JP4570073B2 - トナー補給装置、現像装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、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そこに設置されるトナー補給装置及び現像装置とに関し、特に、モーノポンプを用いて現像装置にトナーを補給するトナー補給装置、現像装置、及び、画像形成装置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、大容量のトナーを収容して稼働率を高めることを目的として、複数のトナーボトル（トナー容器）が設置されるトナー補給装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

具体的には、複数のトナーボトルは、それぞれ、トナーの排出口となる開口部を備え、その開口部にはキャップが設置されている。そして、複数のトナーボトルがトナーバンクの各ボトル設置部にそれぞれセットされた状態で、トナー排出をおこなう１つのトナーボトルのキャップがキャップ開閉機構によって離脱される。キャップが離脱されて開口部が開放されたトナーボトルは、ボトル駆動部によって適宜に回転駆動されて、トナーボトルからトナーが排出される。排出されたトナーはトナー貯留部に貯留されて、その底部から現像装置に至るトナー搬送路を介して現像装置に搬送される。なお、トナー搬送路には、トナー搬送スクリュが設置されている。
そして、１つのトナーボトルが空（トナーエンド）になると、他のトナーボトルからのトナーの排出が開始される。こうして、大容量のトナーによる稼働率の高い画像形成が可能になる。

一方、特許文献２等には、トナー容器に収容されたトナーをモーノポンプによって吸引して現像装置に補給する技術が開示されている。このように、モーノポンプを用いる場合には、トナー搬送スクリュを用いたトナー搬送路ではなくて、フレキシブルなチューブを用いたトナー搬送路となる。したがって、モーノポンプを用いたトナー補給装置は、レイアウトの自由度が高く、比較的低廉なものとなる。

特開２００２−２８７４９３号公報 特開２００２−３６５９００号公報

上述した従来のトナーボトルを用いた画像形成装置は、モーノポンプを用いたトナー補給装置を搭載した場合に、モーノポンプの寿命が早められる等の不具合が生じる可能性があった。

詳しくは、次の通りである。
特許文献１等の大容量のトナー補給装置に、特許文献２等のモーノポンプを搭載した場合、モーノポンプは現像装置の近傍に設置されて、モーノポンプの吸引口とトナー貯留部とをフレキシブルなチューブで接続することになる。
トナーボトルから排出されたトナーは、一旦トナー貯留部に貯留される。トナー貯留部に貯留されたトナーは、モーノポンプによって吸引されて、チューブを介してモーノポンプまで搬送される。そして、モーノポンプから現像装置にトナーが補給される。
このような構成によって、レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、大容量のトナーを収容して稼働率が高い画像形成装置となる。

ところが、トナーボトルからトナー貯留部に排出されるトナーの量（単位時間当たりのトナー排出量）が、モーノポンプによってトナー貯留部から吸引されるトナーの量（単位時間当たりのトナー吸引量）よりも少ない場合には、モーノポンプが空回し状態（ロータとステータとの間にトナーが介在しない状態である。）になることが生じる可能性がある。すなわち、モーノポンプのトナー吸引力にトナーボトルのトナー排出力が追いつかなくて、トナー貯留部に貯留されるトナーが不足してしまうことが考えられる。

モーノポンプは、空回し状態が長時間続くと、ロータ及びステータの磨耗により寿命が早められてしまう。本願発明者が実験確認したところ、１００ｇ／分のトナー吸引量（トナー吸引力）をもつモーノポンプに対して、５０ｇ／分のトナー吸引を所定条件で連続しておこなった場合（吸引能力に対して半分の吸引しかおこなわなかった場合である。）、モーノポンプの寿命は吸引能力全開で吸引したときの寿命の約半分になってしまった。

これに対して、トナーボトルからトナー貯留部に排出されるトナーの量が、モーノポンプによってトナー貯留部から吸引されるトナーの量よりも多い場合には、トナー貯留部に貯留されるトナーがオーバーフローしてしまう可能性がある。すなわち、トナーボトルのトナー排出力にモーノポンプのトナー吸引力が追いつかなくて、トナー貯留部に貯留されるトナーが過多になってしまうことが考えられる。

