JP2015041001A - 現像剤搬送装置、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】気流搬送により現像装置に取り込まれるトナーの量が減少して空気の量が多くなった場合においても一定量のトナー供給を維持できる構成を提供する。
【解決手段】内部に収容している現像剤が消費されてなくなると交換が可能な現像剤容器７０と、該現像剤容器７０から排出される現像剤を現像部に向け一定量を以て供給可能な現像剤収容部６０と、一定駆動周期毎の容積変化に応じて正圧と負圧とを発生させて前記現像剤収容部６０から現像部１０に向け現像剤を繰り出し可能な容積式ポンプ３０と、を備えた現像剤搬送装置１９０であって、前記現像剤容器７０の現像剤が消費に応じて減少し、該現像剤がなくなったことが判断された場合に前記容積式ポンプ３０による現像剤搬送能力を前記現像剤がなくなるまでの現像剤搬送能力よりも低い状態に切り換えられることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、現像剤搬送装置、現像装置および画像形成装置に関し、さらに詳しくは、空間の容積変化による圧力変化を利用した現像剤の搬送機構に関する。

現像装置を搭載する画像形成装置は、像担持体としての感光体に、露光手段により画像情報に基づいて静電潜像を形成し、該静電潜像を現像装置によりトナー像として可視化している。トナー像は、直接に、あるいは中間転写体を介して記録媒体に転写され、定着装置を通ることにより、トナー像は記録媒体に定着される。
現像装置では、収容しているトナーの濃度が低下すると新たなトナーを補給してトナー濃度を一定に維持することが行われる。
補給されるトナーの搬送には、トナーの補給タンクなどの現像剤容器から現像装置に接続される搬送路が用いられる。

現像剤容器からトナーを搬送する方式の一つに、トナーを気流搬送する方式があり、その具体的な構成として、搬送路内での容積変化による圧力変化を利用する容積式ポンプを用いる構成が知られている。
容積式ポンプとは、内部空間の容積を繰り返し変化させることにより発生する圧力を利用して外部上流側から液体、気体又は粉体を内部に取り込み、それらに排出エネルギーを与え、下流側に排出を行うポンプである。このポンプの代表例としては、ダイヤフラムポンプ、ピストンポンプ、ベローズポンプを用いる構成が知られている（例えば、特許文献1，２，３）。

特許文献１には、トナー貯蔵部からダイヤフラムポンプで現像装置上部に設置されたトナーホッパにトナーを搬送する構成が開示されている。
特許文献２には、モーノポンプによりトナーカートリッジからトナーを吸引し現像装置に搬送する構成が開示されている。
特許文献３には、補給トナーを貯蔵している現像剤容器上部にベローズからなるポンプを設け、ベローズの伸縮動作に応じた圧力変化を利用して収容されている補給トナーを吐出する構成が開示されている。

容積式ポンプを用いた搬送構造では、搬送される物質、この場合にはトナーと空気との混合比率が変化した場合に次のような問題が生じる。
つまり、現像装置でのトナー消費が続いてトナーの補給が繰り返されると、補給トナーを収容している補給トナー容器から繰り出されるトナーの量が減少し、容積式ポンプの動作による圧力変化によって繰り出される物質中では空気の含有比率が徐々に高くなる。このため、容積式ポンプで現像装置内に送られる空気の含有比率が高くなると、現像装置内での内圧上昇を招き、内圧上昇によりトナーが現像装置外に飛散する虞が生じる。

一方、補給トナー容器から直接現像装置に向け新規トナーを搬送する構成では、補給トナー容器の設置状況によって、搬送されるトナーの量が不安定となる場合がある。
このような場合としては、補給トナー容器を横向きに設けて新規トナーが重力方向と異なる方向に流出する構造を用いる場合である。
そこで、補給トナー容器から流出する新規トナーを一時的に貯留する貯留部を補給トナー容器の開口部に接続しておき、搬送されるトナー量を確保できるようにしてトナー量が不安定となるのを回避する構成とすることが考えられる。
しかし、この構成においても、補給トナー容器から貯留部に向けて流出するトナーが消費に応じて徐々に減少し、なくなってしまうと、貯留部に混入する空気の量が多くなり、結果的に上述した現像装置側での内圧上昇を招く。

しかも、容積式ポンプの圧力変化による搬送時には、空気量に対してトナー量が少ないと、一定出力を維持された容積式ポンプの搬送能力においてトナーの搬送に要する力が軽減される分、空気の流速は早くなる。このため、単位時間あたりでトナーの供給量を一定に維持する場合に比べて流速が早くなるのに連れて現像装置に取り込まれるトナーの量が多くなり、現像装置内でのトナー濃度が所定濃度以上に上昇してしまう虞もある。

