(57)【要約】【課題】大容量のトナー収納ができ、トナー補充の操作（作業）性の良いトナー補給装置を提供すること。【解決手段】現像装置と、当該現像装置近傍に配設されたトナー収納部と、当該トナー収納部とは異なる位置に配置され、トナーを貯留するトナー貯留部と、当該トナー貯留部より前記トナー収納部へトナーを搬送するトナー供給用流体搬送手段とを有するトナー補給装置において、前記トナー貯留部は、トナー容器と、当該トナー容器の容量より大きな容量のトナーホッパを備え、当該トナーホッパにトナー量を検知する複数個の検知部材を内設したことを特徴とするトナー補給装置。【選択図】        図２
2005024622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置と、当該現像装置近傍に配設されたトナー収納部と、当該トナー収納部とは異なる位置に配置され、トナーを貯留するトナー貯留部と、当該トナー貯留部より前記トナー収納部へトナーを搬送するトナー供給用流体搬送手段とを有するトナー補給装置において、前記トナー貯留部は、トナー容器と、当該トナー容器の容量より大きな容量のトナーホッパを備え、当該トナーホッパにトナー量を検知する複数個の検知部材を内設したことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記トナー容器は、前記トナーホッパの上部に設けられた、機械本体から引出し可能なトナー容器設置部に搭載され、必要に応じて交換可能なことを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項３】
前記トナー収納部はトナー量の有無を検知する検知部材を有していることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー補給装置。
【請求項４】
現像装置と、当該現像装置近傍に配設されたトナー収納部と、当該トナー収納部とは異なる位置に配置され、トナーを貯留するトナー貯留部と、当該トナー貯留部より前記トナー収納部へトナーを搬送するトナー供給用流体搬送手段とを有するトナー補給装置と、トナー量を表示する表示部と、を備えた画像形成装置において、前記トナー貯留部は、交換可能なトナー容器と、トナーホッパで構成され、前記トナーホッパ内にはトナー量を検知する複数の検知部材を備え、当該検知部材の検知に基づき、トナー量を前記表示部に表示することをを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置のトナー補給装置およびトナー装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
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。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。当該エア搬送は印刷市場等の大量コピーのユーザによってしばしば採用されている。したがって、当然、大量のトナーが消費されることから、大容量のトナーを収納する方法として、複数本のトナー容器を保持できるトナー補給装置が考案されている（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開平１０−２２１９３９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナー容器の中のトナー量を正確かつ簡単に判断することは困難である。また、画像形成装置を数台所有しているユーザなどは、使用済みのトナー容器を誤って再度装填してしまい、装置のトナー残量が正確に表示できなかったり、時にはトナー不足で装置が停止する問題も考えられる。
【０００６】
本発明は、大容量のトナーが収納でき、ユーザがトナーの消費状況を簡単に確認できることによって、トナー不足による装置の停止を回避できる安定したトナー供給が可能なトナー補給装置と当該トナー補給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的は、以下の構成によって達成できる。
【０００８】
（１）現像装置と、当該現像装置近傍に配設されたトナー収納部と、当該トナー収納部とは異なる位置に配置され、トナーを貯留するトナー貯留部と、当該トナー貯留部より前記トナー収納部へトナーを搬送するトナー供給用流体搬送手段とを有するトナー補給装置において、前記トナー貯留部は、トナー容器と、当該トナー容器の容量より大きな容量のトナーホッパを備え、当該トナーホッパにトナー量を検知する複数個の検知部材を内設したことを特徴とするトナー補給装置（第１の発明）。
【０００９】
（２）現像装置と、当該現像装置近傍に配設されたトナー収納部と、当該トナー収納部とは異なる位置に配置され、トナーを貯留するトナー貯留部と、当該トナー貯留部より前記トナー収納部へトナーを搬送するトナー供給用流体搬送手段とを有するトナー補給装置と、トナー量を表示する表示部と、を備えた画像形成装置において、前記トナー貯留部は、交換可能なトナー容器と、トナーホッパで構成され、前記トナーホッパ内にはトナー量を検知する複数の検知部材を備え、当該検知部材の検知に基づき、トナー量を前記表示部に表示することをを特徴とする画像形成装置（第２の発明）。
