(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナー収容器内から現像装置内にトナーを供給するモーノポンプの構造のトナー搬送装置を有する現像装置を有し、前記現像装置により感光体上の静電潜像を現像処理してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写する電子写真記録装置であって、
前記モーノポンプの内部温度を検知する温度検知手段と、
前記モーノポンプを駆動する時間を可変制御する駆動制御手段と、
を備え、
前記駆動制御手段は、前記温度検知手段による前記モーノポンプの内部の温度が、前記トナーのガラス転移点と略同等未満、より好ましくは、前記トナーのガラス転移点温度に対して５℃以下となるように前記モーノポンプの連続駆動時間を所定時間に制御し、前記モーノポンプの内部通過時および通過後のトナーの温度が、前記トナーのガラス転移点と略同等未満、より好ましくは、前記トナーのガラス転移点温度に対して５℃以下とすることを特徴とする電子写真記録装置。
【請求項２】
前記モーノポンプを複数有し、
前記駆動制御手段は、前記複数のモーノポンプのうちいずれか一つを駆動し、このモーノポンプが所定の温度上昇値となった場合に、前記複数のモーノポンプのうち前記駆動しているモーノポンプ以外のいずれか一つのモーノポンプに駆動を切り換えることを特徴とする請求項１に記載の電子写真記録装置。
【請求項３】
前記モーノポンプを複数有し、
前記駆動制御手段は、前記複数のモーノポンプのうちいずれか一つを駆動し、前記モーノポンプがあらかじめ設定される第１の温度上昇値となった場合に、該駆動しているモーノポンプを停止して前記複数のモーノポンプのうち前記駆動しているモーノポンプ以外のいずれか一つのモーノポンプに駆動を切り換え、かつ前記第１の温度上昇値よりも低いあらかじめ設定される第２の温度上昇値となった場合に、当該モーノポンプの回転速度を低くして駆動することを特徴とする請求項１に記載の電子写真記録装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記モーノポンプの回転時の負荷トルクを制御し、前記負荷トルクが所定以上に達した場合に、当該モーノポンプの回転速度を低下させて駆動し、または他のモーノポンプに切り換えることを特徴とする請求項１または２に記載の電子写真記録装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記複数のモーノポンプのうち、少なくとも一つを停止状態としておくことを特徴とする請求項２、３または４に記載の電子写真記録装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真記録装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を用いた電子写真記録装置の印刷では、感光体上に形成された静電潜像をトナーによって顕像化し、該トナー画像を用紙上に転写、さらに該未定着画像を用紙上に定着し、印刷が完了する。消耗品であるトナーは、トナー補給装置により、現像装置の内部に搬送される。現像装置と離して設置可能なトナー収納容器から、必要とする量のトナーを確実に補給できるトナー補給装置として、粉体ポンプを用いたトナー補給装置が、特許文献１に示されている。粉体ポンプとしては、モーノポンプと呼ばれる、ロータとステータを主要部品として構成される、一軸偏芯スクリューポンプを用いることは公知である。
【０００３】
ところで、モーノポンプは、構造上、ロータとステータ間に高い密閉性が求められる。そのため、ロータとステータ間の摺擦により、摩擦熱が発生するが、ステータの構造材である弾性材（ＥＰＤＭなど）は、金属材料に比較して放熱性が低く、発生した熱は、内部にこもりやすくなる。特に、高速印刷を行う電子写真記録装置においては、単位時間あたりに消費されるトナーも多量であるため、トナー補給装置により、現像装置へ供給されるトナー量も多量になる。そのため、モーノポンプは高速で稼動する必要があり、一層、高温になりやすい。
【０００４】
また、特許文献２では、トナー搬送時、粉体ポンプのトナーの出口位置で撹拌部材を回転し、その撹拌部材の回転で出口位置を通るトナーを撹拌して流動させる構成とすることで、粉体ポンプのステータとロータとの摩擦熱で凝集したトナーがトナーの出口位置を通るときその流れが滞ることを防ぎ、これにより、粉体ポンプのトナー出口位置でのトナー詰まりの発生を防止する方法が示されている。
【０００５】
また、特許文献３では、ロータ内部に中空部を設け、該ロータの熱容量を下げる方法や、ロータに貫通穴を形成し、気体吐出部側に気体を供給し、冷却する方法が示されている。
【０００６】
また、特許文献４では、クリーニングユニットから回収されたトナーを、粉体ポンプを用いて移送するに際し、粉体ポンプ進入前の現像剤の温度を低下するため、移送経路を冷却する方法が示されており、冷却によりホッパー内部のトナー温度が、該トナーの融点を下回り、粉体ポンプ内での固着が発生しないとある。
【０００７】
[ホタル画像について]
