JP2006091620A - トナー供給装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トナーが収容されたトナーカートリッジから供出されるトナーを、トナーを用いて画像を現像する現像装置に供給するトナー供給装置、およびこのようなトナー供給装置が備えられた画像形成装置に関し、トナーカートリッジから供出されるトナーを効率的に貯蔵することのできるトナー供給装置、およびこのようなトナー供給装置に貯蔵されたトナーを用いて安定的に画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】筐体の内部空間内の所定の循環経路に沿ってトナーを単位時間当たりに循環させるトナー循環量Ｗ１と、循環経路から分岐して現像装置へと繋がる供給口へと向かう供給経路に沿ってトナーを単位時間当たりに搬送するトナー搬送量Ｗ２が
３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
という関係を満たしている。
【選択図】 図５

Description

本発明は、トナーが収容されたトナーカートリッジから供出されるトナーを、トナーを用いて画像を現像する現像装置に供給するトナー供給装置、およびこのようなトナー供給装置が備えられた画像形成装置に関する。

電子写真方式の複写機やプリンタあるいはファクシミリなどに用いられる画像形成装置では、感光体ドラム等に代表される潜像担持体を一様に帯電させ、画像の情報を担持した光をその潜像担持体に照射することによりその潜像担持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像にトナーを付着させる現像装置を用いてその静電潜像を現像することにより潜像担持体の表面にトナー像を形成し、その形成されたトナー像を直接に、あるいは例えば中間転写体を介在させて、最終的に記録媒体上に転写して定着することによりその記録媒体上に定着トナー像からなる画像が形成される。

また、トナーは消耗品であるため、従来より、このような画像形成装置には、トナーが収容された、交換可能なトナーカートリッジが備えられており、トナーカートリッジに収容されたトナーが現像装置に供給されて空になると、例えば、トナーが収容された新しいトナーカートリッジへの交換を要求する旨の警告が表示される。ユーザは、トナーが空になったトナーカートリッジを、新しいトナーカートリッジに取り替えることによって、現像装置へのトナー供給が再開されて、再度、画像形成装置を使用できるようになる。このように構成された画像形成装置では、トナーカートリッジが空になった後は、新しいトナーカートリッジに交換するまでは画像形成装置を使用することができないこととなるため、画像形成装置の継続的な運転が妨げられるおそれがある。

このような問題点に対処した画像形成装置として、トナーカートリッジと現像装置との間に、トナーカートリッジから供出されるトナーを一時的に貯蔵して、貯蔵されたトナーを現像装置に供給するトナーリザーブタンクも備えた画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。このようなトナーリザーブタンクを備えた画像形成装置によれば、トナーカートリッジに収容されたトナーが空になった後の、新しいトナーカートリッジに取り替えるまでの間であっても、トナーリザーブタンクに貯蔵されたトナーを用いて画像形成装置を使用することができるため、画像形成装置を継続的に運転することができる。
特許第３０５８２８０号公報

近年、画像形成装置の小型化が進んでおり、これに伴って、上述した特許文献１に提案された画像形成装置に備えられたようなトナーリザーブタンクの容積も、従来のトナーリザーブタンクと比較して減少してきている。トナーリザーブタンクの容積が減少するにつれて、トナーリザーブタンクに充分な量のトナーを貯蔵することの困難さが高まり、貯蔵されたトナーを用いて画像形成可能な枚数の確保も困難となる。また、近年、画像形成装置の小型化と同時に高速化も進んでおり、これに伴って、トナーリザーブタンクに貯蔵されたトナーが従来よりも早く消費されることとなるため、小型化されたトナーリザーブタンクの少ないスペースにトナーを効率的に貯蔵する必要性がより一層高まっている。そして、トナーカートリッジからトナーが供給されなくなった後も安定的に画像形成を行えることが望まれる。

