JP2014013362A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単かつ低コストで、トナー容器内のトナーを空気とともに吸引してサブホッパーに送り出す各ポンプのトナー搬送力が均一に保たれる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体１上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する少なくとも１つの現像装置９と、現像装置の上部に配置され、各色のトナーを一時的に貯留して現像装置にトナーを補給する少なくとも１つのサブホッパー２０と、各色のトナーを収容する少なくとも１つのトナー容器６０と、サブホッパーの上部に配置され、トナー容器内のトナーを空気とともに吸引してサブホッパーに送り出す少なくとも１つのエアーポンプ３０と、エアーポンプとトナー容器を接続するトナー搬送経路の少なくとも一部を構成する可撓性チューブ５３とを有し、チューブはその長さに応じて異なる内径を有することを特徴とする画像形成装置により解決される。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ又はファクシミリなどの画像形成装置において用いられるトナー粉体、或いはトナーとキャリアを有する粉体の２成分系現像剤、又はその他の各種粉体をポンプによって移送することは従来より周知である。このような粉体ポンプとして、ケースとダイヤフラムによって区画された作動室内に、ケースに形成した入口から流体を流入させ、次いでその作動室内の流体を出口から排出させるポンプが公知であり、このポンプの入口と出口は、ダイヤフラムの作動によって動作する入口弁と出口弁によって開閉される。

ところが、このようなダイヤフラムを用いる従来のポンプでは、各色のポンプと各色のトナー容器の距離などが異なることで各ポンプのトナー搬送力が異なり、トナー搬送力が低いポンプでは高画像面積印字時などにトナー補給が間に合わなくなったり、トナー搬送力が高いポンプではサブホッパーが満杯になり現像装置へのトナー溢れが発生したりする恐れがあった。

例えば、特許文献１は、ダイヤフラムを有するポンプを粉体移送用に使用できるようにし、小型かつ低コストで、長期の使用に耐え得る粉体ポンプを開示している。

そこで、本発明は、簡単かつ低コストで、トナー容器内のトナーを空気とともに吸引してサブホッパーに送り出す各ポンプのトナー搬送力が均一に保たれる画像形成装置を提供することを目的とする。

この課題を解決するため、本発明は、像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する少なくとも１つの現像装置と、該現像装置の上部に配置され、各色のトナーを一時的に貯留して該現像装置にトナーを補給する少なくとも１つのサブホッパーと、各色のトナーを収容する少なくとも１つのトナー容器と、該サブホッパーの上部に配置され、該トナー容器内のトナーを空気とともに吸引して該サブホッパーに送り出す少なくとも１つのエアーポンプと、該エアーポンプと該トナー容器を接続するトナー搬送経路の少なくとも一部を構成する可撓性チューブと、を有する画像形成装置において、該可撓性チューブはその長さに応じて異なる内径を有する、ことを特徴とする画像形成装置を提案する。

エアーポンプとトナー容器を接続する各色のトナー搬送経路のチューブ内径を長さに応じて調整することで、各色のチューブの長さの差による圧力損失の差を補正することができる。各色のトナー容器でのトナー吸引圧が等しくなるため、各色のトナー搬送効率が等しくなり、サブホッパーのトナー量を保つためのダイヤフラムポンプの種類や、ダイヤフラムポンプ用の駆動手段の出力や、その制御を等しくすることができる。

複合機の全体概要図である。 現像装置及びトナー補給装置の説明図である。 ダイヤフラムポンプとトナー容器の接続の一例を示す複合機の部分概略図である。 トナーエンドセンサでの検知とダイヤフラムポンプ用の回転駆動モータのＯＮ／ＯＦＦを示すタイムチャートである。

以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複合機（以下、複合機５００という）の粉体搬送装置であるトナー補給装置に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げ、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態の複合機５００の全体概要について説明する。ここで、図１は、本実施形態に係る複合機５００の全体概要図である。

