JP2019040093A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構成で、トナーの補給口用のシャッタの開状態が不十分なままトナー補給動作が繰り返されることを回避可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】容器モータ６０４は、ＣＷ方向へ回転することでシャッタを開方向へ駆動する開動作を実施する。シャッタが開状態になった後、容器モータ６０４は、ＣＷ方向へ回転することでトナー容器Ｔａを回転駆動して現像器１００ａへトナーを補給させる補給動作を実施でき、ＣＣＷ方向へ回転することでトナー容器Ｔｂを回転駆動して現像器１００ｂへトナーを補給させる補給動作を実施できる。シャッタ開動作を実施した後における現像器１００ｂへの初回のトナー補給動作において取得した回転センサ２０３ｂの検知結果に基づいて、ＣＰＵ６０１は、容器モータ６０４を再びＣＷ方向へ回転させシャッタを開方向へ駆動する追加開動作を実施するか否かを制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、現像器の補給口を開閉するシャッタを有する画像形成装置に関する。

従来、複写機、レーザビームプリンタ、マルチファンクションプリンタ等の、トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置は、画像を現像するための現像器内にトナーを有する。現像器内のトナーが減少すると、トナーを収容するトナー容器から現像器にトナーが補給される。トナー容器からバッファ等を介さずに直接、現像器にトナーが補給される画像形成装置が知られている（特許文献１）。また、複数の現像器を備えるカラー画像形成装置において、複数のトナー容器を１つのモータで選択的に駆動して、各現像器に対応する色のトナーを補給する構成も知られている（特許文献２）。

特開平４−３３６５７１号公報 特開２００７−１６３６２２号公報

使用開始時の利便性向上のため、工場からの画像形成装置の出荷時点で現像器やトナー容器が画像形成装置に装着されていることがある。ところが、輸送時の振動等により、トナー容器から現像器に意図しないトナー補給が行われる可能性がある。そこで、画像形成装置には、トナー容器のトナー排出口と現像器のトナー補給口とを連結するトナー補給経路を遮断するシャッタを備えることが必要となる。

画像形成装置の出荷時には、シャッタがトナー補給経路を塞いでいることで、輸送時の意図しないトナー補給を防止する。シャッタは、画像形成装置を最初に使用する際に開状態にされる。シャッタを開閉駆動するモータは、トナー容器を回転駆動するトナー補給用のモータと兼用されることが一般的である。このような構成の場合、モータを所定の方向に一定量回転させることでシャッタが開状態となる。シャッタが開状態となった以降は、モータの回転によりトナーの補給動作が実施される。補給の必要性に応じてモータの回転方向を切り替えることで、必要な現像器にトナーを補給できる。

しかしながら、トナー容器の不適切な装着等に起因して、シャッタを開状態にする動作をしてもシャッタが十分に開状態とならないという現象が生じるおそれがある。シャッタが十分に開状態になっていないままトナーの補給動作が実施されると、適切な量のトナー補給が行われない。すると、トナー補給による補給量が不十分となり、適切な画像形成を行えなくなる。なお、シャッタの開閉状態を検知するセンサを設ければ、シャッタの不十分な開状態に起因する不適切な画像形成を抑止できるが、構成が複雑化し、コストアップにもつながる。

本発明は、簡単な構成で、トナーの補給口用のシャッタの開状態が不十分なままトナー補給動作が繰り返されることを回避することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、感光体と、静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、補給口を有し、前記感光体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、前記現像手段の前記補給口に設けられたシャッタと、前記現像手段へ補給するためのトナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部と、駆動伝達機構を介して前記装着部に装着されたトナー容器を回転する駆動手段と、前記装着部に装着されたトナー容器の回転を検知する検知手段と、前記駆動手段を前記検知手段の検知結果に基づいて制御する制御手段と、を有し、前記制御手段は、前記装着部に装着されたトナー容器を回転して前記現像手段へトナーを補給する補給動作を実行する場合、前記駆動手段を所定の方向へ回転し、前記制御手段は、前記シャッタを開方向へ移動する開動作を実施する場合、前記駆動手段を前記所定の方向とは逆の他の方向へ回転し、前記駆動伝達機構は、前記駆動伝達機構が前記補給口の開放された開放状態となるまで、前記駆動手段による前記装着部に装着されたトナー容器の回転を禁止し、前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後の初回の補給動作において、前記検知手段によって前記装着部に装着されたトナー容器の回転を検知し、前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後に前記駆動手段を再び前記他の方向へ回転するか否かを、前記初回の補給動作における前記検知手段の検知結果に基づいて制御することを特徴とする。

本発明によれば、簡単な構成で、トナーの補給口用のシャッタの開状態が不十分なままトナー補給動作が繰り返されることを回避することができる。

画像形成装置の構成図である。 １つのトナー容器の外観図、内部構造を示す図である。 トナー容器を装着部の側から見た図である。 トナー容器を装着部の側から見た図である。 １つの現像器の内部構成を示す図、トナーの補給経路の模式図である。 駆動伝達機構の模式図である。 制御基板のブロック図である。 シャッタ開動作及びトナー補給動作のタイミングチャートである。 シャッタ開状態の誤判定の発生例を示す、シャッタ開動作及びトナー補給動作のタイミングチャートである。 トナー補給動作を含む画像形成処理のフローチャートである。 シャッタ開動作制御の処理のフローチャートである。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成図である。この画像形成装置２００は、それぞれ異なる色の画像を形成するための複数の画像形成部Ｐ（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ）を備える。画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄはそれぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナー像を形成する。画像形成装置２００の本体には、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄに対応する色の現像剤（以下、トナーと称する）を収容するトナー容器Ｔ（Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ）が着脱自在に設けられる。トナー容器Ｔａはイエローのトナーを収容し、画像形成部Ｐａにイエローのトナーを補給する。トナー容器Ｔｂはマゼンタのトナーを収容し、画像形成部Ｐｂにマゼンタのトナーを補給する。トナー容器Ｔｃはシアンのトナーを収容し、画像形成部Ｐｃにシアンのトナーを補給する。トナー容器Ｔｄはブラックのトナーを収容し、画像形成部Ｐｄにブラックのトナーを補給する。

画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは互いに同様の構成である。画像形成部Ｐは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像を形成するものに限定されず、他の色のトナー像を形成する画像形成部であってもよい。なお、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの並びはこの限りでない。画像形成部Ｐの各々は、感光体１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、帯電器２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、現像器１００（１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ）、及びドラムクリーナ６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）を備える。画像形成部Ｐの各々の周囲には、露光手段である露光器３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）及び一次転写部４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）が設けられる。以降、各色に対応する構成要素を色ごとに区別しないときは同じ符号を用い、区別するときは符号の後にａ、ｂ、ｃ、ｄを付す。

感光体１はドラム型であり、金属ローラの表面に感光層を備える。感光体１は、画像形成時に矢印Ａ方向に回転する。帯電器２は、感光体１の表面を一様に帯電させる。表面が帯電した感光体１は、対応する色の画像を表す画像データに基づいて露光器３から照射されるレーザ光により走査される。これにより感光体１の表面に対応する色の画像の静電潜像が形成される。現像器１００は、静電潜像をトナーにより現像することで、感光体１にトナー像を形成する現像手段である。現像器１００は内部のトナー濃度を検知する濃度センサ８０（図７で後述）を備える。濃度センサ８０による検知の結果、トナー濃度が低下している場合、現像器１００には対応するトナー容器Ｔからトナーが補給される。現像器１００の内部には、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、或いは磁性トナーや非磁性トナーのみの一成分現像剤が収容される。本実施の形態では、二成分現像剤を用いるとする。

画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの上方には中間転写ベルト７が設けられる。一次転写部４は、中間転写ベルト７を挟んで、対応する画像形成部Ｐに対向する位置に設けられる。感光体１と一次転写部４との間には一次転写ニップ部が形成される。中間転写ベルト７は、一次転写ニップ部を通過する際に、感光体１に形成されたトナー像が転写される。トナー像の転写後に感光体１に残ったトナーは、ドラムクリーナ６により除去される。中間転写ベルト７は、二次転写内ローラ８、従動ローラ１７、テンションローラ１８、１９に掛け回される無端ベルトである。中間転写ベルト７が、二次転写内ローラ８の回転に応じて矢印Ｂ方向に回転すると、中間転写ベルト７上に転写されたトナー像は矢印Ｂ方向に搬送される。中間転写ベルト７を挟んで二次転写内ローラ８に対向する位置には、二次転写ローラ９が配設される。二次転写内ローラ８と二次転写ローラ９との間には転写ニップ部である二次転写部Ｔ２が形成される。中間転写ベルト７及びシート等の記録材Ｓが二次転写部Ｔ２を通過する際に、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が記録材Ｓに転写される。トナー像の転写後に中間転写ベルト７に残ったトナーは、ベルトクリーナ１１により除去される。