以上述べた問題は、複数のトナーボトルが設置されるトナー補給装置に限定されるものではなく、単数のトナーボトルが設置されるトナー補給装置や、トナーボトル以外のトナー容器（例えば、袋状のトナー容器等である。）が設置されるトナー補給装置であっても、トナー容器とモーノポンプとの間にトナー貯留部を設けたトナー補給装置であれば共通の問題となる。

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、モーノポンプの寿命低下等の不具合がなくて、レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、大容量のトナーを収容することができるトナー補給装置、現像装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかるトナー補給装置は、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、トナー容器からトナーを排出するトナー排出手段と、前記トナー容器から排出されたトナーを貯留するトナー貯留部と、前記トナー貯留部に貯留されたトナーを吸引して前記現像装置に供給するモーノポンプと、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの量を検知する検知手段と、を備え、前記トナー排出手段の駆動によって前記トナー容器から排出される単位時間当たりのトナー排出量が、前記モーノポンプの駆動によって前記トナー貯留部から吸引される単位時間当たりのトナー吸引量よりも大きくなるように設定され、前記検知手段の検知結果に基いて、前記トナー容器からトナーを排出する前記トナー排出手段の駆動と、前記トナー貯留部からトナーを吸引する前記モーノポンプの駆動と、を制御するものである。

また、請求項２記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１に記載の発明において、前記検知手段によって前記トナー貯留部に貯留されたトナーが所定量以下になるのが検知されたときに、前記トナー排出手段の駆動をおこなうように制御するものである。

また、請求項３記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項２に記載の発明において、前記トナー排出手段の駆動をおこなっても前記検知手段によって前記トナーが所定量以下になるのが検知される状態が所定回数連続した場合に、前記モーノポンプの駆動停止をおこなうものである。

また、請求項４記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項３に記載の発明において、前記モーノポンプの駆動停止は、前記トナー容器が交換されるまでおこなわれるものである。

また、請求項５記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項３又は請求項４に記載の発明において、前記モーノポンプの駆動停止は、前記検知手段によって前記トナーが所定量以上になるのを検知したときに解除されるものである。

また、請求項６記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項２〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記トナー排出手段の駆動をおこなっても前記検知手段によって前記トナーが所定量以下になるのが検知される状態が所定回数連続した場合に、前記トナー容器が交換されるまで前記トナー排出手段の駆動を停止するものである。

また、請求項７記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記検知手段によって前記トナー貯留部に貯留されたトナーが所定量以上になるのが検知されたときに、前記トナー排出手段の駆動を停止するものである。

また、請求項８記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記検知手段を、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの上面位置を検知するセンサとしたものである。

また、請求項９記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項８に記載の発明において、前記センサの検知面を清掃する清掃手段を備えたものである。

また、請求項１０記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１〜請求項９のいずれかに記載の発明において、前記トナー貯留部は、貯留したトナーを撹拌する撹拌部材を備えたものである。

また、請求項１１記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１〜請求項１０のいずれかに記載の発明において、前記トナー容器は、内周面に螺旋状の突起を有するトナーボトルであって、前記トナー排出手段は、前記トナーボトルを所定方向に回転駆動して当該トナーボトル内のトナーを排出するものである。

また、請求項１２記載の発明にかかるトナー補給装置は、上記請求項１〜請求項１１のいずれかに記載の発明において、前記トナーは、体積平均粒径が５〜１０μｍであって５μｍ以下のトナー粒子が６０〜８０個数％となるように形成されたものである。

また、請求項１３記載の発明にかかる現像装置は、像担持体上に形成される潜像を現像して当該像担持体上にトナー像を形成する現像装置であって、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のトナー補給装置に接続されるものである。

また、請求項１４記載の発明にかかる現像装置は、上記請求項１３に記載の発明において、前記トナー補給装置の前記モーノポンプに接続されるとともにトナーを収容するトナー収容部を備えたものである。

また、請求項１５記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のトナー補給装置と前記現像装置とを備えたものである。

本発明は、トナー貯留部に貯留されるトナーの量を検知する検知手段を設けて、その検知手段の検知結果に基いてトナー排出手段及びモーノポンプを制御している。これにより、モーノポンプの寿命低下等の不具合がなくて、レイアウトの自由度が高く、比較的低廉で、大容量のトナーを収容可能な、トナー補給装置、現像装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、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。

