JP3627528B2 - 現像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置に係り、特に、現像剤補給装置を備えた現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像剤補給装置を備えた現像装置としては種々のものが提案されており、本出願人も、例えば、現像剤補給装置の制御内容に特徴のある提案を行っている（特開平７−３１１５０１号公報）。
【０００３】
この提案に係る現像剤補給装置ａは、図６に示すように、補給用トナーｂをトナーカートリッジ（補給貯蔵器）ｃからリザーブタンク（予備貯蔵器）ｄを一旦介して現像装置ｅに補給するタイプのものであり、また、図７に示すように、そのリザーブタンクｄ内に配設されたトナーセンサｆが「トナー有り」と検知している間に、制御手段ｇによって、リザーブタンクｄ内のトナーｂを現像装置ｅ側に送り出すオーガ（送出手段）ｈの動作時間（ｔ）が累積計数され、その累積時間Ｔ（＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・）が閾値時間Ｅ（＝Ｔｎ ）に達した時点で点検修理を促すための警告表示をする等の所定の警告処理が実行される仕組みになっている。
【０００４】
そして、このような制御が行われることにより、例えば、トナーセンサｆ自体の故障やそのセンサｆの清掃棒ｉの破損等の確認が困難なトラブルが発生しても、点検修理を促す警告表示等がなされるため、かかるトラブルが発生したことを早期に予測して発見することが可能になり、しかも、かかるトラブルが原因で従来発生していたリザーブタンクｄ内のトナー検知不能や誤検知によるトナーの補給不良等を未然に防止することが可能になる。なお、図６中の符号ｐはアジテータｊを回転させるための駆動モータ、ｑはオーガｈを回転させるための駆動モータ、ｒは表示装置を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御が行われる現像剤補給装置を備えた現像装置であっても、次のような新たな技術的課題がある。
【０００６】
すなわち、トナーカートリッジｃからリザーブタンクｄへのトナー供給は、通常時には、トナーカートリッジｃ内に配設されたアジテータ（搬送手段）ｊの作動により行われるが、実際には、トナーカートリッジｃ内に補給用トナーｂが十分に貯蔵されている段階では、装置内部で発生する動作振動や外部から与えられる衝撃振動等が発生すると、そのような振動の影響によってトナーカートリッジｃ内の排出口ｋ付近に存在する補給トナーｂがその排出口ｋから接続供給路ｍを通して下方に位置するリザーブタンクｄに自然落下し、これによってもトナーの供給がなされることがある。このトナーの自然落下は、特にアジテータｋの作動により行われる本来（通常時）のトナー供給が終了した後に起こりやすいという傾向にある。
【０００７】
そして、このようなトナーの自然落下が発生した場合には、まず、トナーカートリッジｃから本来（通常時）の供給量よりも多いトナーｂがリザーブタンクｄに供給されるため、トナーセンサｆが平常時（図７中の二点鎖線で示す部分が平常時の動作状態）よりも長い間「トナー有り」と検知し続け、この結果、前述した制御手段ｇによる動作時間の累積計数が平常時よりも長く続行されるようになる。そして、従来の制御手段ｇにおける閾値時間Ｅ（＝Ｔｎ ）は、トナーカートリッジｃ内のトナー残量とは関係なく一定に設定されるため、例えば図７に例示するように、トナーセンサｆの故障等によるトラブルが発生していないにもかかわず制御手段ｇによる累積時間Ｔがすぐに閾値時間Ｅに達して警告表示等がされてしまうという誤検知が発生するのである。
【０００８】
この自然落下の発生に起因する誤検知は、その自然落下するトナーの量が多ければ多いほど、また閾値時間Ｅが短ければ短いほど頻繁に起こるようになり、この場合には、トラブルが発生していないのにもかかわらず装置の点検修理を行う機会や装置が動作不能になる機会が増えることになるため、その分、画像形成のできない時間も増えてしまうという問題がある。
【０００９】
ちなみに、このような誤検知の問題を避けるため、図７に例示するように上記閾値時間Ｅ（Ｔｎ ）をそれまでよりも長い（多い）閾値時間（Ｔｘ ＞Ｔｎ ）にするという対策案も考えられる。
【００１０】
しかし、この場合には、トナーカートリッジｃ内のトナー残量が少なくなって前記したようなトナーの自然落下の発生も少なくなった段階でトラブルが発生すると、トラブルが発生しているにもかかわらず制御手段ｇによる警告表示等の警告処理が行われるのが遅くなる。このため、その警告表示等が行われる前の段階において、リザーブタンクｄ内のトナー残量が少なくっているにもかかわらずトナーセンサｆの故障により「トナー有り」の検知信号が出続けることによりトナーｂが補給されなかったり、あるいは、トナーカートリッジｃ内のアジテータｊの駆動モータｐの故障によりトナーセンサｆが「トナーなし」と検知しているのに実際にはリザーブタンクｄへトナーｂが補給されなくなり、その結果として、トナー不足による画質不良（白抜けや濃度低下など）が起こるという不具合がある。また、警告処理が遅れる分、故障した部品が発生したことを早期に発見することが難しくなる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、以上の問題点を解決することにあり、具体的には、トナーカートリッジ等の補給貯蔵器からの補給用現像剤の自然落下現象が発生することがあっても、その補給貯蔵器内にある現像剤を消費し尽くすまでの間、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われる現像剤補給装置を備えた現像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る本発明（請求項１に係る発明）の現像装置は、現像装置に補給するための補給用現像剤を貯蔵し、その現像剤を排出口にむけて搬送するように作動する搬送手段が配設された補給貯蔵器と、この補給貯蔵器の下方側に配設され、その貯蔵器の排出口から排出されて供給される補給用現像剤を一時的に貯蔵し、その現像剤を現像装置の現像剤収容部にむけて送り出すように作動する送出手段が配設された予備貯蔵器と、この予備貯蔵器内の補給用現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、この現像剤検知手段が現像剤有りと検知している間に、前記予備貯蔵器の搬送手段の動作時間を累積計数し、その累積時間が閾値時間に達した時点で警告処理を実行する異常検知手段とからなる現像剤補給装置を備えた現像装置において、前記現像剤補給装置の異常検知手段に、前記補給貯蔵器内にある補給用現像剤の残量を予測検知して把握する現像剤量把握手段と、前記異常検知手段の閾値時間を初期段階では標準の閾値時間よりも長い時間に設定し、かつ、前記現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点で前記初期段階の閾値時間を標準の閾値時間よりも短い時間に変更する制御手段とを具備させたものである。
【００１３】
ここで、上記標準の閾値時間とは、前述した現像剤の自然落下が発生することを考慮しない場合（又はその自然落下が発生しないと仮定した場合）、異常検知手段による警告処理を行うべき適切な設定時間をいう。また、上記警告処理とは、現像剤補給装置内において前述したような認識が困難な故障（異常）が発生したことをユーザーに知らせたり、装置の保全を図るために必要な制御動作であればよく、具体的には、ユーザーに対して点検依頼を促すための警告表示を行ったり、画像形成（現像）のための機械動作を不能にしたりする処理である。
【００１４】
また、上記現像剤量把握手段は、補給貯蔵器内にある現像剤の量を実測するものであってもよいが、少なくとも異常検知手段における閾値時間を変更する際に目安とする補給貯蔵器内のトナー残量を予測検知できるものである。例えば、前記現像剤検知手段の検知情報、前記送出手段の作動時間の情報、又は、現像すべき画像の画素量（ピクセルカウント量）情報のうち少なくとも１つを利用して現像剤量を判別する手段である。
【００１５】
