JP2003192128A

JP2003192128A - 剤補給装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2003192128A
Application number: JP2001400636A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Muramatsu; 智村松; Hideo Yoshizawa; 秀男吉沢; Hideki Kimura; 秀樹木村; Kazuhisa Sudo; 和久須藤; Yoshio Hattori; 良雄服部
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-12-28
Filing date: 2001-12-28
Publication date: 2003-07-09

Abstract

(57)【要約】【課題】剤の搬送に高精度で、安定した補給性能を持つ
剤補給装置及びその剤補給装置を用いた画像形成装置を
提供することである。【解決手段】トナー収納容器２０に収納されているトナ
ーを負圧力によって略密閉されたトナー搬送チューブ１
７を介して現像装置１０に搬送する紛体ポンプ４０と、
その紛体ポンプ４０の作動を制御するＭＰＵとを有し、
ＭＰＵは、前粉体ポンプ４０によるトナー補給量が所定
量に達した判断したとき、エアポンプ３０を作動し、そ
の際、所定量をＭとすると、Ｍ≧０．５ｇとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トナー、トナーと
キャリア混合またはキャリア単体を収納した収納手段か
ら所定の場所へ補給する剤補給装置及び電子写真方式の
プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真方式の画像形成装置に用
いる乾式のトナーまたはキャリア、トナーとキャリアの
混合物である剤（以下、総称としてトナーと記す。）
は、これを収納する容器として、ハードボトルタイプの
ものを用いるのが一般的である。この種の収納容器は、
内部にトナー攪拌手段兼排出手段としてのアジテータを
設けたものや、容器壁面に螺旋溝を設けて容器を回転さ
せることにより内部のトナーを移動させ排出するもの、
さらに排出機構を持たずに手で補給するもの等がある。

【０００３】近年、環境問題が重視され、トナー収納容
器も回収し、かつ、リサイクルすることが求められてい
る。しかし、上記したハードボトルのトナー収納容器
は、輸送コストが嵩み、再使用するにも洗浄が行い難い
等の回収性、リサイクル性に多くの問題を有していた。

【０００４】そこで、回収性、リサイクル性等の観点か
らフレキシブルな材料で作られた減容可能なソフトタイ
プのトナー収納容器が要望されている。しかし、電子写
真用乾式トナーは一般に流動性が悪く、凝集しやすい性
質があるために、ソフト容器からの排出が非常に困難と
されている。なぜなら容器がソフトであるため、アジテ
ータや排出機構を付加しにくく、さらに排出機構を設け
ることができても、その排出機構によって容器の減容が
妨げられるからである。

【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技術が特開２００
０−４７４６５号公報や同２０００−９８７２１号公報
等に開示されている。これら公報に記載されているトナ
ー補給装置は、フレキシブル容器の収納されたトナーを
吸引型の粉体ポンプ（一軸偏心スクリューポンプ）の吸
引圧力（負圧力）により吸引排出するように構成されて
いる。したがって、フレキシブルな容器に収納されてい
るトナーであっても支障なく現像装置へ補給することが
でき、フレキシブルなので容器の回収等が容易で輸送コ
ストも嵩まない。さらに、上記トナー補給装置ではエア
ポンプによりエアをトナー収納容器内に供給し、供給さ
れたエアは収納されているトナーを十分に攪拌するた
め、容器内のトナー架橋等の発生を防止してトナー搬送
を安定化させるとともに、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】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ト
ナー補給装置において、トナー収納容器に供給するエア
量が過多になると、供給したエアがトナー搬送管に流れ
込み、搬送管内のトナーを押し込める。このような現象
が幾度か続くと、チューブ内のトナーが固められて紛体
ポンプではトナーを搬送できなくなる、いわゆる「詰ま
り」を発生させるという問題があった。さらに、この問
題はトナー排出路とエア供給路を共有する単管タイプの
ノズルを用いて場合、供給したエアが直接搬送管に流入
してトナーを押し込めるため、「詰まり」の発生がより
顕著となる問題があった。

