(57)【要約】【課題】トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度を向上できるようにする。【解決手段】現像装置３Ａは、現像剤収容部９０、トナー補給ユニット８０、及び制御部１００を備える。トナー補給ユニット８０は、補給用トナーを収容し、補給動作を行うトナー搬送部材８３を有する。制御部１００は、補給用トナーが補給されていないと判定した補給動作におけるトナー搬送部材８３の駆動量は累積駆動量に計上せずに補給用トナーが補給されたと判定した補給動作におけるトナー搬送部材８３の駆動量を累積駆動量に計上して累積駆動量に基づいてトナー補給ユニット８０内のトナー残量を検出するトナー残量検出処理を実行する。【選択図】図８
2015219382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する現像剤収容部と、
前記現像剤収容部に着脱自在に装着され、補給用トナーを収容し、補給用トナーを前記現像剤収容部へ向けて搬送する補給動作を行うトナー搬送部材を有するトナー補給ユニットと、
前記トナー搬送部材を駆動させる駆動源と、
前記トナー搬送部材の累積駆動量を記憶する記憶部と、
前記現像剤収容部内のトナー量を検出する検出センサと、
前記補給動作の実行中に前記現像剤収容部内のトナー量が所定の第１閾値以上になったことが検出された場合に、前記トナー補給ユニットから前記現像剤収容部へ補給用トナーが補給されたと判定する制御部と、を備え、
前記補給動作は、補給用トナーが補給されたと判定されるまで１回又は複数回繰り返して実行され、
前記制御部は、補給用トナーが補給されていないと判定した補給動作における前記トナー搬送部材の駆動量は前記累積駆動量に計上せずに補給用トナーが補給されたと判定した補給動作における前記トナー搬送部材の駆動量を前記累積駆動量に計上して前記累積駆動量に基づいて前記トナー補給ユニット内のトナー残量を検出するトナー残量検出処理を実行する、現像装置。
【請求項２】
前記制御部は、補給用トナーが補給されたと判定されるまでに前記補給動作の繰り返し回数が所定の第２閾値に達した場合、エラー情報を報知する、請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
前記トナー補給ユニットが新品であることを検出する新品検出手段をさらに備え、
前記制御部は、前記トナー補給ユニットが新品であることが検出された場合に前記トナー残量検出処理を実行する、請求項１又は２に記載の現像装置。
【請求項４】
記憶部は、前記トナー補給ユニットに搭載されて前記トナー補給ユニットの識別情報を記憶するものである、請求項１から３のいずれかに記載の現像装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれかに記載の現像装置を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、補給用トナーを収容するトナー補給ユニットを有する現像装置及びそれを備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、及びファクシミリ、並びにこれらの複合機などの画像形成装置の中には、静電潜像担持体の表面を帯電させ露光することで静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像に可視像化して用紙に転写する電子写真方式のものがある。このような画像形成装置の中には、トナー及びキャリアを含む二成分系現像剤を用いるものがある。現像剤は現像装置に収容される。現像装置に収容される現像剤中のトナー濃度は、所定範囲内に保持する必要がある。
【０００３】
このため、現像装置の中には、補給用トナーを収容するトナー補給ユニット並びにトナー及びキャリアを収容する現像剤収容部を備え、トナー補給ユニットから現像剤収容部へトナーを搬送し、トナー補給ユニット内のトナーが空になったら新品のトナー補給ユニットに交換するように構成されたものがある。このような現像装置では、トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度が低い場合、トナーが残っているにもかかわらず空と判定されてトナー補給ユニットが廃棄されてしまう虞がある。このため、トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度を高くすることが望ましい。
【０００４】
そこで、トナー補給ユニットから現像剤収容部への前回のトナー搬送の停止時からの経過時間に応じて、今回のトナー搬送開始時からのトナー濃度検出開始の遅延時間を設定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この技術では、トナー濃度の検出値を、トナーの搬送開始時における不安定な期間を避けてサンプリングすることで、安定した検出値に基づいてトナー濃度の制御を行うことが意図されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−１１１９９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１に記載の従来技術は、トナー濃度の検出精度を高くすることを意図するものであり、トナー残量の検出精度を高くするものではない。また、従来技術は、トナー搬送開始初期のある期間はトナー濃度を検出しないというものであり、一定の条件下でトナー搬送開始初期のトナー搬送の駆動量を累積駆動量に計上しないことについては何ら考慮されていない。
【０００７】
