JP3568088B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に２成分現像剤または１成分現像剤を用いた現像装置と、これらの現像装置の現像部にトナーを供給するトナー供給装置とを備えた画像形成装置に関する。
また、本発明は、使用後のトナーを再使用したり廃棄するために搬送するトナー搬送装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置におけるトナー搬送装置として、画像転写後感光体上に残留したトナーを感光体クリーニング装置で回収し、その回収したトナーを再使用すべく再び現像装置へと搬送するものがある。これは、例えば図４８及び図４９に示すように、トナー送りこみ手段Ａおよび粉体ポンプＢを備えている。感光体クリーニング装置５０１で回収したトナーを再使用する場合、その排出管５０１ａから排出される回収トナーを、接続ケース５０３を介して移送ガイドケース５０２内に落し込む一方、駆動モータの回転を伝達して移送ガイドケース５０２内の横搬送スクリュ５０４を粉体ポンプＢのステータ５０６内のロータ５０７と一体に回転させ、横搬送スクリュ５０４の回転で回収トナーをステータ５０６内へ送りこむ。
【０００３】
さらに、ロータ５０７回転でトナーをステータ５０６内からトナー出口５０５ａを通して押し出すように、その出口５０５ａに接続したトナー移送パイプ５０８内へ送りこむとともに、エアポンプ５０９で空気をエア移送パイプ５０９ａを通して粉体ポンプＢ内に入れてトナー移送パイプ５０８へ送りこむ。そして、トナー移送パイプ５０８内を通るトナーを空気の流れに沿って流動させながら現像装置へ搬送していた。
【０００４】
また、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、感光体等の潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像処理するために用いられる現像装置では、２成分系現像剤または１成分系現像剤が消費されると、画像濃度維持のために新たな現像剤が補給される。新たな現像剤としては、一般にトナーが対象となり、このトナーを供給するために用いられるトナー供給装置としては、例えば、特開平２−２７７０８３号公報に示されたものがある。
上記公報に示されているトナー供給装置は、図５０に示すように、感光体５４１の近傍に設けられた現像部５２２に補給するトナーを貯蔵するトナータンク５２１と、トナータンク５２１内のトナーの残量を検知するトナー残量検知手段（トナーセンサ）５２３と、トナータンク５２１に隣接して設けられたトナータンク５２１にトナーを補給するトナーサーバ５２４とを備えている。トナーサーバ５２４は、トナーサーバ本体５２５と、トナーサーバ本体５２５に回転自在に支持され円周方向にほぼ等間隔に離隔して放射方向に延在する複数の延在部からなる回転部材５２６と、前記各延在部の先端部に回動自在に支持された複数のカートリッジ支持部材５２７と、各カートリッジ支持部材５２７に着脱自在に取り付けられトナーを収納した複数のトナーカートリッジ５２８と、回転部材を回転させる第１駆動モータ５２９と、カートリッジ支持部材５２７を回転させる第２駆動モータ５３０とを備え、これら第１、第２駆動モータは、トナー残量検知手段５２３の検知結果に基づいて制御手段５３１により駆動制御されるようになっている。このような構成を備えたトナー供給装置は、回転部材５２６及びカートリッジ支持部材５２７が回転あるいは回動して所定の位置に停止したとき、各トナーカートリッジ５２８が倒れ込むことによりトナータンク５２１の上面位置にトナー排出用の開口を対向させ、その開口から内部に収容されているトナーを流出させてトナータンク５２１に補給するようにしたことを特徴としている。
上記のトナー供給装置によれば、トナーサーバ５２４が複数のトナーカートリッジ５２８を有し、トナーサーバ５２４によりトナーカートリッジ５２８が複数回自動的に周回変位されることにより、操作者の手を煩わせることがなくトナーカートリッジ５２８の交換頻度を減少させることができる。
【０００５】
またその他の従来技術として、この種の画像形成装置におけるトナー供給装置は通常、現像部に補給するトナーを貯蔵するトナータンクと、トナータンク内のトナーの残量を検知するトナー残量検知センサと、トナータンクに隣接して設けられた、トナータンクにトナーを補給するトナーボトルとを備えている。トナーボトルは空になると交換する必要があるが、操作者の手を煩わせることがなくトナーボトルの交換頻度を減少させることができるように、複数のトナーボトルを備えたトナー供給装置が知られている。このようなタイプのトナー供給装置は、周知の手段を用いてトナーボトル中のトナーを適量ずつトナータンクに排出させ、トナー残量検知センサがトナータンク内のトナー量の減少を検知すると、トナーボトルが空であると判断し、他の新しいトナーボトルの使用を開始する。
【０００６】
特開平８−１３７２２７号公報には、それぞれ個別に画像形成装置に装着できる複数のトナーカートリッジをそれぞれに接続されると共に、途中で合流して現像装置に接続されて上記各トナーカートリッジの外周面に設けられた搬出口から撹拌されながら排出されるトナーを現像装置に搬送するトナー搬送管を備えたトナー補給装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のトナー搬送装置には、粉体ポンプＢに比較的細径のトナー移送パイプ５０８を接続できるように、上述のごとくポンプケース５０５の先端側に細いトナー出口５０５ａを設けている。ところが、粉体ポンプＢ内には、トナー搬送時にステータ５０６とロータ５０７との間で摩擦熱を発生しやすく、その摩擦熱の影響でトナーが凝集し、その凝集したトナーが狭いトナー出口５０５ａ内を通るときに滞留してトナー詰まりを発生するという問題があった。
本発明は、粉体ポンプのトナー出口でトナー詰まりを発生することを防止することを目的とする（請求項１，２）。
【０００８】
また、従来の画像形成装置における現像装置では、トナーの貯蔵量（収納量）を大容量にすることは、トナー貯蔵部と現像装置が一体的に構成されるため構成部分が大型になり、装置構成が複雑になるとともに、装置メンテナンス時の操作性が低下するなどの問題があった。また、装置本体のレイアウトがそれにより規制を受け本体設置占有面積の増大という問題も生じた。例えば、前述のトナー供給装置の場合も、現像装置のトナータンクにトナーを補給するトナーサーバは現像装置に隣接して設けられその設置位置にも制約があるため、装置構成の複雑化、大型化の問題や、レイアウト上の問題が避けられない。
また、従来の大容量トナータンクを備えた画像形成装置の欠点としては、
１）トナータンクへのトナー補充が難しく、ユーザーライクではない、
２）トナータンク内のトナーブロッキング（下方のトナーが圧縮されるため）が発生するため、それを防止する機構が必要である、
等があった。
本発明は、上述した従来技術の不具合を解消し、設計上の自由度や操作性を向上した、信頼性の高い大容量トナータンクを有するトナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする（請求項３〜５）。
また、上記従来のトナー供給装置における問題は大量のコピー／プリントを行うユーザーにとって、機械のダウンタイムの増大、コピー／プリントコストの増大となるので、解決策が望まれる。当然ながら、大容量のトナー収容・供給装置でのトナー供給性能の信頼性が高いこと、装置の大きさが小さくコストが低いこと、使用電力が小さいこと、それから特にトナー補給操作が簡便なこと等々が要求される。
本発明は、上記課題の解消を図り現像装置及び装置本体の大きさの適正化を維持しつつ、機械のダウンタイムの低減を可能とした現像装置・トナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする（請求項６〜９）。
【０００９】
また、前記従来のトナー供給装置では、トナーセンサ５２３は各トナーカートリッジ５２８から供給された後のトナー集合部であるトナータンク５２１内のトナー残量を検知するセンサであって、個々のトナーカートリッジ５２８におけるトナー残量を検知するものではない。従って、トナーセンサ５２３がトナーエンドを表示したときには、トナーサーバ５２４内の各トナートリッジ５２８の全てが空になっているはずであり、トナーセンサ５２３がトナーエンドを検知した時点では、当該画像形成装置において、トナーはない状態にあるので、画像形成装置を停止してトナー補給しなければ、画像形成を継続することができない。
トナーサーバ５２４は密閉構造であるので、この点からも、画像形成装置の駆動中にトナーカートリッジを交換することはできない構成になっている。
【００１０】
このように、従来の画像形成装置ではトナー補給の際に、トナーカートリッジなどトナー収容部材を交換のため、画像形成装置を一時、中断しなければならないという問題がある。
請求項１０記載の発明は、画像形成を中断することなく、簡単迅速にトナー補給を行なうことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項１１記載の発明は、トナー補給すべき空のトナーボトルの具体的な位置を容易に認識できる画像形成装置を提供すことを目的とする。
請求項１２記載の発明は、補給すべきトナーボトルの個数、位置などを予め容易に認知することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、粉体ポンプを用いてトナーを搬送する電子写真方式の画像形成装置において、
前記粉体ポンプの出口が細径に形成され、その粉体ポンプのロータに取り付けてそのロータとともに回転する攪拌部材が設けられ、該攪拌部材はその基端部が前記ロータの前記出口側の端部に固定されているとともに前記基端部と反対側は一部が湾曲して前記出口内に位置する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、たとえば以下の図４に示す実施例のように、請求項１に記載の画像形成装置において、前記撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、電子写真方式の画像形成装置において、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクが、トナーを収納した２本以上のトナーボトルを備えた構成よりなり、前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とするものである。
すなわち、請求項３記載の画像形成装置では、トナーを貯蔵するトナーバンクの位置を現像装置より離し本体側に設置し、該トナーバンクから現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有するので、レイアウト上の制約を受けず、設計上かなり自由度が増すこととなる。例えば、熱によるトナーブロッキングに対する余裕度を向上するためトナーバンクを定着部周辺から完全に独立した位置に配置したり、トナーボトルの交換時にユーザーの最も操作し易いと思われる位置にトナーバンクを配置したりすることが可能となる。また、複写機のコピーボリューム（大量層または中量層等）により差のあるトナー容量の差を、そのトナーバンクに設置できる共通のトナーボトルの本数によってつけることにより、従来、機械毎に容量の違うボトルが存在していたようなことは無くなる（資源の保護やリサイクルが容易となる）。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記トナーバンク内の複数のトナーボトルの開口部にはそれぞれキャップが取り付けられており、該キャップの向きは全て同一方向であり、尚且つ複数のトナーボトルは縦方向に配列して設置されており、各々のトナーボトルのキャップを個々に開閉する手段を有することを特徴とするものである。
すなわち、請求項４記載の画像形成装置では、縦方向に複数のトナーボトルを配列して設置し、トナーボトルの開口部に取り付けられた個々のキャップが独立して開閉するので、順次トナーボトルを使用することができる。これは、１本のトナーボトルが空になった後、他の１本のトナーボトルを使用し、その間、空のトナーボトルを満杯のトナーボトルと交換し、トナーエンドによるコピー作業中断を防止できることを意味する。また、トナーバンクの下部に搬送部がある場合にも、該搬送部に一定量以上のトナーが送られない（一定量以上の圧縮力が搬送部にかからない）ことも同時に意味し、トナーバンク内（搬送部近傍）のトナーのブロッキングを防止することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の画像形成装置において、前記複数のトナーボトルを収納するトナーバンクから前記現像装置へのトナー搬送経路を、トナーバンクの下部に１経路のみしか持たないことを特徴とするものである。
すなわち、請求項５記載の画像形成装置では、各々のトナーボトルに独立した搬送経路を複数設けることなく、１つのみ搬送経路を設けることで、単純な（メンテナンス性の良い、故障の少ない）装置構成を提供することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、潜像担持体上の潜像をトナーで可視像化する現像装置と、この現像装置に対し上記トナーを供給するトナー供給装置を備えた画像形成装置であって、上記トナー供給装置は、上記現像装置に上記トナーを補給する開口部が形成されている複数のトナーボトルからなるトナーバンクと、該トナーバンクから上記現像装置へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像手段を備えた現像容器と該現像容器に補給するトナーを貯蔵するトナー補給部と該トナー補給部内のトナーの残量を検知するトナー残量検知手段を有する現像装置と、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部を有するトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、該トナーバンクから前記現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー残量検知手段によって前記トナー搬送手段を制御することを特徴とする。すなわち請求項７記載の画像形成装置においては、トナー収納・供給装置として、トナーを収納したトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、このトナーバンクから現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有しているので、トナーバンクの設置位置に制約を受けず、トナーバンクへのトナー補給の操作性も非常に簡便となり、しかも大容量を達成できる。したがって、装置本体に対するレイアウトに自由度を持った、大容量のトナー収納・供給装置を提供することが可能となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部から前記トナーバンクの補給落下位置に他のトナー容器の開口部が無いように配置したことを特徴とする。すなわち請求項８記載の画像形成装置においては、各々のトナー容器の開口部が他のトナー容器の開口部と干渉しないように設置しているので、トナー容器からトナーバンクへのトナー補給時のトナー汚染を受けることがない。
請求項９記載の画像形成装置は、請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、その栓を開閉する手段を設けたことを特徴とする。すなわち請求項９記載の画像形成装置においては、トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、上記栓を開閉する手段が設けられているので、トナー容器の交換が簡単で、しかも交換時のトナー汚染が防止される。
【００２２】
請求項１０記載の画像形成装置は、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクには、トナーを収納した複数のトナー収容部材が備えられている電子写真方式の画像形成装置において、
前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー収容部材は当該画像形成装置の駆動中において個別に当該画像形成装置に対して着脱自在のトナーボトルからなり、各トナーボトルについてトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段を、各トナーボトルを収納するトナーボトル収納部に設けるとともに、現在トナー供給中のトナーボトルについてトナーエンドが検知されたならば、まだトナーエンド検知されていないトナーボトルからトナーの供給を行なうようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１記載の画像形成装置は、請求項１０記載の画像形成装置において、
前記各トナーボトル収納部の近傍にそれぞれ、対応するトナーボトル収納部に収納されたトナーボトルについてのトナーエンドを表示するトナーエンド表示手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、
トナーエンドとなったトナーボトルの位置を当該画像形成装置の操作画面上に表示する空ボトルの表示手段を設けたことを特徴とする。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図３は、本発明を適用した画像形成装置としてのレーザプリンタで、その記録部の概略構成図である。
【００４３】
図示プリンタは、そのプリンタ本体内ほぼ中央に、ドラム状の感光体１０を備える。そして、感光体１０の周りに、矢印で示す回転方向に順に、帯電装置１１、現像装置１２、転写ベルト装置１３、感光体クリーニング装置１４を備える。また、感光体クリーニング装置１４の図中奥側に、鎖線で示すトナー搬送装置１５を備える。さらに、転写ベルト装置１３の図中左下側に、転写ベルトクリーニング装置１６を備える。
【００４４】
そして、記録時、図３中右下側から用紙Ｐを送り込み、レジストローラ対１７でタイミングをとって感光体１０の下側に搬送する。一方、感光体１０は、その回転にともない帯電装置１１でその表面を帯電し、その表面に光書込み装置（図示省略）からレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像装置１２位置を通るときトナーを付着して静電潜像を逐次可視像化する。そして、その可視像を、転写ベルト装置１３で用紙Ｐに転写し、転写後、その用紙Ｐを転写ベルト装置１３で定着装置（図示省略）へ搬送し、その定着装置で可視像を定着して後、外部へと排出する。
【００４５】
他方、画像転写後、感光体１０上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置１４で除去して回収し、転写ベルト１８上に付着したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１６で除去して回収する。
感光体クリーニング装置１４で回収したトナーは、再び現像に使用するため、トナー搬送装置１５へ送りこみ、そのトナー搬送装置１５で図３中点線で矢示する搬送経路５０を通して現像装置１２へと搬送する。
【００４６】
現像装置１２には、図３に示すように、現像ケース内の現像部１２ａ内に現像ローラ２１や撹拌搬送部材２２をそれぞれゐ回転自在に設けるとともに、トナー補給部１２ｂの上部にトナー補給口２０を設けてなる。
また、感光体クリーニング装置１４は、その底部の図３中手前から奥側にトナー排出路を形成し、そのトナー排出路にそれに沿ってトナー搬送スクリュ２３を回転自在に設ける。さらに、トナー排出路の奥側にそれと連通する排出管２４を設け、排出管２４を、図２に示すようにクリーニングケース１４ａの奥側側面から突出させる。そして、排出管２４を介して感光体クリーニング装置１４をトナー搬送装置１５と連結してなる。
【００４７】
トナー搬送装置１５は、図１および図２に示すように、符号Ｃ，Ｄでそれぞれ示すトナー送り込み手段と粉体ポンプとを備える。そして上記プリンタ本体の奥川に設ける側板（図示省略）を間に挟んで、感光体クリーニング装置１４と反対の外側に配置して該側板で支持してなる。
【００４８】
トナー送り込み手段Ｃは、横長な移送ガイドケース２７を備え、その一端に短径筒部２７ａを設ける一方、他端外周にフランジ部２７ｂを設ける。そして、短径筒部２７ａにシール部材２９を嵌め込む一方、外周部にＬ形の接続ケース３１を取付け、その接続ケース３１の上端部に排出管２４を入れてクリーニングケース１４ａ内と連通させてなる。
【００４９】
しかして、移送ガイドケース２７内に横搬送スクリュ３３を配置し、その一端を軸受部材３４を介して短径筒部２７ａで回転自在に保持する。そして、横搬送スクリュ３３の一端に設けるプーリ３６に、駆動モータ（図示省略）からの回転を伝達するベルト３７を掛ける一方、他端に粉体ポンプＤのロータ３０を連結してなる。
【００５０】
粉体ポンプＤは、円筒状のポンプケース３５を備え、そのポンプケース３５の一端外周にフランジ部３５ａを設ける一方、他端に出口３５ｂを設ける。そして、ポンプケース３５内に円筒形のステータ３９を入れて固定し、そのステータ３９内にステンレス製のロータ３０を回転自在に配置してなる。ステータ３９は、ゴム等の弾性材料でつくり、ポンプケース３５に固定したときその内側との間に、図１に示すように１ｍｍほどの隙間があく該径に形成する一方、内周に螺旋溝３９ａを形成してなる。
ロータ３０は、ねじれ形状のステンレス製軸部材で、その一端部を継手４１を介して横搬送スクリュ３３の他端に連結する一方、他端部に撹拌部材４０を取付けてなる。
【００５１】
撹拌部材４０としては、たとえば直径２ｍｍステンレス製の細い棒を用いる。硬質プラスチック製のものなどを用いてもよい。そして、その棒のほぼ中間で一部を湾曲させてつくり、基端部をロータ３０の他端面に設ける穴に圧入して出口３５ｂ位置に配置してなる。
さらに、粉体ポンプＤには、ポンプケース３５の外周部にエア供給管４３を設け、そのエア供給管４３に図２中符号Ｅで示すエアポンプのエア移送パイプ４４を接続する。また、エア移送パイプ４４の途中に、その中を空気が通過しているか否かを検知するエア検知手段４６を設けてなる。
【００５２】
そして、粉体ポンプＤは、出口３５ｂにトナー移送パイプ４５の一端を接続する。トナー移送パイプ４５としては、たとえば軟質塩化ビニール・ナイロン・エテュロン等のような可撓性を有するパイプ材を用いる。しかして、ポンプケース３５を、そのフランジ部３５ａをフランジ部２７ｂに合わせて移送ガイドケース２７にねじ止めしてなる。
そうして、トナー移送パイプ４５を、図３に点線で矢示する如く、上記現像装置１２のトナー補給口２０に向けて這い回し、トナー移送パイプ４５の他端をトナー補給口２０に連結する。そして、トナー移送パイプ４５で感光体クリーニング装置１４と現像装置１２との間を結んで上記搬送経路５０を形成する。
【００５３】
さて、上述した図示プリンタにおいて、感光体クリーニング装置１４で感光体１０から除去した回収トナーは、トナー排出スクリュ２３の回転でトナー排出路を通して搬送し、排出管２４から排出してトナー搬送装置１５の接続ケース３１を通し移送ガイドケース２７内へと落し込む。
【００５４】
一方、トナー搬送装置１５では、上記駆動モータを駆動し、その回転をベルト３７およびプーリ３６を介して横搬送スクリュ３３に伝達する。そして、その横搬送スクリュ３３とともにロータ３０および撹拌部材４０を一体に回転し、まず横搬送スクリュ３３の回転で、回収トナーを粉体ポンプＤのステータ３９内に送り込む。さらにロータ３０の回転で、ステータ３９内から出口３５ｂを通して押し出すようにトナー移送パイプ４５内へ送り込むとともに、エアポンプＥで空気をエア移送パイプ４４を通してエア供給管４３からポンプケース３５内に入れてトナー移送パイプ４５へと送り込む。
このとき、狭い出口３５ｂ位置を通る回収トナーを、撹拌部材４０の回転で撹拌して流動させながら、トナー移送パイプ４５内へと送り出す。そして、トナー移送パイプ４５内を空気の流れに沿って搬送して現像装置１２のトナー補給部１２ｂへと戻す。
【００５５】
ところで、請求項２に記載の発明では、上述のような撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いる。
たとえば図４に示すように、撹拌部材５５を、それを回転したとき図中矢示する方向に回収トナーを搬送する向きに螺旋状に巻いて形成する。しかも、出口３５ｂの入り口形状に合わせて輪の径が漸次小さくなるとぐろ状に形成してなる。
【００５６】
そして、トナー搬送時に、撹拌部材５５を回転したとき、その撹拌部材５５の回転により出口３５ｂ位置でトナーを撹拌しながら、トナー移送パイプ４５へと搬送する。
なお、上述した実施例におけるトナー搬送装置１５は、感光体クリーニング装置１４で回収したトナーを現像装置１２へと搬送した。しかし、たとえば上述した転写ベルトクリーニング装置１６と現像装置１２との間を搬送経路で結び、転写ベルトクリーニング装置１６で回収したトナーを、その搬送経路を通して現像装置１２へと搬送する構成にすることもできる。