本実施形態における複合機５００は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を用いた２成分現像方式を採用したものである。この複合機５００は、複合機本体１００、複合機本体１００を載置する給紙テーブル２００、複合機本体１００上に取り付けるスキャナー３００、及びスキャナー３００の上部に取り付ける原稿自動搬送装置４００から構成されている。この複合機５００では、スキャナー３００から読み取った画像情報である画像データを受け取って、又はパソコン等の外部機器からの印刷データを受け取って、記録媒体であるシートＰ上に画像形成を行う。複合機本体１００には、図に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色用の４個の潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。これら感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。

また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、感光体クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。そして、各感光体ドラム１の上方には、光書込装置１７が設けられている。また、各感光体ドラム１の中間転写ベルト５を介して対向する位置には、それぞれ１次転写手段である１次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋが配置されている。

中間転写ベルト５は、支持ローラ１１，１２，１３及びテンションローラ１４に架け渡されており、不図示の駆動源により回転駆動される駆動ローラである支持ローラ１２の回転により回転駆動される。ここで、支持ローラ１３の中間転写ベルト５を介して対向する位置には、ベルトクリーニング装置１９が設けられており、２次転写後に中間転写ベルト５上に残留する残トナーを除去する。また、支持ローラ１１は、２次転写手段である２次転写ローラ７に対向する２次転写対向ローラであり、中間転写ベルト５を介して２次転写ローラ７との間に２次転写ニップ部を形成する。
この２次転写ニップ部のシート搬送方向下流側には、支持ローラ対１６に架張されたシート搬送ベルト１５が設けられており、トナー像が２次転写されたシートＰを定着装置１８まで搬送する。定着装置１８は、加熱ローラと加圧ローラとから構成された定着ローラ対８を備えており、その定着ニップ部で熱及び圧力を加えて、未定着のトナー像をシートＰ上に定着する。

次に、本実施形態における複合機５００のコピー動作について説明する。本実施形態に係る複合機５００でフルカラー画像を形成する場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台４０１に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナー３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じて押さえる。その後、ユーザーがスタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３０１上に搬送される。そして、スキャナー３００が駆動して第１走行体３０２および第２走行体３０３が走行を開始する。これにより、第１走行体３０２からの光がコンタクトガラス３０１上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３０３のミラーで反射されて、結像レンズ３０４を通じて読取センサ３０５に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、モータ（不図示）が駆動し、駆動ローラである支持ローラ１２が回転駆動して中間転写ベルト５が回転駆動する。また、これと同時に、感光体駆動装置（不図示）により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様帯電する。その後、光書込装置１７からの光ビームＬｙを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。

このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。また、２次転写後の中間転写ベルト５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１９により除去される。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択したシートに応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ２０２が回転し、給紙カセット２０１の１つからシートＰが送り出される。送り出されたシートＰは、分離ローラ２０３で１枚に分離して給紙路２０４に入り込み、搬送ローラ２０５により複合機本体１００内の給紙路１０１まで搬送される。このようにして搬送されたシートＰは、レジストローラ１０２に突き当たったところで止められる。また、給紙カセット２０１にセットされていないシートを使用する場合、手差しトレイ１０５にセットされたシートＰを給紙ローラ１０４により送り出し、分離ローラ１０８で１枚に分離した後、手差し給紙路１０３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ１０２に突き当たったところで止められる。

中間転写ベルト５上に４色重なった合成トナー像は、中間転写ベルト５の回転にともない、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送される。また、レジストローラ１０２は、上記のようにして中間転写ベルト５上に形成された合成トナー像が２次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始し、シートＰを２次転写位置に搬送する。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７によりシートＰの裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上の合成トナー像がシートＰ上に一括して２次転写される。その後、合成トナー像が２次転写されたシートＰは、シート搬送ベルト１５により定着装置１８に搬送されて、定着装置１８に設けられた定着ローラ対８により定着処理が行われる。そして、定着処理が行われたシートＰは、排紙ローラ対１０６により、装置外に設けられた排紙トレイ１０７上に排出されてスタックされる。

