JP2020079908A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー容器の回転異常の原因を判別できる画像形成装置を提供する。【解決手段】回転センサ２０３はトナー容器の回転に応じた検出結果を出力する。出力検知回路６０７は、回転センサ２０３の検出結果に応じてＬまたはＨの信号を出力する。ＣＰＵ６０１は、トナー補給するようモータ駆動回路６０３を制御していない場合の出力検知回路６０７の出力の変化態様に基づいて、モータ駆動回路６０３の異常の有無を判定する。ＣＰＵ６０１は、出力検知回路６０７の出力の所定の変化（Ｌ→Ｈ）が、所定範囲内（１００〜１０００ｍｓ）の時間間隔で所定回数（５回）を超えて連続して生じた場合、モータ駆動回路６０３の故障と判定する。【選択図】図２

Description

本発明は、トナーを収容するトナー容器を着脱可能な画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体上に形成された静電潜像を、現像器内の現像剤（トナー）を用いて現像することによって画像を形成する。現像器内に蓄積できるトナーの量には限りがあるので、画像形成装置に着脱可能なトナー容器からトナーが適宜補給される。トナー容器としては、画像形成装置に装着された状態で、回転駆動されることでポンプ部を伸縮させ、トナーを排出するトナー容器が知られている（特許文献１）。画像形成装置には、このようなトナー容器をモータ等の駆動源により回転駆動し、駆動源への駆動電流は駆動回路によって制御するものがある。

特開２０１０−２５６８９３号公報

しかしながら、上記のようなトナー容器は、ユーザにより回転操作される場合がある。例えば、画像形成装置における装着部にトナー容器が着脱される際に開閉される扉が開状態となっているときには、ユーザがトナー容器を触って回転させてしまうことがあり得る。ユーザがトナー容器を回転させると、意図しない量のトナーが現像器に対して補給されることがあり、出力物の画像濃度の変動や、トナー容器と現像器間の搬送経路のトナー詰りを招くおそれがある。

一方、現像器へのトナー補給動作をする制御を実施していないにもかかわらず、駆動源を駆動する駆動回路の故障により、トナー容器が不適切に回転する場合がある。例えば、駆動回路が故障すると、駆動源に対する制御が効かなくなり、故障の内容によっては、駆動源がトナー容器を連続的に回転駆動する状態となる場合もあり得る。

そこで、トナー容器の回転を検知する回転検知部を設け、現像器へのトナー補給動作をする制御を実施していないにもかかわらずトナー容器の回転が検知された場合、駆動回路が故障したと判定することが考えられる。しかし、上記したように、トナー補給動作の制御が実施されていなくても、ユーザの操作によりトナー容器が回転する場合がある。従って、回転検知部により検知されたトナー容器の回転が、駆動回路の故障によるものか、あるいはユーザの操作によるものかを判別できないという問題があった。そのため、適切な報知や処置をすることが困難である。

本発明は、トナー容器の回転異常の原因を判別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、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、前記現像手段へ補給するためのトナーを収容するトナー容器を装着可能な装着部と、前記装着部に装着されたトナー容器を回転させる駆動手段と、前記駆動手段に駆動電流を供給する供給手段と、前記供給手段を制御する制御手段と、前記装着部に装着されたトナー容器の回転に応じた値を出力する出力手段と、を有し、前記制御手段は、前記現像手段へトナーを補給するよう前記供給手段を制御していない場合の前記出力手段の出力の変化態様に基づいて、前記供給手段の異常の有無を判定することを特徴とする。

本発明によれば、トナー容器の回転異常の原因を判別することができる。

画像形成装置の構成図である。 画像形成装置の制御ブロック図である。 装着部の部分正面図、斜視図である。 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。 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。 モータ制御信号と回転検知出力信号との関係を示す図である。 故障判定処理のフローチャートである。 ガイダンス表示例である。

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（トナー）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Ｔはトナーボトルや収容容器とも称される。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。

ユーザは、扉としての前カバー６１１（図２参照）を開けることでトナー容器Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄにアクセス可能となり、交換などの着脱作業が可能となる。前カバー６１１の開閉状態は前カバーセンサ７００（図２参照）により検知される。

