JP2014059356A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーボトルの新品判断を確実に行い、さらにはトナー無しであると判断されるときにトナーボトル内に残るトナーをなるべく少なくすることを可能とした画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーを収容したトナーボトル７からバッファ部１６にトナーを供給し、バッファ部から供給されたトナーにより静電像を現像して画像を形成する画像形成装置において、バッファ部のトナーの有無を検知するトナー検知手段１８と、トナーの供給効率が異なる複数の供給モードを有するトナー供給手段とを有し、トナー供給手段は、トナーボトルからバッファ部へトナーを供給するに際して画像形成動作中にトナー検知手段がトナーなしを検知したときは第１の供給モードによって供給し、新品のトナーボトルがセットされたかを判別するときは第１の供給モードよりも単位時間当たりの回転量が多い第２の供給モードで供給する。
【選択図】図２

Description

本発明は電子写真複写機などにおいて、着脱可能な現像剤補給容器を装着し、この現像剤補給容器から現像剤補給が行われる画像形成装置に関する。

今日の電子写真画像形成装置にあっては、現像剤補給構成として現像剤を収容した現像剤補給容器を装着し、画像形成動作中に現像器内の現像剤がなくなると現像剤補給容器から所定量のトナーをバッファ部を介して現像器に供給する方式がある。この方式は、トナーを収容したボトル等の現像剤補給容器（以下「トナーボトル」）から所定量のトナーを補給でき、またトナーボトルにトナーがなくなったときは新品のトナーボトルに交換するだけでトナー補給が可能になる。このため、トナーの取り扱いやトナー補給が容易になる利点がある。

このように着脱可能なトナーボトルを用いる画像形成装置にあっては、トナーボトルがトナーが充填された未使用のボトル（以下「新品」）であるか、トナーが使い終わったボトル（以下「旧品」）であるかを判断する必要がある。

旧品が投入されているのに新品であると判断した場合には、画面上のトナー残量表示が実際の残量と異なってしまう。また、トナー残量に応じてトナーボトルをユーザ先に自動配送をしている場合には、誤って旧品を新品と判断すると、再びトナーが無くなったと判断し、トナーボトルを誤って配送するということが起きてしまう。

画像形成装置が装着されたトナーボトルが新品か旧品かを検知する機構（新品検知機構）を別途備えていれば、トナーボトルの新品／旧品の誤検知をすることはない。しかし、新品検知機構を設けない構成は、該機構を有する装置に対してコスト面で有利である。そして、新品検知機構を設けることなく新／旧判断をしているものとして特許文献１が提案されている。

特許文献１では、現像によって消費されたトナーの現像器内への補給を、トナー搬送機構によってバッファ部から行う構成となっている。そして、バッファ部内のトナー残量検知部の近傍にトナーがないときはトナー無しと判断する。トナー無しであると判断されると、トナーボトルの回転が行われてボトル内のトナーがバッファ部へ供給され、トナー無しの状態で所定の回転数または時間経過すると、トナーボトルの交換要請の表示を出す。ついで、バッファ部から現像器にトナーを供給する搬送スクリューの回転数を計測し所定の回数に達したときは、画像形成動作の停止予告の表示をする。

上記構成において、トナーボトルが交換されたと検知したときには、トナーボトルを連続して回転させ、残量検知部によりトナー有りが検知されると新品であると判断する。一方、所定回転数または回転時間経過する間もトナー有りが検知されないときは、旧品が装着されたと判断して画像形成動作を禁止し、トナーボトルの交換表示を行う。

特開２００５−８４０７２

トナーボトル内のトナーが無しと判断された場合でも、旧品内にトナーが少量残っている場合がある。そのような場合、すなわち、トナーボトルの再セットなど、旧品が再度投入されたとき、旧品内にわずかに残るトナーがバッファ部に供給されると検知部がトナーボトルが新品であると誤検知する可能性がある。

本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、現像剤補給容器内の現像剤を供給するときに、現像剤補給容器内に残る現像剤をなるべく少なくし、さらに現像剤無しと判断されて現像剤補給容器が新品であるかの判断時に、旧品を新品であると誤検知する可能性を低減させることを可能とした画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、回転可能に設けられた現像剤を収容する容器本体と、前記容器本体とともに回転され、前記容器本体に設けられた現像剤を排出する開口部よりも下方にある現像剤を前記開口部よりも上方にすくい上げて前記開口部へガイドするバッフル部を備えた現像剤搬送部と、前記容器本体を回転させる駆動手段と、前記容器本体から現像剤の補給を受けるバッファ部と、前記バッファ部の所定位置に設けられ、現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、前記現像剤検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段の駆動を制御する制御部と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、現像剤補給容器から前記バッファ部へ現像剤を供給するに際して画像形成動作中に前記現像剤検知手段が所定時間以上現像剤なしを検知したときは、前記駆動手段の駆動条件を第１の駆動条件にて駆動させる第１の供給モードを実行させ、前記第１の供給モードを実行中において前記現像剤検知手段が所定時間以上現像剤なしを検知した後、前記現像剤検知手段が現像剤ありを検知するまでは、前記第１の供給モードより単位時間当たりの前記容器本体の回転量が多い第２の駆動条件にて駆動させる第２の供給モードを実行することを特徴とする。