さらに、上記したような異常検知手段に具備させる現像剤量把握手段及び制御手段は、予備貯蔵器を有する現像剤補給装置を備えた前記現像装置に代えて、次のような現像剤補給装置を備えた現像装置における異常検知手段に具備させてもよい。すなわち、現像装置に補給するための補給用現像剤を貯蔵し、その現像剤を排出口にむけて搬送するように作動する搬送手段が配設された補給貯蔵器と、この補給貯蔵器の下方側において現像装置の現像剤収容部と接続され、その貯蔵器の排出口から排出される補給用現像剤を前記現像剤収容部にむけて送る接続供給路と、現像装置の現像剤収容部内の現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、この現像剤検知手段が現像剤有りと検知している間に、前記現像装置の現像剤収容部内における現像剤の消費予測量を累積係数し、その累積量が閾値量に達した時点で警告処理を実行する異常検知手段とからなる現像剤補給装置を備えた現像装置における異常検知手段に具備させてもよい。
【００１６】
この場合、制御手段は、異常検知手段の閾値量を初期段階では標準の閾値量よりも大きな値に設定し、かつ、前記現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点で前記初期段階の閾値量を標準の閾値量よりも小さな値に変更するものとなる。また、現像装置の現像剤収容部内における現像剤の消費予測量を累積係数するとは、例えば、その現像剤収容部内に配設された現像剤の搬送手段の動作時間、又は、その現像装置自体の駆動時間、又は、現像すべき画像の画素量を累積係数することをいい、このような時間や量を累積係数することにより現像剤収容部内における現像剤の消費量を予測する。
【００１７】
このような現像剤量把握手段及び制御手段を具備する異常検知手段をもつ現像剤補給装置を備えた現像装置によれば、異常検知手段は、初期段階では標準の閾値時間（量）よりも長い閾値時間（大きな値）にもとづいて作動し、現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点以降においてはその初期段階の閾値時間（量）に代えて標準の閾値時間（量）よりも短い閾値時間（小さな値）に基づいて作動する。
【００１８】
これにより、補給貯蔵器内に現像剤が十分あってその現像剤の予備貯蔵器への自然落下が発生しやすい時期には、異常検知手段が閾値時間に達して警告処理を実行するまでの（検知）時間が標準の閾値時間（量）の場合に比べて長くなるため、かかる自然落下に起因する従来のような誤検知が発生しにくくなる。また、補給貯蔵器内の現像剤が少なくなってその現像剤の自然落下が発生しにくい時期には、異常検知手段が閾値時間（量）に達して警告処理を実行するまでの（検知）時間が標準の場合に比べて短くなるため、検知手段等の故障のような認識が困難な故障が発生しても効率よく的確に対応することができる。この結果、補給貯蔵器内にある現像剤が消費し尽くされるまでの間は、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、本発明を適用した現像装置を示すものである。この現像装置１は、現像剤（トナー）補給装置２を備えたものであり、そのトナー補給装置２は補給貯蔵器としてのトナーカートリッジ３と、予備貯蔵器としてのリザーブタンク４と、現像剤検知手段としてのトナーセンサ５と、異常検知手段としての異常検知装置６とでその主要部が構成されている。
【００２１】
トナーカートリッジ３は、中空の円筒形状からなる容器体３０であり、その内部には補給用の現像剤であるトナーＧが貯蔵され、そのトナーＧが消費されてほぼ無くなった時点で取り外されて新しいものと交換されるようになっている。また、このトナーカートリッジ３は、その一端側の下部にトナーＧを排出させるための排出口３１が開設されており、また、その容器内に排出口３１にむけてトナーＧを搬送するための搬送手段としてのアジテータ３２が回転可能に配設されている。このアジテータ３２は、線材を直線状の主軸３２ａを中心にして螺旋状に曲げ加工した構造のものであり、その主軸３２ａがカートリッジ３の装着時に回転伝達機構及び連結具を介してカートリッジ用駆動モータ３３と連結され、そのモータ３３の回転動力によりカートリッジ内で回転するようになっている。
【００２２】
リザーブタンク４は、トナーカートリッジ２の下方側の位置であってそのカートリッジ２と現像装置１との間に配設される所定形状からなる容器体４０であり、カートリッジ３から排出されて排出されるトナーＧを一時的に貯蔵し、補給が必要な時期に所定量だけ現像装置１側に供給するようになっている。このリザーブタンク４は、容器体４０の上部側にカートリッジ３の排出口３１と接続される受入口４１が、容器体４０の下部側に現像装置１のトナー収容部１ａ（図中の点線で示す部分）と直接に又はトナー搬送経路を介して接続される供給口４２がそれぞれ開設されており、また、その容器体４０の内部にはトナーＧを攪拌しながら現像装置のトナー収容部１ａ又はトナー搬送経路に送り出す送出手段としてのオーガ４３が回転可能に配設されている。このオーガ４３は、回転軸４３ａのまわりに線材を螺旋状に曲げ加工したものやあるいは螺旋状の回転羽根を形成したもので、その回転軸４３ａが回転伝達機構を介してリザーブタンク用駆動モータ（ディスペンスモータ）４４と連結され、そのモータ４４の回転動力によりタンク内で回転するようになっている。なお、このオーガ４３には必要に応じてトナーセンサ５のセンサ面を摺接するようにして清掃するための回転清掃棒を配設してもよい。図中の符号２１はカートリッジの排出口３１とリザーブタンクの受入口４１とを接続するための接続部材、２２はリザーブタンクの供給口４２と現像装置のトナー収容部又はトナー搬送経路とを接続するための接続部材である。
【００２３】
トナーセンサ５は、リザーブタンク４内のトナーの有無を検知するためのものであり、例えば圧電素子等からなるセンサが使用され、リザーブタンク４の容器体４０内部における受入口４１のほぼ下方側でかつ底面から所定の高さとなる位置にそのセンサ面が容器体内部に露出するような状態で配設される。そして、このトナーセンサ５の場合、そのセンサ面の周囲にトナーＧが存在しているときには「トナー有り」の検知信号を発信し、そのセンサ面の周囲にトナーＧが存在しないときには「トナーなし」の検知信号を発信するようになっている。
【００２４】
上記のカートリッジ用駆動モータ３３とリザーブタンク用駆動モータ４４は、駆動用コントローラ２５に接続されている。このコントローラ２５は、トナーセンサ５と接続されてそのセンサからの検知信号が入力されるようになっているとともに、図示しない本体制御部等と接続されてその制御部等からトナー補給要求等の必要な信号ＳＳが入力されるようになっている。そして、この駆動用コントローラ２５は、トナーセンサ５から「トナーなし」との検知信号を受信したときにカートリッジ用駆動モータ３３をそのセンサ５が「トナー有り」と検知するまで駆動させ、また、トナー補給要求信号を受信した場合にリザーブタンク用駆動モータ４４を所定時間だけ駆動させるように設定されている。
【００２５】
異常検知装置６は、基本的に、トナー補給装置２において確認が困難な不測の部品故障等のトラブル（異常）が発生したことを予測してその補給装置２の保全を図るための所要の警告処理を実行するものである。
【００２６】
この実施形態では、異常検知装置６は、トナーセンサ５と接続されてそのセンサからの検知信号が入力されるようになっているとともに、図示しない濃度検知装置等に接続されて画像濃度情報等のデータ信号Ｓが入力されるようになっている。また、この異常検知装置６は、駆動用コントローラ２５と接続されており、そのコントローラ２５からカートリッジ用駆動モータ３３及びリザーブタンク用駆動モータ４４の動作状態やその動作時間の情報を入力し、トナーセンサ５から「トナー有り」の検知信号が入力されている間はそのリザーブタンク用駆動モータ４４の動作時間について累積計測するようになっており、また、そのコントローラ２５に上記動作時間の累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したときには何らかの異常が発生したものとみなして駆動停止信号を送信するようになっている。さらに、この異常検知装置６は、液晶パネル等からなる表示装置７と接続されており、前述したように累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達した時点で何らかの異常が発生したものとみなして、警告処理としてトナー補給装置２等の点検を促すための警告表示を行うようになっている。
【００２７】
そして、この異常検知装置６には、さらに、リザーブタンク４内にあるトナーＧの量を把握する現像剤量把握手段としてのトナー量把握部６１と、異常検知装置６の前記閾値時間Ｅを初期段階では標準の閾値時間Ｅ０ よりも長い時間（Ｅ１）に設定し、かつ、トナー量把握部６１により把握されたトナー量が閾値量Ｑになった時点で初期段階における前記閾値時間（Ｅ１）を標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間（Ｅ２）に変更する制御手段としての閾値時間変更制御部６２とが具備されている。
