JP2019159166A - 画像形成装置、およびその制御方法とプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】製品の低廉性を損なうことなく、筐体内の空間の可能な限り広い範囲を有効に利用可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１３０は、少なくとも１つの感光体２５を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してシートＳＨ２へ転写する。この画像形成装置は第１現像部と第２現像部とを備えている。いずれの現像部も、感光体に形成された潜像を現像剤で同色の画像として現像する。保持部５１は、現像剤の容器６０１、６０２を少なくとも１個保持してその容器から現像剤を流出させる。搬送部５２は、容器から流出した現像剤を搬送し、現像剤の搬送先を第１現像部と第２現像部との間で切換可能である。【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、特に現像剤の補給技術に関する。

プリンター、コピー機、およびファクシミリ機等、電子写真方式の画像形成装置は次のプロセスでシートに画像を形成する（たとえば特許文献１参照）。［帯電／露光］感光体を帯電させて露光し、その上に静電潜像を形成する。［現像］静電潜像をトナーで現像する。［転写］トナー像を感光体からシートへ転写する。［定着］シートにトナー像を加熱等で定着させる。

電子写真方式の画像形成装置については、フルカラー対応機、複合機（ＭＦＰ）という高画質、高機能の機種に対する需要が依然として強い。しかし、その一方で、これらの機種の普及に伴い、近年ではモノクロ専用機等、機能が限られている分、低廉な機種の需要も増えつつある。これら両方の需要に応えることを目的とする工夫の１つとして、たとえば特許文献２には、タンデム方式フルカラー対応機の構造をモノクロ専用機に転用する技術が開示されている。タンデム方式は、たとえば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並列に形成する機構であり、４台の作像ユニットが１列に並ぶ構造を特徴とする。各作像ユニットには、モノクロ画像の形成プロセスのうち、露光と定着とを除く３つ、すなわち、帯電、現像、転写を個別に行う３つの機能部が一体化されている。露光については、複数の作像ユニット間で共通の光走査部が行う場合と、各作像ユニットに一体化された専用の光書込部が行う場合とがある。特許文献２に開示の技術は、タンデム方式からＫ色以外の３色について、作像ユニットを始め、トナー像を形成するための要素が除去された構造をＫ色のモノクロ専用機に適用する。このモノクロ専用機は元のフルカラー対応機と構造が共通しているので、部品の共通化と製造ラインの兼用とが可能である。こうして、この技術は、フルカラー対応機の供給能力を維持したまま、低廉なモノクロ専用機の製造を可能にしている。

国際公開第２０１０／０３２６３４号 特開２０１５−００１６３８号公報

タンデム方式フルカラー対応機の構造が転用されたモノクロ専用機では、Ｋ色以外の３色用作像ユニットに加え、それらに各色のトナーを含む現像剤を補給するための機構、すなわちトナー容器の保持部と、ホッパー等、トナー容器から作像ユニットへの現像剤の搬送部とが除去されている。したがって、このままの設計では、除去された機構が元のフルカラー対応機で占めていた筐体内の空間はデッドスペースとして残る。この空間の有効な用途として、たとえば特許文献２では、予備のトナー容器の装填と、それらから作像ユニットへの現像剤の搬送機構の搭載とが提案されている。この提案では、元のフルカラー対応機におけるＫ色以外の３色についてのトナー容器の保持部と現像剤の搬送部とがモノクロ専用機に転用可能であるので、モノクロ専用機の低廉性が損なわれない。しかし、この用途ではまだ、除去された３台の作像ユニットの占めていた空間がデッドスペースのままである。部品点数の増加、製造工程の複雑化等で製造費用を過剰に上昇させることなく、デッドスペースの更に広い範囲の有効な用途を見出すことは、当業者にとっても決して容易ではない。

本発明の目的は上記の課題を解決することであり、特に、製品の低廉性を損なうことなく、筐体内の空間の可能な限り広い範囲を有効に利用可能な画像形成装置を提供することにある。

本発明の１つの観点による画像形成装置は、少なくとも１つの感光体を露光して潜像を形成し、その潜像を現像してシートへ転写する。この画像形成装置は、少なくとも１つの感光体のいずれかに形成された潜像を現像剤で同色の画像として現像する第１現像部および第２現像部と、現像剤の容器を少なくとも１個保持してその容器から現像剤を流出させる保持部と、容器から流出した現像剤を搬送し、現像剤の搬送先を第１現像部と第２現像部との間で切換可能である搬送部とを有する。

搬送部は、保持部が容器から流出させた現像剤を一時的に貯めておく貯留部を含み、この貯留部から現像剤を第１現像部と第２現像部とのいずれかへ搬送してもよい。この貯留部は、保持部が保持可能な容器の個数と同数の部屋に分割されており、各部屋は異なる容器から流出する現像剤を一時的に貯めておいてもよい。

感光体は第１感光体と第２感光体とを含み、第１感光体と第１現像部との対、および第２感光体と第２現像部との対は、タンデム方式による異なる２色の画像を並列に形成する２つの作像ユニットが含む感光体と現像部との２対と構造が同じであってもよい。

この画像形成装置は、第１現像部と第２現像部とのうち搬送部による現像剤の搬送先である方の動作状態を監視する監視部と、この監視部を通して搬送部による現像剤の搬送先である現像部の不具合を検出し、搬送部に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせる制御部とを更に備えていてもよい。

本発明の１つの観点による画像形成装置を制御する方法は、少なくとも１つの感光体を露光して潜像を形成し、その潜像を第１現像部と第２現像部とのいずれかに現像剤で同色の画像として現像させ、その画像をシートへ転写する。この方法は、画像形成装置に装填された少なくとも１個の容器から現像剤を流出させるステップと、容器から流出した現像剤を画像形成装置に、第１現像部と第２現像部との一方へ搬送させるステップと、第１現像部と第２現像部とのうち現像剤の搬送先である方の動作状態を画像形成装置に監視させるステップと、搬送先の不具合を画像形成装置が検出した場合、画像形成装置に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせるステップとを有する。

本発明の１つの観点によるプログラムは、画像形成装置に搭載されたコンピューター用である。この画像形成装置は、少なくとも１つの感光体を露光して潜像を形成し、その潜像を第１現像部と第２現像部とのいずれかに現像剤で同色の画像として現像させ、その画像をシートへ転写する。このプログラムは上記のコンピューターに、画像形成装置に装填された少なくとも１個の容器から第１現像部と第２現像部との一方へ現像剤を、画像形成装置に搬送させるステップと、第１現像部と第２現像部とのうち現像剤の搬送先である方の動作状態を監視するステップと、搬送先の不具合を検出した場合、画像形成装置に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせるステップとを実行させる。

本発明の上記の観点による画像形成装置では、第１現像部と第２現像部とが感光体上の潜像を同色の画像に現像する。すなわち、モノクロ印刷用の現像部が冗長化されている。これらの現像部の間で搬送部は現像剤の搬送先を切換可能である。したがって、一方の現像部に寿命の到来または故障等の不具合が生じた場合、現像剤の搬送先を他方の現像部に切り換えることにより画像形成装置は、ダウンタイムなしで印刷を継続可能である。こうして、この画像形成装置は現像に関する保守性と可用性とが高い。一方、タンデム方式フルカラー対応機の構造がモノクロ専用機に転用される場合、保持部と搬送部とに加え、第１、第２いずれの現像部にも、元のフルカラー対応機の保持部、搬送部、および現像部の構造が容易に転用可能である。それ故、現像部の冗長化に伴う部品点数の増加、製造工程の複雑化等、製造費用の上昇は、現像に関する保守性と可用性との向上に伴う維持費用の軽減で相殺可能である。このように、元のフルカラー対応機の構造において除去された機構の占めていた空間に「現像部の冗長化」という用途を与えることによりこの画像形成装置は、製造費用を過剰に上昇させることなく、すなわちモノクロ専用機としての低廉性を損なうことなく、筐体内の空間の可能な限り広い範囲を有効に利用することができる。

（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置の外観を示す斜視図である。（ｂ）は、この画像形成装置に内蔵されたプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。 このプリンターに搭載されたトナーボトルと保持部との斜視図である。 （ａ）は、このプリンターに搭載された搬送部と作像ユニットとの内部構造を模式的に示す正面図であり、（ｂ）はこの搬送部の斜視図である。 このプリンターの電子制御系統の構成を示すブロック図である。 （ａ）は、このプリンターに搭載された補給部の通常時における動作を示す模式図である。（ｂ）は、第１トナーボトルが空である場合における補給部の動作を示す模式図である。（ｃ）は、動作中の第１現像部に不具合が生じた場合における補給部の動作を示す模式図である。（ｄ）は、第１現像部の不具合の後、第２トナーボトルが空になった場合における補給部の動作を示す模式図である。 トナーボトルからホッパーへの現像剤の搬送動作に対する制御処理のフローチャートである。 トナーボトルからホッパーへの現像剤の搬送先を切り換える動作に対する制御処理のフローチャートである。 ホッパーから現像部への現像剤の搬送動作に対する制御処理のフローチャートである。 同じトナーボトルからの現像剤の搬送先を２台の現像部間で切換可能な構造を備えた搬送部の一例を模式的に示す正面図である。

以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。

［画像形成装置の外観］
図１の（ａ）は、本発明の実施形態による画像形成装置１００の外観を示す斜視図である。この画像形成装置１００は複合機（multi-function peripheral：ＭＦＰ）であり、スキャナー、コピー機、およびプリンターの機能を併せ持つ。ＭＦＰ１００の筐体の上面には自動原稿送り装置（auto document feeder：ＡＤＦ）１１０が開閉可能に装着されている。ＡＤＦ１１０の直下に位置する筐体の上部にはスキャナー１２０が内蔵され、その前面には操作パネル７１が取り付けられている。スキャナー１２０の下には隙間ＧＡＰが空けられており、その隙間ＧＡＰの下に位置するＭＦＰ１００の筐体の下部にはプリンター１３０が内蔵されている。プリンター１３０の底部１４０には複数の給紙カセット１１が引き出し可能に取り付けられている。このＭＦＰ１００は胴内排紙型である。すなわち、スキャナー１２０とプリンター１３０との隙間ＧＡＰには排紙トレイ４４が設置され、この隙間ＧＡＰの奥に位置する排紙口（図は示していない。）から排紙されたシートを収容する。

［画像形成装置の内部構造］
図１の（ｂ）は、プリンター１３０の内部構造を模式的に示す正面図である。この図にはプリンター１３０の内部の要素が、あたかも筐体の前面を透かして見えているように描かれている。プリンター１３０は電子写真式のモノクロ専用機であり、給送部１０、作像部２０、定着部３０、および排紙部４０を含む。これらの要素１０−４０は協働し、画像データに基づいてシートに単色、たとえばＫ色のトナー像を形成する。プリンター１３０は更に補給部５０を含む。補給部５０は２本のトナーボトル６０１、６０２を保持し、各ボトルからＫ色のトナーを作像部２０に補給する。

