(57)【要約】    【課題】現像装置へ高精度にトナーを補給し、高品質の画像を得ることができるトナー補給装置及び画像形成装置を提供する。    【解決手段】トナー容器８０と現像装置６０の間に設けられ、現像装置６０へ補給するトナーを一旦収納するサブホッパ６１と、サブホッパ６１を重力方向に仕切る上下仕切り部材６４と、上下仕切り部材６４によってサブホッパ６１に形成される上室６２及び下室６３と、トナー容器８０からサブホッパ６１の上室６２へトナーを移動する紛体ポンプ７０と、サブホッパ６１の上室６２に設けられたトナー循環手段と、サブホッパ６１の下室６３に設けられた現像装置６０にトナーを補給する下スクリュー８６と、トナー容器８０からサブホッパ６１に移動したトナーが上室６２で循環せずに下室６３を介して現像装置６０へ流れ込むことを防止するリブ８７を設けている。【選択図】  図６
2005091715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、
前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室とを有し、前記トナー収納部のトナーが前記副トナー収納部の上室及び下室を順次経由して前記現像装置へ補給されることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー補給装置において、前記上室が前記下室よりも床面積が大きいことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項３】
請求項１に記載のトナー補給装置において、前記副収納部には、前記上室に設けられた前記トナー収納手段から移動したトナーを受け入れる受け入れ部と、前記上下仕切り部材に設けられた前記上室のトナーを前記下室へ供給する供給部とが設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】
像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、
前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室と、前記トナー収納部から前記副トナー収納部の上室へトナーを移動するトナー移動手段と、前記副トナー収納部の上室に設けられたトナー循環手段と、前記副トナー収納部の下室に設けられた前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー収納部から前記副トナー収納手段に移動したトナーが前記上室で循環せずに前記下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止する流れ込み防止手段とを有することを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記上室が前記下室よりも床面積が大きいことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項６】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記副収納部には、前記上室に設けられた前記トナー収納手段から移動したトナーを受け入れる受け入れ部と、前記上下仕切り部材に設けられた前記上室のトナーを前記下室へ供給する供給部とが設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項７】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナー循環手段が両端部を開放した仕切り板と、該仕切り板で仕切られた空間のそれぞれに配置され、互いに逆方向へトナーを移動する２本のスクリューとで構成されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項８】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナー補給手段が１本のスクリューで構成されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項９】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナー移動手段が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、該ステータ内部で回転することにより軸方向にトナー移動させるロータとを備えたスクリューポンプ手段であることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１０】
請求項６に記載のトナー補給装置において、前記受け入れ部から前記上室に送られたトナーが前記トナー循環手段による循環経路の半周以上循環後に下室へ供給されるように、前記受け入れ部と前記供給部の位置が設定されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１１】
請求項８に記載のトナー補給装置において、前記トナー補給手段がスクリューの回転時間に応じた量のトナーを前記現像装置に補給することを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１２】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記上下仕切り部材の下室側に設けられたリブであることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１３】
請求項１２に記載のトナー補給装置において、前記リブの先端縁が前記下室内に設けられたスクリューと同心状の円弧に形成されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１４】
