JP5588946B2 - トナー補給装置、トナー容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー補給装置と、トナー容器と、これらのトナー補給装置やトナー容器を備えた画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機などの電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の表面に形成された静電潜像にトナーを供給することで、現像処理を行っている。また、このような現像処理に用いられるトナーは、トナーコンテナ等のトナー容器及び現像器を備えたトナー補給装置から感光体ドラム等の表面に供給されている。

上記のような現像処理が繰り返し行われると、これに伴ってトナー容器内のトナーが減少していき、トナー容器内のトナーが無くなると、トナー容器の交換が必要となる。このトナー容器の交換の時期を知るために、一般的な画像形成装置には、トナー容器内又は現像器内のトナー濃度又はトナー残量を検出するための手段が設けられている。例えば、画像形成時におけるドットカウントの積算値に基づいてトナー容器内のトナー残量を推定する方式（ドットカウント方式）や、トナー補給モーターの回転時間（回転数）の積算値に基づいてトナー容器内のトナー残量を推定する方式がある（特許文献１の０００８段落参照）。これらの方式は、トナー容器内にトナー残量センサーが備えられていない場合や、トナー容器と現像器の間に中間ホッパーが備えられていない場合に汎用されている。

上記した検出手段によってトナー容器内のトナー残量が僅かな状態であると推定された場合、トナー容器内のトナーがニアエンド状態であることをユーザーに報知する一方で、現像器内に残存しているトナーを用いて画像形成動作が行われる。ユーザーは、ニアエンドの警告後、現像器内のトナーが実質的に消費され尽くされて装置が停止するトナーエンドまでの間に、トナー容器を交換する。

特開２００９−３１４５３号公報

トナー容器内のトナーが無くなってからニアエンドの警告をし、このニアエンドからトナーエンドまでの間の印字を現像器内のトナーで行う場合、現像器内に収容できるトナー量が少ない小型の画像形成装置にあっては、ニアエンドからトナーエンドまでに印字できる枚数が極めて少ない。そのため、ユーザーはニアエンドになってからすぐに次のトナー容器を用意してセットする必要があり、トナー容器の交換に時間的余裕が無かった。また、無理にニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を多く設定してしまうと、現像器内のトナー濃度が低くなりすぎて画像濃度が低くなってしまう等の問題があった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させ、トナー容器の交換時におけるユーザーの負担を軽減することを目的とする。

本発明のトナー補給装置は、トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、を有するトナー容器と、前記排出口から排出されるトナーが供給される現像器と、前記トナー容器内又は前記現像器内のトナー濃度又はトナー残量を検出する検出手段と、該検出手段からの信号を受信する制御手段と、を備えたトナー補給装置であって、前記トナー容器は、前記容器本体に取り付けられる第１回転軸と、該第１回転軸に取り付けられる第１攪拌羽根と、を有する第１攪拌部材と、前記第１回転軸と同軸上に配置される第２回転軸と、該第２回転軸に取り付けられ、長さ又は幅の少なくとも一方が前記第１攪拌羽根よりも大きい第２攪拌羽根と、を有する第２攪拌部材と、を備え、前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定する前は、前記第１攪拌部材を回転させるとともに前記第２攪拌部材の回転を停止させ、前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定した後は、前記第２攪拌部材を回転させることを特徴とする。

このような構成によれば、トナー容器内のトナーは、各攪拌部材によって攪拌されつつ排出口側へと搬送されるが、第１攪拌部材のみが回転するニアエンドの判定前には、トナー容器内において第１攪拌羽根が届かない部分にトナーが残存する。一方で、ニアエンドの判定後には、第２攪拌部材を回転させることで、トナー容器内に残存するトナーを第２攪拌羽根によって排出口に向かわせることができる。これに伴って、ニアエンド時においてトナー容器内に残存しているトナー量を従来よりも多くすることが可能となり、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させることが可能となるため、トナー容器の交換のための十分な時間を確保することが可能となり、ユーザーの負担を軽減させることができる。

本発明のトナー補給装置は、前記第１回転軸は、前記容器本体の一端側から他端側まで設けられ、前記第１攪拌羽根は、前記第１回転軸の軸方向中央部に取り付けられ、前記第２回転軸は、前記第１攪拌羽根の両側の前記第１回転軸に装着され、前記第２攪拌羽根は、前記各第２回転軸に両端部を取り付けられ、前記第１攪拌羽根の外周を囲繞するように設けられていても良い。

このような構成を採用することで、簡易な構成により、第１攪拌部材と第２攪拌部材を別個に回転させることが可能となる。

本発明のトナー補給装置は、前記現像器には、トナーとキャリアからなる現像剤が収容され、前記検出手段は、現像剤中のトナー濃度を検出可能なトナー濃度センサーであり、前記現像器に取り付けられていても良い。

このような構成を採用することにより、トナー容器にセンサーを設けなくてもトナー容器内のトナー残量を推測することが可能となり、通常は頻繁に交換が必要となるトナー容器の構成を簡易なものとすることが可能となる。

本発明のトナー補給装置は、トナー濃度の基準値を格納した記憶手段を備え、前記制御手段は、前記現像器からのトナーの排出を一定時間停止した状態でトナーを前記トナー容器から前記現像器へと供給するトリートメント動作が行われた後に、前記トナー濃度センサーによって検出されるトナー濃度と前記基準値を比較し、前記トナー濃度センサーによって検出されるトナー濃度が前記基準値以上でない場合に、前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定しても良い。

