JP2021196534A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】撹拌動作の過不足を抑制する手段を提供する。【解決手段】本発明は、現像剤を収容する現像剤収容体と、前記現像剤収容体から前記現像剤が補給され、現像剤像を形成する画像形成部と、を有し、前記画像形成部は、前記現像剤を格納する現像剤格納部と、前記現像剤格納部に設けられ、前記現像剤格納部の現像剤を撹拌する撹拌部材と、を含み、前記画像形成部に前記現像剤収容体から前記現像剤が補給されたとき、当該補給前の所定の間に形成された前記現像剤像の印字率が第１の印字率である場合、前記第１の印字率よりも低い第２の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くする。【選択図】 図１

Description

本発明は、電子写真方式による画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置は、画像形成ユニット内に現像剤収容体から現像剤を供給し、空回しを行い撹拌部材を回転させることで画像形成ユニット内の現像剤を均一に撹拌するようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１５−１４３７５７号公報

しかしながら、従来の技術においては、撹拌部材を回転させる撹拌動作に過不足が発生する場合があるという問題があった。

本発明は、このような問題を解決することを課題とし、撹拌動作の過不足を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、現像剤を収容する現像剤収容体と、前記現像剤収容体から前記現像剤が補給され、現像剤像を形成する画像形成部と、を有し、前記画像形成部は、前記現像剤を格納する現像剤格納部と、前記現像剤格納部に設けられ、前記現像剤格納部の現像剤を撹拌する撹拌部材と、を含み、前記画像形成部に前記現像剤収容体から前記現像剤が補給されたとき、当該補給前の所定の間に形成された前記現像剤像の印字率が第１の印字率である場合、前記第１の印字率よりも低い第２の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする。

このようにした本発明は、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。

第１の実施例における画像形成装置の概略側断面図 第１の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図 第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第１の実施例におけるトナーロー検知バーの構成を説明する図 第１の実施例におけるトナーロー検知バーの動作を説明する図 第１の実施例における判定部の構成を説明する図 第１の実施例におけるフォトセンサー受光部が検知した信号の波形の説明図 第１の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャート 第１の実施例におけるトナーカートリッジ交換後の撹拌時間と濃度ムラレベルの関係を説明する図 第２の実施例における画像形成装置の概略側断面図 第２の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図 第２の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図 第２の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャート

以下、図面を参照して本発明による画像形成装置の実施例を説明する。

図１は第１の実施例における画像形成装置の概略側断面図である。

図１において、画像形成装置１は、電子写真方式により現像剤を用いて画像を形成する印刷装置であり、本実施例ではカラー印刷が可能なプリンタである。また、本実施例で用いている現像剤は、非磁性１成分負帯電性のトナーである。

画像形成装置１は、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋと、転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋと、トナーカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋと、加熱ローラ１７と、加圧ローラ１８と、転写ベルトユニット１９と、給紙カセット２０と、給紙ローラ２１と、搬送ローラ２２と、排出ローラ２８と、スタッカ部２９と、濃度センサ６５とを有している。

画像形成部としての画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色のトナーを有しており、トナーカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋから各色に対応したトナーが補給され、トナー像を形成するものである。

また、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは画像形成装置１から各々着脱自在となっている。画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、この順に１列に配列されており、画像形成ユニット２Ｋが最下流側に位置している。

また、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、その中に含むトナー以外は同一の構成であるため、以下、画像形成ユニット２と略記することがある。なお、画像形成ユニット２の構成については後述する。

転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、後述するベルト２７を挟んで感光体ドラム３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋと対向するようにそれぞれ配設され、感光体ドラム３の表面に形成された現像剤像（トナー像）を媒体Ｐに転写するものである。転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、後述する転写ベルトユニット１９の一部を構成する。また、転写ローラ８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋは、同一の構成であるため、以下、転写ローラ８と略記することがある。

現像材収容体としてのトナーカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、画像形成装置１に対して着脱自在であり、トナーを収容するものである。また、トナーカートリッジ１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、その中に含むトナー以外は同一の構成であるため、以下、トナーカートリッジ（ＴＣ）１４と略記することがある。

また、トナーカートリッジ１４（図２中点線で囲んだ部分）は、未使用トナーを収容する未使用トナー室５４と、廃トナーを収容する廃トナー室５５との２室を備えている。なお、未使用トナー室５４と廃トナー室５５は壁で仕切られ、未使用トナー室５４内の未使用トナーと廃トナー室５５内の廃トナーが混合することはない。

また、トナーカートリッジ１４内には、廃トナー搬送部材Ｂ３１が設けられている。クリーニングブレード９により感光体ドラム３から除去された廃現像剤は、廃トナー搬送部材Ａ３０、図示せぬ搬送部材、廃トナー搬送部材Ｂ３１により搬送され、最終的に廃トナー室５５に収容される。それぞれの搬送部材には、例えばスパイラル形状のものが使用される。

加熱ローラ１７および加圧ローラ１８は、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋから媒体Ｐに転写された現像剤像を媒体Ｐに加熱・加圧によって定着するものである。

転写ベルトユニット１９は、画像形成装置１から着脱自在であり、各画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの下側に配設され、媒体Ｐを保持して搬送するものである。

また、転写ベルトユニット１９は、転写駆動ローラ２３と、転写従動ローラ２４と、ベルト２７と、転写クリーニングブレード２５と、ベルト廃トナー収容部２６とを有している。

転写駆動ローラ２３は、後述するベルト駆動モータ３３から得られるモータ駆動力により回転し、図中矢印Ａで示す方向にベルト２７を回転搬送するものである。

ベルト２７は、媒体Ｐを静電吸着し、転写駆動ローラ２３および転写従動ローラ２４に回転可能に張架されることで、媒体Ｐを図中矢印Ａで示す方向に搬送させるものである。

給紙カセット２０は、記録媒体（例えば印刷用紙）Ｐを搭載して保持するものである。

給紙ローラ２１は、給紙カセット２０に保持された媒体Ｐを一枚ずつ搬送路に送り出すものである。

搬送ローラ２２は、給紙ローラ２１により送り出された媒体Ｐを画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに向けて搬送するものである。

転写クリーニングブレード２５は、転写ベルトユニット１９の下部にベルト２７の外周面に接するように配設され、ベルト２７の外周面に残る現像剤を除去するものである。

ベルト廃トナー収容部２６は、転写クリーニングブレード２５により掻き取られたトナーを収容するものである。

排出ローラ２８は、定着された媒体Ｐを装置外部に排出するものである。

スタッカ部２９は、装置外部に排出された媒体Ｐを積載するものである。

センサ部６５は、転写ベルトユニット１９のベルト２７に対向するように配設され、濃度補正実施時に濃度を検出するものである。

図２は第１の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図である。

図２において、画像形成ユニット２は、感光体ドラム３と、帯電ローラ４と、帯電クリーニングローラ５と、ＬＥＤヘッド６と、現像ローラ７と、クリーニングブレード９と、供給ローラ１０と、撹拌バー１１と、現像ブレード１２と、除電光１３と、現像トナー槽１５と、トナーロー検知バー１６とを有している。

