(57)【要約】      （修正有）【課題】粉体残量を精度よく検知することができる粉体補給装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】トナー容器３２Ｙなどの粉体容器内の粉体を搬送するための搬送ノズル６１１Ｙなどの粉体搬送路を備えたトナー補給装置などの粉体補給装置において、粉体搬送路には、一対の電極６５，６６が配置されている。電極６５,６６は、それぞれ制御部９０に接続されている。制御部９０は、電極６５,６６にバイアスを印加して電極間の静電容量を計測し、計測した電極間の静電容量の変化に基づいて、粉体搬送路内の粉体量を検知する。【選択図】図５
2020024384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体容器内の粉体を搬送するための粉体搬送路を備えた粉体補給装置において、
前記粉体搬送路に一対の電極を配置し、前記電極間の静電容量の変化に基づいて、前記粉体搬送路内の粉体量を検知することを特徴とする粉体補給装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体補給装置において、
前記一対の電極を、前記粉体搬送路を挟んで対向配置したことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項３】
請求項２に記載の粉体補給装置において、
前記粉体搬送路は、前記粉体を水平方向に搬送するものであり、
前記一対の電極を、前記粉体搬送路を挟んで上下方向に対向配置したことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項４】
請求項３に記載の粉体補給装置において、
前記粉体搬送路は、円筒形状であり、
一対の電極は、円弧形状であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項に記載の粉体補給装置において、
前記粉体搬送路の一部を、前記一対の電極で構成したことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項６】
請求項２に記載の粉体補給装置において、
一対の電極は、平板であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項７】
請求項６に記載の粉体補給装置において、
一対の平板を平行に配置したことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項８】
請求項２乃至７いずれか一項に記載の粉体補給装置において、
前記粉体搬送路内に配置された粉体を搬送する搬送スクリュが、絶縁性部材で構成されていることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項９】
請求項１に記載の粉体補給装置において、
前記一対の電極のうち、一方は粉体搬送内に配置した内部電極であり、他方は、粉体搬送路外に配置した外部電極であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の粉体補給装置において、
前記内部電極は、前記粉体搬送内に配置された粉体を搬送する搬送スクリュの軸であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の粉体補給装置において、
前記搬送スクリュの羽根が、絶縁性部材で構成されていることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項１２】
請求項１乃至１１いずれか一項に記載の粉体補給装置において、
前記粉体容器は、円筒形状であり、回転可能であることを特徴とする粉体補給装置。
【請求項１３】
像担持体と、
現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像手段と、
前記現像手段で使用される現像剤を収容する現像剤収容容器と、
前記現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給する現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、
前記現像剤補給手段として、請求項１乃至１２いずれか一項に記載の粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体補給装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、粉体容器から粉体を搬送するための粉体搬送路を備えた粉体補給装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、上記粉体補給装置として、トナーボトルなどの粉体容器の外側であって、粉体容器の下方に粉体容器に対して所定の間隔を開けて配置された一対の電極を有し、一対の電極間の静電容量に基づいて粉体容器内の粉体残量を検知する残量検知手段を備えたものが記載されている。残量検知手段が粉体容器内の粉体量が所定量以下であることを検知したら、粉体容器の交換を促す表示を行なう。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかながら、特許文献１に記載の粉体補給装置は、粉体残量の検知を精度よく行えないおそれがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、粉体容器から粉体を搬送するための粉体搬送路を備えた粉体補給装置において、前記粉体搬送路に一対の電極を配置し、前記電極間の静電容量の変化に基づいて、前記粉体搬送路内の粉体量を検知することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、粉体残量を精度よく検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】本実施形態の複写機の概略構成図。
【図２】イエローに対応した作像部の概略構成を示す模式図。
【図３】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。
【図４】トナー容器収容部に四つのトナー容器が設置された状態を示す概略斜視図。
【図５】トナー補給装置とトナー容器の要部断面図。
【図６】図５のＡ−Ａ断面図。
【図７】静電容量とトナー補給量との関係を調べたグラフ。
【図８】搬送ノズルを左右で覆うように一対の電極を配置した例を示す断面図。
【図９】搬送ノズルを斜めから覆うように一対の電極を配置した例を示す断面図。
【図１０】搬送ノズルの一部を一対の電極で構成したトナー補給装置とトナー容器の要部断面図。
【図１１】（ａ）は、図１０の破線Ｋの拡大図であり、（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ―Ｂ断面図。
【図１２】搬送ノズルを上下で覆うように一対の電極を配置したときの搬送ノズル内のトナー高さと静電容量との関係と、搬送ノズルを左右で覆うように一対の電極を配置したときの搬送ノズル内のトナー高さと静電容量との関係を示すグラフ。
【図１３】図１２に示すトナー高さについて説明する図。
【図１４】上下方向に一対の電極を配置したときの感度が高い範囲を示す図。
【図１５】図９に示す搬送ノズルを斜めから覆うよう一対の電極を配置したときのトナー高さと静電容量との関係を示すグラフ。
【図１６】一対の電極のうち一方の電極を、搬送スクリュの軸とした例を示す概略図。
【図１７】搬送スクリュの軸を電極としたときのトナー高さと、静電容量との関係を示すグラフ。
【図１８】（ａ）は、外部電極を搬送ノズルの側部に設けた例を示す断面図であり、（ｂ）は、外部電極を搬送ノズルの下部に設けた例を示す断面図であり、（ｃ）は、外部電極を搬送ノズルの上部に設けた例を示す断面図。
