(57)【要約】【課題】内部に残留するトナーの有無を精度良く検出することが可能なトナー補給装置を提供する。【解決手段】複数のトナー搬送部材及びトナー供給部材を水平方向に隣り合って配置することで、上下方向の厚みを薄くする。トナー搬送部材を複数備える構成として、第１の収容部におけるトナーの貯留量を確保しつつ小型化を図る。また、トナーの搬送速度Ｖ１〜Ｖ４が、下記式（１）を満たすようにする。トナー検知部５５ａの上流側の搬送速度Ｖ１を、トナー検知部５５ａの下流側の搬送速度Ｖ２よりも高速として、トナー検知部５５ａの上流側にトナーを滞留させ、トナー検知部５５ａにおける感度を向上させる。2015114471.tif 000010【選択図】図３
2015114471.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項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、
前記トナーを循環する循環経路を形成する第１の収容部と、
前記トナーを前記現像装置に供給する供給経路を形成する第２の収容部と、
前記循環経路内に配置されて前記トナーの有無を検知するトナー検知部と、
を備え、
前記第１の収容部及び第２の収容部は水平方向に連通され、
前記第１の収容部には、回転軸線を中心として回転し前記トナーを搬送する複数のトナー搬送部材が収容されており、
前記複数のトナー搬送部材は、上流側に配置された上流側トナー搬送部材と、前記上流側トナー搬送部材の下流に配置された下流側トナー搬送部材とを有し、
前記上流側トナー搬送部材及び前記下流側トナー搬送部材は水平方向に並んで搬送され、
前記第２の収容部には、回転軸線を中心として回転し前記トナーを前記現像装置に供給するために搬送するトナー供給部材が収容されており、
前記トナー検知部は、前記上流側トナー搬送部材から前記下流側トナー搬送部材に前記トナーを搬送する搬送経路に配置され、
前記上流側トナー搬送部材に前記トナーが導入される導入位置から前記トナー検知部に至るまでの第１区間における前記トナーの搬送速度をＶ１とし、
前記トナー検知部を通過した位置から前記トナー供給部材に至るまでの第２区間における前記トナーの搬送速度をＶ２とし、
前記循環経路において前記トナー供給部材に前記トナーが分流される分岐位置から前記トナーが前記上流側トナー搬送部材に戻されるまでの第３区間における前記トナーの搬送速度をＶ３とし、
前記トナー供給部材によって前記トナーが前記現像装置へ搬送される第４区間におけるトナー搬送速度をＶ４とし、
前記トナーの搬送速度Ｖ１〜Ｖ４は、下記式（１）を満たすことを特徴とするトナー補給装置。
【数１】
2015114471.tif 000008
【請求項２】
前記第１の収容部に前記トナーを導入するための導入口から導入された前記トナーは、上方から前記上流側トナー搬送部材に受け入れられて搬送され、
前段のトナーカートリッジから前記導入口に至るまでの前段区間における前記トナーの搬送速度Ｖ０は、下記式（２）を満たすことを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【数２】
2015114471.tif 000009
【請求項３】
前記トナーを前記現像装置に供給する供給動作制御は、トナーカートリッジから前記第１の収容部に前記トナーを導入する導入制御と非同期であることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー補給装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか一項に記載のトナー補給装置を備える、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置の現像装置にトナーを補給するトナー補給装置、及びトナー補給装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置において、装置本体に対して交換可能でありトナーを貯留するトナーカートリッジ（トナーボトル）と、トナーカートリッジから供給されたトナーを撹拌しながら一時的に貯留するトナーリザーブタンク（トナーホッパー）と、トナーリザーブタンクから供給されたトナーを用いてトナー像を現像する現像装置を備えた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００６−９１６２０号公報
【特許文献２】特開２０１２−５３３４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の装置では、回転軸線を中心として回転するトナー搬送部材をリザーブタンク内に設け、トナー搬送部材によってトナーを循環させながら貯留している。トナー搬送部材より下方に搬送スクリュー（トナー供給部材）が配置され、リザーブタンク内のトナーは、トナー搬送部材から自由落下して搬送スクリューに導入されて搬送され現像装置に供給される。
【０００５】
特許文献１の装置では、トナー搬送部材と搬送スクリューとが上下方向において異なる位置に配置され、装置が上下方向において大型化すると、トナーカートリッジと現像装置との間のスペースも確保しなければならず、画像形成装置も大型化されることになる。
【０００６】
