(57)【要約】【課題】一定の量のトナーを現像装置へ補給できるトナー補給装置を提供する。【解決手段】トナー補給装置３７は、トナーが収容される第１容器４１と、前記第１容器４１からトナーが供給される第２容器４３と、前記第１容器４１から前記第２容器４３へトナーを供給する第１搬送部４５と、前記第２容器４３から前記現像装置３３へトナーを補給する第２搬送部４７と、前記第２容器４３のトナーの量を検知するトナー量検知手段４９と、前記トナー量検知手段４９よりもトナーの搬送方向の下流側における前記第２容器４３内のトナーのかさ密度を予測するかさ密度予測手段５１と、前記トナー量検知手段４９で検知された前記第２容器４３内のトナーの量が閾値以下となった場合に、前記かさ密度予測手段５１で予測されるトナーのかさ密度が高いほど、前記第１容器４１から前記第２容器４３へのトナー供給量を少なくするように前記第１搬送部４５を制御する制御部と、を備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に補給されるトナーが収容される第１容器と、
前記第１容器からトナーが供給される第２容器と、
前記第１容器から前記第２容器へトナーを供給する第１搬送部と、
前記第２容器から前記現像装置へトナーを補給する第２搬送部と、
前記第２容器のトナーの量を検知するトナー量検知手段と、
前記トナー量検知手段よりもトナーの搬送方向の下流側における前記第２容器内のトナーのかさ密度を予測するかさ密度予測手段と、
前記トナー量検知手段で検知された前記第２容器内のトナーの量が閾値以下となった場合に、前記かさ密度予測手段で予測されるトナーのかさ密度が高いほど、前記第１容器から前記第２容器へのトナー供給量を少なくするように前記第１搬送部を制御する制御部と、を備えていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記かさ密度予測手段は、前記第１容器内のトナー残量が多いほど、前記かさ密度が高いと予測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。
【請求項３】
前記第２搬送部は、搬送スクリューであって、
前記かさ密度予測手段は、前記第１容器から前記第２容器へ所定量のトナーが供給された後、前記トナー量検知手段が前記第２容器内のトナーの量が閾値以下であることを検知するまでの、前記搬送スクリューの回転回数が多いほど、前記かさ密度が高いと予測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。
【請求項４】
前記第２搬送部は、搬送スクリューであって、
前記かさ密度予測手段は、前記搬送スクリューの回転速度が遅いほど、前記かさ密度が高いと予測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。
【請求項５】
前記かさ密度予測手段は、前記トナー量検知手段よりもトナーの搬送方向の下流側における前記第２容器内のトナーの圧力が高いほど、前記かさ密度が高いと予測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。
【請求項６】
前記第１搬送部は、前記第１容器を回転させながらトナーを前記第２容器へ供給することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項７】
前記第１搬送部が所定時間駆動した後、前記トナー量検知手段が閾値以下を検知した場合に、前記第１容器が空であることを表示することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項８】
前記第１搬送部は、複数の前記第１容器から対応する複数の前記第２容器へトナーを搬送するように構成され、
前記制御部は、前記かさ密度予測手段によって最も低いと予測されたかさ密度に応じて前記第１搬送部を制御することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項９】
トナー像を形成する現像装置と、
