JP2012093457A - トナー補給装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置へ凝集したトナーが補給されるのを抑制することができ、かつ、装置のダウンタイムが長くなるのを抑制することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーボトル９に具備されるメモリタグ１９４に記憶されたトナーボトル９内のトナーの緩み状態を示す指標値としてのトナー充填係数が基準値以下かどうかを判定し、基準値以下の場合（Ｓ２のＹＥＳ）は、トナーボトル９内のトナーが十分緩い（分散した）状態であるので、トナーボトル９回転回数を初期値Ｎとする（Ｓ３）。一方、トナー充填係数が基準値より大きい場合（Ｓ２のＮＯ）は、トナーボトル９内のトナーが固い（凝集した）状態であるので、トナーボトル回転回数をＮ＋ａとして、初期値Ｎよりも回転数を多くする（Ｓ４）。このように、トナーボトル回転回数が決定したら、決定した回転回数トナーボトルを回転させる解し動作を実行する（Ｓ５）。
【選択図】図７

Description

本発明は、トナー補給装置および画像形成装置に関するものである。

従来から、トナーを収容したトナー収容器たるトナーボトル内のトナーを現像装置に供給するトナー補給装置が知られている（例えば、特許文献１、２）。具体的には、トナーと磁性キャリアとからなる二成分現像方式においては、現像剤の透磁率に基づいて現像剤中のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサの検知結果に基づいて、トナー補給制御を行い、現像装置内の現像剤のトナー濃度を一定に維持している。

上記のようなトナー補給制御を行う画像形成装置においては、トナーボトル内のトナーの分散状態によって、実際のトナー濃度とトナー濃度センサにより検知されるトナー濃度とに誤差が生じたり、トナー補給量にバラツキが生じたりする場合があった。具体的に説明すると、トナーボトル内の固めの状態のトナー（凝集が進んだ状態のトナー）が現像装置に所定量供給されると、緩めの状態のトナー（分散した状態のトナー）が現像装置に所定量供給された場合に比べて、現像剤の嵩が低下し、現像剤の嵩密度（一定容積の容器に粉体を充填し、その内容積を体積としたときの密度）が上昇してしまう。その結果、現像剤中のキャリア間の距離が近くなり、緩めの状態のトナーが供給されたときに比べて、現像剤の透磁率が上がり、実際よりも多めにトナーが供給されてしまう。また、トナーボトル内のトナーが固めの状態であると、トナー供給手段としてのモーノポンプを所定時間駆動したとき、緩めの状態（トナーが分散した状態）のときよりもトナー補給量（重量）が多くなってしまう。従って、トナーボトル内のトナーが固めの状態のときは、現像装置内のトナー量が多くなる。その結果、画像濃度が上昇するため、トナーが余計に消費されてしまい、所定のトナー量で得られる画像形成枚数（イールド）が低下してしまう。また、トナー飛散、地カブリ、等のトナー濃度過多に起因する異常の発生する。

特許文献１、２に記載のトナー補給装置では、トナーボトルを複数有し、あるトナーボトルでトナー補給時に、その他のトナーボトルを回転させることによりトナーボトル内のトナーの凝集を抑制している。

しかしながら、特許文献１、２のトナー補給装置においては、トナーを補給するトナーボトル以外のトナーボトル内のトナーは、トナーボトルの回転により解され緩めの状態（分散した状態）にされるが、トナーを補給するトナーボトルは、事前の回転動作なしでトナーの補給が開始される。このため、例えば、長期間放置された後にトナー補給動作が行われた場合、現像装置内に凝集したトナーが供給されてしまうおそれがあった。

そこで、所定回数トナーボトルを回転させてトナーボトル内のトナーを解すトナー解し動作を行ってから、トナーボトル内のトナーを現像装置に補給することが考えられる。しかしながら、トナー解し動作におけるトナーボトルの回転回数を、固めの状態のトナーを緩めの状態にできる回転回数に一律に設定すると、現像装置へのトナー補給が完了するまでの時間が長くなり、装置のダウンタイムが長くなるという課題があった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、現像装置へ凝集したトナーが補給されるのを抑制することができ、かつ、装置のダウンタイムが長くなるのを抑制することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーを収容するトナー収容器と、現像装置へ上記トナー収容器内のトナーを供給するトナー供給手段とを備えたトナー補給装置において、上記トナー収容器内のトナーの凝集状態を検知するトナー凝集状態検知手段と、上記トナー収容器内のトナーを解すトナー解し手段と、上記現像装置へのトナー補給前に、上記トナー解し手段を制御して上記トナー収容器内のトナーを解すトナー解し動作を実行する制御手段とを備え、上記制御手段は、上記トナー凝集状態検知手段の検知結果に基づいて、上記トナー解し動作の時間を制御することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記トナー凝集状態検知手段は、上記トナー収容器の最大トナー充填容量と、上記トナー収容器内の現在のトナー充填量と、上記トナーのゆるみ見掛け密度とから求められるトナー充填係数に基づいてトナー凝集状態を検知することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のトナー補給装置において、上記制御手段は、上記トナー充填係数が閾値以下のときの上記トナー解し手段の駆動時間を、上記トナー充填係数が閾値よりも大きいときの上記トナー解し手段の駆動時間よりも短くしたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項２または３のトナー補給装置において、上記トナー収容器は、装置本体に対して着脱可能に構成されており、上記トナー収容器には、最新の上記トナー充填係数が記憶される不揮発性記憶手段を備え、上記トナー凝集状態検知手段は、上記トナー補給動作終了後に上記トナー充填係数を演算して上記不揮発性記憶手段に演算したトナー充填係数を記憶することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項２乃至４いずれかのトナー補給装置において、上記トナー凝集状態検知手段は、前回のトナー補給動作からの経過時間に基づいて上記トナー充填係数を補正し、補正したトナー充填係数に基づいて、トナー凝集状態を検知することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項２乃至５いずれかのトナー補給装置において、上記トナー凝集状態検知手段は、装置内の温度を検知し、検知した装置内の温度に基づいて、上記トナー充填係数を補正し、補正したトナー充填係数に基づいて、トナー凝集状態を検知することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６いずれかのトナー補給装置において、上記トナー解し手段は、上記トナー収容器を回転させることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、潜像担持体と、該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより現像する現像装置と、トナーを収容するトナー収容器内のトナーを該現像装置へ補給するトナー補給装置とを備え、上記現像装置により潜像を現像して得られる潜像担持体上のトナー像を最終的に記録材上に転写して該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記トナー補給装置として、請求項１乃至７いずれかのトナー補給装置を用いたことを特徴とするものである。

