(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
装置本体と、
駆動装置と、
制御手段と、
前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、
前記トナーボトルが所定回数回転したことに関する情報を検知する検知部と、
前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、
前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、
を備え、
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知するまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知した後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように、前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知した後、前記検知部からの信号に基づいて前記トナーボトルの回転速度が所定速度となるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記排出機構は、前記トナーボトルの回転軸方向に伸縮して前記排出部から前記所定量のトナーを排出するポンプ部と、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力を前記トナーボトルの回転軸方向の運動に変換して前記ポンプ部に伝達するカム機構を有し、
前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記ポンプ部の伸縮動作が実行されることにより、前記排出部から前記所定量のトナーを排出する
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。
【請求項４】
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知した後、前記検知部からの信号に基づいて前記ポンプ部の１回の伸縮動作にかかる時間が所定時間となるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
装置本体と、
駆動装置と、
制御手段と、
前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、
前記トナーボトルの回転に関する情報を検知する検知部と、
前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、
前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、
を備え、
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を所定回数検知するまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を前記所定回数検知した後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を前記所定回数検知した後、前記検知部からの信号に基づいて前記トナーボトルの回転速度が所定速度となるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記排出機構は、前記トナーボトルの回転軸方向に伸縮して前記排出部から前記所定量のトナーを排出するポンプ部と、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力を前記トナーボトルの回転軸方向の運動に変換して前記ポンプ部に伝達するカム機構とを有し、
前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記ポンプ部の伸縮動作が実行されることにより、前記排出部から前記所定量のトナーを排出する
ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を前記所定回数検知した後、前記検知部からの信号に基づいて前記ポンプ部の１回の伸縮動作にかかる時間が所定時間となるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、
装置本体と、
駆動装置と、
制御手段と、
前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、
前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、
前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、
前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、
を備え、
前記制御手段は、前記移動機構が前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記移動機構が前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させた後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように前記駆動装置を制御する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記装置本体に設けられ、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力を前記移動機構に伝達可能な駆動伝達機構を更に備え、
前記駆動伝達機構は、前記シャッター部材が前記遮蔽位置から前記開放位置に移動するまでの間は、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力を前記移動機構に伝達し、前記シャッター部材が前記遮蔽位置から前記開放位置に移動した後は、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力を前記移動機構に伝達しない
ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記駆動装置は、直流モータであり、
前記制御手段は、パルス幅変調信号を入力することにより、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさを制御する
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記移動機構は、前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤと噛み合い、前記ボトルギヤの回転動作に伴って回転駆動される駆動ギヤと、前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記シャッター部材と係合し、前記駆動ギヤの回転動作に伴って前記トナーボトルに対して相対移動する係合部材を有し、
前記トナーボトルが前記装着部に装着された状態において、前記係合部材は、前記駆動ギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材が前記遮蔽位置から前記開放位置に移動するよう前記トナーボトルに対して相対移動することが可能である
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記トナーボトルが前記装着部に装着された状態において、前記係合部材は、前記駆動ギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材が前記開放位置から前記遮蔽位置に移動するよう前記トナーボトルに対して相対移動することが制限されている
