JP2006317841A - 画像形成装置および複写装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像器の取出時の、トナーボトル１２８／現像器１０３間のトナー漏れ防止。トナー搬送管体１４８にトナーを残さず確実に現像器に送る。
【解決手段】 トナーボトル；それが送出したトナーを現像器１０３に導くトナー搬送路１４８；そのトナーを現像器に送給する搬送手段（スクリュー，エアー搬送および又は振動搬送）；および、トナーボトルからトナーをトナー搬送路に送出して現像器に供給するトナー供給後、トナーボトルからのトナーの送出は停止してトナー搬送路の残留トナーを排除するために搬送手段を駆動する搬送制御手段５１７；を備える電子写真プロセスの画像形成装置。トナー搬送路の残留トナーセンサ１５５がトナーなしを検出するまで搬送手段を駆動。残留トナー排除行程を終えるまで、現像器カートリッジを取り出し不可にロック。
【選択図】 図６

Description

本発明は、感光体に画像光を投射して静電潜像を形成し静電潜像を現像器によってトナー像に現像しトナー像を直接又は中間転写体を介して間接に用紙に転写する、電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置に関する。この画像形成装置は、プリンタ，複写装置およびファクシミリ装置に使用することができる。

特開平 １０−３３３４１２号公報 特開２００３−２０２７４５号公報。

特許文献１に記載の画像形成装置は、トナーバンクに複数の、螺旋溝付きのトナーボトルを横置きで装備して、各トナーボトルから順次に、該ボトルを軸心を中心に回転駆動することによりトナーを横送りしてボトルから送出し、ボトルを出てホッパに落下したトナーを、スクリューポンプおよびエアーポンプを含む搬送手段によって上送りして現像器に搬送する。感光体に残留したトナーはクリーナで回収してパイプ内のエアー搬送で現像器に戻される。特許文献２には、縦置きのトナー収納容器の下端のトナー取り出し口から出るトナーをエアーで現像器に搬送するトナー供給装置が記載されている。

電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置の現像器は、単体の現像カートリッジとして、又は、感光体，帯電手段，転写手段およびクリーニング手段のうちの１つ又は２以上とともに１つのプロセスカートリッジとして、画像形成装置本体に対して着脱可である。現像器にはかなりの量のトナーが収納されているので、トナーを消費するたびにカートリッジを交換するタイプの比較的小型のプリンタがある。しかし、長期にカートリッジ交換を不要にする為に、たとえば大量の高速印刷に適した複写機では、トナー収納容器（トナーボトル）を装備して、該トナー収納容器から現像器にトナーを補充する（例えば特許文献１）。

トナー収納容器から、着脱可能な現像器にトナーを補充するタイプの画像形成装置の場合、トナー収納容器から出たトナーを現像器に搬送するトナー搬送手段があり、それには搬送パイプ，チューブなどの搬送管体と、エアーポンプ又はコンベアスクリューとが組み合わされて用いられるが、現像器を画像形成装置本体から取り外すとき、搬送管体の出口部分に残留トナーがあると、現像器の取り外しによって残留トナーが機内にこぼれて汚損してしまうことがある。特に、搬送管体の、現像器に対するトナー出口部分が、上から下に延びる下向きの場合に、比較的に多量の残留トナーがこぼれる可能性がある。

本発明は、現像器の取り出しが行なわれたときに画像形成装置内部でのトナー漏れを防ぐことを第１の目的とし、トナー搬送管体にトナーを残さず確実に現像器に送り込むことを第２の目的とする。

（１）感光体(101)に画像光を投射して静電潜像を形成し静電潜像を現像器(103)によってトナー像に現像しトナー像を直接又は中間転写体(107)を介して間接に用紙に転写する、電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置(100)において、
トナー収納容器(128)；
該トナー収納容器から出たトナーを前記現像器(103)に導くトナー搬送路(148)；
該トナー搬送路のトナーを前記現像器に送給する搬送手段(149-151／157-159／160-162)；および、
前記トナー収納容器からトナーをトナー搬送路に送出して現像器に供給するトナー供給後、トナー収納容器からのトナーの送出は停止して前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記搬送手段を駆動する搬送制御手段(517)；
を備えることを特徴とする、画像形成装置。

なお、理解を容易にするために括弧内には、図面に示し後述する対応要素の記号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。

これによれば、トナー収納容器から現像器にトナーを補充する度に、トナー収納容器からのトナーの送出は停止して搬送手段が駆動され、トナー搬送路の残留トナーが現像器に送り込まれる。これにより、現像器を機外に取り出すとき、トナー搬送路からトナーがこぼれることがなくなる。

（２）前記トナー搬送路(148)は管体であり；前記搬送手段は、該管体内の搬送スクリュー(149)および該搬送スクリューを回転駆動する手段(150,151)を有するスクリューコンベア(149-151)を含む；上記（１）に記載の画像形成装置。

（２ａ）前記搬送制御手段(517)は、前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出して現像器(103)に供給するトナー供給の間前記搬送手段(149-151)を駆動し、トナー収納容器からのトナーの送出を停止した後も、前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために継続して前記搬送手段を駆動する；上記（１）又は（２）に記載の画像形成装置。

（２ｂ）前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出するトナー送出手段(141,152,153)；を更に備える、上記（１）乃至（２ａ）に記載の画像形成装置。

（２ｃ）前記搬送制御手段(517)は、前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出して現像器(103)に供給するトナー供給の間前記トナー送出手段(141,152,153)および搬送手段(149-151)を駆動する；上記（２ｂ）に記載の画像形成装置。

（３）前記トナー搬送路(148)は管体であり；前記搬送手段は、該管体に送気する気体供給手段(157-159)を含む；上記（１）に記載の画像形成装置。気体例えばエアーを用いて、トナー搬送路内のトナーを現像器に送り出すことで、確実に搬送路内のトナーを排出することができる。

