JP2004347794A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー排出口から下方に排出されたトナーを、装置本体に対し着脱自在に設けられる被補給体に補給するトナー補給装置において、被補給体を着脱する際のトナー飛散を良好に防止することのできるトナー補給装置を提供する。
【解決手段】第１のトナー容器３と、第１のトナー容器３内のトナーを搬送する第１の搬送部材５と、第１のトナー容器３からトナーを受入れる第２のトナー容器８と、第２のトナー容器８内のトナーを搬送する第２の搬送部材１０と、装置本体に対し着脱自在に設けられ第２のトナー容器１０のトナー排出口９から下方に排出されたトナーを受入れる第３のトナー容器１００と、を有するトナー補給装置３０は、第３のトナー容器１００にトナーを補給する場合、第１の搬送部材５をトナー補給量に応じて駆動させる一方、第２の搬送部材１０をトナー補給量に関わらず継続して駆動させる構成とする。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式、静電記録方式を利用した複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ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、この種の画像形成装置においては、現像剤担持体（現像手段）の表面に顕画剤としての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した像担持体の表面近傍に現像剤を搬送供給し、像担持体と現像剤担持体との間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像して顕像化する方法が良く知られている。そして、現像剤担持体としては現像スリーブが、又像担持体としては感光ドラムが用いられることが一般的である。
【０００３】
現像方法としては、例えば、２成分系組成（主にキャリア粒子とトナー粒子）から成る現像剤（２成分現像剤）を用い、内部に磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成し、微小な現像間隙を保持して対向された感光ドラムにこの磁気ブラシを摺擦又は近接させ、現像スリーブと感光ドラムとの間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互電界を印加することによって、トナー粒子の現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返し行わせて現像を行う、所謂、磁気ブラシ現像法が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。
【０００４】
以下、２成分磁気ブラシ現像法を用いた現像装置の構成を説明する。図５は、この種の現像装置の一例を長手方向と平行な方向から見た断面図である。現像装置１００は、像担持体上に形成された静電像を現像する現像剤担持体としての現像スリーブ１０１、現像スリーブ１０１中に固定配置された磁界発生手段としてのマグネットローラ１０２、現像装置１００内の現像剤を攪拌し、現像スリーブ１０１へと搬送する搬送手段としての現像スクリュー１０３及び撹拌スクリュー１０４、現像容器１０５、トナーの受取孔１０５ａ、現像室１０５ｂ、撹拌室１０５ｃ、現像剤を現像スリーブ１０１の表面に薄層形成するために配置された現像剤規制部材としての規制ブレード１０６を有する。そして、現像装置１００には、補給用のトナーを貯蔵する補給容器たるトナー容器２００が、上記受取孔１０５ａにて接続されており、トナー容器２００には、トナー容器１０７から現像装置１００へトナーを補給する搬送部材としてのトナー搬送スクリュー２０５が設けられている。図示の通り、現像スリーブ１０１は、被現像体としての像担持体たる感光ドラム１１１に対して近接配置され、感光ドラム１１１と逆方向又は同一方向に回転し、現像剤（斜線で図示）が感光ドラム１１１に対して接触する状態で現像できるよう設定されている。
【０００５】
現像容器１０５中には、主にトナー粒子と磁性キャリアとが混合された現像剤（２成分現像剤）が収容されており、現像により消費されたトナーに見合った量のトナーが、補給用トナーが収容されているトナー容器２００からトナー搬送スクリュー２０５によって補給される。補給されたトナーは、現像容器１０５の受取孔１０５ａを経て、撹拌スクリュー１０４が設けられた撹拌室１０５ｃへ落下して補給される。これによって、現像容器１０５内のトナー粒子と磁性キャリアとの混合比（以下「Ｔ／Ｃ比」という。）は一定に保たれている。このときの現像容器１０５中のＴ／Ｃ比の検知及び維持方法としては、従来から様々な方式が提案されている。
【０００６】
例えば、感光ドラム１１１の周辺に検知手段を設け、現像スリーブ１０１側から感光ドラム１１１側へ転位したトナーに光を当て、このときの透過光と反射光からトナー補給量を調整してＴ／Ｃ比を維持する方式、現像スリーブ１０１上に検知手段を設け、現像スリーブ１０１上に塗布された現像剤に光を当てたときの反射光からＴ／Ｃ比を検知する方式、現像容器１０５中にセンサを設け、コイルのインダクタンスを利用してセンサ近傍の一定体積内の現像剤の見掛け透磁率μの変化を検知し、Ｔ／Ｃ比を検知する方式等が提案され実用化されている。
