現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法
【課題】 低コストながら高精度な現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法を提供する。
【解決手段】 トナーを担持する現像剤担持体５２Ｙと、現像剤担持体５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給部材５３Ｙと、現像剤担持体５２Ｙ及びトナー供給部材５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙに配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段１５０Ｙと、を備えたことを特徴とする。
【解決手段】 トナーを担持する現像剤担持体５２Ｙと、現像剤担持体５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給部材５３Ｙと、現像剤担持体５２Ｙ及びトナー供給部材５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙに配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段１５０Ｙと、を備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真の現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、劣化した現像剤を強制消費させる画像形成装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、トナー水位を検出するセンサは、通常水位とトナー強制消費用の水位を検知するための２つのセンサを用いる必要があった。
【０００５】
本発明は、１つの検知手段で高い検知精度を有する現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法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】
【０００６】
本発明の現像装置は、トナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、前記現像室に配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とするので、１つの検知手段で、異なるトナー水位を検知することができ低コストながら高精度とすることが可能となる。
【０００７】
また、前記検知手段を上下移動させる移動手段を有するので、円滑に移動させることが可能となる。
【０００８】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、前記潜像担持体の像を転写する転写部と、を少なくとも備え、前記現像装置を搭載したことを特徴とするので、トナー水位を的確に検知することができ検知結果に応じて良好な画像を形成することが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、前記検知手段を前記第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、前記第２の印字工程によりトナー水位が前記低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有するので、低duty印字後のトナーが低水位ポイントに到達した時点でＮＥＷトナーを補給しトナーを早く第１の状態に近づけることが可能となる。
【００１０】
また、前記トナーを補給する工程は、前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、前記トナーを撹拌する工程と、を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、前記検知手段を所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、前記トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有することを特徴とするので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００１２】
また、トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを前記第１の状態まで補給する工程を有するので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００１３】
また、前記トナーを補給する工程は、前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、前記トナーを撹拌する工程と、を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００１４】
また、前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記トナー補給を停止する工程に戻るので、dutyに対応した制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の画像形成装置を示す図である。
【図２】感光体周辺及び現像カートリッジの主要構成要素を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の現像カートリッジの軸に直交する断面の概略図である。
【図４】第１実施形態の現像カートリッジの平面図である。
【図５】トナー水位センサの高さ変更機構の実施例１を示す図である。
【図６】トナー水位センサの高さ変更機構の実施例２を示す図である。
【図７】実施例１のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。
【図８】実施例２のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。
【図９】第２実施形態の現像カートリッジの軸に直交する断面の概略図である。
【図１０】第２実施形態の現像カートリッジの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施形態を示す図であり、図２は図１のイエロー画像形成ステーションを拡大した図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御部としての制御ユニット１００を有している。
【００１９】
画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。
【００２０】
画像形成ステーション１５Ｙは、図２に示すように、潜像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像装置としての現像カートリッジ５０Ｙ、一次転写部Ｂ１、感光体クリーニングユニット７５Ｙを有している。
【００２１】
感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２２】
帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。
【００２３】
露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００２４】
現像カートリッジ５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像カートリッジ５０Ｙは、交換可能な図示しないトナーカートリッジから新品トナーが供給される現像室５１Ｙ内に現像剤担持体としての現像ローラ５２Ｙ、トナー供給部材としてのトナー供給ローラ５３Ｙが配置され、現像ローラ５２Ｙには、規制部材としての規制ブレード５４Ｙが当接し現像ローラ５２Ｙ上のトナーを薄層化する。
【００２５】
規制ブレード５４Ｙは、現像ローラ５２Ｙの上方又は下方に配され、現像ローラ５２Ｙに担持されるトナー量を規制するものである。規制ブレード５４Ｙを現像ローラ５２Ｙの下方に現像ローラ５２Ｙの回転方向に対してカウンタ方向に当接するように設けた場合、現像ローラ５２Ｙとトナー供給ローラ５３Ｙとのニップ部を通過したトナーがより下部搬送路５５ｂＹに落下しやすくなる。