プリンター１３０は特に、タンデム方式フルカラー対応機の構造がモノクロ専用機として転用された構造を持つ。具体的には、フルカラー対応機であれば、作像部２０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用の作像ユニットが１台ずつ、計４台、並列に組み込み可能な構造であり、補給部５０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用のトナーボトルが１本ずつ、計４本、装填可能な構造である。これに対してプリンター１３０では、作像部２０が、Ｙ、Ｍ、Ｃの３色用作像ユニットに代えて２台のＫ色用作像ユニット２１１、２１２を、Ｃ、Ｋ色の作像ユニットの位置に備え、補給部５０が、Ｃ、Ｋ色用トナーボトルの装填箇所に２本のＫ色用トナーボトル６０１、６０２を保持している。

給送部１０は、給紙カセット１１からシートを１枚ずつ作像部２０へ提供する。具体的には、給送部１０はまず給紙ローラー群１２を用いて、給紙カセット１１に収容されたシートの束ＳＨＴからシートＳＨ１を１枚ずつ分離する。給送部１０は次にタイミングローラー１３を用いて、分離したシートＳＨ２を作像部２０へ、その動作にタイミングを合わせて送出する。「シート」とは、紙製もしくは樹脂製の薄膜状もしくは薄板状の材料、物品、または印刷物をいう。給紙カセット１１に収容可能なシートの種類すなわち紙種はたとえば、普通紙、上質紙、カラー用紙、または塗工紙であり、サイズはたとえば、Ａ３、Ａ４、Ａ５、またはＢ４等の標準値である。さらに、シートの姿勢は縦置きと横置きとのいずれにも設定可能である。

作像部２０はたとえば中間体転写方式であり、２台のＫ色用作像ユニット２１１、２１２のいずれかを用いて中間転写ベルト２３の表面にＫ色のトナー像を形成し、このトナー像を、給送部１０から送られたシートＳＨ２の上に転写する。中間転写ベルト２３は従動プーリー２３Ｌと駆動プーリー２３Ｒとの間に回転可能に掛け渡されている。これらのプーリー２３Ｌ、２３Ｒの間では２台の作像ユニット２１１、２１２と２本の１次転写ローラー２２とが１つずつ、対を成して配置されている。各作像ユニット２１１、２１２の感光体ドラム２５は１次転写ローラー２２と、中間転写ベルト２３を間に挟んでニップを形成している。２次転写ローラー２４は駆動プーリー２３Ｒと、中間転写ベルト２３を間に挟んでニップを形成している。このニップには、タイミングローラー１３から送出されたシートＳＨ２が通紙される。作像ユニット２１１、２１２のいずれかは、中間転写ベルト２３が（図１の（ｂ）では反時計方向に）回転する間、その表面部分が１次転写ローラー２２と感光体ドラム２５との間のニップを通過する際にその表面部分にＫ色のトナー像を形成する。このトナー像が駆動プーリー２３Ｒと２次転写ローラー２４との間のニップを通過するタイミングに合わせて、そのニップへシートＳＨ２がタイミングローラー１３から通紙される。これによりそのニップではトナー像が中間転写ベルト２３からシートＳＨ２へ転写される。このシートＳＨ２を駆動プーリー２３Ｒは２次転写ローラー２４と共に定着部３０へ送り出す。

定着部３０は、作像部２０から送出されたシートＳＨ２にトナー像を熱定着させる。具体的には、定着部３０は定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを回転させながら両ローラー間のニップにシートＳＨ２を通紙する。このとき、定着ローラー３１はそのシートＳＨ２の表面へ内蔵のヒーターの熱を加え、加圧ローラー３２はそのシートＳＨ２の加熱部分に対して圧力を加えて定着ローラー３１へ押し付ける。定着ローラー３１からの熱と加圧ローラー３２からの圧力とにより、トナー像がそのシートＳＨ２の表面に定着する。定着部３０は更に定着ローラー３１と加圧ローラー３２との回転により、そのシートＳＨ２を排紙部４０へ送り出す。

排紙部４０は、トナー像が定着したシートＳＨ３を排紙トレイ４４へ排紙する。具体的には排紙部４０は、排紙口４２の内側に配置された排紙ローラー４３を回転させ、その周面で、定着部３０の上部からガイド板４１に沿って排紙口４２へ移動してきたシートＳＨ３を排紙口４２の外へ送り出す。これによりこのシートＳＨ３は排紙トレイ４４に収容される。

補給部５０は作像部２０の上方に配置されており、保持部５１と搬送部５２とを含む。保持部５１は、２本のトナーボトル６０１、６０２を１本ずつ、各作像ユニット２１１、２１２の上方に着脱可能に保持してその中から現像剤を流出させる機構である。ＭＦＰ１００の前面の扉１３１が開かれると保持部５１の前面が外部に露出するので、ユーザーによるトナーボトル６０１、６０２の着脱が可能である。搬送部５２は、保持部５１の直下に位置し、各トナーボトル６０１、６０２から流出した現像剤を作像ユニット２１１、２１２へ搬送する機構である。搬送部５２は特に、現像剤の搬送先を作像ユニット２１１、２１２の間で切換可能である。

［補給部の構造］
−トナーボトルと保持部−
図２は、トナーボトル６０１、６０２と保持部５１との斜視図である。保持部５１はフレーム５１Ｆと駆動部５１Ｄとを含む。

トナーボトル６０１、６０２はいずれも細長い円筒形状の容器であり、２成分現像剤を収容している。この２成分現像剤は、Ｋ色のトナーとキャリアとを含む粉粒体である。各トナーボトル６０１、６０２は本体６０Ｂとカバー６０Ｃとを含む。本体６０Ｂは、軸方向（図２ではＺ軸方向）に細長い有底円筒部材であり、内部に現像剤の収容空間を含む。この空間を囲む本体６０Ｂの内面からはリブ６０Ｒが本体６０Ｂと同軸の螺旋状に突出している。カバー６０Ｃは、軸方向（Ｚ軸方向）の長さが本体６０Ｂよりも短い円筒部材であり、本体６０Ｂの開口端を同軸に覆って塞いでいる。この状態でカバー６０Ｃは本体６０Ｂの軸のまわりに回転可能である。本体６０Ｂとは反対側に位置するカバー６０Ｃの端は仕切板６０Ｐで閉じられている。仕切板６０Ｐはカバー６０Ｃの軸（Ｚ軸）のまわりに回転可能である。ユーザーは、仕切板６０Ｐの外面から突出したつまみ６０Ｎをひねることで仕切板６０Ｐの回転角を変更可能である。カバー６０Ｃの側面は現像剤の流出口６０Ｈを含む。流出口６０Ｈは仕切板６０Ｐの回転角に応じて開閉可能であり、本体６０Ｂの内部空間を外部と連通させ、または遮断する。

フレーム５１Ｆは、たとえば細長い矩形板状の枠であり、長手方向がＭＦＰ１００の横方向（図２ではＸ軸方向）に平行であり、板面がＭＦＰ１００の縦方向（図２ではＹ軸方向）に平行であるように設置されている。この板面には４つの円形の穴５１Ｈが横方向（Ｘ軸方向）に１列に配置されている。これらの穴５１Ｈは、直径を初め、構造が共通であり、特に内面の下部に現像剤の流入口５１Ｉを含む。右半分の２つの穴５１Ｈは１つずつ各作像ユニット２１１、２１２の上方に位置し、その中にトナーボトル６０１、６０２が１本ずつ、ＭＦＰ１００の奥行き方向（図２ではＺ軸方向）に挿抜可能である。この穴５１Ｈにトナーボトル６０２が挿入されると、その穴５１Ｈの内面にそのトナーボトル６０２のカバー６０Ｃの側面が嵌合して固定される。このとき、その穴５１Ｈの内面に設置された機械スイッチ（図は示していない。）がトナーボトル６０２のカバー６０Ｃとの接触でオンする。このスイッチのオンオフから補給部５０はその穴５１Ｈへのトナーボトル６０２の着脱を検知可能である。さらに、その穴５１Ｈの流入口５１Ｉにトナーボトル６０２の流出口６０Ｈが位置し、ユーザーがつまみ６０Ｎをひねって仕切板６０Ｐを回転させると、流出口６０Ｈが開いて流入口５１Ｉと連通する。フレーム５１Ｆの左半分の２つの穴５１Ｈはフルカラー対応機の構造の名残であり、フルカラー対応機であれば、Ｙ、Ｍの２色用の作像ユニットそれぞれの上方に位置し、それぞれの中に、Ｙ、Ｍの２色用のトナーボトルが１本ずつ装填される。プリンター１３０では左半分の穴５１Ｈは利用されず、デッドスペースとして残る。

駆動部５１Ｄは、フレーム５１Ｆの板面からＭＦＰ１００の奥行き方向（Ｚ軸方向）に一定の距離をおいてＭＦＰ１００の横方向（Ｘ軸方向）に伸びている。駆動部５１Ｄではフレーム５１Ｆの右半分の各穴５１Ｈに対向する位置からその穴５１Ｈへ、シャフト５１Ｓが１本ずつ突出している。駆動部５１Ｄは、モーター（図は示していない。）と、そのトルクを各シャフト５１Ｓへ個別に伝えるギア、ベルト等のトルク伝達機構とを含み、これらで各シャフト５１Ｓをその軸のまわりに回転させる（図２の示す細い矢印参照）。対向するフレーム５１Ｆの穴５１Ｈにトナーボトル６０１、６０２が挿入されると、各ボトルの底面にシャフト５１Ｓが挿抜可能に接続される。モーターからのトルクでシャフト５１Ｓが回転すると、それに接続されたトナーボトル６０２の本体６０Ｂがその軸のまわりに回転する（図２の示す白抜きの矢印参照）。本体６０Ｂのこの回転によってその内部では、粉粒体である現像剤がリブ６０Ｒに押されてそれに沿って流れ、カバー６０Ｃへ移動する。流出口６０Ｈが開いていれば、本体６０Ｂからカバー６０Ｃへ移動した現像剤が流出口６０Ｈから流出してフレーム５１Ｆの流入口５１Ｉの中へ落下する。

駆動部５１Ｄもフレーム５１Ｆと同様、フルカラー対応機と共通の構成要素であり、フルカラー対応機であれば、フレーム５１Ｆの左半分の各穴５１Ｈに対向する位置にシャフト５１Ｓを１本ずつ含み、それらへモーターのトルクを伝える機構を含む。プリンター１３０ではこれらは除去され、これらを支持するはずの部材だけが残る。

−現像剤の搬送部−
図３の（ａ）は、搬送部５２と作像ユニット２１１、２１２との内部構造を模式的に示す正面図であり、（ｂ）は搬送部５２の斜視図である。搬送部５２は、貯留部５２Ｔ、排出スクリュー５２Ｅ、トナーセンサー５２Ｓ、および移送スクリュー５２Ｃを含む。

