粉体搬送装置及び画像形成装置
【課題】印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、被搬送物としての粉体に与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置、及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。また、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出するトナー排出制御と、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させる負圧発生制御とを同時に開始している。また、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給させるトナー供給制御で、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２の負圧を用いて搬送槽４１内を負圧にする。
【解決手段】搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。また、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出するトナー排出制御と、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させる負圧発生制御とを同時に開始している。また、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給させるトナー供給制御で、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２の負圧を用いて搬送槽４１内を負圧にする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置等に用いる、トナー等の粉体を現象装置等に搬送するための粉体搬送装置及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置等に用いる、粉体収容部としてのトナー収容容器から現像装置に、粉体としてのトナーを搬送する様々な粉体搬送装置が知れている。また、トナーが熱可塑性の樹脂等を含んでいる場合に、トナー等の粉体の凝集や搬送経路内への固着を抑制するため、トナーへの熱ストレスを少くする、様々な粉体搬送装置も提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１０で示す、熱ストレスが少ない状態で粉体であるトナーを搬送する粉体搬送装置を用いた画像形成装置の構成が開示されている。ここで、特許文献１で用いられている用語及び符号の多くが、後述する本願の実施の形態で用いる用語及び符号と一致する。そこで、本願の実施の形態で用いる用語及び符号と異なる、特許文献１の用語及び符号については括弧内に記載する。
【０００４】
図１０に示すように、特許文献１に開示された画像形成装置の粉体搬送装置３５（現像剤搬送装置３５Ａ）は、粉体であるトナー３６を収容する粉体収容部であるトナー容器４０を備えている。また、トナー容器４０からトナー３６が供給される入口部４９と、トナー３６を現像装置１３の収容槽１７に排出するための出口部５０と、内部の気体を吸引するための吸引口５１とが設けられた搬送槽４１とを備えている。そして、搬送槽４１の内部には、トナー容器４０からトナー３６が供給されたトナー３６を出口部５０へ、回転することで搬送する搬送スクリュ（搬送スクリュー）４２も備えている。また、吸引口５１に連結された吸引口連結管４５（連結配管４５ａ）を介して搬送槽４１に接続された負圧室（負圧槽）８２と、吸引口連結管４５内を開閉自在な吸引口開閉手段である吸引口開閉装置（負圧室開閉装置）９３とを備えている。また、負圧室８２に設けられた負圧室吸引口である貫通孔８８に連結された負圧室連結管１００（連結配管４５ｂ）を介して、負圧室８２に接続された気体吸引装置である吸引ポンプ４３とを備えている。また、負圧室連結管１００内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置（吸引ポンプ開閉装置）９６と、出口部５０に接続された排出管４６を開閉する出口部開閉手段である出口部開閉装置（開閉装置）４７を備えている。そして、排出管４６の他端側は、現像装置１３の収容槽１７の供給孔３７に接続されている。また、収容槽１７の内部には現像剤を撹拌・搬送するの攪拌スクリュ（攪拌スクリュー）１８を備えている。また、負圧室８２内の圧力を検出する圧力センサ９０も備えている。さらに、各装置等を制御する制御装置４８も備えている。この制御装置４８は、画像形成装置の制御部（不図示）から、現像装置１３へのトナー３６の補給信号を受信する毎に、次に説明する一連の動作の制御を繰り返すこととなる。
【０００５】
この粉体搬送装置３５では、次のように粉体搬送装置３５内の各部を動作させることで、熱ストレスが少ない状態でトナー３６をトナー容器４０から現像装置１３の収容槽１７内に搬送している。制御装置４８は、吸引ポンプ４３のピストン５９をシリンダ本体５８の底部６１に最も近づけておく。そして、出口部開閉装置４７の開閉駆動源７１に排出管４６内を閉じさせ、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５内を閉じさせ、負圧室開閉装置９６の開閉駆動源９８に負圧室連結管１００内を開かせた状態とする。この状態で、吸引ポンプ４３のピストン５９を底部６１から離れる方向に移動させる。すると、負圧室８２内の気体が吸引ポンプ４３により吸引されて、負圧室８２内の圧力が低下して、負圧室８２内、すなわち、第１負圧室８３及び第２負圧室８４に負圧が発生する。そして、圧力センサ９０により検出された負圧室８２内の圧力が所定値になった時点で、吸引ポンプ４３による吸引を停止し、さらに、負圧室開閉装置９６の開閉駆動源９８に負圧室連結管１００内を閉じさせる。そして、搬送槽４１内の搬送スクリュ４２を軸芯回りに回転させるとともに、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５を開かせると、搬送槽４１内の気体が負圧室８２内の負圧により負圧室８２内に吸引される。搬送槽４１内の気体が負圧室８２内の負圧により負圧室８２内に吸引され、搬送槽４１内の圧力が低下することで、トナー容器４０内の気体とともにトナー３６が搬送槽４１内に吸引される。
【０００６】
そして、所定の時間経過後に、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５内を閉じさせる。すると、トナー容器４０から搬送槽４１へのトナー３６の流入が停止するとともに、搬送スクリュ４２の回転により搬送槽４１内のトナー３６が出口部５０に向かって移動する。その後、出口部開閉装置４７の開閉駆動源７１に排出管４６内を開かせる。すると、出口部５０を通して搬送槽４１内のトナー３６が搬送槽４１外に排出されて、現像装置１３の収容槽１７内に供給される。このように、この粉体搬送装置３５の制御装置４８は、負圧室８２内に負圧を発生させる動作、搬送槽４１内にトナー３６を吸引させる動作、出口部５０からトナー３６を排出する動作という一連の動作の制御を行う。
【０００７】
上述したように、図１０に示す従来の粉体搬送装置３５では、搬送槽４１内の気体を吸引して、この搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引している。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、粉体であるトナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。また、吸引ポンプ４３により負圧室８２内の気体を吸引して負圧室８２内に負圧を発生させて、この負圧により搬送槽４１内の気体を吸引することができる。したがって、例えば、吸引ポンプなどの機械的な気体吸引装置で直接搬送槽４１内の気体を吸引するのに比べて、短時間で効果的に搬送槽４１内の気体に負圧を作用させて吸引することができる。よって、吸引ポンプなどの機械的な気体吸引装置で直接搬送槽４１内の気体を吸引するのに比べて、吸引時間を短くすることができ、粉体であるトナーの搬送時間を短縮することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、画像形成装置の印刷速度を上げることに対する、要求が高まってきた。画像形成装置の印刷速度を上げると、単位時間当たりのトナー消費量が増加するため、現像装置への単位時間当たりのトナー供給量を増加させる必要がある。現像装置への単位時間当たりのトナー供給量を増加させる方法として、粉体搬送装置のトナー供給に係る一連の動作に要する動作時間を短くする方法と、トナー供給に係る一連の動作で供給するトナー供給量を増やす方法とが考えられる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の粉体搬送装置では、負圧室８２内での負圧の発生と、トナー３６の搬送槽４１内への供給、及び搬送槽４１内での出口部５０方向への移動と、トナー３６の排出の３つの動作とを一連の動作として制御している。この構成では、それぞれの動作に所定の時間を要してしまい、個々の動作時間を、さらに短くすることで、トナー供給に係る一連の動作時間を短くするにも限界があった。また、製造コストを抑えて、トナー供給に係る一連の動作で供給するトナー供給量を増やすことも困難であった。これは、トナー容器から搬送槽内へ吸引するトナー量を増やすためには、負圧室内の負圧値を高くしたり、または負圧室の容量を大きくする必要があり、それに伴い風量が大きく、到達真空度も高い気体吸引装置を用いる必要が生じ、気体吸引装置の製造コストが高くなるためである。これらの理由から、特許文献１の粉体搬送装置の構成を、印刷速度が高い画像形成装置に適用することは困難であった。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、被搬送物としての粉体に与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置、及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粉体を収容した粉体収容部と、前記粉体収容部から前記粉体が供給される入口部と、前記粉体を外部に排出するための出口部と、内部の気体を吸引するための吸引口とが設けられた搬送槽と、前記吸引口に連結された吸引口連結管を介して、前記搬送槽に接続された負圧室と、前記吸引口連結管内を開閉自在な吸引口開閉手段と、前記負圧室に設けられた負圧室吸引口に連結された負圧室連結管を介して、前記負圧室に接続された気体吸引装置と、前記負圧室連結管内を開閉自在な負圧室開閉手段と、前記出口部を開閉する出口部開閉手段と、を備える粉体搬送装置において、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を開けさせた状態で、前記気体吸引装置を駆動して前記負圧室内の気体の吸引させ、その後、前記負圧室内が予め定めた負圧状態になったら、前記気体吸引装置の駆動を停止させるとともに、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる負圧発生制御と、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じさせた状態で、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を開けさせて、前記粉体収容部から前記搬送槽に前記粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせる粉体供給制御と、前記出口部開閉手段により前記出口部を開けさせて、前記搬送槽に供給された粉体を前記出口部から排出する粉体排出制御と、を行う制御手段を備え、前記制御手段は、前記負圧発生制御と前記粉体排出制御とを同時に開始することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粉体搬送装置において、制御手段は、粉体供給制御で、出口部開閉手段により出口部を閉じさせ、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせ、さらに、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を開けさせた状態で、気体吸引装置を駆動して負圧室内の気体の吸引させて、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の前記粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じるとともに、前記気体吸引装置の駆動を停止させ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１、又は２に記載の粉体搬送装置において、軸芯回りに回転することで搬送槽内の粉体を入口部から出口部に向かって搬送する搬送部材を、搬送槽内に有した回転搬送手段を備え、制御手段は、粉体排出制御で、前記搬送手段の前記搬送部材を回転させる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の粉体搬送装置において、搬送槽に設けられた送風口に連結された送風口連結管を介して、前記搬送槽内に気体を送り込む送風手段と、前記送風口連結管を開閉する送風口開閉手段と、を備え、制御手段は、粉体排出制御で、出口部開閉手段により前記出口部を開け、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を開けさせた状態にした後、前記送風手段により前記搬送槽に気体を送り込ませ、粉体供給制御で、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じ、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を閉じ、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を閉めさせた状態で、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の粉体搬送装置において、気体吸引装置はダイヤフラム式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ダイヤフラム式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の粉体搬送装置において、気体吸引装置はベーン式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ベーン式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の画像形成装置の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、を少なくとも備えた画像形成装置において、前記現像装置にトナーを供給する手段として、請求項１乃至６のいずれか一に記載の粉体搬送装置を備えていることを特徴とするものである。
本発明は、搬送槽内の気体を吸引して、この搬送槽内に粉体収容部から粉体を吸引している。すなわち、搬送槽内に粉体を吸引するために、搬送槽内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽内に負圧を発生させるための気体吸引装置を搬送槽の外部に設けている。したがって、気体吸引装置から発生する熱が粉体に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽内に粉体を吸引するので、粉体をすり潰すことなく、搬送槽内に吸引することができる。よって、粉体に与える熱ストレスを最小限にしながらも、粉体を搬送することができる。
さらに、負圧発生制御と粉体排出制御とを同時に開始するので、従来の負圧発生制御と粉体排出制御とを個別に行う構成に比べ、粉体搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。また、吸引口連結管内を閉じさせた状態で、負圧室のに負圧を発生させるので、粉体を吸引することなく、負圧室内の気体のみ吸引するので、短時間で負圧室内の負圧を高くすることもできる。また、粉体供給制御では、出口部開閉手段により出口部を閉じさせた状態で、吸引口連結管内を開て、負圧室の負圧を用いて搬送槽内を負圧にするので、短時間で搬送槽内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽内に多くの粉体を吸引することができ、搬送槽内に粉体を吸引する時間、及びその準備時間を短縮することで、現像装置等への単位時間当たりの供給量を多くすることができる。
このように、本発明は、従来から公知な発明、例えば特許文献１と同様に、粉体に与える熱ストレスを最小限にしながらも粉体を搬送でき、かつ、短時間で搬送槽内の負圧を高くすることができる。加えて、負圧発生制御と粉体排出制御とを同時に開始するので、負圧室内の負圧の発生、搬送槽内への粉体吸引、搬送槽内の粉体排出という粉体搬送装置の一連の動作時間を短縮できる。したがって、従来から公知な発明に比べ、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置等への単位時間あたりの供給量を、より増加させることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、粉体の搬送に搬送槽の負圧を用いることで、粉体に与える熱ストレスを最小限にすることができる。さらに、負圧室内の負圧を高くし、かつ、粉体搬送装置の一連の動作に係る時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置等への単位時間あたりの供給量を増加させることもできる。よって、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、被搬送物としての粉体に与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置、及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】画像形成部の概略構成図。
【図３】実施例１に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図４】トナー供給制御の別例に係る負圧室内の圧力の経時変化を示す説明図。
【図５】従来の動作制御の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する場合のタイミングチャート。
【図６】トナー供給制御で搬送槽の負圧に、吸引ポンプの吸引力も加える場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽の負圧に、吸引ポンプの吸引力も加える場合のタイミングチャート。
【図７】実施例２に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図８】実施例３に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図９】実施例４に係る吸引ポンプの構成を示す説明図。
【図１０】従来の粉体搬送装置の一例の構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した粉体搬送装置を備えた画像形成装置として、複数の感光体が横方向に配設されたタンデム型のカラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）の一実施の形態について、実施例を挙げて説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図、図２は、画像形成部の概略構成図である。図３は、実施例１に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。図４は、トナー供給制御の別例に係る負圧室内の圧力の経時変化を示す説明図である。図５は、従来の動作制御の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例とした場合のタイミングチャートである。図６は、トナー供給制御が別例の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御を別例とした場合のタイミングチャートである。図７は、実施例２に係る吸引ポンプの構成を示す説明図、図８は、実施例３に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図、図９は、実施例４に係る吸引ポンプの構成を示す説明図である。
【００１５】
この画像形成装置は、図１に示すように、その中央に転写紙８を搬送する搬送ベルト１５が設けられている。搬送ベルト１５上方には、紙搬送方向上流側から順に、黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色画像を形成する４つの画像形成部であるプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃが並べて配置され、これらのタンデム画像形成部が搬送ベルト１５に対向している。ここで、色の順序はこの限りではなく、例えば、黒（Ｋ）を最下流に配置し、Ｍ，Ｙ，Ｃ，Ｋの順に作像することも可能である。
【００１６】