（３ａ）前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出するトナー送出手段(141,152,153)；を更に備え、前記搬送制御手段(517)は、前記トナー送出手段(141,152,153)を駆動して前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出し、そしてトナー送出手段(141,152,153)の駆動を停止してから、前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記気体供給手段(157-159)を駆動する；上記（３）に記載の画像形成装置。

（３ｂ）画像形成装置は更に、前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出するトナー送出手段(141,152,153)；を備え、前記搬送手段は更に、前記トナー搬送路(148)に送気する気体供給手段(157-159)を含み；前記搬送制御手段(517)は、前記トナー送出手段(141,152,153)および前記スクリューコンベア(149-151)を駆動して前記トナー収納容器(128)のトナーを現像器(103)に供給し、そしてトナー送出手段(141,152,153)の駆動を停止してから、前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記スクリューコンベア(149-151)の駆動を継続し前記気体供給手段(157-159)を駆動する；上記（２）に記載の画像形成装置。

（４）前記搬送手段は、前記トナー搬送路(148)に振動を与える加振手段(160-162)を含む；請求項１，２又は３に記載の画像形成装置。トナー搬送路に振動を与えて内部のトナー溜まりを防止して、確実に搬送路内のトナーを排出することができる。

（４ａ）前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出するトナー送出手段(141,152,153)；を更に備え、前記搬送制御手段(517)は、前記トナー送出手段(141,152,153)を駆動して前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出し、そしてトナー送出手段(141,152,153)の駆動を停止して後、前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記加振手段(160-162)を駆動する；上記（４）に記載の画像形成装置。

（４ｂ）画像形成装置は更に、前記トナー収納容器(128)からトナーをトナー搬送路(148)に送出するトナー送出手段(141,152,153)；を備え、前記搬送手段は更に、前記トナー搬送路(148)に振動を与える加振手段(160-162)を含み；前記搬送制御手段(517)は、前記トナー送出手段(141,152,153)および前記スクリューコンベア(149-151)を駆動して前記トナー収納容器(128)のトナーを現像器(103)に供給し、そしてトナー送出手段(141,152,153)の駆動を停止した後、前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記スクリューコンベア(149-151)および前記加振手段(160-162)を駆動する；上記（２）に記載の画像形成装置。

（５）前記現像器(103)は画像形成装置本体に対して着脱可であって；画像形成装置は前記現像器を取外し不可に拘止しかつ拘止を解除するロック手段；を備え、前記搬送制御手段(517)は、前記トナー収納容器からトナーをトナー搬送路に送出して現像器に供給するトナー供給を開始し前記トナー搬送路の残留トナーを排除するための制御行程を終了するまでは前記ロック手段にて現像器を拘止する；上記（１）乃至（４）のいずれか１つに記載の画像形成装置。トナー排出動作の完了前は、現像器の取り出しを行なえないことにより、装置内にトナー落下させないことが可能となる。

（６）前記搬送制御手段(517)は、前記現像器の拘止の間現像器の取り出し不可を報知する；請求項５に記載の画像形成装置。取り出し不可であることを報知することにより、ユーザーに認識させることができ、不用意な現像器取り出しを行なわせないようにすることができる。

（７）画像形成装置は、前記トナー搬送路の残留トナーを検出するセンサ(155)；を更に備える、上記（１）乃至（６）のいずれか１つに記載の画像形成装置。搬送路内のトナーをセンサ(155)で検知して、搬送動作の制御を行なうことにより、搬送路内のトナーを確実に排出することができる。

（７ａ）前記搬送制御手段(517)は、前記トナー収納容器からのトナーの送出は停止して前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記搬送手段を駆動した後、前記センサが残留トナーなしを検知後に前記搬送手段の駆動を停止する；上記（７）に記載の画像形成装置。

（８）前記現像器(103)は、前記電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置の、感光体，帯電手段，転写手段およびクリーニング手段のうちの少なくとも１つのプロセス手段を装備する、画像形成装置本体に対して着脱可のプロセスカートリッジに装備した；上記（１）乃至（７）のいずれか１つに記載の画像形成装置。プロセスカートリッジを使用した装置で上記の制御を行なうことにより、メンテナンス時の装置の汚染を防止することができる。

（９）上記（１）乃至（８）のいずれか１つに記載の画像形成装置(100)；および、
原稿の画像を読み取り画像データを生成する画像読取装置(300)；を備え、
前記画像形成装置(100)は、該画像読取装置(300)が生成した画像データを、画像形成に適合する画像データに変換する画像データ処理手段(IPP)を含む；
複写装置。

（１０）更に、通信手段(504-506)；ならびに、情報メモリ(521,503)を持ち前記画像読み取り装置(300)が生成した画像データを該情報メモリに蓄積し、蓄積した画像データを前記通信手段を介して外部に送信し、外部から前記通信手段が受信した情報を前記情報メモリに蓄積しそして前記画像形成装置(100)で用紙上に画像形成するシステムコントローラ(501)；を備える、上記（９）に記載の複写装置。

本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。

図１に、本発明の一実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機ＭＦ１の機構概要を示す。このフルカラー複写機は、大略で、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）２００と、操作ボード１０と、カラースキャナ３００と、カラープリンタ１００の各ユニットで構成されている。機内のシステムコントローラ５０１（図５）には、パソコンＰＣが接続したＬＡＮ（Local Area Network）が接続されている。また、機内のファクシミリコントローラＦＣＵ（図５）は、交換機ＰＢＸおよび公衆通信網ＰＮを介して、ファクシミリ通信をすることが出来る。

