(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアーポンプと、トナー吸引・供給ポンプと、開口部を４方に形成したノズル管とを画像形成装置に設けてなり、ノズル管の前記４つの開口部のうち第１の開口部は、トナー容器の容器口部に接続されてトナー取出し口を形成するものであり、第２の開口部はトナー吸引・供給ポンプの吸引部に接続してトナー供給口とされ、第３の開口部は前記エアーポンプのエアー吸引部に接続してエアー吸引口とされ、さらに第４の開口部はエアーポンプのエアー吐出部に接続してエアー供給口とされたトナー補給装置であって、画像形成装置にセットされたトナー容器にエアーを、エアーポンプにより前記ノズル管を介し供給してトナー容器内で循環流動化させ、この循環流動トナーを、トナー吸引・供給ポンプで前記ノズル管を介し吸引して画像形成装置の現像装置に供給するようにしたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
請求項１において、トナー吸引・供給ポンプが吸込み型の一軸偏心スクリューポンプであ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においてノズル管は、両端が開口した短管の管壁に開口部を２箇所、互いに適宜距離を隔てて形成したものであり、前記短管両端開口部の一方をトナー取出し口、他方をトナー供給口とし、前記短管管壁の２つの開口部の一方をエアー吸引口、他方をエアー供給口とするとともに、エアー供給口をエアー吸引口よりも、ノズル管からトナー吸引・供給ポンプへのエアー流過方向上流側に位置させたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】
請求項３においてノズル管は、前記短管内にその長手方向に分割壁を設けることにより、前記短管内に第１および第２の流路を区画形成し、第１の流路を形成する管壁にエアー吸引口を、第２の流路を形成する管壁にエアー供給口を、それぞれ開口したものであることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】
請求項３においてエアー吸引口に、エアーとトナーとの気固分離用フィルターを設けたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項６】
請求項３において、エアー吸引口およびエアー供給口に、エアーとトナーとの気固分離用フィルターを設けたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項７】
請求項１において、エアー吸引口に設けたエアー吸引口部の中心軸線と、開口部を４方に形成した前記ノズル管のトナー取出し口近傍部の中心軸線のなす角度θを９０°未満としたことを特徴とするトナー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー容器内トナーの補給方法および装置に関し、詳しくは、画像形成装置にセットされたトナー容器内のトナーを現像装置に円滑に供給することができるトナー補給方法、およびこの補給方法を実施するのに好適なトナー補給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
トナー補給方法として、例えば図１に示すものが知られている。このトナー補給方法は、トナー容器２００を電子写真方式の画像形成装置（例えば複写機、ファクシミリ）内の所定部位にセットすることにより容器口部２０１を、画像形成装置内に配備されたトナー補給装置に接続することで、トナー容器２００内のトナーを、画像形成装置の現像装置（図略）に補給するものである。
【０００３】
上記トナー補給装置はエアーポンプ２１１と、トナー吸引・供給ポンプ２２１と、開口部が３方に形成されたＴ字型の短管からなるノズル管２３１（トナー吸引ノズル、すなわちトナー取出し・供給ノズル）とを備えている。トナー吸引・供給ポンプ２２１としては通常、トナーの機械的損傷を抑えるために、粉体供給用に好適な吸込み型の一軸偏心スクリューポンプが採用されている。ノズル管２３１の中間部位に形成された開口部は、エアーポンプ２１１のエアー吐出部２１３に接続され、ノズル管２３１の下端開口部は、フレキシブルチューブ２２２を介してトナー吸引・供給ポンプ２２１に接続されている。また、ノズル管２３１の上端開口部には円錐状の蓋体が装着され、この蓋体の直下の管壁に、トナーおよびエアーの流通口が形成されている。
