(57)【要約】  【課題】トナー劣化を防止しつつ効率よくトナー移送を行うことが可能なトナー補給装置及びこれを用いて高画質な画像を提供することが可能な画像形成装置を提供する。  【解決手段】トナー収納容器１９と、トナー収納容器１９から移送されたトナー２４を一時的に貯容して排出口２０ａより排出するトナー吸引室２０と、トナー吸引室２０内の気体を吸引してトナー収納容器２０内のトナー２４をトナー吸引室２０内に移送する吸引手段をトナー吸引室２０の外部に有するトナー補給装置１８において、排出口２０ａに設けられた開閉可能なバルブ２３を有すると共に吸引手段として１軸偏心ねじポンプ２１を用い、バルブ２３を閉じた状態で１軸偏心ねじポンプ２１を作動させた後にバルブ２３を開放することにより、トナー収納容器１９内のトナー２４をトナー吸引室２０内に移送する。【選択図】図２
2014002321.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収納するトナー収納容器と、前記トナー収納容器から移送されたトナーを一時的に貯容して排出口より排出するトナー吸引室と、前記トナー吸引室内の気体を吸引して前記トナー収納容器内のトナーを前記トナー吸引室内に移送する吸引手段を前記トナー吸引室の外部に有するトナー補給装置において、
前記排出口に設けられた開閉可能なバルブを有すると共に前記吸引手段として１軸偏心ねじポンプを用い、前記バルブを閉じた状態で１軸偏心ねじポンプを作動させた後に前記バルブを開放することにより、前記トナー収納容器内のトナーを前記トナー吸引室内に移送することを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
請求項１記載のトナー補給装置において、
前記バルブを開閉する開閉手段としてソレノイドを用いることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナー補給装置において、
前記トナー吸引室内にトナーを搬送するトナー搬送手段を有することを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナー補給装置において、
前記排出口に接続され移送されたトナーを現像剤と混合するサブホッパと、前記サブホッパ内に設けられトナーの濃度を検知するトナーセンサとを有し、前記トナーセンサの検出信号に基づいて前記トナー収納容器内のトナーを前記トナー吸引室内に移送させ、前記トナー吸引室内のトナーを前記サブホッパ内に移送させることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のトナー補給装置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】
本発明は画像形成装置の現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置に関し、詳しくは１軸偏心ねじポンプを用いたトナー補給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
トナーを用いて画像形成を行う画像形成装置であって、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させる現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置として１軸偏心ねじポンプを用いるものが既に知られており、この技術においてトナーがポンプ内を通過するとポンプを構成する部材との摩擦によってトナーが劣化し、トナー凝集による画像均一性の悪化が生じることが知られている。そこで、これを防止するためにポンプ通過後の凝集性が低いトナーを用いる技術が例えば「特許文献１」に、またトナー交換時における摩擦熱の発生を抑える技術が例えば「特許文献２」に開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
最近では、省エネルギのために低温で定着する傾向にあり、これに対応した低温定着トナーの使用が進んでいる。「特許文献１」に開示された技術では、ポンプ通過時のトナー劣化を防止するために使用可能なトナーに制限を設けているため、使用可能な低温定着対応トナーの範囲（母体、添加剤の種類や量等）が狭くなるという問題点がある。また、低温定着トナーは外力や熱のストレスに弱い傾向があり、ポンプを通過する際にポンプ内で摩擦や熱を受けてトナーが劣化してしまうという問題点がある。
