(57)【要約】【課題】トナーなしと誤検知された場合であっても、トナーが過剰に補給されてしまうおそれを抑制可能な画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材のトルクを検知する撹拌トルク検知部と、前記現像容器内の所定位置における現像剤の有無を検知する検知センサと、前記検知センサの検知部を清掃する清掃部材とを有する現像容器に対し、前記検知センサの検知結果に基づいて、前記所定位置まで現像剤が補給されるように現像剤補給部の補給動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が所定範囲内である場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御することを特徴とする。【選択図】図３
2014106434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材のトルクを検知する撹拌トルク検知部と、前記現像容器内の所定位置における現像剤の有無を検知する検知センサと、前記検知センサの検知部を清掃する清掃部材とを有する現像容器に対し、前記検知センサの検知結果に基づいて、前記所定位置まで現像剤が補給されるように現像剤補給部の補給動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が所定範囲内である場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が前記所定範囲を下回っている場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を継続するように補給動作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。
【請求項３】
前記撹拌トルク検知部は、撹拌駆動モータ電流値から算出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことを第１の所定回数だけ連続して検知された場合に、前記モードを実行することを特徴とした請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記モードの実行中において、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことを第２の所定回数だけ連続して検知された場合に、画像形成動作を停止させ、前記撹拌部材を駆動させるモードを実行させることを特徴とした請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記検知センサの検知結果が所定割合以上で現像剤なしを検知することで、前記所定位置に現像剤がないことを検知することを特徴とした請求項１乃至請求項５のいずれか１項に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、複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に関し、特に、現像容器に対して現像剤補給装置によって現像剤を補給する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置に装着されている現像容器は、感光体ドラムに沿って長く配置される。この現像容器に現像剤を補給する現像剤補給装置（以下「トナー補給装置」）には、現像容器の長手方向にわたって略均一に現像剤を補給する搬送供給部材と、搬送供給部材に現像剤を補給する現像剤収納排出装置とによって構成されているものがある。
【０００３】
ここで、現像容器内のトナー量は、トナーの残量検知センサによって検知される。また、残量検知センサの検知部によって確実に検知することができるように、検知部に付着したトナーを掻き取るワイパーが配設される。ワイパーは、搬送供給部材に一体となって形成され、搬送供給部材の回動と連動する構成となっている。
【０００４】
この場合、ワイパーが残量検知センサの検知部を通過した直後は、検知部に付着したトナーが掻き取られた状態であるため、検知部にトナーが存在しない。すると、ごく短い時間ではあるものの、残量検知センサが「トナー無し」と検知することとなる。このため、トナーが現像器内に十分ある場合であっても、現像剤収納排出装置からのトナー供給動作が行われてしまう。
【０００５】
このような問題に対して、ワイパーの回転周期に合わせて、ワイパーが残量検知センサの検知部を通過するときには、トナー検知を行わないという発明が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平７−０８４４４５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、特許文献１の現像容器では、トナー消費量の少ない画像を坪量の大きな転写材両面に連続して高速で出力する場合に、現像装置の駆動時間に対するトナー消費量が少なくなる。すると、現像装置内の温度が上昇し、トナー流動化外添剤がトナー母体に埋め込まれやすくなる。