本発明にあっては、現像剤補給容器が空か否かを判断する際には、現像剤補給容器からの現像剤供給効率がよいモードで現像剤供給を行うことで、空判断時に補給容器内に残る現像剤を可能な限り少なくすることが可能となる。また、その後の現像剤補給容器が新品か否かの判断のために現像剤供給を行う際には、現像剤補給容器からの現像剤供給効率が低いモードで現像剤供給を行うことで、使い終わった現像剤補給容器を再セットした場合において、新品と誤判断することを抑制することができる。これにより、容器内に残る現像剤を少なくしつつ、現像剤補給容器の新品判断をするための機構を別途設けることなく、新品判断を行うことが可能となる。

本発明の実施形態を示した画像形成装置の断面図 本発明の実施形態を示したトナー補給部の図 本発明の実施形態を示した制御ブロック図 本発明の実施形態を示したトナー排出動作の図 本発明の第１実施形態を示したボトル駆動モータの間欠駆動のシーケンスと連続駆動のシーケンス 本発明の第１実施形態を示した駆動方式によるトナーボトル内のトナー残量が少ないときの排出効率の関係 本発明の第１実施形態を示したトナー有無検知時のフローチャート 本発明の第１実施形態を示した新品検知時のフローチャート 本発明の第２実施形態を示したモータ速度によるトナーボトル内のイメージ図 本発明の第２実施形態を示したモータ速度によるトナーボトル内のトナー残量が少ないときの排出効率の関係 本発明の第２実施形態を示したトナー有無検知時のフローチャート 本発明の第３実施形態を示したトナー有無検知時のフローチャート

次に本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して説明する。

〔第１実施形態〕
＜画像形成装置の全体構成＞
図１は第１実施形態に係る電子写真方式のカラー画像形成装置の概略構成図である。まず、画像形成装置の全体構成について説明する。

この画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部ＰＹと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部ＰＭと、シアン色の画像を形成する画像形成部ＰＣと、ブラック色の画像を形成する画像形成部ＰＫの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部は現像剤（以下「トナー」）の色が異なるのみで構成は同じである。

各画像形成部には、それぞれ像担持体である感光ドラム１が設置されている。感光ドラム１の周囲には、帯電ローラ２、現像器３、一次転写ローラ４、ドラムクリーニング装置５がそれぞれ配置されている。帯電ローラ２と現像器３との間には露光装置６からの画像光が照射するように構成されている。また、各現像器３には、それぞれの色のトナーを供給するための現像剤補給容器であるトナーボトル７が配置されている。

画像形成部の各感光ドラム１と、無端ベルト状の中間転写ベルト８が当接することによって一次転写部が形成されている。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９ａ、支持ローラ９ｂ、二次転写対向ローラ９ｃ間に張架されており、駆動ローラ９ａの駆動によって矢印ａ方向（時計方向）に回転される。

また、画像形成部の上部には画像読み取り部を介して原稿を読み取るイメージリーダ１０が配置されている。また、画像形成部の下部にはシートを装填したシートカセット１１がセットされ、カセット内に装填されたシートが画像形成に同期して搬送ローラ１２等からなる搬送手段により画像形成部へ搬送されるようになっている。

上記画像形成装置は、プリント動作開始の指示が入ると、各画像形成部が帯電した感光ドラム１に画像光を照射して静電像を形成し、これを現像器３でトナー現像して可視像化し、そのトナー像を中間転写ベルト８に転写する。この画像形成と同期して搬送手段によってシートが二次転写対向ローラ９ｃで支持された中間転写ベルト８と二次転写ローラ１３とのニップ部である二次転写部に搬送されて中間転写ベルト８上のトナー像がシートに転写される。そして、トナー像が転写されたシートは定着部１４に搬送されて加熱、加圧されてトナー像が定着された後、排出部１５へ排出される。

＜現像器へのトナー補給構成＞
次に現像器３へのトナー補給構成について説明する。図２は現像装置におけるトナー補給構成の説明図であり、図３はトナー補給のための制御構成を示すブロック図である。

現像装置は、図２に示すように、現像器３、トナーボトル７及びバッファ部１６を有しており、現像器３へのトナー補給がトナーボトル７からバッファ部１６を介して供給されるようになっている。