また、上記の特許文献２に記載の装置では、現像装置にトナーを供給するトナー供給部材の上部にトナーを貯留するための貯留スペースが設けられ、トナーカートリッジから供給されたトナーは貯留スペースに貯留される。この装置では、貯留スペース内のトナーの積載高さを検出するために、トナーの積載高さに連動して揺動する揺動部材が設けられている。
【０００７】
特許文献２の装置では、トナーの積載高さの変動を検出し易くするために、貯留スペースにおいて周辺の領域よりも深い領域が形成されるので、上下方向においてトナー補給装置を配置するためのスペースを確保することが必要であった。
【０００８】
また、トナー補給装置では、回転軸線を中心として回転するトナー搬送部材の回転半径を大きくして、貯留されるトナーの量を確保することが求められる。しかしながら、トナー搬送部材の回転半径を大型化すると、トナー補給装置も大型化されるため、トナーカートリッジと現像装置との間のスペースも確保しなければならず、画像形成装置も大型化されることになる。
【０００９】
また、トナー補給装置では、トナー搬送部材からトナー供給部材へのトナーの受け渡しが適切に行われない場合には、現像装置へのトナー供給量を確保することができず、現像装置においてトナーが不足するおそれがある。
【００１０】
また、トナー補給装置では、内部に貯留されたトナーの有無を精度良く検出することが求められ、トナーの不足を検出できない場合には、トナー補給装置にトナーが供給されず、現像装置へのトナー供給量を確保することができないおそれがある。
【００１１】
本発明は、装置の小型化を図ると共に、トナー貯留量を確保して現像装置へのトナー供給量を安定的に確保することができるトナー補給装置を提供することを目的とする。また、本発明は、内部に残留するトナーの有無を精度良く検出することが可能なトナー補給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】
【００１２】
本発明は、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、トナーを循環する循環経路を形成する第１の収容部と、トナーを現像装置に供給する供給経路を形成する第２の収容部と、循環経路内に配置されてトナーの有無を検知するトナー検知部と、を備える。第１の収容部及び第２の収容部は水平方向に連通されている。第１の収容部には、回転軸線を中心として回転しトナーを搬送する複数のトナー搬送部材が収容されている。複数のトナー搬送部材は、上流側に配置された上流側トナー搬送部材と、上流側トナー搬送部材の下流に配置された下流側トナー搬送部材とを有する。上流側トナー搬送部材及び下流側トナー搬送部材は水平方向に並んで配置される。第２の収容部には、回転軸線を中心として回転し現像装置に供給するためにトナーを搬送するトナー供給部材が収容されている。トナー検知部は、上流側トナー搬送部材から下流側トナー搬送部材にトナーを搬送する搬送経路に配置されている。
【００１３】
上流側トナー搬送部材にトナーが導入される導入位置からトナー検知部に至るまでの区間が第１区間である。第１区間におけるトナーの搬送速度はＶ１である。
トナー検知部を通過した位置からトナー供給部材に至るまでの区間が第２区間である。第２区間におけるトナーの搬送速度はＶ２である。
循環経路においてトナー供給部材にトナーが分流される分岐位置からトナーが上流側トナー搬送部材に戻されるまでの区間が第３区間である。第３区間におけるトナーの搬送速度はＶ３である。
トナー供給部材によってトナーが現像装置へ搬送される区間が第４区間である。第４区間におけるトナー搬送速度がＶ４である。
【００１４】
トナーの搬送速度Ｖ１〜Ｖ４は、下記式（１）を満たしている。
【数１】
2015114471.tif 000003
【００１５】
このトナー補給装置によれば、複数のトナー搬送部材及びトナー供給部材が水平方向に隣り合って配置されているので、トナー補給装置において上下方向の厚みを薄くすることができる。また、トナー搬送部材を複数備える構成であるため、第１の収容部におけるトナーの貯留量を確保しつつ小型化を図ることができる。
【００１６】
また、トナー補給装置では、トナー検知部を挟んで上流側の第１区間におけるトナーの搬送速度Ｖ１が、トナー検知部を挟んで下流側の第２区間におけるトナーの搬送速度Ｖ２よりも高速であるので、トナー検知部の上流側にトナーを滞留させることができ、トナー検知部における残留トナーの有無を感度良く検知することができる。残留トナーの有無を精度良く検出することで、トナー不足を生じさせずに前段のトナーカートリッジからトナーを補給することができる。
【００１７】
トナー補給装置では、トナー供給部材にトナーが分流される分岐位置からトナーが上流側トナー搬送部材に戻されるまでの第３区間におけるトナーの搬送速度Ｖ３が、分岐位置よりも上流側の第２区間におけるトナーの搬送速度Ｖ２よりも低速であるので、分岐位置より上流側にトナーを滞留させて、トナー供給部材へのトナーの流れを促進させることができる。
【００１８】
さらに、トナー補給装置では、トナー供給部材によってトナーが搬送される第４区間におけるトナーの搬送速度Ｖ４が、分岐位置よりも上流側の第２区間の搬送速度Ｖ２よりも低速であるので、分岐位置より上流側でトナーを滞留させることで、安定的にトナー供給部材にトナーを受け渡すことができる。これにより、トナーの供給不足を防止することができる。これらにより、水平方向に複数のトナー搬送部材及びトナー供給部材を配置しても、トナーを好適に搬送させることができ、現像装置へのトナー供給量を確保することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００１９】