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、現像器１００内に蓄積されるトナーの量を検知する透磁率センサ６１０（図２）を備える。透磁率センサ６１０により現像器１００内のトナーの量が減少したことが検知された場合、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。各感光体１と対応する一次転写部４との間には、一次転写ニップ部Ｎ１（Ｎ１ａ、Ｎ１ｂ、Ｎ１ｃ、Ｎ１ｄ）が形成される。中間転写ベルト７は、一次転写ニップ部Ｎ１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Ｎ２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Ｎ２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Ｎ２に搬送されるタイミングに合わせて、二次転写部Ｎ２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Ｎ２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Ｎ２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により画像形成装置２００から排出される。

図２は、画像形成装置２００の制御ブロック図である。画像形成装置２００は制御部６００を有する。制御部６００は、ＣＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０２、モータ駆動回路６０３、ＥＥＰＲＯＭ６０６、出力検知回路６０７および電源遮断回路７０１を備える。画像形成装置２００は、装着部３１０（図３（ｂ））にトナー容器Ｔが装着されたことを検出するボトルセンサ２２１、トナー容器Ｔを回転させる駆動手段としてのモータ６０４、トナー容器Ｔの回転を検知するための回転センサ２０３を有する。

ＣＰＵ６０１は、画像形成装置２００の各デバイスを制御する制御回路である。ＡＳＩＣ６０２は、トナー容器Ｔから現像器１００にトナーを供給するトナー補給動作を制御する専用ＩＣである。モータ駆動回路６０３は、モータ６０４を駆動するためにモータ６０４に駆動電流を供給する供給手段である。ＥＥＰＲＯＭ６０６は、トナー容器Ｔが装着部３１０に装着されたことを記憶する不揮発性のメモリである。出力検知回路６０７は、回転センサ２０３によりトナー容器Ｔの凸部２２０（図５（ａ）、（ｂ））を検出した結果に応じて変動する信号を出力する。

前カバーセンサ７００は前カバー６１１の近傍に設けられ、発光部と受光部とを有する光学式センサである。前カバー６１１が閉じられた状態では、前カバー６１１に設けられた突起（不図示）が前カバーセンサ７００の発光部と受光部の間に挿入され、発光部から受光部に向けて照射される光が遮られる。一方、前カバー６１１が開かれた状態では、前カバー６１１の突起が発光部と受光部の間に位置しないため、発光部から受光部へ光が通る。そのため、前カバー６１１の開閉状態によって前カバーセンサ７００の信号が変化する。前カバーセンサ７００の信号はＣＰＵ６０１に供給される。ＣＰＵ６０１は、前カバーセンサ７００の信号から前カバー６１１の開閉状態を取得する。

透磁率センサ６１０は、例えば、現像器１００内のトナーの量に基づいて変化する透磁率に応じた信号を出力する。ＣＰＵ６０１は、透磁率センサ６１０の出力値に基づいて現像器１００内のトナーの量を取得する。ＣＰＵ６０１は、トナー濃度が目標濃度となるようにトナー容器Ｔから現像器１００へのトナーの補給を制御する。例えば、現像器１００内のトナーの量が所定量以下に低下した場合、ＣＰＵ６０１はＡＳＩＣ６０２を制御して、トナー容器Ｔから現像器１００へトナーを補給する補給動作を実施させる。

モータ６０４は、トナー容器Ｔから現像器１００にトナーを補給するために、トナー容器Ｔを回転させる駆動源である。ＡＳＩＣ６０２は、所定の微小時間あたりにモータ６０４に電流を供給すべき時間の割合（制御値）に基づいてＰＷＭ信号を設定する。モータ駆動回路６０３はＡＳＩＣ６０２によって設定されたＰＷＭ信号に基づいてモータ６０４に供給する電流を制御する。モータ６０４としてＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）が採用される。そのため、モータ６０４の回転速度、及び、モータ６０４の回転駆動力は、所定の微小時間あたりにモータ６０４に電流が供給された時間の割合に応じて変化する。

モータ駆動回路６０３は、ＡＳＩＣ６０２がモータ制御信号に含まれるＥＮＢ信号を出力している間、ＰＷＭ信号に従ってモータ６０４に電流を供給する。これによりトナー容器Ｔが回転駆動される。一方、ＡＳＩＣ６０２がＥＮＢ信号を停止することに応じて、モータ駆動回路６０３からモータ６０４への電流の供給が停止される。これによりトナー容器Ｔが停止される。モータ駆動回路６０３へのモータ駆動用電源（２４Ｖ）の供給は、切替手段としての電源遮断回路７０１を介して行われる。ＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２を介して電源遮断回路７０１を制御し、電源制御信号により通電と遮断を切り替え可能である。