【００２８】
上記トナー量把握部６１は、トナーセンサ５からの検知情報、即ち「トナー有り」又は「トナーなし」の情報を利用してリザーブタンク４内のトナー量を直接的に判別するように構成されている。一方、閾値時間変更制御部６２は、トナー量把握部６１にて把握されたトナー量が予め設定する閾値量Ｑ（この実施形態では、「トナーなし」との検知信号が連続１０回得られるとき）に達するか否かを検知し、その閾値量になった時点で初期段階の閾値時間（Ｅ１）を標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間（Ｅ２）に変更するようになっている。また、この変更制御部６２は、トナーカートリッジ３内のトナーＧが消費し尽くされて新しいカートリッジに交換された後に、トナーセンサ５により最初に「トナー有り」と検知された時点で、その変更した閾値時間（Ｅ２）を再び初期段階の閾値時間（Ｅ１）に変更するようになっている。
【００２９】
標準の閾値時間Ｅ０ は、前述したようにトナーカートリッジ４内においてトナーＧの自然落下が発生することを考慮しない場合（又はその自然落下が発生しないと仮定した場合）、異常検知装置６による警告処理を行うべき適切な設定時間である。そして、トナーカートリッジ４において発生する自然落下するトナー量は、トナーカートリッジ３とリザーブタンク４の各構成等によっても異なるが、一般的には、図５に示すようにカートリッジ４内にトナーＧが満タン状態に近く十分にあるときほど多く、そのトナーＧが空状態に近く少ないほど少なくなる。このような関係から、一般に、初期段階の閾値時間Ｅ１は標準の閾値時間Ｅ０ に対して２〜３倍程度の長い時間とし、一方、変更後の閾値時間Ｅ２は標準の閾値時間Ｅ０ に対して１／２〜１／３倍程度の短い時間とすることが好ましい。
【００３０】
この実施形態では、トナーカートリッジ４として直径が１００ｍｍ、トナー収容量が８６０ｇの円筒容器体からなるものを使用し、リザーブタンク４として容量が約１５０ｇの容器体を使用した場合、初期段階の閾値時間Ｅ１を「５００ｓｅｃ」、変更後の閾値時間Ｅ２を「７５ｓｅｃ」としている。ちなみに、この場合、標準の閾値時間Ｅ０ は約２００ｓｅｃとなる。
【００３１】
次に、この現像装置におけるトナー補給装置２の動作について説明する。
【００３２】
初めに基本的なトナーの補給動作について説明すると、画像形成時において現像装置１が作動することにより図示しない感光体等の像担持体に形成された静電潜像が現像装置１から供給されるトナーにより現像され、この現像工程を繰り返すにつれて現像装置のトナー収容部１ａ内のトナーが徐々に消費されるが、この間、駆動用コントローラ２５に画像濃度に関する情報信号Ｓが入力される。
【００３３】
そして、その情報信号からトナーの補給が必要であると判断された場合には、図１や図２に示すように、コントローラ２５によってディスペンスモータ４４が補給量に応じた時間だけ駆動させられる。これにより、オーガ４３が回転して、リザーブタンク４内のトナーＧがオーガ４３の送り出し作用により供給口４２から現像装置のトナー収容部又はトナー搬送経路に送り出されて補給される。このリザーブタンク４からのトナー補給により、そのタンク４内のトナー量は次第に少なくなる。
【００３４】
一方、画像形成が行われている間は、トナーセンサ５によりリザーブタンク４内にトナーＧが所定量以上あるか否かが検知される。この際、「トナーなし」と検知されると、図１や図２に示すように、その検知信号が駆動用コントローラ２５へ送られた後、そのコントローラ２５によってカートリッジ用駆動モータ３３が駆動させられる。これにより、アジテータ３２が回転して、カートリッジ３内のトナーＧがアジテータ３２の搬送力により排出口３１にむけて徐々に搬送されるとともにその排出口３１から送り出されてリザーブタンク４内に落下するような状態で供給される。そして、このリザーブタンク４へのトナー供給によりトナーセンサ５が「トナー有り」と検知した時点で、駆動用コントローラ２５がカートリッジ用駆動モータ３３を停止させる。
【００３５】
そして、このトナー補給装置２においては、トナーセンサ５から「トナー有り」との検知信号が発信されている間は次のような動作が行われる。
【００３６】
すなわち、図２や図３に示すように、トナーセンサ５による検知が行われている際（ステップ１：Ｓ１）、「トナー有り」との検知信号が発信されている間は、その検知信号は駆動用コントローラ２５に加えて異常検知装置６にも送られる。この「トナー有り」との検知信号が入力されている間、異常検知装置６では、駆動用コントローラ２５からの入力情報により前記したカートリッジ用駆動モータ３３が「トナーなし」との検知信号を受信した際に駆動したか否かを検知している（Ｓ２）。このときカートリッジ用駆動モータ３３が駆動していないと検知された場合には、リザーブタンク用駆動モータ（ディスペンスモータ）４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）を累積カウントし始める（Ｓ３）。一方、このとき駆動モータ３３が駆動していると検知された場合には、それまでのディスペンスモータ４４の動作時間Ｔのカウント値がリセットされる（Ｓ４）。
【００３７】
そして、異常検知装置６では、そのディスペンスモータ４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）を累積カウントした累積時間Ｔが予め設定されている初期段階の閾値時間Ｅ１になっているか否かが判断され（Ｓ５）、その累積時間Ｔが初期段階の閾値時間Ｅ１（Ｔｍ ＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・＋ｔｍ−１ ＋ｔｍ ＝５００ｓｅｃ）に達した場合には、何らかのトラブル（トナーセンサ５の故障、カートリッジ用駆動モータ３３の故障など）が発生したものとみなして所定の警告処理が実行される（Ｓ６）。このときの警告処理としては、例えば表示装置７に「サービスコールを依頼してください」等の警告表示を行ったり、あるいは、現像装置等の保全すべき構成部品の動作をすべて不可にするような処理を行う。これにより、トナー補給装置の保全が図れるとともに、サービスコールによる点検作業によりトラブルの発生原因が究明されて適切に排除され、再び、正常なトナーの補給動作を復帰させることが可能となる。
【００３８】
ここで、異常検知装置６における初期段階の閾値時間Ｅ１については標準の閾値時間Ｅ０ よりも長い時間に設定されているため、図２に示すように、トナーカートリッジ３内にトナーＧが十分にある初期段階においてトナーＧがリザーブタンク４へ自然落下してトナーセンサ５が「トナー有り」の検知信号を平常時（トナーの自然落下がないとき）よりも長い間発信し続けるようなことが発生しても、標準の閾値時間Ｅ０ を採用した場合のように故障等のトラブルが発生していないにもかかわらず警告処理を実行してしまうという従来のような誤検知（動作）の発生を少なくすることができる。
【００３９】
一方、ステップ１においてトナーセンサ５による「トナーなし」の検知信号が発信されると、図２や図３に示すように、カートリッジ駆動用モータ３３が回転駆動され（Ｓ２０）、また、その「トナーなし」の検知信号を累積カウントして（Ｓ２１）、そのカウントした値が連続して１０回になったか否かが判断される（Ｓ２２）。このとき、その検知信号が連続して１０回発信されると、図２や図３に示すように、その検知信号が異常検知装置６におけるトナー量把握部６１に入力され、これをきっかけにして同検知装置６における閾値時間変更制御部６２により初期段階の閾値時間Ｅ１が「閾値時間Ｅ２」に変更される（Ｓ７）。これにより、その後においては、異常検知装置６における累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したか否かの判別は、閾値時間Ｅ２のもとで行われることになる。また、このとき、その検知信号が連続して１０回になっていない場合は、トナーセンサ５による検知が行われる（Ｓ１）。
【００４０】
このように閾値時間Ｅが変更されると、異常検知装置６においては、現像装置１が使用されている画像形成装置の作業用外装カバーの開閉動作を検知するインターロックスイッチＳＷやその画像形成装置の電源スイッチＳＷがオン／オフ動作されたか否かが判断される（Ｓ８）。
【００４１】