【０００８】
すると、トナーの流動性が低下すると同時にトナーの凝集度が上昇する。これにより、現像装置筐体内のトナーに空洞ができやすくなる。空洞が発生した場合、当該空洞を残量検知センサがトナー量不足と誤検知することがある。すると、この誤検知に伴って、トナーが補給されると、撹拌トルクの過度の上昇を引き起こす。すると、画像形成動作が停止するなどという問題があった。
【０００９】
この現象について、次に図１５を用いて詳細に説明する。図１５は従来例においてトナーに空洞ができる過程を示す図である。
【００１０】
まず、トナーの凝集度についての説明をする。装置の耐久や昇温などの要因により、トナー劣化し凝集度が増す場合がある。ここでの凝集度とは、トナーの劣化を示す指数である。
【００１１】
凝集度測定においては、ホソカワミクロン（株）製パウダーテスタを用いて行う。まず、ふるい目が７５μｍの２００メッシュのふるいを上に、ふるい目が３８μｍの３９０メッシュのふるいを中に、ふるい目が２５μｍの６３５メッシュのふるいを下にセットする。そして、５ｇの現像剤を、２３℃、５０％の環境下で一晩エージングしたものを、１５秒間、振幅が０．６ｍｍの振動を台に与えて測定し、下記式を用いて算出した。
【００１２】
まず、（ａ）、（ｂ）、（ｃ）を、以下のように、
（ａ）ふるい目７５μｍのふるいに残ったトナーの質量％×１
（ｂ）ふるい目３８μｍのふるいに残ったトナーの質量％×０．６
（ｃ）ふるい目２５μｍのふるいに残ったトナーの質量％×０．２
と定義する。
【００１３】
この時の凝集度を次の式、
凝集度＝（ａ）＋（ｂ）＋（ｃ）（％）
として、算出する。ここでは、凝集度が３０％以上の場合をトナー劣化と判断した。
【００１４】
図１５は従来例においてトナーに空洞ができる過程を示す図である。図１５（ａ）はワイパー１１２が、ちょうど残量検知センサ１１０の検知部を通過している図である。この時、残量検知センサ１１０の検知部には、トナー（Ｔ）は存在しない。そのため、残量検知センサ１１０は「トナー無し」と検知する。
【００１５】
ここで、トナー（Ｔ）が劣化していない状態であれば、ワイパー１１２が残量検知センサ１１０の検知部を通過した後に、図１５（ｂ）にあるような状態となる。即ち、現像容器１０２内のトナーの流動性が高いため、トナーは残量検知センサ１１０の検知部へ移動する。これにより、ワイパー１１２通過後すぐに、残量検知センサ１１０は「トナー有り」と検知する。
【００１６】
しかしながら、トナーが劣化した状態では、トナーの流動性が低下する。この状態で、ワイパー１１２が残量検知センサ１１０の検知部を通過すると、図１５（ｃ）のような状態となる。即ち、残量検知センサ１１０の検知部にワイパー１１２の通過跡Ｓが残り、残量検知センサ１１０の検知部にトナーが存在しない状態が継続してしまう。トナーの凝集度が増大するにつれ、図１５（ｃ）のような状態が継続する時間が長くなる。
【００１７】
尚、本従来例においては、ワイパー１１２及び撹拌羽根１１３の回転周期が３秒である。このため、ある程度の凝集度のものでも３秒のところで図１５（ｂ）の状態から復帰する。そして、現像器内トナー重量が通常の４００〜５００ｇ前後であれば、凝集度の高いトナーでも２周目の６秒のところでは図１５（ｂ）の状態へ復帰することが分かっている。
【００１８】
この図１５（ｃ）の状態では、残量検知センサ１１０は「トナー無し」を検知し続けてしまう。このため、現像容器１０２内のトナー量は十分であるにも関わらず、ホッパー１０１からのトナー供給動作は継続され、現像容器１０２内のトナー量は過多となる。そして、現像容器１０２内のトナー量が過多な状態のときに連続的にトナーが補給されると、ワイパー１１２及び撹拌羽根１１３の回転負荷は大幅に増大する。
【００１９】
更に、現像容器１０２内で十分にトナー（Ｔ）が撹拌される前に、一部的に高密度にトナーが補給されると、トナーの搬送を阻害する。すると、スクリューガイド１０７やホッパー１０１内のトナーも過多となり、スクリューガイド１０７内のスクリュー１０６や、ホッパースクリュー１０９の回転負荷も大幅に増大する。そして最終的には現像容器内のワイパー１１２及び撹拌羽根１１３の破損や、スクリュー１０６やホッパースクリュー１０９の破損、または駆動モータ（不図示）のロックのおそれがある。
【００２０】
また、本現象は、高温高湿環境下で顕著に発生し、特に印字率の低い画像を連続通紙した際に発生し易い。
【００２１】
図１５（ｃ）のような状態にある現像容器１０２内のトナーは、常時その状態にあるわけではなく、現像容器１０２内のトナーの消費や撹拌羽根１１３の撹拌動作などにより、ある程度の時間が経過すると図１５（ｂ）の状態に復帰する。
【００２２】
しかしながら、背景技術にあるような「トナー無し」状態で常に供給動作を行う補給方法や、ワイパー１１２が残量検知センサ１１０の検知部を通過する短時間のみ残量検知を行わないなどの補給方法では、十分な対応策ではなかった。
