JP2021021807A - 現像剤補給装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像装置への現像剤の補給不良を生じにくくする。【解決手段】正方向又は逆方向の回転駆動によって、トナー容器３２Ｙと搬送コイル６２Ｙとをそれぞれ正転又は逆転させる駆動モータ９１が設置されている。そして、所定のタイミングで駆動モータ９１を正方向と逆方向とに交互に回転駆動する「残トナー低減モード（制御モード）」を実行している。また、その「残トナー低減モード（制御モード）」において、駆動モータ９１を正方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ１として、駆動モータ９１を逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ２としたときに、θ２≧θ１なる関係が成立するように設定している。【選択図】図５

Description

この発明は、現像剤容器に収容されたトナー等の現像剤を現像装置に補給する現像剤補給装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機等の画像形成装置においては、画像形成装置本体に着脱可能に設置される筒状のトナー容器（現像剤容器）が多く用いられている（例えば、特許文献１、２参照。）。
特許文献１において、トナー容器から排出されたトナー（現像剤）が貯留されるトナータンク部と、現像装置と、は、トナー搬送コイルが内設されたトナー搬送管を介して接続されている。そして、駆動モータによってトナー容器が回転駆動されると、トナー容器の開口部からトナータンク部にトナーが排出されて、トナータンク部に排出されたトナーがトナー搬送コイルによって現像装置に向けて搬送される。

一方、特許文献２には、トナーボトル（現像剤容器）の内壁面にトナーが大量に付着してしまいボトル内のトナーを使い切れなくなってしまう不具合を防止することを目的として、正転しているトナーボトルを適宜に逆転させることでトナーボトルに振動を与える技術が開示されている。

従来の現像剤補給装置は、駆動モータによって現像剤容器と搬送部材とを同時に回転駆動しながら、現像剤容器から排出された現像剤を搬送部材によって現像装置に向けて搬送する場合であって、駆動モータを適宜に逆方向に回転駆動して現像剤容器を逆転させることで現像剤容器の内壁に現像剤が付着する不具合を軽減しようとする場合に、搬送部材も逆転してしまっていた。そのため、駆動モータを逆方向に回転駆動した後に、再び現像モータを正方向に回転駆動して現像装置への現像剤の補給をおこなおうとしても、搬送部材の逆転によって現像装置から離れる方向に現像剤が搬送された分だけ、現像装置への現像剤の補給にタイムラグが生じてしまっていた。したがって、現像装置に補給する現像剤量が不足してしまう補給不良が一時的に生じてしまっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、現像装置への現像剤の補給不良が生じにくい、現像剤補給装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における現像剤補給装置は、駆動モータによる正方向の回転駆動によって正転することにより、内部に収容された現像剤を排出する現像剤容器と、前記駆動モータによる前記正方向の回転駆動によって正転することにより、前記現像剤容器から排出された現像剤を現像装置に向けて搬送する搬送部材と、を備え、前記駆動モータは、逆方向の回転駆動によって、前記現像剤容器を逆転するとともに前記搬送部材を逆転し、所定のタイミングで前記駆動モータを正方向と逆方向とに交互に回転駆動する制御モードを実行し、前記制御モードにおいて、前記駆動モータを正方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ１として、前記駆動モータを逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ２としたときに、θ２≧θ１なる関係が成立するものである。

本発明によれば、現像装置への現像剤の補給不良が生じにくい、現像剤補給装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す断面図である。 トナー補給装置にトナー容器が設置された状態を示す模式図である。 トナー容器収容部にトナー容器が設置される状態を示す概略斜視図である。 トナー補給装置の要部を示す斜視図である。 残トナー低減モード（制御モード）の動作例であって、駆動モータの駆動時間と角速度との関係を示すグラフである。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、画像形成装置１００の全体の構成・動作について説明する。
図１（及び、図３）に示すように、画像形成装置本体１００の上方にあるトナー容器収容部７０には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つの現像剤容器としてのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱可能（交換可能）に設置されている。
トナー容器収容部７０の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。
トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの下方には、それぞれ、現像剤補給装置としてのトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが設置されている。そして、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ（現像剤容器）に収容されたトナーは、それぞれ、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ（現像剤補給装置）によって、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置内に補給される。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、感光体ドラム１Ｙ（像担持体）と、感光体ドラム１Ｙの周囲にそれぞれ設置された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部、等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙの表面にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、画像形成プロセス開始の指示により、感光体ドラム１Ｙは、モータによって図２の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７（図１参照）から発せられるレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写ローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光装置７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写対向ローラ１２、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部、等で構成される。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、４つの１次転写ローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写対向ローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された用紙等のシートＰ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、シートＰに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙部２６には、用紙等のシートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８に搬送されたシートＰは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、シートＰが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートＰ上に定着される。
その後、シートＰは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出されたシートＰは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、作像部における現像装置の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙ、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙ、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤Ｇが収容されている。現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー搬送管６４Ｙ（トナー搬送経路）に連通している。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。

ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙに収容されているトナーが、トナー補給装置６０Ｙ（図３、図５等参照）を介して現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。なお、トナー補給装置の構成・動作については、後で詳しく説明する。

その後、現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙを循環する（図２の紙面垂直方向の移動である。）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。

次に、図３〜図５等を用いて、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋについて詳述する。
図３等を参照して、装置本体１００のトナー容器収容部７０に設置された各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に収容された現像剤としてのトナーは、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋによって適宜に各現像装置内に補給される。
なお、４つのトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋやトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ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、イエローに対応したトナー補給装置６０Ｙやトナー容器３２Ｙのみの説明をおこない、他の３つの色に対応したトナー補給装置６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋやトナー容器３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの説明を適宜に省略する。

図４に示すように、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが装置本体１００のトナー容器収容部７０に装着（矢印Ｑに沿った移動である。）されると、その装着動作に連動して、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋのシャッタ部材３４ｄ（図３参照）が移動してトナー排出口Ｗが開放されるとともに、トナー容器収容部７０（トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ）のトナー補給口７２ｗ（図３参照）とトナー排出口Ｗとが連通する。これにより、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に収容されたトナーが、トナー排出口Ｗから排出されて、トナー容器収容部７０（トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ）のトナー補給口７２ｗからトナータンク部６１Ｙ内に貯溜されることになる。

ここで、図３、図５等を参照して、トナー容器３２Ｙは、略円筒状のトナーボトルであって、主として、トナー容器収容部７０に非回転で保持されるキャップ部３４Ｙと、ギア３３ｃが一体的に形成された容器本体３３Ｙ（ボトル本体）と、で構成される。容器本体３３Ｙは、キャップ部３４Ｙに対して相対的に回転可能に保持されていて、駆動機構（駆動モータ９１やギア８１、８２等で構成されている。）によって図３、図５の矢印方向に回転駆動される。そして、容器本体３３Ｙ自体が回転することで、容器本体３３Ｙの内周面に螺旋状に形成された突起３３ｂ（図５参照）によって、トナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）の内部に収容されたトナーが長手方向に搬送されて（図３の左方から右方への搬送である。）、容器本体３３Ｙの開口部Ａからキャップ部３４Ｙにトナーが排出され、さらにキャップ部３４Ｙのトナー排出口Ｗから容器外にトナーが排出される。すなわち、駆動モータ９１によってトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙが適宜に回転駆動（正転）されることで、トナータンク部６１Ｙにトナーが適宜に供給される。なお、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、寿命に達したとき（収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったときである。）に新品のものに交換される。

図３、図５を参照して、現像剤補給装置としてのトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、トナー容器収容部７０、トナータンク部６１Ｙ、搬送部材としての搬送コイル６２Ｙ、トナーエンドセンサ６６Ｙ、駆動モータ９１、ギア８〜８４、等で構成されている。
トナータンク部６１Ｙは、トナー容器３２Ｙのトナー排出口Ｗの下方に設置されていて、トナー容器３２Ｙのトナー排出口Ｗから排出されたトナーが貯留される。トナータンク部６１Ｙの底部は、トナー搬送管６４Ｙの上流部に接続されている。
また、トナータンク部６１Ｙの壁面（底部から所定高さの位置である。）には、トナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーが所定量以下になったことを検知するトナーエンドセンサ６６Ｙが設置されている。トナーエンドセンサ６６Ｙとしては、圧電センサ等を用いることができる。そして、トナーエンドセンサ６６Ｙによってトナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーが所定量以下になったことが制御部９０にて検知（トナーエンド検知）されると、制御部９０の制御により駆動モータ９１によってトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを所定時間回転駆動してトナータンク部６１Ｙへのトナー補給をおこなう。さらに、このような制御を繰り返してもトナーエンドセンサ６６Ｙによるトナーエンド検知が解除されない場合には、トナー容器３２Ｙ内にトナーがないものとして、装置本体１００の外装部に設置された表示パネルにトナー容器３２Ｙの交換を促す旨の表示をおこなう。

