JP2016130764A - 画像形成装置、異常検知方法 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の補給を行う補給機構の異常検知を行う画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、潜像が形成される感光体１と、潜像をトナーにより現像する現像器１００と、トナーを収容するトナーボトルＴと、トナーボトルＴを回転駆動して現像器１００にトナーを補給させるトナーボトル駆動モータ１０９と、トナーボトルＴの回転を検知する回転検知センサ２０３と、回転検知センサ２０３の検知結果に基づいてトナーボトル駆動モータ１０９によるトナーボトルＴの回転駆動を制御することで、トナーの補給動作を制御する制御部５０と、を備える。制御部５０は、トナーボトル駆動モータ１０９にトナーの補給を指示していないときに回転検知センサ２０３がトナーボトルＴの回転を検知すると、トナーボトル駆動モータ１０９を含むトナーの補給機構に異常が発生したと判断する。【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等の現像剤を用いて画像形成を行う画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体に形成した静電潜像にトナー等の現像剤を付着させて画像形成を行う。現像剤は、現像器により感光体に付着させられる。現像器は、例えばトナーボトルのような現像剤の補給容器から現像剤が補給される。特許文献１は、補給容器が回転することで、補給容器内の現像剤を現像器に補給する構成を開示する。特許文献２は、現像剤を補給するための補給機構に発生する故障等の異常を、補給動作時のトナーボトルの回転状態により検知する発明を開示する。

特開２０１０−２５６８９３号公報 特開２００９−２５８３５２号公報

トナーの補給機構の異常は、補給動作時のみならず、待機時にも発生することがある。例えば、補給容器を回転させる駆動源と該駆動源の動作を制御する制御部とを接続する電線のショートや、制御部を構成するＩＣ（Integrated Circuit）のピン間ショート等が、補給機構の異常の要因となる。電線のショートやピン間ショートの発生にもかかわらず駆動源が動作し続ける場合、現像剤の補給を指示していないときであっても現像剤が補給され続ける。これは、現像剤が詰まる原因となり、清掃が必要な部分や補給機構以外の故障箇所の拡大につながる。

また、画像形成装置は、補給機構の異常検知のために検知機構を別に備える必要がある。検知機構は、例えば、補給容器の回転状態を表す信号を出力する機能を有する駆動源、駆動源の電流の検知回路、異常検知用のセンサ等で実現することができる。しかし、これらはいずれも画像形成装置のコストを増大させる要因となる。そのために、コストを抑えつつ補給機構の異常検知を行う仕組みが求められている。

本発明は、上記の問題を解決するために、現像剤の補給を行う補給機構の異常検知を行う画像形成装置を提供することを主たる課題とする。

上記課題を解決する本発明の画像形成装置は、潜像が形成される感光体と、前記潜像を現像剤により現像する現像器と、前記現像剤を収容する補給容器と、前記補給容器を回転駆動することで、前記現像剤を前記現像器に補給させる補給手段と、前記補給容器の回転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補給手段による前記補給容器の回転駆動を制御することで前記現像剤の補給動作を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記補給手段に前記現像剤の補給を指示していないときに前記検知手段が前記補給容器の回転を検知すると、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする。

本発明によれば、補給手段に補給容器の回転を行わせていないとき、すなわち現像剤の補給を指示していないときに検知手段が補給容器の回転を検知すると、制御手段が補給手段に異常が発生したと判断する。そのために、現像剤の非補給時に現像剤が補給され続けることを防止することができる。また、検知手段は、現像剤の補給動作の制御及び補給手段の異常発生の判断の両方に用いられるために、検知機構を追加する必要が無くコストの増大を抑えることができる。

（ａ）、（ｂ）は画像形成装置の構成図。 制御部の構成図。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）はトナーボトルの構成説明図。 回転検知センサの動作説明図。 回転検知センサの動作説明図。 （ａ）、（ｂ）はトナー補給時のタイミングチャート。 （ａ）、（ｂ）、（ｃ）は異常判断の要因を区別するためのタイミングチャート。 補給機構の異常を検知する処理を表すフローチャート。

以下、実施の形態を図面を参照しつつ詳細に説明する。

図１は、画像形成装置の構成図である。図１（ａ）は、画像形成装置２００の内部構成を示す。図１（ｂ）は、画像形成装置２００の外観を示す。画像形成装置２００は、電子写真方式によりカラー画像を形成するプリンタ、複写機、複合機、ファクシミリ等により実現可能である。画像形成装置２００は、４つの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄを中間転写ベルト７上に並べて配置した、いわゆる中間転写タンデム方式の画像形成装置である。

