JP2004012693A - トナー補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー搬送路の詰まりの防止と復帰を図れるトナー補給装置を提供する。
【解決手段】補給用のトナー４５０が収納されたトナー収納容器７に空気を供給して収納手段内でトナーを攪拌する空気供給手段８と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって現像装置２に搬送するための移送手段９とをトナー搬送路１０で接続したトナー補給装置であって、トナー補給モード時のトナー搬送量が所定量Ｍに達する場合と、トナー補給モード終了後に行う詰まり確認モード時のトナー搬送量が所定量Ｎに達する場合に制御手段１１で空気供給手段の駆動を制御してトナー収納容器７に空気を供給いるに際し、所定量Ｍ≧０．５ｇ、所定量Ｎ≧２Ｍ、所定量Ｍ≧１．０ｇ、所定量Ｎ＝所定量Ｍの条件を満たすように、空気供給手段８の駆動を制御する。
【選択図】　　　　　　　　　　図２

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、現像装置へトナーを補給するトナー補給装置及び、このトナー補給装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来技術】
複写機、プリンター、ファクシミリ、あるいはこれらの機能を１台で有する複合機等の画像形成装置では、像担持体としてドラム状やベルト状の感光体を用い、その表面に潜像を形成し、形成された潜像に現像装置から現像剤（トナーまたはキャリア、トナーとキャリアの混合物。以下省略して「トナー」と記す）を供給して潜像を顕像化している。現像装置では、トナーが消費されるため、新規なトナーがトナー補給手段から供給されるようになっている。
【０００３】
トナー補給手段は、トナー収納容器を有し、この容器としてはハードボトルが一般的であり、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て排出するもの、あるいは排出機構を持たずに手で補給するもの等がある。
【０００４】
近年環境問題が重視され、トナー収納容器の回収、リサイクル性が求められている。そこで、フレキシブルな材料で形成されて、その容量を減容可能なソフトなトナー収納容器の提案されている。しかし、電子写真用の乾式の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、このソフトなトナー収納容器からの排出が非常に困難とされている。なぜならトナー収納容器がソフトであると、アジテータや排出機構を付加しにくい、排出機構を設けると減容が妨げられる、手で補給するにも形状保持を難しくハンドリング性が悪い等のためである。
【０００５】
そこで、トナー補給装置では、新規なトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内のトナーに空気を供給する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって吸引してトナー収納容器から所定の場所である現像装置へ搬送するための移送手段と、トナー収納容器と移送手段とを接続し、トナー収納容器から排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有し、トナー収納容器のトナーを空気供給手段から供給される空気で攪拌して流動性を高めてつつ、トナー搬送路、移送手段を介して現像装置に搬送するものが提案されている。
【０００６】
トナー補給装置には、像担持体上から回収したリサイクルトナーを、トナー収納容器内からの新規なトナーと混ぜて現像装置に供給するものがある。このトナー補給装置では、エアポンプ等の空気供給手段にてトナー収納容器内に挿入されたノズルより適時空気を供給して、トナー収納容器内のトナーを攪拌及び流動化して粉体ポンプ等の移送手段で吸引されやすい状態としている。この状態のトナーは移送手段により吸引され、ノズルと移送手段を連結したトナー搬送路を経て移送手段から現像装置へ搬送される。現像装置への供給タイミング及び供給時間は制御部にてコントロールされている。
【０００７】
リサイクルトナーとなる像担持体上の転写残トナーは、像担持体近傍に配設されたクリーニング手段により除去され、このクリーニング部のトナー排出部近傍で適時空気供給源からの空気を供給されつつ移送手段により吸引され、トナー排出部とトナー搬送路とを結ぶリサイクルトナー搬送路、トナー搬送路と経て新規なトナーと混合されて移送手段から現像装置へと搬送される。リサイクルトナーの現像装置への供給タイミング及び供給時間は、新規なトナーの場合と同じく制御部にてコントロールされている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトナー補給装置では、トナー収納容器への空気供給路とトナー導通路が連通しているために、トナー収納容器内に空気を供給すると併せてトナー搬送路内に空気が送られ、トナー搬送路内のトナーを押し込めてしまう。これが何度も繰り返されるとトナー搬送路内のトナーが固められ搬送不可能となる所謂「詰まり」が発生するおそれがある。
【０００９】
トナー攪拌、流動化のための空気供給は、トナー補給装置の雰囲気の空気をエアポンプ等の空気供給手段で吸い込んで行っている。空気供給手段から供給される空気は、装置の設置環境に左右されるため、設置環境が高湿の場合には高湿の空気が供給されることとなる。このため、トナーの吸湿性及び吸湿による流動性悪化等により補給性能が大きく変化、あるいは補給不良といった不具合が発生するおそれがある。
【００１０】
従来のクリーニング手段から排出されるリサイクルトナーを搬送する構成では、リサイクルトナーの滞留スペースが無いため、効率良くリサイクルトナーを攪拌及び流動化することが困難である。このため移送手段によるリサイクルトナー搬送も効率よく行うことが困難である。また、クリーニング手段の排出部に直接空気供給源による空気を直接流入させるため、本来目的の攪拌及び流動化に寄与しない空気がクリーニング手段内部へ流れ込み、クリーニング手段の内圧上昇等によりトナー吹き出し等の不具合のおそれがある。
【００１１】
本発明は、トナー搬送路の詰まりの防止と復帰を図れるトナー補給装置と画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は装置の設置環境下によらないトナー搬送性能を得ることが可能なトナー補給装置や画像形成装置を提供する事を目的とする。
本発明は、クリーニング手段より排出されたリサイクルトナーを良好に攪拌及び流動化し、移送手段によるリサイクルトナーの搬送性能を向上可能なトナー補給装置や画像形成装置を提供することを目的とする。また、空気がクリーニング手段側へ逆流するのを未然に防止して、トナー吹き出し等の不具合を防止することが可能なトナー補給装置や画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１では、補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、トナー収納容器と移送手段とを接続しトナー収納容器から排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路と、トナー補給モード時のトナー搬送量が所定量Ｍに達する毎にトナー収納容器に空気を供給するとともに、トナー補給モード終了後に行う詰まり確認モード時のトナー搬送量が所定量Ｎに達する毎にトナー収納容器に空気供給させように空気供給手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、制御手段が、所定量Ｍ≧０．５ｇ、所定量Ｎ≧２Ｍ、所定量Ｍ≧１．０ｇ、所定量Ｎ＝所定量Ｍの条件を満たすように空気供給手段の駆動を制御するトナー補給装置を提案している。