潜像担持体としての感光体ドラム３は、円筒状であり、その表面に静電潜像が形成されるものである。感光体ドラム３は、後述するドラム駆動モータ３４から得られるモータ駆動力により一方向（ここでは反時計回り）に回転する。なお、本実施例では、感光体ドラム３は導電性支持体の表面に感光層を設けて構成される。

また、感光体ドラム３の周囲には、帯電ローラ４と、ＬＥＤヘッド６と、現像ローラ７とが配置されている。

帯電部材としての帯電ローラ４は、後述する帯電ローラ用電源３５から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム３の回転に伴って従動回転し、感光体ドラム３の表面を均一に帯電するものである。本実施例では、帯電ローラ４は、金属製のシャフトに半導電性弾性層を形成したものである。

帯電クリーニングローラ５は、帯電ローラ４に接触して配置され、帯電ローラ４の回転に伴って従動回転あるいは周速差をつけて回転し、帯電ローラ４に付着するトナー及びトナーの外添剤を掻き取るものである。

露光部材としてのＬＥＤヘッド６は、主走査方向（感光体ドラム３の回転軸方向）に配列された複数の発光素子であるＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｈｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）とロッドレンズアレイとを有し、印刷データに応じて発光する発光素子の光をロッドレンズアレイによって感光体ドラム３上に結像することにより、感光体ドラム３の帯電された表面を露光し、静電潜像を形成するものである。

現像剤担持体としての現像ローラ７は、後述する現像ローラ用電源３６から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム３との接触部で感光体ドラム３と同一方向に回転し、感光体ドラム３の表面に形成された静電潜像にトナーを付着させて現像するものである。本実施例では、現像ローラ７は金属製のシャフトに半導電性弾性層を形成したものである。

また、現像ローラ７の回転方向における感光体ドラム３との接触部より下流側に、供給ローラ１０と現像ブレード１２がこの順番に配置されている。

転写ローラ８は、後述する転写ローラ用電源３８から所定のバイアス電圧を付与され、感光体ドラム３の表面に形成された現像剤像としてのトナー像を媒体Ｐに転写するものである。

また、転写ローラ８は、画像形成ユニット２と転写ベルトユニット１９とが画像形成装置１に組み込まれるとき、感光体ドラム３がベルト２７と接触することで、ベルト２７を挟んで感光体ドラム３の反対側に配設された状態になる。

クリーニングブレード９は、感光体ドラム３の回転方向における転写ローラ８よりも下流側に配設され、感光体ドラム３に接触しており、転写後に感光体ドラム３の表面に残存する現像剤を除去するものである。本実施例では、クリーニングブレード９は、ポリウレタンゴムからなるブレードである。なお、クリーニングブレード９の下に、廃トナー搬送部材Ａ３０が設けられている。

現像剤供給部材としての供給ローラ１０は、後述する供給ローラ用電源３７から所定のバイアス電圧を付与され、現像ローラ７との接触部で現像ローラ７とは逆方向に回転し、現像ローラ７の表面にトナーを供給するものである。本実施例では、供給ローラ１０は金属製のシャフトに発泡性シリコンゴム層を形成したものである。

撹拌部材としての撹拌バー１１は、現像トナー槽１５に設けられ、現像トナー槽１５のトナーを撹拌するものである。

また、撹拌バー１１は、供給ローラ１０の上部に設けられたクランク形状のものであり、回転駆動することにより供給ローラ１０の周辺のトナーを撹拌したり、現像ローラ７方向へのトナー搬送を助けたりするものである。

現像剤規制部材としての現像ブレード１２は、現像ローラ７の表面を押圧するように配置され、この押圧力により現像ローラ７上の現像剤層（トナー層）の厚さを規制し、現像ローラ７上にトナー薄層を形成するものである。

また、現像ブレード１２は、後述する供給ローラ用電源３７から所定のバイアス電圧を付与される。本実施例では、現像ブレード１２は主走査方向に長い長尺上の板状部材を屈曲させて形成しており、材料としてはステンレスを使用している。また、その屈曲部が現像ローラ７表面を押圧するようにしている。

除電光１３は、感光体ドラム３の回転方向におけるクリーニングブレード９よりも下流側に感光体ドラム３と非接触で配設され、感光体ドラム３の残電荷を除去するものである。

また、除電光１３は、例えばＬＥＤにより構成される。

現像剤格納部としての現像トナー槽１５は、トナーを格納（貯蔵）するものである。

現像剤量検知手段としてのトナーロー検知バー１６は、現像剤収容部内の撹拌バー１１よりも上部の位置に設けられ、現像トナー槽（現像剤収容部）１５内のトナー残量（トナーレベル）とトナーロー検知バー１６の設置高さの高低の位置関係により異なる動作をすることで、トナー残量を検知するものである。なお、具体的なトナー残量の検知方法については後述する。

図３は第１の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

図３において、画像形成装置１は、印刷制御部３９と、高圧制御部４０と、露光制御部４１と、除電光用電源４２と、定着制御部４３と、駆動制御部４４と、判定部４５と、ユーザーインターフェース部４６と、表示部４７と、印刷データ受信部４８と、印刷データ変換部４９と、ドラム回転数計測部５０と、ヘッド発光数計測部５１と、計算部５２と、記憶部５３と、濃度センサ６５とを有している。

印刷制御部３９は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等の制御手段を備え、メモリ等の記憶部に記憶された制御プログラム（ソフトウェア）に基づいて画像形成装置１全体の動作を制御するものである。

また、印刷制御部３９は、トナーロー以降において形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙ（デューティー）に応じてｄｕｔｙフラグを立て、そのフラグを記憶部５３に記憶させるものである。

また、印刷制御部３９は、ｄｕｔｙフラグに応じて、撹拌バー１１による撹拌動作の時間（撹拌時間）を変化させる。

印字率としての印刷ｄｕｔｙは、Ａ４用紙１枚印刷あたりの印字率を示す。

例えば、１枚印刷時のドットカウントが（７９２／５）ドットカウントであった場合の印刷ｄｕｔｙは、（７９２／５）／（７９２／５）／１＝１％ｄｕｔｙ、３枚印刷時のドットカウントが９５０４ドットカウントであった場合の印刷ｄｕｔｙは、９５０４／（７９２／５）／３＝２０％ｄｕｔｙのように計算される。

すなわち、印刷ｄｕｔｙは、トナー像が形成され得る全画素数に対するトナー像が形成された画像数の割合を示す。

高圧制御部４０は、帯電ローラ４に所定の電圧を印加する帯電ローラ用電源３５、現像ローラ７に所定の電圧を印加する現像ローラ用電源３６、供給ローラ１０と現像ブレード１２とに所定の電圧を印加する供給ローラ用電源３７、および転写ローラ８に所定の電圧を印加する転写ローラ用電源３８を統括して制御するものである。

露光制御部４１は、ＬＥＤヘッド６の発光を制御するものである。

除電光用電源４２は、除電光１３を発光するのに所定の電圧を印加するものである。

定着制御部４３は、加熱ローラ１７と加圧ローラ１８の動作を制御するものである。

駆動制御部４４は、給紙ローラ２１と搬送ローラ２２を駆動する搬送駆動モータ３２、転写駆動ローラ２３を駆動するベルト駆動モータ３３、および感光体ドラム３を駆動するドラム駆動モータ３４を制御するものである。