図２に、複合機能複写機ＭＦ１のカラープリンタ１００の機構を示す。この実施例のカラープリンタ１００は、レーザプリンタである。このレーザプリンタ１００は、黒（ブラック：Ｂｋ），シアン（Ｃ），マゼンダ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の各色の画像を形成するための４組のトナー像形成ユニットＢｋ，Ｃ，ＭおよびＹが、第１転写ベルト１０７の移動方向（図中の左から右方向ｙ）に沿ってこの順に配置されている。即ち、４連ドラム方式のフルカラー画像形成装置である。これらのトナー像形成ユニットＢｋ，Ｃ，ＭおよびＹはそれぞれ個別の、プリンタ本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジである。

プロセス動作位置に装着された各カートリッジを引き出し（取り外し）不可に拘束するための各ロック機構がある。各ロック機構は、拘止爪があるロックレバーおよび該ロックレバーを拘止位置と解除位置に駆動する電気モータ（１５６：イエローカートリッジ用）で構成され、各カートリッジには、ロックレバーの拘止爪が係合するロック穴がある。各カートリッジの現像器（１０３：イエロー現像用）にトナーボトル（１２８：イエロートナー）のトナーを補充する間はカートリッジの取り出し（引き出し）ができないように、ロック機構によってカートリッジがロックされる。

イエロートナー像形成ユニットＹの、回転可能に支持され矢印方向に回転する感光体１０１の外周部には、除電装置１０５，クリーニング装置１０４，帯電装置１０２および現像器１０３が配備されている。帯電装置１０２と現像器１０３の間には、露光装置１０６から発せられる光情報の入るスペースが確保されている。トナー像形成ユニットは４組（Ｂｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）あるが、それぞれ周囲に設けられる画像形成用の部品構成は同じである。現像器１０３が扱う色材（トナー）の色が異なる。感光体１０１（４個）は直径が３０から１００ｍｍ程度のアルミニュム円筒表面に、光導電性物質である有機半導体の層を設けた感光体である。その一部が、第１転写ベルト１０７に接している。ベルト状の感光体も採用可能である。

第１転写ベルト１０７は矢印方向に移動可能に、回転するローラ１０８，１０９および１１０間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第１転写手段１１１が感光体１０１の近傍に配備されている。ベルトループの外側に、第１転写ベルト用のクリーニング装置１１２が配備されている。第１転写ベルト１０７より転写した後にその表面に残留する不要のトナーを拭い去る。

露光装置１０６は公知のレーザ方式で、フルカラー画像形成に対応した光情報を、一様に帯電された感光体表面に潜像として照射する。ＬＥＤアレイと結像手段から成る露光装置も採用できる。第１転写ベルト１０７は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、感光体１０１からトナーを転写可能とする抵抗値を備える。

図２上で、第１転写ベルト１０７の右方には、第２転写ベルト１１３が配備されている。第２転写ベルト１１３は矢印方向に移動可能に、回転ローラ１１４，１１５および１１６間に支持、張架されていて、裏側（ループの内側）には、第２転写手段１１７が配備されている。ベルトループの外側に、第２転写ベルト用のクリーニング装置１１８、チャージャ１１９、などが配備されている。クリーニング装置１１８は、用紙にトナーを転写した後、残留する不要のトナーを拭い去る。

第２転写手段１１７，ローラ１１６、第１転写ベルト１０７を支持するローラ１０８により、第１転写ベルト１０７と第２転写ベルト１１３は接触し、あらかじめ定められた転写ニップを形成する。第２転写ベルト１１３は、基体の厚みが５０μｍ乃至６００μｍの樹脂フィルムあるいはゴムを基体にしたベルトで、第１転写ベルト１０７からトナーを転写可能とする抵抗値を備えるベルトである。

記録媒体である用紙１２０は、図の下方の給紙カセット１２１，１２２に収納されており、最上の用紙が給紙ローラ１３１又は１３２で１枚づつ、複数の用紙ガイドを経てレジストローラ１３３に搬送される。第２転写ベルト１１３の上方に、定着器１２３、排紙ガイド１２４、排紙ローラ１２５、排紙スタック１２６が配備されている。

第１転写ベルト１０７の上方で、排紙スタック１２６の下方には、トナーボトル１２８を着脱（交換）できる補給基枠１２７がある。ブラック，シアン，マゼンタおよびイエローの４色それぞれのトナーを収納した、各色トナーボトル（１２８：イエロー）が補給基枠１２７のボトル装着口に挿入されている。各ボトルのトナーが、各現像装置（１０３：イエロー）に適宜補給される。

本体の一部のフレーム１２９は、開閉支軸１３０を中心として、回動開放が可能な構造にしてあるので、記録媒体の搬送路は大きく開き、ジャムした記録媒体（用紙）の処理を容易にしている。

ここで両面印刷のときの各部の動作を説明する。まず感光体１０１による、作像が行われる。すなわち、露光装置１０６の作動により、不図示のＬＤ光源からの光は、不図示の光学部品を経て、帯電装置１０２で一様に帯電された感光体１０１のうち、作像ユニットａの感光体上に至り、書き込み情報（色に応じた情報）に対応した潜像を形成する。感光体１０１上の潜像は現像器１０３で現像され、トナーによる顕像が感光体１０１の表面に形成され保持される。このトナー像は、第１転写手段１１１により、感光体１０１と同期して移動する第１転写ベルト１０７の表面に転写される。感光体１０１の表面は、残存するトナーがクリーニング装置１０４でクリーニングされ、除電装置１０５で除電され次の作像サイクルに備える。

第１転写ベルト１０７は、表面に転写されたトナー像を坦持し、矢印の方向に移動する。作像ユニットｂの感光体１０１に、別の色に対応する潜像が書き込まれ、対応する色のトナーで現像され顕像となる。この像は、すでに第１転写ベルト１０７に乗っている前の色の顕像に重ねられ、最終的に４色重ねられる。なお、単色黒のみを形成する場合もある。

