(57)【要約】【課題】トナー補給系統における連結部材の異常をより確実に検知することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー補給駆動部クラッチ１６３に対して連結状態を保つ（ＯＮ）指示がなされていない場合に（ステップＳ５０１で「ＮＯ」）、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力がトナー有りから無しに変化したか否か判定し（ステップＳ５０３）、ホッパ内トナー有無センサ６４１がトナー有りからトナー無しに変化した場合（ステップＳ５０３で「ＹＥＳ」）トナー補給クラッチの異常と判定し（ステップＳ５０４）、直ちにドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を停止させる（図４、ステップＳ４０６）。【選択図】  図５
2020042232.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収容容器が装着される装着手段と、
前記トナー収容容器から供給されたトナーを貯留する貯留手段と、
前記貯留手段に貯留されたトナーを検知する検知手段と、
感光体にトナーを供給して前記感光体の表面に形成された潜像を前記トナーを用いて現像する現像手段と、
前記貯留手段のトナーを前記現像手段へ供給する補給手段と、
前記補給手段を駆動する駆動手段と、
前記駆動手段の駆動力を前記補給手段に伝達し又は遮断する連結手段と、
前記連結手段を制御する制御手段とを有し、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果を用いて前記連結手段の異常の有無を判定することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、
前記駆動手段の駆動力が前記補給手段に伝達されないように前記連結手段を遮断する旨の指示が出されている場合であって、前記検知手段の検知結果がトナー有りからトナー無しに変化した場合、前記連結手段において異常が発生したと判定することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記連結手段において異常が発生したと判定した場合、前記駆動手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記駆動手段の駆動を停止させる際、併せて前記感光体を回転させるためのドラム駆動手段の駆動を停止させることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記連結手段は、電源が投入された際、励磁して前記駆動手段と前記補給手段とを連結して前記駆動手段の駆動力を前記補給手段に伝達するクラッチであることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記連結手段は、前記現像手段のトナー量が所定値以下になったと判定された場合、前記駆動手段と前記補給手段とを連結して前記貯留手段に貯留されたトナーを前記現像手段に補給させることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記駆動手段は、連結ギアを介して前記現像手段に設けられたトナーの撹拌手段と連結されており、前記撹拌手段を回転させる駆動手段としても機能することを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記駆動手段は、連結ギアを介して前記現像手段に設けられた現像スリーブと連結されており、前記現像スリーブを回転させる駆動手段としても機能することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記駆動手段の駆動力は、連結ギアを介して前記撹拌手段および現像スリーブに伝達され、画像形成動作中、前記撹拌手段および現像スリーブを回転させることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記貯留手段と前記現像手段との間にトナーを搬送する搬送路が配置されており、前記補給手段は、前記搬送路を介して前記現像手段にトナーを補給することを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送路は、トナーを搬送する搬送手段を備えていることを特徴とする請求項１０記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記搬送手段は、前記連結手段を介して前記駆動手段に連結されていることを特徴とする請求項１１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に関し、特に、感光体表面に形成された静電潜像を現像する現像器へトナーを補給するためのトナー補給系統の異常を検知する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置は、感光ドラムと、感光ドラムに形成された静電潜像をトナーを用いて現像する現像器と、トナーボトルに収容されたトナーを現像器に補給するトナー補給系統と、トナー補給系統内でトナーを一時的に貯留するホッパを備えている。また、このような画像形成装置は、ホッパ内のトナーを現像器に供給するトナー補給駆動部と、当該トナー補給駆動部を駆動させるための連結クラッチを備えている。連結クラッチは、現像モータの駆動力をトナー補給駆動部に伝達させるための連結部材である。
