JP6779750B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを収容する収容容器が装着される画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は感光体、露光装置、現像器を備え、感光体に静電潜像を形成するために露光装置が感光体を露光し、現像器が静電潜像を現像して画像を形成する。画像形成装置は、画像を形成することによって現像器内の現像剤が消費されるので、例えば、現像剤が収容された収容容器から現像器へ現像剤を補給する補給機構を備える（特許文献１）。特許文献１に記載の画像形成装置は、補給機構が収容容器を回転させて補給動作を実行する。

ここで、現像器内の現像剤の量が目標量よりも少なかったり、或いは多すぎたりすると、画像形成装置により形成される画像の濃度が目標濃度とならないことが知られている。そのため、画像形成装置は収容容器の補給動作を高精度に制御する必要がある。例えば、画像形成装置は収容容器の回転を検知するセンサを備え、センサの出力信号に基づき補給動作の停止を制御するものが知られている。

特開平４−３３６５７１号公報

ところで、画像形成装置は補給動作を停止した状態においてもセンサの出力信号をモニタする可能性がある。これは、例えば、収容容器が何らかの影響で回転した場合に、収容容器から現像器へ現像剤が補給されたことを検知するためである。

しかしながら、収容容器が回転を停止している状態でユーザやサービスマンが画像形成装置の各部を操作した場合に、収容容器が回転していないにもかかわらず、センサの出力信号が短い期間において連続して変化する可能性がある。これは、装置内に衝撃が伝搬して、短い期間の間にセンサの検知結果が変化してしまうことが原因である。これによって、画像形成装置は、実際には収容容器が回転していないにもかかわらず、収容容器が回転したと誤検知してしまう可能性がある。

そこで、本発明の目的は収容容器の状態の誤検知を抑制することにある。

上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、感光体と、前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、前記静電潜像を現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、現像剤を収容する収容容器が装着される装着部と、前記現像手段へ現像剤を補給するために前記装着された収容容器を回転するモータと、前記装着された収容容器の回転に基づき信号を出力するセンサを有し、第１の応答速度に基づいてセンサの出力信号から前記装着部に装着された収容容器の回転情報を検知する検知手段と、前記検知手段により検知された前記回転情報に基づいて前記モータを制御する制御手段と、前記モータの回転駆動を禁止する禁止手段と、を有し、前記検知手段は、前記禁止手段により前記モータの回転駆動が禁止された場合、前記第１の応答速度より遅い第２の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする。

本発明によれば、収容容器の状態の誤検知を抑制できる。

画像形成装置の概略断面図 画像形成装置の制御ブロック図 トナーボトルの装着部の要部概略図 トナーボトルの要部概略図 回転検知センサの要部概略図 回転検知センサの要部概略図 回転検知センサの出力信号とＡＳＩＣの検知信号とを示す模式図 現像器とトナー補給経路を示す要部断面図 補給動作に連動するフィルタ設定の変更処理を示すフローチャート図 画像形成装置のモードに応じたフィルタ変更処理を示すフローチャート図

（画像形成装置の説明）
図１は画像形成装置２００の概略断面図である。画像形成装置２００は、各色成分のトナー像を形成する４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄが中間転写ベルト７の搬送方向に並んで配置される。画像形成部Ｐａはイエローのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｂはマゼンタのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｃはシアンのトナー像を形成し、画像形成部Ｐｄはブラックのトナー像を形成する。

画像形成装置２００には、画像形成装置２００に着脱可能なトナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄが装着される。トナーボトルＴａはイエローのトナーが収容されており、トナーボトルＴｂはマゼンタのトナーが収容されており、トナーボトルＴｃはシアンのトナーが収容されており、トナーボトルＴｄはブラックのトナーが収容されている。トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄは、現像剤としてのトナーを収容する収容容器に相当する。

なお、画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄは同様の構成であるので、以下の説明においては画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、及びＰｄを画像形成部Ｐと称す。さらに、トナーボトルＴａ、Ｔｂ、Ｔｃ、及びＴｄはトナーボトルＴと称す。

画像形成部Ｐは、円柱状の金属ローラの表面に感光体を備えた感光ドラム１と、この感光ドラム１を帯電する帯電器２と、トナーを収容した現像器１００を有する。矢印Ａ方向は、感光ドラム１が回転する方向である。感光ドラム１が帯電器２によって帯電された後、レーザ露光装置３が画像データに基づき感光ドラム１を露光する。これにより、感光ドラム１上に静電潜像が形成される。そして、現像器１００が感光ドラム１上の静電潜像を、トナーを用いて現像する。これにより、感光ドラム１上にトナー像が形成される。なお、現像器１００は、現像器１００内に蓄積されるトナーの量を検知する透磁率センサ６１０（図２）を備える。透磁率センサ６１０により現像器１００内のトナーの量が減少したことが検知された場合、トナーボトルＴから現像器１００にトナーが供給される。

中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８、従動ローラ１７、第１テンションローラ１８、及び第２テンションローラ１９に掛け回されている。この中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８の回転駆動によって矢印Ｂ方向に回転する。