このとき同期して第２転写ベルト１１３は矢印方向に移動していて、第２転写手段１１７の作用で、第２転写ベルト１１３の表面に第１転写ベルト１０７表面に作られた画像が転写される。いわゆるタンデム形式である４個の作像ユニットａ〜ｄの各感光体１０１上で画像が形成されながら、第１，第２転写ベルト１０７，１１３が移動し、作像が進められるので、その時間が短縮できる。

第１転写ベルト１０７が、所定のところまで移動すると、用紙の別の面に作成されるべきトナー画像が、前述したような工程で再度感光体１０１により作像され、給紙が開始される。給紙ローラ１３１又は１３２が反時計方向に回転すると、給紙カセット１２１又は１２２内の最上部にある用紙１２０が引き出され、レジストローラ１３３に搬送される。

レジストローラ１３３を経て、第１転写ベルト１０７と第２転写ベルト１１３の間に送られる用紙の片側の面に、第１転写ベルト１０７表面のトナー像が、第２転写手段１１７により転写される。更に記録媒体は上方に搬送され、第２転写ベルト１１３表面のトナー像が、チャージャ１１９により用紙のもう一方の面に転写される。転写に際して、用紙は画像の位置が正規のものとなるよう、タイミングがとられて搬送される。

本実施例では、感光体１０１に作像されるトナーの極性はマイナスである。第１転写手段１１１にプラスの電荷を与えることで、感光体１０１に作像されたトナーは第１転写ベルト１０７に転写される。第２転写手段１１７にプラスの電荷を与えることで、第１転写ベルト１０７に転写されたトナーは、第２転写ベルト１１３に転写される。用紙を第１，第２転写ベルト１０７，１１３間に送り込み、第２転写手段１１７にプラスの電荷を与えることで、第１転写ベルト１０７に転写されたトナーが用紙の片側の面に転写され、また、第２転写ベルト１１３に転写されたトナーは、転写チャージャ１１９からプラス極性の電荷与えることで、第２転写ベルト１１３表面のマイナス極性のトナーは吸引されて、用紙の他の面に転写される。

上記のステップで両面にトナー像が転写された用紙は、定着器１２３に送られ、用紙上のトナー像（両面）が一度に溶融、定着され、ガイド１２４を経て排紙ローラ１２５により本体フレーム上部の排紙スタック１２６に排出される。

図２のように、排紙部１２４〜１２６を構成した場合、両面画像のうち後から用紙に転写される面（頁）、すなわち第１転写ベルト７から用紙に直接転写される面が下面となって、排紙スタック１２６に載置されるから、頁揃えをしておくには２頁目の画像を先に作成し、第２転写ベルト１１３にそのトナー像を保持し、１頁目の画像を第１転写ベルト１０７から用紙に直接転写する。

第１転写ベルト１０７から直接に用紙に転写される画像は、感光体表面で正像にし、第２転写ベルト１１３から用紙に転写されるトナー像は、感光体表面で逆像（鏡像）になるよう露光される。このような頁揃えのための作像順、ならびに、正、逆像（鏡像）に切り換える画像処理も、ＩＭＡＣによるメモリＭＥＭに対する画像データの読書き制御によって行っている。

第２転写ベルト１１３から用紙に転写した後、ブラシローラ，回収ローラ，ブレード等を備えたクリーニング装置１１８が、第２転写ベルト１１３に残留する不要のトナーや紙粉を除去する。

図２ではクリーニング装置１１８のブラシローラが第２転写ベルト１１３の表面から離れた状態にある。支点１１８ａを中心として揺動可能で、第２転写ベルト１１３の表面に接離可能な構造になっている。用紙に転写する以前で、第２転写ベルト１１３がトナー像を担持しているとき離し、クリーニングが必要のとき、図で反時計方向に揺動し接触させる。除去された不要トナーはトナー収納部１３４に集められる。

以上が、「両面転写モード」を設定した両面印刷モードの作像プロセスである。両面印刷の場合には、常にこの作像プロセスで印刷が行われる。片面印刷の場合には、「第２転写ベルト１１３による片面転写モード」と「第１転写ベルト１０７による片面転写モード」の２つがあり、前者の第２転写ベルト１１３を用いる片面転写モードを設定した場合には、第１転写ベルト１０７に４色重ね（又は単色黒）で形成された顕像が第２転写ベルト１１３に転写され、そして用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。この場合、排紙スタック１２６に排出された印刷済用紙の上面に印刷画面がある。

後者の第１転写ベルト１０７を用いる片面転写モードを設定した場合には、第１転写ベルト１０７に４色重ね（又は単色黒）で形成された顕像が、第２転写ベルト１１３には転写されずに、用紙の片面に転写される。用紙の他面には画像転写はない。この場合は、排紙スタック１２６に排出された印刷済用紙の下面に印刷画面がある。

図３および図４に、図２に示す補給基枠１２７に装備した、イエロートナーボトル１２８からイエロー現像器１０３にトナーを補給するイエロートナー補給機構を示す。他の、ブラック，シアンおよびマゼンタトナーボトルのそれぞれから、ブラック，シアンおよびマゼンタ現像器にトナーを補給する各色トナー補給機構の構成および機能も、イエロートナー補給機構と同一である。図３はトナーボトル１２８の側面を見た拡大図である。図４は図２の紙面の裏側から表側を見た拡大図であって、図３に示すトナー補給機構の右側面図である。

トナーボトル１２８は、側壁面にトナー送り出し用の螺旋溝が形成されておりこれが、トナー内部では螺旋突条となっている。この螺旋溝は、トナー出口近くの小径部にも連続しており、該小径部がトナー出口に連なる箇所で出口壁面と同径になるようにねじって絞った形状になっている。この形状により、図３に示す水平姿勢でトナーボトル１２８をその中心軸を中心に廻すと、内部のトナーが螺旋突条によってボトルの出口に向けて押され、出口近くのトナーから出て行く。トナーボトル１２８の外壁には、リング状の歯車１４１の内壁面の溝に係合する突起が形成されている。