また、第１の収容部にトナーを導入するための導入口から導入されたトナーは、上方から上流側トナー搬送部材に受け入れられて搬送される。前段のトナーカートリッジから導入口に至るまでの区間が前段区間である。前段区間におけるトナーの搬送速度Ｖ０は、下記式（２）を満たすことが好適である。
【数２】
2015114471.tif 000004
【００２０】
前段のトナーカートリッジから導入口に至るまでの前段区間におけるトナーの搬送速度Ｖ０が、第１区間の搬送速度Ｖ１の２倍を超える場合には、上流側トナー搬送部材においてトナーを受入れることができなくなる。前段区間のトナーの搬送速度Ｖ０が、第１区間の搬送速度Ｖ１より低速であると、上流側トナー搬送部材においてトナーが不足することになる。搬送速度Ｖ０，Ｖ１が、上記式（２）を満たしていると、第１の収容部内おけるトナー循環量を確保することができ、現像装置へのトナーの供給量のばらつきを抑えることができる。
【００２１】
また、トナーを現像装置に供給する供給動作制御は、トナーカートリッジから第１の収容部にトナーを導入する導入制御と非同期であることが好ましい。これにより、トナー検知部によるトナーの有無に応じて、第１の収容部内へのトナーの導入動作と、現像装置へのトナーの供給動作とを別々に行うことができる。また、第１の収容部内がトナーで満たされている場合には、トナーカートリッジから第１の収容部へのトナーの導入動作を中断することができる。そのため、第１の収容部内にトナーが押し込まれることが防止されるので、第１の収容部内でのトナー凝集体の生成が防止されると共に、トナーカートリッジ内でのトナー搬送部材の回転駆動力の上昇を防止することができる。その結果、トナー補給装置の信頼性を向上させることができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、装置の小型化を図ると共に、トナー貯留量を確保して現像装置へのトナー供給量を安定的に確保することができるトナー補給装置を提供することができる。また、本発明のトナー補給装置は、内部に残留するトナーの有無を精度良く検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】トナーカートリッジ、トナー補給ユニット及び現像ユニットの配置を示す正面図である。
【図３】トナー補給ユニットの内部を示す図である。
【図４】トナー補給ユニットの断面図である。
【図５】搬送速度比率とトナー濃度率との関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照しつつ、本発明に係るトナー補給装置を適用した画像形成装置の好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。
【００２５】
（画像形成装置の全体構成）
図１に示すように、画像形成装置１は、記録媒体搬送ユニット１０、転写ユニット２０、感光体ドラム３０、４つの現像ユニット（現像装置）１００、及び、定着ユニット４０を含んで構成される。また、画像形成装置１は、トナーカートリッジ３６からトナーを一時的に貯留し、貯留したトナーを現像ユニット１００に供給するトナー補給ユニット５０を備えている。
【００２６】
記録媒体搬送ユニット１０は、最終的に画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを収容すると共に、用紙Ｐを記録媒体搬送路上に搬送する。用紙Ｐは、記録媒体搬送ユニット１０に積層して収容される。記録媒体搬送ユニット１０は、用紙Ｐに転写されるトナー像が二次転写領域Ｒに到達するタイミングで、用紙Ｐを二次転写領域Ｒに到達させる。
【００２７】
転写ユニット２０は、現像ユニット１００により現像されたトナー像を用紙Ｐに二次転写する二次転写領域Ｒに搬送する。転写ユニット２０は、転写ベルト２１と、転写ベルト２１を懸架する懸架ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄと、感光体ドラム３０と共に転写ベルト２１を挟持する一次転写ローラ２２と、懸架ローラ２１ｄと共に転写ベルト２１を挟持する二次転写ローラ２４とを含んで構成される。
【００２８】
転写ベルト２１は、懸架ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃ及び２１ｄに架け渡されて、循環移動する無端ベルト（ｒｏｔａｔｉｎｇ  ｅｎｄｌｅｓｓ  ｂｅｌｔ）である。一次転写ローラ２２は、転写ベルト２１の内周側から感光体ドラム３０を押圧するように設けられる。一方、二次転写ローラ２４は、転写ベルト２１の外周側から懸架ローラ２１ｄを押圧するように設けられる。また、転写ユニット２０は、転写ベルト２１に付着したトナーを除去するクリーニング装置等を備えている。
【００２９】
