JP2018005038A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー収納容器から供給される凝集トナーによる画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】判定部５１は、コンテナ駆動ユニット６０による回転駆動時の第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の状態に基づいてトナーコンテナ３９が過負荷状態であるか正常状態であるかを判定する。動作制御部５２は、判定部５１によりトナーコンテナ３９が前記過負荷状態から前記正常状態に変化したと判定された場合に、トナーコンテナ３９から現像器３４にトナーが供給されるトナー供給動作とともに、現像器３４内の凝集トナーが現像器３４から感光体ドラム３１に搬送されてクリーニングブレード３０により除去されるトナー排出動作を実行する。【選択図】図９

Description

本発明は、トナー収納容器から供給されるトナーを用いてシート上に画像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置などで用いられるトナー収納容器において、運搬時における振動や保管時におけるトナーの自重等により、トナーが凝集してしまうことがある。また、トナー収納容器には、収納容器内のトナーを攪拌するための攪拌部材が設けられていることがある。このようなトナー収納容器において、トナーが凝集している状態で前記攪拌部材を無理に回転させようとすると、前記攪拌部材を駆動するための駆動モーター等の駆動系に過大な負荷トルクがかかり、駆動系が破損するおそれがある。

そこで、トナー収納容器においてトナーが凝集していることを検知した場合に、前記攪拌部材を繰り返し正逆回転させるリトライ制御を行うことにより、トナー収納容器内で凝集したトナー（以下、「凝集トナー」と称す）をほぐすことが可能なトナー搬送装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１２−１９８３６０号公報

しかしながら、前記攪拌部材を繰り返し正逆回転させたとしても、トナー収納容器におけるトナー供給口近傍の凝集トナーには前記攪拌部材が届かない。しかも、トナー供給口近傍の凝集トナーは、他のトナーによって押し出されることにより、更に凝集した状態となって現像器に供給されてしまう。このようにして現像器に供給された凝集トナーは、紙面上におけるトナー汚れなどの画像不良を引き起こすことがある。

本発明の目的は、トナー収納容器から供給される凝集トナーによる画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の一の局面に係る画像形成装置は、トナー収納容器と、駆動部と、像担持体と、現像器と、清掃部材と、判定部と、動作制御部と、を備える。前記トナー収納容器は、トナーを収容し、トナーを攪拌する攪拌部材を有する。前記駆動部は、前記攪拌部材を回転駆動する。前記像担持体は、表面に静電潜像が形成される。前記現像器は、前記トナー収納容器から供給されるトナーを用いて前記像担持体上の静電潜像を現像する。前記清掃部材は、前記像担持体上のトナーを除去する。前記判定部は、前記駆動部による回転駆動時の前記攪拌部材の状態に基づいて前記トナー収納容器が過負荷状態であるか正常状態であるかを判定する。前記動作制御部は、前記判定部により前記トナー収納容器が前記過負荷状態から前記正常状態に変化したと判定された場合に、前記トナー収納容器から前記現像器にトナーが供給されるトナー供給動作とともに、前記現像器内の凝集トナーが前記現像器から前記像担持体に搬送されて前記清掃部材により除去されるトナー排出動作を実行する。

本発明によれば、トナー収納容器から供給される凝集トナーによる画像不良の発生を抑制することが可能な画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナーコンテナ及び現像器の斜視図である。 図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナーコンテナの内部を示す平面図である。 図４は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のトナーコンテナのギア機構を示す図である。 図５は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のコンテナ駆動ユニットの正面側から見た斜視図である。 図６は、本発明の実施形態に係る画像形成装置のコンテナ駆動ユニットの背面側から見た斜視図である。 図７は、本発明の実施形態に係る画像形成装置における現像器の断面の構成を示す図である。 図８は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の電気的構成を示すブロック図である。 図９は、本発明の実施形態に係る画像形成装置で実行されるトナー供給処理の手順の一例を示すフローチャートである。 図１０は、本発明の実施形態に係る画像形成装置において、トナー排出動作を実行しない場合に発生するトナー汚れの個数を示す図である。

以下、添付図面を参照しながら、本発明の実施形態について説明する。なお、説明の便宜上、画像形成装置１０が使用可能に設置された状態（図１に示される状態）で鉛直方向を上下方向と定義し、図１に示される面を画像形成装置１０の正面として前後方向を定義し、画像形成装置１０の正面を基準にして左右方向を定義する。

［画像形成装置１０の構成］
まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の構成について説明する。図１に示されるように、画像形成装置１０は、画像読取部１、画像形成部３、給紙部４、制御部５等を備える。なお、画像形成装置１０は、本発明の画像形成装置の一例に過ぎず、本発明の画像形成装置は、プリンター、ＦＡＸ装置、複写機、或いはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。

画像読取部１は、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）２を備える。画像読取部１は、ＡＤＦ２或いはコンタクトガラス１１にセットされた原稿Ｐの画像を読み取って画像データを取得する。画像読取部１は、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）などの撮像素子、光学レンズ、光源等を備える。

給紙部４は、画像形成部３において画像が形成される用紙Ｓ（本発明の「被転写体」の一例）を給送する。給紙部４には給紙カセットが設けられており、給紙部４は、この給紙カセットに収容された複数の用紙Ｓを一枚ずつ取り出して画像形成部３に給送する。