画像が形成されるシート等の記録材Ｓは、記録材収納庫６０内に積載されており、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄによる画像形成のタイミングに応じて、摩擦分離方式を採用した給紙ローラ６１により給紙される。給紙ローラ６１は、記録材Ｐを搬送パスを介してレジストローラ６２に搬送する。レジストローラ６２は、記録材Ｓの斜行を補正し、タイミングを調整して二次転写部Ｔ２に記録材Ｓを搬送する。

画像形成装置２００は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより画像形成を行う。画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、感光体１ａ〜１ｄ、帯電器２ａ〜２ｄ、露光器３ａ〜３ｄ、現像器１００ａ〜１００ｄ、一次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄ、及び感光体クリーナ６ａ〜６ｄを備える。帯電器２ａ〜２ｄは、感光体１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。感光体１ａ〜１ｄは、回転駆動されており、露光器３ａ〜３ｄにより光が照射される。露光器３ａ〜３ｄは、形成する画像の画像情報に応じて変調された光を感光体１ａ〜１ｄに照射する。これにより感光体１ａ〜１ｄには、画像に応じた静電潜像が形成される。

現像器１００ａ〜１００ｄは、感光体１ａ〜１ｄに形成された静電潜像を現像剤により現像する。本実施形態では、現像剤にトナーを用いる。現像器１００ａ〜１００ｄは、静電潜像が形成された感光体１ａ〜１ｄにトナーを付着させることで現像してトナー像を形成する。一次転写部Ｔ１ａ〜Ｔ１ｄは、所定の加圧量及び静電的負荷バイアスが与えられ、感光体１ａ〜１ｄから中間転写ベルト７にトナー像を転写する。この際、感光体１ａ〜１ｄの各々に形成されたトナー像は、中間転写ベルト７に重畳するように転写される。

画像形成部Ｐａは、イエローのトナー像を生成する。画像形成部Ｐｂは、マゼンタのトナー像を生成する。画像形成部Ｐｃは、シアンのトナー像を生成する。画像形成部Ｐｄは、ブラックのトナー像を生成する。但し、形成されるトナー像の色数は、４色に限定されるものではない。本実施形態の現像器１００ａ〜１００ｄは、非磁性トナーと磁性キャリアとを混合した二成分現像剤を収容するが、磁性トナー又は非磁性トナーのみの一成分現像剤であってもよい。

中間転写ベルト７には、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が重畳して転写されることで、フルカラーのトナー像が形成される。転写後に感光体１ａ〜１ｄに残留するトナーは、感光体クリーナ６ａ〜６ｄにより回収される。現像器１００ａ〜１００ｄは、内部に収容するトナーの量が所定量よりも低下すると、現像剤の補給容器であるトナーボトルＴａ〜Ｔｄからトナーが補給される。

中間転写ベルト７は、不図示の中間転写ベルトフレームに設けられ、二次転写内ローラ８、テンションローラ１７、及び二次転写上流ローラ１８によって張架される無端ベルトである。中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８、テンションローラ１７、及び二次転写上流ローラ１８により矢印Ｒ７方向に回転駆動される。フルカラーのトナー像が形成された中間転写ベルト７は、回転することで二次転写部Ｔ２にトナー像を搬送する。

記録材Ｓ及び中間転写ベルト７に形成されたトナー像は、それぞれ二次転写部Ｔ２で合致するタイミングで搬送される。二次転写部Ｔ２は、対向して配置される二次転写内ローラ８及び二次転写外ローラ９により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力及び静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。このように二次転写部Ｔ２は、中間転写ベルト７上のトナー像を記録材Ｓに転写する。転写後に中間転写ベルト７に残留するトナーは、転写クリーナ１１により回収される。

トナー像が転写された記録材Ｓは、二次転写外ローラ９により二次転写部Ｔ２から定着器１３に搬送される。定着器１３は、対向するローラにより形成される定着ニップ内で記録材Ｓに所定の圧力及び熱量を与えて、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。定着器１３は、熱源となるヒータを備え、常に最適な温度が維持されるように制御される。トナー像が定着された記録材Ｓは、排紙トレイ６３上に排出される。両面画像形成の場合、記録材Ｓは、反転搬送機構により反転してレジストローラ６２に搬送される。

画像形成装置２００は、トナーボトルＴａ〜Ｔｄの格納部を開閉するための扉８０を備える。扉８０は、画像形成装置２００の前面に配置される。図１（ｂ）は扉８０が閉じられた状態を表す。扉８０は、トナーボトルＴａ〜Ｔｄの交換時に開けられる。

