JP2022082121A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤を十分に利用することができ、画像品位が低下することがないようにする。【解決手段】現像剤収容部と、媒体上に画像を形成する画像形成部と、現像剤収容部に収容された現像剤を画像形成部に供給するための現像剤供給路と、現像剤供給路内に配設された搬送部材と、搬送部材を動作させることによって現像剤供給路内の現像剤を搬送する駆動ユニットｕ２と、画像形成部内の現像剤貯蔵部に貯蔵された現像剤の残量を検出する現像剤検出部と、現像剤検出部によって検出された現像剤の残量に応じて、前記駆動ユニットの駆動パターンを変更する駆動ユニット駆動処理部とを有する。搬送部材を間欠動作させ、媒体供給路、搬送部材等に振動を発生させることができるので、現像剤を十分に利用することができる。【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置、例えば、プリンタには、画像形成ユニットが配設され、該画像形成ユニットにおいて、帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラムの表面がＬＥＤヘッドによって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像が現像剤としてのトナーによって現像されてトナー像が形成され、該トナー像が転写ローラによって用紙に転写されるようになっている。そして、前記プリンタに配設された定着器において前記トナー像が用紙に定着させられることによって画像が形成され、印刷が行われる。

そのために、現像剤収容部としてのトナーカートリッジと画像形成ユニットとがトナー供給路によって連結され、トナーカートリッジ内のトナーが、トナー供給路に配設されたスパイラルを回転させることによって画像形成ユニットに供給され、画像形成ユニット内のトナー貯蔵部に貯蔵される。

ところで、画像形成ユニット内には、トナーカートリッジから供給されたトナーの残量を検出するためにトナーセンサが配設され、該トナーセンサは、トナー貯蔵部のトナーの残量が閾値より少なくなったこと、すなわち、トナーローを検出すると、スパイラルを停止させ、トナーカートリッジから画像形成ユニットへのトナーの供給を停止させる（例えば、特許文献１参照。）。

特開２０２０－７１３３３号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、トナーローが検出されてトナーカートリッジから画像形成ユニットへのトナーの供給が停止されるのに伴って、トナー供給路内にトナーが残留することがあり、その場合、トナーを十分に利用することができなくなってしまう。

また、トナーローが検出された時点でトナー貯蔵部のトナーの残量が閾値より少なくなっているので、画像がかすれる等、画像品位が低下することがある。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、現像剤を十分に利用することができ、画像品位が低下することがない画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成装置においては、現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部から供給された現像剤によって媒体上に画像を形成する画像形成部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を画像形成部に供給するための現像剤供給路と、該現像剤供給路内に配設された搬送部材と、該搬送部材を動作させることによって前記現像剤供給路内の現像剤を搬送する駆動ユニットと、前記画像形成部内の現像剤貯蔵部に貯蔵された現像剤の残量を検出する現像剤検出部と、該現像剤検出部によって検出された現像剤の残量に応じて、前記駆動ユニットの駆動パターンを変更する駆動ユニット駆動処理部とを有する。

本発明によれば、画像形成装置においては、現像剤を収容する現像剤収容部と、該現像剤収容部から供給された現像剤によって媒体上に画像を形成する画像形成部と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を画像形成部に供給するための現像剤供給路と、該現像剤供給路内に配設された搬送部材と、該搬送部材を動作させることによって前記現像剤供給路内の現像剤を搬送する駆動ユニットと、前記画像形成部内の現像剤貯蔵部に貯蔵された現像剤の残量を検出する現像剤検出部と、該現像剤検出部によって検出された現像剤の残量に応じて、前記駆動ユニットの駆動パターンを変更する駆動ユニット駆動処理部とを有する。

この場合、現像剤検出部によって、現像剤貯蔵部に貯蔵された現像剤の残量が検出され、検出された現像剤の残量に応じて、駆動ユニットの駆動パターンが変更されるので、搬送部材を間欠動作させ、現像剤供給路、搬送部材等に振動を発生させることができる。

したがって、現像剤供給路、搬送部材等に付着した現像剤を引き剥がし、画像形成部に供給することができ、現像剤を十分に利用することができる。

本発明の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図である。 本発明の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 本発明の実施の形態におけるトナー供給機構の概念図である。 本発明の実施の形態におけるオン・オフテーブルの例を示す図である。 本発明の実施の形態におけるクラッチの駆動信号の波形の例を示す図である。 本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のフローチャートである。 本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のフローチャートである。 本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第１の変更例を示す図である。 本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第２の変更例を示す図である。 本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第３の変更例を示す図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図２は本発明の実施の形態におけるプリンタの概念図である。

