JP2017090800A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーの流動性が低下する高温高湿等の環境下であっても、トナーの流動性の低下に起因するトナー容器でのトナー詰まりを抑制できる画像形成装置を提供する。【解決手段】螺旋状のリブと一端部に設けられた排出口とを有するトナー容器と、前記トナー容器に収容されたトナーのトナー量に関する値を検知するトナー量検知手段と、前記トナー量検知手段により検知されたトナー量に関する値が閾値を超える場合に（ステップＳ５）、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する（ステップＳ８）制御部と、を備える。【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式等の画像形成装置に関し、特に、トナーを収容する円筒形状のトナー容器を回転することで装置本体にトナーを供給する画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、及びこれらの複数の機能を有する複合機等として広く応用されている。これらの画像形成装置では、画像形成のための現像剤の成分の一部として微粉末のトナーが使用されている。トナーを使用する画像形成装置では、トナーが充填された容器（以下、トナー容器という）を装置本体に対して着脱可能に設けたものが普及している。

トナー容器としては、例えば、トナーを収容したプラスチック製の略円筒形状で、周側面に形成された螺旋状の溝が内周側に突出してなる螺旋状のリブと、一端部に設けられた排出口とを有するものが普及している（特許文献１参照）。このトナー容器が駆動源により正回転方向に回転されると、収容されたトナーはリブにより排出口へ向かって搬送され、排出口から排出される。

また、この画像形成装置では、装置本体に装着されたトナー容器から供給されたトナーを貯留し、その貯留したトナーを現像装置に供給可能なトナーホッパが設けられている。トナーホッパには補給スクリュが設けられて回転しており、この回転する補給スクリュによりトナーはトナーホッパから現像装置へ供給される。トナーホッパにはトナー検知センサが設けられており、制御部がトナー検知センサによりトナーホッパのトナーを検知できなくなると、トナー容器からトナーホッパへトナーを供給する。なお、トナー容器は、内部のトナー量によっては同じ回転速度でも排出量が異なることがある。これに対し、トナーホッパに一定量のトナーを溜めておくことにより、トナー容器の回転に伴って排出口から排出されるトナー量が一定でなくても、トナーホッパから現像装置に対して安定した量のトナーを供給できる。

また、制御部は、トナー検知センサがトナーホッパのトナーを検知できないことが複数回連続すると、トナー容器のトナー残量が少なくなることでトナーホッパに所望のトナー量を供給できないトナーエンドと判定する。この場合、制御部は表示部にトナー容器の交換を促す表示（以下、交換表示という）を行い、ユーザにトナー容器の交換時期に達したことを知らしめる。

特開平１０−３３３４０７号公報

しかしながら、上述した特許文献１の画像形成装置では、制御部はトナー容器を正回転方向のみに回転するので、例えば、高温高湿環境下等においてトナーの流動性が低下した場合は、トナー容器の排出口の近傍でトナー詰まりが発生してしまう虞がある。トナー容器でトナー詰まりが発生すると、トナー容器からのトナーの排出性能が低下して、トナー容器からトナーホッパへの補給不良が発生し、制御部がトナー検知センサによりトナーホッパのトナーを検知できなくなる。これにより、制御部は、トナー容器のトナー残量の検出誤差を生じてしまう可能性があり、トナー容器のトナー残量が多い場合でも、トナー残量が少ないものと誤検知し、トナー容器の交換表示をしてしまう虞がある。

本発明は、トナーの流動性が低下する高温高湿等の環境下であっても、トナーの流動性の低下に起因するトナー容器でのトナー詰まりを抑制できる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置は、トナーが収容される円筒形状で、内周面に設けられた螺旋状のリブと、一端部に設けられた排出口とを有し、軸心を回転中心とする正回転により、収容されたトナーを前記リブが前記排出口に案内して排出可能なトナー容器と、前記トナー容器に収容されたトナーのトナー量に関する値を検知するトナー量検知手段と、前記軸心を回転中心として前記トナー容器を正逆回転可能な駆動部と、前記トナー容器から排出されたトナーを収容するトナー収容部と、前記トナー収容部に収容されたトナー量が設定量以上であるかどうかを検知するトナー残量検知手段と、を備え、前記トナー残量検知手段の検知結果に基づいて、前記トナー収容部のトナー量が設定量未満であることを検知した場合で、かつ、前記トナー量検知手段により検知されたトナー量に関する値が閾値を超える場合に、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する制御部と、を備える、ことを特徴とする。

