(57)【要約】【課題】現像剤補給手段の容量を有効に使用することができ、且つ、すばやく安定した現像剤補給を行うことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像剤を収容すると共に排出可能である第１の現像剤補給手段２０１と；第１の現像剤補給手段２０１内の現像剤残量を検知する検知手段２１０と；装置本体に着脱可能であり第１の現像剤補給手段２０１に現像剤を補給する第２の現像剤補給手段１５０と；を有する画像形成装置は、第２の現像剤補給手段１５０から第１の現像器補給手段２０１への現像剤補給の速さを、検知手段２１０によって検知された第１の現像器補給手段２０１内の現像剤残量に応じて、第１の速さと該第１の速さより低速の第２の速さとで可変である構成とする。【選択図】        図３
2004271999.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容すると共に排出可能である第１の現像剤補給手段と、
前記第１の現像剤補給手段内の現像剤残量を検知する検知手段と、
装置本体に着脱可能であり前記第１の現像剤補給手段に現像剤を補給する第２の現像剤補給手段と、を有する画像形成装置において、
前記第２の現像剤補給手段から前記第１の現像器補給手段への現像剤補給の速さを、前記検知手段によって検知された前記第１の現像器補給手段内の現像剤残量に応じて、第１の速さと該第１の速さより低速の第２の速さとで可変であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式或いは静電記録方式を利用した複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、より詳細には、現像装置に現像剤を補給する現像剤補給装置を有する画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば電子写真方式を利用した画像形成装置は、像担持体としての電子写真感光体に形成した静電像を現像剤を用いて可視化した後、この現像剤による像（トナー像）を転写材に転写して記録画像を得る。このような画像形成装置において、現像手段（現像器）へ現像剤としてトナーを補給する現像剤補給装置（トナー補給装置）を備え、適時現像器にトナーを補給して画像品位を一定に保つように構成されているものがある。斯かるトナー補給装置には、現像剤補給手段たるトナーホッパーが不可欠である。
【０００３】
図１０は、従来のトナー補給装置の一例の概略断面を示す。図１０に示すように、トナーホッパー２０１へのトナー補給は、トナーホッパー２０１内のトナーの残量を検知する残量検知センサー２１０がトナー無しを検知して、図示しない表示部にトナー無しを表示して操作者にトナー補給を促すことによって行われる。従来は、操作者がトナーボトル１５０を装置本体にセットし、トナーボトル１５０のシャッター１５１等により開口部１５３を開くことによって、これに接続されたトナーホッパー２０１の補充口２０５を介して、トナーホッパー２０１にトナーを一気に流し込み補給する。
【０００４】
又、従来、トナーホッパー２０１へのトナー補給を自動的に行うものもある。
この方法について図１１を参照して説明する。先ず、操作者がトナーボトル１５０を装置本体に装着する。トナーホッパー２０１の残量検知センサー２１０がトナー無しを検知したときに、装置本体の駆動源Ｍからトナーボトル１５０のトナー搬送手段１５２に駆動力が一定時間伝わり、トナー補給が行われる。この方法は、装置本体を使用しながらトナー補給を徐々に行うため、トナー補給終了までの時間、操作者が装置の前で待つ必要をなくすことができる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、画像の高画質化追求のためトナーの小粒径化が進んでおり、液体に近い挙動を示すほどトナーの流動性も高まっている。
【０００６】
このように流動性が高いトナーを、トナーホッパー２０１内の残留トナーが少ない状態（若しくは無い状態）のときに補給すると、補充したトナーがトナーホッパー２０１に残っているトナーとトナーホッパー２０１の壁との隙間を液体のように流れたり、或いは補充したトナーがトナーホッパー２０１に残っているトナーを上から急に押すような恰好になって、トナーが排出口２０３から排出され、受け口４００から現像器内にトナーが不用意に漏れ入り現像器内に過補給してしまうことがある。
【０００７】
そのためトナーホッパー２０１内にはトナーを多少残した状態でトナー補給を行わなければならない。トナーホッパー２０１内にトナーを多少残すことによって、その残っているトナーが過補給を防ぐ壁となり、安定した補給ができるようになる。
【０００８】
しかしながらトナーホッパー２０１内にトナーを残してトナー補給を行うということは、トナーホッパー２０１の実用上の容量が減ってしまうことを意味し、トナーホッパー２０１の容量が減ると補給できるトナー量も少なくなってしまう。トナー補給間隔は補給できるトナー量に依存するところが大きく、トナーホッパー２０１の容量が少ないと頻繁にトナー補給を行わなければならなくなる。