【０００７】
上記現像剤の透磁率変化を利用したトナー濃度検知センサでは、例えば透磁率が大きくなった場合には一定体積で現像剤中のＴ／Ｃ比が低くなったことを意味し、これは現像剤中のトナー量が減ったことを意味するため、この場合トナー補給を開始する。逆に透磁率が小さくなった場合には一定体積内で現像剤中のＴ／Ｃ比が高くなったことを意味し、現像剤中のトナー量が増えたことを意味するため、この場合トナー補給を停止する。このようなシーケンスに基づいてＴ／Ｃ比を制御する。
【０００８】
図６は、現像装置１００の平面図である。現像スリーブ１０１、現像スクリュー１０３、撹拌スクリュー１０４は、モータ等の駆動源（図示せず）からギア列等の駆動伝達手段（図示せず）を経て回転駆動される。現像スクリュー１０３、撹拌スクリュー１０４が所定の方向へ所定の速度で回転することによって、現像容器１０５中の現像剤は、図中矢印の方向へ循環する。つまり、受取孔１０５ａから補給された新しいトナーは、撹拌室１０５ｃを搬送される間に現像剤と均一に撹拌され十分に摩擦帯電を受けて現像室１０５ｂへと循環する。現像室１０５ｂでは、現像スリーブ１０１内に設けられたマグネットローラ１０２が形成する現像磁界によって、現像スリーブ１０１上に現像剤の磁気ブラシが形成され、磁気ブラシに付着しているトナーと現像スリーブ１０１の表面に付着しているトナーが感光ドラム１１１に形成された静電潜像の画像領域に転移して現像が行われる。
【０００９】
図７は、従来のトナー補給装置３００を、現像装置１００の長手方向と直交する方向から見た断面図である。図７に示すように、トナー補給装置３００は、補給容器たるトナー容器２００を構成するトナーのメイン容器２０１及びトナーのバッファー容器２０２、搬送路であるパイプ２０３、トナーの排出口（落下孔）２０４、搬送部材であるトナー搬送スクリュー２０５、トナー搬送スクリュー２０５を回転駆動させる駆動手段２０６、駆動手段２０６を駆動・停止する駆動制御手段２０７、記憶装置２１５に記憶されたプログラム、データに従って、現像装置１００に対して補給すべきトナーの量を決定して、必要な回転数又は回転時間を駆動制御手段２０７へ出力するトナー補給量演算手段２１４、パイプ２０３から下方に排出されたトナーを受入れる被補給体たる現像装置１００（現像容器１０５）を有する。
【００１０】
現像装置１００は、画像形成装置本体、トナー補給装置本体に対して移動可能に、ここでは、着脱自在に取り付けられており、現像装置１００のトナーの受取孔１０５ａが、上記排出口２０４に接続される。以上の構成要素の中で現像装置１００のみが画像形成装置本体、トナー補給装置本体から着脱可能な交換部品（交換ユニット）であり、それ以外は装置本体に固定された構成要素である。
【００１１】
メイン容器２０１にはユーザー又は装置のメンテナンス作業者等の操作者がトナーを補給し貯蔵する。メイン容器２０１には攪拌部材（図示せず）が設けられており必要に応じて容器内を攪拌して、トナーの凝固を防止しつつ、トナーをバッファー容器２０２へ送る。バッファー容器２０２の最下部には管状のパイプ２０３が連通しており、パイプ２０３の先端近傍にはトナーが自重落下する非出口２０４が鉛直下方向に開いている。
【００１２】
パイプ２０３内には、回転軸に螺旋面が形成されたトナー搬送スクリュー２０５が回転可能に支持されており、トナー搬送スクリュー２０５を回転させることによってトナーを螺旋が進む方向に前進させる。駆動制御手段２０７が駆動手段２０６を制御することによって、トナー搬送スクリュー２０５が回転又は停止し、トナーを排出口２０４へ向かって搬送し、排出口２０４に到達したトナーは全て自重落下して、トナー受取孔１０５ａから現像装置１００へ補給される構成になっている。
【００１３】
トナー補給量演算手段２１４では、現像剤中のトナー混合比を検出するセンサの出力値や、記憶装置２１５に記憶された印刷画像濃度・トナー総補給量等のデータを基にして、補給すべきトナー量を決定する。そして、トナー補給量演算手段２１４は、その結果に基づいて必要な回転数又は回転時間（駆動量）を駆動制御手段７へ出力して、トナー搬送スクリュー２０５が所定量駆動されて、トナーが搬送・補給されるようになっている。
【００１４】
トナー搬送スクリュー２０５は、トナー補給量演算手段２１４で決定される量に応じてその回転回数又は回転時間が設定され、設定された回転回数又は回転時間に到達すると回転が停止することによって現像装置１００に必要な量のトナーを搬送し、排出口２０４からトナーを現像装置１００へ補給する。
【００１５】
このとき、トナー搬送スクリュー２０５の大きさに応じて１回転当たり又は単位時間当たりのトナーの搬送量が予め記憶装置２１５に定数化されており、要求量に応じてトナー補給量演算手段２１４が回転回数又は回転時間を算出する制御が可能になっている。ここで、トナー搬送スクリュー２０５によるトナーの搬送量は、トナー搬送スクリュー２０５の回転回数にほぼ比例するため、回転時間で設定するためにはトナー搬送スクリュー２０５の回転駆動手段がトナー搬送スクリュー２０５を常に一定の速度で回転可能であることが前提となる。又、トナー搬送スクリュー２０５の回転回数をカウントする手段を設けていれば、トナー搬送スクリュー２０５の回転速度は一定であってもなくても、その回転回数で設定することが可能である。
