(57)【要約】【課題】カラー画像形成装置において、最も流動性の低いトナーが最も長い搬送路を有するトナー搬送部で搬送されることにより、現像器に現像可能な量のトナーを初めて投入する初期トナー投入時における画像形成動作開始までの時間が長くなる問題を防止すること。【解決手段】トナーボトルから排出されたトナーを、現像器又は現像器に接するホッパーに送るトナー搬送部を各色毎に備えるカラー画像形成装置において、各色の中で最も流動性の高い色のトナーを、最も長い搬送路を有するトナー搬送部により搬送することを特徴とするカラー画像形成装置。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーボトルから排出されたトナーを、現像器又は現像器に接するホッパーに送るトナー搬送部を各色毎に備えるカラー画像形成装置において、
各色の中で最も流動性の高い色のトナーを、最も長い搬送路を有するトナー搬送部により搬送することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記トナー搬送部は、トナーを水平方向に搬送する第１の搬送部と、下方に搬送する第２の搬送部とを有することを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
トナーを斜め下方に搬送する第２の搬送部を有するトナー搬送部と、
トナーを鉛直方向に搬送する第２の搬送部を有するトナー搬送部と、
を有することを特徴とする請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真技術によるカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による画像形成装置、特に高速で多量のプリントを出力するカラー画像形成装置が軽印刷の分野で多用されるようになってきた。
【０００３】
画像形成装置が最も多く設置されている場所は、一般のオフィスであるが、これらのオフィスにおいては、画像形成装置は文字を主体とするコピーを出力するために使用される。
【０００４】
このような使用においては、コピーを出力しようとするユーザへの即応性が重視され、装置を長時間連続的に稼働させて稼働率を上げるように使用されることは希である。
【０００５】
ところが、軽印刷の分野で使用される画像形成装置は、階調画像の出力が多いことからコピー１枚当たりのトナー消費量が多く、また、生産設備のように、できる限り装置の稼働率を上げるように使用される。
【０００６】
従って、このような分野で使用される画像形成装置が消費する単位時間当たりのトナー量は、オフィスで使用される画像形成装置が消費する単位時間当たりのトナー量とは比較にならないぐらいに多量なものとなる。
【０００７】
その結果、画像形成装置に供給するトナーを充填する容器であるトナーボトルのサイズは極めて大きなものとなり、それらを現像器の直近に配置することが困難となる。
【０００８】
このような問題に対応するために、トナーボトルを現像器の上方の離れた位置に並べて配置する提案がなされている（例えば、特許文献１、２参照。）。
【０００９】
その結果、トナーボトルから排出されたトナーを現像器又は現像器に近接して設けられたホッパーに搬送するトナー搬送部の搬送路の長さが長くなり、また、カラー画像形成装置においては、搬送路の長さが各色毎に異なる場合が多くなり、これらの状況変化よる新たな問題が生まれる。
【００１０】
搬送路が長くなると、トナーがトナーボトルから現像器又はホッパーまで送られるまでの時間が長くなり、また、搬送路の長さの相違は、各色のトナーがトナーボトルから現像器又はホッパーまで送られる時間の相違として現れる。
【００１１】
カラー画像形成装置においては、使用される４色のトナーの流動性が全て同じであることは希である。
【００１２】
従って、各色のトナーの中で、最も流動性の低いトナーが最も長い搬送路を有するトナー搬送部で搬送されるように構成されたカラー画像形成装置は、現像器に現像可能な量のトナーを初めて投入する初期トナー投入時における画像形成動作開始までの時間が長くなることが問題となる。
【００１３】
即ち、最も流動性の低いトナーの投入完了までの時間が画像形成動作開始までの律速となってしまうという問題となる。
【００１４】
また、トナーがトナーボトルから現像器又はホッパーまで送られる時間が色毎により大きく異なると、現像器又はホッパー内のトナー量を基にトナー補給開始信号又はトナー補給停止信号を出し、トナーボトルから現像器又はホッパーにトナーを送る制御において、各色毎に異なる制御条件を設定しなければならなくなるという問題も生まれる。
【００１５】
上述したような理由から、トナーボトルから現像器にトナーを送るトナー搬送部の搬送路の長さが異なる場合には、各色のトナーの中で最も流動性が高く搬送性の良いトナーが、最も長い搬送路を有するトナー搬送部によって搬送されることが望ましい。
【特許文献１】特開平９−８０８４２号公報