本発明の目的は、上記従来の容積式ポンプを用いた搬送機構における問題に鑑み、気流搬送により現像装置に取り込まれるトナーの量が減少して空気の量が多くなった場合においても一定量のトナー供給を維持できる構成を提供することにある。なお、この場合のトナーは、一成分系現像剤を構成するものおよび二成分系現像剤に含まれるものを対象としている。

この目的を達成するため、本発明は、現像剤が収容されている現像剤容器と、該現像剤容器から排出された現像剤を受け入れる現像剤収容部と、容積変化に応じて正圧と負圧とを発生させて前記現像剤収容部から現像部に向け現像剤を繰り出し可能な容積式ポンプと、を備えた現像剤搬送装置であって、前記現像剤容器の現像剤がなくなったことが判断された場合に前記容積式ポンプによる現像剤搬送能力を前記現像剤がなくなるまでの現像剤搬送能力より低くすることを特徴とする現像剤搬送装置にある。

本発明によれば、現像剤容器から現像剤収容部に導入される現像剤がなくなった場合を対象として容積式ポンプの現像剤搬送能力を、現像剤がなくなるまでの能力よりも低い状態に切り換えることでポンプ作動時に搬送される空気の量を低減できる。これにより、現像部へ大量の空気が導入さるのを防止して内圧上昇による現像剤の飛散を防止することが可能となる。

本発明の実施形態に係る現像剤搬送装置を備えた現像装置を用いる画像形成装置の構成を示す模式図である。 図１に示した現像装置に用いられる現像剤搬送装置の構成を示す図である。 図２に示した現像剤搬送装置で用いるトナー収納部の構成を説明するための図であり、図２中、符号（３−Ｂ）で示す方向の矢視図である。 図２に示した現像装置に用いられる制御部の構成を説明するためのブロック図である。 図４に示した制御部の作用を説明するためのフローチャートである。

以下、図示実施例に基づき本発明を実施するための形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る現像剤搬送装置を備えた現像装置を用いる画像形成装置を示す図である。
同図に示されている画像形成装置は、異なる色の画像形成が可能な作像部が１次転写部に装備されている転写ベルトの展張面に沿って複数備えたカラープリンタ１００である。
図１においてカラープリンタ１００には、装置本体１１０に排紙部１８０，画像形成部１５０および給紙部１４０が備えられている。
排紙部１８０は、装置本体１１０の上部に位置し、画像形成された転写紙Ｓを排出する排紙ローラ１３８および排出された転写紙Ｓを積載する排紙トレイ１８１が備えられている。
画像形成部１５０は、装置本体１１０のほぼ中央部に配置され、画像を形成するための作像部および転写部を備えている。これら各部に関する構成は後で説明する。
給紙部１４０は、装置本体１１０の下部に位置し、シート状記録媒体の一例としての転写紙Ｓを収容する上下の給紙カセット１２１，１２２および画像形成部１５０に転写紙Ｓを給送する構成が備えられている。転写紙Ｓの給送に関する構成についても後で詳しく説明する。

画像形成部１５０には、無端状ベルトが用いられる中間転写体（以下、便宜上、中間転写ベルトという）１２７および中間転写ベルト１２７の展張面に沿って配置された作像部に用いられる複数の作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋが備えられている。作像ユニットの符号に付けたアルファベット（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、作像部に用いられるトナーの色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）を意味している。

各作像ユニット２Ｙ〜２Ｋの構成は、作像プロセスに用いられる色が異なる以外は同様であるため、以下、イエロー色に対応した作像ユニット２Ｙを代表して説明すると次の通りである。
作像ユニット２Ｙには、図中、時計方向に回転可能なドラム状の感光体１Ｙが潜像担持体として設けられている。
感光体１Ｙの周囲には、画像形成処理を実行する帯電装置８Ｙ，現像装置９Ｙ，感光体１Ｙと対峙する１次転写ローラ４Ｙを備えた１次転写部ｎ１，クリーニング装置３Ｙが配置されている。

作像部２Yの上方には、感光体１Ｙに当接する展張面を有した中間転写ベルト１２７が配置されており、中間転写ベルト１２７は、複数のローラ１３１，１３１Ａ，１３２に掛回されて図示矢印方向に移動する。
中間転写ベルト１２７における展張面の一方側は２次転写部ｎ２とされている。２次転写部ｎ２には、２次転写ローラ１３３が対向当接されている。２次転写ローラ１３３は、給紙部１４０から搬送されてくる転写紙Ｓに対して１次転写により中間転写ベルト１２７上に担持されている画像を一括転写する。