画像形成部Ｐは、感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト７に転写する一次転写ローラ４を備える。感光ドラム１と中間転写ベルト７とが一次転写ローラ４に押圧されている一次転写ニップ部Ｔ１を、感光ドラム１上に形成されたトナー像が通過している間、一次転写ローラ４には一次転写電圧が印加される。これによって、感光ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト７に転写される。各感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、及び１ｄに形成されたトナー像が中間転写ベルト７に重ねて転写されることによって、中間転写ベルト７にはフルカラーのトナー像が担持される。なお、感光ドラム１に残留したトナーは、ドラムクリーナ６によって除去される。

このとき、給紙ローラ（不図示）がカセット部６０に格納された記録材Ｓを給紙し、搬送ローラ対６１がレジストレーションローラ対６２に向けて記録材Ｓを搬送する。レジストレーションローラ６３は、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓ上の所望の位置に転写されるように、記録材Ｓを二次転写ニップ部Ｔ２に搬送するタイミングを調整する。

中間転写ベルト７を基準にして二次転写対向ローラ８の反対側には二次転写ローラ９が配設されている。二次転写対向ローラ８に二次転写電圧が印加されることに応じて、二次転写対向ローラ８と中間転写ベルト７とが二次転写ローラ９に押圧されている二次転写ニップ部Ｔ２において、中間転写ベルト７上のトナー像が記録材Ｓに転写される。なお、二次転写ニップ部Ｔ２において記録材Ｓに転写されずに中間転写ベルト７に残留したトナーは、ベルトクリーナ１１によって除去される。

二次転写ローラ９によりトナー像が記録材Ｓに転写された後、記録材Ｓは定着器１３に搬送される。定着器１３は、ヒータを有する定着ローラと加圧ローラとを備え、ヒータの熱と、定着ローラと加圧ローラの圧力とによって、記録材Ｓ上のトナー像を記録材Ｓに定着させる。定着器１３によってトナー像が定着された記録材Ｓは排紙ローラ対６４により画像形成装置２００から排紙される。

（制御部の構成）
図２は画像形成装置２００の制御ブロック図である。制御基板６００は、ＣＰＵ６０１、ＡＳＩＣ６０２、モータ駆動回路６０３、ＥＥＰＲＯＭ６０６、センサ出力検知回路６０７を備える。

ＣＰＵ６０１は、画像形成装置２００の各デバイスを制御する制御回路である。ＡＳＩＣ６０２は、トナーボトルＴから現像器１００にトナーを供給するトナー補給動作を制御する専用ＩＣである。モータ駆動回路６０３は、駆動モータ６０４を制御するために駆動モータ６０４に供給する電流を制御する。ＥＥＰＲＯＭ６０６は、トナーボトルＴが装着部３１０に装着されたことを記憶する不揮発性のメモリである。センサ出力検知回路６０７は、回転検知センサ２０３によりトナーボトルＴの凸部２２０（所定部分）を検出した結果に応じて変動する信号を出力する。

ボトルセンサ２２１は画像形成装置２００の装着部３１０に設けられ、発光部と受光部とを有する光学式のセンサである。ボトルセンサ２２１は、トナーボトルＴが装着部３１０に装着されていれば、トナーボトルＴのキャップ部２２２の突起２２２ａが光学式センサの発光部から受光部に向けて照射される光を遮る構成となっている。これにより、ＣＰＵ６０１は、発光部から発せられた光が受光部に受光されれば、トナーボトルＴが装着部３１０に装着されていないと判定し、発光部から発せられた光が受光部に受光されなければ、トナーボトルＴが装着部３１０に装着されていると判定する。即ち、ＣＰＵ６０１とボトルセンサ２２１は、トナーボトルＴが装着部３１０に装着されたことを検知する装着検知手段として機能する。

透磁率センサ６１０は、現像器１００内のトナーの量に応じて変動する信号をＣＰＵ６０１に出力する。ＣＰＵ６０１は、透磁率センサ６１０の出力値に基づいて現像器１００内のトナーの量を検知する。現像器１００内のトナーの量が所定量以下に低下した場合、ＣＰＵ６０１はＡＳＩＣを制御してトナーボトルＴから現像器１００へトナーを補給する補給動作を実施させる。

駆動モータ６０４は、トナーボトルＴから現像器１００にトナーを補給するために、トナーボトルＴを回転させる駆動源である。ＡＳＩＣ６０２が微小時間あたりに駆動モータ６０４に電流を供給すべき時間の割合（制御値）に基づいてＰＷＭ信号を設定する。モータ駆動回路６０３はＡＳＩＣ６０２によって設定されたＰＷＭ信号に基づいて駆動モータ６０４に供給する電流を制御する。

駆動モータ６０４はＤＣモータ（ＤＣブラシモータ）である。そのため、駆動モータ６０４の回転速度、及び、駆動モータ６０４の回転駆動力は、微小時間あたりに駆動モータ６０４に電流が供給された時間の割合に応じて変化する。