実施の形態１．
図１〜図５にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、本実施の形態１における画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１において、５０は画像形成装置としてのデジタル複写機、５１はセットされた原稿Ｄを原稿読込部５２に搬送する原稿搬送部、５２は原稿Ｄの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、５３は原稿読込部５２で読み込んだ画像情報に基いた露光光Ｌを感光体ドラム５４上に照射する露光部、５４は像担持体としての感光体ドラム、５５は感光体ドラム５４上を帯電する帯電部、５６は感光体ドラム５４上に形成された静電潜像を現像する現像装置、５７は現像装置５６の上部に設置されたトナーホッパ（トナー収容部）、５８は感光体ドラム５４上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する転写部、５９は感光体ドラム５４上の未転写トナーを回収するクリーニング部、６１〜６３は転写紙等の被転写材Ｐが収納された給紙部、６４は被転写材Ｐ上の未定着トナーを定着する定着部、９０はクリーニング部５９や転写部５８で回収された廃トナーを収納する廃トナーボトル、１００は複数のトナーボトル１が設置されたトナー補給装置のトナーバンク、を示す。

図１を参照して、複写機１における、通常の画像形成時の動作について説明する。
まず、原稿Ｄは、原稿搬送部５１の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部５２上を通過する。このとき、原稿読込部５２では、上方を通過する原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部５２で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部５３（書込部）に送信される。そして、露光部５３からは、その電気信号の画像情報に基づいたレーザ光等の露光光Ｌが、感光体ドラム５４上に向けて発せられる。

一方、感光体ドラム５４は、図中の時計方向に回転しており、まず、帯電部５５との対向位置でその表面が一様に帯電される。そして、帯電部５５で帯電された感光体ドラム５４表面は、露光光Ｌの照射位置に達する。そして、この位置で原稿Ｄの画像情報に対応した静電潜像が形成される。

その後、潜像が形成された感光体ドラム５４表面は、現像装置５６との対向部に達する。そして、現像装置５６によって、感光体ドラム５４上の潜像が現像される。
詳しくは、現像装置５６内のトナーは、トナーホッパ５７から供給されたトナーとともに、撹拌ローラによってキャリアと混合される。そして、摩擦帯電したトナーは、キャリアとともに現像ローラ上に供給される。その後、現像ローラ上に担持されたトナーは、ドクターブレードの位置を通過した後に、感光体ドラム５４との対向位置に達する。そして、その対向位置で、トナーは、感光体ドラム５４表面に形成された静電潜像に付着する。

なお、トナーホッパ５７から供給されるトナーは、現像装置５６内のトナーの消費にともない、現像装置５６内に適宜に供給されるものである。現像装置５６内のトナーの消費は、感光体ドラム５４に対向する不図示の光センサ（トナー濃度センサ）によって間接的に検出される。
さらに、トナーホッパ５７内のトナーは、トナーバンク１００やモーノポンプ等からなるトナー補給装置から適宜に補給されるものである。このトナー補給装置については、後で詳しく説明する。

その後、現像装置５６で現像された感光体ドラム５４表面は、転写部５８との対向部に達する。そして、この位置で、被転写材Ｐ上に感光体ドラム５４上のトナー像が転写される。このとき、感光体ドラム５４上には、被転写材Ｐに転写されない未転写トナーが僅かながら残存する。

その後、転写部５８を通過した未転写トナーを有する感光体ドラム５４表面は、クリーニング部５９との対向部に達する。そして、感光体ドラム５４に当接するクリーニングブレードにより、未転写トナーがクリーニング部５９内に回収される。なお、クリーニング部５９で回収されたトナーは、廃トナーとして、不図示の廃トナー搬送経路を経て廃トナーボトル９０に向けて搬送される。
その後、クリーニング部５９を通過した感光体ドラム５４表面は、不図示の除電部に達する。そして、ここで感光体ドラム５４表面の電位は除電されて、一連の作像プロセスを終了する。