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記装置本体に設けられ、前記係合部材に固定され、前記駆動ギヤの回転動作に伴ってスライド移動するウォームギヤを更に備え、
前記トナーボトルが前記装着部に装着された状態において、前記係合部材は、前記駆動ギヤの回転動作に伴って前記ウォームギヤと一体にスライド移動することにより、前記トナーボトルに対して相対移動する
ことを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、現像剤を収容する収容容器を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現像剤を収容した収容容器（トナーボトル）を備えた画像形成装置として、トナーボトルの回転動作に伴ってトナーボトルの排出口からトナーが排出され、現像装置にトナーが補給される構成が知られている。このようなトナーボトルを用いる場合、トナーの排出量を高精度に制御すべく、トナーボトルの回転速度を高精度で制御可能であることが好ましい。
【０００３】
このような構成として、例えば、ボトルの回転に伴って駆動されるポンプ部を有するトナーボトルと、トナーボトルを回転させる駆動モータと、駆動モータの回転速度を制御するモータ制御用ＩＣと、を備えた画像形成装置が提案されている（特許文献１参照）。この画像形成装置には、トナーボトルの回転速度を計測可能なフラグ式の回転検知センサが設けられている。そして、モータ制御用ＩＣは、回転検知センサからのフィードバック信号に基づいて、トナーボトルの回転速度を予め定められた目標値に近付けるように駆動モータの出力を制御する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１５−３１７３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、排出口を閉じられた状態の収容容器を画像形成装置本体の内部に収納したまま出荷して、装置本体の設置時に自動で排出口を開ける構成とした画像形成装置が考えられる。例えば、現像剤収容容器の排出口を開閉可能な開閉部材と、駆動モータ（駆動装置）から収容容器に伝達される駆動力の一部を利用して開閉部材を移動させる移動機構とを設ける構成が挙げられる。そして、このような構成において、上記特許文献１に記載のように駆動モータの出力をフィードバック制御することが考えられる。即ち、駆動モータの駆動により開閉部材を移動させて排出口を開ける初期動作と、初期動作の後に収容容器を回転させて現像剤を排出する現像剤排出動作とを、一連のフィードバック制御によって実行することが考えられる。
【０００６】
しかしながら、このように収容容器を駆動する駆動力の一部を利用して排出口を開ける構成の場合、初期動作時と初期動作の後とで駆動モータの負荷トルクが異なる場合がある。この場合、負荷トルクの差によって駆動モータの回転速度が目標値に収束するまでの時間が長くなり、現像剤排出動作における収容容器の回転速度が不安定となって、現像剤の排出量のばらつきが大きくなる可能性がある。また、駆動モータの回転速度が変動することにより、駆動モータの振動が例えば装置本体の部品の共振周波数帯に含まれると、装置の振動が大きくなる場合がある。この場合には、例えば、初期動作に並行して行われる装置本体の初期化作業（現像装置の調整作業など）に影響を及ぼす可能性がある。
【０００７】
そこで本発明は、収容容器を回転させる駆動装置により開閉部材を移動させて排出口を開ける構成において、開閉部材を開けた後に収容容器の回転が不安定になることを防ぐことが可能な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】
【０００８】
本発明の一態様は、トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、装置本体と、駆動装置と、制御手段と、前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、前記トナーボトルが所定回数回転したことに関する情報を検知する検知部と、前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、を備え、前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知するまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから、前記トナーボトルが前記所定回数回転したことに関する情報を前記検知部が検知した後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように、前記駆動装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。
本発明の他の態様は、トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、装置本体と、駆動装置と、制御手段と、前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、前記トナーボトルの回転に関する情報を検知する検知部と、前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、を備え、前記制御手段は、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を所定回数検知するまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記ボトルギヤに前記駆動力が入力されてから前記検知部が前記トナーボトルの回転に関する情報を前記所定回数検知した後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように前記駆動装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。
本発明のさらに他の態様は、トナーを用いて記録材に画像を形成する画像形成装置であって、装置本体と、駆動装置と、制御手段と、前記装置本体の装着部に装着可能であり、トナーを収容し、収容されたトナーを排出する排出部を有し、前記駆動装置から供給される駆動力により回転駆動されるトナーボトルと、前記トナーボトルに設けられ、前記排出部が遮蔽される遮蔽位置と前記排出部が開放される開放位置との間で移動可能なシャッター部材と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記駆動力が入力されるボトルギヤと、前記装置本体に設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるための移動機構と、前記トナーボトルに設けられ、前記装着部に前記トナーボトルが装着された状態で前記ボトルギヤの回転動作に伴って前記排出部から所定量のトナーを排出するための排出機構と、を備え、前記制御手段は、前記移動機構が前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させるまでの間の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさよりも、前記移動機構が前記シャッター部材を前記遮蔽位置から前記開放位置に移動させた後、前記排出機構が前記排出部から前記所定量のトナーを最初に排出する際の、前記ボトルギヤに入力される前記駆動力の大きさの方が小さくなるように前記駆動装置を制御することを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、開閉部材を開けた後に収容容器の回転が不安定になることを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。
