JP3940098B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー搬送装置を用いた複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、感光体等の像担持体上に画像データに応じた光書き込み等により潜像を形成し、該潜像を現像部のトナーにより現像して可視像化した後、該可視像を直接または中間転写体を介して転写材に転写し、定着して画像を形成する画像形成装置が知られており、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置等として普及している。
このような画像形成装置においては、現像剤としてトナーのみからなる一成分現像剤や、あるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が用いられるが、画像形成により現像剤中のトナーが消費されるため、現像部にトナーを補給する必要がある。この場合、通常は現像部に付設したトナーボトルなどから現像部に直接トナーが補給されるが、現像部に付設されるトナーボトルは装置内のスペースなどの関係から容量が小さく、大量の画像形成を行なう場合などには、トナーボトルの交換を頻繁に行なわなければならなくなる。そこでトナー補給の手間を最小限にするため、現像部とは別の場所の空きスペースに収容量の大きなトナー補給部を設置し、このトナー補給部から現像部にトナーを搬送して補給することが行なわれている。
また、画像形成装置においては、像担持体上に形成したトナー像を転写材に転写した後、像担持体上に残留した未転写トナーを回収するクリーニング部が設けられているが、このクリーニング部で回収したトナーは、通常、廃トナー回収部に搬送されて収納される。しかし、近年では資源の再利用という観点から、クリーニング部で回収したトナーを現像部に搬送して再利用することも行なわれている。
【０００３】
新規トナーを収納するトナー補給部から現像部へトナーを搬送して補給する手段や、クリーニング部で回収した回収トナーを現像部へ搬送するリサイクル手段、あるいはクリーニング部から廃トナー回収部へ回収トナーを搬送する手段などに用いられるトナー搬送装置としては、管状のトナー搬送経路内の全域に搬送スクリューや搬送コイルなどを配設した機械的搬送装置が知られている。この機械的搬送装置では、トナー搬送経路内を搬送スクリューや搬送コイルなどによりトナーを搬送するが、このような機械的搬送装置の場合、搬送スクリューや搬送コイルなどの推進力によってトナーを搬送する際にトナーが突き固められてトナーの凝集が起こり易く、トナー塊の発生やトナーの固着の問題がある。特にトナー補給部から上方の現像部へトナーを搬送する場合のようにトナー搬送経路に高低差があると、搬送スクリューや搬送コイルなどの推進力によって重力に逆らって上方にトナーを搬送するため、よりトナーの凝集が起こり易くなり、トナー塊の発生やトナーの固着により搬送経路内でトナーの詰まりが発生するという問題がある。
【０００４】
そこでこのような問題を解消するため、搬送経路内を気流によりトナーを搬送するトナー搬送装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。このトナー搬送装置は、チューブ等からなる管状のトナー搬送経路と、トナー搬送経路の接続部に新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段（搬送コイル、搬送スクリュー等）と、トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段（エアーポンプ、モーノポンプ等）を有し、トナー搬送動作時にはトナー供給手段によりトナー搬送経路の接続部にトナーを供給するとともに気流発生手段により気流を発生させ、トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送するように構成されている。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００２−３６５８９４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
前述したように、トナー補給部に収納した新規トナーを現像部へ補給する際や、クリーニング部で回収された回収トナーを現像部にリサイクルする際などのトナー搬送装置として、トナー搬送経路を構成するチューブと、該チューブに新規トナーあるいは回収トナーを供給するトナー供給手段と、該チューブ内に気流を発生させるエアーポンプ等の気流発生手段を有し、トナー搬送動作時にはトナー供給手段によりチューブにトナーを供給するとともに気流発生手段によりチューブ内に気流を発生させ、チューブ内に供給されたトナーを気流に乗せて搬送するトナー搬送装置が提案されている。そして、このような気流によるトナー搬送装置では、トナーが拡散した状態で気流に乗って搬送されるので、従来の機械的搬送装置に比べてトナーの凝集や固着が発生しにくいという利点がある。
【０００７】
しかし、このようなトナー搬送装置においても、トナー搬送動作の終了後にチューブ内にトナーが残る場合が有り、チューブ内に残ったトナーが、放置や振動により凝集しトナー詰まりの要因となるトナー核に成長する恐れがある。このため、トナー搬送動作の終了時には、可能な限りチューブ内の残留トナー量を少なくすることが理想とされている（放置に関しては高温、高湿下が、また、振動に関してはチューブ経路がＵ字状等の屈曲部を有していたり、高低差が大きい場合、特に不利となる）。
そこで、トナー搬送動作終了時にエアーポンプのみを所定時間作動させた後に、停止させる制御が行なわれている。すなわち、上記対策としてエアーポンプの停止のタイミングを、トナー供給手段の停止よりも遅延させ、チューブ内の残留トナー量を減少させる方法などが用いられている。
【０００８】