判定部４５は、トナーロー検知バー１６の検出信号に基づいて、現像トナー槽１５に格納されたトナーの残量が規定量以下になっているか否かを判定、すなわちトナーロー（Ｔ／Ｌ）か否かを判定するものである。なお、具体的なトナーローの判定方法については後述する。

ユーザーインターフェース部４６は、表示部を制御するものである。

表示部４７は、トナーロー検知バー１６の検出信号に基づいてユーザーにトナーカートリッジ１４の交換タイミングを表示するものである。

印刷データ受信部４８は、外部装置、例えばパーソナルコンピュータなどから印刷データを受信するものである。

印刷データ変換部４９は、印刷データ受信部４８が受信した印刷データを、ＬＥＤヘッド６に対するヘッド発光命令データに変換するものである。

潜像担持体回転数計測手段としてのドラム回転数計測部５０は、感光体ドラム３の回転数を計測するものである。

発光数計測手段としてのヘッド発光数計測部５１は、ＬＥＤヘッド６のヘッド発光命令データに対応する発光素子の発光数を計測するものである。

計算手段としての計算部５２は、ドラム回転数計測部５０およびヘッド発光数計測部５１の各測定結果に基づいて、所定の間の印刷ｄｕｔｙを計算するものである。

記憶部５３は、ドラム回転数計測部５０とヘッド発光計測部５１の計測結果と計算部５２の計算結果とを記憶するものである。

濃度センサ６５は、濃度補正時にベルト２７上に出力された濃度パッチの濃度を読んで検出するものである。

次に、トナーロー検知バー１６によるトナー残量の検知方法について説明する。

図４は第１の実施例におけるトナーロー検知バーの構成を説明する図である。

図４において、トナーロー検知バー１６は、クランクバー５６と、駆動ギア５７と、スリットディスク５８とから構成されている。

クランクバー５６の一方の端部には駆動ギア５７が接続されている。

駆動ギア５７の内部には突起部５９があり、駆動ギア５７の回転に従って突起部５９がクランクバー５６端部と接触して押すことにより、クランクバー５６は回転する。

また、スリットディスク５８には、図示するようにスリット６０が設けられている。スリット６０は、クランクバー５６の凸部と逆側、すなわちクランクバー５６の凸部が下側を向いているときスリット６０が上側を向くように設けられている。

図示せぬモータからの伝達系による駆動で駆動ギア５７、突起部５９が一緒に一定速度で回転する。また、突起部５９がクランクバー５６を押すことによってクランクバーの回転力が得られ、クランクバー５６とスリットディスク５８が一緒に回転することができる。

図５は第１の実施例におけるトナーロー検知バーの動作を説明する図である。

図５中（ａ）〜（ｇ）は、駆動ギア５７の断面を後述する各状態に対して示したものである。また、曲線の矢印は、駆動ギア５７の回転方向を、ブロック矢印は動作の順番を示す。

図５において、状態（ａ）では、クランクバー５６が下死点にあり、突起部５９がクランクバー５６に接触して押し出す。その後、状態（ｂ）を経由して、状態（ｃ）にてクランクバー５６は上死点に到達する。

状態（ｃ）に示すようなクランクバー５６が回転の上死点に到達した状態以降では、クランクバー５６は突起部５９から離れて自重落下可能な構造となっているため、状態（ｃ）以降の動作は、クランクバー５６がトナーに埋もれているか否かで動作が分かれる。

クランクバー５６がトナーに埋もれている場合は、状態（ｄ）、状態（ｅ）、状態（ａ）のように、クランクバー５６の回転は突起部５９の回転に追従する。

クランクバー５６がトナーに埋もれていない場合は、状態（ｆ）のように、クランクバー５６はバー自身の自重により下死点まで落下する。その後状態（ｇ）、状態（ａ）に示すように、突起部５９が下位置に至るまでクランクバー５６は下死点で静止したままとなる。

ここには図示しないが、トナーの上面レベル（液位）がクランクバー５６の回転領域内すなわち、上死点と下死点の間にあった場合、状態（ｃ）以降において、クランクバー５６は上死点からトナーの上面レベルまで自重落下し、突起部５９がクランクバー５６に追いつくまでクランクバーはトナーの上面レベルで静止したままとなる。突起部５９がクランクバー５６に追いついたら、再び突起部５９がクランクバー５６に接触して押し出し、状態（ａ）に戻る。

次に、上述したような動作を行うトナーロー検知バー１６からの信号を受け、トナーの残量が規定量以下の残量レベルであるか否かの検知を行う判定部４５について説明する。

図６は第１の実施例における判定部４５の構成を説明する図である。

図６において、判定部４５は、フォトセンサー発光部６１と、フォトセンサー受光部６２と、準透明な樹脂で成型された発光部側導光路６３と、受光部側導光路６４とから構成されている。

発光部側導光路６３は、一方の端部がスリットディスク５８のディスク面の表面に対向して設けられ、もう一方の端部がフォトセンサー発光部６１に対向して設けられている。

受光部側導光路６４は、一方の端部がスリットディスク５８のディスク面の裏面に対向して設けられ、もう一方の端部がフォトセンサー受光部６２に対向して設けられている。

なお、導光路６３、６４の設置高さは、クランクバー５６の回転が下死点にある場合、すなわちスリット６０が上側にある場合にフォトセンサー受光部６２がフォトセンサー発光部６１からの光を受けることができるように設定される。

このとき、クランクバー５６の回転が下死点にない場合は、スリットディスク５８のスリット６０の位置が導光路６３、６４の位置から外れることによりフォトセンサー発光部６１からの光が遮断されるため、フォトセンサー受光部６２はフォトセンサー発光部６１からの光を受光することができない。

上述した構成の作用について説明する。

画像形成装置が行う印刷処理を図１〜図３に基づいて説明する。

画像形成装置１の印刷制御部３９は、図示せぬパーソナルコンピュータ等の上位装置から印刷データ受信部４８で印刷データを受信すると、印刷処理を開始する。

印刷制御部３９は、駆動制御部４４よりドラム駆動モータ３４を駆動させ感光体ドラム３に回転駆動力を与え、感光体ドラム３を図２中矢印の向きに一定の周速度で回転させる。

感光体ドラム３の回転による駆動力は図示せぬギア列によって伝達され、現像ローラ７、供給ローラ１０、撹拌バー１１およびトナーロー検知バー１６がそれぞれ図２中矢印Ａの向きに回転し、後述の動作でクリーニングブレード９によりかき取られた廃現像剤は廃トナー搬送部材Ａ３０により搬送される。廃トナー搬送部材Ａ３０により搬送された廃現像剤は、その後図示せぬ搬送部材により運ばれ、廃トナー搬送部材Ｂ３１に渡されたのち、最終的には廃トナー室５５に収容される。

帯電ローラ４はこれらの駆動ギアと連結されておらず、感光体ドラム３と連れ周りで図２中矢印の向きに回転する。このとき、感光体ドラム３の表面に接触もしくは圧接して設けられた帯電ローラ４に対し、帯電ローラ用電源３５から直流電圧が印加され、感光体ドラム３の表面は一様または均一に帯電される。