この搬送ベルト１５は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラとなる支持ローラ２６、２７に掛け渡された無端状ベルトであり、支持ローラ２６、２７の回転により図中反時計回り方向に回転移動する。搬送ベルト１５の下方には転写紙８が収納された給紙トレイ２０、２１、２２が備えられている。
【００１７】
プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃを有している。各感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃの周りには、後述する帯電装置２、現像装置１３、クリーニング装置６、粉体搬送装置３５等をそれぞれ有している。また、各プロセスカートリッジの上方には、露光装置１６が各感光体ごとに設けられている。
【００１８】
また、搬送ベルト１５のプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃと対向する内側には、４つの転写装置５Ｋ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｃがそれぞれ配設されている。この転写装置５Ｋ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｃは、図示しない電源から転写バイアスが印加され、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃで各感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃ上に形成された各トナー像を搬送ベルト１５に搬送される転写紙８上に転写する。また、搬送ベルト１５の図中左方には、転写紙８上に転写されたトナー像を定着する定着装置２４が設けられている。
【００１９】
この画像形成装置では、画像形成時に、例えば、給紙トレイ２０に収納された転写紙８のうち、最上位置にある転写紙８が送り出されてレジストローラ２３で一旦待機させられる。そして、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト１５に吸着される。搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は最初のプロセスカートリッジ７Ｋに搬送され、転写装置５Ｋにより感光体１Ｋ上に形成された黒のトナー像が転写される。搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は、次のプロセスカートリッジ７Ｍに搬送され、転写装置５Ｍにより感光体１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が、転写紙８上に既に形成されている黒トナー像に重ねて転写される。さらに、転写紙８は次のプロセスカートリッジ７Ｙに搬送され、転写装置５Ｙにより感光体１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が、転写紙８上に既に形成されている黒トナー像、マゼンタトナー像に重ねて転写される。同様にして、次のプロセスカートリッジ７Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、転写紙８上に４色重ね合わせトナー像であるフルカラーの重ね画像が得られる。こうしてフルカラーの重ね画像が形成された転写紙８は、プロセスカートリッジ７Ｃを通過した後、搬送ベルト１５から剥離されてから定着装置２４で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ２５へ排紙される。
【００２０】
次に、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃについて説明する。なお、４つのプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっているので、以下、添字を省略して、プロセスカートリッジ７として説明する。
【００２１】
図２は、プロセスカートリッジ７の概略構成図である。プロセスカートリッジ７は、ドラム状の感光体１の周りに、帯電装置２、現像装置１３、クリーニング装置６、粉体搬送装置３５等を備えている。また、本実施の形態のプロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に対して脱着可能に設けられている。
【００２２】
感光体１は、広く電写真方式の画像形成装置で用いられているもの特段異なる点はなく、その表面を帯電装置２により一様帯電された後、図２では図示を省略した露光装置１６からの書込露光Ｌにより露光されて静電潜像が形成される。また、図２では、帯電装置２は感光体１と同速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００２３】
現像装置１３は、主に、現像容器１４と、現像剤３０を現像容器１４内で撹拌・搬送する攪拌スクリュ１９、１８と、現像ローラ２８と、現像ローラ２８に担持する現像剤３０の量を規制する現像剤層厚規制部材９とからなる。
【００２４】
現像容器１４は、その一部には開口部を形成し、現像ローラ２８の一部が露出して感光体１に近接対向するように配置し、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナー３６を供給して現像を行う現像領域Ａを形成する。そして、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９と、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８とは、現像容器１４内に設けられた隔壁２９により、その現像剤収容部が隔てられている。この隔壁２９の各搬送部材の両端部近傍の部分には開口が設けられ、撹拌・搬送される現像剤３０が、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９の現像剤搬送方向下流側から、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８の現像剤搬送方向上流側へ搬送される。また、撹拌・搬送される現像剤３０が、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８の現像剤搬送方向下流側から、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９の現像剤搬送方向上流側へ搬送される。また、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８が設けられた現像剤収容部の現像剤搬送方向上流側には、供給孔３７（図２には、不図示）が設けられ、詳しくは後述する粉体搬送装置から供給されるトナー３６を受入れる。
【００２５】
現像ローラ２８は、現像スリーブ２８ａと、現像スリーブ２８ａの内部に設けられた円周方向に複数の磁石ＭＧを配置したマグネットローラ２８ｂとからなる。そして、マグネットローラ２８ｂの周囲を円筒状の現像スリーブ２８ａが回転軸２８ｃと一体的に回転する構成となっている。また、現像スリーブ２８ａはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ２８ｂは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、現像容器１４に固定されており、その周囲を現像スリーブ２８ａが回転して、磁石ＭＧにより引き付けた現像剤３０を搬送していく。そして、現像容器１４の開口部の現像剤３０の搬送方向上流側に設けられた現像剤層厚規制部材９により搬送する現像剤３０の量を規制されて、表面移動することにより担持した現像剤３０を現像領域Ａまで搬送する。また、現像スリーブ２８ａには図示しない電源より現像バイアスが印加されており、感光体１上の静電潜像と、現像ローラ２８との間に電位差である現像ポテンシャルが形成される。この現像ポテンシャルにより現像ローラ２８上の現像剤３０からのトナー３６が感光体１の静電潜像に転移することで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００２６】
このように構成された現像装置１３では、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９は、撹拌・搬送する現像剤３０を現像ローラ２８に供給するとともに、現像に供されなかった現像剤３０を回収する。そして、回収された現像剤３０は、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９と、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８とが設けられた、それぞれの現像剤収容部を循環して撹拌・搬送される。感光体１と現像ローラ２８とが対向する現像領域Ａを一度通過して回収された現像剤３０は、撹拌・搬送されている間に、現像ローラ２８から離れた側の現像剤収容部の現像剤搬送方向の上流側で補給されたトナー３６と適切に攪拌される。そして、このトナー３６が補給された現像剤３０は、現像剤収容部内を攪拌スクリュ１９、１８により撹拌・搬送されることで、必要な帯電量を与えられてから再度現像領域に供給されるため、画像濃度が安定する。
【００２７】
その後、感光体１上に形成されたトナー像は、転写装置５と対向する転写領域Ｂまで移動し、転写装置５により搬送ベルト１５が搬送する転写紙８上にトナー像を転写する。また、図２では、転写装置５は回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。そして、トナー像転写後の感光体１はクリーニング装置６により転写紙８に転写し切れずに感光体１の表面に残ったトナーをクリーニングされ、次の画像形成工程に備えることとなる。
【００２８】
また、本発明は、感光体１上のトナー像を中間転写体（中間転写ベルトなど）にいったん転写し、その後多色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能であり、その場合は転写領域Ｂで感光体１上のトナーを中間転写体（中間転写ベルト）に転写することになる。
【００２９】
次に、本発明の特徴部である粉体搬送装置３５の、実施例について説明する。
【００３０】
（実施例１）
本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例１について図３を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、図３に示すように、粉体収容部としてのトナー容器４０と、搬送槽４１と、気体吸引装置としての吸引ポンプ４３と、負圧室８２とを備えている。また、配管部４４と、吸引口連結管４５と、負圧室連結管１００と、排出管４６と、出口部開閉装置４７と、吸引口開閉装置９３と、負圧室開閉装置９６とを備えている。さらに、各装置等を制御する制御装置４８も備えている。
【００３１】
まず、本実施例に係る粉体搬送装置３５の構成から説明する。ここで、本実施例の粉体搬送装置３５の制御装置４８を除く各装置等の配置は、上方から次のように接続されている。吸引ポンプ４３は、負圧室連結管１００を介して、負圧室８２に接続され、負圧室８２は吸引口連結管４５を介して搬送槽４１に接続されており、搬送槽４１の側面にはトナー容器４０が配管部４４を介して接続されている。そして、搬送槽４１は排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続されている。以下、各装置等の配置順に、それぞれの構成を説明する。
【００３２】
吸引ポンプ４３は、ダイヤフラム式ポンプであり、ポンプ容器１１２と、ダイヤフラム１１１と、ポンプ駆動装置６０とを備えている。ポンプ容器１１２の底部には、ポンプ吸引口６３と、ポンプ吸引口６３に取り付けられた吸引側弁１０１と、ポンプ排出口１０２、ポンプ排出口１０２に取り付けられた排出側弁１０３とが設けられている。吸引側弁１０１は、ポンプ容器１１２のポンプ吸引口６３の上部を覆うように一端側をポンプ容器１１２に固定して設けられ、気体である空気（以下、単に空気という）がポンプ容器１１２に流入する場合のみ他端側が上方に変形して開く構造となっている。また、排出側弁１０３は、ポンプ容器１１２の下部に形成さられたポンプ排出口１０２の内部の拡幅部分に設けられ、ポンプ容器１１２のポンプ排出口１０２の上部の孔を下方から覆うように一端側をポンプ容器１１２に固定して設けられている。また、空気がポンプ容器１１２から流出する場合のみ、他端側が下方に変形して開く構造となっている。そして、制御装置４８の制御により、吸引ポンプ４３を駆動させて、ポンプ駆動装置６０によりダイヤフラム１１１を往復運動させることで、ポンプ吸引口６３から空気を吸引し、ポンプ排出口１０２から空気を吐出することが出来る。ここで、吸引ポンプ４３の最大流量は１〜８リットル／分、最大到達真空度は−２０〜−８０ｋＰａである。また、ダイヤフラム式ポンプは、他の様々な用途にも使用される一般的なポンプであり、かつ上述したように構成部品が少ないため、購入する場合の価格が低く、製造する場合でも製造コストが低い。
【００３３】
負圧室連結管１００は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、負圧室連結管１００の一端は吸引ポンプ４３の下部に設けられたポンプ吸引口６３の周りに固定され、他端は負圧室８２の上部に設けられた貫通孔８８の周りに固定されている。このようにして、負圧室連結管１００は、吸引ポンプ４３と負圧室８２とを連結している。また、この負圧室連結管１００には、負圧室連結管１００内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置９６が設けられている。
【００３４】
負圧室開閉装置９６は、互いに接離（近づいたり離れたりすることをいう）自在に設けられた一対の挟持部材７０と、開閉手段としての開閉駆動源９８とを備えている。挟持部材７０は、互いの間に負圧室連結管１００の中央部を位置付けている。負圧室開閉装置９６は、一対の挟持部材７０を互いに接離させる。挟持部材７０は、互いに近づけられると、互いの間に負圧室連結管１００を挟んで押しつぶすようにして、この負圧室連結管１００内を密閉する。また、挟持部材７０は、互いに離れると、負圧室連結管１００内を開放する。このようにして、開閉駆動源９８は、負圧室連結管１００内を開閉する。すなわち、負圧室開閉装置９６は、負圧室連結管１００内を開閉自在としている。また、吸引口開閉装置９３、出口部開閉装置４７も負圧室開閉装置９６と同様の構成であり、開閉駆動源９５は吸引口連結管４５内を、開閉駆動源７１は排出管４６内を、それぞれ開閉自在としている。そして、各開閉手段は、制御装置４８の制御により、それぞれの開閉を制御されている。
【００３５】
負圧室８２は、その上部に負圧室連結管１００を介して吸引ポンプ４３に接続される貫通孔８８と、その下部に吸引口連結管４５を介して搬送槽４１に接続される貫通孔１０４を備え、その容量は２０〜３００ｃｃである。また、負圧室８２は、吸引ポンプ４３の駆動により負圧を発生された後、負圧室連結管１００と吸引口連結管４５とを、それぞれの開閉手段により閉じ、再びいずれかの連結管内が開かれるまで、発生した負圧を維持できるように構成されている。
【００３６】
吸引口連結管４５は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、一端が負圧室８２の下部に設けられた貫通孔１０４周りに固定され、他端が搬送槽４１に設けられた吸引口５１の周りに固定されている。このようにして、吸引口連結管４５は、搬送槽４１と負圧室８２とを連結している。また、この吸引口連結管４５には、吸引口連結管４５内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置９６が設けられている。この負圧室開閉装置９６は、上述したように、負圧室開閉装置９６と同様に構成されており、制御装置４８の制御により、その開閉を制御されている。
【００３７】
搬送槽４１は、その上部に吸引口連結管４５を介して負圧室８２に接続される吸引口５１と、その一側面の上部に配管部４４を介してトナー容器４０に接続される入口部４９とを備えている。さらに、その下部に排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続される出口部５０を備えている。この搬送槽４１は、負圧室８２内の負圧との圧力差を用いて、その内部を負圧化されて、トナー容器４０内に収容されたトナー３６を吸引した後、出口部５０から現像装置１３の収容槽１７へトナー３６を供給する。
【００３８】
配管部４４は、ゴムなどの弾性材料で構成され、管状に形成されるとともに、内側にトナー３６を流す流路が形成されている。そして、一端が搬送槽４１の一側面の上部に設けられた入口部４９に固定されており、他端はトナー容器４０に一体に形成されている。
【００３９】
トナー容器４０は、内部の空間が密閉され、その内部に粉体であるトナー３６を収容し、その一側面に一体に形成されている配管部４４を介して搬送槽４１に接続されている。このトナー容器４０は、負圧室８２内の負圧と搬送槽４１内の圧力差を用いて、トナー容器４０内に収容されたトナー３６を空気とともに吸引することで、トナー３６が供給される。そして、出口部５０から現像装置１３の収容槽１７へトナー３６を排出する。
【００４０】
排出管４６は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、一端が搬送槽４１に設けられた出口部５０の周りに固定され、他端が現像装置１３の収容槽１７に設けられた供給孔３７の周りに固定されている。このようにして、排出管４６は、搬送槽４１と現像装置１３の収容槽１７とを連結している。また、この排出管４６には、排出管４６内を開閉自在な出口部開閉手段である出口部開閉装置４７が設けられている。この出口部開閉装置４７は、上述したように、負圧室開閉装置９６と同様に構成されており、制御装置４８の制御により、その開閉を制御されている。
【００４１】
現像装置１３の収容槽１７は、この現像装置１３内の現像剤を撹拌・搬送する２つの現像剤の収容槽における、トナー補給口である供給孔３７が設けられた側の収容槽である。この収容槽１７は、その上部の一端に排出管４６を介して搬送槽４１に接続される供給孔３７を設けている。そして、その内部には現像剤を撹拌・搬送するの攪拌スクリュ１８を備えている。
【００４２】
制御装置４８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。この制御装置４８は、吸引ポンプ４３と、出口部開閉装置４７と、吸引口開閉装置９３と、負圧室開閉装置９６とに接続されている。そして、本発明に係る粉体搬送装置を用いる画像形成装置の制御部（不図示）と相互に制御信号の通信を行い、画像形成装置の制御部の現像装置１３へのトナー３６の補給信号、各センサの検知結果等に基づき、各装置等の動作を制御して、粉体搬送装置３５の制御をつかさどっている。また、本実例では、制御装置４８を粉体搬送装置３５に備える例について説明するが、これに限定されるものではなく、本発明に係る粉体搬送装置を備える画像形成装置等の制御部で、兼用する構成でもよい。また、その配置位置も、組み付け易さ、メインテナンス性、周辺温度環境等の条件を満たす位置であれば、特に限定されるものではない。
【００４３】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。制御装置４８の制御は、主に、次の３つの動作制御に大別することができる。負圧室８２内に負圧を発生させる動作制御（以下、負圧発生制御という）、搬送槽４１にトナー容器４０からトナー３６を供給する動作制御（以下、トナー供給制御という）。そして、現像装置１３の収容槽１７に搬送槽４１からトナー３６を排出（供給）する動作制御（以下、トナー排出制御という）である。そして、これら一連の動作制御が繰り返し行われることとなる。また、実際の動作制御においては、各動作制御に移行する場合に、待機が生じる場合もある。以下の説明においては、既に、搬送槽４１にトナー３６が供給されており、画像形成装置の制御部から、現像装置１３へのトナー３６を補給信号が、制御装置４８に通信された以降の動作制御の順に説明する。
【００４４】
（トナー排出制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出させる場合に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開けさせる。この開けさせた排出管４６を介して、搬送槽４１の出口部５０からトナー３６を現像装置１３の収容槽１７へと排出（供給）する。そして、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるか、現像装置１３内のトナー濃度が所定の濃度に達したら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせて、負圧発生制御に移行する。
【００４５】
また、上述したトナー排出制御の例では、他の動作制御と重複していない。しかし、トナー排出制御は、他の動作制御と重複しない制御に限定されるものではなく、例えば、次のように制御しても良い。
【００４６】
別のトナー排出制御の例では、制御装置４８は、先に説明したトナー排出制御の例と異なり、トナー排出制御を開始すると同時に、詳しくは後述する負圧発生制御も開始する。具体的には、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。
【００４７】
