JP2024049114A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤の十分な撹拌と該現像剤の付着の抑制とを両立し得るようにする。【解決手段】プリンタ１は、トナー残量がニアエンド残量であった場合、撹拌部４４の撹拌体５０が下死点の近傍に到達した時点で停止させる。このためプリンタ１は、撹拌体５０をトナーカートリッジ１３の外装から引き離すことができ、該撹拌体５０によりトナーを付着させることを回避し得る。これによりプリンタ１は、ユーザにより交換されるトナーカートリッジ１３がＩＤユニット１４から取り外された際に、その外装からトナーが剥離してプリンタ筐体２の内部や周囲を汚損させることを、良好に抑制できる。【選択図】図１１

Description

本発明は画像形成装置に関し、例えば電子写真式の画像形成装置（いわゆるプリンタ）に適用して好適なものである。

従来、プリンタとして、例えば露光処理等を行う画像形成部によりトナー（現像剤とも呼ぶ）を用いてトナー画像を生成し、これを用紙に転写して定着させることにより、画像を印刷するものが広く普及している。

この画像形成部としては、例えばイメージドラム等を有するイメージドラムユニットに対して着脱可能なトナーカートリッジに、粉状体であり消耗品であるトナーを収容し、当該トナーカートリッジからトナーをイメージドラムユニット内のトナー収容部へ補給するものが知られている。また画像形成部として、トナー収容部内においてトナーを撹拌する撹拌部材を設けることにより、トナーの安定的な供給や当該トナー収容部内におけるトナーの凝固の防止を図ったものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０２１－１９６５３４号公報（図２等）

しかしながら、かかる構成のプリンタでは、撹拌部材がトナー収容部内におけるトナーカートリッジの直近となる箇所においてもトナーを撹拌するため、当該トナー収容部の外装にトナーを付着させる恐れがある。この場合、トナーカートリッジを交換するために着脱した際に、当該トナーカートリッジの外装に付着していたトナーが剥離して落下し、周囲を汚損させてしまう恐れがある、という問題があった。

本発明は以上の点を考慮してなされたもので、現像剤の十分な撹拌と該現像剤の付着の抑制とを両立し得る画像形成装置を提案しようとするものである。

かかる課題を解決するため本発明の画像形成装置においては、現像剤担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像部と、現像部に設けられ、静電潜像を現像するための現像剤を収容する現像剤収容部と、現像部に対し着脱可能であり、現像剤が収容され、当該現像剤を供給口から現像剤収容部へ供給する現像剤容器と、現像部に設けられ、現像剤収容部内において現像剤容器における供給口に近接した供給口近接位置と、当該供給口から離隔した供給口離隔位置とを含む複数の位置に変位可能であり、当該現像剤収容部内の現像剤を撹拌する撹拌体と、現像剤収容部内における撹拌体の位置又は該撹拌体と連動する位置を検知する位置検知部と、撹拌体に駆動力を供給する駆動部と、位置検知部による検知結果を基に、撹拌体を供給口離隔位置又は該供給口離隔位置の近傍において停止させるよう駆動部を制御する制御部とを設けるようにした。

本発明は、撹拌体を供給口離隔位置又は該供給口離隔位置の近傍において停止させるため、該撹拌体を現像剤収容器から十分に引き離すことができ、該撹拌体により現像剤収容器の外周面における供給口付近に現像剤が付着することを抑制できる。これにより本発明は、現像剤収容器が画像形成装置から取り外され交換される際に、該現像剤収容器の外周面から現像剤が剥離して周囲を汚損させることを良好に回避できる。

本発明によれば、現像剤の十分な撹拌と該現像剤の付着の抑制とを両立し得る画像形成装置を実現できる。

画像形成装置の全体構成を示す略線図である。 画像形成装置の回路構成を示す略線図である。 画像形成部の構成を示す略線図である。 撹拌部の構成を示す略線的斜視図である。 撹拌体の回転による変位を示す略線図である。 駆動伝達体による撹拌体への駆動力の伝達を示す略線図である。 トナー残量が比較的多い場合における各部の状態を示すタイミングチャートである。 トナー残量が比較的多い場合における撹拌部の状態を示す略線図である。 トナー残量が比較的少ない場合における各部の状態を示すタイミングチャートである。 トナー残量が比較的少ない場合における撹拌部の状態を示す略線図である。 印刷処理手順を示すフローチャートである。

以下、発明を実施するための形態（以下実施の形態とする）について、図面を用いて説明する。

［１．プリンタの構成］
図１に模式的な側面図を示すように、本実施の形態によるプリンタ１は、電子写真方式の画像形成装置であり、用紙Ｐに対してモノクロの画像を形成すること、すなわち印刷することができる。因みにプリンタ１は、原稿を読み取るイメージスキャナ機能や電話回線を使用した通信機能等を有しておらず、プリンタ機能のみを有する単機能のＳＦＰ（Single Function Printer）となっている。

画像形成装置としてのプリンタ１は、略箱型に形成されたプリンタ筐体２の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図１における右端部分をプリンタ１の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。またプリンタ筐体２において主に上面を構成する部分は、残りの部分に対して開閉可能に構成されている。

プリンタ１は、プリンタ制御部３により全体を統括制御するようになっている。このプリンタ制御部３は、コンピュータ装置等の上位装置（図示せず）と無線又は有線により接続されている。プリンタ制御部３は、この上位装置から印刷対象の画像を表す画像データが与えられると共に当該画像データの印刷が指示されると、用紙Ｐの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。

プリンタ筐体２の上面における前側には、表示部４が設けられている。表示部４は、例えば液晶パネルであり、プリンタ制御部３の制御に基づき、種々の情報を表示する。

プリンタ筐体２内の最下部には、集積された用紙Ｐを収容する用紙カセット５が設けられている。用紙カセット５の前上方には、給紙部６が設けられている。給紙部６は、用紙カセット５の前上側に配置された給紙ローラ７、用紙Ｐを搬送路Ｗに沿って上方へ案内する搬送ガイド８、搬送路Ｗに当接する位置に配置されたレジストローラ９及び１０等により構成されている。このうち給紙ローラ７並びにレジストローラ９及び１０は、プリンタ制御部３の制御に基づき、図２に示す給紙モータ３１から駆動力が供給されることにより回転する。

給紙部６（図１）は、プリンタ制御部３の制御に基づいて給紙ローラ７等を適宜回転させることにより、用紙カセット５に収容されている用紙Ｐを１枚ずつ分離しながらピックアップする。続いて給紙部６は、搬送ガイド８により搬送路Ｗに沿って前上方へ進行させ、やがて後方へ折り返してレジストローラ１０に当接させる。レジストローラ１０は、回転が適宜抑制されており、用紙Ｐに摩擦力を作用させることにより、進行方向に対して該用紙Ｐの側辺が傾斜する、いわゆる斜行を修正し、先頭及び末尾の端辺を左右に沿わせた状態としてから、後方へ送り出す。

レジストローラ１０の後側には、概ね前後方向に沿って搬送路Ｗが形成されており、その下側に中搬送部１１が配置されている。中搬送部１１は、図示しない駆動ローラや搬送ベルト、及び搬送ガイド等を有しており、該搬送ベルトを走行させることにより、用紙Ｐを搬送路Ｗに沿って概ね後方向へ進行させる。

中搬送部１１の上側には、画像形成部１２が設けられている。この画像形成部１２は、大きく分けて、トナーカートリッジ１３、ＩＤ（イメージドラム）ユニット１４、及びＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド１５等が設けられている。

現像剤収容器としてのトナーカートリッジ１３は、ＩＤユニット１４に対し着脱可能に構成されており、現像剤としてのトナーが収納されている。このトナーカートリッジ１３は、ＩＤユニット１４との接続部分にトナー供給口（詳しくは後述する）が形成されており、このトナー供給口を介してトナーを該ＩＤユニット１４に供給する。

現像部としてのＩＤユニット１４は、プリンタ筐体２に対し着脱可能に構成されており、円筒状の感光体ドラム１７や各種ローラ等を有している。このＩＤユニット１４は、上位装置から供給された画像データに基づいた静電潜像を感光体ドラムの周側面に生成し、トナーカートリッジ１３から供給されるトナーを用いて現像することにより、イメージドラム１７の周側面上にトナー画像を生成する（詳しくは後述する）。