トナーボトル７はトナーを収容した円筒状の容器（現像剤容器）であり、トナーを収容する容器本体の内部には容器内のトナーを排出する開口部である排出口７ａへ搬送する現像剤搬送部としてのバッフル７ｂが設けられている。このバッフル部７ｂは、トナーボトル７とともに回転し、排出口７ａよりも下方にあるトナーを排出口７ａよりも上方にすくい上げて排出口７ａへガイドするものである。そして、トナーボトル７は装置本体に着脱可能に装着され、トナーがなくなったトナーボトルは新品のトナーボトルと交換可能になっている。

装置本体に装着されたトナーボトル７はボトル駆動モータ１７によって回転可能に構成されており、トナーボトル７が回転すると内部のバッフル７ｂも同時に回転して収容されたトナーが排出口７ａへと搬送され、バッファ部１６へと供給可能となっている。

具体的には、図４に示すように、バッフル７ｂが回転することにより、トナーボトル７内の底面に溜まっているトナーｔがバッフル７ｂによりすくい上げられる（図４（ａ））。バッフル７ｂによりすくい上げられたトナーｔは、バッフル７ｂの斜面を滑り落ちることで排出口７ａに搬送される（図４（ｂ））。なお、トナーがバッフル７ｂから排出口７ａに滑り落ちることのできる領域は、トナーがバッフル７ｂにより、ボトル径の半分以上の高さにすくい上げられている領域である（図４（ｃ））。

バッファ部１６はトナーボトル７から現像器３へトナー補給が安定して行われるように、トナーボトル７から供給されるトナーを一旦受けるものであり、バッファ部１６から所定量ずつ現像器３へトナー供給されるようになっている。また、バッファ部１６の所定位置には現像剤検知手段であるトナー有無検知部１８が設けられており、バッファ部１６内のトナーの有無を検知するようになっている。本実施形態のトナー有無検知部１８は光学センサによって構成されており、センサ位置にトナーがあって検知光がトナーによって遮られるときはトナー有り、遮られないときはトナー無しと検知する。なお、トナー有無検知部１８は光学センサ以外の構成であってもよい。

ここで、トナー補給動作について説明する。画像形成することによりトナーが消費されると、現像器３内のトナー量が低下する。現像器内のトナー量が低下すると、バッファ部１６から搬送スクリュ１９によって現像器３にトナーが供給される。現像器３にトナーが供給されることで、バッファ部内のトナーが減少する。なお、画像形成動作中、トナー有無検知部１８により、Ｉ／Ｏ２０を介してＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを有する制御部２１にトナー有無が通知され、バッファ部内のトナーの有無を監視することができる。

バッファ部１６のトナーが減少し、トナー有無検知部１８により、制御部２１にトナー無しが通知された場合、制御部２１はボトル駆動モータ１７を制御することにより、トナーボトルの排出口７ａ方向にバッフル７ｂでトナーを搬送する。バッフルにより排出口７ａからトナーを排出することで、トナーボトル７からバッファ部１６へトナーを供給する。その後、トナーをバッファ部１６から搬送スクリュ１９によって現像器３へ搬送する。

トナー有無検知部１８によりトナー無しが一定時間以上検知され続けると、制御部２１は画像形成動作を停止させトナーの補給動作のみを行う。これは、トナーボトル内のトナーを可能な限りバッファ部へ送る目的と、それに加えて、トナーボトル７のトナーが空になったか、の判断を行うためである。以後、本動作を、「トナーボトル空判断」と記載する。それでもトナーが補給されない場合には、トナーボトル７がトナー無し（空）であると判断する。

また、トナーボトル７の空判断後、トナーボトル７が新品に交換された可能性のあるタイミングでは、トナーボトルの新品判断を行う目的でトナーの補給動作を行う。

＜トナーボトルからのトナー供給モード＞
トナーボトル空判断及びトナーボトル新品判断はトナーボトル７からトナーを排出させることで判断する。このとき、本実施形態ではトナーボトルからのトナー供給効率が異なる複数の供給モードを有する現像剤供給手段を有している。本実施形態にあっては複数のモードとして第１の供給モードと第２の供給モードの２つのモードを有している。具体的には、トナーボトル７０の回転させる駆動条件として、第１の駆動条件と、第１の駆動条件よりも単位時間当たりのトナーボトルの回転量が多い第２の駆動条件を有している。これによりトナー供給モードとしてはトナーボトル７０を第１の駆動条件で回転させる第１の供給モードと、第２の駆動条件で回転させる第２の供給モードを有している。そして、トナーボトル空判断時には第１の供給モードでトナーを供給して判断し、トナーボトル新品判断時には前記第１の供給モードよりもトナー供給効率が低い第２の供給モードでトナーを供給して判断する。

ここで、前記第１の供給モードと第２の供給モードの違いとなるトナー供給効率、すなわちトナーボトル７からトナーをバッファ部１６に排出する効率（以下「トナー排出効率」ともいう）について説明する。

