(57)【要約】【課題】  粉体ポンプの部品に製造誤差があっても、精度よく粉体の搬送量を制御することができる粉体搬送装置、並びにこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  粉体搬送装置であるトナー補給装置２００は、粉体ポンプであるモーノポンプ６０の部品の製造誤差の影響を受ける、モーノポンプ６０が発生させる圧力の圧力情報である圧力起動時間及び圧力上昇勾配を予め取得し、これらの圧力情報を粉体搬送制御情報であるトナー補給制御情報に組み込み、このトナー補給制御情報に基づいてモーノポンプ６０の駆動制御をする。【選択図】  図３
2008076436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体収容部内の粉体に負圧を作用させ、該粉体を搬送先に搬送する粉体ポンプを備え、
予め入力された粉体搬送制御情報に基づいて該粉体ポンプの駆動を制御する粉体搬送装置において、
上記粉体搬送制御情報として該粉体ポンプが発生させる圧力の圧力情報が含まれることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１の粉体搬送装置において、
上記粉体ポンプが吸引型１軸偏芯スクリュポンプであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１または２の粉体搬送装置において、
少なくとも上記粉体ポンプと該粉体ポンプの駆動伝達部とを一体的に該粉体搬送装置に組み付けるポンプユニットを形成し、
該ポンプユニットは上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を備えることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項３の粉体搬送装置において、
上記圧力情報記憶手段は、バーコードであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項３の粉体搬送装置において、
上記圧力情報記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
粉体であるトナーを用いて記録体または転写部材の表面に画像を形成する画像形成部と、
トナーを収容するトナー収容部と、
該トナー収容部内のトナーを搬送先である該画像形成部に搬送し、補給するトナー補給手段とを備えた画像形成装置において、
該トナー補給手段として、請求項１、２、３、４又は５の粉体搬送装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
上記圧力情報上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を装置本体が備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または８の画像形成装置において、
上記粉体ポンプは少なくともその駆動伝達部と一体的に上記トナー搬送装置に組み付けるポンプユニットを形成し、
該ポンプユニットは上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を備え、
該圧力情報記憶手段の記憶情報を読み取る読取手段を装置本体が備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項６、７または８の画像形成装置において、
上記画像形成部と上記トナー補給手段とを複数備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項６、７、８または９の画像形成装置において、
少なくとも、画像形成部の潜像担持体、該潜像担持体上の潜像にトナーを供給する現像手段、及び上記粉体ポンプとを一体的に支持し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備え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、粉体ポンプを用いて粉体収容部内の粉体を搬送先に搬送する粉体搬送装置、並びに、トナー補給装置としてこの粉体搬送装置を備えた複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、粉体ポンプを用いて粉体搬送装置を、トナーを搬送するトナー補給装置に用いた画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１）。この種のトナー補給装置として、予め入力されたトナー補給制御情報として、粉体ポンプの単位時間当りの補給量に基づいて、粉体ポンプの駆動時間を制御することによってトナーの補給量を制御するものがある。詳しくは、所望のトナー補給量を、粉体ポンプの単位時間あたりの補給量で割ることにより算出される補給時間分、粉体ポンプを駆動させる制御を行うものである。なお、粉体ポンプの単位時間当りの補給量は、量産した粉体ポンプの中から複数の粉体ポンプを選び、各粉体ポンプを所定時間駆動させたときの駆動時間と補給量とから求まる単位時間あたりの補給量の平均値から求める。また、これに限らず、設計に用いる構造から計算によって求まる時間当りの補給量を用いることができる。すなわち、粉体ポンプの時間当りのトナー補給量は、同型の粉体ポンプであれば同じ値としてトナー補給量の算出に用いられている。