【００１０】
【発明の実施の形態】
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。
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。
【００１４】
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との間を経て、定着装置８で定着処理されて排紙皿１２に排紙される。
【００１５】
すなわち、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。
【００１６】
次に、図２、３によりトナー補給装置について説明する。
図２はトナー補給装置と制御部に係わる信号伝達経路とを示す図である。
【００１７】
図３はトナー貯留部を示す図である。
トナー補給装置はトナー貯留部２４、トナー供給用、トナー環流用流体搬送手段としてのポンプ５０１、５０２、トナー分離部６０及びトナーの搬送路となるパイプ４０〜４３等から構成されている。
【００１８】
トナー貯留部２４は、現像装置４とは異なる位置に設けられ、その構成要素の一つとしてトナー容器３１が装着されている。トナー容器３１の下部近傍にトナーを供給するトナーホッパ３０及びトナーと空気の混合室３５を有し、現像装置４近傍のトナー分離部６０と異なる位置に設けられたトナー貯留部２４とは輸送管である搬送パイプ（以下、単に、パイプという。）４０〜４３により連結される。当該パイプ４０〜４３の材質は、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、当該パイプは少なくとも一部が金属製のパイプよりなっている。
【００１９】
現像装置４はトナーとキャリアを含む二成分現像剤また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、現像により消費されるトナーは、トナー貯留部２４の混合室３５からトナー供給用流体搬送手段である搬送パイプ４０、４１およびポンプ５０１を介してトナー分離部６０へ搬送され、当該トナー分離部６０に堆積し、その後、現像装置４に補給される。現像装置中の現像剤のトナー濃度は常に所定範囲の値に維持される。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。
【００２０】
図３において、円筒状のトナー容器３１は、トナー貯留部２４（図１、２参照）のトナー容器設置部３７に搭載され、モータ３８によって回転駆動することにより、トナーは開口部３０ａをとおしてトナーホッパ３０に落下する（トナーは空気と混合してトナー容器３１に収納されている故、混合流体として考える）。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及び下部に搬送スクリュー３４が設けられる。なお、前記トナー容器設置部３７は不図示のガイドに沿って矢印Ｘ方向に機外に引出し可能で、機械本体の作動中にも引き出すことができ、搭載されたトナー容器３１を交換することができる。
【００２１】
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。
【００２２】
前記トナーホッパ３０には、後述するが、トナー残量の上限レベル、下限レベルを検知する検知センサ３０１、３０２とその間に複数の検知センサ３０３が設けられている。
【００２３】
前記混合室３５には、後に説明するが、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混合流体が形成される。
。
【００２４】
トナー供給用（トナー環流用）流体搬送手段には、図４に示すダイヤフラム型のポンプ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ができる。
【００２５】
ポンプ５０１はトナーと空気との混合流体を混合室３５（図２参照）からトナー分離部６０（図２参照）に搬送するトナー供給用流体搬送手段を構成し、ポンプ５０２は分離しきれなかったトナーと空気とをトナー分離部から混合室３５に環流させるトナー環流用流体搬送手段を構成する。
【００２６】
次にダイヤフラムポンプであるポンプ５０１、５０２について説明する。
図４はダイヤフラムポンプの構造の断面図である
実施の形態においては、図４に示すように、ポンプ５０１と５０２は同一の構造を有する。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
ポンプモータ５５ａ（５５ｂ）により偏心回転部材５６が回転し、この回転によりダイヤフラム５２が実線で示す状態と点線で示す状態間で変形し、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状態と点線で示す状態に移動し、流体を矢印で示すように一方向に搬送する。