図において、１０はプリンタ、Ｃｓは該プリンタ１０の外装である筐体、Ｂｄはプリンタ１０の本体、すなわち、装置本体である。

装置本体Ｂｄの下部には、媒体収容部としての用紙カセット１１が配設され、該用紙カセット１１に媒体としての図示されない用紙がスタッカｓｋ１に積載された状態で収容される。前記用紙カセット１１の前端に、繰出部材としてのホッピングローラ１３が配設され、該ホッピングローラ１３を回転させることによって用紙が１〔枚〕ずつ分離させられて繰り出され、第１の搬送部材としての給紙ローラ対ｍ１によって給紙されて媒体搬送路としての用紙搬送路Ｒｔ１に送られ、第２の搬送部材としてのレジストローラ対ｍ２によって斜行が矯正され、レジストローラ対ｍ２より下流側に配設された画像形成部Ｑ１に送られる。

該画像形成部Ｑ１は、複数の色、例えば、ブラック、イエロー、マゼンダ及びシアンの４色の画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、該各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの後述される像担持体としての感光体ドラム２１と対向させて配設された露光装置としての図示されないＬＥＤヘッド、転写ユニットｕ１等から成る。

前記画像形成部Ｑ１の上方に、各色の現像剤としてのトナーを収容する現像剤収容部としてのトナーカートリッジＣｔｉ（ｉ＝１、２、…、４）が配設され、前記画像形成部Ｑ１は、トナーカートリッジＣｔｉから供給されたトナーによって用紙上に画像を形成する。

そのために、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃには、前記感光体ドラム２１、帯電装置としての図示されない帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ２４、トナーカートリッジＣｔｉから供給されたトナーを貯蔵する現像剤貯蔵部としてのトナー貯蔵部Ｔｔ、該トナー貯蔵部Ｔｔに回転自在に配設され、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーを攪拌する攪拌バー２５、該攪拌バー２５の回転に伴って、トナー貯蔵部Ｔｔにおけるトナーの残量に比例する検出信号を発生させ、現像剤検出部としてのトナーセンサＳｔ（図３）に送る信号発生部６６等が配設される。帯電ローラによって一様に帯電させられた感光体ドラム２１の表面がＬＥＤヘッドによって露光されて潜像としての静電潜像が形成され、該静電潜像が現像ローラ２４によって現像され、各感光体ドラム２１の表面に、現像剤像としての各色のトナー像から成る画像が形成される。

また、前記転写ユニットｕ１は、第１のローラとしての駆動ローラｒ１、第２のローラとしての従動ローラｒ２、前記駆動ローラｒ１と従動ローラｒ２との間に走行自在に張設されたベルト部材としての転写ベルト２６、及び該転写ベルト２６を介して前記各感光体ドラム２１と対向させて回転自在に配設された転写部材としての転写ローラ２８を備える。

用紙が、画像形成部Ｑ１に送られ、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの感光体ドラム２１と転写ローラ２８との間の転写部を搬送される間に、各色のトナー像が転写ローラ２８によって用紙に順次重ねて転写され、カラーのトナー像が形成される。

画像形成部Ｑ１より下流側に、定着装置としての定着器３１が配設される。該定着器３１は、第１の定着部材としての加熱ローラ３２及び第２の定着部材としての加圧ローラ３３を備え、加熱ローラ３２内に加熱源としての図示されないヒータが配設される。

定着器３１において、用紙が加熱ローラ３２と加圧ローラ３３との間の定着部を搬送される間に、用紙上のカラーのトナー像が、加熱ローラ３２によって加熱され、溶融させられ、加圧ローラ３３によって加圧され、用紙に定着させられ、用紙上にカラー画像から成る画像が形成される。

このようにして、画像が形成された用紙は、第３、第４の搬送部材としての搬送ローラ対ｍ３、ｍ４によって搬送され、第５の搬送部材としての排出ローラ対ｍ５によって装置本体Ｂｄ外に排出され、スタッカｓｋ２に積載される。

次に、トナーカートリッジＣｔｉから画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに各色のトナーを供給する現像剤供給機構としてのトナー供給機構Ｍｉ（ｉ＝１、２、…、４）について説明する。

図３は本発明の実施の形態におけるトナー供給機構の概念図である。

図において、Ｍｉはトナー供給機構、Ｃｔｉはトナーカートリッジ、１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃは画像形成ユニット、Ｅｉ（ｉ＝１、２、…、４）は画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃのハウジング、Ｔｔは各ハウジングＥｉ内に形成されたトナー貯蔵部である。

前記トナーカートリッジＣｔｉにおける所定の箇所に、第１の記憶部としてのＲＦＩＤタグ７７がトナーカートリッジＣｔｉに対して着脱自在に配設される。

また、トナーカートリッジＣｔｉの下端には、トナーＴｉ（ｉ＝１、２、…、４）をトナー供給機構Ｍｉに排出する排出口ｈ１が、ハウジングＥｉの上端には、トナー供給機構Ｍｉからトナー貯蔵部ＴｔにトナーＴｉを供給する供給口ｈ２が形成される。