一方、転写部５８に搬送される被転写材Ｐは、次のように動作する。
まず、複写機１の複数の給紙部６１、６２、６３のうち、１つの給紙部が自動又は手動で選択される（例えば、上段の給紙部６１が選択されたものとする。）。
そして、給紙部６１に収納された被転写材Ｐの１枚が、搬送経路Ｋの位置に向けて搬送される。

その後、搬送経路Ｋを通過した被転写材Ｐは、レジストローラの位置に達する。そして、レジストローラの位置に達した被転写材Ｐは、感光体ドラム５４上に形成されたトナー像と位置合わせをするためにタイミングを合わせて、転写部５８に向けて搬送される。
そして、転写工程後の被転写材Ｐは、転写部５８の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着部６４に達する。そして、この位置で、被転写材Ｐ上の未定着トナー像が熱と圧力とによって定着される。その後、定着工程後の被転写材Ｐは、出力画像として複写機１から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２を用いて、トナー補給装置について説明する。
図２に示すように、トナー補給装置は、トナーバンク１００、チューブ２０、モーノポンプ３０等で構成される。トナー補給装置は、現像装置５６に接続されている。詳しくは、トナー補給装置のモーノポンプ３０が、現像装置５６のトナーホッパ５７に接続されている。

トナーバンク１００のトナー貯留部７に貯留されたトナーは、モーノポンプ３０の吸引力によって、チューブ２０内を通ってモーノポンプ３０まで搬送される（図中の矢印方向の移動である。）。モーノポンプ３０に達したトナーは、現像装置５６のトナーホッパ５７に補給される。なお、モーノポンプ３０の構成・動作については、後で詳しく説明する。

次に、図３を用いて、トナーバンク１００の構成・動作について詳述する。
図３に示すように、トナーバンク１００は、２つのトナーボトル１、２つのボトル設置部１２、キャップ開閉機構３、トナー排出手段としてのボトル駆動部１１、ケーシング２、トナー貯留部７、検知手段としてのセンサ４、清掃部材５（掻き取り部材）、撹拌部材６、等で構成される。なお、図示は省略するが、キャップ開閉機構３及びボトル駆動部１１は、２つのトナーボトル１に対してそれぞれ設置されるものである。

２つのトナーボトル１は、それぞれ、トナーの排出口となる開口部１ａを備え、その開口部１ａにはキャップ１ｂが着脱自在に設置されている。そして、２つのトナーボトル１が各ボトル設置部１２にそれぞれセットされた状態で、トナー排出をおこなう一方のトナーボトル１（図３における下段のトナーボトル１である。）のキャップ１ｂがキャップ開閉機構３によって離脱される。
詳しくは、ラックと一体化されてキャップ１ｂを保持するチャックが、ステッピングモータに連結されたピニオンの回転によって、図中の矢印方向に移動する。これにより、トナーボトル１の開口部１ａは開放される。

開口部１ａが開放されたトナーボトル１は、ボトル駆動部１１によって図中の矢印方向に回転される。ここで、トナーボトル１の内周面には螺旋状の突起が設けられていて、トナーボトル１が回転駆動することでボトル１内のトナーが開口部１ａに向けて搬送される。なお、トナーボトル１の外周部には従動ギアが形成されていて、これがボトル駆動部１１の駆動ギアと噛合することで、ボトル駆動部１１からトナーボトル１への駆動伝達がされる。

トナーボトル１の開口部１ａから排出されたトナーは、ケーシング２の下方に落下してトナー貯留部７に貯留される。
ここで、トナー貯留部７の側部には、貯留されるトナーの上面位置を検知するセンサ４（トナーエンドセンサ）が設置されている。そして、通常時（トナーボトル１内にトナーが充分ある状態である。）において、センサ４がトナーを検出した場合には、ボトル駆動部１１を停止してトナーボトル１からのトナー排出を休止する。これに対して、センサ４がトナーを検出しなかった場合には、ボトル駆動部１１を稼働してトナーボトル１からのトナー排出をおこなう。こうして、トナー貯留部７におけるトナー量を常に一定に維持することができる。

