(57)【要約】【課題】  トナーカートリッジ５１Ｙ内のトナーが無くなってから、搬送先である現像器４０Ｙにトナー不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる吸引搬送方式のトナー搬送装置を提供する。【解決手段】  トナーカートリッジ５１Ｙから排出されたトナーを貯留するトナー貯留タンク１００Ｙを、トナーカートリッジ５１Ｙと吸引ポンプ９０Ｙとの間のトナー搬送路に設け、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナーを吸引ポンプ９０Ｙに吸引させるようにしたこと。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容する粉体収容器を着脱可能に支持する支持体と、該粉体収容器から排出された粉体を吸引しながら搬送先に向けて吐出する吸引手段とを備える粉体搬送装置において、
上記粉体収容器から排出された粉体を貯留する粉体貯留部を、粉体搬送路における該粉体収容器と上記吸引手段との間に設け、該粉体貯留部内の粉体を該吸引手段に吸引させるようにした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、
上記粉体収容器から排出される粉体の量を検知する粉体排出量検知手段を、該粉体収容器と上記粉体貯留部との間の粉体搬送管に設けるとともに、該粉体排出量検知手段による検知結果に基づいて該粉体収容器の交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１又は２の粉体搬送装置において、
上記吸引手段から上記粉体貯留部に向けて延びる粉体搬送管を、該粉体貯留部の底面に接続したことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れかの粉体搬送装置において、
上記粉体貯留部に振動を加える加振手段を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れかの粉体搬送装置において、
上記粉体貯留部内に向けて送気する送気手段を設けたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
粉状の画像形成剤を用いて記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、支持体に着脱可能に支持される粉体収容器内の画像形成剤を該粉体収容器から該該可視像形成手段に搬送する粉体搬送手段とを備える画像形成装置において、
上記粉体搬送手段として、請求項１の粉体搬送装置を用いた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、支持体に対して着脱可能に構成された粉体収容器内から排出されたトナー等の粉体を、吸引ポンプ等の吸引手段によって吸引して搬送先まで搬送する粉体搬送装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、粉体収容器たるトナーカートリッジ内のトナーを、スクリュー状のオーガなどといった可動部材が設けられた粉体搬送管に通して搬送する画像形成装置が知られている。この種の画像画像形成装置においては、可動部材を設ける都合上、粉体搬送管を直線状に構成せざるを得ず、自在に引き回すことが困難であるため、レイアウト自由度を大幅に悪化させていた。
【０００３】
一方、潜像担持体上に形成した静電潜像を現像手段によってトナー像に現像する電子写真方式の画像形成装置において、トナーカートリッジ内から搬送管に送り込んだトナーを、吸引ポンプによって吸引して搬送するものも知られている。例えば特許文献１に記載のものである。この種の画像形成装置では、吸引ポンプによる吸引力でトナーを搬送するので、粉体搬送管として、可動部材を設けていない変形自在なチューブを用いることが可能になる。そして、このことにより、画像形成装置内部において、トナーカートリッジから現像手段等の搬送先に向けて、粉体搬送管を自由に引き回すことが可能となり、装置内部のレイアウト自由度を格段に向上させることができる。
【０００４】
トナーを用いて画像を形成する画像形成装置としては、上述のような電子写真方式のものの他に、特許文献２に記載されているいわゆる直接記録方式のものも知られている。この種の画像形成装置では、記録紙等の記録体に対してトナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナーを付着させることで、画像を直接記録していく。このような直接記録方式においても、吸引ポンプ等の吸引手段により、トナーをトナーカートリッジからトナー飛翔装置に吸引搬送することで、装置内部のレイアウト自由度を向上させることが考えられる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献２】特開２００２−３０７７３７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、トナー等の粉体を吸引搬送する粉体搬送装置においては、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグが短くなり易くなる。吸引搬送を行う場合、粉体搬送管として比較的細いフレキシブルなチューブを用いることから、可動部材を設けた比較的太い粉体搬送管を用いる場合に比べて、粉体搬送管内の粉体貯留量が少なくなりがちである。すると、粉体収容器内の粉体が無くなってからすぐに、粉体搬送管内の粉体も使い尽くされてしまうのである。
【０００７】
一般に、画像形成装置では、トナーカートリッジ内のトナー残量をセンサ等によって検知し、検知結果に基づいてユーザーにトナーニアエンドを報知してトナーカートリッジの交換を促すことが行われる。これによってトナーカートリッジの交換が直ちになされれば良いのであるが、新品のトナーカートリッジの持ち合わせがない場合もある。このような場合でも、粉体搬送管内のトナー貯留量に余裕があれば、ある程度のプリントアウトを許容することができる。しかし、吸引搬送の場合には、その余裕がないために、プリント命令を拒否せざるを得ず、利便性を大きく悪化させるといった事態になりかねない。
【０００８】
なお、このような問題は、粉体として、トナーを吸引搬送する場合だけでなく、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤や、他の粉体を吸引搬送する場合でも、同様に生じ得る。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような粉体搬送装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。即ち、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる吸引搬送方式の粉体搬送装置等である。