前記現像装置にトナーを補給する請求項１〜８のいずれか１項に記載のトナー補給装置と、を備えている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、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置及びこのトナー補給装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンター等の画像形成装置は、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えている。トナー補給量がばらつくと、トナー濃度が変動して画像濃度がばらつく場合がある。また、トナー補給量が多いと、トナーの帯電量が低下してかぶりが発生する場合がある。
【０００３】
画像形成装置には、トナー補給動作の回数を基にしてトナー残量を算出し、ユーザーにトナー残量を表示したりトナーコンテナの交換時期を通知したりする機能を備えるものがある。トナー補給量のばらつきは、トナー残量を算出する際の誤差の要因となってしまう。
【０００４】
また、トナー補給装置は、トナーコンテナから一時的にトナーが供給される中間ホッパーを有し、この中間ホッパーから現像装置にトナーを補給するように構成される場合がある。中間ホッパーをトナーで満たして搬送スクリューでトナーを搬送することで、トナーをより安定に補給できるようになる。
【０００５】
しかし、このような中間ホッパーを有する場合でも、トナーコンテナのトナー残量に依存してトナー補給量がばらつく場合がある。すなわち、トナー残量が多い場合は、トナーコンテナから中間ホッパーへのトナー補給時にトナーの内圧が高くなって、中間ホッパー内のトナーのかさ密度が上昇する。逆に、トナー残量が少ない場合は、トナーの内圧は低くなり、かさ密度は増加しない。
【０００６】
搬送スクリューの回転時間と回転速度を一定とした場合、中間ホッパーのかさ密度が高いと、トナーの搬送量は多くなってトナー補給量が増加する。一方、中間ホッパーのかさ密度が低いと、トナーの搬送量は少なくなってトナー補給量が減少する。
【０００７】
特許文献１には、トナー補給量を一定に保つために、トナーコンテナのトナー残量とトナーの流動性に応じてトナー補給時間を調整するように構成された画像形成装置が記載されている。また、特許文献２には、トナー搬送部材（搬送スクリュー）の回転精度を向上させて、トナー補給量のばらつきを防止するように構成された画像形成装置が記載されている。さらに、特許文献３には、トナーが貯留部（中間ホッパー）を満たすまでの時間からトナー残量を推定するように構成された画像形成装置が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００４−１０９９９８号公報
【特許文献２】特開２０１１−１９７２２９号公報
【特許文献３】特開２００８−３０４８２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら上記特許文献１に記載の画像形成装置は、現像剤収容部（トナーコンテナ）から現像装置へ直接トナーを補給する構成であるので、トナー補給量が安定しない虞がある。特許文献２に記載の画像形成装置においては、周辺環境に応じてトナーのかさ密度は変わるので、トナー搬送部材の回転精度を向上させても、正確なトナー補給量を確保しにくい。また、特許文献３に記載の画像形成装置においても、トナーが貯留部（中間ホッパー）を満たすまでの時間は、トナーのかさ密度によって変わるので、トナー残量を正確には把握しにくい。
【００１０】
そこで、本発明は上記事情を考慮し、一定の量のトナーを現像装置へ補給できるトナー補給装置及びこのトナー補給装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明のトナー補給装置は、現像装置に補給されるトナーが収容される第１容器と、前記第１容器からトナーが供給される第２容器と、前記第１容器から前記第２容器へトナーを供給する第１搬送部と、前記第２容器から前記現像装置へトナーを補給する第２搬送部と、前記第２容器のトナーの量を検知するトナー量検知手段と、前記トナー量検知手段よりもトナーの搬送方向の下流側における前記第２容器内のトナーのかさ密度を予測するかさ密度予測手段と、前記トナー量検知手段で検知された前記第２容器内のトナーの量が閾値以下となった場合に、前記かさ密度予測手段で予測されるトナーのかさ密度が高いほど、前記第１容器から前記第２容器へのトナー供給量を少なくするように前記第１搬送部を制御する制御部と、を備えていることを特徴とする。
【００１２】
本発明のトナー補給装置において、前記かさ密度予測手段は、前記第１容器内のトナー残量が多いほど、前記かさ密度が高いと予測することを特徴としても良い。
【００１３】