【０００３】
ところで、画像形成装置において、現像器へトナーを補給する必要がある場合は、連結クラッチによって現像モータとトナー補給駆動部とを連結し、トナー補給駆動部に現像モータの駆動力を伝達させることによってホッパ内のトナーを現像器へ補給している。
【０００４】
しかし、連結クラッチによって現像モータとトナー補給駆動部とを連結させることによって現像器へトナーを補給する構成の画像形成装置には、以下のような問題がある。
【０００５】
すなわち、連結クラッチ又は連結クラッチの駆動回路等が故障した場合、現像器へのトナー補給が不要であるにもかかわらず、現像モータとトナー補給駆動部が連結されて現像器へトナーが補給されてしまうことがある。かかる場合、現像器内のトナーが過補給状態になる。
【０００６】
現像器内のトナーが過補給状態になると、例えば、現像器におけるトナー消費量に比べて現像器へのトナー補給量が多い場合（補給＞消費）は、現像器内の現像剤におけるトナー比率が適正でなくなって出力画像に異常が生じることがある。また、例えば、現像器におけるトナー消費量よりも現像器へのトナー補給量が非常に多い場合（補給＞＞消費）は、現像器がトナーで満杯となり現像器からトナーが溢れることにもなる。現像器からトナーが溢れた場合、画像形成装置内部の清掃や現像器を正常状態に戻す作業が必要となるが、対応するサービスマンの作業時間は長時間を要するので、画像形成装置のダウンタイムが増大する要因にもなっている。
【０００７】
そこで、現像モータとトナー補給駆動部とを連結する連結クラッチの異常をいち早く発見する必要があり、特許文献１には、画像形成装置における被駆動部と駆動モータとを連結する連結クラッチの異常を検知する技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１６−２１８２５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上記従来技術は、電気的な信号に基づいて連結クラッチの異常の有無を判定しているために、連結クラッチの異常を確実に検出できない場合がある。すなわち、連結クラッチに機構的な異常が発生した場合でも電気的な信号が正常な場合があり、かかる場合、従来技術では連結クラッチの異常を確実に検出することはできない。
【００１０】
本発明は、現像器にトナーを補給するトナー補給系統における連結部材の異常をより確実に検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像形成装置は、トナー収容容器が装着される装着手段と、前記トナー収容容器から供給されたトナーを貯留する貯留手段と、前記貯留手段に貯留されたトナーを検知する検知手段と、感光体にトナーを供給して前記感光体表面に形成された潜像を前記トナーを用いて現像する現像手段と、前記貯留手段のトナーを前記現像手段へ供給する補給手段と、前記補給手段を駆動する駆動手段と、前記駆動手段の駆動力を前記補給手段に伝達し又は遮断する連結手段と、前記連結手段を制御する制御手段とを有し、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果を用いて前記連結手段の異常の有無を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、現像手段に補給されるトナーを一時的に貯留する貯留手段に貯留されたトナー量の変化に基づいてトナー補給系統における連結部材の異常を検知するので、電気信号の如何に拘らず、連結部材が異常であるか否かを確実に検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。
【図３】図１の画像形成装置のトナーの補給系統を示す断面図である。
【図４】図１の画像形成装置で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
【図５】図４のステップＳ４０２で実行されるクラッチ状態判定処理の手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
【００１５】
図１は、実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【００１６】
図１において、画像形成装置１００は、水平方向に沿って並設された、４つのプロセスユニットを備えたタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。すなわち、画像形成装置１００は、プロセスユニット１ａ〜１ｄを備えた画像形成部１０と、その上方に配置された中間転写ユニット２０及び下方に配置された給紙部３０と、給紙部３０に収容された用紙Ｐを搬送する搬送部４０とから主として構成されている。
【００１７】
プロセスユニット１ａ〜１ｄは、同様の構成である。プロセスユニット１ａ〜１ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）のトナー像を形成する。
【００１８】