このようなトナー補給制御であれば、粉体ポンプの駆動時間を制御するという簡易な構成で、トナー補給量を制御することができる。
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−１７５０６４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年の画像形成装置の小型化に伴い現像装置も非常にコンパクトに作らざるを得ない状況であり、像装置内の現像剤の内容量も少なくなっている。特に二成分現像の場合はトナーとキャリアの濃度が作像される画像の濃度や画像内の画像濃度偏差に大きく影響するため、必然的にトナー補給の精度が非常に高いレベルで要求されている。
しかしながら、粉体ポンプを用いたトナー補給装置で、粉体ポンプの駆動時間を制御するのみでは、以下の（１）、（２）の理由によりトナー補給量を高い精度で制御することができないことが明らかになった。
（１）粉体ポンプ毎に発生する圧力にバラツキがあり、このバラツキによってトナー補給量にもバラツキが生じる。
（２）粉体ポンプを同様に駆動制御しても、トナーを実際に搬送することができる圧力を粉体ポンプが発生する時間にバラツキがあり、このバラツキによってトナー補給量にもバラツキが生じる。
上記（１）のバラツキは、ポンプ本体の部品の製造誤差の影響によって生じるため、部品精度を向上させることによりバラツキを小さくすることができる。例えば、粉体ポンプが吸引型１軸偏芯スクリュポンプの場合では、吸引型１軸偏芯スクリュポンプを構成する二軸偏芯貫通孔（以降ステータ）の内径の精度と一軸偏芯スクリュ（以降ロータ）の部品間精度を上げることが対策となる。しかし、トナー補給量精度を大幅に向上させるような部品バラツキ低減は量産には向かない為、妥当な対策とはいえない。
上記（２）のバラツキは、粉体ポンプの圧力の立ち上がり時間が影響しており、この立ち上がり時間はクラッチ等の粉体ポンプへ駆動を伝達する駆動伝達部品の接続時間と相関があり、駆動伝達部品の部品間バラツキが大きく影響している。これも、駆動伝達部品の部品間精度を挙げることが対策となるが、この場合も量産に向かない。また、立ち上がり時間のバラツキの影響が緩和される程度に一度の接続時間を長くする、すなわち粉体ポンプの駆動時間を長くすることが考えられるが、一度に補給されるトナーの量が多くなり、トナー補給量の細かな調節ができなくなる。
また、このような問題は、トナー補給装置に限るものではなく、粉体収容部に負圧を発生させて粉体を搬送する、粉体ポンプを用いた粉体搬送装置であれば起こり得る問題である。
【０００５】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、粉体ポンプの部品に製造誤差があっても、精度よく粉体の搬送量を制御することができる粉体搬送装置、並びにこの粉体搬送装置を備えた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】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体収容部内の粉体に負圧を作用させ、該粉体を搬送先に搬送する粉体ポンプを備え、予め入力された粉体搬送制御情報に基づいて該粉体ポンプの駆動を制御する粉体搬送装置において、上記粉体搬送制御情報として該粉体ポンプが発生させる圧力の圧力情報が含まれることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体搬送装置において、上記粉体ポンプが吸引型１軸偏芯スクリュポンプであることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の粉体搬送装置において、少なくとも上記粉体ポンプと該粉体ポンプの駆動伝達部とを一体的に該粉体搬送装置に組み付けるポンプユニットを形成し、該ポンプユニットは上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を備えることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の粉体搬送装置において、上記圧力情報記憶手段は、バーコードであることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項３の粉体搬送装置において、上記圧力情報記憶手段は、不揮発性メモリであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、粉体であるトナーを用いて記録体または転写部材の表面に画像を形成する画像形成部と、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーを搬送先である該画像形成部に搬送し、補給するトナー補給手段とを備えた画像形成装置において、該トナー補給手段として、請求項１、２、３、４又は５の粉体搬送装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、上記圧力情報上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を装置本体が備えることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６または８の画像形成装置において