JP5095236B2

JP5095236B2 - 画像形成装置

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Inventors: 実和田; 寿向高
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Description

本発明は、一成分トナーを用いて画像を形成する画像形成装置に関する。

近年、環境問題及び資源の有効活用の観点から、従来使い捨てであった部品等の長寿命化が図られている。画像形成装置においても同様で、トナーがなくなれば捨てられて新品と交換されていた現像器にトナーを追加供給することで、現像器の使用期間を延ばそうとする試みがなされている。

特許文献１には、二成分現像剤を用いる画像形成装置において、画像形成装置内に設けられたトナーホッパ又はトナーボトル（以下、トナーホッパ等と称する）から現像スリーブにトナーを補給すると共に、充填部内のトナーの減りに合わせて、画像形成装置外に設けられた流動化装置がトナーホッパ等にトナーを充填することが記載されている。また、特許文献１には、トナーホッパ等のトナーの満杯を検知するセンサを設け、コピーを開始してからのトナーホッパからのトナー補給時間を計時して、その計時時間が所定時間すなわちトナー欠乏に相当する時間に達したときにはトナーエンド警報を行うと共に流動化装置を始動させて新規トナーをトナーホッパ等に供給することが記載されている。

これまで、一成分トナーの現像器へのトナー供給の方法としては、現像器内のトナー残量を残量検知センサで検知し、残量が下限値を下回ったときに現像器と直結したトナーコンテナを駆動し、トナーの追加補給動作を行うという形態が一般的であった。
特開２００３−２２３０４５号公報（２００３年８月８日公開）

しかし、省スペースの要望から現像器を小型化した場合においては、上述のように下限値を定めて供給を開始する方式を採用すると、供給前に現像器内のトナー残量が著しく少なくなってしまう。そのため、供給された新しいトナーが現像ローラ上に直行することで筋状のムラが現れたり、現像器内で新しいトナーの比率が高くなることで現像器内に残留していたトナーが荷電不良になってカブリが発生したり、という画像不良が起きることがあった。このため、小型化された現像器内において、現像器内の古いトナーの割合を比較的高い状態に保つような機構が必要とされている。

本発明は、上記従来の問題点に鑑み、トナー供給を行っても画像不良が起きにくい画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明は、一成分トナーを収容するトナーコンテナを着脱可能である画像形成装置であって、一成分トナーを用いて画像を現像する現像器と、上記現像器内のトナー量を検知するトナー量検知部と、上記現像器に上記トナーコンテナからトナーを供給するトナー供給部と、上記トナー供給部の動作を制御するトナー供給制御部と、を備え、上記トナー供給制御部は、上記トナーコンテナが交換されてから所定期間は、トナー供給1回当たりに予め決められた量のトナーを供給する第一モードを実行し、上記トナー量検知部による検知結果が上記現像器内のトナー量が基準値に達したことを初めて示した後かつ上記トナーコンテナの交換までは、トナー供給１回当たりに上記トナー量検知部による検知結果が上記現像器内のトナー量が上記基準値に達したことを示すまでトナーを供給する第二モードを実行するよう、上記トナー供給部を制御する構成である。

このように、上記画像形成装置は、第一モードによって、トナー交換直後に現像器に多量のトナーが供給されるのを防ぐことができる。つまり、第一モードという定量的な供給モードを有することで、トナー交換後の現像器内の古いトナーの割合を比較的高く保つことができる。その結果、供給された新しいトナーが現像ローラ上に直行することで筋状のムラが現れたり、現像器内で新しいトナーの比率が高くなることで現像器内に残留していたトナーが荷電不良になってカブリが発生したり、という画像不良が起きにくくなる。

また、第２発明は、上記第一モードによるトナー供給は、上記トナーコンテナを交換後、上記トナー量検知部による検知結果が上記現像器内のトナー量が基準値に達したことを初めて示すまで行われる。

第３発明は、上記第一モードによるトナー供給は、上記トナーコンテナ交換後、所定回数行われる。

第４の発明は、第１〜第３のいずれか１つの画像形成装置であって、上記トナー供給制御部が、第一モードによる第２回目以降の各回のトナー供給を、上記現像器内のトナー量が、前回のトナー供給終了時の現像器内のトナー量よりも多いときに終了するようになっている構成である。

上記構成によると、第一モードによるトナー供給毎に上記現像器内のトナー量を増加させることができるので、第二モードに移行しやすい。

第５の発明は、第１〜第４のいずれか１つの画像形成装置であって、上記トナー供給制御部は、第一モードによる第２回目以降の各回のトナー供給を、上記現像器内のトナー量が、前回のトナー供給開始時の現像器内のトナー量よりも多いときに開始するようになっている構成である。