【００２６】
一次転写部Ｂ１は、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写するところである。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。
【００２７】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。
【００２８】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
【００２９】
定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
【００３０】
感光体クリーニングユニット７５Ｙは、感光体２０Ｙの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード７６Ｙを有し、一次転写部Ｂ１で中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０Ｙ上に残存するトナーを感光体クリーニングブレード７６Ｙにより掻き落として除去するための装置である。
【００３１】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３２】
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラに入力されると、このメインコントローラからの指令に基づくユニットコントローラの制御により感光体２０Ｙ、現像カートリッジ５０Ｙに備えられた現像ローラ５２Ｙ及び供給ローラ５３Ｙ、並びに、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３３】
感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
【００３４】
感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像カートリッジ５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００３５】
感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットには、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３６】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。
【００３７】
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００３８】
転写材に転写されたフルカラー液体現像剤像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９４ｃにより排紙される。
【００３９】
一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、さらに、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に支持された感光体クリーニングブレード７６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備える残存トナー回収部に回収される。
【００４０】
二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラ７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。なお、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の実施例に基づいて説明してきたが、直接転写式の画像形成装置であっても良い。
【００４１】
次に、第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙについて説明する。図３は第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの軸に直交する断面の概略図、図４は第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの平面図である。
【００４２】
トナー水位センサ１５０Ｙは、現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内の現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの上方に配設される。トナー水位センサ１５０Ｙは、光を投光する投光部１５１Ｙと、投光部１５１Ｙが投光する光を受光する受光部１５２Ｙと、を有する。投光部１５１Ｙと受光部１５２Ｙとは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向に、対向して配設される。また、投光部１５１Ｙと受光部１５２Ｙとは、高さを変更することが可能となっている。
【００４３】
トナー水位センサ１５０Ｙは、投光部１５１Ｙから投光された光が、受光部１５２Ｙに受光されないことで、トナーの存在を検知しＯＮ信号を出力する。また、トナー水位センサ１５０Ｙは、投光部１５１Ｙから投光された光が、受光部１５２Ｙに受光されることで、トナーの存在が無いことを検知しＯＦＦ信号を出力する。
【００４４】
図５は、トナー水位センサ１５０Ｙの高さ変更機構の実施例１を示す図である。実施例１の高さ変更機構１６０Ｙは、ステッピングモータ等の駆動部１６１Ｙと、駆動部１６１Ｙの駆動力により駆動する螺子状の駆動軸１６２Ｙと、駆動軸１６２Ｙと螺合され駆動軸１６２Ｙの回転により移動する移動部材１６３Ｙと、移動部材１６３Ｙに取り付けられトナー水位センサ１５０Ｙを支持する支持部材１６４Ｙとを有する。また、移動部材１６３Ｙの移動量を規制する図示しない規制部材を有する。そして、移動部材１６３Ｙの移動が規制された時点を基準とすると好ましい。
【００４５】
図６は、トナー水位センサ１５０Ｙの高さ変更機構の実施例２を示す図である。実施例２の高さ変更機構１７０Ｙは、ステッピングモータ等の駆動部１７１Ｙと、駆動部１７１Ｙの駆動力により回転する回転軸１７２Ｙと、回転軸１７２Ｙと一体に回転し駆動部１７１Ｙの駆動力を伝達する伝達部材としての歯車１７３Ｙと、歯車１７３Ｙと噛み合い歯車１７３Ｙの回転により移動する移動部材１７４Ｙと、移動部材１７４Ｙに取り付けられトナー水位センサ１５０Ｙを支持する支持部材１７５Ｙとを有する。また、移動部材１７４Ｙの移動量を規制する規制部材１７６Ｙを有する。そして、移動部材１７４Ｙの移動が規制された時点を基準とすると好ましい。
【００４６】
次に、高さ変更可能なトナー水位センサ１５０Ｙを用いたトナー水位制御について説明する。
【００４７】
図７は、実施例１のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。実施例１のトナー水位制御は、あらかじめ設定したトナー水位センサ１５０Ｙの初期位置に対応する第１の状態としての通常水位にトナー水位を戻したい場合に行うものである。
【００４８】
まず、ステップ１で、トナー水位を通常水位にする（ＳＴ１）。続いて、ステップ２で、第１の印字を行う（ＳＴ２）。次に、ステップ３で、所定時間低dutyが続いたか否か判定する（ＳＴ３）。ステップ３において、所定時間、低dutyが続いていない場合、ステップ２に戻る。ステップ３において、所定時間、低dutyが続いた場合には、トナーが劣化していると判断して、ステップ４で、トナー補給を停止する（ＳＴ４）。
【００４９】
次に、ステップ５で、トナー水位センサ１５０Ｙを通常水位よりも低い所定の低水位ポイントまで下降させる（ＳＴ５）。続いて、ステップ６で、第２の印字を行う（ＳＴ６）。次に、ステップ７で、低水位ポイントまで下降させたトナー水位センサ１５０Ｙにより、トナーが低水位ポイントになったか否かを判定する（ＳＴ７）。ステップ７において、トナーが低水位ポイントになっていない場合、ステップ６に戻る。
【００５０】
ステップ７において、トナーが低水位ポイントになった場合、ステップ８で、センサを所定高さ上昇させる（ＳＴ８）。次に、ステップ９で、ＮＥＷトナーを所定量補給する（ＳＴ９）。さらに、ステップ１０で、トナーを所定時間撹拌する（ＳＴ１０）。
【００５１】