本発明によれば、制御部は、トナー収容部のトナー量が設定量未満であり、かつ、トナー量に関する値が閾値を超える場合に、トナー容器が逆回転する方向に駆動部を駆動する。高温高湿等の環境下においてはトナーの流動性が低下する可能性があり、特にトナー量に関する値が閾値を超える場合には、トナー容器におけるトナー量が多く、排出口から排出されにくい可能性がある。これに対し、本発明によれば、トナー容器におけるトナー量が多くても、またトナーの流動性が低下する高温や高湿の環境下であっても、トナー容器の内部でトナーを排出口の反対側に移動させることで攪拌し、流動性の低下を抑制することができる。これにより、トナーの流動性が低下する高温高湿等の環境下であっても、トナーの流動性の低下に起因するトナー容器でのトナー詰まりを抑制できる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す斜視図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の概略の断面図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御部の接続を示す説明図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置のトナー容器を示し、（ａ）は側面図、（ｂ）は正面図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置のトナー容器の側面図であり、（ａ）は正回転により排出口に詰まった状態、（ｂ）は（ａ）の状態から逆回転を開始した状態、（ｃ）は更に逆回転を進めた状態である。 第１の実施形態に係る画像形成装置のトナー容器の断面図であり、（ａ）は大きな空間がある場合、（ｂ）は大きな空間が無い場合である。 第１の実施形態に係る画像形成装置によるトナー容器からトナーホッパにトナーを補給する場合の処理手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る画像形成装置によるトナー容器からトナーホッパにトナーを補給する場合の処理手順を示すフローチャートである。 トナー容器のトナー量とトナー排出量との温度ごとの関係を示すグラフであり、（ａ）は実施例、（ｂ）は比較例である。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明の第１の実施形態を、図１〜図７を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態では、画像形成装置の一例としてタンデム型のフルカラープリンタについて説明している。但し、本発明はタンデム型の画像形成装置に限られず、他の方式の画像形成装置であってもよく、また、フルカラーであることにも限られず、モノクロやモノカラーであってもよい。

図１及び図２に示すように、画像形成装置１は、筐体としての画像形成装置本体（以下、装置本体という）１０を備えている。装置本体１０の前側上部には、操作パネル１１が設けられている。操作パネル１１には、操作ボタンの他、画像形成装置１の状態を表示可能な表示部１１ａが設けられている。

図２に示すように、装置本体１０は、画像読取部２０と、シート給送部３０と、画像形成部４０と、シート搬送部５０と、シート排出部６０と、制御部（トナー量検知手段）７０と、を備えている。なお、記録材であるシートＳは、トナー像が形成されるものであり、具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート、厚紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等がある。装置本体１０の内部には、装置本体１０の内部の温度を測定可能な温度検知センサ（情報取得手段、温度検知手段）７４が設けられており、制御部７０に接続されている（図３参照）。温度検知センサ７４は、トナー容器４２に収容されたトナーの環境に関する情報を取得する。また、本実施形態では、情報取得手段は、トナー容器４２を着脱可能に内蔵する装置本体１０の内部の温度を検知する温度検知手段である。

画像読取部２０は、装置本体１０の上部に設けられている。画像読取部２０は、原稿載置台としての不図示のプラテンガラスと、プラテンガラスに載置された原稿に光を照射する不図示の光源と、反射光をデジタル信号に変換する不図示のイメージセンサ等を備えている。

シート給送部３０は、装置本体１０の下部に配置されており、記録紙等のシートＳを積載して収容するシートカセット３１ａ，３１ｂと、給送ローラ３２ａ，３２ｂとを備え、収容されたシートＳを画像形成部４０に給送する。

画像形成部４０は、画像形成ユニット８０と、トナーホッパ（トナー収容部）４１と、トナー容器４２と、レーザスキャナ４３と、中間転写ユニット４４と、二次転写部４５と、定着装置４６とを備えている。画像形成部４０は、画像情報に基づいてシートＳに画像を形成可能である。なお、本実施形態の画像形成装置１は、フルカラーに対応するものであり、画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋは、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。トナーホッパ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋ及びトナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋも同様に、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。このため、図２中では４色の各構成について同符号の後に色の識別子を付して示すが、図３以降及び明細書中では色の識別子を付さずに符号のみで説明する場合がある。

トナー容器４２ｙ，４２ｍ，４２ｃ，４２ｋは、例えば円筒形状のボトルであり、トナーが収容され、各画像形成ユニット８０ｙ，８０ｍ，８０ｃ，８０ｋの上方に、トナーホッパ４１ｙ，４１ｍ，４１ｃ，４１ｋを介して配置されている。本実施形態では、トナーとして、ポリエステルを主体とした樹脂バインダに顔料を混練したものを粉砕及び分級して得られた平均粒径が約６μｍのトナーを用いている。ここで、図１に示すように、装置本体１０の前部にトナー容器カバー１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋが、それぞれ開閉可能に設けられている。例えば、トナー容器カバー１０ｙが開放されている際には、トナー容器４２ｙは装置本体１０のトナー容器収容部１０ｂに対して前面から着脱可能になる。同様に、トナー容器カバー１０ｍ，１０ｃ，１０ｋが各々開放されている際には、トナー容器４２ｍ，４２ｃ，４２ｋが各々装置本体１０に対して前面から着脱可能になる。

