JP4563196B2 - 粉体補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー等の粉体を補給先に補給する粉体補給装置に関するものである。また、かかる粉体補給装置を用いて、粉体たるトナーを現像手段に補給する画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、トナー及びキャリアを含有する現像剤により、感光体等の潜像担持体に担持された潜像を現像するものが知られている。この種の画像形成装置は、現像に伴ってトナーを消費した現像剤のトナー濃度を回復させるべく、現像装置内の現像剤にトナーを適宜補給するためのトナー補給装置を有している。かかるトナー補給装置においては、現像剤のトナー濃度の低下を確認してからトナー補給を行うと、どうしてもトナー濃度の変動幅が大きくなってしまう。このため、画像情報に基づいて算出したトナー消費量の理論値（以下、消費理論値と言う）に応じてトナーを適宜補給していく方式が多く採用されている。また、この方式に加えて、消費理論値と実際のトナー消費量との誤差によるトナー濃度変動の暴走を回避すべく、現像剤のトナー濃度を定期的に検知した結果に応じてトナー補給量を一時的に補正する方式を採用したものもある。

このように、消費理論値に応じてトナーを補給する画像形成装置では、低画像面積率の画像の出力頻度が比較的高くなると、トナー濃度の著しい低下をきたすことがあった。モータ等の駆動源のＯＮ、ＯＦＦによって搬送スクリュウ等の補給動作部の動作をＯＮ、ＯＦＦする構成においては、かかる不具合が次のようにして起こることがわかっている。即ち、駆動源の駆動力を補給動作部に伝達するための駆動伝達系が停止している時には、ギヤの噛み合い部や軸受け部などに静止摩擦力が発生する。また、補給動作部に何らかの物体が接触している場合には、その物体と補給動作部との間にも静止摩擦力が発生する。そして、駆動源が励磁されてから、駆動伝達系等にこれらの静止摩擦力を上回る駆動力が発生するまでには、ある程度のタイムラグがある。即ち、駆動源が励磁されてから補給動作部が実際に動作を開始するまでの間には、ある程度のタイムラグが発生する。更に、補給動作部が動作を開始してから、動作速度が所定の速度に上昇するまでの間にも、ある程度の時間を要する。これらの結果、駆動源が励磁されてから、補給動作部によるトナー補給が開始され、更にその補給量が所定量に増加するまでの間は、トナーが殆ど補給されないことになる。トナー消費量の非常に少ない低画像面積率の画像が出力された場合、その低画像面積率に対応して非常に短い値となる電気制御上の補給ＯＮ時間の全て又は大半は、前述のようにトナーが殆ど補給されなくなる。すると、電気信号としては少量のトナーを補給させるように駆動源を制御しているにもかかわらず、実際にはトナーが殆ど補給されないといった事態が起こる。低画像面積率の画像の出力頻度が比較的高くなると、かかる事態が頻繁に起こって、トナー濃度が著しく低下していくのである。

駆動源のＯＮ、ＯＦＦではなく、既に動いている駆動源の駆動をクラッチによって繋いだり遮断したりすることで、補給動作部の動作をＯＮ、ＯＦＦする構成では、上述のトナー濃度の低下が次のようにして起こることがわかっている。即ち、クラッチが作動を開始してから駆動源の駆動を補給動作部に繋ぐまでの間には、摩擦やクラッチの物理的移動などに起因してある程度のタイムラグが発生する。更に、駆動が繋がってから、補給動作部の動作速度が所定の速度に上昇するまでの間にも、ある程度の時間を要する。すると、駆動源をＯＮ、ＯＦＦする場合と同様に、低画像面積率の画像の出力頻度が比較的高くなると、トナーが殆ど補給されなくなるといった事態が頻繁に起こって、トナー濃度が著しく低下していく。

一方、特許文献１においては、消費理論値が所定の閾値に満たない場合に、その分の補給動作を、次回以降のトナー補給時に繰り越して行う画像形成装置が提案されている。この画像形成装置においては、画像面積率などの画像情報に基づいて求められる電気制御上の補給ＯＮ時間が、補給動作を殆ど無くしてしまうほど短い場合には、その時間分の補給動作を次回以降に繰り越すことで、ある程度まとまった時間単位でしか補給動作を行わないようにする。すると、電気制御上の補給ＯＮ時間が短すぎることに起因してトナーが殆ど行われなくなるといった事態を回避することが可能になるので、上述のようなトナー濃度の著しい低下を回避することができる。

特開平５−９４０９２号公報

ところが、この画像形成装置では、低画像面積率の画像の出力に起因するトナー濃度の著しい低下を回避することができても、その逆に、高画像面積率の画像が一時的に集中して出力されることに起因する不具合には何ら対処することができない。高画像面積率の画像が一時的に集中して出力されると、多量のトナーが現像装置内に一気に補給される。すると、十分に摩擦帯電されないままに現像領域（潜像担持体と現像手段との対向領域）に運ばれるトナーの割合が急増して、地汚れを引き起こし易くなる。この地汚れとは、潜像担持体の非画像部にトナー付着による汚れを発生させる現象であり、トナーの帯電不足によって起こることが多い。同特許文献１に記載の画像形成装置では、高画像面積率の画像を集中して出力する場合のトナー補給については何の工夫も行っていないため、かかる地汚れを引き起こす可能性が高いと考えられる。

なお、電気制御上の補給ＯＮ時間が短すぎることに起因して補給動作が殆ど行われなくなるという問題は、粉体としてトナーを用いる画像形成装置に限らず、補給先に粉体を補給する粉体補給装置であれば同様に生じ得る。また、画像形成装置では多量のトナーを一気に補給すると地汚れを引き起こし易くなるが、トナーとは異なる粉体を補給する他の装置の場合にも、多量の粉体を一気に補給すれば何らかの不具合を引き起こす可能性がある。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のような粉体補給装置及びこれを用いる画像形成装置を提供することである。即ち、電気制御上の補給ＯＮ時間が短すぎることに起因して補給が殆ど行われなくなるといった事態を回避しつつ、多量の粉体を一気に補給することに起因する不具合を回避することができる粉体補給装置等である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体を収容する粉体収容手段と、該粉体収容手段内の粉体を補給先に補給する補給手段と、所定のタイミング毎に到来する補給制御期間に所定の演算式に基づいて変数を求め、その演算結果が予め定められた下限閾値以上である場合には、該演算結果が得られた該補給制御期間に該演算結果に応じた時間だけ該補給手段を駆動し、該演算結果が該下限閾値に満たない場合には、その時間分の駆動を次回以降の該補給制御期間に繰り越して行う制御を実施する補給制御手段と、を備える粉体補給装置において、上記変数の演算結果が予め定められた上限閾値を超える場合には、駆動時間の累積が該演算結果に応じた時間分になるように、該補給手段を間欠駆動し、且つ、上記上限閾値を超える上記演算結果が得られた上記補給制御期間内に、上記間欠駆動における上記累積が上記演算結果に応じた時間分よりも小さくなる場合には、小さくなる分の駆動を次回以降の上記補給制御期間に繰り越して行う制御を実施させるように、上記補給制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体補給装置において、上記補給手段として、上記粉体収容手段内のトナーを吸引ポンプによって吸引しながら上記補給先に補給するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の粉体補給装置において、上記吸引ポンプとして、モーノポンプを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの粉体補給装置において、上記粉体収容手段に対して定期的に空気を送り込む送気手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの粉体補給装置において、上記粉体収容手段として、変形によって減容可能な減容式粉体収容器を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、粉体たるトナーを収容するトナー収容手段から該現像手段に向けてトナーを補給するトナー補給装置とを備える画像形成装置において、上記トナー補給装置として、請求項１乃至５の何れかの粉体補給装置を用いたことを特徴とするものである。