貯留部５２Ｔは２個のホッパー５２１、５２２を含む。これらは同形同サイズであり、横方向（Ｘ軸方向）において互いに連結されている。各ホッパー５２１、５２２は漏斗形状の容器であり、たとえば注ぎ口（上側の開口端）５２Ｉが矩形であって側壁が底に向かって（Ｙ軸の負方向に）先細りし、その底に奥行き方向（Ｚ軸方向）に細長い排出口５２Ｏが空いている。ホッパー５２１、５２２は、図１の（ｂ）が示すように、フレーム５１Ｆの右半分の各穴５１Ｈとその下方の作像ユニット２１１、２１２との間に１個ずつ設置されている。各穴５１Ｈの流入口５１Ｉにはホッパーの注ぎ口５２Ｉが接続され、各作像ユニットの補給管２３４にはホッパーの排出口５２Ｏが接続されている。保持部５１が各トナーボトル６０１、６０２の流出口６０Ｈからフレーム５１Ｆの流入口５１Ｉへ現像剤ＤＶＬを落下させると、その現像剤ＤＬＶがその流入口５１Ｉからホッパー５２１、５２２の注ぎ口５２Ｉを通してそのホッパーの中へ流れ落ちる。

排出スクリュー５２Ｅはオーガスクリューであり、各ホッパー５２１、５２２の底に１本ずつ奥行き方向（Ｚ軸方向）に設置され、その底の排出口５２Ｏを塞いでいる。排出スクリュー５２Ｅの軸の両端部は各ホッパー５２１、５２２の側壁を貫通し、それらの外側で自軸のまわりに回転可能に支持されている（図は示していない）。搬送部５２は更にモーターと、そのトルクを排出スクリュー５２Ｅへ個別に伝えるギア、ベルト等のトルク伝達機構とを含み、これらで排出スクリュー５２Ｅを自軸のまわりに回転させる（図は示していない）。排出スクリュー５２Ｅが停止した状態ではそれに阻まれて現像剤ＤＶＬが排出口５２Ｏには流れ込みにくいので、ホッパー５２１、５２２の中に一時的に溜まる。この状態で排出スクリュー５２Ｅが回転すると、ホッパー５２１、５２２の中に溜まった現像剤ＤＶＬが排出スクリュー５２Ｅによって撹拌されてそれとの摩擦が弱まるので、排出口５２Ｏから作像ユニット２１１、２１２の補給管２３４へ流れ込む。

トナーセンサー５２Ｓは、各ホッパー５２１、５２２における現像剤の貯留量を監視する。トナーセンサー５２Ｓはたとえば透過型フォトセンサーであり、図３の（ｂ）が示すように、各ホッパー５２１、５２２の内面の突起の中に発光部と受光部とを含む。発光部は赤外線または可視光を放ち、その射線上で受光部はそれらの光を検出する。ホッパー５２１、５２２の中に溜まった現像剤の界面がトナーセンサー５２Ｓよりも高く位置する間は発光部からの光が現像剤で遮断されるので、受光部がその光を検出できない。排出口５２Ｏからの流出に伴って現像剤の界面がトナーセンサー５２Ｓよりも低く下がると、発光部からの光が現像剤に妨げられることなく進むので、受光部がその光を検出できる。受光部による発光部からの光の検出の可否に応じてトナーセンサー５２Ｓは出力信号のレベルを切り換える。トナーセンサー５２Ｓは、現像剤の貯留量が許容下限まで減少した場合における現像剤の界面の高さに設置されているので、その出力信号レベルによって各ホッパー５２１、５２２における現像剤の貯留量が許容下限未満であるか否か、すなわちそのホッパーが空である（ニアエンプティ）か否かが表現される。

ホッパー５２１、５２２、排出スクリュー５２Ｅ、およびトナーセンサー５２Ｓの各組はフルカラー対応機と共通の構成要素である。フルカラー対応機であれば、これらが更に２組追加され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色用のトナーボトルから同色用の作像ユニットへの現像剤の搬送に利用される。プリンター１３０ではこれらの２組は除去されている。

２個のホッパー５２１、５２２の互いに対向する側面間は角筒形状の連絡路５２Ｂで接続されている。連絡路５２Ｂは、排出スクリュー５２Ｅよりも高い位置を横方向（Ｘ軸方向）に伸びている。この中を貫通して移送スクリュー５２Ｃは横方向（Ｘ軸方向）に２個のホッパー５２１、５２２の全幅にわたって伸びている。移送スクリュー５２Ｃは単一のオーガスクリューであり、その軸の両端部が両方のホッパー５２１、５２２の側壁を貫通し、それらの外側で自軸のまわりに回転可能に支持されている（図は示していない）。搬送部５２は更に、排出スクリュー５２Ｅ用駆動モーターのトルクを移送スクリュー５２Ｃへ伝えるギア、ベルト等のトルク伝達機構を含み、これで移送スクリュー５２Ｃを自軸のまわりに回転させる（図は示していない）。このトルク伝達機構は特に、移送スクリュー５２Ｃを双方向に回転させることが可能である。たとえば、現像剤ＤＶＬの界面が、第１ホッパー５２１では連絡路５２Ｂよりも高く、第２ホッパー５２２では連絡路５２Ｂよりも低くても、移送スクリュー５２Ｃが停止していればそれに阻まれて現像剤ＤＶＬが連絡路５２Ｂを通過しにくい。移送スクリュー５２Ｃが回転していれば、その方向によっては現像剤ＤＶＬが移送スクリュー５２Ｃによって搬送され、第１ホッパー５２１から連絡路５２Ｂを通過して第２ホッパー５２２へ移動する。移送スクリュー５２Ｃは双方向に回転可能であるので、現像剤ＤＶＬは、その界面が両方のホッパー５２１、５２２で移送スクリュー５２Ｃによる搬送の可能な高さに達してさえいれば、両方のホッパー５２１、５２２間を双方向に移動可能である。

連絡路５２Ｂと移送スクリュー５２Ｃとは、本発明の実施形態によるプリンター１３０に固有の要素の１つであり、転用前のフルカラー対応機の構造には含まれていない。搬送部５２は、連絡路５２Ｂと移送スクリュー５２Ｃとを利用して現像剤ＤＶＬを２個のホッパー５２１、５２２の間で移送することにより、各トナーボトル６０１、６０２からの現像剤ＤＶＬの搬送先を２台の作像ユニット２１１、２１２の間で切換可能である。その制御の詳細については後述する。

［作像ユニットの構造］
図３の（ａ）は、図１の（ｂ）の示す作像ユニット２１１、２１２の拡大正面図も示している。各作像ユニット２１１、２１２は、感光体ドラム２５に加え、帯電部２０１、現像部２０３、クリーニングブレード２０４、およびイレーサー２０５を含む。これらは感光体ドラム２５の周囲に配置され、その外周面に対して電子写真式による画像形成処理のうち定着以外、すなわち、帯電、露光、現像、転写、清掃、および除電を行う。

感光体ドラム２５は、外周面２５１が感光体で覆われたアルミニウム等の導電体製の円筒部材であり、その中心軸（図では、感光体ドラム２５の円形断面の中心を紙面に対して垂直に貫く軸）２５２のまわりを回転可能に支持されている。感光体は、露光量に依存して帯電量が変化する素材であり、アモルファスセレン、セレン合金、アモルファスシリコン等の無機材料、または複数の有機材料の積層構造（ＯＰＣ）を含む。感光体ドラム２５の中心軸２５２は、ギア、ベルト等のトルク伝達機構でモーターに接続されている。そのモーターからのトルクで感光体ドラム２５が（図では時計方向に）１回転すると、感光体の各表面部分が周囲の処理部２０１、２０３、２０４、２０５に順番に面してそれらの処理を受ける。

帯電部２０１は、感光体ドラム２５の外周面２５１から間隔をおいてその軸方向に伸びるワイヤーまたは薄板形状の電極２１Ｅを含む。帯電部２０１はこの電極２１Ｅに対してたとえば負の高電圧を印加することにより、この電極２１Ｅと感光体ドラム２５の外周面２５１との間にコロナ放電を生じさせる。この放電が、帯電部２０１に面した感光体の表面部分を負に帯電させる。

感光体ドラム２５の回転に伴い、その外周面２５１の帯電部分が帯電部２０１から現像部２０３へ移動する。この間、この帯電部分のうち、感光体ドラム２５の軸方向に伸びる直線状領域、すなわち１ラインを露光部２６（図１の（ｂ）参照。）がレーザー光で走査する。このとき、露光部２６はレーザー光量を、画像データが表す階調値に基づいて変調する。感光体ドラム２５の１ラインでは露光量が高いほど帯電量が減少するので、画像データが表す階調値分布に対応する帯電量分布、すなわち静電潜像が形成される。１ラインに対するこの動作を露光部２６は、感光体ドラム２５の回転に同期して繰り返す。これにより感光体ドラム２５の外周面にはその回転方向、すなわち副走査方向に露光済みのラインが連なり、静電潜像が２次元的に拡がる。

現像部２０３は感光体ドラム２５上の静電潜像をＫ色のトナーで現像する。現像部２０３はまず、ホッパー５２１、５２２のいずれかの排出口５２Ｏから補給管２３４を通して流れ込んだ現像剤ＤＶＬを２本のオーガスクリュー２３１、２３２で撹拌し、現像剤ＤＶＬの含むトナーをキャリアとの摩擦で負に帯電させる。現像部２０３は次に、現像剤ＤＶＬを現像ローラー２３３で感光体ドラム２５との間のニップへ搬送する。これと並行して現像部２０３は現像ローラー２３３に対して負の高電圧を印加する。これにより、静電潜像のうち帯電量の比較的少ない領域は現像ローラー２３３よりも電位が上がるので、現像ローラー２３３の搬送する現像剤から、帯電量の減少分に応じた量のトナーが分離して付着する。こうして静電潜像がトナー像として顕在化する。

現像部２０３は底部に透磁率（toner-carrier ratio：ＴＣＲ）センサー２４５を含む。ＴＣＲセンサー２４５は、現像部２０３の内部を移動する現像剤ＤＶＬの透磁率を測定する。キャリアとは異なりトナーは磁性を持たないので、現像剤ＤＶＬの透磁率が高いほどキャリアに対するトナーの割合、すなわちトナー濃度が低い。トナーとは異なりキャリアは消費されないので、トナーが消費されるほどトナー濃度は降下し、現像剤ＤＶＬの透磁率は上昇する。このような関係に基づいてＴＣＲセンサー２４５の測定値から現像剤ＤＶＬ中のトナー濃度が検出され、その検出値に基づいて現像部２０３に補給されるべき現像剤ＤＶＬの量が決定される。

トナー像は感光体ドラム２５の回転に伴い、感光体ドラム２５と１次転写ローラー２２との間のニップへ移動する。１次転写ローラー２２に対しては正の高電圧が印加されているので、負に帯電したトナー像が感光体ドラム２５の外周面２５１から中間転写ベルト２３へ転写される。