図３、図５に示すように、搬送コイル６２Ｙは、トナー搬送管６４Ｙに回転可能に内設されていて、トナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーをトナー搬送管６４Ｙを介して現像装置５Ｙに向けて搬送するものである。詳しくは、搬送コイル６２Ｙは、駆動モータ９１の回転駆動によって正転することで、トナータンク部６１Ｙの底部（最下点）から現像装置５Ｙの上方に向けてトナーをトナー搬送管６４Ｙに沿って搬送する。そして、搬送コイル６２Ｙによって搬送されたトナーは、現像装置５Ｙ（現像剤収容部５４Ｙ）内に補給される。
なお、本実施の形態において、搬送コイル６２Ｙの駆動源は、トナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）の駆動源と共通化されている。すなわち、駆動モータ９１が回転駆動されると、トナー容器３２Ｙが回転するとともに搬送コイル６２Ｙも回転することになる。

また、図４を参照して、トナー容器収容部７０は、主として、トナー容器３２Ｙのキャップ部３４Ｙを保持するためのキャップ受部７３と、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを保持するためのボトル受部７２と、で構成されている。
ここで、図１を参照して、装置本体１００の手前側（図１の紙面垂直方向手前側である。）の上方に設置された本体カバー（不図示である。）を開放すると、トナー容器収容部７０が露呈される。そして、各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの長手方向を水平方向とした状態で、装置本体１００の手前側上方からの各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの着脱操作（トナー容器の長手方向を着脱方向とする着脱操作である。）がおこなわれる。
詳しくは、装置本体１００への装着時には、各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、本体カバーが開放された状態の装置本体１００の上方からトナー容器収容部７０上に載置され、その後にキャップ部３４Ｙを先頭にして水平方向に押し込まれることになる（図４の矢印Ｑに沿った移動である。）。これに対して、装置本体１００からの離脱時には、各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、装着時と逆の操作がおこなわれることになる。

以下、本実施の形態におけるトナー補給装置６０Ｙの、特徴的な構成・動作について詳述する。
先に図３、図５等を用いて説明したように、現像剤補給装置としてのトナー補給装置６０Ｙには、現像剤容器としてのトナー容器３２Ｙや、搬送部材としての搬送コイル６２Ｙなどが設けられている。
トナー容器３２Ｙ（現像剤容器）は、駆動モータ９１による正方向の回転駆動によって図３、図５の矢印方向に正転することにより、内部に収容された現像剤としてのトナーを排出するものである。駆動モータ９１の駆動は、第１のギア列８１、８２を介してトナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）のギア３３ｃに伝達されて、トナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）が回転することになる。
搬送コイル６２Ｙは、駆動モータ９１による正方向の回転駆動によって図３の破線矢印方向に正転することにより、トナー容器３２Ｙから排出されたトナー（現像剤）を現像装置５Ｙに向けて搬送するものである。駆動モータ９１の駆動は、第２のギア列８２、８３を介して搬送コイル６２Ｙのギア８４（一端側の軸部に設置されている。）に伝達されて、搬送コイル６２Ｙが回転することになる。
このように、本実施の形態では、搬送コイル６２Ｙを回転駆動する駆動モータ９１と、トナー容器３２Ｙを回転駆動する駆動モータ９１と、が１つの共通の駆動源として用いられているため、駆動源を別々に設ける場合に比べて、装置を小型化、低コスト化することができる。