なお、本実施の形態１では、センサ４の検知結果に基いてボトル駆動部１１を駆動制御する他に、センサ４の検知結果に基いてモーノポンプ３０の駆動部（図４のクラッチ３６である。）をも駆動制御する。センサ４の検知結果に基づくボトル駆動部１１及びモーノポンプ３０の駆動制御は、特にトナーボトル１内のトナーが空に近い状態のときにおこなわれる。これについては、後で詳しく説明する。

図３を参照して、トナー貯留部７内のセンサ４に対向する位置には、清掃部材５が回転自在に設置されている。清掃部材５は、回転軸と、回転軸上に保持されたマイラー等の可撓性部材と、で構成される。そして、清掃部材５が回転して、可撓性部材がセンサ４の検知面に当接することで、センサ４の検知面に付着したトナーや異物が清掃される。これにより、センサ４の位置までトナーが貯留されていないにもかかわらず貯留されているものと検知してしまうような、センサ４の誤検知が抑止される。

また、トナー貯留部７内には、撹拌部材６が回転自在に設置されている。撹拌部材６は、回転軸と、回転軸上に保持された撹拌部と、で構成される。そして、撹拌部材６が回転することで、トナー貯留部７に堆積したトナーにブロッキングや架橋が生じたり、モーノポンプ３０の吸引によってトナー貯留部７に堆積したトナー中に空洞ができたりする不具合が抑止される。

次に、図４を参照して、モーノポンプ３０と現像装置５６との構成・動作について詳述する。
チューブ２０は、親トナー性の低いフレキシブルなゴム材料からなり、一端がトナー貯留部に接続され、他端がモーノポンプ３０の吸引口３１に接続されている。
モーノポンプ３０は、ロータ３２、ステータ３３、吸引口３１、ロータ駆動軸３４、駆動ギア３５、クラッチ３６等で構成される。ロータ３２は、金属材料からなる軸が螺旋状にねじれたように形成されている。ロータ３２の一端は、ロータ駆動軸３４、駆動ギア３５を介して、クラッチ３６に回転自在に連結されている。ステータ３３は、ゴム材料からなり、その穴部が長円形の断面が螺旋状にねじれたように形成されている。ステータ３３の穴部には、ロータ３２が挿着されている。

このように構成されたモーノポンプ３０は、クラッチ３６によってステータ３３内のロータ３２を所定方向に回転駆動させることで、トナー貯留部７内のトナーをチューブ２０を介して吸引口３１に吸引する。吸引口３１まで吸引されたトナーは、ステータ３３とロータ３２との隙間に送入されて、ロータ３２の回転に沿って他端側に送出される。送出されたトナーは、モーノポンプ３０の送出口から排出されて、現像装置５６のトナーホッパ５７内に補給される。
トナーホッパ５７内には搬送スクリュ５８が設置されていて、トナーホッパ５７内に補給されたトナーは現像装置５６の補給口まで搬送される。そして、補給口から補給されたトナーは、現像装置５６内にて２成分現像剤と混合・撹拌される。

一方、現像装置５６は、主として、感光体ドラム５４に対向する現像ローラ５６ａと、現像ローラ５６ａに対向する第１搬送スクリュ５６ｂと、仕切部材を介して第１搬送スクリュ５６ｂに対向する第２搬送スクリュ５６ｃと、現像ローラ５６ａに対向するドクターブレード５６ｄと、で構成される。現像装置５６内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。

先に述べた作像プロセスを、現像工程を中心にしてさらに詳しく説明する。
現像ローラ５６ａは、図４中の矢印方向に回転している。現像装置５６内の現像剤は、第１搬送スクリュ５６ｂ及び第２搬送スクリュ５６ｃの矢印方向の回転によって、トナーホッパ５７から補給口を介して補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する（図４の紙面垂直方向の循環である。）。そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ５６ａ上に担持される。

現像ローラ５６ａ上に担持された現像剤は、その後にドクターブレード５６ｄの位置に達する。そして、現像ローラ５６ａ上の現像剤は、ドクターブレード５６ｄの位置で適量に調整された後に、感光体ドラム５４との対向位置（現像領域である。）に達する。
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム５４表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光が照射された画像部の潜像電位（露光電位）と、現像ローラ５６ａに印加された現像バイアスとの、電位差（現像ポテンシャル）によって形成される電界（現像電界）によって、トナーが潜像に付着する。