トナー排出効率を左右する要因として、バッフル７ｂによりすくい上げるトナー量とすくい上げられたトナーがバッファ部１６に送られるまでの搬送時間の２つが挙げられる。トナー補給動作中、トナーボトル７を回転させるとトナーボトル内の一部のトナーが舞い上がる、すなわちトナーが浮遊する。トナーボトル内で浮遊したトナー量が多い場合、トナーボトル７の底面に溜まるトナーの量が少なくなる。そして、トナーボトル７の底面のトナー量が少ないと、バッフル７ｂにすくい上げられるトナーが減るためバッファ部１６へ供給するトナーも減少し、排出効率が低くなる。

トナーボトル内で浮遊してしまうトナー量は、トナーボトル７を連続駆動（連続回転）させると量が多くなり、逆に、トナーボトル７を回転、停止、のように間欠駆動（間欠回転）させると減少する。これは、トナーボトル７の回転が停止している際には、トナーボトル内に浮遊したトナーが自重により、落下するためである。

また、トナーの排出効率を左右するもう一つの要因として、バッフル７ｂによりすくい上げられたトナーが、排出口７ａに対して滑り落ちる時間を確保できているかの点がある。図４を用いた前述の説明のとおり、バッフル７ｂですくい上げられたトナーは、バッフル７ｂが回転すると共に、排出口７ａに対して滑り落ちながら排出される（図４（ｂ）（ｃ））。バッフル７ｂが、図４（ｂ）に示すトナーが斜面を降下する領域にいる間に、バッフル７ｂ上のトナーが排出口７ａまで滑り落ちなければトナーを排出口７ａから排出できない。従って、トナーの排出効率を高くするためには、バッフル７ｂ上の斜面をトナーが滑り落ちる時間を十分確保することが必要となる。

以上をふまえた上で、図５（ａ）に間欠駆動のモータ駆動シーケンスと、排出時のトナーボトル内の様子を示す。なお、間欠駆動とは、トナーボトル７を回転させるボトル駆動モータ１７を、所定時間（例えば２秒）ＯＮし、所定時間（例えば２秒）ＯＦＦする動作を繰り返す動作をいう。

間欠駆動では、ボトル駆動モータ１７を間欠で駆動させることにより、トナーボトル内のバッフル７ｂも回転、停止を繰り返す動作となる。その場合、バッフル７ｂが停止している間にトナーボトル内で浮遊しているトナーが一度トナーボトル内の底に落ちる（図５（ａ１））。その後、続いてボトル駆動モータ１７を駆動させたときにトナーボトル底面にトナーが多いため、バッフルによりトナーを多くすくうことができる （図５（ａ２））。

さらに、ボトル駆動モータ１７をＯＦＦし、バッフル７ｂを停止させている時間が存在するため、その間にバッフル７ｂ上にすくい上げられたトナーが排出口７ａに落ちるための時間が十分に確保される。そのため、本実施形態の構成においては、間欠駆動は排出効率が高い。

一方、連続駆動では、バッフル７ｂが停止する時間が無いため、トナーボトル内に浮遊するトナーが、自重により落下する時間が確保できない。そのため、トナーボトル７内で浮遊するトナーが多くなり、トナーボトル７底面に溜まったトナーが少ない状態となる（図５（ｂ１））。よって、バッフルによりすくうことのできるトナーが少ない傾向となる。さらに、連続駆動の場合は、バッフル７ｂが常に回転し続けるため、トナーがバッフル上から排出口へ滑り落ちる時間が十分でない。結果として、本実施形態の構成においては、連続駆動は間欠駆動の場合よりも排出効率が低くなる。

上記ボトル駆動モータの駆動方式による排出効率の関係を図６に検証データを用いて示す。図６では、トナーボトル（ボトル径６０ｍｍ）、及びボトル駆動モータの駆動方式と、トナーボトル内のトナー残量が少ないときの連続駆動の場合と間欠駆動（例えば２秒ＯＮ、２秒ＯＦＦの間欠）の場合のトナー排出効率の関係を示している。この結果からも、排出効率は、間欠駆動が高く、連続駆動が低いということがわかる。なお、これらの結果はトナーボトルの形状やトナーの種類により異なるため、トナーボトルやバッフルの形状やトナーの種類に応じた速度を設定する必要がある。

間欠動作は、制御部２１からボトル駆動モータ１７にＯＮ／ＯＦＦの命令を出すことにより、ボトル駆動モータをＯＮ／ＯＦＦさせて実現している。ボトル駆動モータ１７をＯＮ／ＯＦＦさせるタイミングは、状態遷移から一定時間経過したかどうか判断し、それぞれのタイミングで切り換えている。なお、排出効率は、トナーボトルの形状やトナーの種類により異なる。そのため、たとえば、間欠駆動の際のＯＮ時間、ＯＦＦ時間などは、構成に従って最適化することが可能である。