次に、容積式の往復動ホンプを用いた粉体搬送装置であるトナー補給装置７０の例について、図２を用いて説明する。また、各現像装置９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋには、同一構成のトナー補給装置７０により、各色に対応した補給トナーがされているので、以下、各色に対応する符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを省略して説明する。

図２は、現像装置９及びトナー補給装置７０の説明図である。
図示のように、トナー補給装置７０は、現像装置９に補給する微粉体である補給トナーを一旦貯留するサブホッパー２０と、サブホッパー２０と現像装置９とを接続して補給トナーを通過させる補給路であるトナーダクト５４を備えている。また、サブホッパー２０の上部に設けられた容積式の往復動ポンプであるダイヤフラムポンプ（膜ポンプ）３０と、このダイヤフラムポンプ３０と複合機本体１００に対して着脱可能なトナー容器６０とを接続して、ダイヤフラムポンプ３０により空気とともに吸引される補給トナーを通すトナー搬送経路を構成するチューブ５３も備えている。

また、ダイヤフラムポンプ３０は、補給トナーの搬送元であるトナー容器６０からチューブ５３を介して、その内部空間に補給トナーを空気とともに取り込む。その後、ダイヤフラムポンプ３０は、下方に接続された搬送先であるサブホッパー２０に補給トナーを排出することで、トナー容器６０からサブホッパー２０に補給トナーを搬送する。そして、サブホッパー２０に搬送された補給トナーは、サブホッパー２０内に設けられた搬送手段により現像装置９内に補給されることとなる。

また、本実施例のトナー補給装置７０により補給トナーを補給する補給先である２成分現像方式の現像装置９は、トナーとキャリアとからなる現像剤を感光体ドラム１に対向する現像領域まで担持搬送する現像ローラ９２を有している。また、この現像装置９の現像ケース９１内には現像剤が貯蔵されている。現像装置９は、第１の攪拌・搬送スクリュー９３ａを設けた攪拌・搬送部と、攪拌・搬送スクリュー９３ａを設けた現像ローラ９２に現像剤を供給するとともに、現像に供されなかった現像剤を回収する供給・回収部とを備えている。そして、攪拌・搬送部と供給・回収部とは各攪拌・搬送スクリュー９３の軸方向両端部に連通部が設けられており、貯蔵されている現像剤は各攪拌・搬送スクリュー９３による搬送により攪拌・搬送部と供給・回収部とを循環する。そして、供給・回収部で、現像ローラ９２に供給されるとともに、現像に供されなかった現像剤が回収されることとなる。

現像ローラ９２は、供給・回収部内で攪拌された現像剤を磁力によってローラ表面に保持しながら、現像領域まで担持・搬送し、感光体ドラム１上の静電潜像を現像してトナー像を形成するためのローラである。また、供給・回収部から現像ローラ９２により現像領域に担持・搬送される現像剤の層厚を規制するドクターブレード９５が、現像ケース９１に形成された現像ローラ９２を露出させるための開口の上端部（現像ローラ９２の回転方向下流側）に設けられている。

また、現像装置９の第１の攪拌・搬送スクリュー９３ａを設けた攪拌・搬送部の上部には、補給トナーが一旦貯留されるサブホッパー２０が配置されている。サブホッパー２０から排出された補給トナーはトナーダクト５４内を自由落下して現像装置９の攪拌・搬送部に供給される。また、現像装置９には不図示のトナー濃度センサが取り付けられており、現像装置９内のトナーが消費されると、このトナー濃度センサによって検知され、サブホッパー２０から消費された分の補給トナーが補給され、現像装置９内のトナー濃度が一定に保たれる。

サブホッパー２０は、並列して設けられた２つの搬送槽を有した２槽式のホッパーである。詳しくは後述するダイヤフラムポンプ３０から空気とともに排出される補給トナーを受ける上流側搬送槽と、トナーダクト５４に接続される下流側搬送槽がホッパーケース２１に設けられている。上流側搬送槽には搬送手段である上流側搬送スクリュー２２ａが、下流側搬送槽には搬送手段である下流側搬送スクリュー２２ｂがそれぞれ設けられている。現像装置９のトナー濃度センサの検知したトナー濃度に基づいて、各搬送スクリュー２２の回転により一定量の補給トナーが、下流側搬送槽からトナー排出口部２３に設けた開口（トナー排出口）に接続されたトナーダクト５４を介して現像装置９内に補給される。