感光体上に形成された静電潜像を現像装置でトナー像として現像し、このトナー像を記録媒体（被転写体）に転写処理するときに、前述の凝集トナーによる感光体上の凝集トナーによる盛り上がりで、感光体と被転写体（中間転写ベルト、用紙）の間に微小な空間が生じ、密着不良（転写不良）として白ぬけ画像が発生する。特にベタ画像やトナー画像が多い写真画像などに顕著に白ぬけ画像が発生する。以下、本明細書では、この凝集トナーによる白ぬけ画像を「ホタル」と定義し、記述する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記に示されるような特許文献２の構成にあっては、強固に固まったトナー凝集物を、凝集前の微細な粉体の状態にすることは困難であり、トナー凝集塊として、印刷画像上に到ると、一般にホタルと呼ばれる白抜け画像となり、画質劣化を招来させることになる。また、特許文献３の構成にあっては、ロータ内部に中空部を設ける方法は、低速機においては有効な手段と言えるが、高速機のロータにおいては、摩擦熱を減ずるには不向きである。また、貫通穴を通し、気体吐出部側に気体を吐出する方法は、吐出側にサブホッパ等のトナー貯留部や、現像機がある場合、圧力変動や、巻上げ等の不具合が考えられる。また、特許文献４の構成にあっては、ロータが静止状態にあり、ステータとの摺擦が生じてない状態であれば、粉体ポンプ内部のトナーに力が働かないので、融点以下であれば固着は発生しない。しかし、ロータが回転状態にあり、ステータとの摺擦が生じる状態では、トナーに力が加わるため、ガラス転移点以上ではトナーが変形し、凝集物を生じるという問題点があった。
【０００９】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、モーノポンプによるトナー供給方式を用いた電子写真記録装置において、ホタルとよばれる異常画像のない高い印刷品質を維持できる電子写真記録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】
【００１０】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、トナーを収容するトナー収容器内から現像装置内にトナーを供給するモーノポンプの構造のトナー搬送装置を有する現像装置を有し、前記現像装置により感光体上の静電潜像を現像処理してトナー像とし、該トナー像を記録媒体に転写する電子写真記録装置であって、前記モーノポンプの内部温度を検知する温度検知手段と、前記モーノポンプを駆動する時間を可変制御する駆動制御手段と、を備え、前記駆動制御手段は、前記温度検知手段による前記モーノポンプの内部の温度が、前記トナーのガラス転移点と略同等未満、より好ましくは、前記トナーのガラス転移点温度に対して５℃以下となるように前記モーノポンプの連続駆動時間を所定時間に制御し、前記モーノポンプの内部通過時および通過後のトナーの温度が、前記トナーのガラス転移点と略同等未満、より好ましくは、前記トナーのガラス転移点温度に対して５℃以下とすることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー凝集体の形成を防止し、該凝集体が元で生じるホタル発生の課題を解決し、高い画像品質の維持を実現可能な電子写真記録装置を得ることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】図１は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、トナー補給装置の基本構成を示す説明図である。
【図３】図３は、モーノポンプの基本構成を示す説明図である。
【図４】図４は、本発明の実施形態におけるモーノポンプの駆動時間に対するモーノポンプ内部の温度推移を示す図である。
【図５】図５は、モーノポンプの内部温度と印刷画像のホタル発生数を示すグラフである。
【図６】図６は、トナー補給装置の構成例を示す説明図である。
【図７】図７は、図６における矢印Ａ方向から見た部分構成を示す説明図である。
【図８】図８は、図６におけるトナー補給装置の制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【図９】図９は、モーノポンプの内部に温度検知センサを配置した例を示す説明図である。
【図１０】図１０は、モーノポンプを備えるトナー補給装置５００の制御動作例（その１）を示すフローチャートである。
【図１１】図１１は、モーノポンプを備えるトナー補給装置５００の制御動作例（その２）を示すフローチャートである。
【図１２】図１２は、本発明の別の実施の形態におけるモーノポンプの駆動時間に対するモーノポンプ内部の温度推移を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる電子写真記録装置の最良な実施の形態を詳細に説明する。
【００１４】
（実施の形態）
本発明は、モーノポンプの連続駆動時間を制御し、モーノポンプ内部の温度上昇を抑制することにより、モーノポンプ内部の温度が、トナーのガラス転移点と略同等未満に抑えられる構成としたものである。以下、画像形成装置、トナー補給装置の具体的な構成例をあげて説明する。
【００１５】
まず、本発明を、電子写真方式の画像形成装置である画像形成装置１００に適用した実施の形態について説明する。
【００１６】
図１は、画像形成装置の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、制御手段であるメインコントローラ１１０に、画像形成部１５０、給紙テーブル２００、スキャナ３００、原稿自動搬送装置４００が制御可能に接続されている。メインコントローラ１１０は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，タイマーなどを備えたマイクロコンピュータシステムでなり、装置各部のセンサ入力やオペレータ入力にしたがって所定の制御を実行する。