以上の画像形成プロセス及び記録材Ｓの搬送プロセスは、制御部５０により動作制御される。図２は、制御部５０の構成図である。図２の制御部５０は、トナーの補給機構の制御に必要な構成を表しており、画像形成プロセス及び搬送プロセスを行う構成についての詳細は省略してある。トナーの補給機構の制御は、通常のトナーの補給動作制御及び補給機構の異常の検知制御がある。以下、トナーボトルＴａ〜Ｔｄを区別せず、トナーボトルＴとする。

制御部５０は、トナーボトルＴを回転駆動するトナーボトル駆動モータＴ、トナーボトルの回転を検知する回転検知センサ２０３、及び扉８０の開閉を検知する扉開閉検知センサ１１２に接続される。制御部５０は、トナーボトル駆動モータ１０９の駆動制御を行うことで、トナーボトルＴの回転を制御する。トナーボトルＴは、回転が制御されてトナーを現像器１００に補給する。制御部５０は、回転検知センサ２０３を駆動し、その検知結果を取得する。制御部５０は、扉開閉検知センサ１１２を駆動し、その検知結果を取得する。制御部５０は、これらのセンサの検知結果により、トナーの補給機構の異常検知を行う。

制御部５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１、ＲＯＭ（Read Only Memory）１０６、及びＲＡＭ（Random Access Memory）１０７を備える。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０６から制御プログラムを読み込み、ＲＡＭ１０７を作業領域に用いて実行することで画像形成装置２００による画像形成プロセス、搬送プロセス等の動作を制御する。制御部５０は、この他に、ＡＳＩＣ１０２、モータ駆動部１０３、回転検知センサ出力検知部１０４、回転検知センサ駆動部１０５、開閉検知センサ出力検知部１１０、開閉検知センサ駆動部１１１を備える。

ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）１０２は、トナーボトルＴａ〜Ｔｄによる現像器１００ａ〜１００ｄへのトナーの補給動作にかかわる機能を実現する専用のハードウェアである。モータ駆動部１０３は、ＡＳＩＣ１０２を介してＣＰＵ１０１から入力されるモータ駆動信号に応じて、トナーボトル駆動モータ１０９の駆動力を制御しつつ駆動する。モータ駆動信号は、トナーの補給を指示する補給指示信号である。モータ駆動部１０３は、モータ駆動信号に応じて論理変化するモータ駆動電圧をトナーボトル駆動モータ１０９に印加することで、トナーボトル駆動モータ１０９を駆動する。トナーボトル駆動モータ１０９は、トナーの補給時にトナーボトルＴを回転駆動する。トナーボトルＴは、トナーボトル駆動モータ１０９により回転駆動されることで、１ストロークのトナーの補給動作を行い、所定量のトナーを排出して現像器１００に供給する。ＡＳＩＣ１０２、モータ駆動部１０３、及びトナーボトル駆動モータ１０９は、トナーボトルＴの駆動制御を行うトナーの補給機構を形成する。

回転検知センサ駆動部１０５は、ＡＳＩＣ１０２の制御に応じて回転検知センサ２０３に駆動電圧を供給する。回転検知センサ２０３は、発光部及び受光部を備えた光学センサである。回転検知センサ２０３は、回転検知センサ駆動部１０５から供給される駆動電圧により発光部が発光し、受光部が発光部から出射された光を受光する。回転検知センサ２０３は、受光量に応じて検知信号を出力する。回転検知センサ２０３は、トナーボトルＴの回転により発光部と受光部との間が遮蔽されるように設けられる。詳細は後述するが、トナーボトルＴは外周の一部に突起を有している。回転検知センサ２０３の発光部と受光部との間は、トナーボトルＴの回転位相に応じてこの突起により遮蔽される。回転検知センサ２０３は、トナーボトルＴの回転により突起が受光部を遮蔽すると受光部の受光量が閾値未満になる。突起が受光部を遮蔽しない位置に移動すると、受光部の受光量が閾値以上になる。
回転検知センサ出力検知部１０４は、回転検知センサ２０３の検知信号を受信し、この検知信号に応じた出力信号を、ＡＳＩＣ１０２を介してＣＰＵ１０１へ送信する。例えば、回転検知センサ出力検知部１０４は、回転検知センサ２０３の受光部の受光量が閾値以上のときの検知信号に応じてハイレベルの出力信号をＡＳＩＣ１０２に送信する。回転検知センサ出力検知部１０４は、回転検知センサ２０３の受光部の受光量が閾値未満のときの検知信号に応じてローレベルの出力信号をＡＳＩＣ１０２に送信する。すなわち、回転検知センサ出力検知部１０４は、トナーボトルＴの突起が受光部を遮蔽しない位置にあればハイレベルの出力信号を出力し、遮蔽する位置にあればローレベルの出力信号を出力する。ＣＰＵ１０１は、回転検知センサ２０３の検知結果を回転検知センサ出力検知部１０４からの出力信号として取得する。