本発明は、上記事情に鑑み、トナーカートリッジから供出されるトナーを効率的に貯蔵することのできるトナー供給装置、およびこのようなトナー供給装置に貯蔵されたトナーを用いて安定的に画像形成を行うことができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成する本発明のトナー供給装置は、
トナーが収容された、そのトナーを供出するトナーカートリッジと、トナーを用いて画像を現像する現像装置との間に介在し、そのトナーカートリッジから供出されるトナーをその現像装置に供給するトナー供給装置において、
上記トナーカートリッジから供出されるトナーを一時的に貯蔵する内部空間と、上記現像装置へと繋がる供給口とを有する筐体と、
上記筐体の内部空間に貯蔵されたトナーを、その内部空間内の所定の循環経路に沿って単位時間当たりにトナー循環量Ｗ１で循環させる循環部と、
上記循環経路に沿って循環するトナーを、その循環経路から分岐して上記供給口へと向かう供給経路に沿って単位時間当たりにトナー搬送量Ｗ２で搬送するとともに、そのトナー搬送量Ｗ２と上記トナー循環量Ｗ１が
３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
という関係を満たしている搬送部とを備えたことを特徴とする。

貯蔵量を増やすための項目としては、トナーカートリッジからの供給量、現像装置への供給量、循環量、搬送速度、容積他等々が考えられる。一方安定的な画像形成のためには、現像装置へのトナー供給量が安定している事が望まれる。これらパラメータは各々独立に存在しているのではなく、相互が影響しあう。それはこれらの値がトナー供給経路のトナー搬送効率を変化させる為である。今回これらのパラメータの中から、上記トナー循環量Ｗ１と上記トナー搬送量Ｗ２のみに着目した。

ここで、上記トナー循環量Ｗ１と上記トナー搬送量Ｗ２との比率は、上記内部空間に貯蔵されるトナーの貯蔵量に影響し、この貯蔵量が多くなるような比率が存在すると考えられる。一方、安定的な画像形成のためには、トナー循環量Ｗ１やトナー搬送量Ｗ２の変動に対してその貯蔵量が安定していることも必要であると考えられる。このような、貯蔵量が多量という要件と、貯蔵量が安定しているという要件の双方はトナー循環量Ｗ１やトナー搬送量Ｗ２を以下の値に限定することで実現できる。

３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
従って、本発明のトナー供給装置によると、トナーカートリッジから供出されるトナーを効率的に貯蔵することができる。

また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、
表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、
トナーが収容された、そのトナーを供出するトナーカートリッジと、
上記潜像担持体上の静電潜像にトナーを付着させることによってその静電潜像を現像する現像装置と、
上記トナーカートリッジと上記現像装置との間に介在し、そのトナーカートリッジから供出されるトナーをその現像装置に供給するトナー供給装置であって、
上記トナーカートリッジから供出されるトナーを一時的に貯蔵する内部空間と、上記現像装置へと繋がる供給口とを有する筐体と、
上記筐体の内部空間に貯蔵されたトナーを、その内部空間内の所定の循環経路に沿って単位時間当たりにトナー循環量Ｗ１で循環させる循環部と、
上記循環経路に沿って循環するトナーを、その循環経路から分岐して上記供給口へと向かう供給経路に沿って単位時間当たりにトナー搬送量Ｗ２で搬送するとともに、そのトナー搬送量Ｗ２と上記トナー循環量Ｗ１が
３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
という関係を満たしている搬送部とを備えたトナー供給装置とを備えたことを特徴とする。

本発明の画像形成装置によると、本発明のトナー供給装置と同様に、トナーカートリッジから供出されるトナーがトナー供給装置に効率的に貯蔵されることとなるため、トナーカートリッジが空となってトナーカートリッジからトナー供給装置にトナーが供出されなくなった後であっても、トナー供給装置に貯蔵されたトナーを用いて安定的に画像形成を行うことができるとともに、画像形成可能な枚数が充分確保される。

本発明によれば、トナーカートリッジから供出されるトナーを効率的に貯蔵することのできるトナー供給装置、およびこのようなトナー供給装置に貯蔵されたトナーを用いて安定的に画像形成を行うことができる画像形成装置が提供される。

図１は、本発明の一実施形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。

図１に示すように、本実施形態の画像形成装置１は、フルカラータンデム方式を採用した画像形成装置であって、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｂ）の４色のトナーそれぞれに対応した、４つのトナー像形成ユニットを用いて、中間転写ベルトの送りに同期させて各トナー像形成ユニットでそれぞれの色のトナー像を形成し、それらトナー像を中間媒体としての中間転写ベルト上に重ね合わせ（１次転写）、中間転写ベルト上に重ね合わせたカラートナー像を記録媒体である用紙に転写（２次転写）し、定着するものである。