本発明のトナー補給装置において、前記第２搬送部は、搬送スクリューであって、前記かさ密度予測手段は、前記第１容器から前記第２容器へ所定量のトナーが供給された後、前記トナー量検知手段が前記第２容器内のトナーの量が閾値以下であることを検知するまでの、前記搬送スクリューの回転回数が多いほど、前記かさ密度が高いと予測することを特徴としても良い。
【００１４】
本発明のトナー補給装置において、前記第２搬送部は、搬送スクリューであって、前記かさ密度予測手段は、前記搬送スクリューの回転速度が遅いほど、前記かさ密度が高いと予測することを特徴としても良い。
【００１５】
本発明のトナー補給装置において、前記かさ密度予測手段は、前記トナー量検知手段よりもトナーの搬送方向の下流側における前記第２容器内のトナーの圧力が高いほど、前記かさ密度が高いと予測することを特徴としても良い。
【００１６】
本発明のトナー補給装置において、前記第１搬送部は、前記第１容器を回転させながらトナーを前記第２容器へ供給することを特徴としても良い。
【００１７】
本発明のトナー補給装置において、前記第１搬送部が所定時間駆動した後、前記トナー量検知手段が閾値以下を検知した場合に、前記第１容器が空であることを表示することを特徴としても良い。
【００１８】
本発明のトナー補給装置において、前記第１搬送部は、複数の前記第１容器から対応する複数の前記第２容器へトナーを搬送するように構成され、前記制御部は、前記かさ密度予測手段によって最も低いと予測されたかさ密度に応じて前記第１搬送部を制御することを特徴としても良い。
【００１９】
本発明の画像形成装置は、トナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給する上記のいずれかに記載のトナー補給装置と、を備えていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、第２容器内のトナーのかさ密度を一定とすることができるので、第２容器から現像装置への補給されるトナーの量を一定とすることができる。したがって、画像濃度のばらつきやかぶりの発生のない良好な画像を形成できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を模式的に示す断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るトナー補給装置を模式的に示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係るトナー補給装置のブロック図である。
【図４】本発明の一実施形態に係るトナー補給装置において、かさ密度予測手段の制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係るトナー補給装置及び画像形成装置について説明する。
【００２３】
図１〜図３を参照して、画像形成装置としてのカラープリンター１について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を模式的に示す断面図、図２はトナー補給装置３７を模式的に示す断面図、図３は制御部８のブロック図である。
【００２４】
カラープリンター１は、給紙部２と、トナー像形成部３と、転写部４と、定着装置５と、排紙部６と、給紙部２から転写部４と定着装置５とを通って排紙部６に向かう用紙の搬送経路７と、制御部８（図３参照）と、を備えている。
【００２５】
給紙部２は、用紙が収容される給紙カセット１１と、給紙カセット１１から搬送経路７に用紙を送り出す給紙装置１３と、を有している。
【００２６】
トナー像形成部３は、露光装置１５と、４色（Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂ（ブラック））の色ごとに設けられるトナー像形成ユニット１７と、を有し、各色のトナー像を形成する。
【００２７】
転写部４は、中間転写ベルト１９と、４つの一次転写ローラー２１と、二次転写ローラー２３と、を有している。転写部４は、トナー像形成部３で形成された各トナー像を、一次転写ローラー２１によって中間転写ベルト１９に一次転写してフルカラーのトナー像を形成し、フルカラーのトナー像を二次転写ローラー２３によって中間転写ベルト１９から用紙に二次転写する。
【００２８】
定着装置５は、二次転写されたフルカラーのトナー像を用紙に定着する。
【００２９】
排紙部６は、フルカラーのトナー像が定着された用紙を排出する排出装置２５と、排出された用紙を受け止める排出トレイ２７と、を有している。