記録材Ｓは、カセット部６０に収納されており、中間転写ベルト７に形成されたトナー像が二次転写部Ｔ２に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写部Ｔ２に搬送される。まず、カセット部６０に収納された記録材Ｓは、給紙ローラ６１により給紙され、レジストレーションローラ対６２に向けて搬送パスを搬送される。レジストレーションローラ対６２は、記録材Ｓの斜行補正等を行った後に、記録材Ｓが二次転写部Ｔ２において中間転写ベルト７上のトナー像と接触するタイミングで、記録材Ｓを搬送する。二次転写部Ｔ２でトナー像が転写された記録材Ｓは定着器１３に搬送される。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。定着器１３は、対向する２つのローラにより形成された定着ニップ内で、通過する記録材Ｓに所定の圧力と熱量を与えて、記録材Ｓ上にトナー像を溶融固着させる。トナー像が定着された記録材Ｓは排紙ローラ対６４により排紙トレイ６３に排出される。画像形成装置２００の各部の動作制御は、内蔵する制御基板６００により行われる。

図２（ａ）は、１つのトナー容器Ｔの外観図である。図２（ｂ）、（ｃ）は、トナー容器Ｔの内部構造を示す図である。トナー容器Ｔの各々の基本構成は共通であるので、トナー容器Ｔの１つを説明する。トナー容器Ｔはキャップ部２２２を有する。図２（ｂ）、（ｃ）ではキャップ部２２２を外した状態が示されている。トナー容器Ｔは伸縮するポンプ部２１０を有する。図２（ｂ）はポンプ部２１０が最大限伸張された状態を示し、図２（ｃ）はポンプ部２１０が最大限圧縮された状態を示す。

トナー容器Ｔは、主として、トナーを収容する収容部２０７、容器モータ６０４から回転駆動力が伝達される駆動伝達部２０６、及び排出部２１２を備える。排出部２１２はトナーを排出する排出口２１１を有する。トナー容器Ｔは、トナーを排出口２１１から排出するためのポンプ部２１０を伸縮させる往復動部材２１３を備える。駆動伝達部２０６は、凸部２２０及びカム溝２１４を有する。カム溝２１４は、トナー容器Ｔの駆動伝達部２０６が回転する回転方向において駆動伝達部２０６の一周に亘って形成されている。収容部２０７は駆動伝達部２０６に連結されている。カム溝２１４及び凸部２２０は駆動伝達部２０６と一体に回転する。駆動手段としての容器モータ６０４が駆動ギアを介してトナー容器Ｔの駆動伝達部２０６に回転駆動力を伝達することによって、駆動伝達部２０６及び収容部２０７が回転する。収容部２０７の内部には、内周側に凸の凸部２０５が螺旋状に形成されている。凸部２０５は収容部２０７の回転に伴って収容部２０７内のトナーを排出口２１１に向けて搬送する。

トナー容器Ｔは、画像形成装置２００の装着部１０８ｘ（図５（ｂ）参照）に対して装着可能（着脱自在）であり、装着部１０８ｘに装着されて使用される。キャップ部２２２は、装着部１０８ｘによって回転が規制されるので、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３もキャップ部２２２と同様に、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しないように規制されている。キャップ部２２２の内側には、回転規制溝２１５（図３、図４）が形成されている。往復動部材２１３と回転規制溝２１５との係合により、回転規制溝２１５は、駆動伝達部２０６の回転によって往復動部材２１３が回転することを規制する。往復動部材２１３は、ポンプ部２１０に接続されると共に、往復動部材２１３が有する爪部２１３ａが駆動伝達部２０６のカム溝２１４と係合する。これにより、駆動伝達部２０６が回転することに応じて、往復動部材２１３が回転を規制された状態で爪部２１３ａがカム溝２１４に沿って移動する。従って、往復動部材２１３は、駆動伝達部２０６の回転に伴って、駆動伝達部２０６の回転軸の軸線方向、すなわち、矢印Ｘ方向及びその反対方向に往復動する。

ポンプ部２１０は、伸縮動作に伴って自身の容積が可変する樹脂製の蛇腹状のポンプである。ポンプ部２１０は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナー容器Ｔの長手方向に沿って交互に繰り返し並んでいる。往復動部材２１３はポンプ部２１０と連結されているので、往復動部材２１３が往復動することによってポンプ部２１０は伸長と圧縮を交互に繰り返す。往復動部材２１３が矢印Ｘ方向に移動することによりポンプ部２１０が伸長する。そして、ポンプ部２１０が伸長することによりトナー容器Ｔの内圧が低下し、排出口２１１から空気が吸い込まれ、排出部２１２内のトナーを解す。次に、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向と逆方向に移動することによりポンプ部２１０が圧縮される。そして、ポンプ部２１０が圧縮されることによりトナー容器Ｔの内圧が上昇し、排出口２１１に堆積したトナーが排出口２１１からトナー搬送路（不図示）を通って現像器１００に供給される。

キャップ部２２２は、トナー容器Ｔの装着方向（矢印Ｍ方向）の奥側に突起２２２ａを有する。画像形成装置２００に設けられているボトルセンサ２２１（図２（ａ））は、トナー容器Ｔが装着部１０８ｘに装着されたことを検出する。トナー容器Ｔが装着部１０８ｘに装着された場合、ボトルセンサ２２１がキャップ部２２２の突起２２２ａを検出することで、ボトルセンサ２２１が、トナー容器Ｔが装着されていることを示す信号をＡＳＩＣ６０２（図７で後述）へ出力する。さらに、キャップ部２２２は、排出口２１１を封止するシール部材２２２ｂを備えている。このシール部材２２２ｂにより排出口２１１が封止されていれば、トナー容器Ｔ内のトナーが排出口２１１から漏れ出すことを防止できる。なお、トナー容器Ｔが装着部１０８ｘに装着される前にユーザがシール部材２２２ｂを除去することによって、トナー容器Ｔの排出口２１１が開放される。

トナー容器Ｔは１回転する間に補給動作を２回行う。１回のトナー補給動作は、ポンプ部２１０が最大圧縮している状態から開始し、ポンプ部２１０を伸長させ、その後に圧縮させ、ポンプ部２１０が最大圧縮した状態で終了する。カム溝２１４には、２つのピーク領域２１４ａと２つの谷領域２１４ｂとが、カム溝２１４の形成方向において、谷→ピーク→谷→ピークの順番で形成されている。往復動部材２１３の爪部２１３ａが係合しているカム溝２１４の位置がピーク領域２１４ａであるとき、ポンプ部２１０が最大伸長状態である（図２（ｂ））。往復動部材２１３の爪部２１３ａが係合しているカム溝２１４の位置が谷領域２１４ｂであるとき、ポンプ部２１０が最大圧縮状態である（図２（ｃ））。

トナー容器Ｔの回転を検知する検知手段としての回転センサ２０３について、図３、図４を用いて説明する。図３、図４は、トナー容器Ｔを装着部１０８ｘの側から見た図である。図３、図４はそれぞれ、回転センサ２０３がハイレベル、ローレベルの信号を出力している状態を示している。

詳細は図示しないが、回転センサ２０３は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とを有する光学センサである。フラグ２０４は自重によってトナー容器Ｔの駆動伝達部２０６の外周面に接触する。フラグ２０４は、駆動伝達部２０６の軸心方向においては凸部２２０の形成領域と重なる位置に配置される。駆動伝達部２０６が回転すると、フラグ２０４は、駆動伝達部２０６の凸部２２０に押されて回転軸２０４ａを中心に回動し、発光部からの光を遮光する。従って、回転センサ２０３によって、フラグ２０４が凸部２２０に接触しているか否かを検知することができる。これにより回転センサ２０３は、トナー容器Ｔの回転位置を検知することができる。