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体を収容する粉体収容器を着脱可能に支持する支持体と、該粉体収容器から排出された粉体を吸引しながら搬送先に向けて吐出する吸引手段とを備える粉体搬送装置において、上記粉体収容器から排出された粉体を貯留する粉体貯留部を、粉体搬送路における該粉体収容器と上記吸引手段との間に設け、該粉体貯留部内の粉体を該吸引手段に吸引させるようにした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、上記粉体収容器から排出される粉体の量を検知する粉体排出量検知手段を、該粉体収容器と上記粉体貯留部との間の粉体搬送管に設けるとともに、該粉体排出量検知手段による検知結果に基づいて該粉体収容器の交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段を設けた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又は２の粉体搬送装置において、上記吸引手段から上記粉体貯留部に向けて延びる粉体搬送管を、該粉体貯留部の底面に接続した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１乃至３の何れかの粉体搬送装置において、上記粉体貯留部に振動を加える加振手段を設けた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１乃至４の何れかの粉体搬送装置において、上記粉体貯留部内に向けて送気する送気手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、粉状の画像形成剤を用いて記録体の表面に可視像を形成する可視像形成手段と、支持体に着脱可能に支持される粉体収容器内の画像形成剤を該粉体収容器から該該可視像形成手段に搬送する粉体搬送手段とを備える画像形成装置において、上記粉体搬送手段として、請求項１の粉体搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１１】
これらの発明においては、粉体収容器内から排出された粉体を粉体貯留部内に一時的に貯留しながら搬送先に向けて吸引搬送することで、粉体収容器と搬送先との間における粉体貯留量をより多くする。よって、粉体収容器内の粉体が無くなってから、搬送先に粉体不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、電子写真方式のカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」という）について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタを示す概略構成図である。本プリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー，マゼンダ，シアン，黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット１０、中間転写ユニット１１、２次転写バイアスローラ１８、レジストローラ対１９、給紙カセット２０、ベルト定着方式の定着ユニット２１などが配設されている。光書込ユニット１０は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１３】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、プロセスユニット１Ｙは、ドラム状の感光体２Ｙ、帯電器３０Ｙ、現像器４０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙ、図示しない除電器などを有している。
【００１４】
上記帯電器３０Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラ３１Ｙを感光体２Ｙに摺擦させることで、感光体２Ｙ表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体２Ｙの表面には、上記光書込ユニット（１０）によって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。すると、感光体２Ｙの表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器４０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
【００１５】
上記現像器４０Ｙは、現像ケース４１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ロール４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、現像ドクタ４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。
【００１６】
上記現像ケース４１Ｙには、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む図示しない二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、現像ロール４２Ｙの表面に担持される。そして、現像ドクタ４５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール４２Ｙの回転に伴って現像ケース４１Ｙ内に戻される。
【００１７】
上記第１搬送スクリュウ４３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ４４Ｙとの間には仕切壁４７Ｙが設けられている。この仕切壁４７Ｙにより、現像ロール４２Ｙや第１搬送スクリュウ４３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュウ４４Ｙを収容する第２供給部とが現像ケース４１Ｙ内で分かれている。第１搬送スクリュウ４３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール４２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ４３Ｙによって上記第１供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられた図示しない開口部を通って上記第２供給部内に進入する。第２供給部内において、第２搬送スクリュウ４４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部から送られてくる二成分現像剤を第１搬送スクリュウ４３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ４４Ｙによって第２供給部における図中手前側の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１供給部内に戻る。
【００１８】
透磁率センサからなるＴセンサ４６Ｙは、上記第２供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ６６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、図示しないＲＡＭ内に、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー搬送装置を駆動制御して第２供給部４９Ｙ内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器４０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００１９】
Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルトに中間転写される。中間転写後の感光体２Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置４８Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプによって除電される。そして、帯電器３０Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。
【００２０】
先に示した図１において、中間転写ユニット１１は、中間転写ベルト１２、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５、ベルトクリーニング装置１６、４つの中間転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５によってテンション張架されながら、図示しない駆動系で図中反時計回りに回転せしめられる駆動ローラ１３によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から中間転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト１２をその裏面から感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。
【００２１】
各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１２上に中間転写される。このＹトナー像の上には、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。かかる重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト１２上には４色重ね合わせトナー像が形成される。この４色重ね合わせトナー像は、後述の２次転写ニップで転写紙Ｐに２次転写される。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１２の表面に残留する転写残トナーは、上記張架ローラ１５にバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置１６によってクリーニングされる。
【００２２】
上記光書込ユニット１０の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する給紙カセット２０が配設されており、一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ２０ａを押し当てている。給紙ローラ２０ａが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。
【００２３】
中間転写ユニット１１の上記駆動ローラ１３には、中間転写ベルト１２を介して２次転写バイアスローラ１８が当接して２次転写ニップを形成している。この２次転写バイアスローラ１８には、図示しない電源によって２次転写バイアスが印加される。
【００２４】
上記給紙カセット２０から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ベルト１２上に形成された４色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記２次転写ニップに進入する。レジストローラ対１９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを２次転写ニップにて４色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、２次転写ニップでは、４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに密着する。そして、上記２次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙Ｐ上に２次転写され、白色の転写紙Ｐ上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット２１に送られる。
【００２５】
上記定着ユニット２１は、定着ベルト２１ｂを３本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニット２１ａと、内部に熱源を有する加熱ローラ２１ｃとを備えている。そして、このベルトユニット２１ａと加熱ローラ２１ｃとの間に転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着させる。定着ユニット２１を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対２２を経て機外へと排出される。
【００２６】
上記定着ユニット２１の図中左側方には、補充用のＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。粉体収容器たるこれらトナーカートリッジ５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに収容されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、それぞれ専用の現像器に適宜補給される。
【００２７】
図３は、Ｙトナー用のトナーカートリッジ５０Ｙを示す分解斜視図である。同図において、トナーカートリッジ５０Ｙは、収容袋５１Ｙ、底補強板５３Ｙ、係合部ユニット５４Ｙ等から構成されている。直方体状に成形された収容袋５１Ｙは、厚さ数十〜数百［μｍ］程度のポリエステルシートやポリエチレンシートなどといった変形自在な材料からなり、図示のように横に寝かせた状態で使用される。その内部には図示しないＹトナーが収容されており、一端部付近には鉛直方向下向きの大開口５２Ｙが形成されている。大開口５２Ｙには、係合部ユニット５４Ｙがはめ込まれ、溶着や接着等によって固定されている。この係合部ユニット５４Ｙは、筺体５５Ｙに形成されたトンネル状のノズル通路５７Ｙ内にバネ５６Ｙ、シャッタ部材５８Ｙ、シールホルダ５９Ｙ、シール６０Ｙ等を有している。
【００２８】
上記収容袋５１Ｙの底面には、外側から底補強板５３Ｙが固定される。このように底補強板５３Ｙが固定されることにより、収容袋５１Ｙの底面だけは変形しないようになる。なお、Ｙトナー用のトナーカートリッジ５０Ｙについてだけ図３を用いて説明したが、他色トナー用のトナーカートリッジ（５０Ｍ、Ｃ、Ｋ）についてもほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
【００２９】
図４は、粉状の画像形成剤であるＹトナー用のトナー搬送装置をＹトナー用の現像器の一部とともに示す概略構成図である。図において、粉体搬送装置たるトナー搬送装置は、カートリッジ支持台７０Ｙ、ノズル８１Ｙ、排出量センサ８４Ｙ、第１搬送チューブ８８Ｙ、第２搬送チューブ８９Ｙ、吸引ポンプ９０Ｙ等を備えている。また、トナー貯留タンク１００Ｙ、エアーチューブ１１０Ｙ、ブロワ１１１Ｙ、振動モータ１１２Ｙ等も備えている。
【００３０】