転写ローラ１６は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、ＩＤユニット１４の感光体ドラム１７との間に搬送路Ｗを挟持するように配置されている。この転写ローラ１６は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、感光体ドラム１７の周側面からトナー画像を該用紙Ｐに転写させる。

中搬送部１１の後端近傍には、定着部２０が設けられている。定着部２０は、搬送路Ｗを挟んで対向するように配置された加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２を有している。加熱ローラ２１は、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ２２は、加熱ローラ２１と同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ２１における下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。また定着部２０には、温度を検知する温度センサ（図示せず）等も設けられている。

この定着部２０は、図２に示す定着制御部３３の制御に基づき、定着モータ３２から駆動力が供給されると、加熱ローラ２１を加熱すると共に当該加熱ローラ２１及び加圧ローラ２２をそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着部２０は、中搬送部１１から受け取った用紙Ｐ、すなわちトナー画像が転写された用紙Ｐに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後方へ引き渡す。

定着部２０の後方には、排紙部２５が配置されている。排紙部２５は、給紙部６と同様、用紙Ｐを案内するガイド２６や搬送ローラ２７及び排紙ローラ２８等の組み合わせにより構成されている。この排紙部２５は、搬送ローラ２７及び排紙ローラ２８等を適宜回転させ、定着部２０から引き渡される用紙Ｐをガイド２６に沿って後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体２の上面に形成された排出トレイ２９へ排出する。

次に、図２を参照しながら、プリンタ１の回路構成について説明する。プリンタ制御部３は、プリンタ１を統括的に制御する部分であり、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）、並びに記憶部等を有している。このプリンタ制御部３は、ＲＡＭをワークエリアとして使用しながら、ＲＯＭや記憶部等から読み出した各種プログラムをＣＰＵによって実行することにより、様々な処理を行う。また記憶部は、例えばＳＳＤ（Solid State Drive）やＨＤＤ（Hard Disk Drive）のような不揮発性の記憶媒体であり、各種プログラムや各種情報等を記憶する。

このプリンタ制御部３には、上述した表示部４及びＬＥＤヘッド１５の他に、給紙モータ３１、定着モータ３２、定着制御部３３、ＩＤモータ３４、高圧回路３５及びトナーセンサ３６等が接続されている。

給紙モータ３１は、プリンタ制御部３の制御に基づき、駆動力を生成して給紙部６の給紙ローラ７等に供給する。ＬＥＤヘッド１５は、複数のＬＥＤ素子が設けられており、プリンタ制御部３の制御に基づき、感光体ドラム１７（図１）の周側面に向けて光を照射する（詳しくは後述する）。

定着モータ３２は、定着制御部３３の制御に基づき、駆動力を生成して定着部２０の加熱ローラ２１等や排紙部２５の搬送ローラ２７等に供給する。定着制御部３３は、定着部２０における加熱ローラ２１内のヒータに供給する電流量や、定着モータ３２の回転等を制御する。

駆動部としてのＩＤモータ３４は、プリンタ制御部３の制御に基づき、駆動力を生成してＩＤユニット１４における感光体ドラム１７や各ローラ等に供給する。高圧回路３５は、プリンタ制御部３の制御に基づき、ＩＤユニット１４の各ローラや転写ローラ１６等に供給すべき高電圧を生成する。トナーセンサ３６は、ＩＤユニット１４の近傍に設置されており、該ＩＤユニット内に収容されているトナーの残量に関する信号を供給する（詳しくは後述する）。

ところでプリンタ１は、厚さが通常の値である用紙Ｐに対して画像を印刷する場合、搬送路Ｗにおける用紙Ｐの搬送速度を比較的高い速度とすることにより、単位時間あたりの印刷枚数をできるだけ増加させるようになっている。その一方でプリンタ１は、厚さが比較的大きい用紙Ｐに対して画像を印刷する場合等に、定着部２０における定着性能の低下を防止する等の目的により、搬送路Ｗにおける用紙Ｐの搬送速度を低速とするようになっている。

例えばプリンタ制御部３は、ユーザの操作により用紙Ｐの厚さが比較的大きい値に設定された場合、印刷時の搬送路Ｗにおける用紙Ｐの搬送速度を低速とし、これに合わせて給紙モータ３１、定着モータ３２及びＩＤモータ３４をそれぞれ低速で駆動させるよう制御する。

［２．画像形成部の構成］
次に、画像形成部１２の構成について、模式的な側面図である図３を参照しながら説明する。上述したように、画像形成部１２は、トナーカートリッジ１３、ＩＤユニット１４、ＬＥＤヘッド１５及び転写ローラ１６等を有している。

現像剤収容器としてのトナーカートリッジ１３は、トナーカートリッジ筐体１３Ａにより外殻部分が形成されており、全体として左右方向に長い直方体状に形成されている。またトナーカートリッジ筐体１３Ａの底部は、左右方向から見て円弧状に湾曲された曲面状に形成されている。

トナーカートリッジ筐体１３Ａの内側には、十分な大きさの空間である収容空間１３Ｂが形成されており、該収容空間１３Ｂにトナーが収容されている。トナーカートリッジ筐体１３Ａの底部には、収容空間１３Ｂと外部の空間とを連通させるトナーカートリッジ供給口１３Ｃが形成されている。このトナーカートリッジ供給口１３Ｃは、薄板状に形成されたシャッタ１３Ｄにより開閉可能となっている。シャッタ１３Ｄは、図示しないレバーと連動しており、ユーザによる当該レバーの操作に基づいてトナーカートリッジ供給口１３Ｃを開放又は閉塞する。

このためトナーカートリッジ１３は、ＩＤユニット１４に装着された状態でシャッタ１３Ｄが開放されると、収容空間１３Ｂに収容しているトナーをトナーカートリッジ供給口１３Ｃから下方へ落下させることができる。

ＩＤユニット１４は、ＩＤユニット筐体４０により外殻部分が形成されている。ＩＤユニット筐体４０のうち上側の部分には、トナーカートリッジ１３を装着させるためのトナーカートリッジ装着部４１が形成されている。トナーカートリッジ装着部４１の底部におけるトナーカートリッジ供給口１３Ｃと対応する部分には、ＩＤユニット供給孔４２が形成されている。

ＩＤユニット供給孔４２の下方には、トナー収容空間４３が形成されると共に、撹拌部４４、検知窓４５、供給ローラ４６、現像ローラ４７、現像ブレード４８、感光体ドラム１７及び帯電ローラ４９等が適宜配置されている。

トナー収容空間４３は、ＩＤユニット供給孔４２を介して上側の空間、すなわちトナーカートリッジ装着部４１内の空間と連通している。このためトナー収容空間４３には、トナーカートリッジ１３からＩＤユニット供給孔４２を介して落下してきたトナーが収納される。

トナーは粉状体であり、その比重が空気よりも大きいため、トナー収容空間４３内において下寄りに滞留する。このためトナー収容空間４３では、収容されているトナーの表面であるトナー表面ＴＳの位置が高いほど、トナー残量が多い状態となり、当該トナー表面ＴＳの位置が低いほど、トナー残量が少ない状態となる。またトナー収容空間４３内には、下方に供給ローラ４６（詳しくは後述する）が設けられており、該供給ローラ４６によりトナーが現像ローラ４７へ供給されると、トナー残量が減少する。

撹拌部４４は、トナー収容空間４３内に配置されており、トナー収容空間４３内に収納されているトナーを撹拌する（詳しくは後述する）。検知窓４５は、ＩＤユニット筐体４０の左側面における撹拌部４４の左側に位置しており、光を通過させることができる。

供給ローラ４６は、トナー収容空間４３内における撹拌部４４の下方に配置されている。現像ローラ４７は、供給ローラ４６の後ろ斜め上側において、該供給ローラ４６及び感光体ドラム１７とそれぞれ当接する位置に設けられている。供給ローラ４６及び現像ローラ４７は、何れも中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、それぞれの中心軸を中心として回転可能に支持されている。現像ブレード４８は、薄板状に形成されており、弾性力を作用させた状態で、一端を現像ローラ４７の周側面に当接させている。

現像剤担持体としての感光体ドラム１７は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成されており、中心軸を中心に回転可能に支持されている。また感光体ドラム１７は、その周側面に薄膜状の電荷発生層及び電荷輸送層が順次形成され、帯電し得るようになっている。帯電ローラ４９は、中心軸を左右方向に沿わせた円柱状に形成され、回転可能に支持されると共に、感光体ドラム１７の後上側に当接するように設けられている。

