(57)【要約】【課題】低速回転の時も、等速回転時と同じ程度にトナー残量の誤検知を防止する。【解決手段】転写ベルトにトナーを転写する現像装置であって、筒状であり、筒状の長手方向に垂直な面の中心を回転軸として等速度モード又は低速度モードで回転することによりトナーを攪拌するスクリュー部と、回転軸を中心として筒状の長手方向側面に螺旋状に形成された羽根先端部と、スクリュー部が低速度モードで回転するとき、羽根先端部を伸縮する制御部と、を含む。【選択図】図３
2014026057.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写ベルトにトナーを転写する現像装置であって、
筒状であり、前記筒状の長手方向に垂直な面の中心を回転軸として等速度モード又は低速度モードで回転することにより前記トナーを攪拌するスクリュー部と、
前記回転軸を中心として前記筒状の長手方向側面に螺旋状に形成された羽根先端部と、
前記スクリュー部が前記低速度モードで回転するとき、前記羽根先端部を伸縮する制御部と、
を含むことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記筒状の空洞内における気圧を調整することにより、前記羽根先端部を伸縮することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナーの残量検出を行うトナー残量センサをさらに含み、前記低速度モードによる回転が終了すると、前記制御部は、前記羽根先端部を伸長し、新たな低速モードによる回転により所定時間が経過したこと、又は所定回転数が実行されたことが検出されると、前記トナー残量センサによって前記トナーの残量検出が行われ、前記制御部は、前記羽根先端部を収縮することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
用紙が通過したことを検知する排紙センサをさらに含み、前記低速度モードによる回転中、前記制御部は前記羽根先端部を伸長し、前記排紙センサにより、前記用紙のうちの最終用紙が通過したことが検出されると共に、前記低速モードによる回転により所定時間が経過したこと、又は所定回転数が実行されたことが検出されると、前記トナー残量センサによって前記トナーの残量検出が行われ、前記制御部は、前記羽根先端部を収縮することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項５】
前記低速度モードによる回転中、直近の等速度モードによる回転終了から所定時間経過したことが検出されると、前記制御部は前記羽根先端部を伸長し、前記低速モードによる回転により所定時間が経過したこと、又は所定回転数が実行されたことが検出されると、前記トナー残量センサによって前記トナーの残量検出が行われ、前記制御部は、前記羽根先端部を収縮することを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の現像装置。
【請求項６】
前記低速度モードによる回転中、前記排紙センサにより、前記用紙のうちの最終用紙が通過したことが検出されると共に、前記用紙が搬出されたことを検知するレジストローラにより、次の用紙が搬出されないことが検出されると、前記制御部は、前記羽根先端部を伸長し、前記低速度モードによる回転が継続された後、前記トナー残量センサによって前記トナーの残量検出が行われ、前記制御部は、前記羽根先端部を収縮することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
【請求項７】
筒状であり、前記筒状の長手方向に垂直な面の中心を回転軸として等速度モード又は低速度モードで回転することによりトナーを攪拌するスクリュー部と、
前記回転軸を中心として前記筒状の長手方向側面に螺旋状に形成された羽根先端部と、
前記スクリュー部が前記低速度モードで回転するとき、前記羽根先端部を伸縮する制御部と、を含み、転写ベルトに前記トナーを転写する現像装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像装置及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像器内のトナー残量検知について、現像器内のトナーの残量を検知する際、現像器内のトナーが全体的に均一に混合されていることを加味する必要があることは既に知られている。
【０００３】
特許文献１には、現像剤供給部材の回転速度が変化した場合においても、逐次現像剤残量検知を行うことを目的として、現像剤残量検知手段を動作させる前に、現像剤担持体及び現像剤供給部材のうち少なくとも現像剤供給部材を、検出動作前の所定の検出前回転速度で所定時間回転させ、その後、現像剤残量検知手段を動作させて現像剤残量を検出する画像形成装置が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来のトナー残量検知手段を動作させることによりトナーの残量を検出する方法では、低速で現像器内のトナーが攪拌されている場合には低速のままであって、敢えてトナーを攪拌する回転数を変えることは行われていなかった。あるいは、トナーがなくなったことは検知されていなかった。
【０００５】
このように現像器の低速回転が継続いた場合、現像器内のトナーが全体的に均一に混合されないことから、現像器内のトナー残量を正確に検知することができず、トナー残量を検知することができなかった場合、次ジョブ以降のトナー残量の検知が可能となるタイミングであるジョブスタートのタイミングに至るまで、トナー残量を確認することができず、トナー残量の計算精度が悪化するという問題があった。