【００５７】
また、そのような使用後のトナーを再使用するために現像装置へ搬送する場合に限らず、そのまま廃棄するために廃棄用トナータンクへ搬送する場合にも適用できる。一方、使用前のトナーならば、それを収納したトナータンクから現像装置へ搬送する場合にも適用することができる。
【００５８】
図５は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。図５において、この画像形成装置は複写機の例であり、複写機本体１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１１０と、従来公知の電子写真方式による画像形成を行うための露光部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０から構成されている。露光部１２０は、ＡＤＦ１１０あるいは手差しにてコンタクトガラス１１１上に載置された原稿（図示せず）に光を照射するための光源１２１と、原稿からの反射光像を画像形成部１３０の潜像担持体である感光体ドラム１３１上に露光するためのミラー１２２，１２３，１２４，１２６，１２７，１２８及びレンズ１２５からなる露光光学系によって構成されている。
画像形成部１３０は、感光体ドラム１３１とその周囲に配設された帯電装置１３２、現像装置１０６、レジストローラ１３４、転写ベルト装置１３３、感光体クリーニング装置１３６と、定着装置１３７、排紙ローラ１３８、両面コピー用の転写紙反転搬送部１３９などによって構成されている。また、給紙部１４０には各種サイズの転写紙が収納された複数の給紙カセットが設置されている。尚、上記露光部１２０はアナログ式の露光光学系の例であるが、露光部としてレーザ光源と偏向器を用いたレーザ走査光学系を用いて画像信号に応じて感光体ドラム上に光書き込みを行う方式にすればレーザプリンタとして機能させることができ、さらにＡＤＦ１１０と露光部１２０の間に原稿読取装置を設置すればデジタル複写機やファクシミリの構成となる。
【００５９】
図５において、画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１３１が帯電装置１３２により帯電され、露光部１２０からの原稿像が露光され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１０６の現像剤（２成分現像剤または１成分現像剤）によって現像され、感光体ドラム１３１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１３１上に形成されたトナー像は、給紙部１４０から給紙されレジストローラ１３４を介して転写部（感光体ドラム１３１と転写ベルト１３５とのニップ部）に給紙された転写紙に転写され、トナー像が転写された転写紙は転写ベルト装置１３３の転写ベルト１３５で定着装置１３７に搬送され、定着装置１３７でトナー像が転写紙に定着される。定着後の転写紙は排紙ローラ１３８を介して図示しない排紙トレイ上に排紙される。一方、トナー像転写後の感光体ドラム１３１は感光体クリーニング装置１３６により清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。また、転写紙搬送後の転写ベルト１３５も転写ベルト装置１３３内のクリーニング手段１３３ａにより清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。
【００６０】
図５において、現像装置１０６としては、以下の説明ではトナーとキャリアを用いた２成分磁気ブラシ現像方式を用いた例を示す。複写機本体１００の現像装置１０６とトナーバンク３００とは、フレキシブルな部材からなるトナー供給パイプ３５０で連結されており、トナーバンク３００に貯留されているトナーがトナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６に供給される。
尚、図６〜８は現像装置１０６の構成を説明するための図である。また、図９はトナーバンク３００から現像装置１０６へトナーを移送するための粉体ポンプユニット３３０の構成を示す要部断面図であり、この粉体ポンプユニット３３０と上記トナー供給パイプ３５０とでトナー搬送手段を構成している。
【００６１】
ここでトナー搬送手段について説明する。図５に示すように粉体ポンプユニット３３０はトナーバンク３００の下部に設けられた１つの搬送経路に設置されており、図５に示すように、この粉体ポンプユニット３３０には、従来公知の通称モーノポンプと呼ばれるスクリューポンプが用いられ、これはロータ３３１、ステータ３３２、ホルダー３３３より構成される。ロータ３３１は図示しない駆動源（駆動モータ等）と駆動軸３２３（あるいは駆動軸の外周にスクリューを設けた横搬送スクリューを用いる場合もある）を介して係合しており、駆動源の回転によりロータ３３１が回転駆動される。すなわち、この粉体ポンプユニット３３０は、前述の駆動源と駆動軸３２３を介して連結されたロータ３３１と、ゴム材料等の弾性体で作られていてロータ３３１を包囲している固定されたステータ３３２、このステータ３３２を保持するホルダー３３３等を具備しており、トナーバンク３００下部のトナーを駆動軸３２３側から導入しロータ３３１の回転によりトナー通路（吐出部）３３４に向けて搬送する。
また、ステータ３３２の側面とホルダー３３３の内部側面の間には１ｍｍ程度の隙間Ｇがあり、トナー通路（吐出部）３３４に連通している。その隙間からトナー通路３３４に吹き込むように、エアー供給口３３５が設けられている。すなわちエアー供給口３３５はトナー通路３３４に連通しており、図示していないエアーポンプに設けられた空気吐出口とエアー供給管３４２を介して連通している。エアーポンプが作動すると、エアー供給管３４２及びエアー供給口３３５を介してトナー通路３３４内のトナーに、０．５〜１リットル／分程度の送風量でエアーを吹き込むようになっており、これにより、粉体ポンプユニット３３０のトナー通路３３４から出るトナーは流動化が促進され、空気との混合状態でトナー供給パイプ３５０に吐出される。したがって、粉体ポンプでのトナー搬送がより確実なものとなる。
また、図１で示した撹拌部材４０を同様にロータ３３１に設ければ、モーノポンプの出口の目詰まりを防止することができる。
【００６２】
粉体ポンプユニット３３０を通過したトナーは、トナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに送られる。このトナー供給パイプ３５０は、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れた材料（例えば、ナイロン、テフロン等）を用いることが非常に有効である。本実施例の画像形成装置では、現像装置１０６とトナーバンク３００との接続がフレキシブルであるので各々の設置の制約がなくなり、レイアウトの有効活用が図れる。また、トナーバンク３００の大容量化も可能となる。
【００６３】
本実施例のトナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー供給は、現像装置１０６に設けられたトナー残量検知手段１０６Ｎ（図７参照）により行う。すなわち、検知されたトナー量がある定められた値以下であると、前述の駆動源とエアーポンプを駆動し現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂへトナーを供給する。そして、トナー補給部１０６Ｂ内のトナー量がある定められた値以上になるとトナー残量検知手段１０６Ｎにて検知しトナー供給を停止する。これらの制御により、トナー補給部１０６Ｂには常に一定量のトナーが収納され、現像容器１０６Ａへのトナー補給が確実に行われ、安定した現像工程が保証される。また、トナー残量検知手段１０６Ｎにてトナー量がある定められた値以下であると検知し、これがあらかじめ定められた回数、時間等を越えると、トナーバンク３００内にトナーが無いと判断し、複写機本体１００に設けられた図示しない操作部または表示部にオペレータに判るような警告を発する。これらにより、トナーバンク３００へのトナー補充（トナーボトル２２０の交換）を適正な時期に行うことができる。
【００６４】
次に現像装置１０６について説明する。図６は現像装置１０６の構成例を示す断面図である。図６において、現像装置１０６は、現像容器１０６Ａとトナー補給部１０６Ｂとで構成されており、そのうち現像容器１０６Ａは、図中の矢印ＡＯで示す方向に移動可能な潜像担持体である感光体ドラム１３１の近傍に配置され、そして、トナー補給部１０６Ｂは現像容器１０６Ａに搭載されている。現像用に現像容器１０６Ａの内部には、撹拌ローラ１０６Ｃ及びパドルホイール１０６Ｄが設けられており、撹拌ローラ１０６Ｃにより撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電させられた磁性あるいは非磁性のトナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤がパドルホイール１０６Ｄにより汲み上げられるようになっている。また、トナー補給部１０６Ｂは、感光体ドラム１３１に供給されるトナーの濃度が低下した場合に、トナー補給ローラ１０６Ｂ１の回転によりトナーＴを撹拌ローラ１０６Ｃに向け繰り出すようになっている。
【００６５】
パドルホイール１０６Ｄによって現像剤が汲み上げられる位置には、感光体ドラム１３１に近接させて複数（図示の例では２つ）の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆが設けられている。この２つの現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆは、感光体ドラム１３１の移動方向に沿って上流側及び下流側に配置されており、上流側に位置するものが第１の現像ローラ１０６Ｅとされ、下流側に位置するものが第２の現像ローラ１０６Ｆとされている。これら第１、第２の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆは、図示しない駆動部により図中、反時計方向に回転可能な現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固定されているマグローラとを主要部として備えている。この現像スリーブは、アルミニウムあるいはステンレス等の非磁性体で構成され、またマグローラは、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェライト粉末とを混練して成形したプラスチック磁石等からなり、磁極が周方向に沿って複数配置された構成を有している。
【００６６】
現像容器１０６Ａにおいては、パドルホイール１０６Ｄの回転時に発生する遠心力によって現像剤が汲み上げられ、第１の現像ローラ１０６Ｅに向け放出される。放出された現像剤の一部は、直接、第１の現像ローラ１０６Ｅに供給されて第１の現像ローラ１０６Ｅの表面に担持される。また、放出される現像剤の残りの一部は、第２の現像ローラ１０６Ｆに突き当たることにより跳ね返ると第１の現像ローラ１０６Ｅ側の磁力により第１の現像ローラ１０６Ｅの表面に担持される。第１の現像ローラ１０６Ｅへの現像剤の供給を第２の現像ローラ１０６Ｆ側からも行うようにするためには、第２の現像ローラ１０６Ｆからの跳ね返り量を多くする目的でパドルホイール１０６Ｄの回転速度を比較的高速化し、遠心力を増大させておく必要がある。
【００６７】
第１の現像ローラ１０６Ｅに担持された現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移動し、ドクターブレード１０６Ｇによって層厚を規制された上で、第１の現像ローラ１０６Ｅと感光体ドラム１３１とが対向する第１の現像領域Ｄ１に達し、感光体ドラム１３１上の潜像をトナーで顕像化する。そして、第１の現像領域Ｄ１を通過した現像剤は、第１の現像ローラ１０６Ｅ側の磁力の作用が弱まる位置に移動すると、第２の現像ローラ１０６Ｆ側の回転及びマグローラからの磁力によって、図中、破線で示すように第２の現像ローラ１０６Ｆと感光体ドラム１３１との第２の現像領域Ｄ２に向け移送される。そして、第２の現像ローラ１０６Ｆの磁力が作用しなくなる位置で現像容器１０６Ａの底部に落下し、再度、パドルホイール１０６Ｄにより撹拌される。
【００６８】
一方、上記ドクターブレード１０６Ｇによる層厚規制により第１の現像ローラ１０６Ｅから掻き取られた現像剤は、セパレータ１０６Ｈによってその延長方向他端に位置する搬送スクリュー１０６Ｊに向け案内され、搬送スクリュー１０６Ｊにより撹拌ローラ１０６Ｃ上に降り落とされるようになっている。このため、セパレータ１０６Ｈにおける延長方向他端には、現像剤を落下させるためのスリットが撹拌ローラ１０６Ｃと対向する位置に形成されている。
【００６９】
第１、第２の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆに設けられているマグローラは、第１の現像ローラ１０６Ｅ、第２の現像ローラ１０６Ｆ同士の最も接近している位置の間に同極同士による反発磁界が形成できる磁極の配置を設定され、現像剤の移送方向が第２の現像ローラ１０６Ｆに向かう方向に強制的に設定されるようになっている。これにより、現像剤は、第２の現像ローラ１０６Ｆ側の磁極の磁力によって第２の現像ローラ１０６Ｆに受け渡される。
【００７０】
現像容器１０６Ａ内の撹拌ローラ１０６Ｃの近傍には、トナーとキャリアとの混合比を検出するためのトナー濃度検出手段をなすトナー濃度センサ１０６Ｋが配置されている。このトナー濃度センサ１０６Ｋは現像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナーの含有量からトナー濃度を検出する方式が一例として用いられている。
【００７１】
現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂには、図７に示すように、トナー補給部１０６Ｂに設けられている撹拌部材１０６Ｍの軸方向一端側にトナー補給用開口１０６Ｌが形成されており、このトナー補給用開口１０６Ｌには、後述するトナー回収手段２００が脱着可能に設置されるようになっている。また図７において符号１０６Ｎは、トナー補給部１０６Ｂ内の補給トナーの残量を検出するセンサである。
【００７２】
トナー回収手段２００は、現像装置１０６とは別体で構成されたユニット構造であり、トナー供給源であるトナーバンク３００からトナー供給パイプ３５０を介して空気との混合状態で移送されてきたトナーを空気と分離して回収し、現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに収容されている補給トナーが減少した際に補給するために用いられる。このトナー回収手段２００の構成を図８に示す。
【００７３】
図８において、トナー回収手段２００は、縦方向に長手方向が設定された漏斗形状のトナー分離部２００Ａを有する。トナー分離部２００Ａは、前述したトナー供給源であるトナーバンク３００から空気により圧送されるトナーと空気とを分離し、トナーのみを重力により落下させて現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに導入することができるホッパによって構成されている。このため、トナー分離部２００Ａの上部位置には、トナー搬送手段の一つをなすトナー供給パイプ３５０の一端が連結され、下部位置には、現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに連結可能な開口２００Ｂが形成されている。これにより、トナー供給パイプ３５０から送られてくる空気とトナーの混合気は、トナー分離部２００Ａの内周壁に衝突すると、トナー分離部２００Ａの形状及びトナー供給パイプ３５０からの吐出位置とにより、螺旋運動しながら下降し、比重の軽い空気が上昇する一方、比重の大きいトナーのみが落下することになるので、空気とトナーとが分離される。トナー分離部２００Ａの上面には、空気のみを吐き出させるためのフィルタ２０１が設けられており、また、下面には、開口２００Ｂを開閉するための開閉部材２０２及びその開閉機構２０３が設けられている。
トナー分離部２００Ａとトナー供給パイプ３５０とは分離できるようになっており、現像装置１０６はトナー回収手段２００と一緒に画像形成装置手前に引出可能になっている。
【００７４】
次に図５に示すようにトナーバンク３００には、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部２２３を有する複数のトナーボトル２２０が、該開口部２２３を奥側にして縦方向に配列してセットされている。すなわちトナーボトル２２０の一端部に、円筒状の本体部の径よりも小さな径になるように開口部２２３が形成されている。また、トナーボトル２２０の開口部２２３が形成されている端面の肩部内面の一部を、肩部内面部分から開口部２２３の縁まで迫り出させて、トナー持ち上げ用の迫り出し部２８５が形成されている（図１０）。以下、図１０を用いてトナーの案内の仕方を説明する。
【００７５】
図１０は、トナーボトル２２０の迫り出し部２８５及び開口迫り出し部２８６によるトナー案内の仕方を示したものであり、それぞれの図において、分図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と分図（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）、（ｄ’）の関係はトナーボトル２２０の正面図と右側面図である。また分図（ａ）から９０°ずつ回転した状態が順に（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。図中の矢印Ｋは、トナーボトル２２０の回転の方向を示している。分図（ａ）、（ａ’）の状態では、肩部の最大径部分が鉛直下方に位置し、案内溝２２７によりトナーボトル頭部の最大径部分の周壁下部にトナーが案内されてきている。この状態から矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｂ）、（ｂ’）の状態では、肩部の最大径部分と上記迫り出し部２８５との境界部分が鉛直下方に位置し、上記案内溝２２７により案内されてきたトナーが一部迫り出し部分に載っている。この状態から更に矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｃ）、（ｃ’）の状態になるまでの９０°の回転中に、迫り出し部２８５がスプーンのようにして、開口部２２３の縁までトナーを持ち上げる。そして、更に矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｄ）、（ｄ’）の状態になる前後では、上記迫り出し部２８５上のトナーが部分的に開口迫り出し部２８６に移り、この開口迫り出し部２８６の傾斜によって、開口部２２３から吐出させられる。
【００７６】
ここで、図示の例では分図（ｃ）に良く現われているように、迫り出し部２８５自体もスプーンの掬い部のような凹形状をしている。このような開口部２２３近傍の容器形状にすれば、トナーボトル２２０内のトナーを開口部２２３から排出する際に、トナー粉が一塊りとなって排出落下してトナーバンク３００下部のホッパ内で粉塵を起こすというようなことはなく、トナー粉が徐々に排出される。またトナーボトル２２０内の収納トナーを最後までほとんど残すことなく使いきるようにすることができる。さらにトナーボトル回転時に、余分なトナーが除かれ、いわばスプーン一杯分のトナーのみを掬い上げて開口部２２３へ持ち上げるので、開口部２２３からのトナー排出が一定する。
【００７７】
次に図１１，１２，１３は、上記トナーボトル２２０の一端部の開口部２２３に取り付けているキャップ（栓）２０７ａを開閉する手段の説明図である。図１１はトナーボトル２２０がトナーバンク３００のホルダ部２１３にセットされ、キャップ２０７ａが開口部２２３を閉じている状態を示しており、図１２はキャップ２０７ａが外され開口部２２３が開いている状態を示している。ホルダ部２１３を構成するホルダ２１４の中には回転自在に支持された内ホルダ２１８が備えられており、外部からのギヤ駆動（図１２に示す駆動ギヤ２２１）により回転できる。図中の２１８ｂはそのために設けられたギヤである。トナーボトル２２０は、この内ホルダ２１８と同期して回転できるように各々に凹凸が設けてある（図示していない）。内ホルダ２１８には図１２に示すように、トナー２０５の排出時に、トナーボトル２２０と内ホルダ２１８の受け部との間からトナーが飛散しないように、シール２１８ａが設けてある。ホルダ２１４内には、スライダー２１６及びチャック２１５が各々摺動自在に支持されている。
スライダー２１６は、常にキャップ２０７ａをトナーボトル２２０へ押しつける方向にスプリング２１７により押されている。この状態から、チャック２１５を矢印Ａ方向へ移動させると、図１２のように、キャップ２０７ａのつまみ部２０７ｂをチャック２１５の爪２１５ｂがつまみ、キャップ２０７ａがトナーボトル２２０より引き抜かれ開口部２２３が開かれる。この状態で図１２に示す駆動ギヤ２２１を図示していないモータにより回転させると内ホルダ２１８が回転し、トナーボトル２２０がこれと同期して回転し、図１０に示した機構でトナーボトル２２０内のトナー２０５が開口部２２３より排出される。トナーボトル２２０内のトナー２０５が無くなると、前述のトナー残量検知手段１０６Ｎによってトナー無しを警告し、図１２の矢印Ａと逆方向にチャック２１５を移動させることにより、図１１のようにトナーボトル２２０の開口部２２３をキャップ２０７ａで閉めることができる。この移動装置を図１３に示す。
【００７８】
図１３において、移動装置２１９は、駆動モータ２１９ａ、ウォームギヤ２１９ｂ、ウォームホイール（またはハスバギヤ）２１９ｃ、ピニオン２１９ｄ、ラック２１５ａよりなり、駆動モータ２１９ａが時計方向及び反時計方向に回転することで、チャック２１５を図の左右方向へ移動することができ、トナーボトル２２０の開口部２２３に対してキャップ２０７ａの取り外し、取り付けを行うことができる。
【００７９】
ところで、トナーボトル２２０の開口部２２３へキャップ２０７ａを閉める時、トナーボトル２２０が逃げない様にストッパが必要になる。このストッパの例を図１４に示す。
図１４において、ストッパ２２２ａは、ホルダー２１４に固定された段ネジ２２２ｂ及びスプリング２２２ｃによって支持され、その爪部がトナーボトル２２０の外周面に設けられた突部２２０ａと掛合しており、キャップ２０７ａを閉める力では、図中の２点鎖線に示す位置まで持ち上がらないように、スプリング２２２ｃで押しつけられている。したがって、トナーボトル２２０の開口部２２３へキャップ２０７ａを取り付ける際に、トナーボトル２２０はストッパ２２２ａで固定されているため、キャップ２０７ａの取り付けを確実に行うことができる。また、トナーボトル２２０の交換時は、より強くトナーボトル２２０を引き抜くか、またはストッパ２２２ａを手動あるいはレバー等を追加して図中の２点鎖線の位置まで退避させることにより、トナーボトル２２０をストッパ２２２ａから容易に取り外すことができ、トナーボトル２２０を簡単に交換できる。
【００８０】
また、図５における複数のトナーボトル２２０には、個々に図１１〜１４に示したキャップ２０７ａの開閉機構を設置しているため、個々のトナーボトル２２０の開閉を独立して行うことができる。これにより、複数のトナーボトル２２０から同時にトナーを補給するのではなく、１本１本づつ順次にトナーエンドまで使用していくことが可能となる。また、図５に示すようにトナーの搬送経路及びトナー搬送手段である粉体ポンプユニット３３０はトナーバンク３００の下部に設けられており、各トナーボトル２２０からの補給トナーはトナーバンク３００の下部に溜るため、トナーバンク３００の下部にはトナーの高さを検知するトナー高さ検知センサ３４０が設けてあり、このトナー高さ検知センサ３４０により、ある一定高さ以上にトナーが補給されないようにトナーボトル２２０のキャップ２０７ａの開閉が制御されている。これにより、トナーボトル２２０から必要以上にトナーが供給され、そのトナーの圧力によりトナーブロッキングが発生するということを未然に防止することができ、トナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー搬送をより確実に行うことができる。なお、トナー高さ検知センサ３４０は、超音波センサであり、トナーボトル２２０から現像装置１０６までのトナーが滞留する経路で検知するセンサである。
【００８１】
図１５〜図２４に他の実施例の特徴部分示す。
なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
図１５は、トナーバンク３００を複写機本体１００の図面上左側に、すなわち、上記実施例に比べて現像装置１０６から更に離れた位置に設けた例を示す。
この場合のトナーバンク３００と現像装置１０６との位置関係を平面図で概略的に示すと、図１６のようになっている。この場合、トナー供給パイプ３５０は複写機本体１００の奥側下部で右側に延び、そこから立ち上がって前方に延び、後述するトナー回収手段２０４に連なる形態となる。
