JP7625366B2 - 画像形成装置及び画像形成システム - Google Patents

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置及び画像形成システムに関する。

一般に、電子写真方式の画像形成装置は、感光ドラムの表面に形成したトナー像を、転写媒体としての転写材に転写することで、画像を形成する。そして、現像剤の補給方式は、例えばプロセスカートリッジ方式やトナー補給方式が知られている。プロセスカートリッジ方式は、感光ドラムと現像容器をプロセスカートリッジとして一体化し、現像剤が切れるとプロセスカートリッジを新品に交換する方式である。

一方、トナー補給方式は、トナーが切れると、新たにトナーを現像容器に補給する方式である。従来、トナーが搬送されるトナー搬送路に、トナーを補給可能なトナー供給箱が接続されるトナー補給方式の一成分現像装置が提案されている（特許文献１参照）。トナー供給箱に貯留されたトナーは、搬送スクリューによってトナー搬送路に搬送される。

特開平０８－３００８４号公報

近年、画像形成装置は、上述のプロセスカートリッジ方式やトナー補給方式等の、さまざまな使われ方がユーザから求められている。

そこで、本発明は、画像形成装置及び画像形成システムの一形態を提供することを目的とする。

本発明は、補給容器を装着可能な画像形成装置であって、静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容する現像容器であって、現像剤を前記現像容器に補給するための補給口が設けられ且つ前記補給容器が装着可能な装着部を有する現像容器と、前記現像容器に収容されている現像剤を担持して回転し、前記像担持体に担持されている静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、前記現像容器に収容された現像剤量に応じた信号を出力する出力手段と、複数の現像剤残量表示を表示可能な表示手段であって、前記現像容器に収容された現像剤の残量が第１の量以上であって且つ前記複数の現像剤残量表示の内の最大残量表示であることを示す第１残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第１の量未満であって且つ前記第１の量よりも少ない第２の量以上であることを示し、前記第１残量表示の１つ下の残量表示であることを示す第２残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第２の量未満であって且つ前記第２残量表示よりも下の残量表示であることを示す第３残量表示と、を表示可能な表示手段と、報知手段と、前記出力手段から出力された前記信号に基づいて、前記表示手段に前記複数の現像剤残量表示のうちのいずれかを表示させる制御手段と、を備え、前記報知手段は、前記表示手段が前記第３残量表示を表示している時に、前記補給容器を用いた現像剤の補給を促す報知を行い、前記現像容器に収容可能な現像剤の最大量は、前記第１の量に、前記補給容器が収容する全量の現像剤の量を加算した量よりも大きい、ことを特徴とする。

また、本発明は、画像形成システムであって、補給用の現像剤が充填された補給容器と、静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、トナーを含む現像剤を収容する現像容器であって、現像剤を前記現像容器に補給するための補給口が設けられ且つ前記補給容器が装着可能な装着部を有する現像容器と、前記現像容器に収容されている現像剤を担持して回転し、前記像担持体に担持されている静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、前記現像容器に収容された現像剤量に応じた信号を出力する出力手段と、複数の現像剤残量表示を表示可能な表示手段であって、前記現像容器に収容された現像剤の残量が第１の量以上であって且つ前記複数の現像剤残量表示の内の最大残量表示であることを示す第１残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第１の量未満であって且つ前記第１の量よりも少ない第２の量以上であることを示し、前記第１残量表示の１つ下の残量表示であることを示す第２残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第２の量未満であって且つ前記第２残量表示よりも下の残量表示であることを示す第３残量表示と、を表示可能な表示手段と、報知手段と、前記出力手段から出力された前記信号に基づいて、前記表示手段に前記複数の現像剤残量表示のうちのいずれかを表示させる制御手段と、を備え、前記報知手段は、前記表示手段が前記第３残量表示を表示している時に、前記補給容器を用いた現像剤の補給を促す報知を行い、前記現像容器に収容可能な現像剤の最大量は、前記第１の量に、前記補給容器が収容する全量の現像剤の量を加算した量よりも大きい、ことを特徴とする。

本発明によると、画像形成装置及び画像形成システムの一形態を提供できる。

（ａ）は第１の実施の形態に係る画像形成装置を示す断面図、（ｂ）は画像形成装置を示す斜視図。 （ａ）は画像形成装置を示す断面図、（ｂ）はトップカバーが開かれた状態の画像形成装置を示す斜視図。 プロセスカートリッジが取り外された状態の画像形成装置を示す断面図。 （ａ）は読取装置の圧板が閉じられた状態の画像形成装置を示す斜視図、（ｂ）は圧板が開かれた状態の画像形成装置を示す斜視図、（ｃ）は読取装置が開かれた状態の画像形成装置を示す斜視図。 （ａ）は現像容器及びトナーパックを示す斜視図、（ｂ）は現像容器及びトナーパックを示す正面図。 （ａ）は図５（ｂ）の６Ａ－６Ａ断面図、（ｂ）は図５（ｂ）の６Ｂ－６Ｂ断面図。 トナーパックを示す斜視図。 （ａ）はトナーパックを示す正面図、（ｂ）はトナーパックの第１変形例を示す正面図、（ｃ）はトナーパックの第２変形例を示す正面図。 第１及び第２トナー残量センサを示す断面図。 第１及び第２トナー残量センサを示す回路図。 （ａ）はトナー残量が少ない状態の現像容器を示す断面図、（ｂ）はトナー残量が多い状態の現像容器を示す断面図。 画像形成装置の制御系を示すブロック図。 トナー補給処理を示すフローチャート。 トナー残量検出処理を示すフローチャート。 操作部を示す斜視図。 （ａ）はトナーパックが補給口に装着された状態を示す断面図、（ｂ）はトナーパックからトナーが漏下し始めた状態を示す断面図、（ｃ）はトナーパックのトナーが全て現像容器に補給された状態を示す断面図。 （ａ）はトナー残量がＬｏｗレベルの際のトナー残量パネルを示す斜視図、（ｂ）はトナー残量がＭｉｄレベルの際のトナー残量パネルを示す斜視図、（ｃ）はトナー残量がＦｕｌｌレベルの際のトナー残量パネルを示す斜視図。 （ａ）は現像容器の容積とトナー残量レベルとの関係を示すグラフ、（ｂ）は小容量のトナーパックからトナーが補給された際のトナー残量を示すグラフ、（ｃ）は大容量のトナーパックからトナーが補給された際のトナー残量を示すグラフ。 （ａ）は画像形成装置の第１変形例を示す斜視図、（ｂ）は画像形成装置の第２変形例を示す斜視図、（ｃ）は画像形成装置の第３変形例を示す斜視図。 （ａ）は画像形成装置の第４変形例を示す斜視図、（ｂ）は画像形成装置の第５変形例を示す斜視図。 （ａ）は第２の実施の形態に係る画像形成装置を示す斜視図、（ｂ）は画像形成装置を示す断面図。 （ａ）は第２の実施の形態の画像形成装置の変形例を示す斜視図、（ｂ）は第２の実施の形態の画像形成装置の変形例を示す断面図。 （ａ）は第３の実施の形態に係る画像形成装置を示す断面図、（ｂ）はプロセスカートリッジを引き出した状態の画像形成装置を示す断面図。 引き出した状態のプロセスカートリッジにトナーパックを装着した様子を示す断面図。 （ａ）はプロセスカートリッジを引き出した状態の画像形成装置を示す斜視図、（ｂ）は引き出した状態のプロセスカートリッジにトナーパックを装着した様子を示す斜視図。 第１の実施の形態に係る撹拌部材を示す斜視図。

以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。

＜第１の実施の形態＞
図１（ａ）は、第１の実施の形態に係る画像形成装置１の構成を示す概略図である。画像形成装置１は、外部機器から入力される画像情報に基づいて記録材に画像を形成するモノクロプリンターである。記録材には、普通紙及び厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布等の、材質の異なる様々なシート材が含まれる。

［全体構成］
画像形成装置１は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、装置本体としてのプリンタ本体１００と、プリンタ本体１００に開閉可能に支持される読取装置２００と、プリンタ本体１００の外装面に取り付けられた操作部３００と、を有している。プリンタ本体１００は、記録材にトナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０に記録材を給送する給送部６０と、画像形成部１０によって形成されたトナー像を記録材に定着させる定着部７０と、排出ローラ対８０と、を有している。

画像形成部１０は、スキャナユニット１１と、電子写真方式のプロセスカートリッジ２０と、プロセスカートリッジ２０の感光ドラム２１に形成された現像剤像としてのトナー像を記録材に転写する転写ローラ１２と、を有している。プロセスカートリッジ２０は、図６（ａ）（ｂ）に示すように、感光ドラム２１と、感光ドラム２１の周囲に配置された帯電ローラ２２、前露光装置２３及び現像ローラ３１を含む現像装置３０を有している。

