(57)【要約】【課題】トナーカートリッジにトラブルが発生した場合でも、画像形成動作を停止せず、当該トラブル処理をする。【解決手段】現像装置１４にトナーを補給するトナー補給装置９であって、現像槽１５にトナーを補給する第１トナー補給手段２０と、内部に収容されたトナーを第１トナー補給手段に補給する第２トナー補給手段８と、第１トナー補給手段を駆動させる第１トナー補給駆動手段２０Ｒと、第１トナー補給手段のトナー残量を検知する第１トナー残量検知手段５５と、第２トナー補給手段を駆動させる第２トナー補給駆動手段８Ｔと、第２トナー補給手段のトナー残量を検知する第２トナー残量検知手段２７と、第１および第２トナー補給駆動手段の駆動制御を行い、第１および第２トナー残量検知手段で検知されたトナー残量に基づいて、第１および第２トナー補給駆動手段の駆動のオン・オフを切り換える制御手段７と、を備える。【選択図】図２
2009047739.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、
前記現像装置の現像槽にトナーを補給する第１トナー補給手段と、
内部に収容されたトナーを前記第１トナー補給手段に補給する第２トナー補給手段と、
前記第２トナー補給手段から補給されたトナーを前記現像装置に補給する際に前記第１トナー補給手段を駆動させる第１トナー補給駆動手段と、
前記第１トナー補給手段に収容されたトナーの残量を検知する第１トナー残量検知手段と、
前記第２トナー補給手段に収容されたトナーを前記第１トナー補給手段に補給する際に前記第２トナー補給手段を駆動させる第２トナー補給駆動手段と、
前記第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量を検知する第２トナー残量検知手段と、
前記第１トナー補給駆動手段および前記第２トナー補給駆動手段の駆動制御を行い、前記第１トナー残量検知手段および前記第２トナー残量検知手段で検知されたトナー残量に基づいて、前記第１トナー補給駆動手段および前記第２トナー補給駆動手段の駆動のオン・オフを切り換える制御手段と、
を備えることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記第１トナー補給駆動手段および前記第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、前記第２トナー残量検知手段によって、前記第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、前記第１トナー補給駆動手段の駆動を維持し、かつ前記前記第２トナー補給駆動手段の駆動を停止させるように駆動制御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トナー残量検知手段は、前記第２トナー補給手段の内部に収容されるトナーの残量に関する情報であるトナー残量検知情報がストアされる不揮発性メモリを含む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】
前記第２トナー残量検知手段は、前記不揮発性メモリにストアされるトナー残量検知情報を外部に送信する第１無線送受信手段を含み、
前記制御手段は、前記第１無線送受信手段から送信される前記トナー残量検知情報を受信する第２無線送受信手段を含み、該第２無線送受信手段で得られるトナー残量検知情報に応じて前記第２トナー補給手段の前記第２トナー補給駆動手段を制御することを特徴とする請求項３に記載のトナー補給装置。
【請求項５】
前記第２トナー補給手段は、前記トナーが収容される収容部と、該収容部を回転駆動させる回転駆動手段を含み、
前記第２トナー補給駆動手段は、前記収容部を回転駆動させる前記回転駆動手段であり、該回転駆動手段が前記収容部を回転駆動させることによって、前記第１トナー補給手段にトナーを補給することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項６】
前記第２トナー補給手段は、前記収容部の回転回数を検知する回転回数検知部と、該回転回数検知部で検知される回転回数の累積値から前記収容部に収容されるトナーの残量を算出する残量算出手段とを含み、
前記残量算出手段で算出されるトナーの残量がトナー残量検知情報として前記不揮発性メモリにストアされることを特徴とする請求項３〜５の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項７】
前記第２トナー補給手段は、前記回転駆動手段の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段を含むことを特徴とする請求項５または６に記載のトナー補給装置。
【請求項８】
前記第１トナー残量検知手段は、光学式検知手段もしくは圧電式検知手段であることを特徴とする請求項１〜７の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項９】
前記第１トナー補給駆動手段および前記第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、前記第２トナー残量検知手段によって、前記第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、前記第２トナー補給手段にトラブルが発生した旨を表示する表示部が更に備わることを特徴とする請求項１〜８の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項１０】
前記第１トナー補給駆動手段および前記第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、前記第２トナー残量検知手段によって、前記第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、印字可能枚数を報知する報知手段が更に備わることを特徴とする請求項１〜９の何れか１項に記載のトナー補給装置。
【請求項１１】
像担持体上に形成された静電潜像を現像して該像担持体上にトナー像を形成する現像装置であって、
請求項１〜請求項１０の何れかに１項に記載のトナー補給装置からトナーが補給されることを特徴とする現像装置。
【請求項１２】
静電潜像を担持する像担持体と、この像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する請求項１１に記載の現像装置とを備えた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、電子写真方式の複写機やプリンタ等の画像形成装置に備えられた現像装置にトナーを補給するトナー補給装置に関し、特に、画像形成中におけるトナーカートリッジに発生したトラブルへの対処に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いる画像形成装置は、一般に、回転する像担持体である感光体と、その周りに配置される帯電手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段、クリーニング手段、および除電手段とを含んで構成される。帯電手段は、感光体の表面を均一に帯電する。露光手段は、帯電された感光体表面に画像情報に応じた光を露光して静電潜像を形成する。現像手段は、トナーを攪拌して摩擦帯電させ、該摩擦帯電させたトナーを感光体表面に形成された静電潜像に付着させることによってトナー像を形成する。転写手段は、トナーと逆極性の電荷を記録媒体に与えることによってトナー像を記録媒体に転写させる。定着手段は、加熱、加圧等の手段によって転写されたトナー像を記録媒体上に定着する。クリーニング手段は、記録媒体に転写されずに感光体表面に残ったトナーを回収する。除電手段は、トナー像転写後の感光体を除電する。このように構成される電子写真方式を用いる画像形成装置によって、記録媒体上に所望の画像が形成される。