【０００４】
一方、トナー容器２００では、上端部（図１において下端部）に容器口部２０１が設けられ、この容器口部２０１には、前記ノズル管２３１の上半部を挿脱することができる貫通孔を形成したキャップ２０２が着脱自在に装着されている。
また、このトナー容器の底部中心位置には、トナーとエアーの混合流からエアーを分離して大気に放出させるためのフィルター２０３が、トナー容器底部に貼り付けられている。図１において、符号２１２はエアーポンプ２１１のエアー吸引部である。
【０００５】
図１のトナー補給装置の使用方法について説明すると、トナーを充填したトナー容器２００を、図１に示すように倒立状態でトナー補給装置にセットする。この場合、キャップ２０２の前記貫通孔にノズル管２３１の上半部を挿入する。ついで、エアーポンプ２１１およびトナー吸引・供給ポンプ２２１を駆動する。これにより、画像形成装置の雰囲気エアーがエアーポンプ２１１のエアー吸引部２１２から吸引され、エアー吐出部２１３からノズル管２３１を介してトナー容器２００に供給される。このエアーによりトナー容器２００内のトナーが流動化され、流動状態のトナーはノズル管２３１およびフレキシブルチューブ２２２を介してトナー吸引・供給ポンプ２２１により図略の現像装置に供給される。
【０００６】
ところで、上記トナー容器２００にフィルター２０３を設けた理由は、つぎのとおりである。図１のトナー補給装置においては、トナー吸引・供給ポンプ２２１が吸込み型の一軸偏心スクリューポンプであることから、そのエアー吸引量が、トナー容器２００に供給されるエアー量よりも少ないためトナー容器の内圧が上昇してしまう。このため、フレキシブルチューブ２２２（トナー排出チューブ）にトナーが過剰に排出されて該チューブ内でトナーが凝集し、最悪の場合トナーが詰まる現象が生じる。フィルター２０３を設けたのは、トナー容器の内圧上昇を回避することにより、上記問題を解決するためである。
【０００７】
しかしながら、上記フィルター２０３はフッ素樹脂からなり（このフィルターとしては例えば、日東電工製のＮＴＦ１０３３が設けられる。）、薄い膜状であるため強度が低く、固いものがわずかに接触しただけで穴があき、トナー洩れの原因になってしまう。この不具合をなくすために、フィルターを貼り付けた部分の周囲をハードケースで覆わなければならない。また、上記トナー容器２００の内圧上昇の問題をなくす手段として、上記一軸偏心スクリューポンプに代えて、別構造の粉体吸引・供給ポンプを使用することも考えられるが、これではトナーに機械的損傷を与えやすくなるという問題がある。
【０００８】
なお、特開平２０００−３５１４４５号公報には、吸引型の一軸偏心吸引ポンプとエアーポンプを組み合わせてトナーを供給するようにした構造のトナー補給装置が開示されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、従来技術の上記問題点に鑑みなされたもので、その第１の目的は、エアー吸引力が低いポンプでトナーを吸引搬送して画像形成装置の現像装置に補給する場合においても、トナー容器に気固分離用フィルターを設けることなくトナー容器内トナーを、的確・安定に補給することができるトナー補給方法を提供することにある。
本発明の第２の目的は、上記トナー補給方法の実施に好適な装置を、簡単な構成で提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載の発明は、トナー容器にエアーを供給してトナーをトナー容器内で流動化させ、この流動トナーを吸引ポンプで吸引して現像装置に供給するトナー補給方法において、トナー容器に供給したエアーを、トナー容器内で循環させることを特徴とするトナー補給方法である。
【００１１】
請求項２に記載の発明は、トナー容器にエアーをエアーポンプで供給してトナーをトナー容器内で流動化させ、この流動トナーを吸引ポンプで吸引して現像装置に供給するトナー補給方法において、トナー容器に供給したエアーの一部を、エアーポンプの吸引部に戻すことを特徴とするトナー補給方法である。
【００１２】
