(57)【要約】【課題】簡易な構成で現像剤を安定して供給可能な或いは、搬送される現像剤を精度良く検知すること。【解決手段】現像剤搬送装置Ａは、トナーを収容するトナーボトル２７から所定の吐き出し圧でトナーが供給されるトナー搬送路２８と、トナー搬送路２８に供給されるトナーを搬送するトナー搬送スクリュー２９と、トナー搬送スクリュー２９によりトナー搬送路２８を搬送されるトナーを検知する搬送路トナー検知センサ３３と、トナー搬送路２８における搬送路トナー検知センサ３３のトナー搬送スクリュー２９によるトナー搬送方向上流側に設けられる、トナーボトル２７から所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速させる段差部２８ａと、を備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤を収容する現像剤収容部から所定の吐き出し圧で現像剤が供給される現像剤搬送路と、
前記現像剤搬送路に供給される現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、
前記現像剤搬送手段により前記現像剤搬送路を搬送される現像剤を検知する現像剤検知手段と、
前記現像剤搬送路における前記現像剤検知手段の前記現像剤搬送手段による現像剤搬送方向上流側に設けられる、前記現像剤収容部から前記所定の吐き出し圧で供給される現像剤の流速を減速させる段差部と、
を備えることを特徴とする現像剤搬送装置。
【請求項２】
前記段差部は、
前記現像剤搬送路における断面を大きくすることにより形成される、
ことを特徴とする請求項１記載の現像剤搬送装置。
【請求項３】
前記現像剤搬送手段は、
前記現像剤搬送路の前記断面の拡大に応じて形状が拡大する、
ことを特徴とする請求項２に記載の現像剤搬送装置。
【請求項４】
前記現像剤搬送手段は、
回転する回転軸の周りに螺旋状の羽根が前記回転軸と一体的に設けられている搬送スクリューであって、前記現像剤搬送路の前記断面の拡大に対応して前記羽根の外径が拡大している、
ことを特徴とする請求項２に記載の現像剤搬送装置。
【請求項５】
現像剤が供給される現像剤搬送路と、
前記現像剤搬送路に備えられ、回転する回転軸の周りに螺旋状の羽根が前記回転軸と一体的に設けられている搬送スクリューと、
を備え、
前記搬送スクリューは、
第１のスクリュー部と、当該第１のスクリュー部より現像剤搬送方向下流側に配置され、前記第１のスクリュー部よりもスクリューピッチの短い第２のスクリュー部と、前記回転軸の軸方向に沿って設けられると共に前記第２のスクリュー部を仕切るリブと、
を有することを特徴とする現像剤搬送装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像剤搬送装置より現像剤が搬送される現像器と、
前記現像器により前記現像剤を用いて現像される画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に担持される画像を記録媒体に転写するための転写手段と、
を有す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、現像剤を搬送する現像剤搬送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像剤を収容している現像剤収容容器からポンプ機構等による空気圧を利用して現像器へ現像剤を供給する画像形成装置が存在している。かかる画像形成装置において、現像剤収容容器に収容されている現像剤は、現像剤収容容器と現像器とを繋ぐ搬送路を構成する現像剤搬送装置を介して現像器に供給される。このような現像剤収容容器は、空になった際に現像剤が充填された新たな現像剤収容容器と交換されるため、画像形成装置本体内の容器収容部に対して着脱できるようになっている。
【０００３】
現像剤収容容器内の現像剤は、現像剤収容容器内に設けられる撹拌翼を回転することにより、現像剤収容容器に形成される現像剤排出口から、容器収容部に設けられる現像剤搬送装置に供給される。又は、現像剤収容容器内の現像剤は、筒状の現像剤収容容器を回転させて、現像剤収容容器の内周面に形成される螺旋状の突条によって現像剤排出口から現像剤搬送装置に供給される。現像剤収容容器から現像剤を供給される現像剤搬送装置は、現像剤を搬送する搬送路内にて螺旋状の羽根を有する搬送スクリューを回転することで、供給される現像剤を搬送方向下流側に位置する現像器へ搬送する。
【０００４】
現像剤収容容器から現像剤が供給される際に、現像剤収容容器からまとまった量の現像剤が短時間で連続的に排出し続けられる場合には、現像剤の供給量が現像剤搬送装置の搬送路内で過多となり、現像剤が搬送路内で詰まるおそれがある。このため、現像剤収容容器から搬送路への現像剤の供給は、ポンプ機構等による空気圧を利用して間欠的に行なわれる。これにより、搬送路内の現像剤量が過多になることは無く、搬送路内における現像剤の詰まりを解消することができる。また、搬送路は、現像剤が間欠的に供給されることにより、現像剤の満ちている部分と、殆んど現像剤の無い部分と、を交互に生じ、現像剤搬送装置はこの状態を維持しながら現像剤を現像器に搬送する。
【０００５】
ここで、現像器は、現像器の現像剤供給口から供給される現像剤を、現像器内に配置される螺旋状の羽根を有する搬送スクリューにより現像器の長手方向に搬送する。この際に、搬送されるトナーが搬送スクリューに隣接する壁面を越えることにより、長手方向において均一に落下して現像剤を担持する現像ローラに供給されるものが知られている。