ステップ８〜１０において、一度に大量のＮＥＷトナーを補給すると、カブリの増加や規制漏れの原因となるので、ＮＥＷトナーは少しずつ補給すると好ましい。
【００５２】
次に、ステップ１１で、トナー水位が通常水位か否かを判定する（ＳＴ１１）。ステップ１１において、通常水位でないと判定された場合、ステップ８に戻る。ステップ１１において、通常水位であると判定された場合、制御を終了する。
【００５３】
なお、このトナー水位制御は、電源ＯＮの間、常に行うことが好ましい。
【００５４】
次に、実施例２のトナー水位制御について説明する。図８は、実施例２のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。実施例２のトナー水位制御は、あらかじめ設定したトナー水位センサ１５０Ｙの初期位置に対応する第１の状態としての通常水位にトナー水位を戻す過程において、dutyに応じて水位を微調整する場合に行うものである。
【００５５】
まず、ステップ２１で、トナー水位を通常水位にする（ＳＴ２１）。続いて、ステップ２２で、第１の印字を行う（ＳＴ２２）。次に、ステップ２３で、低dutyが所定時間になったか否か判定する（ＳＴ２３）。ステップ２３において、低dutyが所定時間になっていない場合、ステップ２２に戻る。ステップ２３において、低dutyが所定時間になった場合には、トナーが劣化していると判断して、ステップ２４で、トナー補給を停止する（ＳＴ２４）。
【００５６】
次に、ステップ２５で、トナー水位センサ１５０Ｙをあらかじめ定めたトナー強制消費ポイントまで下降させる（ＳＴ２５）。次に、ステップ２６で、第２の印字を行う（ＳＴ２６）。続いて、ステップ２７で、トナー強制消費ポイントまで下降させたトナー水位センサ１５０Ｙにより、トナーがトナー強制消費ポイントになったか否かを判定する（ＳＴ２７）。ステップ２７において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達していない場合、ステップ２６に戻る。
【００５７】
ステップ２７において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達した場合、ステップ２８で、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に低duty印字が多かったか、高duty印字が多かったか判定する（ＳＴ２８）。ステップ２８において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に低duty印字が多かった場合、ステップ２９において、トナー強制消費を実行する（ＳＴ２９）。続いて、ステップ３０で、トナーを通常水位まで補給し（ＳＴ３０）、制御を終了する。
【００５８】
ステップ２８において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に高duty印字が多かった場合、ステップ３１で、第３の印字を行う（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２で、センサを所定高さ上昇させる（ＳＴ３２）。次に、ステップ３３で、ＮＥＷトナーを所定量補給する（ＳＴ３３）。さらに、ステップ３４で、トナーを所定時間撹拌する（ＳＴ３４）。
【００５９】
ステップ３２〜３４は、劣化トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでに印字により消費されたものとして、トナー強制消費をせず、トナー補給を行うための工程である。ステップ３２〜３４において、一度に大量のＮＥＷトナーを補給すると、カブリの増加や規制漏れの原因となるので、ＮＥＷトナーは少しずつ補給する。
【００６０】
次に、ステップ３５で、第３の印字中に、低duty印字が多かったか、高duty印字が多かったか判定する（ＳＴ３５）。ステップ３５において、低duty印字が多かった場合、ステップ２４に戻り、トナー強制消費の準備をする。
【００６１】
ステップ３５において、高duty印字が多かった場合、ステップ３６で、通常水位か否かを判定する（ＳＴ３６）。ステップ３６において、通常水位でないと判定された場合、ステップ３１に戻る。ステップ３６において、通常水位であると判定された場合、制御を終了する。
【００６２】
なお、このトナー水位制御は、電源ＯＮの間、常に行うことが好ましい。
【００６３】
次に、第２実施形態について説明する。図９は第２実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの軸に直交する断面の概略図、図１０は第２実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの平面図である。第２実施形態は、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを有するものである。
【００６４】
第２実施形態では、現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙに近接して、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを有する。トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向、並びに、トナー水位センサ１５０Ｙの発光面１５１ａＹと受光面１５２ａＹを結ぶ線に対して、平行に延伸する回転軸１５６Ｙと、回転軸１５６Ｙに取り付けられ回転軸１５６Ｙと共に回転する発光面クリーニング部材１５７Ｙと、受光面クリーニング部材１５８Ｙとを有する。発光面クリーニング部材１５７Ｙは、発光面１５１ａＹに摺接し、受光面クリーニング部材１５８Ｙは、受光面１５２ａＹに摺接することで、それぞれ清掃する。図９及び図１０は、投光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、投光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹをクリーニングしている状態である。
【００６５】
また、軸１５６Ｙ、投光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、一部の範囲を往復回動する構成でもよい。
【００６６】
このように、本実施形態の現像カートリッジ５０Ｙは、トナーを担持する現像ローラ５２Ｙと、現像ローラ５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給ローラ５３Ｙと、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙに配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知するトナー水位センサ１５０Ｙと、を備えたことを特徴とするので、１つのトナー水位センサ１５０Ｙで、異なるトナー水位を検知することができ低コストながら高精度とすることが可能となる。
【００６７】
また、トナー水位センサ１５０Ｙを上下移動させる移動手段を有するので、円滑に移動させることが可能となる。
【００６８】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、静電潜像を現像して潜像担持体に像を形成する現像カートリッジ５０Ｙと、潜像担持体の像を転写する転写部と、を少なくとも備え、現像カートリッジ５０Ｙを搭載したことを特徴とするので、トナー水位を的確に検知することができ検知結果に応じて良好な画像を形成することが可能となる。
【００６９】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、トナー水位センサ１５０Ｙを第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、第２の印字工程によりトナー水位が低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有するので、低duty印字後のトナーが低水位ポイントに到達した時点でＮＥＷトナーを補給しトナーを早く第１の状態に近づけることが可能となる。
【００７０】