請求項１２に記載のトナー補給装置において、前記リブの先端縁と前記下室内に設けられたスクリューの外径との距離が１ｍｍ以下であることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１５】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の出口から現像装置入口までのトナー補給経路間に設けられた気圧調整部であることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１６】
請求項１５に記載のトナー補給装置において、前記気圧調整部が内部圧を外気に逃がすフィルターで覆われた開口であることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１７】
請求項１６に記載のトナー補給装置において、前記開口が前記トナー移動手段の出口近傍に設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１８】
請求項４に記載のトナー補給装置において、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の駆動中に、前記副トナー収納手段の下室に設けた１本のスクリューの駆動を行わないように制御することであることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項１９】
請求項１ないし１８の何れか一項に記載のトナー補給装置を用い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、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納手段に収納されたトナーを補給するトナー補給装置及び画像形成装置に関するものある。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、トナーボトルやトナーカートリッジ等のトナーを収納するトナー収納容器を装置本体にセットし、その容器から現像装置へトナーを補給するものが良く知られている。この種の画像形成装置は、トナー収納容器に収納されたトナーを自由落下によって現像装置に供給するものや機械的なオーガ手段を用いてトナーを現像装置に供給するものが殆どであった。
【０００３】
しかし、前者の自由落下によるトナー移送は、収納容器と現像装置の配置関係に大幅な制限を受け、しかもトナー移送量を制御することもできないものである。また、後者のオーガ手段によるトナー移送は、トナーの移送量を制御することができるものの、移送経路がほぼ直線的に限られ、さらに移送経路が長いとトナーの凝集等を招き、トナー品質を悪化させると言う問題がある。このため、トナー移送をオーガ手段により行う装置では、トナー収納容器を現像装置の近傍に配置しなければならず、しかもオーガ手段では移送距離が短くても急角度でトナーを揚げることができないので、トナー収納容器を現像装置よりも下方へ配置することも難しかった。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−４７４６５号公報
【特許文献２】特開２０００−９８７２１号公報
【特許文献３】特開２００３−１３１４８５号公報
【０００５】
このような従来の画像形成装置が有していた問題を大幅に緩和することができるトナー移送装置が特許文献１や特許文献２に開示されている。かかるトナー補給装置では、紛体ポンプの吸引力によりトナーを移送するように構成されている。したがって、トナー収納容器を現像装置の位置に規制されることなく、ほぼ任意の位置に設置でき、またフレキシブルな容器を用いることができるので、容器の回収等が容易で、輸送費用も嵩まない。さらに、エアーをトナー収納容器内に供給し、エアーがトナーを十分に攪拌するため、トナー品質を良好な状態に維持することができる等の有利な点を備えている。
【０００６】
上述した公報に開示されているトナー移送装置は、トナー濃度センサの信号によって紛体ポンプを稼動し、トナー補給が行われる。この場合のトナー補給は少量のトナーを多数回にわたって供給するケースが非常に多く、紛体ポンプは短時間の稼動を繰り返し行うことになる。
【０００７】
しかしながら、紛体ポンプはある程度まとまった量のトナー移送に適しているが、少量ずつ高精度にトナーを移送することには比較的不向きと言える。すなわち、紛体ポンプにより発生する負圧によりトナーを移送する構成上、トナーの種類や固気比によって吐出量が変化し、このため要求された少量のトナーを常に高精度に補給が困難であった。このため、現像装置内のトナー濃度制御が不安定になることがあり、画像濃度の安定性に影響を及ぼすことがあった。このような問題は、現像ユニットの小型化が促進されている近年の現像装置にとっては、貯留している現像剤量の少ないため、トナー濃度変動が大きくなってしまう。
【０００８】
さらに、紛体ポンプを短時間でオン・オフを繰り返すと、紛体ポンプは回転を開始する起動時のトルクが高く、ゴム製であるステータの摩耗が加速されて紛体ポンプの寿命が短いという問題もあった。さらにまた、上記トナー移送装置では、紛体ポンプの負圧によりトナーを移送するため、少量補給時では負圧の発生時間も短く、トナー移送チューブ内においてトナー詰まりが発生しやすいという問題もあった。
【０００９】
この問題を軽減することができるトナー補給装置が特許文献３に開示されている。この公報に記載されているトナー補給装置は、紛体ポンプで移送したトナーを一旦サブホッパで収納し、そのサブホッパに収納したトナーを消費量に応じて現像装置へ補給するように構成している。したがって、紛体ポンプの弱点はサブホッパを設けることによってカバーされ、安定した長寿命のトナー補給装置が提供できる。
【００１０】