ここで、駆動モータ９１は、逆方向の回転駆動によって、トナー容器３２Ｙ（現像剤容器）を逆転するとともに搬送コイル６２Ｙ（搬送部材）を逆転するものである。
詳しくは、駆動モータ９１は、正逆双方向回転型のステッピングモータである。そして、制御部９０による制御によって駆動モータ９１が正方向に回転したときには、トナー容器３２Ｙが図３の実線矢印方向に正転するとともに、搬送コイル６２Ｙが図３の破線矢印方向に正転する。これにより、通常のトナー容器３２Ｙからトナー搬送管６４Ｙを介して現像装置５Ｙに至るトナー補給がおこなわれることになる。
これに対して、制御部９０による制御によって駆動モータ９１が逆方向に回転したときには、トナー容器３２Ｙが図３の実線矢印方向の逆方向に逆転するとともに、搬送コイル６２Ｙが図３の破線矢印方向の逆方向に逆転する。すなわち、搬送コイル６２Ｙは、トナー容器３２Ｙの駆動と同期して正転したり逆転したりすることになる。

そして、図６を参照して、本実施の形態では、所定のタイミング（通常のトナー補給時とは異なるタイミングである。）で、その駆動モータ９１を正方向と逆方向とに交互に回転駆動する制御モードを実行している。
すなわち、このような制御モードを実行するときには、通常のトナー補給動作とは異なり、駆動モータ９１によってトナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）と搬送コイル６２Ｙとを同期して正転させたり逆転させたり交互に回転方向を切替えている。
この制御モードは、トナー容器３２Ｙの内壁面にトナーが大量に付着してしまって、トナー容器３２Ｙ内に大量のトナー（残トナー）を残した状態でトナー容器３２Ｙを交換しなければならない不具合を防止するためのものである。したがって、この制御モードを、以降、適宜に「残トナー低減モード」と呼ぶことにする。

また、本実施の形態では、「残トナー低減モード（制御モード）」において、駆動モータ９１を正方向に回転駆動するときの累積の回転角度（積算動作角度）をθ１として、駆動モータ９１を逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度（積算動作角度）をθ２としたときに、
θ２≧θ１
なる関係が成立するように設定している。
すなわち、残トナー低減モードにおいて、駆動モータ９１によってトナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）と搬送コイル６２Ｙとが正転されるそれぞれの累積回転角度に比べて、トナー容器３２Ｙ（容器本体３３Ｙ）と搬送コイル６２Ｙとが逆転されるそれぞれの累積回転角度が同等以上になるように設定している。

具体的に、図６において、横軸の「時間（経過時間）」は駆動モータ９１の駆動時間を示し、縦軸の「角速度」は駆動モータ９１（ステッピングモータ）の角速度（回転速度）であって駆動モータ９１に加えるパルス数（ｐｐｓ）に相当する。したがって、図６において図示した各領域Ａ〜Ｆの面積（積分値であって、「１７．５」、「１５」、「２２．５」等の数字で表現している。）が回転角度（動作角度）になる。よって、図６の動作例では、正方向の回転駆動時の累積回転角度θ１は５２．５°（Ｂ＋Ｄ＋Ｆ：１５×２＋２２．５）になり、逆方向の回転駆動時の累積回転角度θ２も５２．５°（Ａ＋Ｃ＋Ｅ：１７．５×３）になり、θ１とθ２とが等しくなる。

このように本実施の形態では、駆動モータ９１を正方向と逆方向とに交互に回転駆動する「残トナー低減モード」を、正転時の累積回転角度θ１に比べて逆転時の累積回転角度θ２が同等以上になるような条件でおこなっているため、現像装置５Ｙへのトナーの補給不良を生じにくくしつつ、トナー容器３２Ｙの内壁にトナーが付着する不具合を軽減することができる。
詳しくは、トナー容器３２Ｙを正転することなく単に逆転させるだけだと、それに同期して搬送コイル６２Ｙも逆転するだけであるため、トナー搬送管６４Ｙ内においてトナーが現像装置５Ｙから離れる方向に逆流し続けることになる。したがって、残トナー低減モードを終えて、通常のトナー補給動作をおこなうためにトナー容器３２Ｙや搬送コイル６２Ｙを正転させても、トナーが逆流した分だけ、現像装置５Ｙへのトナー補給にタイムラグが生じてしまい、現像装置５Ｙへのトナー補給不良が一時的に生じてしまう。これに対して、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙと搬送コイル６２Ｙとの正転と逆転とを交互におこなっているため、そのような不具合が生じにくくなる。

