(57)【要約】【課題】  トナーカートリッジから空気圧を利用してホッパにトナーを補給する構成において、ホッパに設けられた圧抜きフィルターが長期にわたって目詰まりすること抑制可能とすること。【解決手段】  本発明では、空気圧を利用してホッパにトナーを供給するトナーカートリッジと圧抜きフィルターを有するホッパを有するトナー補給装置において、該圧抜きフィルターをトナーカートリッジからホッパにトナーを供給する際のトナー供給口より上方に配置する。【選択図】  図９
2017040725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容するトナー容器と、
駆動されることで伸縮する伸縮部を備え、前記伸縮部の伸縮によって前記トナー容器の容積が変化するように構成され、前記伸縮部が収縮した際に発生する空気圧で前記トナー容器の内部のトナーを排出させる排出機構と、
前記トナー容器から排出されたトナーを一時的に貯蔵するホッパと、
該ホッパに貯蔵された現像剤を排出する排出口と、
前記ホッパの天面に設けられ、前記トナー容器から排出されたトナーを前記ホッパの内部へ補給するための補給管と、
前記補給管の下端に設けられ、前記ホッパの内部に前記トナー容器から排出されたトナーを供給する供給口と、
前記ホッパに設けられ、前記ホッパ内の空気を外部へ通気させる通気口と、
前記ホッパに設けられ、前記供給口よりも上方で前記通気口を通気可能に覆うフィルターと、を備えたことを特徴とする補給装置。
【請求項２】
前記補給管は、前記ホッパの天面を貫通するように設けられていることを特徴とする請求項１に記載の補給装置。
【請求項３】
前記ホッパの天面は、第１領域と、前記第１領域よりも高い第２領域と、を備え、前記第１領域に前記補給管が設けられ、前記第２領域に前記通気口が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の補給装置。
【請求項４】
前記供給口と前記通気口の間で前記ホッパの内部に突出するように設けられ突出部を有し、該突出部の下面位置が前記供給口より下方に位置することを特徴とする請求項１乃至３いずれかに記載の補給装置。
【請求項５】
前記フィルターの通気度をＡ［ｃｃ／（ｓｅｃ・ｍｍ２）］とし、前記フィルターの面積をＳ［ｍｍ２］としたとき、単位時間当たりの前記排出機構の排気量［ｃｃ／ｓｅｃ］よりもＳ×Ａ［ｃｃ／ｓｅｃ］の方が大きいことを特徴とする請求項１乃至４いずれかに記載の補給装置。
【請求項６】
前記ホッパの所定高さの位置に設けられ、前記ホッパの前記所定高さにおけるトナーの有無を検知する検知センサを備え、前記検知センサの出力に基づいて前記トナー容器の補給動作が制御されており、前記検知センサは前記供給口よりも下方に取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の補給装置。
【請求項７】
トナーを収容するトナー容器と、
駆動されることで伸縮する伸縮部を備え、前記伸縮部の伸縮によって前記トナー容器の容積が変化するように構成され、前記伸縮部が収縮した際に発生する空気圧で前記トナー容器の内部のトナーを排出させる排出機構と、
前記トナー容器から排出されたトナーを一時的に貯蔵するホッパと、
該ホッパに貯蔵された現像剤を排出する排出口と、
前記ホッパの天面に設けられた開口を通じて、前記トナー容器から排出されたトナーを前記ホッパの内部へ供給する供給口と、
前記ホッパに設けられ、前記ホッパ内の空気を外部へ通気させる通気口と、
