JP2014115572A - 粉体補給装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の粉体容器から排出・落下されて貯留部に貯留された粉体が、その上方の空間を介して粉体容器に向けて逆流するように舞い上がって、粉体容器と粉体補給装置との隙間から外部に飛散してしまう不具合が生じにくい、粉体補給装置、及び、画像形成装置を提供する。
【解決手段】複数の粉体容器３２Ｙからそれぞれ排出されて落下した粉体が貯留される貯留部６２Ｙが設けられている。その貯留部６２Ｙには、複数の粉体容器３２Ｙから排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２を仕切る仕切り部材６２Ｙ３と、複数の粉体容器３２Ｙから排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２を連通させる連通部６２Ｙ４と、が設けられ、連通部６２Ｙ４が粉体で埋没するように構成されている。
【選択図】図７

Description

この発明は、粉体容器に収容されたトナー等の粉体を現像装置等の被補給体に向けて補給する粉体補給装置と、それを備えた画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置において、同一色のトナー（粉体）を収容した複数のトナーボトル（粉体容器）がそれぞれ着脱可能に設置されたトナー補給装置（粉体補給装置）が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、複数のトナーボトル（粉体容器）は、それぞれ、外周面から内周面に向けて突出する螺旋状の突起が形成された略筒状の容器本体が設けられている。そして、駆動モータによって容器本体（トナーボトル）が回転駆動されることで、螺旋状の突起によって容器本体内のトナー（粉体）が排出口に向けて搬送されて、排出口からトナーが排出される。そして、複数のトナーボトルから排出されて落下したトナーは、その下方に位置する貯留部において混ざり合うように貯留される。そして、トナー補給装置の貯留部に貯留されたトナーは、トナーボトルから離れた位置に配設された現像装置（被補給体）に向けて、搬送されて補給されることになる。

一方、特許文献２には、１つのトナーボトルが着脱可能に設置されるトナー補給装置において、設置されたトナーボトルの開口部の近傍からトナーが外部に飛散する不具合を防止するために設けられたカバー部材に、内圧と外圧との差をなくす圧抜きフィルタを設置する技術が開示されている。

特許文献１等の粉体補給装置は、複数の粉体容器から排出・落下されて貯留部に貯留されたトナーの一部が、その上方の空間（落下経路）を介して粉体容器に向けて逆流するように舞い上がって、粉体容器と粉体補給装置との隙間から外部に飛散してしまうことがあった。
特に、複数の粉体容器から貯留部に向けて粉体が排出・落下されるように構成された粉体補給装置では、複数の粉体容器のうちあるものは回転駆動されていて他のものは回転駆動されていないなどして、貯留部内で粉体が舞い上がるような気流が生じやすくなるために、このような問題が無視できないものになっていた。
そして、このような粉体の飛散が生じると、粉体補給装置や画像形成装置本体に飛散した粉体が付着して汚くする不具合が生じたり、それらの可動部材に粉体が付着して動作不良が生じてしまう可能性もあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、複数の粉体容器から排出・落下されて貯留部に貯留された粉体が、その上方の空間を介して粉体容器に向けて逆流するように舞い上がって、粉体容器と粉体補給装置との隙間から外部に飛散してしまう不具合が生じにくい、粉体補給装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる粉体補給装置は、粉体容器に収容された粉体を被補給体に向けて補給する粉体補給装置であって、複数の前記粉体容器からそれぞれ排出されて落下した粉体が貯留される貯留部を備え、前記貯留部は、前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を仕切る仕切り部材と、前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を連通させる連通部と、を具備し、前記連通部が粉体で埋没するように構成したものである。

本発明は、複数の粉体容器から排出・落下した粉体が貯留される貯留部において、仕切り部材によって仕切られるそれぞれの空間を連通させる連通部が粉体で埋没するように構成したり、連通部に対して上方の位置に粉体検知手段を設置したりしているため、貯留部に貯留された粉体が上方の空間を介して粉体容器に向けて逆流するように舞い上がって、粉体容器と粉体補給装置との隙間から外部に飛散してしまう不具合が生じにくい、粉体補給装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す断面図である。 トナー容器を示す斜視図である。 トナー容器の内部を示す断面図である。 トナー容器がトナー補給装置に設置された状態を示す概略図である。 トナー容器が画像形成装置本体に設置された状態を示す概略断面図である。 トナー容器がトナー補給装置に設置された状態を長手方向に直交する断面で示す概略断面図である。 変形例１としての、（Ａ）トナー容器を示す概略斜視図と、（Ｂ）トナー容器が画像形成装置本体に設置された状態を示す概略断面図と、である。 変形例２としての、トナー容器が画像形成装置本体に設置された状態を示す概略断面図である。 変形例３としての、トナー容器がトナー補給装置に設置された状態を長手方向に直交する断面で示す概略断面図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としてのプリンタを示す構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１００の上方にある設置部３１（トナー容器受台）には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４色のトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ（粉体容器）がそれぞれ２つずつ着脱可能に載置されている。また、各トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの下方には、それぞれ、トナー補給装置の貯留部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋが配設されている。
設置部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙは、像担持体としての感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、被補給体としての現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示である。）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図２を参照して、像担持体としての感光体ドラム１Ｙは、不図示のモータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光部７から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１Ｙ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様におこなわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ 、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４、中間転写クリーニング部１０等で構成される。中間転写ベルト８は、３つのローラ１２〜１４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ 、１Ｍ 、１Ｃ 、１Ｋ との間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ 、１Ｍ 、１Ｃ 、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の被転写材Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、被転写材Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。