この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。このように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始することで、トナー３６の搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。ここで、一連の動作時間とは、一連の動作制御に基づいた粉体搬送装置３５のトナー３６の搬送に係る動作時間である。このように、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。また、この別例では、トナー排出制御と負圧発生制御のいずれもが完了した時点で、トナー供給制御に移行する。
【００４８】
（負圧発生制御）
負圧発生制御では、制御装置４８は、負圧室８２内を予め定めた負圧状態にする場合に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせた状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。そして、吸引ポンプ４３を駆動させることで、負圧室８２内の空気を吸引して、負圧室８２内に負圧を発生させる。そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態、例えば負圧室８２内の圧力が−２０〜−６０ｋＰａになったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせて、トナー供給制御に移行する。ただし、負圧発生制御が完了した後、移行するトナー供給制御が、後述するトナー供給制御の別例のような動作制御である場合には、この限りではない。これは、後述するトナー供給制御の別例では、トナー排出制御により出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じられた状態で、吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を開き、かつ、吸引ポンプ４３を駆動させるためである。このため、トナー排出制御により排出管４６内を閉じられた状態あれば、負圧室８２内を予め定めた負圧状態になった時点で、吸引口連結管４５内を閉じず、吸引ポンプ４３を駆動したまま、トナー供給制御（別例）に移行する方が好ましい。また、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったか否かの判断は、負圧室８２内の圧を計測しての判断でも、予め実験等により所定の圧力になる時間を求めておき、この求めた時間を経過したか否かの判断でも良い。
【００４９】
このように、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させるので、トナー３６を吸引することなく、負圧室８２内の空気のみ吸引でき、短時間で負圧室８２内の負圧を高くできる。
【００５０】
また、上述した負圧発生制御の例では、他の動作制御と重複していない。しかし、負圧発生制御は、他の動作制御と重複しない制御に限定されるものではなく、上述したトナー排出制御の別例ように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始する制御としても良い。
【００５１】
別の負圧発生制御の例では、制御装置４８は、先に説明した負圧発生制御の例と異なり、負圧発生制御を開始すると同時に、トナー排出制御も開始する。言い換えると、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出するトナー排出制御を開始する際に、同時に負圧発生制御も開始する。具体的には、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。
【００５２】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態、例えば負圧室８２内の圧力が−２０〜−６０ｋＰａになったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせる。また、トナー排出制御においては、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるか、現像装置１３内のトナー濃度が所定の濃度に達したら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。また、この別例では、トナー排出制御と負圧発生制御のいずれもが完了した時点で、トナー供給制御に移行する。
【００５３】
このように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始することで、先に説明した負圧発生制御の作用・効果に加え、トナー排出制御の別例と同様な作用・効果も奏することができる。
【００５４】
また、先に説明した負圧発生制御、又は負圧発生制御の別例においては、トナー排出制御により出口部開閉装置４７で排出管４６内を閉じられるまで、基本的には吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を閉じた状態を維持する。吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を閉じた状態を維持することで、負圧室８２内への空気の流出入を無くすことができ、後述するトナー供給制御を開始するまで、負圧室８２内の負圧状態を維持することができる。
【００５５】
ただし、負圧室８２内が予め定めた負圧状態になった後に、トナー排出制御により出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じられるまで、吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内とを閉じた状態の維持を、必ず要するものではない。つまり、トナー排出制御により出口部開閉装置４７で排出管４６内を閉じさせるタイミングと、負圧発生制御により負圧室開閉装置９６で負圧室連結管１００内も閉じさせるタイミングとは順序を問わない。例えば、トナー３６の出口部５０からの排出が十分であっても、負圧室８２内の負圧状態が予め定められた負圧状態になっていない場合等が想定される。
【００５６】
（トナー供給制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１にトナー３６を供給させる際に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせる。そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたら、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせる制御を行う。ここで、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたか否かの判断は、トナー量を検知しての判断でも、予め実験等で定めた時間を経過したか否かでの判断でも良い。また、負圧室８２内の、吸引口連結管４５内を開た後の圧力を計測し、吸引口連結管４５内を開く前に計測した圧力との差が、予め実験等で定めた圧力差よりも上昇したか否かでも良い。
【００５７】
このように、搬送槽４１内と負圧室８２内との負圧との圧力差を用いて、搬送槽４１内を負圧化することで、トナー容器４０内のトナー３６を空気とともに、搬送槽４１内に吸引できる。搬送槽４１内を負圧化して、この搬送槽４１内にトナー容器４０から空気とともにトナー３６を吸引することで、トナー３６が供給されている。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、トナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。
【００５８】
また、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２内の負圧を用いて搬送槽４１内に負圧を発生させるので、短時間で搬送槽４１内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽４１内に多くのトナー３６を吸引することができ、搬送槽４１内にトナー３６を吸引する時間、及びその準備時間を短縮でき、現像装置１３への単位時間当たりのトナー３６の供給量を多くすることができる。そして、本実施例の構成では、１回のトナー供給制御で１〜１２ｇのトナー３６を吸引することができた。
【００５９】
また、上述したトナー供給制御の例では、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせた状態を維持している。しかし、トナー供給制御においては、負圧室連結管１００内を閉じさせた状態を維持して、トナー容器４０内のトナー３６を搬送槽４１内に供給することに限定されるものではなく、例えば、次のように制御しても良い。
【００６０】
別のトナー供給制御の例では、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により出口部５０を閉じさせた状態で、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせる。それと同時に、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３を駆動させる。そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させる制御を行う。また、吸引ポンプ４３の駆動を停止させる制御と同時に、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせる制御も行う。ここで、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたか否かの判断は、先に説明したトナー供給制御の例と同様であるので、その説明を省略する。
【００６１】
このようにトナー供給制御を行うことで、搬送槽４１内に負圧を発生させる、搬送槽４１内と負圧室８２内との圧力差に、吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることができる。吸引ポンプ４３による気体吸引力を加えることで、先に説明したトナー供給制御に比べ、搬送槽４１内の負圧低下による吸引量低下を低減でき、より多くのトナー３６を吸引することができる。そして、本実施例の構成では、１回のトナー供給制御で１〜１８ｇのトナー３６を吸引することができた。
【００６２】
ここで、図４に、トナー吸引時おける、先に説明したトナー供給制御の吸引ポンプ４３を駆動しなかった場合と、別例として説明したトナー供給制御の吸引ポンプ４３を駆動した場合との搬送槽４１内の圧力の経時変化を示す。図４に示すように、吸引ポンプ４３を駆動しなかった場合に比べて、吸引ポンプ４３を駆動した場合は、トナー吸引時における搬送槽４１内の負圧値の低下が低減するため、搬送槽４１内へのトナー３６の吸引量が５〜５０％増加した。
【００６３】
このように、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引するトナー３６の供給量をさらに多くすることで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
【００６４】
また、負圧発生制御でも上述したように、トナー排出制御により排出管４６内を閉じられた状態で、負圧発生制御で負圧室８２内を予め定めた負圧状態になった時点で、このトナー供給制御に移行するように構成しても良い。このように構成することで、負圧発生制御の開始時には、負圧室連結管１００内は開き、吸引ポンプ４３は駆動したまま移行されるので、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせるのみとなる。したがって、少なくとも、吸引ポンプ４３の駆動開始時における気体吸引圧の立ち上がりに要する時間を短縮することができ、より多くのトナー３６を、トナー容器４０から搬送槽４１に吸引することができる。また、負圧発生制御において、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせるのに要する時間も短縮することができる。
【００６５】
（待機）
そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給され、トナー供給制御が完了した後、現像装置１３へトナー３６を補給する必要が生じ、トナー排出制御に移行するまで待機を要する場合がある。この待機時には、吸引ポンプ４３の駆動が停止させられているとともに、吸引口連結管４５内、負圧室連結管１００内、及び排出管４６内は閉じられた状態が維持されている。
【００６６】
ただし、本実施例の粉体搬送装置３５では、トナー排出制御に移行するまでに、必ず待機を要するものではない。例えば、１サイクルのトナー３６の排出では、現像装置１３内のトナー濃度を所定の濃度にできない場合等が挙げられる。このような場合には、トナー供給制御が完了した時点で、待機することなく、トナー排出制御に移行し、連続的に現像装置１３へトナー３６を補給するため、一連の動作制御を繰り返す。
【００６７】
ここで、従来の動作制御の例と、上述した本実施例における制御装置４８の特徴的な３つの例の各開閉手段の開・閉と、ポンプのＯＮ・ＯＦＦのタイミングについて、タイミングチャートを用いて、より分かり易く説明する。図５（ａ）は、従来の動作制御の場合、図５（ｂ）は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例の場合のタイミングチャートである。また、図６（ａ）は、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例の場合、図６（ｂ）は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例同士を組み合わせた場合のタイミングチャートである。
【００６８】
これらのタイミングチャートでは説明の関係上、従来のトナー排出制御とトナー供給制御が２ステップ分で記載し、他の動作制御と待機については１ステップとして記載している。また、画像形成装置の制御部から、現像装置１３へのトナー３６を補給信号が、制御装置４８に通信されるまでは、各開閉手段は閉じられ、吸引ポンプ４３はＯＦＦされた状態から開始されるものとして説明する。
【００６９】
従来の動作制御では、図５（ａ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信すると、トナー排出制御を開始し、出口部開閉装置４７を開ける。２ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じた後、負圧発生制御を開始する。負圧発生制御では、負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、吸引口開閉装置９３を閉じさせ、待機に移行する。
【００７０】
トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例の場合では、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信すると、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する。つまり、出口部開閉装置４７と負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせる。さらに１ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じさせ、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、吸引口開閉装置９３を閉じさせ、待機に移行する。
【００７１】
トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例の場合では、図６（ａ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信する。すると、トナー排出制御を開始し、出口部開閉装置４７を開ける。２ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じた後、負圧発生制御を開始する。負圧発生制御では、負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、待機に移行する。
【００７２】
トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例同士を組み合わせた場合では、図６（ｂ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信する。すると、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する。つまり、出口部開閉装置４７と負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせる。さらに１ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じさせ、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、待機に移行する。
【００７３】
（実施例２）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例２について図７を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、実施例１の構成に加え、軸芯回りに回転することで搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する搬送部材である搬送スクリュ４２を、搬送槽４１内に有した回転搬送手段を備えている。そして、他の構成は同一であるので、実施例１と同一な構成、作用・効果についての説明は適宜省略して説明する。
【００７４】
まず、本実施例の搬送槽４１、及び回転搬送手段の構成から説明する。本実施例の搬送槽４１は、実施例１の搬送槽と同様に、その上部に吸引口連結管４５を介して負圧室８２に接続される吸引口５１と、その一側面の上部に配管部４４を介してトナー容器４０に接続される入口部４９とを備えている。また、その下部に排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続される出口部５０を備えている。そして、回転搬送手段は、図７に示すように、搬送槽４１の内部に設けられた搬送部材としての搬送スクリュ４２と、搬送槽４１の外部に設けられたスクリュ駆動装置１１５とからなる。そして、制御装置４８の制御により、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する。以下に、それぞれの構成について、より詳しく説明する。
【００７５】
搬送槽４１は、実施例１の搬送槽よりも、トナー容器４０が接続されている内壁面に向かう方向、つまり、トナー３６の搬送方向に長く形成されている。そして、実施例１の搬送槽とは、吸引口５１と出口部５０とが設けられている水平方向の位置が異なる。実施例１の搬送槽では、吸引口５１と出口部５０とは、それぞれ、搬送槽の略中央に設けていた。それに対し、本実施例の搬送槽４１では、トナー３６の搬送方向上流端から下流端に向けた約２／３の位置に、吸引口５１が設けられ、下流端近傍に、出口部５０が設けている。また、吸引口５１が設けられている側面の高さは、実施例１と同様である。そして、トナー容器４０の内壁面の底部の形状は、後述する搬送スクリュ４２のらせん状に延在した羽根の最外周部の下方が、搬送スクリュ４２の軸芯を中心に、軸芯の鉛直直下から左右約４５度の範囲で摺動するように、緩やかな傾斜が設けられている。このトナー容器４０の内壁面の最も低い部分の上方に搬送スクリュ４２の軸芯が平行に配置されることなる。また、出口部５０も、この搬送スクリュ４２のらせん状に延在した羽根の最外周部が、トナー容器４０の内壁面の底部と摺動する範囲に設けられる。このように、トナー容器４０の内壁面の底部を形成することで、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６は、搬送スクリュ４２の回転により、余すことなく、出口部５０へ搬送されることとなる。ただし、上述したトナー容器４０の内壁面の底部の形状は、例示にすぎず、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送スクリュ４２の回転により、余すことなく、出口部５０へ搬送できる形状であれば良い。
【００７６】
搬送スクリュ４２は、棒状の軸と、この軸の外表面上から突出し、かつ、らせん状に延在した羽根とを備えている。搬送スクリュ４２の軸の一端は、搬送槽４１の外部に設けられたスクリュ駆動装置１１５に接続されている。そして、搬送スクリュ４２は、制御装置４８の制御により、スクリュ駆動装置１１５が軸芯回りに回転されることで、入口部４９を通って搬送槽４１内に供給されたトナー３６を入口部４９側から出口部５０側に向かって搬送する。
【００７７】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。本実施例の制御装置４８による動作制御は、実施例１の動作制御と、トナー排出制御の搬送槽４１内に回転搬送手段を備えたことに関する制御のみが異なる。他の動作制御は、実施例１の動作制御と同様であるので、その動作制御、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。また、実施例１の動作制御と同様に、一連の動作制御は繰り返し行われることとなる。