クリーニングブレード２０４は、たとえばポリウレタンゴム等の熱硬化性樹脂から形成された薄い矩形板状の部材であり、その長さが感光体ドラム２５の外周面２５１のうち感光体で覆われた部分とほぼ等しい。ブレード２０４の板面のうち感光体ドラム２５の外周面２５１に面した方は、その長辺の１つ（エッジ）が感光体ドラム２５の軸方向に対して平行な状態でその外周面２５１に接触し、その外周面２５１からトナー像の転写跡に残るトナーを掻き取る。こうして、その外周面が清掃される。

イレーサー２０５は、たとえば感光体ドラム２５の軸方向に配列された発光素子（ＬＥＤ）から感光体ドラム２５の外周面２５１に光を照射する。その外周面２５１のうち照射光を受けた部分からは残存電荷が消失する。こうして、その外周面２５１が除電される。

［画像形成装置の電子制御系統］
図４は、プリンター１３０の電子制御系統の構成を示すブロック図である。この電子制御系統では、給送部１０、作像部２０、定着部３０、排紙部４０、および補給部５０に加え、操作部７０と主制御部８０とがバス９０を通して互いに通信可能に接続されている。

操作部７０は、ＭＦＰ１００に実装されたユーザーと外部の電子機器とに対するインタフェースの全体であり、ユーザーの操作または外部の電子機器との通信を通してジョブ処理要求と印刷対象の画像データとを受け付け、それらを主制御部８０へ伝える。操作部７０は操作パネル７１と外部インタフェース（Ｉ／Ｆ）７２とを含む。操作パネル７１はディスプレイにグラフィックスユーザーインターフェース（ＧＵＩ）画面を表示し、その画面の中でユーザーが触れた位置をタッチパネルで検出し、またはその画面に従ってユーザーが押したボタンを識別し、その検出または識別に関する情報を操作情報として主制御部８０へ伝える。特に印刷ジョブの入力画面がディスプレイに表示されている場合、操作パネル７１は、印刷対象のシートのサイズ、紙種、姿勢（縦置きと横置きとの別)、部数、画質等の印刷条件をユーザーから受け付けて操作情報に組み込む。外部Ｉ／Ｆ５２はＵＳＢポートまたはメモリカードスロットを通してＵＳＢメモリーまたはハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の外付けの記憶装置から直に印刷対象の画像データを取り込む。外部Ｉ／Ｆ５２は更に、外部ネットワークに有線または無線で接続された通信ポートを通して他の電子機器から印刷対象の画像データを受信する。

主制御部８０は、プリンター１３０に内蔵された１枚の印刷回路基板に実装された集積回路であり、ＣＰＵ８１、ＲＡＭ８２、およびＲＯＭ８３を含む。ＣＰＵ８１はマイクロプロセッサ（ＭＰＵ／ＣＰＵ）で構成され、各種ファームウェアを実行する。ＲＡＭ８２は、ＤＲＡＭ、ＳＲＡＭ等の揮発性半導体記憶装置であり、ＣＰＵ８１にファームウェアを実行する際の作業領域を提供し、操作部７０が受け付けた印刷対象の画像データを保存する。ＲＯＭ８３は、書き込み不可の不揮発性記憶装置と書き換え可能な不揮発性記憶装置との組み合わせで構成されている。前者はファームウェアを格納し、後者は、ＥＥＰＲＯＭ、フラッシュメモリー、ソリッドステートドライブ（ＳＳＤ）等の半導体記憶装置またはＨＤＤを含み、ＣＰＵ８１に環境変数等の保存領域を提供する。

主制御部８０は、ＣＰＵ８１の実行する各種ファームウェアに従い、操作部７０からの操作情報に基づいてプリンター１３０内の他の要素１０−５０を制御する。具体的には、主制御部８０は操作部７０に操作画面を表示させてユーザーの操作を受け付けさせる。この操作に応じて主制御部８０は、稼動モード、待機モード、スリープモード等の動作モードを決定し、その動作モードを他の要素１０−５０へ駆動信号で通知してその動作モードに応じた処理を各要素に実行させる。たとえば、操作部７０が印刷ジョブを受け付けたとき、主制御部８０はまず操作部７０に印刷対象の画像データをＲＡＭ８２へ転送させる。主制御部８０は次に、各要素１０−５０へ稼働モードを通知し、処理に必要なパラメーターの値を印刷条件に従って指定する。たとえば、給送部１０には給送すべきシートの種類と枚数、および給送のタイミングを指定し、作像部２０には画像データを提供し、定着部３０には定着ローラー３１の温度を指定する。補給部５０には、印刷条件の示す画質に応じた現像剤中のトナー濃度の許容下限を指定する。

−補給部の制御系統−
給送部１０、作像部２０、定着部３０、排紙部４０、および補給部５０はそれぞれ、専用の電子制御系統を備えている。各制御系統は、モーター、ソレノイド等のアクチュエーターに対する制御回路と駆動回路とを含み、所属の機能部１０−５０が備えた可動部材にアクチュエーターが与えるべき駆動力を制御する。これらの可動部材には、給紙部１０の給紙ローラー群１２とタイミングローラー１３、作像部２０の駆動プーリー２３Ｒ、感光体ドラム２５、オーガスクリュー２３１、２３２、および現像ローラー２３３、定着部３０の定着ローラー３１と加圧ローラー３２、排紙部４０の排紙ローラー４３、並びに補給部５０のシャフト５１Ｓ、排出スクリュー５２Ｅ、および移送スクリュー５２Ｃが含まれる。制御回路は、ＭＰＵ／ＣＰＵ、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、またはプログラム可能な集積回路（ＦＰＧＡ）等の電子回路であり、主制御部８０から指定されたパラメーターの値に従ってアクチュエーターの出力（制御量）に対する目標値を設定し、駆動回路に指示する。たとえば搬送ローラーの駆動制御では、主制御部８０から指定されたシートの搬送速度の目標値とモーターからフィードバックされる実際の回転数とに基づいてそのモーターに対する印加電圧の目標値が指示される。さらに、主制御部８０から指定された搬送のタイミングに従ってそのモーターに対する電圧印加のタイミングが指示される。駆動回路はスイッチングコンバーターであり、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等のパワートランジスタをスイッチング素子として利用してアクチュエーターへの供給電力を調節することにより、その出力を目標値に維持する。

補給部５０による現像剤の補給動作は次の３種類に大別される。［１］ホッパーへの現像剤の貯留。各トナーボトル６０１、６０２の現像剤を直下のホッパー５２１、５２２に貯留させる。［２］作像部への現像剤の搬送。各ホッパー５２１、５２２から直下の作像ユニット２１１、２１２の現像部２０３へ現像剤を搬送する。［３］ホッパー間での現像剤の移送。ホッパー５２１、５２２の一方から他方へ現像剤を移す。特に［３］の移送動作により、ホッパー５２１、５２２からの現像剤の搬送先が作像ユニット２１１、２１２の現像部２０３の間で切り換えられる。

［１］ホッパーへの現像剤の貯留
主制御部８０からの稼働モードへの移行通知に応じて、補給部５０の制御系統はホッパー５２１、５２２に対する現像剤の貯留量の監視を開始する。制御系統は、２個のホッパー５２１、５２２のうちデフォルトの方、または前回の稼働モードで使用された方が含むトナーセンサー５２Ｓからその出力信号を周期的に、たとえば数百ｍ秒間隔で取得する。この出力信号のレベルに応じて、制御系統は以下の制御を行う。

図５の（ａ）は、通常時における補給部５０の動作を示す模式図である。前回の稼働モードでは第１ホッパー５２１が使用された場合を想定する。第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示していない間、第１ホッパー５２１では現像剤ＤＶＬの界面がトナーセンサー５２Ｓの高さＬＶＬ（以下、「ニアエンプティレベル」という。）以上に位置する。これは、現像剤ＤＶＬの貯留量が許容下限以上であることを意味する。この場合、制御系統は、第１ホッパー５２１の直上に装填されている第１トナーボトル６０１に接続されたシャフト５２Ｓと第１ホッパー５２１内の排出スクリュー５２Ｅとをいずれも停止状態に維持する。

印刷での現像剤ＤＶＬの消費に伴い、第１ホッパー５２１内では現像剤ＤＶＬの界面がニアエンプティレベルＬＶＬを下回ったとき、トナーセンサー５２Ｓの出力信号がホッパーのニアエンプティを示すレベルへ切り換わる。これに応じて制御系統は、第１トナーボトル６０１に接続されたシャフト５２Ｓを一定数または一定時間、連続回転させる。それに合わせて制御系統は、第１トナーボトル６０１の使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値を更新する。一方、制御系統は第１ホッパー５２１内の排出スクリュー５２Ｅを停止状態に維持する。これにより、第１トナーボトル６０１の中に十分な量の現像剤ＤＶＬが残っている限り、第１トナーボトル６０１の一定の回転数または時間に応じた量の現像剤ＤＶＬが第１トナーボトル６０１から第１ホッパー５２１へ補充される。

この補充動作は、トナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが再び切り換わるまで、ただし、所定回数または所定時間を上限として繰り返される。補充回数の上限と補充１回あたりの回転数との積は、現像剤を第１トナーボトル６０１の底の内側から流出口６０Ｈまで移動させるのに必要な回転数の統計的な代表値（たとえば平均値）以上である。補充回数の上限と補充１回あたりの動作時間との積、および補充時間の上限は、現像剤を第１トナーボトル６０１の底の内側から流出口６０Ｈまで移動させるのに必要な時間の統計的な代表値以上である。こうして、補充回数または補充時間の上限までにトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換われば、第１ホッパー５２１における現像剤ＤＶＬの貯留量が許容下限以上に復帰している。

図５の（ｂ）は、第１トナーボトル６０１が空である場合における補給部５０の動作を示す模式図である。上記の補充動作が上限回数または上限時間繰り返されたにもかかわらず、トナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わらない場合、制御系統は第１トナーボトル６０１が空であると判定し、その旨（トナー切れ）を主制御部８０へ通知する。トナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わらないまま、第１トナーボトル６０１の使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値が許容上限、すなわち第１トナーボトル６０１からすべての現像剤を流出させるのには十分な値に達した場合も同様である。補給部５０からのこれらの通知に応じて主制御部８０は、第１作像ユニット２１１に代えて第２作像ユニット２１２を動作させるように作像部２０に指示すると共に、第１作像ユニット２１１から第２作像ユニット２１２への切換を補給部５０に通知する。この通知に応じて補給部５０の制御系統は、現像剤の貯留量の監視対象を第１ホッパー５２１から第２ホッパー５２２へ切り換える。すなわち、出力信号の取得対象を第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓから第２ホッパー５２２内のトナーセンサー５２Ｓへ変更する。制御系統はまた、フレーム５１Ｆの穴５１Ｈの機械スイッチを通して第１トナーボトル６０１の交換が検知されるまで、第１トナーボトル６０１の底に接続されたシャフト５２Ｓと第１ホッパー５２１内の排出スクリュー５２Ｅとを停止状態に維持する。以後、補給部５０は、第１ホッパー５２１と第１トナーボトル６０１とに対する上記の動作、すなわち第１ホッパー５２１に対する現像剤の貯留制御と同様な動作を、第２ホッパー５２２と第２トナーボトル６０２との対について行う。