前記トナー供給機構Ｍｉは、前記排出口ｈ１に隣接させて形成され、トナーカートリッジＣｔｉから排出されたトナーＴｉを受ける受け部４５、前記供給口ｈ２に隣接させて形成され、トナーＴｉをハウジングＥｉに送り出す送出部４６、受け部４５と送出部４６との間に延在させて配設され、「Ｕ」字状の形状を有する管路から成り、トナーカートリッジＣｔｉ内のトナーＴｉを画像形成部Ｑ１に供給するための現像剤供給路としてのトナー供給路５１、該トナー供給路５１内において回転自在に配設され、前記受け部４５に固定端ｔ１を、送出部４６に自由端ｔ２を有する搬送部材としてのスパイラル５３、前記受け部４５において、スパイラル５３の固定端ｔ１に取り付けられ、スパイラル５３に回転を伝達する回転伝達部材５５、前記スパイラル５３を動作させ、本実施の形態においては、回転させ、トナー供給路５１内のトナーＴｉを搬送する駆動ユニットｕ２等を備える。

該駆動ユニットｕ２は、駆動源としてのトナー供給モータ５７、及び該トナー供給モータ５７の出力軸５８と前記回転部材５５との間に係脱自在に配設され、トナー供給モータ５７の回転を間欠的にスパイラル５３に伝達する係脱部材としてのクラッチ６１を備える。

該クラッチ６１は、電磁クラッチから成り、トナー供給モータ５７の出力軸５８側に配設された図示されない駆動側クラッチ部材、及び回転伝達部材５５側に配設された図示されない従動側クラッチ部材を備え、駆動側クラッチ部材に配設された電磁コイルが通電されると、電磁力が発生し、電磁力によって駆動側クラッチ部材に従動側クラッチ部材が吸引され、駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ部材とが係合させられ、電磁コイルの通電が停止されると、電磁力が発生しなくなり、駆動側クラッチ部材に従動側クラッチ部材が吸引されなくなり、駆動側クラッチ部材と従動側クラッチ部材との係合が解除される。

したがって、前記トナー供給モータ５７を駆動し、クラッチ６１を係合すると、トナー供給モータ５７の回転が回転伝達部材５５を介してスパイラル５３に伝達され、スパイラル５３が回転させられる。これにより、トナーカートリッジＣｔｉ内のトナーＴｉがトナー供給路５１を介して画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに供給される。

また、前記トナー供給モータ５７を駆動し、クラッチ６１の係合を解除すると、トナー供給モータ５７の回転がスパイラル５３に伝達されなくなり、スパイラル５３は停止させられる。これにより、トナーカートリッジＣｔｉ内のトナーＴｉは画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに供給されなくなる。

そして、前記トナー供給モータ５７を駆動し、クラッチ６１を係脱させると、トナー供給モータ５７の回転がスパイラル５３に断続的に伝達され、スパイラル５３は間欠的に回転させられ、間欠動作させられる。

さらに、前記トナー供給モータ５７の駆動を停止させると、トナー供給モータ５７の回転がスパイラル５３に伝達されなくなり、スパイラル５３の回転が停止させられ、トナーカートリッジＣｔｉ内のトナーＴｉは画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに供給されなくなる。

ところで、前述されたように、トナー貯蔵部Ｔｔには攪拌バー２５が回転自在に配設され、該攪拌バー２５の回転に伴って、信号発生部６６によってトナー貯蔵部Ｔｔにおけるトナーの残量に比例する検出信号が発生させられ、ハウジングＥｉの所定の箇所に配設されたトナーセンサＳｔに送られる。

そのために、攪拌バー２５は、長手方向における両端に配設された軸部ｓｈ１、ｓｈ２、及び該軸部ｓｈ１、ｓｈ２間において、軸部ｓｈ１、ｓｈ２と偏心させて配設された攪拌部Ｂｒを備える。

そして、攪拌バー２５は、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの図示されない駆動部の回転を伝達する回転体によって押されて回転させられ、回転軌跡における頂点に到達すると自重で回転体より先行して回転させられ、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉに当たって、後行する回転体が到達するまで停止させられる。また、軸部ｓｈ２には図示されない複数の位置検出用のスリットが形成された検出プレート６５が固定され、該検出プレート６５の外周縁に、発光部及び受光部を備えた信号発生部６６が検出プレート６５を挟んで配設される。

攪拌バー２５がトナーＴｉに当たって停止させられるのに伴って、検出プレート６５が停止させられると、信号発生部６６は、検出プレート６５が停止させられている時間に対応し、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉの残量に比例する検出信号を発生させ、トナーセンサＳｔに送る。

そして、トナーセンサＳｔは、信号発生部６６から送られた検出信号に基づいて、トナー貯蔵部Ｔｔに貯蔵されたトナーＴｉの残量を検出するとともに、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｔｉの残量が十分にあること、すなわち、トナーフルを検出したり、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｔｉの残量が閾値より少なくなったこと、すなわち、トナーローを検出したり、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉが完全になくなったこと、すなわち、トナーエンプティを検出したりする。