図３は、駆動伝達部２０６の回転方向（図３の時計方向）において凸部２２０と異なる領域にフラグ２０４が当接している様子を示している。フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置していないので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができる。本実施の形態においては、フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置していなければ、受光部の受光光量が閾値以上となる。ここで、回転センサ２０３は、受光部に受光される光の受光光量が閾値以上であればハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力し、受光部に受光される光の受光光量が閾値未満であればローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。フラグ２０４が凸部２２０以外の領域に接触している場合、回転センサ２０３はハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）をＡＳＩＣ６０２（図７）に出力する。一方、図４は、フラグ２０４が凸部２２０に当接している様子を示している。この場合、フラグ２０４が発光部と受光部の間に位置しているので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができない。つまり、受光部の受光光量は閾値未満となる。フラグ２０４が凸部２２０に接触している場合、回転センサ２０３はローレベルの信号（論理‘Ｌ’）をＡＳＩＣ６０２（図７）に出力する。

トナー容器Ｔの回転方向における凸部２２０の前端がフラグ２０４を押し上げると回転センサ２０３の出力がローレベルとなる。凸部２２０がフラグ２０４を押し上げている間、回転センサ２０３はローレベルを出力し続ける。その後、フラグ２０４との当接位置が回転方向における凸部２２０の後端を過ぎるタイミングでフラグ２０４の押し上げが解除され、回転センサ２０３の出力がハイレベルとなる。往復動部材２１３の爪部２１３ａが谷領域２１４ｂに係合している状態が、ポンプ部２１０の最大圧縮状態に対応する。最大圧縮状態から、爪部２１３ａがピーク領域２１４ａに係合するまでの行程が伸長行程である。爪部２１３ａがピーク領域２１４ａに係合した最大伸長状態から爪部２１３ａが谷領域２１４ｂに係合するまでの行程が圧縮行程である。補給動作後、ポンプ部２１０が最大限圧縮された状態でトナー容器Ｔの回転が停止するように、カム溝２１４の谷領域２１４ｂ及びピーク領域２１４ａが形成されている。

すなわち、回転センサ２０３の出力がローレベルからハイレベルに切り替わったタイミングで、容器モータ６０４によるトナー容器Ｔの回転駆動が停止する。しかし、トナー容器Ｔは慣性を有するため駆動停止後も惰性で少し回転する。そこで、トナー容器Ｔの回転が停止する時点で爪部２１３ａが谷領域２１４ｂに位置するように、ピーク領域２１４ａ及び谷領域２１４ｂと凸部２２０との位置関係が設定されている。カム溝２１４の形成方向（駆動伝達部２０６の略円周方向）における長さについては、谷領域２１４ｂの方がピーク領域２１４ａより長い。これにより、ポンプ部２１０が最大限圧縮されていない状態で停止する可能性が低減されている。

トナー容器Ｔの回転速度制御を説明する。容器モータ６０４としてＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）が採用されている。容器モータ６０４がトナー容器Ｔを回転駆動する場合、トナー容器Ｔの回転速度がトナー容器Ｔの重量に応じて変動してしまう。例えば、トナー容器Ｔに収容されたトナーの量が少ないとトナー容器Ｔは軽くなる。すると、所定のＰＷＭ設定値に基づき駆動された容器モータ６０４がトナー容器Ｔを回転させた場合、トナー容器Ｔの回転速度が目標速度よりも速くなる。トナー容器Ｔから現像器１００に補給されるトナーの量（補給量）は、トナー容器Ｔの内圧が変化する速度に応じた値となることが実験によって分かっている。つまり、トナー容器Ｔの重量が減少することによってトナー容器Ｔの回転速度が目標速度よりも速くなった場合、トナー容器Ｔの補給量が、目標とする補給量よりも増加してしまう。例えば、トナー容器Ｔの回転速度が１２０［ｒｐｍ］の場合のトナー排出量は、トナー容器Ｔの回転速度が３０［ｒｐｍ］の場合のトナー排出量に対して４０［％］増加する。トナー容器Ｔから直接、現像器１００にトナーを補給する構成において、トナー排出量が４０［％］も変化した場合、印刷物の濃度が変化してしまう可能性がある。

トナーの補給量は、ポンプ部２１０を圧縮する際の回転速度の影響を受ける。そこで、本実施の形態では、ポンプ部２１０が圧縮を開始するまでにＤＣモータが目標回転速度で安定するように、開始状態（すなわち、各回のトナー補給の終了状態）の位置が設計されている。具体的には、トナー容器Ｔの回転停止時に爪部２１３ａが谷領域２１４ｂに位置する。さらに、本実施の形態では、画像形成装置２００は、トナー容器Ｔの回転速度をフィードバック制御することにより、トナー容器Ｔの重量の変化に応じたトナー容器Ｔの回転速度の変化を低減させる。フィードバック制御を高精度に行うためには、トナー容器Ｔの回転速度を高精度に測定することが重要である。ＤＣモータは、目標回転速度までの立ち上がり及び停止において時間がかかるという特性を有する。従って、ＤＣモータが目標回転速度で安定しているタイミングを検出し、回転速度を測定する必要がある。上述したように、ポンプ部２１０が圧縮を開始するまでにＤＣモータが目標回転速度で安定するように設計されている。画像形成装置２００は、ポンプ部２１０が圧縮処理しているタイミングで回転速度を測定する。

以下、容器モータ６０４の回転速度が目標速度となるように、後述のＡＳＩＣ６０２（図７）が容器モータ６０４の回転駆動を制御する回転速度制御処理を説明する。なお、このＡＳＩＣ６０２は、現像器１００内のトナーの量が所定量よりも低下した場合にトナー容器Ｔから現像器１００にトナーを補給する補給動作を実施する。ＡＳＩＣ６０２は、容器モータ６０４の回転駆動が開始された後、回転センサ２０３からローレベルの信号（論理‘Ｌ’）が出力された時間を計測する。カウント値Ｔｎは、回転センサ２０３からローレベルが継続して出力された時間を計測した値である。ここで、回転センサ２０３から出力された信号がローレベルとなっている期間は、トナー容器Ｔの回転に伴ってフラグ２０４が凸部２２０に当接していた期間に相当する。回転センサ２０３の出力信号がローレベルからハイレベルに変化すると、ＡＳＩＣ６０２はトナー容器Ｔから現像器１００にトナーを補給する補給動作が１回（１ブロック）実施されたと判定し、容器モータ６０４を停止させる。ＡＳＩＣ６０２は、容器モータ６０４を駆動するためのＰＷＭ設定値をカウント値Ｔｎに基づき補正し、回転速度制御処理を終了する。

ＡＳＩＣ６０２は以下のようにＰＷＭ設定値を補正する。ＡＳＩＣ６０２はまず、カウント値Ｔｎから今回の補給動作の回転速度Ｖ（ｎ）を求める。カウント値Ｔｎはフラグ２０４が凸部２２０に当接していた時間を示す。凸部２２０の周長は既知であるので、カウント値Ｔｎに基づき、今回の補給動作の回転速度Ｖ（ｎ）を求めることができる。次に、ＡＳＩＣ６０２は、次の式１に基づきＰＷＭ設定値の補正値Ｄ（ｎ＋１）を算出する。
Ｄ（ｎ＋１）＝Ｄ（ｎ）＋Ｋｉ＊（Ｖｔｇｔ−Ｖ（ｎ））・・・（式１）

ここで、Ｄ（ｎ）は現在のＰＷＭ設定値、Ｋｉは比例定数、Ｖｔｇｔは目標回転速度である。ＰＷＭ設定値の補正値Ｄ（ｎ＋１）は、メモリ６０７（図７）等に記憶され、次回の補給動作の際に使用される。このように、ＡＳＩＣ６０２は、回転センサ２０３の出力がローレベルである期間に基づいて容器モータ６０４の回転速度を制御するＰＷＭ設定値を補正することで、トナー容器Ｔの回転速度を目標の回転速度に制御する。これにより、トナー容器Ｔのトナー排出量を安定させることができる。

図５（ａ）は、１つの現像器１００の内部構成を示す図である。図５（ｂ）は、トナー容器Ｔから現像器１００へつながるトナーの補給経路の模式図である。現像器１００の各々は構成が共通するので１つを説明する。