その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部１０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された被転写材Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の被転写材Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の被転写材Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送された被転写材Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、被転写材Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、被転写材Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された被転写材Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ及び圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
その後、被転写材Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された被転写材Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２にて、作像部における現像装置（被補給体）の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙと、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙと、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙと、現像剤収容部５４Ｙに開口を介して連通する補給部５８Ｙと、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙと、等で構成される。現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤が収容されている。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。
現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。

ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、被補給体としての現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３２Ｙ（粉体容器）に収容されているトナー（粉体）が、トナー補給装置４０Ｙのトナー搬送パイプ４３Ｙや補給部５８Ｙを介して現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。なお、粉体容器としてのトナー容器３２Ｙの構成・動作については、後で詳しく説明する。

その後、現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙを循環する（図２の紙面垂直方向の長手方向の移動である。）。そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤は、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。

次に、図３〜図７にて、被補給体としての現像装置に粉体としてのトナーを供給する粉体容器としてのトナー容器について説明する。
先に図１で説明したように、設置部３１（トナー容器受台）には、４種類の粉体容器としてのトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが、２つずつ着脱可能に設置されている。トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、寿命に達したとき（収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったときである。）に新品のものに交換される。そして、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に収容された各色のトナーは、それぞれ、後述するトナー補給装置（粉体補給装置）によって、各作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの現像装置に適宜補給される。
本実施の形態では、同じ種類（同じ色）のトナー容器が、それぞれ、２つずつ設置されているため、１つ１つのトナー容器の容量をそれほど大きくすることなく、全体として大容量のトナーを収容することができる。

まず、図３及び図４にて、トナー容器（粉体容器）の構成について説明する。
図３は、トナー容器３２Ｙを示す斜視図である。図４は、トナー容器３２Ｙの頭部側を示す断面図である。
なお、２つのイエロー用のトナー容器３２Ｙは、それぞれ同様の構成となっている。また、他の３種類のトナー容器３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋも、収容されたトナーの色が異なる以外は、イエロートナーを収容したトナー容器３２Ｙとほぼ同様の構成となっている。以下、他の３種類のトナー容器３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの説明を適宜に省略して、イエロートナーを収容した１つのトナー容器３２Ｙのみの説明をおこなうことにする。

図３に示すように、粉体容器としてのトナー容器３２Ｙは、主として、容器本体３３Ｙと、その頭部に設けられたキャップ３４Ｙ（ボトルキャップ）と、で構成される。
容器本体３３Ｙの頭部には、容器本体３３Ｙと一体的に回転するボトル・ギア３７Ｙと、開口部Ｃと、が設けられている（図４及び図６を参照できる。）。ボトル・ギア３７Ｙは、装置本体１００の駆動ギア６８Ｙ（図５を参照できる。）と噛合して容器本体３３Ｙを図３の回転軸Ａを中心に矢印方向に回転駆動するためのものである。また、開口部Ｃは、容器本体３３Ｙ内に収容されたトナー（粉体）をキャップ３４Ｙ内の空洞（スペース）に向けて排出するためのものである。

容器本体３３Ｙには、外周面から内周面にかけて、螺旋状の突起３３ａが設けられている。この螺旋状の突起３３ａは、容器本体３３Ｙを回転駆動して開口部Ｃからトナーを排出するためのものである。
なお、このように構成された容器本体３３Ｙは、ボトル・ギア３７Ｙとともにブロー成形にて製造することができる。