次に、プリンタ１０の制御装置について説明する。

図１は本発明の実施の形態におけるプリンタの制御ブロック図、図４は本発明の実施の形態におけるオン・オフテーブルの例を示す図、図５は本発明の実施の形態におけるクラッチの駆動信号の波形の例を示す図である。

図において、１０はプリンタ、７０は制御部、７１は第２の記憶部としてのＲＯＭ、７２は第３の記憶部としてのＲＡＭ、７５は第４の記憶部としてのＨＤＤ等の記憶装置、７６は通信部、７７はＲＦＩＤタグ、Ｓｔはトナーセンサ、ｕ２は駆動ユニット、５７はトナー供給モータ、６１はクラッチである。

前記制御部７０は、それぞれ図示されないマイクロプロセッサ、入出力ポート、タイマ、ドットカウンタ等を備え、ＲＯＭ７１に記録されたプログラムに基づいて各種の処理を行い、プリンタ１０の全体の制御を行う。

前記ＲＡＭ７２は、制御用のデータを一時的に記録したり、通信部７６が上位装置としての図示されないホストコンピュータから受信した印刷データを一時的に記録したりする。

前記記憶装置７５には、トナーセンサＳｔがトナーローを検出したときの印刷枚数を表す検出時印刷枚数Ｄｔａ、印字データから抽出された色情報、パターン情報等から成り、画像を形成するための画像形成情報Ｄｔｂ、クラッチ６１を係脱するためのオン・オフテーブルＴｂ１等が記録される。

該オン・オフテーブルＴｂ１には、印刷速度と、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにトナー貯蔵部Ｔｔに各色のトナーＴｉを供給する際のクラッチ６１を駆動するオン時間及びクラッチ６１を解放するオフ時間とが対応させて記録される。

前記通信部７６は、ホストコンピュータとの間で通信を行い、ホストコンピュータから印刷データを受信したり、プリンタ１０の状態を表すステータス信号をホストコンピュータに送信したりする。

前記ＲＦＩＤタグ７７は、トナーカートリッジＣｔｉの所定の箇所に着脱自在に配設され、通信部７６を介して制御部７０との間で近距離無線通信を行い、各種データを送受信する。ＲＦＩＤタグ７７には、製造年月日、製造時におけるトナーＴｉの充填量、新品に交換されたこと、新品に交換された年月日、トナーセンサＳｔによって検出されたトナーＴｉの残量、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出されたこと、トナーローが検出された年月日、最終印刷日時等が記録される。

前記制御部７０は、印刷処理部Ｐｒ１、現像剤状態判定処理部としてのトナー状態判定処理部Ｐｒ２、検出後印刷枚数算出部Ｐｒ３、印刷画像密度算出部Ｐｒ４、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５等を有する。

前記印刷処理部Ｐｒ１は、印刷処理を行い、ＲＡＭ７２に記録された印刷データを読み出し、印刷データを編集し、画像データを生成してＬＥＤヘッドに送り、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃの感光体ドラム２１に各色のトナー像を形成し、用紙カセット１１から供給された用紙に各トナー像を転写してカラーのトナー像を形成し、定着器３１においてカラーのトナー像を用紙に定着させて印刷を行う。なお、プリンタ１０の操作者は、メニュー画面等で印刷速度を設定することができ、印刷処理部Ｐｒ１は、印刷速度に対応する解像度で画像を形成する。

前記トナー状態判定処理部Ｐｒ２は、現像剤状態判定処理としてのトナー状態判定処理を行い、トナーセンサＳｔがトナーローを検出したかどうかのトナー状態の判定を行い、トナーセンサＳｔがトナーローを検出すると、前記ＲＦＩＤタグ７７に、トナーセンサＳｔがトナーローを検出したこと、トナーローを検出した年月日等のトナー状態情報を記録するとともに、印刷処理部Ｐｒ１によって印刷が行われるたびに前記ドットカウンタによって計数されたカウント値を読み込み、カウント値に基づいて、トナーセンサＳｔがトナーローを検出したときの印刷枚数を表す前記検出時印刷枚数Ｄｔａを算出し、記憶装置７５に記録する。

前記検出後印刷枚数算出部Ｐｒ３は、検出後印刷枚数算出処理を行い、記憶装置７５から前記検出時印刷枚数Ｄｔａを読み出し、現在のカウント値を読み込み、カウント値に基づいて現在の印刷枚数を表す現印刷枚数Ｎｐを算出し、該現印刷枚数Ｎｐから検出時印刷枚数Ｄｔａを減算することによって、トナーセンサＳｔがトナーローを検出した後の印刷枚数を表す検出後印刷枚数Ｎｓ
Ｎｓ＝Ｎｐ－Ｄｔａ
を算出する。

前記印刷画像密度算出部Ｐｒ４は、印刷画像密度算出処理を行い、記憶装置７５に記録された画像形成情報Ｄｔｂに基づいて、印刷処理部Ｐｒ１によって印刷が行われ、用紙に画像が形成されるときの印刷画像密度（印刷デューティ）Ｈｄを算出する。