請求項３に記載の発明はエアーポンプと、トナー吸引・供給ポンプと、開口部を４方に形成したノズル管とを画像形成装置に設けてなり、ノズル管の前記４つの開口部のうち第１の開口部は、トナー容器の容器口部に接続されてトナー取出し口を形成するものであり、第２の開口部はトナー吸引・供給ポンプの吸引部に接続してトナー供給口とされ、第３の開口部は前記エアーポンプのエアー吸引部に接続してエアー吸引口とされ、さらに第４の開口部はエアーポンプのエアー吐出部に接続してエアー供給口とされたトナー補給装置であって、画像形成装置にセットされたトナー容器にエアーを、エアーポンプにより前記ノズル管を介し供給してトナー容器内で循環流動化させ、この循環流動トナーを、トナー吸引・供給ポンプで前記ノズル管を介し吸引して画像形成装置の現像装置に供給するようにしたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００１３】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、トナー吸引・供給ポンプが吸込み型の一軸偏心スクリューポンプであることを特徴とするトナー補給装置である。
【００１４】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４においてノズル管が、両端が開口した短管の管壁に開口部を２箇所、互いに適宜距離を隔てて形成したものであり、前記短管両端開口部の一方をトナー取出し口、他方をトナー供給口とし、前記短管管壁の２つの開口部の一方をエアー吸引口、他方をエアー供給口とするとともに、エアー供給口をエアー吸引口よりも、ノズル管からトナー吸引・供給ポンプへのエアー流過方向上流側に位置させたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００１５】
請求項６に記載の発明は、請求項５においてノズル管が、前記短管内にその長手方向に分割壁を設けることにより、前記短管内に第１および第２の流路を区画形成し、第１の流路を形成する管壁にエアー吸引口を、第２の流路を形成する管壁にエアー供給口を、それぞれ開口部したものであることを特徴とするトナー補給装置である。
【００１６】
請求項７に記載の発明は、請求項５においてエアー吸引口に、エアーとトナーとの気固分離用フィルターを設けたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００１７】
請求項８に記載の発明は、請求項５において、エアー吸引口およびエアー供給口に、エアーとトナーとの気固分離用フィルターを設けたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００１８】
請求項９に記載の発明は、請求項３において、エアー吸引口に設けたエアー吸引口部の中心軸線と、開口部を４方に形成した前記ノズル管のトナー取出し口近傍部の中心軸線のなす角度θを９０°未満としたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００１９】
請求項１０に記載の発明はエアーポンプと、トナー吸引・供給ポンプと、開口部を３方に形成したノズル管と、一端部がエアーポンプのエアー吸引部に接続されたエアー吸引管とを画像形成装置内に設けてなり、ノズル管の前記３つの開口部のうち第１の開口部は、トナー容器の容器口部に接続されてトナー取出し口を形成するものであり、第２の開口部はトナー吸引・供給ポンプの吸引部に接続されてトナー供給口とされ、第３の開口部はエアーポンプのエアー吐出部に接続されてエアー供給口とされ、前記エアー吸引管の他端部が、トナー容器の底部に接続されてエアー吸引口を形成するトナー補給装置であって、画像形成装置にセットされたトナー容器にエアーを、エアーポンプで供給してトナーをトナー容器内で流動化させ、この流動状態のトナーを、トナー吸引・供給ポンプでノズル管を介し吸引して画像形成装置の現像装置に供給するとともに、トナー容器内のエアーの一部を、エアー吸引口からエアー吸引管を介してエアーポンプのエアー吸引部に戻すようにしたことを特徴とするトナー補給装置である。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態
図２はトナー補給装置の構造説明図である。この装置はエアーポンプ１と、トナー吸引・供給ポンプ２と、開口部を４方に形成したノズル管３（トナー取出し・供給ノズル）とを画像形成装置に設けたもので、トナー吸引・供給ポンプ２として、吸込み型の一軸偏心スクリューポンプが配備されている。このトナー補給装置は、以下のように構成される。