【０００３】
このような画像形成装置では、現像手段で用いられ、現像を行なうためのトナーが消耗品であるので、現像手段に備えられるトナーを収容する容器である現像槽に対してトナーを補給するトナー補給手段を備える。トナー補給手段は、通常、画像形成装置に対して着脱可能に構成されるトナーカートリッジ中のトナーを現像槽に補給するものである。トナーカートリッジ中のトナーが現像槽へのトナーの補給により無くなると画像形成装置の動作が停止するけれども、トナーが無くなったトナーカートリッジを新たなトナーカートリッジに交換することによって現像槽にトナーを補給し、再度画像形成動作が行なえるように構成されている。
【０００４】
近年、利用頻度が極めて高く多量のトナーを消費するユーザ向けの電子写真方式の複写機、プリンタ等の画像形成装置が開発されており、このような装置においては、できるだけ多量のトナーを一つのトナーカートリッジに収容することによってトナーカートリッジの取替回数を低減している。このような多量のトナーが収容される大型のトナーカートリッジを用いると、取替回数が低減されることによって、画像形成動作が停止する回数も減少するので、装置の取扱に不慣れなユーザの負担を軽減する上で望ましい。
【０００５】
また、トナーカートリッジを交換する際、画像形成動作が停止状態となることは避けるため、トナーカートリッジと現像手段の間にリザーブタンクを設け、このリザーブタンク内のトナーを使用し、画像形成動作が停止することなくトナーカートリッジの交換を可能にしている。
【０００６】
このように、画像形成動作が停止することなくトナーカートリッジの交換を可能とする画像形成装置として、特許文献１には、同色のトナーが収容される複数のトナーカートリッジと複数の各トナーカートリッジに接続されると共に途中で合流し、トナーカートリッジから排出されるトナーを現像槽内に搬送するトナー搬送管とを備える画像形成装置が開示されている。この特許文献１に開示される画像形成装置では、複数備えられるトナーカートリッジのうち、１つのトナーカートリッジからトナーを補給し、該トナーカートリッジのトナーが無くなると、他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ので、画像形成動作を停止することがない。この場合、他のトナーカートリッジがリザーブタンクの役割をしている。
【０００７】
また、特許文献２には、カラーの画像形成装置においてイエロー、マゼンタ、シアン等のカラートナーよりも消費量の多い黒トナーのトナーカートリッジを複数個設け、該複数個設けられる黒トナーカートリッジが横一列で隣合わせに配置される画像形成装置が開示されている。この特許文献２に開示される画像形成装置によれば、黒トナーカートリッジが複数個設けられることによって、黒トナーのトナー切れによる画像形成動作が停止する頻度が高くなることを防止できる。また、複数個の黒トナーカートリッジが横一列で隣合わせに配置されるので、トナーの収容部分を省スペース化できると共に、トナーカートリッジを装着する位置を間違えることを防止することができる。
【特許文献１】特開平８−１３７２２７号公報
【特許文献２】特開２００３−２０８００７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、特許文献１および２に開示される画像形成装置では、同色のトナーが収容される複数のトナーカートリッジを備え、トナーを補給するトナーカートリッジを自動的に交換する（コンティニアスラン）システムを用いる構成であり、トナーカートリッジのトラブル発生時については、全く考慮されていないものである。すなわち、トナーカートリッジを使用中に、１）接触不良により通電せず、トナーカートリッジが回転しない、２）トナー補給モータの妬き付きなどによる不良、３）トナー補給口付近のトナーが凝集して塊となり、トナー補給できない、等のトラブルが発生することがあるが、上述した従来の画像形成装置では、トナーカートリッジに上記のトラブルが発生した場合、画像形成動作が停止状態となることは避けられないという問題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、従来の画像形成装置に備わるトナー補給装置が有する上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合であっても、画像形成動作を停止することなく、当該トナーカートリッジのトラブルを処理することの可能な、新規かつ改良されたトナー補給装置、現像装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、本発明のある実施の態様によれば、像担持体上に形成された静電潜像を現像する現像装置にトナーを補給するトナー補給装置であって、現像装置の現像槽にトナーを補給する第１トナー補給手段と、内部に収容されたトナーを第１トナー補給手段に補給する第２トナー補給手段と、第２トナー補給手段から補給されたトナーを現像装置に補給する際に第１トナー補給手段を駆動させる第１トナー補給駆動手段と、第１トナー補給手段に収容されたトナーの残量を検知する第１トナー残量検知手段と、第２トナー補給手段に収容されたトナーを第１トナー補給手段に補給する際に第２トナー補給手段を駆動させる第２トナー補給駆動手段と、第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量を検知する第２トナー残量検知手段と、第１トナー補給駆動手段および第２トナー補給駆動手段の駆動制御を行い、第１トナー残量検知手段および第２トナー残量検知手段で検知されたトナー残量に基づいて、第１トナー補給駆動手段および第２トナー補給駆動手段の駆動のオン・オフを切り換える制御手段と、を備えることを特徴とするトナー補給装置が提供される。
【００１１】
このように、第１トナー補給手段となるリザーブタンクおよび第２トナー補給手段となるトナーカートリッジのそれぞれに収容されるトナーの残量を検知するトナー残量検知手段を設けることによって、リザーブタンクおよびトナーカートリッジからのトナー補給が正常に実行されているか否かの判断が出来るようになる。このため、これらトナー補給手段のトナー補給動作状態に応じたトナー補給装置の駆動制御が実現されるようになり、当該トナー補給装置を備える画像形成装置による印字処理効率を低下させることを抑制出来るようになる。
【００１２】
このとき、上記実施の態様において、制御手段は、第１トナー補給駆動手段および第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、第２トナー残量検知手段によって、第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、第１トナー補給駆動手段の駆動を維持し、かつ第２トナー補給駆動手段の駆動を停止させるように駆動制御することとしてもよい。
【００１３】
このように、現像装置にトナー補給をするために、リザーブタンクおよびトナーカートリッジを駆動させているにも関わらず、トナーカートリッジのトナー残量が変わらない場合は、トナーカートリッジからリザーブタンクへのトナー補給が実行されていない、すなわちトナーカートリッジにトラブルが発生したと判断されるので、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合であっても、リザーブタンク内のトナーを使い、画像形成動作を停止することなく印字動作が可能となるので、印字処理効率を落とすことがなく、ダウンタイムの削減ができる。
【００１４】