感光体１Ｙは、回転過程において帯電装置８Ｙにより一様帯電されると、書き込み装置１１１からの書き込み光の照射により画像情報に応じた静電潜像が形成され、現像装置９Ｙから供給される現像剤によって静電潜像が可視像処理されてトナー像を形成される。
トナー像は、１次転写部ｎ１において１次転写ローラ４Ｙからの転写バイアス印加により中間転写ベルト１２７に順次転写され、２次転写部ｎ２において２次転写ローラ１３３からの転写バイアス印加により転写紙Ｓに一括転写される。
上述した現像装置３Ｙには、トナーのみで構成される一成分系現像剤あるいはトナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤のいずれかが用いられるが、本実施例では、後者の二成分系現像剤が用いられている。
１次転写部ｎ１においてトナー像を転写された感光体１Ｙは、クリーニング装置３Ｙによって未転写トナーが除去され、さらには図示しない除電装置により感光層を初期化されて次の画像形成に備えられる。
２次転写部ｎ２においてトナー像の一括転写が終了した中間転写ベルト１２７は、クリーニング装置１２８によって未転写トナーや紙粉などの異物を除去される。

一方、２次転写部ｎ２においてトナー像を転写された転写紙Ｓは、定着装置１３４に備えられている定着ローラ１３５および加圧ローラ１３６によりトナー像を定着され、排紙ローラ１３８を介して排紙トレイ１８１に向け排出される。
本実施例に用いられる定着装置１３４は、定着ローラ１３５がＩＨコイルを用いた加熱源１３７により加熱されて表面温度を上昇させる方式が用いられている。

図１に示すカラープリンタ１００では、モノクロ画像を対象とする単一色の画像形成およびフルカラー画像を対象とする複数色の画像形成の両方が選択でき、複数色の画像形成時には、各色の作像部で形成されたトナー像が中間転写ベルト１２７に重畳転写される。これに対して単一色の画像形成時には必要な作像部を残して他の作像部が中間転写ベルト１２７から離間する。

以上の構成を有する画像形成装置を対象として本実施例の特徴を以下に説明する。
本実施例の特徴は、現像装置に用いられる現像剤搬送装置にある。
具体的には、現像剤を収容している現像剤容器において、消費により収容されているトナーがなくなった場合に、現像剤の気流搬送に用いられる容積式ポンプによる現像剤搬送能力を設定する動作条件を変更する点にある。
詳しくは、現像剤容器内のトナーがなくなった場合、トナーがなくなるまでに用いられていた容積式ポンプの現像剤搬送能力をそれまでより低くして動作条件を緩和することにより現像装置内に大量の空気が取り込まれてしまうのを抑制する点にある。この場合にいう、現像剤搬送能力とは、容積式ポンプの一動作での搬送可能な体積を意味している。

まず、図２において現像装置９を含む現像剤の搬送経路に関する構成について図２を用いて説明すると次の通りである。
図２において、現像剤の搬送経路は、現像装置９を備えた現像部１０、補給トナーを収容して交換可能な現像剤容器７０およびトナーを一旦収納して貯留するトナー収容部６０からなる補給手段１６０，搬送機構ＰＤ、容積式ポンプ３０，撹拌部２０を備えている。
現像部１０と現像剤容器７０とは搬送機構ＰＤにより接続されており、搬送機構ＰＤの途中に容積式ポンプ３０，撹拌部２０が配置されている、
上述した搬送経路に含まれる各種装置を纏めて現像剤搬送装置１９０が構成されている。

現像部１０に用いられる現像装置９には、現像槽１０１の内部に、周知の磁気ブラシ形成構造からなる現像スリーブ１２および現像槽１０１内で仕切られた空間内に配置された供給および撹拌用のスクリュー１３ａ、１３ｂが配置されている。さらに感光体１に対向する前の現像スリーブ１２の周面に対向する位置には層厚規制ブレード１４が設けられている。
現像槽１０１内には、トナーとキャリアとを混合した二成分系現像剤が貯蔵されており、供給、撹拌スクリュー１３ａ、１３ｂにより軸方向に攪拌混合されながら移動する。
供給、撹拌スクリュー１３ａ、１３ｂが配置されている現像槽１０１内の空間は各スクリュー１３ａ、１３ｂの軸方向両側にて連通しており、攪拌混合されながら移動する現像剤Ｇが循環するようになっている。

現像剤Ｇは、現像スリーブ１２内に位置する汲み上げ磁極からの磁力により供給スクリュー１３ａから汲み上げられ、現像スリーブ１２の回転と共に移動して層厚規制ブレード１４により層厚を規定されると感光体１の静電潜像を可視像処理するために用いられる。
現像後の現像剤は、現像スリーブ１２内に位置する反発磁極からの磁力により現像スリーブ１２の表面から剥離されて撹拌スクリュー１３ｂ側に回収され、攪拌混合に供される。