本実施例では、感光体ドラム３のアルミ素管を接地しており、帯電ローラ４に直流電圧を−１０００Ｖ印加することで、感光体ドラム３の表面は−５００Ｖ程度に帯電される。

次に、帯電された感光体ドラム３の表面に対し、ヘッド発光命令データに対応した光がＬＥＤヘッド６から照射され、感光体ドラム３上に静電潜像が形成される。本実施例では、露光された部分の感光体ドラム３上の電位は−５０Ｖ程度になる。

さらに、感光体ドラム３上の静電潜像がトナーにより現像され、感光体ドラム３上にトナー像が形成される。本実施例では、現像ローラ７には、現像ローラ用電源３６より直流電圧−２００Ｖが印加されている。また、薄層化された現像ローラ７上でのトナー層の電位は−５０Ｖ程度となる。

トナー薄層の電位と現像ローラ７に印加される電圧との合計が、感光体ドラム３上の露光部分の電位を越えるため、感光体ドラム３上の露光部分はトナーで現像される。

トナー薄層の電位と現像ローラ７に印加される電圧との合計は感光体ドラム３の未露光部分の電位を越えないため、感光体ドラム３上の未露光部分はトナーで現像されない。

一方、駆動制御部４４を介して搬送駆動モータ３２に接続されている給紙ローラ２１を回転させ、給紙カセット２０から媒体Ｐを１枚ずつ分離して搬送路に送り出す。

搬送駆動モータ３２に接続されている搬送ローラ２２の回転により、媒体Ｐは転写ベルトユニット１９の上部に搬送される。さらに、駆動制御部４４よりベルト駆動モータ３３を駆動させ転写駆動ローラ２３に回転駆動力を与え、ベルト２７が図１中矢印Ａの向きに回転する。媒体Ｐはベルト２７に吸着保持され、ベルト２７の回転移動により搬送され、画像形成ユニット２Ｙの下に向かう。

感光体ドラム３に対向して設けられた転写ローラ８には、転写ローラ用電源３８より直流電圧＋２０００Ｖが印加されている。

転写ローラ８（＋２０００Ｖ）と感光体ドラム３の素管（接地されている）との間に生じる電界により、感光体ドラム３上に形成されたトナー像が媒体Ｐ上に転写される。

ベルト２７の回転により、媒体Ｐはまず画像形成ユニット２Ｙの下を通過する際にＹのトナー像が転写される。その後、画像形成ユニット２Ｍ、２Ｃ、２Ｋの下を通過するたびに、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が媒体Ｐ上に順に転写される。ブラックの画像形成ユニット２Ｋを通過した後の媒体Ｐ上には、最大でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ、４色のトナー像が重ね合わせられる。

その後、媒体Ｐはさらに定着器を構成する加熱ローラ１７と加圧ローラ１８の間を通過し、熱及び圧力により、媒体Ｐ上のトナーが溶融して媒体Ｐの繊維間に浸透し、トナー像の媒体Ｐへの定着が行われる。トナー像が定着された媒体Ｐは、排出ローラ２８により排出され、スタッカ部２９に積載される。

また、転写後の感光体ドラム３上には若干量のトナーが残留する場合があるが、この残留トナー（廃現像剤）は、クリーニングブレード９により除去される。ここで、廃現像剤や外添剤の一部がクリーニングブレード９をすり抜けてしまい、帯電ローラ４に巻きついてしまう場合があるが、これらは帯電クリーニングローラ５により除去される。

さらに、除電光１３が発光し感光体ドラム３に照射されることにより、感光体ドラム３上の未露光電荷が除去される。電荷が除去された感光体ドラム３の表面は、再び帯電ローラ４により帯電される。このようにして感光体ドラム３は繰り返し画像形成に利用される。

さらに、転写後のベルト２７上には若干量のトナーが残留する場合があるが、この残留トナーは、転写クリーニングブレード２５により除去される。転写クリーニングブレード２５により除去されたトナーは、図示せぬベルト廃トナー搬送部材、例えばスパイラルやパドルにより搬送され、ベルト廃トナー収容部２６に回収される。このようにしてベルト２７は繰り返し画像形成に利用される。

ここで、画像形成ユニット内で行われる動作を説明する。

現像ローラ７、供給ローラ１０は、前述のように感光体ドラム３の回転駆動力を得て図２中矢印Ａの向きに回転している。

現像トナー槽１５に貯蔵されているトナーは、供給ローラ１０の回転によって、現像ローラ７へ送られる。供給ローラ１０と現像ローラ７は、その接触部において逆向きに回転しているため、トナーを摩擦で負に帯電させる。

現像ローラ７へ送られたトナーは、現像ローラ７の回転により現像ブレード１２との接触部を通過する際、現像ローラ７と現像ブレード１２とにより摩擦帯電されながら薄層化される。本実施例では、供給ローラ用電源３７より直流電圧−３００Ｖが供給ローラ１０と現像ブレード１２に印加されている。

その後、薄層化された現像ローラ７上のトナーは、感光体ドラム３上に形成された静電潜像に対応して現像され、静電潜像は現像剤像（トナー像）となる。

次に、本実施例における印刷処理時のトナー残量判定について図７を参照しながら説明する。なお、図７は第１の実施例におけるフォトセンサー受光部が検知した信号の波形の
説明図である。

本実施例で用いるフォトセンサーは、発光部からの光を受光部が受けた場合、「透過」状態となり、この間、「ＯＦＦ信号」として０Ｖを出力する。一方、発光部からの光を受光部が受けていない場合、「非透過」状態となり、「ＯＮ信号」として５Ｖを出力する。

そこで、判定部４５は、ＯＦＦ信号の長さでトナー残量を検知し、ＯＦＦ信号の長さが閾値以上となった場合に、トナー残量が規定量以下である「トナーロー」状態と判定する。

具体的に、印刷処理時において、図示せぬギア列によって感光ドラム３の駆動が伝達されてクランクバー５６の駆動ギア５７が回転すると、突起部５９がクランクバー５６端部と接触して押すことによりクランクバー５６は回転するが、現像トナー槽１５内のトナー残量が規定量よりも多い場合、例えばクランクバー５６がトナー内に埋没しているような場合は、回転時にトナーからの抵抗を受けるので、回転の上死点に至っても、クランクバー５６は先述のような自重回転ができず、駆動ギア５７の突起部５９から押されることにより、駆動ギア５７の回転速度と同速度で回転する。

従って、フォトセンサー受光部６２がフォトセンサー発光部６１からの光を受けて、ＯＦＦ信号を出力する時間は、スリットディスク５８のスリット６０が、駆動ギア５７の回転速度と同速度で導光路６３、６４の間を通過する時間のみとなる。この状態が図７に実線で示すトナーフルの状態である。

一方、現像トナー槽１５内のトナー残量が減少すると、クランクバー５６の近傍にトナーは存在しなくなる。この場合は、クランクバー５６が回転時にトナーからの抵抗を受けなくなるので、先述の様に回転の上死点に至ると、クランクバー５６は自重回転し、駆動ギア５７による回転時よりも早く下死点に至り、駆動ギア５７の回転によって突起部５９が再びクランクバー５６に接触するまでは、クランクバー５６は下死点にとどまるため、この間は、フォトセンサー受光部６２はフォトセンサー発光部６１からの光を受けるＯＦＦ信号を出力し続ける時間が長くなる。