【００３０】
制御部８は、給紙部２、トナー像形成部３、転写部４、定着装置５、排紙部６のそれぞれの動作を実行させると共に、各動作に対応するように用紙を搬送経路７に沿って搬送する。
【００３１】
次に、各トナー像形成ユニット１７について説明する。各トナー像形成ユニット１７は、回転可能な感光体ドラム２９と、感光体ドラム２９の周囲に感光体ドラム２９の回転方向に沿って順に配置される帯電装置３１と、現像装置３３と、クリーニング装置３５と、トナー補給装置３７（図２参照）と、を有している。
【００３２】
各トナー像形成ユニット１７において、感光体ドラム２９は、帯電装置３１によって帯電された後、露光装置１５によって露光され、静電潜像を形成する。現像装置３３は、トナー補給装置３７によって補給されるトナーを用いて、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置３３にはトナー濃度センサー３９（図２参照）が備えられている。トナー濃度センサー３９は制御部８と電気的に接続しており、検知結果を制御部８に送信する。クリーニング装置３５は、トナー像が中間転写ベルト１９に一次転写された後に感光体ドラム２９に残留するトナーを除去する。
【００３３】
次に、トナー補給装置３７について、図２及び図３を参照して説明する。
【００３４】
前述のように、トナー補給装置３７は、現像装置３３にトナーを補給するものであり、補給されるトナーが収容される第１容器としてのトナーコンテナ４１と、トナーコンテナ４１からトナーが一時的に供給される第２容器としての中間ホッパー４３と、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３へトナーを搬送する第１搬送部としての回転機構４５と、中間ホッパー４３から現像装置３３へトナーを搬送する第２搬送部としての搬送スクリュー４７と、中間ホッパー４３内のトナーの量を検知するトナー量検知手段としてのトナーセンサー４９と、トナーセンサー４９よりもトナーの搬送方向の下流側における中間ホッパーのトナーのかさ密度を予測するかさ密度予測手段５１と、を備えている。
【００３５】
トナーコンテナ４１は、排出口６１を有するボトル状を成しており、円筒状の本体部４１ａと、本体部４１ａよりも小径のネック部４１ｂと、を有している。本体部４１ａの内周面には、本体部４１ａの内部に突出する突起６３が螺旋状に形成されている。ネック部４１ｂの側面には、排出口６１が形成されている。
【００３６】
トナーコンテナ４１は、横向きの姿勢でトナーコンテナ着脱部６５に着脱される。
【００３７】
中間ホッパー４３は、トナーコンテナ４１の下方に配置され、鉛直方向に沿った貯留部６７と、貯留部６７の下端に一端が連通して水平方向に沿って延びる横搬送部６９と、横搬送部６９の他端に連通して鉛直方向に沿って下方に延びる縦搬送部７１と、を有している。貯留部６７の上端開口は、トナーコンテナ４１のネック部４１ｂの下方となるようにトナーコンテナ着脱部６５に接続している。縦搬送部７１の下端開口は、現像装置３３のトナー補給口３３ａに接続している。
【００３８】
回転機構４５は、トナーコンテナ４１のネック部４１ｂを把持するグリップ部７３と、グリップ部７３を回転させる供給用モーター７５と、を有している。供給用モーター７５でグリップ部７３を回転させるとトナーコンテナ４１が回転し、本体部４１ａに形成された螺旋状の突起６３によって、本体部４１ａに収容されたトナーがネック部４１ｂに向かって搬送される。トナーは、ネック部４１ｂの排出口６１が下方を向く際に、排出口６１から中間ホッパー４３の貯留部６７に落下する。
【００３９】
供給用モーター７５は制御部８と電気的に接続しており、制御部８で制御されて一定の回転速度でトナーコンテナ４１を回転させる。
【００４０】
搬送スクリュー４７は、中間ホッパー４３の横搬送部６９に回転可能に支持されている。搬送スクリュー４７は、回転機構４５の供給用モーター７５とは別の搬送用モーター７７で駆動されて回転する。搬送スクリュー４７の回転によって、横搬送部６９内のトナーは縦搬送部７１に向けて搬送される。
【００４１】
搬送用モーター７７は制御部８と電気的に接続しており、制御部８で駆動されて一定の回転速度で搬送スクリュー４７を回転させる。
【００４２】