【００１７】
本発明を適用可能な画像形成装置１００の画像形成部１５０は、静電潜像形成工程（帯電工程と露光工程）と、現像工程と、転写工程と、定着工程と、クリーニング工程を有し、必要に応じて、除電工程、リサイクル工程、制御工程等の工程をさらに有してもよい。
【００１８】
静電潜像形成工程は、像担持体上に静電潜像を形成する工程である。像担持体の材質、形状、構造、大きさ等は、公知のものの中から適宜選択することができる。また、形状は、ドラム状であることが好ましい。静電潜像は、像担持体の表面を一様に帯電させた後、像様に露光することにより形成することができ、静電潜像形成手段により行うことができる。静電潜像形成手段は、像担持体の表面を一様に帯電させる帯電器（帯電手段）と、像担持体の表面を露光する露光器（露光手段）を有することが好ましい。
【００１９】
帯電は、帯電器を用いて像担持体の表面に電圧を印加することにより行うことができる。帯電器は、目的に応じて適宜選択することができるが、導電性または半導電性のロール、ブラシ、フィルム、ゴムブレード等を備えた公知の接触帯電器、コロトロン、スコロトロン等のコロナ放電を利用した非接触帯電器等が挙げられる。
【００２０】
露光は、露光器を用いて像担持体の表面を露光することにより行うことができる。露光器は、目的に応じて適宜選択することができるが、複写光学系、ロッドレンズアレイ系、レーザー光学系、液晶シャッタ光学系等の各種露光器を用いることができる。なお、像担持体の裏面側から露光を行う光背面方式を採用してもよい。
【００２１】
現像工程は、静電潜像を、後述する実施例のトナーを用いて現像することにより、可視像を形成する工程である。可視像は、現像手段を用いて形成することができる。また、単色用現像装置であってもよいし、多色用現像装置であってもよい。具体的には、現像剤を摩擦攪拌することにより帯電させる攪拌器と、回転可能なマグネットローラを有する現像装置等が挙げられる。
【００２２】
二成分現像剤を有する現像装置内では、トナーとキャリアとが混合攪拌され、その際の摩擦によりトナーが帯電し、回転するマグネットローラの表面に穂立ち状態で保持され、磁気ブラシが形成される。マグネットローラは、像担持体の近傍に配置されているため、マグネットローラの表面に形成された磁気ブラシを構成するトナーの一部は、電気的な吸引力によって像担持体の表面に移動する。その結果、静電潜像がトナーにより現像されて像担持体の表面にトナーによる可視像が形成される。
【００２３】
転写工程は、可視像を記録媒体に転写する工程であるが、中間転写体を用い、中間転写体上に可視像を一次転写した後、可視像を記録媒体上に二次転写することが好ましい。このとき、用いられるトナーは、通常、二色以上であり、フルカラートナーを用いることが好ましい。このため、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写工程と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写工程を有することがより好ましい。
【００２４】
転写は、転写手段を用いて像担持体を帯電することにより行うことができる。転写手段は、可視像を中間転写体上に転写して複合転写像を形成する第一次転写手段と、複合転写像を記録媒体上に転写する第二次転写手段を有することが好ましい。なお、中間転写体は、目的に応じて公知の転写体の中から適宜選択することができ、転写ベルト等を用いることができる。
【００２５】
転写手段は、像担持体上に形成された可視像を記録媒体側へ剥離帯電させる転写器を有することが好ましい。転写手段は、一つであってもよいし、複数であってもよい。転写器の具体例としては、コロナ放電によるコロナ転写器、転写ベルト、転写ローラ、圧力転写ローラ、粘着転写器等が挙げられる。なお、記録媒体は、公知の記録媒体の中から適宜選択することができ、転写紙等を用いることができる。
【００２６】
定着工程は、定着手段を用いて記録媒体に転写された可視像を定着させる工程であり、各色のトナーが記録媒体に転写される毎に定着してもよいし、各色のトナーを積層した状態で一度に定着してもよい。定着手段は、目的に応じて適宜選択することができるが、公知の加熱加圧手段を用いることができる。加熱加圧手段としては、加熱ローラと加圧ローラの組み合わせ、加熱ローラと加圧ローラと無端ベルトの組み合わせ等が挙げられる。加熱加圧手段における加熱は、通常、８０［℃］〜２００［℃］であることが好ましい。なお、目的に応じて、定着手段と共に、または、これらに代えて、公知の光定着器を用いてもよい。
【００２７】
除電工程は、像担持体に除電バイアスを印加することにより除電する工程であり、除電手段を用いて行うことができる。除電手段は、公知の除電器の中から適宜選択することができ、除電ランプ等を用いることができる。
【００２８】
クリーニング工程は、像担持体（感光体）上に残留するトナーを除去する工程であり、クリーニング手段を用いて行うことができる。クリーニング手段は、公知のクリーナの中から適宜選択することができ、磁気ブラシクリーナ、静電ブラシクリーナ、磁気ローラクリーナ、ブレードクリーナ、ブラシクリーナ、ウエブクリーナ等を用いることができる。ブレードクリーナを用いることが好ましい。
【００２９】
リサイクル工程は、クリーニング工程により除去したトナーを現像手段でリサイクルする工程であり、リサイクル手段を用いて行うことができる。リサイクル手段は、目的に応じて適宜選択することができ、公知の搬送手段等を用いることができる。