【０００９】
図１０に示すようなトナー補給装置では、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１への単位時間におけるトナー補給量を少なくして、補給時のトナーの勢いを弱くすることによって、現像器へのトナー過補給の問題は解決されるが、補給に時間がかかるようになり操作者が装置の前で補給が終了するまで待つ時間が長くなってしまう。
【００１０】
図１１に示すような、トナーボトル１５０のトナー搬送手段１５２に駆動力を与えてトナーホッパー２０１にトナーを徐々に補給する方法では、図１２に示すように、トナーボトル１５０内のトナー量が多いときは単位時間あたりの排出量も多く、逆にトナーボトル１５０内のトナー量が少なくなると排出量も少なくなるため、トナーホッパー２０１への補給量にバラツキがあり常に一定の量の補給を行うことが困難である。
【００１１】
又、このようなトナー補給装置において、トナーホッパー２０１内のトナーが無くなりトナーボトル１５０を入れ替えてトナーホッパー２０１へトナー補給を行うときは、トナーボトル１５０内にトナーが満杯にあるときであるので、図１３に示すようにトナーホッパー２０１内のトナーが少ないときはトナーボトル１５０の排出量は多く、トナーホッパー２０１へのトナー補給が勢いよく行われがちである。
【００１２】
更に、この方式においてトナーホッパー２０１の容量がトナーボトル１５０の容量よりも多い場合は、装置本体にトナーボトル２本分の補給を行うことがある。このような場合も、操作者が装置の前で１本目の補給終了を待つ必要があり、待ち時間を少なくすることと過補給しないようにすることの両立は難しい。
【００１３】
従って、本発明の目的は、現像剤補給手段の容量を有効に使用することができ、且つ、すばやく安定した現像剤補給を行うことのできる画像形成装置を提供することである。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、以下の構成を特徴とする。
【００１５】
（１）現像剤を収容すると共に排出可能である第１の現像剤補給手段と、
前記第１の現像剤補給手段内の現像剤残量を検知する検知手段と、
装置本体に着脱可能であり前記第１の現像剤補給手段に現像剤を補給する第２の現像剤補給手段と、を有する画像形成装置において、
前記第２の現像剤補給手段から前記第１の現像器補給手段への現像剤補給の速さを、前記検知手段によって検知された前記第１の現像器補給手段内の現像剤残量に応じて、第１の速さと該第１の速さより低速の第２の速さとで可変であることを特徴とする画像形成装置。
【００１６】
（２）前記第１の現像剤補給手段内の現像剤残量が所定量よりも少ないときは、前記第２の現像剤補給手段から前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給の速さを前記第２の速さとすることを特徴とする上記（１）に記載の画像形成装置。
【００１７】
（３）それより現像剤残量が少なくなった場合に前記第２の現像剤補給手段から前記第１の現像剤補給手段へ現像剤を補給する第１の現像剤残量と、前記所定量に相当しそれより現像剤残量が少ないときには前記第２の速さで現像剤を補給する前記第１の現像剤残量よりも多い第２の現像剤残量と、を１つの前記検知手段によって検知することを特徴とする上記（２）に記載の画像形成装置。
【００１８】
（４）前記第２の現像剤補給手段は、前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給時に装置本体に装着され、補給終了後は装置本体から取り外されるものであり、前記第１の現像剤補給装置との接続部の開口量が変えられることによって前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給の速さが変えられることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載の画像形成装置。
【００１９】
（５）前記第２の現像剤補給手段は現像剤搬送手段を具備しており、装置本体に装着された状態で、前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給時に装置本体に設けられた駆動源からの駆動が前記現像剤搬送手段に伝達されることによって前記第１の現像剤補給手段に現像剤を補給するものであり、前記駆動源の駆動速度が変えられることによって前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給の速さが変えられることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載の画像形成装置。
【００２０】
（６）前記第２の現像剤補給手段は現像剤搬送手段を具備しており、装置本体に装着された状態で、前記第１の現像剤補給手段への現像剤補給時に装置本体に設けられた駆動源からの駆動が前記現像剤搬送手段に伝達されることによって前記第１の現像剤補給手段に現像剤を補給するものであり、前記駆動源から前記現像剤搬送手段への駆動力の連結時間が変えられることによって前記第１の現像剤補給手段への補給の速さが変えられることを特徴とする上記（１）、（２）又は（３）に記載の画像形成装置。