感光ドラム２１は、円筒型に成形された感光体である。本実施の形態の感光ドラム２１は、アルミニウムで成形されたドラム状の基体上に、負帯電性の有機感光体で形成された感光層を有している。また、像担持体としての感光ドラム２１は、モータによって所定の方向（図中時計周り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

帯電ローラ２２は、感光ドラム２１に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。また、帯電高圧電源によって所望の帯電電圧を印加されることで、感光ドラム２１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施の形態では、感光ドラム２１は帯電ローラ２２により負極性に帯電する。前露光装置２３は、帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に侵入する前の感光ドラム２１の表面電位を除電する。

露光手段としてのスキャナユニット１１は、外部機器又は読取装置２００から入力された画像情報に対応したレーザ光を、ポリゴンミラーを用いて感光ドラム２１に照射することで、感光ドラム２１の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム２１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、スキャナユニット１１は、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム２１の長手方向に沿って複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを有するＬＥＤ露光装置を採用しても良い。

現像装置３０は、現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ３１と、現像装置３０の枠体となる現像容器３２と、現像ローラ３１に現像剤を供給可能な供給ローラ３３と、を備えている。現像ローラ３１及び供給ローラ３３は、現像容器３２によって回転可能に支持されている。また、現像ローラ３１は、感光ドラム２１に対向するように、現像容器３２の開口部に配置されている。供給ローラ３３は現像ローラ３１に回転可能に当接しており、現像容器３２に収容されている現像剤としてのトナーは供給ローラ３３によって現像ローラ３１の表面に塗布される。なお、現像ローラ３１に十分にトナーを供給できる構成であれば、必ずしも供給ローラ３３は必要としない。

本実施の形態の現像装置３０は、現像方式として接触現像方式を用いている。即ち、現像ローラ３１に担持されたトナー層が、感光ドラム２１と現像ローラ３１とが対向する現像部（現像領域）において感光ドラム２１と接触する。現像ローラ３１には現像高圧電源によって現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ３１に担持されたトナーが感光ドラム２１の表面の電位分布に従って現像ローラ３１からドラム表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。なお、本実施の形態では、反転現像方式を採用している。即ち、帯電工程において帯電させられた後、露光工程において露光されることで電荷量が減衰した感光ドラム２１の表面領域にトナーが付着することでトナー像が形成される。

また、本実施の形態では、粒径が６μｍで、正規の帯電極性が負極性のトナーを用いている。本実施の形態のトナーは一例として重合法により生成された重合トナーを採用している。また、本実施の形態のトナーは磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力（鏡像力）によってトナーが現像ローラ３１に担持される、所謂非磁性の一成分現像剤である。ただし、磁性成分を含有する一成分現像剤を用いてもよい。また、一成分現像剤には、トナー粒子以外にもトナーの流動性や帯電性能を調整するための添加物（例えば、ワックスやシリカ微粒子）が含まれている場合がある。また、現像剤として非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成された二成分現像剤を用いてもよい。磁性を有する現像剤を用いる場合、現像剤担持体としては、例えば内側にマグネットが配置された円筒状の現像スリーブが用いられる。

現像容器３２の内部には、撹拌手段としての撹拌部材３４が設けられている。撹拌部材３４は、モータＭ１（図１２参照）に駆動されて回動することで、現像容器３２内のトナーを撹拌すると共に、現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向け、トナーを送り込む（搬送する）。また、撹拌部材３４は、現像に使用されず現像ローラ３１から剥ぎ取られたトナーを現像容器内で循環させ、現像容器内のトナーを均一化する役割を有する。なお、撹拌部材３４は、回動する形態に限定されない。例えば、揺動する形態の撹拌部材を採用しても良い。また、撹拌部材３４の他に、更に別の撹拌部材を設けても良い。

また、現像ローラ３１が配置される現像容器３２の開口部には、現像ローラ３１に担持されるトナーの量を規制する現像ブレード３５が配置されている。現像ローラ３１の表面に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って現像ブレード３５との対向部を通過することで、均一に薄層化され、また摩擦帯電により負極性に帯電させられる。

給送部６０は、図１（ａ）（ｂ）に示すように、プリンタ本体１００に開閉可能に支持される前扉６１と、トレイ部６２と、中板６３と、トレイバネ６４と、ピックアップローラ６５と、を有している。トレイ部６２は、前扉６１が開かれることで現れる記録材収容空間の底面を構成しており、中板６３は、トレイ部６２に昇降可能に支持されている。トレイバネ６４は、中板６３を上方に付勢しており、中板６３に積載された記録材Ｐをピックアップローラ６５に押し付ける。なお、前扉６１は、プリンタ本体１００に対して閉じられた状態で記録材収容空間を閉塞し、プリンタ本体１００に対して開かれた状態でトレイ部６２、中板６３と共に記録材Ｐを支持する。

定着部７０は、記録材上のトナーを加熱して溶融させることで画像の定着処理を行う熱定着方式のものである。定着部７０は、定着フィルム７１と、定着フィルム７１を加熱するセラミックヒータ等の定着ヒータと、定着ヒータの温度を測定するサーミスタと、定着フィルム７１に圧接する加圧ローラ７２と、を備える。

次に、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。画像形成装置１に画像形成の指令が入力されると、画像形成装置１に接続された外部のコンピュータ又は読取装置２００から入力された画像情報に基づいて、画像形成部１０による画像形成プロセスが開始される。スキャナユニット１１は、入力された画像情報に基づいて、感光ドラム２１に向けてレーザ光を照射する。このとき感光ドラム２１は、帯電ローラ２２により予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム２１上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ３１によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム２１上にトナー像が形成される。

上述の画像形成プロセスに並行して、給送部６０のピックアップローラ６５は、前扉６１、トレイ部６２及び中板６３に支持された記録材Ｐを送り出す。記録材Ｐは、ピックアップローラ６５によってレジストレーションローラ対１５に給送され、レジストレーションローラ対１５のニップに突き当たることで斜行が補正される。そして、レジストレーションローラ対１５は、トナー像の転写タイミングに合わせて駆動され、記録材Ｐを転写ローラ１２及び感光ドラム２１によって形成される転写ニップに向けて搬送する。

転写手段としての転写ローラ１２には、転写高圧電源から転写電圧が印加され、レジストレーションローラ対１５によって搬送される記録材Ｐに感光ドラム２１に担持されているトナー像が転写される。トナー像を転写された記録材Ｐは、定着部７０に搬送され、定着部７０の定着フィルム７１と加圧ローラ７２との間のニップ部を通過する際にトナー像が加熱及び加圧される。これによりトナー粒子が溶融し、その後固着することで、トナー像が記録材Ｐに定着する。定着部７０を通過した記録材Ｐは、排出手段としての排出ローラ対８０によって画像形成装置１の外部（機外）に排出され、プリンタ本体１００の上部に形成された積載部としての排出トレイ８１に積載される。

排出トレイ８１は、記録材の排出方向における下流に向けて上り傾斜しており、排出トレイ８１に排出された記録材は、排出トレイ８１を滑り下りることで、後端が規制面８４によって整合される。

読取装置２００は、図４（ａ）（ｂ）に示すように、内部に不図示の読取部を内蔵する読取ユニット２０１と、読取ユニット２０１に開閉可能に支持される圧板２０２と、を有している。読取ユニット２０１の上面には、読取部から出射される光を透過すると共に、原稿が載置される原稿台ガラス２０３が設けられている。

ユーザは、原稿の画像を読取装置２００によって読取らせる場合には、圧板２０２を開いた状態で原稿台ガラス２０３上に原稿を載置する。そして、圧板２０２を閉じることで原稿台ガラス２０３上の原稿の位置ずれを防止し、例えば操作部３００を操作することで画像形成装置１に読取指令を出力する。読取動作が開始されると、読取ユニット２０１内の読取部が副走査方向、すなわち画像形成装置１の操作部３００を正面に臨んだ状態で左右方向に読取部が往復移動する。読取部は、発光部から原稿に対して光を出射しつつ、原稿によって反射した光を受光部によって受光し、光電変換することで原稿の画像を読み取る。なお、以下では、操作部３００を正面に臨んだ状態を基準にして、前後方向、左右方向及び上下方向を規定する。

図２（ｂ）及び図３に示すように、プリンタ本体１００の上部には、上方に開口した第１開口部１０１が形成されており、第１開口部１０１は、トップカバー８２によって覆われている。積載トレイとしてのトップカバー８２は、左右方向に延びる回動軸８２ｃを中心にプリンタ本体１００に対して開閉可能に支持されており、上面に積載面としての排出トレイ８１が形成されている。トップカバー８２は、読取装置２００がプリンタ本体１００に対して開かれた状態で、手前側から奥側に向けて開かれる。なお、読取装置２００及びトップカバー８２は、ヒンジ機構等の保持機構によって、開かれた状態及び閉じられた状態で保持されるように構成されてもよい。