この際、オン／オフ動作がないと判断された場合には、トナーセンサ５によるトナーの有無が検知される（Ｓ９）。そして、ここで「トナーなし」と検知された場合には、再びステップ８に戻されて各スイッチのオン／オフ動作の有無について判断されるが、「トナー有り」と検知された場合には、異常検知装置６によるディスペンスモータ４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）の累積カウントが開始される（Ｓ１０）。
【００４２】
異常検知装置６では、その累積カウントした累積時間Ｔが変更された閾値時間Ｅ２になっているか否かが判断され（Ｓ１１）、その累積時間Ｔが閾値時間Ｅ２（Ｔｒ ＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・＋ｔｒ ＝７５ｓｅｃ）に達した場合には、何らかのトラブルが発生したものとみなして前述したような所定の警告処理が同様に実行される（Ｓ６）。しかし、その累積時間Ｔが閾値時間Ｅ２になっていない段階ではステップ８に再び戻される。
【００４３】
ここで、異常検知装置６における変更された閾値時間Ｅ２については標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間に設定されているため、図２に示すように、トナーカートリッジ３内にトナーＧが少なくなった段階において比較的早期にトラブルが発生しても、素早く検知して警告処理を行い、そのトラブルの原因も迅速に排除することができる。このため、標準の閾値時間Ｅ０ を採用した場合のように、トナー補給装置２においてトラブルが既に発生しているにもかかわらずそのトラブル発生の予測が遅くなり迅速な警告処理が実行できない場合が発生し、この結果、トナーが正常に補給されず、そのトラブルの原因の究明や排除が行われる前にトナー不足による従来例のような画質不良（白抜けや濃度低下など）が発生してしまうという不具合を回避することができる。
【００４４】
また、ステップ８において、各スイッチのオン／オフ動作がありと判断された場合には、トナーカートリッジ３内のトナーＧが消費されてなくなり新しいカートリッジ３と交換されたものと認定し、駆動用コントローラ２５によってカートリッジ用駆動モータ３３が駆動される（Ｓ１２）。これにより、その新しいカートリッジ３からリザーブタンク４へ新たなトナーＧが供給される。
【００４５】
そして、その後、トナーセンサ５によるトナーの有無が検知され（Ｓ１３）、この際「トナーなし」と検知されると、再びステップ８に戻されるが、「トナー有り」と検知されると、その検知信号が異常検知装置６におけるトナー量把握部６１に入力され、これをきっかけにして同検知装置６における閾値時間変更制御部６２により初期段階の閾値時間Ｅ２が「閾値時間Ｅ１」に再び変更される（Ｓ１４）。これにより、その後においては、異常検知装置６における累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したか否かの判別は、初期段階における閾値時間Ｅ１のもとで行われることになる。
【００４６】
また、この際、それまでのディスペンスモータ４４の動作時間Ｔのカウント値についても同時にリセットされる（Ｓ１５）。その後は、以上の各動作が同様に繰り返されることになる。
【００４７】
図４は、本発明を適用した他の現像装置を示すものである。この現像装置１は、現像剤（トナー）補給装置２０を備えたものであり、そのトナー補給装置２０が、リザーブタンクを有しておらず、補給貯蔵器としてのトナーカートリッジ３と、そのカートリッジ３からトナーＧを現像装置のトナー収容部１ａにむけて送る接続供給路としての接続部材２３と、現像剤検知手段としてのトナーセンサ５と、異常検知手段としての異常検知装置６とでその主要部が構成され、また、トナーセンサ５を現像装置のトナー収容部１ａ内又はトナー搬送経路内に配設した以外は実施の形態１に係る現像装置と同じ構成からなるものである。
【００４８】
そして、このタイプのトナー補給装置２０も、その動作については以下の点で異なるのみで実施の形態１のトナー補給装置２の動作内容とほぼ同様である。すなわち、図２のタイミングチャートでは、リザーブタンク用駆動モータの動作がなく、その駆動モータの動作時間カウントに代えて、例えば現像装置１の駆動時間や画像形成枚数や画像の画素数等のカウントを行うようにした点で異なる。また、図３のフローチャートでは、ステップ３及びステップ１０において上記した各値のいずれかのカウントをするようにし、また、ステップ４及びステップ１５において上記カウントのリセットをするようにした点で異なる。
【００４９】
従って、この実施の形態に係る現像装置においても、実施の形態１に係る現像装置の場合とほぼ同様にして、トナーの補給がなされるとともに、トナーセンサ５により「トナー有り」と検知されたときの動作が行われる。しかも、異常検知装置６における閾値（時間、枚数、量など）Ｅの初期段階の値Ｅ１の設定や、その後における閾値Ｅの変更についても同様にして行われる。
【００５０】
［他の実施の形態］
実施の形態１、２では、トナー量把握部６１は、トナーセンサ５からの検知情報を利用してトナー量を判別するようにしたが、本発明では、この他にも、例えば、リザーブタンク４内のオーガ４３（ディスペンスモータ４４）の作動時間Ｔの累積情報や、現像すべき画像の画素量（ピクセルカウント量）の累積情報を利用し、その各時間や画素量が判別すべきトナー量に相当する閾値に達した時点で、トナー量を判別するように構成してもよい。また、トナー量把握部６１は、トナーセンサ５の検知情報、オーガ４３の作動累積時間の情報、及び、画素量の情報を複数組み合わせて利用してトナー量を判別するように構成してもよい。
【００５１】
また、実施の形態１、２では、補給貯蔵器として交換使用されるトナーカートリッジ３を例示したが、本発明では、固定されたトナーホッパー等であっても同様に適用することが可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トナーカートリッジ等の補給貯蔵器からの補給用現像剤の自然落下現象が発生することがあっても、その補給貯蔵器内にある現像剤を消費し尽くすまでの間、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われるようになる。この結果、この現像装置を使用した場合には、トナー不足による白抜けや濃度低下等の画像不良が発生しない、良好な現像ひいては画像形成を安定して行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る現像装置（トナー補給装置）の要部概要図である。
【図２】トナー補給装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】トナー補給装置の動作内容を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る現像装置（トナー補給装置）の要部概要図である。
【図５】自然落下するトナー量とカートリッジ内のトナー残量との関係を示す相関図である。
【図６】従来のトナー補給装置を備えた現像装置の概要図である。
【図７】図７のトナー補給装置と対策案の各動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…現像装置、１ａ…トナー収容部、２、２０…トナー補給装置、３…トナーカートリッジ（補給貯蔵器）、４…リザーブタンク（予備貯蔵器）、５…トナーセンサ（現像剤検知手段）、６…異常検知装置、２３…接続部材（接続供給路）、３１…排出口、３２…アジテータ（搬送手段）、４３…オーガ（送出手段）、６１…トナー量把握部（現像剤量把握手段）、６２…閾値時間変更制御部（制御手段）、Ｇ…補給用トナー、Ｅ…閾値時間、Ｅ０ …標準の閾値時間、Ｅ１…初期段階の閾値時間、Ｅ２…標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い閾値時間。
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ等の画像形成装置に使用される現像装置に係り、特に、現像剤補給装置を備えた現像装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、現像剤補給装置を備えた現像装置としては種々のものが提案されており、本出願人も、例えば、現像剤補給装置の制御内容に特徴のある提案を行っている（特開平７−３１１５０１号公報）。
【０００３】