【図１９】外部電極を搬送ノズルの一部とした例を示す断面図。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明を画像形成装置としての複写機（以下、複写機５００という）に適用した、本発明の一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態の複写機５００の概略構成図である。複写機５００は、複写機装置本体（以下、プリンタ部１００という）、給紙テーブル（以下、給紙部２００という）及びプリンタ部１００上に取り付けるスキャナ（以下、スキャナ部４００という）から構成される。
【０００９】
プリンタ部１００の上部に設けられたトナー容器収容部７０には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した四つの粉体物収納容器としてのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が着脱自在（交換自在）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８５が配設されている。
【００１０】
中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト４８、四つの一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、二次転写バックアップローラ８２、複数のテンションローラ、及び、中間転写クリーニング装置等で構成される。中間転写ベルト４８は、複数のローラ部材によって張架、支持されるとともに、この複数のローラ部材の１つである二次転写バックアップローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動する。
【００１１】
プリンタ部１００には、中間転写ベルト４８に対向するように、各色に対応した四つの作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が並設されている。また、四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方には、それぞれに対応した四つのトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が配設されている。そして、トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に収容されたトナーは、それぞれに対応するトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって、各色に対応した作像部４６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の現像装置（粉体物使用部）内に供給（補給）される。
【００１２】
また、図１に示すように、プリンタ部１００は四つの作像部４６の下方に潜像形成手段である露光装置４７を備える。露光装置４７は、スキャナ部４００で読み込んだ原稿画像の画像情報またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報に基づいて、後述する感光体４１の表面に対して露光し、感光体４１の表面に静電潜像を形成する。プリンタ部１００が備える露光装置４７は、レーザーダイオードを用いたレーザービームスキャナ方式を用いているが、露光手段としてはＬＥＤアレイを用いるものなど他の構成でも良い。
【００１３】
図２は、イエローに対応した作像部４６Ｙの概略構成を示す模式図である。
作像部４６Ｙは、潜像担持体であるドラム状の感光体４１Ｙを備える。さらに、作像部４６Ｙは、帯電手段である帯電ローラ４４Ｙ、現像手段である現像装置５０Ｙ、感光体クリーニング装置４２Ｙ、除電装置等を感光体４１Ｙの周囲に配設した構成である。そして、感光体４１Ｙ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）が行われて、感光体４１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。
【００１４】
なお、他の三つの作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）も、使用されるトナーの色が異なる点以外は、イエローに対応した作像部４６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、各感光体４１（Ｍ，Ｃ，Ｋ）上にそれぞれのトナーに対応した色の画像が形成される。以下、他の三つの作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）の説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部４６Ｙのみの説明を行うことにする。
【００１５】
感光体４１Ｙは、駆動モータによって図２中の時計回り方向に回転駆動する。そして、帯電ローラ４４Ｙと対向する位置で、感光体４１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。その後、感光体４１Ｙの表面は、露光装置４７から発せられたレーザ光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）。その後、感光体４１Ｙの表面は、現像装置５０Ｙ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）。
【００１６】
中間転写ユニット８５の四つの一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、それぞれ、中間転写ベルト４８を感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）との間に挟み込んで一次転写ニップを形成している。そして、一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）に、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
【００１７】
現像工程でトナー像が形成された感光体４１Ｙの表面は、中間転写ベルト４８を挟んで一次転写バイアスローラ４９Ｙと対向する一次転写ニップに達して、この一次転写ニップで感光体４１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト４８上に転写される（一次転写工程）。このとき、感光体４１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。一次転写ニップでトナー像を中間転写ベルト４８に転写した感光体４１Ｙの表面は、感光体クリーニング装置４２Ｙとの対向位置に達する。この対向位置で感光体４１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード４２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。最後に、感光体４１Ｙの表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体４１Ｙ上の残留電位が除去される。こうして、感光体４１Ｙ上で行われる一連の作像プロセスが終了する。
【００１８】
このような作像プロセスは、他の作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）でも、イエロー作像部４６Ｙと同様に行われる。すなわち、作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）の下方に配設された露光装置４７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）の感光体４１（Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に向けて照射される。詳しくは、露光装置４７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して各感光体４１（Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体４１（Ｍ，Ｃ，Ｋ）上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト４８上に転写する。