前記ホッパに設けられ、前記開口よりも上方で前記通気口を通気可能に覆うフィルターと、を備えていることを特徴とする補給装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用してシート上に画像形成を行うための複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に備わる現像剤補給装置に関するものであり、特に現像装置へと補給用現像剤を供給するための現像剤補給装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視像を形成する現像装置を備えた画像形成装置がある。画像形成装置は、消費された分のトナーを補給するために、内部に補給用トナーを貯蔵し、本体に着脱可能であるトナーカートリッジを有する構成が広く用いられている。また、トナーカートリッジから現像装置に直接トナーを補給せずに、本体に備えられた現像剤補給装置（ホッパ）にトナーを一時貯蔵した後に、ホッパから現像装置にトナーの補給を行う補給方式が広く用いられている。このホッパを用いた補給方式では一般的に、ホッパに備えられたトナー撹拌機能や計量機能を用いることで、トナーの状態や補給量を安定させて現像装置にトナーが補給される。これにより、現像装置内のトナー濃度を安定させ、濃度ムラが少なく品位の良い画像の形成を行っている。
【０００３】
ところが、このようなホッパを備えた補給方式では、トナーカートリッジからホッパにトナーを補給する際に、特にホッパの内部が空の状態などにおいて、ホッパに補給されたトナーがホッパを通り過ぎて直接現像装置に流れ込んでしまうことがあった。その結果、現像装置内のトナー濃度が狙いから外れてしまい、形成する画像が濃度異常の不良画像となってしまう問題があった。
【０００４】
これに対し、特許文献１（図１１）では、ホッパから現像装置へと繋がるトナー搬送経路（４０１）に対し、ホッパからの搬送経路の途中に上方に屈曲する屈曲部（４０２）を設ける。こうすることでトナーの流動を抑制し、流れ込みを防止する構成が提案されている。また、特許文献２（図１２）では、ホッパ内から現像器へトナーを補給する補給経路の入り口（５０１）をトナーカートリッジからホッパへと補給されるトナーの落下領域（５０２）からずらす。こうすることで特許文献１と同様にトナーの流動を抑制してトナーの流れ込みを防止する構成が提案されている。
【０００５】
ところで、トナーカートリッジからホッパにトナーを補給する補給方式としては、ホッパをトナーカートリッジの補給口の下部に配置し、トナーが自重で落下することで補給する方式（以下、自重補給方式と記述）が広く用いられている。これに対し、トナーカートリッジからホッパにトナーを補給する補給方式としてカートリッジ内部の空気圧変動を利用してトナーを補給する方式（以下、空気圧補給方式と記述）がある。具体的には、カートリッジ内部の空気を圧縮してトナーをホッパ側へと押し出す方式がある。これを用いると次のことが可能となる。
【０００６】
空気圧補給方式では、トナーが自重落下しない小さな穴でも空気圧で押し出すことができるため自重補給方式に比べて補給口を小さくすることが出来る。補給口を小さくすることで、トナーカートリッジ周りのトナー汚れや飛散の程度が良くなることが期待できる。
【０００７】
しかしながら、空気圧補給方式ではトナーと共に空気がホッパ内に入りこむことで、一時的にホッパ内が正圧になり、ホッパ内にあるトナーが現像装置側へと流れ込んでしまう問題があった。このトナーの流れ込みは、背景技術で既述したような内部が空の状態のホッパにトナーを補給する際だけに限らない。図８（ｂ）のようにホッパ内部にトナーが充填されている状態にさらにホッパにトナーを補給する際にも、上部の空間が正圧になり下部のトナーを押し出す形で現像装置にトナーが流れ込んでしまう。この現象については、特許文献１や特許文献２で提案されているトナーの流動を抑制する方式では防ぐことが困難である。
【０００８】
そこで、ホッパ内の圧変動を抑制するために、フィルターを介してホッパ内の空気が外部と連通可能な通気口を設ける構成がある。（例えば、特許文献３）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００８−１５２０５６号公報
【特許文献２】特開２０１０−２６２５号公報