例えば、トナー補給ユニットがトナーの排出口を上に縦置きされていたためにトナー補給ユニットの排出口の反対側にトナーが偏ってしまい、トナー補給ユニットがよく振られずに現像剤収容部に装着された場合、トナー搬送の駆動が開始されても実際にトナーが排出口から排出されるまでには長時間かかることがある。また、トナー補給ユニットが高温環境下で長期間放置されていたことや、トナー補給ユニットが排出口を下に縦置きされていたことによって、トナーが排出口をパッキングしてしまい、トナー搬送が駆動されてもトナーが全く排出されず、ある程度の時間が経ってからユーザが気付いてトナー補給ユニットをよく振って装着し直すことでトナーが排出され始めるといったこともある。
【０００８】
このような場合、トナー搬送の全ての駆動量の累積値に基づいてトナー補給ユニットのトナー残量を検出すると、累積値には実際にはトナーが排出されていなかった分も含まれるので、実際のトナー残量よりも少ない量をトナー残量として検出してしまう。したがって、トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度が大幅に低下する。
【０００９】
この発明の目的は、トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度を向上できる現像装置及びそれを備える画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の現像装置は、現像剤収容部、トナー補給ユニット、駆動源、記憶部、検出センサ、及び制御部を備える。現像剤収容部は、トナーとキャリアとを含む現像剤を収容する。トナー補給ユニットは、現像剤収容部に着脱自在に装着され、補給用トナーを収容し、補給用トナーを現像剤収容部へ向けて搬送する補給動作を行うトナー搬送部材を有する。駆動源は、トナー搬送部材を駆動させる。記憶部は、トナー搬送部材の累積駆動量を記憶する。検出センサは、現像剤収容部内のトナー量を検出する。制御部は、補給動作の実行中に現像剤収容部内のトナー量が所定の第１閾値以上になったことが検出された場合に、トナー補給ユニットから現像剤収容部へ補給用トナーが補給されたと判定する。補給動作は、補給用トナーが補給されたと判定されるまで１回又は複数回繰り返して実行される。制御部は、補給用トナーが補給されていないと判定した補給動作におけるトナー搬送部材の駆動量は累積駆動量に計上せずに補給用トナーが補給されたと判定した補給動作におけるトナー搬送部材の駆動量を累積駆動量に計上して累積駆動量に基づいてトナー補給ユニット内のトナー残量を検出するトナー残量検出処理を実行する。
【００１１】
この構成では、トナー搬送部材が駆動して補給動作が行われても、トナー補給ユニット内におけるトナーの排出口の反対側に補給用トナーが偏っていた場合などトナー補給ユニットから補給用トナーが排出されていない間は、トナー搬送部材の駆動量が累積駆動量に計上されない。このため、累積駆動量は、トナー補給ユニットから補給用トナーが実際に排出された際の駆動量の累積値となり、累積駆動量とトナー補給ユニットのトナー残量との間の対応関係の正確性が向上する。
【００１２】
上述の構成において、制御部は、補給用トナーが補給されたと判定されるまでに補給動作の繰り返し回数が所定の第２閾値に達した場合、エラー情報を報知するように構成されることが好ましい。
【００１３】
この構成では、トナー補給ユニットが高温環境下で長期放置されていたことや、トナー補給ユニットが排出口を下に縦置きされていたこと等によって、トナーが排出口をパッキングしてしまい、補給動作が行われてもトナー補給ユニットからトナーが排出されないような場合に、実際にはトナーが補給されていないことをユーザに容易に認識させることができる。これによって、ユーザがトナー補給ユニットをよく振って装着し直すといった処置を促すことができる。
【００１４】
また、トナー補給ユニットが新品であることを検出する新品検出手段をさらに備え、制御部は、トナー補給ユニットが新品であることが検出された場合にトナー残量検出処理を実行するように構成することができる。
【００１５】
補給動作が行われても実際にはトナー補給ユニットから補給用トナーが排出されていないという現象は、新品のトナー補給ユニットが装着された際に起こりやすい。この構成では、累積駆動量とトナー補給ユニットのトナー残量との間の対応関係の正確性が最も低下しやすいタイミングでトナー残量検出処理が実行されるので、累積駆動量とトナー補給ユニットのトナー残量との間の対応関係の正確性がより向上する。
【００１６】
さらに、記憶部は、トナー補給ユニットに搭載されてトナー補給ユニットの識別情報を記憶するものであるように構成することができる。
【００１７】
この構成では、トナー補給ユニットの識別に使用されるメモリを、トナー補給ユニットのトナー残量の検出にも利用することで、別個にメモリを備える構成と比較して部品点数の低下を図り、低コスト化を図ることができる。
【００１８】
この発明の画像形成装置は、上述のいずれかに記載の現像装置を備える。
【００１９】
この構成では、トナー搬送部材が駆動して補給動作が行われても、トナー補給ユニット内におけるトナーの排出口の反対側に補給用トナーが偏っていた場合などトナー補給ユニットから補給用トナーが排出されていない間は、トナー搬送部材の駆動量が累積駆動量に計上されない。このため、累積駆動量は、トナー補給ユニットから補給用トナーが実際に排出された際の駆動量の累積値となり、累積駆動量とトナー補給ユニットのトナー残量との間の対応関係の正確性が向上する。
【発明の効果】
【００２０】
この発明によれば、トナー補給ユニットのトナー残量の検出精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の実施形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】現像装置に備えられるトナー補給ユニットの概略構成を示す断面図である。