【００１９】
このとき、中間転写ベルト４８は、図１中の矢印方向に走行して、各一次転写バイアスローラ４９（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の一次転写ニップを順次通過する。これにより、各感光体４１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）上の各色のトナー像が、中間転写ベルト４８上に重ねて一次転写され、中間転写ベルト４８上にカラートナー像が形成される。
【００２０】
各色のトナー像が重ねて転写され、カラートナー像が形成された中間転写ベルト４８は、二次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、二次転写バックアップローラ８２が、二次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト４８を挟み込んで二次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４８上に形成されたカラートナー像は、二次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト４８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。二次転写ニップを通過した中間転写ベルト４８は、中間転写クリーニング装置の位置に達し、その表面上の未転写トナーが回収され、中間転写ベルト４８上で行われる一連の転写プロセスが終了する。
【００２１】
次に、記録媒体Ｐの動きについて説明する。
上述した二次転写ニップに搬送される記録媒体Ｐは、プリンタ部１００の下方に配設された給紙部２００の給紙トレイ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、給紙トレイ２６には記録媒体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中の反時計回り方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８の二つのローラによって形成されるローラニップに向けて搬送される。
【００２２】
レジストローラ対２８に搬送された記録媒体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４８上のカラートナー像が二次転写ニップに到達するタイミングに合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが二次転写ニップに向けて搬送される。これにより、記録媒体Ｐ上に、所望のカラートナー像が転写される。
【００２３】
二次転写ニップでカラートナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着装置８６の位置に搬送される。定着装置８６では、定着ベルト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トナー像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着装置８６を通過した記録媒体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記録媒体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、複写機５００における一連の画像形成プロセスが完了する。
【００２４】
次に、作像部４６における現像装置５０の構成及び動作について、さらに詳しく説明する。なお、ここではイエローに対応した作像部４６Ｙを例に挙げて説明を行うが、他色の作像部４６（Ｍ，Ｃ，Ｋ）においても同様である。
【００２５】
現像装置５０Ｙは、図２に示すように、現像ローラ５１Ｙ、ドクタブレード５２Ｙ、二つの現像剤搬送スクリュ５５Ｙ、及び、トナー濃度検知センサ５６Ｙ等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、感光体４１Ｙに対向し、ドクタブレード５２Ｙは、現像ローラ５１Ｙに対向する。また、二つの現像剤搬送スクリュ５５Ｙは、二つの現像剤収容部（５３Ｙ，５４Ｙ）内に配設されている。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットローラ、及び、マグネットローラの周囲を回転するスリーブ等で構成される。第一現像剤収容部５３Ｙ及び第二現像剤収容部５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる二成分の現像剤Ｇが収容されている。第二現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー落下搬送経路６４Ｙに連通している。また、トナー濃度検知センサ５６Ｙは、第二現像剤収容部５４Ｙ内の現像剤Ｇ中のトナー濃度を検知する。
【００２６】
現像装置５０内の現像剤Ｇは、二つの現像剤搬送スクリュ５５Ｙによって、攪拌されながら、第一現像剤収容部５３Ｙと第二現像剤収容部５４Ｙとの間を循環する。第一現像剤収容部５３Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤搬送スクリュ５５Ｙの一方に搬送されながら現像ローラ５１Ｙ内のマグネットローラにより形成される磁界によって現像ローラ５１Ｙのスリーブ表面上に供給され、担持される。現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印で示すように反時計回り方向に回転駆動し、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。このとき、現像剤Ｇ中のトナーは、現像剤Ｇ中のキャリアとの摩擦帯電によりキャリアとは逆極性の電位に帯電して静電的にキャリアに吸着し、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁界によって引き寄せられるキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。
【００２７】
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、ドクタブレード５２Ｙと現像ローラ５１Ｙとが対向するドクタ部に達する。現像ローラ５１Ｙ上の現像剤Ｇは、ドクタ部を通過する際にその量が適量化され、その後、感光体４１Ｙとの対向位置である現像領域まで搬送される。現像領域では、現像ローラ５１Ｙと感光体４１Ｙとの間に形成された現像電界によって感光体４１Ｙ上に形成された潜像に現像剤Ｇ中のトナーが吸着される。現像領域を通過した現像ローラ５１Ｙの表面上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転に伴い第一現像剤収容部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。
【００２８】
現像装置５０Ｙ内の現像剤Ｇは、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５０Ｙ内の現像剤Ｇに含まれるトナーの現像による消費量に応じて、トナー容器３２Ｙに収容されているトナーが、後述するトナー補給装置６０Ｙを介して第二現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。
