(57)【要約】【課題】  トナー供給用・環流用搬送手段より発生する騒音の頻度を極力低減し、オフィス環境に優しいトナー補給装置有する画像形成装置を提供すること。【解決手段】  トナー貯留部からトナー分離部にトナーと空気との混合流体をトナー供給用流体搬送手段によって搬送し、前記トナー分離部でトナーと空気とを分離し、前記トナー分離部から現像装置にトナーを搬送するとともに、前記トナー分離部から前記トナー貯留部へ、分離しきれなかった残留トナーと空気との混合体を環流させるトナー環流用流体搬送手段を有するトナー補給装置を備える画像形成装置において、当該画像形成装置は画像形成を行っているときのみ前記トナー供給・環流用流体搬送手段が駆動するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図２
2005062503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー貯留部からトナー分離部にトナーと空気との混合流体をトナー供給用流体搬送手段によって搬送し、前記トナー分離部でトナーと空気とを分離し、前記トナー分離部から現像装置にトナーを搬送するとともに、前記トナー分離部から前記トナー貯留部へ、分離しきれなかった残留トナーと空気との混合体を環流させるトナー環流用流体搬送手段を有するトナー補給装置を備える画像形成装置において、当該画像形成装置は画像形成を行っているときのみ前記環流用流体搬送手段が駆動するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
トナー容器から前記トナー貯留部へのトナー供給は、画像形成動作中およびアイドリング中にも可能ならしめることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置のトナー補給装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、高速画像形成装置やカラー画像形成装置においては、短時間に多量のトナーを消費するため、トナーを貯留するトナー貯留部の容積を大きくする必要があるが、トナー貯留部を現像装置の近傍に配置することは機械のスペース上困難となる問題がある。
【０００３】
このような問題を解決する手段として、現像装置から離れた場所にトナー貯留部を設け、トナーを遠くまで搬送することができるエア搬送と呼ばれる、トナーと空気の混合流体を、例えばダイヤフラム方式のポンプで現像装置に向けて搬送する技術が開示されている。
【０００４】
当該エア搬送を用いたトナー補給装置の基本的な構成は、トナー貯留部、当該トナー貯留部内にある、空気とトナーを混合する混合室、当該混合室からトナーと空気の混合流体を搬送するトナー供給用流体搬送手段、搬送された混合流体からトナーを分離するトナー分離部、トナーと分離された空気の一部を外部に放出することなく前記混合室に戻すトナー環流用流体搬送手段等からなる構成のものが多い。
【０００５】
上記のようなエア搬送によるトナー供給技術は、現像装置へ送り出す側の混合気体と現像装置から混合室へ戻す側の気体との圧力差によりトナー飛散が発生する場合があり、この圧力差を調整する技術についても公知として開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２０００−１３７３７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、混合流体を循環させるトナー供給用・環流用搬送手段である、駆動モータ（通常、１０００〜６０００ｒｐｍ）およびポンプの作動時に発生する騒音は、オフィス環境を損なう問題となっている。
【０００７】
本発明は、トナー供給用・環流用搬送手段より発生する騒音の頻度を極力低減し、オフィス環境に優しいトナー補給装置を有する画像形成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】
【０００８】