【特許文献３】特開２０１２−０９３７３６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、空気圧補給方式を用いた構成において、ホッパに通気口及びフィルターを設けて圧力変動を抑制する構成を採用した場合、以下のような課題がある。即ち、空気圧補給方式を用いた構成では、ホッパ内へトナーを供給する供給口からトナーが噴射される。供給口から噴射されたトナーの大部分は、供給口の開口している方向（ホッパに接続される補給パイプの延設方向）に噴射される。しかしながら、供給口から噴射される空気は、供給口から放射状に排出される。このため、ホッパへの供給口の開口向きや、ホッパの供給口とフィルターの配置関係によっては、供給口から噴射されたトナーが直接フィルターに向かってしまう。この結果、フィルターが早期に目詰まりしてしまう虞がある。
【００１１】
そこで、本発明の目的は、空気圧を利用してトナー容器からホッパにトナーを補給する構成において、ホッパに設けられたフィルターが目詰まりしてしまうことを長期にわたって抑制可能とすることにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
トナーを収容するトナー容器と、
駆動されることで伸縮する伸縮部を備え、前記伸縮部の伸縮によって前記トナー容器の容積が変化するように構成され、前記伸縮部が収縮した際に発生する空気圧で前記トナー容器の内部のトナーを排出させる排出機構と、
前記トナー容器から排出されたトナーを一時的に貯蔵するホッパと、
該ホッパに貯蔵された現像剤を排出する排出口と、
前記ホッパの天面に設けられ、前記トナー容器から排出されたトナーを前記ホッパの内部へ補給するための補給管と、
前記補給管の下端に設けられ、前記ホッパの内部に前記トナー容器から排出されたトナーを供給する供給口と、
前記ホッパに設けられ、前記供給口よりも上方で前記ホッパ内の空気を外部へ通気させる通気口と、
前記ホッパに設けられ、前記供給口よりも上方で前記通気口を通気可能に覆うフィルターと、を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明では、空気圧を利用してトナー容器からホッパにトナーを補給する構成において、ホッパに設けられた圧抜きフィルターが目詰まりしてしまうことを長期にわたって抑制可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明第一実施形態に係る画像形成装置の断面図
【図２】本発明第一実施形態に係るトナー補給装置の概略図
【図３】本発明第一実施形態に係るトナーカートリッジの概略図
【図４】本発明第一実施形態に係るトナーカートリッジの断面図
【図５】本発明第一実施形態に係るトナーカートリッジの動作説明図
【図６】本発明第一実施形態に係るホッパの概略図
【図７】本発明第一実施形態に係るホッパの断面図
【図８】本発明に係る課題の説明図
【図９】本発明第一実施形態に係る圧抜きフィルターの配置説明図
【図１０】本発明第二実施形態に係るホッパの断面図
【図１１】特許文献１の説明図
【図１２】特許文献２の説明図
【発明を実施するための形態】
【００１５】
（第一実施例）
以下、本発明の代表的な実施形態について詳細を説明する。なお、以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。
【００１６】
（画像形成装置）
図１は本発明の実施形態の一例である画像形成装置の断面図である。本実施形態は電子写真方式を用いたカラー画像形成装置であり、近年は多種多様なシート材への適応性やプリント生産性に優れるという利点から、４色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した、中間転写タンデム方式が主流となっている。本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色により画像を形成する。勿論、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。以下に本発明の実施形態の一例である画像形成装置におけるシートに画像を形成する画像形成プロセスを説明する。
【００１７】