【図２】画像形成装置の内部を示す斜視図。
【図３】装着部及び補給装置の構成を示す図。
【図４】トナーボトルの断面図であって、（ａ）はポンプ部が伸張した状態を示し、（ｂ）はポンプ部が収縮した状態を示す。
【図５】トナーボトルのカム機構の構成を示す展開図。
【図６】装着部及び装着部に装着されたトナーボトルの上視図。
【図７】駆動モータの制御構成を示すブロック図。
【図８】解除装置及び排出口シャッタを示す上視図。
【図９】スライドギヤの構成を示す図。
【図１０】解除装置の上視図であって、（ａ）は待機状態を示し、（ｂ）は解除状態を示す。
【図１１】解除装置の断面図であって、（ａ）は待機状態を示し、（ｂ）は解除状態を示す。
【図１２】解除装置及び保持部材を示す上視図であって、（ａ）は解除装置の待機状態を示し、（ｂ）は解除装置の解除状態を示す。
【図１３】排出口シャッタの位置を示す図であって、（ａ）はトナーボトルが装置本体に装着されていない場合、（ｂ）は装置本体に装着されたトナーボトルが封止状態にある場合、（ｃ）は装置本体に装着されたトナーボトルが開封された場合を示す。
【図１４】トナーボトルの動作制御フローを示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面に沿って本発明の実施形態に係る画像形成装置１００について説明する。なお、画像形成装置１００において、トナーボトルＴＹ〜ＴＫの挿入方向側（図１の紙面奥側）を「奥側」とし、その反対側（図１の紙面手前側）を「手前側」とする。また、装置奥側を向いた視点（図１の視点）を基準に各部材の上下左右の方向を表すものとする。
【００１２】
［画像形成装置］
画像形成装置１００は、図１に示すように、電子写真方式を用いてトナー像を形成する４つの画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫが中間転写ベルト７に沿って配置された所謂中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫのそれぞれは、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｍ）、マゼンタ（Ｃ）、又はブラック（Ｋ）のトナー色に対応している。画像形成装置１００の装置本体１０１には、画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫ及び中間転写ベルト７の他に、収納庫１０、給送ローラ６１、レジストローラ６２、２次転写部Ｔ２、定着装置１３、排紙トレイ６３、及びＣＰＵ５０等が設けられている。また、画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫのそれぞれに対応する色のトナーを収容したトナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫが、装置本体１０１に対して着脱自在に設けられている。
【００１３】
収納庫１０には、記録材Ｓ（例えばプリンタ用紙、ＯＨＰシートなどのシート材）が積載された状態で収納されている。給送ローラ６１は摩擦分離方式のローラ対であって、後述する画像形成プロセスに並行して記録材Ｓを１枚ずつ分離してレジストローラ６２へ向けて搬送する。レジストローラ６２は、記録材Ｓの斜行を補正すると共に、２次転写部Ｔ２におけるトナー像の転写タイミングに合わせて記録材Ｓを２次転写部Ｔ２へ向けて搬送する。
【００１４】
２次転写部Ｔ２は、２次転写内ローラ８に巻き掛けられた中間転写ベルト７と２次転写外ローラ９との間のニップ部として形成されている。対向するローラ対である２次転写内ローラ８及び２次転写外ローラ９には、所定の加圧力と静電的負荷バイアスとが付与されている。２次転写部Ｔ２は、レジストローラ６２から搬送された記録材Ｓを挟持して、加圧力及び静電的負荷バイアスによって中間転写ベルト７に担持されたトナー像を記録材Ｓに吸着（二次転写）させるように構成されている。
【００１５】
定着装置１３は、対向する一対の定着ローラ１３ａ，１３ｂと、これら定着ローラ１３ａ，１３ｂの間に形成されたニップ部に圧力を与える付勢手段と、記録材Ｓのトナー像に熱量を供給するヒータ（熱源）とを備える。定着ローラ１３ａ，１３ｂは、画像形成プロセスの進行に合わせて適宜温度管理されており、２次転写部Ｔ２を通過した記録材Ｓが定着装置１３のローラ対に挟持されると、トナー像が溶融して記録材Ｓに固着する。画像を定着させられた記録材Ｓは、片面印刷の場合は排紙トレイ６３に排出され、両面印刷を行う場合は不図示の反転搬送装置を介して再び２次転写部Ｔ２へと搬送され、裏面に画像を形成される。
【００１６】
［画像形成部］
次に、図１に基づいて画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫの構成及び画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおけるトナー像の形成過程（画像形成プロセス）について説明する。これら画像形成部ＰＹ，ＰＭ，ＰＣ，ＰＫは、中間転写ベルト７の搬送方向（矢印Ｒ）に沿ってイエロー（ＰＹ）、マゼンタ（ＰＭ）、シアン（ＰＣ）、及びブラック（ＰＫ）の順に配置されている。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、並び順もこの限りではない。
【００１７】
なお、以下の説明において、イエローのトナーを用いる画像形成部ＰＹについて説明するが、その他の画像形成部ＰＭ，ＰＣ，ＰＫもトナー色の違いを除いて同様に構成されている。そのため、画像形成部毎に設けられる部材の符号には末尾に「Ｍ」、「Ｃ」、又は「Ｋ」を付して説明を省略する。
【００１８】
画像形成部ＰＹは、感光ドラム１Ｙ、帯電装置２Ｙ、露光装置３Ｙ、現像装置１５Ｙ、１次転写ローラ５Ｙ、及び感光体クリーナ６Ｙ等を有している。画像形成部ＰＹは、装置本体１０１のＣＰＵ５０から送信される画像形成指令及び画像情報に基づいて画像形成プロセスを開始する。
【００１９】
像担持体としての感光ドラム１Ｙは、図示しない現像駆動装置によって、中間転写ベルト７の搬送方向（Ｒ）に沿って回転駆動され、表面を帯電装置２Ｙによって一様に帯電される。感光ドラム１Ｙには、露光装置３Ｙから回折手段を経由したレーザー光が画像情報に基づいて照射され、レーザー光によって感光ドラム１Ｙの表面電荷が除電されて静電潜像が形成される。
【００２０】
現像装置１５Ｙは、トナーを含む現像剤を収容する現像容器１６Ｙと、現像剤を担持して回転する現像スリーブとを有する。現像スリーブと感光ドラム１Ｙとの間には現像バイアス電界が形成されており、現像スリーブに担持された現像剤のトナーが静電的に付勢されて感光ドラム１Ｙの表面に移動することで、静電潜像がイエローのトナー像として顕在化（現像）される。なお、現像容器１６Ｙの内部（現像装置内部）には、現像容器１６Ｙに収容された現像剤のトナー濃度（現像剤に対するトナーの重量比；Ｔ／Ｄ比）を計測可能なトナー濃度検知手段としてのトナー濃度センサ１９Ｙが設けられている。
【００２１】
ここで、本実施形態における現像剤は、磁性キャリアと非磁性トナーとを含む二成分現像剤である。初期状態の現像装置１５Ｙには、所定の割合で混合されたキャリア及びトナーを含む初期現像剤が封入され、トナーボトルＴＹには、イエロートナーが封入されている。なお、現像剤として磁性トナー又は非磁性トナーのみを用いる一成分現像剤を用いる構成であってもよい。また、トナー以外の成分をトナーボトルに封入してもよく、例えばトナーとキャリアとをトナーリッチな所定の割合で混合した現像剤を封入する構成であってもよい。
【００２２】