ＬＥＤヘッド１５は、露光ヘッドや露光部等とも呼ばれており、左右方向に沿った細長い棒状に形成され、感光体ドラム１７の上側に位置している。このＬＥＤヘッド１５には、複数のＬＥＤ素子やレンズ等が概ね左右方向に沿って配置されている。ＬＥＤヘッド１５は、プリンタ制御部３（図２）の制御に基づいて各ＬＥＤ素子を適宜発光させると、下方向へ向けてそれぞれ光を収束させながら照射し、感光体ドラム１７の周側面における上端近傍にその焦点を結ぶ。

かかる構成において、画像形成部１２は、印刷処理を行う場合、プリンタ制御部３の制御に基づき、ＩＤモータ３４（図２）から駆動力が供給される。これにより画像形成部１２は、ＩＤユニット１４の供給ローラ４６、現像ローラ４７、帯電ローラ４９及び転写ローラ１６をそれぞれ矢印Ｒ２方向へ回転させると共に、感光体ドラム１７を矢印Ｒ１方向へ回転させる。

また画像形成部１２は、プリンタ制御部３（図２）の制御に基づき、高圧回路３５（図２）からから供給ローラ４６、現像ローラ４７、帯電ローラ４９及び転写ローラ１６にそれぞれ所定のバイアス電圧を印加することにより、それぞれ帯電させる。

供給ローラ４６は、帯電によりトナー収容空間４３内のトナーを周側面に付着させ、回転によりこのトナーを現像ローラ４７の周側面に付着させる。現像ローラ４７は、現像ブレード４８によって周側面から余分なトナーが除去された後、この周側面を感光体ドラム１７の周側面に当接させる。

一方、帯電ローラ４９は、帯電した状態で感光体ドラム１７と当接することにより、当該感光体ドラム１７の周側面を一様に帯電させる。ＬＥＤヘッド１５は、プリンタ制御部３（図２）から供給される画像データに基づいた発光パターンで発光し、感光体ドラム１７を露光する。これにより感光体ドラム１７は、その上端近傍において周側面に静電潜像が形成される。

続いて感光体ドラム１７は、矢印Ｒ１方向へ回転することにより、この静電潜像を形成した箇所を現像ローラ４７と当接させる。これにより感光体ドラム１７の周側面には、静電潜像に基づいてトナーが付着し、画像データに基づいたトナー画像が現像される。

現像されたトナー画像は、感光体ドラム１７の回転により、転写ローラ１６との挟持箇所、すなわち搬送路Ｗに到達する。このとき画像形成部１２は、搬送路Ｗに沿って用紙Ｐが搬送されていた場合、このトナー画像を感光体ドラム１７の周側面から当該用紙Ｐに転写する。

このようにして画像形成部１２（図１）は、印刷データに基づいたトナー画像を形成し、搬送路Ｗに沿って前方から搬送されて来る用紙Ｐに当該トナー画像を転写することができる。

［３．撹拌部の構成］
次に、撹拌部４４の詳細な構成について説明する。撹拌部４４は、図４に模式的な分解斜視図を示すように、大きく分けて撹拌体５０と駆動伝達体６０とにより構成されている。さらに撹拌体５０は、大きく分けて屈曲柱体５１、検知板５２及び係合突起５３により構成されている。

屈曲柱体５１は、左右方向に沿った細長い円柱状の部材が、複数箇所においてそれぞれ約９０度に屈曲され、全体としてクランク状に形成されている。具体的に屈曲柱体５１は、左側から右側へ向かって、中心部５１Ａ、半径部５１Ｂ、外郭部５１Ｃ、半径部５１Ｄ及び中心部５１Ｅが順次設けられている。このうち中心部５１Ａ及び５１Ｅ並びに外郭部５１Ｃは、何れも左右方向に沿った直線状の円柱となっている。一方、半径部５１Ｂ及び５１Ｄは、何れも上下方向に沿った直線状の円柱となっており、中心部５１Ａ及び５１Ｃから下方向（以下これを放射方向とも呼ぶ）へ向けて垂設されている。

被検知体としての検知板５２は、全体として上下方向に長く、左右方向に短い薄板状に形成されている。また検知板５２は、その上端近傍に左右方向に貫通する丸孔５２Ｈが穿設されている。この丸孔５２Ｈには、屈曲柱体５１の中心部５１Ａにおける左端部分が挿通され、固定されている。さらに検知板５２は、その長手方向が半径部５１Ｂ及び５１Ｄとほぼ平行に揃えられており、また当該長手方向に沿った長さが当該半径部５１Ｂ及び５１Ｄにおける長手方向の長さとほぼ同等となっている。

検知板５２の下端における左側面には、反射部材５５が設けられている。反射部材５５は、光を高い反射率で反射する性質を有している。また反射部材５５は、屈曲柱体５１における外郭部５１Ｃのちょうど左側に位置している。このため、撹拌体５０を左方向から見た様子を表す模式図である図５（Ａ）において、反射部材５５及び外郭部５１Ｃが重なって表される。

係合突起５３は、微小な直方体状に形成されており、屈曲柱体５１の中心部５１Ａにおいて、左右方向の中央付近における下側面に、下方向へ向けて突出するように設けられている。

撹拌体５０は、屈曲柱体５１の中心部５１Ａ及び５１Ｅが回転可能に支持されている。このため撹拌体５０は、図５（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、中心部５１Ａ及び５１Ｅの中心を通る仮想的な撹拌中心軸Ｘ４４を回転中心とし、外郭部５１Ｃに該撹拌中心軸Ｘ４４の周囲を周回させるようにして、回転することができる。

説明の都合上、以下では、外郭部５１Ｃの中心に相当する点５０Ｑを、撹拌体５０の方向や位置を表す場合の指標とみなし、撹拌中心軸Ｘ４４を基準とした当該点５０Ｑの相対的な位置や方向を、該撹拌体５０の位置や方向とする。

例えば図５（Ａ）は、点５０Ｑが撹拌中心軸Ｘ４４のほぼ真下に位置しており、撹拌体５０が下向きとなった状態を表している。以下、このときの点５０Ｑの位置を下死点と呼ぶ。また図５（Ｂ）は、点５０Ｑが撹拌中心軸Ｘ４４のほぼ真上に位置しており、撹拌体５０が上向きとなった状態を表している。以下、このときの点Ｑ５０の位置を上死点と呼ぶ。

ここでＩＤユニット１４（図３）では、撹拌体５０が下死点又は該下死点の近傍に位置している場合（図５（Ａ））、外郭部５１Ｃが回転により変位し得る範囲において、ＩＤユニット供給孔４２及びトナーカートリッジ１３のトナーカートリッジ供給口１３Ｃから最も離隔している。このため以下では、この下死点を供給口離隔位置とも呼ぶ。

またＩＤユニット１４では、撹拌体５０が上死点又は該上死点の近傍に位置している場合（図５（Ｂ））、外郭部５１Ｃが回転により変位し得る範囲において、ＩＤユニット供給孔４２及びトナーカートリッジ１３のトナーカートリッジ供給口１３Ｃに最も近接している。このため以下では、この上死点を供給口近接位置とも呼ぶ。

さらにＩＤユニット１４では、撹拌体５０が下向き（図４及び図５（Ａ））である場合に、検知窓４５（図３）が反射部材５５の左側に位置するよう、各部の配置が調整されている。

一方、プリンタ筐体２（図１）における、検知窓４５の左側となる箇所には、トナーセンサ３６（図２）が配置されている。このトナーセンサ３６は、右側（すなわち検知窓４５側）に向けて所定の検知光を発光する発光素子や、右側から進行してくる当該検知光を受光する受光素子等を有している。トナーセンサ３６は、プリンタ制御部３の制御に基づき、発光素子から検知光を発光させる一方、受光素子により受光した検知光の光量を元にトナー検知信号を生成する。

プリンタ筐体２にＩＤユニット１４が装着され、且つ検知窓４５の右側に反射部材５５が位置している場合、トナーセンサ３６の発光素子から発光された検知光は、検知窓４５を通過し、反射部材５５において反射され、再び検知窓４５を通過し、受光素子により受光される。このときトナーセンサ３６は、受光素子により受光した光量を表す受光信号を生成し、これをプリンタ制御部３（図２）へ供給する。