このような構成を採用することにより、トリートメント動作によってトナー容器内のトナー残量がわずかであることを確認してからトナーがニアエンド状態である旨の判定が行われることになる。そのため、トナー容器内に十分な量のトナーが残存しているにも関わらずニアエンド表示が行われるような不都合を回避することが可能となる。

本発明のトナー補給装置は、前記トナー容器は、他のトナー容器を介さずに前記現像器に接続されていても良い。

このような構成を採用することにより、中間ホッパー等の他のトナー容器を介してトナー容器と現像器を接続する場合と比較して、トナー補給装置の構成を簡易なものとすることが可能となり、製造工程の簡易化及び製造コストの低廉化を図ることが可能となる。

本発明のトナー容器は、トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、を有するトナー容器であって、前記容器本体に取り付けられる第１回転軸と、該第１回転軸に取り付けられる第１攪拌羽根と、を有する第１攪拌部材と、前記第１回転軸と同軸上に配置される第２回転軸と、該第２回転軸に取り付けられ、長さ又は幅の少なくとも一方が前記第１攪拌羽根よりも大きい第２攪拌羽根と、を有する第２攪拌部材と、を備え、トナーがニアエンド状態になる前は、前記第１攪拌部材を回転させるとともに前記第２攪拌部材の回転を停止させ、トナーがニアエンド状態になった後は、前記第２攪拌部材を回転させても良い。

このような構成によれば、トナー容器内のトナーは、各攪拌部材によって攪拌されつつ排出口側へと搬送されるが、第１攪拌部材のみが回転するニアエンド前には、トナー容器内において第１攪拌羽根が届かない部分にトナーが残存する。一方で、ニアエンド後には、第２攪拌部材を回転させることで、トナー容器内に残存するトナーを第２攪拌羽根によって排出口に向かわせることができる。これに伴って、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させることが可能となるため、トナー容器の交換のための十分な時間を確保することが可能となり、ユーザーの負担を軽減させることができる。

本発明の画像形成装置は、上記いずれかのトナー補給装置又はトナー容器を備えていることを特徴とする。

本発明は、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させ、トナー容器の交換時におけるユーザーの負担を軽減することを可能とする。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの構成の概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの前側壁付近の断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの後側壁付近の断面図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターのシステム構成の概略を示すブロック図である。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給制御（ニアエンド前）を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給制御（ニアエンド時）を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、ニアエンド表示がされた直後のトナーコンテナの状態を示す断面図である。 従来のカラープリンター（比較例）と本発明に係るカラープリンター（実施例）について、初期時とニアエンド時とトナーエンド時における印字枚数及びトナー重量を示す図表である。

まず、図１を用いて画像形成装置としてのカラープリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るカラープリンター１の構成の概略を示す模式図である。

カラープリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上部には排紙トレイ４が設けられている。

プリンター本体２の内部には、像担持体としての中間転写ベルト５が駆動ローラー６と従動ローラー７の間に架設されており、中間転写ベルト５の下部一側（図面上は下部左側）には、画像濃度センサー８が配置されている。

中間転写ベルト５の上方には、中間転写ベルト５の上面に沿って４個の画像形成部１０がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラック）ごとに設けられている。なお、図１では、図面上左右両側に配置される２個の画像形成部１０のみが表示されており、左右方向中央に配置される２個の画像形成部１０については、記載が省略されている。

各画像形成部１０には、像担持体としての感光体ドラム１１が回転可能に設けられている。感光体ドラム１１は、例えばＯＰＣ又はアモルファスシリコン等を用いて形成され、ＯＰＣを用いる場合には、感度と寿命のバランスを考慮して、膜厚２０μｍ〜４０μｍに設定される。感光体ドラム１１の周囲には、帯電器１２と、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器１３と、トナー補給装置１４と、一次転写ローラー１５と、クリーニングブレード１６と、除電器１７とが、一次転写のプロセス順に配置されている。トナー補給装置１４の詳細については後述する。

プリンター本体２の一側（図面上右側）には、転写紙の搬送経路１８が設けられている。搬送経路１８の上流端には給紙部２０が設けられ、搬送経路１８の中流部には二次転写ローラー２１が従動ローラー７との間で中間転写ベルト５を挟むように設けられ、搬送経路１８の下流部には定着部２２が設けられ、搬送経路１８の下流端部には排紙部２３が設けられている。

次に、このような構成を備えたカラープリンター１の画像形成動作について説明する。

カラープリンター１に電源が投入されると、各種パラメータ−が初期化され、定着部２２の温度設定等の初期設定が実行される。そして、カラープリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１２によって感光体ドラム１１が所定の表面電位に帯電された後、露光器１３からのレーザー光により感光体ドラム１１に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム１１の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、トナー補給装置１４がトナーにより対応する色のトナー像に現像し、可視化する。このトナー像は、一次転写ローラー１５によって中間転写ベルト５の表面に一次転写される。以上の動作が画像形成部１０ごとに順次繰り返されることによって、中間転写ベルト５上にフルカラーのトナー像が形成される。

一方、給紙部２０によって給紙カセット３又は手指しトレイ（図示せず）から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて二次転写ローラー２１側へと搬送され、二次転写ローラー２１によって、中間転写ベルト５上のフルカラーのトナー像が転写紙に二次転写される。トナー像を二次転写された転写紙は、搬送経路１８を下流側へと搬送されて定着部２２に進入し、この定着部２２において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙部２３から排紙トレイ４上に排出される。