この提案に係る現像剤補給装置ａは、図６に示すように、補給用トナーｂをトナーカートリッジ（補給貯蔵器）ｃからリザーブタンク（予備貯蔵器）ｄを一旦介して現像装置ｅに補給するタイプのものであり、また、図７に示すように、そのリザーブタンクｄ内に配設されたトナーセンサｆが「トナー有り」と検知している間に、制御手段ｇによって、リザーブタンクｄ内のトナーｂを現像装置ｅ側に送り出すオーガ（送出手段）ｈの動作時間（ｔ）が累積計数され、その累積時間Ｔ（＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・）が閾値時間Ｅ（＝Ｔｎ ）に達した時点で点検修理を促すための警告表示をする等の所定の警告処理が実行される仕組みになっている。
【０００４】
そして、このような制御が行われることにより、例えば、トナーセンサｆ自体の故障やそのセンサｆの清掃棒ｉの破損等の確認が困難なトラブルが発生しても、点検修理を促す警告表示等がなされるため、かかるトラブルが発生したことを早期に予測して発見することが可能になり、しかも、かかるトラブルが原因で従来発生していたリザーブタンクｄ内のトナー検知不能や誤検知によるトナーの補給不良等を未然に防止することが可能になる。なお、図６中の符号ｐはアジテータｊを回転させるための駆動モータ、ｑはオーガｈを回転させるための駆動モータ、ｒは表示装置を示す。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような制御が行われる現像剤補給装置を備えた現像装置であっても、次のような新たな技術的課題がある。
【０００６】
すなわち、トナーカートリッジｃからリザーブタンクｄへのトナー供給は、通常時には、トナーカートリッジｃ内に配設されたアジテータ（搬送手段）ｊの作動により行われるが、実際には、トナーカートリッジｃ内に補給用トナーｂが十分に貯蔵されている段階では、装置内部で発生する動作振動や外部から与えられる衝撃振動等が発生すると、そのような振動の影響によってトナーカートリッジｃ内の排出口ｋ付近に存在する補給トナーｂがその排出口ｋから接続供給路ｍを通して下方に位置するリザーブタンクｄに自然落下し、これによってもトナーの供給がなされることがある。このトナーの自然落下は、特にアジテータｋの作動により行われる本来（通常時）のトナー供給が終了した後に起こりやすいという傾向にある。
【０００７】
そして、このようなトナーの自然落下が発生した場合には、まず、トナーカートリッジｃから本来（通常時）の供給量よりも多いトナーｂがリザーブタンクｄに供給されるため、トナーセンサｆが平常時（図７中の二点鎖線で示す部分が平常時の動作状態）よりも長い間「トナー有り」と検知し続け、この結果、前述した制御手段ｇによる動作時間の累積計数が平常時よりも長く続行されるようになる。そして、従来の制御手段ｇにおける閾値時間Ｅ（＝Ｔｎ ）は、トナーカートリッジｃ内のトナー残量とは関係なく一定に設定されるため、例えば図７に例示するように、トナーセンサｆの故障等によるトラブルが発生していないにもかかわず制御手段ｇによる累積時間Ｔがすぐに閾値時間Ｅに達して警告表示等がされてしまうという誤検知が発生するのである。
【０００８】
この自然落下の発生に起因する誤検知は、その自然落下するトナーの量が多ければ多いほど、また閾値時間Ｅが短ければ短いほど頻繁に起こるようになり、この場合には、トラブルが発生していないのにもかかわらず装置の点検修理を行う機会や装置が動作不能になる機会が増えることになるため、その分、画像形成のできない時間も増えてしまうという問題がある。
【０００９】
ちなみに、このような誤検知の問題を避けるため、図７に例示するように上記閾値時間Ｅ（Ｔｎ ）をそれまでよりも長い（多い）閾値時間（Ｔｘ ＞Ｔｎ ）にするという対策案も考えられる。
【００１０】
しかし、この場合には、トナーカートリッジｃ内のトナー残量が少なくなって前記したようなトナーの自然落下の発生も少なくなった段階でトラブルが発生すると、トラブルが発生しているにもかかわらず制御手段ｇによる警告表示等の警告処理が行われるのが遅くなる。このため、その警告表示等が行われる前の段階において、リザーブタンクｄ内のトナー残量が少なくっているにもかかわらずトナーセンサｆの故障により「トナー有り」の検知信号が出続けることによりトナーｂが補給されなかったり、あるいは、トナーカートリッジｃ内のアジテータｊの駆動モータｐの故障によりトナーセンサｆが「トナーなし」と検知しているのに実際にはリザーブタンクｄへトナーｂが補給されなくなり、その結果として、トナー不足による画質不良（白抜けや濃度低下など）が起こるという不具合がある。また、警告処理が遅れる分、故障した部品が発生したことを早期に発見することが難しくなる。
【００１１】
従って、本発明の目的は、以上の問題点を解決することにあり、具体的には、トナーカートリッジ等の補給貯蔵器からの補給用現像剤の自然落下現象が発生することがあっても、その補給貯蔵器内にある現像剤を消費し尽くすまでの間、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われる現像剤補給装置を備えた現像装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成し得る本発明（請求項１に係る発明）の現像装置は、現像装置に補給するための補給用現像剤を貯蔵し、その現像剤を排出口にむけて搬送するように作動する搬送手段が配設された補給貯蔵器と、この補給貯蔵器の下方側に配設され、その貯蔵器の排出口から排出されて供給される補給用現像剤を一時的に貯蔵し、その現像剤を現像装置の現像剤収容部にむけて送り出すように作動する送出手段が配設された予備貯蔵器と、この予備貯蔵器内の補給用現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、この現像剤検知手段が現像剤有りと検知している間に、前記予備貯蔵器の搬送手段の動作時間を累積計数し、その累積時間が閾値時間に達した時点で警告処理を実行する異常検知手段とからなる現像剤補給装置を備えた現像装置において、前記現像剤補給装置の異常検知手段に、前記補給貯蔵器内にある補給用現像剤の残量を予測検知して把握する現像剤量把握手段と、前記異常検知手段の閾値時間を初期段階では標準の閾値時間よりも長い時間に設定し、かつ、前記現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点で前記初期段階の閾値時間を標準の閾値時間よりも短い時間に変更する制御手段とを具備させたものである。
【００１３】
ここで、上記標準の閾値時間とは、前述した現像剤の自然落下が発生することを考慮しない場合（又はその自然落下が発生しないと仮定した場合）、異常検知手段による警告処理を行うべき適切な設定時間をいう。また、上記警告処理とは、現像剤補給装置内において前述したような認識が困難な故障（異常）が発生したことをユーザーに知らせたり、装置の保全を図るために必要な制御動作であればよく、具体的には、ユーザーに対して点検依頼を促すための警告表示を行ったり、画像形成（現像）のための機械動作を不能にしたりする処理である。
【００１４】
また、上記現像剤量把握手段は、補給貯蔵器内にある現像剤の量を実測するものであってもよいが、少なくとも異常検知手段における閾値時間を変更する際に目安とする補給貯蔵器内のトナー残量を予測検知できるものである。例えば、前記現像剤検知手段の検知情報、前記送出手段の作動時間の情報、又は、現像すべき画像の画素量（ピクセルカウント量）情報のうち少なくとも１つを利用して現像剤量を判別する手段である。
【００１５】
さらに、上記したような異常検知手段に具備させる現像剤量把握手段及び制御手段は、予備貯蔵器を有する現像剤補給装置を備えた前記現像装置に代えて、次のような現像剤補給装置を備えた現像装置における異常検知手段に具備させてもよい。すなわち、現像装置に補給するための補給用現像剤を貯蔵し、その現像剤を排出口にむけて搬送するように作動する搬送手段が配設された補給貯蔵器と、この補給貯蔵器の下方側において現像装置の現像剤収容部と接続され、その貯蔵器の排出口から排出される補給用現像剤を前記現像剤収容部にむけて送る接続供給路と、現像装置の現像剤収容部内の現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、この現像剤検知手段が現像剤有りと検知している間に、前記現像装置の現像剤収容部内における現像剤の消費予測量を累積係数し、その累積量が閾値量に達した時点で警告処理を実行する異常検知手段とからなる現像剤補給装置を備えた現像装置における異常検知手段に具備させてもよい。
【００１６】