トナー貯留部からトナー分離部にトナーと空気との混合流体をトナー供給用流体搬送手段によって搬送し、前記トナー分離部でトナーと空気とを分離し、前記トナー分離部から現像装置にトナーを搬送するとともに、前記トナー分離部から前記トナー貯留部へ、分離しきれなかった残留トナーと空気との混合体を環流させるトナー環流用流体搬送手段を有するトナー補給装置を備える画像形成装置において、当該画像形成装置は画像形成を行っているときのみ前記環流用流体搬送手段が駆動するように制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００９】
トナー補給装置での発生音を、装置本体の画像形成時の騒音に混入するため目立たなくなり、また、アイドリング時にはトナー搬送が行われることがないので、トナー補給装置の騒音発生の頻度が減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
本発明の実施の形態の一例を図面に従って説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術範囲や用語の意義を限定するものではない。
【００１１】
図１は本発明のトナー補給装置を有する画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【００１２】
図１において、自動原稿搬送装置２０ではその原稿給紙台上に載置された原稿を１枚ずつ読取位置に搬送して読取後の原稿を原稿排紙皿に集積する。
【００１３】
原稿読取部２１は原稿の画像を読み取ってデジタル画像データを生成する。
【００１４】
画像形成部２２は電子写真方式により記録紙に画像を形成する。
【００１５】
画像形成部２２において、ドラム状の感光体１の周囲に帯電装置２、露光装置３、現像装置４、転写装置５、分離装置６及びクリーニング装置７が配置される。画像形成部２２の下方には、複数の記録紙収納部を備えた給紙部２３が設けられ記録紙を画像形成部２２に給紙する。１０は手差し給紙部である。給紙部２３又は手差し給紙部１０から給紙された記録紙はレジストローラ１１により感光体１と転写装置５の間に供給され、定着装置８で定着処理されて排紙皿１２に排紙される。
【００１６】
感光体１の時計方向の回転に対応して、帯電装置２による帯電、露光装置３による像露光及び現像装置４による現像で感光体１上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は転写装置５により記録紙に転写される。トナー像が転写された記録紙は定着装置８において定着処理された後に排紙皿１２に排紙される。
【００１７】
現像装置４はトナーとキャリアを含む二成分現像剤又はキャリアを含まずトナー或いはトナー及び添加剤を含む一成分現像剤で感光体１上の静電潜像を現像する。現像装置４には所定量の現像剤が収納されており、二成分現像剤を用いる場合には、現像により消費されたトナーは次に説明するトナー貯留部２４から補給されて、現像装置中の現像剤のトナー濃度が常に所定値に維持される。また、一成分現像剤を用いた現像装置では、同様のトナー補給により現像装置中の現像剤量が常に所定量に維持される。
【００１８】
図１に示すように、本発明ではトナー貯留部２４は現像装置４から離れた他位置に設けられる。そしてトナー貯留部２４にはトナー容器３１が装着され、トナー容器３１より供給されたトナーを誘導するトナーホッパ３０と供給されたトナーを後述するポンプで生成した空気と混合させるトナー混合部である漏斗状の混合室３５を有し、現像装置４の近傍に配置されたトナー分離部６０とトナー貯留部２４とは輸送管であるパイプ４０〜４３により連結される。当該パイプ４０〜４３は、少なくとも一部がシリコーン系ゴムまたはフッ素系樹脂の可撓性の部材であって、少なくとも一部に金属製のパイプが使われていてもよい。
【００１９】
次に、図２、３によりトナー補給装置について説明する。
【００２０】
図２は図１に示す画像形成装置のトナー補給装置を示し、図３はトナー貯留部を示す。
【００２１】
図２および図３において、トナー補給装置はトナー貯留部２４、トナー供給・環流用搬送手段としてのポンプ５０１、５０２、ポンプモータ５５ａ、５５ｂ、トナー分離部６０及びパイプ４０〜４３等からなる。
【００２２】