【００２１】
（７）前記第２の現像剤補給手段の容量よりも前記第１の現像剤補給手段の容量の方が大きいことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載の画像形成装置。
【００２２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００２３】
実施例１
本実施例では、本発明はカラー電子写真複写機にて具現化される。ここでは、説明の順序として、先ず、画像形成装置の全体構成及び動作について説明し、次に現像剤補給装置について説明する。
【００２４】
［カラー電子写真複写機］
図１は、本実施例のカラー電子写真複写機（以下、単に「画像形成装置」という。）の概略構成を示す。本実施例の画像形成装置１００は、装置本体が備える原稿読取装置、或いは装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器からの画像情報信号に応じて、電子写真方式にて転写材１３、例えば、記録用紙、ＯＨＰシート、布等にカラー画像を形成することができる。
【００２５】
図１に示すように、本実施例の画像形成装置は、像担持体として図中矢印の時計回りに回転するドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１を有し、この感光ドラム１の周囲に、感光ドラム１の表面を帯電する帯電手段としてのコロナ帯電器２、帯電した感光ドラム１の表面を露光して静電像を形成する露光手段としての露光光学器３、感光ドラム１上に形成された静電像を現像してトナー像として可視化する複数の現像器４を備える現像手段としての現像装置４０、得られたトナー像を転写材１３に転写する転写手段としての転写装置５、感光ドラム１上に残留した転写残りのトナーを除去するクリーニング手段としてのクリーナ６等を備えて構成されている。
【００２６】
露光光学器３等の機器の上部には原稿読取装置７が配置されている。この原稿読取装置７は、原稿走査部７ａと色分解フィルタを有する光電素子７ｂとを備えており、この光電素子７ｂの信号に従って、露光光学器３が感光ドラム１の表面に色分解静電潜像を形成するようになっている。
【００２７】
感光ドラム１上に形成された静電潜像を現像する現像装置４０は、本実施例では、現像剤としてイエロートナーを用いる現像器４Ｙ、マゼンタトナーを用いる現像器４Ｍ、シアントナーを用いる現像器４Ｃ、ブラックトナーを用いる現像器４Ｋの４つの現像器を有しており、所定のタイミングで感光ドラム１に所定の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを当接させて、所望の色の現像動作を行うようになっている。
【００２８】
感光ドラム１上に得られたトナー像を転写する転写装置５は、転写材１３を担持して感光ドラム１と対向した転写部Ｔへ搬送する転写材担持体としての転写ドラム５ｂを備え、転写部Ｔの転写ドラム５ｂの内側には転写部材としての転写用放電器５ｃが配置されている。転写部Ｔで、転写ドラム５ｂ上に担持された転写材１３に対し、転写用放電器５ｃを用いて感光ドラム１上のトナー像とは逆極性に帯電処理を行うことにより、感光ドラム１からトナー像が転写材１３に転写される。
【００２９】
以上の感光ドラム１に対する帯電、露光、現像、及び転写材１３への転写の動作を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色について順次繰り返し行うことにより、転写材１３上に４色のトナー像を重畳したフルカラー画像が形成される。
【００３０】
転写材１３は、転写材供給部としてのカセット８或いは手差し部９から転写ドラム５ｂに供給され、４色のトナー像の転写が終了すると、転写材１３は分離手段１０により転写ドラム５ｂから分離して定着手段たる定着器１１へ搬送される。そして、転写材１３は、定着器１１で４色のトナー像が定着された後、装置本体外部に設けられたトレイ１２上に排出される。
【００３１】
上記の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは、それぞれ若干形状が異なるが、基本構成は同じであるので、図２を参照して現像器の代表例を取り上げて説明する。
以下、特に区別を要しない場合は、各色用のものであること表すために符号に付したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字は省略し、総括的に説明する。
【００３２】
図２に示すように、現像器４は、現像容器４８、現像剤担持体としての現像スリーブ４３、現像剤溜り４５を規制する現像剤返し部材４１、及び現像剤の穂高規制部材としての規制ブレード４２を備えている。
【００３３】