シートＳは、シート収納部３０〜３４に積載される形で収納されており、各給紙手段３５〜３９により画像形成タイミングに合わせて給紙される。給紙手段３５〜３９により送り出されたシートＳは搬送パス４０または４１を通過し、レジストローラ４２へと搬送される。レジストローラ４２では、シート収納部３０〜３４から搬送されてくるシートＳの傾きを補正した後、中間転写ベルト６７上に形成されたトナー像に合わせて、所定のタイミングにてシートＳを二次転写部へと搬送する。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ７０および二次転写外ローラ４３により形成されるシートＳへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで中間転写ベルト６７上に形成されているトナー像をシートＳ上に転写させる。中間転写ベルト６７上へのトナー像の形成については次に記述する。
【００１８】
画像形成部は、主に感光体６１（６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ、６１Ｋ）、帯電装置６２（６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ）、露光装置６３（６３Ｙ、６３Ｍ、６３Ｃ、６３Ｋ）、現像装置６４（６４Ｙ、６４Ｍ、６４Ｃ、６４Ｋ）、一次転写装置６６（６６Ｙ、６６Ｍ、６６Ｃ、６６Ｋ）、および感光体クリーナ６５（６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃ、６５Ｋ）等から構成される。まず、予め帯電手段６２により表面を一様に帯電した感光体６１に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて前記露光装置６３で静電潜像を形成する。続いて、感光体６１上に形成された静電潜像は、前記現像装置６４によるトナー現像を経て、感光体６１上にトナー像として顕在化する。その後、一次転写装置６６により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト６７上にトナー像が転写される。前記感光体６１上に僅かに残った転写残トナーは前記感光体クリーナ６５により回収され、再び次の画像形成に備える。
【００１９】
本実施例では、現像装置６４は、非磁性トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いた現像装置である。中間転写ベルト６７は駆動ローラ６８、テンションローラ６９および二次転写内ローラ７０等のローラによって張架され、図中矢印Ｂの方向へと搬送駆動される。先述のＹ、Ｍ、ＣおよびＫの各画像形成装置により並列処理される各色の画像形成プロセスは、該中間転写ベルト６７上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６７上に形成され、二次転写部へと搬送される。
【００２０】
以上のようなプロセスを以って、前記二次転写部においてシートＳ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、シートＳは定着前搬送ベルト４４により定着器４５へと搬送される。該定着器４５は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えてシートＳ上にトナー像を溶融固着させる。
【００２１】
（トナー補給装置）
次に、図２を用いて、現像装置６４に補給用トナーを供給するトナー補給装置９０について説明する。トナー補給装置９０は、ホッパ９２と、画像形成装置本体に着脱可能であるトナー容器としてのトナーカートリッジ９１と、トナーカートリッジを駆動する駆動装置９３で構成される。現像装置６４へのトナー補給はホッパ９２から行われ、ホッパ９２へのトナー補給はトナーカートリッジ９１から行われる。ホッパ９２は一定量のトナーを貯蔵することが可能であり、現像装置６４でのトナー消費量に応じ、供給量を調節して現像装置６４へとトナーを補給することが可能となっている。トナーカートリッジ９１からホッパ９２へのトナー補給は、ホッパ９２から現像装置６４へのトナー補給によりホッパ内の貯蔵トナーが減った際にトナーの貯蔵量を一定に保つように行われる。トナーカートリッジ９１からホッパ９２への１回の補給量の方が、ホッパ９２から現像装置６４への１回の補給量よりも多くなっている。本実施例では、２成分現像方式を採用している。このため、トナーカートリッジ９１には、非磁性トナーと磁性キャリアを含む現像剤が収容され、トナーカートリッジ９１からホッパ９２へ現像剤が補給される。