【００２１】
ノズル管３の前記４つの開口部のうち第１の開口部は、トナー容器５０の容器口部５１に接続されてトナー取出し口１３ａを形成するものであり、第２の開口部はトナー吸引・供給ポンプ２の吸引部２ａに接続してトナー供給口１３ｂとされ、第３の開口部は前記エアーポンプ１のエアー吸引部１ａに接続してエアー吸引口１３ｃとされ、さらに第４の開口部はエアーポンプ１のエアー吐出部１ｂに接続してエアー供給口１３ｄとされる。
【００２２】
さらに詳しく説明すると、ノズル管３は、両端が開口した短管２３の管壁に開口部を２箇所、互いに適宜距離を隔てて形成したものであって、短管２３両端開口部の一方をトナー取出し口１３ａ、他方をトナー供給口１３ｂとし、前記短管管壁の２つの開口部の一方をエアー吸引口１３ｃ、他方をエアー供給口１３ｄとするとともに、エアー供給口１３ｄをエアー吸引口１３ｃよりも、ノズル管３からトナー吸引・供給ポンプ２へのエアー流過方向上流側に位置させたものである。図２において符号２０は、トナー取出し口１３ａと、トナー吸引・供給ポンプ２の吸引部２ａを接続するフレキシブルチューブ、符号２ｂはトナー供給部である。
【００２３】
前記吸込み型の一軸偏心スクリューポンプは、金属等の剛性材料からなる偏心スクリュー形状のロータと、ゴム等の弾性体からなる２条スクリュー形状のステータを備えて構成される。
【００２４】
このトナー補給装置では、画像形成装置にセットされたトナー容器５０にエアーを、エアーポンプ１によりノズル管３を介し供給してトナー容器内５０で循環流動化させ、この循環流動トナーを、トナー吸引・供給ポンプ２でノズル管３およびフレキシブルチューブ２０を介し吸引して画像形成装置の現像装置に供給する。この場合、エアーポンプ１のエアー吐出部１ｂからのエアーは、ノズル管３にエアー供給口１３ｄから流入し、そのトナー取出し口１３ａからトナー容器５０に供給される。また、トナー容器５０内の循環流動トナーは、トナー容器５０からトナー取出し口１３ａを介してノズル管３に流入し、その一部がエアー吸引口１３ｃおよびエアー吸引部１ａを介してエアーポンプ１にリサイクルし、残部はトナー供給口１３ｂおよびフレキシブルチューブ２０を介してトナー吸引・供給ポンプ２に吸引される。
【００２５】
第２の実施の形態
図３に示すトナー補給装置は、図２のトナー補給装置の改変例であって、ノズル管３がつぎのように構成されている。その他の点は図２と同様である。すなわちノズル管３は、短管２３内にその長手方向に分割壁２４を設けることにより、短管２３内に第１，第２の流路２５ａ，２５ｂを区画形成し、第１の流路２５ａを形成する管壁にエアー吸引口１３ｃを、第２の流路２５ｂを形成する管壁にエアー供給口１３ｄを、それぞれ開口したものである。このような構成では、エアー吸引口１３ｃとエアー供給口１３ｄが、前記分割壁２４で仕切られているため、ノズル管内でのエアーのショートパスが発生しないので、トナー容器内でのエアー循環を十分に行うことができる。
【００２６】
第３の実施の形態
図４に示すトナー補給装置は、図２のトナー補給装置の改変例であって、エアー吸引口１３ｃに、エアーとトナーとの気固分離用フィルター１５を設けたものである。
【００２７】
第４の実施の形態
図５に示すトナー補給装置は、図２のトナー補給装置の改変例であって、エアー吸引口１３ｃとエアー供給口１３ｄに、エアーとトナーとの気固分離用フィルター１５と１６を設けたものである。
【００２８】
第５の実施の形態
図６に示すトナー補給装置は、図２のトナー補給装置の改変例であって、エアー吸引口１３ｃに設けたエアー吸引口部１７の中心軸線Ｃ１と、開口部を４方に形成したノズル管３のトナー取出し口１３ａ近傍部の中心軸線Ｃ２のなす角度θを９０°未満としたものである。
【００２９】
第６の実施の形態
図７に示すトナー補給装置は、エアーポンプ１と、トナー吸引・供給ポンプ２と、開口部を３方に形成したノズル管４（トナー取出し・供給ノズル）と、一端部がエアーポンプ１のエアー吸引部１ａに接続されたエアー吸引管３０とを画像形成装置内に設けたものである。ノズル管４の前記３つの開口部のうち第１の開口部は、トナー容器１００の容器口部１０１に接続されてトナー取出し口１３ａを形成するものであり、第２の開口部はトナー吸引・供給ポンプ２の吸引部２ａに接続されてトナー供給口１３ｂとされ、第３の開口部はエアーポンプ１のエアー吐出部１ｂに接続されてエアー供給口１３ｄとされ、エアー吸引管３０の他端部は、トナー容器１００の底部に接続されてエアー吸引口１３ｃを形成する。