【０００６】
また、特許文献１に開示された画像形成装置では、トナー残量検出動作前にトナーの流動性を上げてからトナー残量を検出しているが、低速回転が続いた場合に、現像器内のトナーが全体的に均一に混合せず低速回転状態のまま現像器内のトナー残量を正確に検知できないという問題は依然として解消されていない。
【０００７】
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたもので、画像形成装置に用いられる現像器内のトナー残量検知について、トナーエンドセンサとプリズムのみの構成により、低速回転の時は現像ユニット内スクリューの羽根のサイズが大きく可変し、現像器内のトナーが、等速回転時と同じ程度、略全体的に均一に混合されることによってトナー残量の誤検知を防止することが可能な現像装置及び画像形成装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、請求項１に記載の本発明における現像装置は、転写ベルトにトナーを転写する現像装置であって、筒状であり、前記筒状の長手方向に垂直な面の中心を回転軸として等速度モード又は低速度モードで回転することにより前記トナーを攪拌するスクリュー部と、前記回転軸を中心として前記筒状の長手方向側面に螺旋状に形成された羽根先端部と、前記スクリュー部が前記低速度モードで回転するとき、前記羽根先端部を伸縮する制御部と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、低速回転の時は現像ユニット内スクリューの羽根のサイズを大きく可変し、現像器内のトナーが等速回転時と同じ程度に全体的に均一に混合されることで残量の誤検知を抑制することにより、安定したトナーエンド検知の精度向上が認められ、精度良くトナー補給制御を実行することができるので、常に安定したトナーエンド検知の精度向上を図ることができる。また、現像器内のトナー残量を精度良く検知することにより、トナー供給の追従不良に伴う画像の擦れ、及び現像器内に対するトナーの過剰補給を改善することができる。また、トナーの使い残しを抑えることによりコスト低減を図ることが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態における画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図である。
【図２】本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略構成図である。
【図３】本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの内部構成について説明する概略構成図である。
【図４】本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニット内部のスクリューの構成について説明する概略構成図である。
【図５】本発明の実施形態における画像形成装置のハードウェア構成について説明する概略ブロック図である。
【図６】本発明の実施形態における画像形成装置の第１の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。
【図７】本発明の実施形態における画像形成装置の第２の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。
【図８】本発明の実施形態における画像形成装置の第３の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。
【図９】本発明の実施形態における画像形成装置の第４の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
次に、本発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化乃至省略する。本発明は、要するに、画像形成装置に用いられる現像器内のトナー残量検知について、トナーエンドセンサとプリズムのみの構成により、低速回転の時には現像ユニット内スクリューの羽根のサイズを大きく可変し、現像器内のトナーが、等速回転時と同じ程度に、全体的に均一に混合されることにより、トナー残量の誤検知を抑制し、安定したトナーエンド検知の精度向上を図り、精度良くトナー補給制御を行うことが特徴になっている。
【００１２】
まず、最初に、本発明の実施形態における画像形成装置の構成について説明する。図１は、本発明の実施形態における画像形成装置の全体構成を説明する概略構成図である。図１において、画像形成装置１は、転写ベルト１２に沿って各色（Ｋ：ブラック、Ｃ：シアン、Ｍ：マゼンタ、Ｙ：イエロー）の現像ユニット(現像装置)２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄと、トナーカートリッジ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄと、が並べられて設置されている。トナーカートリッジ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄは、現像ユニット(現像装置)２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに対してそれぞれ脱着可能に構成されている。