図５（ａ）に示すように、現像器１００は、隔壁１０７により第１の収容室１０５及び第２の収容室１０６に仕切られる。第１の収容室１０５には撹拌スクリュー１０３が設けられる。第２の収容室１０６には撹拌スクリュー１０２が設けられる。現像器１００の、感光体１に対向する位置には、円筒形状の現像スリーブ１０１が設けられる。現像器１００は、トナー容器Ｔから補給されるトナーを収容するトナー散らし部１０４を備える。トナー散らし部１０４に収容されたトナーは、撹拌スクリュー１０３により撹拌されながら第１の収容室１０５に搬送される。第１の収容室１０５に搬送されたトナーは、撹拌スクリュー１０２により撹拌されながら第２の収容室１０６に搬送される。第２の収容室１０６に搬送されたトナーは現像スリーブ１０１に供給される。現像スリーブ１０１は、トナーを感光体１に供給する。撹拌スクリュー１０２、１０３は、後述のスクリューモータ６０８（図７）から駆動力を供給される。

図５（ｂ）に示すように、画像形成装置２００の本体には、補給経路であるガイド１０８が設けられる。ガイド１０８の一部である装着部１０８ｘが、画像形成装置２００におけるトナー容器Ｔが装着される部位となる。なお、装着部はガイド１０８の一部に限定されず、画像形成装置２００における他の箇所でもよい。従って、現像器１００にトナーを補給可能な状態にトナー容器Ｔを保持する部位が装着部であってもよい。現像器１００に装着されたトナー容器Ｔから、ガイド１０８を介して現像器１００のトナー散らし部１０４にトナーが補給される。

１回のトナー補給動作によりトナー容器Ｔからトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、高濃度画像の画像形成時でも現像器１００内のトナー濃度が十分に保たれる量に設定される。トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量は、撹拌スクリュー１０２、１０３の形状や回転速度に応じて決まる。撹拌スクリュー１０２、１０３が高速回転するとトナー劣化を早めることから、撹拌スクリュー１０２、１０３を過度に高い速度で回転させることはできない。１回のトナー補給動作によりトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量よりも多く設定される。

ガイド１０８の現像器１００側には、補給口用のシャッタ４００が設けられる。現像器１００の各々には、対応するトナー容器Ｔからトナーの補給を受けるための補給口１００ｘが形成されている。シャッタ４００は、２つの現像器１００に対して１つ設けられる。具体的には、現像器１００ａ、１００ｂの補給口１００ｘの双方を開閉するシャッタ４００が１つ設けられ、現像器１００ｃ、１００ｄの補給口１００ｘの双方を開閉するシャッタ４００が１つ設けられる。

シャッタ４００は、画像形成装置２００の輸送時の振動等で、トナー容器Ｔから現像器１００へ意図しないトナー補給が行われることを防止する。シャッタ４００は、トナー容器Ｔ側ではなく、画像形成装置２００側に設けられており、容器モータ６０４により駆動されて補給口１００ｘを開閉する構成となっている。画像形成装置２００の製品としての出荷時点で、トナー容器Ｔがそれぞれの装着部１０８ｘに装着されていると共に、シャッタ４００は対応する２つの補給口１００ｘを塞いでいる。そして、ユーザにおける画像形成装置２００の使用開始時に、後述するシャッタ開動作によってシャッタ４００が開き２つの補給口１００ｘを開放する。例えば、ユーザにより不図示の操作パネルから、画像形成装置２００のイニシャライズを実行するための指示が入力された場合、ＣＰＵ６０１（図７）がシャッタ４００を開方向へ移動するための開動作を実行する。シャッタ４００は初回の開動作によって適切に開状態となると、それ以降開状態を維持し、閉じることはない。

ところで、画像形成装置２００の製品としての出荷時点で、トナー容器Ｔには所定濃度（例えば現像剤の重量に対するトナーの重量比Ｔ／Ｄ比で１０％）のトナーが収容されている。このトナーは、トナー濃度を検知する濃度センサ８０の出力補正の初期動作に使用される。濃度センサ８０の個体差によってセンサ出力にばらつきが生じ、誤差が生じ得る。その誤差を是正するために、画像形成装置２００は、初期動作において、濃度センサ８０の出力を示す濃度値と上記所定濃度とに基づいて補正値を求める。以降、画像形成装置２００の使用時には、濃度センサ８０の出力は補正値によって補正される。

次に、駆動伝達機構について図６（ａ）〜（ｄ）で説明する。図６（ａ）、（ｂ）は、シャッタ４００が閉状態、開状態となっているときの模式図である。図６（ｃ）は、図６（ａ）に示す駆動伝達機構を矢印Ｆと反対方向から見た模式図である。図６（ｄ）は、図６（ｃ）に示す駆動伝達機構を矢印Ｆと反対方向から見た模式図である。図６（ｃ）、（ｄ）ではギアＧ１〜Ｇ４の図示を省略している。

駆動伝達機構は、軸ＷＧ、筒状部材４０１、ギアＧ１〜Ｇ４を有する。ギアＧ３、Ｇ４は振り子ギアである。ギアＧ３、Ｇ４は一体に回転する。ギアＧ２はトナー容器Ｔを回転駆動するためのギアである。ギアＧ３、Ｇ４には係合部４０３が固定されている。軸ＷＧにはネジ山が形成され、軸ＷＧは容器モータ６０４により回転駆動される。筒状部材４０１は、シャッタ４００に固定され、筒状部材４０１にはネジ溝が形成されている。容器モータ６０４によって軸ＷＧがＲ１方向へ回転すると、軸ＷＧのネジ山と筒状部材４０１のネジ溝との作用により筒状部材４０１が矢印Ｆ方向へ移動し、シャッタ４００が開方向に駆動される。すなわち、軸ＷＧと筒状部材４０１とは容器モータ６０４の回転力をシャッタ４００の移動力へ変換する。

また、筒状部材４０１には溝部４０２が形成されており、溝部４０２にはギアＧ３、Ｇ４の係合部４０３が嵌まっている。筒状部材４０１が矢印Ｆ方向へ移動することで、係合部４０３が溝部４０２から外れると、ギアＧ３、Ｇ４が図６（ｄ）に示すように矢印方向へ倒れる。この状態から、トナー補給のために容器モータ６０４はギアＧ１をＣＷ方向（第１の方向）へ回転させる。容器モータ６０４の回転方向としては、ＣＷ方向はＲ１方向と同じである。図６（ａ）に示すように、係合部４０３が溝部４０２に嵌まっている状態では、ギアＧ１はギアＧ２と連結されていない。ところが、ギアＧ３、Ｇ４が倒れるとギアＧ３がギアＧ１と連結されると共に、ギアＧ４がギアＧ２と連結される。すると、ギアＧ１の回転がギアＧ３、Ｇ４を介してギアＧ２に伝わるようになる。それにより、容器モータ６０４がトナー容器Ｔを回転駆動することが可能となる。つまり、ギアＧ３とギアＧ１とが連結されておらず、且つ、ギアＧ４とギアＧ２とが連結されていない場合、容器モータ６０４がギアＧ１をＣＷ方向へ回転してもトナー容器Ｔａは回転しない。さらに、ギアＧ３とギアＧ１とが連結されておらず、且つ、ギアＧ４とギアＧ２とが連結されていない場合、容器モータ６０４がギアＧ１をＣＣＷ方向へ回転してもトナー容器Ｔｂは回転しない。駆動伝達機構はギアＧ３がギアＧ１に連結し、且つ、ギアＧ４がギアＧ２に連結した後でなければ、トナー容器Ｔａ、及びＴｂの回転を禁止する。

なお、シャッタ４００が開状態となった後、容器モータ６０４がＣＷ方向に回転することで回転駆動されるトナー容器Ｔには、トナー容器Ｔａ、Ｔｃが該当する。また、容器モータ６０４がＣＷ方向とは反対のＣＣＷ方向（第２の方向、所定の方向）に回転することで回転駆動されるトナー容器Ｔには、トナー容器Ｔｂ、Ｔｄが該当する。なお、容器モータ６０４によって回転駆動されて各トナー容器Ｔが回転する方向は、図３、図４で例示した通りであり、凸部２０５（図２）の作用によって収容部２０７内のトナーが排出口２１１に向けて搬送されるのに対応した回転方向である。

ここで、シャッタ４００が開状態である場合、駆動伝達機構が開放状態となる。駆動伝達機構が開放状態であれば、駆動伝達機構は駆動力をトナー容器へ伝達可能な状態となる。また、駆動伝達機構の開放状態は、現像器１００の補給口１００ｘが開放された状態に対応する。