しかしながら、このような構成をもってしても、チューブ内壁の微小な凹凸部に付着した残留トナーを完全に取り除くことは不可能であった。このため、チューブ内に残留したトナーは、その後、画像形成装置の動作等により生じる振動により振り落とされ、チューブ内に堆積することとなる。そして、この堆積トナーは装置内の環境（温度・湿度）変動によっては、チューブ内壁に固着し、ひいてはトナー詰まりを引き起こす原因となる。
また、チューブがＵ字状等に屈曲して高低差を有している場合には、その屈曲部または最底部において振動等により振り落ちたトナーが集結することとなり、トナーの堆積や凝集の問題がより顕著となる。そして、これを放置しておけばトナーが固着し、詰まりを生ずることとなる。
さらに、画像比率が極端に低い画像形成を行なった時などは、トナーの消費量が少なく画像形成動作中のトナー補給動作の頻度が少なくなり、エアーポンプの稼動率が下がるため、エアーポンプＯＦＦ後のチューブ内残留トナー量に関わらず機械動作中の振動や機内温度上昇の影響を受け、トナー凝集が発生しやすい方向となることも分かった。
【０００９】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、トナー搬送動作終了時に搬送経路に残留するトナー量を減少させる構成に加えて、画像形成動作の開始時等の適当なタイミングで搬送経路内に気流のみを発生させて搬送経路内の残留トナーを排除し、残留トナーの凝集や堆積によるトナー詰まり等の不具合を解消することのできる構成のトナー搬送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。また、画像形成動作中にもチューブ内の残留トナー量を極力減少することができ、トナー詰まり等の不具合を解消することのできる構成のトナー搬送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。さらには、上記目的に加えて、搬送経路内の残留トナーの排除をより効果的に行なうことができる構成のトナー搬送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。また、本発明は、トナー搬送装置のチューブ内残留トナーによる前述の不具合を極力防止することができ、トナー搬送不良に起因する画像不良の発生等を防止できる構成の画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための手段として、請求項１に係る発明は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視像化する現像部と、前記像担持体上の可視像を直接または中間転写体を介して転写材に転写する転写部と、転写後に像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング部とを有する画像形成装置であって、新規トナーを収納するトナー補給部から前記現像部へトナーを搬送する手段、もしくは前記クリーニング部から前記現像部へ回収トナーを搬送する手段、あるいは前記クリーニング部から廃トナー回収部へ回収トナーを搬送する手段としてトナー搬送装置を備え、前記トナー搬送装置は、管状のトナー搬送経路と、該トナー搬送経路に前記新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段を有し、トナー搬送動作時には前記トナー供給手段により前記トナー搬送経路にトナーを供給するとともに前記気流発生手段により気流を発生させ、前記トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送し、トナー搬送動作終了時には前記トナー供給手段を停止させるように動作する、画像形成装置において、前記トナー搬送装置は、前記気流発生手段として逆流可能なエアーポンプを用い、前記トナー供給手段の停止後あるいは停止中、前記エアーポンプを所定時間作動させる際に、該エアーポンプの動作を順方向、逆方向を繰り返す動作にすることを特徴とする。
【００１２】
請求項２に係る発明は、像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視像化する現像部と、前記像担持体上の可視像を直接または中間転写体を介して転写材に転写する転写部と、転写後に像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング部とを有する画像形成装置であって、新規トナーを収納するトナー補給部から前記現像部へトナーを搬送する手段、もしくは前記クリーニング部から前記現像部へ回収トナーを搬送する手段、あるいは前記クリーニング部から廃トナー回収部へ回収トナーを搬送する手段としてトナー搬送装置を備え、前記トナー搬送装置は、管状のトナー搬送経路と、該トナー搬送経路に前記新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段を有し、トナー搬送動作時には前記トナー供給手段により前記トナー搬送経路にトナーを供給するとともに前記気流発生手段により気流を発生させ、前記トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送し、トナー搬送動作終了時には前記トナー供給手段を停止させるように動作する、画像形成装置において、前記像担持体を回転して潜像形成、現像、転写、クリーニングの一連の動作を行う画像形成動作が実行され、該画像形成動作の実行中に所定時間以上トナー搬送動作が行われなかったとき、前記トナー搬送装置は、前記気流発生手段のみを所定時間作動させることを特徴とする。
【００１５】