図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、トナー容器４２は、トナーが収容される円筒形状で、内周面に設けられた螺旋状のリブ４２ａと、一端部に設けられた排出口４２ｂとを有している。トナー容器４２は、軸心を回転中心とする正回転（図中、矢印方向への回転）により、収容されたトナーをリブ４２ａが排出口４２ｂに案内して排出可能である。リブ４２ａは、排出口４２ｂから反対側の端部まで連続して設けられており、トナー容器４２の正回転によりトナー容器４２に収容されたトナーは全て排出口４２ｂに向けて搬送される。また、トナー容器４２の逆回転により、トナー容器４２に収容されたトナーは全て排出口４２ｂとは反対側に向けて搬送される。排出口４２ｂは、トナー容器４２のトナー収容部分よりも小さい内径とされている。トナー容器４２の内部で排出口４２ｂの近傍には、例えば２枚のバッフル４９が設けられている。バッフル４９は、トナー容器４２と一体回転することにより、トナー容器４２からトナーをすくい上げて排出口４２ｂから排出する。

図２に示すように、画像形成ユニット８０は、トナー画像を形成する感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋと、帯電ローラ８２と、現像装置８３と、クリーニングブレード８４とを備えている。本実施形態では、画像形成ユニット８０は、装置本体１０に対して着脱可能である。また、感光ドラム８１と、帯電ローラ８２と、現像装置８３と、クリーニングブレード８４と、後述する現像スリーブ８７とについても、イエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の４色それぞれに同様の構成で別個に設けられている。

感光ドラム８１は、不図示のドラムモータによって回転され、画像形成する際に画像情報に基づいて形成された静電像を担持して周回移動する。帯電ローラ８２は、感光ドラム８１の表面に接触して、表面を帯電させる。

現像装置８３は、図３に示すように、現像容器８５と、攪拌スクリュ８６と、現像容器８５の開口部に回転可能に設けられた現像スリーブ８７（図２参照）とを有し、感光ドラム８１に形成された静電潜像をトナーにより現像する。現像容器８５には、トナーが充填されたトナー容器４２からトナーホッパ４１を介して、補給口８５ａからトナーが供給される。現像容器８５には、非磁性のトナーと磁性キャリアとの混合物である二成分現像剤が収容されている。攪拌スクリュ８６には、モータやギヤ列等を有するスクリュ駆動部８８が連結されている。スクリュ駆動部８８の駆動により攪拌スクリュ８６が回転し、トナーは磁性キャリアとの摺擦により負極性に摩擦帯電される。

図２に示すように、現像スリーブ８７は、内部に固定配置されたマグネットにより現像容器８５の内部の現像剤を磁気的に保持し、感光ドラム８１とのギャップ部へ搬送する機能を有している。現像スリーブ８７には、直流電圧と交流電圧とを重畳した現像バイアスを印加する不図示の高圧電源が接続されている。現像スリーブ８７は、現像バイアスによりトナーを静電潜像に付着させることで、現像処理を実行する。

また、図３に示すように、現像容器８５の底部の一部には、トナー濃度検知センサ８９（インダクセンサ）が設けられている。トナー濃度検知センサ８９は、現像容器８５内のトナー量を検知可能であり、検知結果を制御部７０に送信する。

トナーホッパ４１は、貯蔵容器４７と、貯蔵容器４７の下部に設けられた供給スクリュ４８とを有し、トナー容器４２から排出されたトナーを収容する。貯蔵容器４７は、略縦長の形状で、上部に開口されトナー容器４２の排出口４２ｂが挿入される受入口４７ａと、下面に開口され現像容器８５の補給口８５ａに対向する供給口４７ｂとを有している。受入口４７ａは、貯蔵容器４７に形成された円形状の透孔であり、トナー容器４２の排出口４２ｂの外径より大径である。供給スクリュ４８は、回転により貯蔵容器４７に収容されたトナーを供給口４７ｂから排出し、補給口８５ａから現像容器８５に供給する。

トナーホッパ４１の近傍には、トナー容器駆動部（駆動部）７１と供給スクリュ駆動部７２とが設けられている。トナー容器駆動部７１は、モータやギヤ列を有し、受入口４７ａに挿入されたトナー容器４２に対して接続され、トナー容器４２の軸心を回転中心としてトナー容器４２を正逆回転可能である。また、トナー容器駆動部７１は、トナー容器４２を正回転することにより、トナーをトナー容器４２から排出可能であり、トナー容器４２を逆回転することにより、トナーを排出口４２ｂとは反対側に搬送可能である。供給スクリュ駆動部７２は、モータやギヤ列を有し、供給スクリュ４８に接続され、供給スクリュ４８を回転駆動可能である。即ち、供給スクリュ駆動部７２及び供給スクリュ４８は、現像装置８３に対して、トナーホッパ４１に収容されたトナーを供給可能である。なお、トナー容器駆動部７１及び供給スクリュ駆動部７２は、いずれも制御部７０に接続されており、制御部７０により駆動を制御される。