これらの発明においては、粉体の補給時間を左右する変数の演算結果が所定の下限閾値を下回った場合に、その演算結果に対応する時間分の補給手段の駆動を、次回以降の補給制御期間に繰り越して行うことで、補給手段をある程度まとまった時間単位で駆動することが可能になる。そして、このことにより、電気制御上の補給ＯＮ時間が短すぎることに起因して補給が殆ど行われなくなるといった事態を回避することができる。
また、上述の変数の演算結果が所定の上限閾値を超えた場合に、補給手段を間欠駆動することで、連続駆動した場合と同様の粉体量を、ある程度の長い時間をかけて補給する。これにより、多量の粉体を一気に補給することに起因する不具合を回避することもできる。

以下、本発明を適用した画像形成装置の実施形態として、タンデム方式のカラーレーザープリンタ（以下「プリンタ」という）について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。このプリンタは、イエロー（Ｙ），マゼンダ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色のトナー像を形成するための４組のトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。なお、以下、各符号の添字Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。

トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、プロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとを有しており、プロセスカートリッジ１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの中には潜像担持体としてのドラム状の感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが収容されている。本プリンタは、かかる構成のトナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他、光書込ユニット５０、給紙カセット６１，６２、レジストローラ対６３、転写ユニット７０、ベルト定着方式の定着ユニット８０、反転搬送ユニット９０、再給紙ユニット９５、手差しトレイ９６を備えている。また、トナー収容器１５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ、廃トナーボトル、電源ユニットなども備えている。

［光書込ユニット］
上記光書込ユニット５０は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面にレーザ光を走査しながら照射する。この照射により、各感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの表面にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の静電潜像が形成される。

［感光体等］
図２は、４つのプロセスユニット１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙを示す拡大構成図である。なお、他色のプロセスユニット（１０Ｍ，Ｃ，Ｋ）についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙは、図中反時計回りに回転駆動される感光体１１Ｙの他、これの表面に当接しながら回転して転写残トナーを掻き落とすクリーニングブラシ１２Ｙ、感光体表面に当接して同じく転写残トナーを掻き落とすカウンタブレード１３Ｙ、感光体表面を一様帯電せしめる帯電ローラ１４Ｙなどを有している。また、感光体表面に除電処理を施す図示しない除電ランプなども有している。

Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙにおいて、図示しない電源によって交流の帯電バイアスが印加される帯電ローラ１４Ｙは、感光体１１Ｙに当接するか、あるいは微小ギャップを介して対向するかするように配設されている。そして、図示しない駆動手段により、対向部でその表面を感光体１１Ｙの表面移動とは逆方向に移動させるように回転せしめられながら、感光体１１Ｙの表面を一様帯電せしめる。このように一様帯電せしめられた感光体１１Ｙの表面に、上記光書込ユニット（図１の５０）で変調及び偏向されたレーザー光が走査されながら照射されると、感光体１１Ｙの表面に静電潜像が形成される。

［現像装置］
図３は、上述の４つの現像装置２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、Ｙ用の現像装置２０Ｙを、Ｙ用の感光体１１Ｙとともに示す拡大構成図である。なお、他色の現像装置（２０Ｍ，Ｃ，Ｋ）についてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。同図において、Ｙ用の現像装置２０Ｙは、現像ケース２１Ｙの開口から一部露出させながら回転駆動される非磁性パイプからなる現像スリーブ２２Ｙや、これに連れ回らないように内包される磁力発生手段たるマグネットローラ２３Ｙなどを有している。また、ドクターブレード２４Ｙ、第１搬送スクリュウ２５Ｙ、第２搬送スクリュウ２６Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）２７Ｙ、トナー補給口２８Ｙ等も有している。

上記現像ケース２１Ｙには、磁性粒子たる磁性キャリアと、マイナス帯電性で且つ非磁性のＹトナーとを含む現像剤を収容する現像剤収容手段たる現像剤収容部２９Ｙが形成されている。この現像剤は第１搬送スクリュウ２５Ｙや第２搬送スクリュウ２６Ｙによって撹拌搬送される。そして、現像スリーブ２２Ｙの近傍において、マグネットローラ２３Ｙの発する磁極の影響により、回転駆動される現像剤担持体たる現像スリーブ２２Ｙの表面に汲み上げられて磁気ブラシとなる。この磁気ブラシは、ドクターブレード２４Ｙによってその層厚が規制されてから感光体１１Ｙと対向する現像位置に搬送される。この現像位置では、現像スリーブ２２Ｙ表面と、感光体１１Ｙ表面とが最も接近する位置における両表面の間隙、即ち、現像ギャップが形成されている。現像ギャップやその近傍においては、現像スリーブ２２Ｙ上の磁気ブラシ先端が、感光体１１Ｙ表面に摺擦しながら移動して、Ｙトナーを静電潜像に転位させる。この転位により、感光体１１Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した磁気ブラシは、現像スリーブ２２Ｙの回転に伴って現像剤収容部２９Ｙ内に戻される。一方、現像されたＹトナー像は、後述の転写搬送ベルトの表面に保持されながら搬送される転写紙に転写される。

透磁率センサからなるＴセンサ２７Ｙは、現像ケース２１Ｙの底板に取り付けられ、第２搬送スクリュウ２６Ｙによって搬送される現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と良好な相関を示すため、Ｔセンサ２７ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。制御部は、ＲＭＡ等の記憶手段を備えており、その中にＴセンサ２７Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他色用のＴセンサのＭ，Ｃ，Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。Ｙ用の現像装置２０Ｙについては、Ｔセンサ２７Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、Ｙ現像剤中のＹトナー濃度の目標値からのズレを把握する。この粉体ポンプは、モーノポンプなどと呼ばれる周知の粉体搬送ポンプであり、Ｙトナーを収容する図示しないＹトナー収容器内のＹトナーを搬送して、トナー補給口２８Ｙから現像装置２０Ｙ内に補給する。他の現像装置２０Ｍ，Ｃ，Ｋについても、図示しないＭ，Ｃ，Ｋ用の粉体ポンプの駆動により、同様にしてトナーが補給される。

