選択図】図９

Description

この発明は画像形成装置に関するものである。

現像剤で構成される画像を形成する画像形成装置は、感光体に形成する静電潜像を現像剤により現像する現像装置を備えた画像形成手段を有している。このような画像形成装置は、画像形成手段による現像を伴う画像形成の動作を行うことで現像装置に収容されている現像剤が次第に消費されて減るため、一般に、現像装置に対し、補給現像剤が収容されている現像剤収容器から補給装置を通して補給現像剤を補給するよう構成されている。

ここで、補給装置は、現像剤収容器と現像装置の間に配置されるものであり、現像剤収容器から排出される補給現像剤を受け入れて一時的に貯留し、その貯留されている補給現像剤を必要な量だけ現像装置にむけて送り出す機能を有するものである。

このような現像剤を補給する構成を採用する場合、例えば、現像剤収容器、補給装置、現像装置等において故障、断線、組立て不良等の異常が発生すると、現像剤の補給が正常に行われなくなり、これにより画像品質の低下や正常な機器の新たな故障を誘発することなどがある。

従来においても、現像装置への現像剤の補給を行う場合に異常の発生を検知して必要な対応処理を実行する画像形成装置等として、例えば以下のものが知られている。

すなわち、ホッパー内のトナーが現像器内へ補給されない場合に、短時間で、異常が発生している箇所を判別し得る現像装置（画像形成装置）である（特許文献１）。

この画像形成装置は、まず、ホッパーに収容されているトナー残量を検出するトナー残量検出手段の結果の如何にかかわらず、現像器内のトナー量（トナー濃度）を検出するトナー濃度検出手段の検出結果（トナー濃度の低下の有無）を確認する。このとき、そのトナー濃度が所定値以上になっている場合は、画像形成動作（コピー）を可能な状態にする。一方、ホッパーのトナー残量がなくかつトナー濃度が所定値未満で低下している場合は、コピーを不可の状態にする。また、ホッパーのトナー残量がありかつトナー濃度が所定値未満で低下している場合は、ホッパーのトナー補給ローラを所定の時間だけ駆動する。この際、トナー補給ローラを駆動するモータが所定の回転数にならないときには、トナー補給モータが異常であると判断してモータ異常を報知する。またこの際、モータが所定の回転数になったときには、トナー濃度が適正か否かを判定し、適正でないと判定されたときにはホッパーの残量を再度確認し、そのときのトナー残量がなければ現像器に異常が発生しているとしてコピーを不可の状態にする。

また、トナーホッパーから現像器へトナーを搬送するトナー搬送部の異常を専用の検出手段を用いることなく安価な方法で検出し、これにより故障を最小限に止めることができる画像形成装置である（特許文献２）。

この画像形成装置は、現像器中のトナー濃度を検出するトナー濃度検出センサがトナー濃度低下と検出した場合、駆動モータを所要の時間だけ回転させた後、トナー濃度検出センサによりトナー濃度が上昇したかを確認する。この際、トナー濃度が上昇しているときには、画像形成動作を可能にする。一方、トナー濃度が上昇していないときには、トナーホッパー内のトナーエンドセンサの出力がＯＮ（トナーがある）か否かを確認する。この際、その出力がＯＮでなければ、トナーエンドを表示する。一方、その出力がＯＮであれば、トナー搬送状態が異常であると判断して駆動モータの動作を停止する。

特開平６−１８６８５１号公報 特開２００６−２２０９６０号公報

この発明は、現像剤収容器と現像装置の間に配置される補給装置に収容されている補給現像剤の有無を時間的な間隔をあけて検出し、異常な状態になったときに現像剤有りとの検出結果を出力する残量検出器を有している場合、その残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された際に、故障等の異常が発生しているときには画像形成動作が停止され、それ以外のときには画像形成動作が停止されずかつ画像の形成を良好に行うことができる画像形成装置を提供するものである。

この発明（Ａ１）の画像形成装置は、
収容されている現像剤を供給して静電潜像を現像する現像装置を備え、その現像剤で構成される画像を形成する画像形成手段と、
前記現像装置に補給するための補給現像剤を収容し、その収容されている補給現像剤を現像剤の排出口にむけて搬送するよう駆動する搬送部材を備える現像剤収容器と、
前記現像剤収容器と前記現像装置の間に配置され、前記現像剤収容器の排出口から排出される補給現像剤を現像剤の受け口から受け入れて一時的に貯留するとともに、その貯留されている補給現像剤を前記現像装置にむけて送り出す現像剤の送出口に移動させるよう駆動する移動部材を備える補給装置と、
前記補給装置に貯留されている補給現像剤の有無を時間的な間隔をあけて検出するとともに、異常な状態になったときに現像剤有りとの検出結果を出力する残量検出器と、
前記現像装置に収容されている現像剤の濃度を検出する濃度検出器と、
前記画像形成手段、補給装置、残量検出器及び濃度検出器を含む機器の動作を制御し、前記残量検出器から現像剤無しとの検出結果が出力されたときに前記現像剤収容器の搬送部材を駆動させる制御手段と
を有し、
前記制御手段は、前記残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された場合、前記濃度検出器の検出結果が設定値よりも小さいと判定したときに前記画像形成手段の動作を停止させるものである。

この発明（Ａ２）の画像形成装置は、上記発明Ａ１の画像形成装置において、前記制御手段が、前記残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された場合、前記補給装置の移動部材の駆動量が設定値よりを超えていると判定したときに前記濃度検出器の検出結果が設定値よりも小さいか否かを判定するものである。