本発明によれば、トナー収容器内のトナーの凝集状態を検知し、その検知結果に基づいて、次のようにして、トナー補給動作前のトナー解し動作時間を決定すれば、現像装置へ凝集したトナーが補給されるのを抑制することができ、かつ、装置のダウンタイムが長くなるのを抑制することが可能なる。すなわち、検知結果が、トナー収容器内のトナーが緩めの状態（分散している状態）のときは、トナー収容器内のトナーが固めの状態（凝集している状態）のときよりも、トナー解し動作時間を短くするのである。これにより、トナー収容器内のトナーが固めの状態ときは、十分にトナー収容器内のトナーを解してから現像装置へトナーが供給されるため、現像装置へ凝集したトナーが補給されるのを抑制することができる。また、トナー収容器内のトナーが緩めの状態（分散している状態）のときは、トナー解し動作時間が短いので、装置のダウンタイムが長くなるのを抑制することができる。

本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示す模式図。 同画像形成装置のトナー補給装置を示す拡大構成図。 同プリンタのトナーボトル駆動部を示す斜視図。 トナーの凝集状態におけるトナー濃度センサの出力誤差を調べたグラフ。 トナーボトル内のトナーが固め状態のトナーを補給したときと、トナーが緩め状態のトナーを補給したときの単位時間当りのトナー補給量を調べた結果を示すグラフ。 （ａ）は、トナーが固め状態のトナーボトル内の様子を示す模式図。（ｂ）は、トナーが緩め状態のトナーボトル内の様子を示す模式図。 トナー補給動作を行う前のトナー解し動作の制御フロー図。 トナー充填係数と、解しに必要なトナーボトル回転数との関係を示す図。 変形例１のトナー解し動作の制御フロー図。 変形例２のトナー解し動作の制御フロー図。 トナー充填係数の補正値と温度との関係を示す図。 変形例３のトナー解し動作の制御フロー図。 トナー充填係数の補正値とトナー解し動作実施してからの経過時間との関係を示す図。

以下に、本発明にかかる画像形成装置の実施の形態を、添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明を適用した画像形成装置の概略構成を示す模式図である。図１に示す画像形成装置１００は、カラー画像を形成可能であるカラーレーザプリンタであるが、他のタイプのプリンタ、ファクシミリ、複写機、複写機とプリンタとの複合機等、他の画像形成装置にも本発明を適用することができる。

画像形成装置１００は、外部から受信した画像情報に対応する画像信号に基づき画像形成処理を行う。画像形成装置１００は、一般にコピー等に用いられる普通紙の他、ＯＨＰシートや、カード、ハガキ等の厚紙や、封筒等の何れをもシート状の記録媒体として画像形成を行うことが可能である。

画像形成装置１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫを並設したタンデム構造、言い換えるとタンデム方式を採用している。各符号の数字の後に付されたＹ、Ｃ、Ｍ、ＢＫは、イエロー、シアン、マゼンタ、黒用の部材であることを示している。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、画像形成装置１００の本体９９の内部のほぼ中央部に配設された像担持ベルトである中間転写ベルト１１の外周面側すなわち作像面側に位置している。

中間転写ベルト１１は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対峙しながら矢印Ａ１方向に移動可能となっている。各感光体ドラム感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、Ａ１方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成された可視像すなわちトナー像は、矢印Ａ１方向に移動する中間転写ベルト１１に対しそれぞれ重畳転写され、その後、シート状部材である転写紙Ｓに一括転写されるようになっている。よって、画像形成装置１００は中間転写方式の画像形成装置となっている。

中間転写ベルト１１は、その下側の部分が各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向しており、この対向した部分が、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上のトナー像を中間転写ベルト１１に転写する１次転写部９８を形成している。中間転写ベルト１１に対する重畳転写は、中間転写ベルト１１がＡ１方向に移動する過程において、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに形成されたトナー像が、中間転写ベルト１１の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに対向する位置に配設された１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫによる電圧印加によって、Ａ１方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。

中間転写ベルト１１は、ベース層を伸びの少ない材質で構成し、ベース層の表面を平滑性の良い材質によって覆ったコート層とし、ベース層にコート層を重ねて形成した多層構造となっている。ベース層の材質としては、たとえばフッ素樹脂、ＰＶＤシート、ポリイミド系樹脂が挙げられる。コート層の材質としては、たとえばフッ素系樹脂等が挙げられる。

また、中間転写ベルト１１は、その縁部にそれぞれ、寄り止め部材としての図示しない寄り止めガイドを有している。寄り止めガイドは、中間転写ベルト１１がＡ１方向に回転するときに、図１における紙面と垂直な何れかの方向に偏倚することを防止するために配設されている。寄り止めガイドは、ウレタンゴム製であるが、その他、シリコンゴムなど各種ゴム材料により構成することができる。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはそれぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの画像を形成するための、画像形成部としてのトナー像形成手段たる画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫに備えられている。

画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫについて、そのうちの一つの、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙの構成を代表して構成を説明する。なお、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に関しても実質的に同一であるので、以下の説明においては、便宜上、画像形成ユニット６０Ｙの構成に付した符号に対応する符号を、他の画像形成ユニット６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの構成に付し、詳細な説明については適宜省略することとする。
詳細な図示は省略するが、感光体ドラム２０Ｙを備えた画像形成ユニット６０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙの周囲に、図中時計方向であるその回転方向に沿って、１次転写ローラ１２Ｙと、クリーニング手段としてのクリーニング装置と、帯電手段である帯電装置としての帯電装置と、現像手段としての現像ユニットである現像装置５０Ｙとを有している。

帯電装置は、感光体ドラム２０Ｙの表面に当接して従動回転する帯電ローラと、帯電ローラに当接し従動回転するクリーニングローラとを有している。帯電ローラには、直流に交流成分のバイアスを重畳印加する図示しない電圧印加手段が接続されており、感光体ドラム２０Ｙと対向する帯電領域において、感光体ドラム２０Ｙの表面を除電すると同時に、所定の極性に帯電するようになっている。
クリーニングローラは帯電ローラに従動回転することで帯電ローラをクリーニングするようになっている。本実施形態では、接触ローラを用いた帯電システムを採用しているが、帯電システムは、近接ローラを用いたものであっても良いし、コロトロン方式を採用したものであってもよい。

現像装置５０Ｙは、感光体ドラム２０Ｙに近接対向して配設された現像ローラを有し、現像ローラと感光体ドラム２０Ｙとの間の現像領域において、イエロートナーが感光体ドラム２０Ｙの表面に形成された静電潜像に静電的に移行して、静電潜像をイエロートナー像として可視像化するものである。

１次転写ローラ１２Ｙには、制御手段たる制御部９１による制御に基づき、不図示の１次転写バイアス電源から１次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。