プリンタ制御部３は、取得した受光信号の信号レベルが所定の検知閾値を上回れば、撹拌体５０を検知したことを意味する「検知」と判定し、当該検知閾値を下回れば、当該撹拌体５０を検知しなかったことを意味する「非検知」と判定する。実際上、プリンタ１では、検知窓４５及び反射部材５５の大きさや撹拌中心軸Ｘ４４からの距離、並びに検知閾値等の関係により、撹拌体５０が下向きを中心とした所定の検知範囲内（例えば各回転方向に６０度ずつの範囲内）に位置している場合に、「検知」と判定する。以下、このような判定処理を検知判定処理と呼ぶ。

すなわちプリンタ制御部３は、検知判定処理により、トナーセンサ３６から得られる受光信号を基に、撹拌体５０の一部であり屈曲柱体５１と連動する反射部材５５が検知範囲内に位置しているか否かを、「検知」又は「非検知」として判定することができる。その上でプリンタ制御部３は、「検知」と判定した期間の長さや割合等を基に、ＩＤユニット１４内におけるトナーの残量（以下これをトナー残量と呼ぶ）を判定するようになっている（詳しくは後述する）。

駆動伝達体６０（図４）は、全体として円筒形状に形成されており、円筒部６１及び伝達突起６２を有している。円筒部６１は、撹拌中心軸Ｘ４４を中心とした円筒状に形成されている。伝達突起６２は、微小な直方体状に形成されており、円筒部６１の内側面から撹拌中心軸Ｘ４４側に向けて立設されている。

図６（Ａ）に模式的な断面図を示すように、駆動伝達体６０は、撹拌体５０の中心部５１Ａに挿通されている。また駆動伝達体６０は、図示しないギア等を介して、ＩＤモータ３４（図２）から駆動力が伝達されると、矢印Ｒ２方向（図の反時計回り）に回転する。

かかる構成により、撹拌部４４は、図６（Ａ）に示したように、駆動伝達体６０の伝達突起６２が撹拌体５０の係合突起５３から離れている場合、ＩＤモータ３４（図２）の駆動力が撹拌体５０に伝達されない。このため撹拌体５０は、外郭部５１Ｃに作用する重力や、トナー収容空間４３に収容されているトナーと当該外郭部５１Ｃとの接触等に応じて、動作や位置が定まることになる。

一方、図６（Ａ）と対応する図６（Ｂ）は、撹拌部４４において、駆動伝達体６０の伝達突起６２が当該撹拌体５０の係合突起５３に当接している状態を表している。この図６（Ｂ）に示した状態において、撹拌部４４では、ＩＤモータ３４（図２）の駆動力が撹拌体５０に伝達され、駆動伝達体６０及び撹拌体５０が一体に回転することになる。

説明の都合上、以下では、図６（Ｂ）に示した状態における、駆動伝達体６０の最下点となる点６０Ｑを、駆動伝達体６０の方向や位置を表す場合の指標とみなし、撹拌中心軸Ｘ４４を基準とした当該点６０Ｑの相対的な位置や方向を、該駆動伝達体６０の位置や方向とする。例えば図６（Ｂ）は、駆動伝達体６０が下向きとなった状態を表している。また図６（Ａ）は、駆動伝達体６０が後斜め下を向いた状態を表している。

説明の都合上、以下では、撹拌中心軸Ｘ４４に対する点６０Ｑの位置に関しても、点５０Ｑの場合と同様に、撹拌中心軸Ｘ４４のほぼ真下を下死点と呼び、該撹拌中心軸Ｘ４４のほぼ真上を上死点と呼ぶ。

このように撹拌部４４は、トナー収容空間４３内において撹拌体５０を回転可能とし、ＩＤモータ３４（図２）の駆動力を駆動伝達体６０から当該撹拌体５０に伝達することにより、トナー収容空間４３内のトナーを撹拌するようになっている。

［４．トナーの検知及びトナー残量の判定］
次に、プリンタ制御部３（図２）により、トナーセンサ３６から得られる検知信号に基づいた検定判定処理を行い、得られた検知結果を基にＩＤユニット１４におけるトナー残量を判定する処理について説明する。また以下では、トナー収容空間４３内に収納されているトナーの残量が比較的多い場合と、比較的少ない場合とについて、それぞれ説明する。

なお、何れの場合においても、撹拌部４４の撹拌体５０が下死点に位置した状態を初期状態とし、またＩＤモータ３４から供給される駆動力により駆動伝達体６０が一定の速度で回転しているものとする。

［４－１．トナー残量が比較的多い場合］
まず、ＩＤユニット１４において、トナー収容空間４３に収容されたトナーの残量が比較的多い場合について説明する。図７は、（Ａ）ＩＤモータ３４の回転又は停止と、（Ｂ）駆動伝達体６０の位置と、（Ｃ）撹拌体５０の位置と、（Ｄ）トナーセンサ３６から得られる受光信号に基づいたプリンタ制御部３による検知判定結果とを、それぞれ模式的なタイミングチャートとして表したものである。

また図８（Ａ）～（Ｆ）は、図７の各時点における、撹拌体５０及び駆動伝達体６０の位置と、検知窓４５の位置と、トナー収容空間４３内に収納されているトナーの表面を表すトナー表面ＴＳとの関係を、それぞれ模式的に表したものである。この図８では、撹拌中心軸Ｘ４４を基準とした円弧状の矢印のうち、内周側の矢印が駆動伝達体６０の回転速度の大きさを表し、外周側の矢印が撹拌体５０の回転速度の大きさを表している。

最初の時刻Ｔ０において、撹拌部４４は、図８（Ａ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０は、一定の速度での回転を継続しており、下死点に位置している。撹拌体５０は、下死点に位置しており、係合突起５３が伝達突起６２と当接し、駆動力が伝達され得る状態となっている。また、反射部材５５の一部分が検知窓４５の右側に位置しているため、検知判定結果は「検知」となる。

時刻Ｔ１において、撹拌部４４は、図８（Ｂ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０及び撹拌体５０は、一体として一定の速度で回転し、何れも下死点からやや離れた箇所に位置している。また、反射部材５５の大部分が検知窓４５の右側から外れるため、検知判定結果は「非検知」に切り替わる。

時刻Ｔ２において、撹拌部４４は、図８（Ｃ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０及び撹拌体５０は、引き続き一体として一定の速度で回転し、何れも上死点に位置している。また、反射部材５５が検知窓４５の右側から完全に外れているため、検知判定結果は引き続き「非検知」となる。

この時刻Ｔ２以降、撹拌体５０は、主に外郭部５１Ｃに作用する重力により該外郭部５１Ｃを落下させるようにして、駆動伝達体６０よりも速い回転速度で回転し、これに伴って係合突起５３を駆動伝達体６０の伝達突起６２から引き離す。その後、撹拌体５０は、図８（Ｄ）に示すように、外郭部５１Ｃをトナー表面ＴＳに当接させると、トナーが進行の妨げとなり抵抗が発生するため、該外郭部５１Ｃの一部をトナーに埋もれさせた状態で静止する。

時刻Ｔ３において、撹拌部４４は、この図８（Ｄ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０は、一定の速度での回転を継続しているものの、撹拌体５０から大きく遅れた位置にある。撹拌体５０は、トナー表面ＴＳに僅かに埋もれた状態で静止している。また、引き続き反射部材５５が検知窓４５の右側から完全に外れた状態であるため、検知判定結果は引き続き「非検知」となる。

時刻Ｔ４において、撹拌部４４は、図８（Ｅ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０は、一定の速度での回転を継続しており、撹拌体５０に追い付いて伝達突起６２を係合突起５３に当接させる。撹拌体５０は、トナー表面ＴＳに僅かに埋もれた状態で静止している。また、引き続き反射部材５５が検知窓４５の右側から完全に外れた状態であるため、検知判定結果は引き続き「非検知」となる。

この時刻Ｔ４以降、撹拌体５０は、駆動伝達体６０の伝達突起６２から係合突起５３に対し駆動力が伝達されるため、主に外郭部５１Ｃをトナーの内部に潜らせながら回転し、これにより当該トナーを撹拌していく。

時刻Ｔ５において、撹拌部４４は、図８（Ｆ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０及び撹拌体５０は、一体として一定の速度で回転し、何れも下死点のやや手前となる箇所に位置している。また、反射部材５５の一部分が検知窓４５の右側に位置するため、検知判定結果は「検知」に切り替わる。