【００３０】
制御工程は、各工程を制御する工程であり、制御手段を用いて行うことができる。制御手段は、目的に応じて適宜選択することができ、シークエンサー、コンピュータ等の機器を用いることができる。
【００３１】
このように、画像形成装置は、トナーカートリッジから現像部へトナーを移送するトナー移送工程、像担持体表面の画像形成領域を均一に帯電させる帯電工程、像担持体への書き込みを行う露光工程、像担持体上に摩擦帯電させたトナーにより画像を形成する現像工程、印刷用紙に直接、あるいは中間転写体を介して間接的に像担持体上の画像を転写する転写工程を経た後、画像を印刷用紙に定着させる。また、像担持体上に転写しきれずに残った転写残トナーは、クリーニング工程により像担持体上から掻き落とされ、次画像形成プロセスに入る。
【００３２】
電子写真方式の画像形成装置においては、二成分方式の現像装置を採用している場合、トナー濃度等を検知して現像装置内におけるトナーとキャリアとの混合比を一定に保つように制御している。このため、現像装置を有するユニット内もしくはその近傍にトナーボトルやカートリッジ等のトナー収納容器を設け、そのトナー収納容器から使用により消費された量に応じてトナーを現像装置へ補給する構成になっている。
【００３３】
このようなトナー収容容器から現像装置へのトナーの移送、補給を行うトナー補給装置としてはスクリューやバドル等の機械的な搬送部材によって搬送を行うものが一般的であるが、スクリューポンプを用いてトナーを搬送するものもある。スクリューポンプを用いたトナー補給装置であれば、トナー補給装置のレイアウトの自由度を増すことができる。
【００３４】
また、トナー補給装置の周辺の部品の間に搬送チューブを配置することができ、画像形成装置のコンパクト化を図ることができる。そして、画像形成装置１００が備えるトナー補給装置も一軸偏心のスクリューポンプを用いたものである。
【００３５】
図２は、トナー補給装置の基本構成を示す説明図である。この図２において、符号６１は現像装置、符号６５はトナー搬送チューブ、符号６６はモータ、符号６８はサブホッパ、符号７０はフィードスクリュー、符号１２０はモーノポンプ、符号２２０はトナーボトル、符号２２１はケーシング、符号５００はトナー補給装置である。
【００３６】
さて、図２において、トナー補給装置５００に着脱自在に設けられたトナーボトル２２０には、内部に螺旋状の溝が設けられ、該トナーボトル２２０を回転することにより、該トナーボトル２２０内部に収容されたトナーが、口部からケーシング２２１に流出する。ケーシング２２１に供給されたトナーは、吸引型粉体ポンプであるモーノポンプ１２０によって吸引されて、搬送チューブ６５、およびモーノポンプ１２０を介してトナー貯留部であるサブホッパ６８にまで搬送され、一旦サブホッパ６８に貯留される。画像濃度に応じ、サブホッパ６８に設けられたフィードスクリュー７０が駆動し、貯留された該トナーは、トナーとキャリアを主成分とする二成分現像剤が収容された現像装置６１に補給される。ここで、トナー搬送経路に用いられている搬送チューブ６５は、可撓性を有するので、レイアウトの自由度は高くなる。
【００３７】
図３に、この実施の形態にかかるモーノポンプの基本構成を示す。この図３において、符号５はロータ、符号６はステータ、符号７はホルダー、符号８は歯車、符号９は軸継手、符号６６はモータ、符号６７は排出部、符号６９はトナー吸込部である。
【００３８】
トナーボトル２２０は、現像装置６１内に補給する未使用のトナーを収容するトナー収容器である。タンデム方式の画像形成装置である画像形成装置１００は、色毎にトナーを収納するトナーボトル２２０が並んで配置される構成をとる。各色のトナーボトル２２０はそれぞれトナーの搬送路部材であるトナー搬送チューブ６５を介してサブホッパ６８、モーノポンプ１２０等を備えたトナー補給ユニット５００と接続し、現像装置６１はトナー補給ユニット５００の下方に接続している。
【００３９】
モーノポンプ１２０としては一軸偏心スクリューポンプを用いる。図３に示すように、モーノポンプ１２０は、筒状の内壁面に２条の螺旋状溝を有するゴム等の弾性部材からなるステータ６と、金属などの剛性を持つ材料で偏心したスクリュー形状に形成され、ステータ６内部で回転するロータ５と、これらを包み、かつ、粉体の搬送路を形成するホルダー７とを有し、ステータ６はホルダー７に固定設置されている。また、ロータ５は駆動源であるモータ６６と駆動連結された歯車８、および軸継手９を介して回転駆動される。
【００４０】
このように構成されたモーノポンプ１２０は、ロータ５が回転することにより、ポンプ内部に強い吸引力が生じ、ホルダー７先端のトナー吸込部６９からトナーを吸い込み、吸い込んだトナーを軸継手９の近傍の排出部６７から送り出すことが可能となる。また、モーノポンプ１２０にはエアーポンプ管（不図示）からエアーが供給され、そのエアーにより送り出すトナーの流動化が促進され、モーノポンプ１２０によるトナーの移送がより確実なものとなる。なお、モーノポンプ１２０は専用モータもしくは画像形成装置１００内のメインモータとクラッチを介してその駆動が歯車８に伝達して作動され、その駆動が制御される。
【００４１】
トナー搬送チューブ６５はモーノポンプ１２０に連通しており、さらに、モーノポンプ１２０は、サブホッパ６８を介して現像装置６１と連通している。このように、トナーボトル２２０が画像形成装置１００本体にセットされることで、トナーボトル２２０と現像装置６１とがトナー補給装置５００を介して連通する。
