(57)【要約】【課題】トナーエンプティの検出精度の低下を抑制しつつ現像槽内のトナー濃度センサを省くことができるようにする。【解決手段】画像形成装置は、トナーカートリッジ、現像槽、制御部、及び操作表示部を備える。制御部は、トナーカートリッジから現像槽へのトナー補給による濃度への影響が表れないであろうタイミングとトナー補給による濃度への影響が表れるであろうタイミングとでテスト用トナー像を形成させ、両方のテスト用トナー像の濃度差が閾値以上である場合はトナーカートリッジがエンプティでないと判定し、濃度差が閾値未満である場合はトナーカートリッジがエンプティであると判定する。操作表示部は、トナーカートリッジがエンプティであると判定された場合にその旨を報知する。【選択図】図７
2016095437.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
補給用のトナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジからトナーの補給を受ける現像槽と、
前記現像槽から供給されるトナーを用いてテスト用トナー像を形成するトナー像形成部と、
前記テスト用トナー像の濃度を検出する濃度検出部と、
前記トナーカートリッジから前記現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングで前記トナー像形成部にテスト用トナー像を形成させ、前記濃度差が閾値以上である場合は前記トナーカートリッジがエンプティでないと判定し、前記濃度差が前記閾値未満である場合は前記トナーカートリッジがエンプティであると判定する制御部と、
前記トナーカートリッジがエンプティであると判定された場合にその旨を報知する報知部と、を備える画像形成装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記トナーカートリッジから前記現像槽へのトナーの補給による濃度への影響が表れないであろう第１期間中のタイミングと、トナーの補給による濃度への影響が表れるであろう第２期間中のタイミングとで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させる、請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記第１期間中の１つのタイミングと、前記第２期間中の１つのタイミングとで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させる、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御部は、前記第２期間中の複数のタイミングで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させる、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記トナーカートリッジ、前記現像槽、及び前記トナー像形成部を含み、用紙に画像を形成する画像形成部をさらに備え、
前記制御部は、プロセスコントロール処理用トナー像を作成してプロセスコントロール処理用トナー像の濃度を前記濃度検出部によって検出した検出値に基づいて前記画像形成部における動作設定値を調整するプロセスコントロール処理を実行し、前記プロセスコントロール処理用トナー像を、前記第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像として使用する請求項２から４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記プロセスコントロール処理用トナー像は、高濃度プロセスコントロール処理用に形成されたものである、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスコントロール処理用トナー像は、中間調プロセスコントロール処理用に形成されたものである、請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記第１期間及び前記第２期間を横断する時間帯を通してテスト用トナー像を形成させる、請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナーカートリッジから現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングでテスト用トナー像を形成するテスト用トナー像形成ステップと、
前記テスト用トナー像の濃度を検出する濃度検出ステップと、
前記濃度差が閾値以上である場合は前記トナーカートリッジがエンプティでないと判定し、前記濃度差が前記閾値未満である場合は前記トナーカートリッジがエンプティであると判定する判定ステップと、
前記トナーカートリッジがエンプティであると判定された場合にその旨を報知する報知ステップと、を備えるトナーエンプティ検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、トナーカートリッジから現像槽へトナーを補給するように構成された画像形成装置及びトナーエンプティ検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の中には、現像槽内にトナー及びキャリアを収容し、現像槽内のトナー濃度をトナー濃度センサによって検出し、現像槽内のトナー濃度が低下すると、トナーカートリッジからトナーを補給するように構成されたものがある。しかし、低コスト化のために、現像槽内のトナー濃度センサを省きたいという要請がある。また、画像形成装置の中には、プロセスコントロール処理用トナー像を作成してプロセスコントロール処理用トナー像の濃度の検出値に基づいて現像バイアス電圧等の画像形成条件を調整するプロセスコントロール処理を定期的に実行するものがある。