【０００７】本発明は、上記した従来の問題に鑑み、剤
搬送管内での「詰まり」を確実に防止することができる
剤補給装置及びその剤補給装置を用いた画像形成装置を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明は、紛体の剤を収納する剤収納手段と、該剤
収納手段に収納されている剤を負圧力によって所定箇所
に搬送する吸引手段と、前記剤収納手段と該吸引手段と
の間の略密閉された剤搬送経路と、前記剤収納手段内に
エアを供給するエア供給手段と、該エア供給手段と前記
吸引手段の作動を制御する制御手段とを有する剤補給装
置において、前記制御手段は、前記吸引手段による剤補
給量が所定量に達した判断したとき、エア供給手段を作
動し、その際、前記所定量をＭとすると、Ｍ≧０．５ｇ
であることを特徴としている。

【０００９】なお、本発明は、前記吸引手段が負圧力に
よって剤を吸引搬送する一軸偏心スクリューポンプであ
ると、効果的である。さらに、本発明は、前記所定量Ｍ
が１０ｇ≧Ｍ≧０．５ｇであると、効果的である。

【００１０】また、本発明は、上記の目的を達成するた
め、紛体の剤を収納する剤収納手段と、該剤収納手段に
収納されている剤を負圧力によって所定箇所に搬送する
吸引手段と、前記剤収納手段と該吸引手段との間の略密
閉された剤搬送経路と、前記剤収納手段内にエアを供給
するエア供給手段と、該エア供給手段と前記吸引手段の
作動を制御する制御手段とを有する剤補給装置におい
て、前記制御手段は、前記吸引手段による剤補給量が所
定量に達した判断したとき、エア供給手段を作動し、そ
の際、前記所定量をＭとすると、所定量Ｍが前記剤収納
手段に収納された量に応じて可変することを特徴として
いる。

【００１１】なお、本発明は、前記剤収納手段に収納さ
れた量が少なくなるにつれて所定量Ｍの値を小さくする
と、効果的である。さらに、本発明は、前記所定量Ｍの
初期値が前記剤収納手段の初期重量に応じて設定される
と、効果的である。

【００１２】さらにまた、本発明は、前記所定量Ｍが１
００ｇ≧Ｍ≧０．５ｇであると、効果的である。また、
本発明は、上記の目的を達成するため、請求項１ないし
７のいずれか一項に記載の剤補給装置を有する画像形成
装置であって、前記剤がトナーであり、該トナーを現像
装置に補給することを特徴としている。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に従って説明する。図１は、本発明に係る剤補給装
置としてのトナー補給装置を具備した画像形成装置の一
例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。

【００１４】このカラーレーザプリンタは、装置本体１
の下部に給紙部２が配置され、その上方に作像部３を配
置した構成となっている。作像部３には、給紙側を下
で、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写ベ
ルト装置が設けられている。転写ベルト装置は、複数の
ローラ１１、本例では４個のローラ１１に巻き掛けられ
たエンドレスの転写ベルト１２を有し、その１つのロー
ラ１１が図示していない駆動源に駆動されることによ
り、転写ベルト１２は矢印に示す反時計方向に回転され
る。この転写ベルト１２の上部走行辺には、下から順に
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒
（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４
Ｂｋが並列配置されている。

【００１５】各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋ
は、像担持体としての感光体ドラム５が設けられ、該感
光体ドラム５は図示していない駆動手段によって時計方
向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには、帯電
手段としての帯電ロール６、光書込み装置８によってレ
ーザ光による書込みが行われる光書込み部、現像手段と
して現像装置１０、クリーニング手段としてクリーニン
グ装置９が設けられている。現像装置１０は、トナーと
キャリアからなる２成分現像装置であって、消費された
トナー量に応じた後述するトナー補給装置によりトナー
が補給される。

【００１６】次に、図１に示すカラープリンタのフルカ
ラープリントを行う作像動作について説明する。各作像
ユニットは、帯電ロール６によって帯電された感光体ド
ラム５には、図示していないＬＤ（レーザダイオード）
を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８ａに照射し、シ
リンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に
導く光書込み装置８により、各色のトナーで現像する光
像の光書込みが行われる。この書込みにより感光体ドラ
ム５上にはパソコン等のホストマシーンより送られた画
像データに基づいた静電潜像が形成され、該潜像は現像
装置１０によってトナーの可視像となる。