【０００６】
このような現像器では、現像剤供給口から現像器内に間欠的に現像剤が供給される際に、間欠的な現像剤の供給量が過度に多いと、現像器内の現像剤供給口の近傍で現像剤が搬送スクリューに隣接する壁面を超えて大量に落下してしまう。この場合には、収容部の長手方向における現像剤の落下分布に偏りを生じてしまい、現像ローラに供給される現像剤量が現像ローラの軸方向（長手方向）において不均一となり、画像不良を引き起こすおそれが有る。
【０００７】
これに対して、特許文献１では、搬送路内の搬送スクリューの下流側端部の螺旋状の羽根を無くし、螺旋状の羽根を無くした領域内に壁を立設する画像形成装置を開示している。特許文献１の画像形成装置では、搬送路の下流側端部に現像剤が留まることにより、現像剤が壁を越えて少しずつ次の搬送路に落下するので、次の搬送路内で現像剤の供給量が過度に多くなることを防止している。
【０００８】
また、近年のポンプ機構等による空気圧を利用して現像剤を補給する画像形成装置では、画像形成のハイスピード化により現像剤が高消費となる。これにより、現像剤収容容器から現像器に補給する現像剤の量を多くするため、現像剤収容容器のポンプ機構が現像剤を吐き出す際の吐き出し圧が大きい。また、近年の画像形成装置では、小型化するために省スペース化が進んでおり、現像剤搬送装置の搬送路は小型化される傾向にある。
【０００９】
従って、搬送路では、大きな吐き出し圧を受け入れるだけの容積を有しておらず、大きな吐き出し圧を受けた際に、搬送路に配置されるスクリューの回転による現像剤の搬送とは別に、ポンプ機構の吐き出し圧により現像剤を搬送方向に吹き飛ばすおそれが有る。このような場合、搬送路に設けられると共に搬送スクリューが搬送する現像剤を検出するセンサは、吹き飛ばされる現像剤を正確に検出できずに不安定な検出を行うこととなり、搬送される現像剤を誤検出するおそれが有る。
【００１０】
これに対して、特許文献２は、搬送路が現像剤収容容器から吐き出し圧を受けた際に、搬送路近傍に配置される圧抜き用のフィルタを用いて、搬送路内の空気を逃がして吐き出し圧を抑制する構成を有する画像形成装置を開示している。これにより、特許文献２の画像形成装置では、現像剤が勢いよく噴出することを抑えることができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−０６９２２５号公報
【特許文献２】特開２００６−０８４４８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、特許文献１においては、搬送路内の壁による現像剤のせき止め部に現像剤が滞留して徐々に劣化し、この劣化した現像剤がせき止め部を越えて使用されると画像不良を引き起こすおそれがある。従って、特許文献１の画像形成装置は、ポンプ機構による現像剤の間欠的な供給には使用できない。
【００１３】
また、搬送される現像剤を精度良く検知するために、ポンプ機構の影響を低減する特許文献２においては、圧抜き用フィルタを用いて現像剤補給時の吐き出し圧を抑制しようとすると、現像剤による圧抜き用フィルタの目詰まりを防ぐ必要がある。このため、特許文献２の画像形成装置では、現像剤が搬送されない領域に圧抜き用フィルタを設ける必要がある。これより、特許文献２においては、現像剤が搬送されるスペースに加えて、圧抜き用フィルタを設けるための現像剤が搬送されないスペースを確保する必要があり、搬送路が大きくなると共にコストが増大するという課題を有する。
【００１４】
本発明の目的は、簡易な構成で現像剤を安定して供給可能な或いは、搬送される現像剤を精度良く検知することができる現像剤搬送装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に係る現像剤搬送装置は、現像剤を収容する現像剤収容部から所定の吐き出し圧で現像剤が供給される現像剤搬送路と、前記現像剤搬送路に供給される現像剤を搬送する現像剤搬送手段と、前記現像剤搬送手段により前記現像剤搬送路を搬送される現像剤を検知する現像剤検知手段と、前記現像剤搬送路における前記現像剤検知手段の前記現像剤搬送手段による現像剤搬送方向上流側に設けられる、前記現像剤収容部から前記所定の吐き出し圧で供給される現像剤の流速を減速させる段差部と、を備えることを特徴とする。
【００１６】
本発明に係る画像形成装置は、上記の現像剤搬送装置より現像剤が搬送される現像器と、前記現像器により前記現像剤を用いて現像される画像を担持する像担持体と、前記像担持体に担持される画像を記録媒体に転写するための転写手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、簡易な構成で現像剤を安定して供給可能な或いは、搬送される現像剤を精度良く検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置の断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置の要部の断面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置が有する制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置の動作を示すフロー図である。