また、貯蔵容器４７の側壁の一部には、トナー残量検知センサ（トナー残量検知手段）７３が設けられている。トナー残量検知センサ７３は、トナーホッパ４１に収容されたトナー量が所定の設定量以上であるかどうかを検知する。ここで、トナーホッパ４１は、規定時間と排出時間との合計時間におけるトナーホッパ４１から現像装置８３へのトナーの最大供給量以上のトナーを収容可能としている。また、本実施形態では、トナー残量検知センサ７３は、トナーホッパ４１に最大供給量以上のトナーが収容されているか否かを検知可能であるように設けられている。このため、トナーの排出動作を完了する前にトナーホッパ４１のトナーが枯渇することはなく、現像装置８３への補給を維持できなくなることによる所望の画像濃度が得られなくなるといった不具合を未然に防止することができる。トナー残量検知センサ７３は、例えばピエゾ式センサであり、センサ面近傍のトナーの有無によって出力電圧が変化することを利用してトナー粉面の高さを検出する。即ち、トナー残量検知センサ７３は、トナーホッパ４１にトナーが収容されているか否かを検知可能である。トナー残量検知センサ７３は、制御部７０に接続され、検知結果を制御部７０に送信する。

図２に示すように、クリーニングブレード８４は、感光ドラム８１の表面に接して配置され、一次転写後の感光ドラム８１の表面に残留する現像剤を清掃する。クリーニングブレード８４は、例えばウレタンゴム製で、金属製の不図示の支持板に取り付けられて支持されている。

レーザスキャナ４３は、帯電ローラ８２により帯電された感光ドラム８１の表面を露光して、感光ドラム８１の表面上に静電潜像を形成する。

中間転写ユニット４４は、画像形成ユニット８０の上方に配置されている。中間転写ユニット４４は、駆動ローラ４４ａや不図示の従動ローラ、一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋ等の複数のローラと、これらのローラに巻き掛けられた中間転写ベルト４４ｂとを備えている。一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋにそれぞれ対向して配置され、中間転写ベルト４４ｂに当接する。

中間転写ベルト４４ｂは、駆動していない時も一定以上の張力が掛かっており、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋに対して離間する構成ではなく、常に接触している。中間転写ベルト４４ｂに一次転写ローラ４４ｙ，４４ｍ，４４ｃ，４４ｋによって正極性の転写バイアスを印加することにより、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋ上のそれぞれの負極性を持つトナー像が順次中間転写ベルト４４ｂに多重転写される。これにより、中間転写ベルト４４ｂは、感光ドラム８１ｙ，８１ｍ，８１ｃ，８１ｋの表面で静電像を現像して得られたフルカラーのトナー像を転写して移動する。

二次転写部４５は、二次転写内ローラ４５ａと、二次転写外ローラ４５ｂとを備えている。二次転写外ローラ４５ｂに正極性の二次転写バイアスを印加することによって、中間転写ベルト４４ｂに形成されたフルカラー画像をシートＳに転写する。なお、二次転写内ローラ４５ａは中間転写ベルト４４ｂの内側で該中間転写ベルト４４ｂを張架しており、二次転写外ローラ４５ｂは中間転写ベルト４４ｂを挟んで二次転写内ローラ４５ａと対向する位置に設けられている。

定着装置４６は、定着ローラ４６ａ及び加圧ローラ４６ｂを備えている。定着ローラ４６ａと加圧ローラ４６ｂとの間をシートＳが挟持搬送されることにより、シートＳに転写されたトナー像は加熱及び加圧されてシートＳに定着される。定着装置４６は、１つのユニットを構成しており、装置本体１０に対して挿入及び離脱可能である。

シート搬送部５０は、二次転写前搬送経路５１と、定着前搬送経路５２と、排出経路５３と、再搬送経路５４とを備え、シート給送部３０から給送されたシートＳを画像形成部４０からシート排出部６０に搬送する。

シート排出部６０は、排出経路５３の下流側に配置された排出ローラ対６１と、排出ローラ対６１の下流側に配置された排出トレイ６２とを備えている。排出ローラ対６１は、排出経路５３から搬送されるシートＳをニップ部から給送し、装置本体１０に形成された排出口１０ａを通して排出トレイ６２に排出する。排出トレイ６２は、フェイスダウントレイになっており、排出口１０ａから矢印Ｘ方向に排出されたシートＳを積載する。