【００１７】一方、給紙部２からは転写材として指定さ
れた用紙が給紙され、給紙された用紙は転写ベルト１２
の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ１３に一
旦突き当てられた後、上記可視像に同期するようにして
転写ベルト１２上に給送され、該ベルトの走行により感
光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置
では、転写ベルト１２の裏面側に配置された転写ロール
１４の作用により最初にマゼンタトナーの可視像が用紙
に転写される。

【００１８】上記と同様にして、他の作像ユニット４
Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５
の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視
像は転写ベルト１２によって搬送される用紙が各転写位
置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本カ
ラープリンタはタンデムタイプの利点であるフルカラー
の画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写
される。転写後の用紙は、転写ベルト１２から分離され
て、定着装置１５により定着される。定着を終えた用紙
は、通常、そのまま機外に排紙されるか、このとき用紙
は反転されて装置本体１の上面に設けられた排紙トレイ
１６に裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、
プリントをページ順に並べるためのほぼ必須の条件とな
っている。

【００１９】上記現像装置１０は、２成分現像装置であ
り、装置内のトナーとキャリアの混合比を監視し、トナ
ーが不足するとその不足分を補給する。かかるトナー補
給は、現像装置から離れた位置、本例では図１の右上に
配置した剤収納手段としてのトナー収納容器２０に収納
されたトナーを、剤補給装置としてのトナー補給装置に
より補給するように構成している。

【００２０】次に、トナー補給装置について、図２を用
いて詳しく説明する。現像装置１０には、その近傍また
は一体に吸引手段としての吸い込み型粉体ポンプ４０が
設けられている。本実施形態の粉体ポンプ４０は、一軸
偏芯スクリューポンプであり、その構成は金属などの剛
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４１と、２条スクリュー形状の貫通孔が形成され、ゴ
ム等の弾性体で作られるステータ４２と、該ステータ４
２が回転しないように保持し、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４３とを有してい
る。上記ロータ４１は、図３に示すように、偏芯運動を
吸収するピンジョイントにより連結された駆動軸４４と
連結され、駆動軸４４にはギヤ４５が固定され、このギ
ヤ４５への駆動はクラッチ４６のオン・オフによって連
断される。

【００２１】また、上記ホルダ４３の先端、すなわち、
図２の右端にはトナー吸い込み部４７が設けられ、トナ
ー吸い込み部４７と後述するノズル５１に設けられたト
ナー用接続口５４とトナー搬送チューブ１７によって接
続されている。このトナー搬送チューブ１７としては、
直径が４ｍｍ〜１０ｍｍ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）から作られたフレキシブルなチューブを用いる
ことがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブで
あれば上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。

【００２２】一方、上記現像装置１０に補給するトナー
を収納したトナー収納容器２０は、セット部の容器ホル
ダ５０にセットされ、容器ホルダ５０内にはトナー収納
容器２０内に挿入される断面が円形のノズル５１が立設
されている。トナー収納容器２０は上方から画像形成装
置本体１のセット部である容器ホルダ５０へセットする
ことによりノズル５１が容器内に差し込まれる。このノ
ズル５１は、上部に断面円錐状の尖端部５２が形成さ
れ、その内部は単管構造になっており、エア通路とトナ
ー通路を兼ねた通路５３が形成されている。ノズル５１
の下端は、上記したトナー搬送チューブ１７が装着さ
れ、通路５３はその上方にエア流入口５４が形成されて
いる。

【００２３】エア流入口５４には、エア移送パイプ３１
を介してエア供給手段としてのエアポンプ３０が接続さ
れている。このエアポンプ３０は、毎分１〜３Ｌ程度の
流量を発生するものが用いられ、エアポンプ３０が作動
すると、該ポンプからエア移送パイプ３１および通路５
３を介してトナー収納容器２０内に対し下部側よりエア
が噴出される。そして、トナー収納容器２０内に噴出さ
れたエアは、収納されたトナーの層を通過することによ
り流動性の悪いトナーを攪拌しながら液体のごとく流動
化させる。なお、エア移送パイプ３１にはエアポンプへ
のトナー浸入を防止するための開閉弁（図示せず）を設
けてもよい。