【０００４】
そこで、トナーに与える熱ストレスを最小限にしながらトナーを搬送する技術が、例えば「特許文献３」に開示されている。この技術によれば、１軸偏心ねじポンプを用いずにピストンを用い、ピストンを作動させることによりトナー収納容器内のトナーを現像装置に補給している。しかしこの技術ではピストンを用いているため、トナー収納容器内のトナーを現像装置内に移送する前にピストンを下死点（ピストン内に気体がなくなる位置）に戻す必要があり、この戻し動作を早く行うとトナー収納容器や現像装置の内圧が上昇してトナーが飛散する虞があるため、ピストンを下死点までゆっくりと戻す必要があり、この間は現像装置へのトナー移送を行うことができずに移送効率が悪いという問題点がある。
【０００５】
本発明は上述の問題点を解決し、トナー劣化を防止しつつ効率よくトナー移送を行うことが可能なトナー補給装置及びこれを用いて高画質な画像を提供することが可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１記載の発明は、トナーを収納するトナー収納容器と、前記トナー収納容器から移送されたトナーを一時的に貯容して排出口より排出するトナー吸引室と、前記トナー吸引室内の気体を吸引して前記トナー収納容器内のトナーを前記トナー吸引室内に移送する吸引手段を前記トナー吸引室の外部に有するトナー補給装置において、前記排出口に設けられた開閉可能なバルブを有すると共に前記吸引手段として１軸偏心ねじポンプを用い、前記バルブを閉じた状態で１軸偏心ねじポンプを作動させた後に前記バルブを開放することにより、前記トナー収納容器内のトナーを前記トナー吸引室内に移送することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、トナー収納容器内のトナーを現像装置内に移送する前にピストンを下死点（ピストン内に気体がなくなる位置）に戻す必要がないため、トナー吸引室内のトナーをサブホッパに移送すると直ちにトナー収納容器内からトナー吸引室内にトナーを吸引でき、トナー補給効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の一実施形態を適用可能なレーザプリンタの概略図である。
【図２】本発明の一実施形態に用いられるトナー補給装置の概略図である。
【図３】本発明の一実施形態に用いられる１軸偏心ねじポンプを説明する図である。
【図４】本発明の一実施形態におけるサブホッパへのトナー充填動作を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態におけるサブホッパへのトナー充填動作を説明する概略図である。
【図６】本発明の一実施形態におけるサブホッパへのトナー充填動作を説明する概略図である。
【図７】本発明の一実施形態の変形例に用いられるトナー補給装置の概略図である。
【図８】本発明の一実施形態の変形例におけるサブホッパへのトナー充填動作を説明する概略図である。
【図９】本発明の一実施形態の変形例におけるサブホッパへのトナー充填動作を説明する概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
図１は、本発明の一実施形態を採用した画像形成装置を示している。同図においてレーザプリンタである画像形成装置１は、装置本体２のほぼ中央に感光体ドラム３を有しており、感光体ドラム３は図示しない駆動手段によって時計回り方向に回転駆動される。感光体ドラム３は、その周面近傍に設けられた帯電ローラ４によってその表面を一様に帯電され、その上方に配設されたレーザ書き込み装置５から出射される光変調されたレーザビームＬによってその表面に静電潜像を形成される。感光体ドラム３上に形成された静電潜像は、感光体ドラム３の周面近傍に設けられた２成分現像剤を使用する現像装置６から供給されるトナーによってトナー像へと可視像化される。
【００１０】