【００７８】
（トナー排出制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出させる際に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開けさせた状態で、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させる。スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送スクリュ４２が回転し、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送される。この回転搬送手段により、入口部４９から出口部５０に向かって搬送されたトナー３６は、出口部５０から排出管４６を介して、搬送槽４１の出口部５０からトナー３６を現像装置１３の収容槽１７へと全て排出（供給）される。そして、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。
【００７９】
（負圧発生制御）
また、実施例１の負圧発生制御の別例で上述したように、トナー排出制御を開始すると同時に、負圧発生制御も開始する場合も同様も同様な制御が適用できる。具体的には、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させ、かつ、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させる。スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送スクリュ４２が回転し、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送される。
【００８０】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせる。また、トナー排出制御においては、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出されたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。
【００８１】
このように、トナー排出制御、又は負圧発生制御を行うことで、実施例１の作用・効果に加え、次ぎの作用・効果を奏することができる。搬送スクリュ４２で搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に搬送するので、常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送される。常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送されることで、出口部５０でのトナー３６の詰まりがなくなり、トナー３６の排出速度が安定化し、搬送槽４１内のトナー３６を排出するのに要する時間を短縮することができる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることが出来る。
【００８２】
（実施例３）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、、実施例３について図８を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、実施例１又は２の構成に加え、搬送槽４１に空気を送り込む送風手段を備えている。そして、他の構成は同一であるので、実施例１又は２と同一な構成、作用・効果についての説明は適宜省略して説明する。また、実施例１又は２のいずれにも適用可能であるが、以下の説明では、実施例２のトナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成に適用した場合について説明する。
【００８３】
まず、本実施例の搬送槽４１に空気を送り込む送風手段の構成から説明する。本実施例の、吸引ポンプ４３は上述した実施例１又は２の吸引ポンプと同様な構成をしており、搬送槽４１に空気を送り込む送風手段は、吸引ポンプ４３の排出側から吐出された空気を搬送槽４１に送り込むものである。具体的には、吸引ポンプ４３と、搬送槽４１に設けられる搬送槽送風口１０８と、ポンプ排出口１０２と搬送槽送風口１０８とを連結する送風口連結管１０７と、送風口開閉手段である送風口開閉装置１０９とからなる。以下に、吸引ポンプ４３の構成を除く、個々の構成について、より詳しく説明する。
【００８４】
送風口連結管１０７は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、送風口連結管１０７の一端は吸引ポンプ４３の下部に設けられたポンプ排出口１０２の周りに固定され、他端は搬送槽４１の上部に設けられた搬送槽送風口１０８の周りに固定されている。このようにして、送風口連結管１０７は、吸引ポンプ４３と搬送槽４１とを連結している。また、この送風口連結管１０７には、送風口連結管１０７内を開閉自在な送風口開閉手段である送風口開閉装置１０９が設けられている。
【００８５】
送風口開閉装置１０９は、負圧室開閉装置９６と同様の構成で、開閉装置駆動源１１０は、送風口連結管１０７内を開閉自在であり、制御装置４８の制御により、送風口連結管１０７内を開閉する。
【００８６】
搬送槽４１は、その上部に搬送槽送風口１０８を設けている点を除けば、実施例２の搬送槽と同様に構成されている。本実施例の搬送槽４１では、トナー３６の搬送方向上流端から下流端に向けた約１／３の位置に、搬送槽送風口１０８が設けられている。この搬送槽送風口１０８から、搬送槽送風口１０８を介して、吸引ポンプ４３のポンプ排出口１０２から吐出された空気が吹き込まれることとなる。
【００８７】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。この説明では、上述したように、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する構成を前提としている。そして、この前提に基づく実施例１又は２の動作制御と、本実施例の制御装置４８による動作制御とは、トナー排出制御に関する制御のみが異なる。他の動作制御は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成を前提としているを除けば、実施例１又は２の動作制御と同様であるので、その動作制御、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。また、実施例１又は２の動作制御と同様に、一連の動作制御は繰り返し行われることとなる。
【００８８】
（トナー排出制御、及び負圧発生制御）
トナー排出制御、及び負圧発生制御では、制御装置４８は、上述したように、トナー排出制御の開始と同時に負圧発生制御も開始する制御を行う。具体的には、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させてポンプ吸引口６３から負圧室８２内の空気を吸引し、かつ、スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させて搬送スクリュ４２によりトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する。さらに、負圧室８２内の空気を吸引し、かつ、トナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送すると同時に、送風口開閉装置により送風口連結管１０７を開けさせてポンプ排出口１０２から吐出する空気を搬送槽４１内に送り込む。
【００８９】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせ、かつ、送風口開閉装置１０９により送風口連結管１０７を閉じさせる。また、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出されたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内も閉じさせる。
【００９０】
このように、トナー排出制御、及び負圧発生制御を行うことで、実施例１、２のトナー排出制御の開始と同時に負圧発生制御も開始する制御を行う場合の作用・効果に加え、次ぎの作用・効果を奏することができる。吸引ポンプ４３を駆動により搬送槽４１内に空気を送り込むことで、搬送槽４１内に圧力を加え、トナー３６を出口部５０から排出する速度を上げることで、搬送槽４１内のトナー３６を排出に要する時間を短縮できる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
【００９１】
また、上述した本実施例の説明では、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成を前提に説明したが、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成でない場合にも、次のように構成することで適用可能である。上述した構成に加え、負圧室連結管１００の負圧室開閉装置９６とポンプ吸引口６３との間に大気開放弁を設ける。
【００９２】
そして、上述したトナー排出制御に加え、トナー排出制御で搬送槽４１に空気を送り込む場合のみ、この大気開放弁を開放する制御を追加して空気の吸気を行い、トナー排出制御うように構成する。
【００９３】
（実施例４）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例４について図を用いて説明する。本実施例と、実施例１乃至３の粉体搬送装置では、用いる吸引ポンプの形式のみが異なっている。具体的には吸引ポンプ４３が、本実施例では、ベーン式ポンプであるのに対し、実施例１乃至３では、ダイヤフラム式ポンプである点のみが異なる。そして、他の構成は、それぞれ同一の構成が適用できるので、実施例１乃至３と同一な構成、作用効果についての説明は適宜省略して説明する。ここで、図９は、本実施例に係るベーン式ポンプの構成を示す説明図である。
【００９４】
図９に示すように、本実施例のベーン式ポンプでは、ポンプ容器１１２と、羽根車１１４と、ベーン１１３とを備えている。ポンプ容器１１２には、ポンプ吸引口６３と、ポンプ排出口１０２とが設けられている。ポンプ容器１１２の略円柱状の内周面の径は、羽根車１１４の外周の径よりも大きく形成され、かつ、互いの中心が偏芯するように設けられている。そして、図中、ポンプ容器１１２の内周の鉛直方向上方の頂点と、羽根車１１４の外周の鉛直方向上方の頂点とが接するように設けられている。また、ポンプ吸引口６３と、ポンプ排出口１０２とは、それぞれ、ポンプ容器１１２の内周面から、水平にポンプ容器１１２の外部に、円柱状の内周部を延出するように形成されている。そして、図中、ポンプ容器１１２の内周面を時計文字盤に見立てた際の、略１０時の位置からポンプ吸引口６３が、略２時の位置からポンプ排出口１０２が、ポンプ容器１１２の内周面から外部に延出するように形成されている。そして、ポンプ吸引口６３は、負圧室連結管１００を介して、負圧室８２に接続されている。また、実施例３に記載の吸引ホンプに適用する際には、ポンプ排出口１０２は、送風口連結管１０７を介して、搬送槽４１に接続されることとなる。
【００９５】
また、７個のベーン１１３が、羽根車１１４内の溝に沿って自在に動くように、嵌め込まれている。各ベーン１１３は、ポンプ駆動装置（不図示）により羽根車１１４を回転させると、遠心力でポンプ容器１１２の内周面まで飛び出す。そして、各ベーン間の容量変化により、ポンプ吸引口６３から空気を吸引し、ポンプ排出口１０２から空気を吐出することができるように構成されている。このように構成されたベーン式ポンプを、上述した実施例１のダイヤフラム式ポンプに替え、吸引ポンプ４３として用いることで、上述した実施例１と同様な作用・効果を奏することができる。また、この吸引ポンプ４３の最大流量は１〜８リットル／分、最大到達真空度は−２０〜−８０ｋＰａである。ベーン式ポンプは、他の様々な用途にも使用される一般的なポンプであり、かつ、上述したように構成部品が少ないため、購入する場合の価格が低かったり、製造する場合の製造コストが低い。
【００９６】
以上、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、搬送槽４１内の空気を吸引して、この搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引している。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、トナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。
さらに、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、同時に、負圧室８２内に負圧を発生させる。トナー３６の出口部５０から排出と同時に、負圧室８２内に負圧を発生させるので、従来のトナー３６の搬出と負圧室８２内の負圧の発生とを同時に行わない構成に比べ、トナー３６の搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。また、負圧室８２内を予め定めた負圧状態にする際に、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させるので、トナー３６を吸引することなく、負圧室８２内の空気のみ吸引でき、短時間で負圧室８２内の負圧を高くすることもできる。また、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２の負圧を用いて搬送槽４１内を負圧にするので、短時間で搬送槽４１内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽４１内に多くのトナー３６を吸引することができ、搬送槽４１内にトナー３６を吸引する時間、及びその準備時間を短縮することで、現像装置１３等への単位時間当たりの供給量を多くすることができる。このように、負圧室８２内の負圧を高くできるとともに、負圧室８２内の負圧の発生、搬送槽４１内へのトナー３６の吸引、搬送槽４１内のトナー３６の排出という粉体搬送装置３５の一連の動作時間を短縮できる。そして、負圧室８２内の負圧を高くし、かつ、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることもできる。
よって、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、トナーに与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置を提供することができる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給させる際に、搬送槽４１内を負圧を発生させる搬送槽４１と負圧室８２との圧力差に、吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることができる。吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることで、搬送槽４１と負圧室８２との圧力差のみにより搬送槽４１内に負圧を発生させる場合に比べ、搬送槽４１内の負圧低下による吸引量低下を低減でき、より多くのトナー３６を吸引することができる。このように、一連の動作で供給するトナー３６の供給量を増やすことで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることもできる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、搬送槽４１内に設けた搬送スクリュ４２を回転させる。搬送スクリュ４２を回転させることで、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に搬送するので、常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送される。常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送されることで、出口部５０でのトナー３６の詰まりがなくなり、トナー３６の排出速度が安定化し、搬送槽４１内のトナー３６を排出するのに要する時間を短縮することができる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることが出来る。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、吸引ポンプ４３を駆動により搬送槽４１内に空気を送り込む。搬送槽４１内に空気を送り込むことで、搬送槽４１内に圧力を加え、トナー３６を出口部５０から排出する速度を上げることで、搬送槽４１内のトナー３６を排出に要する時間を短縮できる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、吸引ポンプ４３として、ダイヤフラム式ポンプを用いているので、製造コストを低くすることが出来る。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、吸引ポンプ４３として、ベーン式ポンプを用いているので、製造コストを低くすることが出来る。
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、上述したように構成された粉体搬送装置３５を備えることで、上述したように構成された粉体搬送装置３５と同様な作用・効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 感光体
２ 帯電装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
８ 転写紙
１３ 現像装置
１５ 搬送ベルト
１６ 露光装置
１７ 収容槽
１８ 攪拌スクリュ
２０ 給紙トレイ
２４ 定着装置
３０ 現像剤
３５ 粉体搬送装置
３６ トナー
３７ 供給孔
４０ トナー容器
４１ 搬送槽
４２ 搬送スクリュ
４３ 吸引ポンプ
４４ 配管部
４５ 吸引口連結管
４６ 排出管
４７ 出口部開閉装置
４８ 制御装置
４９ 入口部
５０ 出口部
５１ 吸引口
５８ シリンダ本体
５９ ピストン
６０ ポンプ駆動装置
６３ ポンプ吸引口
７１ 開閉駆動源
８２ 負圧室
９３ 吸引口開閉装置
９５ 開閉駆動源
９６ 負圧室開閉装置
９８ 開閉駆動源
１００ 負圧室連結管
１０１ 吸入口側弁
１０２ ポンプ排出口
１０３ 排出側弁
１０７ 送風口連結管
１０８ 搬送槽送風口
１０９ 送風口開閉装置
１１０ 開閉装置駆動源
１１１ ダイヤフラム
１１２ ポンプ容器
１１３ ベーン
１１４ 羽根車
１１５ スクリュ駆動装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００９−１７５７０３号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置等に用いる、トナー等の粉体を現象装置等に搬送するための粉体搬送装置及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置等に用いる、粉体収容部としてのトナー収容容器から現像装置に、粉体としてのトナーを搬送する様々な粉体搬送装置が知れている。また、トナーが熱可塑性の樹脂等を含んでいる場合に、トナー等の粉体の凝集や搬送経路内への固着を抑制するため、トナーへの熱ストレスを少くする、様々な粉体搬送装置も提案されている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、図１０で示す、熱ストレスが少ない状態で粉体であるトナーを搬送する粉体搬送装置を用いた画像形成装置の構成が開示されている。ここで、特許文献１で用いられている用語及び符号の多くが、後述する本願の実施の形態で用いる用語及び符号と一致する。そこで、本願の実施の形態で用いる用語及び符号と異なる、特許文献１の用語及び符号については括弧内に記載する。
【０００４】
図１０に示すように、特許文献１に開示された画像形成装置の粉体搬送装置３５（現像剤搬送装置３５Ａ）は、粉体であるトナー３６を収容する粉体収容部であるトナー容器４０を備えている。また、トナー容器４０からトナー３６が供給される入口部４９と、トナー３６を現像装置１３の収容槽１７に排出するための出口部５０と、内部の気体を吸引するための吸引口５１とが設けられた搬送槽４１とを備えている。そして、搬送槽４１の内部には、トナー容器４０からトナー３６が供給されたトナー３６を出口部５０へ、回転することで搬送する搬送スクリュ（搬送スクリュー）４２も備えている。また、吸引口５１に連結された吸引口連結管４５（連結配管４５ａ）を介して搬送槽４１に接続された負圧室（負圧槽）８２と、吸引口連結管４５内を開閉自在な吸引口開閉手段である吸引口開閉装置（負圧室開閉装置）９３とを備えている。また、負圧室８２に設けられた負圧室吸引口である貫通孔８８に連結された負圧室連結管１００（連結配管４５ｂ）を介して、負圧室８２に接続された気体吸引装置である吸引ポンプ４３とを備えている。また、負圧室連結管１００内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置（吸引ポンプ開閉装置）９６と、出口部５０に接続された排出管４６を開閉する出口部開閉手段である出口部開閉装置（開閉装置）４７を備えている。そして、排出管４６の他端側は、現像装置１３の収容槽１７の供給孔３７に接続されている。また、収容槽１７の内部には現像剤を撹拌・搬送するの攪拌スクリュ（攪拌スクリュー）１８を備えている。また、負圧室８２内の圧力を検出する圧力センサ９０も備えている。さらに、各装置等を制御する制御装置４８も備えている。この制御装置４８は、画像形成装置の制御部（不図示）から、現像装置１３へのトナー３６の補給信号を受信する毎に、次に説明する一連の動作の制御を繰り返すこととなる。