上記発明Ａ１の画像形成装置によれば、その構成を有しない場合に比べて、現像剤収容器と現像装置の間に配置される補給装置に収容されている補給現像剤の有無を時間的な間隔をあけて検出し、異常な状態になったときに現像剤有りとの検出結果を出力する残量検出器を有している場合、その残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された際、故障等の異常が発生したときには画像形成動作が停止され、それ以外のときには画像形成動作が停止されずかつ画像の形成を良好に行うことができる。

上記発明Ａ２の画像形成装置では、その構成を有しない場合に比べて、残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された際、故障等の異常が発生したときにはより適切に画像形成動作が停止され、それ以外のときには画像形成動作が停止されずかつ画像の形成をより良好に行うことができる。

実施の形態１に係る画像形成装置の概要を示す説明図である。 図１の画像形成装置における要部（作像装置と現像剤の補給に関する構成部分）を概念的に示す説明図である。 トナーカートリッジと補給装置の構成を概念的に示す説明図である。 図３の補給装置の構成を示す一部断面説明図であり、（ａ）は図３における補給装置のＱ−Ｑ線にほぼ沿う横断面図、（ｂ）は図３における補給装置の一部を示す縦断面図である。 現像装置に収容される現像剤のトナー濃度の制御範囲と濃度閾値を示すグラフ図である。 現像剤の補給動作に関する監視処理の動作を示すフローチャートである。 補給待機時の処理の動作を示すフローチャートである。 補給実行時の処理の動作を示すフローチャートである。 異常予兆時の処理の動作を示すフローチャートである。 異常発生時の処理の動作を示すフローチャートである。

［実施の形態１］
図１は実施の形態１に係る画像形成装置１の概要を示し、図２はその画像形成装置１の要部（作像装置と現像剤の補給に関する構成部分）を示している。

この画像形成装置１は、例えばカラープリンタとして構成されたものである。画像形成装置１は、筐体１０の内部空間に、公知の電子写真方式、静電記録方式等の画像記録方式を利用して入力画像情報に基づいて現像剤としてのトナー（着色等がされた微粉体）で現像されるトナー像を形成する複数の作像装置２０と、作像装置２０で形成されたトナー像を保持して最終的に被記録材としての記録用紙９に転写する中間転写装置３０と、中間転写装置３０の二次転写位置に供給すべき所要の記録用紙９を収容して搬送する給紙装置４０と、中間転写装置３でトナー像が転写された記録用紙９を通過させてトナー像の定着を行う定着装置４５等が設置されている。また、画像形成装置１においては、上記した作像装置２０、中間転写装置３０、給紙装置４０、定着装置４５等により画像を形成するための画像形成部２の主要部が構成されている。筐体１０は、支持部材、外装カバー等で支持構造部や外装部が形成されている。図中の一点鎖線は、筐体１０内において記録用紙９が主に搬送される搬送経路を示す。

作像装置２０は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（黒：Ｋ）の４色のトナー像を専用に形成することができる４つの作像装置２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋで構成されている。４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、筐体１０の内部空間において直列に並べた状態となるよう配置されている。また、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、以下に示すようにほぼ共通した構成のものである。

各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１等に示すように、回転する感光ドラム２１を備えており、この感光ドラム２１の周囲に、次のような各装置が主に配置されている。主な装置とは、感光ドラム２１の像保持面（トナー像を保持し得る表面部分）を所要の電位に帯電させる帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された像保持面に画像情報（信号）に基づく光を照射して電位差のある（各色用の）静電潜像を形成する露光装置２３と、その静電潜像を対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーで現像して可視像であるトナー像とする現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）と、そのトナー像を中間転写装置３０（の中間転写ベルト）に転写する一次転写装置２５と、転写後の感光ドラム２１の像保持面に残留して付着するトナー等の付着物をかき取って除去する清掃装置２６とである。

感光ドラム２１は、接地処理される円筒又は円柱状の基材の周面に感光材料からなる光導電性層（感光層）を有する像保持面を形成したものであり、図示しない回転駆動装置から動力を受けて矢印で示す方向に回転するようになっている。帯電装置２２は、感光ドラム２１の像保持面に接触した状態で配置されるとともに帯電バイアスが供給される帯電ロール等の接触部材を備えた接触型の帯電装置である。帯電バイアスとしては、現像装置２４が反転現像を行うものである場合、その現像装置から供給されるトナーの帯電極性と同じ極性の電圧又は電流が供給される。

露光装置２３は、画像形成装置１に入力される画像情報に応じて構成される光（矢付き点線）を、帯電された後の感光ドラム２１の像保持面に対して照射して静電潜像を形成するものである。露光装置２２としては、半導体レーザとポリゴンミラー等の光学部品を用いて構成される走査型のものを使用しているが、その他にも、例えば、発光ダイオードと光学部品等を用いて構成される非走査型の露光装置を使用してもよい。画像形成装置１には、図２に示すように、画像読取装置や、パーソナルコンピュータ等の情報端末や、記憶媒体の読み書き装置等の画像情報機器が接続通信部１６を介して接続されており、その画像情報機器から画像情報が接続通信部１６を介して入力されるようになっている。また、その入力された画像情報は、画像処理装置２８において必要な画像処理が施された後に各色成分の画像信号として各作像装置２の露光装置２３に送信されるようになっている。

現像装置２４は、図２に示すように、現像剤（例えば非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤など）Ｇを収容する現像剤収容器２４ａを有し、その現像剤収容器２４ａに収容されている現像剤Ｇを回転しながら保持して感光ドラム２１と近接して対向する現像領域に搬送する現像ロール２４ｂや、その収容されている現像剤Ｇを回転して攪拌しながら現像ロール２４ｂに搬送する攪拌搬送部材２４ｃや、現像ロール２４ｂに保持される現像剤の量（層厚）を規制する層厚規制部材２４ｄを有している。現像装置２４は、その現像ロール２４ｂに現像バイアスが供給されるとともに、その現像ロール２４ｂ及び攪拌搬送部材２４ｃがモータ、回転伝達機構等の回転駆動装置１４からの駆動力により所要の方向に回転させられる。現像剤のトナーは、現像剤収容器２４ａ内において攪拌搬送部材２４ｃにより攪拌されながら搬送されることでキャリアと擦れ合って所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）に摩擦帯電される。