補給基枠１２７には、ベアリング１４２で回転自在に支持された外段差つきのリング状の歯車１４１がある。その係合溝にボトルの突起を嵌め合わせてトナーボトル１２８を歯車１４１の内空間に差し込むと、トナーボトル１２８のトナー出口（ボトル口部）が、歯車１４１の中心位置に固定配置された受け口部材１４６の、水平ｘ方向に延びる受け穴に嵌まり込む。リング状の歯車１４１には駆動ギア１５３が噛み合っており、この駆動ギア１５３は減速機１４５の出力軸に結合している。減速機１４５の入力軸には、電気モータ１５２（補給モータ）の入力軸が連結されている。電気モータ１５２が回転すると、リング状の歯車１４１が回転し、この歯車１４１に係合したトナーボトル１２８が、その中心軸を中心に回転し、ボトル１２８内のトナーが、受け口部材１４６の受け穴に出て行く。前記減速機１４５のフレームは、補給基枠１２７に固定された機構ベース１４４に固定されている。受け口部材１４６は、減速機１４５のフレームで固定支持されている。

受け口部材１４６の、ボトル１２８の口部が嵌まり込む、水平ｘ方向に延びる受け穴は深く、該受け穴を垂直ｚ方向に貫通するパイプ穴が開いており、そこにスクリューコンベアのパイプ１４７および１４８（トナー搬送路）の下端および上端が嵌まり込んでいる。パイプ１４７および１４８を、トナー搬送用のスクリュー１４９が貫通している。スクリュー１４９の軸端は、機構ベース１４４に装着した減速器１５０の出力軸に連結されている。減速器１５０の入力軸には電気モータ１５１（搬送モータ）の回転軸が連結されている。電気モータ１５１が回転すると、スクリュー１４９が回転して、ボトル１２８から受け口部材１４６内の受け穴に出たトナーを、パイプ１４８に掻き込んで下方に搬送する。

パイプ１４８の下端には、小距離を上下摺動し得る、透光性のセンサブロック１５４が装着されており、該ブロック１５４に、該ブロック１５４の内部残留トナーを検出するトナーセンサ１５５が装着されている。センサ１５５は、この実施例では、透過型の光センサである。センサブロック１５４の下端面は、現像器１０３のトナー補充口に少し嵌まり込む形状となっている。センサブロック１５４は、パイプ１４８に対して上下ｚ方向に摺動できるので、現像器１０３の脱着のときには、現像器１０３の移動にともなって現像器１０３のトナー補充口から外れて上方に移動し、あるいは下方に移動してトナー補充口に僅かに嵌まり込む。

図５に、図１に示す複合機能複写機ＭＦ１の電装系統のシステム構成を示す。電装システムは、画像形成装置の全体制御を行うシステムコントローラ５０１、コントローラ５０１に接続された、画像形成装置の操作ボード１０、画像データを記憶するＨＤＤ５０３、アナログ回線を使用して外部との通信を行う通信コントロール装置インターフェースボード５０４、ＬＡＮインターフェースボード５０５、汎用ＰＩＣバスに接続された、ＦＡＸのコントロールユニット５０６、ＩＥＥＥ１３９４ボード、無線ＬＡＮボード、ＵＳＢボード等５０７と、ＰＣＩバスでコントローラに接続されたエンジン制御５１０、エンジン制御５１０に接続された、画像形成装置のＩ／Ｏを制御するＩ／Ｏボード５１３、及び、コピー原稿（画像）を読込むスキャナーボード（ＳＢＵ：Sensor Board Unit）５１１、及び画像データが表わす画像光を感光体ドラム上に投射する（光書込みする）ＬＤＢ（レーザダイオードボード）５１２等で構成される。

原稿を光学的に読み取る読取ユニット３００は、原稿に対する原稿照明光源の走査を行い、ＣＣＤ５２０に原稿像を結像する。原稿像すなわち原稿に対する光照射の反射光をＣＣＤ５２０で光電変換してＲ，Ｇ，Ｂ画像信号を生成する。

通信コントロール装置インターフェイスボード５０４は、装置に不具合が発生した場合に外部の遠隔地診断装置に即時に通報し、故障個所の内容，状況等をサービスマンが認識し早急に修理することを可能としている。また、それ以外に装置の使用状況等の発信にも使用されている。

図５に示すＣＣＤ５２０は、３ラインカラーＣＣＤであり、ＥＶＥＮｃｈ（偶数画素チャンネル）／ＯＤＤｃｈ（奇数画素チャンネル）のＲ、Ｇ、Ｂ画像信号を生成し、ＳＢＵボードのアナログＡＳＩＣ(Application Specific IC)に入力する。ＳＢＵボード５１１にはアナログＡＳＩＣ及び，ＣＣＤ、アナログＡＳＩＣの駆動タイミングを発生する回路を備えている。ＣＣＤ５２０の出力は、アナログＡＳＩＣ内部のサンプルホールド回路により、サンプルホールドされその後、Ａ／Ｄ変換され、Ｒ、Ｇ、Ｂの画像データに変換し、且つシェーディング補正し、そして出力Ｉ／Ｆ（インターフェイス）５２０で画像データバスを介して画像データ処理器ＩＰＰ（Image Processing Processor；以下では単にＩＰＰと記述）に送出する。

ＩＰＰは画像処理をおこなうプログラマブルな演算処理手段であり、分離生成（画像が文字領域か写真領域かの判定：像域分離），地肌除去，スキャナガンマ変換，フィルタ，色補正，変倍，画像加工，プリンタガンマ変換および階調処理を行う。ＳＢＵからＩＰＰに転送された画像データは、ＩＰＰにて光学系およびデジタル信号への量子化に伴う信号劣化（スキャナ系の信号劣化）を補正され、フレームメモリ５２１に書き込まれる。