【０００５】
この粉体搬送装置３５では、次のように粉体搬送装置３５内の各部を動作させることで、熱ストレスが少ない状態でトナー３６をトナー容器４０から現像装置１３の収容槽１７内に搬送している。制御装置４８は、吸引ポンプ４３のピストン５９をシリンダ本体５８の底部６１に最も近づけておく。そして、出口部開閉装置４７の開閉駆動源７１に排出管４６内を閉じさせ、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５内を閉じさせ、負圧室開閉装置９６の開閉駆動源９８に負圧室連結管１００内を開かせた状態とする。この状態で、吸引ポンプ４３のピストン５９を底部６１から離れる方向に移動させる。すると、負圧室８２内の気体が吸引ポンプ４３により吸引されて、負圧室８２内の圧力が低下して、負圧室８２内、すなわち、第１負圧室８３及び第２負圧室８４に負圧が発生する。そして、圧力センサ９０により検出された負圧室８２内の圧力が所定値になった時点で、吸引ポンプ４３による吸引を停止し、さらに、負圧室開閉装置９６の開閉駆動源９８に負圧室連結管１００内を閉じさせる。そして、搬送槽４１内の搬送スクリュ４２を軸芯回りに回転させるとともに、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５を開かせると、搬送槽４１内の気体が負圧室８２内の負圧により負圧室８２内に吸引される。搬送槽４１内の気体が負圧室８２内の負圧により負圧室８２内に吸引され、搬送槽４１内の圧力が低下することで、トナー容器４０内の気体とともにトナー３６が搬送槽４１内に吸引される。
【０００６】
そして、所定の時間経過後に、吸引口開閉装置９３の開閉駆動源９５に吸引口連結管４５内を閉じさせる。すると、トナー容器４０から搬送槽４１へのトナー３６の流入が停止するとともに、搬送スクリュ４２の回転により搬送槽４１内のトナー３６が出口部５０に向かって移動する。その後、出口部開閉装置４７の開閉駆動源７１に排出管４６内を開かせる。すると、出口部５０を通して搬送槽４１内のトナー３６が搬送槽４１外に排出されて、現像装置１３の収容槽１７内に供給される。このように、この粉体搬送装置３５の制御装置４８は、負圧室８２内に負圧を発生させる動作、搬送槽４１内にトナー３６を吸引させる動作、出口部５０からトナー３６を排出する動作という一連の動作の制御を行う。
【０００７】
上述したように、図１０に示す従来の粉体搬送装置３５では、搬送槽４１内の気体を吸引して、この搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引している。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、粉体であるトナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。また、吸引ポンプ４３により負圧室８２内の気体を吸引して負圧室８２内に負圧を発生させて、この負圧により搬送槽４１内の気体を吸引することができる。したがって、例えば、吸引ポンプなどの機械的な気体吸引装置で直接搬送槽４１内の気体を吸引するのに比べて、短時間で効果的に搬送槽４１内の気体に負圧を作用させて吸引することができる。よって、吸引ポンプなどの機械的な気体吸引装置で直接搬送槽４１内の気体を吸引するのに比べて、吸引時間を短くすることができ、粉体であるトナーの搬送時間を短縮することが可能となる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
近年、画像形成装置の印刷速度を上げることに対する、要求が高まってきた。画像形成装置の印刷速度を上げると、単位時間当たりのトナー消費量が増加するため、現像装置への単位時間当たりのトナー供給量を増加させる必要がある。現像装置への単位時間当たりのトナー供給量を増加させる方法として、粉体搬送装置のトナー供給に係る一連の動作に要する動作時間を短くする方法と、トナー供給に係る一連の動作で供給するトナー供給量を増やす方法とが考えられる。
【０００９】
しかしながら、特許文献１の粉体搬送装置では、負圧室８２内での負圧の発生と、トナー３６の搬送槽４１内への供給、及び搬送槽４１内での出口部５０方向への移動と、トナー３６の排出の３つの動作とを一連の動作として制御している。この構成では、それぞれの動作に所定の時間を要してしまい、個々の動作時間を、さらに短くすることで、トナー供給に係る一連の動作時間を短くするにも限界があった。また、製造コストを抑えて、トナー供給に係る一連の動作で供給するトナー供給量を増やすことも困難であった。これは、トナー容器から搬送槽内へ吸引するトナー量を増やすためには、負圧室内の負圧値を高くしたり、または負圧室の容量を大きくする必要があり、それに伴い風量が大きく、到達真空度も高い気体吸引装置を用いる必要が生じ、気体吸引装置の製造コストが高くなるためである。これらの理由から、特許文献１の粉体搬送装置の構成を、印刷速度が高い画像形成装置に適用することは困難であった。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、被搬送物としての粉体に与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置、及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、粉体を収容した粉体収容部と、前記粉体収容部から前記粉体が供給される入口部と、前記粉体を外部に排出するための出口部と、内部の気体を吸引するための吸引口とが設けられた搬送槽と、前記吸引口に連結された吸引口連結管を介して、前記搬送槽に接続された負圧室と、前記吸引口連結管内を開閉自在な吸引口開閉手段と、前記負圧室に設けられた負圧室吸引口に連結された負圧室連結管を介して、前記負圧室に接続された気体吸引装置と、前記負圧室連結管内を開閉自在な負圧室開閉手段と、前記出口部を開閉する出口部開閉手段と、を備える粉体搬送装置において、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を開けさせた状態で、前記気体吸引装置を駆動して前記負圧室内の気体の吸引させ、その後、前記負圧室内が予め定めた負圧状態になったら、前記気体吸引装置の駆動を停止させるとともに、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる負圧発生制御と、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じさせた状態で、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を開けさせて、前記粉体収容部から前記搬送槽に前記粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせる粉体供給制御と、前記出口部開閉手段により前記出口部を開けさせて、前記搬送槽に供給された粉体を前記出口部から排出する粉体排出制御と、を行う制御手段を備え、前記制御手段は、前記負圧発生制御と前記粉体排出制御とを同時に開始することを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の粉体搬送装置において、制御手段は、粉体供給制御で、出口部開閉手段により出口部を閉じさせ、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせ、さらに、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を開けさせた状態で、気体吸引装置を駆動して負圧室内の気体の吸引させて、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の前記粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じるとともに、前記気体吸引装置の駆動を停止させ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１、又は２に記載の粉体搬送装置において、軸芯回りに回転することで搬送槽内の粉体を入口部から出口部に向かって搬送する搬送部材を、搬送槽内に有した回転搬送手段を備え、制御手段は、粉体排出制御で、前記搬送手段の前記搬送部材を回転させる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一に記載の粉体搬送装置において、搬送槽に設けられた送風口に連結された送風口連結管を介して、前記搬送槽内に気体を送り込む送風手段と、前記送風口連結管を開閉する送風口開閉手段と、を備え、制御手段は、粉体排出制御で、出口部開閉手段により前記出口部を開け、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を開けさせた状態にした後、前記送風手段により前記搬送槽に気体を送り込ませ、粉体供給制御で、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じ、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を閉じ、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を閉めさせた状態で、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせる制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の粉体搬送装置において、気体吸引装置はダイヤフラム式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ダイヤフラム式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の発明は、請求項４に記載の粉体搬送装置において、気体吸引装置はベーン式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ベーン式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の画像形成装置の発明は、静電潜像を担持する像担持体と、前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、を少なくとも備えた画像形成装置において、前記現像装置にトナーを供給する手段として、請求項１乃至６のいずれか一に記載の粉体搬送装置を備えていることを特徴とするものである。
本発明は、搬送槽内の気体を吸引して、この搬送槽内に粉体収容部から粉体を吸引している。すなわち、搬送槽内に粉体を吸引するために、搬送槽内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽内に負圧を発生させるための気体吸引装置を搬送槽の外部に設けている。したがって、気体吸引装置から発生する熱が粉体に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽内に粉体を吸引するので、粉体をすり潰すことなく、搬送槽内に吸引することができる。よって、粉体に与える熱ストレスを最小限にしながらも、粉体を搬送することができる。
さらに、負圧発生制御と粉体排出制御とを同時に開始するので、従来の負圧発生制御と粉体排出制御とを個別に行う構成に比べ、粉体搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。また、吸引口連結管内を閉じさせた状態で、負圧室のに負圧を発生させるので、粉体を吸引することなく、負圧室内の気体のみ吸引するので、短時間で負圧室内の負圧を高くすることもできる。また、粉体供給制御では、出口部開閉手段により出口部を閉じさせた状態で、吸引口連結管内を開て、負圧室の負圧を用いて搬送槽内を負圧にするので、短時間で搬送槽内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽内に多くの粉体を吸引することができ、搬送槽内に粉体を吸引する時間、及びその準備時間を短縮することで、現像装置等への単位時間当たりの供給量を多くすることができる。
このように、本発明は、従来から公知な発明、例えば特許文献１と同様に、粉体に与える熱ストレスを最小限にしながらも粉体を搬送でき、かつ、短時間で搬送槽内の負圧を高くすることができる。加えて、負圧発生制御と粉体排出制御とを同時に開始するので、負圧室内の負圧の発生、搬送槽内への粉体吸引、搬送槽内の粉体排出という粉体搬送装置の一連の動作時間を短縮できる。したがって、従来から公知な発明に比べ、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置等への単位時間あたりの供給量を、より増加させることもできる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明は、粉体の搬送に搬送槽の負圧を用いることで、粉体に与える熱ストレスを最小限にすることができる。さらに、負圧室内の負圧を高くし、かつ、粉体搬送装置の一連の動作に係る時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置等への単位時間あたりの供給量を増加させることもできる。よって、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、被搬送物としての粉体に与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置、及びこの粉体搬送装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図。
【図２】画像形成部の概略構成図。
【図３】実施例１に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図４】トナー供給制御の別例に係る負圧室内の圧力の経時変化を示す説明図。
【図５】従来の動作制御の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する場合のタイミングチャート。
【図６】トナー供給制御で搬送槽の負圧に、吸引ポンプの吸引力も加える場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽の負圧に、吸引ポンプの吸引力も加える場合のタイミングチャート。
【図７】実施例２に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図８】実施例３に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。
【図９】実施例４に係る吸引ポンプの構成を示す説明図。
【図１０】従来の粉体搬送装置の一例の構成を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した粉体搬送装置を備えた画像形成装置として、複数の感光体が横方向に配設されたタンデム型のカラー画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）の一実施の形態について、実施例を挙げて説明する。図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図、図２は、画像形成部の概略構成図である。図３は、実施例１に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図。図４は、トナー供給制御の別例に係る負圧室内の圧力の経時変化を示す説明図である。図５は、従来の動作制御の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例とした場合のタイミングチャートである。図６は、トナー供給制御が別例の場合と、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御を別例とした場合のタイミングチャートである。図７は、実施例２に係る吸引ポンプの構成を示す説明図、図８は、実施例３に係る粉体搬送装置の構成を示す説明図、図９は、実施例４に係る吸引ポンプの構成を示す説明図である。
【００１５】
この画像形成装置は、図１に示すように、その中央に転写紙８を搬送する搬送ベルト１５が設けられている。搬送ベルト１５上方には、紙搬送方向上流側から順に、黒（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）の各色画像を形成する４つの画像形成部であるプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃが並べて配置され、これらのタンデム画像形成部が搬送ベルト１５に対向している。ここで、色の順序はこの限りではなく、例えば、黒（Ｋ）を最下流に配置し、Ｍ，Ｙ，Ｃ，Ｋの順に作像することも可能である。
【００１６】
この搬送ベルト１５は、一方が駆動ローラ、他方が従動ローラとなる支持ローラ２６、２７に掛け渡された無端状ベルトであり、支持ローラ２６、２７の回転により図中反時計回り方向に回転移動する。搬送ベルト１５の下方には転写紙８が収納された給紙トレイ２０、２１、２２が備えられている。
【００１７】
プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃは、それぞれ像担持体としてのドラム状の感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃを有している。各感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃの周りには、後述する帯電装置２、現像装置１３、クリーニング装置６、粉体搬送装置３５等をそれぞれ有している。また、各プロセスカートリッジの上方には、露光装置１６が各感光体ごとに設けられている。
【００１８】
また、搬送ベルト１５のプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃと対向する内側には、４つの転写装置５Ｋ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｃがそれぞれ配設されている。この転写装置５Ｋ、５Ｍ、５Ｙ、５Ｃは、図示しない電源から転写バイアスが印加され、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃで各感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｙ、１Ｃ上に形成された各トナー像を搬送ベルト１５に搬送される転写紙８上に転写する。また、搬送ベルト１５の図中左方には、転写紙８上に転写されたトナー像を定着する定着装置２４が設けられている。
【００１９】
この画像形成装置では、画像形成時に、例えば、給紙トレイ２０に収納された転写紙８のうち、最上位置にある転写紙８が送り出されてレジストローラ２３で一旦待機させられる。そして、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃにおける画像形成とタイミングを合わせて送り出され、静電吸着により搬送ベルト１５に吸着される。搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は最初のプロセスカートリッジ７Ｋに搬送され、転写装置５Ｋにより感光体１Ｋ上に形成された黒のトナー像が転写される。搬送ベルト１５に吸着された転写紙８は、次のプロセスカートリッジ７Ｍに搬送され、転写装置５Ｍにより感光体１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が、転写紙８上に既に形成されている黒トナー像に重ねて転写される。さらに、転写紙８は次のプロセスカートリッジ７Ｙに搬送され、転写装置５Ｙにより感光体１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が、転写紙８上に既に形成されている黒トナー像、マゼンタトナー像に重ねて転写される。同様にして、次のプロセスカートリッジ７Ｃでは、シアンのトナー像が重ね転写されて、転写紙８上に４色重ね合わせトナー像であるフルカラーの重ね画像が得られる。こうしてフルカラーの重ね画像が形成された転写紙８は、プロセスカートリッジ７Ｃを通過した後、搬送ベルト１５から剥離されてから定着装置２４で一対の定着ローラ間を通過する間に定着された後、排紙トレイ２５へ排紙される。
【００２０】
次に、プロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃについて説明する。なお、４つのプロセスカートリッジ７Ｋ、７Ｍ、７Ｙ、７Ｃは、それぞれ扱うトナーの色が異なる点の他は、ほぼ同様の構成になっているので、以下、添字を省略して、プロセスカートリッジ７として説明する。
【００２１】
図２は、プロセスカートリッジ７の概略構成図である。プロセスカートリッジ７は、ドラム状の感光体１の周りに、帯電装置２、現像装置１３、クリーニング装置６、粉体搬送装置３５等を備えている。また、本実施の形態のプロセスカートリッジ７は、画像形成装置本体に対して脱着可能に設けられている。
【００２２】