現像容器４８の内部は、略垂直方向に延在する隔壁４６によって現像室５３と攪拌室５４とに区画されている。隔壁４６の図２の紙面手前側及び奥側の端部には開口部が設けられており、現像剤が通過できるようになっている。現像室５３と攪拌室５４には、主に非磁性トナー（トナー）と磁性キャリア（キャリア）とを備える２成分現像剤が収容されており、現像室５３で余分となった現像剤は攪拌室５４側に回収される。
【００３４】
現像室５３は、感光ドラム１に対向した位置が開口しており、この開口部に一部が露出するようにして現像スリーブ４３が回転可能に配置されている。現像スリーブ４３は非磁性材料で形成され、現像動作時には図２の矢印方向に回転する。現像スリーブ４３内には、磁界発生手段として、外周に沿って複数の磁極を有するローラ状のマグネット５０が、非回転に配置されている。
【００３５】
マグネット５０を内蔵した現像スリーブ４３は回転して、現像剤溜り部４５で現像スリーブ４３上に現像剤を担持し、担持された現像剤は規制ブレード４２により層厚を規制された後、感光ドラム１と現像スリーブ４３とが対向した現像領域Ｇに搬送され、感光ドラム１の表面上に形成されている静電潜像を現像する。
現像効率を向上させるために、現像スリーブ４３には画像形成装置本体に設けられた図示しない現像電源から、直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される。
【００３６】
攪拌室５４の図２の紙面手前側には、後述する現像剤補給装置たるトナー補給装置２００の第１の現像剤補給手段（トナーホッパー）２０１（２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋ）から補給されるトナーを受ける受け口４００（４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋ）が設けてある（図３）。そして、画像形成中に、現像容器４８内に設けられたトナー濃度検知センサー４９により現像容器４８内の現像剤中のトナー濃度変化が検知され、トナー消費量に応じた量のトナーがホッパー２０１から受け口４００を経て攪拌室５４内に排出される。攪拌室５４内に排出されたトナーは、攪拌室５４内の現像剤攪拌搬送部材たる攪拌スクリュー５２によって攪拌室５４内の現像剤と攪拌混合され、この過程で現像剤中のキャリアと摺擦されることにより、トナーに摩擦帯電電荷が付与される。
【００３７】
帯電付与されたトナーを有する現像剤は、図２の紙面に対して現像容器４８の奥側の位置において攪拌室５４から現像室５３に受け渡され、現像室５３内の現像剤攪拌搬送部材たる攪拌スクリュー５１によって奥側の位置から手前側の位置に搬送される。この搬送過程で現像剤の一部は、マグネット５０の汲み上げ極Ｎ２の磁力で現像スリーブ４３上に拘束され、現像スリーブ４３の回転によって搬送され、ついで規制ブレード４２で現像剤の磁気ブラシが穂切りされて適性現像剤量とされた後、マグネット５０の搬送用磁極Ｎ１の磁力及び現像スリーブ４３の回転により、現像領域Ｇに搬送される。
【００３８】
現像領域Ｇで感光ドラム１上の静電潜像を現像した後の現像剤は、現像スリーブ４３の回転及び搬送用磁極Ｎ３（取り込み極）との作用により、現像室５３へと戻される。取り込み極Ｎ３と汲み上げ極Ｎ２とは同極であり、この２つの磁極間には磁力がほぼ０ガウスとなる領域（反発極）が形成され、これによって現像室５３へ戻された現像剤は、そのまま汲み上げ極Ｎ２に進んで拘束を受けることなく、現像スリーブ４３から落下して現像室５３内に収容される。現像室５３で余分となった現像剤は、図２の紙面に対して現像容器４８の手前側の位置において、現像室５３から撹拌室５４に受け渡され、撹拌室５４内で撹拌スクリュー５２によって手前側の位置から奥側の位置へと搬送されながら、上記のように現像容器４８内に排出されたトナーと撹拌混合される。
【００３９】
［現像剤補給装置］
次に、本発明を適用した現像剤補給装置について説明する。
【００４０】
本実施例の画像形成装置は、現像剤補給装置として、現像器４に主にトナーを補給するトナー補給装置２００を有する。図３は、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋとトナー補給装置２００との配置関係を示す。図３に示すように、トナー補給装置２００は、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに補給すべきトナーを収容した第１の現像剤補給手段としてのトナーホッパー２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋを、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋに対応した順序で備え、このホッパー２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋは、感光ドラム１の一方の端部近くに設けられた装置本体側の支持枠２０２に固定されている。
【００４１】
本実施例では、トナー補給装置２００が備えるトナーホッパー２０１Ｙ、２０１Ｍ、２０１Ｃ、２０１Ｋは、それぞれ若干形状が異なるが、基本構成は同じであるので、以下、特に区別を要しない場合は、各色用のものであること表すために符号に付したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字は省略し、総括的に説明する。