図４は、光書込ユニット５０を各感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとともに示す拡大構成図である。光書込ユニット５０は、同軸上に配置された２つの回転多面鏡５１，５２がポリゴンモータ５３によって回転駆動される。そして、図示しない２つのレーザー光源としてのレーザダイオードから発せられるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のレーザー光を反射する。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のレーザー光は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ画像データに基づいて変調されたレーザー光である。回転多面鏡５１，５２で反射したＹ，Ｍ用レーザ光は２層のｆθレンズ５４ａを通る。このｆθレンズ５４ａを通ったＹ用レーザ光は、複数のミラー５５で反射した後、Ｙ用の感光体１１Ｙの表面を照射する。また、ｆθレンズ５４ａを通ったＭ用レーザ光は、複数のミラー５６で反射した後、Ｍ用の感光体１１Ｍの表面を照射する。一方、回転多面鏡５１，５２で反射したＣ，Ｋ用レーザ光は２層のｆθレンズ５４ｂを通る。このｆθレンズ５４ｂを通ったＣ用レーザ光は、複数のミラー５７で反射して後、Ｃ用の感光体１１Ｃの表面を照射する。また、ｆθレンズ５４ｂを通ったＫ用レーザ光は、複数のミラー５８で反射した後、Ｋ用の感光体１１Ｋの表面を照射する。

以上のようにして、図１に示した各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、光書込ユニット５０と共同して、各感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋにトナー像を形成する。よって、本プリンタにおいては、各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと、光書込ユニット５０との組合せにより、トナー像形成手段が構成されている。

［給紙手段］
プリンタ本体の下部には、２つの給紙カセット６１，６２が配設されている。これら給紙カセット６１，６２は、内部に図示しない転写紙束を収容しており、その一番上の転写紙に給紙ベルトユニット６１ａ，６２ａを押し当てている。そして、所定のタイミングで給紙ベルトユニット６１ａ，６２ａの駆動により、転写紙を給紙路に送り出す。この給紙路の末端には、レジストローラ対６３が配設されており、送られてきた転写紙Ｐを、Ｙトナー像形成部１Ｙの感光体１１Ｙ上に形成されたＹトナー像に同期させ得るタイミングで、転写ユニット７０に向けて送り出す。

［転写ユニット］
上記転写ユニット７０は、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのそれぞれに接触して４つの転写ニップを形成しながら図中時計回りに無端移動する表面移動体たる転写搬送ベルト７１を有している。転写搬送ベルト７１は、各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに接触して４つの転写ニップを形成するように、４つの支持ローラ７２，７３，７４，７５に掛け回されている。これらの支持ローラのうち、図中最も右側のもの（７２）に対しては、図示しない電源から所定電圧が印加された静電吸着ローラ７６が対向するように配置されている。この静電吸着ローラ７６からの電荷付与により、転写搬送ベルト７１は、そのおもて面（スープ外面）に図示しない転写紙Ｐを静電吸着することができる。

各転写ニップの下方には、転写搬送ベルト７１の裏面に接触する転写バイアス印加ローラ７７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが設けられている。これら転写バイアス印加ローラ７７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋには、図示しない転写バイアス電源によって定電流制御される転写バイアスが印加される。これにより、転写搬送ベルト７１に転写電荷が付与され、各転写ニップにおいて転写搬送ベルト７１と感光体表面との間に所定強度の転写電界が形成される。なお、本プリンタにおいては、転写バイアス印加部材として転写バイアス印加ローラ７７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを設けているが、ローラに代えて、ブラシやブレード等のものを設けてもよい。

給紙カセット６１，６２から送り出された転写紙Ｐは、レジストローラ対６３が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対６３によって所定のタイミングで送り出された転写紙Ｐは上記転写搬送ベルト７１に保持され、感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに接触し得るＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ転写ニップを順次通過する。これにより、各トナー像形成部１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光体１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上で現像されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が、それぞれ転写ニップで転写紙Ｐに重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙Ｐ上にはフルカラー画像が形成される。

［定着ユニット］
フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、転写搬送ベルト７１の無端移動に伴って図中右下から左上へと搬送されて、定着ユニット８０に受け渡される。定着ユニット８０は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転駆動される加圧ローラ８１と、定着ベルトユニット８２とを備えている。また、この定着ベルトユニット８２は、図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動される駆動ローラ８３と、ハロゲンランプ等の熱源を内包する加熱ローラ８４と、定着ベルト８５とを有している。定着ベルト８５は、駆動ローラ８３と加熱ローラ８４とに張架されながら、図中反時計回りに無端移動せしめられる。そして、加熱ローラ８４による張架位置にて所定の温度に加熱される。加熱後の定着ベルト８５のおもて面（ループ外面）には、加圧ローラ８１が当接して定着ニップを形成している。転写搬送ベルト７１から送られてくる転写紙は、この定着ニップに挟まれて、加熱されながら加圧される。これにより、転写紙上のフルカラー画像に対して定着処理が施される。

［反転搬送ユニット］
定着処理が施された転写紙Ｐは、図示しない搬送路切換器に至る。この搬送路切換器は、転写紙Ｐのその後の搬送路を、排紙路９８と反転路とで切り替えるものである。搬送路切換器が搬送路を排出路９８に設定している場合には、定着ユニット８０を通過した後の転写紙Ｐが排紙路９８に送り込まれて、プリンタ筺体の上面に形成された排紙トレイ９７上にスタックされる。これに対し、搬送路切換器が搬送路を反転路に設定している場合には、定着ユニット８０を通過した後の転写紙Ｐが、定着ユニット８０の図中左側方に配設されている反転搬送ユニット９０に送られる。この反転搬送ユニット９０は、送り込まれてきた転写紙Ｐを上下反転させた後、再給紙ユニット９５に受け渡す。転写ユニット７０の下方に配設された再給紙ユニット９５は、反転後の転写紙Ｐをレジストローラ対６３に向けて搬送する。このような再給紙により、転写紙Ｐは、再び転写ユニット７０に送られて、もう一方の面にもフルカラー画像が形成される。その後は、定着ユニット８０と排出路９８とを経由して、排紙トレイ９７上にスタックされる。