上記トナーカートリッジ５０Ｙは、Ｙトナー搬送装置の支持体たるカートリッジ支持台７０Ｙ上に着脱可能にセットされる。そして、内部のトナーがほぼ無くなると、新たなものに交換される。カートリッジ支持台７０Ｙは、トナーカートリッジ５０Ｙが載置される載置部７１Ｙ、コロ７２Ｙを介して載置部７１Ｙを支持する台部７３Ｙ、図示しない駆動系によって回転駆動される偏心カム７６Ｙ等を有している。
【００３１】
トナーカートリッジ５０Ｙの係合部ユニット５４Ｙは、図示のように底補強板５３Ｙよりも下側に突出するようになっており、そのノズル通路５７Ｙの図中左端には横向きに開口するノズル受入口が形成されている。そして、このノズル受入口からノズル通路５７Ｙ内にノズル８１Ｙを受け入れることができる。
【００３２】
先に示した図１において、本プリンタは、図中奥行き方向の手前側に図示しない開閉扉を有しており、これの開放によって内部を露出させることができる。トナーカートリッジ５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、図中奥行き方向にスライドするように着脱される。図４における矢印Ｂ、Ｃ方向はこのスライド方向を示している。トナーカートリッジ５０Ｙは、図中矢印Ｃ方向にスライド移動せしめられながら、カートリッジ支持台７０Ｙ（ひいてはプリンタ本体）から外される。また、図中矢印Ｂ方向にスライド移動せしめられながら、カートリッジ支持台７０Ｙにセットされる。
【００３３】
図５は、トナーカートリッジ５０Ｙがセットされたカートリッジ支持台７０Ｙを係合部ユニット５４Ｙの位置で破断した横断面図である。図において、カートリッジ支持台７０Ｙの載置部７１Ｙの底部中央には溝部が設けられており、トナーカートリッジ５０Ｙの底よりも下方に出っ張る係合部ユニット５４Ｙをこの溝部で受け入れるようになっている。コロ７２Ｙは、この溝部の両脇で載置部７１Ｙと台部７３Ｙの間に位置して、図中奥行き方向の載置部７１Ｙの往復移動を可能にしている。
【００３４】
トナーカートリッジ５０Ｙの底補強板５３Ｙは、収容袋５１Ｙから図中左右に若干突出する大きさに形成されている。このように突出する底補強板５３Ｙを上下から挟み込むレール部が載置部７１Ｙに形成されている。トナーカートリッジ５０Ｙは、このレール部に沿って、図中奥側から手前側にスライド移動せしめられて、カートリッジ支持台７０Ｙにセットされる。この際、図４に示したように、トナーカートリッジ５０Ｙがカートリッジ支持台７０Ｙにセットされるのに伴って、ノズル８１がトナーカートリッジ５０Ｙの係合部ユニット５４Ｙのノズル通路５７Ｙ内に自然に進入して係合せしめられる。
【００３５】
係合部ユニット５４Ｙのノズル通路５７Ｙの内壁には、リング状のシールホルダ５９Ｙがノズル受入口付近に固定されており、これはリング状のシール６０Ｙを保持している。シール６０Ｙはゴム等の弾性材料で構成されている。ノズル通路５７Ｙ内に配設されたシャッタ部材５８Ｙは、その先端の径が根元側よりも一段小さくなっており、シール６０Ｙ内にちょうと収まる寸法になっている。ここで、トナーカートリッジ５０Ｙがカートリッジ支持台７０Ｙに完全にセットされず、ノズル８１が係合部ユニット５４Ｙのノズル通路５７Ｙに未だ進入していない状態であるとする。すると、図６に示すように、ノズル通路５７Ｙ内に配設されたシャッタ部材５８Ｙがバネ５６Ｙによって図中左方向に付勢されながらシールホルダ５９Ｙとシール６０Ｙとからなるシール部材に突き当たる。そして、その先端をリング状のシール６０Ｙ内に進入させている。この状態では、図示のように、シャッタ部材５８Ｙはトナー出口６１Ｙの直下に位置しており、その口を閉鎖する。また、ノズル通路５４内においては、その内壁とシャッタ部材５８Ｙとの間がシールホルダ５９Ｙとシール６０Ｙとからなるシール部材によってシーリングされる。
【００３６】
一方、トナーカートリッジ５０Ｙが図中矢印Ｂ方向に更にスライド移動せしめられ、載置部７１Ｙに固定されたノズル８１がノズル通路５７Ｙ内に進入し始めると、ノズル通路５７Ｙ内のシャッタ部材５８Ｙを図中右方向に押し始める。トナーカートリッジ５０Ｙが更にスライド移動すると、ノズル８１がリング状のシール６０Ｙを貫通しながらシャッタ部材５８Ｙを押してノズル通路５７内の奥深くに進んで行く。この過程で、シャッタ部材５８Ｙはトナー出口６１Ｙの直下から徐々に待避し、それを徐々に開口させて行く。そして、トナーカートリッジ５０Ｙが完全にセットされると、図７に示すように、ノズル８１がシャッタ部材５８Ｙをトナー出口６１Ｙの直下から完全に待避させる位置まで進入する。この状態では、ノズル８１Ｙその先端付近に設けられたトナー受入口と、ノズル通路５７Ｙと、トナー出口６１Ｙとが完全に連通する。また、トナー通路５７Ｙの内壁とノズル８１Ｙの外壁とが、シールホルダ５９Ｙとシール６０Ｙとからなるシール部材によってシーリングされる。
【００３７】
使用済みのトナーカートリッジ５０Ｙがカートリッジ支持台７０Ｙから外される際には、今度は逆に、ノズル８１Ｙがノズル通路５７Ｙから抜けるのに連動して、シャッタ部材５７Ｙが図中左方向に移動してトナー出口６１Ｙを閉じる。かかるトナーカートリッジ５０Ｙにおいては、ノズル通路５７Ｙ、バネ５６Ｙ、シャッタ部材５８Ｙ等により、管係合部たるノズル通路５７Ｙに対するノズル８１Ｙの着脱に連動してトナー出口６１Ｙを開閉する連動シャッタが構成されている。そして、セット時に下向きになるトナー出口６１Ｙを連動シャッタのシャッタ部材５８Ｙによって閉じた状態でカートリッジ支持台７０Ｙにセットすることができる。よって、トナーカートリッジ５０Ｙをカートリッジ支持台７０Ｙにセットする際のトナー流出を抑えることができる。しかも、ノズル８１Ｙをトナー通路５７Ｙに係合させれば、トナー出口６１Ｙを自動で開口させるので、ヒートシールを引き抜いてトナー出口を開口させるといった構成を採用する必要がない。よって、シール引抜き用の間隙をトナーカートリッジ５０Ｙとカートリッジ支持台７０Ｙとの間に設ける必要がない。
【００３８】
トナーカートリッジ５７がセットされた載置部７１Ｙは、先に図４に示したように、台部７３Ｙの図中左端の内壁に固定されたバネ７５Ｙによって図中左方向に付勢される。図示の状態では、この付勢により、載置部７１Ｙの図中右端の側板上端が、図中時計回りに回転駆動されるカム７６Ｙの出っ張り部分に突き当たっている。カム７６Ｙが図の状態から少しだけ矢印方向に回転すると、その出っ張り部分と載置部７１Ｙの側板上端との当接が一気に解かれ、バネ７５Ｙの付勢力によって載置部７１Ｙがコロ７２Ｙ上を勢い良く図中左方向にスライド移動する。そして、台部７３Ｙの図中左端の内壁に設けられた弾性ダンパー７４Ｙに衝突して停止する。カム７６Ｙが更に回転すると、その出っ張り部分が載置部７１Ｙの側板上端を図中左方向に付勢し始める。この付勢により、載置部７１Ｙが図中右方向にゆっくりとスライド移動し始める。以上のようにして、カートリッジ支持台７０Ｙは、セットされたトナーカートリッジ５０Ｙを図中左右方向に往復振動させる。但し、図中右側から左側への移動についてはバネ７５Ｙの付勢力によって一気に行うが、図中左側から右側への移動についてはカム７６Ｙの回転に伴ってゆっくりと行う。
【００３９】
バネ７５Ｙの付勢力によって図中右側から左側に一気に移動するトナーカートリッジ５０Ｙは、弾性ダンパー７４Ｙに衝突して急激に停止する。すると、その内部に収容されているＹトナーが慣性力によって全体的に図中右左側から左側に移動して、係合部ユニット５４Ｙ上に積み重なる。そして、その一部がＹトナー出口６１Ｙから、ノズル通路５７Ｙ内に挿入されているノズル８１Ｙ内に流れ込む。流れ込んだＹトナーは、後述の吸引ポンプ９０Ｙに吸引されて、搬送先たるＹ用の現像器４０Ｙに向けて搬送される。