【００１３】
転写ベルト１２は、回転駆動される２次転写駆動ローラ３と、転写ベルトテンションローラ４とに巻回されたエンドレスのベルトである。トナー濃度センサ２４は、転写ベルト１２上に転写されたトナーの濃度を検知するためのセンサである。
【００１４】
現像ユニット２Ａは、感光体５Ａ、この感光体５Ａの周囲に配置された帯電器６Ａ、露光器７、現像器８Ａ、及びクリーナーブレード９Ａ、等から構成されている。これら複数の現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄは、形成されるトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通であるので、以後特段の断りがない限り、現像ユニット２Ａ（Ｋ：ブラック）を中心に説明する。
【００１５】
露光器７は、各現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄが形成する画像色に対応する露光光であるレーザ光１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、及び１０Ｄを照射するように構成されている。また、画像形成装置１は、用紙１５を積載するための給紙トレイ１４と、用紙１５を搬送するための給紙ローラ１６と、レジストローラ１７と、排紙ローラ１９と、両面ローラ２０と、転写ベルト１２に形成された画像を用紙に転写するための二次転写ローラ１３と、トナーが転写された用紙にトナーを定着させる定着器１８と、から構成されている。
【００１６】
排紙ローラ１９には、用紙１５が通紙したことを検知する排紙センサ２１が近接して設けられている。さらに、転写ベルト１２に形成されたパターンや、用紙１５に転写されずに残ったトナーを回収するための廃トナーボックス２３が配置されている。
【００１７】
次に、このように構成された画像形成装置１における一般的な動作について説明する。画像形成を行うに際し、感光体５Ａの外周面は、暗中にて帯電器６Ａにより一様に帯電された後、露光器７からのレーザ光１０Ａにより露光され、静電潜像が形成される。現像器８Ａは、この静電潜像をトナーにより可視像化し、これにより感光体５Ａ上にトナー画像が形成される。
【００１８】
このトナー画像は、感光体５Ａと転写ベルト１２とが接する位置（１次転写位置）において、一次転写ローラ１１Ａの働きにより転写ベルト１２上に転写される。この転写により、転写ベルト１２上にトナー画像が形成される。トナー画像の転写が終了した感光体５Ａは、外周面に残留した不要なトナーをクリーニングブレード９Ａにより払拭された後、次の画像形成を行うために待機する。
【００１９】
このように、現像ユニット２Ａでトナー画像が転写された転写ベルト１２は、次の現像ユニット２Ｂに搬送される。現像ユニット２Ｂでは、現像ユニット２Ａでの画像形成プロセスと同様のプロセスにより、転写ベルト１２上に形成された画像に重畳されて転写される。
【００２０】
転写ベルト１は、さらに次の現像ユニット２Ｃ、及び２Ｄに搬送され、同様の動作により転写ベルト１２上に画像が重畳されて転写される。このようにして、転写ベルト１２上にフルカラーの画像が形成される。このフルカラーの重ね画像が形成された転写ベルト１２は、２次転写ローラ１３の位置まで搬送される。
【００２１】
画像形成時の用紙搬送動作に際し、給紙トレイ１４に収納された用紙１５は、最も上に載置されたのものから給紙ローラ１６を反時計回りに回転駆動することにより順に送り出される。レジストローラ１７の駆動は、上述した転写ベルト１２により搬送されたトナー画像と、２次転写ローラ１３上で、トナー画像と用紙１５の位置が重なり合うタイミングで開始される。なお、レジストローラ１７の用紙１５の搬送方向直前には、用紙１５の検知センサであるレジストセンサが設けられている。
【００２２】
このとき、レジストローラ１７は反時計方向に回転駆動することにより用紙１５を送り出す。レジストローラ１７によって送り出された用紙１５は、２次転写ローラ１３によって転写ベルト１２上のトナー画像が用紙１５に転写された後、定着器１８においてトナー画像が熱及び圧力によって定着され、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１９によって画像形成装置１の外部に排紙される。
【００２３】
両面印刷を行う場合は、用紙１５が排紙ローラ１９を通過する手前で、排紙ローラ１９が時計回りに回転駆動され、用紙１５が両面搬送経路に搬送される。両面搬送経路に搬送された用紙１５は、両面ローラ２０を経由し、再びレジストローラ１７まで搬送される。レジストローラ１７に到達した用紙１５は、再びレジストローラ１７から再給紙され、２次転写ローラ１３にて先程と裏面の用紙にトナー画像が転写された後、定着器１８によってトナー画像が熱及び圧力にて定着され、反時計回りに回転駆動された排紙ローラ１９によって画像形成装置１の外部に排紙される。