【００１３】
トナー補給モード時のトナー搬送量の所定量Ｍと詰まり確認モード時のトナー搬送量が所定量Ｎとを、所定量Ｍ≧０．５ｇ、所定量Ｎ≧２Ｍ、所定量Ｍ≧１．０ｇ、所定量Ｎ＝所定量Ｍの条件で空気を供給すると、トナー搬送路に流れる空気の供給量が過剰にならないように改善されるので、トナー搬送路内のトナーへの押し込み作用が低減される。
【００１４】
請求項２は、請求項１記載のトナー補給装置において、空気供給手段がノズルを有し、このノズルがトナー収納容器への空気の供給路とトナー収納容器からのトナーの排出路とが同一経路とされていることを特徴としている。
【００１５】
単管ノズル方式のように、空気がトナーの排出路に合流して供給される場合でも、所定量Ｍ≧０．５ｇ、所定量Ｎ≧２Ｍ、所定量Ｍ≧１．０ｇ、所定量Ｎ＝所定量Ｍの条件で空気を供給すると、空気供給量が過剰にならない。
【００１６】
請求項３は、請求項１または２記載のトナー補給装置において、移送手段を、その内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形のステータと、このステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形のロータとを有し、ロータを回転駆動させることにより負圧を発生させることによってトナーを吸引搬送することが可能な一軸偏心スクリューポンプとしている。一軸偏心スクリューポンプのような吸引ポンプ方式のトナー補給装置であっても、Ｍ≧０．５ｇ、Ｎ≧２Ｍ、Ｍ≧１．０ｇ、Ｎ＝Ｍの条件で空気を供給すると、空気供給量が過剰にならない。
【００１７】
請求項４は、トナー補給モード時のトナー搬送量の所定量Ｍが０．５≦Ｍ≦１００ｇとなる条件で空気を供給することを特徴としている。このため、空気供給量が過剰にならないとともに、トナー収納容器使用後のトナー残量が低減される。
【００１８】
請求項５は、０．５≦所定量Ｍ≦１００ｇという空気供給条件の範囲において、トナー収納容器内の使用中のトナー残量に応じてＭの値を変化させることを特徴としている。このため、トナー残量に応じた空気が適宜供給されることになる。
【００１９】
請求項６は、請求項５記載のトナー補給装置において、トナー残量が少なくなるにつれてＭの値を小さく変化させることを特徴としている。本発明によると、トナー残量が多いときはトナー搬送路内の詰まりが発生し易いためにその原因である空気の供給頻度を減らし、逆にトナー残量が少なくなるにつれてトナー搬送路内の詰まりは発生しにくくなるため、空気供給頻度を増加させる。
【００２０】
請求項７は、請求項１、２または３記載のトナー搬送装置において、トナー補給モード時のトナー搬送量の所定量Ｍが０．５≦Ｍ≦１０ｇとなる条件で空気を供給することを特徴としている。このため、空気供給量が過剰にならないとともに、トナー収納容器使用後のトナー残量が低減される。
【００２１】
請求項８は、請求項７記載のトナー補給装置において、０．５≦所定量Ｍ≦１０ｇの空気供給条件範囲で、トナー収納容器内の初期トナー重量に応じてＭの値を設定することを特徴としている。Ｍの値が固定の場合、トナー容量が多いときは、空気を供給せずに搬送できるトナー量が多いので、空気の供給頻度を減らすことによりトナー搬送路内の詰まり発生が低減する。トナー容量が少ないときは空気を供給せずに搬送できるトナー量が少ないために、空気供給の頻度を増やすことによりトナー残量が低減する。
【００２２】
請求項９は、請求項１乃至８の何れか１つに記載のトナー補給装置において、除湿手段を有することを特徴としている。
【００２３】
請求項１０では、補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、トナー収納容器と移送手段とを接続し、トナー収納容器から排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有するトナー補給装置において、除湿手段を有するトナー補給装置を提案している。除湿手段を備えることにより、トナー収納容器内に供給する空気の湿度が低減される。
【００２４】
請求項１１は、請求項９または１０記載のトナー補給装置において、空気供給手段は、圧縮空気が充填されているボンベと、このボンベを開閉する開閉弁とを有することを特徴としている。
【００２５】
請求項１２は、請求項９または１０記載のトナー補給装置において、空気供給手段は、エアポンプを有し、このエアポンプの吸引側に除湿手段を設け、請求項１３は、エアポンプの吐出側に除湿手段を設けたことを特徴としている。
【００２６】
請求項１４は、請求項９または１０記載のトナー補給装置において、空気供給手段はエアポンプを有し、このエアポンプ、トナー収納容器及び除湿手段を密閉された空間にそれぞれ設けたことを特徴としている。
【００２７】
請求項１５は、請求項９または１０記載のトナー補給装置において、トナー収納容器が、装置本体に対して着脱可能であり、この着脱可能なトナー収納容器に除湿手段を設けたことを特徴としている。
【００２８】
請求項１６は、請求項１乃至１５の何れか１つに記載のトナー補給装置において、リサイクルトナーが収納されるクリーニング手段から排出されるリサイクルトナーを受けるリサイクルトナー貯留部と、リサイクルトナー貯留部内に空気供給源からの空気を供給することでリサイクルトナーの流入と空気の流出を行うノズルと、トナー搬送路とノズルの流出側とを接続し、リサイクルトナー貯留部内のリサイクルトナーがトナー搬送路に向かって搬送されるリサイクルトナー搬送路とを有することを特徴としている。
【００２９】
請求項１７では、補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、トナー収納容器と移送手段とを接続し、トナー収納容器から排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有するトナー補給装置において、リサイクルトナーが収納されるクリーニング手段から排出されるリサイクルトナーを受けるリサイクルトナー貯留部と、リサイクルトナー貯留部内に空気供給源からの空気を供給することでリサイクルトナーの流入と空気の流出を行うノズルと、トナー搬送路とノズルの流出側とを接続し、リサイクルトナー貯留部内のリサイクルトナーがトナー搬送路に向かって搬送されるリサイクルトナー搬送路とを有するトナー補給装置を提案している。
【００３０】
請求項１８では、請求項１７または１８記載のトナー補給装置において、クリーニング手段からリサイクルトナー貯留部に流入するリサイクルトナーの流入を規制する排出弁を、リサイクルトナーの流入側に設けたことを特徴としている。
【００３１】
請求項１９は、請求項１乃至１８の何れか１つに記載のトナー補給装置において、トナー収納容器の内部圧力を大気圧程度へ安定させるための圧力調整部を有することを特徴としている。
【００３２】
請求項２０では、請求項１乃至１９の何れか１つに記載のトナー補給装置において、所定の場所が、像担持体にトナーを供給する現像装置であることを特徴としている。
【００３３】
請求項２１では、その表面に潜像が形成される像担持体と、像担持体の表面に形成された潜像にトナーを供給する現像装置とを備えた画像形成装置において、現像装置へのトナー補給装置として請求項１乃至２０の何れか１つに記載のトナー補給装置を有することを特徴としている。