感光体ドラム３０は、周面に画像が形成される静電潜像担持体であり、例えばＯＰＣ（Ｏｒｇａｎｉｃ  ＰｈｏｔｏＣｏｎｄｕｃｔｏｒ）からなる。本実施形態に係る画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置であり、例えばマゼンタ、イエロー、シアン、ブラックの各色に対応して、４つの感光体ドラム３０が転写ベルト２１の移動方向に沿って設けられている。各感光体ドラム３０の周上には、図１に示すように、帯電ローラ３２、露光ユニット３４、現像ユニット１００、及び、クリーニングユニット３８がそれぞれ設けられている。
【００３０】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。露光ユニット３４は、帯電ローラ３２により帯電した感光体ドラム３０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、感光体ドラム３０の表面のうち露光ユニット３４により露光された部分の電位が変化し、静電潜像が形成される。４つの現像ユニット１００は、各現像ユニット１００に対応して設けられたトナーカートリッジ３６から供給されたトナーによって感光体ドラム３０に形成された静電潜像を現像し、トナー像を生成する。４つのトナーカートリッジ３６内には、それぞれ、マゼンタ、イエロー、シアン、及び、ブラックのトナーが充填されている。
【００３１】
クリーニングユニット３８は、感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が転写ベルト２１に一次転写された後に感光体ドラム３０上に残存するトナーを回収する。クリーニングユニット３８は、例えばクリーニングブレードを設け、感光体ドラム３０の周面にクリーニングブレードを当接させることにより感光体ドラム３０上の残トナーを除去する構成を用いることができる。なお、感光体ドラム３０の周上には、感光体ドラム３０の回転方向においてクリーニングユニット３８と帯電ローラ３２との間に、感光体ドラム３０の電位をリセットする除電ランプを配置することもできる。
【００３２】
定着ユニット４０は、転写ベルト２１から用紙Ｐへ二次転写されたトナー像を用紙Ｐに付着させ、定着させる。定着ユニット４０は、例えば、加熱ローラ４２と、加圧ローラ４４とを含んで構成される。加熱ローラ４２は、回転軸線を中心として回転可能な円筒状の部材であり、その内部には例えばハロゲンランプなどの熱源が設けられている。加圧ローラ４４は、回転軸周りに回転可能な円筒状の部材であり、加熱ローラ４２を押圧するように設けられる。加熱ローラ４２及び加圧ローラ４４の外周面には、例えばシリコンゴム等の耐熱弾性層が設けられる。加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との接触領域である定着ニップ部に用紙Ｐを通過させることにより、トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。
【００３３】
また、画像形成装置１には、定着ユニット４０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ４６及び４８が設けられている。
【００３４】
（トナーカートリッジの構成）
トナーカートリッジ３６は、トナーを貯留するものであり画像形成装置１の装置本体に対して取替え可能となっている。トナーカートリッジ３６は略円筒型を成し所定の長さを有する。トナーカートリッジ３６の内部には貯留されたトナーを搬送する搬送部材が設けられている。搬送部材は回転軸線周りに回転することで、トナーカートリッジ３６の長手方向にトナーを搬送する。トナーカートリッジ３６の長手方向の一端側の底面には、貯留されたトナーをトナー補給ユニット５０に供給するためのトナー供給口が設けられている。
【００３５】
トナーカートリッジ３６の内部にはスプリングコイル状の搬送部材が搭載されている。トナーを搬送するための力が基準値以上になると、スプリングコイル状の搬送部材が空回りすることで、必要以上にトナーを搬送しないように構成されている。これにより、トナー補給ユニット５０の内部がトナーで満たされている場合には、トナーカートリッジ３６からトナー補給ユニット５０へのトナーの供給動作を中断することができる。
【００３６】
（トナー補給ユニットの構成）
トナー補給ユニット５０は、図３に示すように、容器５１、第１トナー搬送部材５２、第２トナー搬送部材５３、トナー供給部材５４及びトナー検知部５５を備えている。
【００３７】
容器５１は、第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３を収容する容器本体（第１の収容部）５６と、トナー供給部材５４を収容するトナー供給部（第２の収容部）５７とを有する。容器本体５６は箱型を成し第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３を水平方向に並べて配置する。容器本体５６の中央部には内部を仕切るための隔壁５６ａが設けられ、隔壁５６ａを挟んで両側に第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３がそれぞれ配置されている。
【００３８】
第１トナー搬送部材５２の回転軸５２ａ及び第２トナー搬送部材５３の回転軸５３ａは、隔壁５６ａを挟んで平行に配置されている。回転軸５２ａ，５３ａの両端部は、容器本体５６の側壁５６ｂ，５６ｃに回転可能に支持されている。隔壁５６ａの長手方向の両端部は、対向する側壁５６ｂ，５６ｃに接続されておらず、隔壁５６ａの端部と側壁５６ｂ，５６ｃとの間には、トナーが流通可能な連通部５８，５９が設けられている。