クリーニング装置は、感光体ドラム２０Ｙに対向する部分に開口部を有するクリーニングケースと、感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の残留トナー、キャリア、紙粉等の不要物を掻き取ってクリーニングするクリーニングブラシと、感光体ドラム２０Ｙの回転方向において、クリーニングブラシよりも下流側の位置で感光体ドラム２０Ｙに当接し感光体ドラム２０Ｙ上の不要物を掻き取ってクリーニングするためのブレードとしてのクリーニングブレードとを有している。また、クリーニング装置は、クリーニングケースに回転自在に支持され、クリーニングブラシ、クリーニングブレードによって掻き取られ、また除去されることによって生じた廃トナー等の不要物を廃トナータンクに向けて搬送するための廃トナー経路の一部を構成する排出スクリュー等を有している。

画像形成ユニット６０Ｙを構成するもののうち、１次転写ローラ１２Ｙを除く、すなわち感光体ドラム２０Ｙと、クリーニング装置と、帯電装置と、現像装置５０Ｙとは、ユニットとしてのプロセスユニットであるプロセスカートリッジ９５Ｙを構成している。プロセスカートリッジ９５Ｙは、画像形成装置１００本体に対し着脱自在に構成されている。具体的には、図１における紙面手前側から、プロセスカートリッジ９５Ｙは、画像形成装置１００本体に対して着脱される。

また、感光体ドラム２０Ｙは、単独でも、画像形成装置１００本体に対し、図１における紙面手前側から着脱自在となっている。また、現像装置５０Ｙも、現像剤の交換作業等のため、単独でも、画像形成装置１００本体に対し、図１における紙面手前側から着脱自在となっている。また、プロセスカートリッジ９５Ｙは、感光体ドラムや現像装置を本体に残した状態で、装置本体に対し図１における紙面手前側に離脱自在に構成されている。

各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの上方には、中間転写ベルト１１を備えたユニットとしての転写ベルトユニット１０が対向配置されている。
転写ベルトユニット１０は、中間転写ベルト１１の他に、中間転写ベルト１１を巻き掛けられた、駆動部材である駆動ローラ７２と、転写入口ローラ７３と、クリーニング対向ローラ７４と、クリーニング対向ローラ７４を中間転写ベルト１１の張力を増加する方向に付勢する付勢手段としてのばね７５とを有している。また、転写ベルトユニット１０は、画像形成ユニット６０Ｙを構成する１次転写ローラ１２Ｙ、駆動ローラ７２、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４、ばね７５を、筐体をなす中間転写ベルトケース１４に保持し、本体９９に対し着脱自在に支持されている。
また、中間転写ベルトケース１４には、中間転写ベルト１１に対向して配設され中間転写ベルト１１上をクリーニングするベルトクリーニング装置１３も保持されている。また、転写ベルトユニット１０は、駆動ローラ７２を回転駆動する図示しない駆動系と、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫに１次転写バイアスを印加する不図示の１次バイアス電源と、対向ローラ（駆動ローラ）７２に２次転写バイアスを印加する不図示の２次バイアス電源とを有している。

転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、駆動ローラ７２によって回転駆動される中間転写ベルト１１に連れ回りする従動ローラとなっている。１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫは、中間転写ベルト１１をその裏面から感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫに向けて押圧してそれぞれ１次転写ニップを形成する。この１次転写ニップは、中間転写ベルト１１の、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４の間に張り渡した部分において形成されている。転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４は、１次転写ニップを安定化する機能を有する。

各１次転写ニップには、１次転写バイアスの作用により、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫと１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫとの間に１次転写電界が形成される。感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に形成された各色のトナー像は、この１次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１上に１次転写される。
駆動ローラ７２は、中間転写ベルト１１を介して２次転写ローラ５を当接されており、２次転写ニップ９０を形成している。
クリーニング対向ローラ７４は、ばね７５の作用により、中間転写ベルト１１に、転写に適した所定の張力を与える加圧部材としてのテンションローラたる機能を有している。

ベルトクリーニング装置１３は、図１におけるクリーニング対向ローラ７４の左方の位置において、中間転写ベルト１１に対向するように配設されている。ベルトクリーニング装置１３は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト１１に対向、当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、中間転写ベルト１１上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト１１をクリーニングするようになっている。このクリーニングにより生じた廃トナー等の不要物は、図示しない廃トナー経路を経て廃トナータンク８３に収納されるようになっている。

ベルトクリーニング装置１３、クリーニング対向ローラ７４は、黒色画像形成時には、１次転写ローラ１２Ｙ、１２Ｃ、１２Ｍとともに下方に移動し、中間転写ベルト１１を、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍから離間するように構成されている。

画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫの下方には、書込ユニットとしての光走査装置８が対向配置されている。
光走査装置８は、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおける帯電領域と現像領域との間の領域に、光変調されたレーザー光を照射して帯電ローラにより帯電された後の各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの表面を露光し、露光部分の電位を低下させて感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの表面上に静電的な電位差を設け、静電潜像を形成する。

光走査装置８の下方には、シート給送装置６１が配設されている。シート給送装置６１は、転写紙Ｓを複数枚重ねた転写紙束の状態で収容する給紙カセット６１ａと、最上位の転写紙Ｓの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ３とを有している。給送ローラ３が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Ｓをレジストローラ対４に向けて給送するようになっている。
レジストローラ対４は、作像速度、言い換えると中間転写ベルト１１の移動速度と、給紙の速度とを合わせるために、外径を精密に加工されている。その精度は外径で０．０３ｍｍ以内である。

対向ローラとしての駆動ローラ７２に中間転写ベルトを介して対向配設され、中間転写ベルト１１と当接して２次転写ニップ９０を形成するニップ形成部材としての２次転写ローラ５は、中間転写ベルト１１に従動し、連れ回りする。２次転写ローラ５、金属製の芯金の表面にスポンジ層が形成されている。２次転写ニップ９０には、２次転写バイアスの作用により、駆動ローラ７２及び中間転写ベルト１１と、２次転写ローラ５との間に２次転写電界が形成される。中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像は、この２次転写電界やニップ圧の影響によって転写紙Ｓ上に２次転写される。駆動ローラ７２は対向ローラを兼ねている。２次転写バイアスは、駆動ローラ７２に印加する斥力バイアス方式と、２次転写ローラ５に印加する引力バイアス方式とがある。本実施形態の画像形成装置１００では、前者の斥力バイアス方式をとっている。また、２次転写バイアスは、制御部９１の制御に基づいて、不図示の２次転写バイアス電源によって、２次転写に適した所定の電圧が印加されるようになっている。すなわち、制御部９１と不図示の２次転写バイアス電源とによってバイアス印加手段が構成されている。