そして、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙの逆転と正転とが交互におこなわれるため、容器内において正転時に開口部Ａに向かうトナーと逆方向に向かうトナーとが衝突し合うとともに、正転から逆転に切り替えられるときに容器に振動が生じることで、容器の内壁面へのトナー付着が軽減されることになる。特に、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙの逆転動作が正転動作よりも短くならないようにしているため、容器内における逆方向のトナーの動作が充分に確保されて、上述した効果が発揮されやすくなる。
さらに、搬送コイル６２Ｙの駆動に関しても、逆転動作が正転動作よりも短くならないことで、トナー搬送管６４Ｙの下流側（現像装置５Ｙに近い側である。）において、残トナー低減モード時に現像装置５Ｙに多くのトナーを送り込んでしまうことはない。そのため、本来、現像装置５Ｙへのトナー補給を予定していない残トナー低減モードにおいて、現像装置５Ｙに大量のトナーが補給されてしまって、現像装置５Ｙ内の現像剤のトナー濃度が大きく変化してしまう不具合を防止することができる。すなわち、残トナー低減モード直後の印刷動作において、印刷画像の画像濃度が安定しない不具合を軽減することができる。
なお、図６の動作例では、正転時の累積回転角度θ１と逆転時の累積回転角度θ２とが等しくなるように設定したが、θ２≧θ１なる関係が成立すれば上述した種々の効果が発揮されることになる。また、θ２＞θ１なる関係が成立すれば、余剰排出をより防ぐことが可能になる。

ここで、図６に示すように、本実施の形態において、「残トナー低減モード（制御モード）」は、駆動モータ９１を、最初に逆方向に回転駆動した後に、正方向と逆方向との交互の回転駆動を繰り返し、最後に正方向に回転駆動している。
具体的に、図６の動作例では、逆方向（Ａ）、正方向（Ｂ）、逆方向（Ｃ）、正方向（Ｄ）、逆方向（Ｅ）、正方向（Ｆ）の順に駆動モータ９１を駆動している。
残トナー低減モードの開始直後に駆動モータ９１を正方向に駆動してしまうと、正転する搬送コイル６２Ｙによって現像装置５Ｙにトナーが補給されてしまうため、残トナー低減モードの開始直後に駆動モータ９１を逆方向に駆動することが好ましい。
また、残トナー低減モードの終了直前に駆動モータ９１を逆方向に駆動してしまうと、逆転する搬送コイル６２Ｙによって、トナー搬送管６４Ｙにおいて現像装置５Ｙから遠ざかる方向にトナーがその分だけ流動して、残トナー低減モード後におこなわれる通常のトナー補給動作で現像装置５Ｙへのトナー補給が遅れてしまうため、残トナー低減モードの終了直前に駆動モータ９１を正方向に駆動することが好ましい。

特に、図６に示すように、本実施の形態において、「残トナー低減モード（制御モード）」は、駆動モータ９１を最後に正方向に回転駆動するときの回転角度が最も大きく回転速度が最も遅くなるように設定している。
具体的に、図６の動作例では、領域Ｆに示す最後の駆動モータ９１の正方向の駆動時の回転角度は２２．５°で、他の領域Ａ〜Ｅのものより大きく設定されている。また、領域Ｆに示す最後の駆動モータ９１の正方向の駆動時の回転速度（角速度）は、他の領域Ａ〜Ｅのものより小さく半分程度に設定されている。
先に説明したように、残トナー低減モードの終了直前に駆動モータ９１を正方向に駆動することで、残トナー低減モード後におこなわれる通常のトナー補給動作で現像装置５Ｙへのトナー補給が遅れてしまう不具合を軽減することができる。しかし、駆動モータ９１を正方向に駆動してトナー搬送管６４Ｙ内のトナーを順方向（現像装置５Ｙ側である。）に戻し過ぎてしまうと、現像装置５Ｙに不要なトナーを補給してしまうことになる。これに対して、本実施の形態では、残トナー低減モードにおいて、モード開始から逆回転動作時の回転角度を正回転動作時のものより大きめに設定しておき、最後の正転動作ではトナー搬送管６４Ｙ内におけるトナーの流動状態を落ち着けるように、ゆっくりと時間をかけて遅い回転速度（角速度）でトナーを搬送するようにしている。これにより、残トナー低減モードの終了時に現像装置５Ｙに不要なトナーを補給してしまう不具合を軽減することができる。