その後、時刻Ｔ６において、撹拌部４４は、時刻Ｔ０と同様に、図８（Ａ）に示したような状態となる。すなわち撹拌部４４では、ＩＤモータ３４が回転を継続する間、時刻Ｔ０～Ｔ６と同様の状態を周期的に繰り返すことになる。このため、時刻Ｔ７において、撹拌部４４は、時刻Ｔ１と同様に、図８（Ｂ）に示したような状態となり、検知判定結果が「非検知」に切り替わる。

［４－２．トナー残量が比較的少ない場合］
次に、ＩＤユニット１４において、トナー収容空間４３に収容されたトナーの残量が比較的少ない場合について説明する。図７と対応する図９は、（Ａ）ＩＤモータ３４の回転又は停止と、（Ｂ）駆動伝達体６０の位置と、（Ｃ）撹拌体５０の位置と、（Ｄ）トナーセンサ３６から得られる受光信号に基づいたプリンタ制御部３による検知判定結果とを、それぞれ模式的なタイミングチャートとして表したものである。

また図８（Ａ）～（Ｆ）と対応する図１０（Ａ）～（Ｅ）は、図９の各時点における、撹拌体５０及び駆動伝達体６０の位置と、検知窓４５の位置と、トナー収容空間４３内に収納されているトナーの表面を表すトナー表面ＴＳとの関係を、それぞれ模式的に表したものである。この図１０では、図８と同様に、撹拌中心軸Ｘ４４を基準とした円弧状の矢印のうち、内周側の矢印が駆動伝達体６０の回転速度の大きさを表し、外周側の矢印が撹拌体５０の回転速度の大きさを表している。

時刻Ｔ１０、Ｔ１１及びＴ１２において、撹拌部４４は、トナーの残量が比較的多い場合の時刻Ｔ０、Ｔ１及びＴ２（図７及び図８）とそれぞれ同様の状態となる。

すなわち時刻Ｔ１２において、撹拌部４４は、図１０（Ｃ）に示すような状態となっている。すなわち、駆動伝達体６０及び撹拌体５０は、一体として一定の速度で回転し、何れも上死点に位置している。また、反射部材５５が検知窓４５の右側から完全に外れているため、検知判定結果は引き続き「非検知」となる。

この時刻Ｔ１２以降、撹拌体５０は、主に外郭部５１Ｃに作用する重力により該外郭部５１Ｃを落下させるようにして、駆動伝達体６０よりも速い回転速度で回転し、これに伴って係合突起５３を駆動伝達体６０の伝達突起６２から引き離す。その後、撹拌体５０は、図１０（Ｄ）に示すように、外郭部５１Ｃをトナー表面ＴＳに当接させると、トナーが進行の妨げとなり抵抗が発生するため、該外郭部５１Ｃの一部をトナーに埋もれさせた状態で静止する。

時刻Ｔ１３において、撹拌部４４は、この図１０（Ｄ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０は、一定の速度での回転を継続しているものの、撹拌体５０から大きく遅れた位置にある。撹拌体５０は、トナー表面ＴＳに僅かに埋もれた状態で静止している。また、図８（Ｄ）とは異なり、反射部材５５の一部分が検知窓４５の右側に位置するため、検知判定結果は「検知」に切り替わる。

時刻Ｔ１４において、撹拌部４４は、図１０（Ｅ）に示すような状態となっている。すなわち駆動伝達体６０は、一定の速度での回転を継続しており、撹拌体５０に追い付いて伝達突起６２を係合突起５３に当接させる。撹拌体５０は、トナー表面ＴＳに僅かに埋もれた状態で静止している。また、引き続き反射部材５５の大部分が検知窓４５の右側に位置する状態であるため、検知判定結果は引き続き「検知」となる。

この時刻Ｔ１４以降、撹拌体５０は、駆動伝達体６０の伝達突起６２から係合突起５３に対し駆動力が伝達されるため、主に外郭部５１Ｃをトナーの内部に潜らせながら回転し、これにより当該トナーを撹拌していく。

時刻Ｔ１５において、撹拌部４４は、時刻Ｔ１０と同様に、図１０（Ａ）に示したような状態となる。すなわち撹拌部４４では、ＩＤモータ３４が回転を継続する間、時刻Ｔ１０～Ｔ１５と同様の状態を周期的に繰り返すことになる。このため、時刻Ｔ１６において、撹拌部４４は、時刻Ｔ１１と同様に、図１０（Ｂ）に示したような状態となり、検知判定結果が「非検知」に切り替わる。

［４－３．トナー残量の判定］
ところで、トナー残量（すなわちトナー収容空間４３に収容されたトナーの残量）が比較的多い場合、プリンタ制御部３による検知判定結果（図７（Ｄ））では、「検知」となった期間である検知期間ＤＴ１が、時刻Ｔ５から時刻Ｔ７までの比較的短い期間となっている。一方、トナー残量が比較的少ない場合、プリンタ制御部３による検知判定結果（図９（Ｄ））では、検知期間ＤＴ２が、時刻Ｔ１３から時刻Ｔ１６までの比較的長い期間となっている。

このようにプリンタ１では、ＩＤユニット１４のトナー残量が比較的少なくなると、プリンタ制御部３により得られる検知期間ＤＴが長くなる、といった関係性がある。

またＩＤユニット１４では、ＩＤモータ３４の回転速度に応じて駆動伝達体６０の回転速度が変化し、１回転に要する期間（以下これを駆動周期ＣＴと呼ぶ）の長さも変化する。このため、トナー残量が一定であっても、駆動周期ＣＴが変化すると検知期間も変化することになる。この駆動周期ＣＴは、図７における時刻Ｔ０から時刻Ｔ６までの期間であり、また図９における時刻Ｔ１０から時刻Ｔ１５までの期間である。

このような関係から、プリンタ１では、駆動周期ＣＴに対する割合（すなわち相対的な比率）として検知期間ＤＴを表し、これを所定の閾値と比較することにより、ＩＤモータ３４の回転速度や当該駆動周期ＣＴに関わらず、当該検知期間ＤＴを基にトナー残量を判定することが可能となる。

具体的にプリンタ制御部３では、検知期間ＤＴを駆動周期ＣＴにより除算した値である検知割合を算出した上で、予め設定されたニアエンド閾値及びエンプティ閾値と、該検知割合とをそれぞれ比較するようになっている。

まず、トナー収容空間４３におけるトナー残量が比較的多く（例えば図７及び図８）、印刷処理を問題なく行い得る状態である場合、検知割合の値は比較的小さい値となる。以下、このようなトナー残量を充足残量とも呼ぶ。

これに対し、ニアエンド閾値は、トナー残量が充足残量である場合における検知割合の値よりもやや大きい値であり、トナー残量が比較的少ないことを判定し得る値に設定されている。プリンタ１では、検知割合がニアエンド閾値を上回った場合、ニアエンド状態となる。このニアエンド状態は、トナー収容空間４３内のトナーを使用した印刷は可能であるものの、まもなくトナー不足により印刷が不可能となるような状態であり、ユーザに対しトナーカートリッジ１３を交換する準備をさせる必要がある。以下、このようなトナー残量をニアエンド残量とも呼ぶ。

一方、エンプティ閾値は、ニアエンド閾値よりも大きい値であり、トナー残量が極めて少ないことを判定し得るような値に設定されている。プリンタ１では、検知割合がエンプティ閾値を上回った場合、エンプティ状態となる。このエンプティ状態は、トナー収容空間４３内のトナーが不足しているため、もはや印刷が不可能な状態であり、ユーザによるトナーカートリッジ１３の交換が必要となる。以下、このようなトナー残量をエンプティ残量とも呼ぶ。

このようにプリンタ１では、撹拌部４４における撹拌体５０の回転状況に応じてトナーセンサ３６から得られる検知信号を基に、ＩＤユニット１４におけるトナー収容空間４３内のトナー残量を、プリンタ制御部３において判定する。このときプリンタ制御部３は、検知割合がニアエンド閾値以上であれば充足残量と判定し、該検知割合がニアエンド閾値未満且つエンプティ閾値以上であればニアエンド残量と判定し、エンプティ閾値未満であればエンプティ残量と判定する。

またプリンタ１では、プリンタ制御部３において、トナーセンサ３６から得られる検知信号を基に、撹拌体５０が下死点またはその近傍に位置するか否かを検知することができる。そこで以下では、プリンタ制御部３及びトナーセンサ３６をまとめて残量検知部とも呼ぶ。