装置本体２の下方には転写紙Ｐを貯容した給紙装置７が配設されており、給紙ローラ８の回転により給紙装置７から給送された転写紙Ｐは、装置本体３に設けられた搬送ローラ対９によって搬送されてレジストローラ対１０へと送られる。レジストローラ対１０へと送られた転写紙Ｐは、レジストローラ対１０によって初手のタイミングを取られた後、表面にトナー像が形成された感光体ドラム３とこれに当接する転写ローラ１１との間に向けて給送される。そして、転写ローラ１１に対して感光体ドラム３上のトナー像とは逆極性の電圧が印加されることにより、感光体ドラム３上のトナー像が転写紙Ｐ上に転写される。転写紙Ｐに転写されず感光体ドラム３上に残った残留トナーは、感光体ドラム３の周面近傍に設けられたクリーニング装置１２によって除去される。クリーニング装置１２によってクリーニングされた感光体ドラム３は、その周面近傍に設けられた除電装置１３によって方面に残留した電荷を除去されて次の画像形成に備えられる。クリーニング装置１２と現像装置６との間には、クリーニング装置１２において回収したトナーをリサイクルトナーとして現像装置６に補給するリサイクルトナー補給経路が設けられている。
【００１１】
転写ローラ１１によってその表面にトナー像が転写された転写紙Ｐは、転写ローラ１１の転写紙搬送方向下流側に配設された転写紙搬送部材１４によってさらに下流へと送られ、定着装置１５へと至る。定着装置１５は加圧ローラと加熱ローラとを有しており、転写紙Ｐの表面に転写されたトナー像を熱と圧力とによって定着させる。定着装置１５で画像を定着された転写紙Ｐは、排出ローラ対１６によって装置本体３の外部に配設された排紙トレイ１７上に排出積載される。
【００１２】
上述の画像形成装置１は、現像装置６内のトナーが消費されると現像装置６に対して消費分のトナーを補給するトナー補給装置を有している。図２は、本発明の一実施形態に用いられるトナー補給装置を示している。本実施形態において、トナー補給装置１８はトナー収納容器１９に貯容されたトナーを現像装置６に補給しており、このトナー補給装置１８はトナー収納容器１９、トナー吸引室２０、吸引手段としての１軸偏心ねじポンプ２１、サブホッパ２２、バルブ２３等を有している。
【００１３】
内部にトナー２４を収納したトナー収納容器１９はトナー補給装置１８の図示しない装置本体に設けられた容器取付部２５に着脱自在に取り付けられており、容器取付部２５はトナー搬送チューブ２６によってトナー吸引室２０の第１開口に接続されている。トナー収納容器１９のトナー排出口には図示しないシャッタが設けられており、トナー収納容器１９が容器取付部２５に装着されるとこのシャッタが開放され、トナー収納容器１９内のトナー２４がトナー搬送チューブ２６を介してトナー吸引室２０内に移送可能となる。
【００１４】
トナー吸引室２０の第２開口には、気密性を有するゴムチューブ２７を介して１軸偏心ねじポンプ２１が接続されている。１軸偏心ねじポンプ２１は、図３に示すように、カバー２１ａの内部にロータ２１ｂとステータ２１ｃとを有し、軸受２１ｄによって支持されたギヤ２１ｅを図示しない駆動手段によって回転させることでロータ２１ｂを回転させる周知の構成である。また、トナー吸引室２０の第２開口の内部側にはトナー２４が通過不可であるフィルタ２８が設けられており、さらにその内部には長手方向のほぼ全幅にわたって図示しない駆動手段によって回転駆動されるトナー搬送手段としてのスクリュ２９が設けられている。
【００１５】
トナー吸引室２０の下部にはトナーを排出する排出口２０ａが設けられており、この排出口２０ａには補給されたトナー２４を現像剤と混合させるサブホッパ２２が接続されている。サブホッパ２２の内部にはトナー２４を現像剤に対して混合させる回転自在な混合スクリュ２２ａと、混合された現像剤のトナー濃度を検知する周知のトナーセンサ３０とが設けられている。サブホッパ２２において混合された現像剤は、図示しない搬送経路を介して現像装置６へと送られる。
【００１６】
排出口２０ａとサブホッパ２２との間には、手動またはシリンダ等のアクチュエータによって開閉されるバルブ２３が配設されている。バルブ２３は、排出口２０ａを完全に塞ぐ閉位置と排出口２０ａを開放する開位置とを選択的に占め、閉位置を占めた際にはトナー吸引室２０内を気密状態に密閉させ、開位置を占めた際にはトナー吸引室２０内のトナー２４をサブホッパ２２に排出させる。
【００１７】
上述の構成に基づき、図４に示すフローチャート及び図５、図６を参照して以下にトナー補給装置１８の動作を説明する。  