画像形成部３は、画像読取部１で読み取られた画像データ、又は外部のパーソナルコンピューター等の情報処理装置から入力された画像データに基づいて電子写真方式による画像形成処理（印刷処理）を実行する。画像形成部３は、感光体ドラム３１、帯電器３２、ＬＳＵ（Laser Scanner Unit）３３、現像器３４、転写ローラー３５（本発明の「転写部」の一例）、クリーニングブレード３０（本発明の「清掃部材」の一例）、除電器３６、定着ローラー３７、加圧ローラー３８、及びトナーコンテナ３９（本発明の「トナー収納容器」の一例）等を備える。

画像形成部３では、画像形成動作時において、給紙部４から給送された用紙Ｓに以下の手順で画像が形成される。まず、帯電器３２によって感光体ドラム３１が所定の電位（以下、「背景部電位」と称する）に一様に帯電される。次に、ＬＳＵ３３によって感光体ドラム３１の表面に画像データに基づく光が照射される。その結果、光が照射された部分（以下、「画像部」と称する）の電位が前記背景部電位から所定の電位（以下、「画像部電位」と称する）に変化し、感光体ドラム３１の表面に静電潜像が形成される。そして、感光体ドラム３１上の静電潜像は、モーター（不図示）により駆動される現像器３４によってトナー像として現像（可視像化）される。具体的には、感光体ドラム３１の前記画像部にトナーが付着して、前記トナー像が形成される。続いて、感光体ドラム３１に形成されたトナー像は、転写バイアス回路（不図示）により転写バイアスが印加された転写ローラー３５によって、用紙Ｓに転写される。その後、用紙Ｓに転写されたトナー像は、その用紙Ｓが定着ローラー３７及び加圧ローラー３８の間を通過する際に、定着ローラー３７で加熱されて用紙Ｓに溶融定着する。用紙Ｓに転写されずに感光体ドラム３１の外周面上に残存したトナーは、クリーニングブレード３０によって除去される。感光体ドラム３１の電位は除電器３６で除電される。このように画像が形成された用紙Ｓは、その後、排紙トレイ４０に排出される。なお、トナーコンテナ３９にはトナーが収容されており、現像によって現像器３４の内部のトナーが減少すると、トナーコンテナ３９からトナーが供給される。

制御部５は、画像形成装置１０を統括的に制御するものであり、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する。

［トナーコンテナ３９及びコンテナ駆動ユニット６０の構成］
次に、図２〜図６を参照して、トナーコンテナ３９及びコンテナ駆動ユニット６０（本発明の「駆動部」の一例）の構成について説明する。

図２に示されるように、トナーコンテナ３９は、現像器３４の上方に設けられている。トナーコンテナ３９の後端にはコンテナ駆動ユニット６０が接続される。トナーコンテナ３９は、画像形成装置１０の本体部に着脱可能に装着されている。

図３に示されるように、トナーコンテナ３９の下面の前部には排出口７０が設けられている。トナーコンテナ３９に収納されているトナーは、排出口７０及びパイプ６１を通じて現像器３４に供給される。排出口７０は、シャッター（不図示）によって開閉可能となっている。

排出口７０の上方には搬送スクリュー７１が回転可能に設けられている。搬送スクリュー７１は、トナーコンテナ３９の前後両側壁に軸支された回転軸と、前記回転軸上に設けられたスパイラルフィンとを備えている。搬送スクリュー７１の前端部には搬送ギア７２（図４参照）が設けられている。

搬送スクリュー７１の上方には、トナーコンテナ３９内のトナーを攪拌するための第１攪拌パドル７３（本発明の「攪拌部材」の一例）及び第２攪拌パドル７４（本発明の「攪拌部材」の一例）が回転可能に設けられている。第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４は、支持枠と、当該支持枠に取り付けられた複数の攪拌部材とを備えている。第１攪拌パドル７３の後端部には第１攪拌ギア７５が設けられており、第２攪拌パドル７４の後端部には第２攪拌ギア７６が設けられている。

トナーコンテナ３９には、第１アイドルギア７７及び第２アイドルギア７８が設けられている。第１アイドルギア７７は、搬送ギア７２、第２攪拌ギア７６、及び第２アイドルギア７８と噛み合っており、第２アイドルギア７８は、第１アイドルギア７７及び第１攪拌ギア７５と噛み合っている。

トナーコンテナ３９の後面にはＩＣタグ７９が取り付けられている。ＩＣタグ７９は不揮発性の記憶部を備えており、当該記憶部には、トナーコンテナ３９の型番、シリアル番号など、トナーコンテナ３９に関する情報が格納されている。

図６に示されるように、コンテナ駆動ユニット６０には、駆動モーター６２が設けられている。駆動モーター６２は、例えば、ＤＣブラシモーターである。駆動モーター６２の回転駆動力は、複数のギアを介して出力軸６３に伝達される。出力軸６３の前端部にはジョイント部６４が設けられている。トナーコンテナ３９が画像形成装置１０の本体部に装着されると、ジョイント部６４と第１アイドルギア７７とが連結される。これにより、駆動モーター６２の回転駆動力は、トナーコンテナ３９のギア機構に伝達されて、搬送スクリュー７１、第１攪拌パドル７３、及び第２攪拌パドル７４が回転駆動される。