感光体１は、広く電写真方式の画像形成装置で用いられているもの特段異なる点はなく、その表面を帯電装置２により一様帯電された後、図２では図示を省略した露光装置１６からの書込露光Ｌにより露光されて静電潜像が形成される。また、図２では、帯電装置２は感光体１と同速度で回転される回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。
【００２３】
現像装置１３は、主に、現像容器１４と、現像剤３０を現像容器１４内で撹拌・搬送する攪拌スクリュ１９、１８と、現像ローラ２８と、現像ローラ２８に担持する現像剤３０の量を規制する現像剤層厚規制部材９とからなる。
【００２４】
現像容器１４は、その一部には開口部を形成し、現像ローラ２８の一部が露出して感光体１に近接対向するように配置し、感光体１の表面に形成された静電潜像にトナー３６を供給して現像を行う現像領域Ａを形成する。そして、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９と、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８とは、現像容器１４内に設けられた隔壁２９により、その現像剤収容部が隔てられている。この隔壁２９の各搬送部材の両端部近傍の部分には開口が設けられ、撹拌・搬送される現像剤３０が、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９の現像剤搬送方向下流側から、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８の現像剤搬送方向上流側へ搬送される。また、撹拌・搬送される現像剤３０が、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８の現像剤搬送方向下流側から、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９の現像剤搬送方向上流側へ搬送される。また、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８が設けられた現像剤収容部の現像剤搬送方向上流側には、供給孔３７（図２には、不図示）が設けられ、詳しくは後述する粉体搬送装置から供給されるトナー３６を受入れる。
【００２５】
現像ローラ２８は、現像スリーブ２８ａと、現像スリーブ２８ａの内部に設けられた円周方向に複数の磁石ＭＧを配置したマグネットローラ２８ｂとからなる。そして、マグネットローラ２８ｂの周囲を円筒状の現像スリーブ２８ａが回転軸２８ｃと一体的に回転する構成となっている。また、現像スリーブ２８ａはアルミ等の非磁性の金属で形成されている。マグネットローラ２８ｂは、各磁石ＭＧが所定の方向を向くように不動部材、例えば、現像容器１４に固定されており、その周囲を現像スリーブ２８ａが回転して、磁石ＭＧにより引き付けた現像剤３０を搬送していく。そして、現像容器１４の開口部の現像剤３０の搬送方向上流側に設けられた現像剤層厚規制部材９により搬送する現像剤３０の量を規制されて、表面移動することにより担持した現像剤３０を現像領域Ａまで搬送する。また、現像スリーブ２８ａには図示しない電源より現像バイアスが印加されており、感光体１上の静電潜像と、現像ローラ２８との間に電位差である現像ポテンシャルが形成される。この現像ポテンシャルにより現像ローラ２８上の現像剤３０からのトナー３６が感光体１の静電潜像に転移することで、静電潜像が現像されてトナー像が形成される。
【００２６】
このように構成された現像装置１３では、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９は、撹拌・搬送する現像剤３０を現像ローラ２８に供給するとともに、現像に供されなかった現像剤３０を回収する。そして、回収された現像剤３０は、現像ローラ２８に近い側の攪拌スクリュ１９と、現像ローラ２８から離れた側の攪拌スクリュ１８とが設けられた、それぞれの現像剤収容部を循環して撹拌・搬送される。感光体１と現像ローラ２８とが対向する現像領域Ａを一度通過して回収された現像剤３０は、撹拌・搬送されている間に、現像ローラ２８から離れた側の現像剤収容部の現像剤搬送方向の上流側で補給されたトナー３６と適切に攪拌される。そして、このトナー３６が補給された現像剤３０は、現像剤収容部内を攪拌スクリュ１９、１８により撹拌・搬送されることで、必要な帯電量を与えられてから再度現像領域に供給されるため、画像濃度が安定する。
【００２７】
その後、感光体１上に形成されたトナー像は、転写装置５と対向する転写領域Ｂまで移動し、転写装置５により搬送ベルト１５が搬送する転写紙８上にトナー像を転写する。また、図２では、転写装置５は回転体からなるが、回転体に限らずコロナ放電タイプでもよい。そして、トナー像転写後の感光体１はクリーニング装置６により転写紙８に転写し切れずに感光体１の表面に残ったトナーをクリーニングされ、次の画像形成工程に備えることとなる。
【００２８】
また、本発明は、感光体１上のトナー像を中間転写体（中間転写ベルトなど）にいったん転写し、その後多色トナーを一括して転写紙に転写する中間転写ベルト方式にも適用は可能であり、その場合は転写領域Ｂで感光体１上のトナーを中間転写体（中間転写ベルト）に転写することになる。
【００２９】
次に、本発明の特徴部である粉体搬送装置３５の、実施例について説明する。
【００３０】
（実施例１）
本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例１について図３を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、図３に示すように、粉体収容部としてのトナー容器４０と、搬送槽４１と、気体吸引装置としての吸引ポンプ４３と、負圧室８２とを備えている。また、配管部４４と、吸引口連結管４５と、負圧室連結管１００と、排出管４６と、出口部開閉装置４７と、吸引口開閉装置９３と、負圧室開閉装置９６とを備えている。さらに、各装置等を制御する制御装置４８も備えている。
【００３１】
まず、本実施例に係る粉体搬送装置３５の構成から説明する。ここで、本実施例の粉体搬送装置３５の制御装置４８を除く各装置等の配置は、上方から次のように接続されている。吸引ポンプ４３は、負圧室連結管１００を介して、負圧室８２に接続され、負圧室８２は吸引口連結管４５を介して搬送槽４１に接続されており、搬送槽４１の側面にはトナー容器４０が配管部４４を介して接続されている。そして、搬送槽４１は排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続されている。以下、各装置等の配置順に、それぞれの構成を説明する。
【００３２】
吸引ポンプ４３は、ダイヤフラム式ポンプであり、ポンプ容器１１２と、ダイヤフラム１１１と、ポンプ駆動装置６０とを備えている。ポンプ容器１１２の底部には、ポンプ吸引口６３と、ポンプ吸引口６３に取り付けられた吸引側弁１０１と、ポンプ排出口１０２、ポンプ排出口１０２に取り付けられた排出側弁１０３とが設けられている。吸引側弁１０１は、ポンプ容器１１２のポンプ吸引口６３の上部を覆うように一端側をポンプ容器１１２に固定して設けられ、気体である空気（以下、単に空気という）がポンプ容器１１２に流入する場合のみ他端側が上方に変形して開く構造となっている。また、排出側弁１０３は、ポンプ容器１１２の下部に形成さられたポンプ排出口１０２の内部の拡幅部分に設けられ、ポンプ容器１１２のポンプ排出口１０２の上部の孔を下方から覆うように一端側をポンプ容器１１２に固定して設けられている。また、空気がポンプ容器１１２から流出する場合のみ、他端側が下方に変形して開く構造となっている。そして、制御装置４８の制御により、吸引ポンプ４３を駆動させて、ポンプ駆動装置６０によりダイヤフラム１１１を往復運動させることで、ポンプ吸引口６３から空気を吸引し、ポンプ排出口１０２から空気を吐出することが出来る。ここで、吸引ポンプ４３の最大流量は１〜８リットル／分、最大到達真空度は−２０〜−８０ｋＰａである。また、ダイヤフラム式ポンプは、他の様々な用途にも使用される一般的なポンプであり、かつ上述したように構成部品が少ないため、購入する場合の価格が低く、製造する場合でも製造コストが低い。
【００３３】
負圧室連結管１００は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、負圧室連結管１００の一端は吸引ポンプ４３の下部に設けられたポンプ吸引口６３の周りに固定され、他端は負圧室８２の上部に設けられた貫通孔８８の周りに固定されている。このようにして、負圧室連結管１００は、吸引ポンプ４３と負圧室８２とを連結している。また、この負圧室連結管１００には、負圧室連結管１００内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置９６が設けられている。
【００３４】
負圧室開閉装置９６は、互いに接離（近づいたり離れたりすることをいう）自在に設けられた一対の挟持部材７０と、開閉手段としての開閉駆動源９８とを備えている。挟持部材７０は、互いの間に負圧室連結管１００の中央部を位置付けている。負圧室開閉装置９６は、一対の挟持部材７０を互いに接離させる。挟持部材７０は、互いに近づけられると、互いの間に負圧室連結管１００を挟んで押しつぶすようにして、この負圧室連結管１００内を密閉する。また、挟持部材７０は、互いに離れると、負圧室連結管１００内を開放する。このようにして、開閉駆動源９８は、負圧室連結管１００内を開閉する。すなわち、負圧室開閉装置９６は、負圧室連結管１００内を開閉自在としている。また、吸引口開閉装置９３、出口部開閉装置４７も負圧室開閉装置９６と同様の構成であり、開閉駆動源９５は吸引口連結管４５内を、開閉駆動源７１は排出管４６内を、それぞれ開閉自在としている。そして、各開閉手段は、制御装置４８の制御により、それぞれの開閉を制御されている。
【００３５】
負圧室８２は、その上部に負圧室連結管１００を介して吸引ポンプ４３に接続される貫通孔８８と、その下部に吸引口連結管４５を介して搬送槽４１に接続される貫通孔１０４を備え、その容量は２０〜３００ｃｃである。また、負圧室８２は、吸引ポンプ４３の駆動により負圧を発生された後、負圧室連結管１００と吸引口連結管４５とを、それぞれの開閉手段により閉じ、再びいずれかの連結管内が開かれるまで、発生した負圧を維持できるように構成されている。
【００３６】
吸引口連結管４５は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、一端が負圧室８２の下部に設けられた貫通孔１０４周りに固定され、他端が搬送槽４１に設けられた吸引口５１の周りに固定されている。このようにして、吸引口連結管４５は、搬送槽４１と負圧室８２とを連結している。また、この吸引口連結管４５には、吸引口連結管４５内を開閉自在な負圧室開閉手段である負圧室開閉装置９６が設けられている。この負圧室開閉装置９６は、上述したように、負圧室開閉装置９６と同様に構成されており、制御装置４８の制御により、その開閉を制御されている。
【００３７】
搬送槽４１は、その上部に吸引口連結管４５を介して負圧室８２に接続される吸引口５１と、その一側面の上部に配管部４４を介してトナー容器４０に接続される入口部４９とを備えている。さらに、その下部に排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続される出口部５０を備えている。この搬送槽４１は、負圧室８２内の負圧との圧力差を用いて、その内部を負圧化されて、トナー容器４０内に収容されたトナー３６を吸引した後、出口部５０から現像装置１３の収容槽１７へトナー３６を供給する。
【００３８】
配管部４４は、ゴムなどの弾性材料で構成され、管状に形成されるとともに、内側にトナー３６を流す流路が形成されている。そして、一端が搬送槽４１の一側面の上部に設けられた入口部４９に固定されており、他端はトナー容器４０に一体に形成されている。
【００３９】
トナー容器４０は、内部の空間が密閉され、その内部に粉体であるトナー３６を収容し、その一側面に一体に形成されている配管部４４を介して搬送槽４１に接続されている。このトナー容器４０は、負圧室８２内の負圧と搬送槽４１内の圧力差を用いて、トナー容器４０内に収容されたトナー３６を空気とともに吸引することで、トナー３６が供給される。そして、出口部５０から現像装置１３の収容槽１７へトナー３６を排出する。
【００４０】
排出管４６は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、一端が搬送槽４１に設けられた出口部５０の周りに固定され、他端が現像装置１３の収容槽１７に設けられた供給孔３７の周りに固定されている。このようにして、排出管４６は、搬送槽４１と現像装置１３の収容槽１７とを連結している。また、この排出管４６には、排出管４６内を開閉自在な出口部開閉手段である出口部開閉装置４７が設けられている。この出口部開閉装置４７は、上述したように、負圧室開閉装置９６と同様に構成されており、制御装置４８の制御により、その開閉を制御されている。
【００４１】
現像装置１３の収容槽１７は、この現像装置１３内の現像剤を撹拌・搬送する２つの現像剤の収容槽における、トナー補給口である供給孔３７が設けられた側の収容槽である。この収容槽１７は、その上部の一端に排出管４６を介して搬送槽４１に接続される供給孔３７を設けている。そして、その内部には現像剤を撹拌・搬送するの攪拌スクリュ１８を備えている。
【００４２】
制御装置４８は、周知のＲＡＭ、ＲＯＭ、ＣＰＵなどを備えたコンピュータである。この制御装置４８は、吸引ポンプ４３と、出口部開閉装置４７と、吸引口開閉装置９３と、負圧室開閉装置９６とに接続されている。そして、本発明に係る粉体搬送装置を用いる画像形成装置の制御部（不図示）と相互に制御信号の通信を行い、画像形成装置の制御部の現像装置１３へのトナー３６の補給信号、各センサの検知結果等に基づき、各装置等の動作を制御して、粉体搬送装置３５の制御をつかさどっている。また、本実例では、制御装置４８を粉体搬送装置３５に備える例について説明するが、これに限定されるものではなく、本発明に係る粉体搬送装置を備える画像形成装置等の制御部で、兼用する構成でもよい。また、その配置位置も、組み付け易さ、メインテナンス性、周辺温度環境等の条件を満たす位置であれば、特に限定されるものではない。
【００４３】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。制御装置４８の制御は、主に、次の３つの動作制御に大別することができる。負圧室８２内に負圧を発生させる動作制御（以下、負圧発生制御という）、搬送槽４１にトナー容器４０からトナー３６を供給する動作制御（以下、トナー供給制御という）。そして、現像装置１３の収容槽１７に搬送槽４１からトナー３６を排出（供給）する動作制御（以下、トナー排出制御という）である。そして、これら一連の動作制御が繰り返し行われることとなる。また、実際の動作制御においては、各動作制御に移行する場合に、待機が生じる場合もある。以下の説明においては、既に、搬送槽４１にトナー３６が供給されており、画像形成装置の制御部から、現像装置１３へのトナー３６を補給信号が、制御装置４８に通信された以降の動作制御の順に説明する。
【００４４】
（トナー排出制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出させる場合に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開けさせる。この開けさせた排出管４６を介して、搬送槽４１の出口部５０からトナー３６を現像装置１３の収容槽１７へと排出（供給）する。そして、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるか、現像装置１３内のトナー濃度が所定の濃度に達したら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせて、負圧発生制御に移行する。
【００４５】
また、上述したトナー排出制御の例では、他の動作制御と重複していない。しかし、トナー排出制御は、他の動作制御と重複しない制御に限定されるものではなく、例えば、次のように制御しても良い。
【００４６】
別のトナー排出制御の例では、制御装置４８は、先に説明したトナー排出制御の例と異なり、トナー排出制御を開始すると同時に、詳しくは後述する負圧発生制御も開始する。具体的には、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。
【００４７】
この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。このように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始することで、トナー３６の搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。ここで、一連の動作時間とは、一連の動作制御に基づいた粉体搬送装置３５のトナー３６の搬送に係る動作時間である。このように、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。また、この別例では、トナー排出制御と負圧発生制御のいずれもが完了した時点で、トナー供給制御に移行する。
【００４８】
（負圧発生制御）
負圧発生制御では、制御装置４８は、負圧室８２内を予め定めた負圧状態にする場合に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせた状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。そして、吸引ポンプ４３を駆動させることで、負圧室８２内の空気を吸引して、負圧室８２内に負圧を発生させる。そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態、例えば負圧室８２内の圧力が−２０〜−６０ｋＰａになったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせて、トナー供給制御に移行する。ただし、負圧発生制御が完了した後、移行するトナー供給制御が、後述するトナー供給制御の別例のような動作制御である場合には、この限りではない。これは、後述するトナー供給制御の別例では、トナー排出制御により出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じられた状態で、吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を開き、かつ、吸引ポンプ４３を駆動させるためである。このため、トナー排出制御により排出管４６内を閉じられた状態あれば、負圧室８２内を予め定めた負圧状態になった時点で、吸引口連結管４５内を閉じず、吸引ポンプ４３を駆動したまま、トナー供給制御（別例）に移行する方が好ましい。また、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったか否かの判断は、負圧室８２内の圧を計測しての判断でも、予め実験等により所定の圧力になる時間を求めておき、この求めた時間を経過したか否かの判断でも良い。
【００４９】
このように、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させるので、トナー３６を吸引することなく、負圧室８２内の空気のみ吸引でき、短時間で負圧室８２内の負圧を高くできる。
【００５０】
また、上述した負圧発生制御の例では、他の動作制御と重複していない。しかし、負圧発生制御は、他の動作制御と重複しない制御に限定されるものではなく、上述したトナー排出制御の別例ように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始する制御としても良い。
【００５１】
別の負圧発生制御の例では、制御装置４８は、先に説明した負圧発生制御の例と異なり、負圧発生制御を開始すると同時に、トナー排出制御も開始する。言い換えると、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出するトナー排出制御を開始する際に、同時に負圧発生制御も開始する。具体的には、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させる。
【００５２】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態、例えば負圧室８２内の圧力が−２０〜−６０ｋＰａになったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせる。また、トナー排出制御においては、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるか、現像装置１３内のトナー濃度が所定の濃度に達したら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。また、この別例では、トナー排出制御と負圧発生制御のいずれもが完了した時点で、トナー供給制御に移行する。
【００５３】
このように、トナー排出制御と負圧発生制御とを同時に開始することで、先に説明した負圧発生制御の作用・効果に加え、トナー排出制御の別例と同様な作用・効果も奏することができる。
【００５４】
また、先に説明した負圧発生制御、又は負圧発生制御の別例においては、トナー排出制御により出口部開閉装置４７で排出管４６内を閉じられるまで、基本的には吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を閉じた状態を維持する。吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内を閉じた状態を維持することで、負圧室８２内への空気の流出入を無くすことができ、後述するトナー供給制御を開始するまで、負圧室８２内の負圧状態を維持することができる。