図３を参照して、キャップ３４Ｙの周面には、キャップ３４Ｙを回転操作するための把手３５Ｙと、トナー容器３２Ｙ内のトナーを外部に排出するためのトナー排出口Ｄ（図４を参照できる。）と、トナー排出口Ｄ（排出口）を開閉するシャッタ３６Ｙと、が設けられている。
シャッタ３６Ｙは、キャップ３４Ｙのガイド部３４ｂに嵌合するとともに、キャップ３４Ｙの周面上をガイド部３４ｂに沿って移動してトナー排出口Ｄの開閉ができるように構成されている。シャッタ３６Ｙの一端にはスプリング４４が設置されていて、このプリング４４の付勢力によってシャッタ３６Ｙはトナー排出口Ｄを閉鎖する。
キャップ３４Ｙと容器本体３３Ｙとは、周方向に相対的に回転できるように組み付けられる。これにより、ボトルセット時におけるキャップ３４Ｙの回転操作と、トナー補給時における容器本体３３Ｙの回転駆動と、が可能になる。
なお、容器本体３３Ｙの開口部Ｃの外周部（キャップ３４Ｙに対向する部分である。）には、キャップ３４Ｙと容器本体３３Ｙとの間からトナーが漏出する不具合を防止するために、発泡ポリウレタン等からなるシール材が貼着されている。

なお、画像形成装置本体１の設置部３１（トナー容器受台）に対してトナー容器３２Ｙは、以下のように着脱される。
トナー容器３２Ｙを装置本体１００の設置部３１に装着する場合は、まず、図１に示すスタック部３０を上方に開放して設置部３１を露出させる。そして、トナー容器３２Ｙを設置部３１上に載置する。なお、設置部３１には、その頭部側に、各色ごとにトナー補給装置（図５を参照できる。）や貯留部６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ（ホッパ部）が設置されている。
その後、設置部３１上に載置した状態で、トナー容器３２Ｙの把手３５Ｙが把持されて、キャップ３４Ｙが回転操作される。これにより、最終的に、設置部３１におけるトナー容器３２Ｙの位置が定まることになる。このとき、キャップ３４Ｙのシャッタ３６Ｙがトナー排出口Ｄを開放する方向に相対的に移動して、トナー容器３２Ｙのトナー排出口Ｄと、トナー補給装置４０Ｙの貯留部６２Ｙ（図６に示すように、トナー搬送パイプ４３Ｙに連通している。）と、が連結することになる。これにより、設置部３１に設置されたトナー容器３２Ｙ内のトナーを、トナー補給装置４０Ｙによって、現像装置５Ｙ（被補給体）に導くことが可能になる。

次に、図５〜図７にて、粉体補給装置としてのトナー補給装置４０Ｙについて説明する。
図５は、設置部３１に載置されたトナー容器３２Ｙがトナー補給装置４０Ｙに連結された状態を示す概略側面図である。また、図６は、設置部３１に載置されたトナー容器３２Ｙがトナー補給装置４０Ｙに連結された状態を示す概略断面図である。さらに、図７は、同色の２つのトナー容器３２Ｙがトナー補給装置４０Ｙに設置された状態を長手方向（図３中の２点鎖線Ａで示す回転軸方向であって、図４〜図６の左右方向である。）に直交する断面で示す概略断面図である。
粉体補給装置としてのトナー補給装置４０Ｙは、トナー容器３２Ｙに収容されたトナーを被補給体としての現像装置５Ｙに向けて補給する装置であって、中間転写ユニット１５の側方（装置本体１００の奥側である。）に固設されている。トナー容器３２Ｙのトナー排出口側と、現像装置５Ｙの補給部５８Ｙも中間転写ユニット１５の側方に配設されている。
なお、各色にそれぞれ対応した４つのトナー補給装置（粉体補給装置）は、搬送されるトナー色が異なる以外はほぼ同一構造なので、以下、イエロートナーを搬送するトナー補給装置４０Ｙについてのみ説明する。

図５に示すように、トナー補給装置４０Ｙ（粉体補給装置）には、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙやトナー搬送パイプ４３Ｙのトナー搬送部材４７Ｙ（トナー搬送コイル）に駆動力を伝達する駆動伝達装置６０Ｙ（駆動手段）が設置されている。
駆動手段としての駆動伝達装置６０Ｙには、駆動モータ６１Ｙ（第１駆動モータ６１Ｙ１及び第２駆動モータ６１Ｙ２）が設置されている。そして、駆動モータ６１Ｙによる駆動力が、駆動ギア６８Ｙを介して、トナー容器３２Ｙのボトル・ギア３７Ｙに伝達されて、トナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙが回転することになる。なお、本実施の形態では、一方のトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを回転駆動するための第１駆動モータ６１Ｙ１と、他方のトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを回転駆動するための第２駆動モータ６１Ｙ２と、が別々に設けられていて、２つのトナー容器３２Ｙから貯留部６２Ｙに向けて別々にトナーを排出できるように構成されている（図７を参照できる）。
また、図５を参照して、トナー搬送パイプ４３Ｙにおけるトナー搬送部材４７Ｙ（トナー搬送パイプ４３Ｙに内設された変形可能なコイル状部材である。）の軸部に設置されたギア４７Ｙａに駆動力を伝達する第３駆動モータ（不図示である。）が設置されている。そして、この第３駆動モータによってトナー搬送部材４７Ｙが回転駆動されることになる。