また、トナーを補給する工程は、トナー水位センサ１５０Ｙを所定高さ上昇させる工程と、トナーをトナー水位センサ１５０Ｙの検知する所定高さまで補給する工程と、トナーを撹拌する工程と、をトナー水位センサ１５０Ｙがあらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００７１】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、トナー水位センサ１５０Ｙを所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、トナー水位がトナー強制消費ポイントに到達した時点で、第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有することを特徴とするので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００７２】
また、トナー水位がトナー強制消費ポイントに到達した時点で、第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを第１の状態まで補給する工程を有するので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００７３】
また、トナーを補給する工程は、トナー水位センサ１５０Ｙを所定高さ上昇させる工程と、トナーをトナー水位センサ１５０Ｙの検知する所定高さまで補給する工程と、トナーを撹拌する工程と、をトナー水位センサ１５０Ｙがあらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００７４】
また、第３の印字工程において高duty印字が多い場合、トナー補給を停止する工程に戻るので、dutyに対応した制御が可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成装置、１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ…画像形成ステーション、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ…感光体（潜像担持体）、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…帯電器、４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ…露光ユニット、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…現像カートリッジ（現像装置）、５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ…現像室、５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋ…トナー供給ローラ（トナー供給部材）、５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋ…規制ブレード、５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋ…搬送部、５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋ…下部搬送部材、５７Ｙ，５７Ｍ，５７Ｃ，５７Ｋ…持上搬送部材、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ…上部搬送部材、５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ…バッファ部搬送部材、７０…中間転写ベルト（中間転写部材）、７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ…感光体クリーニングユニット（潜像担持体クリーニングユニット）、８０…二次転写ユニット、９０…定着ユニット、１５０Ｙ…トナー水位センサ（検知手段）、１５１Ｙ…発光部（検知部）、１５２Ｙ…受光部（検知部）、１５５Ｙ…トナー水位センサクリーニング部（クリーニング部）、１５６Ｙ…回転軸、１５７Ｙ…発光面クリーニング部材、１５８Ｙ…受光面クリーニング部材、１６０Ｙ…高さ変更機構、１６１…駆動部、１６２…駆動軸、１６３…移動部材、１６４…支持部材、１７０Ｙ…高さ変更機構１７１…駆動部、１７２…回転軸、１７３…歯車、１７４…移動部材、１７５…支持部材、１７６…規制部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真の現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、劣化した現像剤を強制消費させる画像形成装置がある（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２５５７７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の技術では、トナー水位を検出するセンサは、通常水位とトナー強制消費用の水位を検知するための２つのセンサを用いる必要があった。
【０００５】
本発明は、１つの検知手段で高い検知精度を有する現像装置、画像形成装置及びトナー水位制御方法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】
【０００６】
本発明の現像装置は、トナーを担持する現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、前記現像室に配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段と、を備えたことを特徴とするので、１つの検知手段で、異なるトナー水位を検知することができ低コストながら高精度とすることが可能となる。
【０００７】
また、前記検知手段を上下移動させる移動手段を有するので、円滑に移動させることが可能となる。
【０００８】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、前記潜像担持体の像を転写する転写部と、を少なくとも備え、前記現像装置を搭載したことを特徴とするので、トナー水位を的確に検知することができ検知結果に応じて良好な画像を形成することが可能となる。
【０００９】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、前記検知手段を前記第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、前記第２の印字工程によりトナー水位が前記低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有するので、低duty印字後のトナーが低水位ポイントに到達した時点でＮＥＷトナーを補給しトナーを早く第１の状態に近づけることが可能となる。
【００１０】
また、前記トナーを補給する工程は、前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、前記トナーを撹拌する工程と、を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００１１】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、前記検知手段を所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、前記トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有することを特徴とするので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００１２】
また、トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを前記第１の状態まで補給する工程を有するので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００１３】
また、前記トナーを補給する工程は、前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、前記トナーを撹拌する工程と、を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００１４】