【００４２】
そして、ロータ５を回転駆動することにより、トナー吸込部６９に吸引力が生じて、トナーボトル２２０内のトナーが吸引され、モーノポンプ１２０内を通過したトナーは排出部６７からサブホッパ６８に送り出される。サブホッパ６８内のトナーが、現像装置６１のトナー補給口から現像剤収容部内にトナーの補給が成される。
【００４３】
このように、トナー補給装置５００は現像装置６１にトナーを補給するものであって、トナーを収納したトナーボトル２２０、トナーボトル２２０に収納されたトナーをトナーボトル２２０から搬出する手段、およびトナーを現像装置６１に移動する手段を有する。そして、トナー補給装置５００が備えるモーノポンプ１２０は、トナーボトル２２０からトナーを搬出する手段としての吸引手段と、トナーボトル２２０から搬出されたトナーを現像装置６１へ移動するための吸引手段とを兼ねている。
【００４４】
このようなトナーボトル２２０は、構造が簡単でかつ小型であり、搬送路内をスクリューやコイルなどのオーガを用いて搬送するものに比べて、搬送路である搬送チューブ６５内では移送するトナーへの機械的ストレスが少ない。
【００４５】
しかし、トナーボトル２２０からのトナー補給に使用されるスクリューポンプは基本的にトナーを混合気として移送する仕組みになっており、ロータ５とステータ６の接触部が擦れ合いながらトナーを移送する。このため、接触部におけるロータ５とステータ６との間の隙間で、トナーに摩擦熱、せん断力、圧力等によるストレスを与え、直径０．１〜１［ｍｍ］のトナーの凝集体を作ることがある。
【００４６】
この凝集体は指先で触れる程度で崩れる程度に凝集力が弱いため、他のトナーとともに現像装置６１に供給されても現像剤収容部内の攪拌部材である現像剤搬送スクリューによる攪拌によってある程度は細かくほぐされ、通常のトナー粉体の状態に戻る。
【００４７】
しかし、一部の凝集性が高い凝集体が現像剤収容部内で細かくほぐされることなく、感光体１０表面上の潜像にトナーを供給する現像ローラに供給されることがある。凝集体が感光体１０表面上に供給されると、その後、細かくほぐされることができない。この凝集体が感光体１０から中間転写ベルト５０を有する転写装置としての中間転写ユニットによって転写紙に転写されると、画像不良となる。たとえば、ベタ画像（単色、トナー付着量０．４５［ｍｇ／ｃｍ２］）では、凝集体が付着した部分にベタ画像ＩＤ対比の濃色点を形成し、その周辺部に淡色域を形成する「ホタル」と呼ばれる異常画像が発生する。また、線図の画像では、凝集体が付着した部分が黒くなり、細線を再現することができなくなる。
【００４８】
なお、画像形成装置１００に用いるモーノポンプ１２０は、ロータ５の回転トルクが０．２５〜１．０［Ｎ・ｍ］であり、ロータ５を回転させたときのモーノポンプ内の温度は４５［℃］〜６０［℃］であり、トナーに対して４５［℃］〜５０［℃］程度の熱が付与される。
【００４９】
以下、上述したホタルという異常画像の発生を防止する構成例などについて述べる。この実施の形態では、モーノポンプ１２０は、前述したようにロータ５とステータ６を主要部品として構成される、一軸偏芯スクリューポンプである。ロータ５は、円形断面が螺旋状にねじれた形状をしており、金属等の剛性をもつ材料で作られている。ロータ５の材質としては、各種ステンレス鋼、合金工具鋼、チタン、ハステロイ、カーペンター、セラミック等が用いられる。また、これらに各種表面処理を施すこともある。ステータ６は、長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、金属や樹脂製の外筒であるホルダー７の内側にゴム等の弾性体で作られている。ステータ６の材質としては、ＮＢＲ、エチレンプロピレン、ハイパロン、バイトン、ブチル、シリコン、ポリウレタン、テフロン（登録商標）、等の各種合成ゴムや、樹脂が用いられるが、金属を用いることもある。
【００５０】
ロータ５をステータ６内部に装着すると、両者の間には、接線によって厳密にシールされた連続する螺旋状の空間が生じる。ロータ５を回転させると、ステータ６内を回転しながら往復運動をし、空間内に入ったトナーは、トナー吸込部６９側から排出部６７側に向かって、移送される。
【００５１】
トナー搬送のため、モーノポンプ１２０が駆動すると、ロータ５とステータ６との摺擦により、発熱が生じる。ステータ６とロータ５の摺擦部近傍に熱電対を埋設し、温度推移を調査した結果を図４に示す。モーノポンプ１２０の駆動時間を横軸に、前記摺擦部近傍の温度をモーノポンプ内部温度とし縦軸とした。また、トナーのガラス転移点（図中Ｔｇと記す）を一点鎖線で示す。本発明が実施されていない場合の温度推移を破線で示しているが、トナーのガラス転移点を超えて上昇している。
【００５２】
これに対し、本発明による温度推移は実線で示される如く推移し、高温側の二点鎖線で示された規定温度により、トナーのガラス転移点を超えて上昇することはなかった。なお、本例において用いたトナーは、ガラス転移点が、５０℃、６０℃、６５℃のトナーであり、図中のＴｇは、各トナーに対応した温度となる。また、トナーの温度はモーノポンプ内部では、ロータとステータ間でトナーに外圧が加わるため、ガラス転移点より、たとえば、５℃低い以外の場合（０〜４℃低い）は、望ましくない。
【００５３】