プロセスユニット１ａ〜１ｄは、それぞれ感光体としての感光ドラム１０ａ〜１０ｄを含むプロセスカートリッジとして組み立てられており、画像形成装置１００に対して交換可能に構成されている。感光ドラム１０ａ〜１０ｄは、アルミニウム製のシリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成したものであり、それぞれ図示省略した駆動モータから駆動力が伝達されて所定のプロセススピードで回転する。感光ドラム１０ａ〜１０ｄの周囲には、それぞれ帯電ローラ４１ａ〜４１ｄ、露光装置６の露光部、現像器５１ａ〜５１ｄが配置されている。帯電ローラ４１ａ〜４１ｄは、対応する感光ドラム１０ａ〜１０ｄの表面を一様な負極性の電位に帯電する。
【００１９】
プロセスユニット１ａ〜１ｄの下方には、感光ドラム１０ａ〜１０ｄを露光してその表面に静電潜像を形成する露光装置６が配置されている。露光装置６は、ブラックの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ／ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、感光体表面（感光ドラム１０ａ〜１０ｄの表面）に対応する静電潜像を書き込む。感光ドラム１０ａ〜１０ｄに書き込まれた静電潜像は、それぞれ現像器５１ａ〜５１ｄから供給されるトナーによって現像されて所定の色のトナー像となる。
【００２０】
画像形成部１０の上方の中間転写ユニット２０は、中間転写ベルト３、並びに中間転写ベルト３の支持機構及び駆動機構を備えている。中間転写ユニット２０は、画像形成装置１００に対し、一体として着脱自在に構成された交換ユニットである。
【００２１】
中間転写ベルト３は、伸び縮みすることない無端状のベルト部材からなる。中間転写ベルト３は、テンションローラ２７、ベルト駆動ローラ２６、二次転写内ローラ２５及び一次転写張架ローラ２８、２９等のローラによって張架されている。中間転写ベルト３は、ベルト駆動ローラ２６によって駆動されて図１中、矢印Ｒ２方向に回転する。
【００２２】
中間転写ベルト３を介してプロセスユニット１ａ〜１ｄの感光ドラム１０ａ〜１０ｄと対向するように、それぞれ一次転写ローラ２ａ〜２ｄが配置されている。一次転写ローラ２ａ〜２ｄは、対応する感光ドラム１０ａ〜１０ｄに向かってバネ付勢されることにより、中間転写ベルト３を感光ドラム１０ａ〜１０ｄに当接させてトナー像の一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄを形成する。一次転写ローラ２ａ〜２ｄに正極性の直流電圧が印加されることによって、感光ドラム１０ａ〜１０ｄに形成された負極性のトナー像が、それぞれ一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄを通過する中間転写ベルト３へ転写される。中間転写ベルト３に転写されたトナー像は、重ね合されてフルカラー画像のトナー像となる。
【００２３】
回転する中間転写ベルト３と所定間隔を隔てて対向するように、所定の位置に、濃度センサ８０が配置されている。濃度センサ８０は、中間転写ベルト３上のトナー像のトナー濃度を検出する。なお、中間転写ベルト３は、ベルト駆動ローラ２６と二次転写内ローラ２５に掛け渡されている。
【００２４】
中間転写ベルト３を介して二次転写内ローラ２５と対向するように二次転写外ローラ２２が配置されている。二次転写内ローラ２５で内側面を張架された中間転写ベルト３と、二次転写外ローラ２２との当接部が二次転写領域Ｔ２となる。二次転写内ローラ２５は、中間転写ユニット２０に組み込まれている一方、二次転写外ローラ２２は、画像形成装置１００の本体に組み込まれている。図示省略した電源から二次転写外ローラ２２に正極性の直流電圧が印加されることによって、二次転写外ローラ２２と、接地電位に接続された二次転写内ローラ２５との間にトナー像の転写電界が形成される。この転写電界によって、中間転写ベルト３上のトナー像が記録材としての用紙Ｐに転写される。
【００２５】
画像形成部１０の下方の給紙部３０は、給紙カセット４を備えている。給紙カセット４は、用紙Ｐを収容する。
【００２６】
給紙カセット４に収容された用紙Ｐを搬送する搬送部４０は、分離ローラ８及びレジストレーションローラ（レジストローラ）９を備えている。分離ローラ８は、給紙カセット４から引き出した用紙Ｐを１枚ずつに分離して、レジストローラ９へ送り出す。レジストローラ９は、停止状態で用紙Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト３に転写されたトナー像にタイミングを合わせて用紙Ｐを二次転写領域Ｔ２へ搬入する。
【００２７】
搬送部４０における二次転写領域Ｔ２の下流側には、定着部５０としての定着装置５が配置されている。定着装置５は、定着ヒータ２１１を備えた定着ローラ５ａと、該定着ローラ５ａに圧接する加圧ローラ５ｂとで加熱ニップを形成する。加熱ニップによって挟持、搬送される過程で、二次転写領域Ｔ２で用紙Ｐに転写されたトナー像が加熱、加圧されて溶融し、当該用紙Ｐの表面に定着される。フルカラー画像のトナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ１１によって排紙トレイ７に排紙される。
【００２８】
次に、画像形成装置１００の制御構成について説明する。