補給部５０の制御系統が現像剤の貯留制御の対象をホッパー５２１、５２２間で切り換えるのは、トナーボトル６０１、６０２のいずれかが空になった場合には限られず、作像ユニット２１１、２１２のうち動作中のものに不具合が生じた場合も同様である。詳しくは後述する。

［２］作像部への現像剤の搬送
補給部５０の制御系統は主制御部８０から、稼働モードへの移行通知と共に、作像ユニット２１１、２１２のうち印刷に利用される方の現像部２０３に対する現像剤中のトナー濃度の許容下限を指定される。この指定に応じて制御系統は、印刷に利用される現像部２０３に対し、それが貯留する現像剤中のトナー濃度が許容下限以上に保たれるように現像剤を補給する。具体的には、制御系統はまず、印刷に利用される現像部２０３内のＴＣＲセンサー２４５の測定値を作像部２０の制御系統から周期的に、たとえば数秒間隔で取得し、その測定値から現像剤中のトナー濃度を検出する。制御系統は次に、その検出値と許容下限の指定値との間の差から現像剤の補給量を算定する。

たとえば、図５の（ａ）が示す第１作像ユニットの現像部５３１（以下、第１現像部と略す。）に対する現像剤の補給量が閾値以上である場合を想定する。この閾値は、たとえば、排出スクリュー５２Ｅの回転制御によって現像部の補給管２３４へ十分な精度で送り込むことの可能な現像剤の最小量を表す。制御系統はまず、第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルを確認する。このレベルがホッパーのニアエンプティを示す場合、制御系統は先に、第１ホッパー５２１に対する現像剤の補充制御を上記［１］のとおりに行う。そのレベルがホッパーのニアエンプティを示していない場合、制御系統は、図５の（ａ）が示すように、第１ホッパー５２１内の排出スクリュー５２Ｅを回転させる。この回転を制御系統は、補給量の現像剤を補給管２３４へ送り込むのに必要な回数または時間だけ連続させる。こうして、その補給量だけ、現像剤ＤＶＬが第１ホッパー５２１から補給管２３４を通して第１現像部５３１へ搬送される。

排出スクリュー５２Ｅの連続回転の間にも、第１ホッパー５２１に対する現像剤の貯留制御は並行されている。第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示した場合、補給部５０の制御系統は、第１トナーボトル６０１が空であるか否かを判定する。すなわち、補充動作が上限回数もしくは上限時間繰り返されるまでにトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わるか否か、または第１トナーボトル６０１の使用開始時点からの回転数もしくは回転時間の積算値が許容上限未満に留まるか否かが判定される。第１トナーボトル６０１が空であると判定した場合、制御系統は、図５の（ｂ）が示すように、排出スクリュー５２Ｅを停止させ、第１ホッパー５２１から補給管２３４への現像剤の搬送を中断させる。以後、第１作像ユニット２１１に代えて第２作像ユニット２１２が動作するのに伴い、補給部５０は第２ホッパー５２２から第２作像ユニットの現像部５３２（以下、第２現像部と略す。）へ現像剤ＤＶＬを上記と同様な動作で搬送する。

図５の（ｃ）は、動作中の第１現像部５３１に不具合が生じた場合における補給部５０の動作を示す模式図である。作像部２０の制御系統は、第１現像部５３１と第２現像部５３２との各通算使用時間、または各現像ローラー２３３の使用開始時点からの回転数もしくは回転時間を積算し続けている。いずれかの積算値、たとえば第１現像部５３１に対する積算値が許容上限に達した場合、作像部２０の制御系統は第１現像部５３１が寿命に達したと判定し、その旨（現像部不良）を主制御部８０へ通知する。第１現像部５３１が故障で動作不能に陥った場合も同様である。これらの通知に応じて主制御部８０は、第１作像ユニット２１１に代えて第２作像ユニット２１２を動作させるように作像部２０に指示すると共に、作像ユニットの切換を補給部５０に通知する。この通知に応じて補給部５０の制御系統は、第１ホッパー５２１内の排出スクリュー５２Ｅを停止させ、その後、第１現像部５３１の交換が作像部２０に検知されるまで、第１ホッパー５２１から補給管２３４への現像剤の搬送を禁止する。動作中の第２現像部５３２に不具合が生じた場合も同様である。制御系統はまた、上記［１］で説明された現像剤の貯留制御の対象を第１ホッパー５２１から第２ホッパー５２２へ切り換える。これにより、第１トナーボトル６０１が空になった場合（図５の（ｂ）参照。）と同様、第１トナーボトル６０１、第１ホッパー５２１、および第１現像部５３１の組に代えて、第２トナーボトル６０２、第２ホッパー５２２、および第２現像部５３２の組が印刷に利用される。

［３］ホッパー間での現像剤の移送
図５の（ｃ）が示すように、第１現像部５３１に不具合が生じた場合、第１作像ユニット２１１に代わって第２作像ユニット２１２が動作するので、第１ホッパー５２１内の現像剤に代えて第２ホッパー５２２内の現像剤が印刷に消費され始める。このとき、第１トナーボトル６０１にも、第１ホッパー５２１にも、多量の現像剤がまだ残っている場合がありうる。

図５の（ｄ）は、第１現像部５３１の不具合の後、現像剤の補充に利用していた第２トナーボトル６０２が空になった場合における補給部５０の動作を示す模式図である。第１作像ユニット２１１に代わって第２作像ユニット２１２が動作することにより、第１トナーボトル６０１よりも先に第２トナーボトル６０２が空になる場合がある。この場合、第１トナーボトル６０１と第１ホッパー５２１との中に残っている現像剤を可能な限り多く利用する目的で補給部５０は、以下のように、第１ホッパー５２１から連絡路５２Ｂを通して第２ホッパー５２２へ現像剤を移送する。

第２トナーボトル６０２が空であると判定した場合、補給部５０の制御系統は、上記［１］で述べたとおり、トナー切れを主制御部８０へ通知する。この通知に応じて主制御部８０は、第２作像ユニット２１２の代替候補として停止中の第１作像ユニット２１１の動作可能性を作像部２０に確認する。このとき、第１作像ユニット２１１がすでに交換を終えて動作可能であれば、上記［１］で述べた場合と同様、主制御部８０は第２作像ユニット２１２に代えて第１作像ユニット２１１を動作させるように作像部２０に指示する。しかし、第１作像ユニット２１１がまだ動作不能のままであれば、主制御部８０は、第２作像ユニット２１２の代替候補が無い旨を補給部５０に通知する。この通知に応じて補給部５０の制御系統はまず、第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルを確認する。このレベルがホッパーのニアエンプティを示す場合、制御系統は先に第１ホッパー５２１に対する現像剤の補充制御を、上記［１］のとおりに行う。これによって第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号がホッパーのニアエンプティを示さないレベルに切り換わった場合、または最初からそのレベルであった場合、第１ホッパー５２１では現像剤ＤＶＬの界面がニアエンプティレベルＬＶＬ以上に位置し、特に移送スクリュー５２Ｃによる現像剤ＤＶＬの搬送が可能な高さまで達している。制御系統は次に、図５の（ｄ）が示すように、第１ホッパー５２１から連絡路５２Ｂを通して第２ホッパー５２２へ現像剤ＤＶＬを搬送する方向に移送スクリュー５２Ｃを一定数または一定時間、連続回転させる。一方、制御系統は第２ホッパー５２２内の排出スクリュー５２Ｅを停止状態に維持する。これにより、第１ホッパー５２１の中に十分な量の現像剤ＤＶＬが残っている限り、移送スクリュー５２Ｃの一定の回転数または時間に応じた量の現像剤ＤＶＬが第１ホッパー５２１から第２ホッパー５２２へ移送される。この間、制御系統は、ホッパー５２１、５２２内のトナーセンサー５２Ｓの両方から出力信号を周期的に、たとえば数百ｍ秒間隔で取得する。いずれかのトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが再び切り換わるまで、移送動作は繰り返される。

第２ホッパー５２２内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わった場合、第２ホッパー５２２では現像剤ＤＶＬの界面がニアエンプティレベルＬＶＬ以上の高さまで復帰している。したがって、制御系統は移送スクリュー５２Ｃを停止させ、第２ホッパー５２２から第２現像部５３２への現像剤の搬送を再開する。こうして、第１トナーボトル６０１と第１ホッパー５２１とからの現像剤の搬送先が第１現像部５３１から第２現像部５３２へ切り換えられ、第１トナーボトル６０１と第１ホッパー５２１との中に残っている現像剤が印刷に利用される。制御系統はまた、現像剤ＤＶＬの界面がニアエンプティレベルＬＶＬを下回って第２ホッパー５２２内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを再び示すまで、移送スクリュー５２Ｃを待機させる。

第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わった場合、第１ホッパー５２１では現像剤ＤＶＬの界面がニアエンプティレベルＬＶＬよりも低く、特に移送スクリュー５２Ｃによる現像剤ＤＶＬの搬送が可能な高さを下回っている。したがって、制御系統は移送スクリュー５２Ｃを一旦停止させ、第１ホッパー５２１に対する現像剤の補充制御を行う。これによって第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号がホッパーのニアエンプティを示さないレベルに切り換われば、制御系統は移送スクリュー５２Ｃに、第１ホッパー５２１から第２ホッパー５２２への現像剤ＤＶＬの移送を再開させる。第１ホッパー５２１に対する補充動作が上限回数または上限時間繰り返されたにもかかわらず、第１ホッパー５２１内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わらない場合、制御系統は第１トナーボトル６０１が空であると判定し、その旨（トナー切れ）を主制御部８０へ通知する。この通知に応じて主制御部８０はプリンター１３０に動作を中断させると共に、操作パネル７１にトナー切れエラーを表示させ、両方のトナーボトル６０１、６０２の交換をユーザーに促す。一方、補給部５０の制御系統は、フレーム５１Ｆの穴５１Ｈの機械スイッチを通してトナーボトル６０１、６０２のいずれかの交換が検知されるまで、補給部５０の全体を待機させる。

［補給部の動作の流れ］
補給部５０の制御系統は、所属のＲＯＭに保存されたファームウェアを所属のＣＰＵに実行させる。このファームウェアに従って補給部５０は上記３種類の動作［１］−［３］を以下のように組み合わせて、トナーボトル６０１、６０２から現像部５３１、５３２への現像剤の補給を実現する。