制御部７０はコンピュータにより構成され、図３に示すように、例えばＣＰＵ７０ａと、各部を制御するプログラムを記憶するＲＯＭ７０ｂと、データを一時的に記憶するＲＡＭ７０ｃと、外部と信号を入出力する入出力回路７０ｄとを備えている。制御部７０は、入出力回路７０ｄを介して、画像読取部２０、シート給送部３０、画像形成部４０、シート搬送部５０、シート排出部６０、表示部１１ａに接続され、各部と信号をやり取りすると共に動作を制御する。また、制御部７０は、トナー残量検知センサ７３及び温度検知センサ７４に接続され、各センサ７３，７４で検出された情報を取得することができる。また、制御部７０は、装置本体１０に接続された不図示のコンピュータからの指令や、操作パネル１１の操作等により、ユーザが操作や設定を可能である。

制御部７０は、トナー残量検知センサ７３の検知結果に基づいて、トナーホッパ４１のトナー量が設定量以上であるか否かを検知することができる。制御部７０は、トナー量検知手段として、トナー容器４２に収容されたトナーのトナー量に関する値を検知することができる。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナー量が設定量未満であることを検知した場合で、かつ、検知されたトナー量に関する値が閾値Ｍを超える場合に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。本実施形態では、閾値Ｍは、トナー容器４２に収容されたトナーがトナー容器４２の排出口４２ｂの上縁４２ｄ（図４参照）に達する場合のトナー量に関する値であり、それはトナー容器４２の回転回数の積算値に関する値である。即ち、本実施形態では、制御部７０は、トナー容器４２の回転回数の積算値に基づいて、トナー容器４２のトナー量を算出し、閾値Ｍと比較する。本実施形態では、トナー容器４２の回転回数の積算値が所定の積算値未満の場合は、トナー容器４２に収容されたトナーのトナー量が閾値Ｍ以上あると判断している。

また、制御部７０は、温度検知センサ７４により取得された情報に基づいて逆回転時間を設定し、逆回転時間の間、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。ここで、制御部７０は、温度が第１の温度である場合に逆回転時間を第１の逆回転時間とし、温度が第１の温度より高い第２の温度である場合に逆回転時間を第１の逆回転時間より長い第２の逆回転時間とする。また、制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを供給する際に、トナー容器４２が正回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する前に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。

次に、このように構成された画像形成装置１における画像形成動作について説明する。

図２に示すように、画像形成動作が開始されると、まず感光ドラム８１が回転して表面が帯電ローラ８２により帯電される。そして、レーザスキャナ４３により画像情報に基づいてレーザ光が感光ドラム８１に対して発光され、感光ドラム８１の表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像にトナーが付着することにより、現像されてトナー画像として可視化され、中間転写ベルト４４ｂに転写される。

一方、このようなトナー像の形成動作に並行して給送ローラ３２ａ，３２ｂが回転し、シートカセット３１ａ，３１ｂの最上位のシートＳを分離しながら給送する。そして、中間転写ベルト４４ｂのトナー画像にタイミングを合わせて、二次転写前搬送経路５１を介してシートＳが二次転写部４５に搬送される。更に、中間転写ベルト４４ｂからシートＳに画像が転写され、シートＳは、定着装置４６に搬送され、ここで未定着トナー像が加熱及び加圧されてシートＳの表面に定着され、排出ローラ対６１により排出口１０ａから排出されて排出トレイ６２に積載される。

ここで、上述したトナー容器４２におけるトナーの流動性について、図５及び図６に沿って説明する。トナーＴが高温高湿の環境下にある場合は、トナーＴの流動性が低下するため、図５（ａ）に示すように、トナーＴは排出口４２ｂ近傍で詰まり気味になる。更に、トナー容器４２の回転によりトナー容器４２の長手全域でトナーＴが搬送されるので、排出口４２ｂ近傍のトナーＴは搬送されてきたトナーＴによって圧縮され、パッキングされる。このため、排出量は更に減少する。

これに対し、図５（ｂ）に示すように、トナー容器４２を逆回転させることにより、トナー容器４２のトナーＴは排出口４２ｂと反対側に搬送される。これにより、排出口４２ｂ近傍のトナー面が下降し、トナーＴのパッキングは促進されない。更に、図５（ｃ）に示すように、排出口４２ｂの近傍に空間が発生する。

また、図６（ａ）に示すように、トナーＴは、トナー容器４２の回転によって、トナー容器４２の径方向に沿った方向にも移動する。ここで、トナー面Ｔ１とトナー容器４２との間に十分な空間があると、トナーＴの移動の自由度が大きいので、トナーＴはトナー面Ｔ１を大きく滑ることができる。このように一度自由に動き始めたトナーＴは、空気と混合され液体状な挙動を示し流動性は良くなる。これに対し、図６（ｂ）に示すように、トナー面Ｔ２とトナー容器４２との間に十分な空間が無いと、トナーＴの移動の自由度が小さいので、トナーＴはトナー面Ｔ２を大きく滑ることができない。このため、トナーＴのパッキングは解消されず、トナーＴは固体的な挙動を示す。