この場合、制御手段は、異常検知手段の閾値量を初期段階では標準の閾値量よりも大きな値に設定し、かつ、前記現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点で前記初期段階の閾値量を標準の閾値量よりも小さな値に変更するものとなる。また、現像装置の現像剤収容部内における現像剤の消費予測量を累積係数するとは、例えば、その現像剤収容部内に配設された現像剤の搬送手段の動作時間、又は、その現像装置自体の駆動時間、又は、現像すべき画像の画素量を累積係数することをいい、このような時間や量を累積係数することにより現像剤収容部内における現像剤の消費量を予測する。
【００１７】
このような現像剤量把握手段及び制御手段を具備する異常検知手段をもつ現像剤補給装置を備えた現像装置によれば、異常検知手段は、初期段階では標準の閾値時間（量）よりも長い閾値時間（大きな値）にもとづいて作動し、現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点以降においてはその初期段階の閾値時間（量）に代えて標準の閾値時間（量）よりも短い閾値時間（小さな値）に基づいて作動する。
【００１８】
これにより、補給貯蔵器内に現像剤が十分あってその現像剤の予備貯蔵器への自然落下が発生しやすい時期には、異常検知手段が閾値時間に達して警告処理を実行するまでの（検知）時間が標準の閾値時間（量）の場合に比べて長くなるため、かかる自然落下に起因する従来のような誤検知が発生しにくくなる。また、補給貯蔵器内の現像剤が少なくなってその現像剤の自然落下が発生しにくい時期には、異常検知手段が閾値時間（量）に達して警告処理を実行するまでの（検知）時間が標準の場合に比べて短くなるため、検知手段等の故障のような認識が困難な故障が発生しても効率よく的確に対応することができる。この結果、補給貯蔵器内にある現像剤が消費し尽くされるまでの間は、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われるようになる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００２０】
［実施の形態１］
図１は、本発明を適用した現像装置を示すものである。この現像装置１は、現像剤（トナー）補給装置２を備えたものであり、そのトナー補給装置２は補給貯蔵器としてのトナーカートリッジ３と、予備貯蔵器としてのリザーブタンク４と、現像剤検知手段としてのトナーセンサ５と、異常検知手段としての異常検知装置６とでその主要部が構成されている。
【００２１】
トナーカートリッジ３は、中空の円筒形状からなる容器体３０であり、その内部には補給用の現像剤であるトナーＧが貯蔵され、そのトナーＧが消費されてほぼ無くなった時点で取り外されて新しいものと交換されるようになっている。また、このトナーカートリッジ３は、その一端側の下部にトナーＧを排出させるための排出口３１が開設されており、また、その容器内に排出口３１にむけてトナーＧを搬送するための搬送手段としてのアジテータ３２が回転可能に配設されている。このアジテータ３２は、線材を直線状の主軸３２ａを中心にして螺旋状に曲げ加工した構造のものであり、その主軸３２ａがカートリッジ３の装着時に回転伝達機構及び連結具を介してカートリッジ用駆動モータ３３と連結され、そのモータ３３の回転動力によりカートリッジ内で回転するようになっている。
【００２２】
リザーブタンク４は、トナーカートリッジ２の下方側の位置であってそのカートリッジ２と現像装置１との間に配設される所定形状からなる容器体４０であり、カートリッジ３から排出されて排出されるトナーＧを一時的に貯蔵し、補給が必要な時期に所定量だけ現像装置１側に供給するようになっている。このリザーブタンク４は、容器体４０の上部側にカートリッジ３の排出口３１と接続される受入口４１が、容器体４０の下部側に現像装置１のトナー収容部１ａ（図中の点線で示す部分）と直接に又はトナー搬送経路を介して接続される供給口４２がそれぞれ開設されており、また、その容器体４０の内部にはトナーＧを攪拌しながら現像装置のトナー収容部１ａ又はトナー搬送経路に送り出す送出手段としてのオーガ４３が回転可能に配設されている。このオーガ４３は、回転軸４３ａのまわりに線材を螺旋状に曲げ加工したものやあるいは螺旋状の回転羽根を形成したもので、その回転軸４３ａが回転伝達機構を介してリザーブタンク用駆動モータ（ディスペンスモータ）４４と連結され、そのモータ４４の回転動力によりタンク内で回転するようになっている。なお、このオーガ４３には必要に応じてトナーセンサ５のセンサ面を摺接するようにして清掃するための回転清掃棒を配設してもよい。図中の符号２１はカートリッジの排出口３１とリザーブタンクの受入口４１とを接続するための接続部材、２２はリザーブタンクの供給口４２と現像装置のトナー収容部又はトナー搬送経路とを接続するための接続部材である。
【００２３】
トナーセンサ５は、リザーブタンク４内のトナーの有無を検知するためのものであり、例えば圧電素子等からなるセンサが使用され、リザーブタンク４の容器体４０内部における受入口４１のほぼ下方側でかつ底面から所定の高さとなる位置にそのセンサ面が容器体内部に露出するような状態で配設される。そして、このトナーセンサ５の場合、そのセンサ面の周囲にトナーＧが存在しているときには「トナー有り」の検知信号を発信し、そのセンサ面の周囲にトナーＧが存在しないときには「トナーなし」の検知信号を発信するようになっている。
【００２４】
上記のカートリッジ用駆動モータ３３とリザーブタンク用駆動モータ４４は、駆動用コントローラ２５に接続されている。このコントローラ２５は、トナーセンサ５と接続されてそのセンサからの検知信号が入力されるようになっているとともに、図示しない本体制御部等と接続されてその制御部等からトナー補給要求等の必要な信号ＳＳが入力されるようになっている。そして、この駆動用コントローラ２５は、トナーセンサ５から「トナーなし」との検知信号を受信したときにカートリッジ用駆動モータ３３をそのセンサ５が「トナー有り」と検知するまで駆動させ、また、トナー補給要求信号を受信した場合にリザーブタンク用駆動モータ４４を所定時間だけ駆動させるように設定されている。
【００２５】
異常検知装置６は、基本的に、トナー補給装置２において確認が困難な不測の部品故障等のトラブル（異常）が発生したことを予測してその補給装置２の保全を図るための所要の警告処理を実行するものである。
【００２６】
この実施形態では、異常検知装置６は、トナーセンサ５と接続されてそのセンサからの検知信号が入力されるようになっているとともに、図示しない濃度検知装置等に接続されて画像濃度情報等のデータ信号Ｓが入力されるようになっている。また、この異常検知装置６は、駆動用コントローラ２５と接続されており、そのコントローラ２５からカートリッジ用駆動モータ３３及びリザーブタンク用駆動モータ４４の動作状態やその動作時間の情報を入力し、トナーセンサ５から「トナー有り」の検知信号が入力されている間はそのリザーブタンク用駆動モータ４４の動作時間について累積計測するようになっており、また、そのコントローラ２５に上記動作時間の累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したときには何らかの異常が発生したものとみなして駆動停止信号を送信するようになっている。さらに、この異常検知装置６は、液晶パネル等からなる表示装置７と接続されており、前述したように累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達した時点で何らかの異常が発生したものとみなして、警告処理としてトナー補給装置２等の点検を促すための警告表示を行うようになっている。
【００２７】
そして、この異常検知装置６には、さらに、リザーブタンク４内にあるトナーＧの量を把握する現像剤量把握手段としてのトナー量把握部６１と、異常検知装置６の前記閾値時間Ｅを初期段階では標準の閾値時間Ｅ０ よりも長い時間（Ｅ１）に設定し、かつ、トナー量把握部６１により把握されたトナー量が閾値量Ｑになった時点で初期段階における前記閾値時間（Ｅ１）を標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間（Ｅ２）に変更する制御手段としての閾値時間変更制御部６２とが具備されている。
【００２８】