モータ駆動回路６０３は、ＡＳＩＣ６０２がＥＮＢ信号を出力している間、ＰＷＭ信号に従って駆動モータ６０４に電流を供給する。これによりトナーボトルＴが回転駆動される。一方、ＡＳＩＣ６０２がＥＮＢ信号を停止することに応じて、モータ駆動回路６０３から駆動モータ６０４への電流の供給が停止される。これによりトナーボトルＴが停止される。つまり、ＡＳＩＣ６０２は駆動モータ６０４の回転駆動を禁止する禁止手段として機能する。

回転検知センサ２０３は発光部と受光部とを備えた光学センサであり、受光部の受光量に応じた信号を出力する。トナーボトルＴの凸部２２０（所定部分）が検出位置を通過している間、回転検知センサ２０３の受光量は閾値未満に低下する。一方、トナーボトルＴが回転する回転方向においてトナーボトルＴの所定部分以外の領域が検出位置を通過している間、回転検知センサ２０３の受光量は閾値以上となる。なお、回転検知センサ２０３の具体的な構成は、図５、及び図６を用いて後述する。

センサ出力検知回路６０７は、回転検知センサ２０３の出力信号に基づき、回転検知センサ２０３の受光量が閾値以上であればハイレベルの信号を出力し、回転検知センサ２０３の受光量が閾値未満であればローレベルの信号を出力する。即ち、センサ出力検知回路６０７は、トナーボトルＴの所定部分が検出位置を通過している間にローレベルの信号を出力し、トナーボトルＴの所定部分以外の領域が検出位置を通過している間にハイレベルの信号を出力する。

ＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３によりトナーボトルＴの所定部分が検出された時間を測定する。つまり、ＡＳＩＣ６０２は、センサ出力検知回路６０７がローレベルの信号を出力している時間を測定する。センサ出力検知回路６０７により測定された時間は、ＡＳＩＣ６０２のＲＡＭ６０９に記憶される。

表示部１０は、例えば液晶パネルであって、画像形成装置２００の状態をユーザへ報知する。

（装着部の説明）
トナーボトルＴは画像形成装置２００に設けられた装着部３１０に装着される。図３を用いて装着部３１０の構成について説明する。図３（ａ）は装着部３１０を正面からトナーボトルＴの装着方向について見た部分正面図、図３（ｂ）は装着部３１０の内部を説明するための斜視図である。なお、トナーボトルＴは、図３（ｂ）に示すように、装着部３１０に対して矢印Ｍ方向に装着される。この矢印Ｍ方向は、画像形成装置２００の感光ドラム１の回転軸線方向と平行である。また、トナーボトルＴの装着部３１０からの取り出し方向は、このＭ方向とは反対方向となる。

装着部３１０は、駆動モータ６０４の回転軸に連結された駆動ギア３００、トナーボトルＴの回転に応じてトナーボトルＴのキャップ部２２２（図４）が回転することを規制する回転方向規制部３１１、底部３２１、回転軸線方向規制部３１２を備える。回転軸線方向規制部３１２は、トナーボトルＴのキャップ部２２２（図４）を係止することでキャップ部２２２（図４）の回転軸線方向への移動を規制する。

底部３２１には、トナーボトルＴが装着された場合に、トナーボトルＴの排出口（排出孔）２１１（図４）と連通し、トナーボトルＴから排出されたトナーを受け入れる受け入れ口（受け入れ孔）３１３を有する。トナーボトルＴの排出口２１１（図４）から排出されたトナーは受け入れ口３１３を通って現像器１００へと供給される。なお、受け入れ口の直径は排出口２１１と同じであり、例えば、約２［ｍｍ］である。

駆動ギア３００は、駆動モータ６０４（図４）の回転軸に固定されており、装着部３１０に装着されたトナーボトルＴに対して駆動モータ６０４からの回転駆動力を伝達する。

（トナーボトルの説明）
図４（ａ）は、装着部３１０に装着されたトナーボトルＴの外観図である。図４（ｂ）、及び、図４（ｃ）は、装着部３１０に装着されたトナーボトルＴのキャップ部２２２内の構造を示した概略図である。

トナーボトルＴは、トナーを収容する収容部２０７、駆動モータ６０４から回転駆動力が伝達される駆動伝達部２０６、トナーを排出する排出口２１１を有する排出部２１２、排出部２１２内のトナーを排出口２１１から排出するためのポンプ部２１０を備える。さらにトナーボトルＴは、ポンプ部２１０を伸縮させる往復動部材２１３を備える。駆動伝達部２０６は、凸部２２０（所定部分）と、カム溝２１４を有する。カム溝２１４は、トナーボトルＴの駆動伝達部２０６が回転する回転方向において駆動伝達部２０６の一周に亘って形成されている。

駆動伝達部２０６に形成されたカム溝２１４、及び、凸部２２０は、駆動伝達部２０６と一体に回転する。駆動モータ６０４が駆動ギア３００を介してトナーボトルＴの駆動伝達部２０６に回転駆動力を伝達することによって、トナーボトルＴの駆動伝達部２０６、及び、駆動伝達部２０６に連結された収容部２０７は回転する。収容部２０７の内部には、螺旋状に凸部２０５が形成されており、収容部２０７の回転に伴って収容部２０７内のトナーを排出口２１１に向けて搬送する。