ここで、容器本体３３Ｙの回転によるトナー排出やトナー搬送部材４７Ｙの回転駆動は、原則的に、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じておこなわれる。すなわち、図２に示す現像装置５Ｙの濃度検知センサ５６Ｙが現像剤収容部５４Ｙにおけるトナー濃度の不足を検知すると、制御部からの信号により駆動モータ６１Ｙの駆動（２つの駆動モータ６１Ｙ１、６１Ｙ２のいずれかの駆動又は双方の駆動である。）がおこなわれるとともに、トナー搬送部材４７Ｙを駆動する第３駆動モータが稼働する。
ここで、本実施の形態において、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じておこなわれる駆動モータ６２Ｙの制御は、２つの駆動モータ６１Ｙ１、６１Ｙ２のそれぞれの総駆動時間がメモリされていて、ある時点まで２つのトナー容器３２Ｙのトナー残量がほぼ均等になるようにバランスよく交互に駆動されて、ある時点を経過した後には１つのトナー容器３２Ｙの駆動が優先されるようにおこなわれている。これにより、全体的にトナー容器３２Ｙのトナー大容量化を達成しつつ、トナー容器３２Ｙの交換時期が同時におとずれる不具合を防止することができる。なお、駆動モータ６２Ｙの制御は、上述したものに限定されることなく、種々の形態のものを用いることができる。

また、先に説明したようにトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙにおける内周面には、螺旋状の突起３３ａが形成されている。これにより、容器本体３３Ｙの回転にともない、容器本体３３Ｙの底部側から頭部のキャップ３４Ｙ側に、トナーが搬送される。そして、容器本体３３Ｙの開口部Ｃから排出されたトナーは、キャップ３４Ｙ内の空洞を経由して、トナー排出口Ｄ（排出口）から容器外に排出される。
その後、トナー容器３２Ｙから排出されたトナーは、トナー補給装置４０Ｙの貯留部６２Ｙ（図６を参照できる。）に落下して貯留される。貯留部６２Ｙ（ホッパ部）は、トナー搬送パイプ４３Ｙに連通している。そして、駆動モータ６１Ｙを稼動させることにより容器本体３３Ｙが回転すると同時に、第３駆動モータの稼動によりトナー搬送パイプ４３Ｙ内のトナー搬送部材４７Ｙが回転する。こうして、貯留部６２Ｙに貯留されたトナーは、トナー搬送パイプ４３Ｙ内を搬送されて、現像装置５Ｙの補給部５８Ｙに補給される。

以下、図７等を用いて、本実施の形態において特徴的な、トナー補給装置４０Ｙ（粉体補給装置）の構成・動作について説明する。
図７に示すように、本実施の形態におけるトナー補給装置４０には、２つのトナー容器３２Ｙ（複数の粉体容器）からそれぞれ排出されて落下したトナー（粉体）が貯留される貯留部６２Ｙ（トナー受部、ホッパ部）が設けられている。この貯留部６２Ｙは、先に説明したように、トナー搬送パイプ４３Ｙを介して、現像装置５Ｙ（被補給体）に接続されている。

ここで、本実施の形態では、貯留部６２Ｙに、仕切り部材６２Ｙ３（仕切り板）や連通部６２Ｙ４が設けられている。詳しくは、仕切り部材６２Ｙ３は、２つのトナー容器３２Ｙから排出されて落下したトナーが貯留されるそれぞれの空間（第１空間６２Ｙ１と第２空間６２Ｙ２とである。）を仕切るものである。仕切り部材６２Ｙ３は、貯留部６２Ｙの内部をほぼ均等に２つに分割するように、底面から隙間をあけた位置から上方に向けて延設されている。
連通部６２Ｙ４は、２つのトナー容器３２Ｙから排出されて落下したトナーが貯留されるそれぞれの空間（第１空間６２Ｙ１と第２空間６２Ｙ２とである。）を連通させるように形成されている。連通部６２Ｙ４は、仕切り部材６２Ｙ３と底面との間の隙間である。すなわち、仕切り部材６２Ｙ３と底面との間に隙間が形成されていて、第１空間６２Ｙ１と第２空間６２Ｙ２とが底面側で連通するように構成されている。