図７は、制御基板６００のブロック図である。図７では、トナー容器Ｔａから現像器１００ａ（第１の現像手段）へのトナー補給動作（第１の補給動作）及び、トナー容器Ｔｂから現像器１００ｂ（第２の現像手段）へのトナー補給動作（第２の補給動作）を制御する構成を含む。図７では、画像形成装置２００における他の動作を制御するための構成については省略してある。ここでは現像器１００ａ、１００ｂへのトナー補給を行う構成について説明するが、シアンの現像器１００ｃ及びブラックの現像器１００ｄへのトナー補給も同様の構成で行われる。

制御基板６００は、トナー容器Ｔａに設けられる回転センサ２０３ａ及びトナー容器Ｔｂに設けられる回転センサ２０３ｂの検知結果を取得する。制御基板６００は、現像器１００ａに設けられる濃度センサ８０ａ及び現像器１００ｂに設けられる濃度センサ８０ｂの検知結果を取得する。制御基板６００は、容器モータ６０４及びスクリューモータ６０８の動作を制御する。制御基板６００は、画像形成装置２００の全体動作の制御を行う制御手段としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）６０１を備える。制御基板６００は、トナー補給動作に関する機能をハードウェア化したＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）６０２を備える。トナー補給動作に関する処理をＡＳＩＣ６０２が行うことで、ＣＰＵ６０１の処理負荷が低減される。なお、ＡＳＩＣ６０２の機能をすべてＣＰＵ６０１により実現してＡＳＩＣ６０２を備えない構成としてもよい。

制御基板６００は、さらに、モータ駆動部６０３、６０９及びＥＥＰＲＯＭ（Electrically Erasable Programmable Read-Only Memory）等の不揮発性のメモリ６０７を備える。ＡＳＩＣ６０２は、ＣＰＵ６０１による制御によって動作する。ＡＳＩＣ６０２は、回転センサ２０３ａ、２０３ｂの検知結果を取得する。ＡＳＩＣ６０２は、モータ駆動部６０３、６０９の動作を制御する。ＣＰＵ６０１は、濃度センサ８０ａ、８０ｂの検知結果であるアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部６１０を備える。ＣＰＵ６０１はタイマを備えており、トナー補給動作が終了してから次のトナー補給動作を開始するまでの時間等、各種の時間を計測する。またＣＰＵ６０１は、タイマにより撹拌スクリュー１０２、１０３が回転している時間をカウントアップする。カウントアップするカウント値は、トナーの搬送量、撹拌の度合いを判定する基準となる。

モータ駆動部６０３は、ＡＳＩＣ６０２によって設定されたＰＷＭ設定値に基づいて、容器モータ６０４に供給する電流を制御する。ＰＷＭ設定値は、微小時間あたりに容器モータ６０４に電流を供給すべき時間の割合を示す制御値であり、容器モータ６０４の駆動力（駆動速度）を制御するための信号である。トナー容器Ｔａ、Ｔｂは、容器モータ６０４によって回転駆動される。トナー容器Ｔａ、Ｔｂは、１ストロークのトナー補給動作、ここではポンプ部２１０の１ポンピング動作によって所定量のトナーを排出する。本実施の形態では１つの容器モータ６０４で２つの現像器１００ａ、１００ｂへのトナー補給を実現する。上述したように、容器モータ６０４は、ＣＷ方向（第１の方向）に回転することでトナー容器Ｔａを回転駆動し、トナー容器Ｔａから現像器１００ａへトナーを補給させる。容器モータ６０４は、ＣＷ方向とは逆のＣＣＷ方向（第２の方向）に回転することでトナー容器Ｔｂを回転駆動し、トナー容器Ｔｂから現像器１００ｂへトナーを補給させる。容器モータ６０４の回転方向は、モータ駆動部６０３を介してＡＳＩＣ６０２から入力される制御信号により制御される。なお、例示したのとは逆に、容器モータ６０４は、ＣＷ方向に回転することでトナー容器Ｔｂを回転駆動し、ＣＣＷ方向に回転することでトナー容器Ｔａを回転駆動するように構成されてもよい。

回転センサ２０３ａ、２０３ｂは、それぞれトナー容器Ｔａ、Ｔｂが回転することで変化する検知信号をＡＳＩＣ６０２に送信する。現像器１００ａ、１００ｂ内の撹拌スクリュー１０２、１０３は、スクリューモータ６０８により駆動される。スクリューモータ６０８は、モータ駆動部６０９を介してＡＳＩＣ６０２により制御される。なお、スクリューモータ６０８は、各現像器１００に１つずつ個別に設けられてもよい。濃度センサ８０ａ、８０ｂは、現像器１００ａ、１００ｂ内のトナー濃度の検知結果をＣＰＵ６０１のＡ／Ｄ変換部６１０に入力する。トナー濃度の検知結果は、トナー補給量の算出に用いられる。

シャッタ４００は、容器モータ６０４がＣＷ方向に回転することで開く方向に駆動される。図６で説明した通り、シャッタ４００が開く方向に駆動されている時点では、トナー容器Ｔａを回転させるための駆動力は伝達されない。容器モータ６０４が一定量回転してシャッタ４００が適切な開状態になると、回転のための駆動力がトナー容器Ｔａに伝達されるようになる。シャッタ４００は、容器モータ６０４がＣＷ方向に回転することで、現像器１００ａ、１００ｂの両方の補給口１００ｘを開放する。メモリ６０７は、前回補給したトナーの色の情報及びＣＰＵ６０１のタイマでカウントされたカウント値を記憶する。メモリ６０７は必ずしも制御基板６００上に実装される必要はなく、ＣＰＵ６０１やＡＳＩＣ６０２に内蔵されていてもよい。

図８は、シャッタ開動作及びトナー補給動作のタイミングチャートである。このタイミングチャートでは、画像形成装置２００の製品としての出荷後にユーザにおいて初回に実施されるシャッタ開動作、及び、シャッタ開動作の中で実施されるイエローのトナー補給を示し、併せてその後のマゼンタのトナー補給の動作を示している。

まず、シャッタ４００を開状態にするために、容器モータ６０４がＣＷ方向に回転する。容器モータ６０４がＣＷ方向に回転すると、やがてシャッタ４００は閉状態（CLOSE）から開状態（OPEN）になる。シャッタ４００が開状態になることで、容器モータ６０４の駆動力がトナー容器Ｔａに伝達されるようになる。容器モータ６０４が引き続きＣＷ方向に回転すると、トナー容器Ｔａが回転を開始して、回転センサ２０３ａの検知結果が「ハイ（High）」から「ロー（Low）」に変化する。容器モータ６０４がさらに回転すると、トナー容器Ｔａも回転を継続して、回転センサ２０３ａの検知結果は、トナー容器Ｔａの回転に応じて「ロー」から「ハイ」に変化する。回転センサ２０３ａの検知結果が「ハイ」に変化することで、容器モータ６０４が回転を停止する（OFF）。これにより、初回に実施されるシャッタ開動作が完了する。シャッタ開動作の際に、１回のポンピング動作による現像器１００ａへのトナー補給も実施される。

シャッタ開動作が完了した後は、通常、補給が必要になると、必要なトナー容器Ｔに応じた方向に容器モータ６０４が回転することでトナー補給が実施される。例えば、トナー容器Ｔｂに補給が必要になると、容器モータ６０４がＣＣＷ方向への回転を開始する。するとトナー容器Ｔｂが回転を開始して、回転センサ２０３ｂの検知結果が「ハイ（High）」から「ロー（Low）」に変化する。さらに容器モータ６０４が回転し、回転センサ２０３ｂの検知結果が、トナー容器Ｔｂの回転に応じて「ロー」から「ハイ」に変化すると、容器モータ６０４が駆動を停止する（OFF）。これにより１回のポンピング動作による現像器１００ｂへのトナー補給が終了する。

ところで、構成の複雑化を回避するために、本実施の形態ではシャッタ４００の開閉状態を直接検知するセンサを設けていない。そのため、画像形成装置２００は、シャッタ４００の開状態を直接検知することができない。そこで、図６で述べたように、係合部４０３が溝部４０２から外れて、ギアＧ３、Ｇ４がギアＧ１、Ｇ２と連結される状態、すなわちシャッタ４００が適切な開状態とならないと、容器モータ６０４の駆動力がトナー容器Ｔに伝達されない構成になっている。図８で示したように、初回だけ実施されるシャッタ開動作において、回転センサ２０３ａの検知結果が「ハイ」から「ロー」に変化した（立ち下がった）後、「ロー」から「ハイ」に変化する（立ち上がる）と、シャッタ開動作が完了する。すなわち、回転センサ２０３ａの出力が立ち上がった後に立ち下がると、画像形成装置２００は、シャッタ４００が適切に開状態となったと判定する。しかし、回転センサ２０３ａの出力だけに依存してシャッタ開動作の完了を判定すると、誤判定するおそれがある。これを図９で説明する。