［除電］
先に示した図２において、トナー像が転写された後の感光体１１Ｙの表面は、クリーニングブラシ１２Ｙやカウンタブレード１３Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、図示しない除電ランプからの除電光を受けて除電される。この除電により、感光体１１Ｙの電位が初期化されて、次の静電潜像の形成に備えられる。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図５は、本プリンタにおけるＹ用の現像装置２０Ｙを示す破断斜視図である。同図に示す現像装置２０Ｙの鉛直方向上方には、図示しないＹ用の粉体ポンプが配設されている。この粉体ポンプから排出されるＹトナーは、図中矢印Ｄに示されるように、現像装置２０Ｙの現像剤収容部におけるスクリュウ軸線方向の一端部に補給される。そして、第１搬送スクリュウ２５Ｙの周囲に存在する図示しないＹ現像剤に取り込まれながら、回転駆動せしめられる第１搬送スクリュウ２５Ｙの軸線方向に沿って、反対側の端部に向けて図中矢印Ｅのように搬送される。第１搬送スクリュウ２５Ｙの反対側の端部まで搬送されたＹ現像剤中のＹトナーは、仕切壁に設けられた開口を通って、第２搬送スクリュウ２６Ｙの一端部に受け渡される。そして、今度は、回転駆動せしめられる第２搬送スクリュウ２６Ｙの軸線方向に沿って、図中矢印Ｆの方向、即ち、第１搬送スクリュウ２５Ｙによる搬送方向とは正反対の方向、に搬送される。この正反対の方向の搬送の際、一部のＹ現像剤は、現像スリーブ２２Ｙに汲み上げられて、図示しないＹ用の感光体に対向する現像領域に送られる。そして、現像スリーブ２２Ｙの回転に伴って再び第２搬送スクリュウ２６Ｙ上に戻される。更に、第２搬送スクリュウ２６Ｙの端部まで搬送されると、再び第２搬送スクリュウ２５Ｙの端部に受け渡される。このようにして、Ｙ現像剤は、現像装置２０Ｙ内を循環搬送される。この循環搬送の際、Ｙ現像剤中のＹトナーは、磁性キャリアに摩擦せしめられて摩擦帯電が助長される。

先に示した図１において、光書込ユニット５０の図中右上付近には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーを収容するトナー収容器１５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが配設されている。粉体収容手段たるこれらトナー収容器１５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに収容されるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーは、それぞれ対応する色の現像装置内に適宜補給される。なお、図１には、１つのトナー収容器しか示されていないが、これは各トナー収容器が図の紙面に直交する方向に並んでいるためである。

図６は、Ｙトナー用のトナー収容器１５０Ｙを示す分解斜視図である。図において、粉体収容器たるトナー収容器１５０Ｙは、袋部１５１Ｙと口金部１５２Ｙとを有する収容部１５３Ｙと、ノズル接続部１５４Ｙとを備えている。袋部１５１Ｙは、厚さ５０〜３００［μｍ］程度のポリエステルシートやポリエチレンシートなどといった変形自在なシート材が単層又は複層の角張った袋状に成形されたもので、内部に粉体たるＹトナーを収容している。袋部１５１Ｙに用いられるシート材としては、ポリエチレンやナイロン等の樹脂シート、紙シートなどが挙げられる。袋部１５１Ｙの上半分は、膨らんだ状態でほぼ直方体の形状になるが、下半分は逆四角錐状の形状になる。このような逆四角錐状の形状により、開口に向かって先細になるホッパが形成されている。このホッパの先端には、樹脂材等からなる円筒状の口金部１５２Ｙが固定されている。トナー収容器１５０Ｙは、収容部１５３Ｙの口金部１５２Ｙを下側に位置させる姿勢で用いられ、口金部１５２Ｙと袋部１５１Ｙとは連通している。よって、収容部１５３Ｙにおいては、口金部５２Ｙ内が袋部５１Ｙから落下してくるＹトナーで満たされる。このようにＹトナーで満たされた口金部１５２Ｙには円筒状のノズル接続部１５４Ｙが接続されており、両者は図示しない連通口によって連通している。この連通口は、口金部１５２Ｙ側から見た場合には収容部１５３Ｙからの粉体出口たるトナー出口となる一方で、ノズル接続部１５４Ｙ側から見た場合にはトナー受入口となる。なお、ノズル接続部１５４Ｙの役割については後に詳述する。また、Ｙトナー用のトナー収容器１５０Ｙについてだけ図６を用いて説明したが、他色トナー用のトナー収容器（１５０Ｍ、Ｃ、Ｋ）についてもほぼ同様の構成であるので説明を省略する。

図７は、Ｙトナー用のトナー補給装置をＹトナー用の現像装置２０Ｙの一部とともに示す概略構成図である。図において、粉体補給装置たるトナー補給装置は、トナー収容器１５０Ｙ、ノズル１６０Ｙ、搬送チューブ１７０Ｙ、送気手段たるエアーポンプ１８０Ｙ、吸引ポンプ１９０Ｙ等を備えている。トナー収容器１５０Ｙは、図示のように口金部１５２Ｙを下方に向ける姿勢で図示しない収容器支持台にセットされ、内部のトナーがほぼ無くなった時点で新たなものと交換される。この交換の際、ノズル１６０Ｙは、使用済みのトナー収容器１５０Ｙの上記ノズル接続部１５４Ｙから引き抜かれ、新たなトナー収容器１５０Ｙのノズル接続部１５４Ｙに挿入される。この挿入により、ノズル１６０Ｙと、搬送チューブ１７０Ｙと、吸引ポンプ１９０Ｙとを介して、新たなトナー収容器１５０Ｙと、Ｙ用の現像装置２０Ｙとが接続される。

図８は、上記ノズル１６０Ｙと、上記搬送チューブ１７０Ｙと、上記エアーポンプ１８０Ｙとを示す拡大構成図である。図において、ノズル１６０Ｙの先端側は、内管１６１Ｙと、外管１６２Ｙとを有する２重管構造になっており、その外径は上記ノズル接続部の内径とほぼ等しくなっている。内管１６１Ｙは、その先端を外管１６２Ｙの内部で開口させる一方で、その後端を外管１６２Ｙの外部で開口させている。但し、内管１６１Ｙの後端には搬送チューブ１７０Ｙが接続されているため、内管１６１Ｙの後端は搬送チューブ７０Ｙ内で開口している。外管１６２Ｙは、その先端付近の側壁に形成されたトナー受入口１６３Ｙと、その後端付近の側壁に形成されたエアー受入口１６４Ｙとを有している。外管１６２Ｙの後端付近には、このエアー受入口１６４Ｙに連通するようにエアー管１６５Ｙが接続されている。更に、このエアー管１６５Ｙには、エアーポンプ１８０Ｙのポンプ部１８１Ｙに設けられたエアー吐出チューブ１８２Ｙが接続されている。かかる構成のノズル１６０Ｙは、図７に示したように、その先端側がトナー収容器１５０Ｙのノズル接続部１５４Ｙ内に挿入される。この際、ノズル接続部１５４Ｙ内においてコイルバネ１５６Ｙによって鉛直方向下側に向けて付勢されている上記シャッタ部材１５７Ｙを押し上げることで、連通口１５５Ｙの側方から待避させる。そして、この待避に伴って連通口１５５Ｙを開放させながら、トナー受入口１６４Ｙを連通口１５５Ｙの側方に位置させるところまで十分に挿入される。この挿入によってノズル１６０Ｙがトナー収容器１５０Ｙのノズル接続部１５４Ｙに接続されると、トナー収容器１５０Ｙの口金部１５２Ｙ内のトナーが、連通口１５５Ｙと、トナー受入口１６４Ｙとを通ってノズル１６０の外管１６２Ｙ内に排出される。