また、前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記トナー補給を停止する工程に戻るので、dutyに対応した制御が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本実施形態の画像形成装置を示す図である。
【図２】感光体周辺及び現像カートリッジの主要構成要素を示した断面図である。
【図３】第１実施形態の現像カートリッジの軸に直交する断面の概略図である。
【図４】第１実施形態の現像カートリッジの平面図である。
【図５】トナー水位センサの高さ変更機構の実施例１を示す図である。
【図６】トナー水位センサの高さ変更機構の実施例２を示す図である。
【図７】実施例１のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。
【図８】実施例２のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。
【図９】第２実施形態の現像カートリッジの軸に直交する断面の概略図である。
【図１０】第２実施形態の現像カートリッジの平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。
【００１７】
図１は、本発明の現像装置を備えた画像形成装置の実施形態を示す図であり、図２は図１のイエロー画像形成ステーションを拡大した図である。
【００１８】
図１に示すように、画像形成装置１０は、４つの画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）、中間転写ベルト７０、二次転写ユニット８０を有し、さらに、定着ユニット９０、ユーザへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し画像形成装置としての動作を司る制御部としての制御ユニット１００を有している。
【００１９】
画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーで画像を形成する機能を有している。画像形成ステーション１５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の構成は同様であるので、以下、画像形成ステーション１５Ｙについて説明する。
【００２０】
画像形成ステーション１５Ｙは、図２に示すように、潜像担持体の一例としての感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像装置としての現像カートリッジ５０Ｙ、一次転写部Ｂ１、感光体クリーニングユニット７５Ｙを有している。
【００２１】
感光体２０Ｙは、円筒状の基材とその外周面に形成された感光層を有し、中心軸を中心に回転可能であり、本実施の形態においては、矢印で示すように時計回りに回転する。
【００２２】
帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。露光ユニット４０Ｙからは、レーザを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する。
【００２３】
露光ユニット４０Ｙは、半導体レーザ、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。
【００２４】
現像カートリッジ５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、イエロー（Ｙ）のトナーを用いて現像するための装置である。現像カートリッジ５０Ｙは、交換可能な図示しないトナーカートリッジから新品トナーが供給される現像室５１Ｙ内に現像剤担持体としての現像ローラ５２Ｙ、トナー供給部材としてのトナー供給ローラ５３Ｙが配置され、現像ローラ５２Ｙには、規制部材としての規制ブレード５４Ｙが当接し現像ローラ５２Ｙ上のトナーを薄層化する。
【００２５】
規制ブレード５４Ｙは、現像ローラ５２Ｙの上方又は下方に配され、現像ローラ５２Ｙに担持されるトナー量を規制するものである。規制ブレード５４Ｙを現像ローラ５２Ｙの下方に現像ローラ５２Ｙの回転方向に対してカウンタ方向に当接するように設けた場合、現像ローラ５２Ｙとトナー供給ローラ５３Ｙとのニップ部を通過したトナーがより下部搬送路５５ｂＹに落下しやすくなる。
【００２６】
一次転写部Ｂ１は、感光体２０Ｙに形成されたイエロートナー像を中間転写ベルト７０に転写するところである。各一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４で４色のトナーが順次重ねて転写された場合には、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。
【００２７】
中間転写ベルト７０は、ベルト駆動ローラ７１ａ、従動ローラ７１ｂに張架されたエンドレスのベルトであり、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）と当接しながら回転駆動される。
【００２８】
二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を紙、フィルム、布等の転写材に転写するための装置である。
【００２９】
定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂにより構成され、転写材上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を転写材に融着させて永久像とするための装置である。
【００３０】
感光体クリーニングユニット７５Ｙは、感光体２０Ｙの表面に当接されたゴム製の感光体クリーニングブレード７６Ｙを有し、一次転写部Ｂ１で中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０Ｙ上に残存するトナーを感光体クリーニングブレード７６Ｙにより掻き落として除去するための装置である。
【００３１】
次に、このように構成された画像形成装置１０の動作について説明する。
【００３２】
まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイスを介して画像形成装置のメインコントローラに入力されると、このメインコントローラからの指令に基づくユニットコントローラの制御により感光体２０Ｙ、現像カートリッジ５０Ｙに備えられた現像ローラ５２Ｙ及び供給ローラ５３Ｙ、並びに、中間転写ベルト７０等が回転する。感光体２０Ｙは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙにより順次帯電される。
【００３３】
感光体２０Ｙの帯電された領域は、感光体２０Ｙの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙによって、イエローＹの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。
【００３４】
感光体２０Ｙ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙの回転に伴って現像位置に至り、現像カートリッジ５０Ｙによって現像される。これにより、感光体２０Ｙ上にトナー像が形成される。
【００３５】
感光体２０Ｙ上に形成されたトナー像は、感光体２０Ｙの回転に伴って一次転写部Ｂ１位置に至り、一次転写ユニットによって、中間転写ベルト７０に転写される。この際、一次転写ユニットには、トナーの帯電極性とは逆の極性の一次転写電圧が印加される。この結果、各感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に重なり合って転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。
【００３６】
中間転写ベルト７０は、モータ等のベルト駆動手段からの駆動力がベルト駆動ローラ７１ａを介して伝達されることによって駆動される。
【００３７】
中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、二次転写ユニット８０によって紙等の転写材に転写される。このような転写材は、給紙トレイから、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写ユニット８０へ搬送される。
【００３８】
転写材に転写されたフルカラー液体現像剤像は、定着ユニット９０によって加熱加圧されて転写材に融着される。定着ユニット９０の通過後、排紙ローラ９４ｃにより排紙される。