【００２９】
図２は、図１の画像形成装置の制御構成を示すブロック図である。図２において、画像形成装置１００は、制御構成として制御ユニット２００を備えている。
【００３０】
制御ユニット２００は、ＣＰＵ２０１ａ、ＲＯＭ２０１ｂ、ＲＡＭ２０１ｃを内蔵している。ＣＰＵ２０１ａは、ＲＯＭ２０１ｂ及びＲＡＭ２０１ｃとそれぞれアドレスバス又はデータバスによって接続されている。ＣＰＵ２０１ａは、Ａ／Ｄ変換器２０３、高圧制御部２０５、モータ制御部２０７、ＤＣ負荷制御部２０８、センサＩＦ２０９、ＡＣドライバ２１０及び画像制御部２２０とそれぞれアドレスバス又はデータバスによって接続されている。また、ＣＰＵ２０１ａは、操作部２０２とも接続されている。
【００３１】
ＣＰＵ２０１ａは、Ａ／Ｄ変換器２０３を介してサーミスタ２０４と接続されており、高圧制御部２０５を介して高圧ユニット２０６と接続されており、モータ制御部２０７を介してモータ類２１２と接続されている。モータ類２１２には、ドラム駆動手段としてのドラムモータ１１０、現像モータ１１１、トナーボトル回転モータ１６０が含まれる。現像モータ１１１は、感光ドラム１０ａ〜１０ｄ、現像器５１の現像スクリュ４０９及び現像スリーブ４２１を駆動する。現像スクリュ４０９は、現像器５１内のトナーを撹拌する。トナーボトル回転モータ１６０は、後述するトナー収容容器としてのトナーボトル４０２を回転させることによってトナーボトル４０２内のトナーをトナー貯留部としてのホッパ４２３に供給する。
【００３２】
ＣＰＵ２０１ａは、ＤＣ負荷制御部２０８を介してクラッチ／ソレノイド（ＣＬ、ＳＬ）２１３と接続されており、センサＩＦ２０９を介してセンサ類２１４と接続されている。また、ＣＰＵ２０１ａは、ＡＣドライバ２１０を介して定着ヒータ２１１と接続されており、画像制御部２２０を介して画像形成部１０と接続されている。
【００３３】
クラッチ／ソレノイド（ＣＬ／ＳＬ）２１３は、ＤＣ負荷であり、センサ類２１４は、例えば、フォトインタラプタやマイクロスイッチである。各モータ及び各ＤＣ負荷を適宜駆動させることによって、転写材である用紙Ｐの搬送及び各ユニットの駆動が行われ、センサ類２１４は、その動作を監視する。クラッチ／ソレノイド（ＣＬ、ＳＬ）２１３には、連結部材としてのトナー補給駆動部クラッチ１６３が含まれる。トナー補給駆動部クラッチ１６３は、現像モータ１１１のトルクを適切なタイミングで後述するトナー補給駆動部４２５に伝達させる。センサ類２１４には、ホッパ４２３の側壁に配置されたトナー検知部としてのホッパ内トナー有無センサ６４１が含まれる。
【００３４】
ＣＰＵ２０１ａは、ＲＯＭ２０１ｂに格納されたプログラムを実行することによって画像形成装置１００を統括的にコントロールする。すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、画像形成装置１００内の各種負荷を駆動し、センサ類の情報を収集、解析し、ユーザインターフェースである操作部２０２を介して外部とデータを交換すること等によって画像形成動作を実行する。
【００３５】
すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、センサ類２１４からのセンサ信号をプルアップ／プルダウン回路（図示省略）、フィルタ回路（図示省略）等からなるセンサＩＦ２０９を介して検出可能な状態にして取得する。また、ＣＰＵ２０１ａは、取得した各種センサ類２１４からの信号に基づいてモータ制御部２０７を制御してモータ類２１２を駆動する。
【００３６】
ＣＰＵ２０１ａは、ＤＣ負荷制御部２０８を制御することにより、クラッチ／ソレノイド（ＣＬ、ＳＬ）２１３を動作させて画像形成動作を円滑に進める。
【００３７】
また、ＣＰＵ２０１ａは、高圧制御部２０５を制御して高圧制御信号を高圧ユニット２０６に入力する。高圧ユニット２０６は、帯電ローラ４１ａ〜４１ｄ、現像器５１ａ〜５１ｄ内の現像スリーブ、一次転写ローラ２ａ〜２ｄ、及び二次転写内ローラ２５に適切な高圧を印加する。
【００３８】
また、ＣＰＵ２０１ａは、ＡＣドライバ２１０を介して定着ローラ５ａに内蔵された定着ヒータ２１１をＯＮ／ＯＦＦ制御する。
【００３９】
ＲＯＭ２０１ｂは、ＣＰＵ２０１ａが実行する予め決められた画像形成シーケンスに纏わる様々なシーケンスのプログラムを格納する。ＲＡＭ２０１ｃは、一次的又は恒久的に保存することが必要な書き換え可能なデータを格納する。ＲＡＭ２０１ｃは、例えば、高圧制御部２０５へ設定する高圧設定値、後述する各種データ、操作部２０２からの画像形成指令情報などを保存する。ＲＡＭ２０１ｃは、バッテリーを備えており、画像形成装置１００の電源が切られてもデータを保持する構成となっている。
【００４０】
操作部２０２は、ユーザによって設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置１００の状態、例えば、画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生又は発生箇所等をユーザに報知するためのデータを送出する。また、操作部２０２は、サービスマンに対して、必要に応じてレジ位置調整、濃度調整などの調整や本体設置時又は現像器交換時の初期化動作の案内表示又は操作開始を受け付ける。
【００４１】