請求項３に係る発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記トナー搬送装置は、前記トナー搬送動作終了時に前記トナー供給手段を停止した後、前記気流発生手段を所定時間作動させた後、停止させると共に、前記像担持体を回転して潜像形成、現像、転写、クリーニングの一連の動作を行う画像形成動作の開始時に前記気流発生手段のみを所定時間作動させることを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の構成、動作および作用を図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図であり、デジタル複写機の一例を示している。図１において画像形成装置は、電子写真プロセスによる画像形成を行なう画像形成部と、その画像形成部１０の上方に設けられた原稿読取部２１と、その原稿読取部２１の上に設けられた自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）２２と、画像形成部１０の下方に設けられた給紙部２３，２４とから構成されている。原稿読取部２１内の図示は省略するが、原稿読取部２１は、自動原稿給紙装置（ＡＤＦ）２２による給紙や手差しにより原稿が載置されるコンタクトガラスと、コンタクトガラス上の原稿を照明する光源と、原稿からの反射光像を受光する撮像素子と、原稿からの反射光像を撮像素子に導き結像するミラーやレンズ等からなる光学系とにより構成されており、コンタクトガラス上の原稿の画像を撮像素子で受光して電気信号に変換し図示しない画像処理回路に送信する。画像処理回路では撮像素子からの画像信号を２値化した画像データに変換して画像形成部１０の光書き込み装置１３に送信する。
【００１８】
画像形成部１０は、像担持体としてドラム状の光導電性感光体１１を備えており、この感光体１１の周囲には、感光体１１の表面を均一に帯電する帯電装置１２と、帯電後の感光体１１に前記画像データに応じた光書き込みを行ない潜像を形成する光書き込み装置１３と、感光体１１に形成された潜像をトナーで現像して可視像化する現像装置１４と、感光体１１上で可視像化された画像（トナー画像）を給紙部２３，２４から給紙・搬送されてきた記録紙等の転写材に転写する転写装置１５と、転写後に感光体上に残留した未転写トナーを回収するクリーニング装置１６と、感光体１１上の残留電荷を除去する除電装置１７などが配設されている。
【００１９】
帯電装置１２としては、例えば高電圧が印加された帯電ローラが用いられるが、この他、帯電チャージャ、帯電ブラシなどを用いてもよい。
光書き込み装置１３としては、例えば半導体レーザからなる光源１３ａと、ポリゴンスキャナ等の光偏向器１３ｂ、走査結像光学系１３ｃ、ミラー１３ｄ等から構成される光走査装置が用いられるが、この他、発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイと等倍結像光学系を用いた光書き込み装置等を用いてもよい。
現像装置１４は、例えば現像ローラ１４ａ、現像剤供給・攪拌部材１４ｂ、アジテータ等の現像剤攪拌・搬送部材１４ｃ、トナー搬送経路と接続されるホッパ１４ｄ等から構成され、現像剤としてはトナーのみからなる一成分現像剤や、あるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が用いられる。尚、現像装置には種々の構成があり、図示の構成に限られるものではない。
【００２０】
転写装置１５は、図示の例では複数のローラに架設された転写ベルトであり、搬送ベルトを兼ねた構成であるが、転写ローラや転写チャージャ等を用いてもよい。また、感光体１１と転写装置１５の間に中間転写体を設けた構成とすることもできる。
クリーニング装置１６としては、クリーニングブレードや、クリーニングブラシ、クリーニングローラなどのクリーニング部材を単独あるいは適宜組み合わせたものが用いられる。また、クリーニング装置１６のユニット底部には回収トナーをトナー搬送経路との接続部に供給する手段が設けられている。
除電装置１７としては、例えば除電ランプ等が用いられるが、除電チャージャや除電ローラ等を用いてもよい。
【００２１】
給紙部２３，２４には、転写材を一枚ずつ給紙するための給紙コロ２５，２６や給紙ローラ２７，２８が設けられており、転写材はいずれか一方の給紙部２３，２４から給紙コロ２５，２６や給紙ローラ２７，２８により給紙され、搬送ローラ２９，３０を経てレジストローラ３１に搬送される。
レジストローラ３１は感光体上の画像形成のタイミングに合わせて転写材を転写装置１５に給送する。
また、転写装置１５の搬送方向下流側には、転写材に転写されたトナー画像を定着する定着装置１８と、定着後の転写材を排紙トレイ２０に排出する排紙ローラ１９が配設されている。定着装置１８としては、加熱ローラと加圧ローラを用いたローラ定着方式や、加熱ベルトを用いたベルト定着方式、あるいはこれらを組み合わせたもの等、種々の方式のものがある。
【００２２】
図１に示す構成の画像形成装置では、原稿の複写を行なう際には、まず原稿読取部２１において、コンタクトガラス上の原稿の画像を撮像素子で受光して電気信号に変換し図示しない画像処理回路に送信し、画像処理回路で画像信号を２値化した画像データに変換して画像形成部１０の光書き込み装置１３に送信する。
画像形成部１０では、原稿画像の読取にタイミングを合わせて画像形成動作が開始され、感光体１１が図中の矢印で示す方向に回転され、帯電装置１２により帯電される。帯電された感光体１１には光書き込み装置１３により画像データに応じた光書き込みが行なわれ静電潜像が形成される。この潜像は現像装置１４の現像ローラ１４ａに担持された現像剤のトナーで現像されて可視像化される。
【００２３】
一方、上記の画像形成動作にタイミングを合わせて、いずれか一方の給紙部２３，２４から記録紙等の転写材が給紙コロ２５，２６や給紙ローラ２７，２８により給紙され、搬送ローラ２９，３０を経てレジストローラ３１に搬送される。そして、レジストローラ３１により感光体上の画像形成のタイミングに合わせて転写材が転写装置１５に給送され、感光体１１と転写ベルトとのニップ部において感光体上のトナー像が転写材に転写される。転写後の転写材は転写装置１５の転写ベルトで定着装置１８に搬送され、定着装置１８によりトナー画像が転写材に定着される。そして、定着後の転写材は排紙ローラにより排紙トレイに排出される。また、上記転写後に感光体１１上に残留した未転写トナーは、クリーニング装置１６により除去・回収される。