一方、キャップ部２２２は、装着部３１０によって回転が規制されているので、駆動伝達部２０６が回転したとしても回転しない。トナー排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３もキャップ部２２２とともに回転しないように規制されており、駆動伝達部２０６が回転したとしても、トナー排出口２１１、ポンプ部２１０、往復動部材２１３は回転しない。

キャップ部２２２の内側には駆動伝達部２０６が回転することによって往復動部材２１３が回転することを規制する回転規制溝が形成されており、往復動部材２１３は回転規制溝に係合される（図５）。さらに、往復動部材２１３は、ポンプ部２１０に接続されると共に、不図示の爪部が駆動伝達部２０６のカム溝２１４に係合する。これにより、駆動伝達部２０６が回転することに応じて、往復動部材２１３が回転することを規制された状態で往復動部材２１３がカム溝２１４に沿って移動するので、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向（トナーボトルＴの長手方向）に往復動する。

往復動部材２１３は、ポンプ部２１０と連結されている。往復動部材２１３が往復動することによってポンプ部２１０は伸長と圧縮を交互に繰り返す。往復動部材２１３が矢印Ｘ方向に移動することによりポンプ部２１０が伸長する。そして、ポンプ部２１０が伸長することによりトナーボトルＴ内の内圧が低下し、排出口２１１から空気が吸い込まれ、排出部２１２内のトナーを解す。次に、往復動部材２１３が矢印Ｘ方向と逆方向に移動することによりポンプ部２１０が圧縮する。そして、ポンプ部２１０が圧縮することによりトナーボトルＴ内の内圧が上昇し、排出口２１１に堆積したトナーが排出口２１１からトナー搬送路（不図示）を通って現像器１００に供給される。

キャップ部２２２は、このトナーボトルＴの装着方向（矢印Ｍ方向）の奥側に突起２２２ａを有する。トナーボトルＴが装着位置に装着された場合、ボトルセンサ２２１がキャップ部２２２の突起２２２ａを検出することに応じてボトルセンサ２２１がトナーボトルＴが装着されていることを示す信号をＣＰＵ６０１に出力する。

さらに、キャップ部２２２は、排出口２１１を封止するシール部材２２２ｂを備えている。このシール部材２２２により排出口２１１が封止されていれば、トナーボトルＴ内のトナーが排出口２１１から漏れ出すことを防止できる。なお、トナーボトルＴが装着部３１０に装着される前にユーザがシール部材２２２を除去することによって、トナーボトルＴの排出口２１１が開放される。

ここで、図４（ｂ）はトナーボトルＴのポンプ部２１０が最大限伸張された状態、図４（ｃ）はトナーボトルＴのポンプ部２１０が最大限圧縮された状態を示すトナーボトルＴの要部断面図である。なお、ポンプ部２１０は、このポンプ部２１０の伸縮動作に伴ってポンプ部２１０の容積が可変する樹脂製の蛇腹状のポンプである。即ち、ポンプ部２１０は、「山折り」部と「谷折り」部とがトナーボトルＴの長手方向に沿って交互に繰り返し並んでいる。

トナーボトルＴは、このトナーボトルＴが１回転する間に補給動作を２回行う。１回のトナー補給動作は、ポンプ部２１０が最大圧縮している状態から開始し、ポンプ部２１０を伸長させ、その後に圧縮させ、ポンプ部２１０が最大圧縮した状態で終了する。この状態をトナーボトルＴのホームポジションとする。

カム溝２１４には、２つのピーク部と２つの谷領域が、谷→ピーク→谷→ピークの順番で形成されている。往復動部材２１３が係合しているカム溝２１４の位置がピークである場合、ポンプ部２１０が最大限伸長する。往復動部材２１３が係合しているカム溝２１４の位置が谷領域である場合、ポンプ部２１０が最大限圧縮する。

（回転検知センサの構成）
次に、画像形成装置２００に設けられた回転検知センサ２０３について図５、及び図６に基づいて説明する。回転検知センサ２０３は、発光部と、発光部から照射された光を受光する受光部とを有する光学センサである。トナーボトルＴが装着部３１０に装着された場合、トナーボトルＴが装着される方向において凸部２２０が形成される領域と重なる位置に、フラグ２０４が自重によって接触する。さらに、フラグ２０４は回転軸２０４ａを中心に揺動可能に支持されている。トナーボトルＴの回転に伴ってフラグ２０４が凸部２２０に押し上げられた場合、フラグ２０４が回転軸２０４ａを中心に揺動し、このフラグ２０４は回転検知センサ２０３の発光部から受光部に向けて照射される光の光路を遮る遮光位置に移動する。

図５は、トナーボトルＴが装着される方向において凸部２２０が形成されている領域と重なる位置、且つ、駆動伝達部２０６が回転する回転方向において凸部２２０と異なる領域（他の領域）にフラグ２０４が当接している様子を示している。フラグ２０４が遮光位置に位置していないので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができる。この場合、受光部の受光光量は閾値以上となる。

一方、図６は、フラグ２０４が凸部２２０に当接している様子を示している。フラグ２０４が遮光位置に位置しているので、受光部は発光部から発せられた光を受光することができない。この場合、受光部の受光光量が閾値未満となる。