図６は、トナーボトル６０１、６０２からホッパー５２１、５２２への現像剤の搬送動作に対する制御処理のフローチャートである。補給部５０の制御系統はこの処理を、主制御部８０からの稼働モードへの移行通知に応じて開始する。

ステップＳ１０１では、制御系統は、たとえば所属のＲＯＭからホッパーの識別番号Ｎｐｒを読み出し、所属のＲＡＭに確保された整数値変数Ｎの保存領域に設定する：Ｎ＝Ｎｐｒ。この識別番号Ｎｐｒは、ホッパー５２１、５２２に個別に割り当てられたシリアル番号のうち、デフォルトのホッパー、または前回の稼働モードで使用されたホッパーに割り当てられたものである。たとえば、第１ホッパー５２１に識別番号“１”が割り当てられ、第２ホッパー５２２に識別番号“２”が割り当てられている場合、変数Ｎｐｒ、Ｎは値“１”、“２”のいずれかである。ステップＳ１０１の設定により、第Ｎホッパーが現像剤の貯留量の監視対象となる。その後、処理はステップＳ１０２へ進む。

識別番号は、補給部５０に装填されたトナーボトルと、作像ユニットとにも割り当てられている。以下では、説明の簡単化を目的として、第Ｎホッパーの直上に位置するトナーボトルと、補給管２３４を通して第Ｎホッパーに接続された作像ユニットとには同じ識別番号Ｎが割り当てられている場合を想定する。

ステップＳ１０２では、制御系統は、第Ｎホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示すか否かを判定する。このとき、前回の確認時から所定周期、たとえば数百ｍ秒が経過していなければ、その周期が経過するまで制御系統は待機する。出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示していない場合、処理はステップＳ１０３へ進み、示している場合、処理はステップＳ１０５へ進む。

ステップＳ１０３では、第Ｎホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示していないので、第Ｎホッパーでは現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬ以上に位置する。制御系統は、現像部不良に伴う作像ユニットの切換を主制御部８０から通知されたか否かを判定する。その切換が通知されていれば、制御系統は切換後の作像ユニットの識別番号で整数値変数Ｎの値を更新し、処理はステップＳ１０２へ戻る。その切換が通知されていなければ、処理はステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４では、制御系統は、ジョブ処理の終了に伴う稼働モードから待機モードへの移行が主制御部８０から通知されたか否かを判定する。まだ通知されていなければ処理はステップＳ１０２へ戻る。すでに通知されていれば、制御系統は整数値変数Ｎの値を、次回の稼働モードで現像剤の貯留量の監視対象とすべきホッパーの識別番号ＮｐｒとしてＲＯＭに保存する：Ｎｐｒ＝Ｎ。その後、処理は終了する。

ステップＳ１０５では、第Ｎホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示しているので、第Ｎホッパー内では現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬを下回っている。制御系統は、第Ｎトナーボトルが空であるか否かを判定する。具体的には、補充動作（後述のステップＳ１０６）の反復回数または時間が上限に達したか否かと、第Ｎトナーボトルの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値が許容上限に達したか否かとが判定される。反復回数または時間が上限未満であり、かつ積算値が許容上限未満である場合、第Ｎトナーボトルは空ではないと判定され、処理はステップＳ１０６へ進む。反復回数もしくは時間が上限に達した場合、または積算値が許容上限に達した場合、第Ｎトナーボトルは空であると判定され、処理はステップＳ１０７へ進む。

ステップＳ１０６では、第Ｎトナーボトルは空ではないので、制御系統は、第Ｎトナーボトルに接続されたシャフト５２Ｓを一定数または一定時間、連続回転させる。それに合わせて制御系統は、第Ｎトナーボトルの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値を更新する。一方、制御系統は第Ｎホッパー内の排出スクリュー５２Ｅを停止状態に維持する。これにより、第Ｎトナーボトルの中に十分な量の現像剤が残っていれば、第Ｎトナーボトルの一定の回転数または時間に応じた量の現像剤が第Ｎトナーボトルから第Ｎホッパーへ補充される。その後、処理はステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１０７では、第Ｎトナーボトルは空であるので、制御系統はその旨（トナー切れ）を主制御部８０へ通知すると共に、所属のＲＡＭに確保されたトナーボトルの状態記録領域に書き込む。この通知に応じて主制御部８０は第Ｎ作像ユニットの代替候補の有無を作像部２０に確認する。代替候補があればその中の１つ、第Ｎ２作像ユニット（Ｎ２≠Ｎ）を主制御部８０は選択し、第Ｎ２作像ユニットを動作させるように作像部２０に指示すると共に、第Ｎ作像ユニットから第Ｎ２作像ユニットへの切換を補給部５０に通知する。代替候補が無ければ、主制御部８０は、作像部２０に第Ｎ作像ユニットをそのまま動作させる一方、その旨を補給部５０に通知する。これらの通知を補給部５０の制御系統が受信したとき、処理はステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８では、主制御部８０からの通知が第Ｎ作像ユニットから第Ｎ２作像ユニットへの切換を示す場合、補給部５０の制御系統は、所属のＲＡＭに記録されたトナーボトルの状態を参照して、第Ｎ２トナーボトルが空であるか否かを確認する。第Ｎ２トナーボトルが空ではない場合、処理はステップＳ１０９へ進む。第Ｎ２トナーボトルが空である場合（保持部５１には装填されていない場合を含む。）、または第Ｎ作像ユニットがそのまま動作することを主制御部８０からの通知が示す場合、補給部５０の制御系統は、空でないトナーボトルの識別番号をＲＡＭ内の記録から検索する。その記録の含むいずれのトナーボトルも空である場合、処理はステップＳ１１０へ進む。空でないトナーボトルの識別番号Ｎ１（Ｎ１≠Ｎ２またはＮ）が検索された場合、処理は現像剤の搬送先の切換制御（後述および図７参照。）へ進む。

ステップＳ１０９では、第Ｎ２トナーボトルが空ではないので、制御系統はその識別番号Ｎ２で整数値変数Ｎを更新する：Ｎ＝Ｎ２。これにより、第Ｎ２ホッパーが現像剤の貯留量の監視対象となる。その後、処理はステップＳ１０２へ戻る。

ステップＳ１１０では、保持部５２に装填されたトナーボトルがすべて空であるので、補給部５０の制御系統はその旨（トナー切れエラー）を主制御部８０へ通知する。この通知に応じて主制御部８０は、操作パネル７１にトナー切れエラーを表示させ、その後、補給部５０を含むプリンター１３０内の全要素に動作を中断させる。これにより、処理は終了する。

図７は、トナーボトル６０１、６０２からホッパー５２１、５２２への現像剤の搬送先を切り換える動作に対する制御処理のフローチャートである。

ステップＳ２０１では、代替候補の作像ユニットと同じ識別番号Ｎ２のトナーボトルが空であるが、その作像ユニットとは識別番号が異なる第Ｎ１トナーボトルが空ではない。補給部５０の制御系統は、第Ｎ１ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示すか否かを判定する。このとき、制御系統は、前回の確認時から所定周期、たとえば数百ｍ秒が経過していなければ、その周期が経過するまで待機する。出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示す場合、処理はステップＳ２０２へ進み、示していない場合、処理はステップＳ２０４へ進む。

ステップＳ２０２では、第Ｎ１ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示しているので、第Ｎ１ホッパー内では現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬを下回っている。制御系統は、第Ｎ１トナーボトルが空であるか否かを判定する。具体的には、補充動作（後述のステップＳ２０３）の反復回数または時間が上限に達したか否かと、第Ｎ１トナーボトルの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値が許容上限に達したか否かとが判定される。反復回数または時間が上限未満であり、かつ積算値が許容上限未満である場合、第Ｎ１トナーボトルは空ではないと判定され、処理はステップＳ２０３へ進む。反復回数もしくは時間が上限に達した場合、または積算値が許容上限に達した場合、第Ｎ１トナーボトルは空であると判定され、処理はステップＳ２１１へ進む。

ステップＳ２０３では、第Ｎ１トナーボトルは空ではないので、制御系統は、第Ｎ１トナーボトルに接続されたシャフト５２Ｓを一定数または一定時間、連続回転させる。それに合わせて制御系統は、第Ｎ１トナーボトルの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値を更新する。一方、制御系統は移送スクリュー５２Ｃを停止状態に維持する。これにより、第Ｎ１トナーボトルの中に十分な量の現像剤が残っていれば、第Ｎ１トナーボトルの一定の回転数または時間に応じた量の現像剤が第Ｎ１トナーボトルから第Ｎ１ホッパーへ補充される。その後、処理はステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２０４では、第Ｎ１ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示していないので、第Ｎ１ホッパーでは現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬ以上に位置する。制御系統は、第Ｎ１ホッパーから連絡路５２Ｂを通して第Ｎ２ホッパーへ現像剤を搬送する方向に移送スクリュー５２Ｃを一定数または一定時間、連続回転させる。一方、制御系統は第Ｎ２ホッパー内の排出スクリュー５２Ｅを停止状態に維持する。これにより、第Ｎ１ホッパーの中に十分な量の現像剤が残っている限り、移送スクリュー５２Ｃの一定の回転数または時間に応じた量の現像剤が第Ｎ１ホッパーから第Ｎ２ホッパーへ移送される。その後、処理はステップＳ２０５へ進む。

ステップＳ２０５では、ステップＳ２０４での移送動作の間、制御系統が、第Ｎ１、第Ｎ２ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの両方から出力信号を周期的に、たとえば数百ｍ秒間隔で取得する。第Ｎ２ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わった場合、処理はステップＳ２０６へ進み、第Ｎ１ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わった場合、処理はステップＳ２１０へ進む。

ステップＳ２０６では、第Ｎ２ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わっているので、第Ｎ２ホッパーでは現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬ以上の高さまで復帰している。したがって、制御系統は移送スクリュー５２Ｃを停止させる。その後、処理はステップＳ２０７へ進む。

ステップＳ２０７では、制御系統は、第Ｎ２ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示すか否かを判定する。このとき、制御系統は前回の確認時から所定周期、たとえば数百ｍ秒が経過していなければ、その周期が経過するまで待機する。出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示す場合、処理はステップＳ２０４へ進み、示していない場合、処理はステップＳ２０８へ進む。

ステップＳ２０８では、制御系統は、ジョブ処理の終了に伴う稼働モードから待機モードへの移行が主制御部８０から通知されたか否かを判定する。すでに通知されていれば、処理はステップＳ２０９へ進み、まだ通知されていなければ、処理はステップＳ２０７へ戻る。

ステップＳ２０９では、待機モードへの移行が主制御部８０からすでに通知されているので、制御系統は、印刷に利用されていた作像ユニットと同じ識別番号Ｎ２を、次回の稼働モードで現像剤の貯留量の監視対象とすべきホッパーの識別番号ＮｐｒとしてＲＯＭに保存する：Ｎｐｒ＝Ｎ２。その後、処理は終了する。