、上記粉体ポンプは少なくともその駆動伝達部と一体的に上記トナー搬送装置に組み付けるポンプユニットを形成し、該ポンプユニットは上記圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段を備え、該圧力情報記憶手段の記憶情報を読み取る読取手段を装置本体が備えることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項６、７または８の画像形成装置において、上記画像形成部と上記トナー補給手段とを複数備えることを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項６、７、８または９の画像形成装置において、少なくとも、画像形成部の潜像担持体、該潜像担持体上の潜像にトナーを供給する現像手段、及び上記粉体ポンプとを一体的に支持し、装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジを備えることを特徴とするものである。
【０００７】
上記請求項１乃至１０の粉体搬送装置においては、粉体ポンプの部品の製造誤差の影響を受ける、粉体ポンプが発生させる圧力の圧力情報を予め取得し、この圧力情報を粉体搬送制御情報に組み込み、この粉体搬送制御情報に基づいて粉体ポンプの駆動制御をする。このため、粉体ポンプの部品の製造誤差の影響を反映させた粉体ポンプを用いた粉体の搬送制御を行うことができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１乃至１０の発明によれば、粉体ポンプの部品の製造誤差の影響を反映させた粉体の搬送制御を行うことができるため、粉体ポンプの部品に製造誤差があっても、精度よく粉体の搬送量を制御することができるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ（以下、「プリンタ１００」という。）に適用した一実施形態について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタ１００の概略構成図である。
プリンタ１００は、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｂｋ）の各色の画像を形成するための４組の画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋ（以下、各符号の添字Ｍ，Ｃ，Ｙ，Ｂｋは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、ブラック用の部材であることを示す。）が、記録材としての転写紙Ｐ（図２参照）の移動方向（図１中の矢印Ａ方向）における上流側から順に配置されている。この画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋは、それぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋを有する感光体ユニットと、現像装置とを備えている。また、各画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋの配置は、各感光体ユニット内の感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
【００１０】
また、プリンタ１００は、画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋのほか、光書込ユニット２、給紙カセット３，４、各感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋに対向する転写部に向けて転写紙Ｐを搬送する転写ベルト９０を有する転写ユニット６、転写ベルト９０に転写紙Ｐを供給する一対のローラからなるレジストローラ５、ベルト定着方式の定着ユニット７、排紙トレイ８、反転ユニット９等を備えている。また、プリンタ１００は、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。
光書込ユニット２は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
【００１１】
また、図１中の一点鎖線は、転写紙Ｐの搬送経路を示している。給紙カセット３，４から給送された転写紙Ｐは、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ５が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙Ｐは、レジストローラ５により所定のタイミングで転写ベルト９０に供給され、各感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋに対向する各転写部を通過するように搬送される。これにより、各画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋによって形成された感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋ上のトナー像が、転写紙上に順次重ね合わされて転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット７でトナー像が定着された後、排紙トレイ８上に排出される。