撹拌部２０は、現像剤容器７０から導入されたトナーＴを、現像装置９側でのトナー濃度が低下した場合に繰り出すことができる貯留部である。
撹拌部２０は、内部が仕切られた空間を有する貯留槽を備えており、現像剤容器７０から導入されるトナーＴは、貯留槽の一方の空間に入り込み、他方の空間から現像部１０に向けて繰り出される。
各空間には、一時的に貯留されたトナーＴを、現像装置９内の各スクリュー１３ａ、１３ｂと同様に、撹拌して摩擦帯電させる一対のスクリュー２１ａ、２１ｂが配置されている。撹拌部２０に貯留されているトナーＴは、スクリューの軸方向両側において空間同士が連通させてあることにより貯留槽内で循環することができる。
貯留槽内でスクリュー２１ｂが配置されている空間は、現像部１０の現像槽１０１において撹拌スクリュー１３ｂが配置されている空間に対してパイプ１７により接続されている。

撹拌部２０の貯留槽には、貯留されているトナーＴの量を嵩高さにより検知する現像剤量検知手段として圧電方式を利用したセンサ（以下、便宜上、貯留現像剤量検知センサという）２２が備えられている。貯留現像剤量検知センサ２２は、後述する制御部に接続され、制御部において後述する容積式ポンプ３０を対象とした駆動制御に用いられる。つまり、撹拌部２０に貯留されているトナーＴが所定量以下になった場合に容積式ポンプ３０を駆動させて新たなトナーを導入させるために用いられる。

撹拌部２０には、現像部１０に向けて一定駆動周期毎の容積変化に応じてトナーを繰り出すための容積式ポンプ３０が一体化されている。
容積式ポンプ３０は、吸入弁３１，排出弁３２そしてダイヤフラム３３を備えた空間を有するポンプケース３４で構成されている。
吸入弁３１は、現像剤容器７０から導入されるトナーの吸入口２０１を開閉する弁として用いられ、排出弁３２は、スクリュー２１ａが配置されている空間に向けたトナーの排出口２０２を開閉する弁として用いられる。

ダイヤフラム３３は、形状復元が可能な材質からなる撓み変形可能な部材であり、押圧された際にポンプケース３４内の容積を縮小し、押圧解除による形状復元時にポンプケース３４内の容積を縮小時から拡大させる。図２において、吸入弁３１は、ダイヤフラム３３が押圧されてポンプケース３４内が正圧化された際に吸入口２０１を閉じ、排出弁３２は、ダイヤフラム３３の押圧解除によりポンプケース３４内が負圧化された際に排出口２０２を閉じる習性が与えられている。
従って、ポンプケース３４内が正圧になると吸入弁３１が閉じると共に排出弁３２が開放され、ポンプケース３４内が負圧になると吸入弁３１が開放されると共に排出弁３２が閉じられる。これにより、撹拌部２０では、貯留槽内で正圧、負圧が交互に発生されることにより、吸入弁３１，排出弁３２を交互に開閉して現像剤容器７０からのトナー流入動作とスクリュー側へのトナー排出が交互に行われる。
以下、本実施例では、容積式ポンプ３０にはダイヤフラムポンプが用いられていることを前提として説明する。

ポンプケース３４内の圧力変化を生じさせるダイヤフラム３３の押圧・押圧解除動作は、駆動源に用いられるダイヤフラムモータＭ３（図４参照）およびこのモータＭ３によって回転駆動される回転板３５の偏心位置に設けられた支持ロッド３６が用いられる。
支持ロッド３６には、ダイヤフラム３３から延長された駆動片部３３Ａが連結され、支持ロッド３６が偏心回転する際の回転位相変化に応じてダイヤフラム３３を押圧および押圧解除する。

一方、図２において現像剤容器７０は、円筒形状のボトルで構成され、図示のように螺旋溝が内部に設けられている。
この形状構成により、現像剤容器７０は、回転した際に内部のトナーＴが螺旋溝のリード方向に沿って図２の右から左に移動し、ボトル開口から流出して繰り出される。
図２において符号７１はトナー容器７５の先端に設置されるシール部材を示している。シール部材７１は、スポンジ等の弾性体からなり、トナー収容部６０とホルダ６０Ａを介して嵌合されており、現像剤容器７０と共に摺動回転することができる。