【図３】図２におけるＡ１−Ａ２断面矢視図である。
【図４】現像装置に備えられる現像剤収容部の構成を示す断面図である。
【図５】図４におけるＢ１−Ｂ２断面矢視図である。
【図６】現像装置の電気的構成を示すブロック図である。
【図７】ウォームアップ動作開始時における制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図８】トナー補給検出モードにおける制御部の処理手順の一例を示すフローチャートである。
【図９】補給動作と実際に補給されたか否かの判定との関係についての説明図である。
【図１０】現像装置の想定される仕様例について説明する図である。
【図１１】トナー補給ユニットがトナー排出口を上に縦置きされていた場合を想定した第１条件について説明する図である。
【図１２】現像装置を第１条件において使用した場合の効果について説明する図である。
【図１３】トナー補給ユニットが高温環境下で長期間放置されていたことやトナー補給ユニットがトナー排出口を下に縦置きされていたことによってトナーがトナー排出口をパッキングしてしまった場合を想定した第２条件について説明する図である。
【図１４】現像装置を第２条件において使用した場合の効果について説明する図である。
【図１５】現像装置の出荷時に同梱される充填量の少ないトナー補給ユニットがトナー排出口を上に縦置きされていた場合を想定した第３条件について説明する図である。
【図１６】現像装置を第３条件において使用した場合の効果について説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
図１に示すように、この発明の第１実施形態に係る現像装置３Ａを備えた画像形成装置１０は、モノクロ画像形成モード又はフルカラー画像形成モードのいずれかの画像形成モードで動作し、画像データに基づいて用紙に単色又は多色の画像を形成する。用紙として、普通紙、厚紙、印画紙、ＯＨＰフィルム等が挙げられる。
【００２３】
画像形成装置１０は、複数の画像形成部２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ、光走査装置３０、中間転写ユニット４０、二次転写ユニット５０、定着装置６０、及び給紙部７０を備え、用紙に電子写真方式の画像形成処理を行う。
【００２４】
中間転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３、及び中間転写ベルト用クリーニング装置４４を有している。中間転写ベルト４１は、無端ベルトであり、駆動ローラ４２及び従動ローラ４３によって張架されてループ状の移動経路を形成している。
【００２５】
画像形成装置１０は、ブラック、並びに、カラー画像を色分解して得られる減法混色の３原色であるシアン、マゼンタ、及びイエローの４色の各色相に対応した画像データに基づいて、電子写真方式の画像形成処理を行う。画像形成部２０Ａ〜２０Ｄでは、各色相のトナー像が形成される。画像形成部２０Ａ〜２０Ｄは、中間転写ベルト４１の移動経路に沿って水平方向に一列に配置されている。
【００２６】
以下では、主として画像形成部２０Ａについて説明する。画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄは、画像形成部２０Ａと実質的に同様に構成されている。ブラックの画像形成部２０Ａは、感光体ドラム１Ａ、帯電装置２Ａ、現像装置３Ａ、一次転写ローラ４Ａ、及びクリーニングユニット５Ａを備え、ブラックのトナー像を形成する。
【００２７】
感光体ドラム１Ａ、及び画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄに備えられる感光体ドラム１Ｂ，１Ｃ，１Ｄは、図示しない駆動モータから駆動力を伝達されることで所定方向に回転する。
【００２８】
帯電装置２２Ａは、感光体ドラム１Ａの周面に対向するように配置され、感光体ドラム１Ａの周面を所定の電位に帯電させる。
【００２９】
光走査装置３０は、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザ光のそれぞれによって、画像形成部２０Ａ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面を露光する。感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面には、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの各色相の画像データに基づく静電潜像がそれぞれ形成される。
【００３０】
現像装置３Ａは、ブラックのトナーを収容している。現像装置３Ａは、感光体ドラム１Ａの周面にトナーを供給することで、静電潜像をトナー像に顕像化する。同様にして、画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄのそれぞれの感光体ドラム１Ｂ〜１Ｄの周面には、シアン、マゼンタ、及びイエローの各色相のトナー像が形成される。
【００３１】
中間転写ベルト４１の外周面は、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄの周面に順に対向する。中間転写ベルト４１を挟んで感光体ドラム１Ａに対向する位置に、一次転写ローラ４Ａが配置されている。中間転写ベルト４１と感光体ドラム１Ａ〜１Ｄとが互いに対向する位置のそれぞれが、一次転写位置である。
【００３２】