第二現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、二つの現像剤搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合、攪拌されながら、第一現像剤収容部５３Ｙと第二現像剤収容部５４Ｙとの間を循環する。
【００２９】
次に、トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）について説明する。
図３は、トナー補給装置６０Ｙにトナー容器３２Ｙが設置された状態を示す模式図であり、図４は、トナー容器収容部７０に四つのトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）が設置された状態を示す概略斜視図である。
【００３０】
プリンタ部１００のトナー容器収容部７０に設置された各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナーは、各色の現像装置５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナー消費に応じて、適宜に各現像装置５０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内に補給される。このとき、各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）内のトナーは、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）によって補給される。なお、四つのトナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）やトナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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。このため、以下、イエローに対応したトナー補給装置６０Ｙやトナー容器３２Ｙのみの説明を行い、他の三つの色に対応したトナー補給装置６０（Ｍ，Ｃ，Ｋ）やトナー容器３２（Ｍ，Ｃ，Ｋ）の説明を適宜に省略する。
【００３１】
トナー補給装置６０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、トナー容器収容部７０、粉体搬送路たる搬送ノズル６１１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、搬送スクリュ６１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、トナー落下搬送経路６４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、容器回転駆動部９１（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）等で構成されている。
粉体容器たるトナー容器３２Ｙが図５中矢印Ｑの方向へ移動してプリンタ部１００のトナー容器収容部７０に装着されると、その装着動作に連動して、トナー容器３２Ｙの容器先端側からトナー補給装置６０Ｙの搬送ノズル６１１Ｙが挿入される。これにより、トナー容器３２Ｙ内と搬送ノズル６１１Ｙ内とが連通する。
【００３２】
トナー容器３２Ｙは、略円筒状のトナーボトルである。そして、主として、トナー容器収容部７０に非回転で保持される容器先端側カバー３４Ｙと、容器ギア３０１Ｙが一体的に形成された容器本体３３Ｙとから主に構成される。容器本体３３Ｙは、容器先端側カバー３４Ｙに対して相対的に回転可能に保持されている。
【００３３】
トナー容器収容部７０は、主として、容器カバー受入部７３と、容器受部７２と、挿入口形成部７１とで構成されている。容器カバー受入部７３は、トナー容器３２Ｙの容器先端側カバー３４Ｙを保持するための部分であり、容器受部７２は、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを保持するための部分である。また、挿入口形成部７１は、容器受部７２と、トナー容器３２Ｙの装着動作時における挿入口を形成する部分である。複写機５００の手前側（図１の紙面垂直方向手前側）に設置された本体カバーを開放すると、トナー容器収容部７０の挿入口形成部７１が露呈される。そして、各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の長手方向を水平方向とした状態で、複写機５００の手前側から各トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の着脱操作（トナー容器３２の長手方向を着脱方向とする着脱操作）を行う。なお、図３中のセットカバー６０８Ｙは、トナー容器収容部７０の容器カバー受入部７３の一部である。
【００３４】
容器受部７２は、その長手方向の長さが、容器本体３３Ｙの長手方向の長さとほぼ同等になるように形成されている。また、容器カバー受入部７３は容器受部７２における長手方向（着脱方向）の容器先端側に設けられ、挿入口形成部７１は容器受部７２における長手方向の一端側に設けられている。そのため、トナー容器３２Ｙの装着動作にともない、容器先端側カバー３４Ｙは、挿入口形成部７１を通過した後に、しばらく容器受部７２上を滑動して、その後に容器カバー受入部７３に装着されることになる。
【００３５】
容器先端側カバー３４Ｙが容器カバー受入部７３に装着された状態で、駆動モータや駆動ギア等で構成されている容器回転駆動部９１Ｙから容器本体３３Ｙに具備された容器ギア３０１Ｙに回転駆動が入力される。これにより、容器本体３３Ｙが図３中の矢印Ａ方向に回転駆動される。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螺旋状突起３０２Ｙによって、容器本体３３Ｙの内部に収容されたトナーが容器本体長手方向に沿って図３中の左側から右側へ搬送される。
【００３６】
容器本体３３の容器先端側カバー側（図中右側）には、容器先端側カバー側に搬送されてきたトナーを、容器本体３３の回転によって上方に汲み上げる汲み上げ部を有している。この汲み上げ部により、トナー容器に挿入された搬送ノズル６１１よりも上方にトナーが汲み上げられ、搬送ノズル６１１Ｙのトナー容器側端部に設けられたノズル開口６１０（図５参照）に落下することで、搬送ノズル６１１内にトナーが供給される。
【００３７】
搬送ノズル６１１Ｙ内には、搬送スクリュ６１４Ｙが配置されており、容器回転駆動部９１Ｙから搬送スクリュギア６０５Ｙに回転駆動が入力されることで、搬送スクリュ６１４Ｙが回転し、搬送ノズル６１１Ｙ内に供給されたトナーを搬送する。搬送ノズル６１１Ｙの搬送方向下流端は、トナー落下搬送経路６４Ｙに接続されており、搬送スクリュ６１４Ｙによって搬送されたトナーは、トナー落下搬送経路６４Ｙを自重落下して現像装置５０Ｙ（第二現像剤収容部５４Ｙ）内に補給される。
【００３８】
トナー容器３２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）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）に新品のものに交換される。トナー容器３２の長手方向における容器先端側カバー３４とは反対側の端部には把手部３０３が設けられており、交換の際には、作業者が把手部３０３を握って引き出すことで、装着されたトナー容器３２を取り外すことが出来る。
【００３９】
上述した露光装置４７で用いる画像情報に基づいて制御部９０がトナー消費量を算出し、制御部９０が現像装置５０Ｙへのトナーの供給を要すると判断する場合がある。また、トナー濃度検知センサ５６Ｙの検知結果に基づいて現像装置５０Ｙ内のトナー濃度が低下したことを制御部９０にて検出する場合がある。これらの場合は、制御部９０の制御によって容器回転駆動部９１Ｙを回転駆動し、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙと搬送スクリュ６１４Ｙとを所定時間回転させて現像装置５０Ｙへのトナー補給を行う。また、搬送ノズル６１１Ｙ内に配置された搬送スクリュ６１４Ｙを回転することによってトナーの補給を行っているため、搬送スクリュ６１４Ｙの回転数を検出することで、トナー容器３２Ｙからのトナー供給量を精度良く算出することもできる。