現像剤容器７０には、これから繰り出されたトナーを一時的に収納して現像部１０に接続された撹拌部２０に向け一定量を以てトナーを供給可能な現像剤収容部としてのトナー収容部６０が連結されている。
トナー収容部６０は、現像剤容器７０が横向きに設けられた際に重力方向と異なる方向に繰り出されるトナーの搬送量が不安定となるのを防止して、撹拌部２０に向けて安定したトナーの搬送量を確保するバッファ部としての機能を持たせる部分である。
トナー収容部６０は、図２において底面が中央に向けて傾斜する環状のテーパ面６０２を形成された貯留槽で構成されており、中央の最深部には、横向き排出路６０３に連通する排出口６４が形成されている。
横向き排出路６０３には、搬送機構ＰＤに用いられるパイプ６０４が撹拌部２０の吸入口２０１との間に接続されている。

図２，図３において、トナー収容部６０のケーシング６０１内部には、現像剤容器７０の長手方向に平行する軸方向を有し、内部中央を境にして離間した位置（図３（Ａ）、（Ｂ）参照）にパドル軸７５が配置されている。
パドル軸７５には、これに基端が固定された平板状のパドル７６ａ、７６ｂがそれぞれ設けられている。
パドル軸７５は、樹脂あるいは金属からなるロッド部材であり、パドル７６ａ、７６ｂは、樹脂あるいは金属製の薄板が用いられてパドル軸７５に一体化されて連動できるようになっている。
パドル７６ａ、７６ｂは、図３（Ｂ）に示すように、ケーシング６０１の中央部で対向する際に互いに同じ方向に移動することができる回転方向を設定されている。この回転は、パドル軸７５がパドル駆動モータ（図３（Ａ）中、符号７８で示す）によって駆動されることにより得られる。

トナー収容部６０では、ケーシング６０１の底部がテーパ面とされ、その最深部に排出口６４が設けられていることにより、パドル７６ａ、７６ｂが、ケーシング６０１の内壁面側から最深部側に向け回転移動する。これにより、収納されているトナーが容易に排出口６４に向け移動することになる。

トナー収容部６０には、圧電方式を利用してトナー量を検知可能な剤検知センサ６２がケーシング６０１に設けられている。
剤検知センサ６２は、トナー粉面の位置を検知することでトナー収容部６０に収納されたトナーの量を対象として監視し、予め制御部にて記憶されているトナーの有無状態判別に用いられる部材である。制御部では、トナー無しの状態が一定時間以上連続した場合にトナー収容部６０に向け流出するトナーが現像剤容器７０内に残っていないことを判断する際に剤検知センサ６２からの信号が用いられる。

上述した撹拌部２０に設けられている貯留現像剤量検知センサ２２およびトナー収容部６０に設けられている剤検知センサ６２は、圧電方式を利用したレベルセンサである。このため、撹拌部２０の貯留槽内およびトナー収容部６０のケーシング６０１内でのトナーの粉面がセンサ面よりも下がった場合にトナーのレベル低下を検知した信号を制御部に出力する。

図４は、上述した実施例の特徴を発揮するために用いられる制御部９５の構成を示すブロック図である。
図４において制御部９５は、画像形成処理のためのシーケンスプログラムを登録された制御部が用いられ、本実施例と関連する構成として、入力側には、操作パネル２００，貯留現像剤量検知センサ２２，剤検知センサ６２が接続されている。
制御部９５の出力側には、現像部１０，撹拌部２０、トナー収容部６０および現像剤容器７０を対象とした駆動源が接続されている。

上述した現像部１０に用いられる駆動源には、現像スリーブ１２，供給・撹拌の各スクリュー１３ａ，１３ｂを対象とする駆動モータＭ１が相当している。
撹拌部に用いられる駆動源には、スクリュー２１ａ、２１ｂを対象とする駆動モータＭ２、ダイヤフラム３３を対象とするダイヤフラムモータＭ３が相当している。
トナー収容部６０に用いられる駆動源には、パドル７５ａ、７５ｂを対象とするパドルモータ７８が相当している。
現像剤容器７０に用いられる駆動源には、図示しないが、現像剤容器７０の外周面に形成されたギヤ部に噛み合う駆動ギヤを駆動する容器回転駆動モータＭ４が相当している。なお、これ以外の駆動源として感光体１や中間転写ベルト１２７を駆動するローラを対象とするモータ、さらには転写紙Ｓの搬送に用いられる部材を駆動するモータそして定着装置１３４の各ローラ１３５，１３６を回転駆動するモータもある。図４では、本実施例の対象となる構成のみが示され、後者のモータは示されていない。

制御部９５では、画像形成時において現像部１０内のトナー濃度が低下したことを図示しない濃度センサにより検知されると撹拌部２０のスクリュー２１ａ，２１ｂを駆動して現像部１０に向けトナーを補給する。