また、サブホッパー２０の上流側搬送槽が設けられたホッパーケース２１の側壁には、上流側搬送槽内の補給トナー量を検知するトナー量検出手段としてのトナーエンドセンサ２５が設けられている。そして、サブホッパー２０内の補給トナーが消費されていくと、トナーエンドセンサ２５によって検知され、上流側搬送槽の上部に接続されたダイヤフラムポンプ３０を動作させトナー容器６０から補給トナーを搬送しサブホッパー２０に補充する。

ダイヤフラムポンプ３０のポンプケース３２は、合成樹脂等の材料で成形加工された簡単な構成を有しており、低コストで製造することができる。ポンプケース３２内の吸入口には吸入弁３６が配置されており、その基端部を中心として揺動することにより、吸入口を開閉する。排出口３３には排出弁３５が配置されており、その基端部を中心として揺動して排出口３３を開閉する。吸入弁３６の開動作により吸入口から空気とともに補給トナーを吸引し、排出弁３５の開動作により排出口３３から空気とともに補給トナーをサブホッパー２０に向けて排出するように、ダイヤフラムポンプ３０は駆動される。

ダイヤフラム３１は、駆動手段としての回転駆動モータ４１の回転駆動によりカム４３を介して上下方向に移動し、これにより吸入弁３６と排出弁３５が圧力によって開閉駆動され、空気とともに補給トナーが吸引・排出される。回転駆動モータ４１に連結したカム４３から延在する偏心ピンが、ダイヤフラム３１の端部に設けられた穴４４に遊嵌しており、カム４３が回転するとダイヤフラム３１が上下方向に移動することで、ポンプケース３２内を減圧又は増圧させることができる。モータ４１とカム４３は、ダイヤフラム３１を作動させる駆動手段の一例である。

具体的には、ダイヤフラム３１がモータ４１の作動によって上方に持ち上げられると（不図示）、ポンプケース３２の体積が拡大してポンプケース３２内の圧力が下がる。これによって吸入弁３６が作動し、吸入口が開放される。このとき、排出弁３５は、ポンプケース３２内の負圧によって排出口３３を閉じている。このようにして、圧力の下がったポンプケース３２内に、吸入口を通して補給トナーが流入する。

引き続くモータ４１の作動によってダイヤフラム３１が下方に押し下げられると（不図示）、ポンプケース３２の体積が小さくなってポンプケース３２内の圧力が高まる。これによって吸入弁３６は吸入口を閉じ、逆に排出弁３５は排出口３３を開放し、圧力の高まったポンプケース３２内の補給トナーは、排出口３３から外部に排出される。この動作を繰り返すことにより、弁３６，３３を用いた補給トナーの吸引・排出を行うことができる。

図２に示したポンプでは、吸入口からポンプケース３２内に流入した粉体が、ポンプケース３２内において吸入口の側から排出口３３側へ落下し易いように、チューブ５３に接続するその吸入口がサブホッパー２０に向かう排出口３３よりも上方に配置されている。これにより、ポンプケース３２内での補給トナーの円滑な流れが助長される。

また、本実施例のトナー補給装置７０により現像装置９に搬送する補給トナーの搬送元であるトナー容器６０は、トナー収容部６１と口金部６２からなり、複合機本体１００に対して着脱可能に構成されている。口金部６２には、円筒状のシャッタ５２が図２図中左右に移動可能に設けられている。そして、ダイヤフラムポンプ３０に接続されるチューブ５３のトナー容器６０側の端部に差し込まれて固定されたノズル５１が口金部６２に接続されていない場合、つまり、トナー容器６０のセットが完了していない状態では、常時、図示していないバネ等によって、シャッタ５２は図２図中左方向に付勢されている。このようにシャッタ５２が付勢されることで、複合機本体１００にトナー容器６０を取り付ける前の状態、及び複合機本体１００からトナー容器６０を外した状態で、トナー容器６０に収容した補給トナーが漏れるのを防ぐことができる。