上記のようにトナーボトルと間欠駆動した場合よりも連続駆動した場合のほうがトナー排出効率が低くなる。このため、本実施形態のトナー供給モードとしては、間欠駆動によるトナー供給を第１の供給モードとすると、これよりもトナー供給効率が低い連続駆動によるトナー供給が第２の供給モードとなる。

＜トナーボトルの新品判断構成＞
次にトナーボトルの新品判断について説明する。トナーボトル空判断後、トナーボトル７が新品に交換された可能性のあるタイミングでは、トナーボトルの新品判断を行う。本実施形態にあっては、制御部２１によりトナー無しが判断されると、操作部２２（図３）に設けられた表示部にトナーボトル７の交換を促す表示がなされる。そして、トナーボトル７を交換後、操作部のＯＫボタン（不図示）を押すことで、トナーボトルの新品検知を開始する。なお、ＯＫボタンが押されない場合でも、トナーボトル交換のために開閉ドアが開閉されると、これをドアセンサ２３（図３）が検知し、自動で新品検知を行うようにすることも可能である。

トナーボトルの新品判断は、トナーボトル７を回転させてボトルからトナーを排出させることによって判別する。すなわち、トナーボトルが新品の場合はトナーボトルを回転させるとトナーが十分に供給されるのに対し、旧品の場合はトナーが供給されないか、されてもわずかしか供給されない。したがって、トナーボトル７がセットされた後にトナーボトル７を回転させてトナー供給することで新品判断が可能である。

なお、本実施形態では、この新品判断のときに後述するように第２の供給モードによってトナー供給するように構成している。

＜トナーボトル空判断及び新品判断時の動作＞
次にトナーボトルの空判断時及び新品判断時の手順にについて、図７のフローチャートを参照して説明する。

本実施形態ではトナーボトル空判断時には、排出効率の高い第１の供給モードでトナー供給することで、トナーボトル内のトナーを可能な限り使い切る。

一方で、新品判断時には、排出効率の低い第２の供給モードでトナー供給する。新品判断時はトナー排出効率の低い駆動方式で駆動するので、仮に、トナーボトルが旧品である場合にトナーボトル内の残トナーが排出される量が非常に少なくなる。そのため、トナーボトル内のトナーがほとんど排出されず、バッファ部１６内のトナー有無検知部１８がトナーを検知することはない。このことにより、旧品を新品であると誤検知することを防ぐことができる。なお、投入されたトナーボトルが新品であった場合には、トナーボトル内がトナーで充填しており、排出効率の低い連続駆動方式を用いたとしても、十分多くのトナーが排出される。したがって、トナー残量検知部によりトナー有りを検知し、トナーボトルが新品であることを検知できる。

図７は本実施形態の画像形成動作時のトナー有無検知の手順を示すフローチャートである。画像形成装置の駆動制御は制御部２１が実行する。

図７に示すように、画像形成の指示が入力されると、画像形成動作を開始する（Ｓ４００）。画像形成動作を開始すると、画像形成動作が終了するまで（Ｓ４０１）トナー有無検知部１８によりトナーの有無を判断する（Ｓ４０２）。トナー有りと判断されるまで（Ｓ４０２）、ボトル駆動モータ１７を回して（Ｓ４０４）トナーをバッファ部１６へ補給するための制御を行う。トナー有りと判断されるとボトル駆動モータを停止させる（Ｓ４０３）。一定時間以上ボトル駆動モータ１７を回し続けて、トナー無しと判断され続けた場合には（Ｓ４０５）、画像形成動作を停止させ（Ｓ４０６）トナー排出効率の高い間欠駆動の駆動方式（第１の供給モード）でトナーの排出動作を行う（Ｓ４０７）。

ここでトナー有りと判断されると（Ｓ４０８）、画像形成を再開する（Ｓ４１３）。一方、さらに一定時間以上トナー無しと判断された場合には（Ｓ４０９）、トナーボトル内にトナーが無く、ボトルが空状態であることを確定させる（Ｓ４１０）。その場合は、ボトル駆動モータを停止し（Ｓ４１１）、トナー交換要求（新品のトナーボトルとの交換要求）を表示部５０１に表示する（Ｓ４１２）。そして、画像形成を停止する（Ｓ４１４）。