１次転写ローラ５Ｙは、中間転写ベルト７を挟んで感光ドラム１Ｙに対向配置され、感光ドラム１Ｙとの間のニップ部として１次転写部Ｔ１Ｙを形成している。感光ドラム１Ｙに担持されたトナー像は、１次転写ローラ５Ｙにより１次転写部Ｔ１Ｙに与えられた加圧力及び静電的負荷バイアスによって中間転写ベルト７へと移動し、中間転写ベルト７にトナー像が１次転写される。なお、１次転写部Ｔ１Ｙを通過して感光ドラム１Ｙに残留した転写残トナーは感光体クリーナ６Ｙによって回収され、感光体クリーナ６Ｙを通過した部分の感光ドラム１Ｙの表面は再び帯電可能な状態となる。
【００２３】
中間転写体としての中間転写ベルト７は図示しないベルトフレームに支持されると共に、２次転写内ローラ８と、テンションローラ１７と、２次転写上流ローラ１８とに巻き掛けられた無端状のベルトである。２次転写内ローラ８は中間転写ベルト７への駆動伝達手段を兼ねており、不図示の駆動手段に駆動されて回転して中間転写ベルト７を矢印Ｒに示す方向に駆動する。
【００２４】
上述した画像形成プロセスは他の画像形成部ＰＭ，ＰＣ，ＰＫにおいても並行して進められ、感光ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの表面にマゼンタ、シアン、又はブラックのトナー像がそれぞれ形成される。これらのトナー像は１次転写部Ｔ１Ｍ，Ｔ１Ｃ，Ｔ１Ｋにおいてイエローのトナー像に重ね合わせるように転写され、中間転写ベルト７の表面にフルカラーのトナー像が形成される。中間転写ベルト７は、上述した通り、２次転写部Ｔ２においてフルカラーのトナー像を記録材Ｓに転写可能に構成される。
【００２５】
なお、１次転写部Ｔ１Ｋの下流側には、中間転写ベルト７の表面に転写されたトナーパッチの濃度を計測可能な濃度検知手段としての光学式の濃度検出センサ２９が配置されている。また、２次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト７に残留した転写残トナーは転写クリーナ装置１１によって回収される。中間転写ベルト７の表面は、転写クリーナ装置１１を通過すると、再びトナー像を担持可能な状態となる。
【００２６】
［トナーボトル］
続いて、現像剤を収容する収容容器としてのトナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫについて説明する。なお、イエローのトナーを収容したトナーボトルＴＹについて説明するが、シアン、マゼンタ、及びブラックのトナーボトルＴＭ，ＴＣ，ＴＫについても同様に構成されているため、対応する部材の符号末尾にＭ，Ｃ，Ｋのいずれかを付して説明を省略する。
【００２７】
トナーボトルＴＹは、図２及び図３に示すように、装置本体１０１の手前側から奥側へと挿入された状態で、装置本体１０１の装着部１２Ｙに装着されている。装着部１２Ｙは、トナーボトルＴＹを保持する保持部材ＭＹと、トナーボトルＴＹを駆動する駆動部ＤＹと、トナーボトルＴＹから排出されたトナーを現像装置１５Ｙに補給する補給装置７０Ｙとを有している。なお、駆動部ＤＹ及び補給装置７０Ｙの詳細については後述する。
【００２８】
保持部材ＭＹは、装置本体１０１の手前側に立設される手前側支持板５１と、奥側に立設される奥側支持板５２とに亘って懸架されている。保持部材ＭＹは、後述するトナーボトルＴＹのキャップ部２１の下部を回り止めした状態で保持する固定部５３を有している（図３参照）。なお、トナーボトルＴＭ，ＴＣ，ＴＫを保持する保持部材ＭＭ，ＭＣ，ＭＫを合わせた４つの保持部材ＭＹ，ＭＭ，ＭＣ，ＭＫのそれぞれは、手前側支持板５１及び奥側支持板５２に独立に懸架されている。
【００２９】
トナーボトルＴＹは、図４に示すように、中空円筒状に形成されたボトル部２０と、ボトル部２０の軸方向の一端側に配置されたキャップ部２１（フランジ部）と、キャップ部２１の内部に配置された排出口シャッタ４とを有している。以下、説明の便宜上、ボトル部２０の軸方向においてキャップ部２１が配置される側を頭部側とし、その反対側を胴体側とする。
【００３０】
キャップ部２１は、頭部側の一端を閉鎖された中空の排出部２１ｈを有し、排出部２１ｈの底部をなす底板２１ｃには排出口２１ａが開口している。底板２１ｃの下方には、キャップ部２１の底面をなす底部カバー２１ｄが配置され、底板２１ｃと底部カバー２１ｄとの間の間隙に排出口シャッタ４が配置されている。底部カバー２１ｄは、トナーボトルＴＹが保持部材ＭＹに保持された状態で、固定部５３に嵌まり込んで相対回転不能に保持される回り止め形状（例えば、断面矩形状）からなる。開閉部材としての排出口シャッタ４は、上下方向におけるキャップ部２１の底板２１ｃと底部カバー２１ｄとの間に配置され、ボトル部２０の軸方向にスライドすることで、排出口２１ａを開く開位置と排出口２１ａを閉じる閉位置とに移動可能である。トナーボトルＴＹは、排出口シャッタ４が開位置にある状態でボトル部２０が回転駆動されることで、排出口２１ａからトナーを排出するように構成されている。
【００３１】
ボトル部２０は、円筒部２０ｋと、ポンプ部２０ｂと、ギヤ部２０ａとを有している。収容部の一例である円筒部２０ｋは、胴体側の一端を閉鎖された円筒形状からなり、トナー（図４の梨地部分）を収容可能な内部空間を形成している。円筒部２０ｋは、外周部から径方向内側へ突出して螺旋状に形成された螺旋突起２０ｃを有し、回転動作によってトナーを頭部側へと搬送可能に設けられている。
【００３２】
ポンプ部２０ｂは、ベローズ式の容積可変型ポンプ（蛇腹状ポンプ）であり、その伸縮方向を円筒部２０ｋの回転軸方向に向けた姿勢で円筒部２０ｋの頭部側に隣接している。ポンプ部２０ｂは弾性変形可能な樹脂材料からなり、軸方向に内径が周期的に変化するように「山折り」部と「谷折り」部とを交互に複数形成された蛇腹形状からなり、円筒部２０ｋの回転軸方向に伸縮可能に構成されている。
【００３３】
ギヤ部２０ａは、外周に歯列を形成された環状の歯車であり、ポンプ部２０ｂの頭部側に隣接している。ボトル部２０は、これらギヤ部２０ａ、ポンプ部２０ｂ、及び円筒部２０ｋが一体的に構成され、ギヤ部２０ａの側からキャップ部２１に挿着されている。ギヤ部２０ａの歯列はキャップ部２１の外方に露出しており、ボトル部２０は、駆動部ＤＹからの駆動力がギヤ部２０ａに伝達されることでキャップ部２１に対して相対回転する。ギヤ部２０ａは、頭部側の側面においてリング状のシール部材２７を介してキャップ部２１に当接すると共に、キャップ部２１によって胴体側への移動を規制されている。シール部材２７は、ギヤ部２０ａとキャップ部２１とに挟まれて圧縮された状態にあり、ボトル部２０とキャップ部２１とを気密状に接続している。
【００３４】
キャップ部２１とボトル部２０との間には、ギヤ部２０ａに伝達された回転方向の駆動力をポンプ部２０ｂの伸縮方向（軸方向）の運動に変換するカム機構２２が設けられている。カム機構２２は、ボトル部２０の円筒部２０ｋの外周面に凸設されたカム突起２０ｄと、キャップ部２１の内周面に設けられたカム溝２１ｂとによって構成されている。
【００３５】
カム溝２１ｂは、図５の展開図に示すように、ボトル部２０の回転によるカム突起２０ｄの移動方向（矢印Ａ）に視て、頭部側へと傾斜する第１傾斜部ｂ１と、胴体部側へと傾斜する第２傾斜部ｂ２とを有し、周方向に亘って連続的に形成されている。本実施形態においては、カム溝２１ｂは最も頭部側に位置する２つの最大収縮点Ｐ１，Ｐ１と、最も胴体側に位置する最大伸張点Ｐ２，Ｐ２とを接続するように、２本の第１傾斜部ｂ１と２本の第２傾斜部ｂ２とが交互に接続されて形成されている。また、周方向に対する第１傾斜部ｂ１の傾斜角度αと、第２傾斜部ｂ２の傾斜角度βとは等しく設定されている。なお、カム機構２２の構成はこれに限らず、例えばカム溝２１ｂの形状（例えば、α，βの値やカム溝の振幅Ｌ）を変更することによって、ボトル部２０の回転に対するポンプ部の伸縮速度及び伸縮幅等を調整可能である。
【００３６】