【００４０】
トナー補給装置６０Ｙでは、搬送スクリュ６１４Ｙの回転数によって現像装置５０Ｙへのトナーの供給量を制御している。このため、搬送ノズル６１１Ｙを通過したトナーは、現像装置５０Ｙへの供給量を制御されることなく、トナー落下搬送経路６４Ｙを介して、直接に現像装置５０Ｙへと搬送される。本実施形態のように、搬送ノズル６１１Ｙをトナー容器３２Ｙに挿入するトナー補給装置６０Ｙであっても、トナーホッパ等のトナー貯留部を設けてもよい。そして、このトナー貯留部から現像装置５０Ｙへのトナーの搬送量を制御することで、現像装置５０Ｙへのトナーの供給量を制御する構成としてもよい。しかし、本実施形態のトナー補給装置６０Ｙのように、トナー貯留部を設けない構成であれば、トナー補給装置６０Ｙの小型化を図ることができ、複写機５００全体の小型化を図ることができる。
【００４１】
また、本実施形態のトナー補給装置６０Ｙでは、搬送ノズル６１１Ｙ内に供給されたトナーを搬送スクリュ６１４Ｙによって搬送する構成としているが、搬送ノズル６１１Ｙ内に供給されたトナーを搬送する構成としては、スクリュ部材に限るものではない。粉体ポンプを用いて搬送ノズル６１１Ｙの開口部に負圧を発生させる構成など、スクリュ部材以外によって搬送力を付与する構成であってもよい。
【００４２】
次に、本実施形態の特徴部であるトナー残量検知について説明する。
トナー容器内のトナーがなくなったこと（トナーエンド）を検出する方法としてはトナー容器３２Ｙからのトナー排出動作の回数や時間、また現像装置５０から感光体に現像したトナー量から予測する方法と、トナー容器３２Ｙから排出されたトナーを一時的に貯蔵するサブホッパを設け、サブホッパに一時貯留したトナーの高さを圧電センサよって検知して、トナー容器内のトナーがなくなったことを判定する方式がある。しかし、トナー容器３２Ｙからのトナー排出動作の回数や時間、また現像装置５０から感光体に現像したトナー量から予測する方法は、環境条件などの誤差によりトナー供給量がばらついたり消費量がばらついたりするため精度が悪い。
【００４３】
また、トナー容器３２Ｙから排出されたトナーを一時的に貯蔵するサブホッパを設け、サブホッパに設けた圧電センサよってトナーエンドを判定する方式は、サブホッパを設けるため、装置のコストアップや、装置の大型化につながるおそれがある。また、圧電センサによるトナーエンド検知では、振動させた圧電センサのセンサ部にトナーが接触しているときと、接触しないときとでセンサ部にかかる圧力が変化することで振動条件が変化してトナーの有無が検出される。そして、トナー容器内のトナーが無くなり、サブホッパにトナーが供給されなくなり、サブホッパ内のトナー高さが減少すると、圧電センサがトナー無しを検出する。これにより、トナー容器内のトナーがなくなったことを検出することができる。しかし、圧電センサよるトナーエンド検知においては、センサ部にトナーが固着すると、振動条件が変化するため精度の高い検出ができないおそれがある。このため、センサ部を定期的に清掃する必要があるという課題がある。また、トナーの流動性によって、センサ部にかかる圧力が異なり、振動条件が変化するため精度の高い検出を行なうことができない。
【００４４】
また、一対の電極を、トナー容器の下部にトナー容器に対して所定の間隔を開けて並列に配置し、一対の電極間の静電容量に基づいてトナー容器内のトナー残量を検知する技術も知られている（例えば、特許文献１）。しかしながら、トナー容器は空になったら、満杯のトナー容器と交換される。そのため、トナー容器毎の形状誤差により、一対の電極とトナー容器との間の距離が変動し、静電容量とトナー量との関係が交換されるトナー容器毎に異なり、精度のよいトナーエンド検知ができないおそれがある。
【００４５】
また、本実施形態のようにトナー容器３２が回転する構成においては、トナー容器３２の回転時に偏心が生じることがある。このような偏心があると、一対の電極とトナー容器３２との間の距離が変動し、トナー量と静電容量との関係が変動し、精度のよいトナーエンド検知ができないおそれがある。
【００４６】
また、トナーは粉体であるため、液体とは異なり水平方向において、量がばらつくおそれがある。従って、一対の電極でトナー容器の一部の静電容量を検知する構成において、例えば、静電容量を検知する箇所のトナー量が、他の箇所よりも少なくなった場合は、トナー容器内に十分トナーがあるにもかかわらず、トナー容器内のトナーが残り僅かと検知するおそれがある。
【００４７】
そこで、トナー容器全体の静電容量を一対の電極で検知することも考えられる。しかし、トナー容器は、頻繁に交換が発生しないように、それなりの大きさを有している。そのため、トナー容器全体の静電容量を一対の電極で検知する場合、電極が大型化してしまい、コストアップに繋がる。また、電極間の距離が離れてしまい、感度よく静電容量を検知できないおそれもある。
【００４８】
そこで、本実施形態では、粉体搬送路である搬送ノズル６１１Ｙに一対に電極を配置して、粉体搬送路の静電容量の変化に基づいて、トナー容器のトナー残量を検知する構成とした。以下に、具体的に説明する。
【００４９】
図５は、トナー補給装置とトナー容器の要部断面図であり、図６は、図５のＡ−Ａ断面図である。
図５、図６に示すように、円筒状の搬送ノズル６１１Ｙの外側に搬送ノズルのトナー搬送方向から見た形状が円弧状（図６参照）で、トナー搬送方向に所定の長さを有する（図５参照）電極６５及び６６が設置されている。電極６５,６６は導電性の部材であれば材質は任意であり、薄い導電性テープでもよい。図６に示すように、電極６５は搬送ノズル６１１の上部を覆い、電極６６は搬送ノズルの下部を覆っている。電極６５,６６は、図５に示すように、それぞれ制御部９０に接続されている。
【００５０】
制御部９０は、電極６５,６６にバイアスを印加し、静電容量を計測する。静電容量の計測方法は一般的な方法でよく、本実施形態では充電法（定電圧または定電流を電極間に印加し、充電到達ポイントの時間と電圧または電流の関係から静電容量を測定する）により計測した。ここで計測される静電容量は電極間の誘電率により変化する。トナーは、空気よりも誘電率が高い。従って、搬送ノズル内のトナー量によって誘電率が変化する。よって、搬送ノズル内のトナー量によって静電容量が変化する。これにより、静電容量を計測することで、搬送ノズル内のトナー量を検出することができる。
【００５１】
制御部９０は、二つの電極間の静電容量が所定の値よりも小さくなったときにトナー容器内にトナーがほとんどないトナーエンドを報知する。具体的には、制御部９０は、二つの電極間の静電容量が所定の値よりも小さくなったとき、トナーエンドと判定する。そして、トナーエンドと判定したときは、トナーエンドの報知として、複写機の表示部９２に、トナー容器の交換を促す表示を行なう。
【００５２】
図７は、静電容量とトナー補給量との関係を調べたグラフである。
トナー補給量は、上述したトナー補給装置でトナー容器３２および搬送スクリュ６１４を０．５秒駆動（補給動作）、４．５秒停止を繰り返し、０．５秒駆動時にトナー落下搬送経路６４に落下したトナーを天秤で計測した。静電容量は、電極６５,６６にバイアスを印加して静電容量値を計測した。また、搬送ノズル内が空の状態から計測を開始し、途中でトナー容器を取り外して擬似的にトナーエンド状態を作った後、再びトナー容器をセットした。そして、所定時間経過後に再びトナー容器を取り外した。
【００５３】