なお、トナー無しを判断するための時間をバッファ部、トナーボトルの容量や形状に応じて色ごとに可変としてもよい。

次に、図８にトナーボトルの新品判断時のフローチャートを示す。このフローチャートは、制御部２１が実行する。まず電源ＯＮすると、トナー有無検知部１８により、トナー有り無し判断を行う（Ｓ５１０）。トナー無しの場合は、すなわち、前記第１の供給モードを実行中において前記現像剤検知手段が所定時間以上現像剤なしを検知した場合は、新品判断処理を実施する。新品判断時は、トナー排出効率の低い連続駆動の駆動方式（第２の供給モード）でトナーの排出動作を行う（Ｓ５０１）。排出動作を開始してから、一定時間以内にトナー有無検知部１８によりトナー有りが検知された場合には、投入されているトナーボトルが新品であると判断し（Ｓ５０２）、モータを停止させる（Ｓ５０６）。これにより、トナー無し状態が解除となる（Ｓ５０７）。一方、排出動作を開始してから一定時間トナー無しが検知され続ける場合には（Ｓ５０３）、投入されたトナーボトルが旧品であると判断し（Ｓ５０２）、モータを停止させ（Ｓ５０４）、トナー交換要求を画面に再度表示する（Ｓ５０５）。このように駆動することで、トナーボトル空判断時には、トナーボトル内のトナーを低減させるとともに、新品判断時に、旧品を新品であると誤検知することを防止できる。

なお、図８を用いて説明した実施形態では、電源ＯＮ時に新品判断する例を説明した。ただし、新品判断するケースは他にもある。ボトルの新品判断をするタイミングは、トナーボトルが交換された可能性があるときである。トナーボトルを交換するためには、トナーボトル収容部１１０に備えられているドア、またはカバーを開けないと交換することができない。そこで、ドアが開閉された場合には、これをドアセンサ２３によって検知してトナーボトルが交換された可能性があるとする。しかし、電源ＯＦＦ時、スリープ時には、ドアが開いているなどの状態をドアセンサ２３によって確認できない。そこで、ドアセンサ２３によるドア開閉検知以外に、電源ＯＦＦからのＯＮ時と、スリープからの復帰時も、トナーボトルが交換された可能性があるものとする。

なお、トナーボトルがトナーボトル収容部内にあるかないかを検知するセンサを備えていれば、カバー／ドアの開閉ではなく、トナーボトル有り無し検知を用いることも可能である。

以上説明したように、トナーボトル空判断時には、排出効率の高い第１の供給モードでトナー供給することで、トナーボトル内のトナーを可能な限り使い切ることが可能になる。そしてさらに、トナーボトルの新品判断を実施する際に、排出効率の低い第２の供給モードでトナー供給することで、旧品を新品であると誤検知する可能性を低減させることができる。

〔第２実施形態〕
前述した第１実施形態では、トナーボトルの駆動方式として、間欠駆動する場合と、連続駆動する場合とで、トナーボトルからのトナー排出量が異なり、その違いを利用して、トナーボトルの新品の誤検知を防止する制御について説明した。しかし、トナーボトルからの排出量が異なるのは、間欠／連続駆動だけではない。例えば、トナーボトルを連続回転させた場合でも駆動速度によって排出量は異なる。

そこで、第２実施形態ではトナーボトルの回転速度の違いを用いて、トナーボトル空判断時の残トナー量を減らすとともに、新品誤検知を防ぐ実施形態について説明する。

＜トナーボトル駆動速度とトナー排出効率との関係＞
まず、ボトルモータの駆動する速度による排出効率の違いについて説明する。

図９（ａ）に、トナーボトルを比較的高速の第１の速度で回転させた場合の、トナーボトル内イメージ図を示す。トナーボトル７、及びバッフル７ｂを高速で駆動させた場合、多くのトナーがトナーボトル７内で浮遊する。また、高速のまま連続駆動するため、舞い上がり浮遊したトナーが、トナーボトル７底面に落ち着きにくい。そのため、トナーボトル７内の底面のトナー量が減り、バッフル７ｂですくい上げるトナー量が減るため、排出効率が低くなる。

図９（ｂ）に、トナーボトルを前記第１の速度よりも低速の第２の速度で回転させた場合の、トナーボトル内イメージ図を示す。トナーボトル７、及びバッフル７ｂを低速で駆動させた場合、高速駆動と比較して、トナーボトル７内に舞い上がるトナー量は減る。また、一度浮遊したトナーも、トナーボトル７底面にたまりやすい。そのため、トナーボトル７内の底面のトナー量が多く、バッフル７ｂですくい上げるトナー量が多くなるため、排出効率が高くなる。

また、第１実施形態で説明したバッフル７ｂですくい上げたトナーが、バッフル７ｂの斜面を滑り落ちる時間についても、差異がある。トナーボトル７を高速駆動（高速回転）させた場合、バッフル７ｂ上にすぐいあげられたトナーが、バッフル７ｂの斜面を滑り落ちる時間が十分に確保できない。バッフル上のトナーが、排出口７ａに落ちる前に回転してしまい、トナーの排出効率が低下する（図９（ｃ））。

一方で、トナーボトル７を低速駆動（低速回転）させた場合、高速駆動時と逆で、バッフル７ｂ上にすぐいあげられたトナーが、バッフル７ｂの斜面を滑り落ちる時間が十分に確保できる。バッフル上のトナーが、排出口７ａに落ちた後に回転するため、トナーの排出効率が高い（図９（ｄ））。