このとき、上記実施の態様において、第２トナー残量検知手段は、第２トナー補給手段の内部に収容されるトナーの残量に関する情報であるトナー残量検知情報がストアされる不揮発性メモリを含むこととしてもよい。
【００１５】
このような構成とすることにより、トナーカートリッジ内のトナー残量を容易に把握することが出来るので、トナーカートリッジにトラブルが発生した旨を早期に発見することが可能となる。
【００１６】
このとき、上記実施の態様において、第２トナー残量検知手段は、不揮発性メモリにストアされるトナー残量検知情報を外部に送信する第１無線送受信手段を含み、制御手段は、第１無線送受信手段から送信されるトナー残量検知情報を受信する第２無線送受信手段を含み、この第２無線送受信手段で得られるトナー残量検知情報に応じて第２トナー補給手段の第２トナー補給駆動手段を制御することとしてもよい。
【００１７】
このような構成とすることにより、トナー残量検知手段と制御手段とを非接触式にて交信させることができるので、トナー残量検知手段および制御手段の配置を自由に設定可能とし、装置としての省スペース化が図れるようになる。
【００１８】
このとき、上記実施の態様において、第２トナー補給手段は、トナーが収容される収容部と、この収容部を回転駆動させる回転駆動手段を含み、第２トナー補給駆動手段は、収容部を回転駆動させる回転駆動手段であり、この回転駆動手段が収容部を回転駆動させることによって、第１トナー補給手段にトナーを補給することとしてもよい。
【００１９】
このように、例えば、略円筒形状のトナーカートリッジを軸線まわりに回転させ、トナーカートリッジに形成される開口部にトナーを案内してトナーを供給するように、第２トナー補給手段をトナーカートリッジの回転駆動によって、トナー補給を実行することによって、回転により開口部に供給されるトナーの量が略一定とされるので、トナーの補給量を安定して一定量にすることが出来る。また、トナーカートリッジの回転によって、トナーのトナーカートリッジ内壁への付着が防止されるので、トナーカートリッジ内でのトナーの残存を防止することが出来る。さらに、トナーカートリッジ中に攪拌ローラ等のトナーの凝集を防止するための複雑な攪拌手段等を設ける必要がなくなる。
【００２０】
このとき、上記実施の態様において、第２トナー補給手段は、収容部の回転回数を検知する回転回数検知部と、この回転回数検知部で検知される回転回数の累積値から収容部に収容されるトナーの残量を算出する残量算出手段とを含み、残量算出手段で算出されるトナーの残量がトナー残量検知情報として不揮発性メモリにストアされることとしてもよい。
【００２１】
このような構成とすることにより、トナー残量検知情報として不揮発性メモリにストアされる回転回数検知部で検知されるトナーカートリッジの回転回数の累積値を元にトナーカートリッジからのトナー補給量が算出されるので、トナーカートリッジ内のトナー重量を検知する重量センサ等を設けることなく、トナーカートリッジ内に収容されるトナーの重量を容易に検知可能となる。
【００２２】
このとき、上記実施の態様において、第２トナー補給手段は、回転駆動手段の駆動トルクを検知する駆動トルク検知手段を含むこととしてもよい。
【００２３】
このような構成とすることにより、トナーカートリッジのトナー補給が不安定な場合であっても、前述の回転数の誤差を補正でき、トナーカートリッジ内のトナー残量情報の妥当性を判断可能となる。このため、トナーカートリッジ内のトナーが残っているにも関わらず、リザーブタンクにトナーが補給されない場合のトナーカートリッジのトラブルを早期に発見できる。
【００２４】
このとき、上記実施の態様において、第１トナー残量検知手段は、光学式検知手段もしくは圧電式検知手段であることとしてもよい。
【００２５】
このような構成とすることにより、リザーブタンク内のトナー残量が容易に検知でき、トナーカートリッジからのトナー補給異常等のトラブルを早期に発見可能とする。
【００２６】
このとき、上記実施の態様において、第１トナー補給駆動手段および第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、第２トナー残量検知手段によって、第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、第２トナー補給手段にトラブルが発生した旨を表示する表示部が更に備わることとしてもよい。
【００２７】
このように、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合、当該トナーカートリッジにトラブルが発生したことを知らせるメッセージを表示することによって、ユーザにトラブルが発生していることを通知でき、トラブルの解除をスムーズに行うことができる。
【００２８】
このとき、上記実施の態様において、第１トナー補給駆動手段および第２トナー補給駆動手段が駆動している際に、第２トナー残量検知手段によって、第２トナー補給手段に収容されたトナーの残量が略一定と検知された場合に、印字可能枚数を報知する報知手段が更に備わることとしてもよい。
【００２９】
このように、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合、例えば、「トラブルが発生していますが、Ａ４サイズの文字原稿で約５００枚の印字が可能です。」と画像形成装置に設けられた表示部でモニター表示して、リザーブタンク内のトナー残量より算出される大凡の印字枚数をユーザに知らしめることが出来る。このため、リザーブタンク内のトナーが消費しきる前に、サービスマンコールをして貰う等の早急の対応が可能となり、画像形成装置の印字中断時間を最小限に抑制可能となる。
【００３０】
上記課題を解決するために、本発明の別の実施の態様によれば、像担持体上に形成された静電潜像を現像して当該像担持体上にトナー像を形成する現像装置であって、上記の何れかの態様のトナー補給装置からトナーが補給されることを特徴とする現像装置が提供される。
【００３１】
このような構成とすることにより、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合であっても、リザーブタンク内のトナーを使って、像担持体となる感光体上にトナー像を形成することが出来る。換言すると、画像形成動作を停止することなく印字動作が可能となるので、トナーカートリッジによるトナー補給の際にトラブルが発生した場合でも、印字処理効率を低下させず、ダウンタイムの削減が実現される。
【００３２】
上記課題を解決するために、本発明のさらに別の実施の態様によれば、静電潜像を担持する像担持体と、この像担持体上の静電潜像をトナーにて可視像化する上記の実施の態様の現像装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３３】
このような構成とすることにより、トナーカートリッジにトラブルが発生した場合であっても、現像装置がリザーブタンク内のトナーを使うことによって、画像形成動作を停止することなく印字動作が続行可能となるので、トナーカートリッジに発生したトラブルによって、印字処理効率の低下を防止できる。
【発明の効果】
【００３４】
以上説明したように、本発明によれば、トナーカートリッジおよび当該トナーカートリッジからのトナー補給先となるリザーブタンクのそれぞれに設けたトナー残量検知手段によって、トナーカートリッジおよびリザーブタンクからのトナー補給動作が正常に行われているか否かの判定がされるようになる。この判定によって、トナーカートリッジのトラブルが発生して、当該トラブル発生を検出した場合には、リザーブタンク内のトナーを使ってトナー補給をするように制御されるようになる。このため、画像形成動作を停止することなく印字動作の継続が可能となり、印字処理効率の低下を抑制出来るようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００３６】