【図６】本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置により現像剤を補給する様子を示す図である。
【図７】本発明の実施の形態１に係る搬送路トナー検知センサの出力値の時間推移を示す図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置の断面図である。
【図９】本発明の実施の形態２に係る搬送スクリューの平面図である。
【図１０】本発明の実施の形態２に係る搬送スクリューの側面図である。
【図１１】本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置にトナーが補給された直後の様子を示す図である。
【図１２】本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置の上流領域においてトナーを搬送する様子を示す図である。
【図１３】本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置の下流領域においてトナーを搬送する様子を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】
（実施の形態１）
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る画像形成装置１の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。画像形成装置１は、ここでは電子写真方式の複写機を例示する。
【００２１】
画像形成装置１は、シート給送部２と、画像形成部３と、定着部４と、排出部５と、画像読取部６と、制御部７と、を有している。画像形成装置１は、制御部７を備える図１において図示を省略すると共に後述する現像剤搬送装置Ａを有している。
【００２２】
シート給送部２は、画像形成装置１の下方に設けられており、記録材であるシートＳを画像形成部３に給送する。具体的には、シート給送部２は、積載トレイ２１と、ピックアップローラ２２と、分離給送部２３と、手差し給送部２４と、を備えている。
【００２３】
ピックアップローラ２２は、積載トレイ２１に積載されたシートＳをピックアップして分離給送部２３に搬送する。分離給送部２３は、ピックアップローラ２２より搬送されてきたシートＳを分離して搬送ローラ１０に給送する。
【００２４】
手差し給送部２４は、画像形成装置１の側方から手差しされたシートＳをレジストローラ１１に給送する。具体的には、手差し給送部２４は、シートＳを積載する手差しトレイ２５と、手差しトレイ２５に積載されたシートＳを分離してレジストローラ１１に給送する分離給送ローラ２６と、を備えている。
【００２５】
画像形成部３は、シート給送部２の上方に設けられており、シート給送部２から給送されるシートＳに画像を形成して定着部４に搬送する。具体的には、画像形成部３は、感光体ドラム３１と、帯電ローラ３２と、レーザ照射装置３７と、現像器３４と、転写ローラ３５と、を備えている。
【００２６】
搬送ローラ１０は、分離給送部２３より給送されるシートＳの先端を回転停止中のレジストローラ１１のニップに搬送する。
【００２７】
レジストローラ１１は、搬送ローラ１０により搬送されるシートＳの斜行を矯正して転写ニップＮに搬送する。
【００２８】
像担持体である感光体ドラム３１は、帯電ローラ３２により帯電し、レーザ照射装置３７より照射されるレーザ光により露光されることにより静電潜像を形成する。感光体ドラム３１には、現像器３４により静電潜像が現像されて現像剤像であるトナー像が形成される。
【００２９】
帯電ローラ３２は、感光体ドラム３１の表面を所定の極性電位に一様に帯電させる。
【００３０】
レーザ照射装置３７は、図示しないパーソナルコンピュータ又は読取スキャナ６２から送信された原稿等の画像情報に応じて、感光体ドラム３１の表面にレーザ光を照射する。レーザ照射装置３７は、感光体ドラム３１の表面にレーザ光を照射することにより、一様に帯電されている感光体ドラム３１を露光して感光体ドラム３１に静電潜像を形成する。
【００３１】
現像器３４は、現像ローラ３８を備えている。現像器３４は、現像ローラ３８によりトナーを担持及び搬送し、現像ローラ３８で搬送したトナーを感光体ドラム３１上の静電潜像に供給することにより、感光体ドラム３１上の静電潜像を現像してトナー像として可視化する。現像器３４には、図１において図示を省略すると共に後述する現像剤搬送装置Ａから現像剤であるトナーが補給される。
【００３２】
転写部である転写ローラ３５は、感光体ドラム３１に当接して転写ニップＮを形成する。転写ローラ３５は、転写ニップＮにおいて感光体ドラム３１上のトナー像を記録媒体であるシートＳに転写させる。
【００３３】
定着部４は、画像形成部３のシート搬送方向下流側のシート搬送路に設けられており、画像形成部３から搬送されるシートＳに画像を定着させて排出部５に搬送する。具体的には、定着部４は、シートＳに熱及び圧力を加えてシートＳに転写されたトナー像のトナーを溶融させ、トナー像を画像としてシートＳに定着させる定着ユニット４０、及び定着ユニット４０を冷却する冷却ファン４１を備えている。
【００３４】
排出部５は、定着部４の下流側に設けられており、定着部４から搬送される画像が定着されたシートＳを排出する。具体的には、排出部５は、シートＳを装置本体の内部から排出する排出ローラ対５１と、排出されたシートＳを積載する排出トレイ５２と、を備えている。
【００３５】