【００３４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。図１に示す画像形成装置は、その表面に潜像が形成される像担持体としてのドラム状の感光体１と、表面に形成された潜像にトナーを供給する所定の場所となる現像装置２と、感光体１表面の残留トナーを除去するクリーニング手段５０と、現像装置２へ補給用のトナーを補給するトナー補給装置３とを備えている。現像装置２は、感光体１と対向配置された現像スリーブ４、第１撹拌スクリュー５及び第２撹拌スクリュー６を備えている。現像装置２内の現像剤は、第１撹拌スクリュー５と第２撹拌スクリュー６が図示しない駆動モータなどの駆動手段によって回転駆動されることで図中右方から左方へと撹拌搬送されて現像スリーブ４に供給される。そして、現像スリーブ４が図示しない駆動手段で回転駆動されることで感光体１へと供給されて感光体表面に形成された潜像に静電的に付着して潜像を顕像化する。
【００３５】
感光体表面に残留したトナーは、感光体表面に接触するクリーニング手段５０のブレード５０Ａによって掻き取られ、その下方に位置するケース５０Ｂ内に収納される。
【００３６】
トナー補給装置３は、図２に示すように、補給用の新規なトナー４５０を収納するトナー収納容器７と、トナー収納容器７内に空気を供給してこの収納容器内のトナー４５０を攪拌する空気供給手段８と、トナー収納容器７内のトナー４５０を圧力によって現像装置２に搬送するための移送手段９と、トナー収納容器７と移送手段９とを接続し、トナー収納容器７より排出されたトナー４５０が搬送されるトナー搬送路１０と、空気供給手段８及び移送手段９の動作を制御する制御手段１１とを備えている。
【００３７】
移送手段９は吸引型１軸偏芯スクリューポンプであって、本形態では、所謂モーノポンプを用いている。以下、移送手段９を「粉体ポンプ９」と記す。粉体ポンプ９は、内側がゴム材料で２条のスクリュー形状、即ちダブルピッチの螺旋溝が設けられた雌ねじ形のステータ３０３と、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状（雄ねじ形）に形成されたロータ３０２と、これら全体を包み、かつトナーの移送路３０６を形成する樹脂材料などで作られたホルダ３０５を備えている。ロータ３０２は、ケース３０４に回転自在に支持され、駆動源となる駆動モータ３１１で回転駆動される駆動軸３１０と一体回転可能に結合されている。このロータ３０２は、図３、図４、図５に示すように、ステータ３０３内に回動自在に嵌挿されていて、駆動モータ３１１で回転駆動されることで、ステータ３０４の内面とロータ外面との間に形成される空間位置を変位させている。
【００３８】
図２に示すホルダ３０５及びステータ３０３は、図示しない装置の基部に固定状態とされている。ケース３０４は、ポンプの吐出側となる図１において左方に位置するロータ３０２の端部側に配置され、ロータ３０２によって搬送されるトナー４５０の導入部３０６と、現像装置２へのトナーの供給部３０７が形成されている。ケース３０４は、導入部３０６が現像装置２の開口部２ａと一致するように現像装置２に接合される。粉体ポンプ９は、駆動軸３１０に駆動モータ３１１から駆動力が伝達されてロータ３０２が回転すると、強い自吸力（吸引圧）が生じ、トナー収納容器７からトナー４５０を吸引するように構成されている。
【００３９】
空気供給手段８は、電動式の周知のエアポンプ６００と、エアポンプ６００からの空気をトナー収納容器７内に供給するとともに、トナー収納容器７内のトナーをトナー搬送路１０へ排出する機能を備えたノズル５１０と、エアポンプ６００とノズル５１０とを連結する空気供給路６０２と、空気供給路６０２に設けられた電磁式の制御弁６０１とを備えている。エアポンプ６００には、毎分１〜３リットル程度の空気流量を発生するものを用いている。エアポンプ６００及び制御弁６０１は、制御手段１１の制御下におかれている。制御弁６０１は、エアポンプ６００の動作時には開弁され、粉体ポンプ９の動作時には閉弁されてトナー搬送路１０を密閉状態とする。
【００４０】
トナー収納容器７の内部では、ノズル５１０から空気が供給されると、トナー４５０が攪拌・流動化される。ノズル５１０付近のトナー４５０は、粉体ポンプ９が駆動することで吸引され、トナー収納容器７内で生じる架橋現象（なくなったトナーの部分に空洞ができる）が防止されている。また、トナー４５０の流動化または架橋したトナーを供給した空気により崩すことができるため、トナー補給量の安定化、収納手段内トナー残量の低減化が実現できる。
【００４１】
画像形成装置がカラー画像形成装置の場合、使用するトナーの色は、一般にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色を用いることが多く、トナー補給装置３や現像装置２をそれぞれ４つ備えることになる。本形態では、便宜的に１つのトナー補給装置３から１つの現像装置２へのトナー補給を例示するが、カラー画像形成装置の場合、各色のトナー補給装置３毎にエアポンプ６００や制御弁６０１を有する構成としてもよい。あるいは、各色毎に制御弁６０１を設け、１つのエアポンプ６００を共通なものとして使用する形態としても良い。
【００４２】
トナー収納容器７への実際のエア供給時間は、エア過多による詰まり等の問題発生の防止を考慮すると、長くても５秒以下が望ましい。このため、各色に対応する複数のトナー補給装置を有する場合でも、１つのエアポンプ６００で十分にまかなうことができる。
【００４３】
トナー補給装置３の駆動、制御は、周知の現像剤濃度検知・制御手法を用いている。この手法は、現像装置２の一部に設けられた透磁率検出手段３１２の出力に基づき現像装置２内のトナーとキャリアの混合比の変化を検知し、現像装置２内のトナー量が少ないと検知されると、トナー補給モードとなり制御手段１１で駆動モータ３１１を駆動して駆動軸３１０を回転させて粉体ポンプ９を作動する。透磁率検出手段３１２の信号に基づき、粉体ポンプ９により現像装置２内に移送されてきたトナー量が所定量以上となったことを制御手段１１が判断すると、制御手段１１は、周知のコンピュータでその主要部が構成されていて、駆動モータ３１１の駆動を停止して粉体ポンプ９の作動を停止するように制御する。これ以外の方法として感光体１上のトナー像の反射濃度を検知し、同様のトナー補給制御する方法等の周知の技術を転用することも可能である。
【００４４】
エアポンプ６００からの空気の供給制御は、図６に示すように、粉体ポンプ９の作動時間の累積が所定の値（例えば１ｓｅｃ）、すなわち、トナー搬送量が所定量Ｍに達すると、粉体ポンプ９が停止した直後に制御手段１１でエアポンプ６００を作動するといった方法で行うことができる。本形態では、エアポンプ６００と粉体ポンプ９とを同時に駆動することはない。この理由は、図７に示すように、エアポンプ６００と粉体ポンプ９と同時に駆動させてしまうと、エアポンプ６００から供給された空気が粉体ポンプ９側にも送られてしまい、トナー収納容器７内への空気供給量が低減し、トナー４５０が十分に撹拌されない場合が生じるためである。
【００４５】
図２に示すトナー搬送路１０は、内径φ４〜１０のチューブであって、その材質にはフレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料やプラスチック材料が使用されている。ゴム材料としてはポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等を用い、プラスチック材料としてはポリエチレン、ナイロン等を用いることが非常に有効である。
【００４６】