【００１２】
画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋは、同様の構成となっており、図２は、画像形成部１の概略構成を示す拡大図である。
図２に示すように、画像形成部１は、上述したように、感光体ユニット１０及び現像装置２０を備えている。感光体ユニット１０は、感光体１１のほか、その感光体表面をクリーニングする揺動可能なクリーニングブレード１３、感光体１１表面を一様帯電する非接触型の帯電ローラ１５等を備えている。クリーニングブレード１３は、感光体１１の表面移動方向に対してカウンタ方向に当接している。また、感光体１１表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２も備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２は、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。各感光体ユニット１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｙ，１０Ｂｋはプロセスカートリッジユニットとして、各々のストッパーを解除することにより交換できる構成となっている。
【００１３】
感光体ユニット１０において、感光体１１の表面は、電圧が印加された帯電ローラ１５により一様帯電される。この感光体１１の表面に光書込ユニット２で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、感光体１１の表面に静電潜像が形成される。この感光体１１上の静電潜像は、現像装置２０で現像されてマゼンタのトナー像となる。転写ベルト９０上の転写紙Ｐが通過する転写部Ｐｔでは、感光体１１上のトナー像が転写紙Ｐに転写される。トナー像が転写された後の感光体１１の表面は、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２で所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電された後、感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード１３でクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。また、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ１２は、感光体１１と逆方向に回転し、クリーニングブレード１３と併せて感光体１１上の転写残トナーを回収して、廃トナー搬送コイル１４側へと送っている。廃トナー搬送コイル１４へと送られた転写残トナーは、廃トナー排出口まで搬送されて不図示の廃トナーボトルにより回収される。帯電ローラ１５としては非接触の帯電ローラ１５について説明したが、これに限るものではなく、接触型の帯電ローラを用いてもよい。この場合、帯電ローラ１５は感光体１１とは逆方向に回転し、感光体１１表面への均一な帯電を行っている。また、帯電ローラ１５にはその表面をクリーニングする帯電ローラクリーニング部材を設けても良い。これにより、トナー等の汚れが帯電ローラ１５に付着しても、クリーニングすることにより良好な帯電が行うことができる。
【００１４】
現像装置２０は、静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）２８を使用している。また、この現像装置２０は、現像ケース２１の感光体側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての非磁性材質からなる現像スリーブ２２や、現像スリーブ２２の内部に固定配置された磁界発生手段としてマグネットローラ（不図示）、撹拌搬送部材としての撹拌搬送スクリュ２３，２４、現像ドクタ２５、検知手段としてのトナー濃度センサとしての現像剤２８の透磁率を検知する透磁率センサ２６、トナー補給手段としての粉体ポンプ２７等を備えている。現像スリーブ２２には現像電界形成手段としての図示を省略した現像バイアス電源により負の直流電圧ＤＣ（直流成分）に交流電圧ＡＣ（交流成分）が重畳された現像バイアス電圧が印加され、現像スリーブ２２が感光体１１の金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。
【００１５】
図２において、現像ケース２１内に収容された現像剤２８が撹拌搬送スクリュ２３，２４で撹拌搬送されることによりトナーが摩擦帯電される。そして、第１撹拌搬送路３０Ａ内の現像剤２８の一部が現像スリーブ２２の表面に担持され、現像ドクタ２５で層厚が規制された後、感光体１１と対向する現像領域に搬送される。現像領域では、現像スリーブ２２上の現像剤中のトナーが現像電界によって感光体１１上の静電潜像に付着し、トナー像となる。その後、現像領域を通過した現像剤は、現像スリーブ２２上の現像剤離れ極位置で現像スリーブ２２から離れ、第１撹拌搬送路３０Ａに戻る。第１撹拌搬送路３０Ａをその下流端まで搬送された現像剤２８は、第２撹拌搬送路３０Ｂの上流端へ移動し、第２撹拌搬送路３０Ｂ内でトナー補給を受ける。その後、第２撹拌搬送路３０Ｂをその下流端まで搬送された現像剤２８は、第１撹拌搬送路３０Ｂの上流端へ移動する。第２撹拌搬送路３０Ｂの底部を構成する現像ケース部分には、透磁率センサ２６が設置されている。