かかる構成のトナー収容器１５０Ｙにおいて、ノズル接続部１５４Ｙには、ノズル１６０Ｙがそのトナー受入口１６４Ｙを収容部１５３Ｙの外側に位置させるように接続される。そして、収容部１５３Ｙ内のＹトナーは、ノズル接続部１５４Ｙによって連通口５５Ｙからノズル６０Ｙのトナー受入口１６４Ｙに導かれる。そうすると、収容部１５３Ｙ内のＹトナーが、収容部１５３Ｙ内に進入しているノズル部分に邪魔されることなく連通口１５５Ｙから排出されてトナー受入口１６４Ｙに受け入れられる。よって、Ｙトナーを収容部１５３Ｙから無駄なく排出することができる。

ノズル接続部１５４Ｙに接続されたノズル１６０Ｙの内管１６１Ｙの後端には、搬送チューブ１７０Ｙが接続されている。この搬送チューブ１７０Ｙは、変形自在で且つ耐トナー性に優れたゴム材や樹脂材等からなる内径φ４〜１０［ｍｍ］のチューブであり、ノズル１６０Ｙとは反対側の端部が吸引ポンプ１９０Ｙのポンプ部１９１Ｙに接続されている。吸引ポンプ１９０Ｙは、一軸偏芯スクリューポンプ（通称モーノポンプ）と呼ばれる方式のものである。そのポンプ部１９１Ｙは、金属や剛性の高い樹脂などで偏芯した２条スクリュー形状に加工されたロータ１９２Ｙ、ゴム等の材料に２条スクリュー状の空洞が形成されたステータ１９３Ｙ、吸引口１９４Ｙなどから構成されている。吸引ポンプ１９０Ｙは、このポンプ部１９１Ｙの他、これに連通する吐出部１９５Ｙ、軸部材１９６Ｙ、ユニバーサルジョイント１９７Ｙ、吸引モータ１９８Ｙ等も有している。吸引モータ１９８Ｙが回転すると、その回転駆動力がユニバーサルジョイント１９７Ｙと軸部材１９６Ｙとを介して２条スクリュー形状のロータ１９２Ｙに伝わる。そして、ロータ１９２Ｙがステータ１９３Ｙ内で回転すると、ポンプ部１９１Ｙの吸引口１９４Ｙに負圧が発生する。この負圧により、トナー収容器１５０Ｙの口金部１５４Ｙ内のＹトナーが吸引され、連通口１５５Ｙ、トナー受入口、ノズル１６０Ｙの内管１６１Ｙ、搬送チューブ１７０Ｙを経由して吸引ポンプ１９０Ｙ内に至る。そして、吸引ポンプ１９０Ｙのステータ１９３Ｙ内を通って吐出部１９５Ｙ内に吐出される。この吐出部１９５ＹはＹ用の現像器２０Ｙに接続されており、吐出部１９５Ｙ内に吐出されたＹトナーは現像装置２０Ｙに補給される。

このように吸引ポンプ１９０Ｙの吸引によってＹトナーを搬送するトナー補給装置においては、Ｙトナーに移動力を付与するためのスクリュー部材等の可動部材を、トナー搬送用の搬送管内に設ける必要がない。よって、搬送管として、変形自在な搬送チューブ１７０Ｙを用いてプリンタ本体内に自由に排回すことが可能になる。そして、このことにより、トナー搬送経路のレイアウト自由度を大幅に向上させることができる。また、トナー収容器１５０Ｙを現像装置２０Ｙよりも重力方向下側に位置させる場合でも、吸引ポンプ１９０Ｙとして吸引力の比較的高いものを用いることで、トナーのポンプアップ搬送が可能になる。そして、このことによっても、装置内部のレイアウト自由度を向上させることができる。

トナー収容器１５０Ｙ内からのトナー排出は、吸引ポンプ１９０Ｙによる吸引よりも、収容部１５３Ｙ内におけるＹトナーの重力移動に依存する。これは次に説明する理由による。即ち、収容部１５３Ｙ内においては、その内部のＹトナーのうち、口金部１５２Ｙ内に存在するものが吸引されて収容部１５３Ｙ内から消失する。Ｙトナーの流動性が比較的高ければ、この消失に伴い、口金部１５２Ｙよりも上側の袋部１５１Ｙ内に存在していたＹトナーが口金部１５２Ｙ内に重力移動してきて補充される。このため、口金部１５２ＹからＹトナーが引き続き吸引される。ところが、トナーの流動性が比較的低いと、袋部１５１Ｙ内でＹトナーがトナーブロッキングと呼ばれる架橋現象を引き起こす場合がある。すると、口金部１５２Ｙに十分量のＹトナーが重力移動しなくなり、トナー収容器１５０ＹからＹトナーが排出されなくなる。このような理由により、トナー排出性がトナーの重力移動に依存するのである。

トナーの流動性は、トナー粒子間に適度な空気を介在させた状態で良好となる。しかしながら、収容部１５３Ｙ内においては、袋部１５１Ｙ内のＹトナー粒子が自重によって少しずつ移動して粒子間距離を狭める。そして、徐々に嵩密度を増加させて流動性を低下させていく。そこで、本プリンタのトナー補給装置は、収容部１５３Ｙ内に向けて送気してＹトナーをエアー攪拌してほぐすことで、Ｙトナーの良好な流動性を維持するようになっている。具体的には、所定のタイミングでダイヤフラム型のエアーポンプ１８０Ｙを駆動させるのである。この駆動によってエアー吐出チューブ１８２Ｙ内に送られたエアーは、ノズル１６０Ｙ内に進入する。そして、エアー管１６５Ｙ、エアー受入口１６４Ｙ、外管１６２Ｙ、トナー受入口を経由した後、連通口１５５Ｙから口金部１５２Ｙ内に至る。その後、袋部１５１Ｙ内で対流してトナーを攪拌する。この攪拌により、収容部１５３ＹのＹトナーの良好な流動性が維持される。