また、図６に示すように、本実施の形態において、「残トナー低減モード（制御モード）」は、駆動モータ９１を最後に正方向に回転駆動するときを除き、駆動モータ９１を逆方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度が正方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度よりも大きく、駆動モータ９１を逆方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度と回転速度（角速度）とがそれぞれすべて等しく、駆動モータ９１を正方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度と回転速度（角速度）とがそれぞれすべて等しくなるように設定している。
具体的に、図６の動作例では、逆回転動作時の領域Ａ、Ｃ、Ｅの回転角度はいずれも１７．５°に設定されて、正回転動作時の領域Ｂ、Ｄの回転角度はいずれも逆回転動作時のものより小さな１５°に設定されている。
これにより、残トナー低減モード時における駆動モータ９１の制御が比較的単純化されて、上述した種々の効果が効率的に発揮されやすくなる。

ここで、本実施の形態において、「残トナー低減モード（制御モード）」は、通常の印刷動作（ジョブ、画像形成動作）が終了した後など、非画像形成時のタイミングで実行されるように設定している。言い換えると、通常の印刷動作（ジョブ、画像形成動作）が終了してから、次回の印刷動作（ジョブ、画像形成動作）が開始される間に実行される。
なお、「非画像形成時」は、画像形成動作がおこなわれていない状態であればいつでも良い。
このようにすることで、通常の印刷動作がおこなわれている最中に残トナー低減モードが実行されてしまって、印刷動作が終了するまでの時間が長くなってしまう不具合を軽減することができる。
なお、「印刷動作」とは、印刷開始の指示が使用者よりなされて画像が印刷されたシートＰが指定された枚数排出されることを言う。そして、この間に、上述した作像プロセスがおこなわれることになる。また、印刷開始の指示は、例えば、画像形成装置１００に設けられている印刷開始ボタンの押下等がそれに値する。

特に、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙに収容されたトナーの残量が所定量以下になったとき（トナーニアエンド状態である。）に、残トナー低減モードが実行されるように設定している。
すなわち、トナー容器３２Ｙ内のトナーが充分にある状態では残トナー低減モードを実行せずに、トナー容器３２Ｙ内の残トナー量が僅かになった状態で残トナー低減モードを実行するようにしている。
このように設定しているのは、トナー容器３２Ｙ内のトナーが充分にある状態では容器の内壁面へのトナー付着が生じにくく、トナー容器３２Ｙ内の残トナー量が僅かになった状態のときに内壁面へのトナー付着が生じやすいためである。
なお、トナー容器３２Ｙのトナーニアエンド状態は、新品のトナー容器３２Ｙが装置本体にセットされてからのトナー容器３２Ｙの累積の駆動時間などに基づいて間接的に検知することができる。そして、トナー容器３２Ｙのトナーニアエンド状態が検知されると、その後の非画像形成時のタイミング（例えば、各ジョブ後のタイミングである。）で残トナー低減モードが実行されることになる。
このような制御をおこなうことで、効率的に無駄なく残トナー低減モードを実行することができる。

以上説明したように、本実施の形態におけるトナー補給装置６０Ｙ（現像剤補給装置）は、駆動モータ９１による正方向の回転駆動によって正転することにより内部に収容されたトナー（現像剤）を排出するトナー容器３２Ｙ（現像剤容器）と、駆動モータ９１による正方向の回転駆動によって正転することによりトナー容器３２Ｙから排出されたトナーを現像装置５Ｙに向けて搬送する搬送コイル６２Ｙ（搬送部材）と、が設けられている。駆動モータ９１は、逆方向の回転駆動によって、トナー容器３２Ｙを逆転するとともに搬送コイル６２Ｙを逆転するものである。そして、所定のタイミングで駆動モータ９１を正方向と逆方向とに交互に回転駆動する「残トナー低減モード（制御モード）」を実行している。また、その「残トナー低減モード（制御モード）」において、駆動モータ９１を正方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ１として、駆動モータ９１を逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ２としたときに、θ２≧θ１なる関係が成立するように設定している。
これにより、現像装置５Ｙへのトナーの補給不良が生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内にトナーのみを収容したが、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を現像装置に適宜に供給する画像形成装置に対してはトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に２成分現像剤を収容することもできる。
そして、その場合であっても、上述した本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙとして容器本体３３Ｙとキャップ部３４Ｙとからなるものを用いたが、トナー容器３２Ｙ（現像剤容器）の構成はこれに限定されることなく、回転駆動により内部に収容されたトナー（現像剤）を容器外に排出するものであれば、それらのすべてに本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、搬送部材としてコイル状の搬送コイル６２Ｙを用いたが、搬送部材の構成はこれに限定されることなく、回転駆動によりトナー（現像剤）を搬送するものであれば、例えば、搬送部材としてスクリュ状の搬送スクリュを用いることもできる。
また、本実施の形態では、駆動モータ９１としてステッピングモータを用いたが、駆動モータはこれに限定されることなく、正逆方向にある程度応答性良く回転駆動するものであればよくて、例えば、駆動モータとしてブラシモータやブラシレスモータを用いることもできる。
そして、それらのような場合であっても、上述した本実施の形態ものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