トナー残量が回転の下死点よりも下回るまでの間は、トナー残量が少ないほど１周期におけるＯＦＦ信号を出力する時間は長くなるが、本実施例では、駆動ギア５７の回転周期Ｔの０．４６倍を閾値とした。すなわち、ＯＦＦ信号の長さが０．４６Ｔよりも長い状態が図７に点線で示すトナーローの状態である。

そこで、本実施例では、判定部４５は、ＯＦＦ信号（トナーロー検知バー１６の検出信号）の長さが閾値以上であることを連続で２回以上検知した場合にトナーロー（現像トナー槽１５に格納されたトナーの残量が規定量以下）と判定し、トナーカートリッジ１４の交換を促す文言を表示部４７に表示する。

なお、トナーカートリッジ１４の交換を促す文言が表示部４７に表示されても、そのことで印刷処理がすぐに停止するわけではない。次にトナーエンプティ（Ｔ／Ｅ）であると印刷制御部３９により判定されるまでの間、印刷処理が可能である。トナーエンプティ（Ｔ／Ｅ）であると印刷制御部３９により判定されると印刷処理は停止し、トナーカートリッジ１４が交換されない限り印刷処理を再開できない。

画像形成装置１は、トナーカートリッジ１４の交換を受け付ける。

画像形成装置１は、交換されたトナーカートリッジ１４からトナーが補給されたとき、撹拌動作（空回し）を行うことで、現像トナー槽１５内のトナー特性の変化による濃度ムラの発生を抑制する。

ここで、トナーカートリッジ１４交換後に行われる空回し時間は、以下の式（１）に示すように２つの項の和で表すことができる。

空回し時間＝（トナー搬送および供給時間）＋トナーの撹拌時間・・・（１）
式（１）中（トナー搬送および供給時間）は、トナーロー検知バー１６の設置高さが同じである限り、印刷デューティーによってトナー供給量や供給時間は変わらないため、空回し時間が増えることによって変わっているのは撹拌時間である。

以下、撹拌時間を空回し時間として説明する。

なお、本実施例では、トナーロー検知として自由落下式回転バーを用いる方法を説明したが、それに限定されず透過型光学検知を用いた方法でもよい。

さらに、画像形成装置１は、撹拌動作の後に濃度補正を実施する。

次に、画像形成装置が行う撹拌処理を図８の第１の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１から図７を参照しながら説明する。

Ｓ１０１：印刷制御部３９は、判定部４５によりトナーローであるか否かを判定し、トナーローと判定する場合はステップＳ１０２へ移行し、トナーローと判定しない場合は印刷処理を継続する。

Ｓ１０２：印刷制御部３９は、表示部４７にトナーカートリッジ１４交換を促すメッセージを表示する。

Ｓ１０３：印刷制御部３９は、ドラム回転数計測部５０およびヘッド発光数計測部５１によりドラムカウントおよびドットカウントの計測を開始する。

ドラムカウントとは、感光体ドラム３の回転数（印刷距離）の測定値であり、感光体ドラム３が回転する限りカウントアップしていく。本実施例では、Ａ４用紙（横２１０ｍｍ × 縦２９７ｍｍ）１枚印刷時に１ドラムカウント進むものとする。

また、ドットカウントとは、ＬＥＤヘッド６で印刷パターンに合わせたドット形成を行う際のドット点灯数であり、点灯するたびにカウントアップしていく。本実施例では、Ａ４用紙の余白を除く印刷領域をベタ印刷する場合においてその領域のうちの５％面積をＬＥＤヘッドが発光する場合を７９２ドットカウントと定義する。

本実施例では、ドラムカウントおよびドットカウントのトナーロー以降の累積値を記憶部５３に記憶させるが、トナーカートリッジ１４交換実施時にそれらの累積値はゼロにリセットされる。

Ｓ１０４：印刷制御部３９は、計算部５２により計算された印刷デューティー（ｄｕｔｙ）に応じて高ｄｕｔｙ、中ｄｕｔｙ、低ｄｕｔｙの各ｄｕｔｙフラグを立て、そのフラグを記憶部５３に記憶させる。

このとき、計算部５２は、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ１４が交換されるまでの間のドラムカウント、ドットカウント、すなわち、記憶部５３に記憶されているドラムカウント、ドットカウントに基づいて、印刷ｄｕｔｙを計算する。なお、印刷ｄｕｔｙの計算をトナーロー以降のカウントによって行う理由は後述する。

印刷ｄｕｔｙは、記憶部５３に記憶されているドラムカウントとドットカウントとに基づいて以下の式（１）により計算する。

印刷ｄｕｔｙ＝ドットカウント／（７９２／５）／ドラムカウント・・・（１）
上述した式により算出された印刷ｄｕｔｙは、トナー補給前のトナーローが判定されてからトナーカートリッジ１４が交換されるまでの間に形成されたトナー像の印字率を示す。

本実施例では、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ１４が交換されるまでの間、すなわち現像トナー槽１５に格納されたトナーの残量が規定量以下になってからトナーが補給され判定部４５がトナーフルを判定するときまでの間を所定の間として定義する。

また、印刷制御部３９は、計算部５２の計算結果に応じて、印刷ｄｕｔｙが２０％以上の高ｄｕｔｙの場合は第１の印字率として高ｄｕｔｙフラグを立て、印刷ｄｕｔｙが１％以下の低ｄｕｔｙの場合は第２の印字率として低ｄｕｔｙフラグを立て、それ以外の場合に中ｄｕｔｙフラグを立てるものとする。

このように、印刷制御部３９は、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙに応じて、高ｄｕｔｙ、中ｄｕｔｙ、低ｄｕｔｙの各ｄｕｔｙフラグを立て、そのフラグを記憶部５３に記憶させる。

なお、本実施例では、高ｄｕｔｙを印刷ｄｕｔｙが２０％以上、低ｄｕｔｙを印刷ｄｕｔｙが１％以下として説明するが、それに限定されない。

Ｓ１０５：印刷制御部３９は、トナーカートリッジ１４が交換されたか否かを判定し、交換されたと判定する場合はステップＳ１０８へ移行し、交換されていないと判定する場合はステップＳ１０６へ移行する。

なお、トナーカートリッジ１４の交換の検出は、トナーカートリッジ１４に接触や非接触のタグを持たせ、そのタグにトナーカートリッジ１４の固有識別情報を記憶させておき、装置側でタグ情報を読み込んだ時にトナーカートリッジ１４の固有識別情報が変わったことを検出することによって行ってもよい。

Ｓ１０６：印刷制御部３９は、トナーエンプティ（Ｔ／Ｅ）か否かを判定する。

本実施例におけるトナーエンプティの判定基準は、ステップＳ１０３で計測を開始したドットカウントの値が１１８８００（Ａ４、５％デューティー、１５０枚）を超えた場合としている。トナーエンプティであると判定する場合はステップＳ１０７へ移行し、トナーエンプティでないと判定する場合はステップＳ１０４へ移行する。