ここで、本実施の形態１では、モーノポンプ３０による単位時間当たりのトナー吸引量が、トナー排出手段としてのボトル駆動部１１による単位時間当たりのトナー排出量よりも、少なくなるように設定されている。これにより、現像装置５６におけるトナー消費が多くて、モーノポンプ３０がフル稼働するような場合であっても、トナー排出量がトナー吸引量よりも大きくて、モーノポンプ３０が空回し状態になることがなくなる。その結果、モーノポンプ３０の寿命低下を抑止することができる。
なお、上述したように、トナー滞留部７におけるトナーの上面位置がセンサ４の検知面を上回った場合には、オーバーフローを抑止するために、ボトル駆動部１１の駆動が停止される。

また、本実施の形態１において、トナーボトル１内のトナーは、体積平均粒径が５〜１０μｍであって、５μｍ以下のトナー粒子が６０〜８０個数％となるように形成されている。このような小粒径のトナーを用いることで、良好な画質の出力画像を得ることができる。なお、このような小粒径トナーは、トナー貯留部７内で長期間放置されると、凝集・凝固したり、センサ４の検知面に付着しやすくなる。これに対して、本実施の形態１では、トナー貯留部７に撹拌部材６や清掃部材５が設けられているために、そのような不具合が生じることなく良好な画質の出力画像を得ることができる。

次に、図５のフローチャートにて、本実施の形態１で特徴的な、トナー補給装置の制御について説明する。
図５に示すように、コピーが開始されると（ステップＳ１）、まず、センサ４によってトナー貯留部７内に所定量のトナーがあるかが判断させる（ステップＳ２）。

その結果、トナー貯留部７内に所定量のトナーがないと判断された場合には、ボトル駆動部１１が所定時間（例えば、１秒である。）駆動される（ステップＳ４）。さらに、ボトル駆動部１１を駆動した累積回数がカウントアップされる（ステップＳ５）。その後に、ステップＳ５でカウントアップされた累積回数が１０回を超えているかが判断される（ステップＳ６）。

その結果、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が１０回を超えていないと判断された場合には、ステップＳ２以降のフローが繰り返される。
これに対して、ステップＳ６で、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が１０回を超えていると判断された場合には、トナー貯留部７内に所定量のトナーがない状態（トナーエンド）として（ステップＳ７）、モーノポンプ３０の駆動を停止する（ステップＳ８）。これと同時に、ボトル駆動部１１によるトナーボトル１の回転駆動を停止してキャップ１ｂを開口部１ａに挿入する。

なお、モーノポンプ３０の駆動停止は、トナーボトルの交換（複数のトナーボトルのうち他のトナーボトルへの切り替えも含む。）がおこなわれるまで解除されない。トナーボトルの交換がおこなわれて、トナー貯留部７内にトナーが供給される状態になった後に、モーノポンプ３０の駆動停止が解除されて、再び現像装置５６へのトナー補給が可能になる。
また、ステップＳ２で、トナー貯留部７内に所定量のトナーがあると判断された場合には、トナーエンドの状態ではないものとして、ボトル駆動部１１の駆動累積回数がリセットされる（ステップＳ３）。

以上のように、センサ４によってトナー貯留部７内に所定量のトナーがないと判断された場合にボトル駆動部１１を駆動してトナーボトル１からトナーを排出したにもかかわらず、さらにセンサ４によってトナー貯留部７内に所定量のトナーがないと判断させる状態が連続した場合（本実施の形態１では１０回である。）には、トナーボトル１内のトナーがなくなったものとして、モーノポンプ３０の空回しを防止するためにモーノポンプ３０のクラッチ３６がオンされないように制御する。

以上説明したように、本実施の形態１においては、トナー貯留部７に貯留されるトナー量を検知するセンサ４の検知結果に基いて、トナー排出手段１１及びモーノポンプ３０を駆動制御している。これにより、モーノポンプ３０の寿命低下等の不具合が生じるのを抑止することができる。

実施の形態２．
図６にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図６は、本実施の形態２における画像形成装置に設置されるトナー補給装置の制御を示すフローチャートであって、前記実施の形態１の図５に相当する図である。本実施の形態２は、トナーエンドに至る直前の制御が、前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２のトナー補給装置も、前記実施の形態１と同様に、トナーバンク１００、チューブ２０、モーノポンプ３０等で構成される。そして、トナー補給装置によってトナーボトル１内のトナーが現像装置５６に補給される。