本実施例において、粉体ポンプユニット３３０は、図１７に示すように、エアー供給管３４２がエアーポンプ３４５の空気吐出口に連通されているとともに、トナー回収手段２０４とエアーポンプ３４５とがフレキシブルなエアーパイプ３４６によって連通され、トナー回収手段２０４で分離されたエアーがエアーポンプ３４５に取り込まれるようになっている。
図１８に示すように、エアーパイプ３４６とトナー供給パイプ３５０の端部は複写機本体１００側に固定されており、これに対応してトナー回収手段２０４の接続部２９０には嵌合穴２９０ａ，２９０ｂが形成されている。接続部２９０はトナー回収手段２０４のホッパ部上面を閉塞する蓋２９２と一体に形成されている。接続部２９０は嵌合穴２９０ａ，２９０ｂを介してエアーパイプ３４６とトナー供給パイプ３５０の端部に対して着脱自在であり、これによって現像装置１０６がトナー回収手段２０４と一緒に複写機本体１００の手前側に引き出し可能となっている。トナー回収手段２０４のその他の構成はトナー回収手段２００と同様である。
【００８２】
図１９は、上記トナー供給の構成のみを示すものである。トナーバンク３００の各トナーボトル２２０にはそれぞれ該トナーボトルの有無を検知するボトル検知手段ＳＢＡ，ＳＢＢ，ＳＢＣが設置されている。これらのボトル検知手段としては、図２１に示すようなマイクロスイッチ３５１や図２２に示す反射形フォトセンサ３５２を採用することができる。また、これらの他にも図２３に示すように、透過型センサ３５３と、トナーボトル２２０と連動して動くフィラー３５４とから成る構成とすることもできる。透過型センサ３５３を用いた場合には、マイクロスイッチ３５１の欠点である検知部での接触がなく、また、反射形フォトセンサ３５２の欠点である反射光の減衰を心配する必要がないので、最も有利である。
各トナーボトル２２０に対して、それぞれトナーボトルの有無、キャップの開閉、トナーの有無が検知され、各々の状態は図示しない制御手段の不揮発メモリに記憶されるようになっている。また、トナー検知センサとしてのＴ１（トナーバンク側）と、Ｔ２（現像装置側）においてはトナー有りの場合がＨ、トナー無しの場合がＬで表示され、これらの状態も不揮発メモリに記憶されるようになっている。なお、トナーボトル有無等のセンサ出力の値により判断できるものは特に不揮発メモリに記憶しなくても良い。
図２０は、上記構成に基づくトナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー補給の一制御例のフローチャートを示す。同フローチャートにおいて、「キャップ開のトナーボトルは有るか」の判断は、過去の開駆動がメモリにあり、そのメモリ情報に基づいてなされる。また、「１つ以上トナー有りのトナーボトル有るか」の判断は、ボトルセットセンサＳＢＡ〜Ｃの情報に基づいて行われる。
【００８３】
上記粉体ポンプユニット３３０ではモーノポンプを利用しているが、モーノポンプを用いた場合には、長時間使用すると部材の摩耗が発生してエアーが逆流するおそれがあり、駆動系の耐久性に不安が残る。これに対処し得る粉体ポンプユニット３３０の構成を図２４に示す。ここでの粉体ポンプユニット３３０はモーノポンプを用いないことを特徴としている。すなわち、トナーバンク３００内のトナーは駆動源３４７に接続された横搬送スクリュー３４８で搬送され、トナーバンク３００に直結されたトナー供給パイプ３５０を介して第１のエアーポンプ３４５に引き込まれ、ここからトナー供給パイプ３５０を介してトナー回収手段２００に送り込まれる。
トナー回収手段２００はエアーパイプ３４６によって第２のエアーポンプ３４９に接続されており、第２のエアーポンプ３４９の吸引作用によってトナー回収手段２００でトナーと分離されたエアーが第２のエアーポンプ３４９側へ排出されるようになっている。さらに、第２のエアーポンプ３４９とトナータンク３００がエアーパイプ３４６によって接続されており、トナーバンク３００内のトナーは、第２のエアーポンプ３４９の吐出力と第１のエアーポンプ３４５の吸引力との総合作用によって第１のエアーポンプ３４５へ引き込まれることになる。なお、コストダウンの観点から、第２のエアーポンプ３４９を使用しない構成とすることもできる。
上記のようにエアーポンプのみを用いる構成とすることによって、部材の耐久性を向上させることができるとともに、トナータンク３００の排出口付近の小型化を図ることができる。また、エアーポンプの場合にはトナー循環系であればどこに設置しても搬送可能なので、レイアウトの自由度の向上を図ることができる（図２８〜図３０参照）。
【００８４】
図２５〜図２７に他の実施例の特徴部分示す。
図２６は図２５に示す複写機の概略側面図である。なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例におけるトナーバンク３００は、複写機本体１００の下部に設置されており、各トナーボトル２２０（トナー容器）は水平方向に並列配置されている。現像装置１０６とトナーバンク３００とは、フレキシブルな部材からなるトナー供給パイプ３５０で連結されており、トナーバンク３００に貯溜されているトナーがトナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６に供給される。
図２７はトナーバンク３００から現像装置１０６へトナーを搬送するための粉体ポンプユニット３３０の構成を示す要部断面図であり、この粉体ポンプユニット３３０と上記トナー供給パイプ３５０とでフレキシブルなトナー搬送手段を構成している。このトナー搬送手段は、上記実施例と同様にトナー残量検知手段１０６Ｎの検知信号に基づいて制御される。ここで、フレキシブルなトナー搬送手段とは、搬送経路がトナーの重力落下に反する経路であっても自由に搬送できる手段を意味している。
本実施例においては、各トナーボトル２２０が水平方向に並列配置されているので、トナーボトル２２０の開口部２２３からトナーバンク３００の補給落下位置に他のトナーボトル２２０の開口部２２３が存在しないので、トナーボトル２２０の交換時の手の汚れあるいは周囲へのトナー飛散を未然に防止することができる。このトナーボトル２２０の並列配置構成を受けて、トナーバンク３００内の下部にはトナーボトル２２０から落下したトナーを粉体ポンプユニット３３０側へ撹拌・搬送する横搬送スクリュー３２４が設けられており、粉体ポンプユニット３３０のロータ３３１は横搬送スクリュー３２４と同軸で係合している。また、横搬送スクリュー３２４の他端部は図示しない駆動源と係合している。
【００８５】
図２８〜図３０は、上記フレキシブルなトナー搬送手段（モーノポンプに代えてエアーポンプを用いる場合を含む）を用いることによる装置設計上におけるレイアウトの自由度の向上を示す図である。図２８はモーノポンプを用いた例、図２９はモーノポンプに代えて２つのエアーポンプを用いた例、図３０はモーノポンプを１つのエアーポンプで代替した例である。
【００８６】
図３１〜図３４に他の実施例の特徴部分示す。
なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例においては、縦型のトナーバンク３００にセットされた各トナーボトル２２０を上からそれぞれトナーボトル２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃとして区別している。
複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃは、上記実施例と同様に、個々にキャップ２０７ａの開閉機構を有しているので、個々のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの開閉を独立して行なうことができる。
また、各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃは現像部から離れた部位に配置されているので、当該画像形成装置の駆動中においても、その影響を受けることなく、それぞれ独立して着脱可能である。
このように、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃから下方に落下したトナーを、一旦、トナーバンク３００の下部に溜めてからポンプにより現像部に送る構成であるから、各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃについて、これら複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部から同時にトナーを供給するようにすることもできるが、そのようにしないで、一本のトナーボトルが空になったら、予め定めた順位に従い、或いは、空を検知されていない他の任意のトナーボトルからトナーを吐出するというように、順次、トナーボトルを切り換えて、トナー補給するということもできる。本発明では、後者のトナーボトル切り換え法を採用する。
【００８７】
このようなトナーボトル切り換え法によるトナーの補給方式を採用した場合には、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部から同時にトナーを補給するのではなく、複数のトナーボトルのうち、空になったトナーボトルについて交換するのであるから、その交換の間においても、他のトナーボトルからのトナーの補給は当該画像形成装置を止めることなく継続して行なうことができるので、トナー切れという事態は基本的には生じない。かつ、画像形成動作中においてもトナーの補給ができるのであるから、トナー交換のための画像形成動作の中断という事態も生じない。
【００８８】
空になったトナーボトルは遅滞なくトナーの補充をしなければならない。どのトナーボトルが現在空になっているかは、トナーボトル毎に設けられたトナーエンド検知手段からの情報により知ることができる。図３１に示すように、トナーバンク３００内には、トナーボトル２２０Ａについてはトナーボトル収納部３４２Ａに収納される。このトナーボトル収納部３４２には、トナーボトル２２０Ａについてのトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段（トナーの量を検知する検知手段）としてのトナーエンドセンサ３４１Ａが設けられている。このトナーエンドセンサ３４１Ａとしては、例えば、光センサを使用する。トナーボトル内でのトナーの有無は、光の反射率の変化として現れるので、光センサの受光部における光量の減少をとらえて、トナーエンドと判断するのである。なお、その他のセンサによりトナーエンドを検知することはもちろん可能である。
【００８９】
同様に、トナーボトル２２０Ｂについてはトナーボトル収納部３４２Ｂに収納されるもので、このトナーボトル収納部３４２Ｂには、トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ３４１Ｂが設けられている。同様に、トナーボトル２２０Ｃについてはトナーボトル収納部３４２Ｃに収納されるもので、このトナーボトル収納部３４２Ｃには、トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ３４１Ｃが設けられている。
【００９０】
このように個々のトナーボトルについてトナーエンドセンサを設けたので、複数のトナーボトルのうち、予め定めた順のトナーボトルからトナーが供給されていき、かつ、空になると、どのトナーボトルが空になったかをオペレータに直ちに知らせることができる。例えば、最初トナーボトル２２０Ａからトナーを供給するとして、このトナーボトル内のトナーが無くなると、このトナーボトル２２０Ａに対応して設けられたトナーエンドセンサ３４１Ａの出力に基づく警告により、トナーボトル２２０Ａが空になったことがわかり、当該トナーボトルの交換作業を行なうこととなる。この交換作業は、当該画像形成装置の駆動中においても行なうことができる。この交換作業中には、残りのトナーボトルのうち、予め定めた順位により、或いはランダムにトナーが充填されているトナーボトルが選択されてそのトナーボトルからトナーが補給されることとなる。
【００９１】
図３１における、個々のトナーエンドセンサ３４１Ａ〜３４１Ｄのトナーエンド検知信号に基づき、トナーバンク３００上に設置された各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃについて個別具体的に、ＬＥＤ等のトナーエンド表示手段３４０Ａ、３４０Ｂ，３４０Ｃを点灯させることにより、オペレータは交換すべきトナーボトルを知ることができる。
【００９２】
つまり、トナーバンク３００にて複数存在するトナーボトルのうち、どのトナーボトルが空であるかかが、トナーエンド表示手段の点灯により直ちにわかるわけである。これにより、オペレータは迷うことなく、該当する空のトナーボトルについて交換作業を行なうことができる。
【００９３】
図３３に、複写機本体１００の図示しない操作部の画面３５０の一例を示す。画面３５０の一部に、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの配列を模視的に表示する表示部３５１を設ける。この表示部３５１には、トナーボトル２２０Ａに対応して▲１▼の表示、トナーボトル２２０Ｂに対応して▲２▼の表示、トナーボトル２２０Ｃに対応して▲３▼の各表示がなされている。トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部にトナーがあるときは、これら▲１▼〜▲３▼の部位は非点灯状態で目立たない。例えば、トナーボトル２２０Ａが空になると、表示▲１▼の部位が反転文字表示状態となって点灯し、どのトナーボトルが空であるかわかる。
【００９４】
同様に、トナーボトル２２０Ｂが空になると表示▲２▼の部位が、トナーボトル２２０Ｃが空になると表示▲３▼の部位がそれぞれ、反転文字表示状態となって点灯する。
【００９５】
このように、画像形成装置を開いて内部を点検することなく、外部に設けた操作部の画面により、オペレータは空になったトナーボトルの位置及び本数を知ることができるのであるから、トナーボトルの交換作業を速やかに行なうことができる。
【００９６】
このような、トナーボトルの空情報をより明確にオペレータに告げるには、図３３の画面３５０の上部に示すように、メッセージ表示部３５２の部位にて「１番のトナーボトル空です。」のように文字を点灯表示するようにするとよい。これら、表示部３５１、メッセージ表示部３５２は、本発明の空ボトルの表示手段の一例を構成する。
【００９７】
図３５〜図４１に他の実施例の特徴部分を示す。なお、画像形成部等の基本的構成、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例における画像形成装置は、図３５に示すような現像装置４０１と、トナー供給装置４０８を備えている。
現像装置４０１は、現像容器４０２とトナー補給部４０３とで構成されており、そのうち、現像容器４０２は、図において時計方向に回転可能な潜像担持体である感光体ドラム４０４の近傍に配置され、トナー補給部４０３は現像容器４０２に搭載されている。
現像容器４０２の内部には、撹拌ローラ４０２Ａ、パドルホィール４０２Ｂおよび現像スリーブ４０２Ｃが配置されており、そのうち、撹拌ローラ４０２Ａはトナー補給部４０３の下方に位置し、現像スリーブ４０２Ｃは感光体ドラム４０４と対向し、さらにパドルホィール４０２Ｂは撹拌ローラ４０２Ａと現像スリーブ４０２Ｃとの間に位置している。
撹拌ローラ４０２Ａ、パドルホィール４０２Ｂおよび現像スリーブ４０２Ｃは図示矢印方向にそれぞれ回転することができ、撹拌ローラ４０２Ａにより撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電された非磁性のトナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤がパドルホィール４０２Ｂにより汲み上げられて現像スリーブ４０２Ｃに搬送される。
【００９８】
現像スリーブ４０２Ｃは、アルミニウムあるいはステンレス等の非磁性体で構成され、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェライト粉末とを混練して成形したプラスチック磁石等からなるマグローラが内部に配置されており、マグローラは、磁極が周方向に沿って複数配置された構成を有している。
現像容器４０２の内部には、現像スリーブ４０２Ｃに搬送されるトナーの層厚を規制するためのドクターブレード４０２Ｄおよび現像スリーブ４０２Ｃからのトナーの飛散を防止するためのシール部材４０２Ｅがそれぞれ該当する位置に配置されている。
【００９９】
トナー補給部４０３は、トナー搬送部材４０３Ａおよびトナー補給ローラ４０３Ｂとを備えている。トナー搬送部材４０３Ａは、図３６に示すように、リード量が軸方向で異なる螺旋羽根を備えた部材であり、また、トナー補給ローラ４０３Ｂは、図示されない制御部からの信号により、必要な回転量を設定されてトナーを補給する際にのみ回転して現像容器４０２内にトナーを供給するための部材である。
【０１００】
現像装置４０１を通過した感光体ドラム４０４の周面近傍には、感光体ドラム４０４上のトナー付着量を検知するトナーセンサ４０５が配置されており、現像容器４０２内の攪拌ローラ４０２Ａの近傍には、トナーキャリアとの混合比を検出するためのトナー濃度検出手段をなすトナー濃度センサ４０６が配置されている。トナーセンサ４０５は反射型のフォトセンサであり、トナー濃度センサ４０６は透磁率センサである。また、トナー補給部４０３内のトナー搬送部材４０３Ａの近傍には、トナー残量検知センサ（トナーエンドセンサ）４０７が配置されており、このトナー残量検知センサ４０７は超音波センサである。
トナー濃度センサ４０６は現像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナーの含有量からトナー濃度を検出する方式が採用されている。
【０１０１】
トナーセンサ４０５、トナー濃度センサ４０６、トナー残量検知センサ４０７は、図示されない制御部に接続されている。
制御部は、その詳細を説明しないが、各センサのうちのトナーセンサ４０５およびトナー濃度センサ４０６によりトナー濃度が所定濃度以下に達したことが検出されると、その濃度を所定濃度に復帰させるまでの間、トナー補給部４０３でのトナー補給動作を行わせるとともに、トナー残量検知センサ４０７によって補給すべきトナーがなくなった場合を検出された場合にその状態を図示されない表示部にて表示するために設けられている。
【０１０２】
トナー補給部４０３には、トナー供給装置４０８が装着されている。
トナー供給装置４０８は、トナー補給部４０３の内部に貯められているトナーが不足した際にトナーを補充供給するために設けられている装置であり、トナー補給部４０３の上方で、図における上下方向に並列された複数のトナーボトル４０９を備えている。
トナーボトル４０９は、軸方向一端に開口部４０９Ａを有する円筒状の容器で構成されており、図３６に示すように、トナー補給部４０３に連通するトナー落下経路部材４１０側に開口部４０９Ａを位置させてガイド部材４５０を介して水平状態にセットされている。トナー落下経路部材４１０は、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａとトナー補給部４０３とを連通させる空間を有し、その空間内には、図３５に示すように、整流部材４０８Ａが配置されている。この整流部材４０８Ａは、上段に位置するトナーボトル４０９から排出されるトナーが下段に位置するトナーボトル４０９の開口部４０９Ａに降り注がれることがないようにするために設けられている。
【０１０３】
トナーボトル４０９は、図３７に示すように、外周面に内側に向け突出する螺旋状の案内溝４０９Ｂが形成され、トナー落下経路部材４１０（図３６参照）に開口部４０９Ａが装着されて定置された状態で軸線を中心にして回転させられると、内部に収容しているトナーが案内溝４０９Ｂに押されて開口部４０９Ａに向け移動させることができる。トナーボトル４０９におけるトナーの排出工程（案内の仕方）は上記実施例と同様である。
【０１０４】
図３７に示したトナーボトル４０９の開口部４０９Ａに有するキャップ９Ｃは、図３８以降の図に示すスライダ４１５およびチャック４１６を備えた開口手段により着脱される。
図３８は、トナーボトル４０９の開口手段の構成を示している。
図３８において、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａは、図３６に示したトナー落下経路部材４１０側に装着され、そのトナー落下経路部材４１０には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａを挿嵌支持することができるホルダ部４１１が設けられている。
ホルダ部４１１は、ホルダ部材４１２を備え、このホルダ部材４１２は、段付き円筒状断面を有する部材からなり、下周面の一部に、トナー排出用開口４１２Ａが形成されている。トナー排出用開口４１２Ａは、トナー落下経路部材４１０（図３６参照）に連通させてある。
ホルダ部材４１２の内部には、外周面にギヤ４１３Ａを備えた内ホルダ４１３が回転自在に設けられている。内ホルダ４１３の内面には、トナーボトル４０９の軸線方向端部のうちで開口部４０９Ａを有する端部に形成されている係合部（図示されず）と係合可能であって、トナーボトル４０９を回転させるための係合部材（図示されず）が設けられている。
内ホルダ４１３のギヤ４１３Ａには、図３９に示すように、図示されないボトル回転手段をなす駆動モータによって回転駆動される駆動ギヤ４１４が噛み合わされている。
内ホルダ４１３には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａの外周面に当接してトナーＴの漏れを防止するシール部材４１３Ｂが設けられている。
【０１０５】
図３８においてホルダ部材４１２の内部には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａに有するキャップ４０９Ｃを着脱するための開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６が設けられている。
スライダ４１５は、ホルダ部材４１２の内部でその軸方向に沿って摺動自在に支持され、通常、ホルダ部材４１２の内部に配置されているスプリング４１７によってトナーボトル４０９の開口部４０９Ａ側に向けた移動習性が付与されている。
スライダ４１５は、キャップ４０９Ｃを引出す際にチャック４１６を縮径させるための小径部４１５Ａが内面に形成されている。
【０１０６】
チャック４１６は、トナーボトル４０９のキャップ４０９Ｃに有する摘み部４０９Ｃ１に対向可能な爪部４１６Ａを先端に有し、その爪部４１６Ａの基部がドラム状に形成されてスライダ４１５の内周面に当接する摺動部４１６Ｂとして構成されている。爪部４１６Ａは、周方向で複数分割された可撓性部材で構成され、通常、拡径する習性が付与されている。
摺動部４１６Ｂの外側端面には、ラック４１６Ｃが形成されており、このラック４１６Ｃには、図４０に示すように、駆動モータ４１８の出力軸に取り付けられているウォーム４１８Ａに対しウォームホィール４１８Ｂを介して連動するピニオンギヤ４１９が噛み合っている。
駆動モータ４１８は、開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６のうちのチャック４１６の駆動手段であり、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａに装着されているキャップ４０９Ｃを着脱することができる回転量が設定されている。
トナーボトル４０９の回転を司どる駆動モータ（図示されず）および図４０に示した駆動モータ４１８は、トナーボトル４０９を含めて、トナーボトル４０９からトナーＴを排出してトナーＴをトナー補給部４０３に向け供給するトナー排出手段を構成している。
【０１０７】
ホルダ部材４１２の外周面には、図４１に示すように、装着されているトナーボトル９の開口部９Ａにキャップ９Ｃを装着する際の抜け止めを行うためのストッパ２０が設けられている。
図４１において、ストッパ４２０は、ホルダ部材４１２に固定されている段付きネジ４２１が長手方向の途中に挿通されて揺動可能な部材であり、段付きネジ４２１の位置を境にして長手方向一方端がホルダ部材４１２の外周面に当接し、長手方向他方端がトナーボトル４０９の外周面に形成されている係止突起４０９Ｆに対向している。
段付きネジ４２１には、ストッパ４２０を上方から押圧するスプリング４２２が配置されており、図４１において実線で示すように、ストッパ４２０の長手方向他方端がトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆに対向して係合させられている。
【０１０８】
本実施例は以上のような構成であるから、図３８に示すように、開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６は、スプリング４１７の付勢により、キャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１に対向する位置まで移動した状態に維持されている。