現像ケース２１内の現像剤２８のトナー濃度は画像形成に伴うトナー消費により低下するので、透磁率センサ２６の出力値に基づいて、粉体ポンプであるモーノポンプ６０を備えるトナー補給装置２００（図３参照）によりトナーが補給される。これにより、現像剤２８のトナー濃度制御が行われ、トナー濃度がほぼ一定に保たれる。
【００１６】
また、図１に示すように４つの画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋは、用紙搬送順に右下から、Ｍ、Ｃ、Ｙ、Ｂｋの順に配置されている。なお、各感光体ユニット１０は各色により非互換となっており色間の入れ替えは出来ない構成になっている。４つの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋのうち、最下流側にあるブラック用の感光体１１Ｂｋのみ転写ベルト９０に常に接触している転写ニップ常接状態であり、残りの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙは転写ベルトに対して接離可能となっている。
転写ユニット６も感光体ユニット１０と同様に斜め方向にレイアウトされており、用紙を右下から搬送しながら、感光体１１上の画像を転写紙Ｐに転写している。また、転写ユニット６は解除レバーを倒すことにより、手前に引き出すことが出来る構成になっている。転写ユニット６交換時など、転写ユニット６を脱着するときには、ストッパーを解除して各感光体ユニット１０及び転写ユニット６を手前に引き出せる構成になっている。
【００１７】
次に、プリンタ１００の画像形成動作について説明する。
転写紙Ｐ上にカラー画像を形成する場合、４つの感光体１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋは、それぞれ転写ベルト９０に当接する。静電吸着ローラ９１にて、転写紙Ｐに対してトナーの極性と同極性の電荷を付与し、転写ベルト９０に転写紙Ｐを吸着させる。これにより、転写紙Ｐのチャージアップによるトナー像の転写不良を解消することができるようになる。転写紙Ｐは、転写ベルト９０に吸着されたまま搬送され、各感光体１１Ｍ、１１Ｃ，１１Ｙ，１１Ｂｋ上に形成されたマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色トナー像が順に互いに重なり合うように転写される。そして、転写紙Ｐ上に重ねて転写されたトナー像は、定着ユニット７により定着され、転写紙Ｐ上にフルカラー画像が形成される。
一方、転写紙Ｐ上に、例えばブラックの単色画像を形成する場合、図１において、各カラー用の感光体１１Ｙ，１１Ｃ，１１Ｍを転写ベルト９０から離間させ、ブラックトナーによるトナー像が形成されるブラック用の感光体１１Ｂｋのみを転写ベルト９０に当接させるようにする。そして、転写紙Ｐは、ブラック用の感光体１１Ｂｋの転写ニップに搬送されて、ブラックのトナー像が転写された後、定着ユニット７により定着され、転写紙上にブラック単色の画像が形成される。
【００１８】
図３は粉体としてのトナーを備えた粉体収容部であるトナーカートリッジ２７から現像装置２０にトナーを搬送し、補給する粉体搬送装置としてのトナー補給装置２００を示す概略図である。カラー画像を形成する画像形成装置であるプリンタ１００は、４組の画像形成部１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１Ｂｋに対して、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックのトナーをそれぞれ補給する４つのトナー補給装置２００を備えている。
トナー補給装置２００は、トナーカートリッジ２７内の補給用トナーをトナー補給口６７へ移送する手段として、粉体ポンプであるモーノポンプ６０及びトナー補給路としての柔軟性のある搬送チューブ６５を備えている。また、トナーカートリッジ２７を固定し、トナーカートリッジ２７の排出口と搬送チューブ６５とを連通させる搬送用ノズル８０を備えている。また、搬送用ノズル８０の一部に不図示の光学センサを組み込み、トナーのニアエンド検知を行っている。
図４は、トナー補給装置２００に装着または組み付ける、モーノポンプ６０と駆動伝達部としての補給クラッチ６６とを備えたポンプユニット６００の説明図である。図４（ａ）は、ポンプユニット６００の斜視透過図であり、図４（ｂ）は、ポンプユニット６００の概略断面図である。
【００１９】
吸引型１軸偏芯スクリュポンプであるモーノポンプ６０は、図４（ｂ）に示すように、金属又は樹脂などの剛性部材を用いて偏心させた、らせん状のロータ６１を備えている。そして、ゴム材料により内側が二重のらせん形状の貫通孔が形成されたステータ６２と、これらの両部材を内包するホルダ６０ａとから構成されている。モーノポンプ６０の一端の吸引口６３には、搬送チューブ６５の一端が取り付けられており、その搬送チューブ６５の他端はトナーカートリッジ２７に連結されている。補給用駆動モータ６９よりロータ６１が回転すると、容積移動にてホルダ６０ａ内に吸引圧力が発生し、搬送チューブ６５内が吸引負圧化される。これにより、トナーカートリッジ２７内の補給用トナーを吸引力により搬送チューブ６５を介してホルダ６０ａ内に受け取り、これをトナー補給口６７からサブホッパ６８を解して現像装置２０へ補給する。ロータ６１の回転の制御は外部からの駆動制御を行うための補給クラッチ６６によって行われる。また、補給用駆動モータ６９からの駆動を伝達する駆動ギヤ６９ａに接続されている補給クラッチ６６により、ロータ６１の回転動作（時間）を制御することができる。よって、この補給クラッチ６６のクラッチ動作を制御することで、補給用トナーの補給量を細かく調整することができる。