なお、感光体ドラム１１上に残留したトナーと電荷は、クリーニングブレード１６と除電器１７によってそれぞれ除去される。また、キャリブレーションによる画像濃度検出時には、キャリブレーション用のトナー画像を形成して中間転写ベルト５に転写し、このトナー画像の濃度を画像濃度センサー８によって検出する。

次に、主に図２〜図５を用いて、トナー補給装置１４の詳細について説明する。以下、便宜上、図２における手前側（図３における左側）を各部材の正面側（前側）として説明する。図２は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給装置を示す断面図である。図３は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナを示す断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの前側壁付近の断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナーコンテナの後側壁付近の断面図である。なお、図３は、図２のＡ−Ａ線部分を切断面とし、図４及び図５は、図２のＢ−Ｂ線部分を切断面としている。

図２に示されるように、トナー補給装置１４は、トナーコンテナ２４と、トナーコンテナ２４の下方に配置される現像器２５と、を備えている。トナーコンテナ２４は、例えば現像器２５に着脱可能に装着されており、トナーコンテナ２４と現像器２５の間には、中間ホッパー等の他のトナー容器は設けられていない。

まず、トナーコンテナ２４について説明すると、トナーコンテナ２４には、画像形成部１０ごとに異なる色のトナーが収容されており、トナー残量を検知する手段が設けられていない。

図３に最も良く示されるように、各トナーコンテナ２４は、上面が開口された容器本体２６と、容器本体２６の開口を閉止する蓋体２７と、を備えている。容器本体２６の上端にはフランジ部２８が設けられており、このフランジ部２８に蓋体２７が超音波溶着されることで、トナーコンテナ２４が閉止されている。

容器本体２６は、前後方向に細長い形状を成している。容器本体２６の底部の前端部右側には排出口３０が設けられている。排出口３０は、トナーコンテナ２４を現像器２５に装着していない状態において、スライド式のシャッター（図示せず）により閉止されている。そして、トナーコンテナ２４が現像器２５に装着されるのに連動してシャッターがスライドして排出口３０が開放されるように構成されている。

容器本体２６には、排出口３０の上方に、搬送スクリュー３１が回転可能に設けられている。搬送スクリュー３１は、前後方向に延びる回転軸３４と、この回転軸３４の外周に同心で設けられたスパイラルフィン３５と、を備えている。回転軸３４の前後両端部は、容器本体２６の前後両側壁３２、３３にそれぞれ設けられた軸穴３６、３７に挿通されている。これにより、搬送スクリュー３１が容器本体２６に回転可能に支持されている。回転軸３４の後端部は、容器本体２６の後側壁３３の後方に突出しており、この突出部分に搬送ギア３８が固定されている。

容器本体２６には、搬送スクリュー３１の左上方に第１攪拌手段としての第１攪拌パドル４０と、第２攪拌手段としての第２攪拌パドル４１が設けられている。

第１攪拌パドル４０は、容器本体２６の前端側から後端側まで設けられる第１回転軸４２と、第１回転軸４２の軸方向（本実施形態では前後方向）中央部に取り付けられる第１攪拌羽根４３と、を備えている。

第１回転軸４２は、前後方向に長い丸棒状を成している。図４に示されるように、第１回転軸４２の前端部は、容器本体２６の前側壁３２に穿設された前側挿通穴４４に挿通され、図５に示されるように、第１回転軸４２の後端部は、容器本体２６の後側壁３３に穿設された後側挿通穴４５に挿通されている。これにより、第１攪拌パドル４０が、容器本体２６に回転可能に支持されている。第１回転軸４２の後端部は、容器本体２６の後側壁３３の後方に突出しており、この突出部分に第１攪拌ギア４６が固定されている。

第１攪拌羽根４３は、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルムを用いて形成されており、可撓性を有している。第１攪拌羽根４３は、前後方向に長い長方形状を成しており、一方の長辺部４７ａが第１回転軸４２に取り付けられている。

図３に示されるように、第２攪拌パドル４１は、第１回転軸４２と同軸上に配置される第２回転軸４８ａ、４８ｂと、第２回転軸４８ａ、４８ｂに取り付けられる第２攪拌羽根５０と、を備えている。

第２回転軸４８ａ、４８ｂは、円筒状を成しており、前後一対で設けられている。各第２回転軸４８ａ、４８ｂは、第１攪拌羽根４３の前後両側の第１回転軸４２の外周に装着されている。換言すると、第１攪拌羽根４３の前後両側において、各第２回転軸４８ａ、４８ｂに第１回転軸４２が挿通されている。このような構成により、第２攪拌パドル４１は、容器本体２６及び第１攪拌パドル４０に対して相対回転可能になっている。

図４に示されるように、前側の第２回転軸４８ａ（以下、単に「第２回転軸４８ａ」と称する。）の前端部は、容器本体２６の前側壁３２に設けられた前側挿通穴４４に第１回転軸４２とともに挿通されており、前側壁３２の前方に突出している。そして、この前側壁３２の前方に突出した部分に、第２攪拌ギア５１が固定されている。図５に示されるように、後側の第２回転軸４８ｂ（以下、単に「第２回転軸４８ｂ」と称する。）は、容器本体２６の後側壁３３の後側挿通穴４５には挿通されておらず、容器本体２６内に配置されている。