トナー収納容器７は、トナー４５０を収納した袋状のトナー収納部材４１０と、このトナー収納部材４１０を外側から保護する保護ケース４０１とを備えている。トナー収納容器７は、樹脂等で作られた容器ホルダ５００内に保護ケース４０１を挿入、離脱可能に構成されていて、トナー補給装置３や画像形成装置に対して着脱自在とされている。トナー収納容器７は、容器ホルダ５００内に挿入されることで補給可能状態に保持される。保護ケース４０１は剛性を有する紙、段ボールやプラスチック等の材料で作られ、トナー収納部材４１０の周囲を包み込んでいる。トナー収納部材４１０は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製又は紙製のシート状（８０〜２００μｍ程度の厚み）のフレキシブルなシートを単層または複層構成にして折り紙製作のように作製されたものであり、空気の流入出が無い密閉された袋状容器形状に作られていて、使用後にその容量を減容可能とされている。
【００４７】
トナー収納容器７は、排出口４２０を備えている。この排出部４２０は、保護ケース４０１に取り付けられたリング状のケース４２１と、ケース４２１に装着されたシール部材４２２とから構成されている。ケース４２１は口金であって、トナー収納部材４１０の開口部内に装着される。ケース４２１はポリエチレンやナイロン等の樹脂製であり、これらはトナー収納部材４１０と同一部材を使用することがリサイクルの観点で望ましく、トナー収納部材４１０との装着を溶着で行なう場合、容易に行えるので好ましい。ケース４２１とシール部材４２２は両面接着テープの適宜な接着手段により接合されている。シール部材４２２は発泡スポンジ、ゴム等の弾性体で作製されおり、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するものが使用されている。シール部材４２２には、ノズル５１０を挿通するための十字スリットが切り込まれていて、通常はスリットが閉じた状態となっている。
【００４８】
ノズル５１０について説明する。ノズル５１０は、トナー収納部材４１０内にその先端部に設けられた開口部５１２が位置するように、容器ホルダ５００に対して一体または脱着可能に係合されている。ノズル５１０は、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、筒状の本体５１４と、空気供給路６０２が接続される中空状のニップ部５１１と、トナー搬送路１０と接続する接続口５１５と、空気供給口とトナー排出口とを成す開口部５１２とを備えている。本体５１４の軸線方向に形成された内部通路５１３は、その両端部において開口部５１２と接続口５１５と連通し、その側面においてニップ部５１１と連通している。開口部５１２は、本体５１４の先端部に、周方向に複数形成されたスリットであって、ニップ部５１１を介して流入するエアポンプ６００からの空気をトナー収納部材４１０内に流入するとともに、空気の非流入時にトナー収納部材４１０内のトナー４５０を内部通路５１３に導入する機能を備えている。すなわち、図５に示すノズル５１０は、空気の供給路とトナーの排出路とが合流した構成となっている。
【００４９】
図９（ａ）、図９（ｂ）は、ノズルの別な形態を示す。このノズル６１０は、本体５１４を二重筒状とし、内側の内部通路５１３を開口部５１２及び排出口５１５と連通するトナーの排出路とし、外側の通路５１６の一端をニップ部５１１と連通し、他端５１７を開口部５１２側で開放して空気の供給路としたものである。ノズル構成としては、このような空気の供給路とトナーの排出路とが独立した持形態であっても良い。本形態では、構造が簡単で製作コストが安い図８に示す単管構造のノズル５１０を用いている。
【００５０】
トナー収納容器７が容器ホルダ５００にセットされると、ノズル５１０がシール部材４２２の十字スリットに挿入されて保持される。シール部材４２２は、弾性を有しているので、十字スリットにノズル５１０を挿入した状態でノズル５１０と密着するため、トナー収納部材４１０内から装置外へのトナー４５０の漏れを防止することができる。また、トナー収納容器７を容器ホルダ５００から取り出した場合には、シール部材４２２の十字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ことができる。十字スリットの長さは、ノズルと密着性を考慮すると、ノズル５１０の外径と同径〜約３ｍｍ程度大きい長さとするのが好ましい。
【００５１】
開口部５１２から内部通路５１３に導入案内されたトナー４５０は、粉体ポンプ９の動作によって吸引され、トナー搬送路１０、粉体ポンプ１０内を通って現像装置２へ向かって吸引搬送され、供給部３０７、開口部２ａより現像装置２内に落下供給される。
【００５２】
現像装置２内の現像剤が１成分トナーの場合には、この供給されたトナー４５０は現像装置２の各攪拌スクリューによって現像スリーブ４へと搬送され、２成分の場合には現像装置２のトナー及びキャリアと撹拌混合されつつ、均一な剤濃度と適正な帯電量とされて現像スリーブ４へと搬送される。
【００５３】
図２のトナー補給装置において、粉体ポンプ９の作動時（トナー補給時）にはトナー搬送路１０内にトナー４５０が充満しており、粉体ポンプ９の停止時にもこの状態はほぼ維持されている。また、トナー収納容器７内のトナー４５０は、エアポンプ６００から空気供給されると流動化する。トナー収納容器７からトナー搬送路１０、粉体ポンプ９までは粉体ポンプ９の作動時に負圧を発生させるためにほぼ密閉路となっているので、トナー収納容器７内に空気を供給すると符号Ｐ１で示すトナー収納容器７の内部圧力が上昇する。このため、流動化されたトナー４５０はトナー収納容器７からノズル５１０を介してトナー搬送路１０内へ勢いよい吐出される。このような状態となると、既にトナー搬送路１０内に充満しているトナーが押し込められて圧縮され易くなる。さらに、空気供給路６０２とトナー搬送路１０はニップ部５１１、内部通路５１３を介して連通しているために、トナー収納容器７内に空気を供給するとトナー搬送路１０側にも空気が送られ、空気が直接トナー搬送路１０内のトナーを押し込んでしまう。これらが何度も繰り返されるとトナー搬送路１０内のトナーが搬送不可能なほど固められる、「詰まり」が発生することがある。
【００５４】
本願発明者が、このような「詰まり」現象を研究したところ、粉体ポンプ９による搬送に対して、トナー収納容器７内への空気供給が過剰である条件の場合のみに「詰まり」が発生することがわかった。この実験結果を図１０に示す。図１０は、空気供給間隔と相関するトナー搬送量と、トナー搬送路１０内の詰まり状態の関係を示すものである。空気供給間隔は、図６の制御方法に従い、粉体ポンプ９を、間隔をおいて複数回駆動してトナー搬送量（あるいはトナー搬送量に相関するパラメータとなるポンプの駆動時間）が所定量Ｍｇに達したら、エアポンプ６００を駆動して空気を供給する。
【００５５】
本願発明者はトナー搬送量の所定量Ｍを０．１ｇ〜２ｇの間で変動させてトナー搬送路１０内の詰まりについて観測した。観測に際し、エアポンプ６００の１回の流量は２Ｌ／ｍｉｎ、空気供給時間は１ｓｅｃとし、トナーには処方の異なる２種類の電子写真用の乾式トナーＡ、Ｂを用いた。トナーＡは詰まりが最も発生し易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の補給を総量１０００ｇ行ったときのトナーである。トナー搬送路１０内の詰まりは、所定量Ｍの供給後にトナー搬送路１０を手で触り確認した。
【００５６】
図１０において、×はトナー搬送路１０内で詰まり、トナー補給が途中で停止した場合、△はトナー補給が最後まで行われたが、終了後にトナー搬送路１０内に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、かつトナー搬送路１０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は所定量Ｍ≧０．５ｇ、トナーＢは所定量Ｍ≧０．２ｇ以上となり、結果として所定量Ｍが０．５ｇ以上であれば、補給時の詰まりが発生しにくいことが解る。すなわち、トナー補給時のトナー搬送量の所定量Ｍが０．５ｇ以上となるようにエアポンプ６００の駆動時間や回数を制御することで、トナー補給時におけるトナー搬送路１０内での詰まりの発生を効果的に低減することができる。