本実施の形態２では、トナーエンドを検知する際の制御が、次のようにおこなわれる。
図６に示すように、コピーが開始されると（ステップＳ１１）、まず、センサ４によってトナー貯留部７内に所定量のトナーがあるかが判断させる（ステップＳ１２）。

その結果、トナー貯留部７内に所定量のトナーがないと判断された場合には、ボトル駆動部１１が所定時間（例えば、１秒である。）駆動される（ステップＳ１５）。さらに、ボトル駆動部１１を駆動した累積回数がカウントアップされる（ステップＳ１６）。その後に、ステップＳ１６でカウントアップされた累積回数が３回を超えているかが判断される（ステップＳ１７）。

その結果、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が３回を超えていないと判断された場合には、ステップＳ１２以降のフローが繰り返される。
これに対して、ステップＳ１７で、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が３回を超えていると判断された場合には、トナー貯留部７内のトナーが少ない状態（トナーニアエンド）として、モーノポンプ３０の駆動を一旦停止する（ステップＳ１８）。

その後、カウントアップされた累積回数が１０回を超えているかが判断される（ステップＳ１９）。その結果、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が１０回を超えていないと判断された場合には、ステップＳ１２以降のフローが繰り返される。
これに対して、ボトル駆動部１１の駆動累積回数が１０回を超えていると判断された場合には、トナー貯留部７内のトナーがない状態（トナーエンド）として、トナーボトル１の回転駆動を停止してキャップ１ｂを開口部１ａに挿入する（ステップＳ２０）。

なお、モーノポンプ３０の駆動停止は、トナーボトルの交換がおこなわれると解除される。トナーボトルの交換がおこなわれて、トナー貯留部７内にトナーが供給される状態になった後に、モーノポンプ３０の駆動停止が解除されて、ボトル駆動部１１によるトナーボトル１の駆動が再開される。

また、ステップＳ１２で、トナー貯留部７内に所定量のトナーがあると判断された場合には、トナーエンドの状態でもトナーニアエンドの状態でもないものとして、ボトル駆動部１１の駆動累積回数がリセットされる（ステップＳ１３）。さらに、モーノポンプ３０の駆動停止が解除されて、再び現像装置５６へのトナー補給が可能になる（ステップＳ１４）。

以上のように、本実施の形態２では、トナーボトル１内のトナーが空に近い状態（トナーニアエンド）であると判断されたときに、モーノポンプ３０の空回しを防止するためにモーノポンプ３０によるトナー補給を待機状態にしている。そして、センサ４によってトナーニアエンドでないことが判断された時点で、モーノポンプ３０の待機状態を解除している。

以上説明したように、本実施の形態２においても、前記実施の形態１と同様に、トナー貯留部７に貯留されるトナー量を検知するセンサ４の検知結果に基いて、トナー排出手段１１及びモーノポンプ３０を駆動制御している。これにより、モーノポンプ３０の寿命低下等の不具合が生じるのを抑止することができる。

なお、上記各実施の形態では、トナーボトル１を複数設置したトナーバンク１００を有するトナー補給装置に本発明を適用した。しかし、本発明はこれに限定されることなく、単数のトナーボトルのみが設置されるトナー補給装置であっても、さらにはトナーボトル以外のトナー容器であっても、トナー容器とモーノポンプ３０との間にトナー貯留部７を設けたトナー補給装置であれば、本発明を適用することができる。この場合にも、上記各実施の形態と同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が上記各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、各実施の形態の中で示唆した以外にも、各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、上記構成部材の数、位置、形状等は上記各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。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 図１の画像形成装置におけるトナー補給装置を示す斜視図である。 図２のトナー補給装置におけるトナー貯留部の近傍を示す斜視図である。 図２のトナー補給装置におけるモーノポンプの近傍を示す断面図である。 図１の画像形成装置における制御を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における画像形成装置の制御を示すフローチャートである。