まず、本発明に係るトナー補給装置が使用される画像形成装置の第１の実施の形態の構成について、図面を使用しながら説明する。図１は、本発明の第１の実施の形態である画像形成装置の構成を示す図であり、図２は、図１に示す画像形成装置に備わる現像装置のまわりの構成を概略的に示す拡大図である。
【００３７】
本実施の形態の画像形成装置１は、電子写真方式の画像形成を用いる画像形成装置であり、例えば、複写機、プリンタ等の機能を備える複合機である。画像形成装置１は、大略、原稿の画像情報を読み取る画像情報読取部２、画像情報読取部２で読み取った画像情報または外部装置である例えばパーソナルコンピュータから入力される画像情報を画像処理する不図示の画像処理部、画像処理部から出力される画像情報に基づいて画像を形成する画像形成部３、当該画像形成部３に対して記録紙を供給する用紙供給部４、画像形成部３において画像形成されて記録紙に転写された画像を定着させる定着部５、画像が定着された記録紙が排出される排紙部６、画像形成装置１全体の動作を制御する制御手段７を含んで構成される。
【００３８】
画像情報読取部２は、原稿台１０に載置される原稿の画像情報を読み取る機能を有する。画像情報読取部２は、原稿台１０の下面に沿って平行に往復移動する不図示の原稿走査ユニット、光学レンズおよび光電変換素子であるＣＣＤ（ Charge Coupled Device ）ラインセンサを含んで構成される。画像情報読取部２は、原稿台１０に載置される原稿の白黒画像あるいはカラー画像を読み取り、読み取った画像の画像情報を不図示の画像処理部に出力する。画像処理部は、画像情報読取部２またはパーソナルコンピュータ等の外部装置から入力される画像情報を各色の電気信号に変換し、画像形成部３の露光ユニット１３にそれぞれ出力する。
【００３９】
画像形成部３は、その表面に静電潜像が形成される像担持体となる感光体１１と、この感光体１１の周囲に設けられ、当該感光体１１を一様に帯電させる帯電器１２と、帯電された感光体１１の表面を画像処理部から出力される画像情報に応じた光で露光して静電潜像を形成する露光ユニット１３と、現像槽１５に収容されるトナーを用いて感光体１１表面にトナー像を形成する現像器１４と、現像器１４によって感光体１１表面に形成されたトナー像を記録紙に転写する転写部１６と、転写部１６にてトナー像が転写された後、感光体１１表面をクリーニングするクリーニング手段１７と、を含む。
【００４０】
露光ユニット１３は、画像処理部から入力される画素信号に応じて変調されるドット光であるレーザ光を出射する半導体レーザ素子、半導体レーザ素子から出射される光を各色の感光体１１に導くミラー等を含む光学ユニット（ ＬＳＵ；Laser Scanning Unit ）にて構成される。
【００４１】
現像器（現像装置）１４は、露光ユニット１３によって形成された像担持体となる感光体１１表面の静電潜像を現像し、トナー像を形成して可視化する機能を有する。現像器１４は、図２に示すように、感光体１１に対向して設けられ、感光体１１表面の静電潜像に対してトナーを供給する現像ローラ１８と、現像ローラ１８まで現像剤を攪拌搬送する攪拌ローラ１９と、現像ローラ１８および攪拌ローラ１９を収容し両ローラ１８、１９が回転自在に装着される現像槽１５と、補給口２０ａを介して現像槽１５と連通して形成され、現像槽１５にトナーを補給するための容器であるリザーブタンク２０と、当該リザーブタンク２０を介して現像槽１５にトナーを補給するトナーカートリッジ８とを含む。なお、リザーブタンク２０にトナーカートリッジ８を装着したトナー補給手段となるトナー補給装置９を本実施の形態のトナー補給装置とする。
【００４２】
現像槽１５は、例えば、硬質の合成樹脂等からなるトナーを収容する容器である。現像槽１５内または現像槽１５近傍には、現像槽１５内のトナー濃度を検出する不図示のトナー濃度センサが備えられる。トナー濃度センサによるトナー濃度の検出結果は、制御手段７に出力される。
【００４３】
リザーブタンク２０は、現像装置１４の現像槽１５にトナーを補給する第１トナー補給手段としての機能を有しており、当該リザーブタンク２０から現像槽１５にトナーを供給するためのホッパ補給口２０ａの直上に設けられるトナー補給ローラ２１と、トナー補給ローラ２１にトナーを供給するトナー供給羽根２２と、リザーブタンク２０に収容されたトナーの残量を検知する第１トナー残量検知手段となるトナー残量検知センサ５５とを含む。リザーブタンク内のトナー残量が容易に検知でき、トナーカートリッジ８からのトナー補給異常等のトラブルを早期に発見可能とするために、本実施の形態では、トナー残量検知センサ５５として、光学式の検知センサ、または圧電式の検知センサが使用される。また、現像器１４の現像槽１５にトナーを補給する際に駆動するトナー補給ローラ２１とトナー供給羽根２２は、第１トナー補給駆動手段となるモータ２０Ｒによって駆動される。
【００４４】
現像槽１５へ補給されるトナーは、画像形成装置１の画像形成部３におけるトナー補給装置９のリザーブタンク２０に対して着脱自在に装着されるトナーカートリッジ８内に収容される。トナーカートリッジ８は、内部に収容されたトナーをリザーブタンク２０に補給する第２トナー補給手段としての機能を有しており、略円筒形状を有し、トナーカートリッジ８を回転軸線まわりに回転させる回転駆動手段であるモータ８Ｔに接続される。当該モータ８Ｔは、トナーカートリッジ８に収容されたトナーをリザーブタンク２０に補給する際に、第２トナー補給手段となるトナーカートリッジ８を駆動させる第２トナー補給駆動手段としての機能を有し、トナーカートリッジ８を回転させることによって、リザーブタンク２０にトナーを補給する。また、トナーカートリッジ８には、収容されたトナーの残量を検知する第２トナー残量検知手段となる無線ＩＣタグ２７（図４参照）が設けられている。
【００４５】
本実施の形態では、画像形成装置１は、トナーを収容するトナーカートリッジ８からリザーブタンク２０に、リザーブタンク２０から現像槽１５にそれぞれトナーを補給する際に、制御手段７がトナーカートリッジ８およびリザーブタンク２０の各々に収容されるトナーの残量をそれぞれ検知するトナー残量検知手段を用いて、トナーカートリッジ８からリザーブタンク２０に正常にトナーが補給されているか否かを検知する機能を備える。そして、トナーカートリッジ８にトナー補給異常等のトラブルが発生した場合、トナーカートリッジ８のモータ８Ｔの動作を停止させ、リザーブタンク２０からのみ現像槽１５にトナーを補給するように、リザーブタンク２０から現像槽１５にトナーを補給するための第１トナー補給駆動手段となるモータ２０Ｒ、トナーカートリッジ８からリザーブタンク２０にトナーを補給するための第２トナー補給駆動手段となるモータ８Ｔの駆動のオン・オフを切り換える等の動作を制御することを特徴とする。なお、本実施の形態の第１トナー補給手段としての機能を有するリザーブタンク２０および第２トナー補給手段としての機能を有するトナーカートリッジ８からなるトナー補給装置の動作制御の詳細については、後述する。
【００４６】
次に、本発明の第１の実施の形態に係るトナー補給装置に備わるトナーカートリッジの構成について、図面を使用しながら説明する。図３は、本実施の形態におけるトナーカートリッジの構成を簡略化して示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、断面図であり、図４は、図３に示すトナーカートリッジに備わる中央容器部を示す斜視図である。
【００４７】
トナーカートリッジ８は、大略、有底円筒状の形状を有して、回転軸線２８に対して垂直な断面におけるコーナ部が角を有することなく曲線状に形成され、例えば、硬質の合成樹脂等からなる。トナーカートリッジ８の外径寸法を例示すると、例えば、トナーカートリッジは、直径Ｄが１８０ｍｍ、長さＬが４５０ｍｍであり、そのトナーの収容容積が約４０００ｃｍ３である。