上記構成によると、（新しいトナー／古いトナー）の値を大きく増加させないという効果をより顕著に奏することができる。

第６の発明は、第１〜第５のいずれか１つの画像形成装置であって、上記トナー量検出部は、現像器内に光を照射する発光部と、上記発光部からの光を検出する受光部とを備え、上記受光部での受光量に基づいてトナー量を検出するようになっている構成である。

トナー量検出部がこのように受光部での受光量に基づいてトナー量を検出する構成であると、トナーコンテナ交換後、トナー供給の回数を重ねる毎に、実際のトナー量とトナー量検出部の検出結果との間の誤差が大きくなり、トナー量検出部の検出結果は実際のトナー量よりも少なくなる傾向にある。その結果、トナーコンテナ交換直後のトナー供給では、それまでのトナー供給よりも１回で供給するトナー量が多くなりやすい。つまり、トナーコンテナ交換直後には、現像器内で新しいトナーの占める割合が高くなりやすい。従って、このような光センサユニットを用いる構成では、本発明の効果がより顕著になる。

上記課題は、コンピュータを、第１〜第６のいずれか１つの画像形成装置のトナー供給制御部として機能させる請求項７のプログラムによっても解決可能である。

本発明の画像形成装置は、第一モードによりトナーを供給することで、トナー交換直後に現像器に多量のトナーが供給されるのを防ぐことができる。つまり、第一モードという定量的な供給モードを有することで、トナー交換後の現像器内の古いトナーの割合を比較的高く保つことができる。その結果、供給された新しいトナーが現像ローラ上に直行することで筋状のムラが現れたり、現像器内で新しいトナーの比率が高くなることで現像器内に残留していたトナーが荷電不良になってカブリが発生したり、という画像不良が起きにくくなる。また、本発明のプログラムは、第一モードと第二モードとを画像形成装置に実行させることで、同様の効果を奏する。

本発明の実施の一形態について、以下、図面を参照して説明する。以下では、本発明の画像形成装置をカラープリンタとして実施する場合の形態について説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。また、以下の説明で特に言及しない構成については、従来公知の技術を好適に利用することができる。

〔１〕画像形成装置の概要
図１に、本実施の形態の画像形成装置１００の画像形成部の正面図を示す。

本実施形態の画像形成装置１００は、図１に示すように、矢印で示す方向に回転可能な感光体ドラム（像担持体）１を備えると共に、感光体ドラム１の周囲にその回転方向に沿って、感光体ドラム１を帯電させる帯電ローラ２、感光体ドラム１上に光を照射することで静電潜像を形成するレーザユニット３、静電潜像をトナー像として現像する現像装置４、感光体ドラム１上のトナー像を一次転写する中間転写装置５、一次転写後の感光体ドラム１上の残留トナーを除去するクリーニング装置６を備える。また、画像形成装置１００は、一次転写後のトナー像を用紙上に二次転写する二次転写装置７、二次転写後の用紙上にトナー像を定着させる定着装置８、用紙を図示しない用紙収容部から、二次転写装置７、定着装置８を通って画像形成装置１００外に排出する搬送ベルト９、ホッパ４２にトナーを補給するトナー供給装置２０（トナー供給部）、ホッパ４２内のトナー満杯を検知するトナーセンサである光センサユニット６０等を備える。

感光体ドラム１は、静電潜像を担持可能であればよく、その構成は特に限定されるものではない。感光体ドラム１としては、従来の電子写真方式の画像形成装置に利用されてきた感光体ドラムを好適に利用することができる。

帯電ローラ２は、図示しない帯電バイアス印加部から電圧を印加され、感光体ドラム１に摺接することで、感光体ドラム１表面を、トナーと同極性に一様に帯電させる。本実施形態ではトナー及び感光体ドラム１は正極性に帯電するものとする。なお、帯電ローラ２に代えて、感光体ドラム１表面を帯電させることができる従来公知の帯電部材を適宜用いることができる。

レーザユニット３は、レーザ光源及び可動のミラー等を備える。レーザユニット３はレーザ光源からの光をミラーによって反射させ、帯電ローラ２によって帯電された感光体ドラム１の表面をこの光で除電することで、画像データに基づいた静電潜像を形成する。

現像装置４は所謂ロータリー式の現像装置であって、感光体ドラム１の回転軸に平行な回転軸４ａを備え、回転軸の周囲に４つの現像器４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）が、この順に設けられている。さらに、現像装置４は回転軸４ａに平行な円柱形である回転体４ｂを備え、回転体４ｂは、４つの現像器４１を保持した状態で回転軸４ａの周りを回転可能である。

現像器４１はそれぞれ筐体４１ａを備え、筐体４１ａ内には、トナーを収容するホッパ４２、ホッパ４２内に設けられた撹拌部４３、感光体ドラム１に対向するように設けられ、感光体ドラム１上にトナーを搬送する現像ローラ４４、現像器４１外部からホッパ４２内にトナーを供給するための供給口４５を備える。これらの部材の詳細については図２等を参照して後述する。現像時には、現像装置４が、回転によって４つの現像器４１を順次現像位置に配する。現像位置とは、現像器４１の現像ローラ４４が、感光体ドラム１に対して一定のギャップを持って対向するように保持される位置である。