【００４０】
一方、図中左側から右側にゆっくりと移動するトナーカートリッジ５０Ｙがその移動を停止する際には、内部のＹトナーに対して慣性力が殆ど働かないため、Ｙトナーは収容袋５１Ｙ内で殆ど移動しない。よって、カートリッジ支持台７０Ｙがトナーカートリッジ５０Ｙを往復振動させると、トナーカートリッジ５０Ｙ内のＹトナーが全体的に図中右側から左側に順次移動して、トナー出口６１Ｙからノズル８１Ｙ内へと流れ込む。
【００４１】
以上のように、Ｙトナー搬送装置は、トナーカートリッジ内５０Ｙ内のトナーを往復振動によって移動させることで、トナーカートリッジ５０Ｙ内にトナー排出用の可動部材を必要としないで、Ｙトナーをカートリッジ内から排出させることができる。また、可動部材に外部からの駆動力が伝える駆動伝達系と、カートリッジ筺体とのシール性を確保する必要がなくなり、トナーカートリッジ５０Ｙの構成の簡素化を図ることができる。よって、使い捨てのトナーカートリッジ５０Ｙ内に可動部材を設けることによるカートリッジ交換コストの増加を回避することができる。
【００４２】
上記係合部ユニット５４Ｙのノズル通路８７Ｙに係合せしめられた粉体搬送管たるノズル８１Ｙの後端には、同じく粉体搬送管として機能する第１搬送チューブ８８Ｙが接続されている。この第１搬送チューブ８８Ｙは、変形自在で且つ耐トナー性に優れたゴム材や樹脂材等からなる内径φ４〜１０［ｍｍ］のチューブである。かかるゴム材としては、ポリウレタンゴム、ニトリルゴム、ＥＰＤＭ、シリコンゴム等が挙げられる。また、樹脂材としては、ポリエチレンやナイロン等が挙げられる。第１搬送チューブ８８Ｙは、後述のトナー貯留タンク１００Ｙと第２搬送チューブ８９Ｙとを介して、吸引手段たる吸引ポンプ９０Ｙに接続されている。なお、第２搬送チューブ８９Ｙは、第１搬送チューブ８８Ｙと同様の構成である。
【００４３】
上記吸引ポンプ９０Ｙは、一軸偏芯スクリューポンプ（通称モーノポンプ）と呼ばれる方式のものである。そのポンプ部９１Ｙは、金属や剛性の高い樹脂などで偏芯２条スクリュー形状に加工されたロータ９２Ｙ、ゴム等の材料に２条スクリュー状の空洞が形成されたステータ９３Ｙ、これらを内包する樹脂製のホルダ９４Ｙ等から構成される。吸引ポンプ９０Ｙは、このポンプ部９１Ｙの他に、吐出部９４Ｙ、ロータ９２Ｙを回転させるモータ９５Ｙ等も有している。２条スクリュー形状のロータ９２Ｙがステータ９３Ｙ内で回転すると、ポンプ部９１Ｙの吸引側（図中右側）に負圧が発生する。この負圧により、トナーカートリッジ５０Ｙの収容袋５１Ｙ内で係合部ユニット５４Ｙ上に位置するＹトナーが、第２搬送チューブ８９Ｙと、トナー貯留タンク１００Ｙと、第１搬送チューブ８８Ｙと、ノズル８１Ｙとを介して吸引される。そして、これら粉体搬送管を経由して吸引ポンプ９０Ｙのポンプ部９１Ｙに至り、ステータ９３Ｙ内を通って吐出部９４Ｙ内に吐出される。吐出されたＹトナーは、吐出部９４Ｙに接続されているＹ用の現像器４０Ｙの上記第２供給部内に補給される。
【００４４】
このように吸引ポンプ９０Ｙの吸引によってＹトナーを搬送するトナー搬送装置においては、Ｙトナーを搬送するための粉体搬送管内にスクリュー部材等の可動部材を設ける必要がない。よって、粉体搬送管として、図示のような変形自在なチューブ（８８Ｙ，８９Ｙ）を用いてプリンタ本体内を自由に引き回すことが可能になる。更に、載置部７１Ｙを往復振動させても、変形自在なチューブによってその振動を吸収させるので、現像器４０Ｙへの振動伝達を大幅に抑えることもできる。これに対し、オーガ等の可動部材によってＹトナーを搬送する方式では、搬送管内に可動部材を設ける都合上、搬送管を直線状に構成しなければならず、搬送経路のレイアウト自由度を悪化させてしまう。
【００４５】
また、吸引ポンプ９０Ｙによる吸引方式では、ポンプ部９１Ｙに対してＹトナーが安定して供給される限り、そのロータ９２Ｙの回転量とトナー搬送量とが比例関係になる。このため、ローラ９２Ｙの回転量に基づいて現像器４０Ｙに対するトナー補給量を安定して制御することができる。
【００４６】
以上の基本的な構成を備える本プリンタでは、次に列記するものの組合せにより、トナーを用いて記録体たる転写紙に対して可視像たるトナー像を形成する可視像形成手段が構成されている。即ち、各色プロセスユニット（１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）、光書込ユニット１０、中間転写ユニット１１、２次転写バイアスローラ１８、レジストローラ対１９、給紙カセット２０、各色トナー搬送装置等である。なお、これまで、Ｙトナー用のＹトナー搬送装置についてのみ説明したが、他色のトナー用のトナー搬送装置もほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
【００４７】
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。なお、ここでは、Ｙトナー用のトナー搬送装置についてのみその特徴を説明するが、他色のトナー用のトナー搬送装置も同様である。
図８は、Ｙトナー搬送装置のトナー貯留タンク１００Ｙと、その周囲構成とを示す拡大構成図である。トナー貯留タンク１００Ｙは、フィルター付き逆止弁１０１Ｙ、受入側チューブ継手１０４Ｙ、吐出側チューブ継手１０５Ｙ、受入側タンク部１０６Ｙ、排出側タンク部１０７Ｙ、エアーチューブ継手１０８Ｙ等を有している。
【００４８】
上記受入側タンク部１０６Ｙは、直方体の下方に、上下反転させた裁頭四角錐体を連結させたような形状になっており、その裁頭四角錐体部にテーパー面１０２Ｙが形成されている。この受入側タンク部１０６Ｙの上壁には、上方を向いて開口するトナー受入口を有する受入側チューブ継手１０４Ｙや、フィルター付き逆止弁１０１Ｙなどが固定されている。そして、受入側チューブ継手１０４Ｙには、先端側を図示しないノズル（図４の８１Ｙ）に連結させている第１搬送チューブ８８Ｙの後端側が連結している。
【００４９】
トナー貯留タンク１００Ｙの排出側タンク部１０７Ｙは、受入側タンク部１０６Ｙの裁頭四角錐体部に連結する直方体状に形成されている。そして、その底壁には、下方を向けて開口するトナー排出口を有する排出側チューブ継手１０５Ｙが固定されている。また、その側壁の一つには、図中側方を向いて開口するエアー受入口を有するエアーチューブ継手１０８Ｙが固定されている。
【００５０】
上記排出側チューブ継手１０５Ｙには、後端側を図示しない吸引ポンプ（図４の９０Ｙ）に連結させた第２搬送チューブ８９Ｙの先端側が連結されている。また、上記エアーチューブ継手１０８Ｙには、後端側を送気手段たるブロワ１１１Ｙに連結させたエアーチューブ１１０Ｙの先端側が連結されている。
【００５１】
工場出荷時の初期状態における本プリンタには、トナーカートリッジ（５０Ｙ）が搭載されていない。また、各搬送チューブ（８８Ｙ、８９Ｙ）、トナー貯留タンク１００Ｙ、現像器に、Ｙトナーは充填されていない。ユーザーは、初期操作時に、各色のトナーカートリッジをプリンタ本体にセットした後、テンキー等から構成された図示しない操作部を操作して、上記制御部に対してトナー初期搬送命令を送る。すると、上記制御部は、各色について、それぞれトナーカートリッジを往復振動させながら吸引ポンプを作動させて、現像器内の二成分現像剤のトナー濃度が所定の値になるまで、トナー搬送を行わせる。
【００５２】