【００１６】
又、現像装置１００の受取孔１０５ａは、現像容器１０５内の攪拌・帯電性能を満足させるように長手方向の位置が決定される。図６において図示Ａ方向に受取孔１０５ａを近づけると、現像室１０５ｂ側へ未帯電トナーが逆流するという問題が生じる。一方、図示Ｂ方向に受取孔１０５ａを近づけると現像室１０５ｂへ到達するまでに十分に帯電されないという問題が生じる。従って、受取孔１０５ａは、現像装置１００の長手方向の限定された位置に設けることになるため、結果的にバッファー容器２０２からは、ある程度水平方向に距離が離れた構成にならざるをえない。従って、トナー搬送スクリュー２０５は、バッファー容器２０２の位置から現像装置１００の受取孔１０５ａの位置まで水平にトナーを搬送するという機能も持っている。
【００１７】
以上説明した通り、従来、搬送部材であるトナー搬送スクリュー２０５は、「回転数に比例したトナー量を排出口２０４から補給させて補給量を精度良く計量する機能」と「現像装置１００のトナー受取孔までトナーを水平に搬送する機能」との２つの機能を持っている。
【００１８】
【特許文献１】
特開昭５５−３２０６０号公報
【特許文献２】
特開昭５９−１６５０８２号公報
【００１９】
【発明が解決しようとする課題】
従来の搬送部材においては、前述のように現像装置１００に必要なトナー量に応じてトナー搬送スクリュー２０５が回転することによって、トナーを搬送し、排出口２０４から自重落下させて補給している。従って、停止状態において、排出口２０４の極近傍（図７中Ｘ部）までトナーが存在し、トナー搬送スクリュー２０５の回転が開始した直後からトナーの落下が始まることから、トナーの搬送量とトナー搬送スクリュー２０５の回転回数はほぼ比例関係にあり、精度のよい補給制御を行うことができる。
【００２０】
しかしながら、この構成では、装置本体に対し着脱自在な交換ユニットである現像装置１００を着脱する際のわずかな振動でも若干のトナーが落下するため、排出口２０４側と現像装置１００の受取孔１０５ａ側に複雑なシャッター機構を付けなければならなかった。
【００２１】
勿論、シャッターを設けても完全にトナーの飛散を防ぐことは極めて困難であって、現像装置１００へのトナーの補給を行う排出口２０４の極近傍までトナーが存在する従来の構成では、シャッター機構は必須である。仮にこのシャッター機構を設けても、現像装置１００の着脱部にトナーがわずかに飛散することは避けられず、操作者の手を汚したり、美観を損ねたりして、画像形成装置の品位を低下させる要因となっていた。
【００２２】
又、この構成では短い時間で補給した場合、攪拌室１０５ｃ内で局所的にトナーの濃度が極端に高い個所が発生してしまう。攪拌室１０５ｃ側で補給されたトナーが十分攪拌されトナーの濃度が均一になってから現像室１０５ｂへ達すれば問題ないが、攪拌が不十分で現像室１０５ｂにおいてもトナーの濃度が不均一な場合、画像濃度に不均一が生じてしまう。濃度不均一と攪拌不足を解消するためには、トナーを少しずつ補給し、攪拌室１０５ｂ内でのトナーの不均一を最小限にとどめることと、攪拌時間を十分に取ることが重要であるが、これは画像形成の時間を短縮する際の障害となる。近年、画像形成装置の印刷の高速化への要求は非常に高く、このことは大きな技術課題となっていた。
【００２３】
従って、本発明の第１の目的は、上記従来の問題点を解決し、トナー排出口から下方に排出されたトナーを、装置本体に対し着脱自在に設けられる被補給体に補給するトナー補給装置において、被補給体を着脱する際のトナー飛散を良好に防止することのできるトナー補給装置を提供することである。
【００２４】
更に、本発明の第２の目的は、短時間にトナーを補給しても現像装置内で局所的にトナーの濃度が極端に高くなることを防ぎ、印刷を高速化しても画像濃度の不均一を少なくすることのできるトナー補給装置を提供することである。
【００２５】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係るトナー補給装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第１のトナー容器と、前記第１のトナー容器内のトナーを搬送する第１の搬送部材と、前記第１のトナー容器からトナーを受入れる第２のトナー容器と、前記第２のトナー容器内のトナーを搬送する第２の搬送部材と、装置本体に対し着脱自在に設けられ前記第２のトナー容器のトナー排出口から下方に排出されたトナーを受け入れる第３のトナー容器と、を有するトナー補給装置において、前記第３のトナー容器にトナーを補給する場合、前記第１の搬送部材をトナー補給量に応じて駆動させる一方、前記第２の搬送部材をトナー補給量に拘わらず継続して駆動させることを特徴とするトナー補給装置である。
【００２６】