【００２２】
次に図３、図４を用いてトナーカートリッジ９１の詳細について説明する。図３（ａ）はトナーカートリッジ９１の概略図、図３（ｂ）はトナーカートリッジ９１からヘッドカバー３０１を外した内部の概略図を示している。図４（ａ）はトナーカートリッジ９１のＹＺ軸断面図、図４（ｂ）はトナーカートリッジ９１のＸＹ軸断面図を示している（軸方向は図３（ａ）を参照）。トナーカートリッジ９１は、ヘッドカバー３０１、カートリッジ駆動部３０２、トナー貯蔵部３０３、連結部３０４が設けられている。また、トナーカートリッジ９１は、排出機構としての送気用ポンプ３０５、ポンプ駆動リンク３０６を有する。トナー貯蔵部３０３には補給用トナーが貯蔵されており、トナー貯蔵部３０３の内部には螺旋リブ３０３ａが設けられている。補給用トナーは、トナー貯蔵部３０３が回転することで螺旋リブ３０３ａにより連結部３０４側へと送られる。カートリッジ駆動部３０２には、ギア部３０２ａとカム溝３０２ｂが設けられている。また、カートリッジ駆動部３０２は、トナー貯蔵部３０３とは一体で動くように固定され、連結部３０４に対しては回転可能に支持されている。連結部３０４は、画像形成装置本体に対して位置が固定され、連結部３０４の内部にはホッパ９２に向けてトナーを排出するためのトナー補給口３０４ａが設けられている。連結部３０４のカートリッジ駆動部３０２が配設されている側と反対側の端部には、送気用ポンプ３０５が設けられている。この送気用のポンプ３０５は、駆動されることで伸縮自在に設けられた伸縮部を有する。この伸縮部が伸縮することで、トナーカートリッジ内の容積が変化可能となっている。そして、伸縮部が収縮するときの空気圧を利用してトナーカートリッジ９１内の現像剤が排出される。送気用ポンプ３０５には、ポンプ駆動リンク３０６が係止されており、ポンプ駆動リンク３０６はヘッドカバー３０１によりＹ軸方向にスライド移動可能に支持されている。さらに、ポンプ駆動リンク３０６にはカム係合ピン３０６ａが設けられており、カム係合ピン３０６ａはカム溝３０２ｂと係合している。ヘッドカバー３０１は、連結部３０４に固定されている。
【００２３】
次に、トナーカートリッジ９１が補給用トナーを排出する際のトナーカートリッジ９１を構成する各部の動きについて図５を用いて説明する。まず、駆動装置９３からギア部３０２ａに駆動が入力されカートリッジ駆動部３０２とトナー貯蔵部３０３が連結部３０４に対して回転する。トナー貯蔵部３０３の回転により、トナー貯蔵部３０３の内部に貯蔵されている補給用トナーは連結部３０４側へと搬送される。また、カートリッジ駆動部３０２の回転に伴いカム溝３０２ｂの位置も変わる。そして、それに伴いカム溝３０２ｂと係合しているカム係合ピン３０６ａとの係合位置が変わり、ポンプ駆動リンク３０６がスライドする。ポンプ駆動リンク３０６のスライド移動により、送気用ポンプ３０５との係止部の位置が移動し、送気用ポンプ３０５が圧縮される。送気用ポンプ３０５の圧縮により、連結部３０４にある補給用トナーが空気と共にトナー補給口３０４ａからホッパ９２に向けて排出される。さらにカートリッジ駆動部３０２の回転を続けることで、ポンプ駆動リンク３０６が元の位置にもどり、送気用ポンプ３０５も伸張位置へと戻る。これを繰り返すことで、送気用ポンプ３０５が圧縮する動きの時に補給用トナーがホッパ９２に向けて排出される。
【００２４】