【００２４】本実施形態におけるトナー収納容器２０
は、保護ケースとしての外箱２１と、その外箱２１内に
着脱可能に収容されたフレキシブルで変形可能な容器本
体としてのトナー袋２２とを有するバックインボックス
タイプに構成されている。この外箱２１は、剛性を有す
る紙、段ボール、樹脂等の材料から作られ、トナー袋２
２が収まる程度の内部空間を有している。また、トナー
袋２２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（８０〜２００μ
ｍ程度の厚み）を単層または複層構成にして折り紙製作
のように作られた空気の流入出が無い密閉された袋状容
器形状のものである。また、収納したトナーが排出しや
すくするため、上下方向の適宜中間部より底部の排出口
に向かって絞り込まれた先細り形状に形成されている。
そして、トナー袋２２の先細りとなった下部中央には、
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
２３が設けられ、口金部材２３はポリエチレンやナイロ
ン等の樹脂製からなるケース２４とスポンジやゴムなど
の弾性部材からなるシール材２５とで構成されている。
このケース２４とシール材２５は、同一系統の部材を使
用することがリサイクルの観点で望ましく、袋容器への
溶着も容易にすることができる。また、シール材２５に
は、十字のスリットが切られており、ノズル５１を挿入
した状態でノズル５１と密着し、トナー収納容器２０か
ら装置外へのトナー漏れを防ぐことができ、かつ、トナ
ー収納容器２０を取り出したときにもシール材のスリッ
トがその弾性により閉じることによってトナー漏れを防
止する。スリットの長さは、ノズル５１の外径と同径〜
３ｍｍ大きい程度の長さとし、シール材２５とケース２
４は両面接着テープなどにより接着されている。なお、
シール材２５は耐トナー性と空気の透過が非常に少な
い、クリープに優れた強度を有したものを使用すること
が好ましい。

【００２５】このように構成されたトナー収納容器２０
は、トナーを収納したトナー袋２２がフレキブルであっ
ても、外箱２１内に収めることでトナー袋２２が外部か
らの衝撃等に対する保護となるだけでなく、ハンドリン
グ性が向上するため容器の取り扱いが行い易く、保管時
の整理等も行い易いという利点が得られる。

【００２６】上記構成のトナー補給装置は、紛体ポンプ
４０のロータ４１の回転によりポンプに強い自吸力（吸
引圧）が生じ、トナー収納容器２０からトナーを吸引す
ることが可能となる。トナー収納容器２０内のトナー
は、重力によってノズル５１付近に随時落下しトナーが
粉体ポンプ４０の吸引力を利用して容器外へ移送される
が、電子写真のトナーは流動性が悪いため、粉体ポンプ
４０でノズル付近のトナーを吸引した後、容器内で架橋
現象が生じる懸念がある。そこで、エアポンプ３０から
トナー収納容器２０内部へエアを供給することにより、
トナーを攪拌・流動化させ、上記したトナーの架橋現象
を防止する。したがって、トナー収納容器２０内に架橋
が発生してもエアにより崩すことができるため、トナー
補給量の安定化、容器内トナー残量の低減化が実現でき
る。

【００２７】上記トナー補給装置において、現像装置１
０にトナー濃度検出手段としては透磁率検出器３５を設
けて、その透磁率検出器３５により検知したトナー濃度
が所定濃度を下回ると、トナー補給信号が発せられる。
トナー補給信号が発せられると、クラッチ４６がオン
し、画像形成装置の駆動源（図示せず）から駆動軸４５
へ回転駆動力が伝達されて粉体ポンプ４０が上記設定さ
れた時間作動する。紛体ポンプ４０が作動すると、それ
によって生ずる吸引負圧力によりトナー収納容器２０内
の所定量のトナーが現像装置１０へ補給される。なお、
トナー濃度検出手段としては透磁率検出器に限らず感光
体上のトナー像の反射濃度を検知するのもの等であって
もよい。また、紛体ポンプ４０の駆動はクラッチを設け
ずに独自のモータによって駆動するようにすることもで
きる。