サーミスタ２０４は、定着ヒータ２１１の温度を測定し、Ａ／Ｄ変換器２０３は、定着ローラ５ａの温度変化に応じたサーミスタ２０４の抵抗値変化を電圧値に変換した後、デジタル値としてＣＰＵ２０１ａに伝達する。ＣＰＵ２０１ａは、Ａ／Ｄ変換器２０３からの温度データに基づいてＡＣドライバ２１０を制御する。画像制御部２２０は、外部から入力される画像データに対して処理を施し、画像形成部１０へと送信する。
【００４２】
このような構成の画像形成装置において、画像データに基づいて露光装置６から対応する感光ドラム１０ａ〜１０ｄに対してそれぞれレーザ光が照射されて静電潜像が形成される。感光ドラム１０ａ〜１０ｄに形成された静電潜像は、現像器５１ａ〜５１ｄによって現像されてトナー像となる。各トナー像は、一次転写領域Ｔａ〜Ｔｄで中間転写ベルト３に転写されてフルカラーのトナー像を形成する。一方、給紙カセット４の用紙Ｐは、分離ローラ８等によって搬出され、中間転写ベルト３上のトナー像とタイミングを取るように二次転写領域Ｔ２まで搬送される。二次転写領域Ｔ２において中間転写ベルト３上のトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置５に搬入され、加熱、加圧されることによって転写画像が用紙Ｐに定着される。画像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ１１によって排紙トレイ７に排紙される。
【００４３】
以下、図１の画像形成装置１００におけるトナーの補給系統について詳細に説明する。
【００４４】
図３は、図１の画像形成装置１００のトナー補給系統を示す断面図である。図３において、トナー補給系統は、トナーボトルを装着するボトル装着部４００と、ボトル装着部４００の下方の開口部に連通するように配置されたホッパ４２３と、該ホッパ４２３の下部開口部と連通する搬送路４２４を備えている。ボトル装着部４００には、トナーが充填されたトナーボトル４０２が装着される。
【００４５】
ボトル装着部４００は、円筒状を呈しており、トナーボトル４０２を脱着させる際に開閉される収納扉４０１を備えている。ボトル装着部４００は、当該ボトル装着部４００に装着されたトナーボトル４０２を回転させるためのトナーボトル回転モータ１６０、及びトナーボトル回転モータ１６０の駆動力をトナーボトル４０２に伝達させるための連結ギア４１０、４１１を備えている。
【００４６】
ホッパ４２３は、トナーボトル４０２からのトナーを一時的に貯留する。ホッパ４２３の側壁面には、ホッパ内トナー有無センサ６４１が配置されており、下部開口部近傍に、回転部材であるトナー補給駆動部４２５が配置されている。トナー補給駆動部４２５は、連結ギア４２２、トナー補給駆動部クラッチ１６３、連結ギア４２０及び４１９を介して現像モータ１１１と連結されている。トナー補給駆動部４２５は、現像モータ１１１が駆動することによって回転し、ホッパ４２３内のトナーを搬送路４２４に向けて排出する。
【００４７】
搬送路４２４は、搬送スクリュ４０５を備えている。搬送スクリュ４０５は、トナー補給駆動部４２５と同様に、連結ギア４１３及び４２２、トナー補給駆動部クラッチ１６３、連結ギア４２０及び４１９を介して現像モータ１１１と連結されている。搬送スクリュ４０５は、現像モータ１１１が駆動することによってトナー補給駆動部４２５と共に回動し、これによって搬送路４２４内のトナーを現像器５１に向けて搬送する。
【００４８】
搬送路４２４と上部開口部４０７を介して連通するように隙間４０３を隔てて、その下方に現像器５１が配置されている。現像器５１は、現像スクリュ４０９及び現像スリーブ４２１を備えている。
【００４９】
現像スクリュ４０９は、連結ギア４１４、４１９を介して現像モータ１１１と接続されている。また、現像スリーブ４２１は、連結ギア４１８、４１７、４１４及び４１９を介して現像モータ１１１と接続されている。現像スクリュ４０９及び現像スリーブ４２１は、現像モータ１１１が駆動することによって回転駆動する。このとき、現像モータ１１１の回転トルクは、連結ギア４１９、４１４を介して現像スクリュ４０９に伝達され、さらに連結ギア４１７、４１８を介して現像スリーブ４２１に伝達される。現像スクリュ４０９が回転することによって現像スリーブ４２１の全長に亘ってトナーが搬送される。
【００５０】
なお、現像モータ１１１は、現像スクリュ４０９及び現像スリーブ４２１を駆動する駆動手段であるが、上述したように、トナー補給駆動部４２５を駆動する駆動手段としても機能する。
【００５１】
また、感光ドラム１０（ａ〜ｄ）は、対応する現像器５１の現像スリーブ４２１と当接可能に配置されており、連結ギア４１５及び４１６を介してドラムモータ１１０に接続されている。感光ドラム１０（ａ〜ｄ）は、ドラムモータ１１０が駆動することによって回転駆動し、現像スリーブ４２１からトナーの供給を受ける。
【００５２】
このような構成のトナー補給系統において、トナーが充填されたトナーボトル４０２は、筒状のボトル装着部４００に装着される。トナーボトル４０２を交換する際、収納扉４０１が開らかれ、トナーボトル４０２が取り出され、別の又は新規のトナーボトル４０２をボトル装着部４００に装着した後、収納扉４０１が閉じられる。トナーボトル４０２から現像器５１へのトナー補給動作は、収納扉４０１を閉じた状態で実行される。
【００５３】