また、ノズル５１が、トナー容器６０の口金部６２に挿入されるとシャッタ５２が押し出されるように移動して、トナー容器６０のトナー収容部６１内部とノズル５１が差し込まれたチューブ５３とが連通される。すなわち、チューブ５３の他端側に接続されたダイヤフラムポンプ３０のポンプケース３２に形成された吸入口部３４とトナー容器６０のトナー収容部６１内部とが連通される。そして、ダイヤフラムポンプ３０の駆動により、トナー収容部６１内部に収容された補給トナーがサブホッパー２０に搬送されることとなる。また、チューブ５３の材料としては、フレキシブル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等を用いることが好ましい。

図３は、ダイヤフラムポンプとトナー容器の接続の一例を示す複合機５００の部分概略図である。
感光体ドラム１に対向する現像装置９の上方には、サブホッパー２０が配置され、サブホッパー２０の上方には、ダイヤフラムポンプ３０が配置されている。また、複合機５００の右側において、ダイヤフラムポンプ３０Ｂｋの近傍且つ上方に、トナー容器６０Ｂｋ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙが配置されている。各色のトナー容器６０Ｂｋ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙは、可撓性のあるチューブ５３Ｂｋ，５３Ｃ，５３Ｍ，５３Ｙを介して、ダイヤフラムポンプ３０Ｂｋ，３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ及びサブホッパー２０Ｂｋ，２０Ｃ，２０Ｍ，２０Ｙに接続されている。トナー容器６０をダイヤフラムポンプ３０よりも高い位置に配置することで、これらを接続するチューブは基本的に上から下に延びることになり、重力を利用してトナーを搬送し易くなる。

このように、Ｙ色ではトナー容器６０Ｙとダイヤフラムポンプ３０Ｙの距離が長く、Ｂｋ色ではトナー容器６０Ｂｋとダイヤフラムポンプ３０Ｂｋの距離が短い。よって、トナー容器６０とダイヤフラムポンプ３０を接続する各色のチューブ５３の長さも異なり、Ｙ色とＢｋ色では補給トナーの搬送距離が大きく異なってしまう。

トナー補給装置７０は、トナー容器６０とダイヤフラムポンプ３０との間に負圧を作り出して補給トナーを搬送するが、そのトナー搬送経路の長さや径が異なると、ポンプ圧力のトナー容器への伝わり方が異なり、このままではトナー搬送力も異なってしまう。また、トナー搬送経路が上下に湾曲している場合、重力方向に沿う下り経路ではトナーを搬送し易いが、重力方向に逆らう上り経路では搬送し難くなる。

各色のポンプのトナー搬送力が違いすぎると、トナー搬送力が低いポンプでは高画像面積印字時などにトナー補給が間に合わなくなったり、トナー搬送力が高いポンプではサブホッパーが満杯になり現像装置へのトナー溢れが発生したりする。また、各色のポンプのトナー搬送力の差を補償するためにダイヤフラムポンプの種類やポンプ用の駆動手段の種類を変えると、装置が複雑となり、コストアップを招いてしまう。

そこで、図示のように、４色のトナーの搬送経路を構成するチューブ５３の内径をチューブ長さに応じて変更する手段が有効である。トナー容器６０とダイヤフラムポンプ３０の間の距離が長くなるにつれてトナー搬送力が低下するが、図示のように、長いチューブほどその内径を大きくすることで、長い搬送距離によるトナー搬送力の低下を補うことができる。これにより、４色のトナーに対応するダイヤフラムポンプに同じポンプを用い、またこれを同じ駆動手段により適切に制御することができる。