ところでプリンタ１では、印刷処理を行う場合に加えて、所定の初期化処理を実行した場合や所定の省電力状態から復帰した場合等にも、ＩＤモータ３４（図２）を駆動させて撹拌部４４の駆動伝達体６０及び撹拌体５０を回転させるようになっている。このためプリンタ１は、初期化処理の完了時、省電力状態からの復帰時、及び印刷処理の完了時等に、最新のトナー残量を判定し、得られた判定結果（充足残量、ニアエンド残量又はエンプティ残量）をプリンタ制御部３内のＲＡＭ（図示せず）に記憶させている。

［５．印刷処理］
次に、プリンタ１におけるトナー残量に応じた印刷処理について、説明する。プリンタ１のプリンタ制御部３（図２）は、電源が投入されると、所定の初期化処理を行う。この初期化処理において、プリンタ制御部３は、この時点におけるトナー残量を判定し記憶している。このとき記憶されるトナー残量は、充足残量、ニアエンド残量又はエンプティ残量の何れかとなる。プリンタ制御部３は、この初期化処理を行った後、図１１に示す印刷処理手順ＲＴ１を開始し、最初のステップＳＰ１に移る。

ステップＳＰ１においてプリンタ制御部３は、所定のネットワークを介して接続されたコンピュータ装置等の上位装置（図示せず）から印刷命令を受信すると、次のステップＳＰ２に移る。この印刷命令には、例えば印刷すべき画像を表す印刷データや、印刷すべき用紙のサイズ、印刷濃度や拡大・縮小の指定等を表す情報等が含まれる。ステップＳＰ２においてプリンタ制御部３は、記憶している最新のトナー残量、すなわちこの時点におけるトナー残量を確認し、次のステップＳＰ３に移る。

ステップＳＰ３においてプリンタ制御部３は、トナー残量が充足残量であるか否かを判定する。ここで肯定結果が得られると、このことはＩＤユニット１４のトナー収容空間４３内に十分な量のトナーが収容されており、印刷動作を行い得る状態であると共に、当面の間はトナーカートリッジ１３の交換が不要であることを表している。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ４に移る。

ちなみに、このときＩＤモータ３４の動作、駆動伝達体６０の位置、撹拌体５０の位置、及び該撹拌体５０の検知結果に関しては、図７に示したタイミングチャートにおける時刻Ｔ０～Ｔ６のような変動が繰り返し表れる。

ステップＳＰ４においてプリンタ制御部３は、受信した印刷命令に基づいた印刷動作を開始し、次のステップＳＰ５に移る。すなわちプリンタ制御部３は、用紙カセット５（図１）から用紙Ｐを１枚ずつ分離して搬送路Ｗに沿って搬送させると共に、画像形成部１２により印刷データに基づいたトナー画像を形成して当該用紙Ｐに転写し、定着部２０により当該トナー画像を当該用紙Ｐに定着させる、といった一連の動作を開始する。またプリンタ制御部３は、印刷データに含まれるページ数だけ、この一連の動作を繰り返し実行させる。

このときプリンタ制御部３は、印刷動作を開始する際に、各モータと共にＩＤモータ３４の駆動を開始させており、ＩＤユニット１４の感光体ドラム１７や各ローラをそれぞれ回転させると共に、撹拌部４４の駆動伝達体６０及び撹拌体５０（図４）も適宜回転させている。

ステップＳＰ５においてプリンタ制御部３は、印刷データに含まれていた全てのページを印刷し終えると、印刷動作を終了し、次のステップＳＰ６に移る。ステップＳＰ６においてプリンタ制御部３は、給紙モータ３１及び定着モータ３２等の各モータに加えてＩＤモータ３４の動作を停止させ、次のステップＳＰ７に移る。

ステップＳＰ７においてプリンタ制御部３は、トナーセンサ３６から得られた最新の検知信号を基にトナー残量を判定すると共に得られた判定結果を記憶し、次のステップＳＰ２１に移る。具体的にプリンタ制御部３は、トナーセンサ３６から得られた最新の検知信号を基に検知期間ＤＴ（図７及び図９）を特定し、この検知期間ＤＴを駆動周期ＣＴで除算することにより検知割合を算出し、この検知割合をニアエンド閾値及びエンプティ閾値とそれぞれ比較し、得られた比較結果を基にトナー残量を判定する。

一方、ステップＳＰ３において否定結果が得られると、このことはトナー残量がニアエンド残量又はエンプティ残量の何れかであるため、間もなく若しくは直ちに、トナーカートリッジ１３の交換が必要となることを表している。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ８に移る。

ステップＳＰ８においてプリンタ制御部３は、トナーカートリッジ１３の交換時期が近いことを表す所定のメッセージを表示部４に表示させ、次のステップＳＰ９に移る。これに応じてユーザは、このメッセージを視認することにより、新たなトナーカートリッジ１３を手配する等、当該トナーカートリッジ１３を交換する準備を行うことができる。

ステップＳＰ９においてプリンタ制御部３は、トナー残量がニアエンド残量であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことはトナー残量がエンプティ残量であること、すなわちＩＤユニット１４のトナー収容空間４３内に極めて少ない量のトナーが収容されており、印刷動作を行い得ない状態であることを表している。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ１０に移る。

ステップＳＰ１０においてプリンタ制御部３は、トナーが不足しているために印刷中止としたことを表す所定のメッセージを表示部４に表示させ、次のステップＳＰ１１に移る。ステップＳＰ１１においてプリンタ制御部３は、ステップＳＰ１において受信した印刷命令に基づく印刷を中止し、印刷動作を開始すること無く、次のステップＳＰ２１に移る。

一方、ステップＳＰ９において肯定結果が得られると、このことはＩＤユニット１４のトナー収容空間４３内に収容されているトナーの残量が比較的少ないものの、印刷動作が可能であることを表している。またこの場合、ステップＳＰ８においてトナーカートリッジ１３の交換時期を通知したため、今回の印刷動作の終了後に、ユーザによって当該トナーカートリッジ１３が交換される可能性がある。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ１２に移る。

ちなみに、このときＩＤモータ３４の動作、駆動伝達体６０の位置、撹拌体５０の位置、及び該撹拌体５０の検知結果に関しては、図９に示したタイミングチャートにおける時刻Ｔ１０～Ｔ１５のような変動が繰り返し表れる。

ステップＳＰ１２においてプリンタ制御部３は、ステップＳＰ４と同様、受信した印刷命令に基づいた印刷動作を開始し、次のステップＳＰ１３に移る。このときプリンタ制御部３は、やはりステップＳＰ４と同様に、ＩＤモータ３４の駆動を開始させ、撹拌部４４の駆動伝達体６０及び撹拌体５０（図４）も適宜回転させている。

ステップＳＰ１３においてプリンタ制御部３は、印刷データに含まれていた全てのページを印刷し終えると、ステップＳＰ５と同様に印刷動作を終了し、次のステップＳＰ１４に移る。ステップＳＰ１４においてプリンタ制御部３は、給紙モータ３１や定着モータ３２等（図２）、各モータ等の動作を停止させる一方、ＩＤモータ３４の駆動を継続させ、次のステップＳＰ１５に移る。

ステップＳＰ１５においてプリンタ制御部３は、トナーセンサ３６から、ＩＤユニット１４の撹拌部４４における撹拌体５０の回転に応じた検知信号を取得し、次のステップＳＰ１６に移る。

ステップＳＰ１６においてプリンタ制御部３は、トナーセンサ３６から取得した検知信号を基に、「検知」となったか否か、すなわち当該検知信号の信号レベルが検知閾値を超えたか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは、撹拌体５０の回転速度が高すぎたために、検知信号に変化が出現しなかった可能性があることを表している。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ１７に移る。

ステップＳＰ１７においてプリンタ制御部３は、ＩＤモータ３４の駆動速度（すなわち回転速度）が低速であるか否かを判定する。ここで否定結果が得られると、このことは印刷動作における搬送路Ｗの搬送速度が通常の速度であり、これに応じてＩＤモータ３４も通常の駆動速度であるために、撹拌体５０が比較的高速に回転していることを表している。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ１８に移る。

ステップＳＰ１８においてプリンタ制御部３は、ＩＤモータ３４の駆動速度を低速に切り替えた後、再度ステップＳＰ１５に戻る。これによりプリンタ制御部３では、トナーセンサ３６から得られる検知信号を基に、「検知」と判定されることが期待できる。