現像装置２４には、後述するように現像剤が補給される構成が採用されている。また、現像装置２４には、その現像剤収容器２４ａに収容されている現像剤Ｇのトナー濃度（ＴＣ：現像剤におけるトナーの割合）を検出するトナー濃度センサ８１が取り付けられている。

一次転写装置２５は、感光ドラム２１の像保持面に接触して回転するとともに一次転写バイアスが供給される一次転写ロールを備えた接触型の転写装置である。一次転写バイアスとしては、トナーの帯電極性と逆の極性を示す直流の電圧等が印加される。

中間転写装置３０は、図１や図２に示すように、各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方の位置に存在するように配置される。この中間転写装置３０は、感光ドラム２１と一次転写装置２５（一次転写ロール）の間となる一次転写位置を通過しながら矢印で示す方向に回転する中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１をその内面から所望の状態に保持して回転自在に支持する複数の支持ロール３２ａ〜３２ｆと、支持ロール３２ｅに支持されている中間転写ベルト３１に所定の圧力で接触して回転する二次転写ロール３５と、二次転写ロール３５を通過した後に中間転写ベルト３１に残留して付着するトナー等を除去するベルト清掃装置３６とで主に構成されている。

中間転写ベルト３１としては、例えばポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂等の合成樹脂にカーボン等の抵抗調整剤を分散した材料を用いて所定の厚さからなる無端状のベルトに形成されたものが使用される。支持ロール３２ａは駆動ロールとして、支持ロール３２ｃは張力付与ロールとして構成されている。支持ロール３２ｅ（又は二次転写ロール３５）には、二次転写バイアスが供給される。二次転写バイアスとしては、トナーの帯電極性と同極性（又は逆極性）を示す直流の電圧等が供給される。

給紙装置４０は、中間転写装置３０の下方側の位置に存在するように配置される。給紙装置４は、筐体１０の正面（操作者が使用時に向き合う側面）側に引き出すことができるように取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙９を積載した状態で収容する単数（又は複数）の用紙収容体４１と、用紙収容体４１から記録用紙９を１枚ずつ送り出す送出装置４２とで主に構成されている。給紙装置４０から送りされる記録用紙９は、複数の用紙搬送ロール対４３や搬送ガイド材で構成される搬送路を経由して中間転写装置３０の二次転写位置（中間転写ベルト３１と二次転写ロール３５の間）に搬送される。

定着装置４５は、筐体４６の内部に、矢印で示す方向に回転するとともに表面温度が所定の温度に保持されるように加熱手段によって加熱される加熱回転体４７と、この加熱回転体４７の軸方向にほぼ沿う状態で所定の圧力で接触して従動回転する加圧用回転体４８とを設置したものである。定着装置４５でトナー像の定着が終了して画像が形成された記録用紙９は、複数の搬送ロール対や搬送ガイド材で構成される排出搬送路を通して筐体１０等に設置される排出部に搬送されて収容される。

この画像形成装置１（画像形成部２）による基本的な画像形成動作は、以下に説明するように行われる。ここでは、前記４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のすべてを使用して形成する４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像を形成する画像形成動作のパターン（フルカラーモード）を説明する。

前記した画像情報機器などから画像形成動作（プリント）の要求の指示があると、４つの作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）において、まず各感光ドラム２１が矢印で示す方向に回転し、各帯電装置２２がその各感光ドラム２１の像保持面を所要の極性（実施の形態１ではマイナス極性）及び電位にそれぞれ帯電させる。続いて、露光装置２３が、帯電後の感光ドラム２１の像保持面に対し、画像処理装置２８から送信された各色成分（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に分解された画像データに基づいて発光される光を照射して露光を行い、所要の電位差で構成される各色成分の静電潜像をそれぞれ形成する。次いで、各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が、感光ドラム２１に形成された各色成分の静電潜像に対し、所要の極性（マイナス極性）に帯電された対応する色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーを供給して静電的に付着させる。

このときの現像工程について詳述すると、各現像装置２４では、現像ロール２４ｂ及び攪拌搬送部材２４ｄが回転駆動し、その現像剤収容部２４ａ内に収容されている現像剤Ｇが攪拌搬送部材２４ｄで攪拌されながら現像ロール２４ｂに至るまで搬送される。このように攪拌して搬送された現像剤Ｇは、回転する現像ロール２４ｂに付着し、層厚規制部材２４ｅで所要の厚さに規制された後に、感光ドラム２１と対向する現像領域に搬送される。このように現像領域に搬送された現像剤Ｇ（実施の形態１ではトナー成分）は、現像ロール２４ｂと感光ドラム２１の間に供給される現像バイアスで形成される現像電界により感光ドラム２１に供給されて、静電潜像部分に付着する。この現像に供されなかった現像剤Ｇの多くは、回転する現像ロール２４ｂによって現像剤収容部２４ａに戻される。このようにして各感光ドラム２１で形成された各色成分の静電潜像が、対応する色のトナーでそれぞれ現像されて４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナー像として顕像化される。