一方、撹拌部２０において貯留されているトナーの量が少なくなったことを貯留現像剤検知センサ２２からの信号により判断した場合には、ダイヤフラムモータＭ３を駆動させてトナー収容部６０からトナーを導入する。
トナー収容部６０において貯留されているトナーの量が少なくなったことを剤検知センサ６２からの信号により判断した場合には、容器回転駆動モータＭ４を回転させて現像剤容器７０から新規トナーをトナー収容部６０に向け流出させる。
ダイヤフラムモータＭ３および容器回転駆動モータＭ４は、貯留現像剤量検知センサ２２あるいは剤検知センサ６２からの信号によりトナーの粉面が所定位置に達したことを判断されるまでの間継続して回転駆動される。これにより、撹拌部２０およびトナー収容部６０では、制御部９５からの指令により、現像剤容器７０内からの現像剤繰り出し、この場合にはトナー繰り出しが可能な間、一定量のトナーが収容されていることになる。

また、本実施例では、容積式ポンプ３０に用いられるダイヤフラムポンプが駆動されるに先立ち、トナー収容部６０のパドル７６ａ，７６ｂが１ｓｅｃ回転駆動されるようになっている。
これは、トナー収容部６０において撹拌部２０へのトナーの搬送量が不足するのを防止するために多くのトナーを貯留した場合、トナー同士の圧縮凝固が原因してブリッジ現象を生じているトナーを崩して排出口６４に向け流動させやすくするためである。
このような先行回転を行われるパドル７６ａ、７６ｂは、容積式ポンプ３０に用いられるダイヤフラムポンプの動作時期に合わせて回転し、ダイヤフラムポンプの停止と共に停止する。
以上が画像形成時での各駆動源を対象とする駆動制御である。

制御部９５では、容積式ポンプ３０に用いられるダイヤフラムポンプでのトナー吐出条件として、ダイヤフラムモータＭ３を約２５００ｒｐｍで回転させて最大流量を５Ｌ／ｍｉｎとなる条件を用いている。
このため、ダイヤフラムポンプを用いる容積式ポンプ３０の動作時間は、一回で０．６ｓｅｃ動作させるようになっている。これにより、一回のポンプ動作では最大で５０００／６０×０．６＝５０ｃｃの容積のトナーを吸引／排出させることが可能である。

ところで、現像剤容器７０に収納されているトナーは、現像部１０での消費に応じて徐々に減少し、最終的に流出するトナーがなくなってしまう。
この状態において容積式ポンプ３０を上述した条件で駆動制御すると、現像剤収容部６０にトナーが供給されないために現像剤収容部６０内のトナーが減少してゆき、現像剤収容部６０からは、多くの空気が流出することになる。
トナーと空気の混合比率において空気の方が高い場合には、現像部１０に向けてトナーよりも多い量の空気が導入されることになり、現像部１０の内圧を高めてトナーの飛散などが生じる。

そこで、制御部９５では、消費に伴い徐々に減少して現像剤容器７０から繰り出されるべきトナーがなくなった場合に相当するトナーエンド状態となると、容積式ポンプ３０による現像剤搬送能力をトナーがなくなるまでの現像剤搬送能力よりも低くする状態に切り換えることが行われる。
容積式ポンプ３０の現像剤搬送能力を低くさせるには、容積式ポンプ３０に用いられる駆動源であるダイヤフラムモータＭ３の回転数あるいは動作時間が対象とされている。
具体的には、現像剤搬送能力を設定する動作条件の一つであるダイヤフラムモータＭ３の回転数を切り換え対象として、画像形成時に適用していたダイヤフラムモータＭ３の回転数に対してそれよりも低い回転数に切り換えることが選択される。
また、ダイヤフラムモータＭ３の回転数とは別に、ダイヤフラムモータＭ３の動作時間を切り換え対象とする場合には、画像形成時に適用していたダイヤフラムモータＭ３の動作時間よりも短くすることが選択される。

ダイヤフラムモータＭ３の回転数をトナーがなくなる以前の回転数よりも低い状態に切り換えると、容積式ポンプ３０に用いられるダイヤフラムポンプの動作により搬送可能な空気の体積が減少するので、搬送される空気の量を低減することが可能となる。
また、ダイヤフラムモータＭ３の動作時間をトナーがなくなる以前の動作時間よりも短くした場合も同様に、前記ダイヤフラムポンプの動作による搬送可能な空気の体積が減少し、搬送される空気の量を低減できる。
この結果、現像部１０へ大量の空気が導入されるのが抑制されて現像部１０での内圧上昇が抑えられることになり、現像剤の飛散が解消されやすくなる。