２次転写ニップ９０よりもシート搬送方向下流側には、トナー像を転写された転写紙Ｓに同トナー像を定着させるためのローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置６が配設されている。
定着装置６は、熱源を内部に有する定着ローラ６２と、定着ローラ６２に圧接された加圧ローラ６３とを有しており、トナー像を担持した転写紙Ｓを定着ローラ６２と加圧ローラ６３との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Ｓの表面に定着するようになっている。

また、画像形成装置１００は、転写ベルトユニット１０の上方に配設され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填された、トナー補給部材としてのトナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫが配設されている。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、本体９９に対して着脱自在に設けられている。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、図示しないトナー供給機構により、所定の補給量だけ、画像形成ユニット６０Ｙ、６０Ｃ、６０Ｍ、６０ＢＫにそれぞれ備えられた現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに補給される。トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫは、内部のトナーがなくなると交換される消耗品であり、トナーがなくなったとき等に本体９９に脱着され、交換される。

また、画像形成装置１００は、画像形成装置１００に対する各種設定を行うための入力手段としての図示しない操作パネル、画像形成装置１００全体の動作を制御する、図示しないＣＰＵ、メモリ等を備えた制御部９１などを有している。
操作パネルによって入力された各種の情報は、制御部９１によって認識され、それぞれ識別される。操作パネルは、制御部９１による制御によって所定の表示を行う出力手段としての表示部を有している。また、制御部９１は、１次転写ローラに一次転写バイアスを印加する一次バイアス電源を制御する。さらに、対向ローラ７２に２次転写バイアスを印加する２次バイアス電源を制御する。すなわち、制御部９１と２次バイアス電源とで、バイアス印加手段としての２次転写バイアス印加手段として構成している。

かかる構成の画像形成装置１００において、カラー画像を形成すべき旨の信号が入力されると、駆動ローラ７２が駆動され、転写ベルト１１、転写入口ローラ７３、クリーニング対向ローラ７４が従動回転するとともに、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫが回転駆動される。感光体ドラム２０Ｙは、回転に伴い帯電ローラにより表面を一様に帯電され、光走査装置８からのレーザー光の露光走査によりイエロー色に対応した静電潜像を形成され、この静電潜像を現像装置５０Ｙによりイエロー色のトナーにより現像され、現像により得られたイエロー色の単色画像であるトナー像を１次転写ローラ１２ＹによりＡ１方向に移動する転写ベルト１１に１次転写され、転写後に残留したトナーを含む不要物をクリーニング装置により良好に除去されて帯電ローラによる次の除電、帯電に供される。

他の感光体ドラム２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫにおいても同様に各色のトナー像が形成等され、形成された各色の単色画像であるトナー像は、１次転写ローラ１２Ｃ、１２Ｍ、１２ＢＫにより、Ａ１方向に移動する転写ベルト１１上の同じ位置に順次１次転写される。転写ベルト１１上に重ね合わされたトナー像は、転写ベルト１１のＡ１方向の回転に伴い、２次転写ローラ５との対向位置である２次転写部９０まで移動し、２次転写部９０において転写紙Ｓに２次転写される。

転写ベルト１１と２次転写ローラ５との間に搬送されてきた転写紙Ｓは、シート給送装置６１から給送ローラ３によって繰り出されてフィードされ、レジストローラ対４によって、センサによる検出信号に基づいて、転写ベルト１１上のトナー像の先端部が２次転写ローラ５に対向するタイミングで送り出されたものである。転写紙Ｓは、すべての色のトナー像を転写され、担持すると、定着装置６に進入し、定着ローラ６２と加圧ローラ６３との間の定着部を通過する際、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を定着され、転写紙Ｓ上に合成カラー画像であるカラー画像を定着される。定着装置６を通過した定着済みの転写紙Ｓは、排紙ローラ７を経て、本体９９の上部の排紙トレイ１７上にスタックされる。一方、２次転写を終えた転写ベルト１１は、ベルトクリーニング装置１３に備えられたクリーニングブラシ及びクリーニングブレードによってクリーニングされ、次の帯電工程、現像工程に備える。

このような画像形成工程において、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーは、現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫにおいてそれぞれ消費されるため、消費に応じて、後述するトナー補給装置が、トナーボトル９Ｙ、９Ｃ、９Ｍ、９ＢＫ内のイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを、所定の補給量だけ、それぞれ現像装置５０Ｙ、５０Ｃ、５０Ｍ、５０ＢＫに供給するようになっている。

次に、本実施形態の特徴点であるトナー補給装置について説明する。
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの４つのトナー補給装置は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、以下の説明では、色符号を省略して説明を行う。
図２は、トナー補給装置３０を示す拡大構成図である。トナー収容器たるトナーボトル９は、トナーを収容しているボトル部１９１と、ボトル部１９１の頭部に係合してボトル部１９１を回転可能に保持するキャップ部１９２とを有している。トナーボトル９が本体９９に装着されると、その装着動作に連動して、キャップ部１９２の穴部１９２ｂにノズル４２が挿入される。このとき、トナーボトル９の開閉部材としての口栓部材１９３は、ノズル４２と爪部材４５とに挟まれた状態で、トナー排出口１９２ａ（粉体排出口）を開放する。これにより、トナー排出口１９２ａとノズル４２に設けられたトナー受入口（粉体受入口）とが連通し、トナーボトル９のボトル部１９１内に収容されたトナーが、トナー排出口１９２ａを介して、ノズル４２内に搬送される。

一方、ノズル４２の他端は、トナー補給経路としてのチューブ３９の一端が接続されている。チューブ３９は、耐トナー性に優れたフレキシブルな材料からなり、その他端がトナー補給装置３０のトナー供給手段たるスクリュウポンプ３１（吸引ポンプ）に接続されている。チューブ３９の材料としては、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等のゴム材料や、ポリエチレン、ナイロン等の樹脂材料を用いることができる。このようなフレキシブルなチューブ３９を用いることで、トナー補給経路のレイアウトの自由度が増して、画像形成装置が小型化される。

スクリュウポンプ３１は、吸引型一軸偏心スクリュウポンプからなり、ロータ３５、ステータ３２、吸引口３３、ユニバーサルジョイント３４、モータ３６、等を具備している。ロータ３５、ステータ３２、ユニバーサルジョイント３４等は、図示しないケース内に収納されている。ステータ３２は、ゴム等の弾性材料からなる雌ねじ状部材であって、その内部にはダブルピッチの螺旋溝が形成されている。ロータ３５は、金属等の剛性材料からなる螺旋状にねじれて形成された雄ねじ状部材であって、ステータ３２内に回動自在に嵌挿されている。ロータ３５の一端は、ユニバーサルジョイント３４を介して、モータ３６に連結されている。