本実施の形態においては、所定の領域（例えば、感光体ドラム２１の１周分の領域、用紙の１ページ分の領域等）の印刷可能範囲において、全面ベタで、面積率が１００〔％〕の印刷が行われた場合、印刷画像密度Ｈｄが１００〔％〕とされ、面積率が１〔％〕の印刷が行われた場合、印刷画像密度Ｈｄが１〔％〕とされる。

すなわち、感光体ドラム２１をＮｄ〔回転〕させたときに、感光体ドラム２１の表面が露光され、印刷に使用されたドット数をＤｍとし、感光体ドラム２１を１〔回転〕させたときの露光の有無に関係なく、感光体ドラム２１の表面に存在する潜在的なドット数（例えば、ベタ画像(ソリッド画像)が形成されるときのドット数）をＤｏとしたとき、印刷画像密度Ｈｄは、
Ｈｄ＝（Ｄｍ／（Ｎｄ×Ｄｏ））×１００〔％〕
になる。

前記駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、駆動ユニット駆動処理を行い、トナーセンサＳｔによって検出されたトナーの残量に応じてクラッチ６１を係脱する頻度を変更することにより、前記駆動ユニットｕ２の駆動パターンを変更する。

ところで、トナーセンサＳｔがトナーローを検出するのに伴って、スパイラル５３を停止させると、トナー供給路５１内にトナーＴｉが残留したままになる。

すなわち、トナーＴｉは、トナー供給路５１内を搬送される間にトナー供給路５１の内壁、スパイラル５３等に付着するので、スパイラル５３が停止させられると、トナー供給路５１の内壁、スパイラル５３等に付着したままトナー供給路５１内に残留することになり、トナーＴｉを十分に利用することができなくなる。

そこで、本実施の形態においては、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出されても、スパイラル５３を停止させることなく、間欠的に回転させることによって間欠動作させ、トナー供給路５１、スパイラル５３等に振動を発生させ、トナー供給路５１の内壁、スパイラル５３等に付着したトナーＴｉを引き剥がし、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに供給するようにしている。

そのために、前記駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、トナー状態判定処理部Ｐｒ２によって、トナーセンサＳｔがトナーローを検出したと判断されると、検出後印刷枚数算出部Ｐｒ３によって算出された検出後印刷枚数Ｎｓを読み出し、検出後印刷枚数Ｎｓに応じて、所定の印刷枚数の印刷を行うごとにクラッチ６１を係脱し（オン・オフさせ）、スパイラル５３を間欠動作させる頻度、すなわち、間欠動作頻度を設定し、前記検出後印刷枚数Ｎｓが少ないほど間欠動作頻度を高くし、前記検出後印刷枚数Ｎｓが多いほど間欠動作頻度を低くする。

本実施の形態においては、検出後印刷枚数Ｎｓが第１の印刷枚数閾値である５０〔枚〕以下である場合、間欠動作頻度は１０〔枚〕ごとに設定され、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕より多く、かつ、第２の印刷枚数閾値である１１０〔枚〕以下である場合、間欠動作頻度は３０〔枚〕ごとに設定され、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕より多く、かつ、第３の印刷枚数閾値である２００〔枚〕未満である場合、間欠動作頻度は３０〔枚〕ごとに設定される。

本実施の形態においては、検出後印刷枚数Ｎｓが閾値である２００〔枚〕未満である場合に間欠動作頻度が設定されるが、検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕以上である場合は、トナーＴｉを間欠的に供給している間に、トナーセンサＳｔがトナーエンプティを検出することが想定され、その場合、トナーカートリッジＣｔｉを交換するタイミングとなるので、間欠動作頻度は設定されない。

このように、トナーローが検出された直後においては、トナー供給路５１内に残留しているトナーＴｉの量が多いので、間欠動作頻度が高くされ、また、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出された後、時間が経過すると、トナー供給路５１内に残留しているトナーＴｉの量が少ないので、間欠動作頻度が低くされる。

ところで、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出されときに、用紙に形成される画像の印刷画像密度Ｈｄが過剰に高い場合、その後、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉが急激に少なくなり、画像がかすれる等、画像品位が低下してしまう。

そこで、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、前記印刷画像密度算出部Ｐｒ４によって算出された印刷画像密度Ｈｄを読み込み、印刷画像密度Ｈｄに応じてスパイラル５３を間欠動作させることができるように、再び間欠動作頻度を設定し、前記印刷画像密度Ｈｄが高密度側に設定された閾値より高い場合に間欠動作頻度を高くし、前記印刷画像密度Ｈｄが低密度側に設定された閾値より低い場合に間欠動作頻度を低くする。

例えば、本実施の形態においては、印刷画像密度Ｈｄが高密度側の閾値であるＡ４＿２０〔％〕以上である場合、間欠動作頻度が１０〔枚〕ごとに設定され、印刷画像密度Ｈｄが低密度側の閾値であるＡ４＿１〔％〕未満である場合、間欠動作頻度が４０〔枚〕ごとに設定される。