【００４８】
トナーカートリッジ８は、図３（ａ）に示すように、大略、長さ方向の略中央部に設けられる中央容器部２３と、この中央容器部２３を挟んで長さ方向の両側にそれぞれ延びるように装着される第１および第２容器部２４、２５と、中央容器部２３の外周を覆うようにして設けられる支持部材２６とを含んで構成される。また、各トナーカートリッジ８には、図４に示すように、中央容器部２３にトナーカートリッジ８内に収容されるトナーの残量を検知するトナー残量検知手段（第２トナー残量検知手段）である無線ＩＣタグ２７が備えられる。このトナーカートリッジ８は、回転駆動手段であるモータ８Ｔによって、回転軸線２８まわりに矢符２９方向に回転駆動される。
【００４９】
また、トナーカートリッジ８の一方の端部、すなわち第２容器部２５の底部には、図３（ａ）に示すように、回転回数検知部４４が装着され、この回転回数検知部４４によって、トナーカートリッジ８の容器部分が回転した回数が計数される。回転回数検知部４４としては、１回転するごとに信号出力するタイプの公知の回転計と、トナーカートリッジ８内に収容されるトナーの残量を検知するトナー残量検知手段である無線ＩＣタグ２７に対して信号出力を送信する送信部とを備えるものが使用される。以後、この回転回数検知部４４を単に回転計４４と略称する。
【００５０】
無線ＩＣタグ２７は、トナーカートリッジ８に設けられ、図４に示すように、トナーカートリッジ８の内部に収容されるトナーの残量に関する情報であるトナー残量検知情報がストアされる不揮発性メモリであるＩＣチップ部４５と、ＩＣチップ部４５にストアされるトナー残量検知情報を外部に送信する第１無線送受信手段であるアンテナ部４６と、ＩＣチップ部４５およびアンテナ部４６が装着されるベースフィルム４７とを含んで構成される。本実施の形態では、トナー残量検知手段である無線ＩＣタグ２７は、中央容器部２３に設けられる。
【００５１】
ベースフィルム４７は、例えば、ポリエステル等からなるフィルム部材であり、ベースフィルム４７は、中央容器部２３の傾斜部３２に装着されるに際し、一方の端部が傾斜部３２から中央容器部２３の外周上へわずかに突出するようにして装着される。傾斜部３２から突出するベースフィルム突出部４７ａは、トナー排出口３３から排出されて傾斜部３２で搬送されて中央容器部２３の外周面付近まで移動したトナーを導通孔３４へ円滑に送込むスクレーパとして機能する。
【００５２】
アンテナ部４６は、回転計４４と情報の授受を行なうと共に、制御手段７に含まれる第２無線送受信手段である通信装置４８（図７参照）にＩＣチップ部４５にストアされるトナー残量検知情報を送信するための通信部である。
【００５３】
ＩＣチップ部４５は、無線ＩＣタグ２７の主要部をなす記憶部である。このＩＣチップ部４５には、トナーカートリッジ８の種類を識別するための識別情報と、回転計４４によるトナーの残量に関するトナー残量検知情報とがストア可能である。
【００５４】
ここで、トナーカートリッジ８の種類を識別するための識別情報とは、トナーカートリッジ８に収容されるトナーが、その画像形成装置に適したトナーか否か、他の機種と間違えていないかの情報である。この識別情報は、トナーカートリッジを作成し、トナーを充填するとき、専用の入力装置によって、ＩＣチップ部４５に入力される。
【００５５】
トナー残量検知情報は、回転計４４によって検出される回転回数の累積値としてストアされる。前述のように、トナーカートリッジ８の容器部分が１回転するごとに所定量のトナーが排出されるので、回転回数の累積値によって排出されたトナーの合計量の情報を得ることができる。回転計４４による回転回数の検知情報は、画像形成装置１の可動に従って、リアルタイムで無線ＩＣタグ２７のアンテナ部４６を介してＩＣチップ部４５に書換え入力される。なお、無線ＩＣタグ２７には、上記の情報に加えて、画像形成済み記録紙の枚数、プロセス条件、現像条件等の情報をストアしてもよい。
【００５６】
トナーカートリッジ８の第１および第２容器部２４、２５は、何れも一方に開口部を有する有底円筒状の容器であり、開口部を介して第１および第２容器部２４、２５の内部空間と中央容器部２３の内部空間とが連通するようにして中央容器部２３にそれぞれ装着される。中央容器部２３は、略円筒状であり、図３（ｂ）に示すように、長さ方向の略中央部に外周の約１／４程度の長さにわたって傾斜を有する凹所３０が形成される。
【００５７】
凹所３０は、中央容器部２３の半径方向に窪んで形成される段差部３１と、トナーカートリッジ８の回転方向２９の下流側から上流側に向って窪みの深さが浅くなるように形成される傾斜部３２によって構成される。段差部３１の半径方向内方への立下がり部３１ａには、図４に示すように、中央容器部２３の内部空間に通じる開口部３３が形成される。本実施の形態では、トナーカートリッジ８の矢符２９方向への回転動作に伴って、この開口部３３からトナーカートリッジ８の内部に収容されるトナーが排出されるので、開口部３３をトナー排出口３３と呼ぶ。
【００５８】
中央容器部２３を覆うように設けられる支持部材２６は、モータ８Ｔにより回転されるトナーカートリッジ８の中央容器部２３、第１および第２容器部２４、２５を回転自在に支持する部材である。支持部材２６には、長さ方向において、中央容器部２３に形成される凹所３０に対応する位置に、中央容器部２３の外周面まで通じる導通孔３４が形成され、また、この導通孔３４を随時開閉するためのシャッタ部材３５が設けられる。シャッタ部材３５は、トナーカートリッジ８の長さ方向に設けられる案内部材３５ａと、案内部材３５ａに案内されてトナーカートリッジ８の長さ方向に摺動自在であり、導通孔３４を開閉する蓋部材３５ｂと、蓋部材３５ｂを摺動させる不図示の駆動手段と、を含んで構成される。
【００５９】
支持部材２６の導通孔３４は、現像器１４の現像槽１５に導通部材３６およびリザーブタンク２０を介して連なるように構成される。従って、トナーカートリッジ８の容器部分が矢符２９方向に回転するとき、トナーカートリッジ８の内部に収容されるトナーがトナー排出口３３から所定量排出され、排出されたトナーが傾斜部３２によって中央容器部２３の外周面まで搬送され、搬送されたトナーが開状態にある導通孔３４およびリザーブタンク２０を通じて現像槽１５へと供給される。
【００６０】
次に、本実施の形態に係るトナー補給装置に備わるトナーカートリッジが所定量のトナーをリザーブタンク内へ供給される際のトナーカートリッジの動作について図面を使用して、さらに説明する。図５および図６は、本実施の形態に係るトナー補給装置に備わるトナーカートリッジの現像器に対するトナー供給動作の概要を示す断面図である。なお、これらの図では、図５（ａ）、図５（ｂ）、図６（ａ）、図６（ｂ）の順にトナーカートリッジが回転駆動してトナー供給動作した際の断面を順次に示している。
【００６１】
図５（ａ）では、トナーカートリッジ８の回転位置は、中央容器部２３に形成される凹所３０とトナー排出口３３とが中央容器部２３内に収容されるトナー３９の上面３９ａ（以後、トナー層面３９ａと呼ぶ）よりも上方にある。トナーカートリッジ８の中央容器部２３がモータ８Ｔによって回転軸線２８まわりに矢符２９方向に回転移動し、図５（ｂ）に示すように、トナー排出口３３がトナー層面３９ａよりも下方に位置する状態になると、中央容器部２３内のトナー３９が矢符３９ｃで示すように、トナー排出口３３を通って凹所３０に流入する。
【００６２】
トナーカートリッジ８が矢符２９方向へさらに回転移動すると、図６（ａ）に示すように、トナー排出口３３がトナー層面３９ａよりも上方に位置するようになり、トナー排出口３３を介するトナー３９の凹所３０への流入が停止し、予め定める量のトナー３９ｂが中央容器部２３の凹所３０と支持部材２６の内壁とで形成される空間４０に保持される。このようにして、凹所３０と支持部材２６の内壁とで形成される空間４０には、例えば、６グラムの量のトナー３９ｂが保持される。