例えば、Ｂｋ色のチューブ５３Ｂｋは内径６ｍｍ、Ｃ色のチューブ５３Ｃは内径６．２５ｍｍ、Ｍ色のチューブ５３Ｍは内径６．５ｍｍ、Ｙ色のチューブ５３Ｙは内径６．７５ｍｍとする。これにより、４色のトナーのための同じダイヤフラムポンプ３０を同じ駆動手段・同じ駆動制御により使用しても、同等のトナー搬送力を実現することができる。従って、装置の構成が簡単になり、低コストで製造することができる。

ただし、トナー搬送力は、チューブ材質、トナー搬送経路であるチューブの曲がり具合、揚程などによって異なるため、チューブの内径もそれぞれの装置によって適宜最適化するのが望ましい。

また、ポンプの駆動・停止を制御することで、４色のトナーに対応するダイヤフラムポンプ３０に同じポンプを用い、またこれを同じ駆動手段により適切に制御することができる。すなわち、ポンプの駆動を停止する時間を設定すればサブホッパー２０に搬送されたトナーの粉面が下がり、トナーエンドセンサ２５により正確なトナー量を検出することが可能となる。その結果、サブホッパー２０へのトナー搬送量を全トナー補給装置７０で均一化させることができる。

但し、エアーポンプを使用する場合、トナー容器６０からサブホッパー２０までの搬送距離（チューブ５３の長さ）に応じて単位時間あたりのトナー搬送量が増減してしまう。よって、各トナー補給装置７０のポンプの停止時間を単純に長く設定すると、トナー搬送距離が長くトナー搬送力が小さいＹ色の場合では、高画像面積の画像を連続で通紙した際にトナー供給が不足してしまう。逆に、トナー搬送力が大きいポンプによりサブホッパー２０内に必要以上にトナーを送り込んでしまうと、サブホッパー２０の隙間からトナーが噴出したり、現像装置９にトナーが流出したりするという不具合が生じる。そこで、トナーエンドセンサ２５で検知される各トナー補給装置７０のポンプのトナー搬送力に応じて、各ポンプの駆動を別個に制御する。これにより、サブホッパー２０へ送り出すトナー量をポンプ毎に調整することが可能となる。

図４は、トナーエンドセンサ２５での検知とダイヤフラムポンプ３０用の回転駆動モータ４１のＯＮ／ＯＦＦを示すタイムチャートである。
例えば、トナーエンドセンサ２５は４００ｍｓ毎にサブホッパー２０内の補給トナー量を検知する。トナーエンドセンサ２５でトナー無し又はトナー不足が検知されると、回転駆動モータ４１はＯＮ状態となりサブホッパー２０へのトナー補給を開始する。だが、トナー無し又はトナー不足が連続して検知されていても、回転駆動モータ４１は適切なタイミング（例えば、トナー量が或る閾値を超えたとき）でＯＦＦ状態となり一定時間駆動を停止する。その後、回転駆動モータ４１は再びＯＮ状態となり駆動を開始する。すると、トナーエンドセンサ２５でトナー有りが検知されたため、回転駆動モータ４１はすぐにＯＦＦ状態となり駆動を停止する。停止時間を設けたことで、正確なトナー量を検出することが可能となり、サブホッパー２０へのトナー搬送量を各色のトナー補給装置７０で均一化させることができる。

トナーエンドセンサ２５は例えば圧電素子センサである。サブホッパー２０内でトナーが流動化しているとき、圧電素子センサは検知できないので、停止時間を設けることでトナーがある程度締まった状態で検知することができる。また、停止時間を設けることで、特にトナー搬送力が大きいポンプによってサブホッパー２０内に一度に大量のトナーが搬送されて、圧電素子センサが反応する前に次々にトナーが搬送されることもない。よって、サブホッパー２０の隙間からトナーが噴出したり、現像装置９にトナーが流出したりすることもない。

このとき、Ｂｋ色のようにトナー搬送距離が短い場合は、エアーポンプの圧力損失が少なくトナー搬送力が大きいので、停止時間を長く設定する。一方、Ｙ色のようにトナー搬送距離が長い場合は、エアーポンプの圧力損失が大きくトナー搬送力が小さいので、停止時間を短く設定する。このように、トナー搬送力の大きさに応じて回転駆動モータ４１の停止時間を制御することにより、トナー搬送力を均一化してサブホッパー２０に搬送されるトナー量を適量とするとともに、トナー溢れ等が生じることなく十分なトナー供給が可能となる。