【００４２】
各トナーホッパー２０１には、現像器４のトナー受け口４００の位置と一致するように、それぞれトナー排出口２０３が設けられている。トナーホッパー２０１に収容されたトナーは、排出口２０３を経て現像器４のトナー受け口４００に排出される。トナーを排出口２０３へと搬送するために、トナーホッパー２０１には、現像剤補給部材としてスクリュー２０４が設けられている。このようにトナーホッパー２０１内のトナーは消費されていく。
【００４３】
そして、トナーホッパー２０１内のトナーが所定量まで減少した時点で、詳しくは後述するように、装置本体に着脱可能な第２の現像剤補給手段としてのトナーボトル１５０（図４）から、トナーホッパー２０１にトナーを補給する。
【００４４】
ここで、図４の模式図及び図５のフローチャートを参照して、本実施例におけるトナーホッパー２０１へのトナー補給の流れを説明する。
【００４５】
図４に示すように、トナーホッパー２０１内には、トナーホッパー２０１内の現像剤残量を検知する残量検知手段としての残量検知センサー２１０が配置されている。残量検知センサー２０１としては、斯界にて周知の光センサー、ピエゾセンサー、アンテナセンサー等を用い得るが、本実施例では、ピエゾセンサーを用いた。残量検知センサー２１０の出力は、制御部（制御回路）３００に送信される。制御部３００には更に、記憶部３０１と、表示部及び操作部を備える操作パネル３０２とが接続されており、制御部３００は、記憶部３０１に格納されたデータ、プログラムに従って、操作パネル３０２における表示等、以下説明するようなトナー補給に関する各処理を制御する。
【００４６】
残量検知センサ２１０は、トナーホッパー２０１内のトナーの残量が少なくなるとそれを検知する。このとき、残量検知センサー２１０は、トナー補給を行っても過補給が起きないような、トナーホッパー２０１内にトナーがある程度残っている位置で検知するように配置する。斯かる過補給が発生しないトナーホッパー２０１内のトナー量は、当業者が通常行う実験等を通して、当該装置に最適な値を容易に決定することができる。
【００４７】
残量検知センサー２１０がトナー無しを検知したら、トナーホッパー２０１から現像器４にトナーを排出した時間の積算を始める（Ｓ１０１）。そして、本実施例では、積算時間が１分になったら画像形成装置本体を止め、操作パネル３０２にトナー無しを操作者に報知し、トナーホッパー２０１へのトナー補給を促す補給サインを表示する（Ｓ１０２）。このように、残量検知センサー２１０がトナー無しを検知してもすぐには補給サインを表示しないで、予め決められた一定量（一定時間）のトナーを現像器４が消費し、それに応じた量のトナーをトナーホッパー２０１から現像器４に排出してから補給サインを表示することで、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１へのトナー補給時のトナー最上面が残量検知センサー２１０の配置された位置よりも低くなる。つまり、トナーホッパー２０１の空き容量が多くなる。それと同時に、後述するように、トナーの過補給を発生させないトナーホッパー２０１内のトナー量までトナーが補給されたことを、１つの残量検知センサー２１０を兼用して検知することができ、装置構成の簡略化、低コスト化を図ることができるといった利点も有する。
【００４８】
トナーホッパー２０１へのトナー補給は、第２の現像剤補給手段であるトナーボトル１５０をトナーホッパー２０１の上部のトナー補充口２０５に取り付けて、トナーボトル１５０が備えるシャッター１５１を操作者が引いて開口部１５３を開けることによって行うようになっている。ここで、本実施例では、トナーボトル１５０のシャッター１５１は、図４中矢印Ａ、Ｂにて示すように、二段階で引く構成にし、残量検知センサー２１０がトナー無しを検知しているときはシャッター１５１を一段階引くように操作パネル３０２で指示する（Ｓ１０３）。
【００４９】
操作者がシャッター１５１を一段階引いた場合は、トナーボトル１５０の開口面積が狭く（開口部１５３の開口量が少ない）、トナーホッパー２０１へ補給される単位時間当たりのトナー補給量は少なくなるようにする。このとき、シャッター１５１を一段階引いたことを操作者が分かるようにクリック感があると良い。勿論これに限定されるものではなく、めもり等の表示を設けるなど、操作者が分かれば如何なる方法でもよい。こうして、操作者によってシャッター１５１が一段階引かれることで、トナーボトル１５０の開口部１５３とトナーホッパー２０１の補充口２０５との接続部を介して、トナーがトナーホッパー２０１に少量ずつ補給され始める（Ｓ１０４）。斯かる過補給の発生しないトナー補給量となる開口部１３５の開口量は、当業者が通常行う実験等を通して、当該装置に最適な値を容易に決定することができる。
【００５０】