中間転写装置５は、矢印方向に移動可能な中間転写ベルト５１、感光体ドラム１との間に中間転写ベルト５１を挟むように設けられた中間転写ローラ５２、中間転写ベルト５１の移動方向において二次転写部７より下流に設けられたクリーニング部材５３を備える。

一次転写時には、中間転写ローラ５２の表面電位は、感光体ドラム１の表面電位と逆極性に設定される。この中間転写ローラ５２の表面電位によってトナー像が感光体ドラム１から中間転写ベルト５１に一次転写される。上記現像装置４による現像および中間転写ローラ５２による一次転写が、４色のトナーについて順次実行されることで、中間転写ベルト５１上に４色のトナー画像が重ね合わされる。

クリーニング装置６は、一次転写後に感光体ドラム１上に残留するトナーを除去する。クリーニング装置６については、ブレード状、ロールブラシ状等、適宜その形態を変更することができる。

定着装置８は、搬送ベルト９の移動方向において二次転写装置７より下流に設けられており、熱圧着によって用紙上にトナー像を定着させる。

トナー供給装置２０は、４色のトナーをそれぞれ収容し、画像形成装置本体１０１に対して着脱可能である４つのトナーコンテナ２１（２１Ｋ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ）と、補給口４５に挿入され、各コンテナから対応する現像器４１にトナーを送る４つのパイプ２２（２２Ｋ、２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ）とを備える。現像器４１が回転移動するのに対して、トナー補給装置２０は画像形成装置本体１０１に固定されている。４つのトナーコンテナ２１及びパイプ２２は、回転軸４ａに平行な方向、つまり図１の紙面に垂直な方向に並べられているので、図１ではこれらのうちの一つのトナーコンテナ及びパイプのみを示し、他のトナーコンテナ及びパイプについては図示を省略する。

本実施形態では、トナー補給装置２０は、４つの現像器４１のうち現像位置にある現像器のホッパ４２にトナーを補給するようになっている。つまり、現像位置と供給位置とは同一である。本発明はこれに限定されるものではなく、トナー補給装置２０は現像位置以外に位置する現像器４１にトナーを補給するものであってもよい。トナー補給装置２０の構造及び動作の詳細については、後述する。

〔２〕現像器４１及び光センサユニット６０
次に、図２〜４を参照して、現像器４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）についてより詳しく説明する。図２は現像装置４の回転軸４ａに垂直な平面における現像器４１の要部構成を示す断面図であり、図３は現像器４１の内部構造を示す斜視図であり、図４は現像装置４の回転軸４ａに平行な平面における現像器４１の要部構成を示す断面図である。

図１〜３に示すように、現像器４１は、上述した部材に加えて、筐体４１ａ内にさらに、供給ローラ４６、規制部材４７、シール部材４８、弾性部材４９、第一ライトガイド８１、第二ライトガイド８２、およびライトガイドのクリーニング装置８３等を備える。

供給ローラ４６は、ウレタン等からなるスポンジ状の回転可能なローラであり、現像ローラ４１と撹拌部４３との間に、現像ローラ４１と接触するように設けられる。

規制部材４６は、供給ローラ４６と現像ローラ４１とが最接近する位置よりも現像ローラ４１の回転方向において下流で、現像ローラ４１と最接近するように設けられている。規制部材４６と現像ローラ４１との間には、所定の間隔が設けられる。

シール部材４８は、現像ローラ４４の感光体ドラム１と最接近する部分よりも現像ローラ４４の回転方向の下流、かつ供給ローラと最接近する部分よりも上流で、現像ローラ４８と最接近するように、筐体４１ａと現像ローラ４４との間に設けられる。

上述の撹拌部４３は、撹拌軸４３ａと、撹拌軸４３ａに固定された攪拌羽根４３ｂとを備える。撹拌羽根４３ｂとしては、例えば１００μｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルムを利用することができる。撹拌部４３は、供給ローラ４６側にトナーを送り込むとともに、ホッパ４２内のトナーを攪拌して流動させ、トナーをホッパ４２内に均等に分布させる。

現像時には、上述したように、現像装置４の回転によって、必要な色のトナーを収容した現像器４１が現像位置に配される。現像ローラ４４は、トナーと逆極性（本実施形態では負極性）に帯電することで、トナーをその表面に引き付けることができる。供給ローラ４３は現像ローラ４４にトナーを供給し、規制部材４７は現像ローラ４４上のトナー量を規制すると共に、トナーを帯電させる。現像ローラ４４の回転によって感光体ドラム１上にはトナーが搬送され、シール部材４８は、現像ローラ４４に現像後も残留するトナーが筐体４１ａ内に戻ることを防ぐ。