トナーセンサー４９は、中間ホッパー４３の貯留部６７の下部に設けられて、中間ホッパー４３に収容されているトナーの量が、閾値まで減少したかどうかを検知する。詳細には、横搬送部６９と貯留部６７とに貯留されたトナーが、トナーセンサー４９が設けられている位置（以降、検知高さＨとする）に達するまで減少したかどうかを検知する。言い換えると、貯留部６７に貯留されているトナーの上面が、検知高さＨに達しているかどうかを検知する。トナーセンサー４９としては、中間ホッパー４３を介した透過センサーや反射センサー等を使用できる。
【００４３】
トナーセンサー４９は制御部８と電気的に接続しており、横搬送部６９と貯留部６７とに貯留されたトナーが検知高さＨに達するまで減少したことを検知すると、検知結果を制御部８に送信する。
【００４４】
第１の実施例に係るかさ密度予測手段５１は、搬送スクリュー４７に設けられる回転検知機構５１である。回転検知機構５１は、搬送スクリュー４７の一端に固定されるパルス板８１と、透過型フォトセンサー８３と、を有している。パルス板８１には、周方向に等間隔で並ぶ複数のスリットが形成されている。透過型フォトセンサー８３は、パルス板８１を挟んで対向する発光部と受光部とを有し、発光部と受光部との間の光路をパルス板８１のスリットが通過すると、パルス波形を出力する。
【００４５】
透過型フォトセンサー８３は制御部８と電気的に接続しており、出力されたパルス波形をカウントして、搬送スクリュー４７の回転数を算出する。例えば、新品のトナーコンテナ４１が装着されてからの累積パルス数をカウントすることで、搬送スクリュー４７の累積回転数を算出することができる。
【００４６】
次に、回転検知機構５１によって、トナーセンサー４９よりもトナーの搬送方向の下流側における中間ホッパー４３（横搬送部６９と貯留部６７の一部）のトナーのかさ密度を予測する方法について説明する。第１実施例においては、トナーコンテナ４１のトナー残量からトナーのかさ密度を予測する。
【００４７】
トナーコンテナ４１のトナー残量とかさ密度との関係について説明する。回転機構４５の供給用モーター７５の回転速度と回転時間が一定の場合、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３に供給されるトナーの量は、トナー残量が多いほど多くなる。搬送スクリュー４７が回転していない場合、供給されたトナーは貯留部６７に蓄積していく。供給されるトナーの量が多いほど、すなわち、トナー残量が多いほど、蓄積されたトナーは徐々に圧縮されて（トナー内圧が高くなって）かさ密度が高くなると予測される。貯留部６７にトナーが蓄積された後で搬送スクリュー４７が回転すると、トナーは、貯留部６７から横搬送部６９と縦搬送部７１とを通って現像装置３３へ補給される。トナーのかさ密度が高いほど、現像装置３３へ補給されるトナーの量が多いこととなる。
【００４８】
このように、トナーコンテナ４１のトナー残量から、中間ホッパー４３（横搬送部６９と貯留部６７の一部）のかさ密度を予測することができる。この実施形態では、トナー残量を、搬送スクリュー４７の累積回転数から判断する。累積回転数は、新品のトナーコンテナ４１が装着されてからの搬送スクリュー４７の回転数の累積である。この累積回転数が多い場合は、トナーコンテナ４１からのトナー供給量が多く、トナー残量は少ないことを示す。一方、累積回転数が少ない場合は、トナーコンテナ４１からのトナー供給量が少なく、トナー残量は多いことを示す。
【００４９】
上記構成を有するトナー補給装置３７の動作について、図４のフローチャートを参照して説明する。初期状態において、中間ホッパー４３には所定量のトナーが供給されているとする。所定量は、例えば、標準かさ密度のトナーが、横搬送部６９と貯留部６７とを満たす量とすることができる。ステップＳ１において、制御部８が、現像装置３３のトナー濃度センサー３９の検知結果から、現像装置３３のトナー濃度が閾値以下であると判断すると、次のステップＳ２に進む。
【００５０】
ステップＳ２では、制御部８が搬送用モーター７７を駆動して搬送スクリュー４７を回転させ、中間ホッパー４３から現像装置３３へトナーを補給する。補給量は、印字率や検知されたトナー濃度に応じて決定される。このように、中間ホッパー４３から現像装置３３へトナーが補給されると、中間ホッパー４３のトナー残量が減少していく。
【００５１】
そして、ステップＳ３において、制御部８が、トナーセンサー４９の検知結果から、中間ホッパー４３の貯留部６７に貯留されたトナーの高さが、検知高さＨ以下に減少したことを検知したかどうかを判定する。その結果、制御部８が、貯留部６７に貯留されたトナーが、検知高さＨ以下に減少したと判定すると、次のステップＳ４に進む。