図１に示す画像形成装置１は、４つのトナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ、および４つの１次転写ロール２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを備えている。また、この画像形成装置１は、駆動ロール３１、従動ロール３２、テンションロール３３、およびバックアップロール４２に張架されて反時計回りの方向に循環移動する半導電性の中間転写ベルト３０、２次転写を行う一括転写装置４０、および未定着トナー像を用紙に定着させる定着装置５０も備えている。

４つのトナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト３０の循環移動方向に並んで配置されており、各トナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋには、本発明にいう潜像担持体の一例に相当する、時計回りの方向に回転する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが配備されている。各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面は、中間転写ベルト３０に接している。１次転写ロール２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、中間転写ベルト３０を挟んで各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと対向する位置に配備されており、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト３０とが接する部分が１次転写位置である。

また、各トナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの周囲には、現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、接触型帯電装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、およびクリーニング装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが備えられている。現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、本発明にいう現像装置の一例に相当するものであり、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲の、１次転写位置の上流側に配備されている。また、各現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、トナーを一時的に貯蔵するトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋを介してトナーを供給するトナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋが備えられている。このトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋは、本発明にいうトナー供給装置の一例に相当するものであり、トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、本発明にいうトナーカートリッジの一例に相当するものである。接触型帯電装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋは、その現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋよりもさらに上流側に配備されている。さらに、クリーニング装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲の、１次転写位置の下流側に配備されていて、１次転写位置において中間転写ベルト３０に転写されず、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に残留する残留トナーを、図示しない導電性ブラシおよびブレードでクリーニングする。

また、この画像形成装置１は、この画像形成装置１の本体に対して現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋの軸方向に引き出すことのできるマーキングユニット７０も備えていて、マーキングユニット７０には、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ、各現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、各接触型帯電装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ、および各クリーニング装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが装着されている。

感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面は、接触型帯電装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋによって一様に帯電される。接触型帯電装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋにより一様に帯電した感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面には、図示しないレーザ光が照射されて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ表面に静電潜像が形成される。現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋは、二成分現像方式を採用したものであり、この現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには、磁性キャリアと、トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋから供給されるトナーとからなる二成分現像剤が収容されている。また、現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋには現像ロール１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋが配備されている。現像ロール１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋの周面には、トナーが付着した磁性キャリアが層状となった現像剤層（いわゆる磁気層）が形成され、トナーは、この現像剤層から静電潜像を担持した感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に供給される。静電潜像はトナーの供給を受けて現像されトナー像となる。

１次転写ロール２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋには、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加されており、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に形成されたトナー像は、感光体ドラム表面から中間転写ベルト３０表面に移行する。各トナー像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋで形成されたトナー像は、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったカラートナー像となる。

また、一括転写装置４０は、中間転写ベルト３０のトナー像担持面側に圧接配置された二次転写ロール４１と、中間転写ベルト３０の裏面側に配置されたバックアップロール４２を備えており、これら２つのロール４１，４２で中間転写ベルト３０を挟みこんでいる。これら２つのロール４１，４２間が二次転写位置になる。

さらに、図１に示す画像形成装置１には、用紙トレイ６０が配備されており、用紙トレイ６０に収容された用紙は、所定のタイミングで二次転写位置へと送り込まれる。二次転写位置では、中間転写ベルト３０上で１つに重なり合ったカラートナー像が、送り込まれてきた用紙上に転写される。

また、この画像形成装置１には、カラートナー像が２次転写された用紙を搬送する搬送ベルト８０が配備されており、搬送ベルト８０で搬送された用紙が定着装置５０へと送り込まれる。定着装置５０は、加熱機構５１１を有する定着ロール５１、および定着ロール５１に対向するように設けられた圧力ロール５２を備えている。互いに対向する定着ロール５１と圧力ロール５２との間には、２次転写位置を通過した用紙が搬送されてくる。用紙上のカラートナー像を構成するトナーは、定着ロール５１の加熱機構５１１により溶融され用紙に定着される。

この図１に示す画像形成装置１は、トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋから供出されるトナーが、トナーを一時的に貯蔵するトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋを介して現像装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋに供給されるものであるため、トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋに収容されたトナーが空になった後の、トナーが収容された新しいトナーカートリッジに取り替えるまでの間であっても、トナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋに貯蔵されたトナーを用いて画像形成装置を使用することができる。

ここで、この図１に示す画像形成装置１における、本発明の一実施形態としての特徴は、この画像形成装置１に備えられたトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋに関連があり、以下、このトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋについて詳しく説明する。