カム突起２０ｄは、ボトル部２０の回転に伴って周方向に移動すると共に、第１傾斜部ｂ１及び第２傾斜部ｂ２に沿って軸方向に往復移動する。図４及び図５を参照して、カム突起２０ｄが第１傾斜部ｂ１に沿って頭部側（矢印γ）へ移動するときには、円筒部２０ｋがキャップ部２１に対して頭部側へ移動すると共にポンプ部２０ｂが収縮する。また、カム突起２０ｄが第２傾斜部ｂ２に沿って胴体側（矢印ω）へと移動するときには、円筒部２０ｋが胴体側へと移動すると共に、ポンプ部２０ｂが伸張する。上述したカム溝２１ｂの形状により、ボトル部２０が１回転する間に、カム突起２０ｄは２回の往復運動を行い、ポンプ部２０ｂは２回の伸縮動作を行う。
【００３７】
［駆動装置及び補給装置］
次に、装着部１２Ｙの駆動部ＤＹ及び補給装置７０Ｙについて説明する。駆動部ＤＹは、図６に示すように、駆動装置としての駆動モータ４０とギヤ列４７とを有し、奥側支持板５２に支持されている。駆動モータ４０は直流モータ（ＤＣモータ）であって、装置本体１０１のＣＰＵ５０によって制御される。駆動モータ４０は、出力ギヤ４１が設けられた出力軸を手前側に向けた姿勢で奥側支持板５２の奥側に配置されている。
【００３８】
出力ギヤ４１の回転は、減速ギヤ４２及び連結ギヤ４３からなるギヤ列４７を介してトナーボトルＴＹのギヤ部２０ａに伝達される。減速ギヤ４２は、出力ギヤ４１に噛合う出力ギヤ４１よりも大径の大径ギヤ４２ａと、大径ギヤ４２ａより小径の小径ギヤ４２ｂとが一体的に形成され、出力ギヤ４１の回転を減速して連結ギヤ４３に伝達する。連結ギヤ４３は、小径ギヤ４２ｂに噛合うギヤ４３ａと、トナーボトルＴＹのギヤ部２０ａに噛合うギヤ４３ｂとが、奥側支持板５２を貫通するかたちで一体的に連結されている。
【００３９】
補給装置７０Ｙは、図３に示すように、収容部７１、搬送スクリュ７２、搬送モータ７５、及びギヤ列７３等を有し、保持部材ＭＹの下方かつ現像容器１６Ｙの上方（図１参照）に配置されている。
【００４０】
収容部７１は上下方向に延びる筒状に形成され、保持部材ＭＹにトナーボトルＴＹが装着された状態で、排出口２１ａの下方に位置する。収容部７１の下部は、奥側から手前側へと延びる搬送部７４に接続され、搬送部７４の手前側の下部には現像容器１６Ｙに設けられた不図示の補給口に接続された排出口７４ａが開口している。搬送部７４の内部には奥側から手前側にトナーを搬送可能な搬送スクリュ７２が設けられ、搬送部の奥側に配置された搬送モータ７５からギヤ列７３を介して駆動されて回転する。搬送モータ７５は、ＣＰＵ５０により現像装置１５Ｙの現像スリーブ及び撹拌・搬送スクリュ等を駆動する不図示の現像モータと回転が同期するように制御されている。これにより、トナーボトルＴＹの排出口２１ａから排出されたトナーは、搬送スクリュ７２によって搬送されて、現像容器１６Ｙに補給される。
【００４１】
［トナーボトルの制御構成］
次に、トナーボトルＴＹからトナーを排出させる排出動作を制御する制御構成について説明する。保持部材ＭＹには、図３及び図６に示すように、トナーボトルＴＹの回転位相を検知可能な検知手段として、磁気センサを例とする位相センサＴＳが設けられている。トナーボトルＴＹには、ボトル部２０と一体的に回転する位相フラグ２８が設けられている。本実施形態においては、この位相フラグ２８は、ボトル部２０の回転軸を挟んで対向する（位相が１８０度異なる）２ヶ所に配置されている。位相センサＴＳは、位相フラグ２８が予め設定された検知距離よりも近付くとＯＮ信号を発し、それ以外の場合にはＯＦＦ信号を発する。
【００４２】
より精確に説明すると、位相フラグ２８は、ボトル部２０のカム突起２０ｄがカム溝２１ｂの最大収縮点Ｐ１（図５参照）に位置するときに位相センサＴＳに最接近するように配置されている。従って、位相センサＴＳはトナーボトルＴＹのポンプ部２０ｂが収縮した状態にあるときにＯＮ信号を発信し、ポンプ部２０ｂが伸張するとＯＦＦ信号を発する。また、位相センサＴＳがＯＮ信号を発している状態からギヤ部２０ａが１回転されると、位相センサはＯＦＦ，ＯＮ，ＯＦＦの信号を順に発した後に再びＯＮ信号を発する。
【００４３】
位相センサＴＳから発せられた信号は、図７のブロック図に示すように、装置本体１０１のＣＰＵ５０に伝達される。ＣＰＵ５０は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ；パルス幅変調）信号を入力することで、駆動モータ４０の出力（トルク及び回転数）を制御する。また、ＣＰＵ５０は、位相センサＴＳのＯＮ信号の間隔から、ポンプ部２０ｂの伸縮動作１回当たりの所要時間（経過時間）を計測可能に設けられ、この所要時間をメモリＲＭに記録する。そして、ＣＰＵ５０はトナーボトルＴＹに排出動作をさせる際に、この所要時間があらかじめ設定された目標値（Ｔｔ）に近付くように駆動モータ４０をフィードバック制御する。なお、具体的な制御フローについては、設置時の制御フローと合わせて後述する。
【００４４】
［トナーの補給］
上述のように構成された画像形成装置１００において、ＣＰＵ５０は駆動モータ４０をに信号を入力してトナーボトルＴＹからトナーを排出させ、補給装置７０Ｙによって現像装置１５Ｙにトナーを補給させる。以下、トナーボトルＴＹからトナーが排出される排出動作について説明する。ただし、トナーボトルＴＹの排出口シャッタ４は開位置にあるものとする。
【００４５】
ＣＰＵ５０が駆動モータ４０を回転させると、ギヤ列４７を介してギヤ部２０ａが駆動されて、トナーボトルＴＹのボトル部２０が回転する。すると、螺旋突起２０ｃによって円筒部２０ｋに収容されたトナーが頭部側へと搬送されると共に、カム機構２２によって駆動モータ４０からボトル部２０に与えられた回転力がポンプ部２０ｂの伸縮運動に変換される。
【００４６】
ポンプ部２０ｂは、伸縮動作によって排出口２１ａから吸気動作と排気動作とを交互に行わせる吸排気機構として働く。ポンプ部２０ｂが収縮すると、トナーボトルＴＹの内部空間が圧縮されて内圧が外気圧よりも高くなり、排出口２１ａからトナーが放出される。ポンプ部２０ｂが伸張するときには、トナーボトルＴＹの内圧が外気圧より低くなるため、排出口２１ａから外気が吸入される。排出口２１ａから排出されたトナーは、搬送スクリュ７２に搬送されて排出口７４ａから排出され、現像容器１６Ｙの内部に供給される。ＣＰＵ５０は、必要なトナーの補給量を判断し、トナーボトルＴＹから排出されるトナー量が必要な補給量に到達するまでトナーボトルＴＹを回転させる。
【００４７】
［解除装置］
次に、排出口シャッタ４の詳細と、排出口シャッタ４を移動させてトナーボトルＴＹの封止を解除する解除装置３０について、図８ないし図１１に基づいて説明する。なお、排出口シャッタ４の一部はトナーボトルＴＹの内部に位置するが、図８において排出口シャッタ４以外のトナーボトルＴＹの部材は省略されている。
【００４８】
排出口シャッタ４は、図８に示すように、シャッタ板４ｃと、フック部４ｂ，４ｂとを有している。シャッタ板４ｃは、排出口シャッタ４が閉位置にある状態で排出口２１ａを閉鎖可能な平板状に形成されている。連通口４ａは、シャッタ板４ｃの頭部側に排出口２１ａに比して小さい径の円状に形成され、排出口シャッタ４が開位置にある状態でトナーボトルＴＹの排出口２１ａと連通する位置に配置されている。フック部４ｂは、シャッタ板４ｃの幅方向両側から突出して胴体側へ向けて延出するアームと、アームの先端において屈曲形成された先端部とを有し、キャップ部２１の下部においてトナーボトルＴＹの外方に露出している。
【００４９】
排出口シャッタ４を移動させる移動機構としての解除装置３０は、図８及び図１０に示すように、保持部材ＭＹに取付けられており、保持部材ＭＹに装着されたトナーボトルＴＹの下方に位置している。解除装置３０は、排出口シャッタ４に係合した状態でスライドするスライド部材３１（図１０参照）と、ギヤ部２０ａから駆動力を受取ってスライド部材３１に伝達するスライドギヤ４４及びウォームギヤ４５とを有している。なお、保持部材ＭＹの固定部５３の底面には、保持部材ＭＹに装着されたトナーボトルＴＹの排出口２１ａと重なる位置に開口する開口部Ｍａが形成されている。
【００５０】
スライドギヤ４４は、トナーボトルＴＹが保持部材ＭＹに装着された状態でトナーボトルＴＹのギヤ部２０ａに噛合う外歯ギヤであり、平面視においてギヤ部２０ａ及び連結ギヤ４３のギヤ４３ｂと重なる位置にある（図３及び図６参照）。ウォームギヤ４５は、スライドギヤ４４の内周側に配置され、スライド部材３１に支持されている。