次に、図６、図７を用いてホッパ９２の詳細について説明する。図６はホッパ９２の概略図、図７はホッパ９２の断面図である。ホッパ９２は、容器１００、容器上蓋１０１、補給スクリュ１０３、連通管１０４、ホッパ駆動装置１０５、スクリュ回転検知手段１０６、トナー検出センサ１０７、撹拌部材１１０で構成される。更にホッパ９２には、ホッパ内の空気を外部に通気する為の通気口１０２ａと、通気口１０２ａを通気可能に覆う圧抜きフィルター１０２が設けられている。容器１００は、トナーを一時的に貯蔵しておく貯蔵部１００ａと貯蔵部１００ａと連通する補給パイプ１００ｂを備え、さらに補給パイプ１００ｂには現像装置６４にトナーを受け渡す場所のトナー供給口１００ｃが備えられている。容器上蓋１０１は容器１００の上端部に固定され、天面には圧抜きフィルター１０２が配設されている。圧抜きフィルター１０２は、空気は通すがトナー粒子は通過不可能な不織布で構成されている。補給管としての連通管１０４は、容器上蓋１０１を貫通する形で配設され、連通管１０４の上端にはトナーカートリッジ９１から排出された現像剤を受け入れる受入口１０４ａが設けられている。また、連通管１０４の下端には、受入口１０４ａから受け入れた現像剤をホッパに供給する供給口１０４ｂが設けられている。連通管１０４は、トナーカートリッジ９１から排出された現像剤をホッパ９２に供給すべく、トナーカートリッジ９１とホッパ９２を連通する連通部である。連通管１０４の上端側はトナー補給口３０４ａの下面と接合し、下端側は容器１００の内部に位置するよう配設される。補給スクリュ１０３は、補給パイプ１００ｂの内部に配設され、撹拌部材１１０は貯蔵部１００ａの内部に配設される。駆動装置１０５は、補給スクリュ１０３と撹拌部材１１０を回転駆動しており、スクリュ回転検知手段１０６は補給スクリュ１０３の１回転を検知している。トナー検出センサ１０７は、貯蔵部１０１の上方に設けられ、センサ表面のトナーの有無を検出している。
【００２５】
ホッパ９２から現像装置６４へのトナー補給は、現像装置６４内に設けられた不図示のトナー濃度検知センサにより検出されたデータに基づきホッパ駆動装置１０５を駆動制御することで行われる。補給スクリュ１０３が１回転すると、補給パイプ１００ｂ内に充填しているトナーのうち、補給スクリュ１０３の１ピッチの空間容積分のトナーが搬送され、トナー供給口１００ｃを通り現像装置６４に補給される。
【００２６】
トナーカートリッジ９１からホッパ９２へのトナー補給は、トナー検出センサ１０７により貯蔵部１００ａに貯蔵しているトナーが一定量あるかないかを検出し、その検出結果により駆動装置９３を駆動制御することで行われる。トナー検出センサ１０７により、トナーの貯蔵量が一定量ないこと検出されたら、再びホッパ９２内のトナー貯蔵量が一定量になるまでトナーカートリッジ９１からホッパ９２へとトナーが補給される。撹拌部材１１０は、貯蔵部１００ａ内のトナーを撹拌することで、貯蔵部１００ａ内のトナーの状態を均一にする働きと、堆積したトナーの粉面をならすことでトナー検出センサ１０７によるトナー貯蔵量の検出精度を上げる働きをしている。
【００２７】
ところで、上記のようなホッパを用いたトナー補給構成においては、前述した通りトナーカートリッジからホッパへのトナー補給の際に、意図せずにトナーが現像装置に流れ込むことで濃度不良画像へと繋がる問題があり、これを防止する必要がある。意図せずにトナーが現像装置に流れ込む現象は、大きく分けて２種類あり、一つは図８（ａ）のように、出荷してから最初の稼働時などホッパ９２内にトナーが全く充填していない状態でトナーカートリッジ９１からトナーを流し込む際にトナーがホッパを通過して一気に現像装置６４まで流れ込んでしまう現象である。もう一つは図８（ｂ）のように、内部にある程度トナーが充填されている状態のホッパ９２にトナーを補給する際に、カートリッジ９１からのトナー補給によりホッパ９２の内圧が上昇し、ホッパ９２に充填されていたトナーが現像装置６４に押し出されてしまう現象である。このうち、空ホッパを通過してトナーが現像装置に流れ込む現象については、トナーカートリッジからのトナー補給部の下部に撹拌部材１１０を設ける等、トナーの流動に対して障害となるモノを設けトナーの流動を抑制することでトナーの流れ込みを防止することが可能となる。一方、ホッパ内の内圧変動による押し出し現象については、トナーの流動を抑制することでは防止することが難しく、このトナー押し出し現象を防止するには、トナーを補給する際の流入圧かホッパ内の内圧変動をコントロールする必要がある。特に、本実施例では、二成分現像剤を用いた現像装置のため、ホッパ９２から現像装置６４へのトナーの流れ込み現象が顕著となる。