画像形成動作中、ホッパ４２３内のトナーの有無を検知するホッパ内トナー有無センサ６４１が“トナー無し状態”を検出した場合、トナーボトル４０２内のトナーがホッパ４２３へ補給される。すなわち、ホッパ内トナー有無センサ６４１が“トナー無し状態”を検出した場合、モータ制御部２０７を制御してトナーボトル回転モータ１６０が駆動され、連結ギア４１０、４１１を介してトナーボトル４０２に駆動力が伝達されてトナーボトル４０２が回転する。トナーボトル４０２が回転すると、トナーボトル４０２内のトナーがトナー排出口４０４に向かって搬送され、トナー排出口４０４からホッパ４２３へトナーが供給される。トナーが供給された後、ホッパ内トナー有無センサ６４１が“トナー有り状態”を検出した時点で、トナーボトル回転モータ１６０の駆動が停止され、ホッパ４２３へのトナー供給が停止される。
【００５４】
トナーの消費に伴って現像器５１内のトナー量が所定値以下になったと判断された場合、ホッパ４２３内のトナーが搬送路４２４を経て現像器５１に補給される。ホッパ４２３内のトナーを搬送路４２４に供給する際、トナー補給駆動部クラッチ１６３に所定の電流を流して励磁し、電磁力によって現像モータ１１１とトナー補給駆動部４２５とを連結させる。これによって、現像モータ１１１の駆動力が連結ギア４１９、４２０、トナー補給駆動部クラッチ１６３及び連結ギア４２２を介してトナー補給駆動部４２５に伝達され、トナー補給駆動部４２５が回転する。トナー補給駆動部４２５が回転することによって、ホッパ４２３内のトナーが搬送路４２４に供給される。
【００５５】
このとき、連結ギア４２２及び４１３を介して現像モータ１１１の駆動力が搬送路４２４内の搬送スクリュ４０５に伝達される。そして、搬送スクリュ４０５が回転し、搬送路４２４内のトナーが隙間４０３及び上部開口部４０７を介して現像器５１に供給される。ホッパ４２３から現像器５１へのトナーの補給量は、ＣＰＵ２０１ａで算出された画像を形成することによって消費されたトナー量に相当する量に調整される。
【００５６】
現像モータ１１１の駆動力は、連結ギア４１９及び４１４を介して現像スクリュ４０９に伝達され、さらに連結ギア４１７及び４１８を介して現像スリーブ４２１に伝達される。現像器５１に供給されたトナーは、回転する現像スクリュ４０９の作用によって現像スリーブ４２１の長さ方向に沿って搬送され、現像スリーブ４２１の全幅に供給される。
【００５７】
一方、ドラムモータ１１０を駆動させることによって、ドラムモータ１１０の駆動力が連結ギア４１６及び４１５を介して感光ドラム１０（ａ〜ｄ）に伝達され、感光ドラム１０（ａ〜ｄ）が回転する。このとき、感光ドラム１０（ａ〜ｄ）は回転駆動する現像スリーブ４２１に当接して回転する。現像スリーブ４２１は導電性のローラであり、ローラ軸に高圧を印加して帯電させることによって現像スリーブ４２１から感光ドラム１０（ａ〜ｄ）にトナーが供給される。供給されたトナーによって、感光ドラム１０（ａ〜ｄ）の表面に形成された静電潜像が現像されてトナー像となる。
【００５８】
次に、図１の画像形成装置１００で実行される画像形成処理について説明する。
【００５９】
図４は、図１の画像形成装置１００で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。この画像形成処理は、制御ユニット２００のＣＰＵ２０１ａがＲＯＭ２０１ｂに格納された画像形成処理プログラムに従って実行する。
【００６０】
図４において、画像形成処理が開始されると、ＣＰＵ２０１ａは、先ず、ドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を起動する（ステップＳ４０１）。ドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を起動させた後（ステップＳ４０１）、ＣＰＵ２０１ａは、トナー補給駆動部クラッチ１６３の状態を判定する（ステップＳ４０２）。トナー補給駆動部クラッチ１６３の状態を判定する方法（クラッチ状態判定処理）については、図５を用いて後述する。
【００６１】
トナー補給駆動部クラッチ１６３の状態を判定した（ステップＳ４０２）後、ＣＰＵ２０１ａは、判定結果がエラー判定であったか否か判定する（ステップＳ４０３）。ステップＳ４０３の判定の結果、エラー判定でなかった場合（ステップＳ４０３で「ＮＯ」）、ＣＰＵ２０１ａは、画像形成動作を開始し（ステップＳ４０４）、その後、画像形成動作が終了したか否か判定する（ステップＳ４０５）。ステップＳ４０５の判定の結果、画像形成動作が終了した場合（ステップＳ４０５で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、ドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を停止し（ステップＳ４０６）、その後、本画像形成処理を終了する。
【００６２】
一方、ステップＳ４０３におけるクラッチ状態判定処理の結果がエラー判定であった場合（ステップＳ４０３で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ４０６に進める。すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、直ちにドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を停止し（ステップＳ４０６）、その後、本画像形成処理を終了する。