【００５１】
ウォームギヤ４５のネジ溝には、スライドギヤ４４の内周面に凸設された突起４４ａ（図９参照）が嵌め合されており、スライドギヤ４４が回転すると突起４４ａによってウォームギヤ４５が手前側へとスライド移動する。ウォームギヤ４５のネジ溝の長さは、スライドギヤ４４の回転量が所定量に達するとウォームギヤ４５が突起４４ａから係脱するように設定されている。ただし、所定量とは、ウォームギヤ４５の軸方向の移動量が、排出口シャッタ４による排出口２１ａの開閉に十分な移動量となるように設定された回転量である。本実施形態において、ウォームギヤ４５は、ギヤ部２０ａが半回転（１８０度回転）したときにスライドギヤ４４から係脱するように構成されている。すわなち、解除装置３０は、排出口シャッタ４が閉位置から開位置へと移動した後に排出口シャッタ４への動力伝達が遮断されるように構成されている。
【００５２】
スライド部材３１は、図１０及び図１１に示すように、位置決め用のツメ部３１ａと、排出口シャッタ４のフック部４ｂに係合可能な係止部３１ｂと、後述する保持部材ＭＹの突き当て部Ｍ３に当接可能な当接部３１ｃとが一体的に構成されている。また、係止部３１ｂと当接部３１ｃとの間には、排出口シャッタ４の幅方向内方へ向けて台形状に盛り上がった凸設部３１ｄが設けられている。スライド部材３１は、ウォームギヤ４５と一体的にスライド移動する。これにより、スライド部材３１は、排出口シャッタ４の閉位置に対応する待機位置（図１０（ａ）及び図１１（ａ））と、排出口シャッタの開位置に対応する解除位置（図１０（ｂ）及び図１１（ｂ））との間で移動可能である。
【００５３】
保持部材ＭＹには、図１２に示すように、スライド部材３１の位置を規定する位置決め部として、第１係止部Ｍ１と、第２係止部Ｍ２と、突き当て部Ｍ３とが設けられている。第１係止部Ｍ１は、待機位置（図１２（ａ）参照）にあるスライド部材３１のツメ部３１ａを係止して後方側への移動を規制する。第２係止部Ｍ２は、第１係止部Ｍ１の前方側に配置され、解除位置（図１２（ｂ）参照）にあるスライド部材３１のツメ部３１ａを係止して後方側への移動を規制する。突き当て部Ｍ３は、スライド部材３１の当接部３１ｃに当接可能に設けられ、スライド部材３１が解除位置よりも前方側へと移動することを規制する。
【００５４】
［排出口シャッタの移動］
上述のように構成された排出口シャッタ４が開封されるまでの動きについて、図１３を用いて説明する。なお、排出口シャッタ４の位置を表す第１位置Ｋ１，第２位置Ｋ２（閉位置），第３位置Ｋ３（開位置）は、それぞれ連通口４ａの中心位置を基準としている。トナーボトルＴＹが装置本体１０１に装着されていない未装着状態にあるとき、排出口シャッタ４は例えば図１３（ａ）に示す第１位置Ｋ１にある。このとき、トナーボトルＴＹの排出口２１ａはシャッタ板４ｃによって封止された状態にある。また、装置本体１０１において、解除装置３０はスライド部材３１が待機位置に位置する待機状態にある。
【００５５】
作業者がトナーボトルＴＹを保持部材ＭＹに手前側から奥方向（矢印Ｂ）へ挿入すると、まず、排出口シャッタ４のフック部４ｂがスライド部材３１の凸設部３１ｄに手前側から当接する。さらにトナーボトルＴＹを押し込むと、フック部４ｂは凸設部３１ｄに押圧されて幅方向内側に弾性変形しながら凸設部３１ｄの奥側へと移動して係止部３１ｂに係止される。このとき、スライド部材３１は第１係止部Ｍ１によって待機位置に係止され、排出口シャッタ４はスライド部材３１によって奥側への移動を規制されるため、排出口シャッタ４がトナーボトルＴＹの押込みに伴って手前側にスライドする。トナーボトルＴＹの押込みが完了すると、排出口シャッタ４は第１位置Ｋ１から手前側へ移動量Ｘ１だけ移動して、図１３（ｂ）に示す第２位置Ｋ２（閉位置）をとる。このとき、トナーボトルＴＹの排出口２１ａと保持部材ＭＹの開口部Ｍａとが重なり合う一方で、排出口２１ａは排出口シャッタ４のシャッタ板４ｃに塞がれるため、トナーボトルＴＹは封止状態に保たれている。また、トナーボトルＴＹの位相フラグ２８は、トナーボトルＴＹが保持部材ＭＹに挿入されたときに位相センサＴＳがＯＮ信号を発するように位置決めされている。
【００５６】
後述するフローチャート（図１４）に従って、駆動モータ４０によってトナーボトルＴＹのギヤ部２０ａが所定量（半回転）駆動されることで、トナーボトルＴＹの封止を解除する解除動作が行われる。すなわち、ギヤ部２０ａの回転によって、スライドギヤ４４及びウォームギヤ４５を介してスライド部材３１が手前側へとスライドする。スライド部材３１のツメ部３１ａは、第１係止部Ｍ１から離脱して手前側へ移動する。そして、ギヤ部２０ａが半回転して位相センサＴＳが再びＯＮ信号を発する状態になると共に、ウォームギヤ４５がスライドギヤ４４の突起４４ａから係脱する。このとき、スライド部材３１は解除位置に到達して、ツメ部３１ａが第２係止部Ｍ２に係合した状態となって停止する。
【００５７】
解除装置３０のスライド部材３１が解除位置に位置する解除状態となることで、排出口シャッタ４はスライド部材３１に引張られて第２位置Ｋ２から手前側に移動量Ｘ２だけ移動して、図１３（ｃ）に示す第３位置Ｋ３（開位置）に到達する。移動量Ｘ２は、スライドギヤ４４によるウォームギヤ４５のスライド量に対応し、排出口２１ａの半径と連通口４ａの半径との和に比して大きく設定されている。第３位置Ｋ３にある排出口シャッタ４の連通口４ａと、排出口２１ａとが重なり合うことで、連通口４ａを介してトナーボトルＴＹの内部と外部とが連通される。これにより、排出口２１ａを開けてトナーボトルＴＹの封止を解除する解除動作が完了し、トナーボトルＴＹは補給装置７０Ｙを介してトナー補給可能な状態となる。
【００５８】
なお、開封済みのトナーボトルＴＹを交換する際には、作業者はトナーボトルＴＹを把持して手前側へと引き抜く。すると、フック部４ｂが凸設部３１ｄに押圧されて弾性変形する（図８参照）ことで、排出口シャッタ４は解除装置３０から離脱してトナーボトルＴＹと共に装置本体１０１の外部に取出される。このとき、スライド部材３１は、当接部３１ｃが突き当て部Ｍ３に突き当って手前側への移動を規制されるため、解除位置に留まる。そして、未装着状態にある新しいトナーボトルＴＹが挿入されると、解除位置にあるスライド部材３１に排出口シャッタ４が係止されるため、排出口シャッタ４は移動量Ｘ１＋Ｘ２だけ手前側へスライドする。これにより、排出口シャッタ４が第１位置Ｋ１から直接的に第３位置Ｋ３へと移動し、トナーボトルＴＹの挿入動作によって排出口２１ａの開封が完了する。
【００５９】
［トナーボトルの動作制御］
次に、トナーボトルＴＹを動作させるための、ＣＰＵ５０による駆動モータ４０の制御フローについて、図１４のフローチャートに基づいて説明する。なお、以下の説明においてイエローのトナーボトルＴＹについての制御フローを説明するが、他のトナーボトルＴＭ，ＴＣ，ＴＫについても、制御対象（駆動部ＤＭ，ＤＣ，ＤＫの駆動モータ）が異なる以外は同様の制御を実行可能である。また、以下の制御フローは、装置本体１０１に設けられた記憶媒体に保存されたプログラムをＣＰＵ５０がメモリＲＭに読み出されることで実行される。
【００６０】
ＣＰＵ５０は、装置本体１０１の電源がＯＮされた場合、又は前の画像形成プロセスが完了した場合等にこの制御フローを開始し（ＳＴＥＰ１）、メモリＲＭの情報を参照して装置本体１０１が設置シーケンスを完了しているか否かを判断する（ＳＴＥＰ２）。例えば、装置本体１０１の設置シーケンスとは、例えば工場から出荷されてから初めて通電された場合等、画像形成装置１００が初期状態にある場合に行う一連の調整作業である。
【００６１】