出力軸６３の後端部には、出力軸６３の回転を検知するための回転検知部６５（本発明の「検知部」の一例）が設けられている。回転検知部６５は、出力軸６３と一体的に回転するパルス板６６と、パルス板６６の近くに固定されたＰＩセンサー（Photo Interrupter Sensor）６７とを備えている。パルス板６６には複数のスリットが設けられている。ＰＩセンサー６７は発光部及び受光部を備えており、パルス板６６が回転すると、前記発光部と前記受光部との間を前記複数のスロットが通過する。その結果、パルス板６６の回転に伴って、前記受光部により受光される光量が変化する。このようにして、回転検知部６５は、パルス板６６の回転（すなわち、第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転）を検知することが可能である。

図５に示されるように、コンテナ駆動ユニット６０の前面には、画像形成装置１０に装着されたトナーコンテナ３９のＩＣタグ７９と対向する位置に、基板９３が取り付けられている。基板９３は、ＩＣタグ７９に対するリーダーライターとしての機能を有する。

［現像器３４の構成］
次に、図７を参照して、現像器３４の構成について説明する。現像器３４は、トナーと磁性キャリアとを主要成分とする所謂２成分現像剤（以下、単に「現像剤」と称する）を用いて感光体ドラム３１の静電潜像を現像するものである。図７に示されるように、現像器３４は、現像剤が収納される現像容器８０を備える。現像容器８０は仕切壁８０Ａによって２つの収容室、すなわち、第１収容室８０Ｂ及び第２収容室８０Ｃに区画されている。第１収容室８０Ｂ及び第２収容室８０Ｃは、完全に仕切り分けられているのではなく、前後方向における両端部に両室を連通する連通路（不図示）が設けられている。すなわち、現像器３４には、第１収容室８０Ｂ及び第２収容室８０Ｃと、これらを連通する連通路とによって、トナーコンテナ３９から供給されたトナーが磁性キャリアと一緒に攪拌されつつ搬送される循環経路が設けられている。

第１収容室８０Ｂには第１攪拌スクリュー８１Ａが回転可能に設けられている。第２収容室８０Ｃには第２攪拌スクリュー８１Ｂが回転可能に設けられている。第１攪拌スクリュー８１Ａ及び第２攪拌スクリュー８１Ｂは、モーター（不図示）からギアなどの伝達機構を介して伝達された回転駆動力を受けることにより回転する。これにより、補給口８０Ｄを通じてトナーコンテナ３９（図２参照）から補給（供給）されたトナー及び磁性キャリアを含む現像剤が攪拌されつつ軸方向へ搬送される。また、第１攪拌スクリュー８１Ａ及び第２攪拌スクリュー８１Ｂによって現像剤が攪拌されることにより、現像に必要な電荷がトナーに帯電する。現像剤は、仕切壁８０Ａに形成された前記連通路を介して第１収容室８０Ｂ及び第２収容室８０Ｃ間を循環搬送される。

現像容器８０の内部に磁気ローラー８２及び現像ローラー８３が設けられている。磁気ローラー８２は、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤がローラー表面に保持されるものである。現像ローラー８３は、磁気ローラー８２と対向するように配置されている。磁気ローラー８２及び現像ローラー８３は、その対向位置において所定のギャップを隔てた状態で互いの表面が対向するように設けられている。現像ローラー８３は、感光体ドラム３１に非接触で対向配置されている。つまり、現像ローラー８３は、感光体ドラム３１の外周面に対向するように配置されている。

磁気ローラー８２は、非磁性の回転スリーブ８２Ａと、複数の磁極を有する磁気ローラー側磁極８２Ｂとにより構成されている。回転スリーブ８２Ａは、現像器３４の図示しないフレームに回転可能に支持されている。磁気ローラー側磁極８２Ｂは、回転スリーブ８２Ａの内部で図示しないフレームに固定されている。磁気ローラー側磁極８２Ｂは、主極、規制極、搬送極、剥離極、及び汲上極の５極の磁極を有する。これらの磁極は、第２収容室８０Ｃの現像剤を磁気ローラー８２に汲み上げたり、現像後に残存する現像剤を磁気ローラー８２から剥離させたりする用途に用いられる。

現像容器８０には、磁気ローラー８２上の現像剤の層厚を規制するための規制ブレード８５が設けられている。規制ブレード８５の先端部と磁気ローラー８２のローラー面との間には所定のギャップ（間隙）が形成されている。磁気ローラー８２に付着した現像剤層が、磁気ローラー８２の回転に伴って搬送されると、現像剤層の層厚が規制ブレード８５によって規制される。これにより、磁気ローラー８２の表面には所定厚さの均一な現像剤層が形成される。

現像ローラー８３は、円筒状の現像スリーブ８３Ａと、現像ローラー側磁極８３Ｂとにより構成されている。現像スリーブ８３Ａは、現像器３４の図示しないフレームに回転可能に支持されている。現像ローラー側磁極８３Ｂは、現像スリーブ８３Ａの内部で図示しないフレームに固定されている。

磁気ローラー側磁極８２Ｂの主極と現像ローラー側磁極８３Ｂとの間の磁界によって、磁気ローラー８２における現像ローラー８３との対向位置に、現像ローラー８３へ延びるブラシ状の現像剤（磁気ブラシ）が形成される。なお、磁気ローラー８２には搬送バイアス回路（不図示）により搬送バイアスが印加され、現像ローラー８３には現像バイアス回路（不図示）により現像バイアスが印加される。これにより、磁気ローラー８２と現像ローラー８３との間に電位差が生じる。前記磁気ブラシによって現像ローラー８３との対向領域に運ばれたトナーは、前記電位差によって磁気ローラー８２から現像ローラー８３に移動して、現像ローラー８３の表面にトナー薄層が形成される。