【００２４】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの構成についてさらに詳細に説明する。図２は、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略構成図である。各現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内には、トナー残量及びエンプティー（トナーなし）を検知するためのセンサと、プリズム２５Ａ、２５Ｂ、２５Ｃ、及び２５Ｄと、が設けられており、センサにより現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のトナー残量が検知され、トナーカートリッジ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２Ｃから現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに対してトナーが供給される。
【００２５】
現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに対するトナー供給は、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のトナー残量が一定量以下になったとき、図示しないトナー補給モータが駆動されることにより、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内に設置されたスクリューが回転され、トナーカートリッジ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄ内から現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄに対してトナーが供給される構成になっている。
【００２６】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの内部構成について詳細に説明する。図３は、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニットの内部構成について説明する概略構成図である。各現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄには、円筒形状のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄが配置され、これらが長手方向に垂直な面における円の中心を回転軸として回転することによりトナーを矢印方向に循環させ、トナーを攪拌し、全体的に均一状態となるように混合している。なお、スクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄは空洞状態であり、羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄは、ゴム又はナイロンで構成され、スクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの長手方向側面に回転軸を中心に螺旋状に形成されている。
【００２７】
画像形成装置１の本体側に搭載された吸排気モータ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、及び２６Ｄから、図示されていないノズルを通じて、スクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの空洞内に空気が吸排気され、気圧が調整されることにより、羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄのゴム又はナイロンが伸縮され、羽根の大きさが制御されている。
【００２８】
また、画像形成装置１の本体側に搭載されているＬＥＤ（Light Emitting Diode）発光素子と受光素子、及び現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、並びに２Ｄ内のプリズムの構成によって、トナーエンド（トナーなし）検知制御が実現されている。なお、図３において、スクリュー２７Ａは円筒形状を有しているが、必ずしも円筒形状に制限されること無く、筒状で長手方向に垂直な面の中心を回転軸として回転するものであれば、どのような形状でも良いことは勿論である。
【００２９】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニット内部のスクリュー構成について詳細に説明する。図４は、本発明の実施形態における画像形成装置の現像ユニット内部のスクリューの構成について説明する概略構成図である。図４は、現像ユニット２Ａ内のスクリュー２７Ａの断面図であり、空洞内に空気が吸排気され気圧が調整されることにより、羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄのゴム又はナイロンが伸縮され、羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄの大きさが制御されている。羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄの大きさは、空気圧の制御により無段階に制御可能である。
【００３０】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置のハードウェア構成について説明する。図５は、本発明の実施形態における画像形成装置のハードウェア構成について説明する概略ブロック図である。ＣＰＵ（Central Processing Unit）３１は画像形成装置１のＣＰＵであり、ＲＯＭ（Read Only Memory）３２に記憶された制御プログラム等に基づいて、システムバス３６に接続される各種デバイスとのアクセスを総括的に制御し、Ｉ／Ｏ（Input/Output）４１を介して接続されるセンサやモータ、クラッチ、ヒーター等の電装品の入出力を制御する。