システムコントローラ５０１には、ＣＰＵ及びシステムコントローラボードの制御を行うＲＯＭ、ＣＰＵが使用する作業用メモリであるＲＡＭ，リチウム電池を内臓し、ＳＲＡＭのバックアップと時計を内臓したＮＶ−ＲＡＭ及び、システムコントローラボードのシステバス制御、フレームメモリ制御、ＦＩＦＯ等のＣＰＵ周辺を制御するＡＳＩＣ及びそのインターフェース回路等が搭載されている。

システムコントローラ５０１は、スキャナアプリケーション，ファクシミリアプリケーション，プリンタアプリケーションおよびコピーアプリケーション等の複数アプリケーションの機能を有し、システム全体の制御を行う。操作ボード１０の入力を解読して本システムの設定とその状態内容を操作ボードの表示部に表示する。

ＰＣＩバスには多くのユニットが接続されており、画像データバス／制御コマンドバスで、画像データと制御コマンドが時分割で転送される。

通信コントロール装置インターフェースボード５０４は、通信コントロール装置と、コントローラ５０１との通信インターフェースボードである。コントローラ５０１との通信は、全二重非同期シリアル通信で接続されている。通信コントロール装置５２２とは、ＲＳ−４８５インターフェース規格により、マルチドロップ接続されている。遠隔の管理システムとの通信は、この通信コントローラ装置インターフェースボード５０４を経由して実施される。

ＬＡＮインターフェースボード５０５は、社内ＬＡＮに接続されている。社内ＬＡＮとコントローラ５０１との通信インターフェースボードであり、ＰＨＹチップを搭載している。ＬＡＮインターフェースボード５０５とコントローラ５０１とは、ＰＨＹチップＩ／Ｆ及びＩ２ＣバスＩ／Ｆの標準的な通信インターフェースで接続されている。外部機器との通信はこのＬＡＮインターフェースボード５０５を経由して実施される。

ＨＤＤ５０３は、システムのアプリケーションプログラムならびにプリンタ、作像プロセス機器の機器付勢情報を格納するアプリケーションデータベース、ならびに、読取り画像や書込み画像のイメージデータ、すなわち画像データ、ならびにドキュメントデータを蓄える画像データベースとして用いられる。物理インターフェース、電気的インターフェース共に、ＡＴＡ／ＡＴＡＰＩ−４に準拠したインターフェースでコントローラに接続されている。

操作ボード１０には、ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ、ＬＣＤ及びキー入力を制御するＡＳＩＣ（ＬＣＤＣ）が搭載されている。ＲＯＭには操作ボード１０の入力読込み、及び表示出力を制御する、操作ボード１０の制御プログラムが書き込まれている。ＲＡＭは、ＣＰＵで使用する作業用メモリである。システムコントローラ５０１との通信により、パネルを操作して使用者がシステム設定の入力を行う入力と、使用者にシステムの設定内容，状態を表示する、表示および入力の制御を行っている。

システムコントローラ５０１のワークメモリから出力されたブラック（Ｂｋ）、シアン（Ｃ）、マデンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色の書き込み信号は、ＬＤＢ（Laser Diode control Board）のＢｋ，Ｃ，Ｍ，ＹのＬＤ（Laser Diode）書き込み回路に入力される。ＬＤ書き込み回路でＬＤ電流制御（変調制御）が行われ、各ＬＤに出力される。

エンジン制御５１０は、画像形成の作像作成制御を主として行い、ＣＰＵ５１７及び、画像処理を行うＩＰＰ、複写およびプリントアウトを制御するため必要なプログラムを内蔵したＲＯＭ、その制御に必要なＲＡＭ、及びＮＶ−ＲＡＭを搭載している。ＮＶ−ＲＡＭにはＳＲＡＭと、電源ＯＦＦを検知して、ＥＥＰＲＯＭにストアするメモリを搭載している。また、他の制御を行なうＣＰＵとの信号の送受信を行なう、シリアルインターフェースも備えているＩ／Ｏ ＡＳＩＣは、エンジン制御ボードが実装された、近くのＩ／Ｏ（カウンター、ファン、ソレノイド、モータ等）を制御するＡＳＩＣである。Ｉ／Ｏ制御ボード５１３とエンジン制御ボード５１０とは同期シリアルインターフェース接続されている。

Ｉ／Ｏ制御ボード５１３には、サブＣＰＵを搭載しており、Ｐセンサ、Ｔセンサ等のアナログ制御，用紙センサの検出信号を参照するジャム検出，用紙搬送制御も含む画像形成装置のＩ／Ｏ制御を行っている。インターフェース回路５１５は、各種センサ，アクチュエータ（モータ、クラッチ、ソレノイド）とのインターフェース回路である。

電源装置ＰＳＵ５１４は、画像形成装置を制御する電源を供給するユニットである。メインＳＷのオン（閉）により、商用電源が供給される。その商用電源からＡＣ制御回路５４０に商用ＡＣが供給され、ＡＣ制御回路５４０により整流、平滑化のように制御されたＡＣ制御出力を用いて、第１電源装置ＰＳＵ(1) ５１４は各制御基板に必要なＤＣ電圧を供給する。電源装置ＰＳＵにより生成される定電圧を用いて各制御部のＣＰＵが動作している。

図６に、エンジン制御５１０のＣＰＵ５１７が実行するトナー補給制御の中の、Ｙ（イエロー）トナー補給制御ＴｙＳＰ１の内容を示す。このＹトナー補給制御ＴｙＳＰ１は、ＹプロセスカートリッジのＹ現像器１０３のトナー濃度が設定値以下に低下したときに実行するものである。同様に、他の、Ｂｋ，ＣおよびＭプロセスカートリッジのＢｋ，ＣおよびＭ現像器のトナー濃度が設定値以下に低下したときにも、それぞれＢｋ，ＣおよびＭトナー補給制御を行うが、これらの内容も、図６に示し次に説明するＹトナー補給制御ＴｙＳＰ１の内容と同様である。