【００３９】
一方、感光体２０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）は一次転写部Ｂ１、Ｂ２、Ｂ３、Ｂ４位置を経過した後に、除電ユニット（図示せず）によって除電され、さらに、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）に支持された感光体クリーニングブレード７６（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）によって、その表面に付着しているトナーが掻き落とされ、次の潜像を形成するための帯電に備える。掻き落とされたトナーは、感光体クリーニングユニット７５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）が備える残存トナー回収部に回収される。
【００４０】
二次転写後の中間転写ベルト７０の従動ローラ７１ｂ側に中間転写ベルトクリーニング装置（図示せず）が設置され、二次転写後の中間転写ベルト７０をクリーニングする。なお、中間転写ベルトを用いた中間転写方式の実施例に基づいて説明してきたが、直接転写式の画像形成装置であっても良い。
【００４１】
次に、第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙについて説明する。図３は第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの軸に直交する断面の概略図、図４は第１実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの平面図である。
【００４２】
トナー水位センサ１５０Ｙは、現像カートリッジ５０Ｙの現像室５１Ｙ内の現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの上方に配設される。トナー水位センサ１５０Ｙは、光を投光する投光部１５１Ｙと、投光部１５１Ｙが投光する光を受光する受光部１５２Ｙと、を有する。投光部１５１Ｙと受光部１５２Ｙとは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向に、対向して配設される。また、投光部１５１Ｙと受光部１５２Ｙとは、高さを変更することが可能となっている。
【００４３】
トナー水位センサ１５０Ｙは、投光部１５１Ｙから投光された光が、受光部１５２Ｙに受光されないことで、トナーの存在を検知しＯＮ信号を出力する。また、トナー水位センサ１５０Ｙは、投光部１５１Ｙから投光された光が、受光部１５２Ｙに受光されることで、トナーの存在が無いことを検知しＯＦＦ信号を出力する。
【００４４】
図５は、トナー水位センサ１５０Ｙの高さ変更機構の実施例１を示す図である。実施例１の高さ変更機構１６０Ｙは、ステッピングモータ等の駆動部１６１Ｙと、駆動部１６１Ｙの駆動力により駆動する螺子状の駆動軸１６２Ｙと、駆動軸１６２Ｙと螺合され駆動軸１６２Ｙの回転により移動する移動部材１６３Ｙと、移動部材１６３Ｙに取り付けられトナー水位センサ１５０Ｙを支持する支持部材１６４Ｙとを有する。また、移動部材１６３Ｙの移動量を規制する図示しない規制部材を有する。そして、移動部材１６３Ｙの移動が規制された時点を基準とすると好ましい。
【００４５】
図６は、トナー水位センサ１５０Ｙの高さ変更機構の実施例２を示す図である。実施例２の高さ変更機構１７０Ｙは、ステッピングモータ等の駆動部１７１Ｙと、駆動部１７１Ｙの駆動力により回転する回転軸１７２Ｙと、回転軸１７２Ｙと一体に回転し駆動部１７１Ｙの駆動力を伝達する伝達部材としての歯車１７３Ｙと、歯車１７３Ｙと噛み合い歯車１７３Ｙの回転により移動する移動部材１７４Ｙと、移動部材１７４Ｙに取り付けられトナー水位センサ１５０Ｙを支持する支持部材１７５Ｙとを有する。また、移動部材１７４Ｙの移動量を規制する規制部材１７６Ｙを有する。そして、移動部材１７４Ｙの移動が規制された時点を基準とすると好ましい。
【００４６】
次に、高さ変更可能なトナー水位センサ１５０Ｙを用いたトナー水位制御について説明する。
【００４７】
図７は、実施例１のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。実施例１のトナー水位制御は、あらかじめ設定したトナー水位センサ１５０Ｙの初期位置に対応する第１の状態としての通常水位にトナー水位を戻したい場合に行うものである。
【００４８】
まず、ステップ１で、トナー水位を通常水位にする（ＳＴ１）。続いて、ステップ２で、第１の印字を行う（ＳＴ２）。次に、ステップ３で、所定時間低dutyが続いたか否か判定する（ＳＴ３）。ステップ３において、所定時間、低dutyが続いていない場合、ステップ２に戻る。ステップ３において、所定時間、低dutyが続いた場合には、トナーが劣化していると判断して、ステップ４で、トナー補給を停止する（ＳＴ４）。
【００４９】
次に、ステップ５で、トナー水位センサ１５０Ｙを通常水位よりも低い所定の低水位ポイントまで下降させる（ＳＴ５）。続いて、ステップ６で、第２の印字を行う（ＳＴ６）。次に、ステップ７で、低水位ポイントまで下降させたトナー水位センサ１５０Ｙにより、トナーが低水位ポイントになったか否かを判定する（ＳＴ７）。ステップ７において、トナーが低水位ポイントになっていない場合、ステップ６に戻る。
【００５０】
ステップ７において、トナーが低水位ポイントになった場合、ステップ８で、センサを所定高さ上昇させる（ＳＴ８）。次に、ステップ９で、ＮＥＷトナーを所定量補給する（ＳＴ９）。さらに、ステップ１０で、トナーを所定時間撹拌する（ＳＴ１０）。
【００５１】
ステップ８〜１０において、一度に大量のＮＥＷトナーを補給すると、カブリの増加や規制漏れの原因となるので、ＮＥＷトナーは少しずつ補給すると好ましい。
【００５２】
次に、ステップ１１で、トナー水位が通常水位か否かを判定する（ＳＴ１１）。ステップ１１において、通常水位でないと判定された場合、ステップ８に戻る。ステップ１１において、通常水位であると判定された場合、制御を終了する。
【００５３】
なお、このトナー水位制御は、電源ＯＮの間、常に行うことが好ましい。
【００５４】
次に、実施例２のトナー水位制御について説明する。図８は、実施例２のトナー水位制御のフローチャートを示す図である。実施例２のトナー水位制御は、あらかじめ設定したトナー水位センサ１５０Ｙの初期位置に対応する第１の状態としての通常水位にトナー水位を戻す過程において、dutyに応じて水位を微調整する場合に行うものである。
【００５５】
まず、ステップ２１で、トナー水位を通常水位にする（ＳＴ２１）。続いて、ステップ２２で、第１の印字を行う（ＳＴ２２）。次に、ステップ２３で、低dutyが所定時間になったか否か判定する（ＳＴ２３）。ステップ２３において、低dutyが所定時間になっていない場合、ステップ２２に戻る。ステップ２３において、低dutyが所定時間になった場合には、トナーが劣化していると判断して、ステップ２４で、トナー補給を停止する（ＳＴ２４）。
【００５６】
次に、ステップ２５で、トナー水位センサ１５０Ｙをあらかじめ定めたトナー強制消費ポイントまで下降させる（ＳＴ２５）。次に、ステップ２６で、第２の印字を行う（ＳＴ２６）。続いて、ステップ２７で、トナー強制消費ポイントまで下降させたトナー水位センサ１５０Ｙにより、トナーがトナー強制消費ポイントになったか否かを判定する（ＳＴ２７）。ステップ２７において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達していない場合、ステップ２６に戻る。
【００５７】
ステップ２７において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達した場合、ステップ２８で、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に低duty印字が多かったか、高duty印字が多かったか判定する（ＳＴ２８）。ステップ２８において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に低duty印字が多かった場合、ステップ２９において、トナー強制消費を実行する（ＳＴ２９）。続いて、ステップ３０で、トナーを通常水位まで補給し（ＳＴ３０）、制御を終了する。
【００５８】