Ｓ１０７：印刷制御部３９は、印刷を強制終了し、ユーザーによるトナーカートリッジ１４の交換を受け付ける。

ここで、ｄｕｔｙフラグの更新は、トナーカートリッジ１４が交換されるまで繰り返し行われる。判定タイミングは、例えば、印刷データが１枚分であれば１枚印刷後、印刷データが１０枚分であれば１０枚連続後、印刷データが１００枚分のように量が多い場合であれば５０枚連続印刷ごとに判定して５０枚目と１００枚目で判定を行うなどの方法をとることができる。

Ｓ１０８：印刷制御部３９は、トナーカートリッジ１４の交換終了後、ドラム回転数計測部５０およびヘッド発光数計測部５１によるドラムカウントおよびドットカウントの計測を終了する。

このとき、記憶部５３には、トナーローが判定されてからトナーカートリッジ１４が交換されるまでの間のドラムカウント、ドットカウント累積値、ｄｕｔｙフラグが記憶されている。

Ｓ１０９：印刷制御部３９は、表示部４７のトナーカートリッジ１４交換を促すメッセージを非表示にする。

Ｓ１１０：印刷制御部３９は、記憶部５３に記憶されているｄｕｔｙフラグが高ｄｕｔｙフラグ（第１の印字率）であるか否かを判定し、高ｄｕｔｙフラグであると判定する場合はステップＳ１１１へ移行し、高ｄｕｔｙフラグでないと判定する場合はステップＳ１１２へ移行する。

Ｓ１１１：印刷制御部３９は、トナーカートリッジ１４交換後の撹拌動作を短時間（本実施例では４０秒）行う。

Ｓ１１２：印刷制御部３９は、記憶部５３に記憶されているｄｕｔｙフラグが低ｄｕｔｙフラグ（第２の印字率）であるか否かを判定し、低ｄｕｔｙフラグであると判定する場合はステップＳ１１４へ移行し、低ｄｕｔｙフラグでないと判定する場合はステップＳ１１３へ移行する。

Ｓ１１３：印刷制御部３９は、トナーカートリッジ１４交換後の撹拌動作を中時間（２分３０秒）行う。

Ｓ１１４：印刷制御部３９は、トナーカートリッジ１４交換後の撹拌動作を長時間（３分）行う。

Ｓ１１５：印刷制御部３９は、ステップＳ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１４の撹拌動作がそれぞれ終わった後、濃度補正を実施する。

濃度補正は、画像形成ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋのうち少なくともトナーカートリッジ１４交換を行った画像形成ユニット２に対して濃度パッチを現像し、ベルト２７上に転写して、濃度センサ６５で濃度パッチの濃度を測定し、濃度測定値が規定範囲であれば終了する。濃度パッチの濃度が規定範囲内でなければ高圧制御部４０や露光制御部４１によって、濃度パッチの濃度が規定範囲内になるようバイアス調整やヘッド光量調整を行う。

このように、印刷制御部３９は、画像形成ユニット２にトナーカートリッジ１４からトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙが高ｄｕｔｙ（第１の印字率）である場合、高ｄｕｔｙ（第１の印字率）よりも低い低ｄｕｔｙ（第２の印字率）である場合よりも撹拌バー１１による撹拌時間を短くする。

次に、トナーカートリッジ１４交換後の撹拌時間と濃度ムラレベルの関係について図９を参照しながら説明する。なお、図９は第１の実施例におけるトナーカートリッジ１４交換後の撹拌時間と濃度ムラレベルの関係を説明する図である。また、トナー補給前の所定の間の印刷ｄｕｔｙが低ｄｕｔｙの場合と高ｄｕｔｙの場合とについて示す。

ここで、濃度ムラレベルとは、濃度ムラの見え方を目視によって１０段階のレベル判定をしたもので、レベル１０が濃度ムラなし、レベル１が濃度ムラの程度が最も悪いことを示す。本実施例では、レベル７を、濃度ムラＯＫのレベルとした。

また、濃度ムラ発生の状態とは、全面ベタ印刷した場合に本来濃度が均一になるにも関わらず、濃度の濃い場所と薄い場所が現れている状態をさしている。

また、濃度ムラの発生する原因には、トナーカートリッジ１４を新品に交換した際、現像トナー槽１５内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へ供給されるトナーの特性とが異なっており、これらのトナーが十分に混合されていない場合があり、その場合は以降の印刷で濃度ムラが目立ってしまう。

また、濃度ムラレベルは、図９に示すように、トナー補給前の所定の間の印刷ｄｕｔｙが高ｄｕｔｙの場合よりも低ｄｕｔｙの場合に悪くなる。

これは、低ｄｕｔｙ印刷では、現像されないトナーが現像トナー槽１５内で撹拌される機会が増え、要素部材間やトナー同士間での摩擦や圧力によってトナー特性の変化が大きくなることから、現像トナー槽１５内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へ供給されるトナーの特性差が大きくなるのに対し、高ｄｕｔｙ印刷では、現像トナー槽１５内でのトナー特性変化が小さいうちに消費されることから、現像トナー槽１５内に残っているトナーの特性と、交換後の新品トナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へ供給されるトナーの特性差が小さいからである。

特に、低ｄｕｔｙ印刷におけるこのトナーの特性変化は、トナーロー判定以降で顕著になる。トナーロー判定以前ではトナーの特性変化があってもトナー特性変化の起こっていないトナーと撹拌混合されることで、現像トナー槽１５内の平均的なトナー特性変化がほとんどないと見なせるのに対し、トナーロー判定以降ではそれ以上トナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へのトナー供給はなされず、現像トナー槽１５内にトナー特性変化の起こっていないトナーの量が少なくなっており、トナーの撹拌混合を行ってもトナー特性変化の影響が強く残ってしまうためである。

従って、本実施例では、図８中ステップＳ１０４における印刷ｄｕｔｙの計算にトナーロー以降のカウントを用いるようにしている。これにより、その後のステップＳ１１１、Ｓ１１３、Ｓ１１４にて撹拌時間を適切に設定することができる。

図９において、トナー補給前の所定の間の印刷ｄｕｔｙが低ｄｕｔｙの場合および高ｄｕｔｙの場合のいずれも、トナーカートリッジ１４交換後の撹拌時間を増やすことで濃度ムラは改善する。

これは、現像トナー槽１５内に残っている特性変化の大きいトナーがトナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へ供給される未使用トナーの中で撹拌混合されることで、撹拌時間の増加にともなって現像トナー槽１５内の平均的なトナー特性変化の影響が小さくなっていくためである。

トナー補給前の所定の間の印刷ｄｕｔｙが低ｄｕｔｙの場合と高ｄｕｔｙの場合とでは、現像トナー槽１５内に存在する特性変化の大きいトナーの量は低ｄｕｔｙの場合の方が多く、濃度ムラレベルも低ｄｕｔｙの場合の方が低い。

従って、濃度ムラレベルが良好（ＯＫ）になるまでに必要な撹拌時間は、低ｄｕｔｙの場合の方が高ｄｕｔｙの場合より長くなる。

すなわち、トナーカートリッジ１４の交換により画像形成ユニット２にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙが低ｄｕｔｙ（第２の印字率）の場合は、高ｄｕｔｙ（第１の印字率）の場合よりも撹拌時間が長くなる。

また、トナーカートリッジ１４の交換により画像形成ユニット２にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙが高ｄｕｔｙ（第１の印字率）の場合は、低ｄｕｔｙ（第２の印字率）の場合よりも撹拌時間が短くなる。