例えば、ピックアップローラ６５によって給送された記録材が通過する搬送路ＣＰにおいて、記録材が紙詰まり等によってジャムしてしまった場合、ユーザは読取装置２００と共にトップカバー８２を開く。そして、ユーザは、トップカバー８２が開かれたことで露出した第１開口部１０１からプロセスカートリッジ２０にアクセスし、プロセスカートリッジ２０をカートリッジガイド１０２に沿って引き出す。カートリッジガイド１０２は、プロセスカートリッジ２０の感光ドラム２１の軸方向における端部に設けられた突出部２１ａ（図５（ａ）参照）に摺動して案内する。

そして、第１開口部１０１から外部にプロセスカートリッジ２０が引き出されることで、搬送路ＣＰに手を入れることができるスペースができる。ユーザは、第１開口部１０１からプリンタ本体１００の内部に手を入れ、搬送路ＣＰでジャムした記録材にアクセスすることで、ジャムした記録材を処理することができる。

また、本実施の形態では、図１（ｂ）及び図４（ｃ）に示すように、トップカバー８２に開閉部材８３が開閉可能に設けられている。トップカバー８２の排出トレイ８１には、上方に開口した開口部としての第２開口部８２ａが形成されている。開閉部材８３は、トナーパック４０が現像容器３２に装着できないように補給口３２ａを覆う閉位置と、トナーパック４０が現像容器３２に装着できるように補給口３２ａを露出させる開位置と、の間を移動可能に構成される。開閉部材８３は、閉位置において、排出トレイ８１の一部として機能する。開閉部材８３及び第２開口部８２ａは、排出トレイ８１の左側に形成されている。また、開閉部材８３は、前後方向に延びる回動軸８３ａを中心にトップカバー８２に開閉可能に支持されており、トップカバー８２に設けられた溝部８２ｂから指を掛けることで左方向に開かれる。開閉部材８３は、トップカバー８２の形状に沿って、略Ｌ字状に形成されている。

排出トレイ８１の第２開口部８２ａは、現像容器３２の上部に形成されたトナー補給用の補給口３２ａが露出するように開口しており、開閉部材８３が開かれることで、ユーザはトップカバー８２を開けることなく、補給口３２ａにアクセスすることができる。なお本実施の形態では、現像装置３０が画像形成装置１に装着されている状態のまま、ユーザが補給用のトナーが充填されているトナーパック４０（図１（ａ）（ｂ）参照）から現像装置３０へとトナーを補給する方式（直接補給方式）を採用している。このため、プロセスカートリッジ２０のトナー残量が少なくなった場合に、プロセスカートリッジ２０をプリンタ本体１００から取り出して新品のプロセスカートリッジに交換する作業が不要になるので、ユーザビリティを向上することができる。また、プロセスカートリッジ２０全体を交換するよりも安価に現像容器３２にトナーを補給することができる。なお、直接補給方式は、プロセスカートリッジ２０の現像装置３０のみを交換する場合に比しても、各種のローラやギア等を交換する必要が無いので、コストダウンできる。なお、画像形成装置１及びトナーパック４０は、画像形成システムを構成している。

［転写残トナーの回収］
本実施の形態は、記録材Ｐに転写されずに感光ドラム２１に残留した転写残トナーを現像装置３０に回収し再利用するクリーナーレス構成を採用している。転写残トナーは、以下の工程で除去される。転写残トナーには正極性に帯電しているトナーや、負極性に帯電しているものの充分な電荷を有していないトナーが混在する。前露光装置２３により転写後の感光ドラム２１を除電し、帯電ローラ２２による均一な放電を生じさせることで、転写残トナーは再び負極性に帯電させられる。帯電部において再び負極性に帯電させられた転写残トナーは、感光ドラム２１の回転に伴い現像部に到達する。そして、帯電部を通過した感光ドラム２１の表面領域は、転写残トナーが表面に付着した状態のまま、スキャナユニット１１により露光されて静電潜像を書き込まれる。

ここで、現像部に到達した転写残トナーの挙動について、感光ドラム２１の露光部と非露光部に分けて説明する。感光ドラム２１の非露光部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム２１の非露光部の電位（暗部電位）と現像電圧との電位差により現像ローラ３１に転移し、現像容器３２に回収される。これは、トナーの正規帯電極性が負極性であるものとして、現像ローラ３１に印加される現像電圧が、非露光部の電位に対して相対的に正極性だからである。なお、現像容器３２に回収されたトナーは、撹拌部材３４によって現像容器内のトナーと撹拌されて分散すると共に、現像ローラ３１に担持されることで再び現像工程に使用される。

一方、感光ドラム２１の露光部に付着している転写残トナーは、現像部において感光ドラム２１から現像ローラ３１に転移せずにドラム表面に残る。これは、トナーの正規帯電極性が負極性であるものとして、現像ローラ３１に印加される現像電圧が、露光部の電位（明部電位）よりもさらに負極性の電位となっているためである。ドラム表面に残った転写残トナーは、現像ローラ３１から露光部へと転移する他のトナーと共に感光ドラム２１に担持されて転写部へ移動し、転写部において記録材Ｐに転写される。

このように、本実施の形態は、転写残トナーを現像装置３０に回収し再利用するクリーナーレス構成としたが、従来公知の感光ドラム２１に当接するクリーニングブレードを使用して転写残トナーを回収する構成としてもよい。その場合、クリーニングブレードによって回収された転写残トナーは、現像装置３０とは別に設置される回収容器に回収される。ただし、クリーナーレス構成とすることで、転写残トナー等を回収する回収容器の設置スペースが不要となって画像形成装置１のより一層の小型化が可能となり、また、転写残トナーを再利用することで印刷コストの低減を図ることもできる。

［現像容器とトナーパックの構成］
次に、現像容器３２とトナーパック４０の構成について説明する。図５（ａ）は、現像容器３２及びトナーパック４０を示す斜視図であり、図５（ｂ）は、現像容器３２及びトナーパック４０を示す正面図である。図６（ａ）は、図５（ｂ）の６Ａ－６Ａ断面図であり、図６（ｂ）は、図５（ｂ）の６Ｂ－６Ｂ断面図である。

図５（ａ）乃至図６（ｂ）に示すように、現像容器３２は、撹拌部材３４を収容する搬送室３６を有しており、トナーを収容する収容部としての搬送室３６は、現像容器３２の長手方向（左右方向）における全長に亘って延びている。また、搬送室３６は、現像ローラ３１及び供給ローラ３３を回転可能に支持する枠体と一体的に構成されると共に、現像ローラ３１に担持されるための現像剤を収容している。また、現像容器３２は、搬送室３６の長手方向における一端部から上方に突出し、搬送室３６に連通する突出部としての第１突出部３７と、搬送室３６の長手方向における他端部から上方に突出する第２突出部３８と、を有している。すなわち、第１突出部３７は、現像ローラ３１の回転軸線方向において現像容器３２の一端部に設けられ、現像容器３２の中央部よりも上記回転軸線方向に交差する交差方向において排出トレイ８１に向かって突出している。第２突出部３８は、現像ローラ３１の回転軸線方向において現像容器３２の他端部に設けられ、現像容器３２の中央部よりも交差方向において排出トレイ８１に向かって突出している。本実施の形態では、第１突出部３７は、現像容器３２の左側に形成され、第２突出部３８は、現像容器３２の右側に形成されている。第１突出部３７の上端部（先端部）には、トナーパック４０を装着可能な装着部５７が設けられており、装着部５７には、トナーパック４０から搬送室３６へ現像剤が補給されるための補給口３２ａが形成されている。装着部５７には、トナーパック４０が装置の外部に露出した状態で装着できる。

現像容器３２は、補給口３２ａから補給されたトナーが自重のみで撹拌部材３４まで到達するように構成されている。ここで「自重のみ」とは、現像容器３２の補給口３２ａから撹拌部材３４までの間にトナーを搬送するために回転もしくは揺動する撹拌部材（搬送部材）を備えていないが、トナーが自重により撹拌部材３４まで到達するように構成されているという意味である。また、現像容器３２において、撹拌部材３４は、補給口３２ａに最も近い回転体であって且つ回転することによって搬送室３６のトナーが現像ローラ３１もしくは供給ローラ３３に到達するように配置されている。

第１突出部３７及び第２突出部３８は、搬送室３６から装置手前かつ上方に向かって斜めに延びている。すなわち、第１突出部３７及び第２突出部３８は、排出ローラ対８０の排出方向における下流かつ上方に向けて突出している。このため、第１突出部３７に形成された補給口３２ａは、画像形成装置１の手前側に配置されることとなり、現像容器３２へのトナーの補給作業を容易に行うことができる。

特に、本実施の形態では、開閉部材８３の上方に、装置奥側を中心に開閉可能な読取装置２００が配置されているため、装置手前に補給口３２ａを配置した方が、補給口３２ａと読取装置２００との間のスペースを有効活用できる。このため、補給口３２ａからトナーを補給する際の作業性を向上できる。