先に示した図４において、吸引ポンプ９０Ｙのポンプ部９１Ｙよりもトナー搬送方向上流側におけるトナー搬送経路は、外部からの空気の流入を遮断する密閉空間になっている。このトナー搬送経路は、トナーカートリッジ５０Ｙの係合部ユニット５４Ｙ→ノズル８１Ｙ→第１搬送チューブ８８Ｙ→トナー貯留タンク１００Ｙ→第２搬送チューブ８９Ｙ→吸引ポンプ９０Ｙのポンプ部９１Ｙという経路である。よって、上述の初期状態において吸引ポンプ９０Ｙが作動すると、まず、ポンプ部９１Ｙ、各搬送チューブ、トナー貯留タンク１００Ｙ、及びノズル８１Ｙ内の空気を介して、トナーカートリッジ５０Ｙ内のＹトナーが吸引される。吸引されたＹトナーは、ノズル８１と第１搬送チューブ８８Ｙとを通って、図８に示したトナー貯留タンク１００Ｙの受入側タンク部１０６Ｙ内に進入する。このとき、Ｙトナーは未だ吸引ポンプ（９０Ｙ）に到達していないので、吸引ポンプ（９０Ｙ）の吐出部（９４Ｙ）からは、各搬送チューブやトナー貯留タンク１００Ｙ内に存在していた空気だけが吐出される。
【００５３】
吐出側タンク部１０７Ｙの底壁に固定された吐出側チューブ継手１０５Ｙは、そのトナー排出口を、受入側タンク部１０６Ｙの上壁に固定された受入側チューブ継手１０４Ｙのトナー受入口の直下に位置させるように配設されている。よって、トナー貯留タンク１００Ｙの受入側タンク部１０６Ｙ内に進入したＹトナーは、自重によってタンク内を移動して、その大部分が吐出側タンク部１０７Ｙにおける吐出側チューブ継手１０５Ｙのトナー吐出口の周囲に落下する。但し、一部は、タンク内の広い空間内を拡散して、受入側タンク部１０６Ｙのテーパー面１０２Ｙ上や、吐出側タンク部１０７Ｙの水平底面１０３Ｙ上に落下する。
【００５４】
吐出側タンク部１０７Ｙに固定された吐出側チューブ継手１０５Ｙのトナー受入口や、その周辺に落下したＹトナーは、図示しない吸引ポンプに引き続き吸引されて、第２搬送チューブ８９Ｙ内に進入する。そして、吸引ポンプ内に到達した後、図示しないＹ用の現像器内に補給される。
【００５５】
上述の初期状態で吸引ポンプの作動が開始した後、Ｙトナーが吸引ポンプに到達してしばらくすると、トナー搬送経路を構成する各部のうち、トナー貯留タンク１００Ｙを除くものの内部は、Ｙトナーがほぼ充満した状態になる。そして、以降、その状態が継続して保たれる。一方、トナー貯留タンク１００Ｙ内では、Ｙ用の現像器にＹトナーを補給するためのトナー搬送が長期に渡ってＯＮ／ＯＦＦを繰り返される過程で、図９や図１０に示すように、内部のトナー貯留量が少しずつ増えていく。これは、タンク内部に進入したトナーのうち、トナー排出口に向けて真っ直ぐに落下しないで、水平底面１０３Ｙ上やテーパー面１０２Ｙ上に拡散したトナーが徐々に堆積していくトナーだけが貯留されていくからである。
【００５６】
図１１は、Ｙトナー搬送装置の上記ノズル（８１Ｙ）の後端部を示す斜視図である。図において、ノズル８１Ｙは、黒色ＡＢＳなどといった有色の樹脂材から構成されている。但し、その後端部には、内部のトナー流路を挟んで相対向する２つの透明窓８２Ｙ，８３Ｙが設けられている。この透明窓８２Ｙ，８３Ｙの近傍には、日本語カタカナ「コ」の字状の排出量センサ８４Ｙが、ノズル８１Ｙの後端部を「コ」の字の内部に位置させるような姿勢で配設されている。排出量センサ８４Ｙは、発光素子８５Ｙと受光素子８６Ｙとを有する透過型フォトセンサである。発光素子８５Ｙから発せられた光は、ノズル８１Ｙの透明窓８２Ｙ→ノズル内トナー流路→透明窓８３Ｙという経路を経て、受光素子８６Ｙに受光される。受光素子８６Ｙは、受光量に応じた量の光電流を発生する。受光素子８６Ｙの受光量が多くなってその光電流量が増加するほど、排出量センサ８４Ｙからの出力電圧値が上昇する。よって、出力電圧値の上昇は、ノズル内トナー流路におけるトナー流量が減少したことを示している。よって、排出量センサ８４Ｙからの出力電圧値が大きくなるほど、トナーカートリッジ５０Ｙからノズル８１Ｙ内に流れ込むトナーの量が減少していることになる。なお、図示の例では、ノズル８１Ｙにガラス等からなる２つの検知窓８２Ｙ，８３Ｙを設けたが、透明窓を設けずにノズル自体を透明な材料で構成してもよい。
【００５７】
このようにしてノズル８１Ｙ内を流れるトナーの量を検知する排出量センサ８４Ｙは、粉体収容器たるトナーカートリッジ５０Ｙから排出されるトナーの量を検知する粉体排出量検知手段として機能している。なお、透明窓を１つだけ設けるとともにノズル内壁を鏡面仕上げし、透明窓から入射した光をノズル内壁で反射させるようにすれば、粉体排出量検知手段として反射型フォトセンサを用いることもできる。
【００５８】
排出量センサ８４Ｙからの出力電圧値は、図示しないＡ／Ｄコンバーターを介して上述の制御部に送られる。先に示した図４において、トナーカートリッジ５０Ｙ内のトナーがほぼ無くなると、カートリッジ内からノズル８１Ｙ内に流れ込むＹトナーの量が急激に減少して、排出量センサ８４Ｙからの出力電圧値が急激に上昇する。上記制御部は、出力電圧値が急激に上昇し且つ所定時間経過しても元通りにならない現象が起きると、トナーカートリッジ５０Ｙについてトナーエンドであると判定する。そして、図示しないディスプレイ等から構成された表示部にその旨を表示して、ユーザーに対してトナーカートリッジ５０Ｙの交換を促す。このように、上記制御部は、粉体排出量検知手段たる排出量センサ８４Ｙによる検知結果に基づいて粉体収容器たるトナーカートリッジ５０Ｙの交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段として機能している。
【００５９】
トナーカートリッジ５０Ｙ内のトナー残量を検知する方法としては、排出量センサ８４Ｙ等の粉体排出量検知手段によって検知する方法の他、トナーカートリッジ５０Ｙ内に残量センサを設ける方法が考えられる。また、収容袋５１Ｙの一部に透明な検知窓を設け、この検知窓を通して収容袋５１Ｙ内のトナーを検知する方法も考えられる。
【００６０】
しかしながら、残量センサをトナーカートリッジ５０Ｙ内に設ける方法では、高価な残量センサを消耗品のトナーカートリッジ５０Ｙとともに廃棄してしまうことから、カートリッジ交換コストを著しく増加させてしまう。また、検知窓を通して収容袋５１Ｙ内のトナーを検知する方法では、本プリンタのようにトナーカートリッジ５０Ｙを振動させてその内部からのトナー排出を促す構成を採用している場合に、次のような問題が生ずる。即ち、検知窓を通してトナーを検知させるためのトナーセンサを、トナーカートリッジ５０Ｙとともに振動させる必要に迫られ、その振動によって検知精度を低下させてしまうのである。
【００６１】
一方、本プリンタのように、排出量センサ８４Ｙ等の粉体排出量検知手段によって検知する場合には、センサをトナーカートリッジ５０Ｙとともに交換する必要がない。よって、高価なセンサをトナーカートリッジ５０Ｙとともに廃棄してしまうことによるカートリッジ交換コストの著しい増加を回避することができる。また、排出量センサ８４Ｙをトナーカートリッジ５０Ｙとともに振動させることがないので、振動によって排出を促す場合でも、その振動によるトナー残量の検知精度の低下を回避することができる。
【００６２】
トナーカートリッジ５０Ｙ等のトナー収容器を交換することで装置本体に対してトナーを補充する画像形成装置の場合、本プリンタのように、トナー収容器内のトナーが無くなった時点をトナーエンドとしないのが一般的である。そして、本プリンタのように、トナーがもうすぐ無くなる状態であることを示すトナーニアエンドとするのが殆どである。これは、トナー収容器内のトナーが無くなっても、ある程度のプリントアウトに耐え得るだけのトナーが、トナー搬送路内や、現像器内に残っているからである。よって、ユーザーは、トナーニアエンドが報知されても、交換用のトナー収容器の持ち合わせがない場合には、トナー搬送路内や現像器内に残っているトナーを用いて、ある程度の量のプリントアウトを行うことができる。