【０００３】
そこで、トナー濃度センサを備えない画像形成装置において、プロセスコントロール処理の実行時に、プロセスコントロール処理用トナー像の濃度が低下した場合に、トナーエンプティと判定する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭６２−２８４３７５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の従来の画像形成装置では、プロセスコントロール処理用トナー像の濃度が低下したのは現像槽中のトナー濃度が低下したからであり、現像槽中のトナー濃度が低下したのはトナーカートリッジがトナーエンプティとなったからだろうとの予想の下に、トナーエンプティが判定されている。即ち、従来の画像形成装置では、現像槽中にトナーが足りているか否かを検出しているのであって、トナーカートリッジのトナーエンプティを直接検出しているわけではない。このため、従来の画像形成装置では、現像槽内のトナー濃度センサを省くと、トナーエンプティの検出精度が低下する。
【０００６】
この発明の目的は、トナーエンプティの検出精度の低下を抑制しつつ現像槽内のトナー濃度センサを省くことができる画像形成装置及びトナーエンプティ検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明の画像形成装置は、トナーカートリッジ、現像槽、トナー像形成部、濃度検出部、制御部、及び報知部を備える。トナーカートリッジは、補給用のトナーを収容する。現像槽は、トナーカートリッジからトナーの補給を受ける。トナー像形成部は、現像槽から供給されるトナーを用いてテスト用トナー像を形成する。濃度検出部は、テスト用トナー像の濃度を検出する。制御部は、トナーカートリッジから現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングでトナー像形成部にテスト用トナー像を形成させ、濃度差が閾値以上である場合はトナーカートリッジがエンプティでないと判定し、濃度差が閾値未満である場合はトナーカートリッジがエンプティであると判定する。報知部は、トナーカートリッジがエンプティであると判定された場合にその旨を報知する。
【０００８】
この構成では、トナーカートリッジから現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングで形成されたテスト用トナー像に、閾値以上の濃度差があった場合は、トナーカートリッジから現像槽に実際にトナーが補給されたものと考えられることから、トナーエンプティではないと判定される。一方、濃度差が閾値未満であった場合は、トナーカートリッジから現像槽に実際には十分な補給がなされていないものと考えられることから、トナーエンプティであると判定される。このように、現像槽内のトナー濃度ではなく、トナーカートリッジから現像槽に実際にトナーが補給されたか否かを検出することで、トナーカートリッジのトナーエンプティが判定される。
【０００９】
上述の構成において、制御部は、トナーカートリッジから前記現像槽へのトナーの補給による濃度への影響が表れないであろう第１期間中のタイミングと、トナーの補給による濃度への影響が表れるであろう第２期間中のタイミングとで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させるように構成することができる。
【００１０】
この構成では、トナーカートリッジから現像槽へトナーが補給される前のタイミング、及び補給後ではあるが現像槽内においてテスト用トナー像の作成用にトナーが供給される位置まで補給トナーが搬送される前のタイミングが、第１期間に含まれる。また、トナーカートリッジから現像槽へトナーが補給され、現像槽内においてテスト用トナー像の作成用にトナーが供給される位置まで補給トナーが搬送された後のタイミングが、第２期間に含まれる。第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像の濃度と、第２期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像の濃度とを比較し、両者の濃度差が閾値以上であればトナーエンプティではなく、濃度差が閾値未満である場合はトナーエンプティであると判定される。トナーエンプティの判定用に専用のテスト用トナー像を形成することで、トナーエンプティの検出精度が高くなる濃度域でテスト用トナー像を形成することができる。
【００１１】
また、制御部は、第１期間中の１つのタイミングと、第２期間中の１つのタイミングとで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させるように構成することができる。
【００１２】
この構成では、テスト用トナー像の数が少ないので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。