スクリュウポンプ３１は、モータ３６によってステータ３２内のロータ３５を所定方向に回転駆動させることで、吸引口３３に吸引力を発生させる（チューブ３９内の空気を送出してチューブ３９内に負圧を発生させる。）。これにより、トナーボトル９内のトナーが空気とともにチューブ３９を介して吸引口３３に吸引される。吸引口３３まで吸引されたトナーは、ステータ３２とロータ３５との隙間に送入されて、ロータ３５の回転に沿って他端側に送出されて、トナー搬送パイプ３８を介して現像装置５０内に補給される。なお、現像装置５０に補給されるトナーを一時的に収容するホッパを、スクリュウポンプ３１と現像装置５０との間に設置してもよい。

トナーボトル９のボトル部１９１は、略円筒状の形状に形成され、その内周面には螺旋状の突起１９１ａが設けられている（外周面側から見ると螺旋状の溝となっている。）。ボトル部１９１が本体９９に設けられた不図示のトナー収容器駆動部によって図中矢印方向に回転駆動されると、螺旋状の突起１９１ａがボトル部１９１内に収容されているトナーをキャップ部１９２内のスペースに向けて送り出す。

図３は、トナー解し手段たるトナーボトル駆動部１２０を示す斜視図である。トナーボトル駆動部１２０は、駆動カップリング１２１、駆動モータ１２２、スプリング１２３、軸１２４等を具備している。駆動カップリング１２１は、ボトル部１９１の底部に形成された駆動入力部１９１ｂ（図２を参照）に係合するよう配設されている。駆動カップリング１２１と駆動モータ１２２とは、軸１２４及びこれに設けられたギヤ１２５を介して連結しており、駆動モータ１２２の駆動力が軸１２４及びギヤ１２５を介して駆動カップリング１２１に伝達される。そして、その駆動力が、駆動カップリング１２１に係合したトナーボトル９の駆動入力部１９１ｂを介してボトル部１９１に伝わって、ボトル部１９１を回転せしめる。この回転により、トナーボトル９内のトナーが解されるとともに、螺旋状の突起１９１ａによってキャップ部１９２内のスペースに向けて送り出される。

本実施形態の現像装置５０内には、トナーと磁性キャリアとを有する二成分現像剤が収容されている。また、現像装置５０には、現像剤の透磁率を検知する不図示のトナー濃度センサが設けられている。不図示のトナー濃度センサによる現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として制御部９１に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部９１はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサからの出力電圧の目標値Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。制御部９１は、トナー濃度センサからの出力電圧Ｖｔの値と目標値Ｖｔｒｅｆとの差ΔＴ＝（Ｖｒｅｆ−Ｖｔ）を演算し、ΔＴが＋（プラス）の場合はトナー濃度が十分高いと考えてトナー補給を行わない。一方、ΔＴが−（マイナス）の場合、｜ΔＴ｜の値に応じた時間だけスクリュウポンプ３１を駆動させる。この駆動により、現像に伴ってトナーを消費してトナー濃度を低下させた現像剤に対して適量のトナーが現像装置５０に供給される。

しかしながら、上記のようなトナー補給の制御を行っても、トナーボトル９内のトナーの凝集状態によって、実際のトナー濃度とトナー濃度センサにより検知されるトナー濃度とに誤差が生じたり、トナー補給量にバラツキが生じたりして、現像装置５０内の現像剤のトナー濃度が一定に維持されない場合がある。

同じトナー濃度の２成分現像剤を２個容易し、一方の現像剤のトナーは圧力をかけるなどして、緩み見掛け密度を高め、他方の現像剤のトナーは、篩にかけるなどして緩み見掛け密度を低めにし、トナー濃度センサの出力を調べた。図４は、調べた結果である。図４に示すように、トナーを凝集させ、緩み見掛け密度を高めた方は、分散した状態（緩み見掛け密度が低い）に比べて、同じトナー濃度であっても、トナー濃度センサの出力電圧が高いことがわかる。その結果、トナーボトル内のトナーが固め（凝集した）状態のときは、固めのトナーが供給されることになり、実際は、目標のトナー濃度になっているにも係らず、上述したΔＴが、−（マイナス）となり、現像装置内のトナー濃度が、目標のトナー濃度よりも濃くなってしまう。

図５は、図６（ａ）に示すような、トナーボトル９内のトナーが固め（凝集した）状態のトナーを補給したときの単位時間当りのトナー補給量と、図６（ｂ）に示すように、トナーボトル９内のトナーが緩め（分散した）状態のトナーを補給したときの単位時間当りのトナー補給量を調べた結果である。
図５に示すように、トナーボトル９内のトナーが固め（凝集）の場合は、トナーボトル内のトナーが緩め（分散）の場合に比べて、単位時間当たりのトナー補給量が多いことがわかる。なお、トナー補給開始直後のトナー補給量が多いのは、トナー排出口１９２ａやノズル４２に溜まったトナーが供給されたためと思われる。

また、図５に示すように、ある程度の時間が経過すると、トナーボトル内のトナーが固め（凝集）状態と緩め（分散）状態とで単位時間当たりのトナー補給量に差が無くなっている。これは、ボトル部１９１の回転によって、ボトル部１９１内のトナーが解され、固め状態のトナーが緩め状態になったためである。このように、トナーボトル９をある程度回転させると、トナーボトル９内のトナーが解され、緩めの状態のトナーが現像装置に供給することができる。よって、トナーボトル９を複数回回転させる解し動作を行ってから、スクリュウポンプ３１を駆動させてトナー補給動作を開始すれば、常に現像装置５０に緩めのトナーを供給することができ、安定したトナー補給制御を行うことができる。

しかしながら、あまり凝集していない状態のトナーについて、凝集が進んだトナーのときと同様に解し動作を行うのは、時間の無駄であり、トナー補給動作が無駄に長くなり、装置のダウンタイムが無駄に長くなってしまう。そこで、本実施形態においては、トナーボトル９内のトナーの凝集状態を検知して、その凝集状態に応じて解し動作の時間（回転回数）を決定している。以下に、具体的に説明する。

本実施形態のトナーボトル９には、図２に示すように、不揮発性記憶手段としてのメモリタグ１９４が設けられている。このメモリタグ１９４には、メモリと、装置本体に設けられた不図示の通信部と無線通信するための通信回路とを有している。このメモリタグ１９４のメモリには、このトナーボトル９のトナー最大充填容量、このトナーボトル９に収容されているトナー特性情報としてのトナー緩み見掛け密度、後述するトナー充填係数、このトナーボトルに収容されている現在のトナー充填量などが記憶されている。上記トナー緩み見掛け密度は、次のようにして求めた。トナー１０［ｇ］を５０［ｍｌ］メスシリンダー内に入れ、蓋をして５０回振り、蓋をあけて１０分間静置後に目盛りを読み取り、計量したトナー量との比を、ゆるみ見掛け密度の測定値とした。なお、ゆるみ見掛け密度は同様の原理法則によって求められるのであれば、特に上記の条件で測定されたものでなくてもよい。