Ｙトナー補給制御ＴｙＳＰ１に進むと、エンジン制御５１０のＣＰＵ５１７は、Ｙプロセスカートリッジをロックする（ステップ１）。すなわち、ロック機構の電気モータ１５６（図２）を正転駆動して、ロックレバーの拘止爪をＹプロセスカートリッジのロック穴に嵌め込む。なお、以下においては、括弧内には、ステップという語を省略して、ステップＮｏ．数字のみを記す。

そしてＣＰＵ５１７は、操作ボード１０のディスプレイに「プロセスカートリッジ引き出し不可」を表示し（２）、Ｔｓ時限の補給タイマＴｓをスタートして（３）、トナー補給モータ１５２およびトナー搬送モータ１５１の正転駆動を開始する（４）。そして補給タイマＴｓのタイムオーバ（Ｔｓの経過）を待つ（５）。トナー補給モータ１５２の正転により、トナーボトル１２８がその中心軸を中心に回転し、これによりボトル１２８内のトナーが、受け口部材１４６のトナー受け穴に送り出される。トナー搬送モータ１５１の正転により、コンベアスクリュー１４９が回転して、トナー受け穴に送り出されたトナーを、ＹプロセスカートリッジのＹ現像器１０３に搬送する。

補給タイマＴｓがタイムオーバするとＣＰＵ５１７は、補給モータ１５２の回転を止めて（６）、Ｔｃ時限の搬送継続タイマＴｃをスタートして（７）、搬送モータ１５１の回転は継続する。これにより、トナーボトル１２８の回転が停止してボトル１２８からのトナーの送給は停止するが、コンベアスクリューが回転を継続するので、パイプ１４８内にあるトナーの、現像器１０３への搬送が継続する。Ｔｃ時限は、受け口部材１４６のトナーを現像器１０３に搬送するに必要な時間に更に余裕代を加えた、パイプ１４８のトナーを現像器１０３に送り込むに十分な時間である。

搬送継続タイマＴｃがタイムオーバするとＣＰＵ５１７は、搬送モータ１５１の回転を止めて（８，９）、センサ１５５がトナーを検出しているか判定して（１０）、トナーを検出していないと、ロックを解除する（１１，１８）。すなわちロック機構の電気モータ１５６を逆転駆動して拘止爪をＹプロセスカートリッジのロック穴から外す。これによりＹプロセスカートリッジの取り出しが可能になる。そして、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。

ステップ１０でセンサ１５５がトナーを検出していたときは、搬送モータ１５１を再度回転駆動し（１２）、搬送継続タイマＴｃを再スタートして（１３）、センサ１５５がトナーを検出しているか監視して（１５）、センサ１５５がトナーを検出しなくなると、搬送モータ１５１を止めて（１６，１７）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。

センサ１５５がトナーを検出している間に搬送継続タイマＴｃがタイムオーバすると、そこで搬送モータ１５１を止めて（１６，１７）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。

第２実施例のハードウエアおよび機能は、図１〜図６に示した上述の第１実施例のものと、大部分が同じであるが、トナー補給機構およびトナー補給制御に少々の変更がある。図７および図８に、第２実施例のトナー補給機構を示す。このトナー補給機構は、第１実施例のトナー補給機構に、電気モータ１５８（ポンプモータ）で駆動するエアーポンプ１５７を付加してその吐出エアーを、受け口部材１４６のトナー受け穴に送給する。他のハードウエアは上述の第１実施例と同様である。

図９に、第２実施例のＣＰＵ５１７のＹトナー補給制御ＴｙＳＰ２を示す。第２実施例では、ボトル１２８からトナーを送り出すための補給モータ１５２を停止すると（６）、搬送モータ１５１の駆動は継続してポンプモータ１５８の駆動を開始する（２１）。そして時限Ｔｃが経過すると搬送モータ１５１を停止し（９）、ポンプモータ１５８の駆動は継続して、センサ１５５がトナーを検出しているか判定して（１０）、トナーを検出していたときは、Ｔｐ時限のポンプタイマＴｐをスタートして（２２）、センサ１５５がトナーを検出しているか監視して（１５）、センサ１５５がトナーを検出しなくなると、ポンプモータ１５８を止めて（１６，２４）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。

センサ１５５がトナーを検出している間にポンプタイマＴｐがタイムオーバすると、そこでポンプモータ１５８を止めて（２３，２４）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。その他の機能は、第１実施例と同様である。

第３実施例のハードウエアおよび機能も、図１〜図６に示した上述の第１実施例のものと、大部分が同じであるが、トナー補給機構およびトナー補給制御に少々の変更がある。図１０および図１１に、第３実施例のトナー補給機構を示す。このトナー補給機構は、第１実施例のトナー補給機構に、加振器を付加したものである。本実施例の加振器は、減速機１６０，その出力軸に結合した加振用の偏心ローラ１６１および減速機１６０の入力軸に連結した電気モータ（振動モータ）で構成される。偏心ローラ１６１は、楕円形状であり、その回転により、パイプ１４８に間断接触することでパイプ１４８を振動させる。他のハードウエアは上述の第１実施例と同様である。

図１２に、第３実施例のＣＰＵ５１７のＹトナー補給制御ＴｙＳＰ３を示す。第３実施例では、搬送継続タイマＴｃのタイムオーバを待って搬送モータ１５１を止めて（９）、センサ１５５がトナーを検出しているか判定して（１０）、トナーを検出していたときは、搬送モータ１５１を再度駆動し（１２）、振動モータ１６２の駆動を開始し（３１）、搬送継続タイマＴｃを再スタートする（１３）。センサ１５５がトナーを検出しているか監視して（１５）、センサ１５５がトナーを検出しなくなると、搬送モータ１５１を止めて（１６，１７）、振動モータ１６２も止めて（３２）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。