その後、トナーホッパー２０１内のトナーが増え、残量検知センサー２１０がトナー有りを検知したとき（Ｓ１０５）、シャッター１５１をもう一段階（二段階目を）引くように操作パネル３０２に表示する（Ｓ１０６）。操作者が二段階目を引いた場合は、トナーボトル１５０の開口面積が広くなり（開口部１５３の開口量が多くなる）、トナーホッパー２０１に補給される単位時間当たりのトナー補給量は多くなる。こうして、操作者によってシャッター１５１が二段階目まで引かれることにより、多量のトナーがトナーホッパー２０１に補給され始める（Ｓ１０６）。
【００５１】
このとき、トナーホッパー２０１内には既にある程度（残量検知センサー２１０がトナー有りを検知する程度）のトナーが補給されているので、トナー補給が勢い良く行われても、トナーが漏れたり、押し出されたりして現像器４へ過補給されることはない。
【００５２】
その後、トナーボトル１５０内のトナーが空になりトナー補給が終了する（Ｓ１０８）。
【００５３】
このようなトナー補給動作を行うことで、図６に示すように、トナーホッパー２０１への単位時間当たりのトナー補給量をトナーホッパー２０１内のトナー残量によって変えることができる。
【００５４】
本実施例では、操作パネル３０２の表示によって操作者がシャッター１５１を操作し、開口部１５３の開口量を変えることでトナー補給量を変える例を示したが、残量検知センサー２１０の出力に連動してシャッター１５１が機械的に動き、自動的に補給量を変える構成としても良い。この場合、シャッター１５１を駆動して開口部１５３の開口量を可変とし得る任意の駆動手段、駆動伝達手段等を設ければよいことは、当業者には自明である。更に、このとき開口量可変のシャッター１５１が装置本体側にあるとトナーボトル１５０のコストを安くすることができる。
【００５５】
以上、本実施例によれば、トナーホッパー２０１の容量を有効に使い、且つ、現像器４へのトナーの過補給を防止すると共にすばやく安定したトナー補給を行うことができる。
【００５６】
実施例２
次に、本発明の他の実施例について説明する。
【００５７】
本実施例は、本発明を前述した実施例１のものと同様の画像形成装置に適用したものであり、トナーホッパー２０１へのトナー補給方法のみが異なるるため、画像形成装置の全体構成等で実施例１と重複する部分の説明は省略し、同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００５８】
ここで、図７の模式図及び図８のフローチャートを参照して、本実施例におけるトナー補給の流れを説明する。
【００５９】
図７に示すように、本実施例では、トナーホッパー２０１内には、トナーホッパー２０１内のトナー量を一定に保つために用いられる現像剤量調整用検知手段としての調節センサー２２０と、トナーホッパー２０１内の現像剤残量を検知する残量検知手段としての残量検知センサー２１０が配置されている。調節センサー２２０及び残量検知センサー２１０としては、前述と同様、斯界にて周知の＿光センサー、ピエゾセンサー、アンテナセンサー等から適当なものを選択して用いることができるが、本実施例では、両方ともにピエゾセンサーを用いた。調節センサー２２０及び残量検知センサー２１０の出力は、制御部（制御回路）３００に送信される。又、制御部３００には更に、記憶部３０１と、表示部及び操作部を備える操作パネル３０２と、後述するトナーボトル１５０の駆動源Ｍとが接続されており、制御部３００は、記憶部３０１に格納されたデータ、プログラムに従って、操作パネル３０２における表示、駆動源Ｍの動作等、以下説明するようなトナー補給に関する各処理を制御する。
【００６０】
先ず、トナーホッパー２０１内のトナーが消費されると（Ｓ２０１）、調節センサー２２０がトナー有無を検知する（Ｓ２０２）。
【００６１】
調節センサー２２０がトナー無しを検知すると、トナーボトル１５０内にトナーがある場合は、制御部３００の指示によりトナーボトル１５０に駆動源Ｍから駆動伝達手段３０３を介して駆動が伝わる。トナーボトル１５０の壁の内側には、現像剤搬送手段としてスクリュー状に突起（以下、単に「スクリュー」という。）１５２が設けられており、駆動源Ｍからの駆動力によってトナーボトル１５０が回転することによって、このスクリュー１５２に駆動力が伝わり、トナーボトル１５０の開口部１５３とトナーホッパー２０１の補充口２０５との接続部から、トナーホッパー２０１にトナーが補給される。この時、現像器４へのトナーの過補給は発生しないので、トナーボトル１５０は、比較的高速の第１の速度で回転させる。そして、トナーボトル１５０内にトナーがあれば再び調節センサー２２０がトナー有りを検知するようになる所定量（所定のトナーボトル１５０の回転時間：本実施例では２０秒）のトナーを補給する（Ｓ２０３）。引き続き調節センサー２２０によってトナーホッパー２０１内のトナー有無を検知し（Ｓ２０４）、トナー有りを検知した場合には、Ｓ２０１に戻る。
【００６２】
この動作を何度か繰り返し、トナーボトル１５０内のトナーがなくなった場合は、Ｓ２０４にて調節センサー２２０がトナー無しを検知する。この時、操作パネル３０２に、トナーボトル１５０内のトナーが空であることを報知する表示を行い、操作者にトナーボトル１５０の交換を促す（Ｓ２０５）。その後、トナーボトル１５０が交換された場合は（Ｓ２０６）、Ｓ２０２に戻り、上記のシーケンスを繰り返す。