現像ローラー８３上に形成されたトナー薄層は、現像ローラー８３の回転によって、感光体ドラム３１と現像ローラー８３との対向部分である現像領域に搬送される。前記現像領域に到達したトナーの一部は、前記現像バイアスによって現像ローラー８３から感光体ドラム３１の前記画像部に移動する。こうして、感光体ドラム３１上の静電潜像が現像される。

［制御システム］
次に、図８を参照して、画像形成装置１０の制御システムについて説明する。

制御部５は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭなどの制御機器を備える。前記ＣＰＵは、各種の演算処理を実行するプロセッサーである。前記ＲＯＭは、前記ＣＰＵに各種の処理を実行させるための制御プログラムなどの情報が予め記憶される不揮発性の記憶部である。前記ＲＡＭは、前記ＣＰＵが実行する各種の処理の一時記憶メモリー（作業領域）として使用される揮発性又は不揮発性の記憶部である。

具体的に、制御部５は、判定部５１及び動作制御部５２を含む。なお、制御部５は、前記制御プログラムに従って各種の処理を実行することによりこれらの各処理部として機能する。また、制御部５は、各処理部の一部又は複数の処理機能を実現する電子回路を備えるものであってもよい。

制御部５は、操作表示部９０、記憶部９１（本発明の「判定結果記憶部」の一例）、モーター駆動部９２、回転検知部６５、基板９３等に接続されている。

操作表示部９０は、情報を表示する液晶ディスプレーなどの表示部と、ユーザー操作を受け付けるタッチパネル及び操作ボタンなどの操作部とを備える。前記タッチパネルは、前記表示部の表示面上に設けられている。前記表示部には、各種の設定画面、及びエラーメッセージなどが表示される。

記憶部９１は、ハードディスク又はＥＥＰＲＯＭ（登録商標）などの不揮発性の記憶部である。記憶部９１には、制御部５によって実行される各種の制御プログラム及びデータなどが記憶される。

モーター駆動部９２は、制御部５からの駆動指令信号に基づいて駆動モーター６２に電流を流して駆動モーター６２のモーター軸を回転させる。

判定部５１は、コンテナ駆動ユニット６０による回転駆動時の第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の状態に基づいて、トナーコンテナ３９が過負荷状態であるか正常状態であるかを判定する。なお、過負荷状態とは、トナーコンテナ３９内のトナーが凝集して流動性が低下し、第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４によるトナーの攪拌が困難な状態である。例えば、長期間放置された新品のトナーコンテナ３９をユーザーが十分に振ることなく画像形成装置１０に装着した場合、又は画像形成装置１０において画像形成動作が長期間実行されなかった場合などに、トナーコンテナ３９が過負荷状態になっていることがある。判定部５１における判定方法の詳細については後述する。

制御部５の動作制御部５２は、トナーコンテナ３９から現像器３４にトナーを供給するトナー供給動作を実行する。トナー供給動作の詳細については後述する。

なお、制御部５は、基板９３を通じて、ＩＣタグ７９に格納されている情報を読み出すことができる。また、制御部５は、基板９３を通じて、ＩＣタグ７９に任意の情報を書き込むことができる。

［トナー供給動作］
次に、画像形成装置１０において実行されるトナー供給動作について説明する。前記トナー供給動作は、例えば、現像器３４に設けられたトナー濃度センサー（不図示）により現像器３４内のトナー量が少ないことが検知されたときに開始される。

前記トナー供給動作が開始されると、まず、制御部５からモーター駆動部９２に駆動指令信号が送信され、モーター駆動部９２が駆動モーター６２に電流を流す。

ここで、トナーコンテナ３９が正常状態である場合には、駆動モーター６２のモーター軸が回転して、回転検知部６５から制御部５に回転検知信号が送信される。一方、トナーコンテナ３９が過負荷状態である場合には、トナーコンテナ３９内の凝集トナーにより駆動モーター６２に過大な負荷トルクがかかるため、駆動モーター６２のモーター軸は回転しない。そのため、回転検知部６５から制御部５に回転検知信号は送信されない。

判定部５１は、モーター駆動部９２に駆動指令信号が送信されてから（すなわち、コンテナ駆動ユニット６０による第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転駆動が開始されてから）予め定められた時間（例えば２００ｍｓ）が経過する前に回転検知部６５により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転が検知された場合には、トナーコンテナ３９が正常状態であると判定する。また、判定部５１は、モーター駆動部９２に駆動指令信号が送信されてから予め定められた時間（例えば２００ｍｓ）が経過しても回転検知部６５により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転が検知されない場合には、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定する。

判定部５１によりトナーコンテナ３９が正常状態であると判定された場合には、動作制御部５２は、通常のトナー供給動作を実行する。そして、例えば、現像器３４に設けられたトナー濃度センサー（不図示）により現像器３４内のトナー量が十分になったことが検知されると、前記トナー供給動作は終了する。

一方、判定部５１によりトナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定された場合には、動作制御部５２は、まずリトライ動作を実行する。リトライ動作とは、トナーコンテナ３９内の凝集トナーを解すために、コンテナ駆動ユニット６０により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４を繰り返し正逆回転させる動作である。当該リトライ動作では、例えば、駆動モーター６２が、所定時間（例えば５００ｍｓ）停止→所定時間（例えば２００ｍｓ）逆転→所定時間（例えば５００ｍｓ）停止→所定時間（例えば２００ｍｓ）正転というサイクルを繰り返すように制御される。そして、前記リトライ動作中に回転検知部６５から回転検知信号を受信すると、判定部５１は、トナーコンテナ３９が正常状態であると判定する。