比較例の画像形成装置では、トナーエンプティでのトナーカートリッジ１４交換後に撹拌動作を行い、その後に濃度補正を実施している。

また、比較例の画像形成装置では、印刷ｄｕｔｙによらず１分間の撹拌動作が行われるため、トナーカートリッジ１４交換前に低ｄｕｔｙ印刷が行われていた場合はトナーカートリッジ１４交換後のイメージドラムユニット（ＩＤ）内の残トナーとトナーカートリッジ１４内の未使用トナーの特性差が大きく、トナーが均一に混ざりきらず濃度ムラの異常（ＮＧ）が発生する場合があった。

一方、トナーカートリッジ１４交換前に高ｄｕｔｙ印刷が行われていた場合は、濃度ムラレベルが良好（ＯＫ）であったが、トナーカートリッジ１４交換後のＩＤ内の残トナーとトナーカートリッジ１４内の未使用トナーの特性差がほぼなく、長時間の撹拌動作が必要ないのにも関わらず、余分な撹拌時間を確保しているため、撹拌時間の増加やＩＤカウントが増加する場合があった。

そこで、本実施例では、トナー補給前の所定の間の印刷ｄｕｔｙが低ｄｕｔｙの場合は撹拌時間を３分とし、高ｄｕｔｙの場合は撹拌時間を４０秒とすることで、低ｄｕｔｙおよび高ｄｕｔｙの濃度ムラレベルがいずれもが良好となった。また、高ｄｕｔｙの場合の撹拌時間を比較例よりも短縮することができた。

すなわち、高ｄｕｔｙの場合の撹拌時間を低ｄｕｔｙの場合より短くすることにより、ＩＤカウントを減少させて印刷動作に関わらないダウンタイムを軽減することができる。

従って、本実施例では、撹拌動作の過不足を抑制することができる。

このように、第１の実施例では、トナーカートリッジ１４の交換により画像形成ユニット２にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙが高ｄｕｔｙ（第１の印字率）である場合、高ｄｕｔｙ（第１の印字率）よりも低い低ｄｕｔｙ（第２の印字率）である場合よりも撹拌バー１１の撹拌時間を短くすることにより、撹拌動作の過不足を抑制することができる。

また、トナー補給前の所定の間に高ｄｕｔｙ（第１の印字率）印刷が行われた場合の撹拌時間を短くした場合であっても、画像形成ユニット２内トナーとトナーカートリッジ１４内トナーの特性差が低ｄｕｔｙ印刷が行われた場合に比べ小さいため、トナーカートリッジ１４交換前後のトナー特性差による濃度ムラの発生を軽減し、かつ、撹拌時間やＩＤカウントの無駄な増加を抑制することができる。

また、トナー補給前の所定の間に低ｄｕｔｙ（第２の印字率）印刷が行われた場合の撹拌時間を長くすることにより、トナーをよく撹拌し未使用トナーの中に低ｄｕｔｙのトナーを均一化させてトナーカートリッジ１４交換前後のトナーの特性差を抑制し、濃度ムラの発生を軽減することができる。

さらに、濃度補正実施の際の濃度パッチの濃度ムラが軽減されているため、濃度センサの濃度パッチの読み取り濃度が安定するようになり、一定の濃度を安定して出力することができる。

以上説明したように、第１の実施例では、トナーカートリッジの交換により画像形成ユニットにトナーが補給されたとき、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。

また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やＩＤカウントの無駄な増加を抑制することができるという効果が得られる。

さらに、一定の濃度を安定して出力することができるという効果が得られる。

第２の実施例の構成は、第１の実施例の構成と比較し、トナーカートリッジ１４から現像トナー槽１５へトナーを補給する構成が異なっている。

以下、上述した第１の実施例と同様の部分は、同一の符号を付してその説明を省略する。

図１０は第２の実施例における画像形成装置の概略側断面図である。

図１０において、画像形成装置１０１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色の画像形成ユニット１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋがこの順に配置された構成となっている。

図１１は第２の実施例における画像形成ユニットの概略側断面図である。

図１１において、画像形成ユニット１０２は、現像トナー槽１５の上部に設けられたトナー供給口１６６と、トナーカートリッジ１４に接続されてトナーを補給する現像剤補給部としてのトナー補給部１６７と、トナー補給部１６７の内部に回転自在に設けられた補給スパイラル１６８と、補給スパイラル１６８を回転駆動するための補給駆動ギア１６９とを有している。

トナー補給部１６７は、その上部にトナーカートリッジ１４（図１１において点線で囲んだ部分）が着脱自在に接続され、トナーカートリッジ１４内のトナーをトナー供給口１６６を介して現像トナー槽１５に補給する。

本実施例では、トナーカートリッジ１４からトナー補給部１６７を介して画像形成ユニット１０２にトナーの定量補給を行う。

また、トナーカートリッジ１４は、未使用トナー室５４と廃トナー室５５の２室を備えている。

図１２は、第２の実施例における画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。

図１２において、画像形成装置１０１は、搬送駆動モータ３２、ベルト駆動モータ３３、ドラム駆動モータ３４および補給駆動モータ１７０の駆動を制御する駆動制御部４４を有している。

補給駆動モータ１７０は、補給駆動ギア１６９に接続され、補給スパイラル１６８を動作させる。

上述した構成の作用について説明する。

画像形成装置が行う撹拌処理を図１３の第２の実施例における撹拌処理の流れを示すフローチャートの図中Ｓで表すステップに従って図１０から図１２を参照しながら説明する。

Ｓ２０１：印刷制御部３９は、判定部４５によりトナーローであるか否かを判定し、トナーローと判定する場合はステップＳ２０２へ移行し、トナーローと判定しない場合は印刷処理を継続する。

Ｓ２０２：印刷制御部３９は、表示部４７にトナーカートリッジ１４の交換を促すメッセージを表示する。

Ｓ２０３：印刷制御部３９は、ドラム回転数計測部５０およびヘッド発光数計測部５１によりドラムカウントおよびドットカウントの計測を開始する。なお、ドラムカウントおよびドットカウントの計測方法は第１の実施例と同様のため説明を省略する。

本実施例では、ドラムカウントおよびドットカウントは、トナー補給実施時（ステップＳ２０７）に初期値（ゼロ）にリセットされ、トナーローが判定されてからトナーの補給が実施されるまでの間計測される。

Ｓ２０４：印刷制御部３９は、計算部５２により印刷ｄｕｔｙを計算し、計算結果に応じて高ｄｕｔｙ（第１の印字率）、中ｄｕｔｙ、低ｄｕｔｙ（第２の印字率）の各ｄｕｔｙフラグを立て、そのフラグを記憶部５３に記憶させる。なお、印刷ｄｕｔｙの計算方法は、第１の実施例と同様のため説明を省略する。

Ｓ２０５：印刷制御部３９は、ドットカウントが１１８８００を超えたか否かを判定し、１１８８００を超えたと判定する場合はステップＳ２０６へ移行し、１１８８００を超えていない判定する場合はステップＳ２０４へ移行する。