【００２４】
さて、以上のような構成の画像形成装置においては、現像剤としてトナーのみからなる一成分現像剤や、あるいはトナーと磁性キャリアからなる二成分現像剤が用いられるが、画像形成により現像剤中のトナーが消費されるため、現像装置１４にトナーを補給する必要がある。この場合、通常は現像装置１４に付設したトナーボトルなどから現像部に直接トナーが補給されるが、現像部に付設されるトナーボトルは装置内のスペースなどの関係から容量が小さく、大量の画像形成を行なう場合などには、トナーボトルの交換を頻繁に行なわなければならなくなる。そこで図１に示す画像形成装置では、トナー補給の手間を最小限にするため、現像装置１４とは別の場所の空きスペース（図示の例では給紙部側方）に１以上のトナーボトル３３を有する収容量の大きなトナー補給部（トナーバンク）３２を設置し、このトナー補給部３２から現像装置１４のホッパ１４ｄにトナーを搬送して補給する構成としている。
また、この画像形成装置においては、感光体１１上に残留した未転写トナーを回収するクリーニング装置１６が設けられているが、このクリーニング装置１６で回収したトナーは、例えば廃トナー回収部３７に搬送されて収納されるが、資源の再利用という観点から、クリーニング装置１６で回収したトナーを現像装置１４に搬送して再利用する構成とすることができる。
【００２５】
ここで、トナー補給部３２に収納した新規トナーを現像装置１４へ補給するトナー搬送手段、もしくはクリーニング装置１６で回収された回収トナーを現像装置１４にリサイクルするトナー搬送手段、あるいはクリーニング装置１６で回収された回収トナーを廃トナー回収部３７に搬送するトナー搬送手段として、本実施形態では、管状のトナー搬送経路（図中に一点鎖線の矢印で示す）４４，４５，４６と、トナー搬送経路４４，４５，４６に新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段（図示せず）と、トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段（例えばエアーポンプ）３４，３５，３６を有し、トナー搬送動作時にはトナー供給手段によりトナー搬送経路にトナーを供給するとともに気流発生手段３４，３５，３６により気流を発生させ、トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送するトナー搬送装置を用いている。
【００２６】
図２はトナー搬送装置の一実施形態を示す図であり、トナー補給部３２から現像装置１４のホッパ１４ｄへトナーを搬送するトナー搬送装置の概略構成を示している。図２において、トナー補給部３２内には１以上のトナーボトル３３が収納されており、トナーボトル３３内には新規トナーが充填されている。このトナーボトル３３の内壁には、ボトルの奥から開口側に向けて螺旋状の溝が設けられており、トナーボトル３３を駆動機構３９で回転することにより、ボトル内のトナーが螺旋溝に沿って開口側に移動し、ボトルの開口からトナーが繰り出されるようになっている。そしてボトルの開口から繰り出されたトナーは、トナー補給部３２の下部に落下するようになっている。このトナー補給部３２の下部には、トナー搬送装置の搬送経路４４とジョイント部４３を介して連結される搬送パイプ４０が設けられており、この搬送パイプ４０内にはトナー搬送装置の一部を構成するトナー供給手段としての搬送コイル（または搬送スクリュー）４１が設けられている。そして上記トナーボトル３３から繰り出されてトナー補給部３２の下部に落下したトナーは、搬送コイル駆動装置４２によって駆動される搬送コイル４１により搬送パイプ４０内をジョイント部４３に向けて搬送され、ジョイント部４３を介してトナー搬送経路４４に供給される。
【００２７】
トナー補給部３２と現像装置１４を結ぶトナー搬送経路４４は、例えば金属やプラスチックあるいはゴム等からなる管状部材（チューブ）であり、その一端はジョイント部４３を介してトナー補給部３２側に設けた搬送パイプ４０と連結され、他端側は気流発生手段の一つであるエアーポンプ３４を介して現像装置１４のホッパ１４ｄに設けたジョイント部に連結されている。ここでエアーポンプ３４は、通常、トナー補給部側が負圧（吸引側）、現像装置側が正圧（送出側）となるように接続されている。また、図示しないが、トナー補給部側のジョイント部４３の上部には吸気口とエアーフィルタが設けられており、現像装置１４のホッパ１４ｄの上部には空気を排出する排気口とエアーフィルタが設けられている。従って、搬送コイル４１とエアーポンプ３４を作動させると、トナー補給部３２側の搬送コイル４１によりジョイント部４３に供給されたトナーは、エアーポンプ３４の吸引力により空気とともにチューブ４４内に吸引され、チューブ内を気流に乗って搬送され、エアーポンプ３４を経て現像装置１４側に送出され、チューブ内を気流に乗って現像装置１４のホッパ１４ｄに搬送される。そしてホッパ１４ｄに搬送されたトナーは、空気と分離されてホッパ内に落下する。このように図２に示す構成のトナー搬送装置では、トナーが拡散した状態でチューブ４４内を気流に乗って搬送されるので、トナーの凝集や固着が発生しにくい。また、トナー搬送経路としてフレキシブルなチューブを用いることができるので、搬送経路を任意に設定することができる。
【００２８】
尚、図２において、トナー補給部３２の下部にはトナーエンドセンサ３８が設けられており、トナーボトル３３のトナーが無くなったことを検知して画像形成装置本体の表示部等に警告を表示できるようになっている。
また、現像装置１４のホッパ下部にもトナーエンドセンサ１４ｅが設けられており、このトナーエンドセンサ１４ｅによりホッパ内のトナーの有無が検知され、トナーが無くなったと検知された時には、上記のトナー搬送装置によるトナー補給動作が行なわれるようなっている。
【００２９】