先ず、トナーセンサ３０からの信号によりサブホッパ２２内のトナー２４が所定量よりも減ったことが検知されると（ＳＴ１）、バルブ２３を閉位置に位置させて排出口２０ａを閉塞し、トナー吸引室２０内を密閉する（ＳＴ２）。次にロータ２１ｂを回転させて１軸偏心ねじポンプ２１内に負圧を発生させ、トナー吸引室２０内の空気を吸引する（ＳＴ３）。これによりトナー収納容器１９内の圧力が低下し、図５に示すようにトナー収納容器１９内のトナー２４がトナー吸引室２０内に吸引される。次に、バルブ２３を開位置に位置させて排出口２０ａを開放させると共にスクリュ２９を回転させると、図６に示すようにトナー吸引室２０内のトナー２４がサブホッパ２２内に移送される。サブホッパ２２内に移送されたトナー２４は混合スクリュ２２ａが回転することによって現像剤と混合され、混合された現像剤はレーザプリンタ１本体の図示しない制御部からの信号に応じて現像装置６に補給される。
【００１８】
上述の構成によれば、従来のトナー補給装置が使用しているピストンに代えて１軸偏心ねじポンプを使用しているので、トナー収納容器内のトナーを現像装置内に移送する前にピストンを下死点（ピストン内に気体がなくなる位置）に戻す必要がないため、トナー吸引室内のトナーをサブホッパに移送すると直ちにトナー収納容器内からトナー吸引室内にトナーを吸引でき、トナー補給効率を向上することができる。また、１軸偏心ねじポンプ内をトナーが通過しないので、トナー劣化を防止することができる。さらにトナー吸引室内にスクリュを有しているので、夏期休業等のように長期間画像形成を行わない状態が持続すること等によりトナーが締まった状態であっても確実にトナー移送を行うことができる。
【００１９】
図７は、本発明の一実施形態の変形例に用いられるトナー補給装置３１を示している。このトナー補給装置３１は、上述したトナー補給装置１８と比較すると、バルブ２３に代えてチューブ３２と開閉手段としてのソレノイド３３とを用いる点においてのみ相違しており、他の構成は同一である。チューブ３２はゴム等の弾性体により構成されており、ソレノイド３３のプランジャには図示しない補給装置本体に固定されている固定部材３４とによってチューブ３２を閉塞可能な閉塞部材３５が取り付けられている。
【００２０】
上述の構成に基づき、図８、図９を参照して以下にトナー補給装置３１の動作を説明する。  
先ず、トナーセンサ３０からの信号によりサブホッパ２２内のトナー２４が所定量よりも減ったことが検知されると、ソレノイド３３を作動させて固定部材３４と閉塞部材３５とによってチューブ３２を掴んで排出口２０ａを閉塞し、トナー吸引室２０内を密閉する。次にロータ２１ｂを回転させて１軸偏心ねじポンプ２１内に負圧を発生させ、トナー吸引室２０内の空気を吸引する。これによりトナー収納容器１９内の圧力が低下し、図８に示すようにトナー収納容器１９内のトナー２４がトナー吸引室２０内に吸引される。
【００２１】
次に、ソレノイド３３の作動を停止させて固定部材３４と閉塞部材３５とによるチューブ３２の拘束を解除させて排出口２０ａを開放させると共にスクリュ２９を回転させると、図９に示すようにトナー吸引室２０内のトナー２４がサブホッパ２２内に移送される。サブホッパ２２内に移送されたトナー２４は混合スクリュ２２ａが回転することによって現像剤と混合され、混合された現像剤はレーザプリンタ１本体の図示しない制御部からの信号に応じて現像装置６に補給される。この変形例によっても上記実施形態と同様の作用効果を得ることができる。
【００２２】
上記各実施形態では画像形成装置としてレーザプリンタ１を示したが、本発明が適用可能な画像形成装置はこれに限られず、複写機、プロッタ、ファクシミリ、これ等の複合機等の画像形成装置にも本発明は適用可能である。
【符号の説明】
【００２３】
１  画像形成装置（レーザプリンタ）
１８，３１  トナー補給装置
１９  トナー収納容器
２０  トナー吸引室
２０ａ  排出口
２１  吸引手段（１軸偏心ねじポンプ）
２２  サブホッパ
２３  バルブ
２４  トナー
２９  トナー搬送手段（スクリュ）
３０  トナーセンサ
３３  開閉手段（ソレノイド）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２４】
【特許文献１】特開２００２−１３９９０６号公報
【特許文献２】特開２００９−０６９６５９号公報
【特許文献３】特開２００９−１７５７０３号公報
【図１】
2014002321.tif 000003
【図２】
2014002321.tif 000004
【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】
2014002321.tif 000009
【図８】
2014002321.tif 000010
【図９】
2014002321.tif 000011