図５に、モーノポンプ１２０の内部温度と印刷画像のホタル発生数を示す。これは、各内部温度でのモーノポンプ１２０を通過したトナーを、主としてトナーとキャリアからなる現像剤と混合し、これを現像装置に投入して印刷を行い、用紙上に現れたホタル発生数を調べたものである。一点鎖線で示されたトナーのガラス転移点（図中Ｔｇと記す）未満の温度でのホタル発生はほぼ見られなかったが、ガラス転移点を超えると、内部温度の上昇に伴い、ホタル発生数が増加している。
【００５４】
つぎに、モーノポンプ１２０の連続駆動時間を制御し、モーノポンプ１２０の内部の温度上昇を抑制することにより、モーノポンプ１２０の内部の温度が、トナーのガラス転移点と略同等未満に抑制する具体的な構成例をあげて説明する。
【００５５】
図６は、本発明の一実施例におけるトナー補給装置５００の構成例を示す説明図である。図７は、図８における矢印Ａ方向から見た部分構成を示す説明図である。また、図８は、図６におけるトナー補給装置５００の制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【００５６】
この例では、ここのトナー補給装置５００は、複数のモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを備えている。モーノポンプ１２０ｃは、図６の矢印Ａ方向から見て、図７に示されるように、モーノポンプ１２０ｂの奥に配置される。これらのモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、メインコントローラ１１０の制御信号により、それぞれのモータを駆動制御する駆動制御部１２１ａ，１２１ｂでＯＮ／ＯＦＦ制御可能に構成されている。なお、本例ではモーノポンプを３組で示しているが、画像形成装置の規模などに応じて適宜増やした構成とすることももちろん可能である。
【００５７】
また、図８における符号７２ａ，７２ｂは、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ内に配置され、ポンプ内部の温度を検知する温度検知センサである。この温度検知センサの配置構成は図９のようにケーブル７３を介してポンプ内部に配置されている。
【００５８】
図６において、トナーボトル２２０には、内部に螺旋状の溝が設けられ、トナーボトル２２０を回転することにより、トナーボトル２２０の内部に収容されたトナーが、口部からケーシング２２１に流出する。ケーシング２２１に供給されたトナーは、複数設けられたモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂによって吸引されて、各搬送チューブ６５ａ，６５ｂ、およびモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂを介してトナー貯留部であるサブホッパ６８にまで搬送され、一旦サブホッパ６８に貯留される。画像濃度に応じ、サブホッパ６８に設けられたフィードスクリューが駆動し、貯留された該トナーは、トナーとキャリアを主成分とする二成分現像剤が収容された現像装置６１に補給される。
【００５９】
図９は、この実施の形態にかかるモーノポンプ１２０の内部に温度検知センサを配置した例を示す説明図である。この図９において、符号７２は温度検知センサ、符号７３はケーブルである。なお、他の構成は図３と同様であるので、重複説明は省略する。
【００６０】
図１０は、この実施の形態にかかるモーノポンプ１２０を備えるトナー補給装置５００の制御動作例（その１）を示すフローチャートである。この制御動作は上述したモーノポンプ１２０を備えるトナー補給装置５００についてメインコントローラ１１０によって統括的に実行されるものである。制御が開始されると、まず、サブホッパ６８内のトナーが消費され、一般的な機構によるトナーエンド検知センサ（不図示）により、トナーエンドであるか否かを判断する（ステップＳ１１）。ここでトナーエンドと検知されると、モーノポンプ１２０を駆動し、トナー補給を開始する（ステップＳ１２）。ここで、トナーエンドの設定は、必ずしもサブホッパ内が空になり、トナーがなくなった状態とする必要はなく、任意に設定可能であり、印刷品質を維持するためには、一定の残量を保持した状態に設定することが望ましい。
【００６１】
続いて、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのステータ６には温度検知センサ１６が埋設され、ロータ５とステータ６との摺擦部近傍の温度を検知しており、この検知している温度が規定温度に達したか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここでモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの何れかで、規定温度まで温度が上昇したと検知された場合、該当するモーノポンプはロータ５の回転を停止し、他のモーノポンプへ切替える（ステップＳ１４）。一方、ステップＳ１１においてトナーエンドではないと判断した場合にはトナーエンドの検知を続ける。また、ステップＳ１３において規定温度に達していないと判断した場合、ステップＳ１１に戻る。
【００６２】