第２回転軸４８ａの後端部と第２回転軸４８ｂの前端部は、芯材５２によって接続されており、これにより、第２回転軸４８ａが回転すると、これに従動して第２回転軸４８ｂが回転するように構成されている。芯材５２はコ字状を成しており、第１攪拌羽根４３の外周部（第１攪拌羽根４３の前後両側の短辺部５４と第１回転軸４２に取り付けられていない側の長辺部４７ｂ）と所定の間隔を介して設けられている。

第２攪拌羽根５０は、例えば、ＰＥＴフィルム、ポリエステルフィルム等の樹脂フィルムを用いて形成されており、可撓性を有している。第２攪拌羽根５０は、第１攪拌羽根４３と同様に前後方向に長い形状を成している。第２攪拌羽根５０は、前後方向に延びる接続部５５と、この接続部５５の前後両端部から略直角に屈曲される取付部５６と、を備えており、コ字状を成している。各取付部５６は、接続部５５の反対側において各第２回転軸４８ａ、４８ｂに取り付けられている。第２攪拌羽根５０の内周部は、コ字状を成しており、芯材５２に取り付けられている。第２攪拌羽根５０の内周部は、第１攪拌羽根４３の外周部と所定の間隔を介して設けられており、第１攪拌羽根４３の外周部を囲繞するように設けられている。

図３に示されるように、第２攪拌羽根５０の長さＬ１（本実施形態では前後方向の長さ）は、第１攪拌羽根４３の長さＬ２よりも大きい。図４に示されるように、第２攪拌羽根５０の幅Ｗ１（本実施形態では、第１回転軸４２及び第２回転軸４８ａ、４８ｂの軸心Ｐからの最大幅）は、第１攪拌羽根４３の幅Ｗ２よりも大きい。

次に、現像器２５について説明すると、現像器２５には２成分現像方式が採用され、トナーとキャリアからなる現像剤を収容し、図２に示されるように、現像器２５は、ケーシング５８によって外周を覆われており、ケーシング５８の左端には開口部５９が設けられている。

ケーシング５８の上板には、トナーコンテナ２４の排出口３０と対応する位置に導入口６０が設けられており、この導入口６０の下方には、左右一対の攪拌ミキサーパドル６１ａ、６１ｂが回転可能に収納されている。攪拌ミキサーパドル６１ａ、６１ｂは、ケーシング５８内に立設された隔壁６２によって隔てられた状態で配置されており、攪拌ミキサーパドル６１ａ、６１ｂによって現像器２５内の現像剤が循環するように構成されている。

右側の攪拌ミキサーパドル６１ｂ（以下、単に「攪拌ミキサーパドル６１ｂ」と称する。）の右方には検出手段としてのトナー濃度センサー６３が設けられている。このトナー濃度センサー６３は、例えば透磁率センサーであり、現像器２５内に収容されている現像剤の透磁率を測定し、トナーとキャリアの混合比からトナー濃度を検出できるように構成されている。攪拌ミキサーパドル６１ｂには、センサークリーナー６４が取り付けられている。センサークリーナー６４は、トナー濃度センサー６３と接触可能な位置に設けられており、攪拌ミキサーパドル６１ｂの回転に伴ってトナー濃度センサー６３に摺接し、トナー濃度センサー６３の表面をクリーニングするように構成されている。

左側の攪拌ミキサーパドル６１ａの左方には、開口部５９から一部を露出させるようにして、現像ローラー６５（現像剤担持体）が設けられている。現像ローラー６５は、例えば、固定マグネットを内包した回転可能なスリーブを有している。現像ローラー６５の上方には、現像剤規制ブレード６６が配置されており、現像剤規制ブレード６６によって流量を調整された現像剤が現像ローラー６５によって保持され、現像ローラー６５と対向する感光体ドラム１１に供給されるようになっている。この感光体ドラム１１に供給される現像剤は、攪拌ミキサーパドル６１ａ、６１ｂによって入れ替えられる。

次に、主に図６を用いて、カラープリンター１の制御システムについて説明する。図６は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターのシステム構成の概略を示すブロック図である。

カラープリンター１には、制御手段としてのＣＰＵ７１が設けられている。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ、ＲＡＭ等の記憶装置で構成される記憶手段７２と接続されており、記憶手段７２に格納された制御プログラムや制御用データに基づいて、ＣＰＵ７１がカラープリンター１の各部の制御を行うように構成されている。記憶手段７２には、例えば、トナーコンテナ２４から現像器２５にトナー補給を行う基準となるトナー濃度（以下、「第１下限濃度」と称する。）や、この第１下限濃度から所定の値を減じて算出したトナー濃度（以下、「第２下限濃度」と称する。）が格納されている。

ＣＰＵ７１は、プリンター本体２に設けられた操作表示部７３と接続されている。操作表示部７３には、例えば、スタートキー、ストップ／クリアキー、電源キー、テンキー、タッチパネル等の操作キーが設けられ、ユーザーが各操作キーを操作すると、その操作指示がＣＰＵ７１に出力されるように構成されている。また、ＣＰＵ７１から出力される信号に基づいて、エラーメッセージ等の各種情報が操作表示部７３に表示されるように構成されている。

ＣＰＵ７１は、画像濃度センサー８やトナー濃度センサー６３と接続されており、画像濃度センサー８やトナー濃度センサー６３からの信号をＣＰＵ７１が受信するように構成されている。

ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４を介して搬送モーター７５と接続されており、搬送モーター７５は搬送ギア３８に接続されている。そして、ＣＰＵ７１からの駆動指令信号に基づいてモーター駆動部７４から搬送モーター７５に電流が流されることで搬送モーター７５が回転し、この搬送モーター７５の回転が搬送ギア３８に伝達されて搬送ギア３８が回転するように構成されている。

ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４を介して第１攪拌モーター７６と接続されており、第１攪拌モーター７６は第１攪拌ギア４６に接続されている。そして、ＣＰＵ７１からの駆動指令信号に基づいてモーター駆動部７４から第１攪拌モーター７６に電流が流されることで第１攪拌モーター７６が回転し、この第１攪拌モーター７６の回転が第１攪拌ギア４６に伝達されて第１攪拌ギア４６が回転するように構成されている。

ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４を介して第２攪拌モーター７７と接続されており、第２攪拌モーター７７は第２攪拌ギア５１に接続されている。そして、ＣＰＵ７１からの駆動指令信号に基づいてモーター駆動部７４から第２攪拌モーター７７に電流が流されることで第２攪拌モーター７７が回転し、この第２攪拌モーター７７の回転が第２攪拌ギア５１に伝達されて第２攪拌ギア５１が回転するように構成されている。

上記の如く構成されたカラープリンター１におけるトナー補給制御について主に図７〜図９を用いて説明する。図７は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給制御（ニアエンド前）を示すフローチャートである。図８は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、トナー補給制御（ニアエンド時）を示すフローチャートである。図９は、本発明の一実施形態に係るカラープリンターにおいて、ニアエンド状態である旨の判定がされた直後のトナーコンテナの状態を示す断面図である。なお、図７、図８の一部のステップにおいて括弧内に表示されているパドル名は、そのステップにおいて回転しているパドルを示している。

上記の如く構成されたものにおいて、画像出力が行われると（Ｓ１０１）、トナー濃度センサー６３が現像器２５内のトナー濃度を検出し（Ｓ１０２）、この検出信号をＣＰＵ７１に出力する。ＣＰＵ７１は、トナー濃度センサー６３によって検出されたトナー濃度（以下、「検出されたトナー濃度」と略称する。）を記憶手段７２に格納された第１下限濃度と比較し、検出されたトナー濃度が第１下限濃度よりも低いか否かを判定する（Ｓ１０３）。この判定がＮＯの場合には、ＣＰＵ７１は、現像器２５内のトナー濃度が十分で有ると判断する。これに伴って、トナー補給が行われることなく画像が出力される（Ｓ１０１）。

一方で、Ｓ１０３の判定がＹＥＳの場合には、ＣＰＵ７１は、検出されたトナー濃度と記憶手段７２に格納された第２下限濃度を比較し、検出されたトナー濃度が第２下限濃度以下であるか否かを判定する（Ｓ１０４）。この判定がＮＯの場合には、ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４に駆動指令信号を送信して、第１攪拌モーター７６及び搬送モーター７５を駆動させる。

この第１攪拌モーター７６の駆動に伴って、第１攪拌モーター７６の駆動力が第１攪拌ギア４６に伝達され、第１攪拌パドル４０が図２に矢印で示す向きに回転する。これによって、トナーコンテナ２４内のトナーが、攪拌されながら搬送スクリュー３１側へと搬送される。

また、上記した搬送モーター７５の駆動に伴って、搬送モーター７５の駆動力が搬送ギア３８に伝達されて搬送スクリュー３１が回転する。これによって、トナーコンテナ２４内のトナーが排出口３０から現像器２５内に導入され、現像器２５へのトナー補給が行われる（Ｓ１０５）。なお、このトナー補給（Ｓ１０５）は、印字を継続しながら行われる。また、このトナー補給（Ｓ１０５）では、第２攪拌モーター７７は駆動させていないため、第２攪拌パドル４１の回転は停止している。上記したトナー補給（Ｓ１０５）が完了すると、Ｓ１０１のステップに戻って画像出力が行われる。

一方で、上記したＳ１０４の判定がＹＥＳの場合には、ＣＰＵ７１は、トナーコンテナ２４内のトナー残量が少なくなり、トナーコンテナ２４から現像器２５へのトナーの補給量が低下していると判断し、現像器２５からのトナーの排出を一定時間停止した状態（印字を一定時間停止した状態）でトナーコンテナ２４から現像器２５へとトナーを補給する「トリートメント動作」を行う（Ｓ１０６）。このトリートメント動作（Ｓ１０６）は、トナー補給（Ｓ１０５）と同様に、第１攪拌パドル４０と搬送スクリュー３１を回転させながら行い、第２攪拌パドル４１の回転は停止している。

上記したトリートメント動作（Ｓ１０６）が完了したら、トナー濃度センサー６３によって現像器２５内のトナー濃度を検出する（Ｓ１０７）。ＣＰＵ７１は、検出されたトナー濃度と記憶手段７２に格納された基準値（例えば、第１下限濃度）を比較し、検出されたトナー濃度が基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ１０８）。このＳ１０８の判定がＹＥＳの場合には、Ｓ１０１のステップに戻って画像出力が行われる。

一方で、上記したＳ１０８のステップがＮＯの状態（検出されたトナー濃度が前記した基準値よりも低い状態）が一定時間続いた場合には、ＣＰＵ７１は、トナーコンテナ２４内のトナーがニアエンド状態（第１攪拌パドル４０を回転させながらトナー補給を行ってもトナー濃度が回復しない状態）であると判定し（Ｓ１０９）、ニアエンド時の制御（図８参照）を行う。