一次転写ローラ４Ａには、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄにおいても同様である。これによって、感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのそれぞれの周面に形成された各色相のトナー像が中間転写ベルト４１の外周面に順次重ね合わせて一次転写され、中間転写ベルト４１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００３３】
但し、ブラック、シアン、マゼンタ及びイエローの色相の一部のみの画像データが入力された場合は、４個の感光体ドラム１Ａ〜１Ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部のみにおいて静電潜像及びトナー像の形成が行われ、一部の色相のトナー像のみが中間転写ベルト４１の外周面に一次転写される。
【００３４】
クリーニングユニット５Ａは、現像及び一次転写の後に感光体ドラム１Ａの周面に残留したトナーを回収する。
【００３５】
一次転写位置のそれぞれにおいて中間転写ベルト４１の外周面に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルト４１の回転によって、中間転写ベルト４１と、二次転写ユニット５０に備えられた二次転写ローラ５１と、の対向位置である二次転写位置へ向けて搬送される。
【００３６】
給紙部７０は、給紙カセット７１、手差しトレイ７２、及び用紙搬送路７３を備えている。給紙カセット７１又は手差しトレイ７２のいずれかから選択的に用紙が用紙搬送路７３へ１枚ずつ供給される。
【００３７】
用紙搬送路７３は、給紙カセット７１及び手差しトレイ７２のそれぞれから二次転写位置及び定着装置６０を経由して排紙トレイ７４へ至るように形成されている。
【００３８】
二次転写ローラ５１は、中間転写ベルト４１を挟んで駆動ローラ４２に所定のニップ圧で圧接している。
【００３９】
給紙部７０から給紙された用紙が二次転写位置を経由する際に、二次転写ローラ５１に、トナーの帯電極性（例えば、マイナス）と逆極性（例えば、プラス）の二次転写バイアスが定電圧制御によって印加され、これによって、中間転写ベルト４１の外周面に担持されたトナー像が、用紙へ二次転写される。
【００４０】
トナー像が用紙へ転写された後の中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、中間転写ベルト用クリーニング装置４４によって回収される。これによって、次工程での混色が防止される。
【００４１】
トナー像が転写された用紙は、定着装置６０へ導かれる。定着装置６０は、加熱ローラ６１及び加圧ローラ６２を備え、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２との間を通過する用紙を加熱及び加圧することで、用紙にトナー像を定着させる。トナー像が定着した用紙は、トナー像が定着した面を下にして排紙トレイ７４上へ排出される。
【００４２】
つぎに、現像装置３Ａについて説明する。画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄのそれぞれの現像装置は、現像装置３Ａと同様に構成されている。現像装置３Ａは、トナー補給ユニット８０、及び現像剤収容部９０を備えている。トナー補給ユニット８０は、現像剤収容部９０の上側に配置され、現像剤収容部９０に着脱自在に装着されている。
【００４３】
図２及び図３に示すように、トナー補給ユニット８０は、トナー収容容器８１、トナー撹拌部材８２、及びトナー搬送部材８３を備えている。
【００４４】
トナー収容容器８１は、略半円筒状を呈し、現像剤収容部９０への補給用トナーを収容している。トナー撹拌部材８２は、トナー収容容器８１の長尺方向に直交する面における略中央部に、トナー収容容器８１の長尺方向に沿った回転軸を中心に回転自在に軸支されている。トナー搬送部材８３は、トナー収容容器８１の長尺方向に直交する面における左右方向の一方の端部に、トナー撹拌部材８２の回転軸と平行な回転軸を中心に回転自在に軸支されている。
【００４５】
トナー撹拌部材８２とトナー搬送部材８３との間には隔壁８４が設けられている。また、トナー搬送部材８３の下方であってトナー搬送部材８３の回転軸方向における一部に、トナー排出口８５が設けられている。トナー排出口８５は、後述する現像剤収容部９０のトナー補給管９１に接続され、トナー収容容器８１と現像剤収容部９０とを連通させている。
【００４６】
トナー撹拌部材８２は、回転軸８２１を中心に回転する板状を呈し、両方の開放端部にトナー汲み上げ部材８２２を有する。一例として、トナー汲み上げ部材８２２は、可撓性を有するポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シートで構成されている。
【００４７】
トナー撹拌部材８２は、図示しないモータから駆動力を供給されて所定方向に回転することで、トナー収容容器８１内の補給用トナーを撹拌しながら、トナー収容容器８１の内壁に沿ってトナーをトナー搬送部材８３の周囲へ汲み上げる。この際、トナー汲み上げ部材８２２は、可撓性によって変形しつつトナー収容容器８１の内壁に沿って摺動する。トナー撹拌部材８２によってトナー収容容器８１の内壁に沿って組み上げられたトナーは、隔壁８４の上側を乗り越えてトナー搬送部材８３の周囲へ搬送されるように構成されている。隔壁８４が設けられていることによって、適量のトナーがトナー搬送部材８３の周囲へ供給される。
【００４８】
図３に示すように、トナー搬送部材８３は、羽根及び回転軸を含むオーガスクリュ８３１、並びに回転ギア８３２を有する。トナー排出部材８３は、トナー搬送モータから回転ギア８３２に駆動力を供給されることで所定方向に回転する。オーガスクリュ８３１は、トナー搬送部材８３の回転軸方向の両端部からトナー排出口８５へ向けて、トナーを搬送するように構成されている。トナー搬送部材８３が回転することで、トナー収容容器８１内に収容されている補給用トナーが、トナー排出口８５を通って現像剤収容部９０へ向かう経路を搬送される。