【００３９】
容器本体５６の内部には、トナーが循環可能な循環経路が形成されている。容器本体５６の内部に導入されたトナーは、平面視において循環経路に沿って右回りに循環する。この循環経路は、第１トナー搬送部材５２が配置される第１領域と、第２トナー搬送部材５３が配置される第２領域と、上記の連通部５８，５９とからなる。連通部５８は、容器本体５６の一端側で第１領域及び第２領域を連通し、連通部５９は、容器本体５６の他端側で第１領域及び第２領域を連通している。容器本体５６において、図示左側を一端側とし図示右側を他端側とする。
【００４０】
図４は、連通部５８に対応する部分の断面であり、回転軸５２ａ，５３ａに直交する断面を示している。図４に示されるように、第１領域の断面形状のうち、第１トナー搬送部材５２の回転中心より下側は、第１トナー搬送部材５２の回転半径の外周部に沿うように円形に形成されている。第１領域の断面形状のうち、第１トナー搬送部材５２の回転中心より上側は、矩形状に形成されている。第２領域の断面形状は、第２トナー搬送部材５３の回転半径の外周部に沿うように円形に形成されている。
【００４１】
第１トナー搬送部材５２は、連通部５８にトナーを搬送するための搬送パドル５２ｂと、トナーを回転軸５２ａの軸線方向に搬送する搬送羽根５２ｃとを有する。搬送パドル５２ｂは、連通部５８に対応する部分に配置され、回転軸５２ａの周方向において１枚のみ設けられている。搬送パドル５２ｂは、回転軸５２ａの周面から半径方向に延びている。また、搬送パドル５２ｂは、回転軸５２ａの軸線方向において、連通部５８に対応する幅を有している。搬送パドル５２ｂは回転軸５２ａの回転に伴って回転し、トナーを押し出して、連通部５８に搬送する。
【００４２】
搬送羽根５２ｃは回転軸５２ａを中心としてらせん状に配置されている。軸線方向から見た場合に搬送羽根５２ｃは回転軸５２ａの周面から半径方向に延びている。搬送羽根５２ｃは回転軸５２ａの周面に対して、部分的に接続されている。搬送羽根５２ｃの回転軸５２ａ側の縁部と、回転軸５２ａの周面との間には、トナーが通過可能な隙間が形成されている。搬送羽根５２ｃは回転軸５２ａの回転に伴って回転し、トナーを回転軸５２ａの軸線方向に搬送する。
【００４３】
第２トナー搬送部材５３は、回転軸５３ａの軸線方向にトナーを搬送する搬送羽根５３ｂと、トナー供給部５７にトナーを搬送する出口側搬送パドル５３ｃと、連通部５９にトナーを搬送するための循環用搬送パドル５３ｄとを有する。搬送羽根５３ｂは回転軸５３ａを中心としてらせん状に配置されている。搬送羽根５３ｂは回転軸５３ａの一端に配置されている。
【００４４】
出口側搬送パドル５３ｃは、回転軸５３ａの軸線方向の中央部に設けられ、トナー供給部５７に連通する連通部６０に対応する位置に配置されている。出口側搬送パドル５３ｃは、回転軸５３ａの周方向において１枚のみ設けられている。出口側搬送パドル５３ｃは、回転軸５３ａの周面から半径方向に延びている。また、出口側搬送パドル５３ｃは、回転軸５３ａの軸線方向において、連通部６０に対応する幅を有している。出口側搬送パドル５３ｃは回転軸５３ａの回転に伴って回転し、トナーを掻き上げて連通部６０に搬送する。
【００４５】
循環用搬送パドル５３ｄは、回転軸５３ａの軸線方向の他端側に設けられ、連通部５９に対応する位置に配置されている。循環用搬送パドル５３ｄは、回転軸５３ａの周方向において１枚のみ設けられている。循環用搬送パドル５３ｄは、回転軸５３ａの周面から半径方向に延びている。また、循環用搬送パドル５３ｄは、回転軸５３ａの軸線方向において、連通部５９に対応する幅を有している。循環用搬送パドル５３ｄは回転軸５３ａの回転に伴って回転し、トナーを押し出して連通部５９に搬送する。
【００４６】
第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３の回転軸５２ａ，５３ａの両端部は、容器本体５６の外側に張り出している。第１トナー搬送部材５２の回転軸５２ａ一端には、図示しない駆動源（駆動モータ）が連結されている。また、回転軸５２ａ，５３ａの他端には、ギアなどの動力伝達機構が設けられ、回転軸５２ａの回転駆動力が、回転軸５３ａに伝達される。第１トナー搬送部材５２は、駆動源から回転駆動力が伝達されて軸線周りに回転し、第２トナー搬送部材５３は、第１トナー搬送部材５２からギアなどを介し、回転駆動力が伝達されて回転する。第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３は、例えば図４に示されるように反対方向に回転する。
【００４７】
トナー供給部５７は、容器本体５６の第２トナー搬送部材５３が配置されている側の外部に配置されている。トナー供給部５７は、円筒状を成しトナー供給部材５４を収容すると共にトナーを現像ユニット１００に供給するための供給経路を形成している。
【００４８】
トナー供給部材５４は回転軸５４ａを有し、回転軸５４ａはトナー供給部５７の長手方向に沿って配置されている。回転軸５４ａの両端部はトナー供給部５７の長手方向に対向する壁体に回転可能に支持されている。回転軸５４ａは、平面視において回転軸５２ａ，５３ａに対して斜めに配置され、一端側から他端側に向かうにつれて、回転軸５４ａと回転軸５２ａ，５３ａとの距離が離れるように配置されている。