弾性部材４９は、ホッパ４２に対して回転軸４ａとは逆側に配されており、ホッパ４２を筐体４１ａの外部から遮断する。弾性部材４９は、現像器４１にそれぞれ１つずつ設けられている。各弾性部材４９には、トナー供給装置２０のパイプ２２を挿入するための切込みとして、上述の補給口４５が設けられている。

弾性部材４９は、補給口９１からトナー槽中のトナーが流出しないように、また、パイプ２２を挿入することが可能であるように、適度な弾性を備えていればよい。このような弾性部材としては特に限定されるものではないが、具体的には、ウレタンが好適である。

なお、本実施形態では補給口４５は弾性部材に設けられた切り込みであるとしたが、本発明はこれに限定されない。補給口は、現像器外部から現像器内部へとトナーを導くことができる構成であればよく、例えば外部からはトナーを補給できるが、内部のトナーを流出させないような弁構造等の技術を利用することができる。

第一ライトガイド８１は、透光性を有する透光部８１１、並びに、透光部８１１に設けられた入射面８１２および出射面８１３を備える。入射面８１２は現像器４０の外部に、出射面８１３はホッパ４２内に設けられている。

また、第二ライトガイド８２は、透光性を有する透光部８２１、並びに透光部８２１に設けられた入射面８２２および出射面８２３を備える。入射面８２２は、ホッパ４２内で、現像器４０の短手方向（回転軸４ａに垂直な方向）において出射面８１３と対向するように設けられている。出射面８２３は、第一ライトガイド８１の入射面８１２と同じく現像器４１の外部に配されている。出射面８１３と入射面８２２とに挟まれた空間を、検知領域と称する。

光センサユニット６０は、光源６１及び受光部６２を備える。光源６１及び受光部６２は、どちらも現像器４１外部に設けられり、トナー量検知時には、光センサユニット６０は光源６１から光を出射し、その光は、第一ライトガイドの入射面８１２に入射し、透光部８１１を通って出射面８１３からトナー槽４９内へ出射される。この出射された光は第二ライトガイドの入射面８２２に入射し、透光部８２１を通って現像器４０の外部へ導かれ、出射面８２３から出射される。出射面８２３からの光は、光センサユニット６０の受光部６２に入射する。

つまり、ホッパ４２内の長手方向（回転軸４ａに平行な方向）における端部付近には第一及び第二ライトガイド（８１、８２）が設けられており、現像器４１外の光は第一ライトガイド８１によりホッパ４２内部に導かれ、上述の検知領域を通過した光が第二ライトガイド８２により、現像器４１外部に設けられた受光部６２に導かれるようになっている。トナーによって出射面８１３と入射面８２２との間の光が遮られると、光センサの受光部６２における受光量が低下する。受光部６２は受光量に応じた出力値を示す。

クリーニング装置８３は、第一ライトガイド清掃部材８３ａと、第二ライトガイド清掃部材８３ｂと、第一及び第二ライトガイド清掃部材（８３ａ、８３ｂ）を保持して回転することで出射面８１３及び入射面８２２を第一及び第二ライトガイド清掃部材（８３ａ、８３ｂ）によって清拭する回転部８３ｃと、を備える。出射面８１３及び入射面８２２にトナーが付着すると検出精度が落ちるが、このクリーニング装置８３によって出射面８１３及び入射面８２２からトナーを除去することができるので、トナー量検知をより精度よく行うことができる。

〔３〕トナー補給装置２０
トナー補給装置２０について、図５を参照して説明する。図５は、トナー補給装置２０の要部構成を示す正面図である。

トナー補給装置２０は、上述した各トナーコンテナ２１内に設けられた撹拌羽根２３、各パイプ２２内にそれぞれ設けられた補給スクリュー２４を備える。撹拌羽根２３は、トナーコンテナ２１内のトナーを撹拌すると共に、パイプ２２にこのトナーを送り込む。補給スクリュー２４はパイプ２２内のトナーをパイプの開口部から外部へ送り出す。

〔４〕制御系
図６に基づいて、画像形成装置１００の制御機構について説明する。図６は、画像形成装置１００の要部構成を示すブロック図である。

図６に示すように、画像形成装置１００は、上述した部材の他に、画像形成装置１００の各部材の動作を制御する制御装置１０、コンテナが交換されたことを検知するコンテナ交換センサ７０、画像のドット数をカウントするドットカウンタ８０、液晶表示パネル等を備えて各種情報をユーザに提示する表示部８１、トナーコンテナ２１内のトナー量を検知するコンテナ内トナー残量検知部７１、現像ローラ４４等の現像器４１内の部材を駆動して現像動作を実行する現像駆動部４４、回転体４ｂを回転させる回転駆動部４５等を備える。