画像形成装置２００は操作・表示部６１２を有する。操作・表示部６１２は、ユーザが各種指示を入力するための操作子のほか、各種情報を表示するためのモニタ、音声を発生する発音部を有する。操作・表示部６１２で入力された情報はＣＰＵ６０１に供給される。ＣＰＵ６０１は、操作・表示部６１２における情報の表示や音声の発生を制御する。

ボトルセンサ２２１の詳細な構成は図４で説明する。回転センサ２０３の詳細な構成は図５で説明する。ＡＳＩＣ６０２は、トナー容器Ｔの凸部２２０が検出された時間を測定する。つまり、ＡＳＩＣ６０２は、出力検知回路６０７がローレベルの信号を出力している時間を測定する。測定された時間は、ＡＳＩＣ６０２のＲＡＭ６０９に記憶される。

図３を用いて装着部３１０の構成について説明する。図３（ａ）は装着部３１０をトナー容器Ｔの装着方向正面から見た部分正面図、図３（ｂ）は装着部３１０の内部を説明するための斜視図である。なお、トナー容器Ｔは、図３（ｂ）に示すように、装着部３１０に対して矢印Ｍ方向に装着される。この矢印Ｍ方向は、画像形成装置２００の感光ドラム１の回転軸線方向と略平行である。また、トナー容器Ｔの装着部３１０からの取り出し方向は、このＭ方向とは反対方向となる。トナー容器Ｔは、回転可能に装着部３１０に装着される。

装着部３１０は、駆動ギア３００、トナー容器Ｔの回転に応じてトナー容器Ｔのキャップ部２２２（図４）が回転することを規制する回転規制部３１１、底部３２１、規制部３１２を備える。規制部３１２は、トナー容器Ｔのキャップ部２２２を係止することでキャップ部２２２の回転軸線方向への移動を規制する。駆動ギア３００は、装着部３１０に装着されたトナー容器Ｔに対してモータ６０４からの回転駆動力を伝達する。

底部３２１には、トナー容器Ｔが装着された場合に、トナー容器Ｔの排出口２１１（図４）と連通し、トナー容器Ｔから排出されたトナーを受け入れる受け入れ口３１３が形成されている。トナー容器Ｔの排出口２１１（図４）から排出されたトナーは受け入れ口３１３を通って現像器１００へと供給される。受け入れ口の直径は排出口２１１と同じであり、例えば、約２［ｍｍ］である。

図４（ａ）は、１つのトナー容器Ｔの外観図である。図４（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４（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４（ｂ）はポンプ部２１０が最大限伸張された状態を示し、図４（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、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。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３１０（図３（ｂ）参照）に対して装着可能（着脱自在）であり、装着部３１０に装着されて使用される。キャップ部２２２は、装着部３１０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５（ａ）、（ｂ））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４（ａ））は、トナー容器Ｔが装着部３１０に装着されたことを検出する。トナー容器Ｔが装着部３１０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ＣＰＵ６０１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３１０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。この状態をトナー容器Ｔのホームポジションとする。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４（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４（ｃ））。

回転センサ２０３および出力検知回路６０７について、図５（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。図５（ａ）、（ｂ）は、トナー容器Ｔを装着部３１０の側から見た図である。図５（ａ）、（ｂ）はそれぞれ、出力検知回路６０７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、ＣＰＵ６０１は、回転センサ２０３の出力信号によって、フラグ２０４が凸部２２０に接触しているか否かを検知し、ひいては、トナー容器Ｔの回転位置を検知することができる。

図５（ａ）は、駆動伝達部２０６の回転方向（図５（ａ）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、出力検知回路６０７は、回転センサ２０３の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。従って、図５（ａ）に示すように、フラグ２０４が凸部２２０以外の領域に接触している場合、出力検知回路６０７はハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力する。

図５（ｂ）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、出力検知回路６０７はローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。

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を押し上げると出力検知回路６０７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、出力検知回路６０７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、出力検知回路６０７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。

図６（ａ）は、１つの現像器１００の内部構成を示す図である。図６（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６（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、図示しないスクリューモータから駆動力を供給される。

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。そのために、連続してトナー補給動作を行う場合、トナー散らし部１０４からのトナー溢れや、トナー散らし部１０４内のトナー詰まりが発生する可能性がある。