ここでトナー搬送装置によるトナー補給制御の一例を示す。図３は図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置のトナー補給制御時の制御動作の一例を示すフローチャートであり、この制御は画像形成装置の図示しない制御部により実行される。
画像形成動作（例えばコピー動作）の実行時には、トナー供給手段である搬送コイル４１や、気流発生手段であるエアーポンプ３４によるトナー搬送のトリガには、トナー供給先である現像装置１４のホッパ下部に設けたトナーエンドセンサ１４ｅの検知信号が用いられ、トナーエンドセンサ１４ｅからホッパ内トナー無しの検知信号が制御部に送信されると、制御部はトナー無しと判断して（Ｓ１１）、搬送コイル４１およびエアーポンプ３４を同時に作動（ＯＮ）し、上述のトナー搬送によるトナー補給を実行する（Ｓ１２）。そして所定時間（例えばｔ１秒間）トナー補給を行なった後、搬送コイル４１およびエアーポンプ３４を停止する（Ｓ１３）。また、トナーエンドセンサ１４ｅの検知信号がトナー有りの場合は、補給動作は行わない。そして以上の制御はコピーが終了するまで行なわれる（Ｓ１４，１５）。
【００３０】
図３に示す制御動作では、トナー補給の終了時に搬送コイル４１とエアーポンプ３４を同時に停止しているが、このような場合、トナー搬送動作の終了後にチューブ３４内にトナーが残る場合が有り、チューブ内に残ったトナーは、放置や振動により凝集しトナー詰まりの要因となるトナー核に成長する恐れがある。このため、トナー搬送動作の終了時には、可能な限りチューブ内の残留トナー量を少なくすることが理想である。
そこで、通常のトナー補給動作時には、図４に示す制御動作のように、トナー搬送動作（Ｓ２１，Ｓ２２）を行なった後、トナー搬送動作終了時にまず搬送コイル４１の駆動を停止させ（Ｓ２３）、エアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ２秒間）作動させた後に停止させるようにする（Ｓ２４）。すなわち、上記対策としてエアーポンプ３４の停止のタイミングを、搬送コイル４１の停止よりも遅延させることにより、チューブ４４内に残留するトナーを排除して残留トナー量を減少させることができる。
【００３１】
しかしながら、図４に示すような制御方法をもってしても、チューブ内壁の微小な凹凸部に付着した残留トナーを完全に取り除くことは不可能であった。このため、チューブ内に残留したトナーは、その後、画像形成装置の動作等により生じる振動により振り落とされ、チューブ内に堆積することとなる。この堆積トナーは装置内の環境（温度・湿度）変動によっては、チューブ内壁に固着し、ひいてはトナー詰まりを引き起こす原因となる。
また、チューブがＵ字状等に屈曲して高低差を有している場合には、その屈曲部または最底部において振動等により振り落ちたトナーが集結することとなり、トナーの堆積や凝集の問題がより顕著となる。そして、これを放置しておけばトナーが固着し、詰まりを生ずることとなる。
さらに、画像比率が極端に低い画像形成を行なった時などは、トナーの消費量が少なく画像形成動作中のトナー補給動作の頻度が少なくなり、エアーポンプの稼動率が下がるため、エアーポンプＯＦＦ後のチューブ内残留トナー量に関わらず機械動作中の振動や機内温度上昇の影響を受け、トナー凝集が発生しやすい方向となることも分かった。
【００３２】
そこで本発明では、トナー搬送動作終了時に搬送経路に残留するトナー量を減少させる構成に加えて、画像形成動作の開始時等の適当なタイミングで搬送経路内に気流のみを発生させて搬送経路内の残留トナーを排除し、残留トナーの凝集や堆積によるトナー詰まり等の不具合を解消するものである。以下、具体的な制御動作の実施例を説明する。
【００３３】
（実施例１）
図５は本発明の一実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。図５に示すように、本実施例では画像形成動作（例えばコピー動作）の実行時には、まずエアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ３秒間）作動させ（Ｓ２０−１，２）、この後、図４と同様の通常のトナー補給制御（Ｓ２１〜Ｓ２６）を実行する。
このようにすることにより、前回のトナー搬送動作終了時にエアーポンプのみを所定時間作動させたにも拘らずチューブ４４内に残留し、搬送動作終了後にチューブ内の屈曲部または最底部等に残留トナーが堆積したような場合にも、画像形成動作の開始時にエアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ３秒間）作動させ、チューブ４４内に気流のみを発生させて残留トナーを排除することができるので、通常のトナー搬送動作（トナー補給動作）の開始時にはチューブ内の残留トナー量を極力減少することができ、トナー詰まり等が発生する恐れが無くなる。従って、安定したトナー補給動作を行なうことができる。
【００３４】
（実施例２）
次に図６は本発明の第２の実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。
本実施例においても実施例１と同様に、画像形成動作（例えばコピー動作）の実行時には、まずエアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ３秒間）作動させ（Ｓ３１）、この後、図４と同様の通常のトナー補給制御（Ｓ３３，Ｓ３４（図４のＳ２１〜Ｓ２６））を実行する。そして、コピー終了時にたまたまトナー補給動作が重なったときは、トナー補給動作を完了させ（Ｓ３５，Ｓ３８）、搬送コイル４１の駆動を停止させ（Ｓ３９）、エアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ２秒間）作動させた後に停止させるようにする（Ｓ４０）。また、コピー終了時にトナー補給動作が終了しているときには、コピー終了後にエアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ３秒間）作動させた後に停止し、動作を終了する（Ｓ３５〜Ｓ３７）。