【００５２】
ステップＳ４では、制御部８が、透過型フォトセンサー８３の検知結果から、搬送スクリュー４７の累積回転数が所定の回転数以上かどうかを判定する。ステップＳ４で、制御部８が、搬送スクリュー４７の累積回転数が所定の回転数以上であると判定すると、ステップＳ５に進む。
【００５３】
ステップＳ５では、制御部８が、回転機構４５の供給用モーター７５を、所定の回転時間よりも長く回転するように駆動する。すなわち、前述のように、累積回転数が多い場合は、トナーコンテナ４１からのトナー供給量が多く、トナーコンテナ４１のトナー残量は少ないことを示す。つまり、貯留部６７にトナーを供給しても、トナーは圧縮され難くかさ密度は高くならないと予測される。したがって、供給用モーター７５の回転時間を長くすることで、貯留部６７内のトナーのかさ密度を、標準かさ密度に近づけることができる。したがって、搬送スクリュー４７の回転によって、標準かさ密度に近いかさ密度の貯留部６７内のトナーを、横搬送部６９と縦搬送部７１を通して現像装置３３に搬送することができる。
【００５４】
一方、ステップＳ４で、制御部８が、搬送スクリュー４７の累積回転数が所定回転数よりも少ないと判定すると、ステップＳ６に進む。
【００５５】
ステップＳ６では、制御部８が、回転機構４５の供給用モーター７５を、所定の回転時間よりも短く回転するように駆動する。すなわち、前述のように、累積回転数が少ない場合は、トナーコンテナ４１からのトナー供給量が少なく、トナーコンテナ４１のトナー残量は多いことを示す。つまり、貯留部６７にトナーを供給すると、トナーが圧縮されてかさ密度が高くなると予測される。したがって、供給用モーター７５の回転時間を短くして、トナー供給量を少なくすると、貯留部６７内でトナーが圧縮されにくくなり、貯留部６７内のトナーのかさ密度を、標準かさ密度に近づけることができる。したがって、搬送スクリュー４７の回転によって、標準かさ密度に近いかさ密度の貯留部６７内のトナーを、横搬送部６９と縦搬送部７１を通して現像装置３３に搬送することができる。
【００５６】
一例として、ステップＳ４における所定回転数は、トナーコンテナ４１から、標準かさ密度のトナーを、貯留部６７の検知高さＨよりも上方の部分６７ａ（以下、上流部６７ａとする）を満たす量だけ供給するための供給用モーター７５の標準回転数とすることができる。
【００５７】
図４のフローチャートでは、ステップＳ４で、累積回転数が所定回転数以上かどうかで供給用モーター７５の回転時間を２段階に調整したが、３段階以上に調整してもよい。この場合、例えば、トナー残量のパーセンテージを、実験結果等から搬送スクリュー４７の累積回転数の関数として求める。標準かさ密度のトナーを、上流部６７ａを満たす量だけ供給するための供給用モーター７５の回転時間を７秒とする。この場合、トナー残量が８０％以上の場合は回転時間を５秒以下、トナー残量が１０％以下の場合は回転時間を１０秒以上、８０％よりも少なく、１０％よりも多い場合は７秒とする。なお、これらの値は、中間ホッパー４３の各部の断面積やトナーの流動性、回転機構４５の搬送力に依存する。あるいは、トナー残量に比例して回転時間を変化させても良い。
【００５８】
上記説明したように、本発明のトナー補給装置３７によれば、中間ホッパー４３内のトナーのかさ密度を予測し、予測されたかさ密度に対応するように、供給用モーター７５の回転時間を調整する。すなわち、かさ密度が高くなると予測された場合は、供給用モーター７５の回転時間を短くしてトナーの供給量を少なくする。一方、かさ密度が低いと予測された場合は、供給用モーター７５の回転時間を長くして、トナーの供給量を多くする。したがって、中間ホッパー４３内のトナーのかさ密度を標準のかさ密度に近づけることができるので、中間ホッパー４３から現像装置３３へのトナー補給量を一定とすることができる。したがって、画像濃度のばらつきやかぶりの発生のない良好な画像を形成できる。
【００５９】
また、供給用モーター７８の回転時間を２段階以上に調整することにより、中間ホッパー４３内のトナーのかさ密度のばらつきが狭くなり、トナー補給量をより一定とすることができる。
【００６０】
次に、かさ密度予測手段の他の実施例について説明する。
【００６１】
第２実施例においては、トナーコンテナ４１から一定量のトナーが中間ホッパー４３に供給された時刻（ｔ１）から、トナーセンサー４９が、中間ホッパー４３内のトナーが検知高さＨまで減少したことを検知した時刻（ｔ２）までの、搬送スクリュー４７の回転回数に基づいてかさ密度を予測する。