このように、検出後印刷枚数Ｎｓに応じて、また、印刷画像密度Ｈｄに応じて間欠動作頻度が設定されると、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、記憶装置７５のオン・オフテーブルＴｂ１を参照し、印刷速度に対応するオン時間及びオフ時間を読み出し、トナー供給モータ５７を駆動した状態で、設定された間欠動作頻度で前記クラッチ６１を係脱し、スパイラル５３を間欠的に回転させる。これにより、トナーカートリッジＣｔｉから画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６ＣにトナーＴｉが間欠的に供給される。

例えば、図４及び５に示されるように、印刷速度が３５〔ｐｐｍ〕である場合、ブラックのトナーＴｉがトナー貯蔵部Ｔｔに供給される際のクラッチ６１に供給される駆動信号の波形は、オン時間が２．７８〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされる。

次に、制御部７０の動作について説明する。

図６は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第１のフローチャート、図７は本発明の実施の形態における制御部の動作を示す第２のフローチャートである。

プリンタ１０の初期状態において、前記印刷処理部Ｐｒ１は、各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃにおいて形成された各色のトナー像を用紙に転写し、定着させて印刷を行う。その間、トナー供給モータ５７は駆動され、クラッチ６１は係合させられ、トナーカートリッジＣｔｉ内のトナーＴｉは、それぞれトナー供給路５１を介して各画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃのトナー貯蔵部Ｔｔに供給される。

この状態で、トナーセンサＳｔがトナーローを検出する（ステップＳ１）と、トナー状態判定処理部Ｐｒ２は、ドットカウンタのカウント値Ｋｅを読み込み、該カウント値Ｋｅを用紙１ページ分の単位カウント値δＫで除算することによって算出される値εｅ
εｅ＝Ｋｅ／δＫ
を検出時印刷枚数Ｄｔａとして記憶装置７５に記録する。また、検出後印刷枚数算出部Ｐｒ３は、現在のドットカウンタのカウント値Ｋｐを読み込み、該カウント値Ｋｐを単位カウント値δＫで除算することによって算出される値εｐ
εｐ＝Ｋｐ／δＫ
を現印刷枚数Ｎｐとし、検出後印刷枚数Ｎｓ
Ｎｓ＝Ｎｐ－Ｄｔａ
を算出する（ステップＳ２）。

続いて、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕以下であるかどうかを判断し（ステップＳ３）、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕以下である場合、間欠動作頻度を１０〔枚〕ごとに設定する（ステップＳ４）。

また、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕より多い場合、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕以下であるかどうかを判断し（ステップＳ５）、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕以下である場合、間欠動作頻度を３０〔枚〕ごとに設定する（ステップＳ６）。

そして、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕より多い場合、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕未満であるかどうかを判断し（ステップＳ７）、検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕未満である場合、間欠動作頻度を４０〔枚〕ごとに設定する（ステップＳ８）。また、検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕以上である場合、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、間欠動作頻度の設定を行わず、処理を終了する。

続いて、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、印刷画像密度Ｈｄを取得する（ステップＳ９）。

そして、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕以上であるかどうかを判断し（ステップＳ１０）、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕以上である場合、間欠動作頻度を１０〔枚〕ごとに設定し（ステップＳ１１）、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕未満である場合、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿１〔％〕未満であるかどうかを判断し（ステップＳ１２）、Ａ４＿１〔％〕未満である場合、間欠動作頻度を４０〔枚〕ごとに再び設定する（ステップＳ１３）。

続いて、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、記憶装置７５のオン・オフテーブルＴｂ１を参照し、印刷速度に対応するオン時間及びオフ時間を読み出し、トナー供給モータ５７を駆動した状態で、設定された間欠動作頻度で前記クラッチ６１を係脱し、スパイラル５３を間欠動作させる（ステップＳ１４）。