図３８において、トナーボトル４０９がホルダ部４１１に装着されると、チャック４１６はスプリング４１７の習性によりキャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１を掴める位置で対向し、さらに、トナーボトル４０９は、図４１に示すように、係止突起４０９Ｆがストッパ４２０によって係止されて抜け止めされる。
【０１０９】
図３８に示した状態からトナーボトル４０９の開口を開放する際には、キャップ４０９Ｃが引出される。この場合には、チャック４１６のラック４１６Ｃ（図４０参照）が駆動モータ４１８（図４０参照）に連動することにより、図３９に示すように、チャック４１６がキャップ４０９Ｃを引出す方向（図中、矢印Ｐで示す方向）に移動させられる。
チャック４１６が移動すると、スライダ４１５に形成されている小径部４１５Ａを移動する過程で爪部４１６Ａが縮径され、爪部４１６Ａがキャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１を掴み、摘み部４０９Ｃ１の厚さによりそれ以上の縮径ができない状態で小径部４１５Ａにより拡径できなくされる。これにより、チャック４１６により摘み部４０９Ｃ１が掴まれた状態でスライダ４１５もチャック４１６とともに移動することができ、摘み部４０９Ｃ１への把持力を維持した状態でキャップ４０９Ｃが引き出される。
【０１１０】
キャップ４０９Ｃが引出されて開口部４０９Ａが開放されると、トナーボトル４０９が内ホルダ４１３のギヤ４１３Ａおよび駆動ギヤ４１４（図３９参照）を介して回転されることにより、内部に収容されているトナーＴが既に上記実施例で説明した作用により排出され、ホルダ部材４１２のトナー排出用開口４１２Ａからトナー落下経路部材４１０に導入されてトナー補給部４０３に向け供給される。
【０１１１】
トナー供給装置４０８は、トナー残量検知センサ４０７（図３５参照）によってトナー補給部４０３でのトナーＴの残量が低下して少なくなったことが検知された時点あるいはなくなったことが検知された時点を供給開始タイミングとして制御部からの信号によって駆動される。このため、トナー供給装置４０８では、トナーボトル４０９から供給されるべきトナーＴがない場合を除いて、ホルダ部４１１にトナーボトル４０９が装着されてキャップ４０９Ｃが引出されている場合には、いずれかのトナーボトル４０９を独立して回転させてトナーＴの供給態位を設定する。
トナーボトル４０９が回転させられると、トナーボトル４０９の内部に収容されているトナーＴが徐々に排出される。
【０１１２】
一方、トナーボトル４０９からのトナーＴの供給により供給すべきトナーＴがなくなった場合には、トナー残量検知センサ４０７でその状態が検出される。つまり、トナー供給装置４０８において選択されたトナーボトル４０９が回転されているにも拘らず、トナーＴの排出がないことをトナー残量検知センサ４０７によって検出されると、その検出情報が制御部に出力され、制御部では選択されたトナーボトル４０９にトナーＴがないことを表示部にて表示する。これにより、オペレータはトナーボトル４０９でのトナーＴの有無を識別することができ、必要に応じて交換する処置を採ることができる。
【０１１３】
トナーボトル４０９を交換する場合には、今まで開放されていたトナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃで塞がれる。キャップ４０９Ｃは、ラック４１６Ｃに噛み合っているピニオンギヤ４１９が駆動モータ４１８によって駆動されるのに応じて開口部４０９Ａ側に向け移動させられ、チャック４１６の爪部４１６Ａにより掴まれた状態で開口部４００９Ａ内に差込まれて装着される。この場合のトナーボトル４０９は、ストッパ４２０によって係止されているので、キャップ４０９Ｃが差込まれる際の圧力が作用しても不動状態に維持されている。
【０１１４】
開口部４０９Ａをキャップ４０９Ｃにより塞がれたトナーボトル４０９は、図４１において二点鎖線で示すように、ストッパ４２０が持上げられることによりトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆとの係合が解除され、ホルダ部４１１から離脱させられる。
【０１１５】
本実施例によれば、トナー供給装置４０８からトナーＴを排出する場合、任意のトナーボトル４０９が制御部によりあるいはオペレータによって選択された場合のいずれであっても、トナータンク４０９に供給すべきトナーがない場合を識別することができるので、トナーの補給ミスを防止することができる。
また、本実施例によれば、複数のトナーボトル４０９のうち、回転しないものがあるので、トナーボトル４０９の回転により発生するトナー同士の摩擦帯電によるトナーの劣化を極力防止でき、摩擦による温度上昇によってトナーが凝集することを防止することができる。
【０１１６】
図４２〜図４７に他の実施例の特徴部分を示す。なお、基本的構成、トナーボトルにおけるトナーの排出動作等については上記実施例（図３５〜図４１）と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
図３５に示したトナー補給ローラ４０３Ｂは、制御手段としての制御部Ｃ（図４２参照）からの信号により、必要な回転量を設定されてトナーを補給する際にのみ回転して現像容器４０２内にトナーを供給するための部材である。
【０１１７】
ホルダ部材４１２の外周面には、図４３（ａ）に示すように、装着されているトナーボトル４０９の開口部４０９Ａにキャップ４０９Ｃを装着する際、トナーボトル４０９の回転駆動時、及び、トナーボトル４０９のキャップが抜けている時に、トナーボトル４０９の抜け止めを行うための、トナーボトル係止部材としてのストッパ４２０が設けられている。
ストッパ４２０の係止突起４０９Ｆ側の端部には、トナーボトル４０９の側面に鋭角をなして対向する傾斜部が形成されている。
図４３（ａ）において、符号４２３はストッパ４２０と係合突起４０９ａとの係合を解除するための操作部材としてのレバーを示している。レバー４２３には、長孔４２５が設けてあり、有頭鋲４２６を長孔４２５に通して固定壁４２７に固定することにより、レバー４２３は固定壁４２７に対して摺動可能となっている。
【０１１８】
図４４に示すように、一端をレバー４２３に固定され、他端を図示しない固定部材に固定されている引張りばね４２４により、レバー４２３はストッパ４２０から遠ざかる方向に付勢されいるので、外力を加えない状態では、レバー４２３はストッパ４２０とは一定の間隔を持って保持される。
図４５において実線で示すように、レバー４２３の側部に設けられた突部４２３ａには、支軸４２８に支持されたロック部材としてのレバーストッパ４２９の一端部４２９ａが係合している（第１の状態）。第１の状態は、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａが開いている時（図３９参照）に設定される。
【０１１９】
レバーストッパ４２９の他端はソレノイド４３０に接続されている。引張りばね４３１は、レバーストッパ４２９の端部４２９ａ近傍に一端を有し、他端を図示しない固定部材に固定されていて、レバーストッパ４２９の端部４２９ａをストッパ４２３の突部４２３ａから遠ざける方向に付勢しているが、第１の状態ではソレノイド４３０は作動しているので、引張りばね４３１の引張り力に抗して、レバーストッパ４２９の端部４２９ａはストッパ４２３の突部４２３ａに係合している。
トナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている状態では、ソレノイド４３０の作動が解除され、レバーストッパ４２９は２点鎖線で示す位置に搖動して、図４４にも示すように、レバーストッパ４２９の端部４２９ａとストッパ４２３の突部４２３ａとの係合は解除される（第２の状態）。
【０１２０】
第１の状態では、レバーストッパ４２９により、レバー４２３は操作不能であるから、例えば、トナーボトル４０９のキャップ４０９Ｃを抜いてトナー供給を行っている時などにそのトナーボトルの交換は不可能である。つまり、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている時以外、トナーボトルの交換は不可能である。第２の状態では、レバーストッパ４２９の端部４２９ａとストッパ４２３の突部４２３ａとの係合は解除されるので、図４３（ｂ）に示すように、レバー４２３をストッパ４２０の方向に押すことにより、レバー４２３の先端がストッパ４２０の傾斜部に係合してストッパ４２０を押し下げ、ストッパ４２０と係止突起４０９Ｆとの係合を解除するので、トナーボトル４０９が交換可能となる。本実施例ではトナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている時以外は、レバーストッパ４２９によりレバー４２３を操作不能として、トナーボトルの取外しを禁止したが、これに替えて、ストッパ４２０そのものの移動を禁止するような機構を用いても良い。
【０１２１】
トナー供給装置４０８は、トナー残量検知センサ４０７（図３５参照）によってトナー補給部４０３でのトナーＴの残量が低下して少なくなったことが検知された時点あるいはなくなったことが検知された時点を供給開始タイミングとして制御部Ｃからの信号によって駆動される。トナー供給装置４０８では、ホルダ部４１１にトナーボトル４０９が装着されてキャップ４０９Ｃが引出されている場合には、トナーボトル４０９を回転させてトナーＴの供給態位を設定する。
トナーボトル４０９が回転させられると、トナーボトル４０９の内部に収容されているトナーＴが徐々に排出される。
【０１２２】
図４６に示すように、トナーボトル４０９内のトナー残量が少なくなってくると、トナーボトルの時間当りのトナー排出量が減少し、トナー補給部４０３のトナー残量は所定の量を下回ったままとなり、トナー供給装置４０８において選択されたトナーボトル４０９が回転されているにも拘らずトナー補給部４０３のトナー残量が所定の量より減少したことが、トナー残量検知センサ７によって検出される。この検出情報は制御部Ｃに出力される。一定時間この検出状態が継続すると、トナーボトル４０９内にトナーＴが無いか、無いに等しい状態であると判断し、そのトナーボトルの回転を続けると共に、未使用の他のトナーボトル４０９によるトナー供給を開始する。
【０１２３】
２つのトナーボトルによるトナー供給の状態は一定時間継続される。その後、初めにトナー供給を行っていたトナーボトル４０９は回転を停止され、キャップ４０９Ｃにより開口部４０９Ａを閉じられ、制御部Ｃがそのトナーボトル４０９にトナーＴがないことを表示部にて表示する。これにより、オペレータはトナーボトル４０９でのトナーＴの有無を識別することができ、必要に応じて交換する処置を採ることができる。
【０１２４】
制御部Ｃでトナーボトル４０９内にトナーＴが無いか、無いに等しい状態であると判断の際の、トナーボトル内のトナー量は、トナーボトル保存状態、使用環境などにより大きく左右される。但し、上記のように、一定時間その検出状態が継続していることを確認すれば、トナーボトル４０９内のトナー量が十分であるのにも係らず、減少していると判断することを防止できる。また、２つのトナーボトルによりトナー供給を行う時間は、トナー排出速度のバラツキ、トナー濃度センサの感度のバラツキなどを考慮して大きめに設定されているので、はじめからトナー供給を行っていたトナーボトル中のトナーは、殆ど完全に排出される。
【０１２５】
本実施例ではトナーボトルの数は２本であるが、３本以上でも良く、その場合には、複数のトナーボトルによるトナー供給が複数回発生する。この場合においては、トナーボトル中にトナーがなくなったことを、その都度表示しても良いし、トナーの入ったトナーボトルが最後の一本になったときなどに表示しても良い。
【０１２６】
開口部４０９Ａをキャップ４０９Ｃにより塞がれたトナーボトル４０９は、図４３（ｂ）に示すように、レバーストッパ４２９との係合が解除されたレバー４２３によりストッパ４２０が押し下げられることによりトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆとの係合が解除され、ホルダ部４１１から離脱させられる。
【０１２７】
本実施例によれば、トナー供給装置４０８からトナーＴを排出する場合、任意のトナーボトル４０９が制御部Ｃによりあるいはオペレータによって選択された場合のいずれであっても、トナータンク４０９に供給すべきトナーがない場合を識別することができるので、トナーの補給ミスを防止することができる。
【０１２８】
また、本実施例におけるトナーボトル４０９は、図４７に示すように、開口部付近の径ｄ１より、後端部の径ｄ２の径の方が大きく設定されており、トナーボトル４０９をトナーバンクの手前側にあるインナーカバーの開口二挿入するのに入れ易い形状となっている。また、トナーバンクから引き出す時にも大きな径の後端部がトナーボトル４０９を支えるカバーと接触しながら引き出されるので、係止突起４０９Ｆがカバーや他の部材と引っ掛かって取り出せなくなることが防止される。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、トナー搬送時、粉体ポンプのトナーの出口位置で撹拌部材を回転し、その撹拌部材の回転で出口位置を通るトナーを撹拌して流動させる構成としているので、従来のように粉体ポンプのステータとロータとの摩擦熱で凝集したトナーが狭いトナーの出口位置を通るときその流れが滞ることを防ぐことができ、これにより、粉体ポンプのトナー出口位置でのトナー詰まりの発生を防止することができる。
【０１３０】
請求項２記載の発明によれば、その撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いるため、この撹拌部材により、粉体ポンプの出口位置でのトナー詰まりの発生を防止することができるとともに、トナーの搬送性を上げることもできる。
【０１３１】
請求項３記載の発明によれば、トナーを貯蔵するトナーバンクの位置を現像装置より離し本体側に設置しており、該トナーバンクから現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有するので、レイアウト上の制約を受けず、設計上かなり自由度が増すこととなるので、操作性、機能性等を考慮した設計が可能であると同時に、トナーバンク内に２本以上のトナーボトルを設置しているので、小型の機械で使用しているトナーボトルを用いて、使用する機械の大きさに応じてボトル数を多くしてトナー容量を増やすことができ、トナーバンクの大容量化を可能としながら、機種の大きさによらずトナーボトルを共通化できる。したがって、設計上の自由度や操作性を向上した、信頼性の高い大容量トナーバンクを有するトナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することができ、且つ、トナーボトルのリサイクル使用を推進することができ、地球環境保護（資源保全）も達成することができる。
【０１３２】
請求項４記載の発明によれば、請求項３の構成及び効果に加え、トナーボトルの設置方向を一定とし、尚且つ複数のトナーボトルを縦方向に配列して設置しており、個々のトナーボトルのキャップの開閉が独立しているので、トナーバンク内のトナー搬送部の構造を簡単にでき、しかも、トナー搬送部のトナーブロッキングを防止することができる。
【０１３３】
請求項５記載の発明によれば、請求項３または４の構成及び効果に加え、トナーバンクの下部に現像装置側へのトナー搬送経路を唯一持っているため、単純で安価な装置を提供することができる。
【０１３６】
請求項６又は７記載の発明によれば、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部を有するトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、このトナーバンクから現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有しているので、トナーバンクの設置位置に制約を受けず、かつトナーバンクへのトナー補給性が非常に簡便であり、しかも大容量を達成できる。したがって、装置本体に対するレイアウトに自由度を持った、大容量のトナー収納・供給装置を提供することができる。
また、本発明によれば、現像装置及び装置本体の大きさの適正化を維持しつつ、機械のダウンタイムの低減を可能とし、さらには、トナー供給性能の信頼性、トナー補給操作等に優れた大容量のトナー収納・供給装置（トナーバンク及びトナー搬送手段）を備えた画像形成装置を提供することができる。
【０１３７】
請求項８記載の発明によれば、請求項７の構成及び効果に加え、各々のトナー容器の開口部が他のトナー容器の開口部と干渉しないように設置しているので、トナー容器からトナーバンクへのトナー補給時のトナー汚染を受けることがないので、トナー容器の交換時の手の汚れあるいは周囲へのトナー飛散を未然に防止することができる。
【０１３８】
請求項９記載の発明によれば、請求項７の構成及び効果に加え、トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、上記栓の開閉手段が設けられているので、トナー容器の交換が簡単でしかもトナー容器交換時のトナー汚染を防止することができる。
【０１３９】
請求項１０記載の発明によれば、画像形成装置を中断することなく、簡単迅速にトナー補給を行なうことができる。
【０１４０】
請求項１１記載の発明によれば、トナー補給すべき空のトナーボトルの具体的な位置を容易に認識することができる。
【０１４１】
請求項１２記載の発明によれば、補給すべきトナーボトルの個数、位置などを予め容易に認知することができ、迅速な交換を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置におけるトナー搬送装置の縦断面図である。
【図２】同トナー搬送装置の分解斜視図である。
【図３】同画像形成装置の概略構成図である。
【図４】トナー搬送装置の変形例を示す要部縦断面図である。
【図５】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図６】図５に示す画像形成装置の現像装置の構成例を示す断面図である。
【図７】図６に示す現像装置のトナー補給部の構成例を示す要部斜視図である。
【図８】図６に示す現像装置のトナー補給部及びトナー回収手段の構成例を示す要部断面図である。
【図９】トナーバンクから現像装置へトナーを移送するためのトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図１０】トナーボトルの迫り出し部及び開口迫り出し部によるトナー案内の仕方を示した説明図である。
【図１１】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの取り外し及び取り付け機構の説明図であり、キャップで開口部を閉じている時の状態を示す要部断面図である。
【図１２】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの取り外し及び取り付け機構の説明図であり、キャップを開口部から取り外した時の状態を示す要部断面図である。
【図１３】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの開閉手段の説明図であり、キャップの移動装置の構成例を示す図である。
【図１４】トナーボトルの一端部の開口部にキャップを取り付ける際にトナーボトルが逃げないように固定するストッパの説明図である。
【図１５】図５の変形例を示す概略側面図である。
【図１６】同概略平面図である。
【図１７】図５の例におけるトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図１８】図５の例におけるトナー回収手段の要部斜視図である。
【図１９】図５の例におけるトナー搬送経路を示す概要側面図である。
【図２０】図５の例におけるトナーバンクから現像装置へのトナー補給に係る制御フローチャートである。
【図２１】トナーボトルの検知センサとして、マイクロスイッチを示す概要側面図である。
【図２２】トナーボトルの検知センサとして、反射形フォトセンサを示す概要側面図である。
【図２３】トナーボトルの検知センサとして、透過型センサを示す概要側面図である。
【図２４】モーノポンプをエアーポンプで代替した構成を示す概要図である。
【図２５】トナーバンクを下部に水平に設けた例の画像形成装置の概略構成図である。
【図２６】図２５の例の概略側面図である。
【図２７】図２５の例におけるトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図２８】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図２９】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図３０】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図３１】複数のトナーボトルの各々に対応してトナーエンド検知手段を設けた様子を説明した図である。
【図３２】複数のトナーボトルの各々に対応するトナーボトル収納部にトナーエンド表示手段を設けた様子を説明した図である。
【図３３】操作画面上に設けた空ボトルの表示手段を例示した図である。
【図３４】図３１の例における画像形成装置の概略構成図である。
【図３５】本発明の実施例を示す画像形成装置におけるトナー供給装置の要部の断面図である。
【図３６】図１に示したトナー供給装置の側面図である。
【図３７】トナーボトルの要部側面図である。
【図３８】図３５に示したトナー供給装置でのトナーボトルの開口手段の構成を示す断面図である。
【図３９】図３８に示したトナー供給装置における開口手段及びトナーボトルの回転手段の構成を示す断面図である。
【図４０】図３７に示したトナーボトルの開口手段の構成を示す図である。
【図４１】図３７に示したトナーボトルの係止機構の構成を示す断面図である。
【図４２】他の実施例におけるトナーボトルの開口手段の構成を示す図である。
【図４３】図４２の例でのトナー供給装置におけるトナーボトルの取外しの態様を示す断面図である。
【図４４】トナーボトルの取外しを規制可能とする機構を示す斜視図である。
【図４５】図４４の要部平面図である。
【図４６】トナーボトル内のトナーの残量と単位時間当たりのトナー排出量との相関関係を示す相関図である。
【図４７】トナーボトルの形状を示す側面図である。
【図４８】従来のトナー搬送装置の分解斜視図である。
【図４９】同トナー搬送装置の縦断面図である。
【図５０】従来のトナー供給装置の概要断面図である。
【符号の説明】
１５ トナー搬送装置
３０ ロータ
３５ｂ 出口
４０、５５ 撹拌部材
Ｄ 粉体ポンプ
１０６ 現像装置
１０６Ｎ トナー残量検知手段
１３１ 感光体ドラム
２２０ トナーボトル
３００ トナーバンク
３３０ トナー搬送手段としての粉体ポンプユニット
３４１Ａ、３４１Ｂ、３４１Ｃ トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ
３５０ トナー搬送手段としてのトナー供給パイプ
３５１ 空ボトルの表示手段としての表示部
３５２ 空ボトルの表示手段としてのメーセージ表示部
Ｔ トナー
４０８ トナー供給装置
４０９ トナーボトル
４０９Ａ 開口部
４０９Ｂ 突条
４１５ 開口手段をなすスライダ
４１６ 開口手段をなすチャック
４１８ トナー排出手段の一つをなす駆動モータ
４２０ トナーボトル係止部材
４２３ 操作部材
４２９ ロック部材
Ｃ 制御部
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に２成分現像剤または１成分現像剤を用いた現像装置と、これらの現像装置の現像部にトナーを供給するトナー供給装置とを備えた画像形成装置に関する。
また、本発明は、使用後のトナーを再使用したり廃棄するために搬送するトナー搬送装置を備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置におけるトナー搬送装置として、画像転写後感光体上に残留したトナーを感光体クリーニング装置で回収し、その回収したトナーを再使用すべく再び現像装置へと搬送するものがある。これは、例えば図４８及び図４９に示すように、トナー送りこみ手段Ａおよび粉体ポンプＢを備えている。感光体クリーニング装置５０１で回収したトナーを再使用する場合、その排出管５０１ａから排出される回収トナーを、接続ケース５０３を介して移送ガイドケース５０２内に落し込む一方、駆動モータの回転を伝達して移送ガイドケース５０２内の横搬送スクリュ５０４を粉体ポンプＢのステータ５０６内のロータ５０７と一体に回転させ、横搬送スクリュ５０４の回転で回収トナーをステータ５０６内へ送りこむ。
【０００３】
さらに、ロータ５０７回転でトナーをステータ５０６内からトナー出口５０５ａを通して押し出すように、その出口５０５ａに接続したトナー移送パイプ５０８内へ送りこむとともに、エアポンプ５０９で空気をエア移送パイプ５０９ａを通して粉体ポンプＢ内に入れてトナー移送パイプ５０８へ送りこむ。そして、トナー移送パイプ５０８内を通るトナーを空気の流れに沿って流動させながら現像装置へ搬送していた。
【０００４】