【００２３】
本発明は、トナーなしと誤検知された場合であっても、トナーが過剰に補給されてしまうおそれを抑制可能な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】
【００２４】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
現像容器内の現像剤を撹拌する撹拌部材と、前記撹拌部材のトルクを検知する撹拌トルク検知部と、前記現像容器内の所定位置における現像剤の有無を検知する検知センサと、前記検知センサの検知部を清掃する清掃部材とを有する現像容器に対し、前記検知センサの検知結果に基づいて、前記所定位置まで現像剤が補給されるように現像剤補給部の補給動作を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、
前記制御部は、前記検知センサの検知結果に基づき、前記所定位置に現像剤がないことが検知され、かつ、前記撹拌トルク検知部の検知結果が所定範囲内である場合には、前記現像容器内への現像剤の補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２５】
上記構成によれば、高温高湿の状態においても確実なトナー検知を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】画像形成装置の構成を示す構成図。
【図２】現像容器およびトナー補給装置の断面図。
【図３】現像容器およびトナー補給装置の側面図。
【図４】ワイパーを付帯した撹拌部材の概略図。
【図５】画像形成装置に係るブロック図。
【図６】現像容器内のトナー量と撹拌駆動モータ電流値との関係を表すグラフ。
【図７】第１実施形態に係るフローチャート。
【図８】第１実施形態に係るフローチャート。
【図９】撹拌駆動モータ電流値とトナー無しカウントにおける凝集度テーブル。
【図１０】第１実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフ。
【図１１】第１実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフ。
【図１２】第１実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフ。
【図１３】比較例に係るフローチャート。
【図１４】比較例に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフ。
【図１５】従来例においてトナーに空洞ができる過程を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、図を用いて、本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、画像形成装置と現像装置の概略構成を説明する。
【００２８】
〔画像形成装置〕
図１は画像形成装置の構成を示す構成図である。図１において、画像形成装置Ａは、感光体ドラム２０の周囲に、一次帯電器２４、現像容器２、転写部２１、クリーニング部２２、前露光部２３を配置した構造を有する。尚、転写部２１は、本実施形態では、直転系のローラ転写の構成としたが、これに限るものではない。
【００２９】
画像形成装置Ａは、感光体ドラム２０に形成した静電潜像を現像したトナー像を転写シートに転写する電子写真方式の画像形成を行う。感光体ドラム２０は、静電潜像を担時する像担持体であり、駆動機構（不図示）により矢印Ｒ方向に回転駆動される。
【００３０】
露光工程では、形成対象の画像に応じたレーザ光Ｌがレーザ駆動部（不図示）により感光体ドラムの表面に露光され、静電潜像が形成される。
【００３１】
現像容器２は、現像スリーブ３、撹拌部材１３（第一撹拌部材）、撹拌部材１４（第二撹拌部材）、現像ブレード５を備えるとともに、磁性トナーからなる現像剤を収容している。この構成により、感光体ドラム２０表面の静電潜像の現像を行う。
【００３２】
現像スリーブ３は、トナー（現像剤）を担持する現像担持体であり、感光体ドラム２０に対向して配置される。現像工程では、感光体ドラム２０と現像スリーブ３との間に現像電界を形成するために、現像高圧基板（不図示）から現像スリーブ３に現像バイアスを印加する。これに伴い、感光体ドラム２０の表面に形成された静電潜像は、現像容器２により現像されトナー像として可視化される。本実施形態では、トナーはマイナス極性に帯電されている。
【００３３】
転写工程では、シート搬送機構（不図示）により搬送されてくる転写シートに、感光体ドラム２０上のトナー像が転写部２１により転写される。
【００３４】
感光体ドラム２０上の転写残トナーは、感光体ドラム２０に押圧されたクリーニングブレード２２ａを有するクリーニング部２２により除去される。トナー像が転写された転写シートは、定着器（不図示）に搬送される。
【００３５】