画像読取部６は、画像形成装置１の上方に設けられており、原稿の画像を読み取り可能である。画像読取部６は、原稿を載置する原稿載置部６１と、原稿載置部６１に載置された原稿の画像情報を読み取る読取スキャナ６２と、を備えている。読取スキャナ６２は、読み取った画像情報をレーザ照射装置３７に出力する。
【００３６】
制御部７は、現像器３４又はトナー搬送路２８におけるトナーの量に基づいてトナーの供給動作を制御する。
【００３７】
＜現像剤搬送装置の構成＞
本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置Ａの構成について、図２から図４を参照しながら、詳細に説明する。
【００３８】
現像剤搬送装置Ａは、現像器３４にトナーを供給する。具体的には、現像剤搬送装置Ａは、制御部７と、トナー搬送路２８と、トナー搬送スクリュー２９と、搬送路トナー検知センサ３３と、を有している。
【００３９】
制御部７は、ＣＰＵ７１、ＲＯＭ７２、ＲＡＭ７３等を備えている。
【００４０】
ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７２に格納されている制御プログラムを実行することにより、図示しないトナーボトルモータを駆動制御して、トナーボトル２７の回転を制御する。
【００４１】
ＲＯＭ７２は、トナーの供給動作を制御するための制御プログラムを格納している。
【００４２】
ＲＡＭ７３は、各種データ処理のワークエリアや各種情報の一時的記憶部として使用される。
【００４３】
現像剤収容部であるトナーボトル２７は、画像形成装置１の容器収容部である図示しない容器収容ユニットに対して着脱可能に設けられていると共に、伸縮自在なポンプ２７ａを備えている。トナーボトル２７は、トナーを収容しており、制御部７のＣＰＵ７１により駆動制御される図示しないトナーボトルモータにより回転すると共に、この回転に伴ってポンプ２７ａを伸縮させる。具体的には、ポンプ２７ａは、トナーボトル２７が半回転すると一回伸縮を行なう。トナーボトル２７は、ポンプ２７ａが縮んだ際に、収容しているトナーを所定の吐き出し圧で排出して、現像剤搬送装置Ａのトナー搬送路２８に供給する。
【００４４】
現像剤搬送路であるトナー搬送路２８は、トナーボトル２７より供給されるトナーを、トナー搬送スクリュー２９の回転により現像剤搬送方向３０に搬送して現像器３４に供給する。トナー搬送路２８には、搬送路トナー検知センサ３３よりも現像剤搬送方向上流側に、トナーの流れる断面を大きくして段差を設けることにより形成した段差部２８ａが設けられている。段差部２８ａは、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に対して所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速させることが可能である。
【００４５】
現像剤搬送手段であるトナー搬送スクリュー２９は、トナー搬送路２８内に設けられている。トナー搬送スクリュー２９は、スクリュー形状を有しており、現像剤搬送方向３０に沿ってトナー搬送路２８におけるトナーの流れる断面に応じて異なる大きさを有している。具体的には、トナー搬送スクリュー２９には、段差部２８ａにおいて回転軸を中心とする回転径が段差部２８ａ以外の部分における回転径に比べて大きくなるように断面の拡大に対応して形状及び外径が拡大するスクリュー拡大部２９ａが形成されている。
【００４６】
トナー搬送スクリュー２９は、トナー搬送路２８の内壁に沿って設けられていることで搬送路の段差によるトナー搬送の影響を排除すると共に、外径及び形状が拡大するスクリュー拡大部２９ａでトナー搬送路２８に吐き出すトナーの流速を更に減速させる。トナー搬送スクリュー２９は、制御部７のＣＰＵ７１により駆動制御される図示しないトナー搬送スクリューモータの駆動によって回転してトナー搬送路２８に収容されているトナーを搬送する。
【００４７】
現像剤検知手段である搬送路トナー検知センサ３３は、トナー搬送路２８内に設けられ、トナー搬送路２８に収容されているトナーの有無を検出する。
【００４８】
なお、現像器３４の内部には、トナー検知センサ３６が設けられている。トナー検知センサ３６は、現像器３４内の所定の高さにトナーがあるか否かを検出する。
【００４９】
＜現像剤搬送装置のトナー補給動作＞
本発明の実施の形態１に係る現像剤搬送装置Ａのトナー補給動作について、図５及び図６を参照しながら、詳細に説明する。
【００５０】
図６において、図６（ａ）は、トナー搬送路２８のトナーが少なくなっていく様子を示している。図６（ｂ）は、トナー搬送路２８のトナーが無くなった状態を示している。図６（ｃ）は、新たなトナーボトル２７に交換されて、トナーボトル２７からトナー搬送路２８にトナーが供給された状態を示している。
【００５１】
現像剤搬送装置Ａは、画像形成部３がシートＳに画像を形成する動作に並行して、図４に示すトナー補給動作を行う。
【００５２】
まず、制御部７のＣＰＵ７１は、トナー検知センサ３６の出力値より、後述するデジタル波形に基づいて現像器３４にトナーが有るか否かを判定する（Ｓ１）。
【００５３】
ＣＰＵ７１は、現像器３４にトナーが無いと判定した場合に（Ｓ１：Ｎｏ）、図示しないトナー搬送スクリューモータをＯＮさせる。これにより、トナー搬送スクリュー２９が駆動し（Ｓ２）、トナー搬送路２８から現像器３４にトナーが供給される。
【００５４】
次に、ＣＰＵ７１は、トナー搬送スクリュー２９を駆動させてから駆動時間Ｔが経過したか否かを判定する（Ｓ３）。