このように、排出口４２ｂ近傍のトナー面Ｔ１を下げることでトナーＴの動くスペースを確保して空気と混合させることが、トナー容器４２を逆回転させることで流動性を向上できる効果の原理となる。このため、補給動作終了後のトナー容器４２のトナー面が排出口４２ｂの上縁４２ｄよりも低くなるよう場合は、逆回転してトナー面を下げなくてもよい。これにより、この排出口４２ｂの上縁４２ｄの高さが、トナー量に関する閾値Ｍとなる。

次に、上述した画像形成装置１によりトナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給する際の手順について、図７のフローチャートと、図５の説明図とを用いて詳細に説明する。

画像形成装置１の電源がオンされている際に、制御部７０は、適宜なタイミングでトナー濃度検知センサ８９により現像装置８３の現像容器８５のトナー量を検出し、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないか否かを判断する（ステップＳ１）。制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少なくないと判断した場合は、処理を終了する。

制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないと判断した場合は、供給スクリュ駆動部７２を駆動し供給スクリュ４８を回転させ、トナーホッパ４１から現像装置８３にトナーを補給する（ステップＳ２）。供給スクリュ駆動部７２の駆動により現像装置８３へのトナーの補給が繰り返されると、トナーホッパ４１に貯蔵されたトナー量が減少する。

制御部７０は、トナー残量検知センサ７３により、トナーホッパ４１のトナーを検知できるか否かを判断する（ステップＳ３）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できると判断した場合は、処理を終了する。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できないと判断した場合は、ＲＡＭ７０ｃなどのメモリの記録データに基づいてトナー容器４２の回転回数の積算を求め、その積算値からトナー容器４２のトナー量を予測して算出する（ステップＳ４）。

制御部７０は、予測されたトナー量が閾値Ｍを超えているか否かを判断する。即ち、トナー容器４２の回転回数の積算値が所定回転数未満であるか判断する（ステップＳ５）。制御部７０は、予測されたトナー量が閾値Ｍを超えていると判断した場合（トナー容器４２の回転回数の積算値が所定回転数未満である場合）は、温度検知センサ７４により装置本体１０の内部の温度を計測する（ステップＳ６）。制御部７０は、温度検知センサ７４の計測結果に基づいて、トナー容器４２の内部の温度を予測し、予測された温度から逆回転時間を算出する（ステップＳ７）。ここでの算出方法としては、例えば、予め設定された温度と逆回転時間との相関関係を示すテーブルを参照するようにできる。制御部７０は、設定された逆回転時間の間、トナー容器駆動部７１を駆動させ、トナー容器４２を逆回転して、トナーを攪拌し流動化させる（ステップＳ８、図５（ａ）から図５（ｃ）へ）。

逆回転時間の経過後、又はステップＳ５において予測されたトナー量が閾値Ｍを超えていないと判断された場合は、トナー容器駆動部７１を駆動させ、トナー容器４２を正回転する。これにより、制御部７０は、トナー容器４２からトナーをトナーホッパ４１に補給する（ステップＳ９、図５（ｃ）から図５（ａ）へ）。また、制御部７０は、トナー容器４２が正回転する際の回転回数をカウントし（ステップＳ１０）、ＲＡＭ７０ｃなどのメモリに記憶する。尚、トナー容器４２を逆回転すると、その直後に正回転してもトナーはトナーホッパ４１に補給されないことから、制御部７０は、トナー容器４２が逆回転する回数をも考慮して、回転回数を補正してカウントするようにしてもよい。

上述したように本実施形態の画像形成装置１によれば、制御部７０は、トナー量に関する値が閾値Ｍを超える場合に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。高温高湿等の環境下においてはトナーの流動性が低下する可能性があり、特にトナー量に関する値が閾値Ｍを超える場合には、トナー容器４２におけるトナー量が多く、排出口４２ｂから排出されにくい可能性がある。これに対し、本実施形態の画像形成装置１によれば、トナー容器４２におけるトナー量が多くても、またトナーの流動性が低下する高温や高湿の環境下であっても、トナー容器４２の内部でトナーを排出口４２ｂの反対側に移動させることで攪拌する。よって、流動性の低下を抑制することができ、トナーの流動性が低下する高温高湿等の環境下であっても、トナーの流動性の低下に起因するトナー容器４２でのトナー詰まりを抑制できる。

また、本実施形態の画像形成装置１によれば、トナー容器４２におけるトナー量に関する値が閾値Ｍを超えない場合は、トナー容器４２を逆回転させることなくトナー補給を実現できるので、画像形成装置１の生産性を低下させることがない。