【００１３】
さらに、制御部は、第２期間中の複数のタイミングで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させるように構成することができる。
【００１４】
この構成では、現像槽内においてトナーカートリッジからトナーが補給された位置からテスト用トナー像の作成用にトナーが供給される位置まで補給トナーが搬送され、補給トナーがテスト用トナー像の濃度に最も大きな影響を与えるタイミングが、トナーの撹拌のされ方によって若干変わった場合でも、複数のタイミングで形成されたテスト用トナー像のそれぞれの濃度のうち最高濃度を採用して、第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像の濃度と比較することで、トナーの補給による濃度差が閾値以上あるか否かがより高精度に検出される。
【００１５】
また、トナーカートリッジ、現像槽、及びトナー像形成部を含み、用紙に画像を形成する画像形成部をさらに備え、制御部は、プロセスコントロール処理用トナー像を作成してプロセスコントロール処理用トナー像の濃度を濃度検出部によって検出した検出値に基づいて画像形成部における動作設定値を調整するプロセスコントロール処理を実行し、プロセスコントロール処理用トナー像を、第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像として使用するように構成することができる。
【００１６】
この構成では、第１期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像を新たに形成する必要がなく、トナーエンプティの検出用に形成すべきテスト用トナー像の数が少なくて済むので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。
【００１７】
さらに、プロセスコントロール処理用トナー像は、高濃度プロセスコントロール処理用に形成されたものであるように構成することができる。
【００１８】
この構成では、第１期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像を新たに形成する必要がなく、トナーエンプティの検出用に形成すべきテスト用トナー像の数が少なくて済むので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。
【００１９】
また、プロセスコントロール処理用トナー像は、中間調プロセスコントロール処理用に形成されたものであるように構成することができる。
【００２０】
この構成では、第１期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像を新たに形成する必要がなく、トナーエンプティの検出用に形成すべきテスト用トナー像の数が少なくて済むので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。また、中間調プロセスコントロール処理では互いに異なる濃度の中間調のプロセスコントロール処理用トナー像が形成されるので、第２期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像との濃度差が最も表れやすい濃度のプロセスコントロール処理用トナー像を選択できる。このため、トナーエンプティの検出精度がより高くなる。
【００２１】
さらに、制御部は、第１期間及び第２期間を横断する時間帯を通してテスト用トナー像を形成させるように構成することができる。
【００２２】
この構成では、第１期間及び第２期間を横断する時間帯を通して、帯状のテスト用トナー像が形成される。そして、テスト用トナー像のうち、第１期間中に形成された部分の濃度と、第２期間中に形成された部分の濃度とが比較されることで、トナーエンプティが検出される。
【００２３】
この発明のトナーエンプティ検出方法は、トナーカートリッジから現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングでテスト用トナー像を形成するテスト用トナー像形成ステップと、テスト用トナー像の濃度を検出する濃度検出ステップと、濃度差が閾値以上である場合はトナーカートリッジがエンプティでないと判定し、濃度差が閾値未満である場合はトナーカートリッジがエンプティであると判定する判定ステップと、トナーカートリッジがエンプティであると判定された場合にその旨を報知する報知ステップと、を備える。
【００２４】
この構成では、トナーカートリッジから現像槽へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングで形成されたテスト用トナー像に、閾値以上の濃度差があった場合は、トナーカートリッジから現像槽に実際にトナーが補給されたものと考えられることから、トナーエンプティではないと判定される。一方、濃度差が閾値未満であった場合は、トナーカートリッジから現像槽に実際には十分な補給がなされていないものと考えられることから、トナーエンプティであると判定される。このように、現像槽内のトナー濃度ではなく、トナーカートリッジから現像槽に実際にトナーが補給されたか否かを検出することで、トナーカートリッジのトナーエンプティが判定される。
【発明の効果】
【００２５】