センサ出力検知回路６０７は、回転検知センサ２０３の受光光量を示す出力値と閾値とを比較した結果をＡＳＩＣ６０２に通知する。センサ出力検知回路６０７（図２）は、受光部の受光光量が閾値以上であればハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力し、受光部の受光光量が閾値未満であればローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。つまり、センサ出力検知回路６０７の出力信号は、フラグ２０４が凸部２２０の第１の領域によって押し上げられることに応じて、ハイレベルからローレベルに変化する。そして、この出力信号は、トナーボトルＴの回転方向において凸部２２０の第１の領域よりも下流の凸部２２０の第２の領域に沿ってフラグ２０４が移動することに応じて、ローレベルからハイレベルに変化する。

そのため、図５に示すように、フラグ２０４が凸部２２０以外の領域に接触している間、センサ出力検知回路６０７（図２）はハイレベルの信号を出力する。一方、図６に示すように、フラグ２０４が凸部２２０に接触している間、センサ出力検知回路６０７（図２）はローレベルの信号を出力する。即ち、センサ出力検知回路６０７と回転検知センサ２０３は、駆動モータ６０４に回転されているトナーボトルＴの凸部２２０を検出する。

ここで、ポンプ部２１０が圧縮し始めてからポンプ部２１０が最大限圧縮するまで、凸部２２０がフラグ２０４を押し上げる構成となっており、回転検知センサ２０３が凸部２２０を検知している状態が、上に述べたトナーボトルＴのホームポジションとなる。センサ出力検知回路６０７（図２）は、ポンプ部２１０が圧縮し始めてからポンプ部２１０が最大限圧縮するまでの間、ローレベルの信号（論理‘Ｌ’）を出力する。そして、センサ出力検知回路６０７（図２）は、ポンプ部２１０が最大限圧縮した状態でローレベルの信号（論理‘Ｌ’）がハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）に切り替わる。さらに、センサ出力検知回路６０７（図２）は、ポンプ部２１０が最大限圧縮した状態から、ポンプ部２１０が伸長する動作を経て、ポンプ部２１０が最大限伸長した状態となるまでの間、ハイレベルの信号（論理‘Ｈ’）を出力する。

ここで、センサ出力検知回路６０７のセンサ出力はトナーボトルＴの回転速度に応じて変化する。トナーボトルＴの回転速度が増加すればセンサ出力検知回路６０７がハイレベルのセンサ信号を出力する期間が短くなる。同様に、トナーボトルＴの回転速度が増加すればセンサ出力検知回路６０７はローレベルのセンサ信号を出力する期間が短くなる。また、トナーボトルＴの回転速度が低下すればセンサ出力検知回路６０７はハイレベルのセンサ信号を出力する期間が長くなる。同様に、トナーボトルＴの回転速度が低下すればセンサ出力検知回路６０７はローレベルのセンサ信号を出力する期間が長くなる。

そこで、ＡＳＩＣ６０２は、１回のポンピング動作でのトナー排出量を安定させるため、トナーボトルＴの回転速度が目標速度（所定の回転速度）となるように、センサ出力検知回路６０７のセンサ信号に基づいてＰＷＭ信号を設定する。つまり、ＡＳＩＣ６０２は、補給動作が実行されたときのハイレベルのセンサ信号、又は、ローレベルのセンサ信号が出力された期間を取得し、この期間が目標速度に対応する所定期間となるようにＰＷＭ信号を制御する。これによって、所定時間におけるトナーボトルＴの内圧の変化が安定してトナー排出量が安定する。

さらに、トナー補給動作を毎回、ホームポジションから開始することで、１回のポンピング動作でのトナー排出量を安定させることができる。しかし図３で説明したように、トナーボトルＴを装着部３１０に取り付けたときに必ずしもホームポジションになるとは限らない。装着したときのトナーボトルＴの回転部の位相によっては、回転検知センサ２０３に対して、遮光または透光の２値に定まらず、回転検知センサ２０３からの信号レベルが、センサ出力検知回路６０７の閾値近傍になる可能性もある。そのため画像形成装置２００に用紙を補充するなどの操作によって、装置が微小振動し、ホームポジションを誤検知する可能性がある。

（ＡＳＩＣの検知モードの説明）
ＡＳＩＣ６０２は、センサ出力検知回路６０７から入力された信号に対する応答速度の異なる複数の検知モードを備える。第１検知モードは、センサ出力検知回路６０７の出力信号を２［ｍｓｅｃ］間隔でサンプリングし、同じ出力信号が２回連続してサンプリングされた場合に現在の出力信号を検知信号として取得する。一方、第２の検知モードは、センサ出力検知回路６０７の出力信号を１０［ｍｓｅｃ］間隔でサンプリングし、同じ出力信号が５回連続してサンプリングされた場合に現在の出力信号を検知信号として取得する。つまり、第２検知モードに対応する検知信号を決定するために必要なセンサ信号の連続回数は、第１検知モードに対応する検知信号を決定するために必要なセンサ信号の連続回数より多い。