また、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置において、感光体等の潜像担持体上に形成された静電潜像を可視像処理するために用いられる現像装置では、２成分系現像剤または１成分系現像剤が消費されると、画像濃度維持のために新たな現像剤が補給される。新たな現像剤としては、一般にトナーが対象となり、このトナーを供給するために用いられるトナー供給装置としては、例えば、特開平２−２７７０８３号公報に示されたものがある。
上記公報に示されているトナー供給装置は、図５０に示すように、感光体５４１の近傍に設けられた現像部５２２に補給するトナーを貯蔵するトナータンク５２１と、トナータンク５２１内のトナーの残量を検知するトナー残量検知手段（トナーセンサ）５２３と、トナータンク５２１に隣接して設けられたトナータンク５２１にトナーを補給するトナーサーバ５２４とを備えている。トナーサーバ５２４は、トナーサーバ本体５２５と、トナーサーバ本体５２５に回転自在に支持され円周方向にほぼ等間隔に離隔して放射方向に延在する複数の延在部からなる回転部材５２６と、前記各延在部の先端部に回動自在に支持された複数のカートリッジ支持部材５２７と、各カートリッジ支持部材５２７に着脱自在に取り付けられトナーを収納した複数のトナーカートリッジ５２８と、回転部材を回転させる第１駆動モータ５２９と、カートリッジ支持部材５２７を回転させる第２駆動モータ５３０とを備え、これら第１、第２駆動モータは、トナー残量検知手段５２３の検知結果に基づいて制御手段５３１により駆動制御されるようになっている。このような構成を備えたトナー供給装置は、回転部材５２６及びカートリッジ支持部材５２７が回転あるいは回動して所定の位置に停止したとき、各トナーカートリッジ５２８が倒れ込むことによりトナータンク５２１の上面位置にトナー排出用の開口を対向させ、その開口から内部に収容されているトナーを流出させてトナータンク５２１に補給するようにしたことを特徴としている。
上記のトナー供給装置によれば、トナーサーバ５２４が複数のトナーカートリッジ５２８を有し、トナーサーバ５２４によりトナーカートリッジ５２８が複数回自動的に周回変位されることにより、操作者の手を煩わせることがなくトナーカートリッジ５２８の交換頻度を減少させることができる。
【０００５】
またその他の従来技術として、この種の画像形成装置におけるトナー供給装置は通常、現像部に補給するトナーを貯蔵するトナータンクと、トナータンク内のトナーの残量を検知するトナー残量検知センサと、トナータンクに隣接して設けられた、トナータンクにトナーを補給するトナーボトルとを備えている。トナーボトルは空になると交換する必要があるが、操作者の手を煩わせることがなくトナーボトルの交換頻度を減少させることができるように、複数のトナーボトルを備えたトナー供給装置が知られている。このようなタイプのトナー供給装置は、周知の手段を用いてトナーボトル中のトナーを適量ずつトナータンクに排出させ、トナー残量検知センサがトナータンク内のトナー量の減少を検知すると、トナーボトルが空であると判断し、他の新しいトナーボトルの使用を開始する。
【０００６】
特開平８−１３７２２７号公報には、それぞれ個別に画像形成装置に装着できる複数のトナーカートリッジをそれぞれに接続されると共に、途中で合流して現像装置に接続されて上記各トナーカートリッジの外周面に設けられた搬出口から撹拌されながら排出されるトナーを現像装置に搬送するトナー搬送管を備えたトナー補給装置が開示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記従来のトナー搬送装置には、粉体ポンプＢに比較的細径のトナー移送パイプ５０８を接続できるように、上述のごとくポンプケース５０５の先端側に細いトナー出口５０５ａを設けている。ところが、粉体ポンプＢ内には、トナー搬送時にステータ５０６とロータ５０７との間で摩擦熱を発生しやすく、その摩擦熱の影響でトナーが凝集し、その凝集したトナーが狭いトナー出口５０５ａ内を通るときに滞留してトナー詰まりを発生するという問題があった。
本発明は、粉体ポンプのトナー出口でトナー詰まりを発生することを防止することを目的とする（請求項１，２）。
【０００８】
また、従来の画像形成装置における現像装置では、トナーの貯蔵量（収納量）を大容量にすることは、トナー貯蔵部と現像装置が一体的に構成されるため構成部分が大型になり、装置構成が複雑になるとともに、装置メンテナンス時の操作性が低下するなどの問題があった。また、装置本体のレイアウトがそれにより規制を受け本体設置占有面積の増大という問題も生じた。例えば、前述のトナー供給装置の場合も、現像装置のトナータンクにトナーを補給するトナーサーバは現像装置に隣接して設けられその設置位置にも制約があるため、装置構成の複雑化、大型化の問題や、レイアウト上の問題が避けられない。
また、従来の大容量トナータンクを備えた画像形成装置の欠点としては、
１）トナータンクへのトナー補充が難しく、ユーザーライクではない、
２）トナータンク内のトナーブロッキング（下方のトナーが圧縮されるため）が発生するため、それを防止する機構が必要である、
等があった。
本発明は、上述した従来技術の不具合を解消し、設計上の自由度や操作性を向上した、信頼性の高い大容量トナータンクを有するトナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする（請求項３〜５）。
また、上記従来のトナー供給装置における問題は大量のコピー／プリントを行うユーザーにとって、機械のダウンタイムの増大、コピー／プリントコストの増大となるので、解決策が望まれる。当然ながら、大容量のトナー収容・供給装置でのトナー供給性能の信頼性が高いこと、装置の大きさが小さくコストが低いこと、使用電力が小さいこと、それから特にトナー補給操作が簡便なこと等々が要求される。
本発明は、上記課題の解消を図り現像装置及び装置本体の大きさの適正化を維持しつつ、機械のダウンタイムの低減を可能とした現像装置・トナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする（請求項６〜９）。
【０００９】
また、前記従来のトナー供給装置では、トナーセンサ５２３は各トナーカートリッジ５２８から供給された後のトナー集合部であるトナータンク５２１内のトナー残量を検知するセンサであって、個々のトナーカートリッジ５２８におけるトナー残量を検知するものではない。従って、トナーセンサ５２３がトナーエンドを表示したときには、トナーサーバ５２４内の各トナートリッジ５２８の全てが空になっているはずであり、トナーセンサ５２３がトナーエンドを検知した時点では、当該画像形成装置において、トナーはない状態にあるので、画像形成装置を停止してトナー補給しなければ、画像形成を継続することができない。
トナーサーバ５２４は密閉構造であるので、この点からも、画像形成装置の駆動中にトナーカートリッジを交換することはできない構成になっている。
【００１０】
このように、従来の画像形成装置ではトナー補給の際に、トナーカートリッジなどトナー収容部材を交換のため、画像形成装置を一時、中断しなければならないという問題がある。
請求項１０記載の発明は、画像形成を中断することなく、簡単迅速にトナー補給を行なうことのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項１１記載の発明は、トナー補給すべき空のトナーボトルの具体的な位置を容易に認識できる画像形成装置を提供すことを目的とする。
請求項１２記載の発明は、補給すべきトナーボトルの個数、位置などを予め容易に認知することのできる画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、粉体ポンプを用いてトナーを搬送する電子写真方式の画像形成装置において、
前記粉体ポンプの出口が細径に形成され、その粉体ポンプのロータに取り付けてそのロータとともに回転する攪拌部材が設けられ、該攪拌部材はその基端部が前記ロータの前記出口側の端部に固定されているとともに前記基端部と反対側は一部が湾曲して前記出口内に位置する、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項２記載の発明は、たとえば以下の図４に示す実施例のように、請求項１に記載の画像形成装置において、前記撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項３記載の発明は、電子写真方式の画像形成装置において、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクが、トナーを収納した２本以上のトナーボトルを備えた構成よりなり、前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とするものである。
すなわち、請求項３記載の画像形成装置では、トナーを貯蔵するトナーバンクの位置を現像装置より離し本体側に設置し、該トナーバンクから現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有するので、レイアウト上の制約を受けず、設計上かなり自由度が増すこととなる。例えば、熱によるトナーブロッキングに対する余裕度を向上するためトナーバンクを定着部周辺から完全に独立した位置に配置したり、トナーボトルの交換時にユーザーの最も操作し易いと思われる位置にトナーバンクを配置したりすることが可能となる。また、複写機のコピーボリューム（大量層または中量層等）により差のあるトナー容量の差を、そのトナーバンクに設置できる共通のトナーボトルの本数によってつけることにより、従来、機械毎に容量の違うボトルが存在していたようなことは無くなる（資源の保護やリサイクルが容易となる）。
【００１７】
請求項４記載の発明は、請求項３記載の画像形成装置において、前記トナーバンク内の複数のトナーボトルの開口部にはそれぞれキャップが取り付けられており、該キャップの向きは全て同一方向であり、尚且つ複数のトナーボトルは縦方向に配列して設置されており、各々のトナーボトルのキャップを個々に開閉する手段を有することを特徴とするものである。
すなわち、請求項４記載の画像形成装置では、縦方向に複数のトナーボトルを配列して設置し、トナーボトルの開口部に取り付けられた個々のキャップが独立して開閉するので、順次トナーボトルを使用することができる。これは、１本のトナーボトルが空になった後、他の１本のトナーボトルを使用し、その間、空のトナーボトルを満杯のトナーボトルと交換し、トナーエンドによるコピー作業中断を防止できることを意味する。また、トナーバンクの下部に搬送部がある場合にも、該搬送部に一定量以上のトナーが送られない（一定量以上の圧縮力が搬送部にかからない）ことも同時に意味し、トナーバンク内（搬送部近傍）のトナーのブロッキングを防止することができる。
【００１８】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載の画像形成装置において、前記複数のトナーボトルを収納するトナーバンクから前記現像装置へのトナー搬送経路を、トナーバンクの下部に１経路のみしか持たないことを特徴とするものである。
すなわち、請求項５記載の画像形成装置では、各々のトナーボトルに独立した搬送経路を複数設けることなく、１つのみ搬送経路を設けることで、単純な（メンテナンス性の良い、故障の少ない）装置構成を提供することができる。
【００１９】
請求項６記載の発明は、潜像担持体上の潜像をトナーで可視像化する現像装置と、この現像装置に対し上記トナーを供給するトナー供給装置を備えた画像形成装置であって、上記トナー供給装置は、上記現像装置に上記トナーを補給する開口部が形成されている複数のトナーボトルからなるトナーバンクと、該トナーバンクから上記現像装置へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とする。
【００２０】
請求項７記載の発明は、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像手段を備えた現像容器と該現像容器に補給するトナーを貯蔵するトナー補給部と該トナー補給部内のトナーの残量を検知するトナー残量検知手段を有する現像装置と、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部を有するトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、該トナーバンクから前記現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー残量検知手段によって前記トナー搬送手段を制御することを特徴とする。すなわち請求項７記載の画像形成装置においては、トナー収納・供給装置として、トナーを収納したトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、このトナーバンクから現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有しているので、トナーバンクの設置位置に制約を受けず、トナーバンクへのトナー補給の操作性も非常に簡便となり、しかも大容量を達成できる。したがって、装置本体に対するレイアウトに自由度を持った、大容量のトナー収納・供給装置を提供することが可能となる。
【００２１】
請求項８記載の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部から前記トナーバンクの補給落下位置に他のトナー容器の開口部が無いように配置したことを特徴とする。すなわち請求項８記載の画像形成装置においては、各々のトナー容器の開口部が他のトナー容器の開口部と干渉しないように設置しているので、トナー容器からトナーバンクへのトナー補給時のトナー汚染を受けることがない。
請求項９記載の画像形成装置は、請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、その栓を開閉する手段を設けたことを特徴とする。すなわち請求項９記載の画像形成装置においては、トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、上記栓を開閉する手段が設けられているので、トナー容器の交換が簡単で、しかも交換時のトナー汚染が防止される。
【００２２】
請求項１０記載の画像形成装置は、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクには、トナーを収納した複数のトナー収容部材が備えられている電子写真方式の画像形成装置において、
前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー収容部材は当該画像形成装置の駆動中において個別に当該画像形成装置に対して着脱自在のトナーボトルからなり、各トナーボトルについてトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段を、各トナーボトルを収納するトナーボトル収納部に設けるとともに、現在トナー供給中のトナーボトルについてトナーエンドが検知されたならば、まだトナーエンド検知されていないトナーボトルからトナーの供給を行なうようにしたことを特徴とする。
【００２３】
請求項１１記載の画像形成装置は、請求項１０記載の画像形成装置において、
前記各トナーボトル収納部の近傍にそれぞれ、対応するトナーボトル収納部に収納されたトナーボトルについてのトナーエンドを表示するトナーエンド表示手段を設けたことを特徴とする。
【００２４】
請求項１２記載の発明は、請求項１０記載の画像形成装置において、
トナーエンドとなったトナーボトルの位置を当該画像形成装置の操作画面上に表示する空ボトルの表示手段を設けたことを特徴とする。
【００４１】
【実施例】
以下、本発明の実施の形態を図示の実施例に基づいて詳細に説明する。
【００４２】
図３は、本発明を適用した画像形成装置としてのレーザプリンタで、その記録部の概略構成図である。
【００４３】
図示プリンタは、そのプリンタ本体内ほぼ中央に、ドラム状の感光体１０を備える。そして、感光体１０の周りに、矢印で示す回転方向に順に、帯電装置１１、現像装置１２、転写ベルト装置１３、感光体クリーニング装置１４を備える。また、感光体クリーニング装置１４の図中奥側に、鎖線で示すトナー搬送装置１５を備える。さらに、転写ベルト装置１３の図中左下側に、転写ベルトクリーニング装置１６を備える。
【００４４】
そして、記録時、図３中右下側から用紙Ｐを送り込み、レジストローラ対１７でタイミングをとって感光体１０の下側に搬送する。一方、感光体１０は、その回転にともない帯電装置１１でその表面を帯電し、その表面に光書込み装置（図示省略）からレーザ光を照射して静電潜像を形成し、現像装置１２位置を通るときトナーを付着して静電潜像を逐次可視像化する。そして、その可視像を、転写ベルト装置１３で用紙Ｐに転写し、転写後、その用紙Ｐを転写ベルト装置１３で定着装置（図示省略）へ搬送し、その定着装置で可視像を定着して後、外部へと排出する。
【００４５】
他方、画像転写後、感光体１０上に残留したトナーは、感光体クリーニング装置１４で除去して回収し、転写ベルト１８上に付着したトナーは、転写ベルトクリーニング装置１６で除去して回収する。
感光体クリーニング装置１４で回収したトナーは、再び現像に使用するため、トナー搬送装置１５へ送りこみ、そのトナー搬送装置１５で図３中点線で矢示する搬送経路５０を通して現像装置１２へと搬送する。
【００４６】
現像装置１２には、図３に示すように、現像ケース内の現像部１２ａ内に現像ローラ２１や撹拌搬送部材２２をそれぞれゐ回転自在に設けるとともに、トナー補給部１２ｂの上部にトナー補給口２０を設けてなる。
また、感光体クリーニング装置１４は、その底部の図３中手前から奥側にトナー排出路を形成し、そのトナー排出路にそれに沿ってトナー搬送スクリュ２３を回転自在に設ける。さらに、トナー排出路の奥側にそれと連通する排出管２４を設け、排出管２４を、図２に示すようにクリーニングケース１４ａの奥側側面から突出させる。そして、排出管２４を介して感光体クリーニング装置１４をトナー搬送装置１５と連結してなる。
【００４７】
トナー搬送装置１５は、図１および図２に示すように、符号Ｃ，Ｄでそれぞれ示すトナー送り込み手段と粉体ポンプとを備える。そして上記プリンタ本体の奥川に設ける側板（図示省略）を間に挟んで、感光体クリーニング装置１４と反対の外側に配置して該側板で支持してなる。
【００４８】
トナー送り込み手段Ｃは、横長な移送ガイドケース２７を備え、その一端に短径筒部２７ａを設ける一方、他端外周にフランジ部２７ｂを設ける。そして、短径筒部２７ａにシール部材２９を嵌め込む一方、外周部にＬ形の接続ケース３１を取付け、その接続ケース３１の上端部に排出管２４を入れてクリーニングケース１４ａ内と連通させてなる。
【００４９】
しかして、移送ガイドケース２７内に横搬送スクリュ３３を配置し、その一端を軸受部材３４を介して短径筒部２７ａで回転自在に保持する。そして、横搬送スクリュ３３の一端に設けるプーリ３６に、駆動モータ（図示省略）からの回転を伝達するベルト３７を掛ける一方、他端に粉体ポンプＤのロータ３０を連結してなる。
【００５０】
粉体ポンプＤは、円筒状のポンプケース３５を備え、そのポンプケース３５の一端外周にフランジ部３５ａを設ける一方、他端に出口３５ｂを設ける。そして、ポンプケース３５内に円筒形のステータ３９を入れて固定し、そのステータ３９内にステンレス製のロータ３０を回転自在に配置してなる。ステータ３９は、ゴム等の弾性材料でつくり、ポンプケース３５に固定したときその内側との間に、図１に示すように１ｍｍほどの隙間があく該径に形成する一方、内周に螺旋溝３９ａを形成してなる。
ロータ３０は、ねじれ形状のステンレス製軸部材で、その一端部を継手４１を介して横搬送スクリュ３３の他端に連結する一方、他端部に撹拌部材４０を取付けてなる。
【００５１】
撹拌部材４０としては、たとえば直径２ｍｍステンレス製の細い棒を用いる。硬質プラスチック製のものなどを用いてもよい。そして、その棒のほぼ中間で一部を湾曲させてつくり、基端部をロータ３０の他端面に設ける穴に圧入して出口３５ｂ位置に配置してなる。
さらに、粉体ポンプＤには、ポンプケース３５の外周部にエア供給管４３を設け、そのエア供給管４３に図２中符号Ｅで示すエアポンプのエア移送パイプ４４を接続する。また、エア移送パイプ４４の途中に、その中を空気が通過しているか否かを検知するエア検知手段４６を設けてなる。
【００５２】
そして、粉体ポンプＤは、出口３５ｂにトナー移送パイプ４５の一端を接続する。トナー移送パイプ４５としては、たとえば軟質塩化ビニール・ナイロン・エテュロン等のような可撓性を有するパイプ材を用いる。しかして、ポンプケース３５を、そのフランジ部３５ａをフランジ部２７ｂに合わせて移送ガイドケース２７にねじ止めしてなる。
そうして、トナー移送パイプ４５を、図３に点線で矢示する如く、上記現像装置１２のトナー補給口２０に向けて這い回し、トナー移送パイプ４５の他端をトナー補給口２０に連結する。そして、トナー移送パイプ４５で感光体クリーニング装置１４と現像装置１２との間を結んで上記搬送経路５０を形成する。
【００５３】
さて、上述した図示プリンタにおいて、感光体クリーニング装置１４で感光体１０から除去した回収トナーは、トナー排出スクリュ２３の回転でトナー排出路を通して搬送し、排出管２４から排出してトナー搬送装置１５の接続ケース３１を通し移送ガイドケース２７内へと落し込む。
【００５４】
一方、トナー搬送装置１５では、上記駆動モータを駆動し、その回転をベルト３７およびプーリ３６を介して横搬送スクリュ３３に伝達する。そして、その横搬送スクリュ３３とともにロータ３０および撹拌部材４０を一体に回転し、まず横搬送スクリュ３３の回転で、回収トナーを粉体ポンプＤのステータ３９内に送り込む。さらにロータ３０の回転で、ステータ３９内から出口３５ｂを通して押し出すようにトナー移送パイプ４５内へ送り込むとともに、エアポンプＥで空気をエア移送パイプ４４を通してエア供給管４３からポンプケース３５内に入れてトナー移送パイプ４５へと送り込む。
このとき、狭い出口３５ｂ位置を通る回収トナーを、撹拌部材４０の回転で撹拌して流動させながら、トナー移送パイプ４５内へと送り出す。そして、トナー移送パイプ４５内を空気の流れに沿って搬送して現像装置１２のトナー補給部１２ｂへと戻す。
【００５５】
ところで、請求項２に記載の発明では、上述のような撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いる。
たとえば図４に示すように、撹拌部材５５を、それを回転したとき図中矢示する方向に回収トナーを搬送する向きに螺旋状に巻いて形成する。しかも、出口３５ｂの入り口形状に合わせて輪の径が漸次小さくなるとぐろ状に形成してなる。
【００５６】
そして、トナー搬送時に、撹拌部材５５を回転したとき、その撹拌部材５５の回転により出口３５ｂ位置でトナーを撹拌しながら、トナー移送パイプ４５へと搬送する。
なお、上述した実施例におけるトナー搬送装置１５は、感光体クリーニング装置１４で回収したトナーを現像装置１２へと搬送した。しかし、たとえば上述した転写ベルトクリーニング装置１６と現像装置１２との間を搬送経路で結び、転写ベルトクリーニング装置１６で回収したトナーを、その搬送経路を通して現像装置１２へと搬送する構成にすることもできる。
【００５７】
また、そのような使用後のトナーを再使用するために現像装置へ搬送する場合に限らず、そのまま廃棄するために廃棄用トナータンクへ搬送する場合にも適用できる。一方、使用前のトナーならば、それを収納したトナータンクから現像装置へ搬送する場合にも適用することができる。
【００５８】
図５は本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。図５において、この画像形成装置は複写機の例であり、複写機本体１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１１０と、従来公知の電子写真方式による画像形成を行うための露光部１２０、画像形成部１３０、給紙部１４０から構成されている。露光部１２０は、ＡＤＦ１１０あるいは手差しにてコンタクトガラス１１１上に載置された原稿（図示せず）に光を照射するための光源１２１と、原稿からの反射光像を画像形成部１３０の潜像担持体である感光体ドラム１３１上に露光するためのミラー１２２，１２３，１２４，１２６，１２７，１２８及びレンズ１２５からなる露光光学系によって構成されている。
画像形成部１３０は、感光体ドラム１３１とその周囲に配設された帯電装置１３２、現像装置１０６、レジストローラ１３４、転写ベルト装置１３３、感光体クリーニング装置１３６と、定着装置１３７、排紙ローラ１３８、両面コピー用の転写紙反転搬送部１３９などによって構成されている。また、給紙部１４０には各種サイズの転写紙が収納された複数の給紙カセットが設置されている。尚、上記露光部１２０はアナログ式の露光光学系の例であるが、露光部としてレーザ光源と偏向器を用いたレーザ走査光学系を用いて画像信号に応じて感光体ドラム上に光書き込みを行う方式にすればレーザプリンタとして機能させることができ、さらにＡＤＦ１１０と露光部１２０の間に原稿読取装置を設置すればデジタル複写機やファクシミリの構成となる。