【００２８】
そこで、本発明では、ホッパ内の空気を外部に通気可能な通気口を設ける。更に、ホッパ内に空気は通過可能だがトナー粒子は通過不可能な圧抜きフィルター１０２で通気口を覆うことでホッパ内の内圧変動を抑制している。
【００２９】
このとき、圧抜きフィルター１０２の配置によっては、圧抜きフィルター１０２にトナーが付着してフィルターの目が詰まり、内圧変動を抑制する機能が低下してしまう。本発明では、これを考慮した圧抜きフィルター１０２の配置をとっており、以下では圧抜きフィルター１０２の配置について説明する。
【００３０】
圧抜きフィルター１０２は、図９に示すようにトナー検出センサ１０７より上方に配置されている。また、圧抜きフィルター１０２は、連通管１０４の供給口１０４ｂより上方に配設されている。本実施例では、トナー検出センサ１０７の出力に基づいて、ホッパ９２内部の現像剤の粉面高さが所定高さとなるようにトナーカートリッジ９１の補給動作が制御される。
【００３１】
通常ホッパ９２内にはトナー検出センサ１０７の配設位置までトナーが堆積するように制御されているので、圧抜きフィルター１０２はトナー検出センサ１０７より上方に配置することが基本となる。本実施例では、ホッパ９２内部の現像剤の粉面高さはトナー検出センサ１０７の配設位置となるように制御されている。さらに、連通管１０４からの補給されるトナーは、空気と混合した状態で圧によって押し出されるので図９に示すように放射状に排出される。そのため排出されたトナーが圧抜きフィルター１０２側に向かわないようにするためには、圧抜きフィルター１０２は連通管１０４の供給口１０４ｂより上方にあることが望ましい。更に、連通管１０４を通る現像剤は自重でホッパ９２に補給できるように供給口１０４ｂの開口は、下方に向けて開放するように設けられている。このため、連通管１０４から排出される大部分のトナーは、トナーの自重及び連通管１０４から排出される気流によって圧抜きフィルター１０２から離れるように排出される。また、連通補給口１０４と圧抜きフィルター１０２を共に天面側に配置することでトナーの自重が圧抜きフィルター１０２から離れる方向に働くため、トナーの付着が生じにくくなる。
【００３２】
以上のように圧抜きフィルター１０２を配置することで長期にわたって目詰まりすることなく内圧変動を抑制する機能を維持することが可能となり、トナーカートリッジからホッパにトナーを補給する補給方式として空気圧補給方式を採用した際にも、現像装置に意図していないトナーが流れ込んでしまうことを防止することで濃度ムラの無い画像の形成を行うことが可能となる。
【００３３】
次に、本実施例における圧抜きフィルター１０２の通気度について説明する。ホッパ９２内の内圧変動を確実に抑制するためには、カートリッジ９１からの単位時間当たりの空気流入量に対して、圧抜きフィルター１０２の単位時間当たりの通気可能量が大きくなるように圧抜きフィルター１０２の通気度を設定する必要がある。言い換えれば、単位時間当たりにトナー容器から排出される排気量よりも圧抜きフィルター１０２の通気可能量を大きくする。上記の関係が満たされない場合、カートリッジ９１からの流入空気のうち、ホッパ９２外へ排出されなかった空気量に比例した内圧上昇が発生する。その結果、図８（ｂ）に図示されるようにホッパ９２内のトナー粉面が加圧され、現像装置６４へと押し出されてしまう。本発明では、以上を鑑みて圧抜きフィルター１０２の通気度を設定している。具体的には以下に記す通りである。
【００３４】
カートリッジ９１の１秒当たりのポンプ動作回数をＮ［回／ｓｅｃ］、ポンプ動作時のカートリッジ内体積変動をΔＶ［ｃｃ］としたとき、カートリッジ９１からホッパ９２に対する単位時間当たりの空気流入量（排気量）はＮ・ΔＶ［ｃｃ／ｓｅｃ］と規定される。