次いで、各作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光ドラム２１上に形成された各色のトナー像が、一次転写装置２５により、中間転写装置３０の中間転写ベルト３１に対して順番に重ね合わるようにして一次転写される。次いで、中間転写装置３０は、中間転写ベルト３１に一次転写されたトナー像を保持して二次転写位置まで搬送した後、二次転写ロール３４が給紙装置４０から搬送されて送り込まれる用紙９に一括して二次転写させる。トナー像が二次転写された用紙９は、中間転写ベルト３１から剥離された後に定着装置４５に導入されて必要な定着処理（加熱及び加圧）を受け、そのトナー像が定着される。定着が終了した後の用紙９は、その片面への画像の形成を行うだけの画像形成動作のときは、例えば筐体１０に形成される図示しない排出収容部に排出されて収容される。

以上の動作により、４色のトナー像を組み合わせて構成されるフルカラー画像が形成された用紙９が出力される。

また、この画像形成装置１は、図１〜図４に示すように、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に対し、４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の補給現像剤ＳＧをそれぞれ収納するトナーカートリッジ５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）から補給装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を通して補給現像剤ＳＧが補給されるようになっている。

トナーカートリッジ５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２、図３等に示すように、補給現像剤ＳＧであるトナーを収容する収容空間部５１を有し、その収容空間部５１の下部に当たる部位に現像剤の排出口５２が形成された容器本体５３と、その収容空間部５１内に収容されている補給現像剤ＳＧを排出口５２にむけて搬送するよう駆動する搬送部材５４を備えている。実施の形態１では補給現像剤ＳＧとしてトナーのみを対象にしているが、これに限定されず、例えばキャリアを含むトナーを補給現像剤ＳＧとして採用してもよい。また、トナーカートリッジ５は、筐体１０に形成される装着部に対して着脱自在に装着することで自由に交換しながら使用される形式のものであるが、このカートリッジ方式のものに代えて例えば筐体１０に固定し補給現像剤を補充して使用する形式のトナー収容器を採用することもできる。

容器本体５３における収容空間部５１は、一方向に相対的に長い形状（例えば円柱形状）に形成されている。また、排出口５２は、収容空間部５１の長手方向における一端側に片寄った部位の下部に形成されている。搬送部材５４は、例えば、収容空間部５１の長手方向における一端部から他端部に至るように金属等の線材を螺旋状に曲げ加工した構造のものが使用されており、搬送機能を発揮させる方向に回転することで補給現像剤ＳＧを攪拌しながら少しずつ排出口５２にむけて移動させるようになっている。搬送部材５４は、モータ、回転伝達機構等で構成される回転駆動装置１５から伝えられる回転動力を受けて回転する。

補給装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２〜図４に示すように、トナーカートリッジ５から排出される補給現像剤ＳＧを一時的に貯留する貯留空間部６１を有し、その貯留空間部６１の上部に当たる部位に補給現像剤ＳＧを受け入れるための受け口６２が形成されているとともに貯留空間部６１の下部に当たる部位に補給現像剤ＳＧを現像装置２４にむけて送り出すための送出口６３が形成された筐体６４と、筐体６４の貯留空間部６１に貯留された補給現像剤ＳＧを攪拌しながら搬送するように駆動する２つの攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂと、筐体６４の貯留空間部６１に貯留された補給現像剤ＳＧを送出口６３に移動させるように駆動する移動部材６６を備えている。

筐体６４における貯留空間部６１は、その下部のほぼ中央部に、移動部材６６の３方向の周囲を囲む隆起部６１ａを形成した形状になっている（図４ａ等を参照）。受入口６２は、トナーカートリッジ５における排出口５２と対応する位置であるとともに第一攪拌搬送部材６５Ａの搬送方向（矢印で示す方向）の下流側の片寄った位置に形成されている。送出口６３は、隆起部６１で囲まれた領域のうち奥側の位置に形成されている。

第一攪拌搬送部材６５Ａと第二攪拌搬送部材６５Ｂはいずれも、貯留空間部６１の両側の端部領域にそれぞれ存在するよう回転自在に配置される回転軸６５ｃに、その搬送方向上流側から下流側の途中までに至る領域に位置するように線材を螺旋状に曲げ加工した攪拌搬送部６５ｄと、その搬送方向下流側に位置するように線材を回転軸６５ｃとほぼ平行して突出する形状に形成した送り出し搬送部６５ｅを取り付けた構造のものである。移動部材６６は、ほぼ平行した状態で配置される２つの攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂの間に存在するよう配置された回転軸６６ａに、連続する螺旋状の羽根部６６ｂを突出させた状態で形成した構造のもの（例えばスクリューオーガーと呼ばれるもの）である。羽根部６２ｂは、回転軸６２ａの一端側から前記隆起部６１ａで囲まれる領域内に存在する部位までに形成されている。また、攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂと移動部材６６は、モータ、回転伝達機構等で構成される回転駆動装置１６からの回転動力を、各回転軸６５ｃ、６６ａにそれぞれ固定された被伝達ギヤ６５ｆ、６６ｃを介して受けることで、所要の方向にそれぞれ同時に回転駆動する。

この補給装置６では、貯留収容部６１に貯留されている補給現像剤ＳＧが、攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂの回転駆動により実線の矢印で示す方向にそれぞれ攪拌されながら搬送される。特に攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂの送り出し搬送部６５ｅでは、補給現像剤ＳＧを、相手側の攪拌搬送部材が配置される領域内に送り出すように搬送することになる。したがって、攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂで搬送されるときの補給現像剤ＳＧは、貯留収容部６１の全体のなかで、貯留収容部６１における前記隆起部６で囲まれる領域を除く外側の領域内を循環して移動するような状態で搬送される。また、この補給装置６では、移動部材６６が回転駆動すると、第二攪拌搬送部材６５Ｂから第一攪拌搬送部材６５Ａに送り出す補給現像剤ＳＧの一部がその移動部材６６により点線の矢印で示す方向に搬送される。移動部材６６で搬送される補給現像剤ＳＧは、前記隆起部６で囲まれる領域内に移動させられ、最後に送出口６３に達するよう搬送される。