【００５９】
図５において、画像形成動作が開始されると、感光体ドラム１３１が帯電装置１３２により帯電され、露光部１２０からの原稿像が露光され静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置１０６の現像剤（２成分現像剤または１成分現像剤）によって現像され、感光体ドラム１３１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１３１上に形成されたトナー像は、給紙部１４０から給紙されレジストローラ１３４を介して転写部（感光体ドラム１３１と転写ベルト１３５とのニップ部）に給紙された転写紙に転写され、トナー像が転写された転写紙は転写ベルト装置１３３の転写ベルト１３５で定着装置１３７に搬送され、定着装置１３７でトナー像が転写紙に定着される。定着後の転写紙は排紙ローラ１３８を介して図示しない排紙トレイ上に排紙される。一方、トナー像転写後の感光体ドラム１３１は感光体クリーニング装置１３６により清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。また、転写紙搬送後の転写ベルト１３５も転写ベルト装置１３３内のクリーニング手段１３３ａにより清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。
【００６０】
図５において、現像装置１０６としては、以下の説明ではトナーとキャリアを用いた２成分磁気ブラシ現像方式を用いた例を示す。複写機本体１００の現像装置１０６とトナーバンク３００とは、フレキシブルな部材からなるトナー供給パイプ３５０で連結されており、トナーバンク３００に貯留されているトナーがトナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６に供給される。
尚、図６〜８は現像装置１０６の構成を説明するための図である。また、図９はトナーバンク３００から現像装置１０６へトナーを移送するための粉体ポンプユニット３３０の構成を示す要部断面図であり、この粉体ポンプユニット３３０と上記トナー供給パイプ３５０とでトナー搬送手段を構成している。
【００６１】
ここでトナー搬送手段について説明する。図５に示すように粉体ポンプユニット３３０はトナーバンク３００の下部に設けられた１つの搬送経路に設置されており、図５に示すように、この粉体ポンプユニット３３０には、従来公知の通称モーノポンプと呼ばれるスクリューポンプが用いられ、これはロータ３３１、ステータ３３２、ホルダー３３３より構成される。ロータ３３１は図示しない駆動源（駆動モータ等）と駆動軸３２３（あるいは駆動軸の外周にスクリューを設けた横搬送スクリューを用いる場合もある）を介して係合しており、駆動源の回転によりロータ３３１が回転駆動される。すなわち、この粉体ポンプユニット３３０は、前述の駆動源と駆動軸３２３を介して連結されたロータ３３１と、ゴム材料等の弾性体で作られていてロータ３３１を包囲している固定されたステータ３３２、このステータ３３２を保持するホルダー３３３等を具備しており、トナーバンク３００下部のトナーを駆動軸３２３側から導入しロータ３３１の回転によりトナー通路（吐出部）３３４に向けて搬送する。
また、ステータ３３２の側面とホルダー３３３の内部側面の間には１ｍｍ程度の隙間Ｇがあり、トナー通路（吐出部）３３４に連通している。その隙間からトナー通路３３４に吹き込むように、エアー供給口３３５が設けられている。すなわちエアー供給口３３５はトナー通路３３４に連通しており、図示していないエアーポンプに設けられた空気吐出口とエアー供給管３４２を介して連通している。エアーポンプが作動すると、エアー供給管３４２及びエアー供給口３３５を介してトナー通路３３４内のトナーに、０．５〜１リットル／分程度の送風量でエアーを吹き込むようになっており、これにより、粉体ポンプユニット３３０のトナー通路３３４から出るトナーは流動化が促進され、空気との混合状態でトナー供給パイプ３５０に吐出される。したがって、粉体ポンプでのトナー搬送がより確実なものとなる。
また、図１で示した撹拌部材４０を同様にロータ３３１に設ければ、モーノポンプの出口の目詰まりを防止することができる。
【００６２】
粉体ポンプユニット３３０を通過したトナーは、トナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに送られる。このトナー供給パイプ３５０は、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れた材料（例えば、ナイロン、テフロン等）を用いることが非常に有効である。本実施例の画像形成装置では、現像装置１０６とトナーバンク３００との接続がフレキシブルであるので各々の設置の制約がなくなり、レイアウトの有効活用が図れる。また、トナーバンク３００の大容量化も可能となる。
【００６３】
本実施例のトナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー供給は、現像装置１０６に設けられたトナー残量検知手段１０６Ｎ（図７参照）により行う。すなわち、検知されたトナー量がある定められた値以下であると、前述の駆動源とエアーポンプを駆動し現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂへトナーを供給する。そして、トナー補給部１０６Ｂ内のトナー量がある定められた値以上になるとトナー残量検知手段１０６Ｎにて検知しトナー供給を停止する。これらの制御により、トナー補給部１０６Ｂには常に一定量のトナーが収納され、現像容器１０６Ａへのトナー補給が確実に行われ、安定した現像工程が保証される。また、トナー残量検知手段１０６Ｎにてトナー量がある定められた値以下であると検知し、これがあらかじめ定められた回数、時間等を越えると、トナーバンク３００内にトナーが無いと判断し、複写機本体１００に設けられた図示しない操作部または表示部にオペレータに判るような警告を発する。これらにより、トナーバンク３００へのトナー補充（トナーボトル２２０の交換）を適正な時期に行うことができる。
【００６４】
次に現像装置１０６について説明する。図６は現像装置１０６の構成例を示す断面図である。図６において、現像装置１０６は、現像容器１０６Ａとトナー補給部１０６Ｂとで構成されており、そのうち現像容器１０６Ａは、図中の矢印ＡＯで示す方向に移動可能な潜像担持体である感光体ドラム１３１の近傍に配置され、そして、トナー補給部１０６Ｂは現像容器１０６Ａに搭載されている。現像用に現像容器１０６Ａの内部には、撹拌ローラ１０６Ｃ及びパドルホイール１０６Ｄが設けられており、撹拌ローラ１０６Ｃにより撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電させられた磁性あるいは非磁性のトナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤がパドルホイール１０６Ｄにより汲み上げられるようになっている。また、トナー補給部１０６Ｂは、感光体ドラム１３１に供給されるトナーの濃度が低下した場合に、トナー補給ローラ１０６Ｂ１の回転によりトナーＴを撹拌ローラ１０６Ｃに向け繰り出すようになっている。
【００６５】
パドルホイール１０６Ｄによって現像剤が汲み上げられる位置には、感光体ドラム１３１に近接させて複数（図示の例では２つ）の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆが設けられている。この２つの現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆは、感光体ドラム１３１の移動方向に沿って上流側及び下流側に配置されており、上流側に位置するものが第１の現像ローラ１０６Ｅとされ、下流側に位置するものが第２の現像ローラ１０６Ｆとされている。これら第１、第２の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆは、図示しない駆動部により図中、反時計方向に回転可能な現像スリーブと、この現像スリーブの内部に固定されているマグローラとを主要部として備えている。この現像スリーブは、アルミニウムあるいはステンレス等の非磁性体で構成され、またマグローラは、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェライト粉末とを混練して成形したプラスチック磁石等からなり、磁極が周方向に沿って複数配置された構成を有している。
【００６６】
現像容器１０６Ａにおいては、パドルホイール１０６Ｄの回転時に発生する遠心力によって現像剤が汲み上げられ、第１の現像ローラ１０６Ｅに向け放出される。放出された現像剤の一部は、直接、第１の現像ローラ１０６Ｅに供給されて第１の現像ローラ１０６Ｅの表面に担持される。また、放出される現像剤の残りの一部は、第２の現像ローラ１０６Ｆに突き当たることにより跳ね返ると第１の現像ローラ１０６Ｅ側の磁力により第１の現像ローラ１０６Ｅの表面に担持される。第１の現像ローラ１０６Ｅへの現像剤の供給を第２の現像ローラ１０６Ｆ側からも行うようにするためには、第２の現像ローラ１０６Ｆからの跳ね返り量を多くする目的でパドルホイール１０６Ｄの回転速度を比較的高速化し、遠心力を増大させておく必要がある。
【００６７】
第１の現像ローラ１０６Ｅに担持された現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移動し、ドクターブレード１０６Ｇによって層厚を規制された上で、第１の現像ローラ１０６Ｅと感光体ドラム１３１とが対向する第１の現像領域Ｄ１に達し、感光体ドラム１３１上の潜像をトナーで顕像化する。そして、第１の現像領域Ｄ１を通過した現像剤は、第１の現像ローラ１０６Ｅ側の磁力の作用が弱まる位置に移動すると、第２の現像ローラ１０６Ｆ側の回転及びマグローラからの磁力によって、図中、破線で示すように第２の現像ローラ１０６Ｆと感光体ドラム１３１との第２の現像領域Ｄ２に向け移送される。そして、第２の現像ローラ１０６Ｆの磁力が作用しなくなる位置で現像容器１０６Ａの底部に落下し、再度、パドルホイール１０６Ｄにより撹拌される。
【００６８】
一方、上記ドクターブレード１０６Ｇによる層厚規制により第１の現像ローラ１０６Ｅから掻き取られた現像剤は、セパレータ１０６Ｈによってその延長方向他端に位置する搬送スクリュー１０６Ｊに向け案内され、搬送スクリュー１０６Ｊにより撹拌ローラ１０６Ｃ上に降り落とされるようになっている。このため、セパレータ１０６Ｈにおける延長方向他端には、現像剤を落下させるためのスリットが撹拌ローラ１０６Ｃと対向する位置に形成されている。
【００６９】
第１、第２の現像ローラ１０６Ｅ，１０６Ｆに設けられているマグローラは、第１の現像ローラ１０６Ｅ、第２の現像ローラ１０６Ｆ同士の最も接近している位置の間に同極同士による反発磁界が形成できる磁極の配置を設定され、現像剤の移送方向が第２の現像ローラ１０６Ｆに向かう方向に強制的に設定されるようになっている。これにより、現像剤は、第２の現像ローラ１０６Ｆ側の磁極の磁力によって第２の現像ローラ１０６Ｆに受け渡される。
【００７０】
現像容器１０６Ａ内の撹拌ローラ１０６Ｃの近傍には、トナーとキャリアとの混合比を検出するためのトナー濃度検出手段をなすトナー濃度センサ１０６Ｋが配置されている。このトナー濃度センサ１０６Ｋは現像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナーの含有量からトナー濃度を検出する方式が一例として用いられている。
【００７１】
現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂには、図７に示すように、トナー補給部１０６Ｂに設けられている撹拌部材１０６Ｍの軸方向一端側にトナー補給用開口１０６Ｌが形成されており、このトナー補給用開口１０６Ｌには、後述するトナー回収手段２００が脱着可能に設置されるようになっている。また図７において符号１０６Ｎは、トナー補給部１０６Ｂ内の補給トナーの残量を検出するセンサである。
【００７２】
トナー回収手段２００は、現像装置１０６とは別体で構成されたユニット構造であり、トナー供給源であるトナーバンク３００からトナー供給パイプ３５０を介して空気との混合状態で移送されてきたトナーを空気と分離して回収し、現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに収容されている補給トナーが減少した際に補給するために用いられる。このトナー回収手段２００の構成を図８に示す。
【００７３】
図８において、トナー回収手段２００は、縦方向に長手方向が設定された漏斗形状のトナー分離部２００Ａを有する。トナー分離部２００Ａは、前述したトナー供給源であるトナーバンク３００から空気により圧送されるトナーと空気とを分離し、トナーのみを重力により落下させて現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに導入することができるホッパによって構成されている。このため、トナー分離部２００Ａの上部位置には、トナー搬送手段の一つをなすトナー供給パイプ３５０の一端が連結され、下部位置には、現像装置１０６のトナー補給部１０６Ｂに連結可能な開口２００Ｂが形成されている。これにより、トナー供給パイプ３５０から送られてくる空気とトナーの混合気は、トナー分離部２００Ａの内周壁に衝突すると、トナー分離部２００Ａの形状及びトナー供給パイプ３５０からの吐出位置とにより、螺旋運動しながら下降し、比重の軽い空気が上昇する一方、比重の大きいトナーのみが落下することになるので、空気とトナーとが分離される。トナー分離部２００Ａの上面には、空気のみを吐き出させるためのフィルタ２０１が設けられており、また、下面には、開口２００Ｂを開閉するための開閉部材２０２及びその開閉機構２０３が設けられている。
トナー分離部２００Ａとトナー供給パイプ３５０とは分離できるようになっており、現像装置１０６はトナー回収手段２００と一緒に画像形成装置手前に引出可能になっている。
【００７４】
次に図５に示すようにトナーバンク３００には、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部２２３を有する複数のトナーボトル２２０が、該開口部２２３を奥側にして縦方向に配列してセットされている。すなわちトナーボトル２２０の一端部に、円筒状の本体部の径よりも小さな径になるように開口部２２３が形成されている。また、トナーボトル２２０の開口部２２３が形成されている端面の肩部内面の一部を、肩部内面部分から開口部２２３の縁まで迫り出させて、トナー持ち上げ用の迫り出し部２８５が形成されている（図１０）。以下、図１０を用いてトナーの案内の仕方を説明する。
【００７５】
図１０は、トナーボトル２２０の迫り出し部２８５及び開口迫り出し部２８６によるトナー案内の仕方を示したものであり、それぞれの図において、分図（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）と分図（ａ’）、（ｂ’）、（ｃ’）、（ｄ’）の関係はトナーボトル２２０の正面図と右側面図である。また分図（ａ）から９０°ずつ回転した状態が順に（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）である。図中の矢印Ｋは、トナーボトル２２０の回転の方向を示している。分図（ａ）、（ａ’）の状態では、肩部の最大径部分が鉛直下方に位置し、案内溝２２７によりトナーボトル頭部の最大径部分の周壁下部にトナーが案内されてきている。この状態から矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｂ）、（ｂ’）の状態では、肩部の最大径部分と上記迫り出し部２８５との境界部分が鉛直下方に位置し、上記案内溝２２７により案内されてきたトナーが一部迫り出し部分に載っている。この状態から更に矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｃ）、（ｃ’）の状態になるまでの９０°の回転中に、迫り出し部２８５がスプーンのようにして、開口部２２３の縁までトナーを持ち上げる。そして、更に矢印Ｋの方向に９０°回転された分図（ｄ）、（ｄ’）の状態になる前後では、上記迫り出し部２８５上のトナーが部分的に開口迫り出し部２８６に移り、この開口迫り出し部２８６の傾斜によって、開口部２２３から吐出させられる。
【００７６】
ここで、図示の例では分図（ｃ）に良く現われているように、迫り出し部２８５自体もスプーンの掬い部のような凹形状をしている。このような開口部２２３近傍の容器形状にすれば、トナーボトル２２０内のトナーを開口部２２３から排出する際に、トナー粉が一塊りとなって排出落下してトナーバンク３００下部のホッパ内で粉塵を起こすというようなことはなく、トナー粉が徐々に排出される。またトナーボトル２２０内の収納トナーを最後までほとんど残すことなく使いきるようにすることができる。さらにトナーボトル回転時に、余分なトナーが除かれ、いわばスプーン一杯分のトナーのみを掬い上げて開口部２２３へ持ち上げるので、開口部２２３からのトナー排出が一定する。
【００７７】
次に図１１，１２，１３は、上記トナーボトル２２０の一端部の開口部２２３に取り付けているキャップ（栓）２０７ａを開閉する手段の説明図である。図１１はトナーボトル２２０がトナーバンク３００のホルダ部２１３にセットされ、キャップ２０７ａが開口部２２３を閉じている状態を示しており、図１２はキャップ２０７ａが外され開口部２２３が開いている状態を示している。ホルダ部２１３を構成するホルダ２１４の中には回転自在に支持された内ホルダ２１８が備えられており、外部からのギヤ駆動（図１２に示す駆動ギヤ２２１）により回転できる。図中の２１８ｂはそのために設けられたギヤである。トナーボトル２２０は、この内ホルダ２１８と同期して回転できるように各々に凹凸が設けてある（図示していない）。内ホルダ２１８には図１２に示すように、トナー２０５の排出時に、トナーボトル２２０と内ホルダ２１８の受け部との間からトナーが飛散しないように、シール２１８ａが設けてある。ホルダ２１４内には、スライダー２１６及びチャック２１５が各々摺動自在に支持されている。
スライダー２１６は、常にキャップ２０７ａをトナーボトル２２０へ押しつける方向にスプリング２１７により押されている。この状態から、チャック２１５を矢印Ａ方向へ移動させると、図１２のように、キャップ２０７ａのつまみ部２０７ｂをチャック２１５の爪２１５ｂがつまみ、キャップ２０７ａがトナーボトル２２０より引き抜かれ開口部２２３が開かれる。この状態で図１２に示す駆動ギヤ２２１を図示していないモータにより回転させると内ホルダ２１８が回転し、トナーボトル２２０がこれと同期して回転し、図１０に示した機構でトナーボトル２２０内のトナー２０５が開口部２２３より排出される。トナーボトル２２０内のトナー２０５が無くなると、前述のトナー残量検知手段１０６Ｎによってトナー無しを警告し、図１２の矢印Ａと逆方向にチャック２１５を移動させることにより、図１１のようにトナーボトル２２０の開口部２２３をキャップ２０７ａで閉めることができる。この移動装置を図１３に示す。
【００７８】
図１３において、移動装置２１９は、駆動モータ２１９ａ、ウォームギヤ２１９ｂ、ウォームホイール（またはハスバギヤ）２１９ｃ、ピニオン２１９ｄ、ラック２１５ａよりなり、駆動モータ２１９ａが時計方向及び反時計方向に回転することで、チャック２１５を図の左右方向へ移動することができ、トナーボトル２２０の開口部２２３に対してキャップ２０７ａの取り外し、取り付けを行うことができる。
【００７９】
ところで、トナーボトル２２０の開口部２２３へキャップ２０７ａを閉める時、トナーボトル２２０が逃げない様にストッパが必要になる。このストッパの例を図１４に示す。
図１４において、ストッパ２２２ａは、ホルダー２１４に固定された段ネジ２２２ｂ及びスプリング２２２ｃによって支持され、その爪部がトナーボトル２２０の外周面に設けられた突部２２０ａと掛合しており、キャップ２０７ａを閉める力では、図中の２点鎖線に示す位置まで持ち上がらないように、スプリング２２２ｃで押しつけられている。したがって、トナーボトル２２０の開口部２２３へキャップ２０７ａを取り付ける際に、トナーボトル２２０はストッパ２２２ａで固定されているため、キャップ２０７ａの取り付けを確実に行うことができる。また、トナーボトル２２０の交換時は、より強くトナーボトル２２０を引き抜くか、またはストッパ２２２ａを手動あるいはレバー等を追加して図中の２点鎖線の位置まで退避させることにより、トナーボトル２２０をストッパ２２２ａから容易に取り外すことができ、トナーボトル２２０を簡単に交換できる。
【００８０】
また、図５における複数のトナーボトル２２０には、個々に図１１〜１４に示したキャップ２０７ａの開閉機構を設置しているため、個々のトナーボトル２２０の開閉を独立して行うことができる。これにより、複数のトナーボトル２２０から同時にトナーを補給するのではなく、１本１本づつ順次にトナーエンドまで使用していくことが可能となる。また、図５に示すようにトナーの搬送経路及びトナー搬送手段である粉体ポンプユニット３３０はトナーバンク３００の下部に設けられており、各トナーボトル２２０からの補給トナーはトナーバンク３００の下部に溜るため、トナーバンク３００の下部にはトナーの高さを検知するトナー高さ検知センサ３４０が設けてあり、このトナー高さ検知センサ３４０により、ある一定高さ以上にトナーが補給されないようにトナーボトル２２０のキャップ２０７ａの開閉が制御されている。これにより、トナーボトル２２０から必要以上にトナーが供給され、そのトナーの圧力によりトナーブロッキングが発生するということを未然に防止することができ、トナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー搬送をより確実に行うことができる。なお、トナー高さ検知センサ３４０は、超音波センサであり、トナーボトル２２０から現像装置１０６までのトナーが滞留する経路で検知するセンサである。
【００８１】
図１５〜図２４に他の実施例の特徴部分示す。
なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
図１５は、トナーバンク３００を複写機本体１００の図面上左側に、すなわち、上記実施例に比べて現像装置１０６から更に離れた位置に設けた例を示す。
この場合のトナーバンク３００と現像装置１０６との位置関係を平面図で概略的に示すと、図１６のようになっている。この場合、トナー供給パイプ３５０は複写機本体１００の奥側下部で右側に延び、そこから立ち上がって前方に延び、後述するトナー回収手段２０４に連なる形態となる。
本実施例において、粉体ポンプユニット３３０は、図１７に示すように、エアー供給管３４２がエアーポンプ３４５の空気吐出口に連通されているとともに、トナー回収手段２０４とエアーポンプ３４５とがフレキシブルなエアーパイプ３４６によって連通され、トナー回収手段２０４で分離されたエアーがエアーポンプ３４５に取り込まれるようになっている。
図１８に示すように、エアーパイプ３４６とトナー供給パイプ３５０の端部は複写機本体１００側に固定されており、これに対応してトナー回収手段２０４の接続部２９０には嵌合穴２９０ａ，２９０ｂが形成されている。接続部２９０はトナー回収手段２０４のホッパ部上面を閉塞する蓋２９２と一体に形成されている。接続部２９０は嵌合穴２９０ａ，２９０ｂを介してエアーパイプ３４６とトナー供給パイプ３５０の端部に対して着脱自在であり、これによって現像装置１０６がトナー回収手段２０４と一緒に複写機本体１００の手前側に引き出し可能となっている。トナー回収手段２０４のその他の構成はトナー回収手段２００と同様である。
【００８２】
図１９は、上記トナー供給の構成のみを示すものである。トナーバンク３００の各トナーボトル２２０にはそれぞれ該トナーボトルの有無を検知するボトル検知手段ＳＢＡ，ＳＢＢ，ＳＢＣが設置されている。これらのボトル検知手段としては、図２１に示すようなマイクロスイッチ３５１や図２２に示す反射形フォトセンサ３５２を採用することができる。また、これらの他にも図２３に示すように、透過型センサ３５３と、トナーボトル２２０と連動して動くフィラー３５４とから成る構成とすることもできる。透過型センサ３５３を用いた場合には、マイクロスイッチ３５１の欠点である検知部での接触がなく、また、反射形フォトセンサ３５２の欠点である反射光の減衰を心配する必要がないので、最も有利である。
各トナーボトル２２０に対して、それぞれトナーボトルの有無、キャップの開閉、トナーの有無が検知され、各々の状態は図示しない制御手段の不揮発メモリに記憶されるようになっている。また、トナー検知センサとしてのＴ１（トナーバンク側）と、Ｔ２（現像装置側）においてはトナー有りの場合がＨ、トナー無しの場合がＬで表示され、これらの状態も不揮発メモリに記憶されるようになっている。なお、トナーボトル有無等のセンサ出力の値により判断できるものは特に不揮発メモリに記憶しなくても良い。
図２０は、上記構成に基づくトナーバンク３００から現像装置１０６へのトナー補給の一制御例のフローチャートを示す。同フローチャートにおいて、「キャップ開のトナーボトルは有るか」の判断は、過去の開駆動がメモリにあり、そのメモリ情報に基づいてなされる。また、「１つ以上トナー有りのトナーボトル有るか」の判断は、ボトルセットセンサＳＢＡ〜Ｃの情報に基づいて行われる。