【特許文献２】特開２００３−８４５５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
本発明は、上述した様な状況に鑑みてなされたもので、その目的は、カラー画像形成装置において、最も流動性の低いトナーが最も長い搬送路を有するトナー搬送部で搬送されることにより、現像器に現像可能な量のトナーを初めて投入する初期トナー投入時における画像形成動作開始までの時間が長くなること、および、トナーが空となった後に実行される追加トナー投入から画像形成動作開始までの時間が長くなることを防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記課題は、以下の発明を実現することにより達成される。
１．トナーボトルから排出されたトナーを、現像器又は現像器に接するホッパーに送るトナー搬送部を各色毎に備えるカラー画像形成装置において、
各色の中で最も流動性の高い色のトナーを、最も長い搬送路を有するトナー搬送部により搬送することを特徴とするカラー画像形成装置。
２．前記トナー搬送部は、トナーを水平方向に搬送する第１の搬送部と、下方に搬送する第２の搬送部とを有することを特徴とする１項に記載のカラー画像形成装置。
３．トナーを斜め下方に搬送する第２の搬送部を有するトナー搬送部と、
トナーを鉛直方向に搬送する第２の搬送部を有するトナー搬送部と、
を有することを特徴とする２項に記載のカラー画像形成装置。
【発明の効果】
【００１８】
トナーの流動性に関わる特性を予め測定して、流動性の最も高いトナーを、トナー搬送路が最も長いトナー搬送部で搬送するように構成したカラー画像形成装置の実現によって、次のような効果が得られる。
【００１９】
即ち、トナーボトルから現像器又はホッパーまでトナーを搬送するトナー搬送部の搬送路の長さが各色毎に異なるカラー画像形成装置において、最も流動性の低い色のトナーが、最も長い搬送路を有するトナー搬送部によって搬送された場合に起こる初期トナー投入時の画像形成動作開始までの長時間化が防止される。
【００２０】
また、各色毎に異なるトナーボトルから現像器又はホッパーまでのトナー搬送時間の差が小さくなることによって、現像器又はホッパー内のトナー量を基にトナー補給信号又は補給停止信号を出して、トナーボトルから現像器又はホッパーにトナーを送るトナー補給制御において、各色毎に異なる制御条件を設定しなければならないという問題を除くことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態例の説明を図を基にして行う。
【００２２】
図１は、従来から多用されている一般的なカラー画像形成装置Ｇ１の概念図である。
【００２３】
例示したカラー画像形成装置Ｇ１は、複数の感光体３１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを一本の中間転写ベルト４１に対面させて縦列に配列し、フルカラーの画像を形成するタンデム型カラー画像形成装置と称されるものである。
【００２４】
このカラー画像形成装置Ｇ１は、その上部に自動原稿送装置ＡＤＦを備えている。
【００２５】
自動原稿送り装置ＡＤＦの原稿載置台１０１に載置された原稿Ｄは、一枚ずつに分離され原稿搬送路に送り出され、搬送ドラム１０２により搬送される。
【００２６】
搬送中の原稿Ｄの画像は原稿画像読み取り位置ＲＰにて原稿読取部１により、読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿Ｄは第１搬送ガイドＧ１、および原稿排出ローラ１０５により原稿排紙台１０７に排出される。
【００２７】
画像形成装置Ｇ１は、原稿読取部１、露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、中間転写部４、定着部５、反転排紙部６、再給紙部７、給紙部８、制御部Ｃ等から構成され、それらが一つの筐体内に収められている。
【００２８】
原稿読取部１は、原稿読取り位置ＲＰにて原稿の画像をランプＬにて照射し、その反射光を第１ミラーユニット１１、第２ミラーユニット１２、レンズ１３によって導き、撮像素子ＣＣＤの受光面に結像させる。
【００２９】
撮像素子ＣＣＤにより光電変換された画像信号は、画像読取制御部１４にてＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、圧縮等の処理がなされ、制御部ＣのメモリＭに画像データとして格納される。
【００３０】
メモリＭに格納された前記画像データには、ユーザにより設定されている条件により適宜な画像処理が施されて、出力画像データが生成される。
【００３１】
露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、レーザ光源、ポリゴンミラー、複数のレンズ等から構成され、レーザビームを生成する。
【００３２】