第１突出部３７の上部と第２突出部３８の上部は、接続部としての把手部３９によって接続されている。把手部３９と搬送室３６との間には、スキャナユニット１１（図１（ａ）参照）から感光ドラム２１に向けて出射されるレーザＬ（図１（ａ）参照）が通過可能な空隙としてのレーザ通過空間ＳＰが形成されている。

把手部３９は、ユーザが指を掛けて把持可能な摘まみ部３９ａを有しており、摘まみ部３９ａは、把手部３９の天面から上方に突出して形成されている。第１突出部３７は、内部が中空状に形成されており、上面に補給口３２ａが形成されている。補給口３２ａは、トナーパック４０に対して連結可能に構成されている。

補給口３２ａが先端部に形成される第１突出部３７を、現像容器３２の長手方向における一方側に設けることで、スキャナユニット１１から出射されるレーザＬが通過可能なレーザ通過空間ＳＰを確保することができ、画像形成装置１を小型化できる。また、第２突出部３８を現像容器３２の長手方向における他方側に設けると共に第１突出部３７及び第２突出部３８を接続する把手部３９を形成したので、プロセスカートリッジ２０をプリンタ本体１００から取り出す際のユーザビリティを向上できる。なお、第２突出部３８は、第１突出部３７と同様に中空形状に形成されてもよく、また中実形状でもよい。

トナーパック４０は、第１突出部３７の装着部５７に着脱可能に構成されている。また、トナーパック４０は、開口部に設けられ開閉可能なシャッタ部材４１と、装着部５７に形成された複数（本実施の形態では３つ）の溝部３２ｂに対応して形成された複数（本実施の形態では３つ）の突起４２と、を有している。ユーザは、現像容器３２にトナーを補給する場合、トナーパック４０の突起４２が装着部５７の溝部３２ｂを通過するように位置合わせして、トナーパック４０を装着部５７に連結する。そして、この状態でトナーパック４０を１８０度回転させると、トナーパック４０のシャッタ部材４１が装着部５７の不図示の突き当て部に突き当たることでトナーパック４０の本体に対して回転し、シャッタ部材４１が開かれる。これにより、トナーパック４０に収容されたトナーがトナーパック４０から漏下し、漏下したトナーは、補給口３２ａを介して中空状の第１突出部３７に進入する。なお、シャッタ部材４１は、補給口３２ａ側に設けられてもよい。

第１突出部３７は、補給口３２ａの開口に対向する位置に、斜面３７ａを有しており、斜面３７ａは、搬送室３６に向けて下り傾斜している。このため、補給口３２ａから補給されたトナーは、斜面３７ａによって搬送室３６に案内される。図２６は、撹拌部材３４を示す斜視図である。撹拌部材３４は、図６及び図２６に示すように、長手方向に延びる撹拌軸３４ａと、撹拌軸３４ａに固定され、撹拌軸３４ａよりも径方向外側に延びる羽根部３４ｂと、を有している。羽根部３４ｂは、可撓性を有するシートである。撹拌部材３４は、撹拌軸３４ａの軸部分３４ｃを中心に回転する。

撹拌部材３４の搬送方向における上流側に配置された補給口３２ａから補給されたトナーは、撹拌部材３４の回転に伴い、現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向け、送り込まれることになる。撹拌部材３４の搬送方向は、現像容器３２の長手方向に平行な方向である。補給口３２ａ及び第１突出部３７は、現像容器３２の長手方向における一端部に配置されているが、撹拌部材３４の回転を繰り返すことで、現像容器３２の全長に亘ってトナーが行きわたる。なお、本実施の形態においては、撹拌部材３４は、撹拌軸３４ａと羽根部３４ｂとで構成されているが、現像容器３２の全長に亘ってトナーを行きわたらせる構成として、ラセン形状の撹拌軸を用いてもよい。

本実施の形態では、トナーパック４０は、図７及び図８（ａ）に示すように、変形容易なプラスチック製の袋体から構成されているが、これに限定されない。例えば、トナーパックは、図８（ｂ）に示すように略円錐形状のボトル容器４０Ｂから構成されてもよく、図８（ｃ）に示すように紙製の紙容器４０Ｃから構成されてもよい。いずれにしても、トナーパックは、その材質及び形状はどのようなものでも良い。また、トナーパックからトナーを吐出させる方法は、トナーパック４０や紙容器４０Ｃであればユーザが指で絞るようにするのが好適であり、ボトル容器４０Ｂであればユーザが容器を叩く等して振動させながら漏下させるのが好適である。また、ボトル容器４０Ｂからトナーを排出させるために、ボトル容器４０Ｂ内に排出機構を設けてもよい。さらに、排出機構は、プリンタ本体１００と係合してプリンタ本体１００から駆動力を受ける構成でもよい。

また、いずれのトナーパックにおいてもシャッタ部材４１を省いてもよく、回転式のシャッタ部材４１の代わりにスライド式のシャッタ部材を適用してもよい。また、シャッタ部材４１は、トナーパックを補給口３２ａに装着したり装着状態でトナーパックを回転させたりすることで破壊される構成でも良く、シールのような取り外し可能な蓋構造であってもよい。

［トナー残量の検知方法］
次に、現像容器３２のトナー残量を検知する方法について、図９乃至図１１を用いて説明する。本実施の形態の現像装置３０には、現像容器３２内のトナー残量に応じた状態を検知する第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２が設置されている。

第１トナー残量センサ５１は、発光部５１ａ及び受光部５１ｂを有し、第２トナー残量センサ５２は、発光部５２ａ及び受光部５２ｂを有している。図１０は、トナー残量センサ５１，５２の回路構成の一例を示す回路図である。なお、以下の説明では、第１トナー残量センサ５１の回路構成について説明し、第２トナー残量センサ５２の回路構成の説明は省略する。

図１０では、発光部５１ａにＬＥＤを使用し、受光部５１ｂにはＬＥＤからの光によりオン状態となるフォトトランジスタを使用しているが、これに限定されない。例えば、発光部５１ａにハロゲンランプや蛍光灯を適用してもよく、受光部５１ｂにフォトダイオードやアバランシェフォトダイオードを適用してもよい。なお、発光部５１ａと電源電圧Ｖｃｃとの間には、不図示のスイッチが設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、電源電圧Ｖｃｃからの電圧が発光部５１ａに印加され、発光部５１ａは導通状態となる。一方、受光部５１ｂも電源電圧Ｖｃｃとの間に不図示のスイッチが設けられ、スイッチをオン状態にすることにより、検知した光量に応じた電流により受光部５１ｂは導通状態となる。

発光部５１ａには、電源電圧Ｖｃｃと電流制限抵抗Ｒ１が接続され、発光部５１ａは、電流制限抵抗Ｒ１によって決定される電流により発光する。発光部５１ａから出射された光は、図９に示すように光路Ｑ１を通り、受光部５１ｂによって受光される。受光部５１ｂのコレクタ端子には電源電圧Ｖｃｃが接続され、エミッタ端子には検出抵抗Ｒ２が接続されている。フォトトランジスタである受光部５１ｂは、発光部５１ａから出射された光を受光し、受光した光量に応じた信号（電流）を出力する。この信号は、検出抵抗Ｒ２により電圧Ｖ１に変換され、制御部９０（図１２参照）のＡ／Ｄ変換部９５に入力される。なお、第２トナー残量センサ５２の受光部５２ｂは、発光部５２ａから出射され光路Ｑ２を通った光を受光し、受光した光量に応じて電圧Ｖ２が出力され、制御部９０のＡ／Ｄ変換部９５に入力される。

制御部９０（ＣＰＵ９１）は、入力された電圧レベルに基づいて受光部５１ｂ，５２ｂが発光部５１ａ，５１ｂから光を受光したか否か判断する。制御部９０（ＣＰＵ９１）は、現像容器３２内のトナーを撹拌部材３４により一定時間撹拌させた時の受光部５１ｂ、５２ｂが各光を検知した時間の長さと受光した光強度に基づいて、現像容器３２内のトナー量を算出する。即ち、ＲＯＭ９３は、トナーを撹拌部材３４で搬送した際の、受光時間及び光強度からトナー残量を出力できるテーブルを予め記憶しており、制御部９０は、Ａ／Ｄ変換部９５への入力とテーブルとに基づきトナー残量を予測／算出する。

より具体的には、第１トナー残量センサ５１の光路Ｑ１は、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差するように設定されている。そして、撹拌部材３４が１回転する際に撹拌部材３４によって跳ね上げられるトナーによって光路Ｑ１が遮光された時間、すなわち受光部５１ｂが発光部５１ａからの光を検知しない時間は、トナー残量に依存して変化する。また受光部５１ｂでの受光強度もトナー残量に依存して変化する。