【００２８】図３は、画像形成装置におけるトナー補給
に関する制御系ブロック図である。本トナー補給装置
は、従来公知の現像剤濃度検知方式を用いてその駆動を
制御する制御手段としてのマイクロ・プロセッシング・
ユニット（以下、ＭＰＵと称す）を有している。本例で
は、現像装置１０にトナー濃度検出手段としてのトナー
とキャリアの混合比の変化を検出する透磁率検出器３５
が設けられ、ＭＰＵには画像濃度を検知する透磁率検出
器３５の検知結果が取り込まれる。そして、本制御方式
では、透磁率検出器３５の検知結果と画像データ（画素
数）から紛体ポンプ４０の作動時間を設定したトナー補
給信号を発する。

【００２９】また、エアの供給制御は、図４に示すよう
に、粉体ポンプ４０の作動時間の累積が所定の値（例え
ば累積１ｓｅｃ）に達すると、所定量のトナーが補給さ
れたと判断して粉体ポンプ４０を停止した直後にエアポ
ンプ３０を作動するといった方法で行う。ここで、エア
ポンプ３０を粉体ポンプ４０とは同時には動かさない。
図５に示すように、エアポンプ３０を粉体ポンプ４０と
同時に駆動させると、エアが粉体ポンプ４０側に送られ
てしまい、容器２０内のトナーが十分に撹拌されない場
合が生じるためである。

【００３０】なお、紛体ポンプ４０によって吸引された
トナーは、現像装置１０の一部に設けられたトナー導入
孔１０ａより、現像装置内に落下し、現像装置内部の図
示しない撹拌搬送部材により現像部に移送される。２成
分現像方式を用いた場合は、この移送行程中に補給され
たトナーが現像装置内の現像剤と撹拌混合され、均一な
剤濃度と適正な帯電量となる。

【００３１】ところで、上記したトナー補給装置におい
て、トナー搬送時（粉体ポンプ作動時）のトナー搬送チ
ューブ１７内はトナーが充満しており、粉体ポンプ４０
の停止時にもこの状態はほぼ維持されている。また、エ
アを供給したときにトナー収納容器２０内のトナーは上
述のように流動化され、さらにエアを供給したときに容
器２０内の圧力Ｐ１が上昇する。そして、トナー収納容
器２０からトナー搬送チューブ１７、粉体ポンプ４０ま
では粉体ポンプ作動時に負圧力を発生させるためにほぼ
密閉経路となっている。このために、流動化されたトナ
ーは容器外へ勢いよくチューブ内へ吐き出され、ここで
チューブ１７内に充満したトナーを押し込めてトナーが
圧縮されやすくなる。さらに、図２に示すようにエア供
給路とトナー導通路を共有している単管タイプのノズル
５１を用いている場合には、エアを供給すると、容器内
に供給すると併せてトナー搬送チューブ１７内にエアが
直接送られ、エアがトナー搬送チューブ１７内のトナー
を押し込めてしまう。これらが何度も繰り返されるとト
ナー搬送チューブ１７内のトナーが紛体ポンプ４０を作
動しても搬送不可能なほど固められる、いわゆる「詰ま
り」が発生することがあることは先にも説明した。

【００３２】なお、図６に示すように、トナー袋２２の
上部に通気性フィルター２６を設け、これによって上述
のエアポンプ３０から供給されたエアにより容器内が正
圧に上昇するのを減圧することも既に知られているが、
エアはトナー収納容器２０の最下部から供給されるた
め、トナー層の潜り抜けて通気性フィルター２６にそこ
から抜けるまでに時間がかかる。よって、供給されたエ
アは通気性フィルター２６抜け出す前に、その圧によっ
てトナー搬送チューブ１７内のトナーを押し込めてしま
う。

【００３３】そこで、本願発明者は上記「詰まり」現象
について種々の実験・研究を重ねたところ、上記の発生
メカニズムの解明だけでなく、発生に一定の条件がある
ことを見出した。図７はその実験結果を示す表である。