ここで、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃは、同時に駆動するものではなく、たとえば、モーノポンプ１２０ａが動作時には、モーノポンプ１２０ｂ，１２０ｃは停止し、モーノポンプ１２０ｂが動作時には、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｃが停止しており、モーノポンプ１２０ｃが動作時には、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂが停止する。このように、常時、少なくとも１つのモーノポンプを停止状態とし、動作時のモーノポンプの温度が上昇し、回転停止されたときに、それまで停止状態にあった他のモーノポンプが駆動する制御とすることで、動作時に温度上昇したモーノポンプを、停止時に冷ますことが可能となり、効率よいトナー補給が可能となる。
【００６３】
このような構成および動作とすることにより、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの駆動時のモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの内部の温度推移を測定したところ、図４の実線で示される推移となり、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの内部温度の上昇は見られるものの、トナーのガラス転移点を超えることはなかった。また、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ内を通過したトナーを、主としてトナーとキャリアからなる現像剤と混合し、これを現像装置６１に投入して印刷を行ったところ、用紙上へのホタル発生は、ほぼ見られなかった。なお、図１０における規定温度は、図４における高温側の二点鎖線で示される。この規定温度は、モーノポンプ停止タイミングのズレによるオーバーシュート分を考慮し、図４に一点鎖線で示されるトナーのガラス転移点より低い温度とすることが望ましい。
【００６４】
なお、上述した実施の形態においては、３台のモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃを用いた構成について述べてきたが、２台以上のモーノポンプを用いてもよく、また、それぞれのモーノポンプの駆動開始タイミングをずらすことにより、それぞれのモーノポンプを同時に駆動するものであってもよい。
【００６５】
本例においては、ロータ５とステータ６との摺擦部近傍の温度を、ステータ６に埋設した温度検知センサ７２により検知するものとしたが、温度上昇によりステータ６が膨張し、モーノポンプ１２０の駆動トルクの増大を検知（たとえば、駆動時の消費電流の増大を検知する）し、この得られた駆動トルク情報をもとに、モーノポンプ１２０の制御を行うことも可能である。
【００６６】
また、ステータ６やロータ５の材質、および表面処理状態によって、ロータ５の回転駆動時の発熱の状況は異なるが、使用状況に応じた実験等により、駆動・停止時間と発熱・冷却温度のデータを得ることにより、温度検知センサ７２をステータ６に埋設することなく、制御することも可能である。しかし、この場合、装置内部の現像装置６１の駆動モータ温度の異常な上昇等、外乱的な温度上昇が起こった場合、対応が難しいという不具合がある。
【００６７】
なお、トナーボトル２２０に収容されたトナーは、あらかじめキャリアとトナーからなる現像剤が混合されたプレミックス剤を用いているが、トナー単体からなる場合であっても同様である。
【００６８】
以上説明したように、１つのモーノポンプ１２０、あるいは複数のモーノポンプ１２０ａ，１２０ａ，１２０ｃの温度を検知し、モーノポンプ１２０ａ，１２０ａ，１２０ｃの動作を制御する構成とし、モーノポンプ２０ａ，１２０ａ，１２０ｃの駆動時に主としてロータ５とステータ６との摩擦熱による温度上昇が規定値以上に高くなることを抑え、モーノポンプ１２０ａ，１２０ａ，１２０ｃの内部を通過時、および通過後のトナーの温度が、該トナーのガラス転移点と略同等以下としたことにより、モーノポンプ１２０ａ，１２０ａ，１２０ｃ内部でのトナーの凝集が抑えられ、ホタルとよばれる異常画像のない良好な画質を得ることが可能となった。
【００６９】
図１１に、本発明の他の実施例におけるモーノポンプ１２０を備えるトナー補給装置５００の制御動作例（その２）を示すフローチャートである。この制御動作は上述したモーノポンプ１２０を備えるトナー補給装置５００についてメインコントローラ１１０によって統括的に実行されるものである。制御が開始されると、まず、サブホッパ６８内のトナーが消費され、一般的な機構によるトナーエンド検知センサ（不図示）により、トナーエンドであるか否かを判断する（ステップＳ２１）。ここでトナーエンドと検知されると、モーノポンプ１２０を駆動し、トナー補給を開始する（ステップＳ２２）。ここで、トナーエンドの設定は、必ずしもサブホッパ６８内が空になり、トナーがなくなった状態とする必要はなく、任意に設定可能であり、印刷品質を維持するためには、一定の残量を保持した状態に設定することが望ましい。
【００７０】
続いて、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのステータ６には温度検知センサ７２が埋設され、ロータ５とステータ６との摺擦部近傍の温度を検知しており、この検知している温度があらかじめ設定した第１規定温度に達したか否かを判断する（ステップＳ２３）。ここでモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの何れかで、第１規定温度まで温度が上昇したと検知された場合、該当するモーノポンプはロータ５の回転を停止し、他のモーノポンプへ切替える（ステップＳ２６）。
【００７１】