【００６３】
但し、トナーニアエンド後において、プリントアウトを無制限に許容すると、異常画像が出現したり、感光体へのキャリア付着を引き起こしたり、キャリア付着によって感光体や中間転写ベルトを傷付けたりといった問題が発生する。そこで、トナーニアエンド後には、予め定められた制限枚数のプリントアウトだけを許容するように構成するのが一般的である。その制限枚数は、トナー搬送路内や現像器内に貯留しているトナー貯留量に基づいて設定される。
【００６４】
ところが、近年、画像形成装置の小型化に伴い、現像器等内のトナーストック量は減少の一途を辿っている。加えて、本プリンタのように吸引搬送方式を採用している場合、搬送チューブ等の比較的小径の搬送管を用いることから、トナー搬送路内におけるトナー貯留量も僅かなものとなる。そうすると、トナーニアエンド後に許容し得るプリントアウト枚数が大幅に少なくなって、利便性を大きく低下させてしまう。また、文字原稿画像などを出力する場合に制限枚数内でのプリントアウトに問題がなくても、写真画像などといった高面積率の画像を出力すると、僅かな制限枚数内でも異常画像を発生させてしまう可能性が高くなる。
【００６５】
そこで、本プリンタにおいては、図４に示したように、粉体収容器たるトナーカートリッジ５０Ｙから排出されたトナーを貯留する粉体貯留部たるトナー貯留タンク５０Ｙを設けている。そして、トナー貯留タンク５０Ｙ内のトナーを吸引手段たる吸引ポンプ９０Ｙに吸引させて、搬送先たるＹ用の現像器４０Ｙに搬送補給させるようにしているのである。かかる構成では、トナーカートリッジ５０Ｙ内から排出されたトナーをトナー貯留タンク１００Ｙ内に一時的に貯留しながら現像器４０Ｙに向けて吸引搬送することで、トナーカートリッジ５０Ｙと現像器４０Ｙとの間におけるトナー貯留量をより多くする。
【００６６】
図１２は、トナーニアエンドが発生した時点におけるトナー貯留タンク１００Ｙとその周囲構成とを示す拡大構成図である。上述のように、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナー貯留量は、長期に渡るトナー搬送補給に伴って少しずつ増加していく。そして、トナーニアエンドが発生した時点では、トナー貯留タンク１００Ｙの全容量における８０％程度まで、トナー貯留量が増加している。このようなトナー貯留タンク１００Ｙを設けたことで、トナー貯留部や、この内部のトナーを搬送するためのトナー搬送機構を現像器４０Ｙに増設することなく、トナー貯留量を増加させている。よって、現像器４０Ｙを大型化させたり、その構成を複雑化させたりといった事態を回避しつつ、トナーニアエンドが発生してから、現像器４０Ｙ内にトナー不足が生じ始めるまでのタイムラグを延ばすことができる。そして、このことにより、トナーニアエンド後のプリントアウト許容枚数を増やして、ユーザーの利便性を向上させることができる。また、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナーを、搬送チューブ内のトナーを搬送するための吸引ポンプ９０Ｙによる吸引で現像器４０Ｙまで搬送するので、前者のトナーを搬送するための新たな吸引手段を設ける必要がない。よって、新たな吸引手段を設けることによるコストアップを回避することができる。
【００６７】
本プリンタにおいては、先に図４を用いて説明したように、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナーだけでなく、トナーカートリッジ５０Ｙの収容袋５１Ｙ内のトナーも、吸引ポンプ９０Ｙによって吸引させるようにしている。また、収容袋５１Ｙとして、変形自在な材料から構成したものを用いている。かかる構成では、トナーの吸引搬送に伴って、図１３に示すように、収容袋５１Ｙを減容することができる。そして、使用後の収容袋５１Ｙの運搬コストや保管コストを低減することができる。なお、吸引ポンプ９０Ｙによってトナーカートリッジ５０Ｙ内のトナーを吸引させる必要は必ずしもない。トナーカートリッジ５０Ｙ内からトナー貯留タンク１００Ｙ内へのトナー搬送については重力落下によって行い、タンクから、それより下流側にかけてのトナーだけを吸引させるようにしてもよい。但し、この場合、吸引による収容袋５１Ｙの自動減容化ができなくなるので、収容袋５１Ｙを変形自在な材料で構成した場合には、本体から取り外したトナーカートリッジ５０Ｙの収容袋５１Ｙを手作業で減容せしめる必要がある。
【００６８】
トナーニアエンドが発生した後に、カートリッジ交換がなされずに、制限枚数内のプリントアウトが行われると、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナーが消費されて徐々に減少していく。この際、湿度が比較的高いなどの理由によってトナーの流動性が通常よりも悪くなっていると、トナー貯留タンク１００Ｙ内において、トナーの架橋現象を引き起こすことがある。トナー排出口の周辺のトナーが重力によってトナー排出口の上に崩れ落ちるということが起きずに、図１４に示すようにトナー排出口の周辺に高く堆積したままになる現象である。このような架橋現象が起きると、図中矢印で示したように、トナー受入口からトナー排出口にかけてエアーの短絡路が形成されてしまう。そして、トナー貯留タンク１００Ｙ内にまだ十分量のトナーがあるにもかかわらず、それが吸引搬送されずに異常画像を引き起こすおそれがある。
【００６９】
そこで、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク１００Ｙの図中左側の側壁に、加振手段たる加振モータ１１２Ｙを固定している。そして、上記制御部による制御によって、定期的に加振モータ１１２Ｙを作動させるようにしている。かかる構成では、トナー貯留タンク１００Ｙに定期的に振動を加えることで、図１５に示すように、トナー排出口の周囲にできたトナー山の崩れを促したり、テーパー面１０２Ｙや側壁面からのトナーの滑落を促したりする。そして、このことにより、トナーの架橋現象の発生を抑えてトナー貯留タンク１００Ｙからトナーを良好に排出させることができる。
【００７０】
但し、加振モータ１１２Ｙによる振動の付与だけでは、トナーの架橋現象の発生を抑えることができても、トナー塊の発生を十分に抑えることはできない。具体的には、トナーの流動性は、トナー粒子間に適度な空気を介在させた状態で良好となる。しかし、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナー粒子は自重によって少しずつ移動して粒子間距離を狭めるため、トナーは静置されると徐々に嵩密度を増加させて流動性を低下させていく。そして、架橋現象を生じ易くなる。加振モータ１１２Ｙによってトナーに振動を加えて、トナーの山を崩したり、斜面等からの滑落を促したりした場合、トナーの山を崩落させたり滑落させたりすることができるが、粒子間に空気を十分に行き渡らせることはできない。振動を加えても、嵩密度を低下させることができないのである。高嵩密度状態が長期間続くと、やがて、トナー粒子同士が強く固着してトナー塊となってしまう。このトナー塊が現像器等の画像形成部に搬送されると、画像汚れやフィルミングなどといった種々の不具合を引き起こしてしまう。