定着工程では、定着器により転写シート上のトナー像が定着される。トナー像が定着された転写シートは、画像形成装置Ａの機外に排出される。その後、感光体ドラム２０は、前露光部２３により除電され再度の、画像形成に供される。
【００３６】
〔現像装置の概略〕
図２及び図３に、トナー補給装置であるホッパー１の構成を図示する。図２は現像容器およびトナー補給装置の断面図である。より具体的には、正面から見た断面図である。図３は現像容器およびトナー補給装置の側面図である。
【００３７】
図２及び図３に示すように、ホッパー１（現像剤補給部）の下方には、現像容器２が配置される。現像容器２に収納されたトナーは、後述するように撹拌・搬送され、現像ブレード５（現像剤層厚規制板）によってトナー量を規制された後、現像スリーブ３（現像剤担持体）に供給される。
【００３８】
ホッパー１内のトナーは、ホッパースクリュー９により、図２中のＡ部に排出され、さらに搬送スクリュー６によって矢印Ｐ方向に搬送される。搬送スクリュー６はスクリューガイド７に収納される。スクリューガイド７は、搬送スクリュー６の周方向の一部が解放され、搬送スクリュー６により搬送されたトナーは供給ローラ４のＰ方向（長手方向）に略均一に供給される。
【００３９】
供給ローラ４内には磁力をもつマグネットローラ（不図示）が配置され、磁性体であるトナーはマグネットローラの磁力により供給ローラ４に保持される。供給ローラ４は図３の矢印Ｑの方向へ回転し、供給ローラ４上のトナーをスクレーパ８部へ搬送する。スクレーパ８は供給ローラ４に対して近接配置され、現像容器２内へと搬送されたトナーをかき落とし現像容器２内へと供給する。
【００４０】
現像容器２内のトナーは、撹拌部材１３、撹拌部材１４により現像容器内を搬送される。現像スリーブ３へ到達したトナーは、現像スリーブ３に保持される。なお、撹拌部材１３、撹拌部材１４及び搬送スクリュー６は、それぞれギア（不図示）で連結され、後述のモータによって駆動される。
【００４１】
図２及び図３において、撹拌部材１３の長手方向の現像容器２の外側には、所定位置におけるトナーの有無を検知する検知センサ１０が配設される。検知センサ１０は、現像容器２内のトナー量を検知する。現像容器２内にトナーが空の状態においては、検知センサ１０は「トナー無し」を検知する。「トナー無し」と検知される間には、ホッパー１からトナーが現像容器２に供給され続ける。そして、現像容器２内にトナーが満たされてくると、検知センサ１０は「トナー有り」を検知する。検知センサ１０が「トナー有り」を検知したら、ホッパー１からのトナーの供給は停止される。
【００４２】
画像形成動作の継続により現像容器２内のトナーが消費されると、再び検知センサ１０は「トナー無し」を検知する。すると、ホッパー１からのトナー供給が再開される。この動作により、現像容器２内のトナーが、所定の量以上になるように制御される。
【００４３】
図４はワイパーを付帯した撹拌部材の概略図である。図４に示すように、撹拌部材１３の検知センサ１０が配置される側の端部には、検知センサ１０の検知部１０ａに付着したトナーをかき取るためのワイパー１２が装着される。
【００４４】
ワイパー１２（清掃部材）は、検知センサ１０の検知部１０ａにトナーが停滞し、実際には現像容器２内のトナーが減少しているにも関わらず、検知センサ１０は「トナー有り」と誤検知することを防止するためのものである。ワイパー１２は、撹拌部材１３に対して一体的に設置されているため、撹拌部材１３の回転に合わせて、検知センサ１０の検知部１０ａ近傍のトナーをかき取ることで清掃する。
【００４５】
図５は画像形成装置に係るブロック図である。画像形成装置Ａにおいて、撹拌部材１３、撹拌部材１４及び搬送スクリュー６は、図５に示す撹拌駆動モータ３４からの駆動で回転する。撹拌駆動モータ３４は、電源３１に接続され抵抗３６を介して接地される。撹拌駆動モータ３４にかかるトルクは、撹拌トルク検知部３７により電流値として検知される。
【００４６】
また、ホッパースクリュー９は、図５に示すホッパーモータ３３からの駆動で回転する。ホッパーモータ３３は、電源３１に接続され抵抗３５を介して接地される。ホッパーモータ３３は、ＣＰＵ３０（制御部）から制御される電源３１とホッパーモータ３３の間に配置されたトランジスタ３２を介して、駆動のＯＮとＯＦＦを制御される。
【００４７】
検知センサ１０からの出力は検知結果として、ＣＰＵ３０により監視される。これによりＣＰＵ３０は、「トナー有り」と「トナー無し」の状態を常時検知している。ただし、「トナー無し」と検知されても、ワイパー１２が検知センサ１０の検知面上を通過することを考慮して、０．８秒間は「トナー無し」と判断しない。
【００４８】
本実施形態では、検知センサ１０の検知周期は１周期を１００ｍ間隔で１０回モニタすることとする。閾値は、この１０回モニタした信号の内の３回以上「トナー有り」の信号を受けると、その時の現像容器内は「トナー有り」と判断し、ホッパー１からの現像容器２へのトナーの補給を停止する。トナー有り信号が２回以下であると、ホッパー１からの現像容器２の補給を継続する。本実施形態では、「トナー無し」状態はトナー有り検出回数が１秒間で２回以下の状態を指す。