この発明によれば、トナーエンプティの検出精度の低下を抑制しつつ現像槽内のトナー濃度センサを省くことができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】この発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略の構成を示す図である。
【図２】画像形成装置の現像装置に備えられるトナーカートリッジの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装置本体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】画像形成装置の概略の構成を示すブロック部である。
【図７】制御部の処理手順を示すフローチャートである。
【図８】（Ａ）は現像装置本体部への補給直後の補給トナーの位置を示す図であり、（Ｂ）は補給から所定時間経過後の補給トナーの位置を示す図である。
【図９】第１実施形態に係る画像形成装置におけるトナーエンプティ検出方法を示す図である。
【図１０】第２実施形態に係る画像形成装置におけるトナーエンプティ検出方法を示す図である。
【図１１】第３実施形態に係る画像形成装置におけるトナーエンプティ検出方法を示す図である。
【図１２】第４実施形態に係る画像形成装置におけるトナーエンプティ検出方法を示す図である。
【図１３】第５実施形態に係る画像形成装置におけるトナーエンプティ検出方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
図１に示すように、この発明の第１実施形態に係る画像形成装置１００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、及びＯＨＰフィルム等が挙げられる。
【００２８】
画像形成装置１００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を備えている。
【００２９】
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。
【００３０】
画像形成装置１００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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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、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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
なお、光走査装置３０、感光体ドラム１Ａ、帯電装置２Ａ、現像ローラ９６、及び一次転写ローラ４Ａは、現像槽９２から供給されるトナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成部に含まれる。画像形成部２０Ｂ〜２０Ｄについても同様である。
【００４８】
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、トナーカートリッジ８０、及び現像装置本体部９０を備えている。
【００４９】
現像装置本体部９０は、画像形成装置１００の装置本体１１に搭載されている。トナーカートリッジ８０は、装置本体１１に挿脱自在であって現像装置本体部９０に着脱自在に構成されている。トナーカートリッジ８０は、装置本体１１に挿入されることで、現像装置本体部９０の上側に装着される。
【００５０】
図２及び図３に示すように、トナーカートリッジ８０は、収容容器８１、撹拌部材８２、及び搬送部材８３を備えている。
【００５１】
収容容器８１は、装置本体１１に挿脱される一方向に沿って長い形状に形成されており、現像装置本体部９０への補給用のトナーを収容している。撹拌部材８２は、収容容器８１の長尺方向に沿った回転軸８２１を中心に回転自在に収容容器８１に軸支されている。搬送部材８３は、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収容容器８１に軸支されている。撹拌部材８２の回転軸８２１と搬送部材８３の回転軸とは、収容容器８１の長尺方向に直交する面において左右方向に並んで、互いに平行に配置されている。
【００５２】
撹拌部材８２と搬送部材８３との間には隔壁８４が設けられている。また、搬送部材８３の下方であって収容容器８１の長尺方向における一部に、トナー排出口８５が設けられている。一例として、トナー排出口８５は、トナーカートリッジ８０の装置本体１１への挿入方向における下流側端部近傍に設けられている。トナー排出口８５は、後述する現像装置本体部９０のトナー補給管９１に接続され、収容容器８１と現像装置本体部９０とを連通させる。
【００５３】
撹拌部材８２は、回転軸８２１、及び板状のトナー汲み上げ部材８２２を有する。トナー汲み上げ部材８２２は、回転軸８２１に一端部を支持されて回転軸８２１とともに回転する。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。
【００５４】