ここで、ドットカウント値１１８８００は、第１の実施例と同様、Ａ４、５％デューティー、１５０枚印刷した場合のカウント値である。

ｄｕｔｙフラグの更新は、ドットカウントが１１８８００を超えるまで繰り返し行われる。また、ドットカウントが１１８８００を超えたか否かの判定タイミングは、ドットカウントが変化するたび逐一行われる。

また、算出された印刷ｄｕｔｙは、トナー補給前の所定の間（現像トナー槽１５に格納されたトナーの残量が規定量以下になってからトナーが補給されたときまでの間）に形成されたトナー像の印字率を示す。

このように、印刷制御部３９は、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙに応じて、高ｄｕｔｙ、中ｄｕｔｙ、低ｄｕｔｙの各ｄｕｔｙフラグを立て、そのフラグを記憶部５３に記憶させる。

Ｓ２０６：印刷制御部３９は、ドラム回転数計測部５０およびヘッド発光数計測部５１によるドラムカウントおよびドットカウントの計測を終了する。

Ｓ２０７：印刷制御部３９は、トナー補給部１６７を介して画像形成ユニット２にトナーを補給する。

印刷制御部３９は、補給駆動モータ１７０を動作させることにより補給スパイラル１６８を動作させ、未使用トナー室５４からトナー補給部１６７を介して現像トナー槽１５へのトナーの定量補給（搬送）を行うことによりトナー補給を実施する。

Ｓ２０８：印刷制御部３９は、トナーフルか否かを判定し、トナーフルと判定する場合はステップＳ２０９へ移行し、トナーフルと判定しない場合はステップＳ２０７へ移行する。

本実施例では、印刷制御部３９は、トナー残量検知部２６が検知するＯＦＦ信号の長さが閾値以下であることを検知した場合にトナーフルと判定する。閾値は駆動ギア５７の回転周期Ｔの０．４６倍とした。この一連の制御により、トナーロー判定後は、トナーフル検知するまでトナー補給が行われる。

なお、ステップＳ２１０からステップＳ２１５までの動作は、図１０に示す第１の実施例のステップＳ１１０からステップＳ１１５と同様の動作のため説明は省略する。

また、本実施例では、印刷ｄｕｔｙの計算開始時点をトナーロー検出後として説明したが、それに限定されず、前回のトナー補給終了時としてもよい。

また、本実施例では、トナー補給停止タイミングをトナーフル検知するか否かによって判定すると説明したが、それに限定されず、トナー補給開始からのトナー補給モータ１７０の回転数が閾値を超えるか否かによって判定してもよい。

このように、第２の実施例では、トナー補給部１６７を介して画像形成ユニット２にトナーが補給されたとき、トナー補給前の所定の間に形成されたトナー像の印刷ｄｕｔｙが高ｄｕｔｙ（第１の印字率）である場合、高ｄｕｔｙ（第１の印字率）よりも低い低ｄｕｔｙ（第２の印字率）である場合よりも撹拌バー１１の撹拌時間を短くすることにより、撹拌動作の過不足を抑制することができる。

また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やＩＤカウントの無駄な増加を抑制することができる。

さらに、一定の濃度を安定して出力することができる。

以上説明したように、トナー補給部を介して画像形成ユニットにトナーが補給されたとき、撹拌動作の過不足を抑制することができるという効果が得られる。

また、濃度ムラの発生を抑制し、かつ、撹拌時間やＩＤカウントの無駄な増加を抑制することができるという効果が得られる。

さらに、一定の濃度を安定して出力することができるという効果が得られる。

なお、第１の実施例および第２の実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限定されず、複写機、ファクシミリ装置、複合機（ＭＦＰ）等としてもよい。

１、１０１ 画像形成装置
２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、１０２ 画像形成ユニット
３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ） 感光体ドラム
４ 帯電ローラ
５ 帯電クリーニングローラ
６ ＬＥＤヘッド
７ 現像ローラ
８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ） 転写ローラ
９ クリーニングブレード
１０ 供給ローラ
１１ 撹拌バー
１２ 現像ブレード
１３ 除電光
１４（１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ） トナーカートリッジ
１５ 現像トナー槽
１６ トナーロー検知バー
１７ 加熱ローラ
１８ 加圧ローラ
１９ 転写ベルトユニット
２０ 給紙カセット
２１ 給紙ローラ
２２ 搬送ローラ
２３ 転写駆動ローラ
２４ 転写従動ローラ
２５ 転写クリーニングブレード
２６ ベルト廃トナー収容部
２７ ベルト
２８ 排出ローラ
２９ スタッカ部
３０ 廃トナー搬送部材Ａ
３１ 廃トナー搬送部材Ｂ
３２ 搬送駆動モータ
３３ ベルト駆動モータ
３４ ドラム駆動モータ
３５ 帯電ローラ用電源
３６ 現像ローラ用電源
３７ 供給ローラ用電源
３８ 転写ローラ用電源
３９ 印刷制御部
４０ 高圧制御部
４１ 露光制御部
４２ 除電光用電源
４３ 定着制御部
４４ 駆動制御部
４５ 判定部
４６ ユーザーインターフェース部
４７ 表示部
４８ 印刷データ受信部
４９ 印刷データ変換部
５０ ドラム回転数計測部
５１ ヘッド発光数計測部
５２ 計算部
５３ 記憶部
５４ 未使用トナー室
５５ 廃トナー室
５６ クランクバー
５７ 駆動ギア
５８ スリットディスク
５９ 突起部
６０ スリット
６１ フォトセンサ―発光部
６２ フォトセンサ―受光部
６３ 発光部側導光路
６４ 受光部側導光路
６５ 濃度センサ
１６６ トナー供給口
１６７ トナー補給部
１６８ 補給スパイラル
１６９ 補給駆動ギア
１７０ 補給駆動モータ

Claims (5)

1. 現像剤を収容する現像剤収容体と、
   前記現像剤収容体から前記現像剤が補給され、現像剤像を形成する画像形成部と、
   を有し、
   前記画像形成部は、
   前記現像剤を格納する現像剤格納部と、
   前記現像剤格納部に設けられ、前記現像剤格納部の現像剤を撹拌する撹拌部材と、
   を含み、
   前記画像形成部に前記現像剤収容体から前記現像剤が補給されたとき、
   当該補給前の所定の間に形成された前記現像剤像の印字率が第１の印字率である場合、前記第１の印字率よりも低い第２の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の印刷装置において、
   前記現像剤収容体の交換により前記画像形成部に前記現像剤が補給されたとき、
   当該補給前の所定の間に形成された前記現像剤像の印字率が第１の印字率である場合、前記第１の印字率よりも低い第２の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１に記載の印刷装置において、
   前記画像形成部は、
   前記現像剤収容体に接続され、前記現像剤を補給する現像剤補給部を含み、
   前記現像剤補給部を介して前記画像形成部に前記現像剤が補給されたとき、
   当該補給前の所定の間に形成された前記現像剤像の印字率が第１の印字率である場合、前記第１の印字率よりも低い第２の印字率である場合よりも前記撹拌部材の撹拌時間を短くすることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記印字率は、前記現像剤像が形成され得る全画素数に対する前記現像剤像が形成された画像数の割合であることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記所定の間は、前記現像剤格納部に格納された現像剤の残量が規定量以下になってから前記現像剤が補給されたときまでの間であることを特徴とする画像形成装置。

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