袋部１５１Ｙの底面（図中上面）には図示しない通気フィルターが固定されている。この通気フィルターは、トナー粒子よりも細かいメッシュになっている。袋部１５１Ｙ内で対流したエアーは、最終的にはこの通気フィルターを通って外部に排出される。

一軸偏心スクリューポンプやモーノポンプと言われる吸引ポンプ１９０Ｙは、その単位時間あたりの吸引量をロータ１９２Ｙの回転速度に厳密に比例させることが知られている。このため、本プリンタにおいては、基本的には、ロータ１９２Ｙの回転速度と回転時間とに基づいて、補給先たる現像装置２０Ｙに対するトナー補給量（トナー搬送量）を正確に調整することができる。但し、トナーの嵩密度が変化すると、それに伴って単位体積あたりのトナー粒子量と空気量との比が変化するため、トナー補給量が不安定になってしまう。しかしながら、本プリンタのトナー補給装置では、エアーポンプ１８０Ｙを用いたエアー攪拌により、トナーの流動性を良好に維持している。よって、エアー攪拌によってトナー排出を促すことができるだけでなく、トナーの嵩密度の安定化によってトナー補給量をより正確に制御することも可能になる。なお、これまで、Ｙトナー用のトナー補給装置について説明したが、他色のトナー用のトナー補給装置もほぼ同様の構成であるので説明を省略する。

上述のように、本プリンタのトナー収容器１５０Ｙでは、収容部１５３Ｙの一部である袋部１５１Ｙを、変形自在な材料で構成している。かかる構成では、使用済みのトナー収容器１５０Ｙの袋部１５１Ｙを圧縮して減容せしめることが可能である。具体的には、先に図６に示したように、袋部１５１Ｙの底面（図中上側の面）や、側面には折り目がつけられている。使用済みの袋部１５１Ｙの底面や側面を、この折り目に沿って図９に示すように袋部１５１Ｙの内側に折り畳むことで、袋部１５１Ｙを扁平状の形状に変化させて減容することができる。そして、この減容により、トナー収容器１５０Ｙの廃棄容量を少なくして処理費を低減することができる。また、メーカーが使用済みのトナー収容器１５０Ｙを回収して再利用する場合には、減容によって輸送コストを低減することができる。これらの結果、トナー収容器１５０Ｙの交換によるランニングコストを低減することができる。

図１０は、本プリンタの電気回路の一部を示すブロック図である。同図において、制御部２００は、本プリンタの全体の制御を司るものであり、演算手段たるＣＰＵ２００ａ、記憶手段たるＲＡＭ２００ｂ、ＲＯＭ２００ｃなどを有している。制御部２００には、プリンタ内の様々な機器が接続されている。同図においては、それら機器の一部を示している。即ち、制御部２００には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のトナー補給装置の補給手段たるＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の吸引モータ１９８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが接続されている。また、図示しないＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置内に収容されている現像剤のトナー濃度を検知するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＴセンサ２７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなども接続されている。また、ＡＳＩＣ等で構成された画像処理回路２０１も接続されている。この画像処理回路２０１は、プリント入力ポート２０２を介して、外部のパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報を受信して、そのデータを処理する。そして、処理後の信号に基づいて、光書込ユニット５０に制御信号を送って、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ感光体に対する光書込を行わせる。また、画像情報に基づいて算出されるプリント１枚毎の出力画素数信号を制御部２００に送る。

制御部２００は、画像処理回路２０１から送られてくる各色毎の出力画素数信号に応じた時間、換言すると、そのときのプリントアウト１回における各色毎のトナーの消費理論値に応じた時間だけ、吸引モータ１９８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを駆動させる。これにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の吸引ポンプ（１９０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）がプリントアウト１回毎に作動して、そのプリントアウトで消費されたトナー量に応じたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナーが、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用の現像装置に補給される。但し、消費理論値と実際の消費量とには誤差があるため、そのままだと、やがてトナー濃度が目標値から大きくずれてしまう。そこで、Ｔセンサ２７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからの出力電圧値（濃度信号）と、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用のＶｔｒｅｆとを定期的に比較して、両者の差が所定の閾値以上である場合には、追加でトナー補給を行わせたり、しばらく間だけトナー補給を中止したりする。これにより、上述の誤差があっても、トナー濃度が一定範囲内に維持される。

図１１は、各色のトナー補給装置におけるトナー補給時間とトナー補給速度との関係を示すグラフである。なお、同図における０点は、制御部（２００）が吸引ポンプに向けて駆動開始信号を送った瞬間の時点である。以下、この時点を、補給開始命令発信時点という。同図より、制御部（２００）によって補給開始命令が発信されてから約５０［ｍｓｅｃ］後までの間には、トナーが全く補給されないことがわかる。これは、同図の特性を調べる実験で用いた試験機が、吸引モータを感光体の駆動源としても利用しており、動作中の吸引モータの駆動を電磁クラッチのＯＮによってロータに伝える構成であったことに起因している。電磁クラッチが例示されてからクラッチ動作が完了するまでの間に、ある程度の応答時間が必要であったのである。このような応答時間があると、出力画素数に基づくトナー補給時間の演算結果を５０［ｍｓｅｃ］以下にするような低画像面積率のプリントアウトが行われた場合には、制御部からは５０［ｍｓｅｃ］以下ではあるがある程度の長さの補給動作命令が出ているにもかかわらず、実際にはトナーが全く補給されなくなる。よって、出力画素数に基づいて求められるトナー補給時間が、電磁クラッチにＯＮ信号が送られてから駆動系が完全に連結するまでの応答時間を下回る場合には、そのトナー補給時間を積算しておき、ある程度まとまった時間になった時間で、補給動作を行わせることが求められる。電磁クラッチを用いている場合には、その電磁クラッチで補償されている応答時間未満の補給制御を行わないようにするのである。一般的なＯＡ機器用の電磁クラッチの応答時間の仕様は５０［ｍｓｅｃ］以下であり、ばらつきの実測値からは２０〜５０［ｍｓｅｃ］程度になる