なお、ＡＳＩＣ６０２は、トナーボトルＴの回転速度が目標速度（所定の回転速度）となるように、センサ出力検知回路６０７のセンサ信号を検知信号へ変換し、検知信号がハイレベルの期間が所定期間となるようにＰＷＭ信号を制御する。検知信号はトナーボトルＴの回転情報に相当する。

図７は、ＡＳＩＣ６０２がセンサの出力信号に基づいて検知信号を決定する方法を説明するタイミングチャート図である。モータの状態とは、モータが回転駆動しているのか停止しているのかを表わしている。クロック信号は、ＡＳＩＣ６０２の内部において発生するクロック信号である。クロック信号は１［ｍｓｅｃ］毎にハイレベルの信号を出力する。センサ信号はセンサ出力検知回路６０７の出力信号である。検知信号はＡＳＩＣ６０２によってセンサ信号から決定される信号である。

ＡＳＩＣ６０２は駆動モータ６０４が回転している状態において第１検知モードに制御される。ＡＳＩＣ６０２は１［ｍｓｅｃ］毎にセンサ信号を取得する。ＡＳＩＣ６０２は連続して２回以上ハイレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をハイレベルに決定する。同様に、ＡＳＩＣ６０２は連続して２回以上ローレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をローレベルに決定する。

一方、ＡＳＩＣ６０２は駆動モータ６０４が回転を停止している状態において第２検知モードに制御される。ＡＳＩＣ６０２は１［ｍｓｅｃ］毎にセンサ信号を取得する。ＡＳＩＣ６０２は連続して５回以上ハイレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をハイレベルに決定する。同様にＡＳＩＣ６０２は連続して５回以上ローレベルのセンサ信号を取得した場合に検知信号をローレベルに決定する。

ここで、図７において領域Ｓｈは、画像形成装置２００にショックが加わって、センサ信号が短い期間においてハイレベルとローレベルとに交互に切り替わった様子を示している。この場合、ＡＳＩＣ６０２が第２モードに制御されているので、検知信号はローレベルに維持される。このように、ＡＳＩＣ６０２はモータが停止している状態において検知信号を取得する場合、出力信号が５回以上連続して同じ信号値とならなければ前回の信号値を維持するので、ショックが加わった場合であっても検知信号が変化してしまうことを抑制できる。

また、第１検知モードは、回転検知センサ２０３の信号変化に対して、２〜４［ｍｓｅｃ］の遅延で応答が可能だが、ノイズなどの突発的な信号変化を検知してしまう可能性がある。一方、第２検知モードは、回転検知センサ２０３の信号変化に対して、４０〜５０［ｍｓｅｃ］の遅延が発生してしまうが、ノイズなどの突発的な信号変化を誤検知する可能性は低い。そのため、上に述べた装置構成を踏まえると、トナー補給時は第１検知モードに基づいてＡＳＩＣ６０２が制御され、トナー非補給時は第２検知モードに基づいてＡＳＩＣ６０２が制御される。

（現像器の説明）
図８は、現像器１００の説明図である。図３（ａ）は、現像器１００の内部の説明図である。図３（ｂ）は、トナーボトルＴから現像器１００へのトナーの補給経路の説明図である。

現像器１００は、隔壁１０７により第１の収容室１０５及び第２の収容室１０６に仕切られる。第１の収容室１０５には、撹拌スクリュー１０３が設けられる。第２の収容室１０６には撹拌スクリュー１０２が設けられる。現像器１００の感光ドラム１に対向する位置には、円筒形状の現像スリーブ１０１が設けられる。現像器１００は、トナーボトルＴから補給されるトナーを収容するトナー散らし部１０４を備える。トナーは、トナーボトルＴから、画像形成装置２００の本体に設けられる補給経路であるガイド１０８を介して、現像器１００のトナー散らし部１０４に補給される。トナー散らし部１０４に収容されるトナーは、撹拌スクリュー１０３により撹拌されながら第１の収容室１０５に搬送される。第１の収容室１０５に搬送されたトナーは、撹拌スクリュー１０２により撹拌されながら第２の収容室１０６に搬送される。第２の収容室１０６に搬送されたトナーは現像スリーブ１０１に供給される。現像スリーブ１０１は、トナーを感光ドラム１に供給する。撹拌スクリュー１０２、１０３は、図示しない現像スクリュー駆動モータから駆動力を供給される。

１回のトナー補給動作によりトナーボトルＴからトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、高濃度画像の画像形成時でも現像器１００内のトナー濃度が十分に保たれる量に設定される。トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量は、撹拌スクリュー１０２、１０３の形状や回転速度に応じて決まる。撹拌スクリュー１０２、１０３の高速回転はトナー劣化を早めるために、撹拌スクリュー１０２、１０３は所定の速度以上で回転させることができない。１回のトナー補給動作によりトナー散らし部１０４に補給されるトナー量は、トナー散らし部１０４から第１の収容室１０５に搬送されるトナー量よりも多く設定される。そのために連続してトナー補給動作を行う場合、トナー散らし部１０４からのトナー溢れや、トナー散らし部１０４内のトナー詰まりが発生する可能性がある。