符号の説明

１ トナーボトル（トナー容器）、 １ａ 開口部、 １ｂ キャップ、
２ ケーシング、 ３ キャップ開閉機構、
４ センサ（検知手段）、 ５ 清掃部材、 ６ 撹拌部材、
７ トナー貯留部、 １１ ボトル駆動部（トナー排出手段）、
１２ ボトル設置部、 ２０ チューブ、
３０ モーノポンプ、 ３１ 吸引口、 ３２ ロータ、 ３３ ステータ、
３４ ロータ駆動軸、 ３５ 駆動ギア、 ３６ クラッチ、
５０ 画像形成装置、 ５４ 感光体ドラム（像担持体）、
５６ 現像装置、 ５７ トナーホッパ（トナー収容部）、
１００ トナーバンク。

Claims (15)

1. 現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、
   トナー容器からトナーを排出するトナー排出手段と、
   前記トナー容器から排出されたトナーを貯留するトナー貯留部と、
   前記トナー貯留部に貯留されたトナーを吸引して前記現像装置に供給するモーノポンプと、
   前記トナー貯留部に貯留されたトナーの量を検知する検知手段と、
   を備え、
   前記トナー排出手段の駆動によって前記トナー容器から排出される単位時間当たりのトナー排出量が、前記モーノポンプの駆動によって前記トナー貯留部から吸引される単位時間当たりのトナー吸引量よりも大きくなるように設定され、
   前記検知手段の検知結果に基いて、前記トナー容器からトナーを排出する前記トナー排出手段の駆動と、前記トナー貯留部からトナーを吸引する前記モーノポンプの駆動と、を制御することを特徴とするトナー補給装置。
2. 前記検知手段によって前記トナー貯留部に貯留されたトナーが所定量以下になるのが検知されたときに、前記トナー排出手段の駆動をおこなうように制御することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
3. 前記トナー排出手段の駆動をおこなっても前記検知手段によって前記トナーが所定量以下になるのが検知される状態が所定回数連続した場合に、前記モーノポンプの駆動停止をおこなうことを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
4. 前記モーノポンプの駆動停止は、前記トナー容器が交換されるまでおこなわれることを特徴とする請求項３に記載のトナー補給装置。
5. 前記モーノポンプの駆動停止は、前記検知手段によって前記トナーが所定量以上になるのを検知したときに解除されることを特徴とする請求項３又は請求項４に記載のトナー補給装置。
6. 前記トナー排出手段の駆動をおこなっても前記検知手段によって前記トナーが所定量以下になるのが検知される状態が所定回数連続した場合に、前記トナー容器が交換されるまで前記トナー排出手段の駆動を停止することを特徴とする請求項２〜請求項５のいずれかに記載のトナー補給装置。
7. 前記検知手段によって前記トナー貯留部に貯留されたトナーが所定量以上になるのが検知されたときに、前記トナー排出手段の駆動を停止することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載のトナー補給装置。
8. 前記検知手段は、前記トナー貯留部に貯留されたトナーの上面位置を検知するセンサであることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載のトナー補給装置。
9. 前記センサの検知面を清掃する清掃手段を備えたことを特徴とする請求項８に記載のトナー補給装置。
10. 前記トナー貯留部は、貯留したトナーを撹拌する撹拌部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれかに記載のトナー補給装置。
11. 前記トナー容器は、内周面に螺旋状の突起を有するトナーボトルであって、
    前記トナー排出手段は、前記トナーボトルを所定方向に回転駆動して当該トナーボトル内のトナーを排出することを特徴とする請求項１〜請求項１０のいずれかに記載のトナー補給装置。
12. 前記トナーは、体積平均粒径が５〜１０μｍであって５μｍ以下のトナー粒子が６０〜８０個数％となるように形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれかに記載のトナー補給装置。
13. 像担持体上に形成される潜像を現像して当該像担持体上にトナー像を形成する現像装置であって、
    請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のトナー補給装置に接続されることを特徴とする現像装置。
14. 前記トナー補給装置の前記モーノポンプに接続されるとともにトナーを収容するトナー収容部を備えたことを特徴とする請求項１３に記載の現像装置。
15. 請求項１〜請求項１２のいずれかに記載のトナー補給装置と前記現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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