また、補給装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、その各送出口６３と各現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像剤の受け口との間を接続して、各補給装置６から送り出される各補給現像剤ＳＧを対応する各現像装置２４までそれぞれ搬送する接続搬送装置６７を備えている。この接続搬送装置６７は、補給現像剤ＳＧを重力により自然落下して搬送させる管状の部材だけで構成されたものか、あるいは管状の部材とその管状部材の内部で現像剤を搬送するよう駆動する搬送部材とで構成されたものである。

さらに、補給装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）には、その筐体６１の貯留空間部６１内に貯留されている補給現像剤ＳＧの残量の有無を検出する空検センサ８１が設けられている。この空検センサ８１は、その検出面部８１ａを、貯留空間部６１のうち受け口６２とほぼ同じ位置の側面部分から貯留空間部６１の内部に露出させた状態で取り付けられている。このセンサ８１としては、例えば、圧電センサが使用される。また、この空検センサ８１の設置に関係して第一攪拌搬送部材６５Ａ（の回転軸６５ｃ）には、空検センサ８１の検出面部８１ａに接触して通過するように回転移動して、その検出面部８１ａの前に存在する補給現像剤ＳＧを一時的に除去する（払いのける）除去部材６８が設けられている。除去部材６８は、例えば、検出面部８１ａと平行する状態に張った線材を検出面部８１ａに接触させた状態で通過させることができるように回転軸６５ｃに取り付けた構造のものである。

この空検センサ８１は、例えば、その検出面部８１ａを除去部材６８が通過する時期に合わせて検出を行い、その検出時に検出面部８１ａの前に補給現像剤ＳＧであるトナーが存在していれば「トナー有り」の検出情報（信号）を出力し、その検出時に検出面部８１ａの前にトナーが存在していなければ「トナー無し」の検出情報を出力するようになっている。

このようなトナーカートリッジ５（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）及び補給装置６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を中心とする現像剤の補給動作は、制御装置８により制御される。

まず、制御装置８は、演算処理装置、記憶素子及び装置、制御装置、入出力装置等で構成されるものであり、その記憶素子に格納される制御プログラム及びデータに基づいて所要の制御動作を実行するようになっている。記憶素子及び装置は、ＲＯＭ，ＲＡＭ等の記憶素子や磁気ディスク装置等の記録装置で構成されている。制御装置８には、空検センサ８１、トナー濃度センサ８２等の検出器や、画像処理装置２８や、各種の情報の入力や表示を行う入力・表示装置（操作パネル等）１３が接続され、制御に必要な情報が入力されるようになっている。また、制御装置８には、その制御対象となる画像形成部２（の構成機器）の一部である回転駆動装置１４，１５、画像処理装置２８、接続通信部１２、入力・表示装置１３７、送信部８等と接続されており、各動作に必要な制御信号を送信するようになっている。なお、制御装置８は、補給装置６とその補給動作に関連する機器の動作を制御する専用の制御装置として構成してもよい。

この制御装置８では、画像処理装置２８から、画像形成動作により各作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）で形成した各色成分のトナー像を構成するピクセルの累計情報を、予め設定された検出時期に入手して検出している。制御装置８は、そのピクセルの累積値が設定閾値を超えた作像装置２０があると判定したときに、その該当する作像装置２０に装備された補給装置６の回転駆動装置１６を、予め設定した所要の時間だけ駆動させるように制御する。

これにより、該当する補給装置６の攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂ及び移動部材６６が所定時間だけ回転駆動するので、筐体６４の貯留空間部６１内に貯留している補給現像剤ＳＧの一部が移動部材６６により送出口６３から送り出され、接続搬送装置６７を通して対象となる現像装置２４に補給現像剤ＳＧであるトナーが搬送されて補給される。この結果、補給動作が実行された現像装置２４には、その現像工程で消費されたトナーの量にほぼ対応するような量のトナーが補給される。一方、前記ピクセルの累積値が設定閾値を超えていない時期は、補給装置６は作動しない。

この制御装置８では、図５に示すように、各現像装置２４内のトナー濃度が所定の範囲（制御範囲）に維持されるようトナー濃度センサ８１の検出情報について監視している。そして、そのトナー濃度が制御範囲（の下限値又は上限値）を超えた状態になったとき（図５中の円内に示すような値になったとき）には、移動部材６６の回転駆動装置１６に設定される補給駆動時間を、それ以降に行われる補給動作に最初に使用される駆動時間についてだけ増減して調整するようになっている。

また、この制御装置８では、空検センサ８１からの検出情報（検出結果）を前記したように補給動作の実行時に検出している。制御装置８は、その検出情報が「トナー無し」との出力があった作像装置２０があると判定されたときに、その該当する作像装置２０に装備された補給装置６のトナーカートリッジ５に対する回転駆動装置１５を空検センサ８１が「トナー有り」と検出するまでの間だけ駆動させるように制御する。

これにより、該当する補給装置６に装着されるトナーカートリッジ５の攪拌搬送部材５３が所要の量だけ回転駆動するので、容器本体５３の収容空間部５１内に収容されている補給現像剤ＳＧの一部が排出口５２から排出され、受け口６２を通して補給装置６の貯留空間部６１内に貯留される。ちなみに、このトナーカートリッジ５から補給装置６への補給現像剤ＳＧの供給（補充）が行われているときは、補給動作の実行時期と一部重なるため補給装置６内の攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂなどが回転駆動しているので、その供給された新たな補給現像剤ＳＧが貯留空間部６１内で既に貯留されて残っている補給現像剤ＳＧと攪拌されて混合される。この結果、補給装置６の貯留空間部６１内には、補給現像剤ＳＧが所定の量以上貯留され続ける。