つまり、トナー残量が多いときは光路Ｑ１がトナーによって遮られやすいために受光部５１ｂが受光している時間が短くなり、また受光部５１ｂが受光する光の受光強度が小さくなる。一方、トナー残量が少ない時は反対に受光部５１ｂが受光している時間が長くなり、また受光部５１ｂが受光する光の受光強度は強くなる。従って、制御部９０は、このように受光部５１ｂの受光時間及び受光強度に基づいて、後述するようにトナー残量がＬｏｗレベルなのかＭｉｄレベルなのかを判断することができる。例えば、図１１（ａ）に示すように、現像容器３２の搬送室３６内のトナーが微量の場合には、トナー残量がＬｏｗレベルであると判断される。なお、トナー残量がＬｏｗレベルの状態とは、所定の印字率（例えば印字率５％）において、更に数十枚から数百枚の印刷を行えるだけのトナー残量が残っている状態を指す。ここで、印字率とは、シート面における印字可能領域に対応する画素数のうち何画素分がトナー付着する画素に対応しているかのパーセンテージを示す数字である。ここでの画素とは、感光ドラム２１上にレーザ照射（光照射）により形成される静電潜像を構成する単位要素である。上記の説明においては、第２トナー残量センサ５２は、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差しない配置としているが、前述の第１トナー残量センサ５１と同様に、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差するように配置されていてもよい。

また、第２トナー残量センサ５２の光路Ｑ２は、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差しないように、回転軌跡Ｔよりも上方に設定されている。そして、第２トナー残量センサ５２の受光部５２ｂは、光路Ｑ２がトナーによって遮光された場合に発光部５２ａからの光を検知せず、光路Ｑ２がトナーによって遮光されない場合に発光部５２ａからの光を検知する。従って、制御部９０は、撹拌部材３４の回転動作に拘わらず、受光部５２ｂが光を受光したか否かに基づいて、後述するようにトナー残量がＦｕｌｌレベルなのか否かを判断する。例えば、図１１（ｂ）に示すように、現像容器３２の搬送室３６内のトナーが多量の場合には、トナー残量がＦｕｌｌレベルであると判断される。なお、上記の説明においては、第２トナー残量センサ５２は、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差しない配置としているが、前述の第１トナー残量センサ５１と同様に、撹拌部材３４の回転軌跡Ｔに交差するように設定されていてもよい。

なお、トナー残量の検知／推定方法については、図９で説明した光トナー残量検出の方式に限定されることはなく、様々な周知の方式のトナー残量の検知／推定方法を採用できる。例えば、２枚以上の現像ローラ長手方向に延びる金属プレート、又は導電樹脂シートを、枠体である現像容器３２の内壁に配置し、２枚の金属プレート又は導電樹脂シート間の静電容量を計測し、トナー残量を検知／推定しても良い。或いは、現像装置３０を下から支持する形でロードセルを設け、ＣＰＵ９１が、ロードセルで計測される重量より、トナーが空の場合の現像装置３０の重量を減算することで、トナー残量を演算するようにしても良い。また、第１トナー残量センサ５１を省略し、第２トナー残量センサ５２の検知結果と、レーザ光の発光状況から、制御部９０（ＣＰＵ９１）がトナー残量を演算するようにしても良い。

［画像形成装置の制御系］
図１２は、画像形成装置１の制御系を示すブロック図である。画像形成装置１の制御手段としての制御部９０は、演算装置としてのＣＰＵ９１と、ＣＰＵ９１の作業領域として使用されるＲＡＭ９２と、各種プログラムを格納するＲＯＭ９３と、を有している。また、制御部９０は、外部の機器と接続される入出力ポートとしてのＩ／Ｏインターフェース９４と、アナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換部９５と、を有している。

制御部９０の入力側には、第１トナー残量センサ５１、第２トナー残量センサ５２、装着センサ５３及び開閉センサ５４が接続されており、装着センサ５３は、トナーパック４０が現像容器３２の補給口３２ａに装着されたことを検知する。例えば、装着センサ５３は、補給口３２ａに設けられ、トナーパック４０の突起４２によって押圧されることで検知信号を出力する感圧スイッチから構成される。また、開閉センサ５４は、開閉部材８３がトップカバー８２に対して開かれたか否かを検知する。開閉センサ５４は、例えば感圧スイッチや磁気センサから構成される。

また、制御部９０には、操作部３００と、画像形成部１０と、トナー残量に関する情報を報知可能な報知手段としてのトナー残量パネル４００と、が接続されており、操作部３００は、各種の設定画面を表示可能な表示部３０１及び物理キー等を有している。表示部３０１は、例えば液晶パネルから構成される。画像形成部１０は、感光ドラム２１、現像ローラ３１、供給ローラ３３及び撹拌部材３４等を駆動する駆動源としてのモータＭ１を有している。なお、感光ドラム２１、現像ローラ３１及び供給ローラ３３と、撹拌部材３４と、をそれぞれ別個のモータによって駆動するように構成してもよい。

トナー残量パネル４００は、図１（ｂ）及び図１７に示すように、プリンタ本体１００の筐体の前面の右側、すなわち左側に配置された操作部３００とは反対側に設けられており、現像容器３２内のトナー残量に関する情報を表示する。本実施の形態では、トナー残量パネル４００は、上下に並設される複数（本実施の形態では３つ）の目盛りからなるパネル部材であり、各目盛りが上記Ｌｏｗレベル、Ｍｉｄレベル及びＦｕｌｌレベルに対応している。

すなわち、図１７（ａ）に示すように、下方の目盛りのみが点灯している場合には、現像容器３２のトナー残量は第３状態としてのＬｏｗレベルを示す。図１７（ｂ）に示すように、下方及び中央の目盛りが点灯し、上方の目盛りが消灯している場合には、現像容器３２のトナー残量は第２状態としてのＭｉｄレベルを示す。図１７（ｃ）に示すように、３つの目盛りの全てが点灯している場合には、現像容器３２のトナー残量は第１状態としてのＦｕｌｌレベルを示す。Ｍｉｄレベルの報知（表示）は、最も現像容器３２に残る現像剤の量が少ない場合の報知（Ｌｏｗレベル表示或いはトナーエンプティ表示）よりも、より多くの現像剤が現像容器３２に残っている場合の報知（表示）に対応する。また、図１７（ｃ）に示される表示（報知）は、トナー残量パネル４００が表示可能な表示形態（報知形態）のうち、その中で最もトナー残量（トナー収容量）が多い場合の表示（報知）に対応する。この図１７（ｃ）に示される表示により、ユーザに、これ以上のトナー補給が必要ないことを知らしめることができ、ユーザによる不要なトナー補給を抑止できる。また、現像容器３２に収容可能なトナーの最大量（Ｚ［ｇ］）は、第１の量（後述のＹ［ｇ］）に対応）に、トナーパック４０が収容しているトナー量（Ａ［ｇ］）を加算した値よりも大きい。従って、仮に図１７（ｃ）に示されるような、最大トナー量に対応する表示がなされているにもかかわらず、ユーザがＡ［ｇ］のトナー補給を行った場合でも、補給されたトナーが現像容器３２から溢れ出すということを防止或いは抑止できる。また、ユーザがＢ［ｇ］（＞Ａ）のトナーを収容した大サイズのトナーパック４０によりトナー補給を行った場合でも、今説明したＡ［ｇ］のトナー補給の場合と同様のことが言え、トナーが現像容器３２から溢れ出すということを防止或いは抑制できる。なお、トナー残量パネル４００は、液晶パネルに限らず、ＬＥＤや白熱灯等の光源及び拡散レンズから構成されてもよい。なお、図１７に示した例では、トナー残量を表す報知手段として説明したが、これに限定されない。例えば、図１７（ａ）の表示をトナー補給が必要であることの表示にし、図１７（ｂ）の表示をトナー補給が不要であることの表示にし、図１７（ｃ）の表示をトナー補給が十分に行われたことを示す表示としても良い。

［トナー補給処理］
次に、トナーパック４０内のトナーを現像容器３２に補給するトナー補給処理について説明する。図１３に示すように、トナー補給処理がスタートすると、制御部９０は、補給動作開始指示があったか否かを判断する（ステップＳ１）。本実施の形態では、補給動作開始指示は、図１５に示すように、操作部３００によるユーザの操作である。具体的には、ユーザが操作部３００を操作し、表示部３０１にボタン１の操作を促すメッセージを表示させた状態で、ボタン１を押し操作することで、補給動作開始指示が出力される。

なお、この時、トナーパック４０は現像容器３２の補給口３２ａに装着された状態であるため、開閉部材８３は開かれた状態となっている。操作部３００及び補給口３２ａは、共に装置左側に配置されているため、操作部３００の操作をしつつトナーパック４０を用いたトナー補給作業を容易に行うことができる。また、開閉部材８３が開かれたことを開閉センサ５４が検知すると、制御部９０は、画像形成装置１による画像形成動作を禁止及び停止させる。このため、開閉部材８３が開かれた状態では、画像形成装置１の各搬送ローラ、感光ドラム２１及びスキャナユニット１１等は停止している。