【００５７】
図１１は、トナー補給は最後まで行われたが、補給終了後にトナー搬送路１０内に詰まりが確認された場合（図１０の△印）において、空気供給間隔を広げて詰まりが復帰するかを実験した（詰まり確認モード）結果を示す。この結果から、トナーＡは、詰まった後の搬送量が所定量Ｎ≧１．０ｇ、トナーＢは詰まった後の搬送量Ｎ≧０．５ｇで復帰しているため、所定量Ｎ≧２Ｍ以上であれば、詰まりが発生した場合においても、復帰させることができる。すなわち、トナーが一旦詰まった状態の後のトナー搬送量が所定量Ｎ≧２Ｍ以上となるように、エアポンプ６００の駆動時間や回数を制御することで、トナー補給後に詰まりがある場合でも効果的にその詰まりを解消することができる。つまり、トナー搬送路１０内に詰まりが生じた場合には、トナー補給時よりも多い量のトナー搬送を行なうことで、詰まりを解消することができる。
【００５８】
図１２は、トナー収納容器７内の残トナー量と、その時にエアポンプ６００を駆動しないで空気をトナー収納容器７内に供給せず、現像装置２へと搬送補給できるトナー搬送量（トナー補給量）を測定し、測定結果をグラフにしたものである。図１２において、縦軸はトナー補給量を、横軸は残トナー量をそれぞれ示す。測定したトナーには、図１０で説明したトナーＡ、Ｂを用いた。図１２の結果から、トナー収納容器７内の残トナー量が少なくなるに従い、空気を入れずに補給できるトナー補給量が減少する。すなわち、流動性の良くない特性による架橋が発生してしまう。このため、空気供給頻度であるエアポンプ６００の駆動時間や駆動回数を多くしなければならないことが理解できる。そして、３０ｇ以下のトナー残量（多くのカラー複写機、カラープリンター製品ではトナー残量の規格値が３０ｇ以下となっている）を達成するためには所定量Ｍは１０ｇ以下にする必要がある（トナーＡで所定量Ｍ＝１０ｇ、トナーＢで所定量Ｍ＝４ｇ）。
【００５９】
一般的に、画像形成装置に用いるトナー収納容器７内のトナー総重量は、約１０００ｇ以下である。これはユーザーが交換するときに手で持って操作できる容量を考慮するとこれ以上の容量は操作しにくくなるためである。図１２の結果より、トナーが１０００ｇのときには空気を供給しなくても約１００ｇは補給できるので、トナー搬送量の所定量Ｍ＝１００ｇとして、１００ｇ補給するまではエアポンプ６００を停止状態として空気供給しないようにすることで、この間でのトナー詰まりの発生は、殆ど心配なくなる。そしてトナー４５０を１００ｇ補給してエアポンプ６００の駆動により空気供給した後には、今度はトナー残量が９００ｇであるので所定量Ｍを９０ｇに設定する、というふうに次々とトナー搬送量の所定量Ｍを減少するように設定することによって、無駄な空気供給をせず、トナー詰まりを効果的に防止することができる。このような不要な空気供給を実行しないことは、消費電力の低減にもつながる。
【００６０】
トナー搬送路１０内の詰まりは、トナー残量が多いときに発生し易い。これは、トナー収納容器７内のトナー４５０による流入抵抗が大きく、エアポンプ６００からの空気がトナー搬送路１０側へ行き易い、トナー残量が多いと、トナー収納容器７内の空間が少ないために容器内圧が上昇し易い、空気供給によるトナー収納容器７外へのトナー排出量もトナー残量が多いほど多くなる等の理由からである。このため、トナー収納容器７内のトナー残量が低減するのに応じて、トナー搬送量の所定量Ｍを低減するように設定する制御方法は特に効果があるものとなる。
【００６１】
本形態では、トナー搬送量の所定量Ｍ、所定量Ｎに応じてエアポンプ６００の駆動を制御することでトナー収納部材４１０への空気供給を制御し、トナー搬送路１０内の詰まりを防止したり、詰まりを解除しているが、エアポンプ６００の制御のパラメータとしてはトナー搬送量の所定量に限定されるものできはない。例えば、トナー搬送量を所定量Ｍ、あるいは所定量Ｎ分だけ搬送する粉体ポンプ９の駆動時間を確認しておき、粉体ポンプ９の時間駆動の累積値が所定値Ｎｓｅｃに達する毎にトナー補給量を低減するような制御形態としても良い。
【００６２】
図１３は、トナー収納容器７の斜視図を示す。図１３において、符号４４０は、トナー収納部材４１０の上部に設けた圧力調整部材としての通気性フィルター４４０を示す。この通気性フィルター４４０を設けることで、エアポンプ６００から供給された空気によりトナー収納部材４１０内圧が正圧に上昇するのを減圧することができる。圧力調整部材としては所定の内圧となると開弁する一方向弁を用いても良い。
【００６３】
本形態において、保護ケース４０１は剛性を有するので、トナー収納部材４１０が袋状の折りたたみ方式のものであっても、その形状を保持することができ、容器ホルダ５００への装着・離脱時（トナー収納容器交換時）の操作性が良好となるとともに、トナー収納容器７内のトナー品質特性の保護・維持にも有効である。また、従来使用されている、ブロー成形法などにより形成された口金部とトナー収納容器とが一体構造をなすフレキシブルなトナー容器を用いることも可能である。
【００６４】
使用後のトナー収納容器７は、保護ケース４０１とトナー収納部材４１０を容易に分解でき、かつ、保護ケース４０１は折り畳め、袋状のトナー収納部材４１０はフレキシブルであるので、従来のカートリッジ、ボトルといったハードボトルタイプのものに比較して、容器がかさばらなくなり、運搬や保管時での取扱性が良くなる。このため、収納スペースを低減できるので、ユーザー先からメーカーへトナー収納容器７を回収する際に、従来のものに比べて一回当りの回収量を多くでき、物流コストの大幅な低減を達成することができる。
【００６５】
本形態では説明したトナー補給装置３は、画像形成装置の現像装置２に対して、フレキシブルなトナー搬送路１０のみを接続するだけでよく、現像装置２や画像形成装置に対する設置位置や場所の制約が少ない。すなわち、トナー補給装置３の設置位置や場所に自由度があるので、ユーザーのトナー収納容器７の交換時における操作性が最もやり易い場所にトナー補給装置３を設ける事が可能となる。よって、カラー複写機やカラープリンター等の多数色のトナーを補給しなければならない画像形成装置に、このような構成のトナー補給装置３を適用することで、各色のトナー補給装置を最適な場所に設置することができる。
【００６６】
トナー収納容器７のトナー４５０の流動性を損なう原因としてトナー４５０の湿気が挙げられる。このトナーの湿気は、画像形成装置の設置場所や補給用のトナー４５０を収納したトナー収納容器７の画像形成装置への装着前の保管場所等の環境によって大きく左右される。そこで、このような補給用のトナー４５０の湿気による不具合を解消するための手段として、図１に示すようにトナー補給手段２００に除湿手段２００を設けるとよい。
【００６７】
除湿手段２００としては石灰石、シリカゲル等の物質が挙げられ、これらを袋に詰めて例えば、図２に示すエアポンプ６００の吸引側６００ａや吐出側６００ｂ、あるいは空気供給路６０２上に除湿手段２００をそれぞれ設ける形態が挙げられる。このようにエアポンプ６００の吸引側６００Ａや吐出側６００Ｂ、空気供給路６０２等に除湿手段２００を設けると、エアポンプ６００からトナー収容部材４１０内に供給される空気の湿度を低減することができるので、湿った空気の供給によりトナー４５０の攪拌性や流動性が損なわれることを低減することができる。また、空気供給路６０２に除湿手段２００を設ける場合、空気供給路６０２内にない空気に関しては除湿を行わない事から除湿手段２００の寿命を延ばす事ができ、耐久性の向上、交換頻度を低減することができるといったメリットがある。