【００２０】
ポンプユニット６００は、モーノポンプ６０と補給クラッチ６６とを一体とし、トナー補給装置２００に対して着脱する、または組み付ける構成であるが、補給用駆動モータ６９を一体とした構成であっても良い。
プリンタ１００では、感光体ユニット１０をプロセスカートリッジとして、プリンタ１００本体から着脱可能となっている。プリンタ１００に対して着脱可能な構成としては、これに限るものではなく、少なくとも感光体１１、現像装置２０、及びポンプユニット６００とを一体的に備えたプロセスカートリッジであっても良い。また、ポンプユニット６００がプリンタ１００本体に対して着脱可能な構成として、ポンプユニット６００と現像装置２０とを一体的に支持するユニットをプリンタ１００に対して着脱可能としてもよい。
また、プリンタ１００では、粉体搬送装置がトナーを搬送するトナー補給装置２００であったが、現像剤を搬送する現像剤搬送装置として粉体ポンプを備えた粉体搬送装置を用いてもよい。
【００２１】
トナー補給装置２００のようにモーノポンプ６０を用いたトナー補給制御は、同機種のプリンタ１００に同型のトナー補給装置２００を組みつけても、部品の製造誤差によりトナーの補給量にバラツキが生じる。モーノポンプ６０が発生する圧力に影響する部品のバラツキの因子としては大きく分けて２点ある。一つは、ロータ６１やステータ６２等のモーノポンプ６０本体を構成す部品のバラツキである。このバラツキにより、モーノポンプ６０が駆動し始めてから上昇する圧力の圧力増加勾配にバラツキが生じる。もう一つは、補給クラッチ６６等の駆動伝達部品のバラツキである。このバラツキにより、トナー補給装置２００の制御部が駆動入力信号を送信し始めてからモーノポンプ６０が駆動し始めるまでの時間、すなわち補給用トナーに負圧が作用し始めるまでの時間にバラツキが生じる。
トナー補給制御の精度を向上のため、これらのモーノポンプ６０が発生する圧力のバラツキを抑制するには、部品精度の向上では限界がある。
【００２２】
以下、本実施形態の特徴部について説明する。
トナー補給装置２００のトナーの補給量の制御は不図示の制御部により、補給用駆動モータ６９及び補給クラッチ６６等を制御することにより行われる。この制御部は、モーノポンプ６０の単位時間当りのトナー補給量などの粉体搬送制御情報としてのトナー補給制御情報を記憶する制御情報記憶手段を備えており、トナー補給制御情報に基づいて補給用駆動モータ６９及び補給クラッチ６６等を制御する。ポンプユニット６００は、図４に示すように不揮発性メモリ７０を備えている。この不揮発性メモリ７０には詳細は後述するモーノポンプ６０の圧力情報が記憶されている。また、プリンタ１００本体には不揮発性メモリ７０内の圧力情報を読み取り不図示の読取手段を備えており、読取手段で取得された圧力情報はトナー補給制御情報として制御情報記憶手段に記憶される。すなわち、制御部はモーノポンプ６０の圧力情報を含んだトナー補給制御情報に基づいて、補給用駆動モータ６９及び補給クラッチ６６等を制御し、トナー補給装置２００によるトナーの補給量を制御している。
【００２３】
次に、モーノポンプ６０の圧力情報について説明する。
図５は、モーノポンプ６０に駆動入力信号を送信したときの、駆動入力信号とモーノポンプ６０の圧力変動との関係の説明図である。図５に示すように、モーノポンプ６０を駆動させる駆動入力信号が送信され始めた後、少し遅れて補給クラッチ６６の接続が成される。クラッチ接続後にモーノポンプ６０が発生させる圧力が上昇し始める。この上昇し始めるタイミングを圧力起点Ｐ０とし、駆動入力信号を送信され始めてから圧力起点Ｐ０までの時間を圧力起動時間Ｔ０とする。圧力起点Ｐ０以降のモーノポンプ６０が発生する負圧は圧力増加勾配ＰＸで増加し続け、所定圧力Ｐ１に到達する。この所定圧力Ｐ１は、トナーを安定して補給できる圧力の大きさである。ここで、駆動入力信号を送信され始めてからモーノポンプ６０の圧力が所定圧力Ｐ１に到達するまでの時間を補給起動時間Ｔ１とする。
【００２４】
プリンタ１００では、モーノポンプ６０を含む個々のポンプユニット６００を、トナー補給装置２００に組み付ける前、駆動時間と圧力とのデータを取得する。取得した駆動時間と圧力のデータとしては、例えば図５の白丸で示す圧力ＤＡＴＡサンプル点のようになる。取得した複数の圧力ＤＡＴＡサンプル点のデータより、圧力起点Ｐ０に到達するまでの時間である圧力起動時間Ｔ０と圧力増加勾配ＰＸとを取得する。
圧力のデータは、トナー補給装置２００に組み付ける前のポンプユニット６００の吸引口６３を圧力測定装置に接続し、ポンプユニット６００に駆動入力信号を送信し始めてからの圧力変動を計測することのよって取得する。
【００２５】
圧力増加勾配ＰＸは、ロータ６１やステータ６２等のモーノポンプ６０本体を構成す部品のバラツキによる影響を補正するトナー補給制御に使用するパラメータとなる。すなわち、モーノポンプ６０のロータ６１とステータ６２との間の空隙のバラツキが圧力増加のバラツキに影響するため、これらのバラツキの影響は圧力増加勾配ＰＸに反映される。