【００４９】
トナー供給部５７は、連通部６０に接続されて水平方向に容器本体５６に連通されている。連通部６０は、トナー供給部５７の一端側の側部と対向する容器本体５６の第２領域の長手方向の中央部とを連通している。また、トナー供給部５７の他端側の底部には、トナー供給部５７内のトナーを現像ユニット１００に供給するための出口側開口部が設けられている。
【００５０】
トナー供給部５７及び容器本体５６は上下方向において等しい高さに配置され、第１トナー搬送部材５２、第２トナー搬送部材５３及びトナー供給部材５４は、上下方向において等しい高さに配置されている。
【００５１】
トナー供給部材５４の回転軸５４ａの一端は、トナー供給部５７の外部に張り出し、図示しない駆動源（駆動モータ）と連結されている。トナー供給部材５４は、駆動源から回転駆動力が伝達されて回転し、一端側から他端側へトナーを搬送する。
【００５２】
トナー検知部５５は、容器本体５６内に残留するトナーの有無を検知するための検知部本体５５ａを有する。検知部本体５５ａは、ブロック状を成し、連通部５８内に配置されている。検知部本体５５ａは、図４に示されるように、回転軸５２ａ，５３ａの軸線方向から見た場合に略台形状を成すように形成されている。トナー検知部５５の第１トナー搬送部材５２に対向する面は、第１トナー搬送部材５２の回転半径の外周部に対応するように円弧状を成している。
【００５３】
トナー検知部５５の上端は、平面を成し、水平方向に沿う面を形成している。トナー検知部５５は、回転軸５２ａ，５３ａよりもやや低い位置に配置されている。トナー検知部５５の上端に対向する連通部５８の上部の内壁面は、第１トナー搬送部材５２及び第２トナー搬送部材５３の外周部の最も高い位置よりも高い位置に配置されている。トナー検知部５５の上端と、連通部５８の上部の内壁面との間には、トナーが流通可能な隙間が形成されている。
【００５４】
また、トナー検知部５５は、連通部５８の底面上に載置され、容器本体５６に対してスライド可能に取り付けられている。トナーが搬送されてトナー検知部本体５５ａに当たると、トナー検知部本体５５ａがトナーの搬送圧力により押されて、第２トナー搬送部材５３側の位置に保持される。トナーがない場合には、トナー検知部本体５５ａは弾性部材（例えばバネ）によって付勢されて、第１トナー搬送部材５２側の位置に戻される。トナーがない場合には、一定周期で搬送パドル５２ｂとトナー検知部本体５５ａとが接触するので、トナー検知部本体５５ａは一定の周期で揺動することになる。
【００５５】
トナー検知部５５は、容器本体５６の外部に張り出す張出部５５ｂを備えている。張出部５５ｂには、棒状の連結部材６１が連結されている。連結部材６１は、回転軸５２ａの軸線方向と直交する方向に延在し、トナー検知部５５に連動して長手方向に揺動する。連結部材６１のトナー検知部５５とは反対側の端部には、連結部材６１の揺動を検出するためのフォトセンサ６３が設けられている。フォトセンサ６３は、連結部材６１の位置の変化を検出して、残留するトナーの有無を検知する。検知部本体５５ａの揺動を検出した場合には、容器本体５６内にトナーが残留していないと判定し、第１トナー搬送部材５２が駆動されているにも関わらず検知部本体５５ａの揺動が検出されない場合には、容器本体５６内にトナーが残留していると判定する。
【００５６】
次にトナー補給ユニット５０内のトナーの流れについて説明する。トナーカートリッジ３６から供給されたトナーは、トナー導入口５６ｄを通過して容器本体５６内の第１トナー搬送部材５２上に導入される。第１トナー搬送部材５２は回転軸周りに回転し、搬送羽根５２ｃは回転軸５２ａの延在する方向に沿って搬送する。回転軸の一端側に搬送されたトナーは、搬送パドル５２ｂによって掻寄されて、連通部５８内へ搬送される。このとき、トナーは検知部本体５５ａに当たり検知部本体５５ａを第２トナー搬送部材５３側へ押し出す。
【００５７】
連通部５８を通過したトナーは、第２トナー搬送部材５３の一端側に導入される。第２トナー搬送部材５３は回転軸周りに回転し、搬送羽根５３ｂはトナーを撹拌しながら回転軸５３ａの延在する方向に沿って搬送する。出口側搬送パドル５３ｃ付近に搬送されたトナーの一部は、出口側搬送パドル５３ｃによって掻寄られて、連通部６０内へ搬送される。
【００５８】
連通部６０内のトナーは後続のトナーに順次押し込まれて、連通部６０を通過してトナー供給部５７内の一端側に導入される。トナー供給部材５４は回転軸周りに回転し、搬送羽根５４ｂは回転軸５４ａの延在する方向に搬送する。回転軸５４ａの他端側に到達したトナーは、出口側開口部を通過して、現像ユニット１００に供給される。
【００５９】
第２トナー搬送部材５３に導入されたトナーのうち、連通部６０内に導入されなかったトナーは、回転軸５３ａに沿って他端側へ搬送される。出口側搬送パドル５３ｃ付近に搬送されたトナーは、出口側搬送パドル５３ｃによって押し出され、連通部５９内へ搬送される。連通部５９内に導入されたトナーは、後続のトナーによって順次押し込まれて、連通部５９を通過して第１トナー搬送部材５２の他端側に導入される。
【００６０】