現在のトナー充填量は、例えば、書き込み画素数などから求められたトナー消費量に基づき求められる値である。具体的には、画像形成動作が終了すると、制御部９１は、そのときの書き込み画素数からトナー消費量を演算する。また、メモリタグ１９４と通信を行って、メモリに記憶されている現在のトナー充填量を読み出す。そして、読み出した現在のトナー充填量から算出したトナー消費量を差し引いて、新たな現在のトナー充填量を求め、これを現在のトナー充填量として、メモリタグ１９４に上書きするのである。トナーボトル使用初期においては、現像のトナー充填量として、トナー最大充填容量が記憶されている。なお、上記では、書き込み画素数などから求められたトナー消費量に基づき現在のトナー充填量を算出しているが、例えば、現像装置５０へのトナー補給量に基づいて、現在のトナー充填量を算出してもよい。現像装置５０へのトナー補給量は、スクリューポンプ３１の駆動時間などから求めることができる。

また、上記トナー充填係数とは、トナーボトル９内のトナーの凝集状態を表す指標であり、次のようにして算出される。すなわち、このメモリタグ１９４に記憶されているトナー最大充填容量、トナー緩み見掛け密度、現在のトナー充填量から算出されるものであり、例えば、トナー最大充填容量が１５４０［ｃｍ^３］、現在のトナー充填量が５５０［ｇ］、トナー緩み見掛け密度が０．３［ｇ／ｃｍ^３］の場合、トナー充填係数は、５５０÷０．３÷１５４０×１００≒１２０となる。このトナー充填係数は、トナー補給動作が終了したときに、求められるものである。具体的には、トナー補給動作が終了したら、制御部９１は、メモリタグ１９４に記憶されているトナー最大充填容量、トナー緩み見掛け密度、現在のトナー充填量を読み出し、トナー充填係数を算出する。トナー充填係数を算出したら、メモリタグ１９４と通信を行い、算出した新たなトナー充填係数をメモリタグ１９４のメモリに上書きする。

なお、本実施形態では、本体の制御部９１で現在のトナー充填量、トナー充填係数を算出しているが、メモリタグ１９４に演算手段たるＣＰＵを備え、メモリタグ１９４で、トナー充填量、トナー充填係数を算出してもよい。この場合、装置本体９９から、トナー消費量やトナー補給量をメモリタグ１９４が受信し、受信したら現在のトナー充填量を算出し、この算出したトナー充填量を用いてトナー充填係数を算出する。

図７は、トナー補給動作を行う前のトナー解し動作の制御フロー図である。
図に示すように、まず、トナーボトル９に具備されるメモリタグ１９４に記憶されたトナー充填係数を読み込む（Ｓ１）。次いで、読み込んだトナー充填係数が予め実験的に求めた基準値以下かどうかを判定する（Ｓ２）。基準値以下の場合（Ｓ２のＹＥＳ）は、トナーボトル９内のトナーが十分緩い（分散した）状態であるので、トナーボトル９回転回数を予め実験的に求めた初期値Ｎ＝１０とする（Ｓ３）。一方、トナー充填係数が基準値より大きい場合（Ｓ２のＮＯ）は、トナーボトル９内のトナーが固い（凝集した）状態であるので、トナーボトル回転数をＮ＋ａとして、初期値Ｎよりも回転回数を多くする（Ｓ４）。ここで、ａは予め実験的に求めた値であって、ａ＝３とした。すなわち、１３回トナーボトル９を回転させるのである。このように、トナーボトル回転回数が決定したら、決定した回転回数トナーボトルを回転させる解し動作を実行する（Ｓ５）。そして、このような解し動作が終了したら、上述したように、不図示のトナー濃度センサに基づくトナー補給動作を実行し、実行後、トナー充填係数を算出しなおし、メモリタグ１９４に算出したトナー充填係数を記憶する。なお、制御部９１は、トナーボトルの回転回数を、トナーボトル駆動部１２０の駆動時間により把握することができる。これは、トナーボトルが１回転するのにかかる時間は、予めわかっているので、トナーボトル駆動部１２０を駆動して、所定の時間経過したら、トナーボトルが一回転したと把握する。また、これに限らず、エンコーダなどを設けて、トナーボトルの回転回数を検知するようにしてもよい。

このように、本実施形態においては、トナーボトル内のトナーが固い（凝集した）状態のときは、解し動作におけるトナーボトル９の回転回数を１３回と多めにすることにより、十分にトナーを解してから、トナー補給動作を行うことができる。これにより、緩み（分散した）状態のトナーを現像装置５０に補給することができ、安定したトナー補給動作を行うことができる。また、トナーボトル内のトナーが緩め（分散した）状態のときは、解し動作におけるトナーボトル９の回転回数を１０回として、固い状態のときに比べて、回転回数を少なくすることにより、解し動作時間を短縮することができ、トナー補給が終了するまでの時間を短縮することができる。これにより、装置のダウンタイムを短縮することができる。また、本実施形態においては、トナーボトル９にメモリタグ１９４を設けて、予めトナー充填係数を保存しておくことで、トナー解し動作を行うときに、トナー充填係数を算出する場合に比べて、解し動作開始するまでの時間を短縮することができる。また、このメモリタグ１９４にトナー最大充填容量やトナー緩み見掛け密度など記憶することにより、トナーボトル交換時に、これらの情報をユーザーに入力させる手間がなくなり、利便性の向上を図ることができ、また、入力ミスによって、正しいトナー充填係数が演算できなくなるという不具合を防止することもできる。

次に、本実施形態の変形例について、説明する。

［変形例１］
まず、変形例１について説明する。
図８は、トナー充填係数と、トナー補給量が安定し、実際のトナー濃度とトナー濃度センサとの間に誤差が生じず、安定したトナー補給制御を実現するために必要な解し動作時のトナーボトル回転数との関係をあらわす図である。この図は、次のようにして求めたものである。種々のトナー充填係数のトナーボトルを用意し、単位時間当たりのトナー補給量が安定するまでに必要な回転回数、および、実際のトナー濃度とトナー濃度センサの検知結果とが同じとなるのに必要な回転回数を調べ、これらから、必要なトナーボトル回転回数を求めたものである。