【００４９】
上記制御を行うことで、現像容器２内のトナー重量は、５００ｇ前後で常に安定する。ホッパー１にトナーを供給するトナーボトル（不図示）内のトナーとホッパー１内のトナーを消費してしまった状態、つまりトナーが現像容器内の５００ｇ前後しか無い状態を、トナーＬｏｗとする。トナーＬｏｗである場合、トナーボトルの交換をユーザーに促す。このとき、画像形成動作は継続させる。トナーＬｏｗ期間は、現像容器２内のトナー１５０ｇを使用する間とする。
【００５０】
トナーＬｏｗ状態で画像形成動作を継続し、現像容器２内トナー量が３５０ｇ以下になった状態を「トナーＥｎｄ」とする。トナーＥｎｄの状態においては、画像形成動作を禁止する。
【００５１】
１５０ｇを印字率が５％で通紙し続けると、Ａ４片面で３ｋ枚以上の印字が可能である。本実施形態での画像形成装置のスペックを毎分当たり１００枚の印字が可能とする。その時、１５０ｇを消費するのに要する時間は約３０分である。
【００５２】
トナーＬｏｗが点灯してからトナーＥｎｄになるまで、トナーの検知センサ１０は１秒で１０回のトナー無し信号を受け、１分で６００回、３０分で１８０００回（６００回＊３０分）のトナー無し信号を受ける。
【００５３】
また、ＣＰＵ３０は、撹拌駆動モータ３４の電流値（撹拌トルク検知部３７にかかる電流）を検知結果として監視する。これは、撹拌駆動モータ３４の負荷トルクが上昇すると電流値も上昇し、負荷トルクが低減すると電流値も減少することから、撹拌駆動モータ３４のトルクの代替として電流値を監視するものである。
【００５４】
なお、本実施形態では撹拌トルクの代替えとしてモータ電流を用いているが、これに限るものではない。例えば、トクルメータ等を用いて直接に撹拌トルクを検知する方法でもよい。
【００５５】
図６は現像容器内のトナー量と撹拌駆動モータ電流値との関係を表すグラフである。図６に示すように、トナーが劣化していない状態では、撹拌駆動モータ３４の電流値は、「トナー有り」の状態でも０．３Ａ以下である。一方、トナーが劣化した状態では、トナー劣化が無い状態のときよりも常に撹拌駆動モータ３４の電流値は高くなる。具体的には、「トナー無し」の状態でも０．３Ａ以上になる。
【００５６】
さらに、現像容器２の収容可能トナーの上限値を超えてトナーが供給されると、それ以降、撹拌駆動モータ３４の電流値は急減に上昇し、エラーとなる０．６Ａに至る。ゆえに本実施形態においては、撹拌駆動モータ３４がエラーとなる０．６Ａよりも低い０．３Ａを電流値の高低を判断する所定値をとした。０．３Ａ以上であれば電流値は「高い」と判断し、０．３Ａ未満であれば「低い」と判断する。
【００５７】
このように、撹拌駆動モータ３４の電流値、つまり撹拌トルク検知部３７の検知結果が所定範囲内である場合を基準とする。本実施形態においては、撹拌トルク検知部３７の検知結果が所定範囲のとき、現像容器２内のトナーの補給を強制的に停止させた状態で画像形成動作を継続させるモードを実行可能に制御する。一方、撹拌トルク検知部３７の検知結果が所定範囲を下回っている場合には、現像容器２内への現像剤の補給を継続する補給動作実行するように制御する。次に、具体的に説明する。
【００５８】
図７及び図８は第１実施形態に係るフローチャートである。
【００５９】
画像形成の際には、まず、画像形成装置本体の電源を立ち上げ［Ｓ１００］、撹拌駆動モータ３４を駆動させる［Ｓ１０１、Ｓ１０２］。この時、撹拌駆動モータ３４の電流値をモニタする［Ｓ１０３］。
【００６０】
ここで、電流値が所定の値（本実施形態では０．６Ａ）よりも高い場合は、撹拌駆動モータ３４の異常、あるいは現像容器内の撹拌部材の異常（例えば撹拌の折れ、抜け）と判断する［Ｓ１０４］。そして、画像形成装置本体の操作部等にエラーメッセージを表示［Ｓ１０５］させ、画像形成動作を停止させる［Ｓ１０６、Ｓ１０７］アナウンスを、ユーザーに対して行う（サービスコールを促す）。
【００６１】
一方、電流値が所定の値よりも低い場合、つまり、撹拌駆動モータ電流値が０．６Ａ以下であった時［Ｓ１０３］、画像形成装置本体内部に配置されるＣＰＵ３０からトナー残量情報を引き出す。そして、前回の電源ＯＦＦ時にトナーＥｎｄ（トナーボトルにも現像容器内にもトナーが無い状態）であったかどうかを判断する［Ｓ１０８、Ｓ１０９］。
【００６２】
ここで、トナーＥｎｄであれば、画像形成装置本体の操作部等にトナーボトル交換のメッセージを表示させ、画像形成動作を停止する［Ｓ１１０、Ｓ１１１］。
【００６３】
一方、トナーＥｎｄではない場合は、画像形成動作を開始［Ｓ１１２］させる。画像形成動作中は、ＣＰＵ３０に監視されている検知センサ１０によって現像容器２内のトナー量を検知する［Ｓ１１３］。
【００６４】
検知センサ１０によりトナー無しと判断された場合、トナー無しカウンタを起動させ［Ｓ１１５、Ｓ１１６］、トナー無しを連続検知した回数（カウントＴ）をＣＰＵ３０に記憶させる［Ｓ１１６］。なお、カウントＴは、画像形成動作中に「トナー有り」信号を受けると、値は０に戻る。