【００５５】
ただし、負圧室８２内が予め定めた負圧状態になった後に、トナー排出制御により出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じられるまで、吸引口連結管４５内と負圧室連結管１００内とを閉じた状態の維持を、必ず要するものではない。つまり、トナー排出制御により出口部開閉装置４７で排出管４６内を閉じさせるタイミングと、負圧発生制御により負圧室開閉装置９６で負圧室連結管１００内も閉じさせるタイミングとは順序を問わない。例えば、トナー３６の出口部５０からの排出が十分であっても、負圧室８２内の負圧状態が予め定められた負圧状態になっていない場合等が想定される。
【００５６】
（トナー供給制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１にトナー３６を供給させる際に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせる。そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたら、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせる制御を行う。ここで、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたか否かの判断は、トナー量を検知しての判断でも、予め実験等で定めた時間を経過したか否かでの判断でも良い。また、負圧室８２内の、吸引口連結管４５内を開た後の圧力を計測し、吸引口連結管４５内を開く前に計測した圧力との差が、予め実験等で定めた圧力差よりも上昇したか否かでも良い。
【００５７】
このように、搬送槽４１内と負圧室８２内との負圧との圧力差を用いて、搬送槽４１内を負圧化することで、トナー容器４０内のトナー３６を空気とともに、搬送槽４１内に吸引できる。搬送槽４１内を負圧化して、この搬送槽４１内にトナー容器４０から空気とともにトナー３６を吸引することで、トナー３６が供給されている。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、トナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。
【００５８】
また、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２内の負圧を用いて搬送槽４１内に負圧を発生させるので、短時間で搬送槽４１内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽４１内に多くのトナー３６を吸引することができ、搬送槽４１内にトナー３６を吸引する時間、及びその準備時間を短縮でき、現像装置１３への単位時間当たりのトナー３６の供給量を多くすることができる。そして、本実施例の構成では、１回のトナー供給制御で１〜１２ｇのトナー３６を吸引することができた。
【００５９】
また、上述したトナー供給制御の例では、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせた状態を維持している。しかし、トナー供給制御においては、負圧室連結管１００内を閉じさせた状態を維持して、トナー容器４０内のトナー３６を搬送槽４１内に供給することに限定されるものではなく、例えば、次のように制御しても良い。
【００６０】
別のトナー供給制御の例では、制御装置４８は、出口部開閉装置４７により出口部５０を閉じさせた状態で、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせる。それと同時に、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３を駆動させる。そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させる制御を行う。また、吸引ポンプ４３の駆動を停止させる制御と同時に、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせる制御も行う。ここで、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給されたか否かの判断は、先に説明したトナー供給制御の例と同様であるので、その説明を省略する。
【００６１】
このようにトナー供給制御を行うことで、搬送槽４１内に負圧を発生させる、搬送槽４１内と負圧室８２内との圧力差に、吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることができる。吸引ポンプ４３による気体吸引力を加えることで、先に説明したトナー供給制御に比べ、搬送槽４１内の負圧低下による吸引量低下を低減でき、より多くのトナー３６を吸引することができる。そして、本実施例の構成では、１回のトナー供給制御で１〜１８ｇのトナー３６を吸引することができた。
【００６２】
ここで、図４に、トナー吸引時おける、先に説明したトナー供給制御の吸引ポンプ４３を駆動しなかった場合と、別例として説明したトナー供給制御の吸引ポンプ４３を駆動した場合との搬送槽４１内の圧力の経時変化を示す。図４に示すように、吸引ポンプ４３を駆動しなかった場合に比べて、吸引ポンプ４３を駆動した場合は、トナー吸引時における搬送槽４１内の負圧値の低下が低減するため、搬送槽４１内へのトナー３６の吸引量が５〜５０％増加した。
【００６３】
このように、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引するトナー３６の供給量をさらに多くすることで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることがなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
【００６４】
また、負圧発生制御でも上述したように、トナー排出制御により排出管４６内を閉じられた状態で、負圧発生制御で負圧室８２内を予め定めた負圧状態になった時点で、このトナー供給制御に移行するように構成しても良い。このように構成することで、負圧発生制御の開始時には、負圧室連結管１００内は開き、吸引ポンプ４３は駆動したまま移行されるので、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を開けさせるのみとなる。したがって、少なくとも、吸引ポンプ４３の駆動開始時における気体吸引圧の立ち上がりに要する時間を短縮することができ、より多くのトナー３６を、トナー容器４０から搬送槽４１に吸引することができる。また、負圧発生制御において、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせるのに要する時間も短縮することができる。
【００６５】
（待機）
そして、搬送槽４１内に所定量のトナー３６が供給され、トナー供給制御が完了した後、現像装置１３へトナー３６を補給する必要が生じ、トナー排出制御に移行するまで待機を要する場合がある。この待機時には、吸引ポンプ４３の駆動が停止させられているとともに、吸引口連結管４５内、負圧室連結管１００内、及び排出管４６内は閉じられた状態が維持されている。
【００６６】
ただし、本実施例の粉体搬送装置３５では、トナー排出制御に移行するまでに、必ず待機を要するものではない。例えば、１サイクルのトナー３６の排出では、現像装置１３内のトナー濃度を所定の濃度にできない場合等が挙げられる。このような場合には、トナー供給制御が完了した時点で、待機することなく、トナー排出制御に移行し、連続的に現像装置１３へトナー３６を補給するため、一連の動作制御を繰り返す。
【００６７】
ここで、従来の動作制御の例と、上述した本実施例における制御装置４８の特徴的な３つの例の各開閉手段の開・閉と、ポンプのＯＮ・ＯＦＦのタイミングについて、タイミングチャートを用いて、より分かり易く説明する。図５（ａ）は、従来の動作制御の場合、図５（ｂ）は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例の場合のタイミングチャートである。また、図６（ａ）は、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例の場合、図６（ｂ）は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例同士を組み合わせた場合のタイミングチャートである。
【００６８】
これらのタイミングチャートでは説明の関係上、従来のトナー排出制御とトナー供給制御が２ステップ分で記載し、他の動作制御と待機については１ステップとして記載している。また、画像形成装置の制御部から、現像装置１３へのトナー３６を補給信号が、制御装置４８に通信されるまでは、各開閉手段は閉じられ、吸引ポンプ４３はＯＦＦされた状態から開始されるものとして説明する。
【００６９】
従来の動作制御では、図５（ａ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信すると、トナー排出制御を開始し、出口部開閉装置４７を開ける。２ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じた後、負圧発生制御を開始する。負圧発生制御では、負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、吸引口開閉装置９３を閉じさせ、待機に移行する。
【００７０】
トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する別例の場合では、図５（ｂ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信すると、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する。つまり、出口部開閉装置４７と負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせる。さらに１ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じさせ、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、吸引口開閉装置９３を閉じさせ、待機に移行する。
【００７１】
トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例の場合では、図６（ａ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信する。すると、トナー排出制御を開始し、出口部開閉装置４７を開ける。２ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じた後、負圧発生制御を開始する。負圧発生制御では、負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、吸引口開閉装置９３を開けさせ、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、待機に移行する。
【００７２】
トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始し、かつ、トナー供給制御で搬送槽４１内の負圧に、吸引ポンプ４３の吸引力も加える別例同士を組み合わせた場合では、図６（ｂ）のタイミングチャートに示すように、まず、現像装置１３へのトナー３６を補給信号を受信する。すると、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する。つまり、出口部開閉装置４７と負圧室開閉装置９６を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせる。さらに１ステップ分経過した後、出口部開閉装置４７を閉じさせ、トナー供給制御に移行する。トナー供給制御では、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を開けさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＮさせる。そして、１ステップ分経過した後、負圧室開閉装置９６と吸引口開閉装置９３を閉じさせ、かつ、吸引ポンプ４３をＯＦＦさせて、待機に移行する。
【００７３】
（実施例２）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例２について図７を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、実施例１の構成に加え、軸芯回りに回転することで搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する搬送部材である搬送スクリュ４２を、搬送槽４１内に有した回転搬送手段を備えている。そして、他の構成は同一であるので、実施例１と同一な構成、作用・効果についての説明は適宜省略して説明する。
【００７４】
まず、本実施例の搬送槽４１、及び回転搬送手段の構成から説明する。本実施例の搬送槽４１は、実施例１の搬送槽と同様に、その上部に吸引口連結管４５を介して負圧室８２に接続される吸引口５１と、その一側面の上部に配管部４４を介してトナー容器４０に接続される入口部４９とを備えている。また、その下部に排出管４６を介して現像装置１３の収容槽１７に接続される出口部５０を備えている。そして、回転搬送手段は、図７に示すように、搬送槽４１の内部に設けられた搬送部材としての搬送スクリュ４２と、搬送槽４１の外部に設けられたスクリュ駆動装置１１５とからなる。そして、制御装置４８の制御により、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する。以下に、それぞれの構成について、より詳しく説明する。
【００７５】
搬送槽４１は、実施例１の搬送槽よりも、トナー容器４０が接続されている内壁面に向かう方向、つまり、トナー３６の搬送方向に長く形成されている。そして、実施例１の搬送槽とは、吸引口５１と出口部５０とが設けられている水平方向の位置が異なる。実施例１の搬送槽では、吸引口５１と出口部５０とは、それぞれ、搬送槽の略中央に設けていた。それに対し、本実施例の搬送槽４１では、トナー３６の搬送方向上流端から下流端に向けた約２／３の位置に、吸引口５１が設けられ、下流端近傍に、出口部５０が設けている。また、吸引口５１が設けられている側面の高さは、実施例１と同様である。そして、トナー容器４０の内壁面の底部の形状は、後述する搬送スクリュ４２のらせん状に延在した羽根の最外周部の下方が、搬送スクリュ４２の軸芯を中心に、軸芯の鉛直直下から左右約４５度の範囲で摺動するように、緩やかな傾斜が設けられている。このトナー容器４０の内壁面の最も低い部分の上方に搬送スクリュ４２の軸芯が平行に配置されることなる。また、出口部５０も、この搬送スクリュ４２のらせん状に延在した羽根の最外周部が、トナー容器４０の内壁面の底部と摺動する範囲に設けられる。このように、トナー容器４０の内壁面の底部を形成することで、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６は、搬送スクリュ４２の回転により、余すことなく、出口部５０へ搬送されることとなる。ただし、上述したトナー容器４０の内壁面の底部の形状は、例示にすぎず、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送スクリュ４２の回転により、余すことなく、出口部５０へ搬送できる形状であれば良い。
【００７６】
搬送スクリュ４２は、棒状の軸と、この軸の外表面上から突出し、かつ、らせん状に延在した羽根とを備えている。搬送スクリュ４２の軸の一端は、搬送槽４１の外部に設けられたスクリュ駆動装置１１５に接続されている。そして、搬送スクリュ４２は、制御装置４８の制御により、スクリュ駆動装置１１５が軸芯回りに回転されることで、入口部４９を通って搬送槽４１内に供給されたトナー３６を入口部４９側から出口部５０側に向かって搬送する。
【００７７】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。本実施例の制御装置４８による動作制御は、実施例１の動作制御と、トナー排出制御の搬送槽４１内に回転搬送手段を備えたことに関する制御のみが異なる。他の動作制御は、実施例１の動作制御と同様であるので、その動作制御、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。また、実施例１の動作制御と同様に、一連の動作制御は繰り返し行われることとなる。
【００７８】
（トナー排出制御）
トナー供給制御では、制御装置４８は、トナー容器４０から搬送槽４１に供給されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出させる際に、次のような制御を行なう。制御装置４８は、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開けさせた状態で、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させる。スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送スクリュ４２が回転し、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送される。この回転搬送手段により、入口部４９から出口部５０に向かって搬送されたトナー３６は、出口部５０から排出管４６を介して、搬送槽４１の出口部５０からトナー３６を現像装置１３の収容槽１７へと全て排出（供給）される。そして、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出さるたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。
【００７９】
（負圧発生制御）
また、実施例１の負圧発生制御の別例で上述したように、トナー排出制御を開始すると同時に、負圧発生制御も開始する場合も同様も同様な制御が適用できる。具体的には、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させ、かつ、回転搬送手段のスクリュ駆動装置１１５を回転駆動させる。スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させることで、搬送スクリュ４２が回転し、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送される。
【００８０】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内も閉じさせる。また、トナー排出制御においては、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出されたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせる。
【００８１】
このように、トナー排出制御、又は負圧発生制御を行うことで、実施例１の作用・効果に加え、次ぎの作用・効果を奏することができる。搬送スクリュ４２で搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に搬送するので、常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送される。常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送されることで、出口部５０でのトナー３６の詰まりがなくなり、トナー３６の排出速度が安定化し、搬送槽４１内のトナー３６を排出するのに要する時間を短縮することができる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることが出来る。
【００８２】
（実施例３）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、、実施例３について図８を用いて説明する。本実施例の粉体搬送装置３５は、実施例１又は２の構成に加え、搬送槽４１に空気を送り込む送風手段を備えている。そして、他の構成は同一であるので、実施例１又は２と同一な構成、作用・効果についての説明は適宜省略して説明する。また、実施例１又は２のいずれにも適用可能であるが、以下の説明では、実施例２のトナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成に適用した場合について説明する。
【００８３】
まず、本実施例の搬送槽４１に空気を送り込む送風手段の構成から説明する。本実施例の、吸引ポンプ４３は上述した実施例１又は２の吸引ポンプと同様な構成をしており、搬送槽４１に空気を送り込む送風手段は、吸引ポンプ４３の排出側から吐出された空気を搬送槽４１に送り込むものである。具体的には、吸引ポンプ４３と、搬送槽４１に設けられる搬送槽送風口１０８と、ポンプ排出口１０２と搬送槽送風口１０８とを連結する送風口連結管１０７と、送風口開閉手段である送風口開閉装置１０９とからなる。以下に、吸引ポンプ４３の構成を除く、個々の構成について、より詳しく説明する。
【００８４】