また、トナー供給装置２０は、撹拌羽根２３及び撹拌スクリュー２４等を一定速度で動作するように駆動することで、トナーコンテナ２１から現像器４１にトナーを移動させる供給駆動部２６、パイプ２２を図５の矢印方向に移動させることでトナーを供給すべき現像器４１の供給口４５にパイプを挿入したり、供給口４５から外れた退避位置に移動させたりするパイプ移動部２５等を備える。

制御装置１０は特に、トナー供給装置２０の動作を制御するトナー供給制御部１１、トナー供給開始から所定時間を計測するタイマ１２、表示部８１の動作を制御する表示制御部１４、現像駆動部４４及び回転駆動部４５等を制御する現像制御部１５、トナーコンテナ２１の交換時期を判断するコンテナ交換決定部１６、ドットカウンタ８０のカウント結果から印字率を積算する印字率積算部１７、印字率積算部の積算結果からトナー消費量を算出するトナー消費量算出部１８等を備える。

以上の各部の動作については後述する。

〔５〕トナー供給動作
本実施形態の画像形成装置１００で実行されるトナー供給には、トナーコンテナ２１交換直後から所定期間行われる定量供給モードと、上記所定期間経過後に行われる通常モードとがある。以下に具体的に述べる。なお、以下で特に断らない場合、“トナー供給”という文言は、定量供給モード及び通常モードの両方を含むことがある。

（5-1）トナー消費量取得
印字動作によって消費されるトナーの量を取得し、トナー供給の要否を判断する方法について、図７のフローチャートを参照して説明する。

制御装置１０の制御の下、画像データに基づいて、図１に示す各部を用いて印字が行われると、印字率積算部１７がドットカウンタ８０のカウント値から印字率を積算し、前回トナー供給装置２０によるトナー供給を行ってから現在までの積算値を算出する（Ｓ１、Ｓ２）。この印字率の積算値に基づいて、トナー消費量算出部１８が、トナー消費量を算出する（Ｓ３）。このトナー消費量の算出結果が所定値に達すると（Ｓ４でＹｅｓ）、トナー供給が実行される。このとき、トナー供給制御部１１は、定量供給モードフラグがＯＮとなっていれば定量供給モードによるトナー供給を実行し、定量供給モードフラグがＯＦＦとなっていれば通常モードによるトナー供給を実行する（Ｓ５でＹｅｓ→Ｓ６、Ｓ５でＮｏ→Ｓ７）。

なお、トナー供給は、このようにトナー消費量に基づいて開始されるだけでなく、他にも、画像形成装置１００の起動時、又は印字ジョブのないアイドル時等も実行されてもよい。画像形成装置１００の起動時にトナー供給を行う場合は、トナー供給制御部１１は、画像形成装置１００のメインスイッチ（図示せず）がｏｎとなったときにトナー供給を開始するようになっていればよい、また、アイドル時に供給を行う場合は、トナー供給制御１１は、ジョブ終了後一定時間が経過すればトナー供給を開始するようになっていればよい。

（5-2）通常モードよる供給（Ｓ７）
通常モードによるトナー供給について、図８のフローチャートを参照して説明する。

通常モードによる供給では、制御装置１０はまず、ホッパ４２がトナーで満杯かどうかを判断する。具体的には、受光部６２の出力値を読み込み、この出力値が所定値以上であれば、つまりホッパ４２内のトナー量が或る基準値（満杯となる値）を下回っていれば、トナー供給制御部１１により通常モードが実行される（Ｓ７０１でＹｅｓ→Ｓ７０３以下の動作）。一方、受光部６２の出力値が所定値以上であれば、ホッパ４２はトナーで満杯であるということなので、さらに印字動作を継続する（Ｓ７０１でＮｏ→Ｓ７０２）。

ステップＳ７０１でＹｅｓとなると、現像制御部１５は回転駆動部４５を稼動させ、回転体４ｂを回転させて、トナーを供給する対象となる現像器４１を供給位置に移動させる（Ｓ７０３）。次に、トナー供給制御部１１は、パイプ移動部２５を稼動させて、通常は退避位置にあるパイプ２２を、供給位置にある現像器４１に挿入する（Ｓ７０５）。次いで、現像制御部１５は、現像駆動部４４を稼動し、トナー供給の対象である現像器４１の撹拌部４３を動かすことで、ホッパ４２内のトナーの撹拌を開始する。そこでトナー供給制御部１１がトナー供給駆動部２６を稼動させ、トナーコンテナ２１からホッパ４２内へのトナーの供給を開始する（Ｓ７０６）。新しくトナーコンテナ２１から供給されたトナーは、撹拌部４３によって、既にホッパ４２内にあったトナーと混合される。