ところで、紛体ポンプを使用するトナー補給装置では、トナー収納容器から紛体ポンプまでの経路が密閉されているため、紛体ポンプの下流にあるサブホッパではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生しやすい。また、通常用いられるスクリュー搬送等に比べると粉体ポンプで搬送されたトナーは流動性が高い。このため、紛体ポンプによりサブホッパに搬送したトナーが既にサブホッパ内に収納されているトナー上を通って現像装置内に流れ込み、トナーの補給過多となって画像品質を悪化させるという問題が発生することがあった。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
本発明は、現像装置へ高精度にトナーを補給し、高品質の画像を得ることができるトナー補給装置及び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】
【００１２】
上記課題を解決するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室とを有し、前記トナー収納部のトナーが前記副トナー収納部の上室及び下室を順次経由して前記現像装置へ補給されることを特徴としている。
【００１３】
なお、本発明のトナー補給装置は、前記上室が前記下室よりも床面積が大きいと、効果的である。
さらに、前記副収納部には、前記上室に設けられた前記トナー収納手段から移動したトナーを受け入れる受け入れ部と、前記上下仕切り部材に設けられた前記上室のトナーを前記下室へ供給する供給部とが設けられていると、効果的である。
【００１４】
また、上記課題を解決するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室と、前記トナー収納部から前記副トナー収納部の上室へトナーを移動するトナー移動手段と、前記副トナー収納部の上室に設けられたトナー循環手段と、前記副トナー収納部の下室に設けられた前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー収納部から前記副トナー収納手段に移動したトナーが前記上室で循環せずに前記下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止する流れ込み防止手段とを有することを特徴としている。
【００１５】
なお、本発明のトナー補給装置は、前記トナー循環手段が両端部を開放した仕切り板と、該仕切り板で仕切られた空間のそれぞれに配置され、互いに逆方向へトナーを移動する２本のスクリューとで構成されていると、効果的である。
【００１６】
さらに、本発明のトナー補給装置は、前記トナー補給手段が１本のスクリューで構成されていると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナー移動手段が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、該ステータ内部で回転することにより軸方向にトナー移動させるロータとを備えたスクリューポンプ手段であると、効果的である。
【００１７】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記受け入れ部から前記上室に送られたトナーが前記トナー循環手段による循環経路の半周以上循環後に下室へ供給されるように、前記受け入れ部と前記供給部の位置が設定されていると、効果的である。
【００１８】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナー補給手段がスクリューの回転時間に応じた量のトナーを前記現像装置に補給すると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記上下仕切り部材の下室側に設けられたリブであると、効果的である。
【００１９】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記リブの先端縁が前記下室内に設けられたスクリューと同心状の円弧に形成されていると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記リブの先端縁と前記下室内に設けられたスクリューの外径との距離が１ｍｍ以下であると、効果的である。
【００２０】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の出口から現像装置入口までのトナー補給経路間に設けられた気圧調整部であると、効果的である。
【００２１】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記気圧調整部が内部圧を外気に逃がすフィルターで覆われた開口であると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記開口が前記トナー移動手段の出口近傍に設けられていると、効果的である。
【００２２】
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の駆動中に、前記副トナー収納手段の下室に設けた１本のスクリューの駆動を行わないように制御すると、効果的である。
【発明の効果】
【００２３】
請求項１の構成によれば、副トナー収納部のトナー補給経路を長くとることができる。
請求項２及び３の構成によれば、上記効果に加えて高精度なトナー補給が得られる。
【００２４】
請求項４の構成によれば、トナー収納部から副トナー収納手段に移動したトナーが上室で循環せずに下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止することができる。
【００２５】
請求項５ないし８の構成によれば、副トナー収納部のトナー補給経路を長くしてトナー流れ込みの発生を抑えることができる。
請求項７の構成によれば、副トナー収納手段のトナー補給経路を長くしてトナーの流れ込み発生を抑えることができる。
【００２６】
請求項１２ないし１４の構成によれば、リブを設けるという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。
請求項１５ないし１７の構成によれば、気圧調整部を設けるという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。