【００６５】
本実施形態では、トナー無し連続検知回数（カウントＴ）の所定の値を、
Ｔ０＝トナー無し検知回数０回、
Ｔ１＝トナー無し検知回数連続９０００回（第１の所定回数）、
Ｔ２＝トナー無し検知回数連続１８０００回（第２の所定回数）、
とする。この時のＴ２は、トナーＥｎｄ回数である。
【００６６】
上記トナー無しのカウントＴは、現像容器内のトナー充填量によって左右される。本件のように現像容器内の重量が多い場合（５００ｇ前後）は、検知回数（Ｔ０からＴ２まで）が多くなる。
【００６７】
この時、カウントＴが所定の値Ｔ１より多いか少ないかを判断し、回数がＴ１よりも少なく［Ｓ１１７］、且つ前記撹拌駆動モータ電流値が、０．６Ａ以下であった時［Ｓ１１８］、現像容器内トナー凝集度（現像剤凝集度）は低いと判断する［Ｓ１１９］。
【００６８】
即ち、トナー無し連続検知回数が少ない（Ｔ１以下）場合、トナーの検知センサとワイパーとの間に空壁（空隙）ができていない、あるいは空壁ができて間もない、状態を示す。そのため、トナー凝集度は低くなる。
【００６９】
トナー無しカウントＴと撹拌駆動モータ電流値Ｉとによるトナー凝集度は、ＣＰＵ３０が図９を照会することで算出される。図９は撹拌駆動モータ電流値とトナー無しカウントにおける凝集度テーブルである。
【００７０】
画像形成動作を継続し［Ｓ１２０］、ホッパーモータ３３を駆動させ、現像容器２内へのトナー補給を開始する［Ｓ１２１］。
【００７１】
トナー無しカウンタがＴ１以下であった場合、検知センサ１０がトナー有りを検知するまで、現像容器２内へのトナー補給は継続される。この流れの中でトナー有りを検知した時は、トナー無しカウンタをクリアする［Ｓ１２２］。つまり、Ｔ＝０となる。
【００７２】
しかし、画像形成動作中に前記撹拌駆動モータ電流値が０．６Ａを超える値であった時［Ｓ１１８］、この時は電源立ち上げ時と同様に画像形成装置本体の操作部等にエラーメッセージを表示［Ｓ１２４］させる。そして、画像形成動作を停止させる［Ｓ１２５］アナウンスをユーザーに対して行う（サービスコールを促す）。
【００７３】
これまでの流れをグラフに表したのが図１０及び図１１である。図１０及び図１１は第１実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフであり、トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットしたものである。
【００７４】
図１０のＥ１のグラフは、トナー無しになった時（Ｔ＝０）、電流値は低く、Ｔ０−Ｔ１間でトナー補給が行われてから急激に電流値が上昇した状態を示している。これは、トナー補給制御が故障した場合に発生しやすい。単位時間当たりのトナー補給量が著しく大きくなり、現像容器内のトナー量が異常な程上昇する。また、故障により現像容器２内部の検知センサ１０がトナー有りを検知できず、トナー補給が終了しないため起こる現象である。
【００７５】
また、図１０の同様にＥ３のグラフは、トナー無しを検知した時（Ｔ＝０）の段階で既に電流値が高く（０．３Ａ以上）、Ｔ＜Ｔ１間でトナー補給が行われてからＥ１同様、急激に電流値が上昇した状態を示している。Ｅ３はＴ＝０の状態で電流値が高いことから現像容器２内の撹拌に異常があった場合見受けられるケースである。
【００７６】
このＥ１、Ｅ３のような状態は前述のフローチャートで示した通り、画像形成装置本体の故障であり、ユーザーが対応するのは至難である。基本的にはサービスマン対応となるのが一般的である。
【００７７】
また、故障の無い画像形成装置で得られる、トナー無しカウントと撹拌駆動モータ電流値の関係を図１１のＮ２のグラフで示す。
【００７８】
Ｔ＝０での撹拌駆動モータ電流値が低く（０．３Ａ以下）、トナー補給が開始されてからも電流値上昇が非常に軽微な状態を示している。グラフがＴ１より手前で終了しているのは、現像容器２内の検知センサ１０がトナー有りを検知したためである。
【００７９】
次にトナー無し連続検知カウンタがＴ１を超えＴ２よりも小さい回数の時のフローを図８を用いて説明する。
【００８０】
まず、トナー無しカウンタがＴ１＜Ｔ＜Ｔ２［Ｓ１２６］で、撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．６以上の場合は同様にエラー表示［Ｓ１２４］をする。一方、撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．３Ａ以下の場合は通常トナー補給［Ｓ１２９］をする。
【００８１】
トナー無しカウンタがＴ１＜Ｔ＜Ｔ２［Ｓ１２６］で且つ撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．６Ａ＞Ｉ＞０．３Ａの場合［Ｓ１２７、Ｓ１２８］。つまり、ある一定以上トナーを補給しても、検知センサ１０がトナー有りを検知せず、現像器内撹拌トルクが高めである場合、現像容器２内トナーの凝集度が著しく高くなる［Ｓ１３０］。このとき、前述した現像容器２内ワイパーと検知センサ１０との間に空壁が生じている状態を示している。