そして、本実施の形態では、貯留部６２Ｙにおいて連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するように構成している。換言すると、貯留部６２Ｙにおいて連通部６２Ｙ４に空気が通らないように（通気されないように）構成している。
詳しくは、図７に示すように、貯留部６２Ｙには、連通部６２Ｙ４に対して上方の位置においてトナーの量（ここでは、トナーの有無である。）を検知する粉体検知手段としての圧電センサ７０Ａ、７０Ｂが設置されている。具体的に、第１空間６２Ｙ１において、連通部６２Ｙ４の上端（又は、仕切り部材６２Ｙ３の下端）よりも高い位置に、第１の圧電センサ７０Ａが設置されている。同様に、第２空間６２Ｙ２において、連通部６２Ｙ４の上端（又は、仕切り部材６２Ｙ３の下端）よりも高い位置に、第２の圧電センサ７０Ｂが設置されている。

そして、圧電センサ７０Ａ、７０Ｂ（粉体検知手段）の検知結果に基いて、連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するように、２つのトナー容器３２Ｙからそれぞれ排出するトナーの量を制御している。詳しくは、圧電センサ７０Ａ、７０Ｂ（粉体検知手段）の検知結果に基いて、仕切り部材６２Ｙ３で仕切られたそれぞれの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２のうちトナーの量が連通部６２Ｙ４の上端（又は、仕切り部材６２Ｙ３の下端）に達していない空間に対応するトナー容器３２Ｙからトナーを排出するように制御している。
具体的に、図７を参照して、第１空間６２Ｙ１において、連通部６２Ｙ４の上端近傍にまでトナー量（貯留されたトナーの上面）が低下した状態が、第１の圧電センサ７０Ａで検知されると、その検知結果に基いて制御部７５によって圧電センサ７０Ａがトナーを検知するまで第１駆動モータ６１Ｙ１が駆動される。同様に、第２空間６２Ｙ２において、連通部６２Ｙ４の上端近傍にまでトナー量（貯留されたトナーの上面）が低下した状態が、第２の圧電センサ７０Ｂで検知されると、その検知結果に基いて制御部７５によって圧電センサ７０Ｂがトナーを検知するまで第２駆動モータ６１Ｙ２が駆動される。

これにより、連通部６２Ｙ４は常にトナーで埋没された状態になり、第１空間６２Ｙ１と第２空間６２Ｙ２との間で連通部６２Ｙ４を介して気流が生じることがなくなるために、２つのトナー容器３２Ｙから排出・落下されて貯留部６２Ｙに貯留されたトナーが、その上方の空間６２Ｙ１、６２Ｙ２を介してトナー容器３２Ｙに向けて逆流するように舞い上がって、トナー容器３２Ｙとトナー補給装置４０Ｙとの隙間（図６中の実線で囲んだ部分Ｘである。）から外部に飛散してしまう不具合が生じにくくなる。

なお、本実施の形態において、現像装置５Ｙ（被補給体）で消費されるトナー量を直接的又は間接的に検知する消費量検知手段を設けて、その検知結果に基いて、連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するように、２つのトナー容器３２Ｙからそれぞれ排出するトナー量を制御することもできる。
具体的には、図７を参照して、感光体ドラム１Ｙ上に静電潜像を形成するときに露光部７から照射されるレーザ光Ｌのデューティから、制御部７５（演算部）で出力画像の画像面積率が算出される。すなわち、制御部７５及び露光部７が、現像装置５Ｙで消費されるトナー量を間接的に検知する消費量検知手段として機能することになる。そして、現像装置５Ｙで消費されるトナー量が多くなると予想される場合（例えば、画像面積率が８％以上のプリントがおこなわれる場合である。）に、トナー補給動作が一定の間おこなわれていないトナー容器３２Ｙ（例えば、プリント動作間におこなわれるトナー補給動作が３回連続しておこなわれていないトナー容器３２Ｙである。）について無条件で所定時間だけトナー補給動作（駆動モータ６１Ｙ１、６１Ｙ２の駆動）をおこなう。
このような制御をおこなうことにより、貯留部６２Ｙにおいて仕切り部材６２Ｙ３で仕切られた２つの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２のトナー量の変化をある程度予想して、連通部６２Ｙ４がトナーで埋められるように（通気しないように）することができる。
なお、本実施の形態では、現像装置５Ｙで消費されるトナー量を直接的又は間接的に検知する消費量検知手段として画像面積率を算出する手段を用いたが、消費量検知手段はこれに限定されることなく、例えば、トナー搬送部材４７Ｙの総駆動時間を検知する手段などを用いることもできる。