本発明の一実施態様によると、前記第３のトナー容器は、像担持体上に形成された静電像を現像する現像手段と、前記第２のトナー容器から受入れたトナーを前記現像手段へ搬送する搬送手段と、を有し、前記第２の搬送部材を前記搬送手段と連動して駆動する構成とする。又、一実施態様では、前記搬送部材を前記現像手段と連動して駆動する構成とする。本発明の好ましい一実施態様によると、前記第２のトナー容器内のトナーが実質的にゼロとなるように前記第２の搬送部材を継続して駆動する。一実施態様では、前記第１及び第２のトナー容器の形状を管状とする。
【００２７】
本発明の他の実施態様によると、前記第２のトナー容器に設けられたトナー排出口を開閉するシャッターを有し、前記第３のトナー容器の着脱に連動して前記シャッターの開閉が行われるよう構成する。
【００２８】
本発明の他の実施態様によると、トナー補給装置は、装置本体に対して着脱可能に設けられ前記第１のトナー容器へトナーを供給するトナー供給ユニットを有する。又、本発明の他の実施態様によると、前記第１のトナー容器を装置本体に対し着脱可能に設ける。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係るトナー補給装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３０】
実施例１
図３を参照して、本発明に係るトナー補給装置が適用される画像形成装置の一実施例の全体構成について説明する。本実施例において、本発明は、電子写真方式の複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用されるトナー補給装置にて具現化されるが、本発明は本実施例に態様に限定されるものではなく、電子写真方式、静電記録方式を利用した画像形成装置に広く適用可能なものであることを理解されたい。
【００３１】
画像形成装置１１０は、像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（感光ドラム）１１１を有する。感光ドラム１１１は、図中矢印方向に回転すると共に、帯電手段たる一次帯電器１１２で均一に帯電される。その後、露光手段たる露光装置（レーザースキャナ）１１３が、画像形成装置本体に通信可能に接続された原稿読み取り装置やパーソナルコンピュータ等の外部ホスト機器からの所望の画像情報信号に対応して変調されたレーザ光で露光走査し、これによって画像情報信号に対応した静電潜像が感光ドラム１１１上に形成される。この静電潜像は、トナー粒子とキャリア粒子が混合された２成分現像剤を使用する現像装置１００によって、本実施例では、反転現像され、可視画像（トナー像）が形成される。
【００３２】
感光ドラム１１１上に形成されたトナー像は、ローラ１１４ｃ、１１１ｄに架張され、図示矢印方向に無端駆動される転写材担持体たる転写材担持ベルト１１４ｂ上に保持された転写材Ｓに、転写手段たる転写帯電器１１４ａの作用により転写される。
【００３３】
トナー像が転写された転写材Ｓは、転写材担持ベルト１１４ｂから分離されて図示しない定着器に搬送され、永久像に定着される。又、転写後に感光ドラム１１１上に残った残留トナーは、その後感光ドラム１１１に当接するブレード部材等を備えるクリーニング手段１１５によって除去される。
【００３４】
尚、説明を簡単にするために単一の画像形成部（感光ドラム１１１、一次帯電器１１２、露光装置１１３、現像装置１００等を含む）のみを図示するが、カラー画像形成装置の場合には、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの各色に対応する画像形成部が転写担持ベルト１１４ｂ上にその移動方向に沿って順次に配列され、各画像形成部の感光ドラム１１１上に原稿の画像を色分解した各色毎の静電潜像が順次に形成され、対応する色のトナーを有する現像装置１００で現像され、転写材担持ベルト１１４ｂによって保持、搬送される転写材Ｓに順次に転写されることになる。又、転写材担持体の代わりに中間転写体（中間転写ベルト等）を用い、一旦この中間転写体上に各画像形成部にて形成したトナー像を重ね合わせて転写し、その後このトナー像を一括して中間転写体から転写材に二次転写する、斯界にて周知の中間転写方式を用いてもよい。
【００３５】
本実施例における現像装置１００は、前述の従来のものと変わるところはない。以下、本実施例において特徴的な、トナー補給装置３０について説明する。
【００３６】
図１は、トナー補給装置３０を、現像装置１００の長手方向と直交する方向から見た断面図である。図１に示すように、トナー補給装置３０は、補給容器２０を構成するトナーのメイン容器１及びトナーのバッファー容器２、第１の搬送路である第１のパイプ（第１のトナー容器）３、第１のトナーの排出口（落下孔）４、第１の搬送部材である第１のトナー搬送スクリュー５、第１のトナー搬送スクリュー５を回転駆動させる第１の駆動手段６、第１の駆動手段６を駆動・停止する第１の駆動制御手段７、第２の搬送路である第２のパイプ（第２のトナー容器）８、第２のトナーの排出口（落下孔）９、第２の搬送部材である第２のトナー搬送スクリュー１０、第２のトナー搬送スクリュー１０を回転駆動させる第２の駆動手段１１、第２の駆動手段１１を駆動・停止する第２の駆動制御手段１２、記憶装置１５に記憶されたプログラム、データに従って、現像装置１００に対して補給すべきトナーの量を決定して、必要な回転数又は回転時間（駆動量）を第１の駆動制御手段７へ出力するトナー補給量演算手段１４、第２のパイプ８の第２の排出口９から下方に排出されたトナーを受入れる第３のトナー容器たる現像装置１００（現像容器１０５）を有する。即ち、第１の駆動手段６はトナー補給量（トナー補給信号）に応じて第１のトナー搬送スクリュー５の回転駆動を行う。一方、後述するが、第２の駆動手段１１はトナー補給量（トナー補給信号）に関わらず第２のトナー搬送スクリュー１０の回転駆動を継続して行う。