受光部６２の出力値が所定値を下回ると、トナー供給制御部１１はトナー供給装置２０を停止させる（Ｓ７０７でＹｅｓ→Ｓ７０８）。現像制御部１５は、トナーを供給した現像器４１の撹拌を停止する（Ｓ７０９）。さらに、トナー供給制御部１１による制御の下、パイプ駆動部２５はパイプ２２を現像器４１から抜いて退避位置に戻す（Ｓ７１０）。そして、ドットカウンタ８０はリセットされ（Ｓ７１１）、通常モードによるトナー供給が終了する。

一方、ホッパ４２がトナーで満杯にならずに、コンテナ内トナー残量検知部７１が、トナーコンテナ２１が空になったことを検知すると（Ｓ７１２でＹｅｓ）、制御部１０は、トナーコンテナ交換報知を実行するように各部を制御した後、定量供給モードによるトナー供給を行う（Ｓ７１２でＹｅｓ→Ｓ７１３）。コンテナ内トナー残量検知部７１は、後述のタイマ１２のカウントする所定時間とは異なる他の所定時間をカウントするようになっているタイマを備え、コンテナ交換決定部１６は、トナー供給装置２０が上記他の所定時間動作してもホッパ４２が満杯にならなければトナーコンテナ２１が空であると判断するようになっていてもよい。なお、上記他の所定時間は、後述のタイマ１２のカウントする所定時間よりも長く設定されることが好ましい。

（5-3）トナーコンテナ交換報知（Ｓ７１３）
次に、トナーコンテナ交換報知ステップＳ７１３の詳細について図９のフローチャートを参照して説明する。

上述のステップＳ７１２でトナーコンテナ２１が空であることが検知されると、上述のステップＳ７０８〜Ｓ７１０と同様に、トナー供給装置２０の供給動作の停止、現像器４１の停止、パイプ２２の退避等が行われる（Ｓ８０１〜Ｓ８０３）。

表示制御部１４は、交換を要するコンテナについての情報をコンテナ交換決定部１６から受け取り、その情報に基づいて、コンテナ交換を促す表示を実行する（Ｓ８０４）。この表示とは、例えばブラックのトナーコンテナ２１Ｋからの供給を行っていたのであれば、“ブラックのトナーがありません。コンテナを交換して下さい”等、ユーザが交換を要するコンテナを認識することができるものであればよい。

その後、表示制御部１４は、コンテナ交換センサ７０が、対象となるトナーコンテナ２１が交換されたことを検知するまでこの報知を続行する（Ｓ８０５でＮｏ）。対象となるトナーコンテナ２１が交換されたことが検知されると、定量モードフラグがＯＮにされ、表示制御部１４はコンテナ交換を促す上述の表示を停止し、報知動作は終了する（Ｓ８０５でＹｅｓ→Ｓ８０６）。

（5-4）定量供給モードによる供給（Ｓ６）
上述のステップＳ６について、図１０のフローチャートを参照して具体的に説明する。

定量供給モードにおいては、まず、上述の通常モードのステップＳ７０３〜Ｓ７０６と同様のステップが実行される（Ｓ６０１〜Ｓ６０４）。そして、トナー供給装置２０による供給が開始されると、通常モードと異なり、タイマ１２によるカウントが開始される（Ｓ６０５）。

トナー供給装置２０による供給は、タイマ１２によるカウント時間が所定時間に達すると（Ｓ６０６でＹｅｓ）、トナー供給制御部１１はトナー供給装置２０の駆動を停止し（Ｓ６０７）、タイマ１２がリセットされ（Ｓ６０８）、現像制御部１５は現像駆動部４４を制御してトナー供給の対象となった現像器４１の動作を停止させる（Ｓ６０９）。その後、トナー供給制御部１１はパイプ２２を退避位置に戻し（Ｓ６１０）、ドットカウンタ８０がリセットされて（Ｓ６１１）、定量供給モードによる一回の供給が終了する。

また、供給時間が所定時間に達していなくても、受光部６２の出力が基準値未満となった場合には、トナー供給制御部１１は定量供給モードフラグをＯＦＦにして（Ｓ６０６でＮｏ→Ｓ６１２でＹｅｓ→Ｓ６１３）、供給時間が所定時間に達したときと同様にトナー供給を停止させる（Ｓ６０７〜Ｓ６１１）。こうすることで、トナーがホッパ４２からあふれるのが防止される。また、ステップＳ６１３で定量供給モードフラグをＯＦＦにすることで、ホッパ４２内のトナーが一旦満杯になれば次回のトナー供給は通常モードで行われることになる。

上述したように、トナー供給駆動部２６は撹拌羽根２３及び撹拌スクリュー２４等のトナー供給を担う部材を一定速度で動作させる。そのため、本欄で述べたように、定量供給モードで、トナー供給制御部１１が１回の供給当たりの供給時間を一定とすることによって、定量供給モードによる供給１回当たりの供給量が一定となる。この１回当たりの供給量、つまり一回当たりの供給時間は、トナー供給終了時に受光部の出力が上述の基準値未満となるように設定されている。このように１回当たりの供給量が設定されていることで、コンテナ交換後に、（新しいトナー／古いトナー）の値が急激に増加することを防ぐことができる。ホッパ４２内で新しいトナーの割合が急激に増加すると、帯電不足等により、画像不良が起こりやすい。