また、ステップＳＰ１７において肯定結果が得られると、このことはＩＤモータ３４が既に低速であるため、現在の駆動速度を継続することにより、今後得られる検知信号を基に、「検知」と判定される可能性が高いことを表している。このときプリンタ制御部３は、ＩＤモータ３４における現在の駆動速度を変更せず、再度ステップＳＰ１５に戻る。

一方、ステップＳＰ１６において肯定結果が得られると、このことはトナーセンサ３６により反射部材５５から十分な強度の検知光を受光できたこと、すなわち図１０（Ｄ）に示したように、撹拌体５０が下死点の近傍に位置していることを表している。またこのような状態は、図９（Ｂ）、（Ｃ）及び（Ｄ）の時刻Ｔ１８に相当する。このときプリンタ制御部３は、次のステップＳＰ１９に移る。

ステップＳＰ１９においてプリンタ制御部３は、図９（Ａ）の時刻Ｔ１８のように、ＩＤモータ３４を直ちに停止させ、次のステップＳＰ２０に移る。これによりＩＤユニット１４の撹拌部４４では、駆動伝達体６０及び撹拌体５０がその時点の位置（図１０（Ｄ））、すなわちトナーカートリッジ１３（図３）から大きく離隔した位置において、直ちに停止する。

ステップＳＰ２０においてプリンタ制御部３は、ステップＳＰ７と同様に、トナーセンサ３６から得られた最新の検知信号を基にトナー残量を判定すると共に得られた判定結果を記憶し、次のステップＳＰ２１に移る。ステップＳＰ２１においてプリンタ制御部３は、印刷処理手順ＲＴ１を終了する。

［６．効果等］
以上の構成において、本実施の形態によるプリンタ１は、印刷処理（図１１）において、ＩＤユニット１４におけるトナー収容空間４３内のトナー残量がニアエンド残量であった場合、撹拌部４４の撹拌体５０（図４）を下死点の近傍で停止させる（図１０（Ｄ））。

このためプリンタ１は、撹拌体５０を上死点の近傍で停止させた場合（図５（Ｂ））に生じ得る、「外郭部５１Ｃがトナーカートリッジ１３の直近で静止しているために当該トナーカートリッジ１３の外装にトナーを付着させる」といった事態を回避できる。

これによりプリンタ１は、ユーザによりトナーカートリッジ１３が交換される場合、ＩＤユニット１４から取り外された際に、当該トナーカートリッジ１３の外装からトナーが剥離してプリンタ筐体２の内部や周囲を汚損させることを、良好に抑制できる。

他の観点から見れば、プリンタ１では、トナー収容空間４３内のトナーを十分に撹拌する目的から、撹拌体５０の外郭部５１ＣがＩＤユニット供給孔４２の近傍まで、すなわちトナーカートリッジ１３の下面近傍まで到達することが望ましい。しかしプリンタ１では、トナーカートリッジ１３の交換時に、撹拌体５０の外郭部５１Ｃがトナーカートリッジ１３の近傍に位置している場合、上述したようにトナーを外装に付着させる恐れがある。

そこでプリンタ１では、ＩＤユニット１４における撹拌部４４の位置や撹拌体５０の構成を変更すること無く、当該撹拌体５０の停止位置を制御することにより、トナーカートリッジ１３の交換時に外郭部５１Ｃを該トナーカートリッジ１３から引き離すようにした。これによりプリンタ１では、撹拌部４４によるトナー収容空間４３内におけるトナーの良好な撹拌と、トナーカートリッジ１３の交換時における外装へのトナーの付着及び剥離の抑制とを、両立させることができる。

またプリンタ１では、撹拌体５０の反射部材５５（図４）をトナーセンサ３６により検知した時点で当該撹拌体５０を停止させることにより、当該撹拌体５０を下死点に位置させるようにした（図５（Ａ））。このうち撹拌部４４及びトナーセンサ３６の構成は、特許文献１にも開示されているように、出願人が従前より採用しているものであり、比較的簡易な構成でありながら、トナー収容空間４３内におけるトナーの撹拌とトナー残量の検知とを実現し得るものである。

すなわち本願発明のプリンタ１は、撹拌体５０を下死点の近傍に停止させ得るものの、撹拌部４４を駆動するＩＤモータ３４に関する制御の工夫により、このことを実現している。このためプリンタ１では、従前と同様の撹拌部４４及びトナーセンサ３６に関し、設計を変更すること無くそのまま利用できる。

さらに他の観点から見ると、プリンタ１は、回転する撹拌体５０に設けられた反射部材５５から得られる反射光をトナーセンサ３６によって受光したタイミングを、該撹拌体５０が下死点に位置しているタイミングとして判断し、ＩＤモータ３４を停止させるようにした。このためプリンタ１では、仮にトナーセンサ３６により検知光を受光するタイミングと合わずに撹拌体５０が下死点を通過したとしても、該撹拌体５０が次回以降に下死点の近傍に到達したタイミングで検知できれば良い。すなわちプリンタ１は、最終的に極めて高い確度で撹拌体５０を下死点で停止させることができる。

またプリンタ１では、ＩＤユニット１４のトナー収容空間４３内におけるトナー残量がニアエンド残量であった状態において印刷動作を完了した後、ＩＤモータ３４の駆動速度が通常の速度であった場合、低速に切り替えるようにした（図１１、ステップＳＰ１７及びＳＰ１８）。これによりプリンタ１では、トナーセンサ３６における検知光の発光及び受光のタイミングと、反射部材５５が下死点の近傍に到達するタイミングとがずれる可能性を格段に低減させ、撹拌体５０を確実に検知することができる。

さらにプリンタ１では、印刷処理の開始前に判定された最新のトナー残量がニアエンド残量であった場合にのみ、ＩＤモータ３４の駆動速度を低速に切り替え、撹拌体５０を下死点の近傍に停止させるようにした（図１１）。このためプリンタ１では、トナー残量が充足残量であるためにトナーカートリッジ１３が交換されない場合には、ＩＤモータ３４を不必要に低速に切り替えること無く、撹拌体５０の位置に関わらず停止させるため、短時間で処理を完了し得ると共に、電力の消費量を抑えることもできる。

以上の構成によれば、本実施の形態によるプリンタ１は、トナー残量がニアエンド残量であった場合、撹拌部４４の撹拌体５０が下死点の近傍に到達した時点で停止させる。このためプリンタ１は、撹拌体５０をトナーカートリッジ１３の外装から引き離すことができ、該撹拌体５０によりトナーを付着させることを回避し得る。これによりプリンタ１は、ユーザにより交換されるトナーカートリッジ１３がＩＤユニット１４から取り外された際に、その外装からトナーが剥離してプリンタ筐体２の内部や周囲を汚損させることを、良好に抑制できる。

［７．他の実施の形態］
なお上述した実施の形態においては、撹拌体５０の屈曲柱体５１を、円柱状の部材をクランク状に屈曲させた構成とする形態について述べた（図４）。しかし本発明はこれに限らず、例えば撹拌体５０を、撹拌中心軸Ｘ４４に沿った直線状の幹状体から下方向に複数本の枝状体が突出するように設けられた形状、すなわち串歯状の形状等、種々の形状としても良い。この場合、撹拌中心軸Ｘ４４から一部の方向にのみ突出した形状とすることにより、当該撹拌体５０が下死点に位置しているときに、当該撹拌中心軸Ｘ４４よりも上側に突出した部分が存在しない形状であることが望ましい。

また上述した実施の形態においては、印刷処理においてＩＤユニット１４のトナー残量がニアエンド残量であり、印刷動作の終了後にトナーセンサ３６により反射部材５５を検知できなかった場合、ＩＤモータ３４の駆動速度を低速に切り替える形態について述べた（図１１）。しかし本発明はこれに限らず、例えば印刷動作の終了後にトナーセンサ３６により反射部材５５を検知できなかったとしても、ＩＤモータ３４の駆動速度を変更せずに維持しても良い。

さらに上述した実施の形態においては、撹拌部４４においてトナーを撹拌する機能を有する撹拌体５０に対し、トナーセンサ３６により検知するための検知板５２及び反射部材５５も設けた形態、すなわち撹拌部４４の一部を利用してトナー残量を検知する形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば撹拌体５０と別体であり該撹拌体５０と連動する所定の部品（図示せず）に反射部材を設け、該反射部材の位置を基にトナー残量を検知しても良い。或いは、例えば撹拌部４４を利用しない構成のトナーセンサによりトナー残量を検知しても良い。またこの場合、撹拌部４４から駆動伝達体６０を省略し、ＩＤモータ３４の駆動力を撹拌体５０に対し常時伝達させるようにしても良い。