【００３１】
すなわち、このＲＯＭ３２には、後述する図６から図９のフローチャートで示されるＣＰＵ３１の制御プログラム等が記憶されている。ＣＰＵ３１は、ＲＯＭ３２に記憶されている制御プログラムを実行するほか、外部Ｉ／Ｆ３０を介して、図示しないホストコンピュータ等の外部装置との通信処理が可能となっている。
【００３２】
ＲＡＭ（Random Access Memory）３３は、ＣＰＵ３１の主メモリ、ワークエリア等として機能するＲＡＭであり、図示しない増設ポートに接続されるオプションＲＡＭによってメモリ容量を拡張することができるように構成されている。なお、ＲＡＭ３３は、記録データ展開領域、環境データ格納領域等に用いられる。
【００３３】
各ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）（Ｋ）３７、（Ｃ）４４、（Ｍ）４５、及び（Ｙ）４６は、各トナーカートリッジ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、及び２２Ｄに搭載され、各トナーカートリッジのトナー消費量や印刷枚数等の情報が格納される。操作パネルＩ／Ｆ３４を介して接続される操作パネル３５によって、プリンタモードや動作モード等を設定することができる。
【００３４】
画像処理ＩＣ（Integrated Circuit）４２は、図示しないコントローラからの画像データを受け、露光光であるレーザ光１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、及び１０Ｄに画像データ送信する。さらに画像処理ＩＣ４２は、図示しないコントローラから受ける画像データの画素をカウントする機能、任意の画像パターンを作成して露光光であるレーザ光１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃ、及び１０Ｄに送信する機能を有する。
【００３５】
駆動モータ４３は、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ、感光体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及び５Ｄ、並びに転写ベルト１２を回転駆動させるためのモータである。本発明の実施形態におけるトナー強制消費実行中は、常時駆動モータ４３を駆動させることにより、トナー強制消費を実行する色の現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ、感光体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及び５Ｄ、並びに転写ベルト１２ユニットを回転駆動させている。
【００３６】
現像出力（Ｋ）４４Ａ、（Ｃ）４５、（Ｍ）４６、及び（Ｙ）４７は、感光体５Ａ、５Ｂ、５Ｃ、及び５Ｄ上に潜像された部位に対してトナーを所定量現像させるためのものである。現像出力（Ｋ）４４Ａ、（Ｃ）４５、（Ｍ）４６、及び（Ｙ）４７は、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号で構成されており、図示しない接続先の高圧ユニットによってＰＷＭのデューティ比分の電圧値を出力できるようになっている。
【００３７】
吸排気モータ２６Ａ、２６Ｂ、２６Ｃ、及び２６Ｄは、空気を吸排気するモータであり、スクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの空洞内への気圧を調整することにより、羽根先端部２８Ａ、２８Ｂ、２８Ｃ、及び２８Ｄのゴムを伸縮させることにより、羽根の大きさを制御している。
【００３８】
次に、本発明の実施形態における画像形成装置の動作について説明する。図６は、本発明の実施形態における画像形成装置の第１の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。図６は、特に、低速印字モード時の、現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー残量検知における精度向上のための動作について記載している。
【００３９】
トナー残量検知動作が開始されると、ステップ（以下、「Ｓ」という。）６０１の処理において、画像形成動作が実行される。Ｓ６０２の処理では、実行された画像形成動作が、低速印字モードであるか否かが判断される。画像形成動作が低速印字モードであると判断されたときは（Ｓ６０２：Ｙ）、Ｓ６０３の処理へ移行し、低速印字モードが完了したか否かが判断される。
【００４０】
Ｓ６０３の処理において、低速印字モードが完了したと判断されたときは（Ｓ６０３：Ｙ）、Ｓ６０４の処理へ移行し、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを大きくする。そして、Ｓ６０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過したか、又は所定回転数実行がなされたか否かが判断される。すなわち、低回転速度で所定時間経過、又は所定回転数が実行されることで、トナーが全体的に均一に混合され、トナー同士の界面が安定するのである。