【００３４】図７において、実験は図４の制御方法に従
いトナー補給量が所定量に達したらエアを供給し、その
所定量をＭｇとすると、Ｍは０．１ｇから２ｇ間で何点
か行った。他の条件は、１回のエアポンプの流量２Ｌ／
ｍｉｎ、エア供給時間は１ｓｅｃとし、処方の異なる２
種類の電子写真用乾式トナーＡ、Ｂを用いた。トナーＡ
は詰まりが最も発生しやすい実績があったトナーであ
る。トナーＢは詰まりが発生しにくいトナー補給を総量
１ｋｇ行ったときのトナー補給量測定と、補給終了後の
チューブ内の詰まりを手で触り確認した。×はトナー補
給が途中で停止してしまい、チューブ内のトナー詰まり
が確認された場合、△はトナー補給が最後まで行われた
が、終了後のチューブ内に多少のトナー詰まりや詰まり
気味の箇所が確認された場合、○はトナー補給が最後ま
で行われ、終了後のチューブ内のトナー詰まりも確認さ
れなかった場合である。この結果より、トナーＡはＭ≧
０．５ｇ、トナーＢはＭ≧０．２ｇ以上トナーを補給毎
に、エアを供給すればトナー補給が最後まで行われた。
よって、結果として所定量Ｍが０．５ｇ以上であれば詰
まりが最も発生しやすい実績があったトナーであっても
詰まりが発生しにくいことが判明した。

【００３５】図８は、トナー収納容器２０内の残トナー
量と、その時にエアを供給せずに補給できるトナーの量
をグラフにしたものである。使用トナーは、図７の実験
にものとトナーＡ，Ｂである。

【００３６】図８にグラフから明らかなように、実験の
結果は容器内の残トナー量が少なくなるに従い、エアを
入れずに補給できるトナー量が減少するということであ
った。すなわち、容器内の残トナーが少ないほど、すぐ
に架橋してしまうものと思われ、残トナーが少なくなれ
ば、エアの供給頻度を多くしなければならないことを示
している。また、多くのカラー複写機、カラープリンタ
製品ではトナーエンド時の容器内のトナー残量は３０ｇ
以下が規格値になっている。この点を考慮すると、３０
ｇ以下のトナー残量を達成するためには、Ａトナーで所
定量Ｍが１０ｇまでで、Ｂトナーで所定量Ｍが１４ｇで
あった。よって、トナー残量３０ｇを目安にすると、Ｍ
≦１０ｇとしなければならないことが判る。そして、所
定量Ｍは上記した詰まりが発生しにくい０．５ｇ以上と
合わせて０．５ｇ≦Ｍ≦１０ｇとすることが詰まりを発
生せず、残トナーを３０ｇ以下に抑えられる点で有効で
ある。

【００３７】ところで、一般的なカラー複写機、カラー
プリンタ製品に使用されているトナー収納容器２０はユ
ーザによってその交換作業を行うようにしている。した
がって、トナー収納容器２０は収納量が多くても１００
０ｇまでであり、それ以上多くすると手で持って操作す
るのが行いにくいためである。そこで、トナー収納容器
２０の最大トナー収納量を１０００ｇとしたとき、エア
を供給しないで補給できる最大量は図８からほぼ１００
ｇである。この点を考慮すると、所定量Ｍは最大で１０
０ｇまで設定可能である。すなわちＭ≦１００ｇとな
る。しかし、例えば初期のトナー１０００ｇで、１００
ｇ補給する度にエアを供給するように設定した場合、最
初の１００ｇを補給すると残トナー量９００ｇになる。
このとき、エアを供給しないで補給できる量は１００ｇ
より少ない量になってしまう。そこで、トナー収納容器
２０のトナー残量に応じて所定量Ｍを変更することでト
ナー残量に応じて適正な間隔でエアを供給することがで
きる。例えば、上記例のように初期のトナー収納量１０
００ｇのときは１００ｇ補給するとエアを供給し、その
後トナー残量が９００ｇになると、所定量Ｍを９０ｇに
変更する。このようにして、トナー残量に応じて所定量
Ｍを変更することでエア供給をトナー残量に合わせて変
更するように構成すれば、所定量ＭはＭ≦１００ｇに設
定することができる。なお、トナー収納量に応じて所定
量Ｍを小さくする場合、最終の所定量ＭはＭ≦１０ｇに
なる。