【００６３】
また、ステップＳ４０５の判定の結果、画像形成動作が終了していない場合（ステップＳ４０５で「ＮＯ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ４０２に戻し、クラッチ状態判定処理（ステップＳ４０２）からの処理を繰り返す。
【００６４】
図４の処理によれば、クラッチ状態判定処理の結果がエラー判定の場合（ステップＳ４０３で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、直ちに、ドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を停止して（ステップＳ４０６）、画像形成処理を終了する。これによって、トナー補給駆動部クラッチ１６３が異常であって、現像器５１にトナーが補給され続けることに起因する現像器５１からのトナーの溢流を未然に防止することができる。
【００６５】
次に、図４のステップＳ４０２で実行されるクラッチ状態判定処理について説明する。
【００６６】
トナー補給駆動部クラッチ１６３は、現像モータ１１１の駆動力をトナー補給駆動部４２５に伝達する連結部材である。
【００６７】
トナー補給駆動部クラッチ１６３は、負荷側（トナー補給駆動部４２５）と接続される固定部と、モータ側（現像モータ１１１）に接続される回転部と、クラッチ内部の巻線部とから主として構成されている。電源を投入し、巻線部に電流を流して励磁することによって電磁力の力で固定部と回転部を引き付け、これによってモータ側と負荷側を連結するしくみになっている。現像モータ１１１とトナー補給駆動部４２５とを連結することによって、現像モータ１１１の回転トルクがトナー補給駆動部４２５に伝達され、トナー補給駆動部４２５が回転する。トナー補給駆動部４２５が回転すると、ホッパ４２３内のトナーが搬送路４２４を経由して現像器５１に補給される。
【００６８】
一方、トナー補給駆動部クラッチ１６３の励磁を解くと、トナー補給駆動部４２５と現像モータ１１１との連結が遮断される。トナー補給駆動部４２５と現像モータ１１１との連結が遮断されると、現像モータ１１１の回転トルクがトナー補給駆動部４２５に伝達されないので、トナー補給駆動部４２５は回転しない。また、搬送路４２４内の搬送スクリュ４０５も回転しない。従って、この場合、ホッパ４２３内のトナーは現像器５１に補給されない。
【００６９】
しかしながら、画像形成動作中にトナー補給駆動部クラッチ１６３が故障して連結指示が出されていないにも関わらず連結状態を保ってしまった場合、トナー補給駆動部４２５及び搬送スクリュ４０５は回転してしまう。このため、ホッパ４２３内のトナーが現像器５１へ補給し続けられて現像器５１に対してトナーの過補給状態になることがある。
【００７０】
また、現像器５１は、サービス部品であり定期的に交換されるため、ボトル装着部４００に対して着脱可能な構成となっており、搬送路４２４と現像器５１との間に隙間４０３が設けられている。このため、現像器５１へのトナー補給が過補給状態になると、出力画像の異常となる原因または現像器５１からトナーが溢流する原因ともなる。
【００７１】
このため、トナー補給駆動部クラッチ１６３が故障して連結指示が出されていないにも関わらず連結状態を保つことによって現像器５１に過剰なトナーを補給し続けていないか否か判定する必要がある。
【００７２】
本実施の形態では、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力を監視することによって、トナー補給駆動部クラッチ１６３が異常であるか否か判定する。
【００７３】
すなわち、トナー補給駆動部クラッチ１６３に連結指示（励磁指示）が出されていないタイミングで、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力が“トナー有り状態”から“トナー無し状態”に変化していないか否かを監視する。トナー補給駆動部クラッチ１６３に連結指示が出されておらず現像器５１へのトナー補給が不要であるタイミングでホッパ内トナー有無センサ６４１の出力が“トナー有り状態”から“トナー無し状態”に変化していれば、不要なトナー補給が行われていることになる。従って、トナー補給駆動部クラッチ１６３に連結指示がない状態で、ホッパ４２３内のトナーが減少している場合は、トナー補給駆動部クラッチ１６３のクラッチ異常と判定する。
【００７４】
通常、現像器５１へトナー補給が行われていない状態では、ホッパ４２３にはホッパ内トナー有無センサ６４１が“トナー有り状態“を示す量のトナーが存在するので、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力は”トナー有り状態“を示している。この状態でホッパ内トナー有無センサ６４１の出力が“トナー有り状態“から”トナー無し状態“に変化した場合、ホッパ４２３内のトナーが減少していることになる。トナー補給駆動部クラッチ１６３に対し、連結指示が出されていないにも関わらず連結状態を保ってトナーがホッパ４２３から現像器５１に補給されている状態は、クラッチ異常に起因している。
【００７５】