ところで、前記リトライ動作によって第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４を繰り返し正逆回転させたとしても、トナーコンテナ３９における排出口７０近傍（例えば、凹み部）の凝集トナーには第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４が届かない。しかも、排出口７０近傍の凝集トナーは、搬送スクリュー７１によって排出口７０に向けて搬送される他のトナーによって押し出されることにより、更に凝集した状態となって現像器３４に供給されてしまう。このようにして現像器３４に供給された凝集トナーは、紙面上におけるトナー汚れなどの画像不良を引き起こすことがある。このような画像不良は、特に、トナーコンテナ３９の長手方向において排出口７０が設けられている端部側を下向きにした縦置き姿勢で長期間放置された新品のトナーコンテナ３９を、ユーザーが十分に振ることなく画像形成装置１０に装着した場合に生じやすい。

そこで、本実施形態では、判定部５１によりトナーコンテナ３９が過負荷状態から正常状態に変化したと判定された場合に、動作制御部５２が、前記トナー供給動作とともに、後述するトナー排出動作を実行する。これにより、トナーコンテナ３９から供給される凝集トナーによる画像不良の発生が抑制される。以下、トナー排出動作について詳細に説明する。

トナー排出動作は、現像器３４内の凝集トナーを現像器３４から感光体ドラム３１に搬送して、クリーニングブレード３０により除去する動作である。トナー排出動作は、例えば、前記リトライ動作の実行後に判定部５１によりトナーコンテナ３９が正常状態であると判定された場合に、動作制御部５２により実行される。

トナー排出動作では、画像形成動作時と同じ現像条件で現像器３４による現像動作が行われる。すなわち、画像形成動作時の搬送バイアスが磁気ローラー８２に印加され、画像形成動作時の現像バイアスが現像ローラー８３に印加される。そして、画像形成動作時と同じ回転方向に第１攪拌スクリュー８１Ａ、第２攪拌スクリュー８１Ｂ、磁気ローラー８２、及び現像ローラー８３が回転される。

また、トナー排出動作では、画像形成動作時と同じ回転方向に感光体ドラム３１が回転されて、帯電器３２によって感光体ドラム３１の表面が画像形成動作時の静電潜像形成前の帯電電位（すなわち、前記背景部電位）に一様に帯電される。なお、ＬＳＵ３３による光の照射は行われない。

また、トナー排出動作では、給紙部４による用紙Ｓの給送は行われず、画像形成動作時とは逆向きの転写バイアスが転写ローラー３５に印加される。

すなわち、トナー排出動作は、転写処理を行うことなしに白紙状態の画像（すなわち、画像全体が背景であるような画像）を連続して印字する動作（紙無し白紙印字動作）に相当する。

ところで、正常なトナーであれば、現像ローラー８３から感光体ドラム３１の前記画像部にのみ移動し、前記背景部に移動することはない。しかしながら、凝集トナーは、現像ローラー８３から感光体ドラム３１の前記背景部に移動してしまうことがある。その理由としては、凝集トナーが正常な状態のトナーに比べて帯電性が悪化していること、及び、大きな塊となった凝集トナーが感光体ドラム３１の前記背景部に接触して付着してしまうことが考えられる。画像形成動作時に凝集トナーが前記背景部に移動してしまうことによって、紙面上におけるトナー汚れが発生してしまう。

トナー排出動作では、感光体ドラム３１の表面が画像形成動作時の静電潜像形成前の帯電電位に一様に帯電されるので、前記現像領域に搬送されたトナーのうち、凝集トナーだけを感光体ドラム３１に移動させることができる。そして、こうして感光体ドラム３１の表面に移動した凝集トナーは、用紙Ｓに転写されることなく、クリーニングブレード３０によって感光体ドラム３１の表面から除去される。

このように、トナーコンテナ３９から現像器３４に供給された凝集トナーは、前記トナー排出動作によって現像器３４から排出されるので、その後に実行される画像形成動作時におけるトナー汚れの発生を抑制することができる。

［トナー供給処理］
次に、図９を参照しつつ、制御部５によって実行されるトナー供給処理の手順の一例について説明する。ここで、ステップＳ１，Ｓ２，・・・は、制御部５により実行される処理手順（ステップ）の番号を表している。なお、前記トナー供給処理は、例えば、画像形成装置１０の電源がオンされたことに応じて開始され、その後、画像形成装置１０の電源がオフされたことに応じて終了される。

＜ステップＳ１＞
まず、ステップＳ１において、制御部５は、トナーコンテナ３９から現像器３４へのトナー供給が必要であるか否かを判断する。例えば、制御部５は、現像器３４に設けられたトナー濃度センサー（不図示）により現像器３４内のトナー量が少ないことが検知されたときに、トナー供給が必要であると判断してもよい。また、制御部５は、空のトナーコンテナ３９が新品のトナーコンテナ３９に交換されたときに、トナー供給が必要であると判断してもよい。

ステップＳ１において、トナー供給が必要であると判断されると（Ｓ１：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ２に移行する。一方、トナー供給が必要ではないと判断されると（Ｓ１：Ｎｏ）、トナー供給が必要であると判断されるまで、ステップＳ１の処理が繰り返される。