開閉検知センサ駆動部１１１は、ＣＰＵ１０１の制御に応じて扉開閉検知センサ１１２に駆動電圧を供給する。扉開閉検知センサ１１２は、発光部及び受光部を備えた光学センサである。扉開閉検知センサ１１２は、開閉検知センサ駆動部１１１から供給される駆動電圧により発光部が発光し、受光部が発光部から出射された光を受光する。扉開閉検知センサ１１２は、受光量に応じて検知信号を出力する。画像形成装置２００は、扉８０が閉じられた状態で扉開閉検知センサ１１２の発光部と受光部との間を遮蔽するフラグを備える。そのために扉開閉検知センサ１１２は、扉８０が閉じられていると受光部の受光量が閾値未満になる。扉８０が開けられると、フラグによる遮蔽がなくなるために、受光部の受光量が閾値以上になる。
開閉検知センサ出力検知部１１０は、扉開閉検知センサ１１２の検知信号を受信し、この検知信号に応じた出力信号をＣＰＵ１０１へ送信する。例えば、開閉検知センサ出力検知部１１０は、扉開閉検知センサ１１２の受光部の受光量が閾値以上のときの検知信号に応じてハイレベルの出力信号をＣＰＵ１０１に送信する。開閉検知センサ出力検知部１１０は、扉開閉検知センサ１１２の受光部の受光量が閾値未満のときの検知信号に応じてローレベルの出力信号をＣＰＵ１０１に送信する。すなわち、開閉検知センサ出力検知部１１０は、トナーボトルＴの格納部の扉８０が開いていればハイレベルの出力信号を出力し、閉じていればローレベルの出力信号を出力する。ＣＰＵ１０１は、扉開閉検知センサ１１２の検知結果を開閉検知センサ出力検知部１１０からの出力信号として取得する。

図３は、トナーボトルＴの構成説明図である。図３（ａ）は、トナーボトルＴの外観を表す。図３（ｂ）、図３（ｃ）は、トナーボトルＴのキャップ部内部の説明図である。

トナーボトルＴは、トナーを収容する収容部２０７、トナーボトル駆動モータ１０９から駆動ギア２２３を介して回転駆動力が伝達される駆動伝達部２０６、及びキャップ部２２２を備える。収容部２０７とキャップ部２２２とは、駆動伝達部２０６を介して連通する。収容部２０７は、内側に向けて螺旋状の凸部２０５が設けられる。収容部２０７と駆動伝達部２０６とは連結されており、駆動伝達部２０６が回転すると、収容部２０７も一体となって回転する。キャップ部２２２は、トナーを排出する排出口２１１を有する排出部２１２、排出部２１２内のトナーを排出口２１１から排出するためのポンプ部２１０、及びポンプ部２１０を伸縮させる往復動部材２１３を備える。

駆動伝達部２０６は、突起部２２０及びカム溝２１４が形成される。カム溝２１４は、駆動伝達部２０６の回転方向に一周にわたって形成される。カム溝２１４及び突起部２２０は、駆動伝達部２０６と一体に回転する。
トナーボトル駆動モータ１０９が駆動ギア２２３を介して駆動伝達部２０６を回転させると、収容部２０７も従動して回転する。収容部２０７は、回転することで、凸部２０５に沿って収容するトナーをキャップ部２２２の排出部２１２に搬送する。

キャップ部２２２は、回転が規制されており、駆動伝達部２０６の回転に従動して回転することはない。キャップ部２２２内の排出部２１２、ポンプ部２１０、及び往復動部材２１３も同様に回転が規制されており、駆動伝達部２０６の回転に従動して回転することはない。キャップ部２２２の内側には、駆動伝達部２０６の回転による往復動部材２１３の回転を規制する規制溝が形成される。往復動部材２１３は、駆動伝達部２０６が回転することで規制溝に係合される。また、往復動部材２１３は、ポンプ部２１０に接続されるとともに、不図示の爪部が駆動伝達部２０６のカム溝２１４に係合される。これにより往復動部材２１３は、駆動伝達部２０６の回転に応じて、回転を規制された状態でカム溝２１４に沿って移動することで、矢印Ｘ方向（トナーボトルＴの長手方向）に往復動する。

ポンプ部２１０は、往復動部材２１３の往復動に応じて伸長と圧縮とを繰り返す。ポンプ部２１０は、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向に移動することで伸長する。ポンプ部２１０の伸長によりトナーボトルＴの内圧が低下する。これにより排出部２１２は、排出口２１１から空気を吸い込み、吸い込んだ空気によって内部のトナーを解す。ポンプ部２１０は、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向の逆方向に移動することで圧縮する。ポンプ部２１０の圧縮によりトナーボトルＴの内圧が上昇する。これにより排出部２１２は、内部に収容するトナーを排出口２１１からトナー搬送路を介して現像器１００に供給する。