圧力起動時間Ｔ０は、補給クラッチ６６等の駆動伝達部品のバラツキによる影響を補正するトナー補給制御に使用するパラメータとなる。すなわち、クラッチ接続時間のバラツキは、駆動入力信号を送信し始めてからモーノポンプ６０が駆動し始めるまでの時間に影響するため、駆動伝達部品のバラツキの影響は、圧力起動時間Ｔ０に反映される。
取得した圧力増加勾配ＰＸ及び圧力起動時間Ｔ０は圧力情報として、モーノポンプユニット６００が備える不揮発性メモリ７０に記憶される。
これらのパラメータをトナー補給制御情報に組み込むことにより、モーノポンプユニット６００毎の補給量のバラツキ、或いは、画像形成装置であるプリンタ１００毎の、所望のトナー補給量に対する補給量のバラツキを抑制することができる。
【００２６】
モーノポンプ６０を用いたトナー補給は、モーノポンプ６０が駆動し、ある一定の圧力に達すると安定したトナー補給が開始される。このある一定の圧力が、図５に示す所定圧力Ｐ１である。プリンタ１００では、ポンプユニット６００の不揮発性メモリ７０が記憶する圧力増加勾配ＰＸ及び圧力起動時間Ｔ０から所定圧力Ｐ１に達するまでの補給起動時間Ｔ１を算出し、トナー補給制御情報に組み込んで、トナーの補給制御を行う。これにより、同機種のプリンタ１００間における、所望のトナー補給量に対する実際の補給量のバラツキを抑制することができる。
なお、所定圧力Ｐ１は、画像形成装置におけるトナーカートリッジ２７とモーノポンプ６０とのレイアウト、すなわち、トナー補給装置２００のレイアウトやトナー種によって異なる。よって、複数の画像形成部１を備えるプリンタ１００においては、各トナー補給装置２００の所定圧力Ｐ１を取得し、トナー補給制御情報として制御部の制御情報記憶手段に記憶する。そして、各トナー補給装置２００の所定圧力Ｐ１という圧力情報と、各ポンプユニット６００が備える圧力情報とを用いてトナーの補給制御を行うことにより、カラー間のトナー補給量精度のバラツキを抑えることが可能となる。所定圧力Ｐ１は、同型の画像形成装置に用いられる同色のトナーを補給するトナー補給装置２００であれば、略一定であるので各色のトナー補給装置２００に対応した所定圧力Ｐ１は予め制御情報記憶手段に記憶しておく。
プリンタ１００では、ポンプユニット６００の圧力情報を記憶する圧力情報記憶手段として不揮発性メモリ７０を備える構成について説明したが、圧力情報記憶手段はこれに限るものではない。例えば、バーコードであってもよい。
また、ポンプユニット６００が圧力情報記憶手段を備えない構成であっても、圧力情報を紙媒体に記録し、プリンタ１００の組付け時に、組付け作業者がインプットすることでも対応は可能である。
【００２７】
〔実施例〕
次に、圧力増加勾配ＰＸ、圧力起動時間Ｔ０及び所定圧力Ｐ１といった圧力情報をトナー補給制御情報に組み込み、このトナー補給制御情報に基づいたトナーの補給制御の１実施例について説明する。
量産時の複数のサンプルの平均値から求まるモーノポンプの単位時間当りのトナー補給量を時間補給量Ｖａとし、所望のトナー補給量を所望補給量Ｖとする。所望補給量Ｖを時間補給量Ｖａのモーノポンプで補給するには補給駆動時間Ｔは、
補給駆動時間Ｔ＝（所望補給量Ｖ）／（時間補給量Ｖａ）
となる。
【００２８】
所望のトナー補給量Ｖを補給するための補給制御として、従来のトナー補給装置では、制御部が駆動入力信号を送信し始めた後、補給駆動時間Ｔだけ経過すると駆動入力信号を停止しトナーの補給動作を停止していた。一方、本実施例のトナー補給制御では、制御部が駆動入力信号を送信し始めた後、圧力増加勾配ＰＸ、圧力起動時間Ｔ０及び所定圧力Ｐ１から算出される補給起動時間Ｔ１経過した後、さらに補給駆動時間Ｔ経過した後に駆動入力信号を停止しトナーの補給動作を停止する。
なお、本実施例のトナー補給装置２００では、モーノポンプ６０が発生する圧力が所定圧力Ｐ１に達するまでは、トナーの補給はほとんど成されず、補給起動時間Ｔ１に補給されるトナーの量は無視することができるレベルである。
【００２９】
このようなトナー補給装置２００で、従来のような補給駆動時間Ｔだけ駆動入力信号を入力する構成では、実際のトナー補給量は、
（時間補給量Ｖａ）×（補給駆動時間Ｔ−補給起動時間Ｔ１）
となり、所望補給量Ｖよりも補給量が少なくなってしまう。
一方、本実施例のように、補給起動時間Ｔ１経過した後、さらに補給駆動時間Ｔ経過するまで駆動入力信号を入力する構成であれば、実際のトナー補給量は、
（時間補給量Ｖａ）×（補給駆動時間Ｔ）＝所望補給量Ｖ
となり、所望補給量Ｖに対して高精度なトナー補給を行うことができる。
このように、モーノポンプ６０の時間補給量Ｖａで所望補給量Ｖを除することで求まる補給駆動時間Ｔを、圧力増加勾配ＰＸ、圧力起動時間Ｔ０及び所定圧力Ｐ１といった部品のバラツキの影響を受ける圧力情報から算出される補給起動時間Ｔ１で補正し、（補給駆動時間Ｔ＋補給起動時間Ｔ１）の間、駆動入力信号を入力しつづけることにより、従来よりも精度よくトナーの補給制御を行うことができる。
【００３０】
なお、部品のバラツキの影響を受ける圧力情報を用いたトナー補給制御は実施例に記載した制御方法に限るものではない。また、用いる圧力情報も、圧力増加勾配ＰＸ、圧力起動時間Ｔ０及び所定圧力Ｐ１に限るものではない。