【００８２】
空壁が発生した現像容器２は、中のトナーの劣化が促進された状態であり、この空壁の影響で検知センサ１０は現像容器２内にトナーがあるにも関わらず、トナー無しを検知してしまう。そこでこのフローに到達した時、現像容器２内へのトナー補給を停止する［Ｓ１３１］。
【００８３】
この時、現像器内トナー重量は５００ｇを超えており、トナー無しを検知するトナー重量の３５０ｇまでには１５０ｇ以上のマージンがある。Ａ４一枚当たりの印字率が５％であった場合、片面３ｋ枚以上の印字が可能である。つまり、トナー無し検知をしていても、現像剤の補給を停止し、且つ画像形成動作を継続させることができる［Ｓ１３２］。それにより、ダウンタイムというユーザーに対する不利益を無くすことが可能になる。
【００８４】
また、上記トナー補給停止中の画像形成動作中［Ｓ１３２］、現像容器２内の撹拌部材１３、撹拌部材１４のトナー撹拌により、検知センサ１０とワイパー１２との間に生じた空壁が消失する。そして、トナー有りを検知すれば、現像容器２内のトナー状態が適切な状態に戻ったことを示すことになる。本実施形態では、トナー補給動作を停止してから現像容器２内トナー無しまでにＡ４片面３ｋ枚としているが、画像の印字率や製品のトナー消費量により通紙可能枚数は変動する。
【００８５】
次にトナー無し連続検知カウンタがＴ２に到達した時のフローを示す。
【００８６】
まず、撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．６Ａ以上の場合は同様にエラー表示［Ｓ１３４］［Ｓ１４５］を行う。
【００８７】
前述のモードの実行中、トナー無し連続検知カウンタがＴ２［Ｓ１３３］で且つ撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．６Ａ＞Ｉ＞０．３Ａの場合［Ｓ１３５］。この場合、前述したトナー補給を停止させ、画像形成動作を行っても（現像容器２内の撹拌部材１３、撹拌部材１４を回転させても）、ワイパー１２と検知センサ１０との間に生じる空壁が解消できなかったことを示す。
【００８８】
これ以上トナー補給停止させた状態での画像形成動作は画像白抜けのおそれが生じる。このため、ここで画像形成動作を停止させる［Ｓ１３６］。そして、現像容器２内の撹拌部材１３、撹拌部材１４のみを空回転させるモードに移行し［Ｓ１３７］、現像容器２内のトナーのならし（トナーをほぐす）を行う。
【００８９】
撹拌による空回転時間は、本実施形態では１分とする。空回転時間は現像容器２内のトナー凝集度に応じて変更してもよい。このシーケンスでトナー有り［Ｓ１３８］を検知すれば、画像形成動作を再開させる。
【００９０】
しかし、シーケンスによっても検知センサ１０がトナー有りを検知できなかった場合、撹拌駆動モータ電流値Ｉが０．３Ａ以上［Ｓ１４４］であれば、トナー凝集度が高すぎる。このため、撹拌部材１３、撹拌部材１４による空回転だけでは、現像容器２内のトナーをほぐすことができないと判断し、エラー表示とする［Ｓ１４５］。
【００９１】
また、空回転後の電流値が０．３Ａより低ければ［Ｓ１４４］、現像容器２内トナー凝集度は低く、ある一定期間トナー無しを検知している［Ｓ１３３］。このため、通常のトナー無し［Ｓ１４４］と判断し、画像形成動作を停止したまま、検知センサ１０がトナー有りを検知するまで現像容器２内へのトナー補給動作を行う［Ｓ１４６］。
【００９２】
また、トナー無しカウンタがＴ２［Ｓ１３３］で且つ撹拌駆動モータ電流値ＩがＩ＜０．３Ａの場合［Ｓ１４０］。つまり、トナー凝集度が低く、補給を継続しても（このＩ＜０．３Ａの場合はＴ０−Ｔ２間でトナー補給が行われる）トナー有りを検知しない場合は、トナーＥｎｄ［Ｓ１４１］とする。そして、ユーザーに対してトナーボトル交換［Ｓ１４２］を促し画像形成動作を停止させる［Ｓ１４３］。
【００９３】
これまでの流れをグラフに表したのが図１２である。図１２は第１実施形態に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフである。図１２は、連続トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットしたものである。
【００９４】
図１２のＮ１のグラフは、次の挙動を示している。まず、Ｔ０−Ｔ１間でトナー補給が行われてから緩やかに電流値が上昇する。次に、Ｔ１−Ｔ２間でトナー補給動作を停止させた状態で画像形成動作を行う。そして、現像容器２内トナーを撹拌してほぐすことでトナー有りを検知する。その間、画像形成し続けることで現像容器２内部のトナーを消費し、撹拌トルクが減少し、撹拌駆動モータ電流値が低下した挙動を示している。
【００９５】
トナー有りを検知した時点でトナー無しカウントＴはクリアされる（グラフから消える）。
【００９６】