第１トナー搬送部材５２の他端側に導入されたトナーは、搬送羽根５２ｃによって回転軸５２ａの一端側へ搬送される。そして、トナー導入口５６ｄから新たに導入されたトナーと合流し、回転軸５２ａの一端側に到達する。このように、容器本体５６内のトナーは循環しながら貯留され、トナー供給部５７内を通過して、現像ユニット１００に補給される。
【００６１】
また、トナー補給ユニット５０では、現像ユニット１００にトナーを供給する供給動作制御は、トナーカートリッジ３６から容器本体５６へトナーを導入する導入制御と非同期となっている。現像ユニット１００へのトナー供給動作制御では、トナー補給ユニット５０における第１トナー搬送部材５２、第２トナー搬送部材５３及びトナー供給部材５４の回転駆動を制御している。トナー補給ユニット５０の容器本体５６へのトナー導入制御は、トナーカートリッジ３６内の搬送部材の回転駆動を制御している。トナー補給ユニット５０内におけるトナー搬送部材５２，５３及びトナー供給部材５４の動作と、トナーカートリッジ３６内での搬送部材の動作とが連動していない。
【００６２】
次にトナー補給ユニット５０内のトナーの搬送速度について説明する。第１トナー搬送部材５２によってトナーが搬送される区間のうち、トナー導入口５６ｄから検知部本体５５ａに至るまでの第１区間Ａ１におけるトナーの搬送速度をＶ１とする。第２トナー搬送部材５３によってトナーが搬送される区間のうち、第２トナー搬送部材５３に導入されてから、トナー供給部材５４に導入されるまでの第２区間Ａ２におけるトナーの搬送速度をＶ２とする。
【００６３】
容器本体５６内のトナーの循環経路のうち、トナー供給部材５４にトナーが分流される分岐位置からトナーが回転軸５３ａの他端側まで搬送されて、連通部５９を通過して、第１トナー搬送部材の他端側に導入されて、トナー導入口５６ｄ近傍（真下）に戻るまでの第３区間Ａ３におけるトナーの搬送速度をＶ３とする。
【００６４】
トナー供給部材５４によってトナーが搬送される第４区間Ａ４におけるトナーの搬送速度をＶ４とする。
【００６５】
トナーの搬送速度Ｖ１〜Ｖ４は、下記式（１）を満たしている。
【数３】
2015114471.tif 000005
【００６６】
第１区間の搬送速度Ｖ１は第２区間の搬送速度Ｖ２と比較して高速である。第２区間の搬送速度Ｖ２は第４区間の搬送速度Ｖ４と比較して高速である。第４区間の搬送速度Ｖ４は第３区間の搬送速度Ｖ３と比較して高速または等しい速度である。
【００６７】
また、前段のトナーカートリッジ３６から容器本体５６のトナー導入口に至るまでの前段区間におけるトナーの搬送速度Ｖ０は、下記式（２）を満たしている。
【数４】
2015114471.tif 000006
【００６８】
前段区間におけるトナーの搬送速度Ｖ０は、第１区間の搬送速度Ｖ１と比較して高速または等しい速度である。また、前段区間の搬送速度Ｖ０は、搬送速度Ｖ１の２倍の速度と比較して低速または等しい速度である。
【００６９】
トナーの搬送速度は、トナー搬送部材５２，５３の搬送羽根５２ｃ，５３ｂのピッチ（間隔）を広げることで、高速とすることができる。また、搬送パドル５２ｂの形状を変えることで、搬送速度を変更することができる。例えば搬送パドルの回転方向に対して、回転方向の前方に張り出すよう搬送パドルを湾曲させる（押し込み形式）ことで、搬送速度を低下させることができる。また、搬送羽根と回転軸との角度を変更して、搬送速度を変えてもよく、容器本体５６の底面の形状を変えることで、トナーの搬送速度を調節してもよい。また、回転軸の回転速度を変えてもよく、連通部などの開口部の形状及び大きさを変えることで、搬送速度を変えてもよい。
【００７０】
（画像形成装置１の動作）
次に、画像形成装置１の動作について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御部は、受信した画像信号に基づいて、帯電ローラ３２により感光体ドラム３０の表面を所定の電位に均一に帯電させた後、露光ユニット３４により感光体ドラム３０の表面にレーザ光を照射して静電潜像を形成する。
【００７１】
一方、現像ユニット１００では、トナーとキャリアを所望の混合比になるように調整し、さらに混合撹拌してトナーを均一に分散させ最適な帯電量を付与した現像剤が調整される。この現像剤を現像ローラ１１０に担持させる。そして、現像ローラ１１０の回転により現像剤が感光体ドラム３０と対向する領域まで搬送されると、現像ローラ１１０に担持された現像剤のうちのトナーが感光体ドラム３０の周面上に形成された静電潜像に移動し、静電潜像が現像される。こうして形成されたトナー像は、感光体ドラム３０と転写ベルト２１とが対向する領域において、感光体ドラム３０から転写ベルト２１へ一次転写される。転写ベルト２１には、４つの感光体ドラム３０上に形成されたトナー像が順次積層されて、１つの積層トナー像が形成される。そして、積層トナー像は、懸架ローラ２１ｄと二次転写ローラ２４とが対向する二次転写領域Ｒにおいて、記録媒体搬送ユニット１０から搬送された用紙Ｐに二次転写される。
【００７２】
積層トナー像が二次転写された用紙Ｐは、定着ユニット４０へ搬送される。用紙Ｐを加熱ローラ４２と加圧ローラ４４との間で熱及び圧力を加えながら通過させることにより、積層トナー像を用紙Ｐに溶融定着させる。その後、用紙Ｐは、排出ローラ４６及び４８により画像形成装置１の外部へ排出される。一方、転写ベルト２１は、クリーニング装置を備えているので、積層トナー像が用紙Ｐへ二次転写された後、転写ベルト２１に残存するトナーをクリーニング装置により除去する。