【００３０】
前記混合室３５（図２参照）の混合流体は前記ポンプ５０１によってパイプ４０、４１を通りトナー分離部６０へ送られ、トナーは、空気からほぼ分離され、トナー収納部６１に落下する。分離しきれなかったトナーと空気は、ポンプ５０２によってパイプ４２、４３を通って混合室３５に環流する。なお、図示の例では、同一構造のポンプ５０１、５０２が用いられているが、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ものを用いてもよい。
【００３１】
トナー収納部６１は、現像装置４の上部近傍に位置し、検知部材である検知センサ６１１を有し、トナー量が一定に保たれている。
【００３２】
図２において、トナーレベルが前記検知センサ６１１以下に下がると前記検知センサ６１１からの信号が経路ａ１を介して制御部７０に伝達され、当該制御部７０から経路ａ２、ａ３、ａ４を介してポンプモータ５５ａ、５５ｂ、スクリュー６８、モータ３９への駆動指令がなされる。
【００３３】
すなわち、図３に示すモータ３９が作動し、歯車を介して、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、同時にポンプ５０１、５０２が作動し、スクリュー６８が回転する。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の搬送力でパイプ４０、４１を経てトナー分離部６０に搬送される。
【００３４】
トナー分離部６０で分離されたトナーは、ポンプと同時に回転するスクリュー６８により搬送され、トナー収納部６１へ搬送される。
【００３５】
現像装置４内のトナー濃度検知センサ４０１が、所定のトナー濃度以下を検知すると、前記トナー濃度検知センサ４０１からの信号が経理ｂ１を介して制御部７０へ伝達され、当該制御部７０から経路ｂ２を介して搬送スクリュー６９への回転指令がなされ、トナーが現像装置４へ送られる。
【００３６】
本発明は、大容量のトナーを収納でき、かつ、トナーの収納量を把握できるトナー補給装置を有していることを特徴としている。
【００３７】
本発明のトナー補給装置は、トナー容器３１の容量より大きい量のトナーを収納できるトナーホッパ３０を有しているので、少なくとも、トナー容器２本分のトナー量を前記トナー貯留部２４に保持することができる。
【００３８】
いま、トナーホッパ３０が空の場合、トナー容器３１の全容量をトナーホッパ３０に流入し、さらに、新しいトナー容器３１を挿入し、トナーの上限レベルになると、検知センサ３０１に検知され、制御部７０を介して、トナー容器３１からの補給は停止する。また、トナーが消費され、上限レベルが検知センサ３０１より下がると、検知センサ３０１からの信号が経路ｃ１を介して制御部７０へ伝達され、当該制御部７０から経路ｃ２を介してモータ３９への駆動指令がなされ、トナーホッパ３０にトナーが補充される。したがって、トナーホッパ３０には上限レベルの一定量のトナーが確保される。
【００３９】
図５は残留トナー量の検知について説明するための図である。
本実施の形態において、前記トナーホッパ３０には、検知センサ３０１、３０２と、その間に複数の検知センサ３０３が設けられている。トナーが消費されるにしたがって、トナーの残留レベルがそれぞれの検知センサによって検知され、操作パネル上の表示部１２２に図示したようにトナーホッパ３０の容量に対応するトナー残量がＬＥＤ等で表示される。ユーザはこの表示部１２２を確認することによって、下限の２５％が表示されるまでに新しいトナー容器と入れ替えれば、機械停止を回避することができる。
【００４０】
【発明の効果】
本発明のトナー供給装置によって、大量のトナー収納が可能となり、ユーザによるトナー容器挿入作業が減り、作業改善となり、かつ、トナー残量が正確に、簡単に把握でき、トナー容器の交換忘れによるトナー不足からくる機械停止等のトラブルを回避できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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。
【図２】トナー補給装置と制御部に係わる信号伝達経路とを示す図である。
【図３】トナー貯留部を示す図である。
【図４】ダイヤフラムポンプの構造の断面図である。
【図５】残留トナー量の検知について説明するための図である。
【符号の説明】
１  感光体
２４  トナー貯留部
３０  トナーホッパ
３１  トナー容器
３５  混合室
３０１、３０２、３０３、６１１  検知センサ
４０、４１、４２、４３  搬送パイプ
５０１、５０２  ポンプ
５５ａ、５５ｂ  ポンプモータ
６０  トナー分離部
６１  トナー収納部
７０  制御部
【図１】
2005024622.tif 000003
【図２】
2005024622.tif 000004
【図３】
2005024622.tif 000005
【図４】
2005024622.tif 000006
【図５】
2005024622.tif 000007