【００３７】
現像装置１００は、画像形成装置本体、トナー補給装置本体に対して移動可能に、ここでは、着脱自在に取り付けられており、現像装置１００のトナーの受取孔１０５ａが、上記第２の排出口９に接続される。以上の構成要素の中で現像装置（現像ユニット）１００のみが画像形成装置本体、トナー補給装置本体から着脱可能な交換部品（交換ユニット）であり、それ以外は装置本体に固定された構成要素である。
【００３８】
メイン容器１にはユーザー又は装置のメンテナンス作業者等の操作者が、装置本体に対して着脱可能なトナー供給ユニット（図示せず）等からトナーを補給し貯蔵する。メイン容器１には攪拌部材（図示せず）が設けられており必要に応じて容器内を攪拌して、トナーの凝固を防止しつつ、トナーをバッファー容器２へ送る。バッファー容器２の最下部には第１のパイプ３が連通しており、第１のパイプ３の先端近傍にはトナーが自重落下する第１の排出口４が鉛直下方向に開いている。第１のパイプは、バッファ容器２から略水平方向に延在して設けられている。
【００３９】
第１のパイプ３内には第１のトナー搬送スクリュー５が回転可能に支持されており、第１のトナー搬送スクリュー５を回転させることによってトナーを螺旋が進む方向に前進させる。第１の駆動制御手段７が第１の駆動手段６を制御することによって、第１のトナー搬送スクリュー５が回転又は停止し、トナーを第１の排出口４へ向かって搬送し、第１の排出口４に到達したトナーは実質的に全て第２のパイプ８へ自重落下する。第２のパイプ８は、第１の排出口４の下方から略水平方向に配設され、又第２のパイプ８の先端近傍にはトナーが自重落下する第２の排出口９が鉛直下方向に開いている。
【００４０】
トナー補給量演算手段１４では、現像剤中のトナー混合比を検出するセンサの出力値や、記憶装置１５に記憶された印刷画像濃度・トナー総補給量等のデータを基にして、補給すべきトナー量を決定する。そして、トナー補給量演算手段１は、その結果に基づいて必要な回転数又は回転時間（駆動量）を第１の駆動制御手段７へ出力して、第１のトナー搬送スクリュー５が所定量駆動される。これにより、実質的にその駆動量に比例した量のトナーが搬送されて、第１の排出口４を通じて第２のパイプ８へ落下するようになっている。
【００４１】
又、第２の駆動制御手段１２が第２の駆動手段１１を制御することによって、第２のトナー搬送スクリュー５は回転又は停止する。図２をも参照して、その回転開始タイミングは遅くとも、第１の駆動手段７によって第１のトナー搬送スクリュー５が回転し、第１の排出口４を通じて第２のパイプ８へトナーの落下が開始する以前になるように、第２の駆動制御手段１２によって設定されている。一方、その回転停止タイミングは、早くとも、第２の駆動手段１１によって第２のトナー搬送スクリュー１０が回転し、第２の排出口９を通じて現像装置１００の受取孔１５０ａへ第２のパイプ８内の実質的に全てのトナーの落下が終了する以降になるように、第２の駆動制御手段１２によって設定されている。
【００４２】
従って、好ましくは上記第１及び第２のトナー搬送スクリュー５、１０の駆動、停止シーケンスによりトナー補給動作を行うことによって確実に、第１のトナー搬送スクリュー５によって補給すべき量のトナーは、実質的に全て第１の排出口４から第２のパイプ８へ落下し、そのトナーは実質的に全て、第２のトナー搬送スクリュー１０によって第２の排出口９まで搬送され、現像装置１００の受取孔１０５ａへ落下することになる。即ち、第２のパイプ８内のトナーが実質的にゼロとなるように、第２のトナー搬送スクリュー１０は継続して駆動される。
【００４３】
本実施例の補給方法では、第１のトナー搬送スクリュー５で補給すべき量を計量して、それらを全て第２のパイプ８へ落下させ、第２のトナー搬送スクリュー１０はそれら全てのトナーを現像装置１００の受取孔１０５ａのある位置まで搬送する構成になっている。第２のパイプ８や第２のトナー搬送スクリュー１０の壁面に若干のトナーの付着があるので、第１のトナー搬送スクリュー５で計量されたトナーの１００％が現像装置１００へ補給されるわけではないものの、第２のパイプ８や第２のトナー搬送スクリュー１０の壁面に付着する量は無視できるほど微量であり、本実施例のトナー補給性能は、従来例と同等である。
【００４４】