したがって、第１の供給モードはトナーボトルを低速（第２の速度）でトナーボトルを連続回転させてトナーを供給するモードであり、第２の供給モードは高速（第１の速度）でトナーボトルを連続回転させてトナーを供給するモードとなる。

上記ボトル駆動モータの速度による排出効率の関係を図１０に検証データを用いて示す。図１０では、トナーボトル（ボトル径６０ｍｍ）、及びトナーボトルモータの回転速度と、トナーボトル内のトナー残量が少ないときのトナー排出効率の関係を示している。この結果からも、排出効率は低速（５０ｒｐｍ）でモータを駆動させたときが最も高く、次いで中速（１００ｒｐｍ）でモータを駆動させたときとなり、最も排出効率が低いものが高速（１５０ｒｐｍ）でモータを駆動させたときということがわかる。なおこれらの結果は、トナーボトルの形状やトナーの種類により異なるため、トナーボトルやバッフルの形状やトナーの種類に応じた速度を設定する必要がある。

＜トナーボトル空判断及び新品判断時の動作＞
図１１は第２実施形態におけるトナー有無検知の手順を示すフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、第１実施形態で説明した図７のフローチャートとの違いはステップＳ６０４及びステップＳ６０７において第１の供給モードでトナー有無検知を行うために低速でトナーボトルを回転させる点であり、他は同一である。これにより、トナーボトル空判断時には、排出効率の高い第１の供給モードでトナー供給することで、トナーボトル内のトナーを可能な限り使い切ることが可能になる。

また、トナーボトルの新品判断動作にあっては、第１の供給モードよりもトナー供給効率が低い第２の供給モードにより検知するものであり、本実施形態では低速駆動によってトナーボトルを回転させるトナーを供給することで新品判断を行うものである。

このようにトナーボトルの回転速度を変えることで第１の供給モードと第２の供給モードを実現し、第１実施形態と同様の作用効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
前述した第２実施形態では、トナーボトルを低速で回転させる場合と、高速で回転させる場合とでトナーボトルからの排出効率が異なり、その違いを利用して、第１の供給オードと第２の供給モードを実現してトナーの有無検知及びトナーボトルの新品検知制御について説明した。第３実施形態では、トナーボトルの回転速度を３種類と、トナー供給モードを第１の供給モード、第２の供給モードの他に第３の供給モードを有する例について説明する。

＜トナーボトル空判断及び新品判断時の動作＞
第３実施形態では、トナーボトルを回転させる速度が第１の速度（低速）、前記第１の速度よりも速い第２の速度（高速）、前記第１の速度よりも速く、第２の速度よりも遅い第３の速度（中速）の３速持つ例について説明する。すなわち、トナーボトルを低速で回転してトナー供給する第１の供給モード、高速で回転してトナーを供給する第２の供給モードの他に、中速で回転して第１の供給モードよりもトナー供給効率が低いが第２の供給モードよりもトナー供給効率が高い第３の供給モードを有している。

通常の画像形成中はバッファ部へ安定してトナーを供給することのできる中速（第３の供給モード）でボトル駆動モータを駆動させる。そして、本実施形態ではトナーボトル空判断時には、最もトナー排出効率の高い低速（第１の供給モード）でボトル駆動モータ１７を駆動させ、新品検知時には、トナー排出効率の最も低い高速（第２の供給モード）でボトル駆動モータを駆動させる。

このように駆動させることで、トナーボトル空判断時には、排出効率の最も高い駆動方式で駆動するのでトナーボトル内のトナーを使いきることができる。また、新品検知時には、排出効率の最も低い駆動方式で駆動するので、旧品を新品であると誤検知する可能性を低下させることができる。なお、投入されたトナーボトルが新品であった場合には、排出効率の低い高速でボトル駆動モータを駆動させた場合においても、問題なくトナー残量検知部によりトナー有りを検知できる。

図１２は第３実施形態におけるトナー有無検知の手順を示すフローチャートを示す。このフローチャートにおいて、第２実施形態で説明した図１１のフローチャートとの違いはステップＳ８０２からＳ８０７において、トナーボトルからバッファ部へトナーを供給するに際して画像形成動作中にトナー有無検知部がトナー無しを検知したときは第３の供給モードである中速でトナーボトルを回転させ、所定時間以上供給しても、現像剤有りを検知しないときは第１の供給モードである低速でトナーボトルを回転させる点であり、他は同一である。

このように駆動することで、画像形成中には、安定したトナー供給をすることができ、トナーボトル空判断時には、トナーボトル内のトナーを低減させるとともに、新品判断時に、旧品を新品であると誤検知することを防止できる。