設置シーケンスの調整作業には、トナーボトルＴＹの解除動作、濃度検出センサの光量調整、及び現像装置１５Ｙの初期化が含まれる。光量調整とは、光学式の濃度検出センサ２９の調整作業であり、例えば、所定の光量の下で濃度検出センサ２９が検知する受光量が予め設定された値となるように調整する。また、現像装置の初期化には、例えば現像装置１５Ｙの内部の現像剤を撹拌して容器内部のＴ／Ｄ比を均一化するなどして、現像装置１５Ｙのトナー濃度を調整する現像剤濃度調整が含まれる。設置シーケンスが完了すると、メモリＲＭには設置シーケンスの完了を表す設置情報が書き込まれる。
【００６２】
設置シーケンスが未完である場合（ＳＴＥＰ２：Ｎｏ）、ＣＰＵ５０は予め設定された値の第１デューティ比ＤＷ１の信号（第１の初期入力値）を駆動モータ４０に入力し、フィードフォワード制御により駆動モータ４０を制御する（ＳＴＥＰ３）。この第１デューティ比ＤＷ１の値は、ＳＴＥＰ３における回転速度が目標回転数Ｎ１＝６０［ｒｐｍ］となるように、出荷前に予め設定されたものである。
【００６３】
ＣＰＵ５０は、位相センサＴＳからの信号によって、ポンプ部２０ｂの所定回数（本実施形態においては１回）のポンプ動作に相当するギヤ部２０ａの所定量の回転を検知するまで駆動モータ４０の駆動を継続する（ＳＴＥＰ４）。これにより、駆動モータ４０からトナーボトルＴＹに与えられた駆動力の一部を利用して、解除装置３０が排出口シャッタ４を閉位置から開位置へと移動させ、設置シーケンスの一部を構成するトナーボトルＴＹの開封が自動で実行される。そして、ポンプ部２０ｂが所定量回転したことを確認すると（ＳＴＥＰ４：Ｙｅｓ）、駆動モータ４０の駆動を停止する。このとき、ＣＰＵ５０はＳＴＥＰ３においてトナーボトルＴＹが最後に半回転した際（ポンプ部２０ｂの最後に伸縮動作した際）のポンプ動作１回分の所要時間ＴｉとしてメモリＲＭに記録する（ＳＴＥＰ５）。
【００６４】
なお、解除装置３０の解除動作に要する駆動モータ４０の回転量は、ポンプ部２０ｂのポンプ動作１回に相当する回転量より多く（少なく）設定してもよい。また、本実施形態においては、フィードフォワード制御により駆動モータ４０を回転させて解除装置３０に解除動作を実行させているが、フィードバック制御により解除動作を実行させてもよい。すなわち、ＣＰＵ５０は駆動モータ４０に第１デューティ比ＤＷ１の信号を入力した後、位相センサＴＳからの信号に基づいて、トナーボトルＴＹの回転速度が目標回転数Ｎ１に近付くように駆動モータ４０への入力信号を修正する構成としてもよい。
【００６５】
次に、ＣＰＵ５０はトナー消費量の推定値又は現像容器内部のＴ／Ｄ比等に基づいてトナー補給の必要性を判断して（ＳＴＥＰ６）、補給回数（ポンプ部２０ｂの伸縮回数）を決定する。ＣＰＵ５０は、例えば画像情報からビデオカウント値を計測することによってトナーの消費量を推定している。ただし、ビデオカウント値とは、トナー色毎に画像データの１画素ごとの濃度値を画像１面分積算したものである。また、現像容器内部のＴ／Ｄ比は、例えば現像容器１６Ｙに設けられたトナー濃度センサ１９Ｙの検出値等に基づいて判断される。
【００６６】
トナー補給の必要がある場合、ＣＰＵ５０は解除装置３０の解除動作後初の補給かどうかを判断する（ＳＴＥＰ７）。解除動作後初の補給である場合（ＳＴＥＰ７：Ｙｅｓ）には、ＣＰＵ５０は第２デューティ比ＤＷ２の信号（第２の初期入力値）を駆動モータ４０に入力して、トナーボトルＴＹをポンプ動作１回分の回転量で回転させる（ＳＴＥＰ８）。また、位相センサＴＳからの信号に基づいて、第２デューティ比ＤＷ２の下でポンプ動作１回に要した時間Ｔｉを更新すると共に、第２デューティ比ＤＷ２の値を前回デューティ比ＤＷ３としてメモリＲＭに書き込む。
【００６７】
ここで、解除動作を行う場合と排出動作を行う場合とで駆動モータ４０へのトルク負荷が異なることを説明する。解除動作を行う場合（ＳＴＥＰ３）には、トナーボトルＴＹを回転させる負荷と解除装置３０を介して排出口シャッタ４を移動させる負荷とを合わせた負荷トルクが駆動モータ４０に作用する。その一方で、補給動作を行う場合（ＳＴＥＰ８）には、排出口シャッタ４への駆動入力が遮断されており、解除装置３０のスライドギヤ４４は無負荷で回転する状態にある。このため、ＳＴＥＰ８の補給動作（排出動作）において駆動モータ４０に作用するトルク負荷は、ＳＴＥＰ３の解除動作（初期動作）におけるトルク負荷に比して小さい。
【００６８】
そこで、解除動作後最初の補給における駆動モータ４０への入力値である第２デューティ比ＤＷ２は、上述したＴｉ及びＤＷ１を用いて、次の式（１）によって決定される。
ＤＷ２＝α×（Ｔｉ／Ｔｔ）×ＤＷ１・・・（１）
【００６９】
ただし、Ｔｔはポンプ動作１回当たりの所要時間についてのターゲット時間であり、排出動作時の目標回転数Ｎ２（所定速度）に基づいて決定される。排出動作時の目標回転数Ｎ２は、解除動作時の目標回転数Ｎ１と等しく設定されている（Ｎ２＝Ｎ１＝６０［ｒｐｍ］）ため、Ｔｔ＝０．５（ｓｅｃ）である。αは１より小さい正の定数であり、本実施形態においてはα＝０．７である。
【００７０】
αの値はこれに限らず、ＳＴＥＰ３とＳＴＥＰ８とにおける駆動モータ４０へのトルク負荷の差を考慮して０＜α＜１の範囲で適宜設定可能である。要するに、ＳＴＥＰ８における前回のポンプ動作１回当たりの所要時間をＴ１とし、ＳＴＥＰ９における前回のポンプ動作１回当たりの所要時間をＴ２として、Ｔ１とＴ２とが等しい場合に、次の式（２）が満たされる関係であればよい。
（ＤＷ２／ＤＷ１）＜（ＤＷ４／ＤＷ３）・・・（２）
【００７１】
式（２）より、第１デューティ比ＤＷ１の下でのギヤ部２０ａの回転速度が目標回転数Ｎ１に比して遅い場合（Ｔｉ＞Ｔｔ）には、第２デューティ比ＤＷ２の値は係数αと第１デューティ比ＤＷ１との積に比して大きく設定される。また、ギヤ部２０ａの回転速度が目標回転速度に比して速い場合（Ｔｉ＜Ｔｔ）には、第２デューティ比ＤＷ２の値は係数αと第１デューティ比ＤＷ１との積に比して小さく設定される。また、ＣＰＵ５０は第１デューティ比ＤＷ１の下でのポンプ動作１回当たりの所要時間が目標値以下である場合には、所要時間が目標値より大きい場合よりも駆動モータ４０の出力トルクが大きくなるように第２デューティ比ＤＷ２を修正する。これにより、解除動作後初の排出動作時にギヤ部２０ａが回転駆動されるときの回転速度は、目標回転数Ｎ２に近付くように制御されている。なお、ＳＴＥＰ８における第２デューティ比ＤＷ２の値を解除動作におけるトナーボトルＴＹに依存させることなく、予め設定された値を用いる構成としてもよい。
【００７２】
ＳＴＥＰ７において、解除動作後初の補給ではない場合（ＳＴＥＰ７：Ｎｏ）、すなわち排出口２１ａが開かれてから２回目以降の補給動作の場合、ＣＰＵ５０はＳＴＥＰ９に進む。ＳＴＥＰ９では、ＣＰＵ５０は前回デューティ比ＤＷ３を用いて、次の式（３）によって今回の補給動作における入力値（今回デューティ比ＤＷ４）を決定し、駆動モータ４０をポンプ動作１回分の回転量で駆動する（ＳＴＥＰ９）。
ＤＷ４＝Ｔｉ／Ｔｔ×ＤＷ３・・・（３）
【００７３】
式（３）より、前回デューティ比ＤＷ３の下でのギヤ部２０ａの回転速度が目標回転数Ｎ２に比して遅い場合（Ｔｉ＞Ｔｔ）には、今回デューティ比ＤＷ４の値は前回デューティ比ＤＷ３に比して大きく設定される（ＤＷ４＞ＤＷ３）。また、ギヤ部２０ａの回転速度が目標回転速度に比して速い場合（Ｔｉ＜Ｔｔ）には、今回デューティ比ＤＷ４の値は前回デューティ比ＤＷ３に比して小さく設定される（ＤＷ４＜ＤＷ３）。言い換えると、ＣＰＵ５０は前回デューティ比ＤＷ３の下でのポンプ動作１回当たりの所要時間が目標値以下である場合には、所要時間が目標値より大きい場合よりも出力トルクが大きくなるように駆動モータ４０を制御する。これにより、補給動作時にギヤ部２０ａが回転駆動されるときの回転速度は、目標回転数Ｎ２に近付くように制御されている。
【００７４】
ＳＴＥＰ８及びＳＴＥＰ９において、ＣＰＵ５０は位相センサＴＳからの検知信号に基づいて、ポンプ動作１回分の所要時間Ｔｉを更新すると共に、今回のデューティ比（ＤＷ２又はＤＷ４）の値を前回デューティ比ＤＷ３に代入して更新する。また、ＣＰＵ５０はポンプ動作の実行回数をカウントし、この実行回数がＳＴＥＰ６で定めた補給回数に到達したかどうかを判断する（ＳＴＥＰ１０）。実行回数が不足である場合にはＳＴＥＰ７に戻ってポンプ動作を繰り返し実行させる。