図２は、図１に示すトナーカートリッジおよびトナーリザーブタンクを前面斜め上から見た外観斜視図である。

この図２には、図１にも示す、トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋおよびトナーリザーブタンク１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋが示されている。また、各トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋには、各トナーカートリッジ１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋの内部に収容されたトナーを攪拌して搬送するための、図示しない搬送部材を駆動するためのカートリッジモータ１５１Ｙ，１５１Ｍ，１５１Ｃ，１５１Ｋが備えられている。

図３は、図１に示すトナー像形成ユニット１０Ｃに備えられたトナーカートリッジ、トナーリザーブタンク、および現像装置を前面から見た内部構成図である。

この図３には、図１にも示す、トナーカートリッジ１５Ｃ、トナーリザーブタンク１６Ｃ、および現像装置１２Ｃが示されている。トナーカートリッジ１５Ｃに収容されたトナーが、トナーカートリッジ１５Ｃとトナーリザーブタンク１６Ｃとの間に設けられてトナーリザーブタンク１６Ｃへと繋がる、図示しないトナー供出路を介してトナーリザーブタンク１６Ｃに供出されてトナーリザーブタンク１６Ｃ内に一時的に貯蔵される。また、トナーリザーブタンク１６Ｃ内に一時的に貯蔵されたトナーは、後述する循環経路および供給経路に沿って搬送され、トナーリザーブタンク１６Ｃと現像装置１２Ｃとの間に設けられて現像装置１２Ｃへと繋がるトナー供給路１２２Ｃを介して現像装置１２Ｃに供給される。

図４は、図１に示すトナー像形成ユニット１０Ｃ，１０Ｋに備えられたトナーリザーブタンクを上から見た内部構成図である。

図４に示すように、トナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋには、トナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋから供出されるトナーを一時的に貯蔵する内部空間を有する筐体１６１Ｃ，１６１Ｋが備えられている。この筐体１６１Ｃ，１６１Ｋは、本発明にいう筐体の一例に相当するものであり、トナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋへと繋がるトナー供出口１６２Ｃ，１６２Ｋ、および現像装置１２Ｃ，１２Ｋへと繋がるトナー供給口１６３Ｃ，１６３Ｋを有している。また、このトナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋには、筐体１６１Ｃ，１６１Ｋの内部空間に貯蔵されたトナーを、その内部空間内の循環経路Ａに沿って循環させる、螺旋状に巻かれた針金等の金属線からなるアジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃ，１６４Ｋ，１６５Ｋ、およびパドル１６６Ｃ，１６６Ｋと、循環経路Ａに沿って循環するトナーを、循環経路Ａから分岐してトナー供給口１６３Ｃ，１６３Ｋへと向かう供給経路Ｂに沿って搬送する、スパイラル形状の羽根を有するオーガ１６７Ｃ，１６７Ｋも備えられている。アジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃは、トナーリザーブタンク１６Ｃの内部空間に互いに平行に配設されて、アジテータ１６４Ｋ，１６５Ｋは、トナーリザーブタンク１６Ｋの内部空間に互いに平行に配設されている。また、オーガ１６７Ｃは、アジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃの間に平行に配設されて、オーガ１６７Ｋは、アジテータ１６４Ｋ，１６５ｋの間に平行に配設されている。このアジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃ，１６４Ｋ，１６５Ｋは、本発明にいう循環部の一例に相当するものであり、オーガ１６７Ｃ，１６７Ｋは、本発明にいう搬送部の一例に相当するものである。さらに、このトナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋには、アジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃ，１６４Ｋ，１６５Ｋ、パドル１６６Ｃ，１６６Ｋ、およびオーガ１６７Ｃ，１６７Ｋを一体で駆動するディスペンスモータ１６８Ｃ，１６８Ｋと、筐体１６１Ｃ，１６１Ｋの内部空間のうちトナー供出口１６２Ｃ，１６２Ｋの下あたりにおけるトナーの有無を検出する空検知センサ１６９Ｃ，１６９Ｋが、その筐体１６１Ｃ，１６１Ｋの側面に備えられている。

トナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋに収容されたトナーがトナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋから供出されると、供出されたトナーが、ディスペンスモータ１６８Ｃ，１６８Ｋによって駆動されたアジテータ１６４Ｃ，１６５Ｃ，１６４Ｋ，１６５Ｋ、およびパドル１６６Ｃ，１６６Ｋによって攪拌されながら、トナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋの内部空間内の循環経路Ａに沿って循環される。また、ディスペンスモータ１６８Ｃ，１６８Ｋの駆動によってオーガ１６７Ｃ，１６７Ｋも駆動され、循環経路Ａに沿って循環されるトナーの一部は、この循環経路Ａから分岐してトナー供給口１６３Ｃ，１６３Ｋへと向かう供給経路Ｂに沿って搬送され、搬送されたトナーが、供給口１６３Ｃ，１６３Ｋから現像装置１２Ｃ，１２Ｋに供給される。また、本実施形態では、循環経路Ａに沿って循環するトナーの単位時間当たりのトナー循環量Ｗ１と、供給経路Ｂに沿って搬送するトナーの単位時間当たりのトナー搬送量Ｗ２との比率「Ｗ１／Ｗ２」（以下、この比率を搬送力比率と称する）は、「４．５」に設定されている。

ここで、トナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋに収容されたトナーが空になった後から、トナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋより現像装置１２Ｃ，１２Ｋに供給されるトナー供給量がトナーカートリッジ１５Ｃ，１５Ｋよりトナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋにトナーが供出される定常時の約７０％のトナー供出量になるまでの間に、トナーリザーブタンク１６Ｃ，１６Ｋより現像装置１２Ｃ，１２Ｋに供給されるトナー供給量を空検知後トナー供給量と称し、図５を参照して、空検知後トナー供給量と搬送力比率との関係を説明する。

図５は、空検知後トナー供給量と搬送力比率との関係を示す図である。横軸は搬送力比率「Ｗ１／Ｗ２」を示し、縦軸は空検知後トナー供給量（ｇ）を示す。

白三角は、図４に示すＫ色用のトナーリザーブタンク１６Ｋにおける、空検知後トナー供給量と搬送力比率との関係を示すデータであり、実線曲線は、このデータをｎ次元（この図５に示す例では４次元）の多項式で近似した４次元多項式の曲線である。

また、黒四角は、図４に示すＣ色用のトナーリザーブタンク１６Ｃにおける、空検知後トナー供給量と搬送力比率との関係を示すデータであり、破線曲線は、このデータをｎ次元（この図５に示す例では３次元）の多項式で近似した３次元多項式の曲線である。

Ｋ色用のトナーリザーブタンク１６Ｋでは、この図５に示す実線曲線から、搬送力比率が「２．９〜３．６」の領域において空検知後トナー供給量が急激に増加して、搬送力比率が「３．６〜５．４」の領域において空検知後トナー供給量が「２６ｇ〜１９ｇ」前後で推移して、搬送力比率が「５．４〜６．３」の領域において空検知後トナー供給量が急激に減少する傾向を把握することができる。

一方、Ｃ色用のトナーリザーブタンク１６Ｃでは、この図５に示す破線曲線から、搬送力比率が「２．９〜３．６」の領域において空検知後トナー供給量が急激に増加し、搬送力比率が「３．６〜４．９」の領域において空検知後トナー供給量が「１５ｇ〜１６ｇ」前後で推移する傾向を把握することができる。

従って、搬送力比率が
３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
という関係を満たしている領域では、空検知後トナー供給量を最大かつ安定的に得ることができると判明した。

本実施形態では、上述したように、搬送力比率が「４．５」に設定されている。この設定された搬送力比率「４．５」は、空検知後トナー供給量を最大かつ安定的に得ることができると判明した搬送力比率の領域「３．６〜５．４」に入っているため、リザーブタンクには多量のトナーが蓄積されることとなり、図４に示すＫ色用のトナーリザーブタンク１６Ｋから現像装置１２Ｋに供給される空検知後トナー供給量は「２６．５ｇ」となり、図４に示すＣ色用のトナーリザーブタンク１６Ｃ現像装置１２Ｃに供給される空検知後トナー供給量は「１５ｇ」となる。また、トナー循環量Ｗ１やトナー搬送量Ｗ２が変動した場合であっても、変動前に現像装置に供給されるトナー供給量と同程度のトナー供給量が常に確保されることとなる。従って、トナーカートリッジが空となってトナーカートリッジからトナーリザーブタンクにトナーが供出されなくなった後であっても、トナーリザーブタンクに効率的に貯蔵されたトナーを用いて安定的に画像形成を行うことができるとともに、画像形成可能な枚数が充分確保される。