【００５５】
ＣＰＵ７１は、駆動時間Ｔが経過していない場合に（Ｓ３：Ｎｏ）、Ｓ３の動作を繰り返す。
【００５６】
一方、ＣＰＵ７１は、駆動時間Ｔが経過した場合（Ｓ３：Ｙｅｓ）、トナー搬送スクリューモータをＯＦＦしてトナー搬送スクリュー２９の駆動を停止させる（Ｓ４）。この際、現像器３４には、トナー検知センサ３６の検知位置までトナーが収容されている。
【００５７】
次に、ＣＰＵ７１は、図示しないトナーボトルモータを駆動制御することによりトナーボトル２７の駆動を開始させる（Ｓ５）。このように、ＣＰＵ７１において現像器３４にトナーが無いと判定した場合、トナーボトルモータによってトナーボトル２７が回転されることにより、ポンプ２７ａが伸縮してトナーボトル２７からトナー搬送路２８にトナーが供給される。
【００５８】
この際、図３に示すように、トナーボトル２７からの吐き出し圧によりトナーボトル２７から排出されるトナー及び排気される空気を、トナー搬送路２８において段差部２８ａを通る経路３０ｄにする。従って、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に対するトナーの吐き出し圧を、段差部２８ａで減圧することで所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速できる。
【００５９】
また、トナーボトル２７からの吐き出し圧によりトナーボトル２７から排出されるトナー及び排気される空気を、現像剤搬送方向３０に沿ってトナー搬送路２８におけるトナーの流れる断面に応じて異なる外径を有するスクリュー拡大部２９ａで妨げる。従って、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に対するトナーの吐き出し圧を、スクリュー拡大部２９ａで更に減圧することができる。
【００６０】
これにより、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に排出されるトナーの吐き出し圧を大きくすると共に、省スペース化によりトナー搬送路２８が小型化されている場合であっても、圧抜き用のフィルタを設けることなく吐き出し圧を減圧することができる。また、トナー搬送路２８における吐き出し圧によるトナーの搬送を抑制することができ、段差部２８ａよりも下流側に設けられる搬送路トナー検知センサ３３により、トナーの有無を精度良く検出することができる。
【００６１】
更に、別部材を設けることなく段差部２８ａ又はスクリュー拡大部２９ａにより吐き出し圧を減圧して、所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速させる。これにより、搬送路トナー検知センサ３３で誤検知することのない現像剤搬送装置Ａを安価に製造することができる。
【００６２】
次に、ＣＰＵ７１は、搬送路トナー検知センサ３３の出力値より、後述するデジタル波形に基づいてトナー搬送路２８にトナーが有るか否かを判定する（Ｓ６）。
【００６３】
ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８にトナーが有ると判定した場合に（Ｓ６：Ｙｅｓ）、図示しないトナーボトルモータの駆動を停止することによりトナーボトル２７の駆動を停止させ（Ｓ７）、その後にステップＳ２の動作に戻る。
【００６４】
一方、ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８に収容されているトナーの量が所定量以下となり、トナー搬送路２８にトナーが無いと判定した場合に（Ｓ６：Ｎｏ）、トナーボトル２７がＮ（Ｎ＞０）回転したか否かを判定する（Ｓ８）。Ｎ回転は、ここでは２分の１回転（半回転）を例示する。
【００６５】
ＣＰＵ７１は、トナーボトル２７がＮ回転していない場合に（Ｓ８：Ｎｏ）、ステップＳ６の動作に戻る。
【００６６】
一方、ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８にトナーが有ると判定した場合に（Ｓ６：Ｙｅｓ）、図示しないトナーボトルモータの駆動を停止することによりトナーボトル２７の駆動を停止させ（Ｓ９）、その後に動作を終了する。
【００６７】
また、ＣＰＵ７１は、現像器３４にトナーが有ると判定した場合（Ｓ１：Ｙｅｓ）、搬送路トナー検知センサ３３の出力値より、後述するデジタル波形に基づいてトナー搬送路２８にトナーが有るか否かを判定する（Ｓ１０）。
【００６８】
ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８に収容されているトナーの量が所定量以下となり、トナー搬送路２８にトナーが無いと判定した場合（Ｓ１０：Ｎｏ）、図示しないトナーボトルモータを駆動制御することによりトナーボトル２７の駆動を開始させる（Ｓ１１）。このように、ＣＰＵ７１においてトナー搬送路２８にトナーが無いと判定した場合、トナーボトルモータによってトナーボトル２７が回転されることにより、ポンプ２７ａが伸縮してトナーボトル２７からトナー搬送路２８にトナーが供給される。
【００６９】
この際に、ステップＳ５の動作の場合と同様に、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に対するトナーの吐き出し圧を、段差部２８ａで減圧することで所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速できる。また、トナーボトル２７からトナー搬送路２８に対するトナーの吐き出し圧を、スクリュー拡大部２９ａで更に減圧することができる。