なお、本発明者は、実験により、次のような現象を確認している。即ち、感光体を８１〜２２２［ｍｍ／ｓｅｃ］の線速で回転させた場合であって、且つ、感光体と吸引ポンプのロータとで駆動源を同一のモータで兼用した場合（プロセス線速とロータとが比例の関係にある）は、電磁クラッチＯＦＦ時のロータの慣性回転によるオーバーラン補給は殆ど無視できる程度に小さなものになる。概ね０．００５［ｇ］以下であった。よって、消費理論値に対するトナー補給時間に、このオーバーラン補給を考慮する必要性はない。ちなみに、電磁クラッチの応答時間に対応したトナー補給量を測定してみると、線速８１［ｍｍ／ｓｅｃ］で０．０１５［ｇ］、線速２２２［ｍｍ／ｓｅｃ］で０．０５２５［ｇ］に相当する。低面積画像形成時において１回の補給で供給できないトナー量が０．１２［ｇ］程度以上であって、これが数回繰り返された場合、深刻な濃度低下画像となってしまう。このような観点からも、電磁クラッチの補償応答時間未満でのトナー補給は避けるべきである。

トナーとして、重合法によるものを用いた場合と、粉砕法によるものを用いた場合とで補給性を比較すると、平均トナー粒径［６μｍ］程度の条件では重合法によるものの方が、約３倍ほど補給性が良くなる。これは、低面積画像形成時において、補給すべきトナー量を担保できなくなるといった現象が重合法によるトナーよりも粉砕法によるトナーで発生し易いことを示している。よって、重合法によるトナーを用いる方が、トナー濃度の安定化から有利である。なお、線速２２２［ｍｍ／ｓｅｃ］の試験機の吸引ポンプが補給できない最小のトナー補給量は、重合法によるトナーで０．１２［ｇ］、粉砕法によるトナーで０．０４［ｇ］であった。

図１１のグラフを参照すると、電磁クラッチが駆動系を繋いでトナーが補給されるようになった５０［ｍｍ／ｓｅｃ］時点から、１１０［ｍｍ／ｓｅｃ］時点の間には、トナーは補給されるものの単位時間あたりの補給量が安定しないことがわかる。これは、駆動が繋がったローラが安定した速度で回転するまでの間に、ある程度の時間を要するからである。この間は、図示のように、時間経過とともにトナー補給速度（単位時間あたりのトナー補給量）が徐々に大きくなっていく。この間においても、トナー補給時間に相当する分のトナーは補給されないことになる。しかも、５０［ｍｍ／ｓｅｃ］時点までは全く補給されなかったことを考慮すると、この間にはトナーが殆ど補給されないと言える。よって、電磁クラッチの応答時間と、ロータ等の補給動作部が安定した速度で動作し始めるまでの時間である動作部速度安定化時間とを加算した時間を、トナー補給時間の下限閾値として用いると更に効果的である。そこで、本プリンタにおいては、かかる応答時間と動作部速度安定化時間とを加算した１１０［ｍｓｅｃ］を下限閾値としている。なお、補給手段として吸引ポンプと異なるもの（例えば搬送スクリュー）を用いた場合でも、同様にして、補給開始命令発信時点から単位時間あたりのトナー補給量が安定化するまでの間にタイムラグが発生する。

一方、多量のトナーが現像装置内に一気に補給されてしまうと、それが第１搬送スクリュウ（２５Ｙ）、第２搬送スクリュウ（２６Ｙ）、現像スリーブ（２２Ｙ）を経て現像領域にたどり着くまでの間に、十分に摩擦帯電しなかったトナーの割合が急増する。そして、これにより、地汚れを引き起こしてしまう。出力画素数の比較的多い高画像面積率の画像が出力されると、トナー補給時間が必然的に長くなり、比較的多くのトナーが補給される。この状態が長く続くと、即ち、高画像面積率の画像が集中して出力されると、多量のトナーが一気に供給されて地汚れを引き起こすことになる。

そこで、本プリンタにおいては、出力画素数に基づくトナー補給時間の演算結果が、所定の上限閾値を超えた場合には、吸引モータを間欠駆動させて、トナーを徐々に補給するようになっている。加えて、補給制御期間内、即ち、プリントアウト１回毎の１ジョブ内における所定期間内に、予定のトナー補給時間（間欠駆動における駆動の総合時間）を消化し切れない場合には、消化し切れない分の駆動を次回以降の補給制御期間に繰り越すようになっている。例えば、上限閾値を３００［ｍｓｅｃ］に設定した場合に、トナー補給時間が９００［ｍｓｅｃ］となったならば、３００［ｍｓｅｃ］の連続駆動を３回に分けて行う。各連続駆動の間には１５０〜３００［ｍｓｅｃ］程度の駆動停止時間を設ける。また、１ジョブ内で間欠駆動を消化し切れる閾値である消化可能閾値αを１２００［ｍｓｅｃ］に設定した場合に、トナー補給時間が１５００［ｍｓｅｃ］になったならば、３００［ｍｓｅｃ］の連続駆動を３セット行うとともに、残りの３００［ｍｓｅｃ］の駆動を次回の補給制御期間に繰り越すのである。

図１２は、本プリンタの制御部によって実施されるジョブ中トナー補給制御を示すフローチャートである。このトナー補給制御においては、まず、画像処理回路（２０１）から送られてくる出力画素数が制御部に取得された後（ステップ１：以下、ステップをＳと記す）、その出力画素数に基づいてトナー補給時間ｔ１が算出される（Ｓ２）。次いで、前回の補給制御期間から繰り越された駆動量に対応する繰り越し時間ｔ０について、「０」を超えているか否かが判断される（Ｓ３）。この繰り越し時間ｔ０が「０」を超えていない場合には（Ｓ３でＮ）、繰り越された補給駆動量がないので、上記Ｓ２で算出されたままの値のトナー補給時間Ｔ１について、下限閾値を下回っているか否かが判断される（Ｓ６）。これに対し、繰り越し時間ｔ０が「０」を超えている場合には、その分だけ駆動が繰り越されているので、上記Ｓ２で算出されたトナー補給時間ｔ１が、繰り越し時間ｔ０の加算によって更新された後（Ｓ４）、繰り越し時間ｔ０が「０」に更新される（Ｓ５）。そして、更新後のトナー補給時間ｔ１について、下限閾値を下回っているか否かが判断される（Ｓ６）。

上記Ｓ６のステップにおいて、トナー補給時間ｔ１が下限閾値を下回っていると判断されると（Ｙ）、繰り越し時間ｔ０がトナー補給時間ｔ１と同じ値に更新された後（Ｓ７）、吸引モータが駆動されることなく、その補給制御期間内（その１ジョブ内における所定期間内）でのトナー補給制御が終了する。これにより、上記Ｓ２で算出されたトナー補給時間ｔ１の分の駆動が、次回以降のジョブに繰り越される。

これに対し、上記Ｓ６のステップにおいて、トナー補給時間ｔ１が下限閾値を下回っていないと判断されると（Ｎ）、トナー補給時間ｔ１について上限閾値を上回っているか否かが判断される（Ｓ８）。そして、上限閾値を上回っていない場合（Ｎ）には、トナー補給時間ｔ１の分だけ吸引モータが連続駆動された後（Ｓ９）、そのジョブ内におけるトナー補給制御が終了する。また、トナー補給時間ｔ１が上限閾値を上回っている場合には（Ｙ）、次に、上述の消化可能閾値αを上回っているか否かが判断される（Ｓ１０）。