【００４１】
Ｓ６０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過した、又は所定回転数実行がなされたと判断されたときは（Ｓ６０５：Ｙ）、Ｓ６０６の処理へ移行し、トナー残量センサによって現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー量の確認が行われる。そして、Ｓ６０７の処理において、現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー残量、すなわち、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに残っているトナー残量が精度良く算出される。最後に、Ｓ６０８の処理において、等速回転印字モードに戻るため、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを戻して処理を終了する。
【００４２】
一方、Ｓ６０２の処理において、実行された画像形成動作が、低速印字モードでないと判断されたときは（Ｓ６０２：Ｎ）、Ｓ６０６の処理へ移行する。また、Ｓ６０３の処理において、低速印字モードが完了していないと判断されたときは（Ｓ６０３：Ｎ）、低速印字モードが完了するまで待機する。さらに、Ｓ６０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過していない、又は所定回転数実行がなされていないと判断されたときは（Ｓ６０５：Ｎ）、所定時間が経過するまで、又は所定回数実行がなされるまで待機する。
【００４３】
図７は、本発明の実施形態における画像形成装置の第２の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。図７は、図６の制御フローで説明した低速印字モード完了をトリガとせずに、転写用紙最終紙の排紙をトリガとしてトナー残量検知を早く実施し精度向上を行うことについて記載している。
【００４４】
トナー残量検知動作が開始されると、Ｓ７０１の処理において、画像形成動作が実行される。Ｓ７０２の処理では、実行された画像形成動作が、低速印字モードであるか否かが判断される。画像形成動作が低速印字モードであると判断されたときは（Ｓ７０２：Ｙ）、Ｓ７０３の処理へ移行し、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを大きくする。
【００４５】
そして、Ｓ７０４の処理において、転写用紙後端（最終紙）が、排紙センサ２１を通過したか否かが判断される。Ｓ７０４の処理において、転写用紙後端（最終紙）が排紙センサ２１を通過したと判断されたときは（Ｓ７０４：Ｙ）、Ｓ７０５の処理へ移行し、低回転速度で所定時間が経過したか、又は所定回転数実行がなされたか否かが判断される。すなわち、低速印字モードで所定時間経過、又は所定回転数が実行されることで、トナーが全体的に均一に混合され、トナー同士の界面が安定するのである。
【００４６】
Ｓ７０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過した、又は所定回転数実行がなされたと判断されたときは（Ｓ７０５：Ｙ）、Ｓ７０６の処理へ移行し、トナー残量センサによって現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー量の確認が行われる。そして、Ｓ７０７の処理において、現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー残量、すなわち、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに残っているトナー残量が精度良く算出される。最後に、Ｓ７０８の処理において、等速回転印字モードに戻るため、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを戻して処理を終了する。
【００４７】
一方、Ｓ７０２の処理において、実行された画像形成動作が、低速印字モードでないと判断されたときは（Ｓ７０２：Ｎ）、Ｓ７０６の処理へ移行する。また、Ｓ７０４の処理において、転写用紙後端（最終紙）が排紙センサ２１を通過していないと判断されたときは（Ｓ７０４；Ｎ）転写用紙後端（最終紙）が排紙センサ２１を通過するまで待機する。さらに、Ｓ７０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過していない、又は所定回転数実行がなされていないと判断されたときは（Ｓ７０５：Ｎ）、所定時間が経過するまで、又は所定回数実行がなされるまで待機する。
【００４８】
図８は、本発明の実施形態における画像形成装置の第３の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。図８は、前回の等速モード実行からの経過時間により現像ユニット内のスクリュー羽根のサイズをアップさせてトナー残量を検知するか、サイズをアップせずにそのままトナー残量を検知するかについて記載している。
【００４９】
トナー残量検知動作が開始されると、Ｓ８０１の処理において、画像形成動作が実行される。Ｓ８０２の処理では、実行された画像形成動作が、低速印字モードであるか否かが判断される。画像形成動作が低速印字モードであると判断されたときは（Ｓ８０２：Ｙ）、Ｓ８０３の処理へ移行し前回の等速モードから所定時間が経過したか否かが判断される。