このように本実施例では、コピー終了時に、トナー補給動作が完了しており、搬送コイル４１が動作していないような場合にも、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させることにより、チューブ４４内の残留トナーを排除することができる。従って、コピー中のトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少なく、エアーポンプの稼働率が低いような場合でも、コピー終了時には必ずエアーポンプのみを所定時間作動させる制御が実行されるので、チューブ内のトナー詰まりを抑えることができる。
【００３５】
（実施例３）
次に図７は本発明の第３の実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。
本実施例においては、画像形成動作（例えばコピー動作）の実行時に、まず実施例１と同様にエアーポンプ３４のみを所定時間作動させる（Ｓ４１）。この後、初回のみカウンタによる規定時間の積算を開始し（Ｓ４２）、トナー補給制御を開始する。尚、ここで積算する規定時間とは、エアーポンプが停止してから次のトナー補給動作（トナー搬送動作）が行なわれるまでの時間である。
【００３６】
次にトナー補給制御が行なわれ、トナーエンドセンサ１４ｅからホッパ内トナー無しの検知信号が制御部に送信されると、制御部はトナー無しと判断して（Ｓ４３）、搬送コイル４１およびエアーポンプ３４を同時に作動（ＯＮ）し、トナー搬送装置によるトナー補給動作を実行する（Ｓ４４）。そして所定時間（例えばｔ１秒間）トナー補給を行なった後、トナー搬送動作終了時にまず搬送コイル４１の駆動を停止させ（Ｓ４５）、エアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ２秒間）作動させた後に停止させる（Ｓ４６）。この場合、トナー補給動作とエアーポンプ３４のみを所定時間作動させる制御が行なわれたので、規定時間の累積をクリアし（Ｓ４７）、規定時間の再積算を開始する（Ｓ４８）。
【００３７】
次に前述のトナーエンドセンサ１４ｅの検知結果がホッパ内トナー有りの場合は（Ｓ４３）、トナー補給は行なわれないが、トナー補給を行なわない状態でコピー動作を行っている時に、トナー補給無しの状態が規定時間以上に達した場合には（Ｓ４９，Ｓ５０）、強制的にトナー搬送装置のエアーポンプ３４のみを所定時間（例えばｔ３秒間）作動させた後、停止させる（Ｓ５１，Ｓ５２）。この場合、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる制御が行なわれたので、規定時間の累積をクリアし（Ｓ５３）、規定時間の再積算を開始する（Ｓ５４）。そして、コピーが終了するまで同様の制御を繰り返し、コピーが終了した場合には（Ｓ４９）、制御動作を終了し規定時間累積データを保持しておく（Ｓ５５）。
【００３８】
尚、以上の制御の場合は、コピー終了時に規定時間累積データを保持しておくので、累積時間は画像形成動作間にまたがって積算される。従って、ステップＳ４２の規定時間の積算開始は、装置を始めて使用した時のみコピー動作と同時に積算を開始する動作であり、その後の画像形成動作時にはステップＳ４２の動作は省略され、ステップＳ４３以降の制御で画像形成動作間にまたがって積算される。また、コピー終了時に規定時間累積データを保持しない場合や、何らかの理由でクリアされたような場合には、画像形成動作の開始時にエアーポンプのみを所定時間作動させた後に、ステップＳ４２を実行し、規定時間の積算を開始する。
【００３９】
以上のように、本実施例の制御動作では、コピー動作中に所定の規定時間以上トナー補給動作（トナー搬送動作）が無い場合には、強制的にエアーポンプ３４のみを所定時間作動させることにより、例えば一回の画像形成動作の時間が長く（例えばコピー枚数が多い）、かつトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少なく、エアーポンプの稼働率が低いような場合でも、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる制御を実行して、チューブ４４内の残留トナーを排除することができ、チューブ内のトナー詰まりを抑えることができる。
【００４０】
（実施例４）
以上の実施例１〜３においては、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際に、ｔ２秒間またはｔ３秒間継続してポンプを作動させる制御を行っていたが、本実施例では上記動作に代えて、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際には、その動作を、オン、オフを繰り返す間欠動作（脈動）にするものである。すなわち、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際に、ｔ４秒間ＯＮ、ｔ５秒間ＯＦＦをワンセットとしてｎ回くりかえすような制御動作とする。
一例としては、実施例１〜３では、エアーポンプ３４のみを作動させる時間を連続５秒間としていたものを、本実施例ではポンプＯＮ：０．８秒、ポンプＯＦＦ：０．２秒を５回繰り返すような間欠動作とする。
【００４１】
尚、このような間欠動作によりエアー供給を行なう場合、チューブ４４内の残留トナーの排除をより効果的に行なうことができる。すなわち、エアーポンプ３４を作動させる場合、ポンプをＯＮした直後が最も内圧が上がり、残留トナーに作用する衝撃のエネルギーが大きいと考えられるので、継続して５秒間ポンプを作動させるよりは、１秒間×５回の方がチューブ内の残留トナーに与えるトータルの衝撃力が大きくなり、チューブ内で凝集した残留トナーを効果的に崩して排除することが可能となる。
【００４２】