【００２７】
請求項１８の構成によれば、トナー移動手段の駆動中に、副トナー収納手段の下室に設けた１本のスクリューの駆動を行わないようにするという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動搬送装置４００を配置した構成となっている。
【００２９】
複写機本体１００には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの画像形成手段１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。
【００３０】
４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する潜像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置６２が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置２１は、各作像ユニット１８毎に設けてもよいが、共通の露光装置２１を用いればコストの点で有利である。
【００３１】
一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。
【００３２】
図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。本実施形態の定着装置２５は、加圧ローラ２７と、該加圧ローラ２７に押し当てた無端ベルトである定着ベルト２６とを具備している。
【００３３】
上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。
【００３４】
なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。
【００３５】
さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００３６】
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００３７】
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３８】
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００３９】
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００４０】
そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
【００４１】
画像転写後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００４２】
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。
【００４３】
図２は、画像形成手段１８の現像装置にトナーを補給するトナー補給機構の構成図である。
図２において、現像装置６０へ補給するトナーを収納したトナー収納手段としてのトナー容器８０は複写機本体１００に設けられたセット部（図示せず）にセットされる。このセット部には、トナー容器８０内に挿入されるノズル９０が図示していない機枠に設けられており、トナー容器８０をセット部へセットすることによりシャッタ８１が側方へ押し出されてノズル９０が挿入される。ノズル９０は、単管構造になっており、ノズル９０の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ５９が接続されている。
【００４４】
トナー容器８０は、フレキシブルで変形可能な袋状体であり、その袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材（８０〜１２５μｍ程度の厚み）を単層または複層構成にして袋状容器形状の紛体である。そして、トナー容器８０はその下部中央にトナー排出孔８３が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材８２が固定されて構成されている。口金部材８２のトナー排出孔８３は、通常上記シャッタ８１によって閉鎖されているが、トナー容器８０がセット部へセットされると、シャッタ８１はノズル９０によって側方へ押し出され、ノズル９０の開口とトナー排出孔８３が連通する。なお、符号９１はシャッタ８１の戻し用のバネであって、トナー容器８０がセット部から取り出すと、トナー排出孔８３を塞ぐ位置に戻す用をなしている。
【００４５】
他方、現像装置６０にはその上部に副トナー収納手段としてのサブホッパ６１が設けられており、トナー容器８０のトナーは一旦このサブホッパ６１に収納される。そして、サブホッパ６１上にはトナー容器８０のトナーをこのサブホッパ６１に移動するトナー移動手段としての粉体ポンプ７０が設けられている。この粉体ポンプ７０は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ７１と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ７２と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ７３とを有している。上記ロータ７１は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸７４に一体連結されたギヤ７５（図３に示す）がアイドルギヤ（図示せず）を介して第１クラッチ７６と駆動連結され、第１クラッチ７６のオン・オフにより粉体ポンプ７０の稼働が制御される。なお、第１クラッチ７６と後述する第２クラッチ６８は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸７９に設けられている。
【００４６】