前記露光部２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋは、制御部Ｃから送られる前記出力画像データを基に出力される出力情報に対応して、画像形成部３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの構成要素である感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋの表面をレーザビームにより走査露光する。
【００３３】
前記レーザビームの走査露光により、感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋには潜像が形成される。
【００３４】
画像形成部３Ｙは、感光体３１Ｙと、その周辺に配置されている、主帯電部３２Ｙ、現像部３３Ｙ、第１転写ローラ３４Ｙ、クリーニング部３５Ｙからなる。感光体３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋについても同様である。
【００３５】
感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上の潜像は、対応する現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋにより現像されて、各感光体上にはトナー画像が形成される。
【００３６】
感光体３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｋ上に形成された前記トナー画像は中間転写手段４の第１転写ローラ３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｋにより、中間転写体である中間転写ベルト４１上の所定位置に逐次転写される。
【００３７】
トナー画像の転写を終えた感光体の表面はクリーニング部３５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋによって残留トナーが除去される。
【００３８】
一方、前記中間転写ベルト４１上に転写された前記トナー画像は、給紙部８から給紙され、給紙ローラ８１によって給紙のタイミングが取られて給送されてきた転写材である用紙Ｐに、第２転写ローラ４２によって転写される。
【００３９】
トナー画像の用紙Ｐへの転写を終えた中間転写ベルト４１はベルトクリーニング部４３により、表面が清掃され、次の画像転写に供される。
【００４０】
一方、トナー画像を担持した用紙Ｐは、定着部５に送られ、加圧加熱されることによって、トナー画像が用紙Ｐへ定着される。
【００４１】
定着部５による定着処理を終えた用紙Ｐは排紙反転部６により搬送され、排紙台６１に排紙される。用紙Ｐを表裏反転して排紙する場合には、排紙ガイド６２にて、一旦、用紙Ｐを下方に導き、排紙反転ローラ６３に用紙Ｐの後端を挟持させた後、これを逆転をさせ、排紙ガイド６２により排紙ローラ６４に導き排紙する。
【００４２】
なお、用紙Ｐの裏面にも画像形成を行う場合には、表面の画像定着を終えた用紙Ｐを排紙ガイド６２により下方にある再給紙部７に搬送し、再給紙反転ローラ７１により後端を挟持させた後、逆送することによって用紙Ｐを反転させて、再給紙搬送路７２に送り出し、裏面への画像形成に供する。
【００４３】
上述したカラー画像形成装置Ｇ１には、各色の画像形成部の現像部３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋにトナーを送るトナー補給部９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが設けられている。
【００４４】
トナー補給部９Ｙは、トナーボトルＴＹ、ボトル保持部９１Ｙ、ホッパー９２Ｙ等から構成される。なお、トナー補給部９Ｍ、９Ｃ、９Ｋも同様に構成されている。
【００４５】
トナーを収容したトナーボトル９Ｙは、ボトル保持部９１Ｙによって回転可能に保持されている。
【００４６】
ボトル保持部９１Ｙは、トナーボトル９Ｙから排出されたトナーを一時的に貯えるホッパー９２Ｙに取り付けられたセンサから送られる補給信号に基づき、トナーボトル９Ｙを回転させる。
【００４７】
トナーボトル９Ｙの回転により、トナーボトルの排出口からはトナーがホッパー９２Ｙに排出される。
【００４８】
ホッパー９２Ｙに排出されたトナーは、現像部３３Ｙのトナー濃度検知センサの検知信号を基に生成されるトナー補給信号に基づき現像部３３Ｙに送られる。
【００４９】
なお、上述したようなトナー補給部は公知の技術手段である。
【００５０】
以上、従来から多用されている典型的なカラー画像形成装置Ｇ１を説明したが、露光部、画像形成部、給紙部、転写部、定着部と共に筐体内に収容するトナーボトルのサイズの拡大には制限が生まれる。
【００５１】
また、筐体内部の熱源から、できる限り遠い位置にトナーボトルを配置したいという要求にも応える必要がある。
【００５２】