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、収容容器８１内のトナーを撹拌しながら、収容容器８１の内壁に沿ってトナーを搬送部材８３の周囲へ汲み上げる。この際、トナー汲み上げ部材８２２の開放端部は、可撓性によって変形しつつ収容容器８１の内壁に沿って摺動する。撹拌部材８２によって収容容器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搬送部材８３の周囲へ搬送される。隔壁８４が設けられていることによって、適量のトナーが搬送部材８３の周囲へ供給される。
【００５５】
図３に示すように、搬送部材８３は、羽根及び回転軸を含むオーガスクリュ８３１、並びに第１カップリング部材８３２を有する。
【００５６】
搬送部材８３は、装置本体１１に装着された状態において、装置本体１１に搭載された第２カップリング部材に係合することで駆動力を供給されて、所定方向に回転する。
【００５７】
オーガスクリュ８３１は、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。搬送部材８３が回転することで、収容容器８１内に収容されているトナーが、トナー排出口８５を通って現像装置本体部９０へ向かう経路を搬送される。
【００５８】
図４及び図５に示すように、現像装置本体部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、及び第２現像剤搬送部材９８を備えている。
【００５９】
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、収容容器８１と現像槽９２とが連通されている。
【００６０】
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２現像剤搬送部材９８が配置され、第２現像剤搬送部材９８に隣接するように第１現像剤搬送部材９７が配置されている。
【００６１】
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カップリング部材を有し、図示しない現像剤搬送モータからカップリング部材に駆動力を供給されることで所定方向に回転する。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
現像ローラ９６の周面に担持された現像剤は、現像ローラ９６と感光体ドラム１Ａとの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。なお、現像ローラ９６、感光体ドラム１Ａ、帯電装置２Ａ、光走査装置３０等が、現像槽９２から供給されるトナーを用いてトナー像を形成するトナー像形成部に含まれる。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
このように消費されるトナーを補うべく、トナーカートリッジ８０に収容される未使用のトナーが、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。
【００７１】
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。
【００７２】
図６に示すように、画像形成装置１００は、制御部１０、濃度検出センサ１１、及び操作表示部１２をさらに備えている。制御部１０は、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する。濃度検出センサ１１は、中間転写ベルト４１の外周面に担持されたトナー像の濃度を検出する。操作表示部１２は、例えば液晶タッチパネルで構成され、種々の情報を表示する表示部、及び画像形成条件等の入力操作を受け付ける操作部を含む。
【００７３】
画像形成装置１００では、所定枚数の用紙への画像形成処理の実行毎に、プロセスコントロール処理が実行される。プロセスコントロール処理では、中間転写ベルト４１に段階的に異なる濃度の複数のプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ１（図９参照）が形成され、プロセスコントロール処理用トナー像Ｐ１の濃度が濃度検出センサ１１によって検出され、この検出値に基づいて、光走査装置３０による露光強度値、現像装置３Ａによる現像バイアス値、及び一次転写ローラ４Ａによる一次転写バイアス値など、光走査装置３０及び画像形成部２０Ａ〜２０Ｄの動作設定値が調整される。これによって画像濃度が調整される。
【００７４】
つぎに、トナーカートリッジ８０のトナーエンプティ検出処理について説明する。
【００７５】
一例として、トナーエンプティ検出処理は、プロセスコントロール処理の実行時期にトナーカートリッジ８０の計算上のトナー残量が所定値未満であると判定された場合に、プロセスコントロール処理に続けて実行される。トナーカートリッジ８０の計算上のトナー残量は、トナーカートリッジ８０の搬送部材８３の駆動時間の合計に基づいて計算される。トナー補給のタイミングは、印刷ジョブの画像データのピクセルカウントの合計に基づいて決定される。
【００７６】
図７〜図９に示すように、制御部１０は、現像装置本体部９０の第１現像剤搬送部材９７及び第２現像剤搬送部材９８を所定時間空転させることで（Ｓ１）、現像槽９２内のトナー及びキャリアを撹拌する。
【００７７】