キャップ部２２２は、排出口２１１を封止するシール部材２２２ｂを備える。シール部材２２２ｂは、排出口２１１からのトナー漏れ防止する。シール部材２２２ｂは、トナーボトルＴの画像形成装置２００への装着時に除去される。

図３（ｂ）は、ポンプ部２１０が最大限に伸長された状態であり、図３（ｃ）は、ポンプ部２１０が最大限に圧縮された状態である。ポンプ部２１０は、このように伸縮するために、例えば容積が可変の樹脂製の蛇腹状に形成される。ポンプ部２１０は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナーボトルＴの長手方向に沿って交互に繰り返し並んで形成される。

カム溝２１４には、ピーク領域と谷領域とが交互に、それぞれ２カ所ずつ形成される。往復動部材２１３の係合しているカム溝２１４の位置がピーク領域である場合、ポンプ部２１０が最大限に伸長する。往復動部材２１３の係合しているカム溝２１４の位置が谷領域である場合、ポンプ部２１０が最大限に圧縮する。

このような構成のトナーボトルＴは、トナーボトル駆動モータ１０９により回転駆動されることでトナーの補給動作を行う。１回の補給動作は、ポンプ部２１０が最大限に圧縮された状態から開始され、伸長した後に再び最大限に圧縮した状態で終了する。トナーボトルＴが１回転すると、この補給動作が２回行われる。

図４、図５は、回転検知センサ２０３の動作説明図である。トナーボトルＴの近傍にはＬ形のフラグ２０４が設けられる。フラグ２０４は、自重により一部がトナーボトルＴの駆動伝達部２０６に接触する。駆動伝達部２０６が回転して突起部２２０がフラグ２０４に当接すると、フラグ２０４は、突起部２２０に押されて回転軸２０４ａを中心に揺動する。フラグ２０４は、突起部２２０に押し上げられることで、回転検知センサ２０３の発光部からの光を遮蔽する。発光部からの光が遮蔽されることで、回転検知センサ２０３は、フラグ２０４が突起部２２０に接触しているか否かを検知することができる。これにより回転検知センサ２０３は、突起部２２０の位置を検知し、トナーボトルＴの回転位相を検知することができる。

図４は、フラグ２０４が駆動伝達部２０６に接触している状態を表す。この場合、フラグ２０４が回転検知センサ２０３の発光部の光を遮蔽しないために、回転検知センサ２０３の受光部は、発光部の光を受光する。受光量は閾値以上となるために、回転検知センサ出力検知部１０４は、ハイレベルの出力信号をＡＳＩＣ１０２へ送信する。ＡＳＩＣ１０２は、受信したハイレベルの出力信号をそのままＣＰＵ１０１へ送信する。
図５は、フラグ２０４が突起部２２０に当接している状態を表す。この場合、フラグ２０４が回転検知センサ２０３の発光部の光を遮蔽するために、回転検知センサ２０３の受光部は、発光部の光を受光できない。受光部が閾値以上の光量の光を受光できないために、回転検知センサ出力検知部１０４は、ローレベルの出力信号をＡＳＩＣ１０２へ送信する。ＡＳＩＣ１０２は、受信したローレベルの出力信号をそのままＣＰＵ１０１へ送信する。

ＣＰＵ１０１は、回転検知センサ出力検知部１０４から受信する出力信号のレベルにより、突起部２２０の位置を検知して、トナーボトルＴの回転位相を検知することができる。本実施形態では、ポンプ部２１０が圧縮を開始して最大限に圧縮するまで、突起部２２０がフラグ２０４を押し上げる構成としている。そのために回転検知センサ出力検知部１０４は、この期間、ローレベルの出力信号をＣＰＵ１０１に入力することになる。ポンプ部２１０が伸長を開始してから最大限に伸長するまでの間、突起部２２０がフラグ２０４に当接しない。そのために回転検知センサ出力検知部１０４は、この期間、ハイレベルの出力信号をＣＰＵ１０１に入力することになる。

１回の補給動作は、上記の通り、ポンプ部２１０が最大限に圧縮された状態から開始され、最大限に伸長した後に再び最大限に圧縮した状態で終了する。このとき回転検知センサ出力検知部１０４は、ハイレベルからローレベルへと変化し、再度ハイレベルへと変化する出力信号を出力する。