【００７０】
次に、ＣＰＵ７１は、搬送路トナー検知センサ３３の出力値より、後述するデジタル波形に基づいてトナー搬送路２８にトナーが有るか否かを判定する（Ｓ１２）。ここで、トナーボトル２７が半回転するとポンプ２７ａが一回伸縮を行なう。
【００７１】
ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８にトナーが有ると判定した場合に（Ｓ１２：Ｙｅｓ）、図示しないトナーボトルモータの駆動を停止することによりトナーボトル２７の駆動を停止させ（Ｓ１３）、その後に動作を終了する。
【００７２】
一方、ＣＰＵ７１は、トナー搬送路２８にトナーが無いと判定した場合（Ｓ１２：Ｎｏ）、トナーボトル２７がＮ回転したか否かを判定する（Ｓ１４）。
【００７３】
ＣＰＵ７１は、トナーボトル２７がＮ回転していない場合に（Ｓ１４：Ｎｏ）、ステップＳ１２の動作に戻る。
【００７４】
一方、ＣＰＵ７１は、トナーボトル２７がＮ回転した場合に（Ｓ１４：Ｙｅｓ）、図示しないトナーボトルモータの駆動を停止することによりトナーボトル２７の駆動を停止させ（Ｓ１３）、その後に動作を終了する。
【００７５】
上記の動作を繰り返すことにより、トナーボトル２７からトナー搬送路２８へトナーが供給されると共に、トナー搬送路２８から現像器３４へトナーが供給される。
【００７６】
トナーボトル２７のトナーは、上記の動作により、トナー搬送路２８及び現像器３４に供給されて画像形成に使用されることにより、やがて図６（ａ）に示すように無くなる。この際、現像器３４に供給されるトナーは、ＣＰＵ７１において搬送路トナー検知センサ３３の出力値よりトナーが無いと判定するものの、画像形成処理の実行が継続されることにより消費される。
【００７７】
図６（ａ）の場合、現像器３４におけるトナーの消費に伴って、トナー搬送路２８から現像器３４にトナーが供給されるが、既にトナーボトル２７からトナー搬送路２８へのトナーの供給はできない状態であるため、トナー搬送路２８のトナーは減少する。
【００７８】
この状態で、更に画像形成処理が継続されると、やがて図６（ｂ）に示すようにトナー搬送路２８にトナーがない状態、すなわちトナー搬送スクリュー２９がトナーを供給していない空周り状態になる。
【００７９】
ＣＰＵ７１は、一定時間経過しても現像器３４にトナーが有ると判定できない場合、現像器３４にトナーが無いと判定する。そして、ＣＰＵ７１は、トナーボトル２７の交換を促すと共に、画像形成ジョブを受け付けない状態、すなわち画像形成しない状態になる。
【００８０】
図６（ｃ）に示すようにトナーボトル２７の交換を終えた後、ＣＰＵ７１は、トナー補給動作を行う。これにより、トナーボトル２７からトナー搬送路２８及び現像器３４にトナーが補給される。そして、ＣＰＵ７１は、搬送路トナー検知センサ３３の出力値よりトナー搬送路２８にトナーが有ると判定し、且つトナー検知センサ３６の出力値より現像器３４にトナーが有ると判定した場合、トナー補給動作を終了する。
【００８１】
ここで、図７に示すように、搬送路トナー検知センサ３３のアナログ波形の出力値は、搬送路トナー検知センサ３３の周囲にトナーが有るときは大きくなり、搬送路トナー検知センサ３３の周囲にトナーが無いときは小さくなる。
【００８２】
一方、搬送路トナー検知センサ３３のデジタル波形の出力値は、アナログ波形の出力値が閾値を超える場合にトナー有りとなり、アナログ波形の出力値が閾値以下の場合にトナー無しとなる。電気回路の複雑化やソフトシーケンスの複雑化を防止するために、デジタル波形の出力値を使用することが多い。
【００８３】
また、トナー搬送スクリュー２９の回転軸と一体的に設けられる螺旋状の羽根の位置や搬送路トナー検知センサ３３の検知面にトナーが滞留しないようにするために、かきとり部材４３が検知面領域をトナー搬送スクリュー２９と共に回転している。従って、搬送路トナー検知センサ３３の検知面のトナー量は常に一定ではないために、一度の検出で得られたデジタル波形でトナーの有無を判断する場合、誤検知を生じ易い。一方、搬送路トナー検知センサ３３を使ってトナーボトル２７内のトナーの残量を予測する構成では、トナーの残量を正確に判断する必要がある。
【００８４】
これに対して、デジタル波形の出力値を使用する場合において、所定の検出回数におけるトナー有りを検出した回数により、トナーの有無を判断することにより、上記の誤検出を防ぐことができる。この際、トナーの有無をより正確に検出するためには、検出回数を増やす必要があるが、検出回数を増やすことにより、トナーの有無の判断が遅くなりトナーの補給に時間を要してしまう。従って、トナーの有無を正確に検出することができ、且つより短い時間でトナーの有無を判断することができる検出回数を設定する必要がある。
【００８５】
このように、本実施の形態では、トナー搬送路２８において搬送路トナー検知センサ３３よりもトナー搬送方向上流側に設けられる段差部２８ａにより、トナーボトル２７から所定の吐き出し圧で供給されるトナーの流速を減速させる。これにより、簡易な構成でトナーを安定して供給可能な或いは、搬送されるトナーを精度良く検知することができる。
【００８６】
また、本実施の形態では、トナー搬送路２８における断面を大きくして段差を設けることにより形成した段差部２８ａによりトナーの流速を減速させるため、簡単な構成でトナーの流速を減速させることができる。