【００８３】
上記粉体ポンプユニット３３０ではモーノポンプを利用しているが、モーノポンプを用いた場合には、長時間使用すると部材の摩耗が発生してエアーが逆流するおそれがあり、駆動系の耐久性に不安が残る。これに対処し得る粉体ポンプユニット３３０の構成を図２４に示す。ここでの粉体ポンプユニット３３０はモーノポンプを用いないことを特徴としている。すなわち、トナーバンク３００内のトナーは駆動源３４７に接続された横搬送スクリュー３４８で搬送され、トナーバンク３００に直結されたトナー供給パイプ３５０を介して第１のエアーポンプ３４５に引き込まれ、ここからトナー供給パイプ３５０を介してトナー回収手段２００に送り込まれる。
トナー回収手段２００はエアーパイプ３４６によって第２のエアーポンプ３４９に接続されており、第２のエアーポンプ３４９の吸引作用によってトナー回収手段２００でトナーと分離されたエアーが第２のエアーポンプ３４９側へ排出されるようになっている。さらに、第２のエアーポンプ３４９とトナータンク３００がエアーパイプ３４６によって接続されており、トナーバンク３００内のトナーは、第２のエアーポンプ３４９の吐出力と第１のエアーポンプ３４５の吸引力との総合作用によって第１のエアーポンプ３４５へ引き込まれることになる。なお、コストダウンの観点から、第２のエアーポンプ３４９を使用しない構成とすることもできる。
上記のようにエアーポンプのみを用いる構成とすることによって、部材の耐久性を向上させることができるとともに、トナータンク３００の排出口付近の小型化を図ることができる。また、エアーポンプの場合にはトナー循環系であればどこに設置しても搬送可能なので、レイアウトの自由度の向上を図ることができる（図２８〜図３０参照）。
【００８４】
図２５〜図２７に他の実施例の特徴部分示す。
図２６は図２５に示す複写機の概略側面図である。なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例におけるトナーバンク３００は、複写機本体１００の下部に設置されており、各トナーボトル２２０（トナー容器）は水平方向に並列配置されている。現像装置１０６とトナーバンク３００とは、フレキシブルな部材からなるトナー供給パイプ３５０で連結されており、トナーバンク３００に貯溜されているトナーがトナー供給パイプ３５０を介して現像装置１０６に供給される。
図２７はトナーバンク３００から現像装置１０６へトナーを搬送するための粉体ポンプユニット３３０の構成を示す要部断面図であり、この粉体ポンプユニット３３０と上記トナー供給パイプ３５０とでフレキシブルなトナー搬送手段を構成している。このトナー搬送手段は、上記実施例と同様にトナー残量検知手段１０６Ｎの検知信号に基づいて制御される。ここで、フレキシブルなトナー搬送手段とは、搬送経路がトナーの重力落下に反する経路であっても自由に搬送できる手段を意味している。
本実施例においては、各トナーボトル２２０が水平方向に並列配置されているので、トナーボトル２２０の開口部２２３からトナーバンク３００の補給落下位置に他のトナーボトル２２０の開口部２２３が存在しないので、トナーボトル２２０の交換時の手の汚れあるいは周囲へのトナー飛散を未然に防止することができる。このトナーボトル２２０の並列配置構成を受けて、トナーバンク３００内の下部にはトナーボトル２２０から落下したトナーを粉体ポンプユニット３３０側へ撹拌・搬送する横搬送スクリュー３２４が設けられており、粉体ポンプユニット３３０のロータ３３１は横搬送スクリュー３２４と同軸で係合している。また、横搬送スクリュー３２４の他端部は図示しない駆動源と係合している。
【００８５】
図２８〜図３０は、上記フレキシブルなトナー搬送手段（モーノポンプに代えてエアーポンプを用いる場合を含む）を用いることによる装置設計上におけるレイアウトの自由度の向上を示す図である。図２８はモーノポンプを用いた例、図２９はモーノポンプに代えて２つのエアーポンプを用いた例、図３０はモーノポンプを１つのエアーポンプで代替した例である。
【００８６】
図３１〜図３４に他の実施例の特徴部分示す。
なお、画像形成部等の基本的構成、トナーボトルの開閉構造、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例においては、縦型のトナーバンク３００にセットされた各トナーボトル２２０を上からそれぞれトナーボトル２２０Ａ、２２０Ｂ、２２０Ｃとして区別している。
複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃは、上記実施例と同様に、個々にキャップ２０７ａの開閉機構を有しているので、個々のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの開閉を独立して行なうことができる。
また、各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃは現像部から離れた部位に配置されているので、当該画像形成装置の駆動中においても、その影響を受けることなく、それぞれ独立して着脱可能である。
このように、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃから下方に落下したトナーを、一旦、トナーバンク３００の下部に溜めてからポンプにより現像部に送る構成であるから、各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃについて、これら複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部から同時にトナーを供給するようにすることもできるが、そのようにしないで、一本のトナーボトルが空になったら、予め定めた順位に従い、或いは、空を検知されていない他の任意のトナーボトルからトナーを吐出するというように、順次、トナーボトルを切り換えて、トナー補給するということもできる。本発明では、後者のトナーボトル切り換え法を採用する。
【００８７】
このようなトナーボトル切り換え法によるトナーの補給方式を採用した場合には、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部から同時にトナーを補給するのではなく、複数のトナーボトルのうち、空になったトナーボトルについて交換するのであるから、その交換の間においても、他のトナーボトルからのトナーの補給は当該画像形成装置を止めることなく継続して行なうことができるので、トナー切れという事態は基本的には生じない。かつ、画像形成動作中においてもトナーの補給ができるのであるから、トナー交換のための画像形成動作の中断という事態も生じない。
【００８８】
空になったトナーボトルは遅滞なくトナーの補充をしなければならない。どのトナーボトルが現在空になっているかは、トナーボトル毎に設けられたトナーエンド検知手段からの情報により知ることができる。図３１に示すように、トナーバンク３００内には、トナーボトル２２０Ａについてはトナーボトル収納部３４２Ａに収納される。このトナーボトル収納部３４２には、トナーボトル２２０Ａについてのトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段（トナーの量を検知する検知手段）としてのトナーエンドセンサ３４１Ａが設けられている。このトナーエンドセンサ３４１Ａとしては、例えば、光センサを使用する。トナーボトル内でのトナーの有無は、光の反射率の変化として現れるので、光センサの受光部における光量の減少をとらえて、トナーエンドと判断するのである。なお、その他のセンサによりトナーエンドを検知することはもちろん可能である。
【００８９】
同様に、トナーボトル２２０Ｂについてはトナーボトル収納部３４２Ｂに収納されるもので、このトナーボトル収納部３４２Ｂには、トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ３４１Ｂが設けられている。同様に、トナーボトル２２０Ｃについてはトナーボトル収納部３４２Ｃに収納されるもので、このトナーボトル収納部３４２Ｃには、トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ３４１Ｃが設けられている。
【００９０】
このように個々のトナーボトルについてトナーエンドセンサを設けたので、複数のトナーボトルのうち、予め定めた順のトナーボトルからトナーが供給されていき、かつ、空になると、どのトナーボトルが空になったかをオペレータに直ちに知らせることができる。例えば、最初トナーボトル２２０Ａからトナーを供給するとして、このトナーボトル内のトナーが無くなると、このトナーボトル２２０Ａに対応して設けられたトナーエンドセンサ３４１Ａの出力に基づく警告により、トナーボトル２２０Ａが空になったことがわかり、当該トナーボトルの交換作業を行なうこととなる。この交換作業は、当該画像形成装置の駆動中においても行なうことができる。この交換作業中には、残りのトナーボトルのうち、予め定めた順位により、或いはランダムにトナーが充填されているトナーボトルが選択されてそのトナーボトルからトナーが補給されることとなる。
【００９１】
図３１における、個々のトナーエンドセンサ３４１Ａ〜３４１Ｄのトナーエンド検知信号に基づき、トナーバンク３００上に設置された各トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃについて個別具体的に、ＬＥＤ等のトナーエンド表示手段３４０Ａ、３４０Ｂ，３４０Ｃを点灯させることにより、オペレータは交換すべきトナーボトルを知ることができる。
【００９２】
つまり、トナーバンク３００にて複数存在するトナーボトルのうち、どのトナーボトルが空であるかかが、トナーエンド表示手段の点灯により直ちにわかるわけである。これにより、オペレータは迷うことなく、該当する空のトナーボトルについて交換作業を行なうことができる。
【００９３】
図３３に、複写機本体１００の図示しない操作部の画面３５０の一例を示す。画面３５０の一部に、複数のトナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの配列を模視的に表示する表示部３５１を設ける。この表示部３５１には、トナーボトル２２０Ａに対応して▲１▼の表示、トナーボトル２２０Ｂに対応して▲２▼の表示、トナーボトル２２０Ｃに対応して▲３▼の各表示がなされている。トナーボトル２２０Ａ〜２２０Ｃの全部にトナーがあるときは、これら▲１▼〜▲３▼の部位は非点灯状態で目立たない。例えば、トナーボトル２２０Ａが空になると、表示▲１▼の部位が反転文字表示状態となって点灯し、どのトナーボトルが空であるかわかる。
【００９４】
同様に、トナーボトル２２０Ｂが空になると表示▲２▼の部位が、トナーボトル２２０Ｃが空になると表示▲３▼の部位がそれぞれ、反転文字表示状態となって点灯する。
【００９５】
このように、画像形成装置を開いて内部を点検することなく、外部に設けた操作部の画面により、オペレータは空になったトナーボトルの位置及び本数を知ることができるのであるから、トナーボトルの交換作業を速やかに行なうことができる。
【００９６】
このような、トナーボトルの空情報をより明確にオペレータに告げるには、図３３の画面３５０の上部に示すように、メッセージ表示部３５２の部位にて「１番のトナーボトル空です。」のように文字を点灯表示するようにするとよい。これら、表示部３５１、メッセージ表示部３５２は、本発明の空ボトルの表示手段の一例を構成する。
【００９７】
図３５〜図４１に他の実施例の特徴部分を示す。なお、画像形成部等の基本的構成、トナーの案内の仕方については上記実施例と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
本実施例における画像形成装置は、図３５に示すような現像装置４０１と、トナー供給装置４０８を備えている。
現像装置４０１は、現像容器４０２とトナー補給部４０３とで構成されており、そのうち、現像容器４０２は、図において時計方向に回転可能な潜像担持体である感光体ドラム４０４の近傍に配置され、トナー補給部４０３は現像容器４０２に搭載されている。
現像容器４０２の内部には、撹拌ローラ４０２Ａ、パドルホィール４０２Ｂおよび現像スリーブ４０２Ｃが配置されており、そのうち、撹拌ローラ４０２Ａはトナー補給部４０３の下方に位置し、現像スリーブ４０２Ｃは感光体ドラム４０４と対向し、さらにパドルホィール４０２Ｂは撹拌ローラ４０２Ａと現像スリーブ４０２Ｃとの間に位置している。
撹拌ローラ４０２Ａ、パドルホィール４０２Ｂおよび現像スリーブ４０２Ｃは図示矢印方向にそれぞれ回転することができ、撹拌ローラ４０２Ａにより撹拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電された非磁性のトナーと磁性キャリアとからなる２成分系現像剤がパドルホィール４０２Ｂにより汲み上げられて現像スリーブ４０２Ｃに搬送される。
【００９８】
現像スリーブ４０２Ｃは、アルミニウムあるいはステンレス等の非磁性体で構成され、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェライト粉末とを混練して成形したプラスチック磁石等からなるマグローラが内部に配置されており、マグローラは、磁極が周方向に沿って複数配置された構成を有している。
現像容器４０２の内部には、現像スリーブ４０２Ｃに搬送されるトナーの層厚を規制するためのドクターブレード４０２Ｄおよび現像スリーブ４０２Ｃからのトナーの飛散を防止するためのシール部材４０２Ｅがそれぞれ該当する位置に配置されている。
【００９９】
トナー補給部４０３は、トナー搬送部材４０３Ａおよびトナー補給ローラ４０３Ｂとを備えている。トナー搬送部材４０３Ａは、図３６に示すように、リード量が軸方向で異なる螺旋羽根を備えた部材であり、また、トナー補給ローラ４０３Ｂは、図示されない制御部からの信号により、必要な回転量を設定されてトナーを補給する際にのみ回転して現像容器４０２内にトナーを供給するための部材である。
【０１００】
現像装置４０１を通過した感光体ドラム４０４の周面近傍には、感光体ドラム４０４上のトナー付着量を検知するトナーセンサ４０５が配置されており、現像容器４０２内の攪拌ローラ４０２Ａの近傍には、トナーキャリアとの混合比を検出するためのトナー濃度検出手段をなすトナー濃度センサ４０６が配置されている。トナーセンサ４０５は反射型のフォトセンサであり、トナー濃度センサ４０６は透磁率センサである。また、トナー補給部４０３内のトナー搬送部材４０３Ａの近傍には、トナー残量検知センサ（トナーエンドセンサ）４０７が配置されており、このトナー残量検知センサ４０７は超音波センサである。
トナー濃度センサ４０６は現像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナーの含有量からトナー濃度を検出する方式が採用されている。
【０１０１】
トナーセンサ４０５、トナー濃度センサ４０６、トナー残量検知センサ４０７は、図示されない制御部に接続されている。
制御部は、その詳細を説明しないが、各センサのうちのトナーセンサ４０５およびトナー濃度センサ４０６によりトナー濃度が所定濃度以下に達したことが検出されると、その濃度を所定濃度に復帰させるまでの間、トナー補給部４０３でのトナー補給動作を行わせるとともに、トナー残量検知センサ４０７によって補給すべきトナーがなくなった場合を検出された場合にその状態を図示されない表示部にて表示するために設けられている。
【０１０２】
トナー補給部４０３には、トナー供給装置４０８が装着されている。
トナー供給装置４０８は、トナー補給部４０３の内部に貯められているトナーが不足した際にトナーを補充供給するために設けられている装置であり、トナー補給部４０３の上方で、図における上下方向に並列された複数のトナーボトル４０９を備えている。
トナーボトル４０９は、軸方向一端に開口部４０９Ａを有する円筒状の容器で構成されており、図３６に示すように、トナー補給部４０３に連通するトナー落下経路部材４１０側に開口部４０９Ａを位置させてガイド部材４５０を介して水平状態にセットされている。トナー落下経路部材４１０は、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａとトナー補給部４０３とを連通させる空間を有し、その空間内には、図３５に示すように、整流部材４０８Ａが配置されている。この整流部材４０８Ａは、上段に位置するトナーボトル４０９から排出されるトナーが下段に位置するトナーボトル４０９の開口部４０９Ａに降り注がれることがないようにするために設けられている。
【０１０３】
トナーボトル４０９は、図３７に示すように、外周面に内側に向け突出する螺旋状の案内溝４０９Ｂが形成され、トナー落下経路部材４１０（図３６参照）に開口部４０９Ａが装着されて定置された状態で軸線を中心にして回転させられると、内部に収容しているトナーが案内溝４０９Ｂに押されて開口部４０９Ａに向け移動させることができる。トナーボトル４０９におけるトナーの排出工程（案内の仕方）は上記実施例と同様である。
【０１０４】
図３７に示したトナーボトル４０９の開口部４０９Ａに有するキャップ９Ｃは、図３８以降の図に示すスライダ４１５およびチャック４１６を備えた開口手段により着脱される。
図３８は、トナーボトル４０９の開口手段の構成を示している。
図３８において、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａは、図３６に示したトナー落下経路部材４１０側に装着され、そのトナー落下経路部材４１０には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａを挿嵌支持することができるホルダ部４１１が設けられている。
ホルダ部４１１は、ホルダ部材４１２を備え、このホルダ部材４１２は、段付き円筒状断面を有する部材からなり、下周面の一部に、トナー排出用開口４１２Ａが形成されている。トナー排出用開口４１２Ａは、トナー落下経路部材４１０（図３６参照）に連通させてある。
ホルダ部材４１２の内部には、外周面にギヤ４１３Ａを備えた内ホルダ４１３が回転自在に設けられている。内ホルダ４１３の内面には、トナーボトル４０９の軸線方向端部のうちで開口部４０９Ａを有する端部に形成されている係合部（図示されず）と係合可能であって、トナーボトル４０９を回転させるための係合部材（図示されず）が設けられている。
内ホルダ４１３のギヤ４１３Ａには、図３９に示すように、図示されないボトル回転手段をなす駆動モータによって回転駆動される駆動ギヤ４１４が噛み合わされている。
内ホルダ４１３には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａの外周面に当接してトナーＴの漏れを防止するシール部材４１３Ｂが設けられている。
【０１０５】
図３８においてホルダ部材４１２の内部には、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａに有するキャップ４０９Ｃを着脱するための開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６が設けられている。
スライダ４１５は、ホルダ部材４１２の内部でその軸方向に沿って摺動自在に支持され、通常、ホルダ部材４１２の内部に配置されているスプリング４１７によってトナーボトル４０９の開口部４０９Ａ側に向けた移動習性が付与されている。
スライダ４１５は、キャップ４０９Ｃを引出す際にチャック４１６を縮径させるための小径部４１５Ａが内面に形成されている。
【０１０６】
チャック４１６は、トナーボトル４０９のキャップ４０９Ｃに有する摘み部４０９Ｃ１に対向可能な爪部４１６Ａを先端に有し、その爪部４１６Ａの基部がドラム状に形成されてスライダ４１５の内周面に当接する摺動部４１６Ｂとして構成されている。爪部４１６Ａは、周方向で複数分割された可撓性部材で構成され、通常、拡径する習性が付与されている。
摺動部４１６Ｂの外側端面には、ラック４１６Ｃが形成されており、このラック４１６Ｃには、図４０に示すように、駆動モータ４１８の出力軸に取り付けられているウォーム４１８Ａに対しウォームホィール４１８Ｂを介して連動するピニオンギヤ４１９が噛み合っている。
駆動モータ４１８は、開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６のうちのチャック４１６の駆動手段であり、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａに装着されているキャップ４０９Ｃを着脱することができる回転量が設定されている。
トナーボトル４０９の回転を司どる駆動モータ（図示されず）および図４０に示した駆動モータ４１８は、トナーボトル４０９を含めて、トナーボトル４０９からトナーＴを排出してトナーＴをトナー補給部４０３に向け供給するトナー排出手段を構成している。
【０１０７】
ホルダ部材４１２の外周面には、図４１に示すように、装着されているトナーボトル９の開口部９Ａにキャップ９Ｃを装着する際の抜け止めを行うためのストッパ２０が設けられている。
図４１において、ストッパ４２０は、ホルダ部材４１２に固定されている段付きネジ４２１が長手方向の途中に挿通されて揺動可能な部材であり、段付きネジ４２１の位置を境にして長手方向一方端がホルダ部材４１２の外周面に当接し、長手方向他方端がトナーボトル４０９の外周面に形成されている係止突起４０９Ｆに対向している。
段付きネジ４２１には、ストッパ４２０を上方から押圧するスプリング４２２が配置されており、図４１において実線で示すように、ストッパ４２０の長手方向他方端がトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆに対向して係合させられている。
【０１０８】
本実施例は以上のような構成であるから、図３８に示すように、開口手段をなすスライダ４１５およびチャック４１６は、スプリング４１７の付勢により、キャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１に対向する位置まで移動した状態に維持されている。
図３８において、トナーボトル４０９がホルダ部４１１に装着されると、チャック４１６はスプリング４１７の習性によりキャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１を掴める位置で対向し、さらに、トナーボトル４０９は、図４１に示すように、係止突起４０９Ｆがストッパ４２０によって係止されて抜け止めされる。
【０１０９】
図３８に示した状態からトナーボトル４０９の開口を開放する際には、キャップ４０９Ｃが引出される。この場合には、チャック４１６のラック４１６Ｃ（図４０参照）が駆動モータ４１８（図４０参照）に連動することにより、図３９に示すように、チャック４１６がキャップ４０９Ｃを引出す方向（図中、矢印Ｐで示す方向）に移動させられる。
チャック４１６が移動すると、スライダ４１５に形成されている小径部４１５Ａを移動する過程で爪部４１６Ａが縮径され、爪部４１６Ａがキャップ４０９Ｃの摘み部４０９Ｃ１を掴み、摘み部４０９Ｃ１の厚さによりそれ以上の縮径ができない状態で小径部４１５Ａにより拡径できなくされる。これにより、チャック４１６により摘み部４０９Ｃ１が掴まれた状態でスライダ４１５もチャック４１６とともに移動することができ、摘み部４０９Ｃ１への把持力を維持した状態でキャップ４０９Ｃが引き出される。
【０１１０】
キャップ４０９Ｃが引出されて開口部４０９Ａが開放されると、トナーボトル４０９が内ホルダ４１３のギヤ４１３Ａおよび駆動ギヤ４１４（図３９参照）を介して回転されることにより、内部に収容されているトナーＴが既に上記実施例で説明した作用により排出され、ホルダ部材４１２のトナー排出用開口４１２Ａからトナー落下経路部材４１０に導入されてトナー補給部４０３に向け供給される。
【０１１１】
トナー供給装置４０８は、トナー残量検知センサ４０７（図３５参照）によってトナー補給部４０３でのトナーＴの残量が低下して少なくなったことが検知された時点あるいはなくなったことが検知された時点を供給開始タイミングとして制御部からの信号によって駆動される。このため、トナー供給装置４０８では、トナーボトル４０９から供給されるべきトナーＴがない場合を除いて、ホルダ部４１１にトナーボトル４０９が装着されてキャップ４０９Ｃが引出されている場合には、いずれかのトナーボトル４０９を独立して回転させてトナーＴの供給態位を設定する。
トナーボトル４０９が回転させられると、トナーボトル４０９の内部に収容されているトナーＴが徐々に排出される。
【０１１２】
一方、トナーボトル４０９からのトナーＴの供給により供給すべきトナーＴがなくなった場合には、トナー残量検知センサ４０７でその状態が検出される。つまり、トナー供給装置４０８において選択されたトナーボトル４０９が回転されているにも拘らず、トナーＴの排出がないことをトナー残量検知センサ４０７によって検出されると、その検出情報が制御部に出力され、制御部では選択されたトナーボトル４０９にトナーＴがないことを表示部にて表示する。これにより、オペレータはトナーボトル４０９でのトナーＴの有無を識別することができ、必要に応じて交換する処置を採ることができる。