そして、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、印刷処理部Ｐｒ１が印刷を終了したかどうかを判断し（ステップＳ１５）、印刷処理部Ｐｒ１が印刷を終了していない場合、検出後印刷枚数Ｎｓに応じた間欠動作頻度の設定を行うために、検出後印刷枚数Ｎｓを算出する。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ トナーセンサＳｔがトナーローを検出する。
ステップＳ２ 検出後印刷枚数算出部Ｐｒ３は検出後印刷枚数Ｎｓを算出する。
ステップＳ３ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕以下であるかどうかを判断する。検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕以下である場合はステップＳ４に進み、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕より多い場合はステップＳ５に進む。
ステップＳ４ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は間欠動作頻度を１０〔枚〕ごとに設定し、ステップＳ９に進む。
ステップＳ５ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕以下であるかどうかを判断する。検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕以下である場合はステップＳ６に進み、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕より多い場合はステップＳ７に進む。
ステップＳ６ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は間欠動作頻度を３０〔枚〕ごとに設定し、ステップＳ９に進む。
ステップＳ７ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕未満であるかどうかを判断する。検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕未満である場合はステップＳ８に進み、検出後印刷枚数Ｎｓが２００〔枚〕以上である場合は処理を終了する。
ステップＳ８ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は間欠動作頻度を４０〔枚〕ごとに設定する。
ステップＳ９ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は印刷画像密度Ｈｄを取得する。
ステップＳ１０ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕以上であるかどうかを判断する。印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕以上である場合はステップＳ１１に進み、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕未満である場合はステップＳ１２に進む。
ステップＳ１１ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は間欠動作頻度を１０〔枚〕ごとに設定する。
ステップＳ１２ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は印刷画像密度ＨｄがＡ４＿１〔％〕未満であるかどうかを判断する。印刷画像密度ＨｄがＡ４＿１〔％〕未満である場合はステップＳ１３に進み、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿１〔％〕以上である場合はステップＳ１４に進む。
ステップＳ１３ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は間欠動作頻度を４０〔枚〕ごとに再び設定する。
ステップＳ１４ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５はスパイラル５３を間欠動作させる。
ステップＳ１５ 駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は印刷処理部Ｐｒ１が印刷を終了したかどうかを判断する。印刷処理部Ｐｒ１が印刷を終了した場合は処理を終了し、印刷処理部Ｐｒ１が印刷を終了していない場合はステップＳ２に戻る。

このように、本実施の形態においては、トナーセンサＳｔによって、トナー貯蔵部Ｔｔに貯蔵されたトナーＴｉの残量が検出され、検出されたトナーＴｉの残量に応じて、駆動ユニットｕ２の駆動パターンが変更されるので、スパイラル５３を間欠動作させ、トナー供給路５１、スパイラル５３等に振動を発生させることができる。

したがって、トナー供給路５１、スパイラル５３等に付着したトナーＴｉを引き剥がし、画像形成部Ｑ１に供給することができるので、トナーＴｉを十分に利用することができる。

また、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出された直後においては、間欠動作頻度が高くされるので、トナー供給路５１の内壁、スパイラル５３等に付着したトナーＴｉを十分に引き剥がし、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃに十分に供給することができる。したがって、画像にかすれが生じる等、画像品位が低下するのを防止することができる。

一方、トナーセンサＳｔによってトナーローが検出された後、時間が経過すると、間欠動作頻度が低くされるので、クラッチ６１の係脱に伴う消費電力を少なくすることができるだけでなく、クラッチ６１の係脱に伴い、稼働音が発生するのを抑制することができる。

さらに、本実施の形態においては、前記印刷画像密度Ｈｄが高密度側に設定された閾値より高い場合に間欠動作頻度が高くされるので、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉが急激に少なくなることがない。したがって、画像にかすれが生じる等、画像品位が低下するのを一層防止することができる。

また、印刷画像密度Ｈｄが低密度側に設定された閾値より低い場合に間欠動作頻度が低くされるので、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉの残量を適正な値にすることができる。

本実施の形態においては、設定された間欠動作頻度で所定の印刷枚数ごとに、クラッチ６１を係脱し、スパイラル５３の間欠動作させる駆動信号の波形がいずれの間欠動作頻度の場合も同じにされるが、検出後印刷枚数Ｎｓ及び印刷画像密度Ｈｄに応じて駆動信号の波形を変更することもできる。

図８は本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第１の変更例を示す図、図９は本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第２の変更例を示す図、図１０は本発明の実施の形態における駆動信号の波形の第３の変更例を示す図である。

この場合、駆動ユニット駆動処理部Ｐｒ５は、前記クラッチ６１を係合するオン時間及び解放するオフ時間を変更することによって駆動ユニットｕ２の駆動パターンを変更し、間欠動作頻度が高いほどクラッチ６１のオン時間を短くし、間欠動作頻度が低いほどクラッチ６１のオン時間を長くする。

例えば、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕以下であり、間欠動作頻度が１０〔枚〕ごとに設定されると、クラッチ６１を係脱するための駆動信号の波形は、図８に示されるように、オン時間が２．７８〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされ、検出後印刷枚数Ｎｓが５０〔枚〕より多く、１１０〔枚〕以下であり、間欠動作頻度が３０〔枚〕ごとに設定されると、クラッチ６１を係脱するための駆動信号の波形は、図９に示されるように、オン時間が４．１７〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされ、検出後印刷枚数Ｎｓが１１０〔枚〕より多く、２００〔枚〕未満であり、間欠動作頻度が４０〔枚〕ごとに設定されると、クラッチ６１を係脱するための駆動信号の波形は、図１０に示されるように、オン時間が５．５６〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされる。

同様に、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿２０〔％〕以上であり、間欠動作頻度が１０〔枚〕ごとに設定されると、クラッチ６１を係脱するための駆動信号の波形は、図８に示されるように、オン時間が２．７８〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされ、印刷画像密度ＨｄがＡ４＿１〔％〕未満であり、間欠動作頻度が４０〔枚〕ごとに設定されると、クラッチ６１を係脱するための駆動信号の波形は、図１０に示されるように、オン時間が５．５６〔ｓ〕に、オフ時間が０．３９〔ｓ〕にされる。