変形例１は、この図８に示すトナー充填係数と、必要なトナーボトル回転回数との関係を用いて、解し動作におけるトナーボトル回転回数を詳細に設定するものである。
図９は、変形例１のトナー解し動作の制御フロー図である。
まず、上述と同様、制御部９１は、メモリタグ１９４と通信を行って、メモリタグ１９４からトナー充填係数を読み出す（Ｓ１１）。次に、図８に示す関係に基づいて、トナー解し動作におけるトナーボトル回転回数を決定する（Ｓ１２）。具体的には、制御部９１のメモリに図８に示す関係を表す関係式（例えば、Ｙ＝ａＸ＋ｂ）が記憶されており、メモリタグ１９４から読み出したトナー充填係数を上記関係式に代入することにより、必要なトナーボトルの回転回数を求めることができる。また、これに限らず、トナーボトルの回転回数とトナー充填係数とを関連づけたテーブルを制御部９１のメモリに保存しておいてもよい。例えば、トナー充填係数が１２０のときは、トナーボトルの回転回数は、１０回に設定される。次いで、決定した回転回数トナーボトルを回転させる解し動作を実行する（Ｓ１３）。

このように、変形例１においては、トナー解し動作におけるトナーボトル回転回数を詳細に設定することができるので、より適切なトナー解し動作を行えることができ、より安定したトナー補給を実現することができ、かつ、ダウンタイムの短縮を図ることができる。

［変形例２］
次に、変形例２について説明する。
トナーボトル内のトナーは、温度が高いときは、凝集しやすい傾向にあり、逆に温度が低いときは、トナーが分散しやすい傾向にある。そこで、この変形例２においては、装置内の温度条件に基づいて、トナー充填係数を補正するようにしたものである。

図１０は、変形例２のトナー解し動作の制御フロー図である。
まず、上述と同様、制御部９１は、メモリタグ１９４と通信を行って、メモリタグ１９４からトナー充填係数を読み出す（Ｓ２１）。次いで、温度検知手段たる温湿度センサで装置内の温度情報を読み取り、図１１のトナー充填係数の補正値と温度との関係に基づいて、トナー充填係数の補正値を求め、この補正値を読み出したトナー充填係数に加算する（Ｓ２２）。図１１に示す関係は、予め実験により求めた関係であり、制御部９１のメモリには、トナー充填係数の補正値と温度との関係式（例えば、Ｙ＝ａＸ＋ｂ）が記憶されている。また、補正値と機内温度とを関連づけたテーブルを制御部９１のメモリに保存しておいてもよい。例えば、温度が３０℃であった場合には、トナー充填係数の補正値は２０となり、例えば、トナー充填係数が１２０であったすると、補正後のトナー充填係数は、１４０となる。次に、補正したトナー充填係数および先の図８に示したトナー充填係数と必要なトナーボトル回転回数との関係に基づいて、トナー解し動作におけるトナーボトル回転回数を決定する（Ｓ２３）。例えば、補正後のトナー充填係数が１４０の場合、トナーボトル回転回数が、１５回に決定される。そして、決定した回転回数トナーボトルを回転させる解し動作を実行する（Ｓ２４）。

このように、変形例２においては、使用環境に応じたトナー解し動作を行うことができるため、より的確にトナーボトル内トナーを緩み状態にすることができる。これにより、より安定したトナー補給を実現することができる。

［変形例３］
次に、変形例３について説明する。
トナーボトル内のトナーは、トナーボトルを動かさず放置しておくと凝集が進んでしまう。そこで、変形例３においては、前回のトナー解し動作（トナーボトル回転動作）を実施してからの経過時間を求め、求めた経過時間に基づき、トナー充填係数を補正するものである。

図１２は、変形例３のトナー解し動作の制御フロー図である。
まず、上述と同様、制御部９１は、メモリタグ１９４と通信を行って、メモリタグ１９４からトナー充填係数を読み出す（Ｓ３１）。次いで、本制御を前回実施してからの経過時間を求め、図１３に示す解し動作を前回実施してからの経過時間とトナー充填係数の補正値との関係から、トナー充填係数の補正値を求める。図１３の関係は、予め実験により求め、経過時間とトナー充填係数の補正値との関係式（例えば、Ｙ＝ａＸ＋ｂ）や、経過時間とトナー充填係数の補正値とが関係付けられたテーブルを制御部９１のメモリに保存しておく。例えば、経過時間が５時間であった場合には、トナー充填係数の補正値は６０となる。そして、この求めたトナー充填係数の補正値を、メモリタグ１９４から読み出したトナー充填係数に加算する（Ｓ３２）。例えば、メモリタグ１９４から読み出したトナー充填係数が１２０のときは、補正後のトナー充填係数は１８０となる。次に、補正したトナー充填係数および先の図８に示したトナー充填係数と必要なトナーボトル回転回数との関係に基づいて、トナー解し動作におけるトナーボトル回転回数を決定する（Ｓ３３）。例えば、補正後のトナー充填係数が１８０の場合、トナーボトル回転回数が、２０回に決定される。そして、決定した回転回数トナーボトルを回転させる解し動作を実行する（Ｓ３４）。

このように、変形例３においては、放置時間に応じたトナー解し動作を行うことができるため、より的確にトナーボトル内トナーを緩み状態にすることができる。これにより、より安定したトナー補給を実現することができる。また、変形例２に記した温度による補正と併せて実行することで、トナーボトル内のトナーの緩み状態をより正確に把握することが可能となる。

また、上記では、トナー解し動作として、トナーボトルを回転させているが、トナーボトルを振動させたり、正転・逆転を短い間隔で行うようにしてトナーボトルを揺すったりすることで、トナーボトル内のトナーを解すようにしてもよい。上述では、トナー供給手段として、スクリュウポンプ３１を使用しているが、これに限らず、種々の手段を用いることができる。また、上述では、トナー充填係数に基づいて、トナーボトルの回転回数を決定しているが、トナー充填係数に基づいて、トナーボトル駆動部１２０の駆動時間を決定してもよい。

以上、本実施形態のトナー補給装置３０によれば、トナーを収容するトナー収容器たるトナーボトル９と、現像装置５０へトナーボトル内のトナーを供給するトナー供給手段たるスクリュウポンプ３１とを備えている。また、トナーボトル内のトナーの凝集状態を検知するトナー凝集状態検知手段としての制御部９１、トナーボトル内のトナーを解すトナー解し手段としてのトナーボトル駆動部１２０とを備えている。また、制御手段たる制御部９１は、トナーボトル内のトナーの凝集状態に基づいて、上記トナー解し動作の時間を決定し、決定したトナー解し動作時間、上記スクリュウポンプによるトナー補給前に、上記トナーボトル駆動部１２０を制御して上記トナーボトル内のトナーを解すトナー解し動作を実行する。
これにより、上述したように、分散した状態トナーを現像装置５０に補給することができ、トナー補給量が多くなったり、トナー濃度の検知結果が、実際のトナー濃度よりも低めに検知したりするのを抑制することができ、現像装置内の実際のトナー濃度が目標のトナー濃度よりも高くなるのを抑制することができる。これにより、余計なトナー消費によるイールド低下、トナー飛散、地カブリ等のトナー濃度過多に起因する画像の異常を抑制することができる。また、トナーボトル内のトナーが緩め（分散した）状態のときと、固め（凝集した）状態とでトナー解し動作時間を変更することができるので、ダウンタイムが長くなるのを抑制することができる。