【００４９】
図４及び図５に示すように、現像剤収容部９０は、トナー補給管９１の他に、現像槽９２、現像槽カバー９３、仕切り板９４、トナー補給口９５、現像ローラ９６、第１現像剤搬送部材９７、第２現像剤搬送部材９８、及び透磁率センサ９９を備えている。
【００５０】
現像槽９２は、トナーとキャリアとを含む２成分の現像剤を収容する。一例として、キャリアは磁性キャリアである。現像槽９２の上側には、取り外し自在な現像槽カバー９３が取り付けられている。現像槽カバー９３には、現像槽９２内へトナーを補給するためのトナー補給口９５が形成されている。トナー排出口８５とトナー補給口９５とがトナー補給管９１で接続されることで、トナー収容容器８１と現像槽９２とが連通されている。
【００５１】
現像槽９２は、現像ローラ９６、第１現像剤搬送部材９７、及び第２現像剤搬送部材９８を内蔵している。現像ローラ９６、第１現像剤搬送部材９７、及び第２現像剤搬送部材９８は、それぞれの回転軸が互いに平行になるように、現像槽９２内に軸支されている。現像ローラ９６は、感光体ドラム１Ａに対向するように配置されている。現像ローラ９６に隣接するように第１現像剤搬送部材９７が配置され、第１現像剤搬送部材９７に隣接するように第２現像剤搬送部材９８が配置されている。
【００５２】
第１現像剤搬送部材９７及び第２現像剤搬送部材９８はそれぞれ、オーガスクリュ及び回転ギアを有し、図示しない現像剤搬送モータから回転ギアに駆動力を供給されることで所定方向に回転する。
【００５３】
第１現像剤搬送部材９７と第２現像剤搬送部材９８との間に、仕切り板９４が設けられている。仕切り板９４は、第１現像剤搬送部材９７及び第２現像剤搬送部材９８の回転軸方向に平行に延設されている。
【００５４】
現像槽９２の内部は、仕切り板９４によって、第１現像剤搬送部材９７が配されている第１現像剤搬送路９４１と、第２現像剤搬送部材９８が配されている第２現像剤搬送路９４２とに区画されている。
【００５５】
仕切り板９４は、両端部が内壁から離間するように構成され、第１現像剤搬送部材９７及び第２現像剤搬送部材９８の回転軸方向の両端部に、第１現像剤搬送路９４１と第２現像剤搬送路９４２とを連通させる第１連通路９４３及び第２連通路９４４が形成されている。第１現像剤搬送路９４１と第２現像剤搬送路９４２とでは、現像剤は、互いに反対方向に搬送される。
【００５６】
現像ローラ９６は、図示しない駆動モータから駆動力を供給されることで、所定方向に回転する。現像ローラ９６は、マグネットローラであり、現像槽９２の現像剤を周面に汲み上げて担持する。
【００５７】
現像ローラ９６の周面に担持された現像剤は、最近接部分において感光体ドラム１Ａの周面に接触する。この接触領域が現像ニップ部である。現像ローラ９６には図示しない電源から現像バイアス電圧が印加され、現像ニップ部では、現像ローラ９６の周面に担持された現像剤に含まれるトナーが、感光体ドラム１Ａの周面の静電潜像へ供給される。これによって、静電潜像は顕像化されてトナー像となる。
【００５８】
現像ローラ９６の周面に近接する位置に、ドクターブレード９２１が配置されている。ドクターブレード９２１は、現像ローラ９６の回転軸方向に対して平行に延びる板状部材であり、現像ローラ９６の下方において、その短手方向の一端が現像ローラ９６の周面に対して間隙を有して対向するように、他端が現像槽９２に支持されている。ドクターブレード９２１によって、現像ローラ９６の周面に担持される現像剤の層厚が規制される。ドクターブレード９２１の材料の例として、ステンレス鋼が挙げられるが、アルミニウムや合成樹脂なども使用できる。
【００５９】
透磁率センサ９９は、トナー補給口９５の真下よりも現像剤搬送方向の下流側における現像槽９２の底面に、その検出面が現像槽９２の内部に露出するように装着されている。透磁率センサ９９は、現像剤収容部９０内の現像剤中のトナー量、即ちトナー濃度を検出するための検出センサの一例である。なお、透磁率センサ９９は、他の一般的なトナー濃度検出センサ、例えば透過光検出センサ、反射光検出センサなどで代替することもできる。
【００６０】
上述のように構成された現像装置３Ａでは、現像槽９２内において、第１現像剤搬送部材９７が第１現像剤搬送路９４１を第２連通路９４４から第１連通路９４３へ向かう方向へ現像剤を搬送し、第２現像剤搬送部材９８が第２現像剤搬送路９４２を第１連通路９４３から第２連通路９４４へ向かう方向へ現像剤を搬送する。これによって、現像槽９２内の現像剤は、第１現像剤搬送部材９７及び第２現像剤搬送部材９８によって撹拌されながら、第２現像剤搬送路９４２、第２連通路９４４、第１現像剤搬送路９４１、第１連通路９４３の順に循環するように搬送される。
【００６１】
そして、現像剤は、第２現像剤搬送路９４２を搬送されている間に、現像ローラ９６の周面に担持されて現像ローラ９６の回転によって汲み上げられ、汲み上げられた現像剤中のトナーが感光体ドラム１Ａの周面へ供給されて、順次消費されていく。
【００６２】
このように消費されるトナーを補うべく、トナー補給ユニット８０に収容される未使用のトナーが、トナー搬送部材８３が回転することで、トナー排出口８５から排出され、トナー補給管９１を通ってトナー補給口９５から現像槽９２へ補給される。
【００６３】
補給されたトナーは、第２現像剤搬送路９４２、第２連通路９４４、第１現像剤搬送路９４１、第１連通路９４３の順に循環するように搬送される間において、従前から存在する現像剤と混合及び撹拌される。その後、未使用のトナーが混合された現像剤は、再び第２現像剤搬送路９４２へ搬送されて現像ローラ９６の周面に担持されて汲み上げられる。
【００６４】