【００６３】
一方、Ｓ２０４にて調節センサー２２０がトナー無しを検知した後、トナーボトル１５０の交換がなされなかった場合（Ｓ２０６）、トナーホッパー２０１内のトナーが減って行き（Ｓ２０７）、次に残量検知センサー２１０がトナー無しを検知する（Ｓ２０８）。
【００６４】
このとき、実施例１と同様に、残量検知センサー２１０がトナー無しを検知してもすぐには補給サインを表示せずに、トナーホッパー２０１から現像器４への補給時間の積算が所定時間（本実施例では１分）になってから（Ｓ２０９）、トナーホッパー２０１内のトナー無しと、補給指示とを操作パネル３０２に表示して操作者に知らせるようにする（Ｓ２１０）。そして、この表示によって操作者がトナーボトル１５０を入れ替える（Ｓ２１１）。
【００６５】
ここで、本実施例では、残量検知センサー２１０がトナー無しを検知しているときは、制御部３００の指示により駆動源Ｍを上記第１の速度よりも低速の第２の速度で回転させて、トナーが現像器４に過補給されないようにトナーボトル１５０からトナーホッパー２０１にトナーを少量ずつ補給させる（Ｓ２１２）。斯かる過補給の発生しない駆動源Ｍの速度は、当業者が通常行う実験等を通して、当該装置に最適な値を容易に決定することができる。
【００６６】
これにより、トナーホッパー２０１内にはトナーが補給されて行き、次いで残量検知センサー２１０がトナー有りを検知する（Ｓ２１３）。そして、残量検知センサー２１０がトナー有りを検知したら、制御部３００の指示により駆動源Ｍの回転速度を速める（Ｓ２１４）。このとき、トナーホッパー２０１内には既にある程度（残量検知センサー２１０がトナー有りを検知する程度）のトナーが補給されているので、多量のトナーが補給されても、トナーが漏れたり、押し出されたりして現像器４へ過補給されることはない。本実施例では、このとき駆動源Ｍの速度は上記第１の速度に戻す。但し、現像器４へのトナーの過補給を起こさない範囲で、更に高速にしてもよいことは言うまでもない。
【００６７】
その後、トナーホッパー２０１内にトナーが補給されて行き、調節センサー２２０がトナー有りを検知するようになる。
【００６８】
このようなトナー補給動作を行うことで、トナーホッパー２０１内のトナー量とトナーボトル１５０からの単位時間当たりのトナー補給量との関係は、従来は図１３に示すようなものであったのに対して、図９に示すようになり、トナーボトル１５０をセットした後でも、単位時間当たりのトナー補給量を減らすことができる。
【００６９】
更に、トナーホッパー２０１の容量がトナーボトル１５０の容量よりも多い場合は、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１へトナーを補給し始めた後に、調節センサー２２０がトナー有りを検知する前にトナーボトル１５０が空になる。従って、このような場合には、補給サインが表示されたときにトナーボトル１５０の２本分のトナーをトナーホッパー２０１に補給することがある。こうした場合であっても、トナーホッパー２０１内のトナーが少ないとき（残量検知センサー２１０がトナー無しを検知しているとき）のみトナーボトル１５０からトナーホッパー２０１への単位時間当たりのトナー補給量を少なくし、トナーがトナーホッパー２０１内にある程度（残量検知センサー２１０がトナー有りを検知する程度）溜まった時点で単位時間当たりの補給量を多くすることによって、１本目のトナーボトル１５０が空になるまでの待ち時間を短縮できる。
【００７０】
以上、本実施例によれば、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１へのトナー補給を自動で行う場合にも、トナーホッパー２０１の容量を有効に使い、且つ、現像器４へのトナー過補給を防止すると共にすばやく安定したトナー補給を行うことができる。
【００７１】
尚、本実施例では、駆動源Ｍの回転速度を変えることによって、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１へのトナー補給の速さを第１の速さと、これより低速の第２の速さとで可変としたが、本発明はこれに限定されるものではない。別法として、駆動源Ｍからトナーボトル１５０のスクリュー１５２への駆動伝達経路の途中に、クラッチ等の駆動力連結手段を設け、上記駆動源Ｍの回転速度を変更したのと同様のタイミングで制御部３００の指示により駆動力の連結時間を変えることによっても、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１への単位時間当たりのトナー補給量（トナー補給の速さ）を、第１の速さと、これより低速の第２の速さとで可変とすることができ、上記同様の作用効果を得ることができる。
【００７２】
［その他実施例］
上記各実施例では、１つの残量検知センサーによって単位時間当たりの補給量を２段階に変化させる例を示したが、トナーホッパー２０１内のトナー量が空になったことを検知する検知手段と、トナーホッパー２０１内のトナー量が現像器４へのトナーの過補給が起こらない量であることを検知する検知手段とを別々に設けて、トナーホッパー２０１内のトナー量を正確に検知しても良い。これにより、斯かるトナー量に達した後には、単位時間当たりのトナー補給量を更に多くすることが可能となるため、トナー補給時間を更に短くすることができる。