なお、補給動作開始指示は、ボタン１の押し操作に限らず、表示部３０１におけるタッチ操作や、装着センサ５３によってトナーパック４０の補給口３２ａへの装着が検知されたことに応じて、補給動作開始指示が出力されてもよい。また、トナーパック４０のシャッタ部材４１が開かれたことを検知するセンサを設け、このセンサの検知結果に基づいて補給動作開始指示が出力されてもよい。また、開閉センサ５４が開閉部材８３の開き操作を検知したことに基づいて補給動作開始指示を出力してもよい。また、開閉部材８３が開かれた際には、プロセスカートリッジ２０に印加される高圧電源を切り、撹拌部材３４を駆動するモータＭ１のみを駆動可能に構成してもよい。

補給動作開始指示があったと判断された場合（ステップＳ１：Ｙｅｓ）、制御部９０は、後述するタイマーＴ１，Ｔ２のパラメータを初期値（例えばゼロ）に初期化し、タイマーＴ１，Ｔ２をスタートする（ステップＳ２）。そして、制御部９０は、モータＭ１を駆動させ（ステップＳ３）、撹拌部材３４が回転する。

次に、制御部９０は、トナー残量検出処理を実行する（ステップＳ４）。トナー残量検出処理が実行されると、図１４に示すように、制御部９０は、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２の発光部５１ａ，５２ａを発光させる（ステップＳ４１）。そして、制御部９０は、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２の受光部５１ｂ，５２ｂがそれぞれ出力する電圧Ｖ１，Ｖ２をＡ／Ｄ変換部９５によってデジタル信号（以下、Ａ／Ｄ変換値とする）に変換する（ステップＳ４２）。

次に、制御部９０は、電圧Ｖ２のＡ／Ｄ変換値が光路Ｑ２が遮光されていることを示しているか否かを判断する（ステップＳ４３）。光路Ｑ２が遮光されていることを示している場合（ステップＳ４３：Ｙｅｓ）、制御部９０は、トナー残量パネル４００にトナー残量がＦｕｌｌレベルであることを表示させる（ステップＳ４４）。すなわち、図１７（ｃ）に示すように、トナー残量パネル４００の３つの目盛り全てが点灯する。

電圧Ｖ２のＡ／Ｄ変換値が、光路Ｑ２が遮光されていることを示していない場合（ステップＳ４３：Ｎｏ）、制御部９０は、電圧Ｖ１のＡ／Ｄ変換値に基づいて現像容器３２内のトナーの残量情報を算出する（ステップＳ４５）。そして、制御部９０は、算出されたトナーの残量情報に基づいて、トナー残量パネル４００にトナー残量がＬｏｗレベル又はＭｉｄレベルであることを表示させる（ステップＳ４６）。ステップＳ４４又はステップＳ４６が完了すると、トナー残量検出処理を終了する。すなわち、検出手段としての第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２は、撹拌部材３４が動作している最中に現像容器３２に収容された現像剤量に応じた残量情報を出力する。

次に、制御部９０は、図１３に示すように、タイマーＴ２が閾値β以上であるか否かを判断する（ステップＳ５）。閾値βは、予め設定される値であり、トナー残量検出処理が繰り返し実行される間隔に相当する。なお、α＞βである。タイマーＴ２が閾値β以上の場合（ステップＳ５：Ｙｅｓ）、制御部９０は、タイマーＴ２を初期化して再スタートさせ（ステップＳ６）、ステップＳ４に戻る。すなわち、タイマーＴ２が閾値βとなる毎に、トナー残量検出処理（ステップＳ４）が繰り返し行われる。例えば、閾値βが１秒に設定されている場合、ステップＳ４，Ｓ５，Ｓ６において、トナー残量検出処理は１秒おきに繰り返し行われる。

また、タイマーＴ２が閾値β未満の場合（ステップＳ５：Ｎｏ）、制御部９０は、タイマーＴ１が閾値α以上であるか否かを判断する（ステップＳ７）。閾値αは、予め設定される値であり、トナー補給処理におけるモータＭ１及び撹拌部材３４の駆動時間に相当する。タイマーＴ１が閾値α未満の場合（ステップＳ７：Ｎｏ）、ステップＳ５に戻る。タイマーＴ１が閾値α以上の場合（ステップＳ７：Ｙｅｓ）、制御部９０は、モータＭ１の駆動を停止させ（ステップＳ８）、トナー補給処理を終了する。例えば、閾値αが１０秒に設定されている場合、ステップＳ３でモータＭ１が駆動を開始してからステップＳ８でモータＭ１が停止されるまでが１０秒となる。

上述したトナー補給処理において、図１６（ａ）に示すようにトナーパック４０からトナーが現像容器３２内に落下すると、トナーは、第１突出部３７を通って搬送室３６に進入する。補給口３２ａ及び第１突出部３７は、現像容器３２の長手方向における一端部に配置されているため、搬送室３６には、一端部側に一括してトナーが供給される。

ここでトナーを搬送室３６に供給する際に、撹拌部材３４が回転していない場合を考える。トナーパック４０からトナーを現像容器３２内に落下させた場合に、トナーを収容する搬送室３６において、撹拌部材３４を回転させないと、落下したトナーが感光ドラム２１の長手全域に行きわたるのに時間を要する。この時間が長くなると、トナー補給作業を行っているユーザが、トナーが搬送室３６内に補給されたことを確認するまで時間を要し、ユーザビリティを低下させてしまう。

そこで、本実施の形態では、トナー補給処理において補給開始時から撹拌部材３４を所定時間（閾値α）駆動させる。これにより、図１６（ｂ）（ｃ）に示すように、トナーパック４０から現像容器３２の一端部に供給されたトナーが、撹拌部材３４によって現像容器３２の搬送室３６の長手方向における全長に亘って早期に均される。このため、ユーザが、トナー補給が行われたことを確認するまでの時間を短縮化し、ユーザビリティを向上できる。また、現像容器３２に収容されるトナーが均されるので、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２によるトナーの残量情報の検知の精度を向上できる。

そして、トナー補給処理中は、所定時間（閾値β）毎に第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２によって、現像容器３２内のトナーの残量情報が検知される。例えば、図１７（ａ）に示すように、トナー残量パネル４００が、トナー残量がＬｏｗレベルであることを表示した状態で、ユーザはトナーパック４０から現像容器３２にトナーを補給する。

すると、トナー残量パネル４００は、図１７（ｂ）に示すようにトナー残量がＭｉｄレベルであることを表示した後、図１７（ｃ）に示すようにトナー残量がＦｕｌｌレベルであることを表示する。これにより、ユーザは、トナーパック４０から現像容器３２にトナーが補給されたことを確実に認知することができ、ユーザビリティを向上することができる。

ここで図１６（ａ）～（ｃ）の断面図は、図６の１６Ａ－１６Ａ断面を示す。図１６（ａ）（ｂ）では、発光部５２ａが感光ドラム２１の長手方向右端に配置されていることが示されている。また、発光部５１ａ及び受光部５１ｂ，５２ｂも同一／略同一の感光ドラム２１長手位置に配置されているものとする。装置本体内でのセンサ配置制約により、センサの配置を図１６（ａ）（ｂ）に示されるようにする場合がある。そのようなときも、トナー補給時の撹拌部材３４の回転により、上述したようなユーザビリティ向上を図れる。

また、場合によっては、補給口３２ａの直下付近にセンサを配置する場合もある。そのような場合、図１６（ｂ）に示されるように、補給されたトナーが左側に偏り、感光ドラム２１の長手全域でトナー剤面が均されているまで時間を要してしまう場合がある。正確なトナー補給状態を検知するには、感光ドラム２１の長手全域でトナー剤面が均されている必要がある。しかしそのような場合でも、本実施例では、トナー補給時の撹拌部材３４の回転により、感光ドラム２１の長手全域でトナー剤面が短時間で均され、ユーザビリティを向上させることができる。

［トナーパックに充填されているトナー量と現像容器の容積の関係］
次に、トナーパック４０に充填されているトナー量と現像容器３２の容積の関係について説明する。現像容器３２は、図１８（ａ）に示すように、Ｚ［ｇ］のトナーを収容可能である。なお、図１８（ａ）～（ｃ）では、グラム（ｇ）換算で表記しているが、ミリリットル（ｍｌ）等の容積を示す単位に換算してもよい。

現像容器３２に収容されたトナーが０［ｇ］～Ｘ［ｇ］の場合には、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２の検知結果に基づいて、トナー残量パネル４００はＬｏｗレベルの表示となる。Ｘ［ｇ］が第２の量に対応し、０［ｇ］～Ｘ［ｇ］のトナー量が、第２の量未満のトナー量に対応する。

現像容器３２に収容されたトナーがＸ［ｇ］～Ｙ［ｇ］の場合には、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２の検知結果に基づいて、トナー残量パネル４００はＭｉｄレベルの表示となる。Ｙ［ｇ］が第１の量に対応し、Ｘ［ｇ］～Ｙ［ｇ］のトナー量が、第１の量未満のトナー量に対応する。