さらに上述した実施の形態においては、印刷処理の開始時点においてトナー残量がニアエンド残量であった場合に、印刷動作の完了後に撹拌部４４の撹拌体５０を下死点の近傍で停止させる形態について述べた（図１１）。しかし本発明はこれに限らず、例えば印刷処理の開始時点においてトナー残量が充足残量であったとしても、当該印刷処理の終了時点でニアエンド残量となった場合に、印刷動作の完了後に撹拌部４４の撹拌体５０を下死点の近傍で停止させても良い。或いは、例えばプリンタ１において初期化処理が行われる場合や、省電力状態から復帰する場合等でも良い。すなわち、ＩＤモータ３４を駆動して撹拌部４４の撹拌体５０を回転させた後に、トナー残量がニアエンド残量であった場合に、撹拌部４４の撹拌体５０を下死点の近傍で停止させれば良い。

また上述した実施の形態においては、トナーセンサ３６により得られた受光信号を基にトナー残量を判定し、ニアエンド残量であった場合に撹拌体５０を下死点の近傍で停止させる形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば印刷すべき画像データを基に、印刷処理によって消費されるトナーの量である消費トナー量を算出し、該消費トナー量の積算値が所定の条件を満たした場合にニアエンド残量であると判定し、撹拌体５０を下死点の近傍で停止させる等、種々の手法によりニアエンド残量であるか否かを判定しても良い。要は、ユーザによりトナーカートリッジ１３が交換される可能性がある状態であることを判定できれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、トナーセンサ３６に検知光を発光する発光素子及び当該検知光を受光する受光素子を設け、撹拌体５０の検知板５２に設けた反射部材５５により当該検知光を反射させることにより、該撹拌体５０の位置を検知する形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば検知板５２に磁石を設けると共にトナーセンサ３６に磁気センサを設けた構成とすることにより、撹拌体５０の位置を検知しても良い。すなわち本発明では、種々の検知原理に基づいた種々のセンサを、トナーセンサ３６として利用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、撹拌部４４の撹拌中心軸Ｘ４４を中心として撹拌体５０を回転させ、円周状の軌跡を描くように移動させることにより、トナー収容空間４３内のトナーを撹拌する形態について述べた（図３～図５）。しかし本発明はこれに限らず、例えば撹拌体５０をトナー収容空間４３内で上下方向に沿って直線的な軌跡を描くように往復移動させる等、トナー収容空間４３内で当該撹拌体５０に種々の軌跡を描くように移動させる構成としても良い。要は、ＩＤモータ３４から伝達される駆動力を基にトナー収容空間４３内で周期的に変位することにより、トナーを撹拌できれば良い。

さらに上述した実施の形態においては、プリンタ１に１組の画像形成部１２を設け、モノクロの画像を用紙Ｐに印刷する形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えばプリンタ１に複数組の画像形成部１２を設けることにより、カラーの画像を用紙Ｐに印刷しても良い。この場合、各画像形成部１２のＩＤユニット１４に設ける撹拌部４４に関し、本発明を適用することができる。

さらに上述した実施の形態においては、プリンタ１を単機能のＳＦＰとして構成する形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、例えば当該プリンタ１を、複写機やファクシミリ装置の機能を有するＭＦＰ（Multi Function Peripheral）等、他の種々の機能を有する画像形成装置としても良い。

さらに本発明は、上述した各実施の形態及び他の実施の形態に限定されるものではない。すなわち本発明は、上述した各実施の形態と上述した他の実施の形態の一部又は全部を任意に組み合わせた実施の形態や、一部を抽出した実施の形態にもその適用範囲が及ぶものである。

さらに上述した実施の形態においては、現像部としてのＩＤユニット１４と、現像剤収容部としてのトナー収容空間４３と、現像剤容器としてのトナーカートリッジ１３と、撹拌体としての撹拌体５０と、位置検知部としてのトナーセンサ３６及びプリンタ制御部３と、駆動部としてのＩＤモータ３４と、制御部としてのプリンタ制御部３とによって画像形成装置としてのプリンタ１を構成する形態について述べた。しかし本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる現像部と、現像剤収容部と、現像剤容器と、撹拌体と、位置検知部と、駆動部と、制御部とによって画像形成装置を構成しても良い。

本発明は、例えば電子写真式のプリンタであって、ＩＤユニット内に撹拌部が設けられたもので利用できる。

１……プリンタ、３……プリンタ制御部、４……表示部、１２……画像形成部、１３……トナーカートリッジ、１４……ＩＤユニット、３４……ＩＤモータ、３６……トナーセンサ、４０……ＩＤユニット筐体、４２……ＩＤユニット供給孔、４３……トナー収容空間、４４……撹拌部、４５……検知窓、５０……撹拌体、５１……屈曲柱体、５１Ａ、５１Ｅ……中心部、５１Ｃ……外郭部、５２……検知板、５５……反射部材、６０……駆動伝達体、ＣＴ……駆動周期、ＤＴ……検知期間、Ｐ……用紙、Ｘ４４……撹拌中心軸。

Claims (9)

1. 現像剤担持体に形成された静電潜像を現像剤により現像する現像部と、
   前記現像部に設けられ、前記静電潜像を現像するための前記現像剤を収容する現像剤収容部と、
   前記現像部に対し着脱可能であり、前記現像剤が収容され、当該現像剤を供給口から前記現像剤収容部へ供給する現像剤容器と、
   前記現像部に設けられ、前記現像剤収容部内において前記現像剤容器における前記供給口に近接した供給口近接位置と、当該供給口から離隔した供給口離隔位置とを含む複数の位置に変位可能であり、当該現像剤収容部内の前記現像剤を撹拌する撹拌体と、
   前記現像剤収容部内における前記撹拌体の位置又は該撹拌体と連動する位置を検知する位置検知部と、
   前記撹拌体に駆動力を供給する駆動部と、
   前記位置検知部による検知結果を基に、前記撹拌体を前記供給口離隔位置又は該供給口離隔位置の近傍において停止させるよう前記駆動部を制御する制御部と
   を具えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤収容部における前記現像剤の残量を検知する残量検知部
   をさらに具え、
   前記制御部は、前記残量が所定の閾値以上であった場合、前記撹拌体を任意の位置で停止させ、前記残量が当該閾値未満であった場合、前記撹拌体を前記供給口離隔位置において停止させるよう、前記駆動部を制御する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動部からの前記駆動力を、所定の周期における一部の期間のみ前記撹拌体に伝達する駆動伝達体
   をさらに具え、
   前記撹拌体は、前記現像剤収容部内における前記現像剤の前記残量に応じて、前記供給口離隔位置に滞在する期間が変化し、
   前記位置検知部は、前記撹拌体が前記供給口離隔位置又は該供給口離隔位置の近傍に位置するか否かを検知し、
   前記残量検知部は、前記位置検知部により前記撹拌体が前記供給口離隔位置又は該供給口離隔位置の近傍に位置することを検知した期間を基に、前記現像剤収容部における前記現像剤の前記残量を検知する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記撹拌体は、前記供給口近接位置及び前記供給口離隔位置の間に位置する仮想的な撹拌中心軸を中心として回転する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記撹拌体に設けられ、前記撹拌中心軸に対し前記撹拌体と対応する位置に設けられた被検知体
   をさらに具え、
   前記制御部は、前記位置検知部により前記被検知体が検知されると、前記駆動部を停止させるよう制御する
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記撹拌体が１回転するのに要する１周期内に前記位置検知部により前記被検知体を検知し得なかった場合、以降の周期において当該位置検知部により前記被検知体を検知させる
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記位置検知部により前記被検知体を検知できなかった場合、前記駆動部の駆動速度を低速に切り替えさせる
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記被検知体は、光を反射する反射部材を有し、
   前記位置検知部は、光を発光する発光素子及び光を受光する受光素子を有し、前記発光素子から発光された前記光が前記反射部材において反射され、前記受光素子において受光された場合に、当該反射部材を検知したことを前記制御部に通知する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
9. 前記撹拌体は、前記撹拌中心軸上に位置する中心部と、当該中心部から所定の放射方向に離隔した外郭部とを有し、
   前記被検知体は、前記撹拌中心軸から前記放射方向に離隔した位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
   
   

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