図６に示すように、現像装置３Ａは、制御部１００、トナー搬送モータ１０１、透磁率センサ９９、メモリ１０２、ＣＲＵＭ（Customer Replaceable Unit Memory）１０３、ＣＲＵＭ読書装置１０４を備えている。
【００６５】
トナー搬送モータ１０１は、トナー搬送部材８３を駆動させる駆動源である。メモリ１０２には、トナー搬送部材８３の累積駆動量が記憶される。例えば、累積駆動量として、トナー搬送部材８３の累積駆動時間が記憶される。一例として、メモリ１０２は、画像形成装置１０の本体に搭載された本体モメリである。
【００６６】
透磁率センサ９９には図示しない電源が接続される。電源は、透磁率センサ９９を駆動させるための駆動電圧及びトナー濃度の検出結果を制御部１００へ出力するための制御電圧を透磁率センサ９９に印加する。電源による透磁率センサ９９への電圧の印加は、制御部１００によって制御される。透磁率センサ９９は、制御電圧の印加を受けてトナー濃度の検出結果を出力電圧値として出力する。トナー濃度が高くなるほど、透磁率センサ９９の出力電圧値が低下する。
【００６７】
ＣＲＵＭ１０３は、接触式不揮発性メモリであり、トナー補給ユニット８０に搭載されている。ＣＲＵＭ１０３には、トナー補給ユニット８０に関する情報、例えばトナー補給ユニット８０の識別情報が記憶されている。ＣＲＵＭ読書装置１０４は、ＣＲＵＭ１０３に接触した状態において、ＣＲＵＭ１０３に記憶されている情報を読み取って制御部１００へ出力したり、ＣＲＵＭ１０３に情報を書き込んだりする。
【００６８】
つぎに、トナー補給ユニット８０のトナー残量の検出について説明する。
【００６９】
現像装置３Ａでは、トナー補給ユニット８０から現像剤収容部９０へトナーが搬送されてトナー補給ユニット８０内のトナーが無くなったと検出されると、トナー補給ユニット８０内のトナーが無くなったので新品のトナー補給ユニット８０に交換すべき旨の警告表示がなされ、ユーザによって新品のトナー補給ユニット８０に交換される。
【００７０】
画像形成装置１０では、電源オン時や、メンテナンス用ドアが開いた状態から閉じられた時などに、所定のウォームアップ動作が行われる。
【００７１】
図７に示すように、制御部１００は、ウォームアップ動作の一環として、トナー補給ユニット８０が新品であるか否かを判定する（Ｓ１）。
【００７２】
トナー補給ユニット８０が新品であるか否かの判定は、例えば、ＣＲＵＭ１０３に記憶されている情報に基づいて判定される。例えば、トナー補給ユニット８０の識別情報が前回の読取時の識別情報と異なる場合に、トナー補給ユニット８０が新品であると判定される。ＣＲＵＭ１０３及びＣＲＵＭ読書装置１０４は、トナー補給ユニット８０が新品であることを検出する新品検出手段の一例である。
【００７３】
制御部１００は、トナー補給ユニット８０が新品ではないと判定すると、画像形成要求を待機する待機モードへ移行する。制御部１００は、トナー補給ユニット８０が新品であると判定すると、トナー補給ユニット８０から現像剤収容部９０へトナーが補給されることを確認するトナー補給確認モードへ移行する。このトナー補給確認モードにおいてトナー残量検出処理が実行される。
【００７４】
図８及び図９に示すように、トナー補給確認モードが実行されると、制御部１００は、トナー補給ユニット８０から現像剤収容部９０への補給動作の繰り返し回数が、所定の回数閾値以下であるか否かが判定され（Ｓ１１）、回数閾値以下である場合は、補給動作を１回実行させる（Ｓ１２）。トナー搬送部材８３が所定のＭ秒間駆動し、その後所定のＮ秒間停止する動作を、１回の補給動作とする。
【００７５】
制御部１００は、透磁率センサ９９が検出する現像槽９２内のトナー濃度をモニタリングし、透磁率センサ９９の出力値が所定の補給閾値以下となったか否かを判定する（Ｓ１３）。
【００７６】
制御部１００は、透磁率センサ９９の出力値が所定の補給閾値を超えている場合は、トナーが正常に補給されていないと見なし、トナー搬送部材８３の今回の補給動作における駆動時間Ｍ秒を、累積駆動時間に計上せず（Ｓ１４）、即ち駆動時間Ｍ秒をメモリ１０２に書き込まずに、Ｓ１１の処理へ戻る。これによって、トナー搬送部材８３による補給動作が繰り返される。
【００７７】
制御部１００は、透磁率センサ９９の出力値が所定の補給閾値以下となった場合に、トナー補給ユニット８０から現像剤収容部９０へトナーが正常に補給されて現像剤収容部９０内のトナー濃度が所定の第１閾値以上になったと見なし、トナー搬送部材８３の今回の補給動作における駆動時間Ｍ秒を、累積駆動時間に計上し（Ｓ１５）、即ち駆動時間Ｍ秒をメモリ１０２に書き込んで、待機モードへ移行する。
【００７８】
このように、トナー搬送部材８３が駆動して補給動作が行われても、トナー補給ユニット８０内におけるトナー排出口８５の反対側にトナーが偏っていた場合などトナー補給ユニット８０からトナーが排出されていない間は、トナー搬送部材８３の駆動時間Ｍ秒は累積駆動時間に計上されない。このため、累積駆動時間は、トナー補給ユニット８３からトナーが実際に排出された際の駆動時間の累積値となり、累積駆動時間とトナー補給ユニット８０のトナー残量との間の対応関係の正確性が向上する。したがって、トナー補給ユニット８０のトナー残量の検出精度を向上させることができる。
【００７９】
制御部１００は、補給動作の繰り返し回数が所定の回数閾値（第２閾値）を超えた場合、エラー情報を報知する（Ｓ１６）。
【００８０】
トナー補給ユニット８０が高温環境下で長期放置されていたことや、トナー補給ユニット８０がトナー排出口８５を下に縦置きされていたこと等によって、トナーがトナー排出口８５をパッキングしてしまい、補給動作が行われてもトナー補給ユニット８０からトナーが排出されないような場合に、実際にはトナーが補給されていないことをユーザに容易に認識させることができる。これによって、ユーザがトナー補給ユニット８０をよく振って装着し直すといった処置を促すことができる。また、補給動作が無限に続くことを防止できる。