また、本実施の形態において、貯留部６２Ｙの内部の湿度を検知する湿度検知手段を設けて、その検知結果に基いて、連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するように、２つのトナー容器３２Ｙからそれぞれ排出するトナー量を制御することもできる。このような制御をおこなうのは、湿度が低いときにトナーの嵩密度が小さくなるためである。
具体的には、図７を参照して、貯留部６２Ｙの内部であって、トナーに埋没しない上方の位置に、湿度検知手段としての湿度センサ７３を設置する。そして、湿度センサ７３によって湿度が低い状態が検知された場合（例えば、湿度が２０％未満の場合である。）に、駆動モータ６１Ｙ１、６１Ｙ２の１回当りの駆動時間（トナー補給時間）を通常時（例えば、湿度が２０％以上の場合である。）よりも長くになるように可変制御する（例えば、通常時の１．５倍であって、４．５秒である。）。
このような制御をおこなうことにより、貯留部６２Ｙにおいて湿度の変化とともに変化するトナー量をある程度予想して、連通部６２Ｙ４がトナーで埋められるように（通気しないように）することができる。
なお、今まで説明した３つの制御（粉体検知手段７０Ａ、７０Ｂの検知結果による制御と、消費量検知手段７、７５の検知結果に基く制御と、湿度検知手段７２の検知結果に基く制御と、である。）をすべて反映する場合には、粉体検知手段７０Ａ、７０Ｂの検知結果による制御、消費量検知手段７、７５の検知結果に基く制御、湿度検知手段７２の検知結果に基く制御、の優先順位でおこなうことが好ましい。

なお、本発明が適用される画像形成装置１００（トナー容器３２Ｙ、トナー補給装置４０Ｙ）は、本実施の形態のものに限定されることなく、例えば、図８に示すトナー容器３２Ｙやトナー補給装置４０Ｙ（特許文献２等に開示されたものに対応するものである。）であっても、当然に本発明を適用することができる。
詳しくは、図８（Ａ）に示すトナー容器３２Ｙは、螺旋状の突起３３ａが形成された容器本体３３Ｙ、容器本体３３Ｙの開口部（トナー排出口Ｄ）を開閉する開口キャップ３８Ｙ、容器本体３３Ｙとともに回転可能に設置された回転軸部３９Ｙ、などで構成されている。一方、図８（Ｂ）に示すトナー補給装置４０Ｙは、トナー容器３２Ｙの開口部（トナー排出口Ｄ）が連結される貯留部６２Ｙ、開口キャップ３８Ｙ（回転軸部３９Ｙ）の先端に設置された金属板３８Ｙａが磁力によって吸着されるマグネット６６Ｙ、マグネット６６Ｙが設置された回転軸に中継ギア６４Ｙを介して回転駆動力を伝達する駆動モータ６１Ｙ、設置部３１のコロ３１ｂ上へのトナー容器３２Ｙの着脱動作に連動して開口キャップ３８Ｙを挟持して開口（トナー排出口Ｄ）の開閉をおこなうチャック部６７Ｙ、などで構成されている。そして、このように構成されたトナー補給装置４０Ｙにおいても、トナー補給装置４０Ｙ（貯留部６２Ｙ）とトナー容器３２Ｙ（開口部）との隙間Ｘからのトナー飛散を防止するために、本実施の形態のものと同様に、貯留部６２Ｙにおいて２つの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２が連通する連通部６２Ｙ４に空気が通らないように構成している。
このように構成されたトナー補給装置４０Ｙであっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施の形態では、駆動モータ６１Ｙによってトナー容器３２Ｙの容器本体３３Ｙを回転駆動するように構成された装置に対して本発明を適用した。これに対して、容器本体３３Ｙがキャップ３４Ｙとともに非回転で設置部３１に保持されるように構成されて、容器本体３３Ｙの開口部Ｃを介してトナー排出口Ｄに向けてトナーを搬送する搬送部材（例えば、軸部状に搬送コイルや複数の搬送羽根が設置されて、容器本体から独立したギアによって所定方向に回転する搬送部材である。）が設置されて、容器本体３３Ｙの内部に収容したトナーが開口部Ｃに向けて搬送されるように構成されたトナー容器３２Ｙに対して、駆動モータ６１Ｙによってトナー容器３２Ｙの搬送部材を回転駆動するように構成された装置に対して本発明を適用することもできる。
詳しくは、図９に示すように、トナー容器３２Ｙは、主として、容器本体３３Ｙと、ギア４９Ｙと、キャップ３４Ｙ（ボトルキャップ）と、で構成される。容器本体３３Ｙの頭部には開口部Ｃが設けられていて、その開口部Ｃの外周部にはギア４９Ｙが回転可能に設置されている。ギア４９Ｙは、装置本体１００の駆動ギア６８Ｙと噛合してコイル４６Ｙを回転中心軸を中心に回転駆動するためのものである。また、開口部Ｃは、容器本体３３Ｙ内に収容されたトナーをキャップ３４Ｙ内のスペースに向けて排出するためのものである。ギア４９Ｙには回転軸４５Ｙが一体的に設けられていて、回転軸４５Ｙには螺旋状のコイル４６Ｙ（搬送部材）が連結されている。回転軸４５Ｙの一端は、キャップ３４Ｙの軸受部３４Ｙａに支持されている。コイル４６Ｙは、容器本体３３Ｙ内部の開口部Ｃから底部にかけて延設されている。そして、ギア４９Ｙが容器本体３３Ｙの周りを回転することで、回転軸４５Ｙ及びコイル４６Ｙも回転駆動される。これにより、容器本体３３Ｙに収容されたトナーは、コイル４６Ｙのトナー搬送力によって開口部Ｃ側に搬送されることになる。なお、ギア４９Ｙは、容器本体３３Ｙとキャップ３４Ｙとに挟まれるように、開口部Ｃの外周部に挿設されている。ギア４９Ｙの両端面のうち、一端面側には容器本体３３Ｙとの間にゴム部材７１Ｙが設けられていて、他端面側にはキャップ３４Ｙとの間にシール材４８Ｙが設けられている。このような構成によって、トナー容器３２Ｙ全体としてのシール性が担保されている。すなわち、ギア４９Ｙ、容器本体３３Ｙ、キャップ３４Ｙのそれぞれの間からトナーが漏出する不具合が抑止される。
そして、このようなトナー容器３２Ｙが複数設置されるトナー補給装置４０Ｙにも、上述した本実施の形態のものと同様に、トナー補給装置４０Ｙ（貯留部６２Ｙ）とトナー容器３２Ｙ（開口部）との隙間Ｘからのトナー飛散を防止するために、貯留部６２Ｙにおいて２つの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２が連通する連通部６２Ｙ４に空気が通らないように構成している。
このように構成されたトナー補給装置４０Ｙであっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