制御部１０は、トナーカートリッジ８０から現像槽９２へのトナーの補給による濃度差が表れるであろう１以上のタイミングで画像形成部２０Ａ〜２０Ｄにテスト用トナー像を形成させる。例えば、制御部１０は、トナーカートリッジ８０から現像槽９２へのトナーの補給による濃度への影響が表れないであろう第１期間中のタイミングと、トナーの補給による濃度への影響が表れるであろう第２期間中のタイミングとで、テスト用トナー像をそれぞれ形成させる。トナーカートリッジ８０から現像槽９２へトナーが補給される前のタイミング、及び補給後ではあるが現像槽９２内においてテスト用トナー像の作成用にトナーが供給されるテスト用供給位置まで補給トナーが搬送される前のタイミングが、第１期間に含まれる。また、トナーカートリッジ８０から現像槽９２へトナーが補給され、現像槽９２内においてテスト用供給位置まで補給トナーが搬送された後のタイミングが、第２期間に含まれる。
【００７８】
第１実施形態に係る画像形成装置１００では、まず、制御部１０は、トナーカートリッジ８０の搬送部材８３を駆動させることで、トナーカートリッジ８０から現像槽９２へのトナー補給を実施する（Ｓ２）。図８（Ａ）に示すように、補給トナーＲＴは、補給直後は現像槽９２内のトナー補給口９５の近傍にある。
【００７９】
制御部１０は、トナー補給の実施直後に、中間転写ベルト４１の外周面に、テスト用トナー像Ｔ１を作成する（Ｓ３）。図８（Ａ）に示すように、トナー補給の実施直後は、現像槽９２内においてテスト用トナー像Ｔ１，Ｔ２の作成用にトナーが供給されるテスト用供給位置９９まで補給トナーＲＴが搬送されていないので、テスト用トナー像Ｔ１にはトナー補給の影響が表れない。
【００８０】
制御部１０は、トナー補給から所定時間経過後に（Ｓ４）、中間転写ベルト４１の外周面に、再びテスト用トナー像Ｔ２を形成する（Ｓ５）。図８（Ｂ)に示すように、テスト用トナー像Ｔ２の形成は、トナー補給によるテスト用トナー像Ｔ２の濃度への影響が表れるであろう第２期間中のタイミング、即ちテスト用供給位置９９まで補給トナーＲＴが搬送されたであろう後のタイミングで行われる。
【００８１】
制御部１０は、濃度検出センサ１１が検出したテスト用トナー像Ｔ１，Ｔ２の濃度を取得し（Ｓ６）、テスト用トナー像Ｔ１とテスト用トナー像Ｔ２との濃度差を比較して（Ｓ７）、濃度差が所定の閾値以上であればトナーエンプティではないと判定する。制御部１０は、濃度差が閾値未満であればトナーエンプティであると判定して、操作表示部１２にトナーカートリッジ８０がトナーエンプティになった旨を表示させる（Ｓ８）。
【００８２】
操作表示部１２は、トナーカートリッジ８０がエンプティであると判定された場合にその旨を報知する報知部の一例である。なお、報知部として、他に、ランプ表示、音声報知などが挙げられる。
【００８３】
テスト用トナー像Ｔ１，Ｔ２に、閾値以上の濃度差があった場合は、トナーカートリッジ８０から現像槽９２に実際にトナーが補給されたものと考えられる。一方、濃度差が閾値未満であった場合は、トナーカートリッジ８０から現像槽９２に実際には十分な補給がなされていないものと考えられることから、トナーカートリッジ８０がトナーエンプティになったと判定できる。このように、現像槽９２内のトナー濃度が低下したか否かではなく、トナーカートリッジ８０から現像槽９２に実際にトナーが補給されたか否かを検出することで、トナーカートリッジ８０のトナーエンプティが判定される。このため、現像槽９２内のトナー濃度センサを備えていなくても、高精度にトナーカートリッジ８０のトナーエンプティを検出できる。したがって、トナーエンプティの検出精度の低下を抑制しつつ現像槽９２内のトナー濃度センサを省くことができる。よって、低コスト化できる。
【００８４】
また、図９に示すように、プロセスコントロール処理用トナー像Ｐ１とは別に、トナーエンプティ検出処理用に専用のテスト用トナー像Ｔ１を形成することで、トナーエンプティの検出精度が高くなる濃度域でテスト用トナー像Ｔ１を形成することができる。
【００８５】
さらに、第１期間中の１つのタイミングでテスト用トナー像Ｔを形成し、第２期間中の１つのタイミングでテスト用トナー像Ｔ２を形成することで、テスト用トナー像の数が少ないので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。
【００８６】
第２期間中におけるテスト用トナー像Ｔ２の形成は、補給トナーＲＴがテスト用供給位置９９へ確実に搬送されるように、トナー補給から十分な時間が経過した後の方が、より高精度にトナーエンプティを検出するためには好ましい。
【００８７】
なお、図９〜図１３では、プロセスコントロール処理において形成されたトナー像と、トナーエンプティ検出処理において形成されたトナー像との間に、一点鎖線が記載されているが、説明の便宜のために記載されたものである。また、図９〜図１２では、説明の便宜上、トナーエンプティ検出処理でテスト用トナー像Ｔ１，Ｔ２として使用されるトナー像が破線で囲まれている。
【００８８】
図１０に示すように、第２実施形態に係る画像形成装置では、トナー補給によるテスト用トナー像Ｔ２の濃度への影響が表れるであろう第２期間中の複数のタイミングで、テスト用トナー像Ｔ２が形成される。
【００８９】
現像剤搬送路９４１内のトナー補給口９５がある位置からテスト用供給位置９９まで補給トナーＲＴが搬送され、補給トナーＲＴがテスト用トナー像Ｔ２の濃度に最も大きな影響を与えるタイミングが、トナーの撹拌のされ方によって若干変わった場合でも、複数のタイミングで形成されたテスト用トナー像Ｔ２のそれぞれの濃度のうち最高濃度を採用して、第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像Ｔ１の濃度と比較することで、トナーの補給による濃度差が閾値以上あるか否かがより高精度に検出される。このため、より高精度にトナーカートリッジ８０のトナーエンプティを検出できる。