【００８１】
また、補給動作が行われても実際にはトナー補給ユニット８０からトナーが排出されていないという現象は、新品のトナー補給ユニット８０が装着された際に起こりやすい。新品のトナー補給ユニット８３が現像剤収容部９０に装着された際、即ち累積駆動時間とトナー補給ユニットのトナー残量との間の対応関係の正確性が最も低下しやすいタイミングで、トナー残量検出処理が実行されるので、累積駆動時間とトナー補給ユニット８０のトナー残量との間の対応関係の正確性をより向上できる。
【００８２】
つぎに、本発明の現像装置３Ａがどのような状況でどれだけ有効であるかを、具体例を示して説明する。
【００８３】
図１０に示すように、仕様Ａ、仕様Ｂ、仕様Ｃ、仕様Ｄといった４つの仕様を想定する。仕様Ａでは、トナー搬送部材の累積駆動時間が規定値（トナー補給リミット）に達したらトナーエンプティと判定される。仕様Ｂでは、トナー残量が１０％未満になると、単位駆動時間当たりのトナー補給量が約２０％低下し、このトナー補給量の低下を補うため、１回の補給動作の駆動時間Ｍ秒が１２０％になる。仕様Ｃでは、トナー残量を１％単位で表示される。仕様Ｄでは、トナー残量が２５％になると、予備のトナー補給ユニット８０の準備を促す警告が表示される。なお、仕様Ａ〜Ｄは、それぞれ独立したものとする。
【００８４】
図１１に示すように、第１条件として、つぎのような条件を想定する。即ち、トナー補給ユニット８０のトナー充填量は２００ｇであり、トナー搬送部材８３の駆動当初からトナーがトナー排出口８５から排出されたと仮定した場合にトナー搬送部材が１０００秒間駆動するとトナー補給ユニット８０の全てのトナーが現像剤収容部９０へ補給されるように構成されている。また、トナー補給ユニット８０がトナー排出口８５を上に縦置きされていたためにトナー排出口８５の反対側にトナーが偏ってしまい、トナー補給ユニット８０がよく振られずに現像剤収容部９０に装着され、トナー搬送部材８３の駆動開始から、トナー補給ユニット８０内のトナーがトナー排出口８５から排出され始めるまでに、１００秒かかるものとする。なお、トナー補給ユニット８０のトナー残量は、トナー搬送部材８３の駆動時間に比例して減少する、即ち駆動時間１０秒につき１％の一定割合で減少するものとして計算される。
【００８５】
なお、以下の比較例に係る現像装置は、トナーがトナー排出口８５から実際に排出されているか否かに関わらず、トナー搬送部材８３の駆動時間が累積駆動時間に計上されるように構成されている。
【００８６】
図１２に示すように、上記第１条件下の仕様Ａでは、メモリ１０２上のトナー搬送部材８３の累積駆動時間がトナー補給リミット時間である１０００秒に達すると、トナーエンプティと判定される。このとき、比較例では、累積駆動時間１０００秒は、トナーがトナー排出口８５から実際には排出されていない時間（１００秒）を含んでいるが、実施例では、累積駆動時間１０００秒は、トナーがトナー排出口８５から実際には排出されていない時間（１００秒）を含んでいない。このため、比較例では、この１００秒間に排出されるはずであったトナー２０ｇをトナー補給ユニット８０内に残したままトナーエンプティと判定される。これに対して、実施例では、トナー補給ユニット８０内のトナーを使い切ることができる。
【００８７】
また、トナー残量はメモリ１０２に記憶される累積駆動時間に基づいて計算されるので、仕様Ｂにおける比較例では、実トナー残量は計算上のトナー残量よりも常に１０％多い状態となり、実トナー残量２０％の状態で１回の補給動作の駆動時間が１２０％になる。このため、実トナー残量２０％〜１０％の区間では、トナー補給量が低下していないのに１２０％の補給を行うことになる。具体的には、補給動作の駆動時間が１２０％に変更されるタイミングのズレ時間、即ち実トナー残量２０％から１０％までの区間に実際に消費されるトナー量は、２０ｇ×１２０％＝２４ｇであり、４ｇのトナーが不必要に過補給されることになる。このため、比較例では、オーバートナーによるトナー飛散などの問題が発生する虞がある。実施例では、計算上のトナー残量と実トナー残量との整合性が高いので、こういった問題が防止される。
【００８８】
つぎに、仕様Ｃ，Ｄについて説明する。上述のように、比較例では、実トナー残量は計算上のトナー残量よりも常に１０％多い状態となる。このため、仕様Ｃでは、図示しない表示部に表示されるトナー残量は、実トナー残量よりも少なくなる。また、仕様Ｄでは、警告が表示されるタイミングが早過ぎてしまう。したがって、トナー補給ユニット８０にトナーが残っているにも関わらず、ユーザは誤って早期にトナー補給ユニット８０を交換してしまう虞がある。これに対して、実施例では、トナー残量の検出精度が大幅に向上するので、こういった問題を防止することができる。
【００８９】
図１３に示すように、第２条件として、つぎのような条件を想定する。この第２条件では、トナー補給ユニット８０が高温環境下で長期間放置されていた場合や、トナー補給ユニット８０がトナー排出口８５を下に縦置きされていた場合を想定している。このような場合、トナーがトナー排出口８５をパッキングしてしまい、トナー搬送部材８３が駆動されてもトナーが全く排出されず、ある程度の時間が経ってからエラー表示されて画像形成装置１０が停止する。この第２条件では、補給動作が行われてもトナーが補給されない事態が２回連続発生した後、即ち最初の補給動作の開始から３００秒後に、ユーザがパッキングに気付いてトナー補給ユニット８０をよく振って装着し直すことでトナーが排出され始めたという場合を想定している。なお、トナー排出口８５のパッキングに限らず、駆動ギアの取り付け不良やトナー排出口シャッターの開閉不良などの問題に対しても、同様の効果が得られる。