トナー貯留部２４には円筒状のトナー容器３１が装着され、トナー容器３１をモータ３８で回転駆動することにより、トナーがトナー容器３１から開口部３０ａをとおしてトナーホッパ３０に落下する。トナーホッパ３０には複数のコ字状部が形成された棒状の撹拌部材３２及び下部に螺旋状の搬送スクリュー３４が設けられる。なお、トナー容器３１からトナーホッパ３０へのトナー補給は、トナー量がトナーホッパ３０中のトナーレベルセンサ３３以下になると、前記ポンプ５０１、５０２の作動とは関係なく、装置本体が作動中でもアイドリング中でも行われる。
【００２３】
混合室３５へのトナー供給はモータ３９の回転により撹拌部材３２及びスクリュー３４が回転して、トナーホッパ３０から混合室３５に開口部３０ｂをとおしてトナーが落下する。
【００２４】
混合室３５には、後に説明するようにパイプ４３を介して空気が送り込まれるので、トナーと空気とが混合した流体が形成される。
【００２５】
図４はダイヤフラムポンプの構造の断面図である。
【００２６】
図５は図４の矢印Ｅ方向からみた平面図である。
【００２７】
本実施の形態におけるトナー供給用・環流用流体搬送手段には、ダイヤフラム方式のポンプからなる各々同一構造のポンプ５０１、５０２が用いられるが、特開平７−２１９３２９号公報に開示されているスクリューポンプ等の公知の任意のポンプ、ファン等を用いることもできる。
【００２８】
図２で示したように、ポンプ５０１は、トナーと空気の混合流体をパイプ４０、４１を介して矢印Ｘ１、Ｘ２で示すように混合室３５からトナー分離部６０に搬送する。ポンプ５０２は、空気と分離しきれなかった残留トナーをパイプ４２、４３を介して矢印Ｘ３、Ｘ４で示すようにトナー分離部６０から混合室３５に環流させる。
【００２９】
ポンプ５０１の搬送力によってパイプ４０、４１を経由して搬送された混合流体は、トナー分離室６０に送られ、ここに分離されたトナーが蓄積される。蓄積されたトナーは搬送スクリュー６８によってトナー貯蔵バッファ４７に落とされ、必要時にトナーは現像装置４に供給される。
【００３０】
なお、図示の例では、同一構造のポンプ５０１、５０２が用いられるが、トナー供給用流体搬送手段とトナー環流用流体搬送手段とに異なる構造ものを用いてもよい。
【００３１】
図４において、Ｄはポンプユニットを示す。ポンプユニットＤは、ポンプ５０１（５０２）、偏芯回転部材５６と一体のポンプモータ５５ａ（５５ｂ）及びこれらを支持する枠体５８等で構成され、トナー供給用とトナー環流用の２セットの同一構造のポンプユニットＤが併設され、画像形成装置（以下、装置本体ともいう。）の枠体７０に取り付けられている。
【００３２】
次にポンプ５０１、５０２について説明する。
【００３３】
ポンプ５０１の吸気口はパイプ４０に接続され、排気口はパイプ４１に接続される。ポンプ５０２の吸気口はパイプ４２に接続され、排気口がパイプ４３に接続される。外壁５０により形成されたポンプ室は内壁５１により吸気室５０ａと排気室５０ｂとに仕切られ、吸気室５０ａの吸気口には弁５３が、排気室５０ｂの通気口（内壁５１に設けた通気口）には弁５４が設けられる。
【００３４】
ポンプ５０１、５０２の外形の一部はゴムからなる弾性体で形成されたダイヤフラム５２で形成され、ダイヤフラム５２はポンプモータ５５ａ（５５ｂ）で駆動される偏心回転部材５６により駆動されて実線で示す状態と点線で示す状態に変形する。それに伴い、吸気室５０ａの容積を変化させ吸気室５０ａ内の圧力を増減させる。この圧力の増減により、弁５３、５４がそれぞれ実線で示す位置と点線で示す位置に変位し、混合流体を矢印で示すように一方向に搬送する。
【００３５】
いま、現像装置４内の現像剤のトナー濃度が所定の濃度より低下すると、現像装置４或いはその近傍に設けられた不図示の濃度センサが検知し、その信号を受けた制御手段である制御部ＣＯＮは、現像装置４へのトナーを補給するように、スクリュー４９を回転させ、トナー貯蔵バッファ４７のトナーを現像装置４へ供給する。現像剤のトナー濃度が所定の濃度に回復すると、トナー補給の指令は解除され、前記トナー貯蔵バッファ４７からのトナー補給は停止する。
【００３６】
トナー貯蔵バッファ４７にはピエゾセンサ４４が設けられ、トナーが所定のレベル以上に保たれており、レベル以下になると前記ピエゾセンサ４４からの信号が制御部ＣＯＮに伝達され、当該制御部ＣＯＮはポンプモータ５５ａ、５５ｂ、モータ３９、スクリュー３４、６８の駆動部に作動を指令する。