センサ１５５がトナーを検出している間に搬送継続タイマＴｃがタイムオーバすると、そこで搬送モータ１５１を止めて（１６，１７）、振動モータ１６２も止めて（３２）、Ｙプロセスカートリッジのロックを解除して（１８）、操作ボード１０の「プロセスカートリッジ引き出し不可」表示を消去する（１８ａ）。その他の機能は、第１実施例と同様である。

−その他−
パイプ１４８が垂直姿勢であるので、第１実施例の、コンベアスクリュー１４９，減速機１５０および電気モータ１５１を、第２実施例のエアー搬送機構に変更した態様でも本発明を実施することができる。また、第１実施例の、コンベアスクリュー１４９，減速機１５０および電気モータ１５１を、第３実施例の加振搬送機構に変更した態様でも本発明を実施することができる。さらには、第１実施例の、コンベアスクリュー１４９，減速機１５０および電気モータ１５１を、第２実施例のエアー搬送機構と第３実施例の加振搬送機構の組み合わせに変更した態様でも本発明を実施することができる。また、第２実施例に、第３実施例の加振搬送機構を組み込んだ態様でも良い。

本発明の第１実施例の複合機能フルカラー複写機の縦断面図である。 図１に示すプリンタ１００の作像機構の概要を示す拡大縦断面図である。 図２示す補給基枠１２７に装備した、イエロートナーボトル１２８からイエロー現像器１０３にトナーを補給するイエロートナー補給機構の拡大側面図である。 図３に示すイエロートナー補給機構の右側面図である。 図１に示す複写機の画像処理システムの概要を示すブロック図である。 図５に示すＣＰＵ５１７のトナー補給制御の内容を示すフローチャートである。 第２実施例のトナー補給機構の側面図である。 図７に示すトナー補給機構の右側面図である。 第２実施例のＣＰＵ５１７のトナー補給制御の内容を示すフローチャートである。 第３実施例のトナー補給機構の側面図である。 図１０に示すトナー補給機構の右側面図である。 第３実施例のＣＰＵ５１７のトナー補給制御の内容を示すフローチャートである。

符号の説明

１０：操作ボード
１００：カラープリンタ
１０１：感光体
１０２：帯電ローラ
１０３：現像器
１０４：クリーナ
１０５：除電ランプ
１０６：光書込みユニット
１０８，１１１，１１７：転写ローラ
１０７，１１３：転写ベルト
１２１，１２２：給紙トレイ
１２３：定着ユニット
１２６：排紙スタック
１２７：補給基枠
１２８：トナーボトル
１３３：レジストローラ
１４１：リング状の歯車
１４２：ベアリング
１４４：機構ベース
１４５：減速機
１４６：受け口部材１４６
１４７：パイプ
１４８：トナー搬送パイプ
１４９：コンベアスクリュー
１５０：減速機
１５１：電気モータ（搬送モータ）
１５２：電気モータ（補給モータ）
１５３：駆動ギア
１５４：透光性のセンサブロック
１５５：トナーセンサ
１５６：ロック機構の電気モータ
１５７：エアーポンプ
１５８：電気モータ（ポンプモータ）
１５９：送気チューブ
１６０：減速機
１６１：偏心ローラ
１６２：電気モータ（加振モータ）
２００：自動原稿供給装置
３００：カラー原稿スキャナ
ＰＣ：パソコン
ＰＢＸ：交換器
ＰＮ：通信回線
ＳＢＵ：センサ・ボードユニット
ＩＰＰ：画像データ処理器

Claims (9)

1. 感光体に画像光を投射して静電潜像を形成し静電潜像を現像器によってトナー像に現像しトナー像を直接又は中間転写体を介して間接に用紙に転写する、電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置において、
   トナー収納容器；
   該トナー収納容器から出たトナーを前記現像器に導くトナー搬送路；
   該トナー搬送路のトナーを前記現像器に送給する搬送手段；および、
   前記トナー収納容器からトナーをトナー搬送路に送出して現像器に供給するトナー供給後、トナー収納容器からのトナーの送出は停止して前記トナー搬送路の残留トナーを排除するために前記搬送手段を駆動する搬送制御手段；
   を備えることを特徴とする、画像形成装置。
2. 前記トナー搬送路は管体であり；前記搬送手段は、該管体内の搬送スクリューおよび該搬送スクリューを回転駆動する手段を有するスクリューコンベアを含む；請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記トナー搬送路は管体であり；前記搬送手段は、該管体に送気する気体供給手段を含む；請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送手段は、前記トナー搬送路に振動を与える加振手段を含む；請求項１，２又は３に記載の画像形成装置。
5. 前記現像器は画像形成装置本体に対して着脱可であって；画像形成装置は前記現像器を取外し不可に拘止しかつ拘止を解除するロック手段；を備え、前記搬送制御手段は、前記トナー収納容器からトナーをトナー搬送路に送出して現像器に供給するトナー供給を開始し前記トナー搬送路の残留トナーを排除するための制御行程を終了するまでは前記ロック手段にて現像器を拘止する；請求項１乃至４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記搬送制御手段は、前記現像器の拘止の間現像器の取り出し不可を報知する；請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置は、前記トナー搬送路の残留トナーを検出するセンサ；を更に備える、請求項１乃至６のいずれか１つに記載の画像形成装置。
8. 前記現像器は、前記電子写真プロセスの画像形成を行なう画像形成装置の、感光体，帯電手段，転写手段およびクリーニング手段のうちの少なくとも１つのプロセス手段を装備する、画像形成装置本体に対して着脱可のプロセスカートリッジに装備した；請求項１乃至７のいずれか１つに記載の画像形成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１つに記載の画像形成装置；および、
   原稿の画像を読み取り画像データを生成する画像読取装置；を備え、
   前記画像形成装置は、該画像読取装置が生成した画像データを、画像形成に適合する画像データに変換する画像データ処理手段を含む；
   複写装置。
   

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