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。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、モータ６０４により駆動されて補給口を開閉する。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、閉じることなく開状態を維持する。

図７（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、モータ制御信号と回転検知出力信号との関係を示す図である。モータ制御信号はＡＳＩＣ６０２が出力する信号である。回転検知出力信号は出力検知回路６０７の出力信号（ＬまたはＨ）である。

図７（ａ）は、通常（故障時でないとき）のトナー補給動作時の信号を示している。トナーの排出量を一定にするため、ＰＷＭ信号により速度調整される。トナー補給動作のためにモータ制御信号が出力されているときにモータ６０４が駆動し、トナー容器Ｔを回転させるので、そのタイミングに応じて回転出力信号が変化している。

図７（ｂ）は、モータ駆動回路６０３の故障により、モータ６０４に常時通電（電流が常時供給）された状態を示している。モータ制御信号が出力されていない（つまり、トナー補給動作制御の実施中でない）にもかかわらず、モータ６０４が駆動し、トナー容器Ｔが回転している。モータ６０４に常時通電されると、モータ６０４が連続回転することで回転検知出力信号は一定の周期で変化する。この周期は、モータ６０４のスペックや装置構成から予測可能である。図７（ａ）の状態における回転検知出力信号（出力検知回路６０７の出力）のローレベル期間Ｔ１は、速度が予定通り制御されたときの期間である。これに対し、図７（ｂ）の状態における回転検知出力信号のローレベル期間Ｔ２は、モータ６０４が連続通電された場合の期間である。そのため、ローレベル期間Ｔ２はローレベル期間Ｔ１より短い（Ｔ１＞Ｔ２の関係が成り立つ）。

図７（ｃ）は、人の手の操作によりトナー容器Ｔが回転したときの信号を示している。この状態としては、トナー補給動作制御の非実施中に前カバー６１１が開けられ、ユーザがトナー容器Ｔに触れて回転させてしまった場合が想定される。トナー容器Ｔが回転するので、モータ制御信号が出力されていないにもかかわらず回転検知出力信号に変化が生じている。トナー容器Ｔの回転速度や回転の態様は、人の手の操作に依存するため、この場合の回転検知出力信号の変化の周期を予測するのは困難である。そのため、回転検知出力信号のローレベル期間Ｔ３は、期間Ｔ１や期間Ｔ２に対して短い場合もあるし、長い場合もある。一方、人の手による回転においては、トナー容器Ｔが一定の速度で連続回転する可能性は低いので、回転検知出力信号の周期が一定周期となる可能性も低い。

これらのことから、回転検知出力信号が、図７（ｂ）で示したように、モータ６０４のスペックや装置構成から予測される一定の周期で変化する場合は、モータ駆動回路６０３が故障している可能性が高い。それ以外の態様で回転検知出力信号が変化する場合であって、前カバー６１１が開いている状態であれば、人の手の操作によりトナー容器Ｔが回転した可能性が高い。

モータ制御信号と回転検知出力信号の変化の仕方から、回転検知出力信号の変化の要因をある程度、推定することができる。すなわち、回転検知出力信号の変化が通常のトナー補給動作制御によるのか、モータ駆動回路６０３の故障でモータ６０４に常時通電されたことによるのか、ユーザがトナー容器Ｔを回転させたことによるのか、を推定可能である。そこで図８を用いて、回転検知出力信号の変化の要因を推定するための制御部６００による制御を説明する。

図８は、故障判定処理のフローチャートである。この処理は、ＣＰＵ６０１が、ＡＳＩＣ６０２に備わる不図示のＲＯＭ等の記憶部に格納されたプログラムをＲＡＭ６０９に読み出して実行することにより実現される。なお、この処理は、トナー容器Ｔごとに並行して実行されてもよい。

回転検知出力信号の変化は、画像形成装置２００の待機中や画像形成中等、装置の状態によらず発生する可能性がある。そこでＣＰＵ６０１は、画像形成装置２００が起動すると図８の処理を開始し、画像形成装置２００の起動中はこの処理の実行を継続する。

まず、ステップＳ１００では、ＣＰＵ６０１は、カウント回数Ｃｅをリセットする。このカウント回数Ｃｅは、モータ駆動回路６０３の故障を判定するためのカウント値である。ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０１でタイマＣｓをリセットし、ステップＳ１０２でタイマＣｓをスタートさせる。タイマＣｓは、回転検知出力信号の変化の間隔を計測するためのタイマである。