ステップＳ２１０では、第Ｎ１ホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが先に切り換わっているので、第Ｎ１、第Ｎ２ホッパーとの両方で現像剤の界面がニアエンプティレベルＬＶＬを下回っている。したがって、制御系統は移送スクリュー５２Ｃを一旦停止させる。その後、処理はステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２１１では、第Ｎ１トナーボトルは空であるので、制御系統はその旨（トナー切れ）を主制御部８０へ通知すると共に、所属のＲＡＭに確保されたトナーボトルの状態記録領域に書き込む。この通知に応じて主制御部８０は第Ｎ２作像ユニットの代替候補の有無を作像部２０に確認する。代替候補があれば、その中の１つを主制御部８０は選択し、それを動作させるように作像部２０に指示すると共に、第Ｎ２作像ユニットから代替候補への切換を補給部５０に通知する。代替候補が無ければ、主制御部８０はその旨を補給部５０に通知する。これらの通知を補給部５０の制御系統が受信したとき、処理はステップＳ２１２へ進む。

ステップＳ２１２では、主制御部８０からの通知が代替候補の作像ユニットの存在を示す場合、補給部５０の制御系統は、所属のＲＡＭに記録されたトナーボトルの状態を参照して、代替候補の作像ユニットと同じ識別番号Ｎ４のトナーボトルが空であるか否かを確認する。第Ｎ４トナーボトルが空ではない場合、処理はステップＳ２１３へ進む。第Ｎ４トナーボトルが空である場合（保持部５２には装填されていない場合を含む。）、または主制御部８０からの通知が代替候補の作像ユニットが無いことを示す場合、補給部５０の制御系統は、空でないトナーボトルの識別番号をＲＡＭ内の記録から検索する。その記録の含むいずれのトナーボトルも空である場合、処理はステップＳ１１０へ進む（図６参照）。空でないトナーボトルの識別番号Ｎ３（Ｎ３≠Ｎ４）が検索された場合、使用すべきトナーボトルの識別番号Ｎ１が検索された識別番号Ｎ３に置換される。更に、印刷に利用される作像ユニットの識別番号Ｎ２が通知された代替候補の作像ユニットの識別番号Ｎ４に置換され、処理はステップＳ２０１へ戻る。

ステップＳ２１３では、代替候補の作像ユニットと同じ識別番号Ｎ４のトナーボトルが空ではないので、ホッパー間での現像剤の移送制御は不要である。したがって、その識別番号Ｎ４が整数値変数Ｎに設定され（Ｎ＝Ｎ４）、処理はステップＳ１０２へ戻る（図６参照）。

図８は、ホッパー５２１、５２２から現像部５３１、５３２への現像剤の搬送動作に対する制御処理のフローチャートである。補給部５０の制御系統はこの処理を、主制御部８０から、稼働モードへの移行通知と共に、印刷に利用される現像部に対する現像剤中のトナー濃度の許容下限を指定されたときに開始する。

ステップＳ３０１では、制御系統は、主制御部８０から指定されたトナー濃度の許容下限が作像ユニット２１１、２１２のいずれの現像部に対するものかを判別し、判別された作像ユニットの識別番号を、所属のＲＡＭに確保された整数値変数Ｍの保存領域に設定する。その後、処理はステップＳ３０２へ進む。

ステップＳ３０２では、制御系統は、印刷に利用される第Ｍ現像部内のＴＣＲセンサー２４５の測定値を作像部２０の制御系統から取得し、その測定値から現像剤中のトナー濃度を検出する。このとき、制御系統は前回の取得時から所定周期が経過していなければ、その周期が経過するまで待機する。制御系統は次に、検出したトナー濃度値と許容下限の指定値との間の差から現像剤の補給量を算定する。その後、処理はステップＳ３０３へ進む。

ステップＳ３０３では、制御系統は、第Ｍ現像部に対する現像剤の補給量が閾値未満であるか否かを判定する。補給量が閾値未満である場合、処理はステップＳ３０４へ進み、閾値以上である場合、処理はステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０４では、第Ｍ現像部に対する現像剤の補給量が閾値未満であり、排出スクリュー５２Ｅの回転制御によって第Ｍ現像部の補給管２３４へ十分な精度で送り込むには少なすぎる。したがって、制御系統は第Ｍホッパー内の排出スクリュー５２Ｅを停止状態に待機させる。その後、処理はステップＳ３０８へ進む。

ステップＳ３０５では、第Ｍ現像部に対する現像剤の補給量が閾値以上である。制御系統は、並行する第Ｍホッパーに対する現像剤の貯留制御（図６、図７参照。）において確認されている第Ｍホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示すか否かを確認する。示す場合、処理はステップＳ３０６へ進み、示していない場合、処理はステップＳ３０７へ進む。

ステップＳ３０６では、第Ｍホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示す。制御系統は、並行する第Ｍホッパーに対する現像剤の貯留制御において第Ｍトナーボトルが空であると判定した場合、排出スクリュー５２Ｅを停止させ、第Ｍホッパーから補給管２３４への現像剤の搬送を中断させる。その後、処理は終了する。一方、第Ｍトナーボトルが空ではないと制御系統が判定した場合、処理はステップＳ３０５へ戻る。

ステップＳ３０７では、第Ｍホッパー内のトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルがホッパーのニアエンプティを示していない。制御系統は、補給量の現像剤を第Ｍ現像部の補給管２３４へ送り込むのに必要な回数または時間だけ、第Ｍホッパー内の排出スクリュー５２Ｅを連続回転させる。これにより、その補給量だけ、現像剤が第Ｍホッパーから補給管２３４を通して第Ｍ現像部へ搬送される。その後、処理はステップＳ３０８へ進む。

ステップＳ３０８では、制御系統は、ジョブ処理の終了に伴う稼働モードから待機モードへの移行通知、または、印刷に利用される作像ユニットの切換通知を主制御部８０から受信したか否かを確認する。いずれかの通知をすでに受信していれば処理は終了し、いずれの通知もまだ受信していなければ処理はステップＳ３０２へ戻る。

［実施形態の利点］
本発明の実施形態によるプリンター１３０では上記のとおり、第１現像部５３１と第２現像部５３２とが感光体ドラム２５上の潜像を同じＫ色の画像に現像する。すなわち、モノクロ印刷用の現像部５３１、５３２が冗長化されている。これに合わせてトナーボトル６０１、６０２もホッパー５２１、５２２も冗長化されている。トナーボトル６０１、６０２のいずれかが空になっても、現像部５３１、５３２のいずれかに寿命の到来または故障等の不具合が生じても、トナーボトル、ホッパー、および現像部の組全体が予備の組へ切り換えられる。これによりプリンター１３０は印刷を、ダウンタイムなしで継続可能である。さらに、ホッパー５３１、５３２の間は連絡路５２Ｂで接続され、その中を貫く移送スクリュー５２Ｃがホッパー５３１、５３２の間で現像剤を双方向に移送可能である。これにより補給部５０は、トナーボトル６０１、６０２のいずれからでも、現像剤の搬送先を第１現像部５３１と第２現像部５３２との間で切換可能である。したがって、たとえば第１現像部５３１の不具合に応じて第２現像部５３２が代用される場合、第２トナーボトル６０２が空であっても、第１トナーボトル６０１から第２現像部５３２へ現像剤が補給可能である。それ故、プリンター１３０は印刷を、更にダウンタイムなしで継続可能である。このように、プリンター１３０は現像に関する保守性と可用性とが高い。

プリンター１３０はまた、タンデム方式フルカラー対応機の構造がモノクロ専用機に転用されたものである。したがって、保持部５１と搬送部５２とに加え、第１現像部５３１と第２現像部５３２とのいずれにも、元のフルカラー対応機の保持部、搬送部、および現像部の構造が容易に転用可能である。それ故、現像部の冗長化に伴う部品点数の増加、製造工程の複雑化等、製造費用の上昇は、現像に関する保守性と可用性との向上に伴う維持費用の軽減で相殺可能である。

以上のとおり、プリンター１３０は、元のフルカラー対応機の構造において除去された機構の占めていた空間に「現像部の冗長化」という用途を与えることにより、製造費用を過剰に上昇させることなく、すなわちモノクロ専用機としての低廉性を損なうことなく、筐体内の空間の可能な限り広い範囲を有効に利用可能である。

［変形例］
（A）図１の示す画像形成装置１００はＭＦＰである。本発明の実施形態による画像形成装置はその他に、プリンター、コピー機、ファクシミリ機のいずれの単機能機であってもよい。

（B）補給部５０は、各トナーボトル６０１、６０２から直下のホッパー５２１、５２２への現像剤の補充動作が上限回数もしくは上限時間繰り返されてもトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わらないこと、またはそのトナーボトルの使用開始時点からの回転数もしくは回転時間の積算値が許容上限に達したことを、そのトナーボトルが空であることとみなす。補給部５０はその他に各トナーボトル６０１、６０２内の現像剤量を、保持部５１が備えたトナーセンサーまたはＴＣＲセンサーで測定してもよく、シャフト５２Ｓを通してその駆動モーターが受ける負荷トルクから算定してもよい。

（C）補給部５０の貯留部５２Ｔが備えたホッパー５２１、５２２は、タンデム方式フルカラー対応機に搭載のホッパーが転用されたものであり、連絡路５２Ｂで互いに接続されている。逆に、ホッパー５２１、５２２と連絡路５２Ｂとの全体構造を単一の容器とみなせば、その内部を連絡路５２Ｂが２つの部屋に分割し、各部屋がホッパー５２１、５２２の片方の内側の空間を構成するとも言える。本発明による貯留部は構造上のこの特徴を備えていればよい。たとえば貯留部は、２個のホッパー５２１、５２２に代えて、それらが占める空間全体に広がる単一の大きな容器を備えていてもよい。この容器の内部は、たとえば仕切りで２つの部屋に分割されており、各部屋は、トナーボトル６０１、６０２のうち異なる方から流出する現像剤を一時的に貯めておける構造であればよい。

補給部５０の貯留部５２Ｔでは、連絡路５２Ｂとそれを貫く移送スクリュー５２Ｃとはいずれも１本である。その他に、連絡路５２Ｂと移送スクリュー５２Ｃとの一方または両方が２本以上設けられていてもよい。移送スクリュー５２Ｃが２本以上設けられる場合は更に、各スクリューが一方向にしか回転せず、現像剤を一方向にしか搬送しないものであってもよい。この場合、少なくとも１対のスクリュー間で搬送方向が逆であれば、２つの部屋間で現像剤を双方向に移送可能である。

（D）補給部５０にはタンデム方式フルカラー対応機に搭載の補給部の構造が転用されており、装填可能なトナーボトルが４本から２本に制限され、元のフルカラー対応機では４組であったホッパーと作像ユニットとから２組が除去されている。したがって、プリンター１３０の構造において、装填可能なトナーボトルを３本または４本に増やすことも、ホッパーと作像ユニットとの組を３つまたは４つに増やすことも容易である。この場合、ホッパーが３つ以上接続された容器の全体を単一の移送スクリューが貫通するように設置されても、複数の移送スクリューがそれぞれ、ホッパーの異なる対を貫通するように設置されてもよい。また、各トナーボトルからの現像剤の搬送先として設定可能な範囲は、各トナーボトルの直下の作像ユニットから２つ以上離れた作像ユニットまでであってもよく、隣接する作像ユニットまでに限られてもよい。