【００８７】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の構成は現像剤搬送装置Ａの代わりに現像剤搬送装置Ｂを設ける以外は図１と同一構成であるので、その説明を省略する。
【００８８】
＜現像剤搬送装置の構成＞
本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置Ｂの構成について、図８を参照しながら、詳細に説明する。
【００８９】
なお、図８において、図２及び図３と同一構成である部分については同一符号を付して、その説明を省略する。
【００９０】
現像剤搬送装置Ｂは、制御部７の代わりに図示しない制御部１７を備えている。
【００９１】
現像剤搬送装置Ｂは、現像器３４にトナーを供給する。具体的には、現像剤搬送装置Ｂは、制御部１７と、搬送路トナー検知センサ１２７と、トナー搬送路１２８と、トナー搬送スクリュー１２９と、駆動ユニット１３５と、を有している。
【００９２】
制御部１７は、現像器３４又はトナー搬送路１２８におけるトナーの量に基づいてトナーの供給動作を制御し、図示しないＣＰＵ１７１、ＲＯＭ及びＲＡＭ等を備えている。
【００９３】
ＣＰＵ１７１は、ＲＯＭに格納されている制御プログラムを実行することにより、図示しないトナーボトルモータを駆動制御して、トナーボトル２７の回転を制御する。
【００９４】
図示しない容器収容ユニットに装着されるトナーボトル２７は、ポンプ２７ａが縮んだ際に、収容しているトナーを所定の吐き出し圧で排出してトナー搬送路１２８に供給する。
【００９５】
現像剤検知手段としての搬送路トナー検知センサ１２７は、トナー搬送路１２８の内部の供給口１３１の下方に設けられている。
【００９６】
現像剤搬送路であるトナー搬送路１２８は、筒状であり、内部にトナー搬送スクリュー１２９が回転可能に設けられている。トナー搬送路１２８は、トナーボトル２７より供給されるトナーを、トナー搬送スクリュー１２９の回転によりトナーの搬送方向Ｄに搬送して現像器３４に供給する。
【００９７】
トナー搬送路１２８は、供給口１３１と、排出口１３２と、を備えている。
【００９８】
供給口１３１は、トナー搬送路１２８の長手方向（図８の左右方向）の一端に設けられ、トナーボトル２７からトナー搬送路１２８にトナーを供給するために設けられている。
【００９９】
排出口１３２は、トナー搬送路１２８の長手方向の他端に設けられ、トナー搬送路１２８から現像器３４にトナーを排出するために設けられている。
【０１００】
現像剤搬送手段としてのトナー搬送スクリュー１２９は、トナー搬送路１２８の内部に収容されているトナーを搬送する。なお、トナー搬送スクリュー１２９の構成の詳細については後述する。
【０１０１】
駆動ユニット１３５は、トナー搬送路１２８の外部に設けられており、図示しないカップリングを介してモータ１３５ａの回転駆動力をトナー搬送スクリュー１２９に伝達する。
【０１０２】
＜トナー搬送スクリューの構成＞
本発明の実施の形態２に係るトナー搬送スクリュー１２９の構成について、図９及び図１０を参照しながら、詳細に説明する。
【０１０３】
トナー搬送スクリュー１２９は、上流側回転軸１３３ａと、螺旋状羽根１３３ｂと、螺旋状羽根１３３ｃと、下流側回転軸１３３ｄと、掻き取りシート１３７と、リブ１４０と、を有している。螺旋状羽根１３３ｂと螺旋状羽根１３３ｃとは搬送スクリューを構成している。
【０１０４】
上流側回転軸１３３ａは、下流側回転軸１３３ｄよりもトナー１０２の搬送方向Ｄの上流側に設けられている。
【０１０５】
第１のスクリュー部である螺旋状羽根１３３ｂは、トナー１０２の搬送方向Ｄの上流領域１３８に設けられ、上流側回転軸１３３ａの周囲に上流側回転軸１３３ａと一体に螺旋状に設けられている。
【０１０６】
第２のスクリュー部である螺旋状羽根１３３ｃは、螺旋状羽根１３３ｂよりトナー１０２の搬送方向Ｄの下流側（現像剤搬送方向下流側）である下流領域１３９に設けられ、下流側回転軸１３３ｄの周囲に下流側回転軸１３３ｄと一体に螺旋状に設けられている。螺旋状羽根１３３ｃは、図９に示すようにスクリューピッチＰｄが螺旋状羽根１３３ｂのスクリューピッチＰｕよりも短いことにより螺旋状羽根１３３ｂと異なる形状を有し、トナー搬送スクリュー１２９の搬送能力を低下させる。
【０１０７】
下流側回転軸１３３ｄは、トナー１０２の搬送方向Ｄの上流側回転軸１３３ａよりも下流側に設けられている。下流側回転軸１３３ｄの径は、上流側回転軸１３３ａの径よりも小さい。
【０１０８】
掻き取りシート１３７は、上流側回転軸１３３ａの周面において上流側回転軸１３３ａの径方向に突出して設けられている。掻き取りシート１３７は、搬送路トナー検知センサ３３の検知面に接触し、トナー搬送スクリュー１２９が回転した際に、搬送路トナー検知センサ１２７の検知面に付着したトナー１０２を掻き取る。
【０１０９】
リブ１４０は、下流側回転軸１３３ｄの回転軸方向に沿って下流側回転軸１３３ｄに設けられており、螺旋状羽根１３３ｃと共に下流領域１３９を小空間に仕切っている。
【０１１０】
＜現像剤搬送装置の動作＞
本発明の実施の形態２に係る現像剤搬送装置Ｂの動作について、詳細に説明する。
【０１１１】
ＣＰＵ１７１は、搬送路トナー検知センサ１２７によるトナー１０２の有無の検知結果に基づいて、トナー搬送路１２８にトナー１０２が十分にあると判断する場合に、トナーボトル２７からトナー搬送路１２８にトナー１０２を供給する動作を行わない。