図７に示すように、トナー補給量の増減と静電容量値の増減とが一致していることが分かる。これは、空の状態の搬送ノズル６１１にトナー容器からトナーが供給されることで、搬送ノズル内にトナーが徐々に満たされていき、それに伴いトナー落下搬送経路６４に落下するトナー量が増えていき、トナー補給量が増加していく。また、搬送ノズル内にトナーが徐々に満たされていくことで、誘電率が徐々に大きくなり、静電容量も増加する。一般的にトナー容器から搬送ノズルへのトナー供給量は、搬送スクリュのトナー搬送量よりも多いため、搬送ノズル内にトナーが満たされた後は、その状態が維持され、トナー補給量がほぼ一定値に安定する。また、搬送ノズル内にトナーが満たされた状態が維持されることで、静電容量の値もほぼ一定となる。
【００５４】
トナー容器を取り外し、搬送ノズル６１１へのトナー供給がなくなると、搬送ノズル内のトナー量が徐々に低下し、トナー補給量が低下する。搬送ノズル内のトナー量が徐々に低下することで、誘電率が徐々に低下し、静電容量が下がる。よって、トナー補給量と、搬送ノズル内のトナー量とには相関がある。
【００５５】
そして、図７に示すように、トナー容器を取り外して擬似的作り出したトナーエンドの際に静電容量が低下するため、静電容量が閾値を下回ったら、トナーエンドと判定することができる。これにより、搬送ノズル内の静電容量の変化に基づいて、トナーエンドの判定を行うことができることがわかる。
【００５６】
このように、搬送ノズル内の静電容量の変化に基づいて、トナーエンドの判定を行うことで、トナー容器内の静電容量の変化に基づいて、トナーエンドの判定を行うものに比べて、以下の利点を得ることができる。すなわち、搬送ノズル６１１は、トナー容器３２とは異なり、頻繁に交換されるものではなく、一般的に装置内の所定の位置に固定されている。従って、電極６５,６６と搬送ノズル６１１との距離が変動することはほぼない。これにより、搬送ノズル６１１内のトナー量と静電容量との相関関係が変化することがなく、精度のよいトナーエンド検知を維持することができる。
【００５７】
また、トナー容器３２は搬送ノズル６１１に比べて、外径が大きいため、一対の電極６５,６６でトナー容器３２の上下を覆うように配置しようとした場合、電極が大型化してしまい、装置のコストアップに繋がる。また、電極間の距離が離れるため、感度のよく静電容量を検知できない。一方、搬送ノズル６１１は、トナー容器３２に比べて、小径なので、図６に示すように一対の電極６５,６６で、搬送ノズル６１１の上下に配置してもトナー容器３２の上下に一対の電極を配置する場合に比べて、電極の小型化を図れ、装置のコストダウンを図ることができる。
また電極間の距離を、トナー容器３２の上下にそれぞれ電極を配置する場合に比べて、短くすることができ、感度よく静電容量を検知することができる。
【００５８】
また、図６に示すように、一対の電極６５,６６で、搬送ノズル６１１の上下を覆うように配置することで、搬送ノズル６１１の搬送方向に直交する断面において、搬送ノズル内の全部が一対の電極間の電気力線（電界）に含まれるため、精度よく搬送ノズル内のトナー量変化を静電容量に基づいて検出することができる。
【００５９】
また、本実施形態では、一対の電極６５,６６を搬送ノズル６１１の外側に配置してトナーエンドの検出を行なうので、電極６５,６６にトナーなどが付着して汚れるのを抑制することができる。これにより、定期的な清掃を行なわずとも、良好な検知結果を維持することができる。さらに、圧電センサとは異なり、トナーの流動状態によって検出結果が変化することがない。これにより、圧電センサに比べて、精度の高いトナーエンド検知を行なうことができる。
【００６０】
また、電極６５,６６の搬送ノズル内のトナー搬送方向長さは、なるべく長い方が好ましい。電極６５,６６のトナー搬送方向長さを長くすることで、広い範囲のトナー量を検知できるので、トナー搬送方向におけるトナー量の変動の影響を受け難くなり、精度の高い検知を行なうことができる。また、図６に示すように、電極の端部間の距離Ｌ１は、なるべく離した方が好ましい。
【００６１】
また、搬送ノズル内の搬送スクリュ６１４は、絶縁性部材である。これは、搬送スクリュ６１４が導電性の場合、搬送スクリュ６１４の影響で静電容量を変動するおそれがあるからである。搬送スクリュ６１４を、絶縁性部材で構成することで、精度よくトナーエンドを検知することができる。
【００６２】
また、本実施形態では、搬送ノズル６１１を上下で覆うように一対の電極６５,６６を配置しているが、図８に示すように、搬送ノズルを左右で覆うように一対の電極６５,６６を配置してもよい。また、図９に示ように、搬送ノズルを斜めから覆うようにしてもよい。
【００６３】
また、本実施形態では一対の電極６５,６６を、搬送ノズル６１１の外径に沿った円弧状にしているが、一対の電極を平行平板としてもよい。円弧状の場合は、後述するように、電極の端部間の電気力線の密度が他よりも高くなる。その結果、組み付け誤差により端部間の距離（図６のＬ１）が規定に対して少しでもずれると、静電容量が大きく変動するため、装置毎にキャリブレーションを行なう必要があり、製造コストが増加するおそれがある。また、搬送ノズル内で搬送方向と直交する方向において、トナーが偏在するときと一様に存在するときとで、静電容量が異なる場合がある。
一方、平行平板とすることで、電極間の電気力線が均一であり、多少、組み付け誤差があっても、静電容量が大幅に変動することがない。その結果、キャリブレーションを不要にでき、製造コストの増加を抑えることができる。また、平行平板とすることで、搬送ノズル内でトナーが偏在したときと、一様に存在したときとで、静電容量が変化することがなく、安定したトナーエンドの検知を行なうことができる。一方、一対の電極を円弧状とすることで、後述するように、感度を上げることができ、精度よくトナーエンドの検知を行なうことができるという利点がある。
【００６４】
また、本実施形態では、一対の電極の円弧の半径を、搬送ノズルの外周面の半径とほぼ同一にして、電極の内周面を搬送ノズルの外周面に密着させているが、搬送ノズルの外周面に対して所定の間隔を開けて配置してもよい。一対の電極を、搬送ノズルの外周面に密着させることで、搬送ノズルが熱膨張した際に、一対の電極間の距離が変動しトナー量に応じた静電容量が変動するおそれがある。一方、一対の電極を搬送ノズルの外周面に対して所定の間隔を開けて配置することで、搬送ノズルの熱膨張などにより一対の電極間の距離が変動することがなく、安定的にトナーエンドの検知を行なうことができる。
なお、一対の電極を搬送ノズルの外周面に密着させることで、電極間の距離を近づけることができ、感度を高めることができる。従って、一対の電極を搬送ノズルの外周面に密着させるか、一対の電極を搬送ノズルの外周面に対して所定の距離を開けて配置するかは、装置の構成などにより適宜選択すればよい。
【００６５】
また、搬送ノズル６１１の一部を一対の電極６５，６６で構成するようにしてもよい。
図１０は、搬送ノズル６１１の一部を一対の電極６５，６６で構成したトナー補給装置とトナー容器の要部断面図である。また、図１１（ａ）は、図１０の破線Ｋの拡大図であり、図１１（ｂ）は、図１１（ａ）のＢ―Ｂ断面図である。
図１０，図１１に示すように、樹脂製の搬送ノズルの位置部の上部と下部とを切り欠いて、これら切り欠いた部分に、電極６５、６６を嵌め込んで、一対の電極で搬送ノズル６１１の外壁の一部を構成する。
【００６６】
このように、一対の電極６５，６６を、搬送ノズル６１１の一部とすることで、搬送ノズル６１１の外周面に一対の電極６５,６６を密着させる構成に比べて、搬送ノズル６１１の厚み分、電極間の距離を近づけることができ、感度を上げる（トナー量の変化に対する静電容量の変化を大きくする）ことができる。
【００６７】
また、搬送ノズル６１１は、樹脂であり熱膨張しやすい。そのため、一対の電極を搬送ノズルの外周面に密着させる構成とした場合は、電極間の距離が変化し、トナー量と静電容量との関係が装置内温度によって変化するおそれがある。しかし、金属部材からなる一対の電極６５，６６を、搬送ノズル６１１の一部とすることで、搬送ノズル６１１の熱膨張の影響が抑制され、電極間の距離が変化するのを抑制することができる。これは、金属部材は、熱膨張係数が小さいからである。これにより、トナー量と静電容量との関係のばらつきを抑制することができる。