上述した本実施形態では、本発明にいうトナー搬送量Ｗ２と、本発明にいうトナー循環量Ｗ１が
Ｗ１／Ｗ２＝４．５
という関係を満たしている例について説明したが、この関係はこれに限られるものではなく、
３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
という関係を満たしていればよい。

本発明の一実施形態が適用された画像形成装置の概略構成図である。 図１に示すトナーカートリッジおよびトナーリザーブタンクを前面斜め上から見た外観斜視図である。 図１に示すトナー像形成ユニット１０Ｃに備えられたトナーカートリッジ、トナーリザーブタンク、および現像装置を前面から見た内部構成図である。 図１に示すトナー像形成ユニット１０Ｃ，１０Ｋに備えられたトナーリザーブタンクを上から見た内部構成図である。 空検知後トナー供給量と搬送力比率との関係を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ トナー像形成ユニット
１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ 感光体ドラム
１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ 現像装置
１２１Ｙ，１２１Ｍ，１２１Ｃ，１２１Ｋ 現像ロール
１２２Ｃ トナー供給路
１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ 接触型帯電装置
１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ クリーニング装置
１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ トナーカートリッジ
１５１Ｙ，１５１Ｍ，１５１Ｃ，１５１Ｋ カートリッジモータ
１６Ｙ，１６Ｍ，１６Ｃ，１６Ｋ トナーリザーブタンク
１６１Ｃ，１６１Ｋ 筐体
１６２Ｃ，１６２Ｋ トナー供出口
１６３Ｃ，１６３Ｋ トナー供給口
１６４Ｃ，１６５Ｃ，１６４Ｋ，１６５Ｋ アジテータ
１６６Ｃ，１６６Ｋ パドル
１６７Ｃ，１６７Ｋ オーガ
１６８Ｃ，１６８Ｋ ディスペンスモータ
１６９Ｃ，１６９Ｋ 空検知センサ
２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ １次転写ロール
３０ 中間転写ベルト
３１ 駆動ロール
３２ 従動ロール
３３ テンションロール
４０ 一括転写装置
４１ 二次転写ロール
４２ バックアップロール
５０ 定着装置
５１ 定着ロール
５１１ 加熱機構
５２ 圧力ロール
６０ 用紙トレイ
７０ マーキングユニット
８０ 搬送ベルト

Claims (2)

1. トナーが収容された、該トナーを供出するトナーカートリッジと、トナーを用いて画像を現像する現像装置との間に介在し、該トナーカートリッジから供出されるトナーを該現像装置に供給するトナー供給装置において、
   前記トナーカートリッジから供出されるトナーを一時的に貯蔵する内部空間と、前記現像装置へと繋がる供給口とを有する筐体と、
   前記筐体の内部空間に貯蔵されたトナーを、該内部空間内の所定の循環経路に沿って単位時間当たりにトナー循環量Ｗ１で循環させる循環部と、
   前記循環経路に沿って循環するトナーを、該循環経路から分岐して前記供給口へと向かう供給経路に沿って単位時間当たりにトナー搬送量Ｗ２で搬送するとともに、該トナー搬送量Ｗ２と前記トナー循環量Ｗ１が
   ３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
   という関係を満たしている搬送部とを備えたことを特徴とするトナー供給装置。
2. 表面に静電潜像が形成される潜像担持体と、
   トナーが収容された、該トナーを供出するトナーカートリッジと、
   前記潜像担持体上の静電潜像にトナーを付着させることによって該静電潜像を現像する現像装置と、
   前記トナーカートリッジと前記現像装置との間に介在し、該トナーカートリッジから供出されるトナーを該現像装置に供給するトナー供給装置であって、
   前記トナーカートリッジから供出されるトナーを一時的に貯蔵する内部空間と、前記現像装置へと繋がる供給口とを有する筐体と、
   前記筐体の内部空間に貯蔵されたトナーを、該内部空間内の所定の循環経路に沿って単位時間当たりにトナー循環量Ｗ１で循環させる循環部と、
   前記循環経路に沿って循環するトナーを、該循環経路から分岐して前記供給口へと向かう供給経路に沿って単位時間当たりにトナー搬送量Ｗ２で搬送するとともに、該トナー搬送量Ｗ２と前記トナー循環量Ｗ１が
   ３．６≦Ｗ１／Ｗ２≦５．４
   という関係を満たしている搬送部とを備えたトナー供給装置とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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