上記トナー量把握部６１は、トナーセンサ５からの検知情報、即ち「トナー有り」又は「トナーなし」の情報を利用してリザーブタンク４内のトナー量を直接的に判別するように構成されている。一方、閾値時間変更制御部６２は、トナー量把握部６１にて把握されたトナー量が予め設定する閾値量Ｑ（この実施形態では、「トナーなし」との検知信号が連続１０回得られるとき）に達するか否かを検知し、その閾値量になった時点で初期段階の閾値時間（Ｅ１）を標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間（Ｅ２）に変更するようになっている。また、この変更制御部６２は、トナーカートリッジ３内のトナーＧが消費し尽くされて新しいカートリッジに交換された後に、トナーセンサ５により最初に「トナー有り」と検知された時点で、その変更した閾値時間（Ｅ２）を再び初期段階の閾値時間（Ｅ１）に変更するようになっている。
【００２９】
標準の閾値時間Ｅ０ は、前述したようにトナーカートリッジ４内においてトナーＧの自然落下が発生することを考慮しない場合（又はその自然落下が発生しないと仮定した場合）、異常検知装置６による警告処理を行うべき適切な設定時間である。そして、トナーカートリッジ４において発生する自然落下するトナー量は、トナーカートリッジ３とリザーブタンク４の各構成等によっても異なるが、一般的には、図５に示すようにカートリッジ４内にトナーＧが満タン状態に近く十分にあるときほど多く、そのトナーＧが空状態に近く少ないほど少なくなる。このような関係から、一般に、初期段階の閾値時間Ｅ１は標準の閾値時間Ｅ０ に対して２〜３倍程度の長い時間とし、一方、変更後の閾値時間Ｅ２は標準の閾値時間Ｅ０ に対して１／２〜１／３倍程度の短い時間とすることが好ましい。
【００３０】
この実施形態では、トナーカートリッジ４として直径が１００ｍｍ、トナー収容量が８６０ｇの円筒容器体からなるものを使用し、リザーブタンク４として容量が約１５０ｇの容器体を使用した場合、初期段階の閾値時間Ｅ１を「５００ｓｅｃ」、変更後の閾値時間Ｅ２を「７５ｓｅｃ」としている。ちなみに、この場合、標準の閾値時間Ｅ０ は約２００ｓｅｃとなる。
【００３１】
次に、この現像装置におけるトナー補給装置２の動作について説明する。
【００３２】
初めに基本的なトナーの補給動作について説明すると、画像形成時において現像装置１が作動することにより図示しない感光体等の像担持体に形成された静電潜像が現像装置１から供給されるトナーにより現像され、この現像工程を繰り返すにつれて現像装置のトナー収容部１ａ内のトナーが徐々に消費されるが、この間、駆動用コントローラ２５に画像濃度に関する情報信号Ｓが入力される。
【００３３】
そして、その情報信号からトナーの補給が必要であると判断された場合には、図１や図２に示すように、コントローラ２５によってディスペンスモータ４４が補給量に応じた時間だけ駆動させられる。これにより、オーガ４３が回転して、リザーブタンク４内のトナーＧがオーガ４３の送り出し作用により供給口４２から現像装置のトナー収容部又はトナー搬送経路に送り出されて補給される。このリザーブタンク４からのトナー補給により、そのタンク４内のトナー量は次第に少なくなる。
【００３４】
一方、画像形成が行われている間は、トナーセンサ５によりリザーブタンク４内にトナーＧが所定量以上あるか否かが検知される。この際、「トナーなし」と検知されると、図１や図２に示すように、その検知信号が駆動用コントローラ２５へ送られた後、そのコントローラ２５によってカートリッジ用駆動モータ３３が駆動させられる。これにより、アジテータ３２が回転して、カートリッジ３内のトナーＧがアジテータ３２の搬送力により排出口３１にむけて徐々に搬送されるとともにその排出口３１から送り出されてリザーブタンク４内に落下するような状態で供給される。そして、このリザーブタンク４へのトナー供給によりトナーセンサ５が「トナー有り」と検知した時点で、駆動用コントローラ２５がカートリッジ用駆動モータ３３を停止させる。
【００３５】
そして、このトナー補給装置２においては、トナーセンサ５から「トナー有り」との検知信号が発信されている間は次のような動作が行われる。
【００３６】
すなわち、図２や図３に示すように、トナーセンサ５による検知が行われている際（ステップ１：Ｓ１）、「トナー有り」との検知信号が発信されている間は、その検知信号は駆動用コントローラ２５に加えて異常検知装置６にも送られる。この「トナー有り」との検知信号が入力されている間、異常検知装置６では、駆動用コントローラ２５からの入力情報により前記したカートリッジ用駆動モータ３３が「トナーなし」との検知信号を受信した際に駆動したか否かを検知している（Ｓ２）。このときカートリッジ用駆動モータ３３が駆動していないと検知された場合には、リザーブタンク用駆動モータ（ディスペンスモータ）４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）を累積カウントし始める（Ｓ３）。一方、このとき駆動モータ３３が駆動していると検知された場合には、それまでのディスペンスモータ４４の動作時間Ｔのカウント値がリセットされる（Ｓ４）。
【００３７】
そして、異常検知装置６では、そのディスペンスモータ４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）を累積カウントした累積時間Ｔが予め設定されている初期段階の閾値時間Ｅ１になっているか否かが判断され（Ｓ５）、その累積時間Ｔが初期段階の閾値時間Ｅ１（Ｔｍ ＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・＋ｔｍ−１ ＋ｔｍ ＝５００ｓｅｃ）に達した場合には、何らかのトラブル（トナーセンサ５の故障、カートリッジ用駆動モータ３３の故障など）が発生したものとみなして所定の警告処理が実行される（Ｓ６）。このときの警告処理としては、例えば表示装置７に「サービスコールを依頼してください」等の警告表示を行ったり、あるいは、現像装置等の保全すべき構成部品の動作をすべて不可にするような処理を行う。これにより、トナー補給装置の保全が図れるとともに、サービスコールによる点検作業によりトラブルの発生原因が究明されて適切に排除され、再び、正常なトナーの補給動作を復帰させることが可能となる。
【００３８】
ここで、異常検知装置６における初期段階の閾値時間Ｅ１については標準の閾値時間Ｅ０ よりも長い時間に設定されているため、図２に示すように、トナーカートリッジ３内にトナーＧが十分にある初期段階においてトナーＧがリザーブタンク４へ自然落下してトナーセンサ５が「トナー有り」の検知信号を平常時（トナーの自然落下がないとき）よりも長い間発信し続けるようなことが発生しても、標準の閾値時間Ｅ０ を採用した場合のように故障等のトラブルが発生していないにもかかわらず警告処理を実行してしまうという従来のような誤検知（動作）の発生を少なくすることができる。
【００３９】
一方、ステップ１においてトナーセンサ５による「トナーなし」の検知信号が発信されると、図２や図３に示すように、カートリッジ駆動用モータ３３が回転駆動され（Ｓ２０）、また、その「トナーなし」の検知信号を累積カウントして（Ｓ２１）、そのカウントした値が連続して１０回になったか否かが判断される（Ｓ２２）。このとき、その検知信号が連続して１０回発信されると、図２や図３に示すように、その検知信号が異常検知装置６におけるトナー量把握部６１に入力され、これをきっかけにして同検知装置６における閾値時間変更制御部６２により初期段階の閾値時間Ｅ１が「閾値時間Ｅ２」に変更される（Ｓ７）。これにより、その後においては、異常検知装置６における累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したか否かの判別は、閾値時間Ｅ２のもとで行われることになる。また、このとき、その検知信号が連続して１０回になっていない場合は、トナーセンサ５による検知が行われる（Ｓ１）。
【００４０】
このように閾値時間Ｅが変更されると、異常検知装置６においては、現像装置１が使用されている画像形成装置の作業用外装カバーの開閉動作を検知するインターロックスイッチＳＷやその画像形成装置の電源スイッチＳＷがオン／オフ動作されたか否かが判断される（Ｓ８）。
【００４１】
この際、オン／オフ動作がないと判断された場合には、トナーセンサ５によるトナーの有無が検知される（Ｓ９）。そして、ここで「トナーなし」と検知された場合には、再びステップ８に戻されて各スイッチのオン／オフ動作の有無について判断されるが、「トナー有り」と検知された場合には、異常検知装置６によるディスペンスモータ４４の動作時間（ｔ１ ，ｔ２ ，・・）の累積カウントが開始される（Ｓ１０）。
【００４２】