この際、制御装置８は、トナー無しの検出が連続して所定の回数だけ出力されたときには、トナーカートリッジ５内に収容されている補給現像剤ＳＧが無くなった（空になった）ものとみなして、回転駆動装置１５の駆動を停止し、例えば入力・表示装置１３にトナーカートリッジ５の交換を利用者に促す警告メッセージなどを表示して報知する。一方、空検センサ８１からの検出情報が「トナー有り」のときには、トナーカートリッジ５の回転駆動装置１５は作動しない。

そして、この画像形成装置１では、空検センサ８１の故障、断線、組立て不良等の異常が発生しているときに「トナー有り」との検出情報を出力するように構成している。具体的には、センサ８１からの出力信号がないときに「トナー有り」とする検出情報を出力するように構成されている。

このように構成しているのは、空検センサ８１に上記した異常が発生しているときに「トナー無し」との検出情報を出力するように構成している場合に以下の問題があるので、それを回避するためである。すなわち、そのトナー無しの検出情報が出力されると、補給装置６の貯留空間部６１内に補給現像剤ＳＧが十分に存在している状態であるにもかかわらず、トナーカートリッジ５から補給現像剤ＳＧが補給装置６側に連続して供給されることになる。この結果、補給装置６では、予定以上の量の補給現像剤ＳＧが貯留空間部６１内に押し込まれるように入り込むことになるので、その貯留空間部６１において凝集されて塊の状態になって現像不良（ひいては画像品質の低下）を誘発してしまったり、最悪の場合はその凝集された補給現像剤ＳＧが攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂの回転駆動に対する負荷となって攪拌搬送部材６５Ａ，６５Ｂそのものが破損してしまう等の新たな異常を誘発してしまうのである。また、「トナー無し」との検出情報が連続して出力された場合、その検出情報が異常の発生により出力されているときの「トナー無し」の検出情報であるか否かの判別ができないので、この点も回避するためでもある。

また、この画像形成装置１では、空検センサ８１から「トナー有り」の検出情報が連続して出力されると、以下の問題がある。その時期はトナーカートリッジ５の回転駆動装置１５が作動しないので、実際には少なくとも空検センサ８１の検出面部８１ａの前にトナーが存在しない状態になっているにもかかわらず、トナーカートリッジ５から補給装置６にトナーが一切供給されない状態が続き、ひいては補給装置６から現像装置２４への現像剤の補給も十分に又はまったくなされなくなるので、現像装置２４内に収容されている現像剤のトナー濃度が低下してしまうことがある。

そこで、この画像形成装置１では、以下に説明するように、現像剤の補給動作の状態を監視し、その各補給動作の状態において空検センサ８１から特に「トナー有り」の検出情報が連続して出力された際にも、適切な処理を実行するように構成されている。

はじめに、画像形成装置１では、制御装置８において、図６に示すように、監視の時期になると、作像装置２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）毎に補給動作の状態についての確認が行われる。監視の時期は、例えば、予め設定して経過時間に達した時点である。

また、実施の形態１では、補給動作の状態について、補給待機状態（補給動作が実行されずに又は正常に実行された後に次の補給動作を前に待機しているときの状態）、補給実行状態（補給動作が実行されて異常の発生の有無を監視する必要性の有無をみる状態）、異常予兆状態（異常が発生した可能性が高く監視を行う状態）及び異常発生状態（異常が発生したと判定された後の状態）という４つの状態を設定している。

制御装置８は、補給動作の各状態を確認した後、図７〜図１０に示すように、補給動作の各状態に対してそれぞれ用意されている処理動作を実行する。

補給待機状態のときの処理は、図７に示すように、まず空検センサ８１の前回の検出結果と今回（最新）の検出結果についての確認が行われる（ステップＳ１０）。

この際、前回と今回のいずれもが「トナー無し」の検出結果であると確認されたときや、前回が「トナー有り」の検出結果であって今回が「トナー無し」の検出結果であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出をしているので正常に動作しているとみなして、補給動作のときの回転駆動装置１６（移動部材６６）の駆動時間を監視する必要性の有無を判断するための「駆動監視時間」をクリアしてゼロにする（Ｓ１１）。

また、ステップＳ１０において前回が「トナー無し」の検出結果であって今回が「トナー有り」の検出結果であると確認されたときには、補給動作が正常に実行されているとみなして、監視処理に関する処理を行わず補充待機状態を維持する（Ｓ１２）。

さらに、ステップＳ１０において前回と今回の検出結果がいずれも「トナー有り」であって連続していると確認されたときには、駆動監視時間にその直前に実行された現像剤の補給駆動時間が加算され（Ｓ１３）、そのときの駆動監視時間が予め設定する閾値（時間）Ｔｘ以上であるか否かが判断される（Ｓ１４）。この場合、駆動監視時間が閾値Ｔｘ未満であるときには、空検センサ８１に異常が発生している可能性が低いとみなして本処理を終了するが、その駆動監視時間が閾値Ｔｘ以上であるときには、空検センサ８１に異常が発生している可能性が少しあるとみなして、補給動作の状態について「補給待機状態」から「補給実行状態」に変更し（Ｓ１５）、それまでの駆動監視時間をクリアしてゼロにする（Ｓ１６）。これにより、補給動作の状態について監視のレベルを１段階高める。駆動監視時間の閾値Ｔｘは、例えば、攪拌搬送部材６５Ａ（又は除去部材６８）の１回転に要する時間以上の値に設定される。