【００７１】
そこで、本プリンタにおいては、エアーチューブ継手１０８Ｙをトナー貯留タンク１００Ｙに設けるとともに、送気手段たるブロワ１１１Ｙを配設し、両者をエアーチューブ１１０Ｙで接続している。かかる構成では、図１６に示すように、ブロワ１１１Ｙからトナー貯留タンク１００Ｙ内にエアーを送って、トナー貯留タンク１００Ｙ内のトナーを定期的にエアー攪拌することで、トナー粒子間に空気を強制的に介在せしめる。そして、このことにより、トナー塊の形成を抑えることができる。
【００７２】
ブロワ１１１Ｙからの送気によってトナー貯留タンク１００Ｙ内の気圧が高まると、余分量のエアーがフィルター付き逆止弁１０１Ｙを通ってタンク外に排出されて、気圧の過剰な上昇が回避される。このフィルター付き逆止弁１０１Ｙは、トナー粒子よりも小さなメッシュが形成されたフィルターと、逆止弁とを有している。かかるフィルターを通して空気をタンク外に排出させることで、送気に伴うトナーのタンク外への流出を回避することができる。また、上記逆止弁は、タンク外からタンク内への空気の流入を阻止する一方で、逆方向、即ち、タンク内からタンク内への空気の流出については許容する弁である。かかる逆止弁を設けることで、タンク内への空気の流入による吸引搬送力の低下を回避しつつ、タンク内への送気によるタンク内気圧の過剰な上昇を回避することができる。
【００７３】
これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、ＬＥＤによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特許文献２に記載の直接記録方式などが挙げられる。また、画像形成装置ではなく、トナー搬送装置や、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置についても本発明の適用が可能である。更には、画像形成用剤としてトナーを搬送するのではなく、二成分現像剤や磁性キャリアを搬送する剤搬送装置にも本発明の適用が可能である。
【００７４】
以上、実施形態のプリンタに係るプリンタにおいては、粉体収容器たるトナーかとリッジ５０Ｙから排出されるトナー量を検知する粉体排出量検知手段たる排出量センサ８４Ｙを設けている。そして、排出量センサ８４Ｙによる検知結果に基づいてトナーカートリッジ５０Ｙの交換タイミングを判定する交換タイミング判定手段たる上述の制御部を設けている。かかる構成では、上述した理由により、高価なセンサをトナーカートリッジ５０Ｙとともに廃棄してしまうことによるカートリッジ交換コストの著しい増加を回避することができる。また、排出量センサ８４Ｙをトナーカートリッジ５０Ｙとともに振動させることがないので、振動によってトナー排出を促す場合でも、その振動によるトナー残量の検知精度の低下を回避することができる。
【００７５】
また、本プリンタにおいては、吸引手段たる吸引ポンプ９０Ｙから粉体貯留部たるトナー貯留タンク１００Ｙに向けて延びる粉体搬送管たる第２搬送チューブ８９Ｙを、トナー貯留タンク１００Ｙの底面たる水平底面１０３Ｙに接続している。かかる構成では、重力によってトナー貯留タンク１００Ｙの上側から底に移動してくるトナーを吸引することで、第２搬送チューブ８９Ｙを底面以外の箇所に接続する場合に比べて、タンク内からトナーを効率良く吸い出すことができる。
【００７６】
また、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク１００Ｙに振動を加える加振手段たる加振モータ１１２Ｙを設けている。かかる構成では、上述した理由により、トナーの架橋現象の発生を抑えてトナー貯留タンク１００Ｙからトナーを良好に排出させることができる。
【００７７】
また、本プリンタにおいては、トナー貯留タンク１００Ｙ内に向けて送気する送気手段たるブロワ１１１Ｙを設けている。かかる構成では、上述した理由により、タンク内のトナーの粒子間に空気を強制的に介在せしめて、トナー塊の形成を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。
【図３】同プリンタのＹトナー用のトナーカートリッジを示す分解斜視図。
【図４】同プリンタのＹトナー搬送装置を現像器の一部とともに示す概略構成図。
【図５】同トナーカートリッジがセットされたカートリッジ支持台を係合部ユニットの位置で破断した横断面図。
【図６】同トナーカートリッジがセットされる途中の同カートリッジ支持台の先端側を拡大して示す縦断面図。
【図７】同トナーカートリッジがセットされた状態の同カートリッジ支持台の先端側を拡大して示す縦断面図。
【図８】同Ｙトナー搬送装置のトナー貯留タンクと、その周囲構成とを示す拡大構成図
【図９】初期状態よりも少しだけトナー貯留量を増加させた同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図１０】同トナー貯留量を更に増加させた同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図１１】同Ｙトナー搬送装置のノズルの後端部を示す斜視図。
【図１２】カートリッジ内でトナーニアエンドが発生した時点における同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図１３】同トナーカートリッジの収容袋の吸引減容を説明するための断面図。
【図１４】トナーの架橋現象が発生してしまった同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図１５】加振モータによって加振される同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【図１６】ブロワによって送気される同トナー貯留タンクを同周囲構成とともに示す拡大構成図。
【符号の説明】
【００７９】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ  プロセスユニット（可視像形成手段の一部）
１０              光書込ユニット（可視像形成手段の一部）
１１              中間転写ユニット（可視像形成手段の一部）
１８              ２次転写バイアスローラ（可視像形成手段の一部）
１９              レジストローラ対（可視像形成手段の一部）
２０              給紙カセット（可視像形成手段の一部）
５０Ｙ            トナーカートリッジ（粉体収容器）
７０Ｙ            トナートリッジ支持台（支持体）
８１Ｙ            ノズル（粉体搬送管）
８４              排出量センサ（粉体排出量検知手段）
８８Ｙ            第１搬送チューブ（粉体搬送管）
８９Ｙ            第２搬送チューブ（粉体搬送管）
９０Ｙ            吸引ポンプ（吸引手段）
１００Ｙ          トナー貯留タンク（粉体貯留部）
１０３Ｙ          水平底面
１１１Ｙ          ブロワ（送気手段）
１１２Ｙ          加振モータ（加振手段）
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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