現像容器３２に収容されたトナーがＹ［ｇ］以上の場合には、第１トナー残量センサ５１及び第２トナー残量センサ５２の検知結果に基づいて、トナー残量パネル４００はＦｕｌｌレベルの表示となる。Ｙ［ｇ］以上のトナー量が第１の量以上のトナー量に対応する。

図１８（ｂ）は、トナーがＡ［ｇ］充填されたトナーパック４０によって現像容器３２にトナーを補給した場合のトナー量を示すグラフである。図１８（ｃ）は、トナーがＢ［ｇ］（＞Ａ）充填されたトナーパック４０によって現像容器３２にトナーを補給した場合のトナー量を示すグラフである。なお、トナーパック４０の製品ラインナップは、Ａ［ｇ］だけトナーが充填された小容量のトナーパックと、Ｂ［ｇ］だけトナーが充填された大容量のトナーパックと、のいずれか一方でも両方でもよい。また、トナーパック４０の製品ラインナップは、２種類に限らず３種類以上用意してもよい。

本実施の形態では、補給容器としてのトナーパック４０に充填されているトナーの量（Ａ，Ｂ）は、以下の式（１）（２）を満たす。
Ｙ≦Ａ＜Ｚ－Ｙ ・・・（１）
Ｙ≦Ｂ＜Ｚ－Ｙ ・・・（２）

図１８（ｂ）に示すように、現像容器３２に残ったトナーが０［ｇ］～Ｘ［ｇ］の間のＲ［ｇ］の場合に、トナーパック４０によってＡ［ｇ］だけトナーを現像容器３２に補給すると、現像容器３２には（Ｒ＋Ａ）［ｇ］のトナーが収容されることとなる。上記式（１）により、Ｙ＜（Ｒ＋Ａ）となるため、トナー補給後のトナー残量パネル４００は、Ｆｕｌｌレベルの表示となる。すなわち、Ｆｕｌｌレベルの閾値であるＹ［ｇ］は、トナーパック４０より補給される補給量Ａ［ｇ］よりも少ない。

また、図１８（ｃ）に示すように、現像容器３２に残ったトナーがＲ［ｇ］の場合に、トナーパック４０によってＢ［ｇ］だけトナーを現像容器３２に補給すると、現像容器３２には（Ｒ＋Ｂ）［ｇ］のトナーが収容されることとなる。上記式（２）により、Ｙ＜（Ｒ＋Ｂ）となるため、トナー補給後のトナー残量パネル４００は、Ｆｕｌｌレベルの表示となる。

このように、現像容器３２の容積は、トナー残量パネル４００がＭｉｄレベル又はＬｏｗレベルの表示となっている際にトナー補給されることで、必ず或いは基本的にトナー残量パネル４００がＦｕｌｌレベルとなるように設定される。なお、一本のトナーパック４０によって必ずしもＦｕｌｌレベルとなるように現像容器３２の容積が設定される必要はなく、例えば少量のトナーを収容した複数本のトナーパック４０を補給することでＦｕｌｌレベルとなるようにしてもよい。

また、現像容器３２の容積は、上記式（１）（２）より、トナー残量パネル４００がＭｉｄレベル又はＬｏｗレベルの表示となっている際にトナーパック４０に充填されているトナーの全量が現像容器３２に移動できるように設定されている。すなわち、現像容器３２に収容可能な現像剤の最大量Ｚ［ｇ］は、ＦｕｌｌレベルとＭｉｄレベルの境界であるＹ［ｇ］に、トナーパック４０が収容する現像剤の量（Ａ［ｇ］又はＢ［ｇ］）を加算した値よりも大きい。言い換えれば、トナーパック４０に充填されているトナーの量は、現像容器３２に収容可能な最大のトナー量（Ｚ［ｇ］）と、ＭｉｄレベルとＦｕｌｌレベルとの境界のトナー残量（Ｙ［ｇ］）と、の差分よりも少ない。

これにより、トナーパック４０を用いて現像容器３２にトナーを補給している途中で現像容器３２にトナーが満杯となることが無く、トナー補給中に補給口３２ａからトナーが漏れ出ることを低減できる。

以上のように、本実施の形態では、トップカバー８２の排出トレイ８１に第２開口部８２ａが形成されており、更にトップカバー８２に開閉可能に支持される開閉部材８３が設けられている。開閉部材８３は、閉状態で第２開口部８２ａを覆い、かつ開状態で現像容器３２の補給口３２ａを露出させる。このため、ユーザは、開閉部材８３を開けるだけで、補給口３２ａにアクセスすることができる。

本実施の形態は、補給口３２ａからトナーパック４０によって直接、現像容器３２にトナーを補給する方式（直接補給方式）を採用しているため、現像容器３２へのトナーの補給に当たって、プロセスカートリッジ２０を取り出す必要が無い。また、現像容器３２の補給口３２ａは、搬送室３６の長手方向における一端部から上方に突出する第１突出部３７の上面に形成されているため、第２開口部８２ａに近接して配置されている。このため、ユーザは、補給口３２ａを介して現像容器３２へのトナー補給作業を容易に行うことができる。また、現像容器３２にトナーを補給するのにあたって、現像ローラ３１や供給ローラ３３等の部品を交換しないため、コストダウンできる。

また、第１突出部３７、第２突出部３８、把手部３９及び搬送室３６に囲まれるようにレーザ通過空間ＳＰを形成したので、現像容器３２とスキャナユニット１１とを近接して配置することができ、画像形成装置１を小型化することができる。

更に、トナーパック４０を補給口３２ａに装着して、トナー補給作業を行う時には、撹拌部材３４が駆動するため、補給口３２ａが現像容器３２の長手方向における一端部側に配置されていたとしても、パッキング現象を低減できる。これにより、画像不良を低減できると共に、トナーの残量情報の検知精度を向上できる。

また、現像容器３２に収容可能な現像剤の最大量Ｚ［ｇ］は、ＦｕｌｌレベルとＭｉｄレベルの境界であるＹ［ｇ］に、トナーパック４０が収容する現像剤の量（Ａ［ｇ］又はＢ［ｇ］）を加算した値よりも大きくなるように設定されている。このため、トナーパック４０を用いて現像容器３２にトナーを補給している途中で現像容器３２にトナーが満杯となることが無く、トナー補給中に補給口３２ａからトナーが漏れ出ることを低減できる。このように画像形成装置１を構成することで、ユーザに求められるニーズを満たす画像形成装置の一形態を提供することができる。

なお、本実施の形態では、トナー補給処理において、ユーザによる操作部３００のボタン１の操作に基づいて撹拌部材３４を所定時間（閾値α）駆動させたが、これに限定されない。例えば、ボタン１を１回押すことで撹拌部材３４の駆動が開始され、ボタン１を再び押すことで撹拌部材３４の駆動が停止されてもよい。また、ボタン１を押し続けている間のみ撹拌部材３４を駆動してもよい。

また、現像容器３２のトナー残量がＬｏｗレベルになったら、表示部３０１にトナー補給を促すための補給通知を表示してもよい。また、トナーが無くなったら表示部３０１にトナー補給を促すための補給通知を表示してもよい。

また、現像容器３２のトナー残量は、トナー残量パネル４００によってユーザに報知されるが、本実施の形態のように３つの目盛りから構成されなくてもよい。例えば、トナー残量パネル４００は、１つ、２つ又は４つ以上の目盛りから構成されてもよい。また、パーセント表示やゲージ表示によって、トナー残量を連続的に表示するように構成してもよい。また、トナー残量のユーザへの通知は、スピーカーを用いて音声により行ってもよい。

＜第１変形例＞
図１９（ａ）に第１の実施の形態の第１変形例を示す。図１９（ａ）に示すように、画像形成装置１Ｂは、現像容器の補給口１３２ａが装置右側に配置されており、開閉部材８３Ｂも、装置右側に配置されている。開閉部材８３Ｂは、開状態で補給口１３２ａを露出させ、閉状態で補給口１３２ａを覆う。このように、補給口１３２ａを装置右側に配置することで、補給口１３２ａがトナー残量パネル４００と近接する。このため、トナーパック４０を用いて現像容器にトナー補給をする際に、トナー残量パネル４００を容易に確認することができる。

＜第２変形例＞
また、図１９（ａ）に示す形態に限らず、図１９（ｂ）に示すように、開閉部材８３Ｃを手前側に開くように構成された画像形成装置１Ｃに本発明を適用してもよい。

＜第３変形例＞
また、図１９（ｃ）に示すように、開閉部材８３Ｄを奥側に開くように構成された画像形成装置１Ｄに本発明を適用してもよい。

＜第４変形例＞
また、図２０（ａ）に示すように、操作部３００Ｅは、プリンタ本体１００ではなく読取装置２００に配置されてもよく、またトナー残量パネル４００と共に装置右側に配置してもよい。なお、操作部３００Ｅ及びトナー残量パネル４００の両方を装置右側に配置してもよいことはもちろんである。