上述した現像剤搬送能力の低下に用いられる回転数の低下は、画像形成時での回転数を２５００ｒｐｍにした場合、ダイヤフラムモータへの供給電圧を下げて、これ以下の２０００ｒｐｍに切り換えることで実現できる。また、現像剤搬送能力の低下に用いられる動作時間の低下は、画像形成時でのダイヤフラムポンプの動作時間を０．６ｍｓとした場合、ダイヤフラムモータへの電圧印加時間を変更して０．４ｍｓに切り換えることで実現できる。

以上の駆動制御を実行する制御部９５では、現像剤容器７０からトナーが繰り出されずトナーエンド状態であることを判断するために、トナー収容部６０での剤検知センサ６２によるトナー粉面低下を検知した時点で現像剤容器７０を一定時間継続して回転駆動する。
現像剤容器７０を一定時間回転駆動した結果、トナー収容部６０でトナーが増加して粉面低下が解消された場合には、現像剤容器７０の回転駆動を停止し、トナー粉面の低下が解消されない場合には、現像剤容器７０内のトナーがなくなったと判断する。
制御部９５では、現像剤容器７０内のトナーがなくなったと判断した場合、現像剤容器７０の回転駆動を停止するとともに、操作パネル２００により現像剤容器７０の交換を警報する。

一方、制御部９５では、現像剤容器７０の交換が必要と判断した場合、撹拌部２０およびトナー収容部６０にトナーがまだ残っていることを想定して、残っているトナーを用いた画像形成、つまり現像部１０へのトナー供給が継続される。
この場合には、容積式ポンプ３０に用いられる駆動源であるダイヤフラムポンプによる現像剤搬送能力をトナーがなくなる前の現像剤搬送能力よりも低くした状態で現像部１０でのトナー消費に応じて現像部１０へのトナーの搬送を維持する。具体的には、現像部１０に向け撹拌部２０およびトナー収容部６０から搬送されるトナーがなくなるまでの間、現像部１０を対象とする駆動を維持する。
撹拌部２０あるいはトナー収容部６０でトナーがなくなったことは、現像部１０において検知されるトナー濃度の低下が一定時間の間に改善されなくなったことで判断する。

本実施例は以上のような構成であるから、制御部９５の動作を示すフローチャートにより作用を図５において説明すると次の通りである。
現像剤容器７０内のトナーが消費されてなくなったことを判定する場合には、剤検知センサ６２からの出力信号が用いられる（ＳＴ１）。
剤検知センサ６２からの信号出力状態によってトナー収容部６０内でのトナー粉面が所定位置以下であるかどうかが判別される。所定位置以下に下降してトナー量が少なくなっている場合には、検知した回数をカウンタにてインクリメントし、信号出力がない場合にはカウンタがクリアされる（ＳＴ２，３）。
剤検知センサ６２からの信号が出力された場合には、容器回転駆動モータＭ４が一定時間駆動される（ＳＴ４）。これにより、現像剤容器７０から新規トナーを流出させて繰り出せる態勢となる。

現像剤容器７０を一定時間回転させた時点で剤検知センサ６２からの出力信号の有無が判別される（ＳＴ５，６）。この処理は、ステップＳＴ１と同様な処理であり、現像剤容器７０が回転された後の新規トナーの流出状態が判別される。
現像剤容器７０を回転させた後において、剤検知センサ６２から出力信号が有る場合には、再度、カウンタをインクリメントし、カウンタ値が現像剤容器７０内のトナーがなくなった場合を判定するカウンタ値である閾値と対比される（ＳＴ７，８）。

この場合のカウンタ値は、ステップＳＴ２におけるカウンタ値を含めた、トナーの流出が行われていない時間の累積値であり、累積値が増加するに従い、現像剤容器７０内のトナーが減少してなくなっている状態であることを判断できる。
つまり、剤検出センサ６２によりトナー収容部６０でのトナー粉面の位置が低下した際に現像剤容器７０が一定時間、回転駆動されると、この回転駆動時に剤検知センサ６２によるトナー粉面の検知が行われるまでの時間がカウントされる。
現像剤容器７０を回転駆動した際にトナーが流出してトナー量が増加した場合と増加しない場合とで、剤検知センサ６２によりトナー粉面を検知するまでの時間が異なる。このため、トナー粉面を検知するまでの時間が閾値以上となる場合には、現像剤容器７０からトナーが流出していない状態に相当し、換言すれば、現像剤容器７０内のトナーがなくなったことになる。
従って、現像剤容器７０内のトナーがなくなった場合に相当するカウンタ値を閾値として設定しておくことで、カウンタ値が閾値以上となった場合を現像剤容器７０内のトナーがなくなったことを判断できる。
ステップＳＴ８における結果において現像剤容器７０内のトナーがなくなったと判断されると、現像剤搬送能力が画像形成時でのそれよりも低い状態に切り換えられる（ＳＴ９）。
これにより、容積式ポンプ３０の動作による搬送可能な空気の体積が減少し、搬送される空気の量を低減できる。