１ …感光ドラム
２ …帯電ローラ
３ …現像器
４ …一次転写ローラ
５ …ドラムクリーニング装置
６ …露光装置
７ …トナーボトル
７ａ …排出口
７ｂ …バッフル
８ …中間転写ベルト
９ａ …駆動ローラ
９ｂ …支持ローラ
９ｃ …二次転写対向ローラ
１０ …イメージリーダ
１１ …シートカセット
１２ …搬送ローラ
１３ …二次転写ローラ
１４ …定着部
１５ …排出部
１６ …バッファ部
１７ …ボトル駆動モータ
１８ …トナー有無検知部
１９ …搬送スクリュ
２１ …制御部
２２ …操作部
２３ …ドアセンサ

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、回転可能に設けられた現像剤を収容する現像剤容器と、前記現像剤容器とともに回転され、前記現像剤容器に設けられた現像剤を排出する開口部よりも下方にある現像剤を前記開口部よりも上方にすくい上げて前記開口部へガイドするバッフル部を備えた現像剤搬送部と、前記現像剤容器を回転させる駆動手段と、前記容器本体から現像剤の補給を受けるバッファ部と、前記バッファ部の所定位置に設けられ、現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、前記現像剤検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段の駆動を制御する制御部と、前記補給容器内の現像剤量が所定量以下となったと検知した場合に、画像形成動作を禁止させて前記補給容器の交換を促す情報を報知するための信号を出力する出力手段と、を有する画像形成装置において、前記制御部は、前記出力手段により前記情報を報知する直前に行われた前記駆動手段の第１の駆動条件よりも、前記出力手段により前記情報を報知した直後に行われる前記駆動手段の第２の駆動条件の方が、単位時間当たりの前記容器本体の回転量が多いことを特徴とする。

Claims (6)

1. 回転可能に設けられた現像剤を収容する容器本体と、
   前記容器本体とともに回転され、前記容器本体に設けられた現像剤を排出する開口部よりも下方にある現像剤を前記開口部よりも上方にすくい上げて前記開口部へガイドするバッフル部を備えた現像剤搬送部と、
   前記容器本体を回転させる駆動手段と、
   前記容器本体から現像剤の補給を受けるバッファ部と、
   前記バッファ部の所定位置に設けられ、現像剤の有無を検知する現像剤検知手段と、
   前記現像剤検知手段の検知結果に基づいて前記駆動手段の駆動を制御する制御部と、
   を有する画像形成装置において、
   前記制御部は、現像剤補給容器から前記バッファ部へ現像剤を供給するに際して画像形成動作中に前記現像剤検知手段が所定時間以上現像剤なしを検知したときは、前記駆動手段の駆動条件を第１の駆動条件にて駆動させる第１の供給モードを実行させ、
   前記第１の供給モードを実行中において前記現像剤検知手段が所定時間以上現像剤なしを検知した後、前記現像剤検知手段が現像剤ありを検知するまでは、前記第１の供給モードより単位時間当たりの前記容器本体の回転量が多い第２の駆動条件にて駆動させる第２の供給モードを実行することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像剤補給容器は回転することにより収容した現像剤をバッファ部に供給可能であり、
   前記第１の供給モードは前記現像剤補給容器を間欠回転させて現像剤を供給し、
   前記第２の供給モードは前記現像剤補給容器を連続回転させて現像剤を供給する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤補給容器は回転することにより収容した現像剤をバッファ部に供給可能であり、
   前記第１の供給モードは前記現像剤補給容器を第１の速度で回転させて現像剤を供給し、
   前記第２の供給モードは前記現像剤補給容器を前記第１の速度よりも速い第２の速度で回転させて現像剤を供給する
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、
   前記第１の供給モードよりも単位時間当たりの前記容器本体の回転量が多く、前記第２の供給モードより単位時間当たりの前記容器本体の回転量が少ない第３の供給モードを有し、
   現像剤補給容器から前記バッファ部へ現像剤を供給するに際して画像形成動作中に前記現像剤検知手段が現像剤なしを検知したときは前記第３の供給モードによって供給し、前記第３の供給モードで現像剤を所定時間以上供給しても、前記現像剤検知手段が現像剤ありを検知しないときは前記第１の供給モードで現像剤を供給し、
   前記第１の供給モードにより現像剤を供給したときに前記現像剤検知手段が一定時間以上現像剤なしを検知した後、新品の現像剤補給容器がセットされたかを判別するときは前記第２の供給モードで供給することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤補給容器は回転することにより収容した現像剤をバッファ部に供給可能であり、
   前記第１の供給モードは前記現像剤補給容器を第１の速度で回転させて現像剤を供給し、
   前記第２の供給モードは前記現像剤補給容器を前記第１の速度よりも速い第２の速度で回転させて現像剤を供給し、
   前記第３の供給モードは前記現像剤補給容器を前記第１の速度よりも速く、前記第２の速度よりも遅い速度で回転させて現像剤を供給する
   ことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記第１の供給モードで現像剤を所定時間以上供給しても、前記現像剤検知手段が現像剤ありを検知しないときは、画像形成動作を停止させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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