又、前述の通り、補給されたトナーが全て第２のパイプ８から現像装置１００へ落下した後に、第２のトナー搬送スクリュー１０の回転が停止するため、第２の排出口９の近傍には壁面に付着している程度のトナーしか存在しておらず、装置本体に対し移動可能、ここでは、着脱自在の交換ユニットである現像装置１００を着脱する際の振動でもトナーが飛散することがない。従って、あまり美観を問わない場合など、許容されるのであれば複雑なシャッター機構を設ける必要はない。又、非常に美観を要求する場合など、必要に応じて、本実施例の構成において第２の排出口９を開閉するシャッター機構を付加すれば、従来例の画像形成装置よりトナーが飛散し難いという効果がある。例えば、シャッターは、着脱自在の交換ユニットたる現像装置１００の着脱に連動して第２の排出口９を開閉するようにすることができる。本発明においては該シャッター機構は任意であり、どのような利用可能なものを用いてもよく、又このようなシャッター機構は斯界にて周知であるので、ここではこれ以上の説明は省略する。
【００４５】
尚、本実施例では図２に示した通り、第２のトナー搬送スクリュー１０の回転が開始（図示Ｐ１）した後、第１のトナー搬送スクリュー５の回転が開始（図示Ｐ２）して第１の排出口４からのトナーの落下が始まり、第１のトナー搬送スクリュー５の回転が停止（図示Ｐ３）し第２の排出口９からのトナーの落下が完了（図示Ｐ４）した後に第２のトナー搬送スクリュー１０の回転が停止（図示Ｐ５）するような制御仕様を説明した。
【００４６】
しかし、第１のトナー搬送スクリュー５の回転開始が第２のトナー搬送スクリュー１０の回転開始より若干前であっても、第２のトナー搬送スクリュー１０に一時的にトナーが滞留した後にトナーが詰まることなく搬送できれば、実質的に問題ない。
【００４７】
従って、第１のトナー搬送スクリュー５と第２のトナー搬送スクリュー１０の回転開始と停止のタイミングが図２のような理想的な前後関係ではなく、第１のトナー搬送スクリュー５と第２のトナー搬送スクリュー１０の回転開始と停止のタイミングが同時、若しくは多少前後していても、最低条件として第２のトナー搬送スクリュー１０のトナー搬送能力が第１のトナー搬送スクリュー５のトナー搬送能力を上回っていれば、トナーは詰まることないので、時間的な遅れが現像装置１００として許容範囲内であればほぼ同様の効果が得られる。
【００４８】
このように、第１、第２のトナー搬送スクリュー５、１０の停止タイミングが上記のような理想的な前後関係になっていなくても、最低でも第２のトナー搬送スクリュー１０のトナー搬送能力が第１のトナー搬送スクリュー５のトナー搬送能力以上であれば、理想状態より時間遅れはあるものの、トナーは詰まることなく現像器へ補給される。つまり、第１の駆動手段６が第１のトナー搬送スクリュー５を駆動する単位駆動動作当たりのトナー搬送量（スクリュー１回転当たりの搬送量、又は単位時間当たりの搬送量）Ｎ１と第１の駆動手段６が第１のトナー搬送スクリュー５を駆動する単位駆動単位の回数（回転数、又は回転時間）Ｔ１の積（Ｎ１×Ｔ１）と、第２の駆動手段１１が第２のトナー搬送スクリュー１０を駆動する単位駆動動作当たりのトナー搬送量（スクリュー１回転当たりの搬送量、又は単位時間当たりの搬送量）Ｎ２と第２の駆動手段１１が第２のトナー搬送スクリュー１０を駆動する単位駆動単位の回数（回転数、又は回転時間）Ｔ２の積（Ｎ２×Ｔ２）と、を比較したとき、Ｎ２×Ｔ２がＮ１×Ｔ１以上となるように、第２の駆動制御手段１２の制御により第２の駆動手段１１で第２のトナー搬送スクリュー１０を駆動すればよい。
【００４９】
この場合、例えば、駆動源を共通化するなどして、第２のトナー搬送スクリュー１０が現像装置１００内の現像剤を搬送する現像スクリュー１０３、攪拌スクリュー１０４、或いは現像スリーブ１０１と連動して駆動されるようになっていてよく、例えば、実質的に現像装置１００の作動中には常に駆動されるものであってもよい。
【００５０】
以上説明したように、従来例では搬送と計量の２つの機能を１つの搬送部材で行っていたのに対して、本実施例の画像形成装置のトナー補給部は、計量機能を持った第１の搬送部材（トナー搬送スクリュー）５と、搬送機能を持った第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０とを備えて成る。
【００５１】
これら第１及び第２の搬送部材５、１０の作用によって、従来と同様のトナーの補給精度を保ちながら、現像装置１００へのトナーの補給を行う第２の排出口９の近傍にトナーが存在しない状態を実現することによって、該第２の排出口９と、例えば現像装置１００のような装置本体に対し着脱可能なユニットとされた被補給体の受取孔１０５ａとの接続部におけるトナーの漏れや飛散を可及的に軽減することができる。
【００５２】
又、第１の搬送部材（トナー搬送スクリュー）５から第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０へ短時間でトナーを補給しても、第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０内ではトナーは孔から落下したままの状態で前進するのではなく、粉面が下がってならされて前進するため、第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０から現像装置１００への補給は少しづつとなり、第１の搬送部材（トナー搬送スクリュー）５から第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０へ短時間で補給しても、第２の搬送部材（トナー搬送スクリュー）１０から現像装置１００の攪拌室１０５ｃへは分散されて補給されるので、現像装置１００内に局所的にトナー濃度が高くなる現象が可及的に軽減される。