【００３８】上記したように所定量Ｍをトナー収納容器
２０に収納されているトナー量を応じて変更する場合は
初期、使用開始時の所定量ＭはＭ≦１００ｇとなる。ま
た、初期の所定量Ｍの設定は、初期時のトナー収納容器
２０のトナー量に応じて設定し、その後収納量に応じて
小さくするようにすれば、無駄なエア供給をせず、トナ
ー詰まりを効果的に防止することができる。

【００３９】本発明は、上記したエア供給の制御によ
り、エアによる詰まりを確実に防止することができる
が、かかる制御においてトナー補給量を正確に把握する
ことが重要である。すなわち、トナー補給量をある程度
の精度を持って把握できないと、エア過多やエア不足が
生ずる危険が高くなる。しかし、本発明の実施形態では
紛体ポンプ４０として一軸偏芯スクリューポンプを用い
ており、該ポンプは高い固気比で連続定量移送が可能で
あって、ロータ４１の回転数に比例した正確なトナーの
移送量が得られることが知られている。したがって、紛
体ポンプ４０の作動時間をカウントして補給量を推定
し、補給量が所定量Ｍに達したことを検知し、エア供給
を行うことができる。また、トナー収納容器２０内のト
ナー残量もトナー補給量から容易に算出することができ
る。よって、トナー補給量をある程度の精度を持って知
ることが可能である。

【００４０】ところで、エアによるトナー詰まりは図２
に示すような単管のノズル５１を用いている場合、供給
したエアの全てがトナー収納容器２０内に向わず、トナ
ー搬送チューブ１７側へも流れるため、詰まりが生じや
すい。そこで、ノズル５１は、トナー通路とエア通路と
が分離しているものを用いることが好ましい。トナー通
路とエア通路とが分離しているノズル５１としては、図
９及び図１０に示すように、先端部の形態が異なるが、
共に２重管構造でトナー通路５６の周囲にエア通路５７
を設けたものが有利使用できる。なお、トナー通路とエ
ア通路を互いに入れ替えてエア通路５７の周囲をトナー
通路５６にしてもよい。また、図１１に示すように、通
路を軸線方向の部材で仕切ってトナー通路５６とエア通
路５７を設けたノズル５１であってもよい。

【００４１】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
改変することができるものである。例えば、上記実施形
態では剤補給装置として現像装置にトナーを補給するト
ナー補給装置について説明したが、本発明はトナーを現
像装置のホッパーへ補給するもの等にも適用でき、ま
た、トナーに限らずトナーとキャリアからなる現像剤、
キャリアのみの補給にも適用することができる。

【００４２】

【発明の効果】請求項１の構成によれば、制御手段は、
吸引手段による剤補給量が所定量に達した判断したと
き、エア供給手段を作動し、その際、所定量をＭとする
と、Ｍ≧０．５ｇであるので、エア過多による剤詰まり
を防止することができる。

【００４３】請求項２の構成によれば、吸引手段が負圧
力によって剤を吸引搬送する一軸偏心スクリューポンプ
であるので、安定した剤補給が可能となる。請求項３の
構成によれば、所定量Ｍが１０ｇ≧Ｍ≧０．５ｇである
ので、エア過多による剤詰まりを防止し、かつ剤エンド
時の残留量を少なくすることができる。

【００４４】請求項４の構成によれば、制御手段は、吸
引手段による剤補給量が所定量に達した判断したとき、
エア供給手段を作動し、その際、所定量をＭとすると、
所定量Ｍが剤収納手段に収納された量に応じて可変する
ので、より確実なエア過多による剤の詰まりを防止する
ことができる。

【００４５】請求項５の構成によれば、剤収納手段に収
納された量が少なくなるにつれて所定量Ｍの値を小さく
するので、上記請求項４の効果を享受することができ
る。請求項６の構成によれば、所定量Ｍの初期値が剤収
納手段の初期重量に応じて設定されるので、収納手段ご
とに適した所定量を設定することができる。

【００４６】請求項７の構成によれば、所定量Ｍが１０
０ｇ≧Ｍ≧０．５ｇであるので、収納手段の大きさによ
って最適な所定量を設定可能である。請求項８の構成に
よれば、剤がトナーであり、該トナーを現像装置に補給
するので、トナー詰まりのない良好なトナー補給が得ら
れる画像形成装置を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の全体の概略を示す
構成図である。