図９は、シャッタ開状態の誤判定の発生例を示す、シャッタ開動作及びトナー補給動作のタイミングチャートである。シャッタ４００が開状態となったことを判定する手法として、例えば、画像形成装置２００は、回転センサ２０３ａの出力信号がハイレベルとローレベルとに繰り返し変化する回数が所定回数に達した場合に開状態になったと判定する構成が考えられる。しかしながら、シャッタ４００が適切な開状態になる前に回転センサ２０３ａの出力信号が何らかの要因で繰り返し変化した場合、画像形成装置２００は、シャッタ４００の開状態を誤検知してしまう。

例えば、図９に示すように、シャッタ４００を開方向へ移動させて補給口１００ｘを開放するために、容器モータ６０４がＣＷ方向に回転する。このとき、トナー容器Ｔａが回転していないにもかかわらず回転センサ２０３ａの検知結果が何らかの振動により変化したとする。その検知結果の変化により、ＡＳＩＣ６０２は、トナー容器Ｔａが回転したと誤判定する。そのため、シャッタ４００が未開状態であるにもかかわらず、容器モータ６０４は停止する。この状態で、例えば、トナー容器Ｔｂに補給が必要になると、容器モータ６０４がＣＣＷ方向への回転を開始する。しかし実際にはシャッタ４００が開状態になっていないことから、現像器１００ｂへのトナー補給が適切に行われない。その結果、現像器１００ｂ内にトナーが十分に補給されていない状態で画像形成処理が実行され、異常画像が発生し得る。

トナー容器Ｔａが回転していないにもかかわらず回転センサ２０３ａの検知結果が変化する要因としては、例えばトナー容器Ｔａの装着の不備が挙げられる。トナー容器Ｔａを適切に画像形成装置２００に装着した場合、回転センサ２０３ａの検知結果は「ハイ」となるように構成されている。しかし、装着後にユーザがトナー容器Ｔａを手で回転させることで、不適切な回転位置にトナー容器Ｔが位置する場合がある。フラグ２０４と凸部２２０とが、相対的に、回転センサ２０３ａの出力が変化する境界付近に対応するような位置関係となった場合は、画像形成装置２００の稼働等による小さな振動によって回転センサ２０３ａの出力が変化してしまう。すると、図９に示すような、回転センサ２０３ａの小刻みな出力変化が生じるおそれがあり、シャッタ４００の開状態の誤判定につながる。

本実施の形態では、画像形成装置２００は、図９に示すような現象が発生したとしても、シャッタ４００を開方向へ再び駆動する「追加開動作」を実施して、シャッタ４００が確実に開状態になるようにする。これについて図１０、図１１で説明する。

図１０は、トナー補給動作を含む画像形成処理のフローチャートである。このフローチャートの処理は、メモリ６０７に格納されたプログラムをＣＰＵ６０１が読み出して実行することにより実現される。この処理は、図１０は、画像形成ジョブが入力されると開始される。なお、各トナー容器Ｔは、画像形成装置２００の出荷時点で対応する装着部１０８ｘに装着されているとする。図１０は、トナー容器Ｔａ（第１のトナー容器）、トナー容器Ｔｂ（第２のトナー容器）による、第１の現像手段（現像器１００ａ）及び第２の現像手段（現像器１００ｂ）の組へのトナー補給の処理を示す。現像器１００ｃ、１００ｄの組へのトナー補給の処理はこれと並行して実行されるが、その図示及び説明を省略する。

まずステップＳ１０１で、制御基板６００のＣＰＵ６０１は、画像形成の開始指示を取得して、ＡＳＩＣ６０２によりスクリューモータ６０８を制御し、現像器１００内の撹拌スクリュー１０２、１０３を回転させる。さらにＣＰＵ６０１は、前回のトナー補給時にカウントしたカウント値Ｔｚをメモリ６０７から取得して、その続きのカウントを開始する。カウント値Ｔｚは色ごとにカウントされる。次にＣＰＵ６０１は、シャッタ開動作制御を実施する（ステップＳ１０２）。この開動作制御の詳細は図１１で後述する。そして、ＣＰＵ６０１は、画像形成を開始し（ステップＳ１０３）、画像形成が終了したか否かを判別する（ステップＳ１０４）。

そして、画像形成が終了していない場合は、ＣＰＵ６０１は、濃度センサ８０ａ、８０ｂから各色のトナー濃度の検知結果を取得する（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ６０１は、取得したトナー濃度に基づいて、現像器１００ａ、１００ｂ内のトナーの量（現像剤の重量に対するトナーの重量比Ｔ／Ｄ比）を算出する（ステップＳ１０６）。ＣＰＵ６０１は、算出したトナーの量と、形成する画像データから予測されるトナーの消費量とに基づいて、現像器１００ａ、１００ｂのそれぞれに補給が必要なトナー補給量（必要補給量）を算出する（ステップＳ１０７）。必要補給量は、例えば１回のポンピング動作で補給されるトナー量を「１ブロック」を単位として表される。ＣＰＵ６０１は、算出した必要補給量に基づいて、現像器１００ａ、１００ｂの少なくとも一方にトナー補給が必要であるか否かを判別する（ステップＳ１０８）。そして、ＣＰＵ６０１は、現像器１００ａ、１００ｂのいずれにもトナー補給が必要でない場合は、処理をステップＳ１０４に戻す。

一方、現像器１００ａ、１００ｂの少なくとも一方にトナー補給が必要である場合は、ＣＰＵ６０１は、現像器１００ａ、１００ｂの両者への必要補給量が同じであるか否かを判別する（ステップＳ１０９）。両者への必要補給量が同じである場合、ＣＰＵ６０１は、前回補給しなかった方の色のトナー補給を実施する（ステップＳ１１０）。すなわち、ＣＰＵ６０１はまず、前回補給したトナーの色の情報をメモリ６０７から取得し、この情報に基づいて、前回補給しなかった方の色を特定する。ＡＳＩＣ６０２は、前回補給しなかった方の色に対応する方向へ容器モータ６０４を回転させることで、該当する色用のトナー容器Ｔを回転駆動し、それにより、該当する現像器１００にトナー容器Ｔからトナーを補給させる。例えば、前回補給しなかった方の色がイエローであれば、容器モータ６０４はＣＷ方向に回転し、トナー容器Ｔａから現像器１００ａにトナー補給させる。前回補給時とは異なる色のトナーを補給することで、連続補給による現像器１００のトナーの詰まりや溢れを防止して、効率よくトナーを補給することができる。その後、処理はステップＳ１１４に進む。

一方、ステップＳ１０９で、両者の必要補給量が同じでない場合は、ＣＰＵ６０１は、必要補給量が多い方の色を選択する（ステップＳ１１１）。そしてＣＰＵ６０１は、選択した色の前回のトナー補給からの経過時間が一定時間（例えば、０．４秒）以上となるまで待機する（ステップＳ１１２）。ここで、選択した色の前回のトナー補給からの経過時間は、当該色に対応するカウンタ値Ｔｚから取得される。選択した色の前回のトナー補給から一定時間以上経過すると、ＣＰＵ６０１は、選択した色のトナー補給を実施する（ステップＳ１１３）。ＡＳＩＣ６０２は、選択した色に対応する方向へ容器モータ６０４を回転させることで、該当する色用のトナー容器Ｔを回転駆動し、それにより、該当する現像器１００にトナー容器Ｔからトナーを補給させる。例えば、選択した色がイエローであれば、容器モータ６０４はＣＷ方向に回転し、トナー容器Ｔａから現像器１００ａにトナー補給させる。必要補給量が多い方の色を選択することで、連続補給による現像器１００のトナーの詰まりや溢れが防止される。その後、処理はステップＳ１１４に進む。