このように、駆動信号の波形を変更し、オン時間を長くすると、スパイラル５３を回転させる時間を長くすることができ、トナー供給路５１内のトナーＴｉの搬送量を多くすることができる。

また、本実施の形態においては、トナー貯蔵部Ｔｔに攪拌バー２５が配設され、攪拌バー２５の動作によってトナーセンサＳｔがトナーＴｉの残量を検出するようになっているが、トナーカートリッジＣｔｉを交換してからの、トナーカートリッジＣｔｉから画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６ＣへのトナーＴｉの供給量、及びその間の印刷ジョブに基づいて算出した過去のトナーＴｉの消費量を、画像形成部Ｑ１におけるトナー量の基準値としてドットカウンタによるカウント値で管理することによって、トナー貯蔵部Ｔｔ内のトナーＴｉを算出することもできる。

そして、本実施の形態においては、検出後印刷枚数Ｎｓ、印刷画像密度Ｈｄ等に基づいて間欠動作頻度が変更されるようになっているが、プリンタ１０、トナーカートリッジＣｔｉ、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ等が長期間使用されずに放置されている場合、又はプリンタ１０の置かれた環境が、例えば、気温が２８〔℃〕であり、湿度が８０〔％〕であるようなＨＨ（高温・高湿）環境である場合においては、トナー供給路５１内のトナーＴｉが凝集したり、空洞化したりしやすくなるので、プリンタ１０、トナーカートリッジＣｔｉ、画像形成ユニット１６Ｂｋ、１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ等の放置時間、プリンタ１０の置かれた環境等に応じて、間欠動作頻度を変更したり、クラッチ６１のオン時間及びオフ時間を変更したりすることができる。

本実施の形態においては、プリンタ１０について説明したが、本発明を複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置に適用することができる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

１０ プリンタ
５１ トナー供給路
５３ スパイラル
Ｃｔｉ トナーカートリッジ
Ｐｒ５ 駆動ユニット駆動処理部
Ｑ１ 画像形成部
Ｓｔ トナーセンサ
Ｔｉ トナー
Ｔｔ トナー貯蔵部
ｕ２ 駆動ユニット

Claims (8)

1. （ａ）現像剤を収容する現像剤収容部と、
   （ｂ）該現像剤収容部から供給された現像剤によって媒体上に画像を形成する画像形成部と、
   （ｃ）前記現像剤収容部に収容された現像剤を画像形成部に供給するための現像剤供給路と、
   （ｄ）該現像剤供給路内に配設された搬送部材と、
   （ｅ）該搬送部材を動作させることによって前記現像剤供給路内の現像剤を搬送する駆動ユニットと、
   （ｆ）前記画像形成部内の現像剤貯蔵部に貯蔵された現像剤の残量を検出する現像剤検出部と、
   （ｇ）該現像剤検出部によって検出された現像剤の残量に応じて、前記駆動ユニットの駆動パターンを変更する駆動ユニット駆動処理部とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動ユニット駆動処理部は、現像剤の残量が所定の閾値より少なくなったことが検出されると、搬送部材を間欠動作させる請求項１に記載の画像形成装置。
3. （ａ）前記現像剤の残量が所定の閾値より少なくなったことが検出された後の検出後印刷枚数を算出する検出後印刷枚数算出部を有するとともに、
   （ｂ）前記駆動ユニット駆動処理部は、前記検出後印刷枚数に応じて前記搬送部材の間欠動作の頻度を変更する請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動ユニット駆動処理部は、前記検出後印刷枚数が少ないほど前記搬送部材の間欠動作の頻度を高くし、前記検出後印刷枚数が多いほど前記搬送部材の間欠動作の頻度を低くする請求項３に記載の画像形成装置。
5. （ａ）画像を形成するための画像形成情報に基づいて印刷画像密度を算出する印刷画像密度算出部を有するとともに、
   （ｂ）前記駆動ユニット駆動処理部は、前記印刷画像密度に応じて前記搬送部材の間欠動作の頻度を変更する請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記駆動ユニット駆動処理部は、前記印刷画像密度が高密度側に設定された閾値より高い場合に、前記搬送部材の間欠動作の頻度を高くし、前記印刷画像密度が低密度側に設定された閾値より低い場合に、前記搬送部材の間欠動作の頻度を低くする請求項５に記載の画像形成装置。
7. （ａ）前記駆動ユニットは、駆動源、及び駆動源の回転を前記搬送部材に伝達する係脱部材を備え、
   （ｂ）前記駆動ユニット駆動処理部は、前記係脱部材を係脱する頻度を変更することによって駆動ユニットの駆動パターンを変更する請求項１～６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記駆動ユニット駆動処理部は、前記係脱部材を係合するオン時間及び解除するオフ時間を変更することによって駆動ユニットの駆動パターンを変更する請求項７に記載の画像形成装置。

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