＜ステップＳ２＞
ステップＳ２において、制御部５は、モーター駆動部９２に駆動指令信号を送信する。これにより、駆動モーター６２に電流が流れる。

＜ステップＳ３＞
ステップＳ３において、制御部５は、トナーコンテナ３９が過負荷状態であるか否かを判断する。例えば、制御部５は、前記ステップＳ２でモーター駆動部９２に駆動指令信号を送信してから予め定められた時間（例えば２００ｍｓ）が経過しても回転検知部６５により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転が検知されない場合には、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定する。一方、制御部５は、前記ステップＳ２でモーター駆動部９２に駆動指令信号を送信してから予め定められた時間（例えば２００ｍｓ）が経過する前に回転検知部６５により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転が検知された場合には、トナーコンテナ３９が正常状態であると判定する。

ステップＳ３において、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判断されると（Ｓ３：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ６に移行する。一方、トナーコンテナ３９が正常状態であると判断されると（Ｓ３：Ｎｏ）、処理がステップＳ４に移行する。

＜ステップＳ４＞
ステップＳ４において、制御部５は、画像形成装置１０に現在装着されているトナーコンテナ３９に対応する過負荷情報（本発明の「判定結果情報」の一例）が記憶部９１に記憶されているか否かを判断する。なお、過負荷情報とは、トナーコンテナ３９が過負荷状態であるか否かを判定したときの判定結果を示す情報である。例えば、前記ステップＳ３においてトナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定された場合には、後述するステップＳ６において過負荷情報が記憶部９１に記憶される。

ステップＳ４において、前記過負荷情報が記憶部９１に記憶されていると判断されると（Ｓ４：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１０に移行する。一方、前記過負荷情報が記憶部９１に記憶されていないと判断されると（Ｓ４：Ｎｏ）、処理がステップＳ５に移行する。

＜ステップＳ５＞
ステップＳ５において、制御部５は、通常のトナー供給動作を実行する。そして、例えば、現像器３４に設けられたトナー濃度センサー（不図示）により現像器３４内のトナー量が十分になったことが検知されると、前記トナー供給動作は終了する。前記トナー供給動作が終了すると、処理がステップＳ１に戻る。

＜ステップＳ６＞
ステップＳ６において、制御部５は、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定されたことを示す過負荷情報を、当該トナーコンテナ３９の識別情報と対応付けて記憶部９１に記憶する。なお、前記識別情報としては、例えば、ＩＣタグ７９から読み出したシリアル番号を利用することができる。

＜ステップＳ７＞
ステップＳ７において、制御部５は、前記リトライ動作を実行する。具体的には、制御部５は、所定時間（例えば５００ｍｓ）停止→所定時間（例えば２００ｍｓ）逆転→所定時間（例えば５００ｍｓ）停止→所定時間（例えば２００ｍｓ）正転というサイクルを所定回数（例えば２０回）繰り返すように、モーター駆動部９２を介して駆動モーター６２を制御する。

＜ステップＳ８＞
ステップＳ８において、制御部５は、ステップＳ７のリトライ動作の結果、トナーコンテナ３９が過負荷状態から正常状態に変化したか否かを判断する。具体的には、制御部５は、ステップＳ３と同様にして、トナーコンテナ３９が過負荷状態であるか正常状態であるかを判定する。

ステップＳ８において、トナーコンテナ３９が過負荷状態から正常状態に変化したと判断されると（Ｓ８：Ｙｅｓ）、処理がステップＳ１０に移行する。一方、トナーコンテナ３９が依然として過負荷状態であると判断されると（Ｓ８：Ｎｏ）、処理がステップＳ９に移行する。

＜ステップＳ９＞
ステップＳ９において、制御部５は、操作表示部９０にエラーメッセージを表示する。前記エラーメッセージは、例えば、「トナーコンテナをよく振ってから再び装着して下さい。」というメッセージ、又は「サービスセンターに電話して下さい。」というメッセージである。そして、処理がステップＳ１に戻る。

なお、前記エラーメッセージを見たユーザーが、画像形成装置１０からトナーコンテナ３９を取り出して、よく振ってから画像形成装置１０に再装着した結果、トナーコンテナ３９が過負荷状態から正常状態に変化することがある。この場合には、前記ステップＳ１及びステップＳ２を経て、前記ステップＳ３においてトナーコンテナ３９が正常状態であると判断されて、さらに、前記ステップＳ４において過負荷情報が記憶部９１に記憶されていると判断されて、処理がステップＳ１０に移行する。

なお、前記過負荷情報は不揮発性の記憶部９１に記憶されるので、例えば、前記エラーメッセージを見たユーザーが画像形成装置１０からトナーコンテナ３９を取り出すときに、画像形成装置１０の電源がオフされた場合でも、前記過負荷情報は保持される。

＜ステップＳ１０＞
ステップＳ１０において、制御部５は、通常のトナー供給動作とともに、前記トナー排出動作を実行する。そして、例えば、現像器３４に設けられたトナー濃度センサー（不図示）により現像器３４内のトナー量が十分になったことが検知されると、前記トナー供給動作は終了する。

ところで、前記トナー排出動作では、その実行時間が長いほど、より多くの凝集トナーを排出することができる。しかしながら、前記トナー排出動作の実行時間が長いほど、消費電力が増えるとともに、画像形成処理が開始可能になるまでの待ち時間が長くなってしまう。よって、前記トナー排出動作の実行時間は、凝集トナーによって発生するトナー汚れの発生頻度が許容範囲に収まり、且つなるべく短い時間であることが望ましい。