図１２のＥ４のグラフは、次の挙動を示している。まず、Ｔ０−Ｔ１間でトナー補給が行われてから緩やかに電流値が上昇する。次に、Ｔ１−Ｔ２間でトナー補給動作を停止させた状態で画像形成動作を行っても、現像容器２内トナーを撹拌でほぐすことができなかった状態を示す（電流値低下が無かったため）。トナー有りを検知できなかったことと、電流値が０．３Ａ以下にならなかったことから、撹拌空回転モードに移行する。
【００９７】
図１２のＮ３のグラフは、トナー無しカウントがＴ２で電流値が０．３Ａ以下で、撹拌トルクが小さくトナー無しの状態が続いていることを示している。つまり、トナーボトル内にトナーが無くなった状態である。
【００９８】
次に、本願発明と対比するため、従来例を比較例として説明する。図１３は比較例に係るフローチャートである。
【００９９】
従来零においても、図１３に示すように、画像形成装置本体の電源を立ち上げ［Ｓ２０１］、撹拌駆動モータ３４を駆動させる［Ｓ２０２］。
【０１００】
そして、画像形成装置本体内部に配置されてあるＣＰＵ（不図示）から、トナー残量情報を引き出す。そして、前回の電源ＯＦＦ時にトナーＥｎｄ（トナーボトルにも現像容器内にもトナーが無い状態）であったかどうかを判断する。［Ｓ２０３、Ｓ２０４］
トナーＥｎｄであれば、画像形成装置本体の操作部等にトナーボトル交換のメッセージを表示させ、画像形成動作を停止する［Ｓ２０５、Ｓ２０６］。
【０１０１】
また、トナーＥｎｄではない場合は、画像形成動作を開始［Ｓ２０７］させる。画像形成動作中はＣＰＵに監視されている検知センサによって、現像容器内のトナー量を検知する［Ｓ２０８］。
【０１０２】
検知センサによりトナー無しと判断された場合、トナー無しカウンタを起動させ［Ｓ２０１、Ｓ２１１］トナー無しを検知した回数［以下、Ｔ］をＣＰＵ３０に記憶させておく［Ｓ２１１］。
【０１０３】
この時、前記トナー無し回数が所定の値Ｔ３より少ないかを判断し、回数がＴ２よりも少ない場合［Ｓ２１２］、画像形成動作を継続し［Ｓ２０７］、ホッパーモータを駆動させ、現像容器内へのトナー補給を開始する［Ｓ２１３］。
【０１０４】
トナー無しカウンタがＴ２以下であった場合、検知センサがトナー有りを検知するまで現像容器内へのトナー補給は継続される。この流れの中でトナー有りを検知した時は、トナー無しカウンタをクリアする［Ｓ２０９］。つまり、Ｔ＝０となる。
【０１０５】
Ｔ＝Ｔ２となった時［Ｓ２１４］、ホッパー内、およびトナーボトル内にトナーが無いと判断しトナーＥｎｄとして画像形成動作を停止させる［Ｓ２１５、Ｓ２１８］。
【０１０６】
このように、耐久状態や、使用環境変動で現像容器内のトナー凝集度が上昇し、撹拌トルクが上昇したとしても、従来の構成では検知することができない。この時、検知センサとワイパーとの間に空壁が発生してトナー無しを検知した場合、トナーが現像容器内に十分充填されているのにも関わらず、トナー補給が行われてしまう［Ｓ２０８〜２１３］。そのため、トナー過多となりエラーによる本体停止が発生するおそれがある。
【０１０７】
これまでの流れをグラフに表したのが図１４である。図１４は比較例に係る現像容器内撹拌駆動モータ電流値推移を示すグラフである。図１４では、トナー無しカウンタ数と撹拌駆動モータ電流値をプロットした。
【０１０８】
図１４におけるＥ２のグラフは、トナー無しになってから補給が行われ続け、電流値が０．６Ａ以上となりエラー停止した状態を示している。
【０１０９】
以上述べてきたように、従来の構成では、現像容器内トナーの凝集度を検知する手段が無く、現像容器内の検知センサとワイパーの空壁を認知することができなかった。
【０１１０】
これに対して、本実施形態においては、現像容器内凝集度の検知と、補給制御の最適化を行うことで、故障の無い画像形成装置を提供することができる。
【０１１１】
上述の実施形態においては、所定回数、または所定値を基準として画像形成動作や補給動作を制御するモードを実行するとしたが、これに限るものではない。例えば、ＣＰＵ３０は、検知センサ１０の検知結果が所定割合以上で現像剤なしを検知するとして、所定位置に現像剤がないことを検知することとしてもよい。
【符号の説明】
【０１１２】
Ａ…画像形成装置
１…ホッパー
２…現像容器
１０…検知センサ
１０ａ…検知部
１２…ワイパー
１３…撹拌部材
１４…撹拌部材
３０…ＣＰＵ
３７…撹拌トルク検知部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2014106434.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
2014106434.tif 000013
【図１２】
2014106434.tif 000014
【図１３】
2014106434.tif 000015
【図１４】
2014106434.tif 000016
【図１５】
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