【００６３】
図６（ａ）に示す状態から、トナーカートリッジ８が矢符２９方向へさらに回転移動すると、図６（ｂ）に示すように、凹所３０と支持部材２６の内壁とで形成される空間４０に保持されるトナー３９ｂは、中央容器部２３の外周面に対して弾発的に当接し摺動可能に設けられる案内部材４１に案内されて、トナー排出口３３へと導かれる。このとき、案内部材４１は、中央容器部２３の外周面に当接して摺動するので、凹所３０に保持されているトナー３９を可及的に全てトナー排出口３３に導くことができる。トナー排出口３３へ導かれたトナー３９ｂは、リザーブタンク２０を介して現像器１４の現像槽１５へ供給される。このようにして、トナーカートリッジ８内に収容されるトナー３９の予め定める量がトナーカートリッジ８の回転動作の１回転ごとにリザーブタンク２０へ供給されるようになる。
【００６４】
また、中央容器部２３には、凹所３０に対して回転軸線２８に関して略点対称の位置にもう一つの凹所４２が形成される。従って、当該もう一つの凹所４２と支持部材２６の内壁との間にもう一つの空間４３が形成される。当該もう一つの空間４３は、空間４０に保持されているトナー３９ｂが空間４０の矢符２９で示す回転方向上流側から漏れ出た場合に、当該漏れ出た現像剤を保持するために形成される。もう一つの空間４３に保持される現像剤は、空間４０に保持されるトナー３９ｂと同様に、中央容器部２３の矢符２９方向への回転に伴い、中央容器部２３の外周面に当接して摺動する案内部材４１によってトナー排出口３３へ導かれる。このように空間４０からトナー３９ｂが漏れ出たとしても、漏れ出たトナー３９ｂは、もう一つの空間４３によって保持され、さらに案内部材４１に案内されてトナー排出口３３へ導かれるので、前述の予め定める量のトナーを確実に現像器１４へ供給することができる。
【００６５】
さらに、前述のように、トナーカートリッジ８の形状が回転軸線２８に対して垂直な断面におけるコーナ部が角を有することなく曲線状に形成されると、その内部空間も角を有しないように形成される。このため、回転に伴うトナーの排出が円滑に行なわれてトナーが内部空間に残留し難くなり、またトナー残量が下限値まで使用されて装置本体から離脱させたトナーカートリッジ内部の清掃が容易になり、トナーを残留させることなく略完全な状態で除去可能であり、トナーカートリッジ８の再生使用が容易になる。なお、本実施の形態で用いられるトナーカートリッジ８は、上述したような大略有底円筒状の形状の回転式以外の形状でも適用可能である。
【００６６】
また、前述したように、本実施の形態では、トナーカートリッジ８からリザーブタンク２０にトナーを補給する際のトナー補給駆動手段であって、トナーカートリッジ８を回転させることによってトナーを補給する回転駆動手段であるモータ８Ｔの動作、およびリザーブタンク２０から現像槽１５にトナーを補給する際のトナー補給駆動手段であって、トナーを補給する回転駆動手段であるモータ２０Ｒの動作は、制御手段７により制御される。当該制御手段７は、現像槽１５内または現像槽１５近傍に備えられる不図示のトナー濃度センサから出力される現像槽１５中のトナー濃度が予め設定された濃度よりも低くなると、リザーブタンク２０からトナーを補給するようにモータ２０Ｒを回転駆動させる。
【００６７】
リザーブタンク２０内のトナー残量検知手段である光学式残量検知センサや圧電式残量検知センサ等のトナー残量検知センサ５５がリザーブタンク内のトナーが少ないことを検知すると、トナーカートリッジ８からトナーを補給するようにモータ８Ｔを回転させる。なお、予め定める濃度とは、良好な画像濃度が得られるトナー濃度の下限値よりも大きい値であって、適宜定められる値である。
【００６８】
ここで、トナーカートリッジ８内にトナーが残っているにも関わらず、リザーブタンク２０内にトナー補給がされず、リザーブタンク２０内のトナー残量が減っていくと、トナーカートリッジ８に何らかのトラブルが発生した可能性が高いと考えられる。すなわち、トナーカートリッジを使用中に、１）接触不良により通電せず、トナーカートリッジが回転しない、２）トナー補給モータの妬き付きなどによる不良、３）トナー補給口付近のトナーが凝集して塊となり、トナー補給できない、等のトラブルが発生したことが考えられる。本実施の形態では、このような場合に、トナーカートリッジ８のモータ８Ｔの動作を止め、リザーブタンク２０のモータ２０Ｒのみを動作させて現像槽１５にトナーを補給するようにトナー補給駆動手段であるモータ８Ｔ、２０Ｒの動作を制御する。
【００６９】
ここで、本実施の形態のトナー補給装置におけるトナーカートリッジ８とリザーブタンク２０のトナーの残量の算出を行う制御手段７の電気的構成について、図面を使用しながら説明する。図７は、本実施の形態のトナー補給装置の制御手段の動作に係る電気的構成を示すブロック図である。
【００７０】
本実施の形態では、制御手段７は、図７に示すように、無線ＩＣタグ２７から送信されるトナー残量検知情報を受信する第２無線送受信手段である通信装置４８を備える。回転計４４の回転回数の検知出力は、前述のように、回転計４４の通信部から無線ＩＣタグ２７のアンテナ部４６を介してＩＣチップ部４５に与えられ、回転回数の累積値としてストアされる。
【００７１】
その際に、現像槽１５中のトナー濃度が予め定めるトナー濃度よりも低いことがトナー濃度検出センサで検出されると、制御手段７は、リザーブタンク２０のモータ２０Ｒにリザーブタンク２０から現像槽１５にトナー補給をするように信号を送信する。リザーブタンク２０内では、備え付けのトナー残量検知センサ５５が使用されたトナー分を補給するように、トナーカートリッジ８のモータ８Ｔにトナー補給をするように信号を送信する。
【００７２】
次に、通信装置４８は、トナーカートリッジ８に備えられる無線ＩＣタグ２７のアンテナ部４６にトナー残量に関するトナー残量検知情報を通信装置４８に送信するように要求する信号を送信する。当該信号が送信されたトナーカートリッジ８に備えられる無線ＩＣタグ２７のアンテナ部４６は、トナーの残量に関するトナー残量検知情報として読出される回転回数の累積値を制御手段７の通信装置４８に送信する。
【００７３】
制御手段７は、不図示の記憶部を備え、当該記憶部には、トナーカートリッジ８の製造時に収容されるトナー量の初期値と、トナーカートリッジ８の１回転あたりのトナー排出量とが予めストアされている。制御手段７は、この記憶部に予めストアされる値と、通信装置４８で受信される回転回数の累積値によって、以下の式（１）に示す演算を実行して、トナーカートリッジ８に収容されるトナーの残量を得る。
【００７４】
トナー残量＝（トナー量初期値−１回転あたりのトナー排出量×回転回数累積値）
…（１）
【００７５】
なお、制御手段７では、式（１）によって得られるトナー残量が予め定められて記憶部にストアされている下限量以下、すなわち使用可能な量の下限を切った場合であり、いわゆる空の場合であるには、当該トナーカートリッジ８が交換時期であることを制御手段７が画像形成装置１に備わる表示手段、例えば、表示部４９に表示する。画像形成装置１の操作者は、この表示内容に従って、トナーカートリッジ８の交換作業を実行する。
【００７６】
このように、本実施の形態では、トナー残量検知情報として不揮発性メモリにストアされる回転計４４で検知されるトナーカートリッジ８の回転回数の累積値を元に、トナーカートリッジ８からのトナー補給量が算出されるので、トナーカートリッジ８内のトナー重量を検知する重量センサ等を設けることなく、トナーカートリッジ８内に収容されるトナーの重量を容易に検知出来る。
【００７７】