図１０は、トナーの塊であるトナー凝集体を現像器３４の補給口８０Ｄに５０ｍｇ投入し、その後、前記トナー排出動作を行わずに、複数枚の用紙Ｓに白紙画像を連続印字したときに確認されたトナー汚れの発生個数を示す実験結果である。図１０に示すように、トナー凝集体を投入してから４〜８枚目の用紙Ｓにおいて複数のトナー汚れが確認された。また、２１枚目以降の用紙Ｓにおいては、１ｍｍ²以上のサイズのトナー汚れは確認されなかった。なお、本実施形態の現像器３４では、トナーが前記循環経路を１周するのに要する時間は、１３枚分の連続印字時間に相当する。よって、図１０に示す実験結果から、トナーが前記循環経路を略２周するのに要する時間だけ前記トナー排出動作を実行すれば、１ｍｍ²以上のトナー汚れ（すなわち、目立つトナー汚れ）の発生を抑制できることが分かる。

そこで、本実施形態では、ステップＳ１０において前記トナー供給動作が開始されてから、トナーが前記循環経路を略２周するのに要する時間が経過した時点で、前記トナー排出動作は終了する。そして、前記トナー供給動作及び前記トナー排出動作が終了すると、処理がステップＳ１１に移行する。

＜ステップＳ１１＞
ステップＳ１１において、制御部５は、記憶部９１に記憶されている過負荷情報を消去する。そして、処理がステップＳ１に戻る。

なお、前記ステップＳ３，Ｓ４，Ｓ８の処理は、制御部５の判定部５１によって実行される。前記ステップＳ５，Ｓ７，Ｓ１０の処理は、制御部５の動作制御部５２によって実行される。

以上のように、本実施形態によれば、判定部５１によりトナーコンテナ３９が過負荷状態から正常状態に変化したと判定された場合に、動作制御部５２が、前記トナー供給動作とともに前記トナー排出動作を実行する。よって、判定部５１によって高負荷状態であると一旦判定されたトナーコンテナ３９が、前記リトライ動作、又はユーザーにより振られることによって正常状態に変化した場合に、当該トナーコンテナ３９から現像器３４に供給される凝集トナーがトナー排出動作によって排出される。これにより、トナーコンテナ３９から供給される凝集トナーによる画像不良の発生が抑制される。

なお、前記トナー排出動作によって、凝集トナーが排出されるので、用紙上のトナー汚れは抑制できる。しかしながら、前記トナー排出動作によって排出される前の凝集トナーが、規制ブレード８５の先端部と磁気ローラー８２のローラー面との間のギャップに詰まる可能性がある。前記ギャップに凝集トナーが詰まると、凝集トナーが詰まった位置（用紙の幅方向における位置）においてトナーの供給量が減ってしまうため、例えばハーフ濃度画像やソリッド画像において白い縦筋が生じる可能性がある。そこで、このような画像不良を防止するために、動作制御部５２は、前記トナー排出動作の直後（すなわち、図９のステップＳ１０の直後）に、前記ギャップにおける凝集トナーの詰まりを解消するための詰まり解消動作を行うようにしてもよい。

前記詰まり解消動作としては、例えば、前記トナー排出動作の直後に、動作制御部５２が、以下で説明する２つの工程を順次実行することが考えられる。

第１工程では、動作制御部５２は、磁気ローラー８２及び現像ローラー８３に対して前記搬送バイアス及び前記現像バイアスが印加されていない状態で、磁気ローラー８２、第１攪拌スクリュー８１Ａ及び第２攪拌スクリュー８１Ｂを所定時間（例えば０．６秒間）だけ逆回転させる。これにより、もし前記ギャップに凝集トナーが詰まっていた場合には、当該凝集トナーが前記ギャップから第２攪拌スクリュー８１Ｂ側に回収される。

前記第１工程に続く第２工程では、動作制御部５２は、磁気ローラー８２及び現像ローラー８３に対して前記搬送バイアス及び前記現像バイアスが印加されていない状態で、磁気ローラー８２、第１攪拌スクリュー８１Ａ及び第２攪拌スクリュー８１Ｂを所定時間（例えば１．２秒間）だけ正回転させる。これにより、前記第１工程において第２攪拌スクリュー８１Ｂ側に回収された凝集トナーが現像剤とともに撹拌されて、凝集トナーが解される。よって、前記第１工程において第２攪拌スクリュー８１Ｂ側に回収された凝集トナーが前記ギャップに再度詰まることを抑制することができる。

なお、発明者による実験では、前記第１工程において、磁気ローラー８２を１周以上逆回転させることによって、前記ギャップにおける凝集トナーの詰まりが十分に解消されることが確認された。

また、前記第２工程において、磁気ローラー８２を３周以上正回転させることによって、前記第１工程において第２攪拌スクリュー８１Ｂ側に回収された凝集トナーが前記ギャップに再度詰まることが十分に抑制されることが確認された。

［変形例］
なお、本実施形態では、コンテナ駆動ユニット６０による第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転駆動が開始されてから予め定められた時間が経過しても回転検知部６５により第１攪拌パドル７３及び第２攪拌パドル７４の回転が検知されない場合に、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定されるが、本発明はこれに限定されない。他の実施形態では、判定部５１は、駆動モーター６２に流れる電流が予め定められた閾値以上である場合に、トナーコンテナ３９が過負荷状態であると判定してもよい。