【００６２】
この搬送スクリュー４７の回転回数は、上流部６７ａに貯留されたトナーの量に比例している。すなわち、搬送スクリュー４７を用いた搬送は、基本的に体積一定搬送であるので、搬送スクリュー４７の回転回数によって、上流部６７ａに貯留されたトナーの体積が算出される。このトナーの体積が多ければ、貯留部６７内のトナー内圧が上がり、圧縮されてかさ密度が増えることになる。このように、搬送スクリュー４７の回転回数が多いほど、上流部６７ａのトナー内圧が高く、かさ密度が高い状態であると予測される。
【００６３】
そこで、搬送スクリュー４７の回転回数を標準回転回数と比較して、供給用モーター７５の回転時間を調整する。標準回転回数は、例えば、標準かさ密度のトナーが上流部６７ａに供給された時刻（ｔ１）から、トナーセンサー４９が、中間ホッパー４３内のトナーが検知高さＨまで減少したことを検知した時刻（ｔ２）までの、搬送スクリュー４７の回転回数とする。搬送スクリュー４７の回転回数が標準回転回数以上の場合は、供給用モーター７５の回転時間を短くして、トナーの供給量を少なくする。
【００６４】
つまり、搬送スクリュー４７の回転回数が標準回転回数以上の場合、上流部６７ａに蓄積されているトナーはかさ密度が高いと予測されている。そこで、現像装置３３へのトナー補給量を一定とするには、次に上流部６７ａに供給されるトナーのかさ密度を低くすることで、搬送スクリュー４７によって中間ホッパー４３を搬送されるトナーのかさ密度が平均化され、補給されるトナーの量を平均化できる。したがって、搬送スクリュー４７の回転回数が標準回転回数以上の場合は、供給用モーター７５の回転時間を短くする。
【００６５】
一方、搬送スクリュー４７の回転回数が標準回転回数よりも少ない場合、上流部６７ａに蓄積されているトナーはかさ密度が低いと予測されている。そこで、現像装置３３へのトナー補給量を一定とするには、次に上流部６７ａに供給されるトナーのかさ密度を高くすることで、搬送スクリュー４７によって中間ホッパー４３を搬送されるトナーのかさ密度が平均化され、補給されるトナーの量を平均化できる。したがって、搬送スクリュー４７の回転回数が標準回転回数以上の場合は、供給用モーター７５の回転時間を長くする。
【００６６】
例えば、標準かさ密度のトナーが上流部６７ａに貯留された場合のトナーの体積を１００％とすると、搬送スクリュー４７の標準回転回数は得られているので、トナーの体積は、搬送スクリュー４７の回転回数の関数として推定できる（搬送スクリュー４７の回転回数からトナーの体積を算出できる）。上流部６７ａのトナーの体積が１００％の場合の、供給用モーター７５の回転時間を７秒とする。この場合、検知された搬送スクリュー４７の回転回数から推定された上流部６７ａのトナーの体積が１２０％の場合は、供給用モーター７５の回転時間を５秒、８０％の場合は１０秒とすることができる。
【００６７】
第３実施例においては、搬送スクリュー４７の回転速度に基づいてかさ密度を予測する。搬送スクリュー４７の回転速度は、パルス板８１のスリット間の距離と、隣接するスリット間を通過する時間とから求めることができる。搬送スクリュー４７の回転速度はかさ密度に依存し、回転速度が遅いほど、搬送スクリュー４７にかかる負荷が大きく、横搬送部６９内のかさ密度が大きい状態であると予測される。
【００６８】
そこで、搬送スクリュー４７の回転速度を標準回転速度と比較して、供給用モーター７５の回転時間を調整する。標準回転速度は、例えば、標準かさ密度のトナーが横搬送部６９内に供給された際の、搬送スクリュー４７の回転速度とする。搬送スクリュー４７の回転速度が標準回転速度以下の場合は、供給用モーター７５の回転時間を短くして、トナーの供給量を少なくする。
【００６９】
これにより、第２実施例と同様に、搬送スクリュー４７によって中間ホッパー４３を搬送されるトナーのかさ密度が平均化され、補給されるトナーの量を平均化できる。
【００７０】
第４実施例においては、トナーセンサー４９として圧力センサーを使用して、貯留部６７内の圧力を検知する。圧力が高いほど、貯留部６７内のトナー内圧が高く、かさ密度が高い状態であると予測される。
【００７１】
そこで、トナーセンサー４９で検知された圧力を標準圧力と比較して、供給用モーター７５の回転時間を調整する。標準圧力は、例えば、標準かさ密度のトナーが貯留部６７に貯留された際の、トナーセンサー４９で検知された圧力とする。トナーセンサー４９で検知された圧力が標準圧力以上の場合は、供給用モーター７５の回転時間を短くして、トナーの供給量を少なくする。