以上のようにして、トナー残量検知情報を得る制御手段７は、前述のように、現像槽１５中のトナー濃度が予め定める濃度よりも低くなると、モータ８Ｔ、２０Ｒを制御する。また、通信装置４８で得られるトナー残量検知情報に応じてトナーカートリッジ８のモータ８Ｔを制御することにより、無線ＩＣタグ２７と制御手段７とを非接触式にて交信させることができるので、無線ＩＣタグ２７および制御手段７の配置を自由に設定可能とし、画像形成装置１としての省スペース化が図れるようになる。
【００７８】
さらに、本実施の態様では、トナーカートリッジ８のトナー補給が不安定な場合であっても、前述の回転数の誤差を補正でき、トナーカートリッジ８内のトナー残量の誤差を補正して、トナー残量情報の妥当性を判断可能とするために、トナーカートリッジ８は、回転駆動手段となるモータ８Ｔの駆動トルクを測定する駆動トルク計５４を備えている。このため、トナーカートリッジ８内のトナーが残っているにも関わらず、リザーブタンク２０にトナーが補給されない場合のトナーカートリッジ８のトラブルを早期に発見できる。
【００７９】
ここで、図８にトナー残量の判断基準を示す。トナーモータ８Ｔの累積回転数がある規定値（前述（１）より求められるトナーカートリッジ８内のトナー残量が０％となる値）以上で、それ相当の駆動トルクであれば、トナー残量は、０％と判断。もし、駆動トルク値に異常値であれば、前述（１）より求められたトナー残量は、誤りであると判断できる。
【００８０】
同様に、トナーモータ８Ｔの累積回転数がある規定値（前述（１）より求められるトナーカートリッジ８内のトナー残量が０％となる値）に達せず、それ相当の駆動トルクであれば、トナー残量は、問題なしと判断し、反対に、駆動トルク値が異常値であれば、前述（１）より求められたトナー残量は、間違いと判断できる。このとき、例えば、駆動トルクは、トナーカートリッジにトナーがある場合で約１．０８Ｎｍ（１１ｋｇｆｃｍ）、トナーが無くなった場合で約０．４９Ｎｍ（５ｋｇｆｃｍ）となる。
【００８１】
次に、本実施の形態におけるトナー補給装置を備える画像形成装置における画像形成動作（印字動作）について、図面を使用しながら説明する。図９は、本実施の形態におけるトナー補給装置を備える画像形成装置における印字動作フローを示すフローチャートである。
【００８２】
印字動作が開始され、上述の画像形成動作の過程において、現像装置１４の現像槽１５内に設けたトナー濃度センサによるトナー濃度の検出結果が印字処理に必要最小限とされるトナー濃度である下限値か否かを制御手段７で判定する（工程Ｓ１０１）。
【００８３】
制御手段７によって、現像槽１５内のトナー濃度が下限値に到達、すなわち現像槽１５中のトナー濃度が減少する（トナーＬｏｗを検知する）と、制御手段７によってリザーブタンク２０の駆動手段となるモータ２０Ｒを回転動作させ、トナーを現像槽１５に補給する（工程Ｓ１０２）。
【００８４】
続いて、リザーブタンク２０内のトナー残量を備え付けのトナー残量検知センサ５５によって判定し（工程Ｓ１０３）、リザーブタンク２０内のトナー残量が少ない（Ｌｏｗ）、すなわち、印字動作を継続する上で必要最小限のトナー量である下限値に到達した旨が検出されると、制御手段７によって、トナーカートリッジ８の駆動手段となるモータ８Ｔを回転動作させ、トナーをリザーブタンク２０に補給する（工程Ｓ１０４）。
【００８５】
その後、トナー残量検知センサ５５によってリザーブタンク２０内のトナー残量を検知し、リザーブタンク２０内のトナー残量が印字動作を継続する上で必要最小限のトナー量である下限値のままであるか否かの判定が行われる（工程Ｓ１０５）。
【００８６】
もし、工程Ｓ１０５でリザーブタンク２０の残量センサ５５が下限値（Ｌｏｗ）のままであると検出された場合は、次に、トナーカートリッジ８内のトナー残量チェックを前述の通り、トナー残量検知情報を得る制御手段７で行う（工程Ｓ１０６）。
【００８７】
この結果、トナーカートリッジ８内のトナー残量が０％、即ち、トナーがなくなっている場合は、「トナーカートリッジを交換してください。」とのメッセージを表示する（工程Ｓ１０７）。その後、トナーカートリッジ８が交換されたか否かの判定が行われる（工程Ｓ１０８）。
【００８８】
このとき、トナーカートリッジ８の交換を実施しなくても、次に、リザーブタンク２０内にトナーが残っているか否かの判定を行い（工程Ｓ１０９）、リザーブタンク２０内にトナーが残っていれば、リザーブタンク２０内のトナーがなくなるまで、画像形成装置１の印字動作が可能となる。一方、リザーブタンク２０内にトナーが残っていなければ、画像形成装置１の印字動作が不可能となるので、印字動作が終了する（工程Ｓ１１０）。
【００８９】
また、工程Ｓ１０８において、トナーカートリッジ８を新しいトナーカートリッジ８と交換すれば、当然ながらリザーブタンク２０に規定量までトナー補給を行い、通常の印字動作に戻る。
【００９０】
一方、トナーカートリッジ８内のトナー残量チェックでトナーカートリッジ８内にまだトナーが残っている場合、トナーカートリッジ８に何らかのトラブルが発生したと判断され（工程Ｓ１１１）、トナーカートリッジ８のトナー補給駆動手段となるモータ８Ｔの動作を止め（工程Ｓ１１２）、リザーブタンク２０のトナー補給駆動手段となるモータ２０Ｒのみの動作とする。即ち、トナーカートリッジ８からのトナー補給動作を中止し、リザーブタンク２０内のトナーのみを用いて画像形成装置１の印字動作を継続させる。
【００９１】
その後、トナーカートリッジ８に発生したトラブルが解消されたか否かの判定がされ（工程Ｓ１１３）、当該トラブルが解消されていれば、また印字動作の最初のフローに戻り、印字動作が継続される。
【００９２】
一方、当該トラブルが解消されていなければ、次に、リザーブタンク２０内のトナー残量の有無の判定が行われ（工程Ｓ１１４）、リザーブタンク２０内のトナーが残っていれば、工程Ｓ１１２に戻って、トナーカートリッジ８のトナー補給駆動手段となるモータ８Ｔの動作を止め（工程Ｓ１１２）、リザーブタンク２０のトナー補給駆動手段となるモータ２０Ｒのみの動作とする。リザーブタンク２０内のトナーが残っていなければ、画像形成装置１の印字動作が不可能となるので、印字動作が終了する（工程Ｓ１１０）。
【００９３】
すなわち、本実施の形態における画像形成装置１の印字動作は、リザーブタンク２０内のトナーがなくなるまで、若しくは、トナーカートリッジ８のトラブルが解消されるまで継続して行われる。換言すると、トナーカートリッジ８にトラブルが発生した場合であっても、現像装置１４がリザーブタンク２０内のトナーを使うことによって、画像形成動作を停止することなく印字動作が続行可能となるので、トナーカートリッジ８に発生したトラブルによって印字処理効率の低下を防止できる。このとき、例えば、トナーカートリッジ８のトナー重量は、１０００ｇ、リザーブタンク２０のトナー容量は、３００ｇである。トナーカートリッジ８にトラブルが発生した場合、原稿印字率６％の原稿で約１５０００枚の印字が出来るため、サービスマン等による対応が十分に可能なものとなる。
【００９４】
また、このとき、メッセージをモニター表示し、トナーカートリッジ８にトラブルが発生したことをユーザに知らせる際に、図１０に示すようなメッセージを画像形成装置１に備わる表示部４９で表示する。このように、ユーザにトナーカートリッジ８のトラブルが発生した旨を報知することによって、画像形成装置１のＪＯＢ効率を下げることなく、トナーカートリッジ８のトラブル対処を迅速に実行することが可能となる。
【００９５】
さらに、トナーカートリッジ８にトラブルが発生した場合、例えば、「トラブルが発生していますが、Ａ４サイズの文字原稿で約５００枚の印字が可能です。」と表示部４９でモニター表示したり、別途に設けた表示部等の他の報知手段によって報知する。このような報知手段でリザーブタンク２０内のトナー残量より算出される大凡の印字枚数をユーザに知らしめることが出来るので、リザーブタンク内のトナーが消費しきる前に、早急の対応が可能となり、画像形成装置の印字中断時間を最小限に抑えられる。