さらに、本実施の形態では、連通部６２Ｙ４に対して上方の位置においてトナー量を検知する粉体検知手段として、２つの圧電センサ７０Ａ、７０Ｂを貯留部６２Ｙにおける２つの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２にそれぞれ設置している。しかし、粉体検知手段の数や種類や設置位置はこれに限定されることはなく、種々の形態のものを用いることができる。
例えば、図１０に示すように、粉体検知手段として、１つの圧電センサ７０を仕切り部材６２Ｙ３の下端近傍に設置した場合であっても、連通部６２Ｙ４の上端近傍のトナーの有無（量）を検知することができるため、圧電センサ７０がトナーのない状態を検知したときに、トナーがある状態を検知するまで、２つの駆動モータ６１Ｙ１、６１Ｙ２を同時に駆動したり交互に駆動するなどして、連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するようにすることができる。
また、粉体検知手段としては、圧電センサ７０、７０Ａ、７０Ｂ以外に、例えば、貯留部６２Ｙの壁部に光を透過できる窓部を上下方向に延在するように設けて、その窓部からトナーの上面の変位を光学センサによって光学的に検知する手段を用いることもできる。
そして、これらのように構成されたトナー補給装置４０Ｙであっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態では、複数のトナー容器３２Ｙ（粉体容器）から排出・落下したトナー（粉体）が貯留される貯留部６２Ｙにおいて、仕切り部材６２Ｙ３によって仕切られるそれぞれの空間６２Ｙ１、６２Ｙ２を連通させる連通部６２Ｙ４がトナーで埋没するように構成したり、連通部６２Ｙ４に対して上方の位置に圧電センサ７０Ａ、７０Ｂ（粉体検知手段）を設置したりしているため、貯留部６２Ｙに貯留されたトナーが上方の空間６２Ｙ１、６２Ｙ２を介してトナー容器３２Ｙに向けて逆流するように舞い上がって、トナー容器３２Ｙとトナー補給装置４０Ｙ（粉体補給装置）との隙間Ｘから外部に飛散してしまう不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、粉体容器としてトナー容器３２Ｙを用いたが、粉体容器としてトナー以外の粉体やトナーを含む粉体が収容された粉体容器に対しても本発明を適用することもできる。特に、本実施の形態では、トナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内にトナーのみを収容したが、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤を現像装置５に適宜に供給する画像形成装置に対してはトナー容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に２成分現像剤を収容することもできる。
また、本実施の形態では、被補給体としての現像装置５Ｙに粉体を補給する粉体補給装置に対して本発明を適用したが、現像装置５Ｙ以外の被補給体（例えば、トナー補給装置４０Ｙと現像装置５Ｙとの間の補給経路を中継するサブホッパ等である。）に粉体を補給する粉体補給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。