以下、具体的なクラッチ状態判定処理について説明する。
【００７６】
図５は、図４のステップＳ４０２で実行されるクラッチ状態判定処理の手順を示すフローチャートである。クラッチ状態判定処理は、制御ユニット２００のＣＰＵ２０１ａがＲＯＭ２０１ｂに格納されたクラッチ状態判定処理プログラムに従って実行する。
【００７７】
図５において、クラッチ状態判定処理が開始されると、ＣＰＵ２０１ａは、先ず、トナー補給駆動部クラッチ１６３に対して連結状態を保つ（ＯＮ）指示がなされているか否か判定する（ステップＳ５０１）。ステップＳ５０１の判定の結果、トナー補給駆動部クラッチ１６３に対してＯＮ指示がなされている場合（ステップＳ５０１で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、画像形成処理が終了したか否か判定する（ステップＳ５０２）。ステップＳ５０２の判定の結果、画像形成処理が終了している場合（ステップＳ５０２で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、本クラッチ状態判定処理を終了する。
【００７８】
一方、ステップＳ５０２の判定の結果、画像形成処理が終了していない場合（ステップＳ５０２で「ＮＯ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ５０１に戻す。
【００７９】
また、ステップＳ５０１の判定の結果、トナー補給駆動部クラッチ１６３に対して連結状態を保つ（ＯＮ）指示が出されていない場合（ステップＳ５０１で「ＮＯ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ５０３に進める。すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力がトナー有りから無しに変化したか否か判定する（ステップＳ５０３）。
【００８０】
ステップＳ５０３の判定の結果、ホッパ内トナー有無センサ６４１がトナー有りから無しに変化した場合（ステップＳ５０３で「ＹＥＳ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ５０４に進める。すなわち、ＣＰＵ２０１ａは、トナー補給駆動部クラッチ１６３に対してＯＮ指示が出されていないにも関わらずホッパ４２３のトナーが減少しているので、トナー補給駆動部クラッチ１６３がユーザの意図しない連結状態にあり異常と判定する（ステップＳ５０４）。そして、ＣＰＵ２０１ａは、その後、本クラッチ状態判定処理を終了する。
【００８１】
一方、ステップＳ５０３の判定の結果、ホッパ内トナー有無センサ６４１の出力がトナー有りから無しに変化しなかった場合（ステップＳ５０３で「ＮＯ」）、ＣＰＵ２０１ａは、処理をステップＳ５０１に戻し、上記処理を繰り返す。
【００８２】
図５の処理によれば、トナー補給駆動部クラッチ１６３に対し、連結状態を保つ旨の指示が無く、ホッパ内トナー有無センサ６４１の検知結果がトナー有りからトナー無しに変化した場合（ステップＳ５０３で「ＹＥＳ」）、クラッチ異常と判定する。これによって、クラッチの機構的な部分が故障したとしても、クラッチ異常を確実に検知することができる。例えば、クラッチの故障検知をするために、クラッチの巻線へ流れる電流を検出していたとしても、機構的な部分が故障した場合は、電気的な変化は発生しないので電気信号では故障を検出できない。これに対して、本実施の形態は、上述のように、トナー補給駆動部クラッチ１６３の連結状態と、ホッパ内トナー有無センサ６４１の検知結果に基づいてクラッチの故障検知を行うので、電気信号の変化を伴わない故障であっても検知することができる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、クラッチ異常と判定された後（ステップＳ５０４）、直ちにドラムモータ１１０及び現像モータ１１１を停止させる（図４、ステップＳ４０６）。これによって、クラッチ異常に起因する現像器５１へのトナーの過補給状態を回避し、現像器５１からのトナーの溢流を未然に防止することができる。
【００８４】
本実施の形態において、画像形成動作中、現像器５１に補給するトナーを一時的に貯留するホッパ４２３には、トナーが十分に充填されている。従って、クラッチ異常の場合、ホッパ４２３のトナーレベルの変化を迅速に検知できるように、ホッパ内トナー有無センサ６４１は、なるべくホッパ４２３の高い位置に設けることが好ましい。すなわち、ホッパ内トナー有無センサ６４１は、ホッパ４２３の高さの３／４以上の高さ、好ましくは、４／５以上の高さ位置に設けられる。
【符号の説明】
【００８５】
１０ａ〜１０ｄ  感光ドラム
５１  現像器
１１０  ドラムモータ
１１１  現像モータ
１６３  トナー補給駆動部クラッチ
４００  ボトル装着部
４０２  トナーボトル
４０５  搬送スクリュ
４０９  現像スクリュ
４２１  現像スリーブ
４２３  ホッパ
４２４  搬送路
４２５  トナー補給駆動部
６４１  ホッパ内トナー有無センサ
【図１】
2020042232.tif 000003
【図２】
2020042232.tif 000004
【図３】
2020042232.tif 000005
【図４】
2020042232.tif 000006
【図５】
2020042232.tif 000007