次に、ステップＳ１０３では、ＣＰＵ６０１は、トナー補給動作制御の実行中（現像器１００へトナーを補給するようモータ駆動回路６０３を制御中）か否かを判別する。ここで、トナー補給動作中であれば、通常、トナー補給のためにモータ６０４が駆動されるので、トナー容器Ｔが回転することで、それに応じた回転検知出力信号の変化が生じる（図７（ａ））。そこで、トナー補給動作制御の実行中と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１１３でタイマＣｓをリセットし、ステップＳ１１４で、カウント回数Ｃｅをリセットする。その後、ステップＳ１１７で、ＣＰＵ６０１は、その他の処理を実行して、処理をステップＳ１０３に戻す。従って、トナー補給動作制御の実行が継続している間は、タイマＣｓおよびカウント回数Ｃｅはリセットされる。なお、ステップＳ１１７での「その他の処理」は公知の処理を含むが、その内容は問わない。一例としては次のような処理が実行される。ＣＰＵ６０１は、トナー補給動作制御の実施中であるのにかかわらずトナー容器Ｔが回転しないような異常を検知する。例えば、モータ６０４に通電がされないためにトナー容器Ｔが回転しない場合や、モータ６０４自体が故障したためにトナー容器Ｔが回転しないといった異常を検知する。

ステップＳ１０３で、トナー補給動作制御の非実行中（現像器１００へトナーを補給するようモータ駆動回路６０３を制御中でない）と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１０４に進める。ステップＳ１０４では、ＣＰＵ６０１は、回転検知出力信号（出力検知回路６０７の出力信号）が所定の変化をしたか否かを判別する。ここで、所定の変化は、出力検知回路６０７の出力信号がローレベル（Ｌ）（第１の値）からハイレベル（Ｈ）（第２の値）へ立ち上がることであるとする。なお、所定の変化は、出力検知回路６０７の出力信号がハイレベル（Ｈ）からローレベル（Ｌ）へ立ち下がることであるとしてもよい。

ステップＳ１０４で、回転検知出力信号が所定の変化をしたと判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０５で、前カバーセンサ７００の検知信号から、前カバー６１１が開いているか否かを判別する。前カバー６１１が開いていると判別される場合は、回転検知出力信号が所定の変化をしたのは、人の手の操作によりトナー容器Ｔが回転させられたためであると判断できる。そこで、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０６で、図９に示すようなガイダンスを操作・表示部６１２に表示する。このガイダンスでは、例えば、トナー容器Ｔの回転操作を禁止する旨を報知（手回し防止警告）する。その後、処理をステップＳ１０７に進める。一方、前カバー６１１が閉まっている場合は、人の手の操作によりトナー容器Ｔが回転させられた可能性はないと判断できる。そこでＣＰＵ６０１は、トナー容器Ｔの回転操作を禁止する旨の報知を実施することなく、処理をステップＳ１０７に進める。

ステップＳ１０７では、ＣＰＵ６０１は、タイマＣｓが第１時間（１００ｍｓ）を超えている（Ｃｓ＞１００ｍｓ）か否かを判別する。ここで、回転検知出力信号の周期を判定するためにタイマＣｓと比較される時間を説明する。タイマＣｓは所定範囲の時間と比較される。この所定範囲は、第１時間（１００ｍｓ）から、第１時間より長い第２時間（１０００ｍｓ）までの範囲である。第２時間（１０００ｍｓ）は後述するステップＳ１１５でタイマＣｓと比較される。所定範囲は、モータ６０４に常時通電されたと仮定した場合に、回転検知出力信号に上記所定の変化（Ｌ→Ｈ）が生じる周期がとり得ると想定される範囲である。本実施の形態では、所定範囲を１００〜１０００ｍｓとするが、これらの値に限定されない。

ステップＳ１０７で、タイマＣｓが１００ｍｓを超えていない（Ｃｓ≦１００ｍｓ）と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１０１に戻し、タイマＣｓをリセットして再スタートさせる。この場合、ユーザが一瞬、トナー容器Ｔを回転させただけの可能性があるからである。一方、ステップＳ１０７で、タイマＣｓが１００ｍｓを超えている（Ｃｓ＞１００ｍｓ）と判別した場合は、モータ駆動回路６０３の故障である可能性があるので、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１０８で、カウント回数Ｃｅを１だけカウントアップする。