補給実行状態のときの処理は、図８に示すように、まず空検センサ８１の前回の検出結果と今回の検出結果についての確認が行われる（ステップＳ２０）。

この際、前回と今回の検出結果がいずれも「トナー無し」であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出をしているので正常に動作していて異常が発生している可能性がないとみなして、補給動作の状態について「補給実行状態」から「補給待機状態」に変更し（Ｓ２１）、それまでに実行された補給動作のための回転駆動装置１６（ひいては移動部材６６）の駆動時間を累積した駆動累積時間（カウント値）をクリアしてゼロにする（Ｓ２２）。これにより、補給動作の状態について監視のレベルを最も低くする。また、ステップＳ２０において前回が「トナー無し」の検出結果であって今回が「トナー有り」の検出結果であると確認されたときや、前回が「トナー有り」の検出結果であって今回が「トナー無し」の検出結果であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出を少なくとも１回行っていることから異常が発生している可能性が低いとみなして、監視処理に関する処理を行わず補給実行状態を維持する（Ｓ２３）。

さらに、ステップＳ２０において前回と今回の検出結果がいずれも「トナー有り」であって連続していると確認されたときには、補給動作に関する駆動累積時間にその直前に実行された現像剤の補給駆動時間が加算され（Ｓ２４）、そのときの駆動累積時間が閾値Ｔｙ以上であるか否かが判断される（Ｓ２５）。この場合、駆動監視時間が閾値Ｔｙ未満であるときには、空検センサ８１に異常が発生している可能性が低いとみなして本処理を終了するが、その駆動累積時間が閾値Ｔｙ以上であるときには、補給動作が多く実行されているにもかかわらず補給装置６内に補給現像剤ＳＧが有ると検出され続けているのは空検センサ８１に何らかの異常が発生している可能性があるとみなして、補給動作の状態について「補給実行状態」から「異常予兆状態」に変更する（Ｓ２６）。これにより、補給動作の状態について監視のレベルを更に１段階高める。

異常予兆状態のときの処理は、図９に示すように、まず空検センサ８１の前回の検出結果と今回の検出結果についての確認が行われる（ステップＳ３０）。

この際、前回と今回の検出結果がいずれも「トナー無し」であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出をしているので正常に動作していて異常が発生している可能性がないとみなして、補給動作の状態について「異常予兆状態」から「補給待機状態」に変更し（Ｓ３１）、それまでの駆動累積時間をクリアしてゼロにする（Ｓ３２）。これにより、補給動作の状態について監視のレベルを最も低くする。また、ステップＳ３０において前回が「トナー無し」の検出結果であって今回が「トナー有り」の検出結果であり、又は前回が「トナー有り」の検出結果であって今回が「トナー無し」の検出結果であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出を少なくとも１回行っていることから異常が発生している可能性が低いとみなして、監視処理に関する処理を行わず、異常予兆状態を維持する（Ｓ３３）。

さらに、ステップＳ３０において前回と今回の検出結果がいずれも「トナー有り」であって連続していると確認されたときには、駆動累積時間にその直前に実行された現像剤の補給駆動時間が加算され（Ｓ３４）、そのときの駆動累積時間が閾値Ｔｙ以上であるか否かが判断される（Ｓ３５）。この場合、駆動累積時間が閾値Ｔｙ未満であるときには、空検センサ８１に異常が発生している可能性が低いとみなして本処理を終了するが、その駆動累積時間が閾値Ｔｙ以上であるときには、補給動作が多く実行されているにもかかわらず補給装置６内に補給現像剤ＳＧが有ると検出され続けているのは空検センサ８１に異常が発生している可能性が高いとみなして、該当する現像装置２４のトナー濃度センサ８２の検出結果であるトナー濃度が予め設定する閾値（濃度）Ｄｘ未満であるか否かが判定される（Ｓ３６）。このときの閾値Ｄｘは、図５に示すようにトナー濃度の制御範囲の下限値よりも低い濃度の値であり、例えば、画像濃度として実用に耐えないレベルの濃度値などに設定される。

ステップＳ３６においてトナー濃度が閾値Ｄｘ未満であるときには、トナー有りの検出結果の１つが空検センサ８１に異常が発生したときに出力されるトナー有りの検出結果に該当し、異常が発生しているとみなして、補給動作の状態について「異常予兆状態」から「異常発生状態」に変更した後、画像形成部２による画像形成動作を停止する処理を行う（Ｓ３７〜Ｓ３８）。

これにより、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力されていることで、その出力がされている補給装置６から現像装置２４にトナーが補給されない状態が続き、その現像装置２４内のトナー濃度が閾値Ｄｘに満たないレベルまでに低下した状況になるが、画像形成動作が停止されることで、そのトナー濃度が低下した現像装置２４で現像されたトナー像の画像濃度が低下してしまうことも防止される。この結果、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力された場合であっても、画像形成動作が適切に停止されて画像品質の低下の発生が防止されことになる。

また、実施の形態１では、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力された場合に、現像装置２４におけるトナー濃度の閾値Ｄｘとの対比判定を行う前に、ステップＳ３５として補給動作の駆動累積時間が閾値Ｄｙ異常であるか否かの判定が行われて、ステップＳ３６のトナー濃度が閾値Ｄｘ未満であるか否かの判定が行われるので、トナー有りの連続した検出結果の確認工程が増えるので、前記した画像形成動作の停止処理が必要なときにより適切に行われようになる。

ちなみに、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力された場合には、補給装置６が作動しないので、トナーカートリッジ５から補給装置６に補給現像剤ＳＧが必要以上に供給されることがない。また、この画像形成動作が停止された場合は、入力・表示装置１３に、例えば「故障の発生とその発生箇所」等の内容を知らせる警告メッセージを表示することが行われる。