（E）補給部５０の搬送部５２はトナーボトル６０１、６０２と現像部５３１、５３２とを１対１に対応付けている。これは、タンデム方式フルカラー対応機の構造の転用が前提であることによる。この前提に拘らなくてもよい場合、トナーボトルと現像部とが１対１対応でなくてもよい。すなわち、搬送部の構造は、同じトナーボトルからの現像剤の搬送先を２台の現像部間で切換可能でさえあればよい。

図９は、そのような構造を備えた搬送部の一例５２Ｘを模式的に示す正面図である。この搬送部５２Ｘは、貯留部５２Ｈ、排出スクリュー５２Ｅ、トナーセンサー５２Ｓ、およびスイッチ５２Ｗを含む。貯留部は単一のホッパー５２Ｈを含む。このホッパー５２Ｈはその注ぎ口５２Ｉへ、保持部５１に搭載されたトナーボトル６０Ｘから現像剤が流れ込むように配置されている。ホッパー５２Ｈの底の排出口５２Ｏには二股管５２Ｙが接続されており、そこから２本の枝管Ｂ１、Ｂ２が互いに逆方向に伸び、異なる作像ユニット２１１、２１２の補給管２３４に接続されている。排出スクリュー５２Ｅはホッパー５２Ｈの排出口５２Ｏを塞いでいる。トナーセンサー５２Ｓはホッパー５２Ｈの内面に設置され、現像剤の貯留量が許容下限まで減少した場合における現像剤の界面の高さに位置する。スイッチ５２Ｗは、二股管５２Ｙの中に設置された板状の弁体であり、第１枝管Ｂ１の入口を閉じる第１位置Ｐ１と、第２枝管Ｂ２の入口を閉じる第２位置Ｐ２との間で揺動可能である。搬送部５２Ｘは更に、モーター、ソレノイド等のアクチュエーターと、その駆動力をスイッチ５２Ｗへ伝える、ギア、ベルト等の動力伝達機構を含み（図は示していない。）、これらでスイッチ５２Ｗを第１位置Ｐ１と第２位置Ｐ２との間で揺動させる。

補給部５０による現像剤の補給動作は次の３種類に大別される。［１］ホッパーへの現像剤の貯留。［２］作像部への現像剤の搬送。［３］現像部間での搬送先の切換。

［１］ホッパーへの現像剤の貯留
主制御部８０からの稼働モードへの移行通知に応じて、補給部５０の制御系統はホッパー５２Ｈに対する現像剤の貯留量の監視を開始する。制御系統はトナーセンサー５２Ｓから出力信号を周期的に、たとえば数百ｍ秒間隔で取得する。その出力信号のレベルがホッパーのニアエンプティを示していない間、制御系統は、トナーボトル６０Ｘと排出スクリュー５２Ｅとをいずれも停止状態に維持する。トナーセンサー５２Ｓの出力信号がホッパーのニアエンプティを示すレベルへ切り換わると、制御系統はトナーボトル６０Ｘを一定数または一定時間、連続回転させる。それに合わせて制御系統は、トナーボトル６０Ｘの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値を更新する。一方、制御系統は排出スクリュー５２Ｅを停止状態に維持する。これにより、トナーボトル６０Ｘの一定の回転数または時間に応じた量の現像剤がトナーボトル６０Ｘからホッパー５２Ｈへ補充される。

この補充動作は、トナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが再び切り換わるまで、ただし、所定回数または所定時間を上限として繰り返される。トナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルが切り換わらないまま、補充動作が上限回数または上限時間繰り返された場合、またはトナーボトル６０Ｘの使用開始時点からの回転数または回転時間の積算値が許容上限に達した場合、制御系統はトナーボトル６０Ｘが空であると判定し、その旨（トナー切れエラー）を主制御部８０へ通知する。この通知に応じて主制御部８０は、操作パネル７１にトナー切れエラーを表示させた上で、プリンター１３０に動作を中断させる。

［２］作像部への現像剤の搬送
補給部５０の制御系統は主制御部８０から、稼働モードへの移行通知と共に、作像ユニット２１１、２１２のうち印刷に利用される方の現像部、たとえば第１現像部５３１に対する現像剤中のトナー濃度の許容下限を指定される。この指定に応じて制御系統はまず、第１現像部５３１内のＴＣＲセンサー２４５の測定値を作像部２０の制御系統から周期的に、たとえば数秒間隔で取得し、その測定値から現像剤中のトナー濃度を検出する。制御系統は次に、その検出値と許容下限の指定値との間の差から現像剤の補給量を算定する。この補給量が閾値以上である場合、制御系統はまずトナーセンサー５２Ｓの出力信号レベルを確認する。このレベルがホッパーのニアエンプティを示す場合、制御系統は先にホッパー５２Ｈに対する現像剤の補充制御を行う。そのレベルがホッパーのニアエンプティを示していない場合、制御系統は、スイッチ５２Ｗを第２位置Ｐ２に静止させて第２枝管Ｂ２の入口を閉じた状態に維持し、補給量の現像剤を第１枝管Ｂ１を通して第１現像部５３１の補給管２３４へ送り込むのに必要な回数または時間だけ排出スクリュー５２Ｅを連続回転させる。これによりその補給量だけ、現像剤がホッパー５２Ｈから、第１枝管Ｂ１、補給管２３４を順に通って第１現像部５３１へ搬送される。

［３］現像部間での搬送先の切換
たとえば第１現像部５３１が寿命に達し、または動作不能に陥った場合、主制御部８０は、第１作像ユニット２１１から第２作像ユニット２１２への切換を補給部５０に通知する。この通知に応じて補給部５０の制御系統は、スイッチ５２Ｗを第２位置Ｐ２から第１位置Ｐ１へ揺動させ、第２枝管Ｂ２に代えて第１枝管Ｂ１を閉じた状態で静止させる。これにより、排出スクリュー５２Ｅによる現像剤の搬送先が第１現像部５３１から第２現像部５３２へ切り換えられる。その結果、プリンター１３０は印刷を、ダウンタイムなしで継続可能である。

このように、タンデム方式フルカラー対応機の構造の転用が前提ではない場合においても、搬送部の構造が、同じトナーボトルからの現像剤の搬送先を２台の現像部間で切換可能でさえあれば、現像部の冗長化により、プリンター１３０は現像に関する保守性と可用性とが高い。

本発明は画像形成装置に関し、上記のとおり、現像部を冗長化し、それらの間で現像剤の容器からの現像剤の搬送先を切換可能にする。このように、本発明は明らかに産業上利用可能である。

１００ ＭＦＰ
１３０ プリンター
２１１ 第１作像ユニット
２１２ 第２作像ユニット
２０３ 現像部
２３４ 現像部の補給管
５０ 補給部
５１ 保持部
５１１ フレーム
５１Ｈ フレームの穴
５１Ｉ 現像剤の流入口
５１Ｄ 駆動部
５１Ｓ シャフト
５２ 搬送部
５２Ｔ 貯留部
５２１ 第１ホッパー
５２２ 第２ホッパー
５２Ｉ ホッパーの注ぎ口
５２Ｏ ホッパーの排出口
５２Ｓ トナーセンサー
５２Ｅ 排出スクリュー
５２Ｂ ホッパー間連絡路
５２Ｃ 移送スクリュー
６０１、６０２ トナーボトル
６０Ｂ ボトル本体
６０Ｃ ボトルカバー
６０Ｈ 現像剤の流出口
６０Ｒ リブ

Claims (7)

1. 少なくとも１つの感光体を露光して潜像を形成し、当該潜像を現像してシートへ転写する画像形成装置であって、
   前記少なくとも１つの感光体のいずれかに形成された潜像を現像剤で同色の画像として現像する第１現像部および第２現像部と、
   現像剤の容器を少なくとも１個保持して前記容器から現像剤を流出させる保持部と、
   前記容器から流出した現像剤を搬送し、当該現像剤の搬送先を前記第１現像部と前記第２現像部との間で切換可能である搬送部と
   を有する画像形成装置。
2. 前記搬送部は、
   前記保持部が前記容器から流出させた現像剤を一時的に貯めておく貯留部
   を含み、
   前記貯留部から現像剤を前記第１現像部と前記第２現像部とのいずれかへ搬送する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記貯留部は、前記保持部が保持可能な容器の個数と同数の部屋に分割されており、各部屋は異なる容器から流出する現像剤を一時的に貯めておき、
   前記搬送部は、前記貯留部の部屋間を接続する連絡路を含む
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記少なくとも１つの感光体は第１感光体と第２感光体とを含み、
   前記第１感光体と前記第１現像部との対、および前記第２感光体と前記第２現像部との対は、タンデム方式による異なる２色の画像を並列に形成する２つの作像ユニットが含む感光体と現像部との２対と構造が同じである
   ことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１現像部と前記第２現像部とのうち前記搬送部による現像剤の搬送先である方の動作状態を監視する監視部と、
   前記監視部を通して前記搬送部による現像剤の搬送先である現像部の不具合を検出し、前記搬送部に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせる制御部と
   を更に備えた請求項１から請求項４までのいずれかに記載の画像形成装置。
6. 少なくとも１つの感光体のいずれかを露光して潜像を形成し、当該潜像を第１現像部と第２現像部とのいずれかに現像剤で同色の画像として現像させ、当該画像をシートへ転写する画像形成装置を制御する方法であって、
   前記画像形成装置に装填された少なくとも１個の容器から現像剤を流出させるステップと、
   前記容器から流出した現像剤を前記画像形成装置に、前記第１現像部と前記第２現像部との一方へ搬送させるステップと、
   前記第１現像部と前記第２現像部とのうち現像剤の搬送先である方の動作状態を前記画像形成装置に監視させるステップと、
   前記搬送先の不具合を前記画像形成装置が検出した場合、前記画像形成装置に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせるステップと
   を有する方法。
7. 少なくとも１つの感光体のいずれかを露光して潜像を形成し、当該潜像を第１現像部と第２現像部とのいずれかに現像剤で同色の画像として現像させ、当該画像をシートへ転写する画像形成装置に搭載されたコンピューターに、
   前記画像形成装置に装填された少なくとも１個の容器から前記第１現像部と前記第２現像部との一方へ現像剤を、前記画像形成装置に搬送させるステップと、
   前記第１現像部と前記第２現像部とのうち現像剤の搬送先である方の動作状態を監視するステップと、
   前記搬送先の不具合を検出した場合、前記画像形成装置に現像剤の搬送先を不具合のない現像部へ切り換えさせるステップと
   を実行させるプログラム。

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