特に、トナーコンテナ２１が空になったときのホッパ４２内のトナー量は、トナーコンテナ２１内に豊富にトナーがあるときよりも少なくなりがちである。そのため、本実施形態の構成は、コンテナ交換時の（新しいトナー／古いトナー）の値の急激な増加を防止するためには非常に有用である。

なお、本欄で述べた構成のように１回当たりの供給時間を一定にする以外にも、一回の供給当たりの撹拌羽根２３及び撹拌スクリュー２４の回転数を一定にする等、一回の供給当たりの供給量を一定にすることができる
また、定量供給モードにおける１回当たりの供給量は、各回のトナー供給終了時のホッパ内のトナー量が前回のトナー供給終了時のホッパ内のトナー量よりも多くなるように設定されていることが好ましい。こうすることで、定量供給モードによるトナー供給毎に、徐々にホッパ内のトナー量を増やすことができ、（新しいトナー／古いトナー）の値が、急激に増加することを防ぐという効果をより高めることができる。

１回当たりの供給量は、このような効果を奏することができる程度に設定されていればよく、具体的に限定されるものではない。例えば、トナーコンテナ２１が交換された時点から受光部６２の出力値が基準値未満となるトナー量に達するまでに要するトナー供給量の平均値を、２〜１０、好ましくは４〜８で割った量を、１回当たりのトナー供給量としてもよい。つまり、トナーコンテナ２１が交換されてから、ホッパ４２が満杯になるまで、２〜１０回に分けて、トナーを供給することが好ましく、４〜８回に分けてトナーを供給することが好ましい。

なお、本実施形態の定量供給モードにおいては、トナー供給は、ホッパ４２内のトナー量が前回のトナー供給開始時のホッパ４２内のトナー量より多い間に開始されることようになっている。つまり、ステップＳ４のトナー消費量の所定値は、タイマ１２が所定時間をカウントする間に供給されるトナー量よりも少なくなっている。

本実施形態では、通常モードと定量供給モードとで、トナー供給終了から次回のトナー供給開始までに消費されるトナー量は同一としたが、この消費トナー量はモードによって適宜変更されてもよい。

また、定量供給モードにより供給を行う期間については、画像不良が起きない充分な機関であればよく、上述したように受光部６２の出力値が基準値未満になるまで定量供給モードを継続する形態（Ｓ６１２）には限定されない。例えば、図１１のフローチャートに示すように、ステップＳ６１２の代わりにステップＳ９０７を設け、コンテナ交換後、定量供給モードによる供給回数が所定回数に達するまで（Ｓ９０７でＹｅｓになるまで）定量供給モードによる供給を継続してもよい。つまり、コンテナ交換後、定量供給モードによるトナー供給を所定回数行った後は、通常モードに移行するようになっていてもよい。

画像形成装置１００の各ブロック、特に制御装置１０は、ハードウェアロジックによって構成してもよいし、ＣＰＵを用いてソフトウェアによって実現してもよい。すなわち、制御装置１０は、各機能を実現する制御プログラムの命令を実行するＣＰＵ（central processing unit）、上記プログラムを格納したＲＯＭ（read only memory）、上記プログラムを展開するＲＡＭ（random access memory）、上記プログラムおよび各種データを格納するメモリ等の記憶装置（記録媒体）などを備えていてもよい。本発明の目的は、コンピュータ（ＣＰＵ等）が上記記録媒体に記録されているプログラムコードを読み出し実行することによっても、達成可能である。

上記記録媒体としては、磁気テープ及びカセットテープ等のテープ式メモリ、ハードディスク等の磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＭＯ、ＭＤ、ＤＶＤ、及びＣＤ−Ｒ等の光ディスク、ＩＣカード等のカード式メモリ、並びにＥＰＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、及びフラッシュＲＯＭ等の半導体メモリ等を用いることができる。

以下、実施例を示して本発明についてより具体的に説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。

図１０を参照して説明した定量供給モードで、供給条件をパイプ２２から現像器４１への補給速度が１０ｇ／ｍｉｎで、かつ１回の供給の時間を１５秒に設定した。こうすることで、コンテナ交換後、定量供給モードでの供給回数は５回になった。図１２に示すように、コンテナ交換後に定量供給モードによる供給を行った場合には、一回のトナー供給当たりのトナー供給量が毎回３ｇ程度に抑えられており、画像品質も問題なかった。しかし、比較例として、コンテナ交換後も光センサユニット６０が満杯を検知するまでトナー供給を行った場合には、交換直後に６ｇ程度のトナーが供給され、かぶりが発生した。なお、定量供給モードによる１回目の供給で供給量が少なくなっているのは、コンテナ交換時にはノズル２２が空になっているために、同時間駆動しても、１回目の供給ではこのノズル２２の内積分だけ供給量が少なくなることによると考えられる。