【０１１２】
一方、ＣＰＵ１７１は、搬送路トナー検知センサ１２７によるトナー１０２の有無の検知結果に基づいて、トナー搬送路１２８にトナー１０２が無いと判断する場合に、トナーボトル２７からトナー搬送路１２８にトナー１０２を間欠的に排出及び供給させる。具体的には、ＣＰＵ１７１は、トナーボトル２７を駆動して、図１１に示すように、トナーボトル２７から供給口１３１を介してトナー搬送路１２８内にトナー１０２を間欠的に排出及び供給させる。
【０１１３】
この際、トナー搬送スクリュー１２９が回転して螺旋状羽根１３３ｂにより搬送方向Ｄに搬送されるトナー１０２は、図１２に示すように、搬送損失を殆んど起こすことなくまとまった状態で搬送される。上流領域１３８を通過したトナー１０２は、図１３に示すように、下流領域１３９に到達する。
【０１１４】
下流領域１３９に到達したトナー１０２は、螺旋状羽根１３３ｂのスクリューピッチＰｕよりも小さいスクリューピッチＰｄの螺旋状羽根１３３ｃにより減速すると共にトナー搬送路１２８を連続的に搬送される。また、下流領域１３９に到達したトナー１０２は、上流側のトナー１０２により下流側に押し込まれることで、リブ１３０により形成された小空間を満たすことが可能になる。下流領域１３９内のトナー量は、螺旋状羽根１３３ｃのスクリューピッチＰｄの大きさと下流側回転軸１３３ｄの径とにより調整される。
【０１１５】
このように、上流領域１３８において纏まった状態でまばらに点在しているトナー１０２は、下流領域１３９においてリブ１３０により形成された小空間を均一に満たす状態になり、少量且つ連続的に搬送される。これにより、排出口１３２から排出されるトナー量は、間欠的ではなくて一定になる。
【０１１６】
ＣＰＵ１７１は、上記の動作において、搬送路トナー検知センサ１２７によるトナー１０２の検知結果に基づいて、トナー搬送路１２８にトナー１０２が一定量以上あると判断した場合に、トナーボトル２７からのトナー１０２の供給を停止させる。
【０１１７】
本実施の形態では、トナー搬送路１２８内のトナー１０２の上面が上流側回転軸１３３ａを覆う高さ以下になるように制御される。これにより、トナー搬送路１２８内がトナー１０２で溢れることがなく、一定量以下のトナー１０２を搬送することができる。
【０１１８】
上記より、トナーボトル２７から供給口１３１を介してトナー搬送路１２８内に間欠的に排出及び供給されたトナー１０２を、トナー搬送路１２８において搬送方向Ｄに搬送し、排出口１３２から現像器３４内に間欠的ではなくて連続的に供給することができる。また、上流側回転軸１３３ａの回転に伴って搬送路トナー検知センサ３３の検知面に付着しているトナー１０２を掻き取りシート１３７で掻き取る。これにより、トナー搬送路１２８内のトナー１０２の有無を、搬送路トナー検知センサ１２７で正確に検知することができる。
【０１１９】
このように、本実施の形態では、螺旋状羽根１３３ｂと、螺旋状羽根１３３ｂより現像剤搬送方向下流側に配置されると共に螺旋状羽根１３３ｂよりもスクリューピッチの短い螺旋状羽根１３３ｃと、を有するトナー搬送スクリュー１２９を備える。これにより、簡易な構成でトナーを安定して供給可能な或いは、搬送されるトナーを精度良く検知することができる。
【符号の説明】
【０１２０】
Ａ  現像剤搬送装置
Ｂ  現像剤搬送装置
１  画像形成装置
２  シート給送部
３  画像形成部
４  定着部
５  排出部
６  画像読取部
７  制御部
１０  搬送ローラ
１１  レジストローラ
２１  積載トレイ
２２  ピックアップローラ
２３  分離給送部
２４  給送部
２５  手差しトレイ
２６  分離給送ローラ
２７  トナーボトル
２７ａ  ポンプ
２８  トナー搬送路
２８ａ  段差部
２９  トナー搬送スクリュー
２９ａ  スクリュー拡大部
３１  感光体ドラム
３２  帯電ローラ
３３  搬送路トナー検知センサ
３４  現像器
３５  転写ローラ
３６  トナー検知センサ
３７  レーザ照射装置
３８  現像ローラ
４０  定着ユニット
４１  冷却ファン
４３  かきとり部材
５１  排出ローラ対
５２  排出トレイ
６１  原稿載置部
６２  読取スキャナ
７１  ＣＰＵ
７２  ＲＯＭ
７３  ＲＡＭ
１２７  搬送路トナー検知センサ
１２８  トナー搬送路
１２９  トナー搬送スクリュー
１３０  リブ
１３１  供給口
１３２  排出口
１３３ａ  上流側回転軸
１３３ｂ  螺旋状羽根
１３３ｃ  螺旋状羽根
１３３ｄ  下流側回転軸
１３５  駆動部
１３５ａ  モータ
１３７  掻き取りシート
１３８  上流領域
１３９  下流領域
１４０  リブ
１７１  ＣＰＵ
【図１】
2017201396.tif 000003
【図２】
2017201396.tif 000004
【図３】
2017201396.tif 000005
【図４】
2017201396.tif 000006
【図５】
2017201396.tif 000007
【図６】
2017201396.tif 000008
【図７】
2017201396.tif 000009
【図８】
2017201396.tif 000010
【図９】
2017201396.tif 000011
【図１０】
2017201396.tif 000012
【図１１】
2017201396.tif 000013
【図１２】
2017201396.tif 000014
【図１３】
2017201396.tif 000015