【００９０】
図１４に示すように、仕様Ａにおいて、比較例では６０ｇのトナーが使い切られずに残ってしまうのに対して、実施例では、トナーを使い切ることができる。仕様Ｂにおいて、比較例では、１２ｇのトナーが不必要に過補給されることになるのに対して、実施例では、オーバートナーによるトナー飛散などの問題が防止される。仕様Ｃ、仕様Ｄについても、第１条件と同様に、比較例では、表示部に表示されるトナー残量は、実トナー残量よりも少なくなったり、警告が表示されるタイミングが早過ぎてしまったりするのに対して、実施例では、こういった問題が防止される。
【００９１】
図１５に示すように、第３条件として、つぎのような条件を想定する。この第３条件では、現像装置の出荷時に同梱される充填量の少ないトナー補給ユニット８０がトナー排出口８５を上に縦置きされていた場合を想定している。即ち、トナー補給ユニット８０のトナー充填量は、第１条件の場合の３０％に相当する６０ｇであり、トナー補給リミット時間は３００秒となる。
【００９２】
図１６に示すように、第３条件においても、比較例では、実トナー残量は計算上のトナー残量よりも常に１０％多い状態となるので、仕様Ａ〜Ｃについて、実施例では、第１条件の場合と同様の効果が奏される。
【００９３】
仕様Ｄにおいて、比較例では、トナー補給ユニット８０の交換後最初の補給動作の開始から１００秒後には、トナー残量が２０％と計算されるので、用紙への画像形成処理を１枚もせずに、交換用のトナー補給ユニットの準備を促す警告メッセージが表示されてしまう。一方、実施例では、計算上のトナー残量と実トナー残量との整合性が高いので、ウォームアップ動作後、待機モードに移行した時点で、トナー残量は３０％と計算され、用紙への画像形成処理を１枚もせずに交換用のトナー補給ユニットの準備を促す警告メッセージが表示されるといった問題は発生しない。
【００９４】
また、第３条件で想定された充填量の少ないトナー補給ユニット８０において、第２条件のようなトナーがトナー排出口８５をパッキングしてしまい、トナー搬送部材８３が駆動されてもトナーが全く排出されないといった不具合が発生することも考えられる。この場合、比較例では、待機モードへの移行時にすでに３００秒が経過しているので、仕様Ａにおいて、用紙への画像形成処理を１枚もせずに交換用のトナー補給ユニットの準備を促す警告メッセージが表示されることになる。実施例では、こういった問題が防止される。
【００９５】
第２実施形態に係る現像装置３Ａは、累積駆動時間を記憶させる記憶部として、メモリ１０２に代えてＣＲＵＭ１０３が用いられることを除いて、第１実施形態に係る現像装置３Ａと同様に構成される。トナー補給ユニット８０の識別に使用されるメモリを、トナー補給ユニット８０のトナー残量の検出にも利用することで、本体メモリの使用量を抑制できる。また、別個にメモリを備える構成と比較して部品点数の低下を図り、低コスト化を図ることができる。
【００９６】
また、第３実施形態に係る現像装置３Ａは、ＣＲＵＭ１０３に代えて非接触式不揮発性メモリである無線タグを備え、ＣＲＵＭ読書装置１０４に代えて無線タグ読書装置を備え、累積駆動時間を記憶させる記憶部として、メモリ１０２に代えて無線タグが用いられることを除いて、第１実施形態に係る現像装置３Ａと同様に構成される。無線タグ読書装置は、無線タグに非接触の状態において、無線タグに記憶されている情報を読み取って制御部１００へ出力する。第３実施形態に係る現像装置３Ａによれば、メモリとその読書装置とを互いに非接触に配置できるので、設計の自由度が向上する。
【００９７】
なお、累積駆動量として、トナー搬送部材８３の累積駆動時間に代えて累積回転数を用いるように構成された場合でも、現像装置３Ａは同様の効果を奏することができる。
【００９８】
また、トナー補給ユニット８０のトナー残量検出処理は、画像形成処理中のトナーの補給動作に適用することもできる。
【００９９】
上述の実施形態のそれぞれの技術的特徴を互いに組み合わせることで、新たな実施形態を構成することが考えられる。
【０１００】
上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０１】
１０  画像形成装置
２０Ａ，２０Ｂ，２０Ｃ，２０Ｄ  画像形成部
８０  トナー補給ユニット
８３  トナー搬送部材
８５  トナー排出口
９０  現像剤収容部
９９  透磁率センサ（検出センサ）
１００  制御部
１０１  トナー搬送モータ
１０２  メモリ（記憶部）
１０３  ＣＲＵＭ（新品検出手段）
１０４  ＣＲＵＭ読書装置（新品検出手段）
【図２】
2015219382.tif 000003
【図３】
2015219382.tif 000004
【図４】
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【図５】
2015219382.tif 000006
【図６】
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【図７】
2015219382.tif 000008
【図８】
2015219382.tif 000009
【図９】
2015219382.tif 000010
【図１０】
2015219382.tif 000011
【図１１】
2015219382.tif 000012
【図１２】
2015219382.tif 000013
【図１３】
2015219382.tif 000014
【図１４】
2015219382.tif 000015
【図１５】
2015219382.tif 000016
【図１６】
2015219382.tif 000017
【図１】
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