【００９０】
図１１に示すように、第３実施形態に係る画像形成装置では、プロセスコントロール処理用トナー像Ｐ１のうちの１個が、トナー補給による濃度への影響が表れないであろう第１期間中のタイミングで形成されたテスト用トナー像Ｔ１として使用される。
【００９１】
第１期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像Ｔ１を新たに形成する必要がなく、トナーエンプティの検出用に形成すべきテスト用トナー像の数が少なくて済むので、トナーエンプティの検出を短時間で行うことができる。
【００９２】
第３実施形態に係る画像形成装置においてテスト用トナー像Ｔ１として使用されるプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ１は、高濃度プロセスコントロール処理用に形成されたものである。
【００９３】
高濃度プロセスコントロール処理が中間調プロセスコントロール処理よりも実行頻度が高い場合に、高頻度に短時間でトナーエンプティの検出を行うことができる。
【００９４】
なお、第３実施形態に係る画像形成装置において、テスト用トナー像Ｔ２を、第２期間中の複数のタイミングで形成することもできる。
【００９５】
図１２に示すように、第４実施形態に係る画像形成装置では、テスト用トナー像Ｔ１として使用されるプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ２は、中間調プロセスコントロール処理用に形成されたものである。
【００９６】
中間調プロセスコントロール処理では互いに異なる濃度の複数の中間調のプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ２が形成されるので、第２期間中のタイミングで形成されるテスト用トナー像Ｔ２との濃度差が最も表れやすい濃度のプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ２を選択できる。このため、トナーエンプティの検出精度がより高くなる。
【００９７】
テスト用トナー像Ｔ２は、複数のプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ２の中からテスト用トナー像Ｔ１として使用することにしたプロセスコントロール処理用トナー像Ｐ２の濃度と同じ濃度設定で形成される。
【００９８】
なお、中間調プロセスコントロール処理の実行頻度が低い場合は、テスト用トナー像Ｔ１として、中間調プロセスコントロール処理用に形成されたものを使用する場合と、高濃度プロセスコントロール処理用に形成されたものを使用する場合とを、組み合わせてトナーエンプティ検出処理を実行することで、検出精度がより高くなる。
【００９９】
第４実施形態に係る画像形成装置において、テスト用トナー像Ｔ２を、第２期間中の複数のタイミングで形成することもできる。
【０１００】
図１３に示すように、第５実施形態に係る画像形成装置では、第１期間及び第２期間を横断する時間帯を通してテスト用トナー像Ｔ１，Ｔ２が形成される。
【０１０１】
第１期間及び第２期間を横断する時間帯を通して、帯状のテスト用トナー像Ｔ３が形成される。そして、テスト用トナー像Ｔ３のうち、第１期間中に形成された部分Ｔ３１の濃度と、第２期間中に形成された部分Ｔ３２の濃度とが比較されることで、トナーエンプティが検出される。
【０１０２】
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。
【０１０３】
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】
【０１０４】
１０  制御部
１１  濃度検出センサ
１２  操作表示部
２０Ａ〜２０Ｄ  画像形成部
３Ａ  現像装置
８０  トナーカートリッジ
９２  現像槽
９５  トナー補給口
９９  テスト用供給位置
１００  画像形成装置
Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３  テスト用トナー像
Ｐ１  プロセスコントロール処理用トナー像
ＲＴ  補給トナー
【図２】
2016095437.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
2016095437.tif 000006
【図６】
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【図７】
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【図８】
2016095437.tif 000009
【図９】
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【図１０】
2016095437.tif 000011
【図１１】
2016095437.tif 000012
【図１２】
2016095437.tif 000013
【図１３】
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【図１】
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