このような状況から、前記トナーボトルを、筐体の上方に配置する場合がある。
【００５３】
図２は、トナーボトルを、筐体の上方に配置したカラー画像形成装置Ｇ２の概念図である。
【００５４】
また、図３は、カラー画像形成装置Ｇ２の制御関係を示すブロック図である。
【００５５】
カラー画像形成装置Ｇ２は、フルカラーのプリントを高速で出力するもので、出力する画像情報は通信手段で接続されている情報処理機器ＰＣから送られる。
【００５６】
本例のカラー画像形成装置Ｇ２は、既に説明した既存のカラー画像形成装置Ｇ１が有する自動原稿読取装置ＡＤＦや原稿読取部１に代えて、トナーボトルを配置している。
【００５７】
画像形成装置Ｇ２の制御部Ｃは、ＣＰＵ、メモリＭ、Ｉ／Ｏポート、通信用インターフェイス、各部及び各手段を駆動制御するための回路を有するコンピュータシステムであり、メモリＭに格納しているプログラムを実行することにより各種制御が行われる。
【００５８】
なお、本図では、本発明の説明に直接関係しないブロックについては記載が省略されている。
【００５９】
図４は、トナー搬送部９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの斜視図である。
【００６０】
また、図５はトナー搬送部９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋを説明する正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【００６１】
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを収容しているトナーボトルＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫは、その底部が図の手前側、トナーの排出口が図の奥側になるように配置されている。
【００６２】
各色のトナー搬送部は、ほぼ同じ構成であることから、以下の説明は、９Ｋを代表として取り上げて行う。
【００６３】
トナー搬送部９Ｋは、ボトル保持部９１Ｋに保持されながら回転するトナーボトルＴＫの頭部にある排出口から排出されたトナーを、複数の管とその内部に設けられたスクリュウとによって、現像器３３Ｋに接しているホッパー９８Ｋまで搬送する。
【００６４】
なお、トナーの搬送は、スクリュウの回転によるものだけではなく、空気流の生成によるものをはじめ、適宜な公知の技術手段を採用することができる。
【００６５】
ボトル保持部９１Ｋに保持されたトナーボトルＴＫが回転されることにより、トナーボトルＴＫ内部に収容されているトナーはボトルの排出口から排出され、ボトルの下方にあるトナー搬送部のトナーを水平方向に搬送する第１の搬送部９２Ｋによって、矢印ｙ１で示すように、装置の手前に向かって搬送される。
【００６６】
トナーを下方に搬送する第２の搬送部９４Ｋは、矢印ｙ２で示すように、前記第１の搬送部９２Ｋから送出されたトナーを、斜め下方の終端に接続されているホッパー９５Ｋに送る。
【００６７】
本例におけるトナー搬送部９Ｋの搬送路とは、前記第１の搬送部と前記下第２の搬送部で構成されるトナーの搬送路を指す。
【００６８】
なお、図４及び図５で示す例では、搬送されたＹ（イエロー）トナーを一時的に貯えるホッパー９５Ｙは、第１の搬送部９２Ｙの終端の直下に位置していることから、第２の搬送部９４Ｙは、他の色の第２の搬送部９４Ｍ、Ｃ、Ｋのように斜め下方にトナーを搬送するものではなく、直下の鉛直方向に搬送するものとなっている。
【００６９】
第２の搬送部９４Ｙのこのような形態は、カラー画像形成装置の設計時に、諸手段の配置を勘案して決定されるものである。
【００７０】
ホッパー９５Ｙ、９５Ｍ、９５Ｃ、９５Ｋは、前記第２の搬送部９４Ｙ、９４Ｍ、９４Ｃ、９４Ｋから送られたトナーを一時的に貯え、制御部Ｃから送られる指示信号に従って、トナーの補給動作を行い、貯えたトナーを現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋに送る。
【００７１】
なお、前記指示信号は、制御部Ｃが現像器３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ、３３Ｋに設けられたトナー濃度検知センサ３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋから送られる検知信号を基にホッパーの駆動回路に送るものである。
【００７２】
図２、４、５に示したように、トナーボトルは、露光部、現像部、定着部を収納した筐体Ｆの外側上方に配置されている。
【００７３】
その結果、画像形成装置Ｇ２においては、トナーボトルからホッパーまでトナーを搬送するトナー搬送路の長さは、従来の画像形成装置Ｇ１における搬送路の長さとは比較にならない程に長いものとなり、また、搬送路の長さが各色により異なることになる。
【００７４】