【図２】本発明のトナー補給装置の断面説明図である。

【図３】本発明のトナー補給装置の制御ブロック図であ
る。

【図４】紛体ポンプとエアポンプの好ましいタイミング
を示すタイミングチャートである。

【図５】紛体ポンプとエアポンプの問題のあるタイミン
グを示すタイミングチャートである。

【図６】トナー収納容器のトナー袋を示す斜視図であ
る。

【図７】トナー補給量とエア供給との関係を示す実験結
果を示す表図である。

【図８】エア供給しないでトナー補給ができるトナー量
とトナー収納量の関係を示すグラスである。

【図９】好ましいノズルの形態を示し、（ａ）は正面
図、（ｂ）は断面図である。

【図１０】好ましいノズルの他の形態を示す断面図であ
る。

【図１１】好ましいノズルのさらに他の形態を示す断面
図である。

【符号の説明】

１０現像装置２０トナー収納容器２２トナー袋３０エアポンプ４０紛体ポンプ５１ノズル

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者木村秀樹東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー (72)発明者須藤和久東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコー (72)発明者服部良雄東京都大田区中馬込１丁目３番６号株式会社リコーＦターム(参考） 2H077 AA12 AA14 AA25 AA31 AA33 AA39 AC11 AD06 BA01 BA08 CA01 CA02 CA03 DA12 DA15 DB02 DB14 EA01 GA13 3F047 AA03 AA12 BA02 CA02 CA12 CC06 CC21 CC27 DA02 DB08 3H029 AA03 AB06

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】紛体の剤を収納する剤収納手段と、該剤
収納手段に収納されている剤を負圧力によって所定箇所
に搬送する吸引手段と、前記剤収納手段と該吸引手段と
の間の略密閉された剤搬送経路と、前記剤収納手段内に
エアを供給するエア供給手段と、該エア供給手段と前記
吸引手段の作動を制御する制御手段とを有する剤補給装
置において、前記制御手段は、前記吸引手段による剤補給量が所定量
に達した判断したとき、エア供給手段を作動し、その
際、前記所定量をＭとすると、Ｍ≧０．５ｇであること
を特徴とする剤補給装置。
【請求項２】請求項１に記載の剤補給装置において、
前記吸引手段が負圧力によって剤を吸引搬送する一軸偏
心スクリューポンプであることを特徴とする剤補給装
置。
【請求項３】請求項１に記載の剤補給装置において、
前記所定量Ｍが１０ｇ≧Ｍ≧０．５ｇであることを特徴
とする剤補給装置。
【請求項４】紛体の剤を収納する剤収納手段と、該剤
収納手段に収納されている剤を負圧力によって所定箇所
に搬送する吸引手段と、前記剤収納手段と該吸引手段と
の間の略密閉された剤搬送経路と、前記剤収納手段内に
エアを供給するエア供給手段と、該エア供給手段と前記
吸引手段の作動を制御する制御手段とを有する剤補給装
置において、前記制御手段は、前記吸引手段による剤補給量が所定量
に達した判断したとき、エア供給手段を作動し、その
際、前記所定量をＭとすると、所定量Ｍが前記剤収納手
段に収納された量に応じて可変することを特徴とする剤
補給装置。
【請求項５】請求項４に記載の剤補給装置において、
前記剤収納手段に収納された量が少なくなるにつれて所
定量Ｍの値を小さくすることを特徴とする剤補給装置。
【請求項６】請求項４または５に記載の剤補給装置に
おいて、前記所定量Ｍの初期値が前記剤収納手段の初期
重量に応じて設定されることを特徴とする剤補給装置。
【請求項７】請求項６に記載の剤補給装置において、
前記所定量Ｍが１００ｇ≧Ｍ≧０．５ｇであることを特
徴とする剤補給装置。
【請求項８】請求項１ないし７のいずれか一項に記載
の剤補給装置を有する画像形成装置であって、前記剤が
トナーであり、該トナーを現像装置に補給することを特
徴とする画像形成装置。