【００７５】
最後に、ＣＰＵ５０はポンプ動作の実行回数がＳＴＥＰ６で定めた補給回数に到達したことを確認すると（ＳＴＥＰ１０：Ｙｅｓ）、トナーボトルＴＹの制御を終了する（ＳＴＥＰ１１）と共に、次の制御開始に備えて待機する。
【００７６】
なお、装置本体１０１の設置シーケンスにおいて、トナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫの解除動作は、光量調整の後に行われる。また、トナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫのそれぞれの開封作業は、対応する現像装置１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋの初期化の後に行われる。この初期化は現像装置１５Ｙからイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に現像装置１５Ｋまで順に行われ、トナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫの解除動作もこの順に行われる。このとき、先行して初期化の終了した現像装置に対応するトナーボトル（例えばトナーボトルＴＹ）の解除動作は、後続する現像装置（例えば現像装置１５Ｍ）の初期化に並行して行われている。
【００７７】
［本実施形態の効果］
本実施形態に係る画像形成装置１００において、上述したように排出動作時（ＳＴＥＰ７〜ＳＴＥＰ１０）の駆動モータ４０の出力は、回転速度が目標回転数Ｎ２に近付くようにフィードバック制御される。これにより、ポンプ動作毎にトナーボトルＴＹから排出されるトナー量を安定させることができ、現像装置にトナーを安定的に補給することができる。そして、このような構成において、収容容器を回転させる駆動装置により開閉部材を移動させて排出口を開ける場合に、開閉部材を開けた後に収容容器の回転が不安定になることを防ぐことができる。以下、イエローのトナーボトルＴＹを例にして具体的に説明する。
【００７８】
まず、比較例として、ＣＰＵ５０が解除動作と補給動作とに亘る一連のフィードバック制御によって駆動モータ４０を制御する構成を考える。すなわち、ＣＰＵ５０が所定の初期入力値を駆動モータ４０に入力して解除装置３０に排出口シャッタ４を開位置へと移動させた後、駆動モータ４０への入力信号をリセットすることなくフィードバック制御を継続する構成である。この場合、解除動作において駆動モータ４０に作用するトルク負荷と、補給動作において駆動モータ４０に作用するトルク負荷との違いによって、排出口２１ａが開かれた直後に駆動モータ４０の回転速度が大きく変化する虞がある。この場合、駆動モータ４０の回転速度がフィードバック制御によって目標回転数に収束するまでの時間が長くなり、トナーボトルＴＹの回転速度が不安定になってしまう。そして、トナーボトルＴＹから排出される現像剤量のばらつきが大きくなると、現像装置内部のトナー濃度が大きく変動してしまい、画像の品位低下につながる虞がある。
【００７９】
一方、本実施形態では、第１デューティ比ＤＷ１の信号（第１の初期入力値）を用いて解除動作（初期動作）を開始した後、第１デューティ比ＤＷ１とは異なる第２デューティ比ＤＷ２の信号（第２の初期入力値）を用いて補給動作（排出動作）を開始する。このため、解除動作と補給動作とのトルク負荷の違いに応じて初期入力値（ＤＷ１，ＤＷ２）を設定することで、解除動作から補給動作に移行する際にトナーボトルＴＹの回転速度が大きく変動することを防ぐことができる。これにより、トナーボトルＴＹを目標回転数Ｎ２に近い速度で回転させて、安定した量の現像剤を排出させることが可能となり、必要な量の現像剤を現像装置１５Ｙに確実に補給することができる。
【００８０】
また、比較例のようにトナーボトルＴＹの回転速度が大きく変動する構成では、トナーボトルＴＹ及び駆動モータ４０の振動が装置本体１０１の部品（例えば、カートリッジ式の画像形成部ＰＹ）の共振周波数帯に重なってしまう可能性がある。このような部品が駆動モータ４０及びトナーボトルＴＹと共振して大きく振動すると、装置の稼働音が増大するのみならず、解除動作に並行して行われる調整作業に影響を及ぼす虞がある。例えば、中間転写ベルト７に振動が伝わることで、濃度検出センサ２９による制御パッチの濃度検出が妨げられる可能性がある。本実施形態では、解除動作から補給動作に移行する際にトナーボトルＴＹの回転速度の変動が低減されるため、このような不都合を回避することができる。
【００８１】
さらに、本実施形態では、解除動作におけるトナーボトルＴＹの回転速度（ポンプ動作１回分の所要時間Ｔｉ）に基づいて、第２デューティ比ＤＷ２を修正する制御（図１４のＳＴＥＰ８参照）を行っている。これにより、固定値のデューティ比を用いて補給動作を開始する構成に比して、トナーボトルＴＹの回転速度を目標回転数Ｎ２に一層素早く収束させることができる。
【００８２】
また、トナーボトルＴＹの封止を解除する解除動作は、光学式濃度センサの光量調整及び現像装置１５Ｙの初期化後に行われる。このため、解除動作に伴う振動が光量調整及び現像装置１５Ｙの初期化に影響を及ぼすことを防ぐことができる。
【００８３】
また、複数設けられた現像装置の初期化は、現像装置１５Ｙから現像装置１５Ｋまで、中間転写ベルト７の搬送方向に並んだ順に実行され、トナーボトルＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫの解除動作も同じ順に実行される。そして、例えばトナーボトルＴＹの解除動作は現像装置１５Ｍの初期化に並行して実行されるなど、先行して初期化が完了した現像装置に対応するトナーボトルの解除動作は、後続する現像装置の初期化に並行して実行される。これにより、設置シーケンスの所要時間を短縮することができ、画像形成プロセスの開始や補給動作の開始に迅速に備えることができる。
【００８４】
本発明は、中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置として適用したが、現像剤収容容器を備えた他の方式の画像形成装置にも同様に適用可能である。なお、現像剤収容容器の構成は上述したものに限らず、回転動作に伴って内部の現像剤を排出可能に構成されたものであればよく、例えばトナーボトルに内蔵されたスクリュ等、ベローズ式のポンプ機構以外の排出機構を備えたものであってもよい。
【符号の説明】
【００８５】
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ…像担持体（感光ドラム）／４…シャッター部材（排出口シャッタ）／７…中間転写体（中間転写ベルト）／１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ…現像装置／２０ａ…ボトルギヤ（ギヤ部）／２０ｂ…ポンプ部／２０ｋ…収容部（円筒部）／２１ａ…排出口／２２…カム機構／２９…トナー濃度検知手段（濃度検出センサ）／３０…移動機構（解除装置）／３１…係合部材（スライド部材）／４０…駆動装置（駆動モータ）／４４…駆動伝達機構、駆動ギヤ（スライドギヤ）／４５…駆動伝達機構、ウォームギヤ／５０…制御手段（ＣＰＵ）／１００…画像形成装置／ＤＷ１…第１の初期入力値（第１デューティ比）／ＤＷ２…第２の初期入力値（第２デューティ比）／ＴＳ…検知手段（位相センサ）／ＴＹ，ＴＭ，ＴＣ，ＴＫ…収容容器（トナーボトル）／Ｓ…記録材
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【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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