ステップＳ１０４で、回転検知出力信号が所定の変化をしないと判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１１５で、タイマＣｓが第２時間（１０００ｍｓ）を超えた（Ｃｓ＞１０００ｍｓ）か否かを判別する。そして、タイマＣｓが１０００ｍｓを超えない（Ｃｓ≦１０００ｍｓ）と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１１７に進める。一方、タイマＣｓが１０００ｍｓを超えた（Ｃｓ＞１０００ｍｓ）と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、ステップＳ１１６を実行してから、処理をステップＳ１００に戻す。従って、カウント回数Ｃｅはリセットされる。これは、モータ駆動回路６０３が故障していないと判断できるからである。ステップＳ１１６では、図９に示すガイダンスを表示していた場合は、当該ガイダンスの非表示にする。タイマＣｓが１０００ｍｓを超えたということは、ユーザによるトナー容器Ｔの回転が行われたとしても、その回転は既に停止していると判断できるからである。

ステップＳ１０８の後、ステップＳ１０９で、ＣＰＵ６０１は、カウント回数Ｃｅが所定回数（例えば、５回）を超えた（Ｃｅ＞５）か否かを判別する。そして、カウント回数Ｃｅが５回を超えていない（Ｃｅ≦５）と判別した場合は、ＣＰＵ６０１は、処理をステップＳ１０１に戻す。ここで、ユーザの操作により、偶然に、モータ６０４への常時通電時と同じような周期でトナー容器Ｔが２回や３回、連続して回転するという状況は、全く生じないわけではない。ユーザが偶然に５回より少ない回数分、ほぼ一定の速度でトナー容器Ｔを回転させる可能性は皆無でないからである。従って、上記のような状況とモータ駆動回路６０３の故障とを区別するために、余裕を持った回数として所定回数を５回に設定している。なお、所定回数は５回に限定されず、５回よりも大きくてもよいし、小さくてもよい。

一方、ステップＳ１０９で、カウント回数Ｃｅが５回を超えた（Ｃｅ＞５）と判別される場合は、回転検知出力信号の所定の変化（Ｌ→Ｈ）が、所定範囲内（１００〜１０００ｍｓ）の時間間隔で所定回数（５回）を超えて連続して生じたことになる。この場合は、モータ６０４へ常時通電されたケース（図７（ｂ））に該当すると考えられる。そこでＣＰＵ６０１は、モータ駆動回路６０３が故障したと判断し、処理をステップＳ１１０に進める。

つまり、ＣＰＵ６０１は、回転検知出力信号の立ち上がりが１００〜１０００ｍｓの時間間隔で生じる度にカウント回数Ｃｅをカウントアップする（Ｓ１０８）。そして、カウント回数Ｃｅが５回を超えると、ＣＰＵ６０１は、モータ駆動回路６０３が故障したと判定する。一方、回転検知出力信号の立ち上がりが１００ｍｓ以下の時間間隔で生じた場合は、モータ駆動回路６０３の故障によるものでないと判断できる（Ｓ１０７でＮ）。また、回転検知出力信号の立ち上がりが１０００ｍｓを超える期間内に生じなかった場合も、モータ駆動回路６０３の故障によるものでないと判断できる（Ｓ１０４→Ｓ１１５でＹ）。そこでこのような場合は、ＣＰＵ６０１はカウント回数Ｃｅをカウントアップしない。

ステップＳ１１０では、ＣＰＵ６０１は、図９に示すガイダンスを表示していた場合は、当該ガイダンスの非表示にする。ユーザによるトナー容器Ｔの回転ではなく、モータ駆動回路６０３の故障によりトナー容器Ｔが回転していると判断できるからである。ステップＳ１１１で、ＣＰＵ６０１は、モータ駆動回路６０３が故障していることを通知するエラー報知を実施する。このエラー報知では、ＣＰＵ６０１は、例えば操作・表示部６１２に、モータ駆動回路６０３に異常がある旨のメッセージを表示する。なお、エラー報知は音声によって実施してもよい。

ステップＳ１１２では、ＣＰＵ６０１は、電源遮断回路７０１を制御して、モータ駆動回路６０３への電源を遮断する。このようにすることで、モータ駆動回路６０３が故障したためにモータ６０４に常時通電され、且つ、モータ制御信号によりモータ駆動回路６０３を制御できない状況となっても、モータ６０４の回転を確実に停止することができる。なお、モータ駆動回路６０３への電源を遮断することに限定されず、モータ駆動回路６０３を含む２４Ｖの電源系統の全てを停止するようにしてもよい。その後、ＣＰＵ６０１は、図８に示す処理を終了する。