以上のように本実施例では、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際に、その動作を、オン、オフを繰り返す間欠動作（脈動）にすることにより、チューブ４４内の残留トナーを効果的に排除することができる。しかも、エアーポンプ３４を間欠動作（脈動）にするので、エアーポンプのトータルＯＮ時間を長くすることなくチューブ内のトナー詰まりを効果的に抑えることができる。従って、一回のコピー動作の時間が長く（例えばコピー枚数が多い）、かつトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少なく、残留トナーの凝集が発生しやすいような場合でも、チューブ内の残留トナーを効果的に排除することができる。
【００４３】
（実施例５）
前述の実施例１〜３においては、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際に、ｔ２秒間またはｔ３秒間継続してポンプを作動させる制御を行っていたが、本実施例では、エアーポンプ３４として逆流可能なエアーポンプを用い、搬送コイルの停止後あるいは停止中、エアーポンプを所定時間作動させる際に、該エアーポンプの動作を順方向、逆方向を繰り返す動作にするものである。すなわち、エアーポンプ３４のみを所定時間作動させる際に、ｔ６秒間順方向ＯＮ、ｔ７秒間ＯＦＦ、ｔ８秒間逆方向ＯＮ、ｔ９秒間ＯＦＦをワンセットとしてｎ回くりかえすような制御動作とする。
一例としては、実施例１〜３では、エアーポンプ３４のみを作動させる時間を連続５秒間としていたものを、本実施例ではポンプ順方向ＯＮ：０．５秒、ポンプＯＦＦ：０．２秒、ポンプ逆方向ＯＮ：０．５秒、ポンプＯＦＦ：０．２秒を４回繰り返すような動作とする。
【００４４】
尚、このような順方向・逆方向の繰り返し動作によりエアー供給を行なう場合、チューブ４４内の残留トナーの排除をより効果的に行なうことができる。すなわち、チューブ内に付着したり堆積して凝集した残留トナーは、気流の方向によって抜けやすさや凝集核の崩れやすさが異なると考えられ、順方向のみにエアーを供給するよりは、順方向と逆方向を繰り返すようにエアーを供給した方が凝集トナーが崩れるきっかけを与え易くなり、より効果的に凝集トナーを崩して排除することが可能となる。また、トナー補給動作の終了時には、トナー供給側のジョイント部のチューブ内に多くのトナーが残っている場合が有るが、このような場合にも、エアーを逆方向に流すことにより、トナー供給側のチューブ接続口付近に残留したトナーをジョイント部側に押し戻すことができ、より効果的に残留トナーを排除することができる。
【００４５】
以上のように、本実施例では、エアーポンプ３４として、逆流可能なエアーポンプを用い、搬送コイル４１の停止後あるいは停止中、エアーポンプを所定時間作動させる際に、該エアーポンプの動作を順方向、逆方向を繰り返す動作にすることにより、残留トナーがチューブ４４内の管壁等に付着して凝集しているような場合にも、気流の向きを順、逆方向に変化させることで凝集トナーが崩れやすくなり、残留トナーの排除をより効果的に行なうことができ、チューブ内のトナー詰まりをより効果的に抑えることができる。従って、一回のコピー動作の時間が長く（例えばコピー枚数が多い）、かつトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少なく、残留トナーの凝集が発生しやすいような場合でも、チューブ内の残留トナーを効果的に排除することができる。
【００４６】
以上、本発明の実施例として、トナー補給部３２から現像装置１４にトナーを搬送するトナー搬送装置の構成及び制御動作について説明したが、クリーニング装置１６で回収したトナーを現像装置１４または廃トナー回収部３７に搬送するトナー搬送装置の場合にも同様に実施することができる。例えば、クリーニング装置１６の底部に図２に示したような搬送パイプ４０と搬送コイル４１及び駆動装置４２を設け、ジョイント部４３を介してチューブ４５及びエアーポンプ３５と接続すれば、前述の実施例と同様にして回収トナーを現像装置１４のホッパ１４ｄに気流搬送することができる。そして、この場合にも前述の実施例１〜５と同様の制御により回収トナーのリサイクル動作を適宜実施することができる。
また、以上の実施例では、気流発生手段としてエアーポンプを用いた例を示したが、モーノポンプ（スクリューポンプ）とエアーポンプを組み合わせてトナー供給手段と気流発生手段を兼ねたような構成とすることもできる。
【００４７】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に係る画像形成装置では、トナー搬送装置は、気流発生手段として逆流可能なエアーポンプを用い、トナー供給手段の停止後あるいは停止中、エアーポンプを所定時間作動させる際に、該エアーポンプの動作を順方向、逆方向を繰り返す動作にすることにより、残留トナーが搬送経路内の管壁等に付着して凝集しているような場合にも、気流の向きを順、逆方向に変化させることで凝集トナーが崩れやすくなり、残留トナーの排除をより効果的に行なうことができ、搬送経路内のトナー詰まりをより効果的に抑えることができる。従って、一回の画像形成動作の時間が長く（例えばコピー枚数が多い）、かつトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少なく、残留トナーの凝集が発生しやすいような場合でも、搬送経路内の残留トナーを効果的に排除することができる。
【００４９】
請求項２に係る画像形成装置では、画像形成動作の実行中に所定時間以上トナー搬送動作が行われなかったとき、トナー搬送装置は、気流発生手段のみを所定時間作動させることにより、画像形成動作中のトナー補給動作（トナー搬送動作）の頻度が少ない場合でも、搬送経路内の残留トナーを排除することができ、搬送経路内のトナー詰まりを抑えることができる。
【００５１】