５Ｙ 現像装置、
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ トナー容器（現像剤容器）、
３３Ｙ 容器本体、
３３ｂ 突起（螺旋状の突起）、 ３３ｃ ギア、
３４Ｙ キャップ部、
６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ トナー補給装置（現像剤補給装置）、
６４Ｙ 搬送コイル（搬送部材）、
９１ 駆動モータ、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
Ａ 開口部、 Ｗ トナー排出口。

特開２０１２−１８３７９号公報 特開平９−３４２３４号公報

Claims (8)

1. 駆動モータによる正方向の回転駆動によって正転することにより、内部に収容された現像剤を排出する現像剤容器と、
   前記駆動モータによる前記正方向の回転駆動によって正転することにより、前記現像剤容器から排出された現像剤を現像装置に向けて搬送する搬送部材と、
   を備え、
   前記駆動モータは、逆方向の回転駆動によって、前記現像剤容器を逆転するとともに前記搬送部材を逆転し、
   所定のタイミングで前記駆動モータを正方向と逆方向とに交互に回転駆動する制御モードを実行し、
   前記制御モードにおいて、前記駆動モータを正方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ１として、前記駆動モータを逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ２としたときに、
   θ２≧θ１
   なる関係が成立することを特徴とする現像剤補給装置。
2. 前記制御モードは、前記駆動モータを、最初に逆方向に回転駆動した後に、正方向と逆方向との交互の回転駆動を繰り返し、最後に正方向に回転駆動することを特徴とする請求項１に記載の現像剤補給装置。
3. 前記制御モードは、前記駆動モータを最後に正方向に回転駆動するときの回転角度が最も大きく回転速度が最も遅くなることを特徴とする請求項２に記載の現像剤補給装置。
4. 前記制御モードは、前記駆動モータを最後に正方向に回転駆動するときを除き、前記駆動モータを逆方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度が正方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度よりも大きく、前記駆動モータを逆方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度と回転速度とがそれぞれすべて等しく、前記駆動モータを正方向に回転駆動するときの１回当りの回転角度と回転速度とがそれぞれすべて等しいことを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像剤補給装置。
5. 前記制御モードは、非画像形成時のタイミングで実行されることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の現像剤補給装置。
6. 前記制御モードは、前記現像剤容器に収容された現像剤の残量が所定量以下になったときに実行されることを特徴とする請求項５に記載の現像剤補給装置。
7. 駆動モータによる正方向の回転駆動によって正転することにより、内部に収容された現像剤を排出する現像剤容器と、
   前記駆動モータによる前記正方向の回転駆動によって正転することにより、前記現像剤容器から排出された現像剤を現像装置に向けて搬送する搬送部材と、
   を備え、
   前記駆動モータは、逆方向の回転駆動によって、前記現像剤容器を逆転するとともに前記搬送部材を逆転し、
   画像形成動作終了時から次回の画像形成動作開始時の間に、前記駆動モータを正方向と逆方向とに交互に回転駆動させ、
   画像形成動作終了時から次回の画像形成動作開始時の間において、前記駆動モータを正方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ１として、前記駆動モータを逆方向に回転駆動するときの累積の回転角度をθ２としたときに、
   θ２≧θ１
   なる関係が成立することを特徴とする現像剤補給装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の現像剤補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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