本実施の形態によれば、ＣＰＵ６０１は、トナー補給するようモータ駆動回路６０３を制御していない場合の出力検知回路６０７の出力の変化態様に基づいて、モータ駆動回路６０３の異常の有無を判定する。ＣＰＵ６０１は、出力検知回路６０７の出力の所定の変化（Ｌ→Ｈ）が、所定範囲内（１００〜１０００ｍｓ）の時間間隔で所定回数（５回）を超えて連続して生じた場合、モータ駆動回路６０３の故障と判定する。また、ＣＰＵ６０１は、前カバー６１１が開状態で、トナー補給するようモータ駆動回路６０３を制御していない場合に、出力検知回路６０７の出力に所定の変化（Ｌ→Ｈ）が生じると、トナー容器Ｔがユーザによって回転させられたと判定する。よって、トナー容器Ｔの回転異常の原因を判別することができる。特に、トナー容器Ｔの回転が、人の手の操作によるものか、モータ駆動回路６０３の故障によるものかを正しく判断できるので、不適切な対処を抑制し、ユーザの使い勝手を向上させることができる。

また、モータ駆動回路６０３が故障したと判定すると、モータ駆動回路６０３への電源が遮断されるので、モータ６０４の回転を確実に停止することができる。

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。

１ 感光体
３ 露光器
１００ 現像器
３１０ 装着部
６０１ ＣＰＵ
６０３ モータ駆動回路
６０４ モータ
６０７ 出力検知回路
Ｔ トナー容器

Claims (10)

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、
   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、
   前記現像手段へ補給するためのトナーを収容するトナー容器を装着可能な装着部と、
   前記装着部に装着されたトナー容器を回転させる駆動手段と、
   前記駆動手段に駆動電流を供給する供給手段と、
   前記供給手段を制御する制御手段と、
   前記装着部に装着されたトナー容器の回転に応じた値を出力する出力手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記現像手段へトナーを補給するよう前記供給手段を制御していない場合の前記出力手段の出力の変化態様に基づいて、前記供給手段の異常の有無を判定することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記供給手段に対する通電と遮断とを切り替え可能な切替手段を有し、
   前記制御手段は、前記供給手段に異常が有ると判定した場合に、前記切替手段を制御して前記供給手段への電源を遮断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. 前記制御手段は、前記現像手段へトナーを補給するよう前記供給手段を制御していない場合に、前記出力手段の出力の所定の変化が、所定範囲内の時間間隔で所定回数を超えて連続して生じると、前記供給手段に異常が有ると判定することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記所定範囲は、第１時間から、前記第１時間より長い第２時間までの範囲であり、
   前記制御手段は、前記現像手段へトナーを補給するよう前記供給手段を制御していない場合に、前記出力手段の出力の前記所定の変化が、前記第２時間を超えて連続して生じないと、前記供給手段に異常が無いと判定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. 前記所定範囲は、前記駆動手段に常時通電されたと仮定した場合に、前記出力手段の出力に前記所定の変化が生じる周期がと取り得ると想定される範囲であることを特徴とする請求項３または４に記載の画像形成装置。
6. 前記装着部にトナー容器が装着される際に開閉される扉と、
   前記扉の開閉を検知する検知手段と、を有し、
   前記制御手段は、前記検知手段により前記扉が開となったことが検知されている状態で、前記現像手段へトナーを補給するよう前記供給手段を制御していない場合に、前記出力手段の出力に前記所定の変化が生じると、前記装着部に装着されたトナー容器がユーザによって回転させられたと判定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. 前記制御手段は、前記装着部に装着されたトナー容器がユーザによって回転させられたと判定すると、回転操作を禁止する旨を報知することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記回転操作を禁止する旨を報知している状態で、前記供給手段に異常が有ると判定した場合は、前記報知を終了することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記出力手段の出力は、第１の値と第２の値とに切り替わり、
   前記所定の変化は、前記第１の値から前記第２の値への切り替わることであることを特徴とする請求項３乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記供給手段に異常が有ると判定した場合に、その旨を報知することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    
    
    

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