ステップＳ１１４では、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１１０またはＳ１１３でのトナー補給動作により、今回、トナー補給動作の対象となったトナー容器Ｔが正常に回転したか否かによって、トナーの補給が成功したか否かを判別する。ステップＳ１１４において、ＣＰＵ６０１は本発明における判定手段に該当する。ＣＰＵ６０１は、対象のトナー容器Ｔの回転が、補給開始から所定時間が経過する前に検知された場合は、トナー容器Ｔが正常に回転し、トナーの補給が成功したと判別する。ＣＰＵ６０１は、対象のトナー容器Ｔの回転が、補給開始から所定時間以上継続して、対応する回転センサ２０３により検知できなかった場合に、トナー容器Ｔが正常に回転せず、トナーの補給が失敗したと判別する。ここで所定時間は、対象のトナー容器Ｔを目標速度で回転させた場合に、１回のポンピング動作が実施されるのに十分な時間である。トナー容器Ｔが回転したか否かは、回転センサ２０３の出力の立ち下がりと立ち上がりが生じることで判別できる。従ってＣＰＵ６０１は、補給開始から所定時間が経過する前に回転センサ２０３の出力の立ち下がりと立ち上がりが生じた場合に、トナーの補給が成功したと判別できる。

ステップＳ１１４での判別の結果、ＣＰＵ６０１は、トナーの補給が成功した場合は、処理をステップＳ１１５に進め、トナーの補給が失敗した場合は、処理をステップＳ１２０に進める。ステップＳ１１５では、ＣＰＵ６０１は、必要補給量から、実際に補給したトナー量を減算することで、残りの必要補給量を算出する。例えば必要補給量が２ブロックで実際に補給した量が１ブロックである場合、残りの必要補給量は１ブロックとなる。次にＣＰＵ６０１は、補給したトナーの色の情報をメモリ６０７に記憶させる（ステップＳ１１６）。ここで算出された残りの必要補給量は、次回のステップＳ１０７の処理において、必要補給量を算出する際に加算される。次にＣＰＵ６０１は、カウント値Ｔｚをリセットしてカウントを再開する（ステップＳ１１７）。また、ＣＰＵ６０１は、フラグＦ２を「１」に設定する。フラグＦ２の初期設定は「０」であり、フラグＦ２が「１」であることは、補給動作が１回以上実施されたことを示す。その後、処理はステップＳ１０４に戻る。

ステップＳ１２０では、ＣＰＵ６０１は、今回のトナー補給動作が、シャッタ開動作後、初回の補給動作であるか否かを判別する。なお、ＣＰＵ６０１は、初回の補給動作であるか否かをフラグＦ２に基づき判定する。ＣＰＵ６０１は、フラグＦ２が「０」に設定されている場合に、今回実施した補給動作が、シャッタ開動作後、初回の補給動作であると判別する。なお、トナー容器Ｔａに関しては、シャッタ開動作中において実質的に１回分の補給動作が実施されることになるが、この補給動作は「初回の補給動作」に含めない。ステップＳ１２０は、シャッタ４００の開動作不良が発生したかどうかを判定するための処理でもある。シャッタ４００の開動作後、初めてのトナー補給で補給失敗した場合は、シャッタ４００の開動作不良である可能性が高い。ギアＧ３、Ｇ４が倒れていないと、容器モータ６０４の駆動力がトナー容器Ｔに伝達されないからである。

ステップＳ１２０での判別の結果、ＣＰＵ６０１は、今回のトナー補給動作が、シャッタ開動作後、初回の補給動作でない場合は、処理をステップＳ１２３に進める。ステップＳ１２３では、ＣＰＵ６０１は、撹拌停止とカウント停止を行う。すなわち、ＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２によりスクリューモータ６０８を制御して、現像器１００ａ、１００ｂ内の撹拌スクリュー１０２、１０３の回転を停止させ、カウント値Ｔｚのカウントを停止する。ＣＰＵ６０１は、カウント停止した時点のカウント値Ｔｚを色ごとにメモリ６０７に保存して（ステップＳ１２４）、図１０の画像形成処理を終了する。

一方、今回のトナー補給動作が、シャッタ開動作後、初回の補給動作である場合は、ＣＰＵ６０１は、今回のトナー補給動作における容器モータ６０４の回転方向がＣＣＷ方向であったか否かを判別する（ステップＳ１２１）。その判別の結果、容器モータ６０４の回転方向がＣＣＷ方向であった場合は、シャッタ開動作後、現像器１００ｂへの初回の補給に失敗したことになる。この場合、シャッタ４００の開動作不良が発生した可能性が高い。シャッタ４００の開動作が正常に終了していないとすると、容器モータ６０４の駆動力がトナー容器Ｔｂに伝達されず、このままだと次回以降もトナー補給が失敗する。そこでＣＰＵ６０１は、シャッタ開動作制御を再度実施するための「リトライ情報」をメモリ６０７に記憶させる（ステップＳ１２２）。ここで記憶したリトライ情報は、次回のシャッタ開動作制御（図１１）を実行する場合に使用される。その後、処理はステップＳ１２３に進む。なお、リトライ情報が記憶された場合に、不図示の表示部に表示させる等によって、ユーザに報知するようにしてもよい。

一方、ステップＳ１２１で、今回のトナー補給動作における容器モータ６０４の回転方向がＣＣＷ方向でなくＣＷ方向であった場合は、シャッタ開動作後、現像器１００ａへの初回の補給に失敗したことになる。現像器１００ａへの補給動作のための容器モータ６０４の回転方向は、シャッタ開動作のための容器モータ６０４の回転方向と同一である。従って、仮にシャッタ開動作が正常に終了していないとしても、次回の現像器１００ａへのトナー補給のタイミングで容器モータ６０４がＣＷ方向に回転し、開動作が実質的に実施されることから、シャッタ４００が開状態になることが期待される。そこでＣＰＵ６０１は、リトライ情報を記憶させることなく、処理をステップＳ１２３に進める。ステップＳ１０４での判別の結果、画像形成が終了した場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１２３に進める。

図１１は、図１０のステップＳ１０２で実行されるシャッタ開動作制御の処理のフローチャートである。ＣＰＵ６０１は、シャッタ開動作制御が既に完了しているか否かを、完了フラグＦ１が「１」に設定されているか否かによって判別する（ステップＳ２０１）。ここで、完了フラグＦ１の初期設定は「０」であり、後述するステップＳ２０６で「１」に設定される。画像形成装置２００の出荷後にユーザにおいて初回に画像形成する際には、完了フラグＦ１は「０」であり、シャッタ開動作制御は完了していない。シャッタ開動作制御が完了していない場合は、ＣＰＵ６０１は、所要時間Ｔｅｘｅの計測を開始する（ステップＳ２０２）。所要時間Ｔｅｘｅは、初回のシャッタ開動作を実施するに要した容器モータ６０４の駆動時間である。

次にＣＰＵ６０１は、容器モータ６０４をＣＷ方向に回転する駆動を開始する（ステップＳ２０３）。そしてＣＰＵ６０１は、回転センサ２０３ａの出力を監視し、出力の立ち上がりエッジ（ローからハイへの変化）を検知するまで待機する（ステップＳ２０４）。ＣＰＵ６０１は、回転センサ２０３ａの出力の立ち上がりエッジを検知すると、容器モータ６０４の回転を停止させる（ステップＳ２０５）。そしてＣＰＵ６０１は、ステップＳ２０６で、所要時間Ｔｅｘｅの計測を終了し、現時点の所要時間Ｔｅｘｅをメモリ６０７に記憶させる。さらにＣＰＵ６０１は、完了フラグＦ１を「１」を設定する。その後、図１１の処理は終了する。

一方、ステップＳ２０１での判別の結果、ＣＰＵ６０１は、シャッタ開動作制御が既に完了している場合は、リトライ情報がメモリ６０７に記憶されているか否かを判別する（ステップＳ２１０）。ＣＰＵ６０１は、リトライ情報が記憶されていない場合は、図１１の処理を終了させる。一方、リトライ情報が記憶されている場合は、シャッタ開動作制御のリトライ処理、すなわち、シャッタ４００を開方向へ再び駆動する追加開動作を実施する（ステップＳ２１１）。具体的には、ＣＰＵ６０１は、容器モータ６０４をＣＷ方向に回転させる駆動を開始する。そしてＣＰＵ６０１は、所定の追加時間ｔ［ｓ］が経過するまで、容器モータ６０４の駆動を継続する（ステップＳ２１２）。ここでＣＰＵ６０１は、予め決められた時間Ｔｐｒｅと、シャッタ開動作制御の実施時に取得された所要時間Ｔｅｘｅとを用いて、式２によって追加時間ｔを求める。
追加時間ｔ［ｓ］＝Ｔｐｒｅ−Ｔｅｘｅ・・・（式２）