コンテナ交換前、通常モード実行中に、トナー供給回数が多くなるにつれて現像器内のトナー量が減少していくのは、例えば以下のような理由が考えられる。

コンテナ交換から時間が経ってトナーコンテナ２１内のトナー量が少なくなると、トナー供給装置２０によるトナー供給速度は、コンテナ交換直後の供給速度、すなわちトナーコンテナ２１内のトナー量が多い間の供給速度よりも遅くなる傾向にある。つまり、供給回数を重ねるほど、同じ量を供給しようとするにも時間がかかることになる。供給に時間がかかるということは、新たに供給されたトナーについて撹拌される時間はそれだけ長くなる。すると、現像器４１内のトナーの全体の帯電量が増加する。帯電量が増加すると、第一及び第二ライトガイド（８１、８２）の出射面８１３及び入射面８２２にトナーが付着しやすくなり、第一及び第二ライトガイド清掃部材（８３ａ、８３ｂ）によって除去しにくくなる。その結果、トナー量が減少しても、受光部６２での受光量は増加しにくくなる。つまり、コンテナ交換後、トナー供給回数が増加するに従って、光センサユニット６０の検出結果（見た目のトナー量）は、実際のトナー量よりも多くなる傾向にある。言い換えると、コンテナ交換から時間が経つにつれて、光センサユニット６０の検出結果と実際のトナー量との間の誤差は大きくなる。よって、図１２、図１３に示すように、コンテナ交換後、トナー供給回数が多くなるにつれて、現像器４１内の実際のトナー量は減少していくものと考えられる。

このような状況下で、コンテナ交換直後に通常モードで供給した場合、他の時点でのトナー供給よりも１回当たりの供給量が多くなる（図１３）。そこを定量供給モードで供給することで、上述したように新しいトナーの急激な増加を防ぐことができる（図１２）。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１００の画像形成部の正面図。現像装置４の回転軸４ａに垂直な平面における現像器４１の要部構成を示す断面図。現像器４１の内部構造を示す斜視図。現像装置４の回転軸４ａに平行な平面における現像器４１の要部構成を示す断面図。トナー補給装置２０の要部構成を示す正面図。画像形成装置１００の要部構成を示すブロック図。印字動作によって消費されるトナーの量を取得し、トナー供給の要否を判断する処理動作を示すフローチャート。通常モードによるトナー供給動作（Ｓ５）の詳細を示すフローチャート。トナーコンテナ交換報知動作（Ｓ７１３）の詳細を示すフローチャート。定量供給モードによる供給動作（Ｓ６）の詳細を示すフローチャート。定量供給モードによる供給動作（Ｓ６）の他の例を示すフローチャート。本発明の実施例における現像器内のトナー量を表すグラフ。比較例における現像器内のトナー量を表すグラフ。

符号の説明

１００画像形成装置
２０トナー供給装置
４現像装置
４１現像器
４２ホッパ
４３撹拌部
４４現像ローラ
１０制御装置
１１トナー供給制御部
１２タイマ
６０光センサユニット
６１光源
６２受光部
８０ドットカウンタ

Claims

一成分トナーを収容するトナーコンテナを着脱可能である画像形成装置であって、
一成分トナーを用いて画像を現像する現像器と、
上記現像器内のトナー量を検知するトナー量検知部と、
上記現像器に上記トナーコンテナからトナーを供給するトナー供給部と、
上記トナー供給部の動作を制御するトナー供給制御部と、を備え、
上記トナー供給制御部は、上記トナーコンテナが交換されてから上記トナー量が基準値に達したことを初めて示すまでの期間において、印字動作によるトナー消費量が所定値に達する度に所定時間だけトナーを供給する定量供給モードを実行し、上記期間後には、上記トナー量が１回で上記基準値に達するようにトナーを供給する通常モードを実行するように上記トナー供給部を制御するようになっている画像形成装置。
上記トナー供給制御部は、定量供給モードによる第２回目以降の各回のトナー供給を、上記現像器内のトナー量が、前回のトナー供給終了時の現像器内のトナー量よりも多いときに終了する請求項１に記載の画像形成装置。
上記トナー供給制御部は、定量供給モードによる第２回目以降の各回のトナー供給を、上記現像器内のトナー量が前回のトナー供給開始時の現像器内のトナー量よりも多いときに開始する請求項１または２に記載の画像形成装置。
上記トナー量検出部は、上記現像器内に光を照射する発光部と、上記発光部からの光を検出する受光部とを備え、上記受光部での受光量に基づいてトナー量を検出する請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
コンピュータを、請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置のトナー供給制御部として機能させるためのプログラム。