また、本実施形態では、トナーと磁性キャリアとを主要成分とする２成分現像剤を用いて感光体ドラム３１の静電潜像を現像する現像器３４が用いられているが、本発明はこれに限定されない。他の実施形態では、１成分現像剤を用いて感光体ドラム３１の静電潜像を現像する現像器が用いられてもよい。

また、本実施形態では、前記過負荷情報が記憶部９１に記憶されるが、他の実施形態では、前記過負荷情報がＩＣタグ７９に記憶されてもよい。これにより、前記過負荷情報とトナーコンテナ３９との対応関係が明確になる。また、例えば、或る画像形成装置１０において過負荷状態であると判定されたトナーコンテナ３９を、ユーザーがよく振ってから別の画像形成装置１０に装着した場合でも、前記トナー排出動作を確実に行うことができる。

また、本実施形態では、モノクロ画像を生成する画像形成装置１０を例示しているが、本発明はこれに限定されず、カラー画像を生成する画像形成装置にも本発明を適用することができる。この場合、互いに異なる色のトナーを収納する複数のトナーコンテナの各々について、図９に示したトナー供給処理が個別に実行される。

３ 画像形成部
５ 制御部
１０ 画像形成装置
３０ クリーニングブレード
３１ 感光体ドラム
３２ 帯電器
３３ ＬＳＵ
３４ 現像器
３５ 転写ローラー
３６ 除電器
３９ トナーコンテナ
６０ コンテナ駆動ユニット
６２ 駆動モーター
６５ 回転検知部
７０ 排出口
７１ 搬送スクリュー
７３ 第１攪拌パドル
７４ 第２攪拌パドル
８２ 磁気ローラー
８３ 現像ローラー

Claims (11)

1. トナーを収容し、トナーを攪拌する攪拌部材を有するトナー収納容器と、
   前記攪拌部材を回転駆動する駆動部と、
   表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   前記トナー収納容器から供給されるトナーを用いて前記像担持体上の静電潜像を現像する現像器と、
   前記像担持体上のトナーを除去する清掃部材と、
   前記駆動部による回転駆動時の前記攪拌部材の状態に基づいて前記トナー収納容器が過負荷状態であるか正常状態であるかを判定する判定部と、
   前記判定部により前記トナー収納容器が前記過負荷状態から前記正常状態に変化したと判定された場合に、前記トナー収納容器から前記現像器にトナーが供給されるトナー供給動作とともに、前記現像器内の凝集トナーが前記現像器から前記像担持体に搬送されて前記清掃部材により除去されるトナー排出動作を実行する動作制御部と、
   を備える画像形成装置。
2. 前記現像器によって現像された前記像担持体上のトナー像を被転写体に転写する転写部を更に備え、
   前記現像器は、前記像担持体に対向して配置された現像ローラーを含み、
   前記トナー排出動作では、画像形成動作時の現像バイアスが前記現像ローラーに印加され、前記像担持体の表面が画像形成動作時の静電潜像形成前の帯電電位に一様に帯電され、且つ画像形成動作時と逆向きの転写バイアスが前記転写部材に印加された状態で、前記現像ローラー及び前記像担持体が駆動される、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記動作制御部は、前記判定部により前記トナー収納容器が前記過負荷状態であると判定された場合に、前記駆動部により前記攪拌部材を繰り返し正逆回転させるリトライ動作を実行し、前記リトライ動作の実行後に前記判定部により前記トナー収納容器が前記正常状態であると判定された場合に、前記トナー供給動作とともに前記トナー排出動作を実行する、
   請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記攪拌部材の回転を検知する回転検知部を更に備え、
   前記判定部は、前記駆動部による前記攪拌部材の回転駆動が開始されてから予め定められた時間が経過しても前記回転検知部により前記攪拌部材の回転が検知されない場合に、前記トナー収納容器が前記過負荷状態であると判定する、
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記駆動部は駆動モーターを含み、
   前記判定部は、前記駆動モーターに流れる電流が予め定められた閾値以上である場合に、前記トナー収納容器が前記過負荷状態であると判定する、
   請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記現像器は、前記トナー収納容器から供給されたトナーが磁性キャリアと一緒に攪拌されつつ搬送される循環経路を含み、
   前記動作制御部は、トナーが前記循環経路を略２周するのに要する時間だけ前記トナー排出動作を実行する、
   請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記判定部の判定結果を示す判定結果情報を前記トナー収納容器の識別情報と対応付けて不揮発的に記憶する判定結果記憶部を更に備える、
   請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記現像器は、
   前記像担持体に対向して配置され、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラーと、
   現像ローラーに対向して配置され、トナー及び磁性キャリアを含む現像剤を担持し、前記現像ローラーにトナーを供給する磁気ローラーと、
   前記磁気ローラー上の前記現像剤の層厚を規制する規制ブレードと、を含み、
   前記動作制御部は、前記トナー排出動作の実行後に、前記規制ブレードと前記磁気ローラーとの間のギャップにおける凝集トナーの詰まりを解消する詰まり解消動作を実行する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
9. 前記詰まり解消動作では、前記磁気ローラーが逆回転された後に、前記磁気ローラーが正回転される、
   請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記詰まり解消動作では、前記磁気ローラーが１周以上逆回転される、
    請求項９に記載の画像形成装置。
11. 前記詰まり解消動作では、前記磁気ローラーが３周以上正回転される、
    請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。

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