【００３５】
一方、不織布を用いたフィルター１０２の通気可能量は、通気度をＡ［ｃｃ／（ｓｅｃ・ｍｍ２）］、フィルター１０２の面積をＳ［ｍｍ２］としたとき、Ａ・Ｓ［ｃｃ／ｓｅｃ］である。本実施例では（フィルター１０２の通気可能量）＞（カートリッジ９１からホッパ９２に対する単位時間当たりの空気流入量）としている。つまり、Ａ・Ｓ＞Ｎ・ΔＶの関係となるようにフィルター１０２の通気度とフィルター１０２の面積を設定する。尚、通気度は、ＪＩＳ  の通気性試験（Ｌ１０９６  ６．２７．１Ａ法）で定義された測定方法で測定することができる。このように設定することで、ホッパ９２の内圧を一定に保ちながら、ホッパ９２に流入する空気を全てフィルター１０２を通して外部に排出することができる。トナーカートリッジからホッパにトナーを補給する補給方式として空気圧補給方式を採用した際にも、現像装置に意図していないトナーが流れ込んでしまうことを防止できる。この結果、濃度ムラの無い画像の形成を行うことが可能となる。
本実施例では、図９のように補給管１０４がホッパ内部に貫通するように設けられているが、補給管の下端がホッパの天面と同一平面となるように設けても良い。また、図９のように補給管１０４がホッパ内部に貫通するように設けた場合、フィルターの設置場所は、ホッパの天面と同じ高さであっても良い。
【００３６】
また、本実施例では、供給口１０４ｂは下向きに開放するように供給口１０４ｂの縁は水平面内に設けられているが、これに限定されない。供給口１０４ｂが下向きに開放する領域を有していればよい。例えば、補給口１０４の縁が水平面に対して斜めとなる平面内に設けられていてもよい。
【００３７】
また、本実施例では、連通管１０４は、ホッパ９２に設けられている例を説明したが、トナー容器側に設けても良い。また連通管１０４を設けなくてもよい。この場合、トナー容器の排出口をホッパ９２の天面に設けた供給口と直接連通させてもよい。
【００３８】
（第二実施例）
本発明に係る現像剤補給装置の第二実施形態について図１０を用いて説明する。図１０は第二実施形態の現像剤補給装置の断面図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３９】
第二実施形態では、連通管１０４と圧抜きフィルター１０２との間にホッパ９２内に突出する突出部としての遮蔽板２０１が設けられている。遮蔽板２０１を設けることにより連通管１０４から圧抜きフィルター１０２へと向かうトナーの経路が長くなり、圧抜きフィルター１０２の目詰まりがより生じにくくなる。このとき、遮蔽板２０１の下面位置は連通管１０４のトナー補給口より下方かつ、トナー検出センサ１０７より上方に位置している。これにより、連通管１０４から圧抜きフィルター１０２へと向かうトナーの経路を長くしながら、空気が圧抜きフィルター１０２まで通る経路を確保することを可能にしている。
【符号の説明】
【００４０】
６４  現像装置
９０  トナー補給装置
９１  トナーカートリッジ
９２  ホッパ
９３  駆動装置
１００  容器
１０２  圧抜きフィルター
１０３  補給スクリュ
１０４  連通補給口
１０７  トナー検出センサ
２０１  遮蔽板
３０５  送気用ポンプ
【図１】
2017040725.tif 000003
【図２】
2017040725.tif 000004
【図３】
2017040725.tif 000005
【図４】
2017040725.tif 000006
【図５】
2017040725.tif 000007
【図６】
2017040725.tif 000008
【図７】
2017040725.tif 000009
【図８】
2017040725.tif 000010
【図９】
2017040725.tif 000011
【図１０】
2017040725.tif 000012
【図１１】
2017040725.tif 000013
【図１２】
2017040725.tif 000014