【０１１３】
トナーボトル４０９を交換する場合には、今まで開放されていたトナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃで塞がれる。キャップ４０９Ｃは、ラック４１６Ｃに噛み合っているピニオンギヤ４１９が駆動モータ４１８によって駆動されるのに応じて開口部４０９Ａ側に向け移動させられ、チャック４１６の爪部４１６Ａにより掴まれた状態で開口部４００９Ａ内に差込まれて装着される。この場合のトナーボトル４０９は、ストッパ４２０によって係止されているので、キャップ４０９Ｃが差込まれる際の圧力が作用しても不動状態に維持されている。
【０１１４】
開口部４０９Ａをキャップ４０９Ｃにより塞がれたトナーボトル４０９は、図４１において二点鎖線で示すように、ストッパ４２０が持上げられることによりトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆとの係合が解除され、ホルダ部４１１から離脱させられる。
【０１１５】
本実施例によれば、トナー供給装置４０８からトナーＴを排出する場合、任意のトナーボトル４０９が制御部によりあるいはオペレータによって選択された場合のいずれであっても、トナータンク４０９に供給すべきトナーがない場合を識別することができるので、トナーの補給ミスを防止することができる。
また、本実施例によれば、複数のトナーボトル４０９のうち、回転しないものがあるので、トナーボトル４０９の回転により発生するトナー同士の摩擦帯電によるトナーの劣化を極力防止でき、摩擦による温度上昇によってトナーが凝集することを防止することができる。
【０１１６】
図４２〜図４７に他の実施例の特徴部分を示す。なお、基本的構成、トナーボトルにおけるトナーの排出動作等については上記実施例（図３５〜図４１）と同様であるのでその図及び説明を省略する。また、上記実施例と同一部分は同一符号にて示す。
図３５に示したトナー補給ローラ４０３Ｂは、制御手段としての制御部Ｃ（図４２参照）からの信号により、必要な回転量を設定されてトナーを補給する際にのみ回転して現像容器４０２内にトナーを供給するための部材である。
【０１１７】
ホルダ部材４１２の外周面には、図４３（ａ）に示すように、装着されているトナーボトル４０９の開口部４０９Ａにキャップ４０９Ｃを装着する際、トナーボトル４０９の回転駆動時、及び、トナーボトル４０９のキャップが抜けている時に、トナーボトル４０９の抜け止めを行うための、トナーボトル係止部材としてのストッパ４２０が設けられている。
ストッパ４２０の係止突起４０９Ｆ側の端部には、トナーボトル４０９の側面に鋭角をなして対向する傾斜部が形成されている。
図４３（ａ）において、符号４２３はストッパ４２０と係合突起４０９ａとの係合を解除するための操作部材としてのレバーを示している。レバー４２３には、長孔４２５が設けてあり、有頭鋲４２６を長孔４２５に通して固定壁４２７に固定することにより、レバー４２３は固定壁４２７に対して摺動可能となっている。
【０１１８】
図４４に示すように、一端をレバー４２３に固定され、他端を図示しない固定部材に固定されている引張りばね４２４により、レバー４２３はストッパ４２０から遠ざかる方向に付勢されいるので、外力を加えない状態では、レバー４２３はストッパ４２０とは一定の間隔を持って保持される。
図４５において実線で示すように、レバー４２３の側部に設けられた突部４２３ａには、支軸４２８に支持されたロック部材としてのレバーストッパ４２９の一端部４２９ａが係合している（第１の状態）。第１の状態は、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａが開いている時（図３９参照）に設定される。
【０１１９】
レバーストッパ４２９の他端はソレノイド４３０に接続されている。引張りばね４３１は、レバーストッパ４２９の端部４２９ａ近傍に一端を有し、他端を図示しない固定部材に固定されていて、レバーストッパ４２９の端部４２９ａをストッパ４２３の突部４２３ａから遠ざける方向に付勢しているが、第１の状態ではソレノイド４３０は作動しているので、引張りばね４３１の引張り力に抗して、レバーストッパ４２９の端部４２９ａはストッパ４２３の突部４２３ａに係合している。
トナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている状態では、ソレノイド４３０の作動が解除され、レバーストッパ４２９は２点鎖線で示す位置に搖動して、図４４にも示すように、レバーストッパ４２９の端部４２９ａとストッパ４２３の突部４２３ａとの係合は解除される（第２の状態）。
【０１２０】
第１の状態では、レバーストッパ４２９により、レバー４２３は操作不能であるから、例えば、トナーボトル４０９のキャップ４０９Ｃを抜いてトナー供給を行っている時などにそのトナーボトルの交換は不可能である。つまり、トナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている時以外、トナーボトルの交換は不可能である。第２の状態では、レバーストッパ４２９の端部４２９ａとストッパ４２３の突部４２３ａとの係合は解除されるので、図４３（ｂ）に示すように、レバー４２３をストッパ４２０の方向に押すことにより、レバー４２３の先端がストッパ４２０の傾斜部に係合してストッパ４２０を押し下げ、ストッパ４２０と係止突起４０９Ｆとの係合を解除するので、トナーボトル４０９が交換可能となる。本実施例ではトナーボトル４０９の開口部４０９Ａがキャップ４０９Ｃにより閉じられている時以外は、レバーストッパ４２９によりレバー４２３を操作不能として、トナーボトルの取外しを禁止したが、これに替えて、ストッパ４２０そのものの移動を禁止するような機構を用いても良い。
【０１２１】
トナー供給装置４０８は、トナー残量検知センサ４０７（図３５参照）によってトナー補給部４０３でのトナーＴの残量が低下して少なくなったことが検知された時点あるいはなくなったことが検知された時点を供給開始タイミングとして制御部Ｃからの信号によって駆動される。トナー供給装置４０８では、ホルダ部４１１にトナーボトル４０９が装着されてキャップ４０９Ｃが引出されている場合には、トナーボトル４０９を回転させてトナーＴの供給態位を設定する。
トナーボトル４０９が回転させられると、トナーボトル４０９の内部に収容されているトナーＴが徐々に排出される。
【０１２２】
図４６に示すように、トナーボトル４０９内のトナー残量が少なくなってくると、トナーボトルの時間当りのトナー排出量が減少し、トナー補給部４０３のトナー残量は所定の量を下回ったままとなり、トナー供給装置４０８において選択されたトナーボトル４０９が回転されているにも拘らずトナー補給部４０３のトナー残量が所定の量より減少したことが、トナー残量検知センサ７によって検出される。この検出情報は制御部Ｃに出力される。一定時間この検出状態が継続すると、トナーボトル４０９内にトナーＴが無いか、無いに等しい状態であると判断し、そのトナーボトルの回転を続けると共に、未使用の他のトナーボトル４０９によるトナー供給を開始する。
【０１２３】
２つのトナーボトルによるトナー供給の状態は一定時間継続される。その後、初めにトナー供給を行っていたトナーボトル４０９は回転を停止され、キャップ４０９Ｃにより開口部４０９Ａを閉じられ、制御部Ｃがそのトナーボトル４０９にトナーＴがないことを表示部にて表示する。これにより、オペレータはトナーボトル４０９でのトナーＴの有無を識別することができ、必要に応じて交換する処置を採ることができる。
【０１２４】
制御部Ｃでトナーボトル４０９内にトナーＴが無いか、無いに等しい状態であると判断の際の、トナーボトル内のトナー量は、トナーボトル保存状態、使用環境などにより大きく左右される。但し、上記のように、一定時間その検出状態が継続していることを確認すれば、トナーボトル４０９内のトナー量が十分であるのにも係らず、減少していると判断することを防止できる。また、２つのトナーボトルによりトナー供給を行う時間は、トナー排出速度のバラツキ、トナー濃度センサの感度のバラツキなどを考慮して大きめに設定されているので、はじめからトナー供給を行っていたトナーボトル中のトナーは、殆ど完全に排出される。
【０１２５】
本実施例ではトナーボトルの数は２本であるが、３本以上でも良く、その場合には、複数のトナーボトルによるトナー供給が複数回発生する。この場合においては、トナーボトル中にトナーがなくなったことを、その都度表示しても良いし、トナーの入ったトナーボトルが最後の一本になったときなどに表示しても良い。
【０１２６】
開口部４０９Ａをキャップ４０９Ｃにより塞がれたトナーボトル４０９は、図４３（ｂ）に示すように、レバーストッパ４２９との係合が解除されたレバー４２３によりストッパ４２０が押し下げられることによりトナーボトル４０９の係止突起４０９Ｆとの係合が解除され、ホルダ部４１１から離脱させられる。
【０１２７】
本実施例によれば、トナー供給装置４０８からトナーＴを排出する場合、任意のトナーボトル４０９が制御部Ｃによりあるいはオペレータによって選択された場合のいずれであっても、トナータンク４０９に供給すべきトナーがない場合を識別することができるので、トナーの補給ミスを防止することができる。
【０１２８】
また、本実施例におけるトナーボトル４０９は、図４７に示すように、開口部付近の径ｄ１より、後端部の径ｄ２の径の方が大きく設定されており、トナーボトル４０９をトナーバンクの手前側にあるインナーカバーの開口二挿入するのに入れ易い形状となっている。また、トナーバンクから引き出す時にも大きな径の後端部がトナーボトル４０９を支えるカバーと接触しながら引き出されるので、係止突起４０９Ｆがカバーや他の部材と引っ掛かって取り出せなくなることが防止される。
【０１２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の発明によれば、トナー搬送時、粉体ポンプのトナーの出口位置で撹拌部材を回転し、その撹拌部材の回転で出口位置を通るトナーを撹拌して流動させる構成としているので、従来のように粉体ポンプのステータとロータとの摩擦熱で凝集したトナーが狭いトナーの出口位置を通るときその流れが滞ることを防ぐことができ、これにより、粉体ポンプのトナー出口位置でのトナー詰まりの発生を防止することができる。
【０１３０】
請求項２記載の発明によれば、その撹拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いるため、この撹拌部材により、粉体ポンプの出口位置でのトナー詰まりの発生を防止することができるとともに、トナーの搬送性を上げることもできる。
【０１３１】
請求項３記載の発明によれば、トナーを貯蔵するトナーバンクの位置を現像装置より離し本体側に設置しており、該トナーバンクから現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有するので、レイアウト上の制約を受けず、設計上かなり自由度が増すこととなるので、操作性、機能性等を考慮した設計が可能であると同時に、トナーバンク内に２本以上のトナーボトルを設置しているので、小型の機械で使用しているトナーボトルを用いて、使用する機械の大きさに応じてボトル数を多くしてトナー容量を増やすことができ、トナーバンクの大容量化を可能としながら、機種の大きさによらずトナーボトルを共通化できる。したがって、設計上の自由度や操作性を向上した、信頼性の高い大容量トナーバンクを有するトナー供給装置を備えた画像形成装置を提供することができ、且つ、トナーボトルのリサイクル使用を推進することができ、地球環境保護（資源保全）も達成することができる。
【０１３２】
請求項４記載の発明によれば、請求項３の構成及び効果に加え、トナーボトルの設置方向を一定とし、尚且つ複数のトナーボトルを縦方向に配列して設置しており、個々のトナーボトルのキャップの開閉が独立しているので、トナーバンク内のトナー搬送部の構造を簡単にでき、しかも、トナー搬送部のトナーブロッキングを防止することができる。
【０１３３】
請求項５記載の発明によれば、請求項３または４の構成及び効果に加え、トナーバンクの下部に現像装置側へのトナー搬送経路を唯一持っているため、単純で安価な装置を提供することができる。
【０１３６】
請求項６又は７記載の発明によれば、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部を有するトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、このトナーバンクから現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有しているので、トナーバンクの設置位置に制約を受けず、かつトナーバンクへのトナー補給性が非常に簡便であり、しかも大容量を達成できる。したがって、装置本体に対するレイアウトに自由度を持った、大容量のトナー収納・供給装置を提供することができる。
また、本発明によれば、現像装置及び装置本体の大きさの適正化を維持しつつ、機械のダウンタイムの低減を可能とし、さらには、トナー供給性能の信頼性、トナー補給操作等に優れた大容量のトナー収納・供給装置（トナーバンク及びトナー搬送手段）を備えた画像形成装置を提供することができる。
【０１３７】
請求項８記載の発明によれば、請求項７の構成及び効果に加え、各々のトナー容器の開口部が他のトナー容器の開口部と干渉しないように設置しているので、トナー容器からトナーバンクへのトナー補給時のトナー汚染を受けることがないので、トナー容器の交換時の手の汚れあるいは周囲へのトナー飛散を未然に防止することができる。
【０１３８】
請求項９記載の発明によれば、請求項７の構成及び効果に加え、トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、上記栓の開閉手段が設けられているので、トナー容器の交換が簡単でしかもトナー容器交換時のトナー汚染を防止することができる。
【０１３９】
請求項１０記載の発明によれば、画像形成装置を中断することなく、簡単迅速にトナー補給を行なうことができる。
【０１４０】
請求項１１記載の発明によれば、トナー補給すべき空のトナーボトルの具体的な位置を容易に認識することができる。
【０１４１】
請求項１２記載の発明によれば、補給すべきトナーボトルの個数、位置などを予め容易に認知することができ、迅速な交換を可能とする。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示す画像形成装置におけるトナー搬送装置の縦断面図である。
【図２】同トナー搬送装置の分解斜視図である。
【図３】同画像形成装置の概略構成図である。
【図４】トナー搬送装置の変形例を示す要部縦断面図である。
【図５】本発明の一実施例を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図６】図５に示す画像形成装置の現像装置の構成例を示す断面図である。
【図７】図６に示す現像装置のトナー補給部の構成例を示す要部斜視図である。
【図８】図６に示す現像装置のトナー補給部及びトナー回収手段の構成例を示す要部断面図である。
【図９】トナーバンクから現像装置へトナーを移送するためのトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図１０】トナーボトルの迫り出し部及び開口迫り出し部によるトナー案内の仕方を示した説明図である。
【図１１】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの取り外し及び取り付け機構の説明図であり、キャップで開口部を閉じている時の状態を示す要部断面図である。
【図１２】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの取り外し及び取り付け機構の説明図であり、キャップを開口部から取り外した時の状態を示す要部断面図である。
【図１３】トナーボトルの一端部の開口部に取り付けているキャップの開閉手段の説明図であり、キャップの移動装置の構成例を示す図である。
【図１４】トナーボトルの一端部の開口部にキャップを取り付ける際にトナーボトルが逃げないように固定するストッパの説明図である。
【図１５】図５の変形例を示す概略側面図である。
【図１６】同概略平面図である。
【図１７】図５の例におけるトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図１８】図５の例におけるトナー回収手段の要部斜視図である。
【図１９】図５の例におけるトナー搬送経路を示す概要側面図である。
【図２０】図５の例におけるトナーバンクから現像装置へのトナー補給に係る制御フローチャートである。
【図２１】トナーボトルの検知センサとして、マイクロスイッチを示す概要側面図である。
【図２２】トナーボトルの検知センサとして、反射形フォトセンサを示す概要側面図である。
【図２３】トナーボトルの検知センサとして、透過型センサを示す概要側面図である。
【図２４】モーノポンプをエアーポンプで代替した構成を示す概要図である。
【図２５】トナーバンクを下部に水平に設けた例の画像形成装置の概略構成図である。
【図２６】図２５の例の概略側面図である。
【図２７】図２５の例におけるトナー搬送手段を構成する粉体ポンプ（モーノポンプ）部の構成例を示す要部断面図である。
【図２８】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図２９】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図３０】トナーの搬送経路を示す概要側面図である。
【図３１】複数のトナーボトルの各々に対応してトナーエンド検知手段を設けた様子を説明した図である。
【図３２】複数のトナーボトルの各々に対応するトナーボトル収納部にトナーエンド表示手段を設けた様子を説明した図である。
【図３３】操作画面上に設けた空ボトルの表示手段を例示した図である。
【図３４】図３１の例における画像形成装置の概略構成図である。
【図３５】本発明の実施例を示す画像形成装置におけるトナー供給装置の要部の断面図である。
【図３６】図１に示したトナー供給装置の側面図である。
【図３７】トナーボトルの要部側面図である。
【図３８】図３５に示したトナー供給装置でのトナーボトルの開口手段の構成を示す断面図である。
【図３９】図３８に示したトナー供給装置における開口手段及びトナーボトルの回転手段の構成を示す断面図である。
【図４０】図３７に示したトナーボトルの開口手段の構成を示す図である。
【図４１】図３７に示したトナーボトルの係止機構の構成を示す断面図である。
【図４２】他の実施例におけるトナーボトルの開口手段の構成を示す図である。
【図４３】図４２の例でのトナー供給装置におけるトナーボトルの取外しの態様を示す断面図である。
【図４４】トナーボトルの取外しを規制可能とする機構を示す斜視図である。
【図４５】図４４の要部平面図である。
【図４６】トナーボトル内のトナーの残量と単位時間当たりのトナー排出量との相関関係を示す相関図である。
【図４７】トナーボトルの形状を示す側面図である。
【図４８】従来のトナー搬送装置の分解斜視図である。
【図４９】同トナー搬送装置の縦断面図である。
【図５０】従来のトナー供給装置の概要断面図である。
【符号の説明】
１５ トナー搬送装置
３０ ロータ
３５ｂ 出口
４０、５５ 撹拌部材
Ｄ 粉体ポンプ
１０６ 現像装置
１０６Ｎ トナー残量検知手段
１３１ 感光体ドラム
２２０ トナーボトル
３００ トナーバンク
３３０ トナー搬送手段としての粉体ポンプユニット
３４１Ａ、３４１Ｂ、３４１Ｃ トナーエンド検知手段としてのトナーエンドセンサ
３５０ トナー搬送手段としてのトナー供給パイプ
３５１ 空ボトルの表示手段としての表示部
３５２ 空ボトルの表示手段としてのメーセージ表示部
Ｔ トナー
４０８ トナー供給装置
４０９ トナーボトル
４０９Ａ 開口部
４０９Ｂ 突条
４１５ 開口手段をなすスライダ
４１６ 開口手段をなすチャック
４１８ トナー排出手段の一つをなす駆動モータ
４２０ トナーボトル係止部材
４２３ 操作部材
４２９ ロック部材
Ｃ 制御部
Claims (12)
- 粉体ポンプを用いてトナーを搬送する電子写真方式の画像形成装置において、
前記粉体ポンプの出口が細径に形成され、その粉体ポンプのロータに取り付けてそのロータとともに回転する攪拌部材が設けられ、該攪拌部材はその基端部が前記ロータの前記出口側の端部に固定されているとともに前記基端部と反対側は一部が湾曲して前記出口内に位置することを特徴とする画像形成装置。 - 前記攪拌部材として、それを回転したときトナーを搬送する方向に螺旋状に巻いた線材を用いてなる請求項１記載の画像形成装置。
- 電子写真方式の画像形成装置において、潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクが、トナーを収納した２本以上のトナーボトルを備えた構成よりなり、前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項３記載の画像形成装置において、前記トナーバンク内の複数のトナーボトルの開口部にはそれぞれキャップが取り付けられており、該キャップの向きは全て同一方向であり、尚且つ複数のトナーボトルは縦方向に配列して設置されており、各々のトナーボトルのキャップを個々に開閉する手段を有することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項３または４記載の画像形成装置において、前記複数のトナーボトルを収納するトナーバンクから前記現像装置へのトナー搬送経路を、トナーバンクの下部に１経路のみしか持たないことを特徴とする画像形成装置。
- 潜像担持体上の潜像をトナーで可視像化する現像装置と、この現像装置に対し上記トナーを供給するトナー供給装置を備えた画像形成装置であって、上記トナー供給装置は、上記現像装置に上記トナーを補給する開口部が形成されている複数のトナーボトルからなるトナーバンクと、該トナーバンクから上記現像装置へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有していることを特徴とする画像形成装置。
- 潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像手段を備えた現像容器と該現像容器に補給するトナーを貯蔵するトナー補給部と該トナー補給部内のトナーの残量を検知するトナー残量検知手段を有する現像装置と、トナーを収納した円筒状の容器であって円筒状の一端に開口部を有するトナー容器を複数セットできるトナーバンクと、該トナーバンクから前記現像装置のトナー補給部へトナーを搬送するフレキシブルなトナー搬送手段を有し、該トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー残量検知手段によって前記トナー搬送手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部から前記トナーバンクの補給落下位置に他のトナー容器の開口部が無いように配置したことを特徴とする画像形成装置。
- 請求項７記載の画像形成装置において、前記トナー容器の開口部が取り外し可能な栓によって封止されており、その栓を開閉する手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
- 潜像担持体上の潜像をトナーで顕像化する現像装置と、該現像装置に供給するトナーを貯蔵するトナーバンクとを有し、該トナーバンクは前記現像装置より離れた位置に設置されており、該トナーバンクから前記現像装置へトナーを搬送するトナー搬送手段を有し、且つ前記トナーバンクには、トナーを収納した複数のトナー収容部材が備えられている電子写真方式の画像形成装置において、
前記トナー搬送手段が請求項１又は２に記載の画像形成装置に用いられる粉体ポンプを有し、前記トナー収容部材は当該画像形成装置の駆動中において個別に当該画像形成装置に対して着脱自在のトナーボトルからなり、各トナーボトルについてトナーエンドを検知するトナーエンド検知手段を、各トナーボトルを収納するトナーボトル収納部に設けるとともに、現在トナー供給中のトナーボトルについてトナーエンドが検知されたならば、まだトナーエンド検知されていないトナーボトルからトナーの供給を行なうようにしたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１０記載の画像形成装置において、
前記各トナーボトル収納部の近傍にそれぞれ、対応するトナーボトル収納部に収納されたトナーボトルについてのトナーエンドを表示するトナーエンド表示手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項１０記載の画像形成装置において、
トナーエンドとなったトナーボトルの位置を当該画像形成装置の操作画面上に表示する空ボトルの表示手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
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