一方、ステップＳ３６においてトナー濃度が閾値Ｄｘ以上であるときには、トナー有りの検出結果がいずれも空検センサ８１に異常が発生したときに出力されるトナー有りの検出結果でなく、補給装置６に補給現像剤ＳＧが実際に存在している状態が検出された結果であるとみなして、ステップＳ３０に戻り、次の空検センサ８１の検出結果に基づいて前述したような処理（Ｓ３１〜Ｓ３６）が同様に繰り返される。

これにより、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力された場合であっても、そのトナー有りの検出結果が空検センサ８１に異常が発生したときに出力されるものでないときまでも（誤検出の場合を含む）、画像形成動作が一律に停止されてしまうことが防止される。この結果、空検センサ８１に異常が発生していないと判定されたときには、画像形成動作が停止されないので、画像形成動作を続けて行うことが可能になり、しかも、その画像形成動作で得られる画像は画像の濃度が必要以上に低下したものにならず良好な画像形成が可能になる。

最後に、異常発生状態のときの処理は、図１０に示すように、まず空検センサ８１の前回の検出結果と今回の検出結果についての確認が行われる（ステップＳ４０）。

この際、前回と今回の検出結果がいずれも「トナー無し」であると確認されたときには、空検センサ８１が「トナー無し」の検出をしているので正常に動作していて異常が発生している可能性がないとみなして、補給動作の状態について「異常発生状態」から「補給待機状態」に変更し（Ｓ４１）、それまでの駆動累積時間をクリアしてゼロにする（Ｓ４２）。これにより、補給動作の状態について監視のレベルを最も低くする。

また、ステップＳ４０において前回が「トナー無し」の検出結果であって今回が「トナー有り」の検出結果であると確認されたときや、前回が「トナー有り」の検出結果であって今回が「トナー無し」の検出結果であると確認されたときや、前回と今回の検出結果がいずれも「トナー有り」であって連続していると確認されたときには、空検センサ８１に発生した異常が解消されていない可能性が高いとみなして、監視処理に関する処理を行わず、異常発生状態を維持する（Ｓ４３）。

[他の実施の形態]
前記した実施の形態では、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力された場合に、最終的に補給動作の駆動累積時間が閾値Ｄｙ以上であるか判定し（図９のステップＳ３５）、閾値Ｄｙ以上であるときにトナー濃度センサ８２のトナー濃度が閾値Ｄｘ未満であるか否かの判定を行う（図９のＳ３６）ように構成した場合を例示したが、これに限定されない。この他にも、例えば、空検センサ８１からトナー有りの検出結果が連続して出力される回数の累積値が予め設定する閾値（回数）を超えるか否かを判定し、その回数累積値が閾値を超えたときにトナー濃度センサ８２のトナー濃度が閾値Ｄｘ未満であるか否かの判定を行うように構成することも可能である。

画像形成装置１については、中間転写装置３を使用せずに記録用紙９を複数の作像装置２０の一次転写位置を通過させるように搬送する用紙搬送装置を採用したものや、単色画像を形成するものであってもよい。現像装置２４は、二成分現像剤を使用するものに限定されず、他の現像剤（一成分現像剤など）を使用する現像装置であっても構わない。補給装置６の制御は、画像のピクセル情報に基づいて行う場合に限らず、他の検出情報を併用して又は単独で使用して行うように構成することも可能である。

１ …画像形成装置
２ …画像形成部
５ …トナーカートリッジ（現像剤収容器）
６ …補給装置
８ …制御装置（制御手段）
１５…制御装置
２０…作像装置（画像形成部の一部）
２４…現像装置
３０…中間転写装置（画像形成部の一部）
４０…給紙装置（画像形成部の一部）
４５…定着装置（画像形成部の一部）
５２…排出口
５４…搬送部材
６２…受け口
６６…移動部材
６７…接続搬送装置（補給装置の一部）
８１…空検センサ（残量検出器）
８２…トナー濃度センサ（濃度検出器）
Ｇ …現像剤
ＳＧ…補給現像剤
Ｄｘ…濃度閾値（濃度検出器の検出結果に関する設定値）
Ｔｙ…時間閾値（移動部材の駆動量に関する設定値）

Claims (2)

1. 収容されている現像剤を供給して静電潜像を現像する現像装置を備え、その現像剤で構成される画像を形成する画像形成手段と、
   前記現像装置に補給するための補給現像剤を収容し、その収容されている補給現像剤を現像剤の排出口にむけて搬送するよう駆動する搬送部材を備える現像剤収容器と、
   前記現像剤収容器と前記現像装置の間に配置され、前記現像剤収容器の排出口から排出される補給現像剤を現像剤の受け口から受け入れて一時的に貯留するとともに、その貯留されている補給現像剤を前記現像装置にむけて送り出す現像剤の送出口に移動させるよう駆動する移動部材を備える補給装置と、
   前記補給装置に貯留されている補給現像剤の有無を時間的な間隔をあけて検出するとともに、異常な状態になったときに現像剤有りとの検出結果を出力する残量検出器と、
   前記現像装置に収容されている現像剤の濃度を検出する濃度検出器と、
   前記画像形成手段、補給装置、残量検出器及び濃度検出器を含む機器の動作を制御し、前記残量検出器から現像剤無しとの検出結果が出力されたときに前記現像剤収容器の搬送部材を駆動させる制御手段と
   を有し、
   前記制御手段は、前記残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された場合、前記濃度検出器の検出結果が設定値よりも小さいと判定したときに前記画像形成手段の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記残量検出器から現像剤有りとの検出結果が連続して出力された場合、前記補給装置の移動部材の駆動量が設定値よりを超えていると判定したときに前記濃度検出器の検出結果が設定値よりも小さいか否かを判定する請求項１に記載の画像形成装置。

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