【００６８】
また、樹脂からなる搬送ノズルは、トナーとの摩擦により帯電し、トナーが搬送ノズルの内周面に付着するおそれがある。一対の電極を搬送ノズルの外周面に密着させている箇所で、このようなトナー付着が発生していると、実際は、搬送ノズル内のトナーが、規定量以下となり、トナー容器３２がトナーエンド状態であっても、静電容量が閾値を下回らず、誤検知するおそれがある。
一方、一対の電極６５，６６を、搬送ノズル６１１の一部とすることで、搬送ノズル内のトナーが電極６５，６６に摺擦しても、電極６５、６６は摩擦帯電することがなく、一対の電極が配置された静電容量検知領域で、搬送ノズル内のトナーが内周面に付着するのを抑制することができる。よって、トナーエンドの誤検知を抑制することができる。
【００６９】
また、樹脂は材質にもよるが、吸湿し静電容量が変化するおそれがある。そのため、樹脂製の搬送ノズルの外周に一対の電極６５，６６場合は、搬送ノズルの静電容量の変化の影響を受けてしまい、トナー量と静電容量との関係が変わってしまうおそれがある。これに対し、一対の電極６５，６６を、搬送ノズル６１１の一部とすることで、搬送ノズル６１１の静電容量の変化の影響を受けることがなく、トナー量と静電容量との関係が変化するのを抑制し、精度よくトナーエンドの検知を行なうことができる。
【００７０】
図１２は、搬送ノズル６１１を上下で覆うように一対の電極６５,６６を配置したときの搬送ノズル内のトナー高さと静電容量との関係と、搬送ノズル６１１を左右で覆うように一対の電極６５,６６を配置したときの搬送ノズル内のトナー高さと静電容量との関係を示すグラフである。また、図１３は、図１２に示すトナー高さについて説明する図である。本実施形態では、トナー容器３２に十分にトナーがあるときは、搬送ノズル内のトナー高さは、ほぼ「４」である。
【００７１】
図１２に示すように、電極６５,６６を上下配置したものは、トナー高さが３〜２の間で傾き（トナー高さの変化に対して静電容量の変化が大きい）が大きく感度が高い傾向が得られた。これとは逆に、電極６５,６６を左右配置したものは、トナー高さが１〜０の間で傾きが大きく感度が高い傾向が得られた。これは、上下配置したものは、図１４に示すように電極間の距離が近い電極の端部付近の図中破線で囲った範囲Ｄで電気力線が密となり感度が高くなる。従って、トナー高さが、その範囲Ｄで変動するときに、静電容量の変化が大きくなる。よって、高さ３〜２の間で傾きが大きい結果が得られたと考えられる。
【００７２】
トナーエンドと判定する静電容量の閾値周辺で、感度を高く（トナー高さの変化に対する静電容量の変化を大きく）することで、感度よくトナーエンドを判定することができ好ましい。また、本実施形態では、トナー容器３２にトナーが無くなってからできるだけ早期にトナーエンドが検知できるようにするのが好ましい。これは、本実施形態ではサブホッパを設けていないので、トナー容器内のトナーが無くなってから、短い期間で現像装置へのトナー供給量がほとんどない状態となってしまうからである。従って、トナー容器内のトナーが残り僅かとなり、搬送ノズルへのトナー供給量が低下し、搬送ノズル内のトナー量が減少し始める段階でトナーエンドと判定するのが好ましい。よって、本実施形態では、トナー高さが２〜３付近での静電容量値を、トナーエンド判定の閾値するのが好ましい。従って、左右に電極を配置した場合よりもトナー高さが２〜３付近での感度がよい上下に電極を配置した方が、感度よくトナーエンド判定を行うことができる。よって、図６に示した上下に電極を配置するのが好ましい。
【００７３】
また、例えば、サブホッパを有しており、トナー容器内のトナーが無くなってから、ある程度の期間は所定のトナー量を現像装置に供給可能な場合は、トナー容器内のトナーを出し尽くしてから、トナーエンドと判定してもよい。このように、トナー容器内のトナーを出し尽くしてから、トナーエンドと判定する場合は、トナー高さ０〜１付近での感度がよい左右に電極を配置するのが好ましい。
【００７４】
図１５は、図９に示す搬送ノズル６１１を斜めから覆うよう一対の電極６５,６６を配置したときのトナー高さと静電容量との関係を示すグラフである。
図１５の破線は、図６の電極の配置に対して、図中時計回りに４５°（＋４５°）傾けた（図９参照）ときのトナー高さと静電容量との関係を示したものであり、図中実線は、図６の電極の配置に対して、図中反時計回りに４５°（−４５°）傾けたときのトナー高さと静電容量との関係を示したものである。
【００７５】
図１５に示すように＋４５°電極を傾けた場合、−４５°電極を傾けた場合いずれも、トナー高さの変化に対してほぼ一定の静電容量の変化が得られる。従って、＋４５°電極を傾けた場合、−４５°電極を傾けた場合いずれでも、静電容量に基づいて、良好にトナーエンド判定を行うことができる。
【００７６】
図１６は、一対の電極のうち一方の電極を、搬送スクリュ６１４の軸６１４ｂとした例を示す概略図である。図１６（ａ）は、搬送ノズル周辺の拡大図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）のＢ−Ｂ断面図である。
この図１６の例では、搬送スクリュ６１４の軸６１４ｂを導電性部材の金属とし、搬送スクリュ６１４の羽根６１４ａは、絶縁性部材で構成する。そして、搬送スクリュ６１４の軸６１４ｂと電極６５との間で電界を形成し、その間の静電容量を計測する。
【００７７】
この図１６に示す構成では、電極間の距離（搬送スクリュの軸６１４ｂと電極６５との距離）を、一対の電極を、搬送ノズルを挟んで対向して設けたものに比べて短くすることができ、感度を上げる（トナー量の変化に対する静電容量の変化を大きくする）ことができる。これにより、精度よくトナーエンドの検知を行なうことができる。また、既存部材を電極にすることができ、装置のコストダウンを図ることができる。
【００７８】
図１７は、搬送スクリュ６１４の軸６１４ｂを電極としたときのトナー高さと、静電容量との関係を示すグラフである。図１７に示す「△」プロットのグラフは、図１８（ａ）に示すように、外部電極６５を搬送ノズルの側部に設けたときのトナー高さと静電容量との関係を示すグラフである。また、図１７の「□」プロットのグラフは、図１８（ｂ）に示すように、外部電極６５を搬送ノズルの下部に設けたときのトナー高さと静電容量との関係を示すグラフである。また、図１７の「○」プロットのグラフは、図１８（ｃ）に示すように、外部電極６５を搬送ノズルの上部に設けたときのトナー高さと静電容量との関係を示すグラフである。
【００７９】
図１７に示すように、電極６５を搬送ノズル６１１の上部に設けた図１８（ｃ）の構成が、トナー高さが高いときの感度が高い。従って、トナー容器内のトナーが残り僅かととなりトナー容器３２から搬送ノズル６１１へ供給されるトナー量が減少し始める段階で、トナーエンド判定を行いたい場合は、図１８（ｃ）の構成を採用することで、感度よくトナーエンドの検知を行なうことができる。
【００８０】
また、図１７に示すように、電極６５を搬送ノズルの下部に設けた図１８（ｂ）の構成が、トナー高さが低いときの感度が高い。従って、トナー容器内のトナーがほぼ無くなり、トナー容器から搬送ノズルへ供給されるトナー量がほとんどない段階でトナーエンド判定を行いたい場合は、図１８（ｂ）の構成を採用することで、感度よくトナーエンドの検知を行なうことができる。
【００８１】
また、図１９に示すように、電極６５を搬送ノズル６１１の一部とすることで、さらに電極間の距離を短くすることができる。
【００８２】
以上に説明したものは一例であり、次の態様毎に特有の効果を奏する。
（態様１）
トナー容器３２などの粉体容器から粉体を搬送するための搬送ノズル６１１などの粉体搬送路を備えたトナー補給装置６０などの粉体補給装置において、粉体搬送路に一対の電極６５，６６を配置し、電極間の静電容量の変化に基づいて、粉体搬送路内の粉体量を検知する。