異常検知装置６では、その累積カウントした累積時間Ｔが変更された閾値時間Ｅ２になっているか否かが判断され（Ｓ１１）、その累積時間Ｔが閾値時間Ｅ２（Ｔｒ ＝ｔ１ ＋ｔ２ ＋・・・＋ｔｒ ＝７５ｓｅｃ）に達した場合には、何らかのトラブルが発生したものとみなして前述したような所定の警告処理が同様に実行される（Ｓ６）。しかし、その累積時間Ｔが閾値時間Ｅ２になっていない段階ではステップ８に再び戻される。
【００４３】
ここで、異常検知装置６における変更された閾値時間Ｅ２については標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い時間に設定されているため、図２に示すように、トナーカートリッジ３内にトナーＧが少なくなった段階において比較的早期にトラブルが発生しても、素早く検知して警告処理を行い、そのトラブルの原因も迅速に排除することができる。このため、標準の閾値時間Ｅ０ を採用した場合のように、トナー補給装置２においてトラブルが既に発生しているにもかかわらずそのトラブル発生の予測が遅くなり迅速な警告処理が実行できない場合が発生し、この結果、トナーが正常に補給されず、そのトラブルの原因の究明や排除が行われる前にトナー不足による従来例のような画質不良（白抜けや濃度低下など）が発生してしまうという不具合を回避することができる。
【００４４】
また、ステップ８において、各スイッチのオン／オフ動作がありと判断された場合には、トナーカートリッジ３内のトナーＧが消費されてなくなり新しいカートリッジ３と交換されたものと認定し、駆動用コントローラ２５によってカートリッジ用駆動モータ３３が駆動される（Ｓ１２）。これにより、その新しいカートリッジ３からリザーブタンク４へ新たなトナーＧが供給される。
【００４５】
そして、その後、トナーセンサ５によるトナーの有無が検知され（Ｓ１３）、この際「トナーなし」と検知されると、再びステップ８に戻されるが、「トナー有り」と検知されると、その検知信号が異常検知装置６におけるトナー量把握部６１に入力され、これをきっかけにして同検知装置６における閾値時間変更制御部６２により初期段階の閾値時間Ｅ２が「閾値時間Ｅ１」に再び変更される（Ｓ１４）。これにより、その後においては、異常検知装置６における累積時間Ｔが閾値時間Ｅに達したか否かの判別は、初期段階における閾値時間Ｅ１のもとで行われることになる。
【００４６】
また、この際、それまでのディスペンスモータ４４の動作時間Ｔのカウント値についても同時にリセットされる（Ｓ１５）。その後は、以上の各動作が同様に繰り返されることになる。
【００４７】
図４は、本発明を適用した他の現像装置を示すものである。この現像装置１は、現像剤（トナー）補給装置２０を備えたものであり、そのトナー補給装置２０が、リザーブタンクを有しておらず、補給貯蔵器としてのトナーカートリッジ３と、そのカートリッジ３からトナーＧを現像装置のトナー収容部１ａにむけて送る接続供給路としての接続部材２３と、現像剤検知手段としてのトナーセンサ５と、異常検知手段としての異常検知装置６とでその主要部が構成され、また、トナーセンサ５を現像装置のトナー収容部１ａ内又はトナー搬送経路内に配設した以外は実施の形態１に係る現像装置と同じ構成からなるものである。
【００４８】
そして、このタイプのトナー補給装置２０も、その動作については以下の点で異なるのみで実施の形態１のトナー補給装置２の動作内容とほぼ同様である。すなわち、図２のタイミングチャートでは、リザーブタンク用駆動モータの動作がなく、その駆動モータの動作時間カウントに代えて、例えば現像装置１の駆動時間や画像形成枚数や画像の画素数等のカウントを行うようにした点で異なる。また、図３のフローチャートでは、ステップ３及びステップ１０において上記した各値のいずれかのカウントをするようにし、また、ステップ４及びステップ１５において上記カウントのリセットをするようにした点で異なる。
【００４９】
従って、この実施の形態に係る現像装置においても、実施の形態１に係る現像装置の場合とほぼ同様にして、トナーの補給がなされるとともに、トナーセンサ５により「トナー有り」と検知されたときの動作が行われる。しかも、異常検知装置６における閾値（時間、枚数、量など）Ｅの初期段階の値Ｅ１の設定や、その後における閾値Ｅの変更についても同様にして行われる。
【００５０】
［他の実施の形態］
実施の形態１、２では、トナー量把握部６１は、トナーセンサ５からの検知情報を利用してトナー量を判別するようにしたが、本発明では、この他にも、例えば、リザーブタンク４内のオーガ４３（ディスペンスモータ４４）の作動時間Ｔの累積情報や、現像すべき画像の画素量（ピクセルカウント量）の累積情報を利用し、その各時間や画素量が判別すべきトナー量に相当する閾値に達した時点で、トナー量を判別するように構成してもよい。また、トナー量把握部６１は、トナーセンサ５の検知情報、オーガ４３の作動累積時間の情報、及び、画素量の情報を複数組み合わせて利用してトナー量を判別するように構成してもよい。
【００５１】
また、実施の形態１、２では、補給貯蔵器として交換使用されるトナーカートリッジ３を例示したが、本発明では、固定されたトナーホッパー等であっても同様に適用することが可能である。
【００５２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、トナーカートリッジ等の補給貯蔵器からの補給用現像剤の自然落下現象が発生することがあっても、その補給貯蔵器内にある現像剤を消費し尽くすまでの間、誤検知などによる稼働時間のロスもなく、より安定した現像剤の補給が行われるようになる。この結果、この現像装置を使用した場合には、トナー不足による白抜けや濃度低下等の画像不良が発生しない、良好な現像ひいては画像形成を安定して行うことができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１に係る現像装置（トナー補給装置）の要部概要図である。
【図２】トナー補給装置の動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【図３】トナー補給装置の動作内容を示すフローチャートである。
【図４】実施の形態２に係る現像装置（トナー補給装置）の要部概要図である。
【図５】自然落下するトナー量とカートリッジ内のトナー残量との関係を示す相関図である。
【図６】従来のトナー補給装置を備えた現像装置の概要図である。
【図７】図７のトナー補給装置と対策案の各動作タイミングを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
１…現像装置、１ａ…トナー収容部、２、２０…トナー補給装置、３…トナーカートリッジ（補給貯蔵器）、４…リザーブタンク（予備貯蔵器）、５…トナーセンサ（現像剤検知手段）、６…異常検知装置、２３…接続部材（接続供給路）、３１…排出口、３２…アジテータ（搬送手段）、４３…オーガ（送出手段）、６１…トナー量把握部（現像剤量把握手段）、６２…閾値時間変更制御部（制御手段）、Ｇ…補給用トナー、Ｅ…閾値時間、Ｅ０ …標準の閾値時間、Ｅ１…初期段階の閾値時間、Ｅ２…標準の閾値時間Ｅ０ よりも短い閾値時間。
Claims (2)
- 現像装置に補給するための補給用現像剤を貯蔵し、その現像剤を排出口にむけて搬送するように作動する搬送手段が配設された補給貯蔵器と、
この補給貯蔵器の下方側に配設され、その貯蔵器の排出口から排出されて供給される補給用現像剤を一時的に貯蔵し、その現像剤を現像装置の現像剤収容部にむけて送り出すように作動する送出手段が配設された予備貯蔵器と、
この予備貯蔵器内の補給用現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、
この現像剤検知手段が現像剤有りと検知している間に、前記予備貯蔵器の搬送手段の動作時間を累積計数し、その累積時間が閾値時間に達した時点で警告処理を実行する異常検知手段と
からなる現像剤補給装置を備えた現像装置において、
前記現像剤補給装置の異常検知手段に、
前記補給貯蔵器内にある補給用現像剤の残量を予測検知して把握する現像剤量把握手段と、
前記異常検知手段の閾値時間を初期段階では標準の閾値時間よりも長い時間に設定し、かつ、前記現像剤量把握手段により把握された現像剤量が閾値量になった時点で前記初期段階の閾値時間を標準の閾値時間よりも短い時間に変更する制御手段と
を具備させたことを特徴とする現像装置。 - 請求項１記載の現像装置において、
現像剤量把握手段は、前記現像剤検知手段の検知情報、前記送出手段の作動時間の情報及び現像すべき画像の画素量情報のうち少なくとも１つを利用して現像剤量を判別する手段であることを特徴とする現像装置。
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