一方、現像剤搬送能力が低い状態に切り換えられた後、現像部１０および撹拌部２０には、それまで供給されたトナーが残っていることを利用して画像形成にそのトナーを用いるようになっている。
つまり、現像部１０および撹拌部２０の駆動モータＭ１〜Ｍ３は、現像部１０での現像剤に含まれるトナーの濃度が所定濃度以下に達するまでの間、継続して駆動され、画像形成が継続される（ＳＴ１０〜１１）。

本実施例においては、現像剤容器７０から供給されるべきトナーがなくなった場合に、現像剤搬送能力を切り換えるだけで大量の空気が現像部１０に導入されるのを防止できるので、既存構成を利用して現像部１０からのトナー飛散等の弊害の発生を防止できる。
また本実施例においては、トナーの流出方向が重力方向と異なる横向きに現像剤容器７０を設けた場合でも、トナーを一時的に貯留するバッファ部に相当するトナー収容部６０により、容積式ポンプ３０の圧力変化を用いた際のトナー搬送量を安定させられる。
さらに、本実施例においては、現像剤容器７０でのトナーがなくなったことを判断した際に現像剤搬送能力を画像形成時の能力より低い状態に切り換えるだけでなく、撹拌部およびトナー収容部に残っているトナーをそのまま画像形成に用いることができる。これにより、現像剤搬送能力を切り換えると同時に画像形成装置の稼働停止を行う場合に比べて、トナーの有効利用およびランニングコストの低減を図ることができる。

１ 感光体
２ 現像部
９ 現像装置
２０ 攪拌部
３０ 容積ポンプ
７０ 補給手段
６０ 現像剤収納部
６０１ ケーシング
６４ 現像剤排出口
７０ 現像剤容器
７５ａ、７５ｂ 回転部材
７６ 回転中心軸
７８ パドルモータ
９５ 制御部
１００ 画像形成装置（電子写真装置）
１９０ 現像剤搬送装置
２００ 操作パネル
Ｍ１〜Ｍ４ 駆動モータ
Ｇ 現像剤
Ｔ トナー
ＰＤ 搬送（循環）機構

特許第３９８５７５３号公報 特許第３７１４６００号公報 特開２０１３−４７７１４号公報

Claims (7)

1. 現像剤が収容されている現像剤容器と、該現像剤容器から排出された現像剤を受け入れる現像剤収容部と、容積変化に応じて正圧と負圧とを発生させて前記現像剤収容部から現像部に向け現像剤を繰り出し可能な容積式ポンプと、を備えた現像剤搬送装置であって、
   前記現像剤容器の現像剤がなくなったことが判断された場合に前記容積式ポンプによる現像剤搬送能力を前記現像剤がなくなるまでの現像剤搬送能力より低くすることを特徴とする現像剤搬送装置。
2. 前記容積式ポンプは、前記現像剤収容部内の現像剤量を検知可能な検知手段からの信号を入力される制御部により駆動制御され、
   前記制御部は、前記現像剤容器での現像剤繰り出しのための駆動制御が可能であり、前記現像剤収容部内の現像剤量が所定量以下に達したことが検知されたとき、前記現像剤容器の現像剤繰り出し駆動を一定時間継続させた結果において前記現像剤収容部での現像剤量が増加しないと判断した場合に前記現像剤容器内の現像剤がなくなったことを判断し、前記容積式ポンプによる現像剤搬送能力を現像剤がなくなるまでの現像剤搬送能力より低くすることを特徴とする請求項１記載の現像剤搬送装置。
3. 前記制御部は、前記容積式ポンプによる現像剤搬送能力を低くした際に、前記現像剤収容部から前記現像部に向け搬送される現像剤がなくなるまでの間、前記現像部を対象とする駆動を維持することを特徴とする請求項２記載の現像剤搬送装置。
4. 前記容積式ポンプに用いられる駆動源の回転数を低下させることで現像剤搬送能力を低くすることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれ一つに記載の現像剤搬送装置。
5. 前記容積式ポンプの駆動源の動作時間を短くすることで現像剤搬送能力を低くすることを特徴とする請求項１乃至３のうちのいずれか一つに記載の現像剤搬送装置。
6. 請求項１乃至５のうちのいずれか一つに記載の現像剤搬送装置を用いることを特徴とする現像装置。
7. 請求項６記載の現像装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

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