また、トナーボトル内のトナーは、トナーの充填量が多いときは、凝集しやすい傾向にあり、逆に充填量が少ないときは、トナーが分散しやすい傾向にある。そこで、本実施形態においては、制御部９１は、トナーボトルの最大トナー充填容量と、トナーボトル内のトナー充填量と、トナーのゆるみ見掛け密度とから演算されるトナー充填係数に基づいてトナー凝集状態を検知するようにした。これにより、トナーボトル内のトナー凝集状態を把握することができる。

また、制御部９１は、トナー充填係数が閾値以下のときトナーボトル駆動部１２０の駆動時間を、上記トナー充填係数が閾値よりも大きいときのトナーボトル駆動部１２０の駆動時間よりも短くした。上記トナー充填係数が小さいときは、トナーボトル内のトナーがある程度分散しているので、トナーボトル駆動部１２０の駆動時間を短くしても、トナーボトル内のトナーを分散した状態にすることができる。よって、装置のダウンタイムを抑制することができる。一方、トナー充填係数が閾値よりも大きいときは、トナーボトル内のトナーが凝集しているので、トナーボトル駆動部１２０の駆動時間を長くすることで、トナーボトル内のトナーを分散した状態にすることができる。これにより、分散した状態のトナーを現像装置に供給することができる。

また、本実施形態によれば、トナーボトルは、装置本体に対して着脱可能に構成されており、トナーボトルには、最新の上記トナー充填係数が記憶される不揮発性記憶手段たるメモリタグ１９４を備え、制御部９１は、上記トナー補給動作終了後に上記トナー充填係数を演算して上記メモリタグ１９４に演算したトナー充填係数を記憶する。これにより、トナー解し動作を行うときに、トナー充填係数を算出する手間が無くなり、トナー解し動作の開始を速めることができ、装置のダウンタイムを短縮することができる。

また、トナーボトルを動かさず放置しておくと凝集が進んでしまう。そこで、変形例３に示すように、制御部９１は、前回のトナー補給動作からの経過時間に基づいて上記トナー充填係数を補正し、補正したトナー充填係数に基づいて、トナー凝集状態を検知するようにしてもよい。これにより、トナーボトルの放置時間を考慮にいれて、トナーボトル内のトナーの凝集状態を把握することができ、より的確なトナー解し動作を行うことができる。

また、トナーボトル内のトナーは、温度が高いときは、凝集しやすい傾向にあり、逆に温度が低いときは、トナーが分散しやすい傾向にある。そこで、変形例２に示すように、装置内の温度に基づいて、トナー充填係数を補正してもよい。これにより、装置の温度を考慮にいれたトナーボトル内のトナーの凝集状態を把握することができ、より的確なトナー解し動作を行うことができる。

また、トナーボトル駆動部１２０により上記トナーボトルを回転させることで、トナーボトル内のトナーを解すことができる。

また、本実施形態の画像形成装置によれば、上述したトナー補給装置を備えることで、良好な画像を維持することができる。

９：トナーボトル
３０：トナー補給装置
３１：スクリュウポンプ
５０：現像装置
９１：制御部
１２０：トナーボトル駆動部
１９４：メモリタグ

特開平１０−１９８１４７号公報 特開２００９−８０４０２号公報

Claims (8)

1. トナーを収容するトナー収容器と、
   現像装置へ上記トナー収容器内のトナーを供給するトナー供給手段とを備えたトナー補給装置において、
   上記トナー収容器内のトナーの凝集状態を検知するトナー凝集状態検知手段と、
   上記トナー収容器内のトナーを解すトナー解し手段と、
   上記現像装置へのトナー補給前に、上記トナー解し手段を制御して上記トナー収容器内のトナーを解すトナー解し動作を実行する制御手段とを備え、
   上記制御手段は、上記トナー凝集状態検知手段の検知結果に基づいて、上記トナー解し動作の時間を制御することを特徴とするトナー補給装置。
2. 請求項１のトナー補給装置において、
   上記トナー凝集状態検知手段は、上記トナー収容器の最大トナー充填容量と、上記トナー収容器内の現在のトナー充填量と、上記トナーのゆるみ見掛け密度とから求められるトナー充填係数に基づいてトナー凝集状態を検知することを特徴とするトナー補給装置。
3. 請求項２のトナー補給装置において、
   上記制御手段は、上記トナー充填係数が閾値以下のときの上記トナー解し手段の駆動時間を、上記トナー充填係数が閾値よりも大きいときの上記トナー解し手段の駆動時間よりも短くしたことを特徴とするトナー補給装置。
4. 請求項２または３のトナー補給装置において、
   上記トナー収容器は、装置本体に対して着脱可能に構成されており、
   上記トナー収容器には、最新の上記トナー充填係数が記憶される不揮発性記憶手段を備え、
   上記トナー凝集状態検知手段は、上記トナー補給動作終了後に上記トナー充填係数を演算して上記不揮発性記憶手段に演算したトナー充填係数を記憶することを特徴とするトナー補給装置。
5. 請求項２乃至４いずれかのトナー補給装置において、
   上記トナー凝集状態検知手段は、前回のトナー補給動作からの経過時間に基づいて上記トナー充填係数を補正し、補正したトナー充填係数に基づいて、トナー凝集状態を検知することを特徴とするトナー補給装置。
6. 請求項２乃至５いずれかのトナー補給装置において、
   上記トナー凝集状態検知手段は、装置内の温度を検知し、検知した装置内の温度に基づいて、上記トナー充填係数を補正し、補正したトナー充填係数に基づいて、トナー凝集状態を検知することを特徴とするトナー補給装置。
7. 請求項１乃至６いずれかのトナー補給装置において、
   上記トナー解し手段は、上記トナー収容器を回転させることを特徴とするトナー補給装置。
8. 潜像担持体と、
   該潜像担持体上の潜像にトナーを付着させることにより現像する現像装置と、
   トナーを収容するトナー収容器内のトナーを該現像装置へ補給するトナー補給装置とを備え、
   上記現像装置により潜像を現像して得られる潜像担持体上のトナー像を最終的に記録材上に転写して該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
   上記トナー補給装置として、請求項１乃至７いずれかのトナー補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

Images