予め決められた時間Ｔｐｒｅは、シャッタ４００を開状態にするに必要な理論上の時間と、メカ交差や電気センサの検知ばらつきを考慮した時間であり、メモリ６０７に記憶されている。時間Ｔｐｒｅが長いほど確実にシャッタ４００を開くことができる。しかし、シャッタ４００が実際に開状態となった後に容器モータ６０４の回転が継続することで現像器１００ａへのトナー補給がされ得る構成であるため、過補給による異常画像の発生を招く恐れがある。そこで、追加開動作によるシャッタ４００の開動作の時間長は最小限に抑えるのが望ましい。そこで、所要時間Ｔｅｘｅは、予め決められた時間Ｔｐｒｅから所要時間Ｔｅｘｅを差し引いた値とされる。

ステップＳ２１２で所定の追加時間ｔが経過すると、ＣＰＵ６０１は、容器モータ６０４の回転を停止させ（ステップＳ２１３）、図１１の処理を終了させる。なお、ＣＰＵ６０１は、リトライ情報をメモリ６０７から消去し、また、リトライ情報を表示していた場合は、その表示も消去する。

このように、シャッタ４００が十分に開いていない状態であっても、ＣＰＵ６０１は、リトライ処理として再度、シャッタ４００の開動作を最小限の時間だけ実施する。これにより、シャッタ４００を確実に開状態にすることが可能となり、シャッタ４００が不完全な開状態のままトナー補給動作が行われることを回避できる。

本実施の形態によれば、シャッタ開動作を実施した後における現像器１００ｂへの初回のトナー補給動作によるトナーの補給が失敗した場合は、ＣＰＵ６０１は、シャッタ４００を開方向へ再び駆動する追加開動作を実施する。これにより、シャッタ４００の開状態が不十分なまま現像器１００ｂへのトナー補給動作が繰り返されることを回避することができる。しかも、シャッタ４００の開閉状態を検知するセンサを設ける必要がないので、構成が簡単で済む。

また、シャッタ開動作を実施した後における現像器１００ａへの初回のトナー補給動作によるトナーの補給が失敗した場合であっても、ＣＰＵ６０１は、追加開動作を実施しない。これにより、シャッタ４００を開けるためだけに容器モータ６０４を回転させるという無駄が回避される。

また、初回のシャッタ開動作を実施するに要した所要時間Ｔｅｘｅを取得し、追加開動作をする時間長を、予め決められた時間Ｔｐｒｅから所要時間Ｔｅｘｅを差し引いた値としたので、トナー容器Ｔａによる過補給を防止できる。この観点からは、追加開動作をする時間長を、所要時間Ｔｅｘｅに応じて決定してもよく、式２を用いた算出は必須でない。

なお、本実施の形態では２つのトナー容器Ｔａ、Ｔｂを１つの容器モータ６０４で回転駆動する構成を説明した。しかし、１つの容器モータ６０４で１つのトナー容器Ｔを回転駆動する構成にも本発明を適用可能である。その場合、シャッタ４００を開方向へ駆動する開動作を行うときと、トナー容器Ｔを回転駆動して現像器１００へトナーを補給させる補給動作を行うときとで、容器モータ６０４の回転方向が逆となる構成において、追加開動作の実施の意義が大きい。なお、２つのトナー容器Ｔａ、Ｔｂを１つの容器モータ６０４で回転駆動する構成においても、シャッタ４００を現像器１００毎に設けてもよい。

以上、本発明をその好適な実施形態に基づいて詳述してきたが、本発明はこれら特定の実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の様々な形態も本発明に含まれる。

１００ 現像器
１００ｘ 補給口
１０８ｘ 装着部
４００ シャッタ
６０１ ＣＰＵ
６０４ 容器モータ
Ｔ トナー容器

Claims (8)

1. 感光体と、
   静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、
   補給口を有し、前記感光体に形成された前記静電潜像を現像する現像手段と、
   前記現像手段の前記補給口に設けられたシャッタと、
   前記現像手段へ補給するためのトナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部と、
   駆動伝達機構を介して前記装着部に装着されたトナー容器を回転する駆動手段と、
   前記装着部に装着されたトナー容器の回転を検知する検知手段と、
   前記駆動手段を前記検知手段の検知結果に基づいて制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記装着部に装着されたトナー容器を回転して前記現像手段へトナーを補給する補給動作を実行する場合、前記駆動手段を所定の方向へ回転し、
   前記制御手段は、前記シャッタを開方向へ移動する開動作を実施する場合、前記駆動手段を前記所定の方向とは逆の他の方向へ回転し、
   前記駆動伝達機構は、前記駆動伝達機構が前記補給口の開放された開放状態となるまで、前記駆動手段による前記装着部に装着されたトナー容器の回転を禁止し、
   前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後の初回の補給動作において、前記検知手段によって前記装着部に装着されたトナー容器の回転を検知し、
   前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後に前記駆動手段を再び前記他の方向へ回転するか否かを、前記初回の補給動作における前記検知手段の検知結果に基づいて制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御手段は、前記検知手段により前記装着部に装着されたトナー容器が前記所定の方向へ所定時間以上継続して回転したことが検知されなければ、前記駆動手段を再び前記他の方向へ回転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. 第１の感光体と第２の感光体とを含む複数の感光体と、
   前記複数の感光体のそれぞれに静電潜像を形成するため、前記複数の感光体を露光する露光手段と、
   第１の補給口を有し、前記第１の感光体に形成された静電潜像を現像する第１の現像手段と、
   第２の補給口を有し、前記第２の感光体に形成された静電潜像を現像する第２の現像手段と、
   前記第１の補給口及び前記第２の補給口に設けられたシャッタと、
   前記第１の現像手段へ補給するためのトナーを収容する第１のトナー容器が装着可能な第１の装着部と、
   前記第２の現像手段へ補給するためのトナーを収容する第２のトナー容器が装着可能な第２の装着部と、
   駆動伝達機構を介して、前記第１の装着部に装着された第１のトナー容器と前記第２の装着部に装着された第２のトナー容器とを回転する駆動手段と、
   前記第１の装着部に装着された第１のトナー容器の回転を検知する第１の検知手段と、
   前記第２の装着部に装着された第２のトナー容器の回転を検知する第２の検知手段と、
   前記駆動手段を、前記第１及び第２の検知手段の検知結果に基づいて制御する制御手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記第１の装着部に装着された第１のトナー容器を回転して前記第１の現像手段へトナーを補給する第１の補給動作を実行する場合、前記駆動手段を第１の方向へ回転し、
   前記制御手段は、前記第２の装着部に装着された第２のトナー容器を回転して前記第２の現像手段へトナーを補給する第２の補給動作を実行する場合、前記駆動手段を前記第１の方向とは逆の第２の方向へ回転し、
   前記制御手段は、前記シャッタを開方向へ移動する開動作を実施する場合、前記駆動手段を前記第１の方向へ回転し、
   前記駆動伝達機構は、前記駆動伝達機構が前記第１の補給口及び前記第２の補給口の開放された開放状態となるまで、前記駆動手段による前記第１の装着部に装着された第１のトナー容器及び前記第２の装着部に装着された第２のトナー容器の回転を禁止し、
   前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後の前記第２の現像手段への初回の補給動作において、前記第２の検知手段によって前記装着部に装着された第２のトナー容器の回転を検知し、
   前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後に前記駆動手段を再び前記第１の方向へ回転するか否かを、前記第２の現像手段への初回の補給動作における前記第２の検知手段の検知結果に基づいて制御することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記制御手段は、前記開動作を実施するのに要した前記駆動手段の駆動時間を取得し、
   前記制御手段は、前記駆動伝達機構が前記開動作を実施した後に前記駆動手段を再び前記第１の方向へ回転する場合、前記駆動時間に応じた時間長だけ前記駆動手段を前記第１の方向へ回転することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記時間長は、予め決められた時間から前記駆動時間を差し引いた値であることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記第２の検知手段により前記第２の装着部に装着された第２のトナー容器が前記第２の方向へ所定時間以上継続して回転したことが検知されなければ、前記駆動手段を再び前記第１の方向へ回転することを特徴とする請求項３乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記第１の現像手段に収容されるトナーの色と前記第２の現像手段に収容されるトナーの色とは異なることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記画像形成装置のイニシャライズを実行するための指示が入力された場合、前記開動作を実施することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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