【００７２】
これにより、第２実施例と同様に、搬送スクリュー４７によって中間ホッパー４３を搬送されるトナーのかさ密度が平均化され、補給されるトナーの量を平均化できる。
【００７３】
上記説明した第１〜第４実施例のかさ密度予測手段は、いずれも、検知高さＨよりも下方の中間ホッパー４３内のトナーのかさ密度を正確に予測することができる。現像装置３３やトナー補給装置３７のレイアウトやトナーの種類等に応じて、適宜な実施例を適用することができる。また、第４実施例の圧力センサーを用いた場合は、かさ密度予測手段及びトナーセンサーとして兼用できるので、トナー補給装置３７の制御や構成を簡易化できる。
【００７４】
また、第２〜第４実施例においても、予測されたかさ密度に応じて、供給用モーター７５の回転時間を３段階以上に調整するようにしても良い。
【００７５】
本発明においては、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３へトナーを供給する第１搬送部として、トナーコンテナ４１内で独立して駆動する撹拌部材を使用せずにトナーコンテナ４１を回転させる回転機構４５を用いた。この回転機構４５は、トナーコンテナ４１を回転させるだけの機構であるため、第１搬送部の構成を簡易化できる。ただし、この回転機構４５を用いることで、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３へ供給されるトナーのかさ密度が変動しやすくなる。そこで、本発明のトナー補給装置３７を用いることで、回転機構４５を用いた場合でも、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３を介して現像装置３３へ適切にトナーを補給することができる。
【００７６】
また、本発明においては、トナーセンサー４９が中間ホッパー４３内のトナーが検知高さＨまで減少したことを検知した後で、供給用モーター７５を所定時間回転（駆動）させても、トナーセンサー４９が中間ホッパー４３内のトナーが検知高さＨまで減少したことを検知し続けた場合、供給用モーター７５の回転時間を延長しても良い。この場合、トナーコンテナ４１内のトナー残量がごく少ないと推定できるので、供給用モーター７５の回転時間を延長することで、少量のトナーでも確実に供給できるようにする。さらに、延長された回転時間だけ回転させても、トナーセンサー４９が中間ホッパー４３内のトナーが検知高さＨまで減少したことを検知し続けた場合には、トナーコンテナ４１が空であると制御部８が判断して、ユーザーに通知するようにしても良い。この際、例えば、カラープリンター１の操作パネルのディスプレイ部にメッセージを表示する。
【００７７】
また、本発明においては、１つの供給用モーター７５で、２つ以上のトナーコンテナ４１を回転させても良い。これにより、供給用モーター７５の個数を少なくでき、コストダウンできる。この場合、それぞれのトナー補給装置３７のかさ密度予測手段で予測されたかさ密度に応じて供給用モーター７５の回転時間が決定されるが、最も長い回転時間に合わせて、各トナーコンテナ４１を回転させる。つまり、かさ密度が最も低いと予測されたトナー補給装置３７の回転時間を選択する。これにより、トナーコンテナ４１から中間ホッパー４３へのトナー供給量が不足する事態を避けることができる。
【００７８】
上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係るトナー補給装置及び画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００７９】
１  カラープリンター（画像形成装置）
８  制御部
３３  現像装置
３７  トナー補給装置
４１  トナーコンテナ（第１容器）
４３  中間ホッパー（第２容器）
４５  回転機構（第１搬送部）
４７  搬送スクリュー（第２搬送部）
４９  トナーセンサー（トナー量検知手段）
５１  回転検知機構（かさ密度予測手段）
【図１】
2018180222.tif 000003
【図２】
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【図３】
2018180222.tif 000005
【図４】
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