このニアエンド時の制御について更に説明すると、まず、ＣＰＵ７１は、操作表示部７３に信号を出力して、例えば「トナーが残りわずかです」等のニアエンド表示を操作表示部７３に表示させる（Ｓ２０１）。これによって、ユーザーによるトナーコンテナ２４の交換が促される。

このようにニアエンド表示を行うとともに、ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４に駆動指令信号を送信して、第２攪拌モーター７７及び搬送モーター７５を駆動させる（第１攪拌モーター７６は駆動させない）。

この第２攪拌モーター７７の駆動に伴って、第２攪拌モーター７７の駆動力が第２攪拌ギア５１に伝達されて第２攪拌パドル４１が図２に矢印で示す向きに回転する。これによって、トナーコンテナ２４内のトナーが、攪拌されながら搬送スクリュー３１側へと搬送される。なお、前記したトナー補給（Ｓ１０５）やトリートメント動作（Ｓ１０６）では第１攪拌パドル４０のみが回転しているため、ニアエンド表示がされた直後には、トナーコンテナ２４内において第１攪拌羽根４３が届かない部分にトナーが残存している（図９に矢印ｔで残存するトナーを示す）。この残存しているトナーが、第２攪拌パドル４１の回転に伴って、第２攪拌羽根５０で排出口３０に向かって流動する。

また、上記した搬送モーター７５の駆動に伴って、搬送モーター７５の駆動力が搬送ギア３８に伝達されて搬送スクリュー３１が回転する。これによって、トナーコンテナ２４内のトナーが排出口３０を介して現像器２５内に導入され、現像器２５へのトナー補給が行われる（Ｓ２０２）。

現像器２５へのトナー補給が完了すると、画像出力（Ｓ２０３）が行われる。画像出力（Ｓ２０３）が完了すると、トナー濃度センサー６３が現像器２５内のトナー濃度を検出し（Ｓ２０４）、この検出信号をＣＰＵ７１に出力する。ＣＰＵ７１は、検出されたトナー濃度と記憶手段７２に格納された第１下限濃度を比較し、検出されたトナー濃度が第１下限濃度よりも低いか否かを判定する（Ｓ２０５）。この判定がＮＯの場合には、ＣＰＵ７１は、現像器２５内のトナー濃度が十分で有ると判断する。これに伴って、トナー補給が行われることなく画像出力が行われる（Ｓ２０３）。

一方で、Ｓ２０５の判定がＹＥＳの場合には、ＣＰＵ７１は、検出されたトナー濃度と記憶手段７２に格納された第２下限濃度を比較し、検出されたトナー濃度が第２下限濃度以下であるか否かを判定する（Ｓ２０６）。この判定がＮＯの場合には、ＣＰＵ７１は、モーター駆動部７４に駆動指令信号を送信して第２攪拌モーター７７及び搬送モーター７５を駆動させ、トナー補給（Ｓ２０２）と同様に、第２攪拌パドル４１と搬送スクリュー３１を回転させてトナー補給を行う（Ｓ２０７）。

一方で、上記したＳ２０６の判定がＹＥＳの場合には、ＣＰＵ７１は、トナーコンテナ２４内のトナー残量が少なくなり、トナーコンテナ２４から現像器２５へのトナーの補給量が低下していると判断し、トリートメント動作を行う（Ｓ２０８）。このトリートメント動作（Ｓ２０８）は、トナー補給（Ｓ２０２、Ｓ２０７）と同様に、第２攪拌パドル４１と搬送スクリュー３１を回転させながら行い、第１攪拌パドル４０の回転は停止している。

上記したトリートメント動作（Ｓ２０８）が完了したら、トナー濃度センサー６３によって現像器２５内のトナー濃度を検出する（Ｓ２０９）。ＣＰＵ７１は、検出されたトナー濃度を、記憶手段７２に格納された基準値（例えば、第１下限濃度）と比較し、検出されたトナー濃度が基準値以上であるか否かを判定する（Ｓ２１０）。このＳ２１０の判定がＹＥＳの場合には、Ｓ２０３のステップに戻って画像出力が行われる。

一方で、上記したＳ２１０のステップがＮＯの場合には、ＣＰＵ７１は、トナーコンテナ２４内にトナーが無いと判断し、操作表示部７３に信号を出力して例えば「トナーがありません」等のトナーエンド表示を操作表示部７３に表示させるとともに、カラープリンター１を停止させる（Ｓ２１１）。

なお、ニアエンド表示（Ｓ２０１）以降にプリンター本体２のカバー（図示せず）が開閉されたり、カラープリンター１の電源スイッチがＯＦＦ／ＯＮされたりした場合には、トナーコンテナ２４の交換が行われた可能性が有る。この場合には、第１攪拌パドル４０と第２攪拌パドル４１のいずれか一方又は両方によるトリートメント動作を行い、トナー濃度センサー６３によって現像器２５内のトナー濃度を検出する。トナー濃度が基準値（例えば、第１下限濃度）以上まで回復した場合には、ニアエンド表示やトナーエンド表示を解除させ、通常の画像出力（Ｓ１０１）に移行する。その後は、第１攪拌パドル４０のみを回転させてトナー補給を行う。