各色により搬送路の長さが異なると、トナーボトルからホッパーまでトナーを搬送するのに必要な時間（トナー搬送時間と称す）が、異なることになる。
【００７５】
トナーの搬送性に影響するトナーの特性としては、流動性が大きなものであるが、この流動性は、一般に、各色により異なる。
【００７６】
従って、流動性が低いことにより搬送性が低くなっているトナーが、最も長い搬送路で搬送される形態では、流動性の低い前記トナーの搬送時間は、他の色のトナー搬送時間に比較して、極めて長くなる。
【００７７】
その結果、例えば、カラー画像形成装置Ｇ２を初期状態から画像形成可能な動作可能状態にする際に、流動性の低い前記トナーを現像器に充足させるまでの時間が長くなるという不都合が生まれる。
【００７８】
このような不都合は、製造現場での画像出し検査時、市場における設置時、トナーが空となった後の装置の再稼動時において、多くの時間が必要となり、作業効率の低下をもたらす。
【００７９】
本発明は、このような問題を低減させるために、基も流動性の高いトナーを最も長い搬送路を有するトナー搬送部で搬送するようにするものである。
【００８０】
流動性の測定は、適宜に選択された測定手段によって行っても良いし、カラー画像形成装置Ｇ２の搬送部、例えば９２Ｋ、９４Ｋにて各色のトナーの搬送を行い、現像器又はホッパーにトナーが充足されるまでの時間を測定して、測定された時間の短いものほどトナーの流動性が高いとするようにしても良い。
【００８１】
図６は、Ｃ（シアン）のトナーの流動性が最も高い場合の配置を示す図である。
【００８２】
図６に示すように、シアンのトナーを収容しているトナーボトルＴＭは、図５に示すトナーボトルＴＫの位置に配置されている。
【００８３】
このように配置されることにより、流動性が最も高いトナーが最も長い搬送路を有する搬送部によって搬送されることとなり、より流動性が低いトナーが最も長い搬送路を有する搬送部によって搬送される場合よりもトナーの補給時間が短縮される。
【００８４】
なお、最も搬送路が長い搬送部以外の搬送部とトナーの流動性との関係は、搬送路の長さが長いものから順番に流動性の高いトナーを割り付けるようにしてもよい。
【００８５】
以上説明したように、先ず、予め各色のトナーの流動性を測定して、又は、予めトナーボトルからホッパーまでのトナーの補給時間を測定して、最も流動性の高いトナー、即ちトナーの搬送路が同じであれば、補給時間が最も短くなるトナーを決定する。
【００８６】
次いで、最も流動性の高いトナーが最も長い搬送路で搬送されるようにトナーボトルとトナー搬送部を割り付ける。
【００８７】
従って、最も流動性の低い色のトナーが、最も長い搬送路を有するトナー搬送部によって搬送されることがなくなり、初期トナー投入時の画像形成装置の画像形成動作開始までの時間が長くなる弊害が抑制される。
【００８８】
また、各色のトナーの補給時間の差を小さくすることができるので、現像器又はホッパー内のトナー量を基にトナー補給信号又は補給停止信号を出し、トナーボトルから現像器又はホッパーにトナーを送る制御において、各色毎に異なる制御条件を設定しなければならないという問題も抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８９】
【図１】一般的なカラー画像形成装置の概念図である。
【図２】トナーボトルを筐体の上方に配置したカラー画像形成装置の概念図である。
【図３】カラー画像形成装置の制御関係を示すブロック図である。
【図４】トナー搬送部の斜視図である。
【図５】トナー搬送部を説明する正面図（ａ）と側面図（ｂ）である。
【図６】Ｃ（シアン）のトナーの流動性が最も高い場合の配置を示す図である。
【符号の説明】
【００９０】
９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  トナー搬送部
９２Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  第１の搬送部
９４Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  第２の搬送部
９５Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  ホッパー
９９Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ  トナー量検知センサ
Ｃ  制御部
Ｇ１、Ｇ２  カラー画像形成装置
ＴＹ、ＴＭ、ＴＣ、ＴＫ  トナーボトル
【図１】
2009162797.tif 000003
【図２】
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【図３】
2009162797.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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