【００５０】
Ｓ８０３の処理において、前回の等速モードから所定時間が経過したと判断されたときは（Ｓ８０３：Ｙ）Ｓ８０４の処理へ移行し、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを大きくする。そして、Ｓ８０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過したか、又は所定回転数実行がなされたか否かが判断される。すなわち、前回の等速モード実行から経過時間が所定時間以内であれば、ある程度トナーが全体的に均一に混合されておりトナー同士の界面が安定していると予測されるからである。
【００５１】
Ｓ８０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過した、又は所定回転数実行がなされたと判断されたときは（Ｓ８０５：Ｙ）、Ｓ８０６の処理へ移行し、トナー残量センサによって現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー量の確認が行われる。そして、Ｓ８０７の処理において、現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー残量、すなわち、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに残っているトナー残量が精度良く算出される。最後に、Ｓ８０８の処理において、等速回転印字モードに戻るため、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを戻して処理を終了する。
【００５２】
一方、Ｓ８０２の処理において、実行された画像形成動作が、低速印字モードでないと判断されたとき（Ｓ８０２：Ｎ）、及びＳ８０３の処理において、前回の等速モードから所定時間が経過していないと判断されたとき（Ｓ８０３：Ｎ）は、Ｓ８０６の処理へ移行する。また、Ｓ８０５の処理において、低回転速度で所定時間が経過していない、又は所定回転数実行がなされていないと判断されたときは（Ｓ８０５：Ｎ）、所定時間が経過するまで、又は所定回数実行がなされるまで待機する。
【００５３】
図９は、本発明の実施形態における画像形成装置の第４の実施形態に係る動作について説明するフローチャート図である。図９は、転写用紙の紙間で現像ユニット内のスクリュー羽根のサイズをアップさせてトナー残量検知を実施し精度向上を行うことについて記載している。
【００５４】
トナー残量検知動作が開始されると、Ｓ９０１の処理において、画像形成動作が実行される。Ｓ９０２の処理では、実行された画像形成動作が、低速印字モードであるか否かが判断される。画像形成動作が低速印字モードであると判断されたときは（Ｓ９０２：Ｙ）、Ｓ９０３の処理へ移行し、転写用紙後端（最終紙）が、排紙センサ２１を通過したか否かが判断される。
【００５５】
Ｓ９０３の処理において、転写用紙後端（最終紙）が排紙センサ２１を通過したと判断されたときは（Ｓ９０３：Ｙ）、Ｓ９０４の処理へ移行し、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過したか否か、すなわち、次の転写用紙が搬出去れたか否かが判断される。Ｓ９０４の処理において、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過した（次の用紙が搬出された）と判断されたときは（Ｓ９０４：Ｙ）、Ｓ９０５の処理へ移行し、低速印字モードのまま画像形成動作を継続し、Ｓ９０２の処理へ戻る。すなわち、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過したことが判断されるまで、再度低速印字モードに戻すのである。
【００５６】
すなわち、低速印字モードで転写用紙後端が排紙センサ２１を通過したと判断されたが、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過していたら、現像ユニット内スクリュー羽根サイズはアップせずに、そのまま低速印字モードによる画像形成動作を継続し、その時点でのトナー残量の確認は行わないのである。
【００５７】
一方、Ｓ９０４の処理において、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過していない（次の転写用紙が搬出されない）と判断されたときは（Ｓ９０４：Ｎ）、低速印字モードを継続した状態でＳ９０６の処理へ移行し、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを大きくし、Ｓ９０７の処理へ移行する。そして、Ｓ９０７の処理において、トナー残量センサによって現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー量の確認が行われる。
【００５８】
さらに、Ｓ９０８の処理において、現像器（Ｋ）８Ａ、（Ｃ）８Ｂ、（Ｍ）８Ｃ、及び（Ｙ）８Ｄ内のトナー残量、すなわち、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄに残っているトナー残量が精度良く算出される。すなわち、低速印字モードであって、転写用紙後端が排紙センサを通過したと判断され、且つ、次の転写用紙先端がレジストセンサを通過していなければ、トナーが全体的に均一に混合されるよう現像ユニット内スクリューの羽根サイズをアップさせて、その時点でトナー残量の確認を行い、現像ユニット内に残っているトナー量を精度良く算出するのである。