また、上記ホルダ７３の先端、すなわち、図２の右端にはトナー吸い込み部７７が設けられ、トナー吸い込み部７７に上記トナー移送チューブ５９が接続されている。このトナー移送チューブ５９としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。なお、上記した紛体ポンプ７０を用いれば、トナー収納手段のトナー排出口がサブホッパ６１のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー容器８０のトナーをスムーズに搬送することができる。  サブポッパ６１は、図２及び図３に示すように、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下仕切り部材６４によって重力方向に分割されて上室６２と下室６３が設けられている。床面積が下室６３よりも大きい上室６２には、一対の互いに逆方向に回転駆動する上スクリュー８４，８５と、両スクリュー間に配置され両端部が開放された仕切り板６６が設けられている。なお、仕切り板６６は、上下仕切り部材６４と一体に形成されているが、両部材は別部材で構成しても良い。
【００４７】
このように構成された上室６２は、図４に示すように、符号Ａで示す位置が紛体ポンプ７０によって搬送されたトナーの供給位置であり、該位置Ａに供給されたトナーは上スクリュー８４，８５の回転によって矢印Ｐ１方向、すなわち反時計方向に循環される。また、符号Ｂは上室６２と下室６３の連通孔であって、上スクリュー８４，８５によって矢印Ｐ１方向に循環しているトナーは連通孔Ｂから下室６３へ落下する。また、下室６３には図５に示すように、下スクリュー８６が設けられており、連通孔Ｂによって位置Ｂ’に供給されたトナーは下スクリュー８６の回転により矢印Ｐ２方向に移動される。符号Ｃは下室６３と現像装置６０とを連通する補給口であって矢印Ｐ２方向に移動されるトナーは補給口Ｃから現像装置６０内へ落下して補給される。
【００４８】
このように構成されたサブホッパ６１は、上記紛体ポンプ７０によって供給されたトナーが一旦収納され、スクリューにより現像装置６０へ移送される。また、上スクリュー８４，８５と下スクリュー８６は各スクリューのギヤ８４ａ，８５ａ，８６ａがアイドルギヤ列８７を介して回転駆動軸７９に設けられた第２クラッチ８８と駆動連結され、該第２クラッチ８８により駆動のオン・オフが制御される。上スクリュー８４，８５と下スクリュー８６は、例えばスクリュー径や回転数を異なることによって上スクリュー８４，８５のトナー搬送量が下スクリュー８６のそれよりも多くなるように設定されている。したがって、本例の上スクリュー８４，８５と下スクリュー８６は同時に駆動されるので、通常下室６３はトナーほぼ満杯状態であり、上室６２のトナーは矢印Ｐ１方向に循環し、下室６３のトナーが補給されると、その分のトナーが連通孔Ｂから下室６３へ落下する。なお、上スクリュー８４，８５と下スクリュー８６の駆動は別々に制御するように構成することもできる。
【００４９】
また、サブホッパ６１には紛体ポンプ７０で移送されたトナーが供給される位置Ａのトナー循環方向上流側近傍の側壁にトナーの有無を検知するトナー検知手段としてのトナーセンサ６９が設けられている。本例のトナーセンサは振動式のセンサであって、上室６３内のトナーに接触するトナーセンサ検知面６９ａにて、トナーの有無を検知するものである。
【００５０】
このように構成されたトナー補給装置は、現像装置６０へのトナー補給指令が発せられると、第２クラッチ６８がオンして上スクリュー８４，８５と下スクリュー８６を作動する。そして、下スクリュー８６の回転時間に応じた量のトナーが現像装置６０へ補給される。他方、トナー容器８０からサブホッパ６１へのトナー補給は、トナーセンサ６９が該ホッパ上室６２のトナーを監視しており、トナーがセンサの検知位置よりも減少すると、粉体ポンプ７０が作動してトナー容器８０のトナーがサブホッパ６１内へ補給される。このとき、サブホッパ６１へのトナー補給量は高精度に制御する必要がなく、よって紛体ポンプ７０によるトナー移送量は下スクリューで現像装置６０に補給する量よりも多量となるように設定されている。
【００５１】
また、粉体ポンプ７０を何回か作動してもトナーセンサ６９のトナーを検知量が規定量を下回ったままであるとき、トナー容器８０のトナーがほぼ無くなったトナーニアエンドと判断される。そして、トナーニアエンドと判断されると、所定動作、例えば図示していない操作パネルへのカートリッジ交換時である旨を表示し、所定作像回数後の作像停止等を行う。またトナーニアエンド検知されたとき、サブホッパ６１にまったくトナーがないわけではないので、現像装置６０のトナー濃度が低下せず、よってトナーニアエンド検知時に画像濃度が不安定になることはない。
【００５２】
かかる効果を確実に享受するためには、トナーセンサ６９を紛体ポンプ７０によりトナーが補給される位置Ａの上流近傍に配置することが好ましく、かかる位置でトナー量が不足してもサブホッパ６１はその内部空間を利用して最大量のトナーを蓄えられるようにトナー循環径路を形成している。したがって、上室６２において紛体ポンプ７０によりトナーが補給される位置Ａから下室６３へ供給する連通孔Ｂまでは上スクリュー８４，８５によってトナーが循環する経路の半周以上の間隔を開けており、トナーが少ない状態のときにトナー容器８０からのトナーが直ちに下室６３へ落下することがなく、トナーニアエンドと判断されても現像装置へのトナー補給をある程度続けられる。したがって、トナーニアエンド時によく生じていた画像濃度の変動による画質が低下した記録物を発生させることを確実に抑止することができる。
【００５３】
ところで、図２に示すトナー補給装置において、現像装置６０ヘのトナー補給が過多となり、現像装置６０のトナー濃度が上昇して高品質の画像が得られないという現象が発生した。そこで、本願発明者はその現象が起る原因について詳しく調べた。
【００５４】