トナーボトルＴから現像器１００へのトナーの補給時の各信号について説明する。図６は、トナー補給時のタイミングチャートである。図６（ａ）は、ＣＰＵ１０１がＡＳＩＣ１０２を介してモータ駆動部１０３へ送信するモータ駆動信号と、トナーボトル駆動モータ１０９に印加されるモータ駆動電圧、及び回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号を示す。図６（ａ）は、正常動作時の３回分のトナー補給動作のタイミングを表す。

モータ駆動部１０３は、モータ駆動信号がオンになるとモータ駆動電圧をハイレベル（Ｈ）にする。トナーボトル駆動モータ１０９は、モータ駆動電圧がハイレベルになるとトナーボトルＴを回転駆動する。トナーボトルＴが回転することで、１回のトナー補給動作により、回転検知センサ出力検知部１０４からの出力信号がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）に変化し、再度ハイレベル（Ｈ）に戻る。

ＣＰＵ１０１は、回転検知センサ出力検知部１０４からの出力信号のローレベルからハイレベルへの変化を検知することで、トナーの補給動作が終了したと判断する。ＣＰＵ１０１は、トナーの補給動作が終了したと判断すると、モータ駆動信号をオフにする。モータ駆動部１０３は、モータ駆動信号がオフになるとモータ駆動電圧をローレベル（Ｌ）にする。トナーボトル駆動モータ１０９は、モータ駆動電圧がローレベルになるとトナーボトルＴの回転駆動を停止する。

以上のような制御により、ポンプ部２１０は最大限に圧縮している状態から動作を開始して伸長し、その後に圧縮する。ポンプ部２１０が最大現に圧縮された状態で動作を停止することで、１回のトナー補給動作が終了する。

トナーボトルＴから現像器１００へのトナー補給動作時に異常が発生した場合について説明する。ここではトナーの補給機構に物理的な異常が発生した場合を想定する。例えば、モータ駆動部１０３を構成するＩＣのピン間の異物付着によるショートや、モータ駆動部１０３とトナーボトル駆動モータ１０９とを結線する電線のショートである。モータ駆動部１０３のピン間がショートや、モータ駆動部１０３とトナーボトル駆動モータ１０９とを結線する電線のショートが発生すると、いずれの場合も、ハイレベルのモータ駆動電圧がトナーボトル駆動モータ１０９に印加され続けることになる。図６（ｂ）は、このような異常発生時のモータ駆動信号、モータ駆動電圧、及び回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号のタイミングチャートである。

ＣＰＵ１０１は、出力信号のローレベルからハイレベルへの変化を検知することでトナーの補給動作が終了したと判断して、トナーの補給を停止させるために、ＡＳＩＣ１０２に対してトナーボトルＴの回転を停止するようにオフのモータ駆動信号を送信する。しかし、上記のような補給機構の異常が発生していると、トナーボトル駆動モータ１０９にはハイレベルのモータ駆動電圧が印加される。そのために、トナーボトルＴは回転を継続する。トナーボトルＴの回転が続くと、トナーがトナーボトルＴ内で詰まることがある。トナー詰まりは、故障の原因になり、また、清掃箇所の増加に繋がる。

そのために制御部５０は、補給機構の異常によるトナーボトルＴの回転を検知して異常の発生をユーザに通知する。図６（ｂ）に示すように、補給機構に異常が発生した状態でトナーボトルＴの回転が継続される場合、回転検知センサ出力検知部１０４は、ハイレベルとローレベルとが周期的に変化する出力信号を出力する。ＣＰＵ１０１は、トナー補給の指示を行っていないタイミングで回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号の論理が周期的に変化していることを検知することになる。ＣＰＵ１０１は、これにより、補給機構に異常が発生してトナーボトルＴが回転し続けていることを検知することができる。

回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号は、回転検知センサ２０３の検知信号にノイズが発生した場合にも論理変化することがある。例えば、画像形成装置２００の振動によりフラグ２０４が揺動して回転検知センサ２０３の受光部への光を遮蔽すると、回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号の論理が変化する。そのために、ＣＰＵ１０１は、トナー補給のタイミング以外で回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号が論理変化する場合をすべて補給機構の異常によるものと判断すると、誤判断を起こす可能性がある。

このような誤判断の発生を防止するために、ＣＰＵ１０１は、回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号の論理変化の周期に基づいて異常判断を行うことで、補給機構の異常とノイズとのいずれによる異常であるかを区別する。図７は、このような異常判断の要因を区別するためのタイミングチャートである。図７（ａ）は、補給機構に異常が発生したときの回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号を示す。図７（ｂ）及び図７（ｃ）は、ノイズが発生したときの回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号を示す。