この判断時において、トナー補給時間ｔ１が消化可能閾値αを上回っている場合には、その補給制御期間内でトナー補給時間ｔ１分の駆動時間を実現する間欠駆動を行うことができない。そこで、この場合には、トナー補給時間ｔ１が消化可能閾値αと同じ値に更新される（Ｓ１１）。更に、このままでは、消化可能閾値αとトナー補給時間ｔ１との差分だけ駆動が省略されることになってしまうので、次回以降の補給制御期間にその差分を繰り越すために、繰り越し時間ｔ０がその差分と同じ値に更新される（Ｓ１２）。このような更新がなされた後、吸引モータを駆動時間のトータルがトナー補給時間ｔ１と等しくなるような条件で間欠運転が実施された後（Ｓ１３）、その補給制御期間内でのトナー補給制御が終了する。一方、上記Ｓ１０のステップにおいて、トナー補給時間ｔ１が消化可能閾値αを上回っていない場合には、駆動時間のトータルをそのままの値のトナー補給時間ｔ１と等しくするような条件で間欠運転が実施される（Ｓ１３）。

これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザー光による露光を行う方式ではなく、ＬＥＤによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特開平１１−３０１０１４号公報に記載の画像形成装置のような直接記録方式などがある。また、画像形成装置ではなく、トナー補給装置や、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置についても本発明の適用が可能である。更には、画像形成用剤としてトナーを搬送するのではなく、二成分現像剤や磁性キャリアを搬送する剤搬送装置にも本発明の適用が可能である。

以上、本実施形態に係るプリンタにおいては、変数たるトナー補給時間ｔ１について上限閾値を超える演算結果が得られた補給制御期間内に、その演算結果に応じた時間分の吸引モータ（吸引ポンプ）の駆動を消化し切れない場合には、残りの時間分の駆動を次回以降の補給制御期間に繰り越して行う制御を実施させるようにしている。かかる構成においては、間欠運転を取り入れたことに起因して予定分の吸引モータの駆動を補給制御期間内に消化し切れなかった場合でも、次回以降の補給制御期間にそれを繰り越して、トナー濃度の安定化を図ることができる。

また、本プリンタにおいては、補給手段として、粉体収容手段たるトナー収容器内のトナーを吸引ポンプによって吸引しながら補給先たる現像装置に補給するものを用いている。かかる構成では、上述したように、変形自在な搬送チューブを通してトナーを搬送することにより、トナー搬送経路のレイアウト自由度を大幅に向上させることができる。

また、本プリンタにおいては、吸引ポンプとして、モーノポンプを用いているので、ロータの回転速度と回転時間とに基づいて、現像装置に対するトナー補給量（トナー搬送量）を正確に調整することができる。

また、本プリンタにおいては、トナー収容器に対して定期的に空気を送り込む送気手段たるエアーポンプを設けているので、エアー攪拌によってトナー収容器からのトナー排出を促したり、トナー収容器内におけるトナー凝集を抑えたりして、現像装置に対するトナー補給量をより安定化させることができる。
また、本プリンタにおいては、トナー収容器として、変形によって減容可能な減容式のものを用いているので、トナー収容器の廃棄容量を少なくして処理費を低減することができる。更には、減容によって輸送コストを低減することができる。

実施形態に係るプリンタの概略構成図。 同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 同プロセスユニットの現像装置を感光体とともに示す拡大構成図。 光書込ユニットを４つの感光体とともに示す拡大構成図。 同現像装置を示す破断斜視図。 同プリンタのＹ用のトナー収容器を示す分解斜視図。 Ｙ用のトナー補給装置を同現像装置の一部とともに示す概略構成図。 同トナー補給装置のノズルと、搬送チューブと、エアーポンプとを示す拡大構成図。 減容せしめられた同トナー収容器を示す斜視図。 プリンタの電気回路の一部を示すブロック図。 各色のトナー補給装置におけるトナー補給時間とトナー補給速度との関係を示すグラフ。 同プリンタの制御部によって実施されるジョブ中トナー補給制御を示すフローチャート。

符号の説明

１１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 感光体（潜像担持体）
２０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ 現像装置（現像手段）
１５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ トナー収容器（粉体収容手段）
１８０Ｙ エアーポンプ（送気手段）
１９０Ｙ 吸引ポンプ（補給手段、モーノポンプ）
２００ 制御部（補給制御手段）

Claims (6)

1. 粉体を収容する粉体収容手段と、
   該粉体収容手段内の粉体を補給先に補給する補給手段と、
   所定のタイミング毎に到来する補給制御期間に所定の演算式に基づいて変数を求め、その演算結果が予め定められた下限閾値以上である場合には、該演算結果が得られた該補給制御期間に該演算結果に応じた時間だけ該補給手段を駆動し、該演算結果が該下限閾値に満たない場合には、その時間分の駆動を次回以降の該補給制御期間に繰り越して行う制御を実施する補給制御手段と、を備える粉体補給装置において、
   上記変数の演算結果が予め定められた上限閾値を超える場合には、駆動時間の累積が該演算結果に応じた時間分になるように、該補給手段を間欠駆動し、且つ、上記上限閾値を超える上記演算結果が得られた上記補給制御期間内に、上記間欠駆動における上記累積が上記演算結果に応じた時間分よりも小さくなる場合には、小さくなる分の駆動を次回以降の上記補給制御期間に繰り越して行う制御を実施させるように、上記補給制御手段を構成したことを特徴とする粉体補給装置。
2. 請求項１の粉体補給装置において、
   上記補給手段として、上記粉体収容手段内のトナーを吸引ポンプによって吸引しながら上記補給先に補給するものを用いたことを特徴とする粉体補給装置。
3. 請求項２の粉体補給装置において、
   上記吸引ポンプとして、モーノポンプを用いたことを特徴とする粉体補給装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの粉体補給装置において、
   上記粉体収容手段に対して定期的に空気を送り込む送気手段を設けたことを特徴とする粉体補給装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの粉体補給装置において、
   上記粉体収容手段として、変形によって減容可能な減容式粉体収容器を用いたことを特徴とする粉体補給装置。
6. 潜像を担持する潜像担持体と、トナー及びキャリアを含有する現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像手段と、粉体たるトナーを収容するトナー収容手段から該現像手段に向けてトナーを補給するトナー補給装置とを備える画像形成装置において、
   上記トナー補給装置として、請求項１乃至５の何れかの粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。

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