【００６８】
除湿手段２００は、長期使用するとその性能が低下するので、交換可能とするのが好ましい。交換可能な形態としては、補給用のトナー４５０が無くなったら必然的に交換するトナー収納容器７側に取り付ける形態や、トナー収納部材４１０内にトナー４５０と一緒に混在させる形態が挙げられる。
【００６９】
除湿手段２００を設ける形態としては、エアポンプ６００、トナー収納容器７、除湿手段２００等を、図２において符号３００で示す密閉された空間にそれぞれ設ける形態であっても良い。空間３００は、エアポンプ６００、トナー収納容器７、除湿手段２００の開閉部を有する箱３１０で被って形成し、開閉部にはゴムパッキン等の密閉部材を設けて外気を遮断する。このように構成することで、エアポンプ６００から供給される空気やトナー収納容器７内に収納されているトナー４５０が湿けることを防止できるとともに、除湿手段２００が余分な湿度を吸わなくなる。このため、良好なトナーの流動性を確保しながら除湿手段２００の耐久性を向上することができる。
【００７０】
上記形態ではトナー収納容器７内への空気供給をエアポンプ６００で行っているので、エアポンプ６００が吸引する空気の湿度がトナー４５０の攪拌性や流動性に影響を与えてしまう。したがって、図１４に示すように、ノズル５１０と、空気搬送路６０２と接続され、圧縮空気が充填されているボンベ４０１と、このボンベ４０１とノズル５１０の間の空気搬送路６０２に配設され、ボンベ４０１の吐出口あるいは空気搬送路６０２を開閉する開閉弁４０２とを有する空気供給手段４００を用いる構成としても良い。本形態の場合、開閉弁４０２には電磁弁を用い、制御手段１１と接続してトナー搬送量が所定量Ｍ、Ｎの条件となるように、制御手段１１でその開閉動作を制御する。このような構成とすると、ボンベ４０１内の空気は外部の湿度の影響を受けないので、トナー収納容器７へ空気の湿度を良好な状態に保持したまま供給することができ、良好なトナー４５０の攪拌性や流動性を担保することができる。
【００７１】
図１５に示すトナー補給装置１３は、補給用のトナー４５０が収納されたトナー収納容器７と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段８と、トナー収納容器７内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段としての粉体ポンプ９と、トナー収納容器７と粉体ポンプ９とを接続し、トナー収納容器７より排出されたトナー４５０が搬送されるトナー搬送路１０Ａとを有するトナー補給装置１３であって、リサイクルトナー４５１の供給系を備えている。本形態において、トナー補給装置１３は、図１に示す画像形成装置に、トナー補給装置３に換えて装着される。トナー補給装置１３において、トナー補給装置３と同一機能を有する構成要素にはトナー補給装置３で用いた符号と同一の符号の付し、両装置において相違する構成を中心に説明する。トナー補給装置１３の特徴は、リサイクルトナー４５１の搬送系を備える点にある。
【００７２】
このリサイクルトナー４５１の搬送系は、リサイクルトナー４５１が収納されるクリーニング手段５０の排出部５１から排出されるリサイクルトナー４５１を受けるリサイクルトナー貯留部としてのトナー排出バッファ部６０と、トナー排出バッファ部６０内に空気供給源としてのエアポンプ６１からの空気を供給することでリサイクルトナー４５１の流入と空気の流出を行うノズル６２（以下、「バッファ部ノズル６２」と記す）と、トナー搬送路１０Ａとバッファ部ノズル６２の流出側６２ａとを接続し、トナー排出バッファ部６０内のリサイクルトナー４５１がトナー搬送路１０Ａに向かって搬送されるリサイクルトナー搬送路１０Ｂと、空気供給手段８、移送手段９及びエアポンプ６１の駆動を制御する制御手段１１１とを有している。
【００７３】
トナー搬送路１０Ａは、ノズル５１０の接続口５１５に接続された搬送部材１０１と、粉体ポンプ９の吸引側に接続された搬送部材１０３と、搬送部材１０１と搬送部材１０３とをつなぐ二股状の集合部材１０２から構成されている。補給搬送部材１０１、集合部材１０２及び補給搬送部材１０３は、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料やプラスチック製のチューブである。ゴム材料としてはポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等を用い、プラスチック材料としてはポリエチレン、ナイロン等を用いることが非常に有効である。
【００７４】
トナー排出バッファ部６０は、上下が開口された筒状の部材であって、その上部開口６０Ａをクリーニング手段５０のケース５０Ｂの排出口５１と接合するように配設されている。トナー排出バッファ部６０の下方開口６０Ｂにはバッファ部ノズル６２が図示しないシール部材を介して装着されている。本形態において、バッファ部ノズル６２はノズル５１０と同一構成となっている。即ち、バッファ部ノズル６２は、エアポンプ６１が駆動されると、空気をトナー排出バッファ部６０内に供給して同バッファ部６０内のリサイクルトナー４５１を攪拌及び流動化するとともに、リサイクルトナー搬送路１０Ｂへ案内する。
【００７５】
リサイクルトナー搬送路１０Ｂは、バッファ部ノズル６２の流出側６２ａと接続する搬送部材１０４と、上述した搬送部材１０３及び集合部材１０２とで構成されている。搬送部材１０４は、搬送部材１０１同様、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料やプラスチック製のチューブで構成されている。
【００７６】
制御手段１１１は、周知のコンピュータでその主要部が構成されている。制御手段１１１には、駆動モータ３１１、透磁率検出手段３１２、エアポンプ６００、制御弁６０１及びエアポンプ６１が接続されていて、各部の動作を制御する。制御手段１１１は、駆動モータ３１１が駆動しているときには、エアポンプ６１、６００の駆動を停止状態とし、開閉弁６０１を閉状態とし、トナー補給モード時となると、エアポンプ６１、６００を駆動するとともに開閉弁６０１を開状態とするように制御する。
【００７７】
本形態において、制御手段１１１は、制御手段１１のようなトナー搬送量の所定量Ｍ、Ｎに応じた制御は行わないものとするが、無論制御手段１１と同様な所定量制御を行うようにしても良い。
【００７８】
このような構成のトナー補給装置１３の動作を説明する。
制御手段１１１により、エアポンプ６００が駆動され、開閉弁６０１が開状態とされると、トナー収納容器７内に空気がノズル５１０によって適時供給される。トナー収納容器７内のトナー４５０は、供給された空気によって攪拌及び流動化され吸引されやすい状態となる。この状態のトナー４５０は、粉体ポンプ９が駆動されると、搬送部材１０１、集合部材１０２、搬送部材１０３を介して粉体ポンプ９方向へ吸引され、粉体ポンプ９の内部を通して現像装置２側に供給される。
【００７９】
一方、クリーニングケース５０Ｂ内に回収・収納されたリサイクルトナー４５１は、排出部５１からトナー排出バッファ部６０内へ供給されて滞留する。滞留したリサイクルトナー４５１は、エアポンプ６１が駆動してバッファ部ノズル６２から適時エア供給が行われると、攪拌及び流動化され吸引されやすい状態となる。この状態のリサイクルトナー４５１は粉体ポンプ９の駆動により吸引され、集合部材１０４、集合部材１０２、搬送部材１０３を介して粉体ポンプ９方向へ吸引され、粉体ポンプ９の内部を通して現像装置２に再度供給される。
【００８０】