【００９６】
以上説明したように、トナー補給装置９のトナー補給手段となるリザーブタンク２０およびトナーカートリッジ８のそれぞれに収容されるトナーの残量を検知するトナー残量検知手段５５、２７を設けることによって、リザーブタンク２０およびトナーカートリッジ８からのトナー補給が実行されているか否かの判断が出来るようになる。このため、トナー補給装置９のトナー補給動作状態に応じたトナー補給装置を構成するリザーブタンク２０およびトナーカートリッジ８の駆動制御が実現されるようになるので、画像形成装置１による印字処理効率の低下を抑制されるようになる。
【００９７】
特に、現像装置１４にトナー補給をするために、リザーブタンク２０およびトナーカートリッジ８を駆動させているにも関わらず、トナーカートリッジ８のトナー残量が変わらない場合は、トナーカートリッジ８からリザーブタンク２０へのトナー補給が実行されていない、すなわち、トナーカートリッジ８にトラブルが発生したと判断出来る。このため、トナーカートリッジ８にトラブルが発生した場合であっても、リザーブタンク２０内のトナーを使い、画像形成動作を停止することなく印字動作が可能となるので、印字処理効率を落とすことがなく、ダウンタイムの削減が実現される。
【００９８】
なお、本発明における画像形成装置は、上記の構成に限定されることなく、以下に記載のように、種々の変更が可能である。
【００９９】
例えば、本発明の第１の実施の形態では、無線ＩＣタグ２７からのトナー残量検知情報として回転回数の累積値を制御手段７に送信し、制御手段７において当該回転回数の累積値からトナーの残量を算出しているが、これに限定されることなく、無線ＩＣタグにおいて、回転回数の累積値から上記式（１）によりトナー残量を算出し、当該算出結果をトナー残量検知情報として制御手段７に送信するものであってもよい。このような構成とする場合、無線ＩＣタグとしては、トナーカートリッジ８の製造時に収容されるトナー量の初期値と、トナーカートリッジ８の１回転あたりのトナー排出量とが予めストアされており、かつ回転計４４で検知されるトナーカートリッジ８の回転回数の累積値からトナーカートリッジ８に収容されるトナーの残量を算出する残量算出手段をさらに含むものを用いる。
【０１００】
また、トナーカートリッジ８の残量を検知するトナー残量検知手段としては、無線送受信手段である無線ＩＣタグを用いる構成に限定されることなく、有線の送受信手段によりトナー残量検知情報を制御手段に送信するものであってもよい。ただし、本実施の形態に示すように、無線送受信手段である無線ＩＣタグを用いると、トナーカートリッジおよび制御手段の配置を自由に設定でき、装置としての省スペース化が図れるので好ましい。
【０１０１】
さらに、トナー残量検知手段としては、各トナーカートリッジに備えられる無線ＩＣタグであって、不揮発性メモリであるＩＣチップ部を備える無線ＩＣタグを用いる構成に限定されるものではない。
【０１０２】
トナーカートリッジに無線ＩＣタグが備えられない構成としては、例えば、トナー残量検知手段として、トナー重量センサを用いるものが挙げられる。トナー残量検知手段であるトナー重量センサは、複数の各トナーカートリッジの下に、各トナーカートリッジの重量を検知するように設置される。また、制御手段には、予めトナーカートリッジの容器の重量が記憶される。トナー重量センサで検知されるトナーカートリッジの重量は、有線または無線の手段により制御手段に入力される。このような構成では、トナー重量センサでの検知結果と予め記憶されるトナーカートリッジの容器の重量とから、トナーカートリッジ中のトナーの残量を検知することができる。
【０１０３】
トナーカートリッジに無線ＩＣタグが備えられないもう１つの構成としては、例えば、トナー残量検知手段として、位置センサを用いるものが挙げられる。このような構成の画像形成装置には、各トナーカートリッジの下に、弾性部材として、ばね部材が配置され、その上にトナーカートリッジが設置される。トナーがトナーカートリッジに充填されているとき、充填されているトナーの重みによって、トナーカートリッジは、ばね部材を圧縮変形させて沈んだ状態になっているが、トナーが消費されていくにつれて、トナーカートリッジ全体の重量が軽くなるので、ばね部材の反発力すなわち伸長変形によって、トナーカートリッジの位置が上方へ変位する。また、トナー残量検知手段として、位置センサを用いる画像形成装置にトナーカートリッジ中に収容されるトナー残量の変化で位置変位するトナーカートリッジの変位量を検知する位置センサをトナー残量検知手段として設けると共に、位置センサで検知されるトナーカートリッジの変位量と、トナーカートリッジ内のトナーの残量とを関係づけたテーブルデータを制御手段に予め記憶させておく。位置センサで検知されるトナーカートリッジの変位量は、有線または無線の手段により制御手段に入力される。このような構成では、トナーカートリッジの変位量から、トナーカートリッジ中のトナーの残量を検知することができる。
【０１０４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【０１０５】
例えば、上記の第１の実施の形態では、トナーカートリッジが１つ設置されるモノクロ用の画像形成装置に本発明のトナー補給装置が適用されているが、カラー用の画像形成装置にも本発明のトナー補給装置を適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施の形態である画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１に示す画像形成装置に備わる現像装置のまわりの構成を概略的に示す拡大図である。
【図３】同実施の形態のトナーカートリッジの構成を簡略化して示す図であり、（ａ）は、正面図、（ｂ）は、断面図であり、
【図４】図３に示すトナーカートリッジに備わる中央容器部を示す斜視図である。
【図５】同実施の形態に係るトナー補給装置に備わるトナーカートリッジの現像器に対するトナー供給動作の概要を示す断面図である。
【図６】同実施の形態に係るトナー補給装置に備わるトナーカートリッジの現像器に対するトナー供給動作の概要を示す断面図である。
【図７】同実施の形態のトナー補給装置の制御手段の動作に係る電気的構成を示すブロック図である。
【図８】同実施の形態におけるトナーカートリッジのトナー残量判断基準である。
【図９】同実施の形態におけるトナー補給装置を備える画像形成装置における印字動作フローを示すフローチャートである。
【図１０】同実施の形態におけるトナーカートリッジにトラブルが発生した場合に表示されるメッセージの一実施例である。
【符号の説明】
【０１０７】
１        画像形成装置
７        制御手段
８        第２トナー補給手段（トナーカートリッジ）
８Ｔ      第１トナー補給駆動手段（モータ）
９        トナー補給装置
１１      像担持体（感光体）
１４      現像装置（現像器）
１５      現像槽
１８      現像ローラ
２０      第１トナー補給手段（リザーブタンク）
２０Ｒ    第２トナー補給駆動手段（モータ）
２７      第２トナー残量検知手段（無線ＩＣタグ）
３９      トナー
４４      回転回数検知部（回転計）
４５      ＩＣチップ部
４６      第１無線送受信手段（アンテナ部）
４８      通信装置（第２無線送受信手段）
４９      表示部
５４      駆動トルク検知手段（駆動トルク計）
５５      第１トナー残量検知手段（トナー残量検知センサ）
【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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