【００７３】
次にトナー補給ユニット５０の作用について説明する。トナーカートリッジ３６から容器本体５６内に導入されたトナーは、上記のトナーの流れに沿って、容器本体５６内で撹拌されながら搬送されて貯留される。
【００７４】
複数のトナー搬送部材５２，５３及びトナー供給部材５４が水平方向に配置されているので、トナー補給ユニット５０の厚みを薄くすることができる。また、トナー搬送部材５２，５３を複数備える構成であるため、容器本体５６におけるトナーの貯留量を確保しつつ小型化を図ることができる。
【００７５】
トナー補給ユニット５０では、トナー検知部５５を挟んで上流側の第１区間Ａ１におけるトナーの搬送速度Ｖ１が、検知部本体５５ａを挟んで下流側の第２区間Ａ２におけるトナーの搬送速度Ｖ２よりも高速であるので、検知部本体５５ａの上流側にトナーを滞留させることができ、トナー検知部５５における残留トナーの有無を感度良く検知することができる。残留トナーの有無を精度良く検出することで、トナー不足を生じさせずに前段のトナーカートリッジ３６からトナーを補給することができる。
【００７６】
トナー補給ユニット５０では、トナー供給部材５４にトナーが分流される分岐位置から下流側の第３区間Ａ３におけるトナーの搬送速度Ｖ３が、分岐位置よりも上流側の第２区間Ａ２におけるトナーの搬送速度Ｖ２よりも低速なため、分岐位置より上流側にトナーを滞留させて、トナー供給部材５４へのトナーの流れを促進させることができる。
【００７７】
さらに、トナー補給ユニット５０では、トナー供給部材５４によってトナーが搬送される第４区間Ａ４におけるトナーの搬送速度Ｖ４が、分岐位置よりも上流側の第２区間Ａ２の搬送速度Ｖ２よりも低速であるので、連通部６０にトナーを滞留させることで、出口側搬送パドル５３ｃにより安定的にトナー供給部材５４にトナーを受け渡すことができる。これにより、トナーの供給不足を防止することができる。これらにより、水平方向に複数のトナー搬送部材５２，５３及びトナー供給部材５４が配置されたトナー補給ユニット５０において、トナーを水平方向に好適に搬送させることができ、現像ユニット１００へのトナー供給量を確保することができ、装置の小型化を図ることができる。
【００７８】
また、トナー補給ユニット５０では、トナーカートリッジ３６からトナー導入口５６ｄに至るまでの前段区間Ａ０におけるトナーの搬送速度Ｖ０は、下記式（２）を満たしている。
【数５】
2015114471.tif 000007
【００７９】
図５は搬送速度比率とトナー導入量との関係を示すグラフである。図５では、横軸に搬送速度比率（Ｖ０／Ｖ１）を示し、縦軸に容器本体５６へのトナー導入量（ｍｇ／ｓｅｃ）を示している。
【００８０】
前段区間Ａ０における搬送速度Ｖ０が、第１区間Ａ１の搬送速度Ｖ１の２倍を超えると、第１トナー搬送部材５２においてトナーを受入れることができなくなる。前段区間Ａ０のトナーの搬送速度Ｖ０が、第１区間Ａ１の搬送速度Ｖ１より低速であると、第１トナー搬送部材５２においてトナーが不足することになる。トナー補給ユニット５０では、搬送速度Ｖ０，Ｖ１が、上記式（２）を満たしているので、容器本体５６おけるトナー循環量を確保することができ、現像ユニット１００へのトナーの供給量のばらつきを抑えることができる。
【００８１】
また、トナー補給ユニット５０では、トナーを現像ユニット１００に供給する供給動作制御は、トナーカートリッジ３６から容器本体５６にトナーを導入する導入制御と非同期である。これにより、トナー検知部５５によるトナーの有無に応じて、容器本体５６内へのトナーの導入動作と、現像ユニット１００へのトナーの供給動作とを別々に行うことができる。また、容器本体５６内がトナーで満たされている場合には、トナーカートリッジ３６から容器本体５６へのトナーの導入動作を中断することができる。そのため、容器本体５６内にトナーが押し込まれることが防止されるので、容器本体５６内でのトナー凝集体の生成が防止されると共に、トナーカートリッジ３６内でのトナー搬送部材の回転駆動力の上昇を防止することができる。
【００８２】
本発明は、前述した実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で下記のような種々の変形が可能である。
【００８３】
上記実施形態では、２本のトナー搬送部材５２，５３を備える構成であるが、トナー搬送部材の本数は２本に限定されず、３本以上でもよい。
【００８４】
上記実施形態では、トナー供給部材５４がトナー搬送部材５２，５３に対して斜めに配置されているが、トナー供給部材５４及びトナー搬送部材５２，５３が平行に配置されている構成でもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１…画像形成装置、３６…トナーカートリッジ、５０…トナー補給ユニット（トナー補給装置）、５２…第１トナー搬送部材（上流側トナー搬送部材）、５３…第２トナー搬送部材（下流側トナー搬送部材）、５４…トナー供給部材、５６ｄ…トナー導入口。
【図１】
2015114471.tif 000011
【図２】
2015114471.tif 000012
【図３】
2015114471.tif 000013
【図４】
2015114471.tif 000014
【図５】
2015114471.tif 000015