このようなリサイクルトナー４５１の搬送系を備えることで、クリーニング手段５０より排出されたリサイクルトナー４５１をトナー排出バッファ部６０内で攪拌及び流動化することができ、粉体ポンプ９によるリサイクルトナー４５１の搬送性能を向上させることができる。また、トナー排出バッファ部６０及びバッファ部ノズル６２をエアポンプ６０とクリーニング手段５０の排出部５１との間に配置しているので、クリーニング手段５０の排出部５１に直接エアポンプ６１から空気が流入することがなくなり、クリーニング手段５０のケース５０Ｂの内圧上昇が抑制され、トナー吹き出し等の不具合を防止することができる。トナー搬送路１０Ａとリサイクルトナー搬送路１０Ｂとが共通の部材、即ち集合部材１０２、搬送部材１０３を備えているので、搬送系の構成を簡素化でき、構成部材の削減、省スペース化を図ることができる。
【００８１】
エアポンプ６０の駆動時期に関しては、エアポンプ６００の駆動時期と同一時期としても良いし、リサイクルモードを設けて、このモードの時に駆動するようにしても良い。エアポンプ６０、６００を同時に駆動すると、補給用の新規なトナー４５０とリサイクルトナー４５１とが、その粉体ポンプ９による搬送中に集合部材１０２で合流し、共通の搬送部材１０３内を金剛された状態で搬送されて粉体ポンプ９へ搬送される。そして、粉体ポンプ９内を通過する際に、スクリュー状のロータの作用により攪拌されて現像装置２へ供給される。
【００８２】
図１６は、図１５に示すトナー補給装置１３の変形例を示す。この例の特徴は、クリーニング手段５０からリサイクルトナー貯留部となるトナー排出バッファ部６０に流入するリサイクルトナー４５１の流入を規制する排出弁７０を、トナー排出バッファ部６０へのリサイクルトナーの流入側に設けたことにある。排出弁７０は、断面逆ハの字状の弾性を有する部材で構成されていて、排出口５１と対向するようにトナー排出バッファ部６０内の上部開口６０Ａの下方に配置されている。この排出弁７０は、所定量のリサイクルトナー４５１が堆積してある一定以上の重さとなると、下方に向かって開放変形するように構成されている。
【００８３】
このような排出弁７０を備えたトナー補給装置１３によると、排出弁７０はクリーニング手段５０の排出口５１から排出されたリサイクルトナー４５１が排出弁７０の上方に堆積し、ある一定以上の重さになると下方に開かれて、リサイクルトナーがトナー排出バッファ部６０内に供給されるようになる。リサイクルトナー４５１が落下して弁への加重がなくなると、排出弁７０は自身の弾性によって閉状態に戻る。
【００８４】
このため、エアポンプ６１からトナー排出バッファ部６０内に空気が供給された場合でも、排出弁７０によって排出口５１が閉じられるので、クリーニング手段５０側への空気逆流を未然に防止することができる。
【００８５】
排出弁７０を、例えば、薄いフィルム状部材で構成すると、そのフィルム厚さによる腰の強さにより、弁を開閉させるためのリサイクルトナーの重量を容易にコントロールすることができる。
【００８６】
【発明の効果】
本発明によれば、空気供給量がトナー吸引量に対して過剰になるとトナー搬送路内でトナー詰まりが発生することがあるが、トナー補給モード時のトナー搬送量の所定量ＭをＭ≧０．５ｇとし、詰まり確認モード時のトナー搬送量の所定量ＮをＮ≧２Ｍとし、Ｍ≧１．０ｇ、Ｎ＝Ｍの条件で空気を供給することにより、トナー詰まりを防止できるとともにトナー詰まり状態を解消することができる。
【００８７】
本発明によれば、ノズル構成がトナーと空気とが同一の通路で供給されるタイプの場合、空気供給量が過剰になるとトナー搬送路内でトナー詰まりが発生することがあるが、上記条件で空気を供給することにより、トナー詰まりを防止できるとともにトナー詰まり状態を解消することができる。
【００８８】
本発明によれば、０．５≦Ｍ≦１００ｇという条件で空気を供給することにより、空気によるトナーの撹拌・流動効果とトナー詰まり防止を両立することができる。
【００８９】
本発明によれば、トナー残量が多いときは、トナー搬送路内詰まりが発生し易いためにその原因である空気の供給頻度を減らし、逆にトナー残量が少ないときはトナー搬送路内詰まりが発生しにくいため、空気供給頻度を増してトナーの架橋防止を積極的に行うことにより、トナー収納手段内のトナーを最後まで排出することができる。
【００９０】
本発明によれば、トナー残量が多いときは、トナー搬送路内詰まりが発生し易いためにその原因である空気の供給頻度を減らし、逆にトナー残量が少なくなるにつれてトナー搬送路内詰まりは発生しにくくなるため、空気供給頻度を増してトナーの架橋防止を積極的に行うことにより、トナー収納手段内のトナーを最後まで排出することができる。
【００９１】
本発明によれば、０．５≦Ｍ≦１０ｇの条件で空気を供給することにより、空気によるトナーの撹拌・流動効果を損なうことなく（使用後のトナー収納手段内残量がなく）、トナー詰まりを防止することができる。
【００９２】
本発明によれば、トナー搬送量の所定量Ｍの値が固定の場合、トナー容量が多いときは、空気を供給せずに搬送できるトナー量が多いので、空気の供給頻度を減らすことによりトナー搬送路内詰まり発生を防止できる。逆にトナー容量が少ないときは空気を供給せずに搬送できるトナー量が少ないために、空気供給の頻度を増やすことによりトナー残量を低減することができる。
【００９３】
本発明によれば、除湿手段を設けることで、トナー収納容器内に供給する空気の湿度が低減されるので、トナーの吸湿性及び吸湿による流動性悪化等が抑えられ、補給性能の変動や補給不良を低減することができ、環境下に影響されないトナー補給を行なえる。
【００９４】
本発明によれば、クリーニング手段の排出部と、リサイクルトナー搬送トナー搬送路との間に、空気の流入口とトナーの流出口を有するノズルと、排出されたトナーを滞留させるためのトナー貯留部を設けることで、クリーニング手段より排出されたリサイクルトナーをトナー貯留部内で攪拌及び流動化し、移送手段によるリサイクルトナーの搬送性能を向上させることができる。また、トナー貯留部のクリーニング手段からのトナー流入部に、排出弁を設けることで、空気がクリーニング手段側へ逆流するのを未然に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一形態であるトナー補給装置を備えた画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一形態であるトナー補給装置の構成を示す全体図である。
【図３】移送手段としての粉体ポンプの一構成例を示す要部断面図である。
【図４】粉体ポンプを軸線方向から見た断面図である。
【図５】粉体ポンプの動作を示す断面図である。
【図６】本発明における空気供給手段と移送手段の動作制御の一例を示すタイミングチャートである。
【図７】空気供給手段と移送手段の動作を同時に行う場合のタイミングチャートである。
【図８】（ａ）は本発明で採用されるノズルの一構成例を示す図、（ｂ）は（ａ）の断面下図である。
【図９】（ａ）は本発明で採用されるノズルの別な構成例を示す図、（ｂ）は（ａ）の断面下図である。
【図１０】トナー搬送量とトナー詰まりの関係を示す図である。
【図１１】トナー詰まり後におけるトナー搬送量とトナー詰まりの関係を示す図である。
【図１２】トナー残量と空気を供給せずに補給できるトナー搬送量の関係を示す特性図である。
【図１３】トナー収納手段の構成を示す斜視図である。
【図１４】トナー補給装置の別な形態の構成を示す全体図である。
【図１５】リサイクルトナーの搬送系を備えたトナー補給装置の構成を示す全体図である。
【図１６】排出弁をリサイクルトナーの搬送系に設けたトナー補給装置の構成を示す全体図である。
【符号の説明】