（補給動作に連動するフィルタ設定の変更処理）
次に、画像形成装置２００の補給動作に連動するフィルタ設定の変更処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明において画像形成装置２００の補給動作は、画像データに基づく画像形成処理と並行して実行される。以下の説明において、ＡＳＩＣ６０２を第１検知モードに基づいて制御することをフィルタ設定をＦａｓｔに設定すると称し、ＡＳＩＣ６０２を第２検知モードに基づいて制御することをフィルタ設定をＳｌｏｗに設定すると称する。

まずＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２に対して、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＳｌｏｗに設定する（Ｓ１０１）。これによって、ＡＳＩＣ６０２が５回以上連続して同じセンサ信号値を取得しなければ、ＡＳＩＣ６０２は検知信号として前回の検知信号の値を維持する。

また、ＡＳＩＣ６０２がＥＮＢ信号を停止しているにも拘らず検知信号がローレベルからハイレベルへ変化した場合、ＡＳＩＣ６０２はＣＰＵ６０１へエラー信号を通知する。ＣＰＵ６０１はエラー信号を受信すると、トナーボトルＴが何らかの影響で回転したと判定する。この場合、ＣＰＵ６０１は、電源ユニット（不図示）からモータ駆動部６０３への電力供給を停止し、表示部１０に駆動モータ６０４の異常を報知する。

制御基板６００は、画像形成の開始指示を取得して、現像器１００内の撹拌スクリュー１０２、１０３を回転させる。ＣＰＵ６０１は、前回のトナー補給時にカウントしたカウント値をＥＥＰＲＯＭ６０６から取得して、その続きのカウントを開始する（Ｓ１０２）。ＣＰＵ６０１は、画像形成を開始する（Ｓ１０３）。ステップＳ１０３において、ＣＰＵ６０１は画像形成装置２００の各ユニットを制御して、画像データに基づき画像を形成する。

ＣＰＵ６０１は、画像形成の実行中にトナー補給を行う（Ｓ１０４：Ｎ）。トナー補給動作を開始すると、ＣＰＵ６０１は、透磁率センサ６１０からトナー濃度の検知結果を取得する（Ｓ１０５）。ＣＰＵ６０１は、トナー濃度の検知結果に基づいて、現像器１００のＴ／Ｄ比を算出する（Ｓ１０６）。ＣＰＵ６０１は、算出したＴ／Ｄ比及びビデオカウント値に基づいて、現像器１００に補給する必要があるトナーの必要補給量を算出する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ６０１は、必要補給量の算出結果に基づいて、現像器１００にトナー補給が必要であるか否かを判断する（Ｓ１０８）。ステップＳ１０８において、ＣＰＵ６０１は、必要補給量が、例えばトナーボトルＴの１回の補給動作にて現像器１００へ補給されるトナーの量よりも多ければ、トナー補給が必要であると判定する。

現像器１００にトナー補給が必要である場合（Ｓ１０８：Ｙ）、ＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２に対して、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＦａｓｔに設定する（Ｓ１０９）。これは、トナー補給時にはトナーボトルＴの回転速度が所定の回転速度となるようにＣＰＵ６０１は駆動モータ６０４のＰＷＭ信号をフィードバック制御するためである。ＡＳＩＣ６０２のフィルタ設定をＦａｓｔに制御することによって、トナー補給時のトナーボトルＴの回転速度を高精度に検知でき、回転速度を高精度に制御することが可能となる。フィルタ設定変更後、駆動モータ６０４によりトナーボトルＴを駆動することで、該当する現像器１００にトナーを補給する（Ｓ１１０）。トナー補給完了後、ＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２に対して、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＳｌｏｗに戻す（Ｓ１１１）。

ＣＰＵ６０１は、トナー補給が終了すると必要補給量から実際に補給したトナー量を減算する（Ｓ１１２）。例えば必要補給量が２ブロックで実際に補給した量が１ブロックである場合、残りの必要補給量は１ブロックとなる。ＣＰＵ６０１は、カウンタのカウント値をリセットして、カウントを再開する（Ｓ１１３）。以上のようにして、画像形成中にトナー補給が行われる。

ＣＰＵ６０１は、トナー補給の終了後、或いはステップＳ１０７の処理でトナー補給が不要であると判定した場合（Ｓ１０８：Ｎ）、画像形成が実行中であるか否かを判定し、実行中であれば再度ステップＳ１０５以降の処理を行う。ＣＰＵ６０１はステップＳ１１３の処理で算出された残りの必要補給量は、必要補給量を次回算出する際に加算される。

画像形成が終了した場合（Ｓ１０４：Ｙ）、ＣＰＵ６０１は、現像器１００内の撹拌スクリュー１０２、１０３の回転を停止させ、且つカウントを停止する（Ｓ１１４）。ＣＰＵ６０１は、カウントを停止した時点のカウント値をＥＥＰＲＯＭ６０６に保存して画像形成処理を終了する（Ｓ１１５）。