【００３０】
このトナー補給装置では、画像形成装置にセットされたトナー容器１００にエアーを、エアーポンプ１で供給してトナーをトナー容器内１００で流動化させ、この流動状態のトナーを、トナー吸引・供給ポンプ２でノズル管４を介し吸引して画像形成装置の現像装置に供給するとともに、トナー容器１００内のエアーの一部を、エアー吸引口１３ｃからエアー吸引管３０を介してエアーポンプ１のエアー吸引部１ａに戻す。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、請求項１，３に記載の発明では、トナー容器に供給したエアーを、トナー容器内で循環流動させる（したがって、トナー容器内のトナーは空気流に乗って循環流動する）ようにしたので、吸引ポンプでトナーを吸引搬送して画像形成装置の現像装置に補給する場合において、吸引ポンプとしてエアー吸引力が低いものを使用したときでも、トナー容器に気固分離用フィルターを設けることなくトナー容器内トナーを的確・安定して補給することができ、吸引ポンプの吸引側管路にトナーが詰まるトラブルが防止される。
【００３２】
請求項２，１０に記載の発明では、トナー容器に供給したエアーの一部をエアーポンプの吸引部に戻すようにしたので、トナー容器内でのエアーによるトナー流動化を十分に、かつ安定して維持することができ、トナー容器内トナーを、より的確・安定に現像装置に補給することが可能になる。
【００３３】
請求項４の発明では、トナー吸引・供給ポンプとして吸込み型の一軸偏心スクリューポンプを設けたので、トナー補給経路でのトナーの機械的損傷を抑えることができる。
【００３４】
請求項５の発明では、ノズル管として所定構成のものを設けるので、トナー補給装置の部品点数が少なくてすむ。
【００３５】
請求項６の発明では、ノズル管として所定構成のものを設けたため、このノズル管内でのエアーのショートパスが発生しないので、トナー容器内でのエアー循環を十分に行うことができる。
【００３６】
請求項７に記載の発明によれば、トナーがエアーポンプに吸引されないため、エアーポンプによるトナーの機械的損傷が防止される。
【００３７】
請求項８に記載の発明によれば、エアーポンプのエアー供給・吸引のバランスが良くなるため、エアーポンプの損傷が防止される。
【００３８】
請求項９に記載の発明によれば、ノズル管のエアー吸引口へのトナー侵入を抑制することができ、トナーがエアーポンプに吸引されないため、エアーポンプによるトナーの機械的損傷が防止される。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来のトナー供給方法および装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態を示す説明図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す説明図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す説明図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す説明図である。
【図６】本発明の第５の実施の形態を示す説明図である。
【図７】本発明の第６の実施の形態を示す説明図である。
【符号の説明】
１  エアーポンプ
１ａ  エアー吸引部
１ｂ  エアー吐出部
２  トナー吸引・供給ポンプ
２ａ  吸引部
２ｂ  供給部
３  ノズル管
（トナー取出し・供給ノズル）
４  ノズル管
１３ａ  トナー取出し口
１３ｂ  トナー供給口
１３ｃ  エアー吸引口
１３ｄ  エアー供給口
１５  フィルター
１６  フィルター
１７  エアー吸引口部
２３  短管
２４  分割壁
２５ａ  流路
２５ｂ  流路
３０  エアー吸引管
５０  トナー容器
５１  容器口部
１００  トナー容器
１０１  容器口部
【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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