１　　像担持体
２　　現像装置
３，１３　　トナー補給装置
７　　トナー収納容器
８　　空気供給手段
９　　移送手段
１０，１０Ａ　　トナー搬送路
１０Ｂ　　リサイクルトナー搬送路
１１，１１１　　制御手段
５０　　クリーニング手段
５１　　リサイクルトナー貯留部
６１　　空気供給源
６２　　ノズル
７０　　排出部
２００　　除湿手段
３００　　空間
３０２　　ロータ
３０３　　ステータ
４００　　空気供給手段
４０１　　ボンベ
４０２　　開閉弁
４５０　　補給用のトナー
４５１　　リサイクルトナー
４４０　　圧力調整部
５１０　　ノズル
５１３　　空気及びトナーの供給路
６００ａ　　エアポンプの吸引側
６００ｂ　　エアポンプの吐出側

Claims (21)

1. 補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、前記トナー収納容器と移送手段とを接続し、前記トナー収納容器より排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有するトナー補給装置において、
   トナー補給モード時のトナー搬送量が所定量Ｍに達する毎に前記トナー収納容器に空気を供給するとともに、トナー補給モード終了後に行う詰まり確認モード時のトナー搬送量が所定量Ｎに達する毎に前記トナー収納容器に空気供給させように前記空気供給手段の駆動を制御する制御手段とを具備し、
   前記制御手段は、所定量Ｍ≧０．５ｇ、所定量Ｎ≧２Ｍ、所定量Ｍ≧１．０ｇ、所定量Ｎ＝所定量Ｍの条件を満たすように、前記空気供給手段の駆動を制御することを特徴とするトナー補給装置。
2. 請求項１記載のトナー補給装置において、
   前記空気供給手段は、ノズルを有し、このノズルは、前記トナー収納容器への空気の供給路と前記トナー収納容器からのトナーの排出路とが同一経路とされていることを特徴とするトナー補給装置。
3. 請求項１または２記載のトナー補給装置において、
   前記移送手段は、その内部にダブルピッチの螺旋溝を設けた雌ねじ形のステータと、このステータ内に回動自在に嵌挿された雄ねじ形のロータとを有し、前記ロータを回転駆動させることで負圧を発生させてトナーを吸引搬送することが可能な一軸偏心スクリューポンプであることを特徴とするトナー補給装置。
4. 請求項１、２または３記載のトナー搬送装置において、
   ０．５≦所定量Ｍ≦１００ｇであることを特徴とするトナー補給装置。
5. 請求項４記載のトナー補給装置において、
   ０．５≦所定量Ｍ≦１００ｇという空気供給条件の範囲で、前記トナー収納容器内の使用中のトナー残量に応じて所定量Ｍの値を変化させることを特徴とするトナー補給装置。
6. 請求項５記載のトナー補給装置において、
   トナー残量が少なくなるにつれて所定量Ｍの値を小さく変化させることを特徴とするトナー補給装置。
7. 請求項１、２または３記載のトナー搬送装置において、
   ０．５≦所定量Ｍ≦１０ｇとすることを特徴とするトナー補給装置。
8. 請求項７記載のトナー補給装置において、
   ０．５≦所定量Ｍ≦１０ｇの空気供給条件の範囲で、前記トナー収納容器内の初期トナー重量に応じてＭの値を設定することを特徴とするトナー補給装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１つに記載のトナー補給装置において、除湿手段を有することを特徴とするトナー補給装置。
10. 補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、前記トナー収納容器と移送手段とを接続し、前記トナー収納容器より排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有するトナー補給装置において、
    除湿手段を有することを特徴とするトナー補給装置。
11. 請求項９または１０記載のトナー補給装置において、
    前記空気供給手段は、圧縮空気が充填されているボンベと、このボンベを開閉する開閉弁とを有することを特徴とするトナー補給装置。
12. 請求項９または１０記載のトナー補給装置において、
    前記空気供給手段は、エアポンプを有し、このエアポンプの吸引側に前記除湿手段を設けたことを特徴とするトナー補給装置。
13. 請求項９または１０記載のトナー補給装置において、
    前記空気供給手段は、エアポンプを有し、このエアポンプの吐出側に除湿手段を設けたことを特徴とするトナー補給装置。
14. 請求項９または１０記載のトナー補給装置において、
    前記空気供給手段はエアポンプを有し、このエアポンプ、前記トナー収納容器及び除湿手段が、密閉された空間にそれぞれ設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
15. 請求項９または１０記載のトナー補給装置において、
    前記トナー収納容器は、装置本体に対して着脱可能であり、この着脱可能なトナー収納容器に前記除湿手段を設けたことを特徴とするトナー補給装置。
16. 請求項１乃至１５の何れか１つに記載のトナー補給装置において、
    リサイクルトナーが収納されるクリーニング手段から排出されるリサイクルトナーを受けるリサイクルトナー貯留部と、
    前記リサイクルトナー貯留部内に空気供給源からの空気を供給することでリサイクルトナーの流入と空気の流出を行うノズルと、
    前記トナー搬送路と前記ノズルの流出側とを接続し、前記リサイクルトナー貯留部内のリサイクルトナーが前記トナー搬送路に向かって搬送されるリサイクルトナー搬送路とを有することを特徴とするトナー補給装置。
17. 補給用のトナーが収納されたトナー収納容器と、この収納手段内に空気を供給して収納手段内のトナーを攪拌する空気供給手段と、前記トナー収納容器内のトナーを圧力によって所定の場所に搬送するための移送手段と、前記トナー収納容器と移送手段とを接続し、トナー収納容器より排出されたトナーが搬送されるトナー搬送路とを有するトナー補給装置において、
    リサイクルトナーが収納されるクリーニング手段から排出されるリサイクルトナーを受けるリサイクルトナー貯留部と、前記リサイクルトナー貯留部内に空気供給源からの空気を供給することでリサイクルトナーの流入と空気の流出を行うノズルと、前記トナー搬送路と前記ノズルの流出側とを接続し、前記リサイクルトナー貯留部内のリサイクルトナーが前記トナー搬送路に向かって搬送されるリサイクルトナー搬送路とを有することを特徴とするトナー補給装置。
18. 請求項１６または１７記載のトナー補給装置において、
    前記クリーニング手段から前記リサイクルトナー貯留部に流入するリサイクルトナーの流入を規制する排出弁を、前記リサイクルトナー貯留部へのリサイクルトナーの流入側に設けたことを特徴とするトナー補給装置。
19. 請求項１乃至１８の何れか１つに記載のトナー補給装置において、
    前記トナー収納容器の内部圧力を大気圧程度へ安定させるための圧力調整部を有することを特徴とするトナー補給装置。
20. 請求項１乃至１９の何れか１つに記載のトナー補給装置において、
    前記所定の場所は、像担持体にトナーを供給する現像装置であることを特徴とするトナー補給装置。
21. その表面に潜像が形成される像担持体と、前記表面に形成された潜像にトナーを供給する現像装置とを備えた画像形成装置において、
    前記現像装置へのトナー補給装置として請求項１乃至２０の何れか１つに記載のトナー補給装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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