以上のようにＡＳＩＣ６０２は、回転検知センサ２０３の信号変化に対する応答速度を切り替えることで、トナー補給時にトナーボトルの回転速度を高精度に検知しつつ、トナーボトルＴが回転していないにもかかわらず、トナーボトルＴが回転したと誤検知することを防止できる。なお、ここではＡＳＩＣ６０２の機能を用いた処理を説明したが、これに限定されるものではない。例えばＣＰＵ６０１の信号読取を多数決処理することや、フィルタ回路を二種類用意して、これらを回路的に切り替えることで上述の処理を行うようにしてもよい。

（モードに応じたフィルタ設定の変更処理）
次に、ＡＳＩＣ６０２が画像形成装置２００のモードに応じてフィルタ設定を変更する処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。画像形成装置２００は画像データに基づいて画像を形成するプリントモードと、画像形成処理を実行するために駆動される負荷への電力供給を抑制したスタンバイモードとを備える。スタンバイモードにおいて画像形成装置２００が所定時間あたりに消費する最大消費電力はプリントモードにおいて画像形成装置２００が所定時間あたりに消費する最大消費電力より小さい。

まずＣＰＵ６０１は、ＡＳＩＣ６０２に対して、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＳｌｏｗに設定する（Ｓ２０１）。ＣＰＵ６０１は、スタンバイからプリントに移行したら（Ｓ２０２：Ｙ）、トナー補給動作に備え、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＦａｓｔに設定する（Ｓ２０３）。ＣＰＵ６０１は、プリントからスタンバイに移行したら（Ｓ２０４：Ｙ）、トナー補給は発生しないので、回転検知センサ２０３の信号変化に対するフィルタ設定をＳｌｏｗの設定に戻す（Ｓ２０５）。

以上のようにＡＳＩＣ６０２は、装置がプリント状態か否かに合わせて、回転検知センサ２０３の信号変化に対する応答速度を切り替えている。これによって、トナー補給時にトナーボトルの回転速度を高精度に検知しつつ、トナーボトルＴが回転していないにもかかわらず、トナーボトルＴが回転したと誤検知することを防止できる。なお、ここではＡＳＩＣ６０２の機能を用いた処理を説明したが、これに限定されるものではない。例えばＣＰＵ６０１の信号読取を多数決処理することや、フィルタ回路を二種類用意して、これらを回路的に切り替えることで上述の処理を行うようにしてもよい。

Ｔａ、Ｔｂ、Ｔｃ、Ｔｄ トナーボトル
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ 感光ドラム
３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ 露光装置
１００ａ、１００ｂ、１００ｃ、１００ｄ 現像器
２０３ 回転検知センサ
３１０ 装着部
６０２ ＡＳＩＣ
６０４ 駆動モータ

Claims (10)

1. 感光体と、
   前記感光体に静電潜像を形成するために前記感光体を露光する露光手段と、
   前記静電潜像を現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、
   現像剤を収容する収容容器が装着される装着部と、
   前記現像手段へ現像剤を補給するために前記装着された収容容器を回転するモータと、
   前記装着された収容容器の回転に基づき信号を出力するセンサを有し、第１の応答速度に基づいてセンサの出力信号から前記装着部に装着された収容容器の回転情報を検知する検知手段と、
   前記検知手段により検知された前記回転情報に基づいて前記モータを制御する制御手段と、
   前記モータの回転駆動を禁止する禁止手段と、を有し、
   前記検知手段は、前記禁止手段により前記モータの回転駆動が禁止された場合、前記第１の応答速度より遅い第２の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記禁止手段は、前記装着部に装着された収容容器から前記現像手段へ補給動作が実行されない期間に前記モータの回転駆動を禁止することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、画像データに基づいて画像を形成する第１モードと、当該第１モードより消費電力が少ない第２モードとに基づいて制御され、
   前記禁止手段は、前記画像形成装置が前記第２モードに基づいて制御される場合、前記第２の応答速度に基づいて前記センサの出力信号から前記回転情報を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記回転情報に基づいて前記装着部に装着された収容容器が回転しているか否かを判定する判定手段をさらに有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記センサは、前記収容容器の回転方向において前記収容容器に設けられた所定部分を検出し、検出結果に基づき前記出力信号を出力することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記センサは、前記所定部分が検出された場合に第１の信号を出力し、前記所定部分が検出されない場合に第２の信号を出力することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記装着部に装着された収容容器の回転速度が所定の回転速度となるように、前記回転情報に基づいて前記モータの回転速度を制御することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記収容容器は、前記現像剤を収容する収容部と、前記収容部の内圧を変化させて前記収容部から前記現像手段へ現像剤を供給するために伸縮するポンプ部と、を有し、
   前記モータは、前記装着部に装着された収容容器を回転させ、前記装着された収容容器の回転駆動に伴い前記ポンプ部を伸縮させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記ポンプ部が圧縮した状態で前記モータを停止させることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記検知手段は、前記第１の応答速度において、前記センサの出力信号が第１の回数連続したことに応じて前記回転情報を決定し、
    前記検知手段は、前記第２の応答速度において、前記センサの出力信号が前記第１の回数より多い第２の回数連続したことに応じて前記回転情報を決定することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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