その結果、紛体ポンプ７０で搬送されるトナーは通常用いられているスクリュー搬送のトナーに比べて流動性が高いこと、紛体ポンプ７０を使用するトナー搬送ではトナー容器８０からスクリューポンプまでのトナー搬送経路が密閉されているため、スクリューポンプの下流にあるサブホッパ６１ではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生することに起因していることが判った。さらに、上記現象が紛体ポンプ７０で搬送と上下スクリュー８４，８５，８６を同時に作動するときに発生することも判明した。また、上記現象時のトナーの動きについて調べたところ、紛体ポンプ７０でサブホッパ６１に搬送されたトナーはあたかも水が流れるように、上室６２でトナー循環に対し逆流し、すなわち補給位置Ａから最短距離で連通孔Ｂ方向に流れ、さらに下室６３においてトナー上面と上下仕切り部材６４の下面との間に形成される隙間を通って現像装置６０へ流れ込むことが判った。かかるトナー逆流現象の発生を抑えるため、上記供給部Ｂは受け入れ部Ａから離し、かつ、同一スクリュー上にないように設定しているが、受け入れ部Ａと供給部Ｂの位置関係を設定するだけでは上記トナー逆流現象をなくすことができなかった。
【００５５】
そこで、本トナー補給装置は現像装置６０へのトナーの流れ込みを防止すべく流れ込み防止手段を設けている。
【実施例１】
【００５６】
図６は、本発明の実施例１を示すサブホッパ６１の断面説明図であり、本実施例は現像装置６０に流出するトナーが下室６３のトナー上面と上下仕切り部材６４の下面との間に形成される隙間を通ることから、流れ込み防止手段として下室６３にトナーの流れを止めるリブ８７を設けている。このリブ８７の先端は、下スクリュー８６の軸心とほぼ同心円に形成され、下スクリュー８６と外周との隙間ｇをできる限り小さくするように構成されている。なお、隙間ｇは１ｍｍ以下にすると、トナーの流れを止められ効果的であった。また、リブ８７は薄板からなり、１枚でも有効であるが、適当な間隔を持って複数枚設けるとより効果的であった。また、リブ８７の代わりに上下仕切り部材６４の下面を全長に亘ってリブの先端の同形状にしても流れ込み防止に効果があるが、かかる構成であると下室６３のトナー収納容量が減少するため、その点でリブ８７より劣っている。
【実施例２】
【００５７】
現像装置６０に流出するトナーは、紛体ポンプ（スクリューポンプ）７０を使用するトナー搬送によってそのポンプの下流にあるサブホッパ６１での圧力上昇が発生することも原因となっているので、流れ込み防止手段が紛体ポンプ７０の出口から現像装置６０の入口、すなわち補給口Ｃまでのトナー補給経路間、本実施例は図２に示すように紛体ポンプ７０の出口近傍に設けられた開口８８としての気圧調整部で構成されている。このとき、紛体ポンプ７０によるサブホッパ６１内の上昇する圧力は非常に小さいものであるが、開口８８により圧を解除すると、トナーの流れ込みがなくなり効果的であった。但し、開口８８はトナーの飛散を防ぐため、重力方向の上面に設けることがよく、この条件を満たすには図２の例では紛体ポンプ７０の出口近傍の上面となる。さらに開口８８はフィルター（図示せず）で塞いでトナー飛散を防ぐことが好ましい。なお、フィルターは多少目が粗い方が逃がす圧力が小さいので有効であり、トナー粒子と同等かそれよりも若干粗くフィルターを用いてもトナー飛散の問題は生じない。
【実施例３】
【００５８】
図７は、トナー補給装置の制御の一例であって、リピート画像の作像中を示している。リピート画像の作像中は、書き込み信号が連続してオンする。このため、現像装置６０内の現像剤中トナー濃度が低下し、その検知結果により、要求されるトナー量を満たす回転時間を設定して第２クラッチ６８に対してオン制御が行われている。図示する例では、２回目の作像時において、サブホッパ６１に設置されたトナーセンサ６９の検知結果がＬ（トナー量が規定値を下回る）状態を示し始める。この検知結果に基づき、所定回数（時間）の間トナーセンサ信号がＬとなった後に、所定時間の間、第１クラッチ７６をオン制御し、紛体ポンプ７０を駆動することにより所定量のトナーを一気にサブホッパ６１へと供給する。ここで、第１クラッチ７６の駆動を開始してから所定時間経過後もトナーセンサ６９の出力がＨにならない場合は、トナー容器８０からのトナー供給が不足している状況を示し、本体制御部においてトナーニアエンド検知と判断する。
【００５９】
このトナー補給のタイミングにおいて、紛体ポンプ７０で搬送と上下スクリュー８４，８５，８６を同時に作動すると、トナー流れ込みが発生するので、流れ込み防止手段として、図７に示すように、紛体ポンプ７０で搬送と上下スクリュー８４，８５，８６の作動が重ならないように制御する。
【００６０】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず各種改変できるものである。
例えば、サブホッパ６１に設けたトナー検知手段は、振動式のものに限らず、透過型のセンサであってもよい。また、サブホッパ６１は上下室に分割していないホッパであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。
【図２】本発明の画像形成装置のトナー補給装置を示す構成図である。
【図３】トナー補給部の外観斜視図である。
【図４】サブホッパの上室の説明図である。
【図５】サブホッパの下室の説明図である。
【図６】実施例１を示すサブホッパの断面説明図である。
【図７】実施例３の制御例を示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
【００６２】
６０  現像装置
６１  サブホッパ
６２  上室
６３  下室
６９  トナーセンサ
７０  紛体ポンプ
８０  トナー容器
８４，８５  上スクリュー
８６  下スクリュー
８７  リブ
８８  開口
【図１】
2005091715.tif 000003
【図２】
2005091715.tif 000004
【図３】
2005091715.tif 000005
【図４】
2005091715.tif 000006
【図５】
2005091715.tif 000007
【図６】
2005091715.tif 000008
【図７】
2005091715.tif 000009