また、本実施の形態では、各色に対応したトナー補給装置において、それぞれ、同色のトナー容器が２つ設置されるカラー（複数色）プリント用の画像形成装置に対して、本発明を適用した。これに対して、各色に対応したトナー補給装置において、それぞれ、同色のトナー容器が３つ以上設置される画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。また、同色のトナー容器が複数設置される単色プリント用の画像形成装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
さらに、本実施の形態では、貯留部６２Ｙにおいて連通部６２Ｙ４が底部に形成されたトナー補給装置４０Ｙに対して、本発明を適用した。これに対して、貯留部６２Ｙにおいて連通部６２Ｙ４が底部から上方に離れた位置に形成されたトナー補給装置４０Ｙ（例えば、底面から天井面側に延在する仕切り部材６２Ｙ３の中央部に連通部６２Ｙ４（開口）が形成された場合である。）に対しても、当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのように構成されたトナー補給装置４０Ｙであっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

５Ｙ 現像装置（被補給体）、
３１ 設置部（トナー容器受台）、
３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ トナー容器（粉体容器）、
３３Ｙ 容器本体、
３４Ｙ キャップ、
３８Ｙ 開口キャップ、
４０Ｙ トナー補給装置（粉体補給装置）、
６２Ｙ、６２Ｍ、６２Ｃ、６２Ｋ 貯留部（ホッパ部）、
６２Ｙ１ 第１空間、
６２Ｙ２ 第２空間、
６２Ｙ３ 仕切り部材（仕切り板）、
６２Ｙ４ 連通部、
７０、７０Ａ、７０Ｂ 圧電センサ（粉体検知手段）、
７３ 湿度センサ（湿度検知手段）、
１００ 画像形成装置本体（装置本体）。

特開２００９−８０４０２号公報 特開平１１−２３１６３０号公報

Claims (10)

1. 粉体容器に収容された粉体を被補給体に向けて補給する粉体補給装置であって、
   複数の前記粉体容器からそれぞれ排出されて落下した粉体が貯留される貯留部を備え、
   前記貯留部は、
   前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を仕切る仕切り部材と、
   前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を連通させる連通部と、
   を具備し、
   前記連通部が粉体で埋没するように構成したことを特徴とする粉体補給装置。
2. 前記貯留部は、前記連通部に対して上方の位置において粉体の量を検知する粉体検知手段を具備したことを特徴とする請求項１に記載の粉体補給装置。
3. 粉体容器に収容された粉体を被補給体に向けて補給する粉体補給装置であって、
   複数の前記粉体容器からそれぞれ排出されて落下した粉体が貯留される貯留部を備え、
   前記貯留部は、
   前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を仕切る仕切り部材と、
   前記複数の粉体容器から排出されて落下した粉体が貯留されるそれぞれの空間を連通させる連通部と、
   前記連通部に対して上方の位置において粉体の量を検知する粉体検知手段と、
   を具備したことを特徴とする粉体補給装置。
4. 前記粉体検知手段の検知結果に基いて、前記連通部が粉体で埋没するように、前記複数の粉体容器からそれぞれ排出する粉体の量を制御することを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の粉体補給装置。
5. 前記粉体検知手段の検知結果に基いて、前記仕切り部材で仕切られたそれぞれの空間のうち粉体の量が前記連通部の上端に達していない空間に対応する前記粉体容器から粉体を排出することを特徴とする請求項２〜請求項４のいずれかに記載の粉体補給装置。
6. 前記被補給体で消費される粉体の量を直接的又は間接的に検知する消費量検知手段を備え、
   前記消費量検知手段の検知結果に基いて、前記連通部が粉体で埋没するように、前記複数の粉体容器からそれぞれ排出する粉体の量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の粉体補給装置。
7. 前記貯留部は、その内部の湿度を検知する湿度検知手段を備え、
   前記湿度検知手段の検知結果に基いて、前記連通部が粉体で埋没するように、前記複数の粉体容器からそれぞれ排出する粉体の量を制御することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の粉体補給装置。
8. 前記粉体は、トナーであって、
   前記被補給体は、前記貯留部からトナーが補給されるように前記貯留部に接続されて、像担持体上に形成された潜像を現像してトナー像を形成する現像装置であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の粉体補給装置。
9. 前記粉体容器は、筒状に形成されるとともに、内周面に螺旋状の突起が形成されて所定方向に回転する容器本体を具備し、前記貯留部の上方に着脱可能に設置されることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれかに記載の粉体補給装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の粉体補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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