【００７３】
又、トナーの有無を検知する検知手段を更に多数設けたり、或いはトナーホッパー２０１内のトナー残量を逐次に検知する検知手段を１つ若しくは複数設けることによってトナーホッパー２０１内のトナー残量を逐次検知し、トナーボトル１５０からトナーホッパー２０１への単位時間当たりのトナー補給量を更に多段階に、或いは逐次に変化させても良い。この場合は、現像器４へのトナーの過補給を防止し、且つ、可及的に単位時間当たりのトナー補給量を多くすることが可能となり、更にトナー補給時間を短縮することができる。
【００７４】
更に、上記各実施例では、トナーホッパー２０１の直下流に現像器４がある例を示したが、第１の現像剤補給手段として、第１トナーホッパーと、第１のトナーホッパーの直下流に更に第２のトナーホッパーとを有するような場合でも良い。その場合は、下流のトナーホッパーへの過補給を防ぐことができる。
【００７５】
前述のように、特に、流動性の高い補給用現像剤を第１の現像剤補給手段に第２の補給手段から補給する場合に本発明の効果は最も顕著に現れるが、本発明は、現像剤補給手段によって現像器に補給する現像剤を上記各実施例におけるトナーに限定するものではない。補給用現像剤が更にキャリア等を含む場合にも、本発明は等しく適用することができる。
【００７６】
尚、本明細書において、現像剤補給手段（トナーホッパー、トナーボトル）の内容物について、「無し」或いは「空」とは、現像剤が完全に無いことのみを意味するものではなく、その機能上実質的に無い（空である）状態、或いは検知手段の検知出力と関係付けられて予め求められた所定量の現像剤が在る状態をも意味する。
【００７７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、現像剤を収容すると共に排出可能である第１の現像剤補給手段と；第１の現像剤補給手段内の現像剤残量を検知する検知手段と；装置本体に着脱可能であり第１の現像剤補給手段に現像剤を補給する第２の現像剤補給手段と；を有する画像形成装置は、第２の現像剤補給手段から第１の現像器補給手段への現像剤補給の速さを、検知手段によって検知された第１の現像器補給手段内の現像剤残量に応じて、第１の速さと該第１の速さより低速の第２の速さとで可変である構成とされるので、現像剤補給手段の容量を有効に使用することができ、且つ、すばやく安定したトナー補給を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】図１の画像形成装置が備える現像器の概略断面図である。
【図３】図１の画像形成装置が備えるトナー補給装置の概略構成図である。
【図４】本発明に従うトナーホッパーへのトナー補給方法の一実施例を説明するための模式図である。
【図５】本発明に従うトナー補給動作の一実施例の流れを示すフローチャート図である。
【図６】本発明に従うトナー補給動作におけるトナーホッパー内のトナー量とトナーボトルからのトナー補給量との関係を示すグラフ図である。
【図７】本発明に従うトナー補給方法の他の実施例を説明するための模式図である。
【図８】本発明に従うトナー補給動作の他の実施例の流れを示すフローチャート図である。
【図９】本発明に従うトナー補給動作におけるトナーホッパー内のトナー量とトナーボトルからのトナー補給量との関係を示すグラフ図である。
【図１０】トナー補給装置の一例を説明するための概略断面図である。
【図１１】トナー補給装置の他の例を説明するための概略断面図である。
【図１２】トナーボトル内トナー量とトナー排出量との関係を説明するためのグラフ図である。
【図１３】従来のトナー補給方法におけるトナーホッパー内のトナー量とトナーボトルからのトナー補給量との関係を説明するためのグラフ図である。
【符号の説明】
１              感光ドラム（像担持体）
２              コロナ帯電器（帯電手段）
３              露光光学器（露光手段）
４              現像器（現像手段）
５              転写装置（転写手段）
６              クリーナ（クリーニング手段）
１５０          トナーボトル（第２の現像剤補給手段）
１５１          シャッター
１５２          トナー搬送手段
１５３          補給口
２００          トナー補給装置（現像剤補給装置）
２０１          トナーホッパー（第１の現像剤補給手段）
２１０          残量検知センサー（検知手段）
２２０          調節センサー（現像剤量調節用検知手段）
【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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