特許文献１に記載のように、粉体容器の外側であって、粉体容器の下方に、粉体容器に対して所定の間隔を開けて配置された一対の電極間の静電容量の変化から粉体容器内の粉体残量を検知するものは、以下の理由により粉体残量の検知を精度よく行えないおそれがある。すなわち、トナーボトルなどの粉体容器は、装置本体に対して着脱可能に設けられており、粉体容器が空になると、満杯の粉体容器に交換される。形状誤差などにより、粉体容器が交換される度に一対の電極と粉体容器との間の距離が変動する。その結果、粉体容器内の粉体量が同一であってもセットされる粉体容器によって電極間の静電容量が異なり、粉体容器内の粉体残量の検知を精度よく行えないおそれがある。
これに対し、態様１では、電極間の静電容量に基づいて、粉体搬送路内の粉体量を検知するようにした。粉体容器内の粉体量が残り少なくなると、粉体容器から粉体搬送路へ供給される粉体量が少なくなり、粉体搬送路内の粉体量が少なくなる。よって、粉体搬送路内の静電容量に基づいて、粉体容器内の粉体残量が残り少ないことを検知できる。そして、粉体搬送路は、交換されるものではなく、装置本体の所定の位置に固定された状態が維持される。従って、粉体搬送路と一対の電極との間の距離が変動することはほぼなく、粉体搬送路内の粉体量に対応する静電容量が変動することはほぼない。これにより、粉体搬送路内の粉体量を精度よく検知できる。
【００８３】
（態様２）
態様１において、一対の電極６５,６６を、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路を挟んで対向配置した。
これによれば、実施形態で説明したように、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路の粉体搬送方向と直交する断面において、粉体搬送路内全体の静電容量の変化を計測することができ、搬送ノズル内の粉体量の変化を良好に検知することができる。これにより、良好にトナーエンドの判定を行うことができる。また、粉体搬送路内に電極を配置した場合に比べて、電極がトナーなどの粉体により汚れるのを抑制することができる。
【００８４】
（態様３）
態様２において、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路は、トナーなどの粉体を水平方向に搬送するものであり、一対の電極を、粉体搬送路を挟んで上下方向に対向配置した。
これによれば、実施形態で説明したように、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路内のトナー量が減少し始めたことを感度よく検知することができる。
【００８５】
（態様４）
態様３において、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路は、円筒形状であり、一対の電極は円弧形状である。
これによれば、実施形態で説明したように、電極の端部間の距離を短くすることができ、感度を高めることができる。
【００８６】
（態様５）
態様１乃至４いずれかにおいて、搬送ノズル６１１などの粉体搬送路の一部を、一対の電極で構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、一対の電極を搬送ノズル６１１などの粉体搬送路の外側に配置するものに比べて、電極間の距離を短くでき感度を高めることができる。また、静電容量検知領域で、搬送経路の内周面にトナーなどの粉体が付着するのを抑制でき、精度よく粉体の残量を検知することができる。さらには、粉体搬送路の静電容量の変化による検知精度の低下を抑制することができる。
【００８７】
（態様６）
態様２において、一対の電極は、平板である。
これによれば、実施形態で説明したように、電極間の電気力線を均一にでき、多少、組み付け誤差があっても、静電容量が大幅に変動することがない。その結果、キャリブレーションを不要にでき、製造コストの増加を抑えることができる。
【００８８】
（態様７）
態様６において、一対の平板を平行に配置した。
これによれば、実施形態で説明したように、電極間の電気力線を均一にでき、搬送ノズルなどの粉体搬送路内でトナーなどの粉体が偏在してとき、偏在していないときとで、静電容量が変化せず、安定的に粉体残量を検知することができる。
【００８９】
（態様８）
態様２乃至７いずれかにおいて、搬送ノズル６１１などの粉体搬送内に配置された粉体を搬送する搬送スクリュ６１４が、絶縁性部材で構成されている。
これによれば、実施形態で説明したように搬送スクリュが、静電容量に影響を与えるのを防止することができる。
【００９０】
（態様９）
態様１において、一対の電極のうち、一方は粉体搬送内に配置した内部電極であり、他方は、粉体搬送路外に配置した外部電極である。
これによれば、実施形態で説明したように、一対の電極を粉体搬送路を挟んで対向して設けたものに比べて、電極間の距離を短くでき、感度を高めることができる。
【００９１】
（態様１０）
態様９において、前記内部電極は、搬送ノズル６１１などの粉体搬送内に配置されたトナーなどの粉体を搬送する搬送スクリュ６１４の軸６１４ｂである。
これによれば、既存の部材を電極として用いることができるので、装置のコストダウンを図ることができる。
【００９２】
（態様１１）
態様１０において、搬送スクリュ６１４の羽根６１４ａが、絶縁性部材で構成されている。
これによれば、搬送スクリュの羽根が、静電容量に影響を与えるのを抑制することができる。
【００９３】
（態様１２）
態様１乃至１１いずれかにおいて、トナー容器３２などの粉体容器は、円筒形状であり、回転可能である。
これによれば、実施形態で説明したように、トナー容器などの粉体容器の回転時の偏心の影響を受けることなく、精度よく粉体容器の残量を検知することができる。
【００９４】
（態様１３）
感光体４１などの像担持体と、現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置５０などの現像手段と、現像手段で使用される現像剤を収容するトナー容器３２などの現像剤収容容器と、現像剤収容容器内の現像剤を前記現像手段に補給するトナー補給装置６０などの現像剤補給手段とを備えた画像形成装置において、現像剤補給手段として、態様１乃至１２いずれかの粉体補給装置を用いた。
これによれば、現像剤収容容器内の現像剤の残量を良好に検知することができる。
【符号の説明】
【００９５】
３２      ：トナー容器
３３      ：容器本体
３４      ：容器先端側カバー
４１      ：感光体
４６      ：作像部
５０      ：現像装置
６０      ：トナー補給装置
６４      ：トナー落下搬送経路
６５      ：電極
６６      ：電極
７０      ：トナー容器収容部
９０      ：制御部
９１      ：容器回転駆動部
９２      ：表示部
１００    ：プリンタ部
３０１    ：容器ギア
３０２    ：螺旋状突起
３０３    ：把手部
６０５    ：搬送スクリュギア
６０８    ：セットカバー
６１１    ：搬送ノズル
６１４    ：搬送スクリュ
６１４ａ  ：羽根
６１４ｂ  ：軸
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９６】
【特許文献１】特開２００４−２８６７９２号公報
【図１】
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【図２】
2020024384.tif 000004
【図３】
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【図４】
2020024384.tif 000006
【図５】
2020024384.tif 000007
【図６】
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【図７】
2020024384.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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