上述した本実施形態の画像形成装置１では、制御部７０は、予測されたトナー量が閾値Ｍを超えているか否かを判断する場合について説明したが（ステップＳ５）、これには限られない。例えば、制御部７０は、トナー容器４２の回転回数の積算値が閾値に達したか否かを判断するようにしてもよい。この場合、制御部７０はトナー量そのものを算出はしていないが、トナー量に関する値としてトナー容器４２の回転回数の積算値を利用することで、この積算値が閾値に達したことで、トナー量が閾値を超えたことと同様に処理することができる。この場合、トナー量そのものを算出する場合に比べて、制御を簡易化することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１では、情報取得手段として温度検知手段である温度検知センサ７４を適用した場合について説明したが、これには限られない。情報取得手段として、例えば、湿度検知センサを単独あるいは温度検知センサと併用して適用してもよい。あるいは、情報取得手段として、例えば、定着装置４６のオンを検知してトナー容器４２の温度上昇を予測する制御を適用してもよい。

また、本実施形態の画像形成装置１では、制御部７０はトナー量が閾値Ｍを超えた場合に逆回転時間の間、トナー容器４２を逆回転し、その後、補給動作をする場合について説明したが、これには限られない。例えば、トナー量が閾値Ｍを超えた場合に、逆回転及び正回転を複数回繰り返して、トナーを十分に攪拌してから補給動作をするようにしてもよい。この場合、トナー容器４２の正回転は、必ずしもトナー排出とはならない。

また、本実施形態の画像形成装置１では、画像形成部４０はトナーホッパ４１及びトナー残量検知センサ７３を有する場合について説明したが、これには限られず、これらトナーホッパ４１及びトナー残量検知センサ７３を有さなくてもよい。この場合、制御部７０は、現像容器８５内のトナー濃度を検知するトナー濃度検知センサ８９によりトナー濃度が低下したことを検知し、かつ、トナー量に関する値が閾値Ｍを超える場合に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態を、図８を参照しながら詳細に説明する。尚、本実施形態では、制御部７０における処理手順において、トナー容器４２を正回転した後に逆回転する点で、第１の実施形態と構成を異にするが、それ以外の構成は第１の実施形態と同様であるので、符号を同じくして詳細な説明を省略する。即ち、この制御部７０は、トナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを供給する際に、トナー容器４２が正回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動した後に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。

本実施形態の画像形成装置１によりトナー容器４２からトナーホッパ４１にトナーを補給する際の手順について、図８のフローチャートを用いて詳細に説明する。

画像形成装置１の電源がオンされている際に、制御部７０は、適宜なタイミングでトナー濃度検知センサ８９により現像装置８３の現像容器８５のトナー量を検出し、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないか否かを判断する（ステップＳ１１）。制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少なくないと判断した場合は、処理を終了する。

制御部７０は、現像装置８３のトナー量が所定の閾値より少ないと判断した場合は、供給スクリュ駆動部７２を駆動し供給スクリュ４８を回転させ、トナーホッパ４１から現像装置８３にトナーを補給する（ステップＳ１２）。供給スクリュ駆動部７２の駆動により現像装置８３へのトナーの補給が繰り返されると、トナーホッパ４１に貯蔵されたトナー量が減少する。

制御部７０は、トナー残量検知センサ７３により、トナーホッパ４１のトナーを検知できるか否かを判断する（ステップＳ１３）。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できると判断した場合は、処理を終了する。制御部７０は、トナーホッパ４１のトナーを検知できないと判断した場合は、トナー容器駆動部７１を駆動させ、トナー容器４２を正回転して、トナー容器４２からトナーをトナーホッパ４１に補給する（ステップＳ１４、図５（ｃ）から図５（ａ）を参照）。また、制御部７０は、トナー容器４２が正回転する際の回転回数をカウントし（ステップＳ１５）、ＲＡＭ７０ｃなどのメモリに記憶する。

制御部７０は、ＲＡＭ７０ｃなどのメモリの記録データに基づいてトナー容器４２の回転回数の積算を求め、その積算値からトナー容器４２のトナー量を予測して算出する（ステップＳ１６）。制御部７０は、予測されたトナー量が閾値Ｍを超えているか否かを判断する（ステップＳ１７）。制御部７０は、予測されたトナー量が閾値Ｍを超えていると判断した場合は、温度検知センサ７４により装置本体１０の内部の温度を計測する（ステップＳ１８）。制御部７０は、温度検知センサ７４の計測結果に基づいて、トナー容器４２の内部の温度を予測し、予測された温度から逆回転時間を算出する（ステップＳ１９）。ここでの算出方法としては、例えば、予め設定された温度と逆回転時間との相関関係を示すテーブルを参照するようにできる。制御部７０は、設定された逆回転時間の間、トナー容器駆動部７１を駆動させ、トナー容器４２を逆回転して、トナーを攪拌し流動化させる（ステップＳ２０、図５（ａ）から図５（ｃ）参照）。逆回転時間の経過後、又はステップＳ１７において予測されたトナー量が閾値Ｍを超えていないと判断された場合は、処理を終了する。