図７（ａ）に示すように、トナーボトルＴが回転するときの回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号は、所定の時間間隔ｔｎ（ｎ：０以上の整数）で論理変化する。回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号は、トナーボトルＴに設けられる突起部２２０の有無により論理が変化する。そのために時間間隔ｔｎは、トナーボトルＴの回転速度及びトナーボトルＴの突起部２２０の回転方向の長さ（大きさ）により決まる。時間間隔ｔｎの理論値は、トナーボトルＴの回転速度及び突起部２２０の回転方向の長さの設計値から算出される。ＣＰＵ１０１は、時間間隔ｔｎが理論値から所定の範囲内であれば、補給機構に異常が発生したと判断し、時間間隔ｔｎが理論値から所定の範囲外であれば、ノイズが発生したと判断する。本実施形態では、時間間隔ｔｎが１００ミリ秒以上、１０００ミリ秒未満であれば（図７（ａ））、ＣＰＵ１０１は、補給機構に異常が発生したと判断する。時間間隔ｔｎが１００ミリ秒未満（図７（ｂ））或いは１０００ミリ秒以上（図７（ｃ））であれば、ＣＰＵ１０１は、ノイズが発生したと判断する。

ＣＰＵ１０１は、理論値から所定の範囲内の時間間隔ｔｎで出力信号の論理が所定の回数変化したことを検知した場合に、補給機構に異常が発生したと判断することで、誤判断の可能性を低減することができる。ＣＰＵ１０１は、例えば回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号がローレベルからハイレベルに切り替わったことを、理論値から所定の範囲内の時間間隔ｔｎで、５回連続して検知した場合に補給機構に異常が発生したと判断する。検知回数は、多いほど誤判断の可能性を減らすことができる。しかし検知回数が多ければトナーの補給が継続されてトナー詰まりが発生する可能性が高くなる。そのために、検知回数は、トナー詰まりが発生しないような回数に設定することが望ましい。

補給機構の異常の判断には、トナーボトルＴの格納部の扉８０の開閉状態も条件に含むことができる。本実施形態の画像形成装置２００は、扉８０が開いた状態では、ユーザがトナーボトルＴに触れる可能性があるために、トナーボトルＴが回転しないように規制している。ＣＰＵ１０１は、扉８０が開いた状態でモータ駆動部１０３への電源供給を停止して、異常が発生した場合にトナーボトル駆動モータ１０９が駆動されないように制御する。つまり、トナーボトルＴの格納部の扉８０が開いた状態では、トナーボトルＴが回転することがなく、補給機構の異常を検知するための制御を行う必要がない。格納部の扉８０が開いた状態で補給機構の異常検知を行うことで、トナーボトルＴの交換時の回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号の変化を、トナーボトルＴの回転であると誤判断してしまう可能性があるためである。

ＣＰＵ１０１は、扉８０の開閉を扉開閉検知センサ１１２の検知結果により判断することができる。ＣＰＵ１０１は、扉開閉検知センサ１１２から取得した検知信号により扉８０が開いていることを確認すると、モータ駆動部１０３への電源供給を停止して補給機構の異常の検知のための制御を中止する。

図８は、補給機構の異常を検知する処理を表すフローチャートである。
ＣＰＵ１０１は、扉開閉検知センサ１１２の検知結果により、トナーボトルＴの格納部の扉８０の開閉状態を判断する（Ｓ１０１）。扉８０が開いていると判断する場合（Ｓ１０１：Y）、ＣＰＵ１０１は、モータ駆動部１０３への電源供給を停止する（Ｓ１０２）。扉８０の開閉状態の判断は、扉８０が閉じられるまで行われる。扉８０が閉じられていると判断する場合（Ｓ１０１：N）、ＣＰＵ１０１は、モータ駆動部１０３への電源供給を開始する（Ｓ１０３）。

モータ駆動部１０３への電源供給を開始したＣＰＵ１０１は、モータ駆動信号がオンであるか否かを判断する（Ｓ１０４）。モータ駆動信号がオンである場合（Ｓ１０４：Y）、ＣＰＵ１０１は、トナー補給のためにモータ駆動部１０３がトナーボトルＴを駆動していると判断する。この場合、ＣＰＵ１０１は、補給機構に異常が発生しているか否かを判断する必要が無いために、扉８０の開閉状態を判断するステップＳ１０１の処理に戻る。

モータ駆動信号がオフである場合（Ｓ１０４：N）、ＣＰＵ１０１は、トナー補給を指示しないタイミングでトナーボトルＴが回転していると判断する。ＣＰＵ１０１は、回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号に、所定の時間間隔で論理変化があるか否かを判断する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ１０１は、図７で説明したように論理変化の時間間隔が１００ミリ秒以上且つ１０００ミリ秒未満で、ローレベルからハイレベルへの論理変化が５回連続して検出されたか否かにより、ステップＳ１０５の判断を行う。