請求項３に係る画像形成装置では、請求項１または２の構成に加え、前記トナー搬送装置は、前記トナー搬送動作終了時に前記トナー供給手段を停止した後、前記気流発生手段を所定時間作動させた後、停止させると共に、前記像担持体を回転して潜像形成、現像、転写、クリーニングの一連の動作を行う画像形成動作の開始時に前記気流発生手段のみを所定時間作動させることにより、トナー搬送動作終了時に排除しきれずに搬送経路内に残留したトナーが有った場合にも、画像形成動作の開始時に搬送経路内に気流のみを所定時間発生させて残留トナーを極力排除することができる。従ってトナー搬送経路のトナー詰まりを防止することができる。
【００５２】
以上のように、請求項１〜３に係る画像形成装置では、トナー搬送装置のチューブ内残留トナーによる不具合を極力防止することができ、トナー補給やトナーリサイクル等を効果的に行なうことができる。従って、トナー搬送不良に起因する画像不良の発生等を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の一実施形態を示す図であり、図１に示す画像形成装置のトナー補給部から現像装置のホッパへトナーを搬送するトナー搬送装置の概略構成図である。
【図３】図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置のトナー補給制御（トナー搬送制御）動作の一例を示すフローチャートである。
【図４】図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置のトナー補給制御（トナー搬送制御）動作の別の例を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の別の例を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施例を示す図であって、図２に示すトナー搬送装置を用いた画像形成装置の制御動作の別の例を示すフローチャートである。
【符号の説明】
１１：感光体（像担持体）
１２：帯電装置
１３：光書き込み装置
１４：現像装置（現像部）
１５：転写装置（転写部）
１６：クリーニング装置（クリーニング部）
１７：除電装置
１８：定着装置
２３，２４：給紙部
３２：トナー補給部
３３：トナーボトル
３４，３５，３６：エアーポンプ（気流発生手段）
４０：搬送パイプ
４１：搬送コイル（トナー供給手段）
４２：搬送コイル駆動手段
４３：ジョイント部
４４，４５，４６：チューブ（トナー搬送経路）

Claims (3)

1. 像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視像化する現像部と、前記像担持体上の可視像を直接または中間転写体を介して転写材に転写する転写部と、転写後に像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング部とを有する画像形成装置であって、
   新規トナーを収納するトナー補給部から前記現像部へトナーを搬送する手段、もしくは前記クリーニング部から前記現像部へ回収トナーを搬送する手段、あるいは前記クリーニング部から廃トナー回収部へ回収トナーを搬送する手段としてトナー搬送装置を備え、
   前記トナー搬送装置は、管状のトナー搬送経路と、該トナー搬送経路に前記新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段を有し、トナー搬送動作時には前記トナー供給手段により前記トナー搬送経路にトナーを供給するとともに前記気流発生手段により気流を発生させ、前記トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送し、トナー搬送動作終了時には前記トナー供給手段を停止させるように動作する、画像形成装置において、
   前記トナー搬送装置は、前記気流発生手段として逆流可能なエアーポンプを用い、前記トナー供給手段の停止後あるいは停止中、前記エアーポンプを所定時間作動させる際に、該エアーポンプの動作を順方向、逆方向を繰り返す動作にすることを特徴とする画像形成装置。
2. 像担持体と、該像担持体に潜像を形成する手段と、前記像担持体上に形成した潜像をトナーにより現像して可視像化する現像部と、前記像担持体上の可視像を直接または中間転写体を介して転写材に転写する転写部と、転写後に像担持体上に残留したトナーを回収するクリーニング部とを有する画像形成装置であって、
   新規トナーを収納するトナー補給部から前記現像部へトナーを搬送する手段、もしくは前記クリーニング部から前記現像部へ回収トナーを搬送する手段、あるいは前記クリーニング部から廃トナー回収部へ回収トナーを搬送する手段としてトナー搬送装置を備え、
   前記トナー搬送装置は、管状のトナー搬送経路と、該トナー搬送経路に前記新規トナーまたは回収トナーを供給するトナー供給手段と、前記トナー搬送経路内に気流を発生する気流発生手段を有し、トナー搬送動作時には前記トナー供給手段により前記トナー搬送経路にトナーを供給するとともに前記気流発生手段により気流を発生させ、前記トナー搬送経路内を気流に乗せてトナーを搬送し、トナー搬送動作終了時には前記トナー供給手段を停止させるように動作する、画像形成装置において、
   前記像担持体を回転して潜像形成、現像、転写、クリーニングの一連の動作を行う画像形成動作が実行され、該画像形成動作の実行中に所定時間以上トナー搬送動作が行われなかったとき、前記トナー搬送装置は、前記気流発生手段のみを所定時間作動させることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置において、
   前記トナー搬送装置は、前記トナー搬送動作終了時に前記トナー供給手段を停止した後、前記気流発生手段を所定時間作動させた後、停止させると共に、前記像担持体を回転して潜像形成、現像、転写、クリーニングの一連の動作を行う画像形成動作の開始時に前記気流発生手段のみを所定時間作動させることを特徴とする画像形成装置。

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