一方、ステップＳ２３において第１規定温度に達していないと判断した場合、さらに、あらかじめ設定した第２規定温度（第１規定温度より低い温度）に達したか否かを判断する（ステップＳ２４）。ここでモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの何れかで、第２規定温度まで温度が上昇したと検知された場合、該当するモーノポンプはロータ５の回転速度を所定レベル（たとえば通常の７０％程度）まで落として回転させ（ステップＳ２５）、ステップＳ２１に戻る。一方、ステップＳ２１においてトナーエンドではないと判断した場合にはトナーエンドの検知を続ける。また、ステップＳ２４において第２規定温度に達していないと判断した場合、ステップＳ２１に戻る。
【００７２】
このようにロータ５の回転速度を可変とし、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの内部の上昇温度を制御する。また、図１２に、本例におけるモーノポンプ１２０の内部の温度推移を示す。図１２において、実線は、本例におけるモーノポンプ内部の温度推移であり、破線は、この実施の形態の構成・動作が反映されていない場合の温度推移であり、一点鎖線は、トナーのガラス転移点（図中Ｔｇと記す）である。なお、本例において用いたトナーは、ガラス転移点が、５０℃、６０℃、６５℃のトナーであり、図中のＴｇは、各トナーに対応した温度となる。
【００７３】
上述したようにサブホッパ６８内のトナーが消費され、トナーエンドが検知されると、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃが駆動し、トナー補給が開始される。モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃには、図９に示されるように、温度検知センサ７２がステータ６に埋設され、ロータ５とステータ６との摺擦部近傍の温度が検知される。図１２に、規定温度を二点鎖線で示す。低温側の第１規定温度（本実施例においては、Ｔｇ−１０℃）まで温度が上昇したと検知された場合、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃのロータ５の回転速度は通常の７０％の回転速度に下げられる。さらに高温側の第２規定温度（本実施例においては、Ｔｇ−５℃）まで温度が上昇したと検知された場合、ロータの回転を停止し、他のモーノポンプへ切替わる。ここで、第１規定温度と第２規定温度との間に複数の規定温度を設け、回転速度を徐々に低下させると、温度上昇はより緩やかになる。
【００７４】
このような構成とし、モーノポンプ駆動時のモーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの内部の温度推移を測定したところ、図１２の実線で示される推移となり、モーノポンプ１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃの内部温度の上昇は見られるものの、トナーのガラス転移点を超えることはなかった。
【００７５】
以上説明したように、本発明では、粉体搬送装置であるモーノポンプの連続駆動時間を制御し、モーノポンプ１２０の内部の温度上昇を抑制することにより、モーノポンプ１２０の内部の温度が、トナーのガラス転移点と略同等未満に抑えられる構成とした。ガラス転移点におけるトナーは、外部から力が加わると、容易に変形する。そのため、この実施の形態によれば、モーノポンプ１２０の内部でのロータ５とステータ６との摺擦により、トナーに力が加わることにより生じる、トナーが主成分である凝集体の形成を防止し、該凝集体が元で生じるホタル発生の課題を解決し、高い画像品質の維持を実現可能な電子写真記録装置を得ることが可能となった。また、モーノポンプ１２０の内部の温度をガラス転移点からマイナス５℃以下とすることによって、トナーの製造誤差等によるガラス転移点の差分に影響されることなく、高い画像品質を維持することが可能となった。
【符号の説明】
【００７６】
５  ロータ
６  ステータ
７  ホルダー
６１  現像装置
７２，７２ａ，７２ｂ  温度検知センサ
６５  トナー搬送チューブ
１１０  メインコントローラ
１２０ａ，１２０ｂ，１２０ｃ  モーノポンプ
１２１ａ，１２１ｂ，１２１ｃ  駆動制御部
２２０  トナーボトル
５００  トナー補給装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００７７】
【特許文献１】特開２００１−１７５０６４号公報
【特許文献２】特許第３５６８０８８号公報
【特許文献３】特開平１０−９０９８８号公報
【特許文献４】特開平１０−１０１２１２号公報
【図１】
0005447035.tif 000002
【図２】
0005447035.tif 000003
【図３】
0005447035.tif 000004
【図４】
0005447035.tif 000005
【図５】
0005447035.tif 000006
【図６】
0005447035.tif 000007
【図７】
0005447035.tif 000008
【図８】
0005447035.tif 000009
【図９】
0005447035.tif 000010
【図１０】
0005447035.tif 000011
【図１１】
0005447035.tif 000012
【図１２】
0005447035.tif 000013