回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号に所定の時間間隔で論理変化が無い場合（Ｓ１０５：N）、ＣＰＵ１０１は、補給機構に異常が発生していないと判断して、扉８０の開閉状態を判断するステップＳ１０１の処理に戻る。回転検知センサ出力検知部１０４の出力信号に所定の時間間隔で論理変化が有る場合（Ｓ１０５：Y）、ＣＰＵ１０１は、補給機構に異常が発生していると判断する。

ＣＰＵ１０１は、補給機構に異常が発生していると判断すると、モータ駆動部１０３への電源供給を停止する（Ｓ１０６）。これによりトナーボトルＴは、回転を停止する。そのために，トナーの異常な供給によるトナー詰まり等の被害の拡大を防止することができる。ＣＰＵ１０１は、ディスプレイへの表示や音声によりトナーの補給機構にエラーが発生したことを通知する（Ｓ１０７）。
以上により、トナーの補給機構の異常を検知する処理が終了する。

ＣＰＵ１０１がトナーの補給機構に異常が発生したと判断したときに直ちにトナーボトルＴの回転を停止させるために、異常の発生による被害の拡大を低減することができる。トナー補給動作を制御するための回転検知センサ２０３の検知結果によりトナーボトルＴの回転異常を検知する構成であるために、画像形成装置２００は、余計なコストをかけずにトナーボトルＴの回転異常を検知することができる

５０…制御部、１０１…ＣＰＵ、１０３…モータ駆動部、１０４…回転検知センサ出力検知部、１０５…回転検知センサ駆動部、１０６…ＲＯＭ、１０７…ＲＡＭ、１０９…トナーボトル駆動モータ、１１０…開閉検知センサ出力検知部、１１１…開閉検知センサ駆動部、１１２…扉開閉検知センサ、２０３…回転検知センサ

Claims (9)

1. 潜像が形成される感光体と、
   前記潜像を現像剤により現像する現像器と、
   前記現像剤を収容する補給容器と、
   前記補給容器を回転駆動することで、前記現像剤を前記現像器に補給させる補給手段と、
   前記補給容器の回転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補給手段による前記補給容器の回転駆動を制御することで前記現像剤の補給動作を制御する制御手段と、を備え、
   前記制御手段は、前記補給手段に前記現像剤の補給を指示していないときに前記検知手段が前記補給容器の回転を検知すると、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   画像形成装置。
2. 前記検知手段は、前記補給容器の回転により論理が変化する出力信号を出力し、
   前記制御手段は、前記検知手段から出力される前記出力信号の論理変化により前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記出力信号の論理が所定の時間間隔で変化していることを検知することで、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記出力信号の論理が所定の時間間隔で連続して所定の回数変化したことを検知することで、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記補給容器は、突起部を備えており、
   前記検知手段は、光学センサであり、前記突起部の有無により受光量が変化することで前記出力信号の論理が変化するものであり、
   前記制御手段は、前記所定の時間間隔が、前記突起部の大きさ及び前記補給容器の回転速度の設計値により決まる理論値から所定の範囲内であれば、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   請求項３又は４記載の画像形成装置。
6. 前記補給容器が格納される格納部を開閉する扉と、
   前記扉の開閉を検知する扉開閉検知手段と、をさらに備えており、
   前記制御手段は、前記扉開閉検知手段が前記扉が開いていることを検知すると、前記補給手段の異常の判断を行わないことを特徴とする、
   請求項１〜５のいずれか１項記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記補給手段に異常が発生したと判断すると、前記補給手段への電源供給を停止することを特徴とする、
   請求項１〜６のいずれか１項記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記補給手段に異常が発生したと判断すると、所定の通知手段により前記補給手段に異常が発生したことを通知することを特徴とする、
   請求項１〜７のいずれか１項記載の画像形成装置。
9. 潜像が形成される感光体と、前記潜像を現像剤により現像する現像器と、前記現像剤を収容する補給容器と、前記補給容器を回転駆動して前記現像器に前記現像剤を補給させる補給手段と、制御手段とを備える画像形成装置により実行される方法であって、
   前記制御手段が、
   前記補給容器の回転を検知した結果に基づいて前記補給手段による前記補給容器の回転駆動を制御することで前記現像剤の補給動作を制御し、
   前記補給手段に前記現像剤の補給を指示していないときに前記検知手段が前記補給容器の回転を検知すると、前記補給手段に異常が発生したと判断することを特徴とする、
   異常検知方法。

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