以上のように、本実施形態では、トナーコンテナ２４内のトナーがニアエンド状態であるとＣＰＵ７１が判定する前は、第１攪拌パドル４０を回転させるとともに第２攪拌パドル４１の回転を停止させ、トナーコンテナ２４内のトナーがニアエンド状態であるとＣＰＵ７１が判定した後は、第２攪拌パドル４１を回転させるとともに第１攪拌パドル４０の回転を停止させている。このような構成により、ニアエンド時には、トナーコンテナ２４内において第１攪拌羽根４３が届かない部分にトナーが残存することになり、ニアエンド時においてトナーコンテナ２４内に残存しているトナーの量を従来よりも多くすることが可能となる。これに伴って、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させることが可能となるため、トナーコンテナ２４の交換のための十分な時間を確保することが可能となり、ユーザーの負担を軽減させることができる。

また、本実施形態では、第１回転軸４２が容器本体２６の前端側から後端側まで設けられ、第１攪拌羽根４３が第１回転軸４２の軸方向中央部に取り付けられ、第２回転軸４８ａ、４８ｂが第１攪拌羽根４３の両側において第１回転軸４２に装着され、第２攪拌羽根５０が、第２回転軸４８ａ、４８ｂに両端部を取り付けられて第１攪拌羽根４３の外周を囲繞するように設けられている。このような構成を採用することで、簡易な構成により、第１攪拌パドル４０と第２攪拌パドル４１を別個に回転させることが可能となる。

また、本実施形態では、トナー濃度センサー６３が現像器２５に設けられている。このような構成を採用することにより、トナーコンテナ２４にトナー残量センサーを設けなくてもトナーコンテナ２４内のトナー残量を推測することが可能となり、頻繁に交換が必要となるトナーコンテナ２４の構成を簡易なものとすることが可能となる。

また、本実施形態では、トリートメント動作によってトナーコンテナ２４内のトナー残量がわずかであることを確認してからニアエンド状態である旨の判定が行われているため、トナーコンテナ２４内に十分な量のトナーが残存しているにも関わらずニアエンド表示が行われるような不都合を回避することが可能となる。

また、本実施形態では、トナーコンテナ２４が、中間ホッパー等の他のトナー容器を介さずに現像器２５に接続されているため、トナー補給装置１４の構成を簡易なものとすることが可能となり、製造工程の簡易化及び製造コストの低廉化を図ることが可能となる。

本実施形態では、ＣＰＵ７１によってトナーコンテナ２４内のトナーがニアエンドである旨の判定がされた後、第２攪拌パドル４１のみを回転させる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ＣＰＵ７１によってトナーコンテナ２４内のトナーがニアエンドである旨の判定がされた後に、第１攪拌パドル４０と第２攪拌パドル４１の両方を回転させても良い。

本実施形態では、第１回転軸４２や第２回転軸４８ａ、４８ｂが容器本体２６の前後両側壁３２、３３に直接支持される場合について説明したが、他の異なる実施形態では、第１回転軸４２や第２回転軸４８ａ、４８ｂが容器本体２６の前後両側壁３２、３３に軸受け（図示せず）を介して支持されても良い。

本実施形態では、第２回転軸４８ａと第２回転軸４８ｂを芯材５２によって接続する場合について説明したが、他の異なる実施形態においては、芯材５２を設けることなく、第２回転軸４８ａと第２回転軸４８ｂを第２攪拌羽根５０のみを介して接続しても良い。

本実施形態では、第２攪拌羽根５０の長さ及び幅の両方が第１攪拌羽根４３よりも大きい場合について説明したが、他の異なる実施形態では、第２攪拌羽根５０の長さ又は羽根のいずれか一方のみが第１攪拌羽根４３よりも大きくても良い。

本実施形態では、トナーコンテナ２４の前側と後側に、それぞれ第２攪拌ギア５１と第１攪拌ギア４６を配置する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２４の前側又は後側のいずれか一方に第１攪拌ギア４６と第２攪拌ギア５１の両方を配置しても良い。

本実施形態では、現像器２５に取り付けられるトナー濃度センサー６３によってトナーコンテナ２４内のトナー濃度を検出する構成について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２４又は現像器２５に取り付けられる圧電センサー、光センサー等の他の異なる検出手段によって、トナーコンテナ２４内のトナー残量やトナー濃度を検出しても良い。

本実施形態では、トナーと磁性キャリアよりなる２成分現像方式について説明したが、トナー濃度センサー６３を用いない場合には、キャリアを含まない１成分現像方式を用いても良い。

本実施形態ではスライド式のシャッターを用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２４が現像器２５に装着されることでレバーのロックが解除された後、ユーザーのレバー操作に連動してシャッターが回転して排出口３０が開放される回転式のシャッターを用いても良い。

本実施形態では、トナーコンテナ２４を直接現像器２５に接続する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２４を中間ホッパー等の他のトナー容器を介して現像器２５に接続しても良い。この場合には、中間ホッパー等の他のトナー容器に本発明の構成を適用しても良い。

本実施形態では、タンデム式のカラープリンター１に本発明の構成を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、ロータリー式のカラープリンター１、モノクロプリンター、複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に本発明の構成を適用することも可能である。

（比較実験）
従来のトナーコンテナ（比較例）と本発明に係るトナーコンテナ（実施例）について、ニアエンドからトナーエンドまでの印刷枚数を比較するための実験を行った。

比較例については、単一の攪拌パドルのみを備えたトナーコンテナを用意し、トナーコンテナ内のトナーが僅かになった時点でニアエンドとし、そこから画像濃度が低下しない程度まで印字を行なった後にトナーエンドとした。