ステップ２８において、トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでの第２の印字中に高duty印字が多かった場合、ステップ３１で、第３の印字を行う（ＳＴ３１）。次に、ステップ３２で、センサを所定高さ上昇させる（ＳＴ３２）。次に、ステップ３３で、ＮＥＷトナーを所定量補給する（ＳＴ３３）。さらに、ステップ３４で、トナーを所定時間撹拌する（ＳＴ３４）。
【００５９】
ステップ３２〜３４は、劣化トナーがトナー強制消費ポイントに到達するまでに印字により消費されたものとして、トナー強制消費をせず、トナー補給を行うための工程である。ステップ３２〜３４において、一度に大量のＮＥＷトナーを補給すると、カブリの増加や規制漏れの原因となるので、ＮＥＷトナーは少しずつ補給する。
【００６０】
次に、ステップ３５で、第３の印字中に、低duty印字が多かったか、高duty印字が多かったか判定する（ＳＴ３５）。ステップ３５において、低duty印字が多かった場合、ステップ２４に戻り、トナー強制消費の準備をする。
【００６１】
ステップ３５において、高duty印字が多かった場合、ステップ３６で、通常水位か否かを判定する（ＳＴ３６）。ステップ３６において、通常水位でないと判定された場合、ステップ３１に戻る。ステップ３６において、通常水位であると判定された場合、制御を終了する。
【００６２】
なお、このトナー水位制御は、電源ＯＮの間、常に行うことが好ましい。
【００６３】
次に、第２実施形態について説明する。図９は第２実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの軸に直交する断面の概略図、図１０は第２実施形態の現像カートリッジ５０Ｙの平面図である。第２実施形態は、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを有するものである。
【００６４】
第２実施形態では、現像室５１Ｙ内のトナー水位センサ１５０Ｙに近接して、トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙを有する。トナー水位センサクリーニング部１５５Ｙは、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙの軸方向、並びに、トナー水位センサ１５０Ｙの発光面１５１ａＹと受光面１５２ａＹを結ぶ線に対して、平行に延伸する回転軸１５６Ｙと、回転軸１５６Ｙに取り付けられ回転軸１５６Ｙと共に回転する発光面クリーニング部材１５７Ｙと、受光面クリーニング部材１５８Ｙとを有する。発光面クリーニング部材１５７Ｙは、発光面１５１ａＹに摺接し、受光面クリーニング部材１５８Ｙは、受光面１５２ａＹに摺接することで、それぞれ清掃する。図９及び図１０は、投光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙが、投光面１５１ａＹ及び受光面１５２ａＹをクリーニングしている状態である。
【００６５】
また、軸１５６Ｙ、投光面クリーニング部材１５７Ｙ及び受光面クリーニング部材１５８Ｙは、一部の範囲を往復回動する構成でもよい。
【００６６】
このように、本実施形態の現像カートリッジ５０Ｙは、トナーを担持する現像ローラ５２Ｙと、現像ローラ５２Ｙに現像剤を供給するトナー供給ローラ５３Ｙと、現像ローラ５２Ｙ及びトナー供給ローラ５３Ｙを有する現像室５１Ｙと、現像室５１Ｙに配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知するトナー水位センサ１５０Ｙと、を備えたことを特徴とするので、１つのトナー水位センサ１５０Ｙで、異なるトナー水位を検知することができ低コストながら高精度とすることが可能となる。
【００６７】
また、トナー水位センサ１５０Ｙを上下移動させる移動手段を有するので、円滑に移動させることが可能となる。
【００６８】
さらに、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される潜像担持体と、静電潜像を現像して潜像担持体に像を形成する現像カートリッジ５０Ｙと、潜像担持体の像を転写する転写部と、を少なくとも備え、現像カートリッジ５０Ｙを搭載したことを特徴とするので、トナー水位を的確に検知することができ検知結果に応じて良好な画像を形成することが可能となる。
【００６９】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、トナー水位センサ１５０Ｙを第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、第２の印字工程によりトナー水位が低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有するので、低duty印字後のトナーが低水位ポイントに到達した時点でＮＥＷトナーを補給しトナーを早く第１の状態に近づけることが可能となる。
【００７０】
また、トナーを補給する工程は、トナー水位センサ１５０Ｙを所定高さ上昇させる工程と、トナーをトナー水位センサ１５０Ｙの検知する所定高さまで補給する工程と、トナーを撹拌する工程と、をトナー水位センサ１５０Ｙがあらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００７１】
さらに、本発明のトナー水位制御方法は、トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、第１の印字工程と、第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、トナー水位センサ１５０Ｙを所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、第２の印字工程と、トナー水位がトナー強制消費ポイントに到達した時点で、第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、を有することを特徴とするので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００７２】
また、トナー水位がトナー強制消費ポイントに到達した時点で、第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを第１の状態まで補給する工程を有するので、dutyに対応した制御が可能となる。
【００７３】
また、トナーを補給する工程は、トナー水位センサ１５０Ｙを所定高さ上昇させる工程と、トナーをトナー水位センサ１５０Ｙの検知する所定高さまで補給する工程と、トナーを撹拌する工程と、をトナー水位センサ１５０Ｙがあらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が第１の状態になるまで所定回数繰り返すので、急激に多量のＮＥＷトナーを補給することにより生じるカブリ等を低減することが可能となる。
【００７４】
また、第３の印字工程において高duty印字が多い場合、トナー補給を停止する工程に戻るので、dutyに対応した制御が可能となる。
【符号の説明】
【００７５】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成装置、１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ…画像形成ステーション、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ…感光体（潜像担持体）、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…帯電器、４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ…露光ユニット、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…現像カートリッジ（現像装置）、５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ…現像室、５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋ…トナー供給ローラ（トナー供給部材）、５４Ｙ，５４Ｍ，５４Ｃ，５４Ｋ…規制ブレード、５５Ｙ，５５Ｍ，５５Ｃ，５５Ｋ…搬送部、５６Ｙ，５６Ｍ，５６Ｃ，５６Ｋ…下部搬送部材、５７Ｙ，５７Ｍ，５７Ｃ，５７Ｋ…持上搬送部材、５８Ｙ，５８Ｍ，５８Ｃ，５８Ｋ…上部搬送部材、５９Ｙ，５９Ｍ，５９Ｃ，５９Ｋ…バッファ部搬送部材、７０…中間転写ベルト（中間転写部材）、７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ…感光体クリーニングユニット（潜像担持体クリーニングユニット）、８０…二次転写ユニット、９０…定着ユニット、１５０Ｙ…トナー水位センサ（検知手段）、１５１Ｙ…発光部（検知部）、１５２Ｙ…受光部（検知部）、１５５Ｙ…トナー水位センサクリーニング部（クリーニング部）、１５６Ｙ…回転軸、１５７Ｙ…発光面クリーニング部材、１５８Ｙ…受光面クリーニング部材、１６０Ｙ…高さ変更機構、１６１…駆動部、１６２…駆動軸、１６３…移動部材、１６４…支持部材、１７０Ｙ…高さ変更機構１７１…駆動部、１７２…回転軸、１７３…歯車、１７４…移動部材、１７５…支持部材、１７６…規制部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、