【００５３】
第１及び第２の搬送路、第１及び第２の搬送部材は、それぞれ所望により複数に分割された態様で、全体として上記機能を有するように構成されていてもよい。この場合にも、それを通してトナーの受け渡し（落下）が行われるトナー排出口と被補給体側の受取孔との接続部で、可及的に現像剤の漏れや飛散を可及的に軽減することができる。
【００５４】
尚、上記実施例では、搬送部材がスクリューである場合の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１及び第２の搬送部材のいずれか若しくは両方がスクリュー以外のものであってもよい。トナーを搬送することができれば、ベルト等の搬送部材を適用しても同等の効果が得られる。
【００５５】
又、上記実施例では、第１、第２のトナー容器として、第１、第２の搬送路が管状のパイプである場合の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１及び第２のトナー容器のいずれか若しくは両方がパイプ以外の形状であってもよい。
【００５６】
例えば、図４は、第１のトナー容器３’と、第１のトナー容器３’内のトナーを搬送する第１の搬送部材５と、第１のトナー容器３’から現像剤を受入れる第２のトナー容器８’と、第２のトナー容器８’内のトナーを搬送する第２の搬送部材１０と、装置本体に対し着脱可能に設けられ第２のトナー容器８’から下方に排出された現像剤を受入れる第３のトナー容器としての上記同様の現像ユニット１００（現像容器１０５）と、を有するトナー補給装置３０’を例示する。現像ユニット１００にトナーを補給する場合、第１の搬送部材５を所望のトナー補給量に応じて駆動させる一方、好ましくは、第２の搬送部材１０を現像ユニット１００内のトナーを搬送する搬送手段１０３、１０４、或いは現像スリーブ１０１と連動して駆動するなどして、第２の搬送部材１０をトナー補給量に関わらず継続して駆動させる。これにより、現像ユニット１００を装置本体に対して着脱する際の振動などによってトナーが飛散するのを防止することができる。より確実にトナーの飛散を防止するために、第２のトナー容器８’に設けられたトナー排出口９を開閉するシャッターを設けてもよい。
【００５７】
第１のトナー容器３’は、例えば、装置本体に対して着脱可能に設けられるトナー供給ユニット４０からトナーが供給される１段目のトナーホッパー容器、或いはそれ自体が装置本体に対して着脱可能に装着されるトナーカートリッジであってよい。又、第２のトナー容器８’は、例えば、第１のトナー容器３’からトナーを受け入れる２段目のトナーホッパー容器、或いは第１のトナー容器３’から受け入れたトナーを現像ユニット１００へと搬送する搬送路であってよい。
【００５８】
又、上記実施例では、装置本体に対して移動可能な被補給体（可動ユニット）が、装置本体に対し着脱自在な交換ユニットとしての現像装置である場合の例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、トナーの受取孔がある被補給体でトナーの飛散を防止することで目的であれば、どのようなユニットであっても同様の効果が得られる。例えば、装置本体に対して移動可能な被補給体は、装置本体に対し着脱自在な交換ユニットとしてのプロセスカートリッジであってもよい。プロセスカートリッジは、像担持体たる電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも一つとを一体的にユニット化して装置本体に対して着脱可能としたものであり、ここでは、更に少なくとも上記受取孔を有する。一例としては、プロセスカートリッジは、図３中感光ドラム１１１、現像装置１００、一次帯電器１１２、クリーニング手段１１５を通常プラスチック製とされる枠体によって一体的に構成したものが挙げられる。
【００５９】
更に、上記実施例では、補給容器からトナーを補給する例を示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、主にトナーとキャリアとを備える現像剤を補給するものであってもよく、又、斯界にて通常用いられる帯電量、流動性等の制御のために適宜加えられる外添剤等を含んでいて良いことは勿論である。即ち、少なくともトナーを補給する構成であれば良い。
【００６０】
本明細書において、トナーの搬送量、落下量について、実質的に全て（或いはトナーの量に関して実質的にゼロとなる）とは、補給容器から必要とされるトナーを被補給体に補給する機能上許容し得る程度に全てのトナーが搬送され、落下したことを意味し、上記機能上問題とならない程度若しくは無視できる程度のトナーが搬送されず、落下しない場合をも含む。又、トナーの搬送、落下量について、搬送部材の駆動量（回転数又は回転時間等）に実質的に比例するとは、補給容器から必要とされるトナーを被補給体に補給する機能上許容し得る程度に定量的に、搬送部材の駆動量とトナーの搬送、落下量とが比例していること意味し、上記機能上問題とならない程度若しくは無視できる程度に比例していない場合をも含む。