上述したように本実施形態の画像形成装置１によっても、制御部７０は、トナー量に関する値が閾値Ｍを超える場合に、トナー容器４２が逆回転する方向にトナー容器駆動部７１を駆動する。これにより、トナーの流動性が低下する高温高湿等の環境下であっても、トナーの流動性の低下に起因するトナー容器４２でのトナー詰まりを抑制できる。

（実施例）
上述した第１の実施形態の画像形成装置１を用いて、常温（２３℃）及び高温（４０℃）において、トナー容器４２のトナー量とトナー排出量との関係を測定した。その結果を、図９（ａ）に示す。同図において、横軸はトナー容器４２のトナー量で、縦軸はトナー容器４２の一回転あたりの排出量である。トナーの排出性はトナー容器４２のトナー残量の減少に応じて緩やかに減少し、トナー容器のトナー残量が僅かになると極端に少なくなる。これはトナー量が少なくなりトナー面が排出口４２ｂの高さよりも低くなることで、排出口４２ｂを超えることが出きるトナー量が少なくなるためである。逆回転によって十分にトナー容器４２のトナーを流動化させた後、トナー容器４２を正回転させれば、排出口４２ｂ近傍にある流動性の良いトナーがバッフル４９によって排出口４２ｂから排出される。これにより、同図に示すように、高温時においてもトナー排出量の低下は見られなかった。

（比較例）
従来の画像形成装置を用いて、トナー容器を逆回転させることなく、常温（２３℃）及び高温（４０℃）において、トナー容器のトナー量とトナー排出量との関係を測定した。その結果を、図９（ｂ）に示す。同図に示すように、高温時において、トナーの流動性が悪化することで排出特性が変わっている。トナー容器４２のトナー量が多いときに排出量が減少するのは、上述したトナーの詰まりのためである（図５（ａ）参照）。したがって、第１の実施形態の画像形成装置１によれば、従来の画像形成装置に比べて、高温時においてもトナー排出量の低下は見られないことが明らかになった。

１…画像形成装置、４２…トナー容器、４２ａ…リブ、４２ｂ…排出口、４２ｄ…上縁、４１…トナーホッパ（トナー収容部）、７０…制御部（トナー量検知手段）、７１…トナー容器駆動部（駆動部）、７３…トナー残量検知センサ（トナー残量検知手段）、７４…温度検知センサ（情報取得手段、温度検知手段）。

Claims (7)

1. トナーが収容される円筒形状で、内周面に設けられた螺旋状のリブと、一端部に設けられた排出口とを有し、軸心を回転中心とする正回転により、収容されたトナーを前記リブが前記排出口に案内して排出可能なトナー容器と、
   前記トナー容器に収容されたトナーのトナー量に関する値を検知するトナー量検知手段と、
   前記軸心を回転中心として前記トナー容器を正逆回転可能な駆動部と、
   前記トナー容器から排出されたトナーを収容するトナー収容部と、
   前記トナー収容部に収容されたトナー量が設定量以上であるかどうかを検知するトナー残量検知手段と、を備え、
   前記トナー残量検知手段の検知結果に基づいて、前記トナー収容部のトナー量が設定量未満であることを検知した場合で、かつ、前記トナー量検知手段により検知されたトナー量に関する値が閾値を超える場合に、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー容器に収容されたトナーの環境に関する情報を取得する情報取得手段を備え、
   前記制御部は、前記情報取得手段により取得された情報に基づいて逆回転時間を設定し、前記逆回転時間の間、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記情報取得手段は、前記トナー容器を着脱可能に内蔵する装置本体の内部の温度を検知する温度検知手段であり、
   前記制御部は、前記温度が第１の温度である場合に前記逆回転時間を第１の逆回転時間とし、前記温度が前記第１の温度より高い第２の温度である場合に前記逆回転時間を前記第１の逆回転時間より長い第２の逆回転時間とする、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記閾値は、前記トナー容器に収容されたトナーが前記トナー容器の前記排出口の上縁に達する場合のトナー量に関する値である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記閾値は、前記トナー容器の回転回数の積算値に関する値である、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記制御部は、前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを供給する際に、前記トナー容器が正回転する方向に前記駆動部を駆動する前に、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記トナー容器から前記トナー収容部にトナーを供給する際に、前記トナー容器が正回転する方向に前記駆動部を駆動した後に、前記トナー容器が逆回転する方向に前記駆動部を駆動する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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