前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、
前記現像室に配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記検知手段を上下移動させる移動手段を有する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、
前記潜像担持体の像を転写する転写部と、
を少なくとも備え、
前記現像装置として、前記請求項１又は請求項２に記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、
前記検知手段を前記第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、
第２の印字工程と、
前記第２の印字工程によりトナー水位が前記低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、
を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項５】
前記トナーを補給する工程は、
前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、
前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、
前記トナーを撹拌する工程と、
を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返す請求項４に記載のトナー水位制御方法。
【請求項６】
トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、
前記検知手段を所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、
第２の印字工程と、
トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、
前記トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、
を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項７】
トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを前記第１の状態まで補給する工程を有する請求項６に記載のトナー水位制御方法。
【請求項８】
前記トナーを補給する工程は、
前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、
前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、
前記トナーを撹拌する工程と、
を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返す請求項７に記載のトナー水位制御方法。
【請求項９】
前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記トナー補給を停止する工程に戻る請求項７又は請求項８に記載のトナー水位制御方法。
【請求項１】
トナーを担持する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に現像剤を供給するトナー供給部材と、
前記現像剤担持体及びトナー供給部材を有する現像室と、
前記現像室に配設され、印字状況に対応して異なる位置でトナー水位を検知する検知手段と、
を備えたことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記検知手段を上下移動させる移動手段を有する請求項１に記載の現像装置。
【請求項３】
静電潜像が形成される潜像担持体と、
前記静電潜像を現像して前記潜像担持体に像を形成する現像装置と、
前記潜像担持体の像を転写する転写部と、
を少なくとも備え、
前記現像装置として、前記請求項１又は請求項２に記載の現像装置を搭載したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、
前記検知手段を前記第１の状態よりも低い所定の低水位ポイントに下降させる工程と、
第２の印字工程と、
前記第２の印字工程によりトナー水位が前記低水位ポイントに到達した場合、トナーを第１の状態まで補給する工程と、
を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項５】
前記トナーを補給する工程は、
前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、
前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、
前記トナーを撹拌する工程と、
を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返す請求項４に記載のトナー水位制御方法。
【請求項６】
トナー水位をあらかじめ設定した初期位置に対応する第１の状態とする工程と、
第１の印字工程と、
前記第１の印字工程において低duty印字が所定時間あった場合、トナー補給を停止する工程と、
前記検知手段を所定のトナー強制消費ポイントに下降させる工程と、
第２の印字工程と、
トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より多い場合、トナー強制消費を行う工程と、
前記トナー強制消費を行った後、トナーを第１の状態まで補給する工程と、
を有することを特徴とするトナー水位制御方法。
【請求項７】
トナー水位が前記トナー強制消費ポイントに到達した時点で、前記第２の印字工程において低duty印字が所定より少ない場合、第３の印字を行いながらトナーを前記第１の状態まで補給する工程を有する請求項６に記載のトナー水位制御方法。
【請求項８】
前記トナーを補給する工程は、
前記検知手段を所定高さ上昇させる工程と、
前記トナーを前記検知手段の検知する所定高さまで補給する工程と、
前記トナーを撹拌する工程と、
を前記検知手段があらかじめ設定した初期位置に到達し、トナー水位が前記第１の状態になるまで所定回数繰り返す請求項７に記載のトナー水位制御方法。
【請求項９】
前記第３の印字工程において高duty印字が多い場合、前記トナー補給を停止する工程に戻る請求項７又は請求項８に記載のトナー水位制御方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１０−２２４１３８（Ｐ２０１０−２２４１３８Ａ）
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−７０１７０（Ｐ２００９−７０１７０）
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１０月７日（２０１０．１０．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年３月２３日（２００９．３．２３）
【出願人】（０００００２３６９）セイコーエプソン株式会社 (51,324)
【Ｆターム（参考）】
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