【００６１】
又、本発明の他の適用例として以下の構成を挙げることができる。
【００６２】
例えば、上述のように第１のパイプ３と第２のパイプ８を上下に配置した構成とするのではなく、第１、第２のトナー容器として第１のパイプ３と第２のパイプ８を射出成型により一体的、直列的に設け、第１のパイプ（トナー搬送方向上流側の部位）と第２のパイプ（トナー搬送方向下流側の部位）に相当する領域に、第１、第２の搬送部材として上記と同様な第１、第２のトナー搬送スクリューを配置し、そして上記第１、第２のトナー搬送スクリューの駆動をそれぞれ独立して上記のように制御する構成であっても構わない。
【００６３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトナー補給装置によれば、第２のトナー容器のトナー排出口付近に存在するトナーを可及的に少なくすることができるので、第３のトナー容器を着脱する際のトナー飛散を良好に防止することができる。
【００６４】
又、本発明のトナー補給装置によれば、短時間にトナーを補給しても現像装置内で局所的にトナーの濃度が極端に高くなることを防ぎ、印刷を高速化しても画像濃度の不均一を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に従うトナー補給装置の一実施例の概略断面図である。
【図２】本発明に従うトナーの補給動作を説明するためのタイミングチャート図である。
【図３】本発明を適用し得る画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図４】本発明に従うトナー補給装置の他の実施例の概略断面図である。
【図５】従来の現像装置の一例の概略断面図である。
【図６】従来の現像装置の一例の概略平面図である。
【図７】従来のトナー補給装置の一例の概略断面図である。
【符号の説明】
１ メイン容器（補給容器）
２ バッファー容器（補給容器）
３ 第１のパイプ（第１の搬送路、第１のトナー容器）
４ 第１の排出口
５ 第１のトナー搬送スクリュー（第１の搬送部材）
６ 第１の駆動手段
７ 第１の駆動制御手段
８ 第２のパイプ（第２の搬送路、第２のトナー容器）
９ 第２の排出口
１０ 第２のトナー搬送スクリュー（第２の搬送部材）
１１ 第２の駆動手段
１２ 第２の駆動制御手段
１４ 補給量演算手段
１５ 記憶装置
２０ 補給容器
３０ トナー補給装置
１００ 現像装置（第３のトナー容器）
１０５ａ 受取孔

Claims (8)

1. 第１のトナー容器と、前記第１のトナー容器内のトナーを搬送する第１の搬送部材と、前記第１のトナー容器からトナーを受入れる第２のトナー容器と、前記第２のトナー容器内のトナーを搬送する第２の搬送部材と、装置本体に対し着脱自在に設けられ前記第２のトナー容器のトナー排出口から下方に排出されたトナーを受入れる第３のトナー容器と、を有するトナー補給装置において、
   前記第３のトナー容器にトナーを補給する場合、前記第１の搬送部材をトナー補給量に応じて駆動させる一方、前記第２の搬送部材をトナー補給量に関わらず継続して駆動させることを特徴とするトナー補給装置。
2. 前記第３のトナー容器は、像担持体上に形成された静電像を現像する現像手段と、前記第２のトナー容器から受入れたトナーを前記現像手段へ搬送する搬送手段と、を有し、前記第２の搬送部材を前記搬送手段と連動して駆動する構成としたことを特徴とする請求項１のトナー補給装置。
3. 前記第２の搬送部材を前記現像手段と連動して駆動する構成としたことを特徴とする請求項２のトナー補給装置。
4. 前記第２のトナー容器内のトナーが実質的にゼロとなるように前記第２の搬送部材を継続して駆動することを特徴とする請求項１〜３のいずれかの項に記載のトナー補給装置。
5. 前記第１及び第２のトナー容器の形状を管状とすることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載のトナー補給装置。
6. 前記第２のトナー容器に設けられたトナー排出口を開閉するシャッターを有し、前記第３のトナー容器の着脱に連動して前記シャッターの開閉が行われるよう構成したことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載のトナー補給装置。
7. 装置本体に対して着脱可能に設けられ前記第１のトナー容器へトナーを供給するトナー供給ユニットを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のトナー補給装置。
8. 前記第１のトナー容器を装置本体に対し着脱可能に設けたことを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載のトナー補給装置。

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