また、図４に示すように、ポンプの停止時間の制御に代えて又は加えて、ポンプの駆動時間を制御することで、サブホッパー２０に搬送されるトナー量を適量に調節することが可能となる。その結果、サブホッパー２０へのトナー搬送量を全トナー補給装置７０で均一化させることができる。

但し、エアーポンプを使用する場合、トナー容器６０からサブホッパー２０までの搬送距離（チューブ５３の長さ）に応じて単位時間あたりのトナー搬送量が増減してしまう。よって、各トナー補給装置７０のポンプの駆動時間を単純に短く設定すると、トナー搬送距離が長くトナー搬送力が小さいＹ色の場合では、高画像面積の画像を連続で通紙した際にトナー供給が不足するという問題が生じてしまう。

そこで、Ｂｋ色のようにトナー搬送距離が短い場合は、エアーポンプの圧力損失が少なくトナー搬送力が大きいので、駆動時間を短く設定する。一方、Ｙ色のようにトナー搬送距離が長い場合は、エアーポンプの圧力損失が大きくトナー搬送力が小さいので、駆動時間を長く設定する。このように、トナー搬送力の大きさに応じて回転駆動モータ４１の駆動時間を制御することにより、トナー搬送力を均一化してトナーホッパー２０に搬送されるトナー量を適量とするとともに、トナー溢れ等が生じることなく十分なトナー供給が可能となる。

９ 現像装置
２０ サブホッパー
２５ トナーエンドセンサ（トナー量検出手段）
３０ エアーポンプ
４１ 回転駆動モータ（駆動手段）
５３ チューブ
６０ トナー容器
５００ 複合機（画像形成装置）

特許第３５７５９４８号公報

Claims (7)

1. 像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する少なくとも１つの現像装置と、
   該現像装置の上部に配置され、各色のトナーを一時的に貯留して該現像装置にトナーを補給する少なくとも１つのサブホッパーと、
   各色のトナーを収容する少なくとも１つのトナー容器と、
   該サブホッパーの上部に配置され、該トナー容器内のトナーを空気とともに吸引して該サブホッパーに送り出す少なくとも１つのエアーポンプと、
   該エアーポンプと該トナー容器を接続するトナー搬送経路の少なくとも一部を構成する可撓性チューブと、を有する画像形成装置において、
   該可撓性チューブはその長さに応じて異なる内径を有する、ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記可撓性チューブがより長い場合に、前記可撓性チューブはより大きい内径を有する、ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 像担持体上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する少なくとも１つの現像装置と、
   該現像装置の上部に配置され、各色のトナーを一時的に貯留して該現像装置にトナーを補給する少なくとも１つのサブホッパーと、
   各色のトナーを収容する少なくとも１つのトナー容器と、
   該サブホッパーの上部に配置され、該トナー容器内のトナーを空気とともに吸引して該サブホッパーに送り出す少なくとも１つのエアーポンプと、
   該エアーポンプと該トナー容器を接続するトナー搬送経路の少なくとも一部を構成する可撓性チューブと、
   該サブホッパー内のトナー量を検知する少なくとも１つのトナー量検出手段と、
   該エアーポンプを駆動する少なくとも１つの駆動手段と、を有する画像形成装置において、
   各トナー量検出手段の検出結果に応じて各駆動手段を別個に制御する、ことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記可撓性チューブがより短い場合に、前記駆動手段の停止時間をより長く設定する、ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記可撓性チューブがより短い場合に、前記駆動手段の駆動時間をより短く設定する、ことを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記トナー容器は前記エアーポンプよりも高い位置に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記エアーポンプはダイヤフラムポンプであり、前記可撓性チューブに接続する該ダイヤフラムポンプの吸入口は、前記サブホッパーに向かう排出口よりも上方に配置されている、ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

Images