【００３７】
すなわち、図３に示すモータ３９が作動し、撹拌部材３２を駆動してトナーホッパ３０内のトナーを撹拌するとともに、スクリュー３４を駆動してトナーを混合室３５に落下させ、ポンプモータ５５ａ、５５ｂが作動してポンプ５０１、５０２が作動する。ポンプ５０１、５０２の作動により、混合室３５内に気流が発生してトナーと空気とが混合され、混合流体はポンプ５０１の搬送力で搬送パイプ４０、４１を経てトナー分離部６０に搬送される。
【００３８】
トナー分離部６０で分離されたトナーは、スクリュー６８の回転によって、トナー貯蔵バッファ４７へ搬送される。また、分離しきれなかったトナーと空気との混合流体はポンプ５０２の搬送力により搬送パイプ４２、４３を経て混合室３５に環流する。
【００３９】
上記のようなエア搬送は、かなりの騒音を発生させ、画像形成プロセス（装置本体作動）時以外の例えばアイドリング時に、たまたまエア搬送が行われるとオフィス環境を低下させることにもなる。
【００４０】
本発明は、ポンプユニットＤの作動音をはじめトナー搬送時に生じる騒音を目立たなくすることによって、オフィス環境の改善に寄与することを目的とする。
【００４１】
すなわち、画像形成時にある装置本体が駆動している最中に、ポンプユニットによるトナー搬送プロセスが行われるように制御することによってトナー搬送の騒音を目立たなくし、アイドリング中の比較的静かな時にはポンプユニットＤを作動させない方法で騒音発生の頻度を減少させることができる。
【００４２】
図６は装置本体及びトナー補給装置の稼働工程の流れ図を示す。
【００４３】
図６において、Ｓ１〜Ｓ５までを画像形成動作の周期とするが、装置本体がコピー可能なアイドリング状態にある時、ステップＳ１でコピーボタンを押す、ステップＳ２でトナー貯蔵バッファ４７のピエゾセンサ４４でトナー残量の有無が検知される。この時トナー残量が「有り」を検出すると、ステップＳ４で画像形成は継続し、ステップ５で記録紙に転写が行われ、ステップＳ５で定着・排紙となりアイドリングに戻る。一方ステップＳ２でトナー残量が「無し」と検知されると、ステップ３で制御部ＣＯＮからの指令で、画像形成プロセスと並行してトナー補給装置が作動を開始する。画像形成プロセス中に、トナー量がトナー貯蔵バッファ４７の所定のレベルに達すれば補給は停止する。所定のレベルに達しないで、画像形成プロセスが完了し、アイドリング状態になった場合は、トナー補給装置（ポンプユニット）は作動を停止し、次の画像形成時に再度作動を開始しトナー補給を継続する。
【００４４】
したがって、トナー補給装置の騒音は、装置本体の画像形成時である動作時の騒音に混入するため目立たなくなり、アイドリング時にトナーの補給が行われることがないので、トナー補給装置の騒音発生の頻度が減少する。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】トナー補給装置を有する画像形成装置の全体構成を示す模式図である。
【図２】図１に示す画像形成装置のトナー補給装置を示す。
【図３】トナー貯留部を示す。
【図４】ダイヤフラムポンプの構造の断面図である。
【図５】図４の矢印Ｅ方向からみた平面図である。
【図６】装置本体及びトナー補給装置の稼働工程の流れ図を示す。
【符号の説明】
【００４６】
２４  トナー貯留部
３０  トナーホッパ
３５  混合室
４０、４１、４２、４３  パイプ
４４  ピエゾセンサ
４７  トナー貯蔵バッファ
５５ａ、５５ｂ  ポンプモータ
５８  枠体
５０１、５０２  ポンプ
６０  トナー分離部
ＣＯＮ  制御部
【図１】
2005062503.tif 000003
【図２】
2005062503.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005062503.tif 000006
【図５】
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【図６】
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