また、本実施形態では、モーノポンプ６０を備える個々のポンプユニット６００について圧力情報を取得し、トナー補給制御に反映させる構成について説明したが、これに限るものではない。例えば、量産するものであれば、一定期間ごとサンプルのモーノポンプ６０の圧力を測定して、同時期に製造された他のモーノポンプ６０の圧力情報と用いるものでもよい
このように、モーノポンプ６０のトナー補給量のバラツキ原因を鑑見て、モーノポンプ６０が発生する圧力を制御因子に組み込む事で、トナー補給量のユニット間バラツキ及び機械間バラツキを押さえ込み、安定した画像を提供することができる。
【００３１】
上述の実施形態では、粉体搬送装置が、粉体としてトナーを搬送し補給するトナー補給装置のものについて説明したが、搬送する粉体はこれに限るものではない。例えば、画像形成部１の長寿命化のため、サプライトナーにキャリアを混合させて補給する、現像剤の長寿命化を狙ったシステムであっても適用可能である。
【００３２】
以上、本実施形態によれば、粉体搬送装置であるトナー補給装置２００は、粉体ポンプであるモーノポンプ６０の部品の製造誤差の影響を受ける、モーノポンプ６０が発生させる圧力の圧力情報である圧力起動時間Ｔ０及び圧力上昇勾配Ｐｘを予め取得し、これらの圧力情報を粉体搬送制御情報であるトナー補給制御情報に組み込み、このトナー補給制御情報に基づいてモーノポンプ６０の駆動制御をする。このため、モーノポンプ６０の部品の製造誤差の影響を反映させたモーノポンプ６０の駆動制御を行うことができる。これにより、モーノポンプ６０の部品に製造誤差があっても、精度よく粉体であるトナーの補給量を制御することができる。
また、粉体ポンプとして、モーノポンプ６０を用いることにより、粉体ポンプの小型化を図ることができる。
また、モーノポンプ６０と駆動伝達部である補給クラッチ６６とを一体的に備えたポンプユニット６００が、圧力情報記憶手段である不揮発性メモリ７０を備えることにより、ポンプユニット６００の圧力情報の管理が容易になる。
また、圧力情報記憶手段としてバーコードを用いることにより、不揮発性メモリ７０と同様にポンプユニット６００の圧力情報の管理が容易になる。
また、画像形成装置であるプリンタ１００のトナー補給手段として、トナー補給装置２００を用いることにより、同型プリンタ１００間でのトナー補給制御のバラツキを抑えることができる。
また、プリンタ１００本体が圧力情報記憶手段を備え、プリンタ１００の組付け時に、組付け作業者がポンプユニット６００の圧力情報をインプットすることによっても、モーノポンプ６０の圧力情報に基づいたトナーの補給制御を実現することができる。
また、プリンタ１００が、ポンプユニット６００が備える不揮発性メモリ７０の記憶情報を読み取る読取手段を備えることにより、ポンプユニット６００をプリンタ１００に対して組み付けまたは装着することで、読取手段が不揮発性メモリ７０内の圧力情報を読み込み、圧力情報をトナー補給制御情報として制御部の制御情報記憶手段に入力することができる。
また、画像形成部１を４つ備えるプリンタ１００の各画像形成部１へのトナー補給手段として、トナー補給装置２００を備えることにより、カラー間のトナー補給量精度のバラツキを抑えることが可能となる。
また、モーノポンプ６０が、現像装置２０や感光体１１等とともにプロセスカートリッジを形成し、このプロセスカートリッジをプリンタ１００本体に対して着脱可能とすることにより、モーノポンプ６０を現像装置２０や感光体１１等とともに交換することができるようになり、モーノポンプ６０を容易に交換することができる。よって、モーノポンプ６０をプリンタ１００本体に組み付けるものよりも頻繁にモーノポンプ６０の交換を行うことができ、モーノポンプ６０の経時劣化に起因するトナー補給制御のズレを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本実施形態のプリンタの概略構成図。
【図２】同プリンタが備える複数の画像形成部のうちの一つの概略構成を示す拡大図。
【図３】同プリンタが備えるトナー補給装置の概略図。
【図４】ポンプユニット６００の説明図、（ａ）は、ポンプユニットの斜視透過図。（ｂ）は、ポンプユニットの概略断面図。
【図５】モーノポンプの駆動入力信号とモーノポンプの圧力変動との関係の説明図。
【符号の説明】
【００３４】
１      画像形成部
２      光書込ユニット
５      レジストローラ
６      転写ユニット
７      定着ユニット
８      排紙トレイ
９      反転ユニット
１０    感光体ユニット
１１    感光体
１２    潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ
１３    クリーニングブレード
１４    廃トナー搬送コイル
１５    帯電ローラ
２０    現像装置
２７    トナーカートリッジ
６０    モーノポンプ
６１    ロータ
６２    ステータ
６３    吸引口
６５    搬送チューブ
６６    補給クラッチ
６７    トナー補給口
６８    サブホッパ
６９    補給用駆動モータ
７０    不揮発性メモリ
８０    搬送用ノズル
９０    転写ベルト
９１    静電吸着ローラ
１００  プリンタ
２００  トナー補給装置
６００  ポンプユニット
【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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