＜第５変形例＞
また、図２０（ｂ）に示すように、トナー残量パネル４００Ｆを装置左側に配置し、操作部３００Ｆを装置右側に配置してもよい。

＜第２の実施の形態＞
次いで、本発明の第２の実施の形態について説明するが、第２の実施の形態は、第１の実施の形態の補給口３２ａの構成を変更したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

図２１（ａ）に示すように、画像形成装置１Ｇは、トップカバー８２に開閉部材８３Ｇが開閉可能に支持されており、開閉部材８３Ｇは、装置奥側に開くように構成されている。開閉部材８３Ｇを開くことで、現像容器３２Ｇの補給口２３２ａが露出する。そして、補給口２３２ａは、鉛直方向に対して傾斜するように、排出ローラ対８０の排出方向における下流かつ上方に向けて開口している、言い換えれば、補給口２３２ａは、斜め手前上方に向かって開口している。

このように補給口２３２ａを構成することで、トナーパック４０は、補給口２３２ａに装着された状態で手前に傾斜した状態となる。このため、補給口２３２ａと読取装置２００との間のスペースを有効活用でき、大容量のトナーパックも補給口２３２ａに装着可能となる。

なお、図２２（ａ）（ｂ）に示すように、開閉部材８３Ｈ及び読取装置２００は、図２１（ａ）（ｂ）よりも浅い角度で保持されるように構成してもよい。このように構成することで、画像形成装置１の設置スペースを省スペース化することができる。

＜第３の実施の形態＞
次いで、本発明の第３の実施の形態について説明するが、第３の実施の形態は、第１の実施の形態のカートリッジガイド１０２の構成を変更したものである。このため、第１の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。

画像形成装置１Ｊは、図２３（ａ）（ｂ）に示すように、プリンタ本体１００Ｊ及び読取装置２００を有しており、プリンタ本体１００Ｊは、カートリッジガイド１０２Ｊを有している。カートリッジガイド１０２Ｊは、感光ドラム２１の軸方向における端部に設けられた突出部２１ａ（図５（ａ）参照）に摺動することで、プロセスカートリッジ２０を引出す際にプロセスカートリッジ２０を案内する。

カートリッジガイド１０２Ｊの引き出し方向における下流端には、抜き止め１０２Ｊａが形成されている。このため、図２３（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ２０をユーザが引き出すと、プロセスカートリッジ２０の突出部２１ａが抜き止め１０２Ｊａに突き当たり、プロセスカートリッジ２０はプリンタ本体１００Ｊから取り外されることはない。なお、抜き止め１０２Ｊａの近傍には、不図示の回転止めが設けられており、プロセスカートリッジ２０は、抜き止め１０２Ｊａに突き当たった状態で、回転止めによって回転することなく保持される。

このように、プロセスカートリッジ２０がカートリッジガイド１０２Ｊに沿って引き出された状態では、図２４及び図２５（ａ）（ｂ）に示すように、補給口３２ａが画像形成装置１Ｊの手前側に位置している。このため、トナーパック４０を用いて補給口３２ａから現像容器３２にトナーを補給するトナー補給作業を容易に行うことができる。また、補給口３２ａの直上には、大きな空間が存在するため、大容量のトナーパックを補給口３２ａに装着することができる。なお、既述のいずれの実施の形態及び変形例は、適宜組み合わせてもよい。

なお、既述のいずれの形態においても、プリンタ本体の上方に読取装置２００を設けていたが、これに限定されない。すなわち、画像形成装置は、読取装置を有さないプリンタでもよい。また、読取装置は、原稿を給送するＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｕｃｕｍｅｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ）を備えた読取装置でも良い。

１：画像形成装置／２１：像担持体（感光ドラム）／３１：現像剤担持体（現像ローラ）／３２：現像容器／３２ａ：補給口／３４：撹拌部材／４０：補給容器（トナーパック）／５１，５２：検出手段（第１トナー残量センサ、第２トナー残量センサ）／９０：制御手段（制御部）／４００：報知手段（トナー残量パネル）

Claims (15)

1. 補給容器を装着可能な画像形成装置であって、
   静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
   トナーを含む現像剤を収容する現像容器であって、現像剤を前記現像容器に補給するための補給口が設けられ且つ前記補給容器が装着可能な装着部を有する現像容器と、
   前記現像容器に収容されている現像剤を担持して回転し、前記像担持体に担持されている静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、
   前記現像容器に収容された現像剤量に応じた信号を出力する出力手段と、
   複数の現像剤残量表示を表示可能な表示手段であって、前記現像容器に収容された現像剤の残量が第１の量以上であって且つ前記複数の現像剤残量表示の内の最大残量表示であることを示す第１残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第１の量未満であって且つ前記第１の量よりも少ない第２の量以上であることを示し、前記第１残量表示の１つ下の残量表示であることを示す第２残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第２の量未満であって且つ前記第２残量表示よりも下の残量表示であることを示す第３残量表示と、を表示可能な表示手段と、
   報知手段と、
   前記出力手段から出力された前記信号に基づいて、前記表示手段に前記複数の現像剤残量表示のうちのいずれかを表示させる制御手段と、を備え、
   前記報知手段は、前記表示手段が前記第３残量表示を表示している時に、前記補給容器を用いた現像剤の補給を促す報知を行い、
   前記現像容器に収容可能な現像剤の最大量は、前記第１の量に、前記補給容器が収容する全量の現像剤の量を加算した量よりも大きい、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像容器に収容された現像剤の残量がゼロの状態において、前記補給容器が収容する全量の現像剤を補給した場合、前記表示手段は、前記第１残量表示を表示する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の量は、前記第２の量の３倍以上である、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像容器に収容可能な現像剤の前記最大量は、前記第１の量と、前記第２の量と、の差分よりも多い、
   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. 前記現像容器内に、現像剤を搬送する撹拌部材を備え、
   前記出力手段は、前記撹拌部材が動作している最中に前記現像容器に収容された現像剤量に応じた信号を出力する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記表示手段は、ＬＥＤパネルである、
   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. 前記表示手段は、液晶パネルである、
   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。
8. 前記装着部は、前記補給容器の一部が画像形成装置の外部に露出した状態で前記補給容器が装着し且つ現像剤を前記現像容器に補給可能であるように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記装着部を開放する開位置と、前記装着部を閉鎖する閉位置と、の間を移動する開閉部材を備え、
   前記装着部に前記補給容器が装着されている状態において前記開閉部材の前記開位置から前記閉位置への移動は、前記補給容器によって妨げられるように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 補給用の現像剤が充填された補給容器と、
    静電潜像を担持する回転可能な像担持体と、
    トナーを含む現像剤を収容する現像容器であって、現像剤を前記現像容器に補給するための補給口が設けられ且つ前記補給容器が装着可能な装着部を有する現像容器と、
    前記現像容器に収容されている現像剤を担持して回転し、前記像担持体に担持されている静電潜像を現像剤像に現像する現像剤担持体と、
    前記現像容器に収容された現像剤量に応じた信号を出力する出力手段と、
    複数の現像剤残量表示を表示可能な表示手段であって、前記現像容器に収容された現像剤の残量が第１の量以上であって且つ前記複数の現像剤残量表示の内の最大残量表示であることを示す第１残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第１の量未満であって且つ前記第１の量よりも少ない第２の量以上であることを示し、前記第１残量表示の１つ下の残量表示であることを示す第２残量表示と、前記現像容器に収容された現像剤の残量が前記第２の量未満であって且つ前記第２残量表示よりも下の残量表示であることを示す第３残量表示と、を表示可能な表示手段と、
    報知手段と、
    前記出力手段から出力された前記信号に基づいて、前記表示手段に前記複数の現像剤残量表示のうちのいずれかを表示させる制御手段と、を備え、
    前記報知手段は、前記表示手段が前記第３残量表示を表示している時に、前記補給容器を用いた現像剤の補給を促す報知を行い、
    前記現像容器に収容可能な現像剤の最大量は、前記第１の量に、前記補給容器が収容する全量の現像剤の量を加算した量よりも大きい、
    ことを特徴とする画像形成システム。
11. 前記現像容器に収容された現像剤の残量がゼロの状態において、前記補給容器が収容する全量の現像剤を補給した場合、前記表示手段は、前記第１残量表示を表示する、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成システム。
12. 前記第１の量は、前記第２の量の３倍以上である、
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の画像形成システム。
13. 前記現像容器に収容可能な現像剤の前記最大量は、前記第１の量と、前記第２の量と、の差分よりも多い、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成システム。
14. 前記補給容器は、変形可能且つ現像剤を収容する袋体を有する、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１３のいずれか１項に記載の画像形成システム。
15. 前記補給容器は、前記補給容器から前記現像容器に供給される現像剤が通過する開口部と、前記開口部を開閉可能なシャッタ部材と、を有する、
    ことを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか１項に記載の画像形成システム。

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