一方で、実施例については、第１攪拌パドルと第２攪拌パドルを備えた上記実施形態と同様の構成のトナーコンテナを用意した。そして、第１攪拌パドルを回転させながらトナー補給を行ってもトナー濃度が回復しなくなった時点でニアエンドとし、そこから第２攪拌パドルを回転させながらトナー補給を行い、画像濃度が低下しない程度まで印字を行なった後にトナーエンドとした。

本実験では、印字率５％の原稿で２０００枚印字可能な量のトナーをトナーコンテナに充填し、５％原稿を連続印字して評価を行なった。図１０に、比較例と実施例について、初期時、ニアエンド時、トナーエンド時におけるトナーコンテナ内のトナー重量と印字枚数を示す。比較例では、ニアエンド時にトナーコンテナ内のトナー重量が非常に少なくなっているため、ニアエンドからトナーエンドまでに２９枚しか印字できなかった。これに対し、本発明の構成では、ニアエンド時に比較例の２倍以上の重量のトナーがトナーコンテナ内に残存しているため、ニアエンドからトナーエンドまでに３４０枚もの印字を行うことができた。

以上のように、本発明の構成によれば、ニアエンド時におけるトナーコンテナ内のトナー残量を従来よりも多くすることが可能となり、ニアエンドからトナーエンドまでの印字枚数を増加させることができる。これに伴って、ユーザーがトナーコンテナの交換を行うための時間を十分に確保することが可能となり、ユーザーの負担を軽減させることが可能となる。

１ カラープリンター（画像形成装置）
１４ トナー補給装置
２４ トナーコンテナ（トナー容器）
２５ 現像器
２６ 容器本体
３０ 排出口
４０ 第１攪拌パドル（第１攪拌部材）
４１ 第２攪拌パドル（第２攪拌部材）
４２ 第１回転軸
４３ 第１攪拌羽根
４８ 第２回転軸
５０ 第２攪拌羽根
６３ トナー濃度センサー（検出手段）
７１ ＣＰＵ（制御手段）
７２ 記憶手段

Claims (7)

1. トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、を有するトナー容器と、
   前記排出口から排出されるトナーが供給される現像器と、
   前記トナー容器内又は前記現像器内のトナー濃度又はトナー残量を検出する検出手段と、
   該検出手段からの信号を受信する制御手段と、を備えたトナー補給装置であって、
   前記トナー容器は、
   前記容器本体に取り付けられる第１回転軸と、該第１回転軸に取り付けられる第１攪拌羽根と、を有する第１攪拌部材と、
   前記第１回転軸と同軸上に配置される第２回転軸と、該第２回転軸に取り付けられ、長さ又は幅の少なくとも一方が前記第１攪拌羽根よりも大きい第２攪拌羽根と、を有する第２攪拌部材と、を備え、
   前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定する前は、前記第１攪拌部材を回転させるとともに前記第２攪拌部材の回転を停止させ、
   前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定した後は、前記第２攪拌部材を回転させることを特徴とするトナー補給装置。
2. 前記第１回転軸は、前記容器本体の一端側から他端側まで設けられ、
   前記第１攪拌羽根は、前記第１回転軸の軸方向中央部に取り付けられ、
   前記第２回転軸は、前記第１攪拌羽根の両側の前記第１回転軸に装着され、
   前記第２攪拌羽根は、前記各第２回転軸に両端部を取り付けられ、前記第１攪拌羽根の外周を囲繞するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
3. 前記現像器には、トナーとキャリアからなる現像剤が収容され、
   前記検出手段は、現像剤中のトナー濃度を検出可能なトナー濃度センサーであり、前記現像器に取り付けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー補給装置。
4. トナー濃度の基準値を格納した記憶手段を備え、
   前記制御手段は、前記現像器からのトナーの排出を一定時間停止した状態でトナーを前記トナー容器から前記現像器へと供給するトリートメント動作が行われた後に、前記トナー濃度センサーによって検出されるトナー濃度と前記基準値を比較し、前記トナー濃度センサーによって検出されるトナー濃度が前記基準値以上でない場合に、前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定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。
5. 前記トナー容器は、他のトナー容器を介さずに前記現像器に接続されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー補給装置。
6. トナーを収容する容器本体と、該容器本体に設けられてトナーを排出する排出口と、を有するトナー容器であって、
   前記排出口から排出されるトナーが供給される現像器と、前記トナー容器内又は前記現像器内のトナー濃度又はトナー残量を検出する検出手段と、該検出手段からの信号を受信する制御手段と、を備えたトナー補給装置に設けられ、
   前記容器本体に取り付けられる第１回転軸と、該第１回転軸に取り付けられる第１攪拌羽根と、を有する第１攪拌部材と、
   前記第１回転軸と同軸上に配置される第２回転軸と、該第２回転軸に取り付けられ、長さ又は幅の少なくとも一方が前記第１攪拌羽根よりも大きい第２攪拌羽根と、を有する第２攪拌部材と、を備え、
   前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定する前は、前記第１攪拌部材を回転させるとともに前記第２攪拌部材の回転を停止させ、
   前記検出手段からの信号に基づいて前記制御手段が前記トナー容器内のトナーがニアエンド状態であると判定した後は、前記第２攪拌部材を回転させることを特徴とするトナー容器。
7. 請求項１〜５のいずれか１項に記載のトナー補給装置又は請求項６に記載のトナー容器を備えていることを特徴とする画像形成装置。