【００５９】
そして、Ｓ９０９の処理において、等速回転印字モードに戻るため、現像ユニット２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、及び２Ｄ内のスクリュー２７Ａ、２７Ｂ、２７Ｃ、及び２７Ｄの羽根のサイズを戻す。その後、Ｓ９１０の処理において、低速印字モードが完了したか否かが判断される。低速印字モードが完了したと判断されたときは（Ｓ９１０：Ｙ）処理を終了し、低速印字モードが終了していないと判断されたときは（Ｓ９１０：Ｎ）、Ｓ９０２の処理へ戻る。
【００６０】
一方、Ｓ９０２の処理において、画像形成動作が低速印字モードでないと判断されたときは（Ｓ９０２：Ｎ）、Ｓ９０７の処理へ移行する。また、Ｓ９０３の処理において、転写用紙後端（最終紙）が排紙センサを通過していないと判断されたときは（Ｓ９０３：Ｎ）、転写用紙後端（最終紙）が、排紙センサを通過するまで待機する。
【００６１】
このように、本発明によれば、画像形成装置に用いられる現像器内のトナー残量検知について、トナーエンドセンサとプリズムのみの構成により、低速回転の時には現像ユニット内スクリューの羽根のサイズを大きく可変し、現像器内のトナーが、等速回転時と同じ程度に、全体的に均一に混合されることにより、トナー残量の誤検知を抑制し、安定したトナーエンド検知の精度向上を図り、精度良くトナー補給制御を行うことが可能な現像装置及び画像形成装置を提供することができるのである。
【００６２】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨及び範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正及び変更が可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１    画像形成装置
２Ａ    現像ユニット（現像装置）（Ｋ）
２Ｂ    現像ユニット（現像装置）（Ｃ）
２Ｃ    現像ユニット（現像装置）（Ｍ）
２Ｄ    現像ユニット（現像装置）（Ｙ）
３    ２次転写駆動ローラ
４    転写ベルトテンションローラ
５Ａ    感光体（Ｋ）
５Ｃ    感光体（Ｍ）
５Ｄ    感光体（Ｙ）
６Ａ    帯電器（Ｋ）
６Ｂ    帯電器（Ｃ）
６Ｃ    帯電器（Ｍ）
６Ｄ    帯電器（Ｙ）
７    露光器
８Ａ    現像器（Ｋ）
８Ｂ    現像器（Ｃ）
８Ｃ    現像器（Ｍ）
８Ｄ    現像器（Ｙ）
９Ａ    クリーナーブレード（Ｋ）
９Ｂ    クリーナーブレード（Ｃ）
９Ｃ    クリーナーブレード（Ｍ）
９Ｄ    クリーナーブレード（Ｙ）
１０Ａ    レーザ光（露光）（Ｋ）
１０Ｂ    レーザ光（露光）（Ｃ）
１０Ｃ    レーザ光（露光）（Ｍ）
１０Ｄ    レーザ光（露光）（Ｙ）
１１Ａ    一次転写ローラ（Ｋ）
１１Ｂ    一次転写ローラ（Ｃ）
１１Ｃ    一次転写ローラ（Ｍ）
１１Ｄ    一次転写ローラ（Ｙ）
１２    転写ベルト
１３    ２次転写ローラ
１４    給紙トレイ
１５    用紙
１６    給紙ローラ
１７    レジストローラ
１８    定着器
１９    排紙ローラ
２０    両面ローラ
２１    排紙センサ
２２Ａ    トナーカートリッジ（Ｋ）
２２Ｂ    トナーカートリッジ（Ｃ）
２２Ｃ    トナーカートリッジ（Ｍ）
２２Ｄ    トナーカートリッジ（Ｙ）
２３    廃トナーボックス
２４    トナー濃度センサ
２５Ａ    プリズム（Ｋ）
２５Ｂ    プリズム（Ｃ）
２５Ｃ    プリズム（Ｍ）
２５Ｄ    プリズム（Ｙ）
２６Ａ    吸排気モータ（Ｋ）
２６Ｂ    吸排気モータ（Ｃ）
２６Ｃ    吸排気モータ（Ｍ）
２６Ｄ    吸排気モータ（Ｙ）
２７Ａ    スクリュー（Ｋ）
２７Ｂ    スクリュー（Ｃ）
２７Ｃ    スクリュー（Ｍ）
２７Ｄ    スクリュー（Ｙ）
２８Ａ    羽根先端部（Ｋ）
２８Ｂ    羽根先端部（Ｃ）
２８Ｃ    羽根先端部（Ｍ）
２８Ｄ    羽根先端部（Ｙ）
３０    外部Ｉ／Ｆ
３１    ＣＰＵ
３２    ＲＯＭ
３３    ＲＡＭ
３４    操作パネルＩ／Ｆ
３６    システムバス
３７    ＮＶＲＡＭ（Ｋ）
３８    ＮＶＲＡＭ（Ｃ）
３９    ＮＶＲＡＭ（Ｍ）
４０    ＮＶＲＡＭ（Ｙ）
４１    Ｉ／Ｏ
４２    画像処理ＩＣ
４３    駆動モータ
４４    現像出力（Ｋ）
４５    現像出力（Ｃ）
４６    現像出力（Ｍ）
４７    現像出力（Ｙ）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６４】
【特許文献１】特開２００９−２６５２８２号公報
【図１】
2014026057.tif 000003
【図２】
2014026057.tif 000004
【図４】
2014026057.tif 000005
【図５】
2014026057.tif 000006
【図６】
2014026057.tif 000007
【図７】
2014026057.tif 000008
【図８】
2014026057.tif 000009
【図９】
2014026057.tif 000010
【図３】
2014026057.tif 000011