送風口連結管１０７は、ゴムなどの弾性材料で構成され、円筒状に形成されている。そして、送風口連結管１０７の一端は吸引ポンプ４３の下部に設けられたポンプ排出口１０２の周りに固定され、他端は搬送槽４１の上部に設けられた搬送槽送風口１０８の周りに固定されている。このようにして、送風口連結管１０７は、吸引ポンプ４３と搬送槽４１とを連結している。また、この送風口連結管１０７には、送風口連結管１０７内を開閉自在な送風口開閉手段である送風口開閉装置１０９が設けられている。
【００８５】
送風口開閉装置１０９は、負圧室開閉装置９６と同様の構成で、開閉装置駆動源１１０は、送風口連結管１０７内を開閉自在であり、制御装置４８の制御により、送風口連結管１０７内を開閉する。
【００８６】
搬送槽４１は、その上部に搬送槽送風口１０８を設けている点を除けば、実施例２の搬送槽と同様に構成されている。本実施例の搬送槽４１では、トナー３６の搬送方向上流端から下流端に向けた約１／３の位置に、搬送槽送風口１０８が設けられている。この搬送槽送風口１０８から、搬送槽送風口１０８を介して、吸引ポンプ４３のポンプ排出口１０２から吐出された空気が吹き込まれることとなる。
【００８７】
次に、本実施例に係る粉体搬送装置３５の動作について、制御装置４８の制御に基づいて説明する。この説明では、上述したように、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する構成を前提としている。そして、この前提に基づく実施例１又は２の動作制御と、本実施例の制御装置４８による動作制御とは、トナー排出制御に関する制御のみが異なる。他の動作制御は、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成を前提としているを除けば、実施例１又は２の動作制御と同様であるので、その動作制御、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。また、実施例１又は２の動作制御と同様に、一連の動作制御は繰り返し行われることとなる。
【００８８】
（トナー排出制御、及び負圧発生制御）
トナー排出制御、及び負圧発生制御では、制御装置４８は、上述したように、トナー排出制御の開始と同時に負圧発生制御も開始する制御を行う。具体的には、出口部開閉装置４７により排出管４６内を開かせるとともに、吸引口開閉装置９３により吸引口連結管４５内を閉じさせ、かつ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を開けさせる。この状態で、吸引ポンプ４３を駆動させてポンプ吸引口６３から負圧室８２内の空気を吸引し、かつ、スクリュ駆動装置１１５を回転駆動させて搬送スクリュ４２によりトナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送する。さらに、負圧室８２内の空気を吸引し、かつ、トナー３６を入口部４９から出口部５０に向かって搬送すると同時に、送風口開閉装置により送風口連結管１０７を開けさせてポンプ排出口１０２から吐出する空気を搬送槽４１内に送り込む。
【００８９】
そして、負圧室８２内の負圧状態が予め定めた負圧状態になったら、吸引ポンプ４３の駆動を停止させ、負圧室開閉装置９６により負圧室連結管１００内を閉じさせ、かつ、送風口開閉装置１０９により送風口連結管１０７を閉じさせる。また、トナー容器４０から搬送槽４１に供給された搬送槽４１内のトナー３６が、出口部５０から全て排出されたら、出口部開閉装置４７により排出管４６内も閉じさせる。
【００９０】
このように、トナー排出制御、及び負圧発生制御を行うことで、実施例１、２のトナー排出制御の開始と同時に負圧発生制御も開始する制御を行う場合の作用・効果に加え、次ぎの作用・効果を奏することができる。吸引ポンプ４３を駆動により搬送槽４１内に空気を送り込むことで、搬送槽４１内に圧力を加え、トナー３６を出口部５０から排出する速度を上げることで、搬送槽４１内のトナー３６を排出に要する時間を短縮できる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
【００９１】
また、上述した本実施例の説明では、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成を前提に説明したが、トナー排出制御と負圧発生制御を同時に開始する制御を行う構成でない場合にも、次のように構成することで適用可能である。上述した構成に加え、負圧室連結管１００の負圧室開閉装置９６とポンプ吸引口６３との間に大気開放弁を設ける。
【００９２】
そして、上述したトナー排出制御に加え、トナー排出制御で搬送槽４１に空気を送り込む場合のみ、この大気開放弁を開放する制御を追加して空気の吸気を行い、トナー排出制御うように構成する。
【００９３】
（実施例４）
次に、本実施の形態の画像形成装置に備える粉体搬送装置３５の一例である、実施例４について図を用いて説明する。本実施例と、実施例１乃至３の粉体搬送装置では、用いる吸引ポンプの形式のみが異なっている。具体的には吸引ポンプ４３が、本実施例では、ベーン式ポンプであるのに対し、実施例１乃至３では、ダイヤフラム式ポンプである点のみが異なる。そして、他の構成は、それぞれ同一の構成が適用できるので、実施例１乃至３と同一な構成、作用効果についての説明は適宜省略して説明する。ここで、図９は、本実施例に係るベーン式ポンプの構成を示す説明図である。
【００９４】
図９に示すように、本実施例のベーン式ポンプでは、ポンプ容器１１２と、羽根車１１４と、ベーン１１３とを備えている。ポンプ容器１１２には、ポンプ吸引口６３と、ポンプ排出口１０２とが設けられている。ポンプ容器１１２の略円柱状の内周面の径は、羽根車１１４の外周の径よりも大きく形成され、かつ、互いの中心が偏芯するように設けられている。そして、図中、ポンプ容器１１２の内周の鉛直方向上方の頂点と、羽根車１１４の外周の鉛直方向上方の頂点とが接するように設けられている。また、ポンプ吸引口６３と、ポンプ排出口１０２とは、それぞれ、ポンプ容器１１２の内周面から、水平にポンプ容器１１２の外部に、円柱状の内周部を延出するように形成されている。そして、図中、ポンプ容器１１２の内周面を時計文字盤に見立てた際の、略１０時の位置からポンプ吸引口６３が、略２時の位置からポンプ排出口１０２が、ポンプ容器１１２の内周面から外部に延出するように形成されている。そして、ポンプ吸引口６３は、負圧室連結管１００を介して、負圧室８２に接続されている。また、実施例３に記載の吸引ホンプに適用する際には、ポンプ排出口１０２は、送風口連結管１０７を介して、搬送槽４１に接続されることとなる。
【００９５】
また、７個のベーン１１３が、羽根車１１４内の溝に沿って自在に動くように、嵌め込まれている。各ベーン１１３は、ポンプ駆動装置（不図示）により羽根車１１４を回転させると、遠心力でポンプ容器１１２の内周面まで飛び出す。そして、各ベーン間の容量変化により、ポンプ吸引口６３から空気を吸引し、ポンプ排出口１０２から空気を吐出することができるように構成されている。このように構成されたベーン式ポンプを、上述した実施例１のダイヤフラム式ポンプに替え、吸引ポンプ４３として用いることで、上述した実施例１と同様な作用・効果を奏することができる。また、この吸引ポンプ４３の最大流量は１〜８リットル／分、最大到達真空度は−２０〜−８０ｋＰａである。ベーン式ポンプは、他の様々な用途にも使用される一般的なポンプであり、かつ、上述したように構成部品が少ないため、購入する場合の価格が低かったり、製造する場合の製造コストが低い。
【００９６】
以上、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、搬送槽４１内の空気を吸引して、この搬送槽４１内にトナー容器４０からトナー３６を吸引している。すなわち、搬送槽４１内にトナー３６を吸引するために、搬送槽４１内に負圧を発生させている。さらに、搬送槽４１内に負圧を発生させるための吸引ポンプ４３を搬送槽４１の外部に設けている。したがって、吸引ポンプ４３から発生する熱がトナー３６に伝わることを防止できるとともに、負圧により搬送槽４１内にトナー３６を吸引するので、トナー３６をすり潰すことなく、搬送槽４１内に吸引することができる。よって、トナー３６に与える熱ストレスを最小限にしながらも、トナー３６を搬送することができる。
さらに、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、同時に、負圧室８２内に負圧を発生させる。トナー３６の出口部５０から排出と同時に、負圧室８２内に負圧を発生させるので、従来のトナー３６の搬出と負圧室８２内の負圧の発生とを同時に行わない構成に比べ、トナー３６の搬送に係る一連の動作時間を短縮できる。また、負圧室８２内を予め定めた負圧状態にする際に、吸引口連結管４５内を閉じさせた状態で、負圧室８２内に負圧を発生させるので、トナー３６を吸引することなく、負圧室８２内の空気のみ吸引でき、短時間で負圧室８２内の負圧を高くすることもできる。また、出口部開閉装置４７により排出管４６内を閉じさせた状態で、吸引口連結管４５内を開て、負圧室８２の負圧を用いて搬送槽４１内を負圧にするので、短時間で搬送槽４１内の負圧を高くすることができる。したがって、短時間で搬送槽４１内に多くのトナー３６を吸引することができ、搬送槽４１内にトナー３６を吸引する時間、及びその準備時間を短縮することで、現像装置１３等への単位時間当たりの供給量を多くすることができる。このように、負圧室８２内の負圧を高くできるとともに、負圧室８２内の負圧の発生、搬送槽４１内へのトナー３６の吸引、搬送槽４１内のトナー３６の排出という粉体搬送装置３５の一連の動作時間を短縮できる。そして、負圧室８２内の負圧を高くし、かつ、一連の動作時間を短縮することで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることもできる。
よって、印刷速度が高い画像形成装置に適用可能な、トナーに与える熱ストレスが少なく、製造コストが安い粉体搬送装置を提供することができる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給させる際に、搬送槽４１内を負圧を発生させる搬送槽４１と負圧室８２との圧力差に、吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることができる。吸引ポンプ４３による気体吸引力も加えることで、搬送槽４１と負圧室８２との圧力差のみにより搬送槽４１内に負圧を発生させる場合に比べ、搬送槽４１内の負圧低下による吸引量低下を低減でき、より多くのトナー３６を吸引することができる。このように、一連の動作で供給するトナー３６の供給量を増やすことで、新たな部品を追加したり、製造コストを高くしたりすることなく、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることもできる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、搬送槽４１内に設けた搬送スクリュ４２を回転させる。搬送スクリュ４２を回転させることで、搬送槽４１内のトナー３６を入口部４９から出口部５０に搬送するので、常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送される。常に一定の搬送量でトナー３６が出口部５０に搬送されることで、出口部５０でのトナー３６の詰まりがなくなり、トナー３６の排出速度が安定化し、搬送槽４１内のトナー３６を排出するのに要する時間を短縮することができる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることが出来る。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、トナー容器４０から搬送槽４１内に吸引されたトナー３６を、搬送槽４１の出口部５０から排出する際に、吸引ポンプ４３を駆動により搬送槽４１内に空気を送り込む。搬送槽４１内に空気を送り込むことで、搬送槽４１内に圧力を加え、トナー３６を出口部５０から排出する速度を上げることで、搬送槽４１内のトナー３６を排出に要する時間を短縮できる。よって、現像装置１３への単位時間あたりのトナー３６の供給量を増加させることができる。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、吸引ポンプ４３として、ダイヤフラム式ポンプを用いているので、製造コストを低くすることが出来る。
また、本実施の形態に係る粉体搬送装置３５では、吸引ポンプ４３として、ベーン式ポンプを用いているので、製造コストを低くすることが出来る。
また、本実施の形態に係る画像形成装置では、上述したように構成された粉体搬送装置３５を備えることで、上述したように構成された粉体搬送装置３５と同様な作用・効果を奏することができる。
【符号の説明】
【００９７】
１ 感光体
２ 帯電装置
５ 転写装置
６ クリーニング装置
７ プロセスカートリッジ
８ 転写紙
１３ 現像装置
１５ 搬送ベルト
１６ 露光装置
１７ 収容槽
１８ 攪拌スクリュ
２０ 給紙トレイ
２４ 定着装置
３０ 現像剤
３５ 粉体搬送装置
３６ トナー
３７ 供給孔
４０ トナー容器
４１ 搬送槽
４２ 搬送スクリュ
４３ 吸引ポンプ
４４ 配管部
４５ 吸引口連結管
４６ 排出管
４７ 出口部開閉装置
４８ 制御装置
４９ 入口部
５０ 出口部
５１ 吸引口
５８ シリンダ本体
５９ ピストン
６０ ポンプ駆動装置
６３ ポンプ吸引口
７１ 開閉駆動源
８２ 負圧室
９３ 吸引口開閉装置
９５ 開閉駆動源
９６ 負圧室開閉装置
９８ 開閉駆動源
１００ 負圧室連結管
１０１ 吸入口側弁
１０２ ポンプ排出口
１０３ 排出側弁
１０７ 送風口連結管
１０８ 搬送槽送風口
１０９ 送風口開閉装置
１１０ 開閉装置駆動源
１１１ ダイヤフラム
１１２ ポンプ容器
１１３ ベーン
１１４ 羽根車
１１５ スクリュ駆動装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９８】
【特許文献１】特開２００９−１７５７０３号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容した粉体収容部と、
前記粉体収容部から前記粉体が供給される入口部と、前記粉体を外部に排出するための出口部と、内部の気体を吸引するための吸引口とが設けられた搬送槽と、
前記吸引口に連結された吸引口連結管を介して、前記搬送槽に接続された負圧室と、
前記吸引口連結管内を開閉自在な吸引口開閉手段と、
前記負圧室に設けられた負圧室吸引口に連結された負圧室連結管を介して、前記負圧室に接続された気体吸引装置と、
前記負圧室連結管内を開閉自在な負圧室開閉手段と、
前記出口部を開閉する出口部開閉手段と、
を備える粉体搬送装置において、
前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を開けさせた状態で、前記気体吸引装置を駆動して前記負圧室内の気体の吸引させ、その後、前記負圧室内が予め定めた負圧状態になったら、前記気体吸引装置の駆動を停止させるとともに、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる負圧発生制御と、
前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じさせた状態で、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を開けさせて、前記粉体収容部から前記搬送槽に前記粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせる粉体供給制御と、
前記出口部開閉手段により前記出口部を開けさせて、前記搬送槽に供給された粉体を前記出口部から排出する粉体排出制御と、
を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記負圧発生制御と前記粉体排出制御とを同時に開始することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体搬送装置において、
制御手段は、
粉体供給制御で、出口部開閉手段により出口部を閉じさせ、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせ、さらに、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を開けさせた状態で、気体吸引装置を駆動して負圧室内の気体の吸引させて、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の前記粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じるとともに、前記気体吸引装置の駆動を停止させ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１、又は２に記載の粉体搬送装置において、
軸芯回りに回転することで搬送槽内の粉体を入口部から出口部に向かって搬送する搬送部材を、搬送槽内に有した回転搬送手段を備え、
制御手段は、
粉体排出制御で、前記搬送手段の前記搬送部材を回転させる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の粉体搬送装置において、
搬送槽に設けられた送風口に連結された送風口連結管を介して、前記搬送槽内に気体を送り込む送風手段と、
前記送風口連結管を開閉する送風口開閉手段と、
を備え、
制御手段は、
粉体排出制御で、出口部開閉手段により前記出口部を開け、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を開けさせた状態にした後、前記送風手段により前記搬送槽に気体を送り込ませ、
粉体供給制御で、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じ、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を閉じ、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を閉めさせた状態で、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体搬送装置において、
気体吸引装置はダイヤフラム式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ダイヤフラム式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
請求項４に記載の粉体搬送装置において、
気体吸引装置はベーン式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ベーン式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、
を少なくとも備えた画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給する手段として、請求項１乃至６のいずれか一に記載の粉体搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
粉体を収容した粉体収容部と、
前記粉体収容部から前記粉体が供給される入口部と、前記粉体を外部に排出するための出口部と、内部の気体を吸引するための吸引口とが設けられた搬送槽と、
前記吸引口に連結された吸引口連結管を介して、前記搬送槽に接続された負圧室と、
前記吸引口連結管内を開閉自在な吸引口開閉手段と、
前記負圧室に設けられた負圧室吸引口に連結された負圧室連結管を介して、前記負圧室に接続された気体吸引装置と、
前記負圧室連結管内を開閉自在な負圧室開閉手段と、
前記出口部を開閉する出口部開閉手段と、
を備える粉体搬送装置において、
前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を開けさせた状態で、前記気体吸引装置を駆動して前記負圧室内の気体の吸引させ、その後、前記負圧室内が予め定めた負圧状態になったら、前記気体吸引装置の駆動を停止させるとともに、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる負圧発生制御と、
前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じさせた状態で、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を開けさせて、前記粉体収容部から前記搬送槽に前記粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じさせる粉体供給制御と、
前記出口部開閉手段により前記出口部を開けさせて、前記搬送槽に供給された粉体を前記出口部から排出する粉体排出制御と、
を行う制御手段を備え、
前記制御手段は、前記負圧発生制御と前記粉体排出制御とを同時に開始することを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項２】
請求項１に記載の粉体搬送装置において、
制御手段は、
粉体供給制御で、出口部開閉手段により出口部を閉じさせ、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせ、さらに、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を開けさせた状態で、気体吸引装置を駆動して負圧室内の気体の吸引させて、粉体収容部から搬送槽に粉体を供給し、その後、前記搬送槽に所定量の前記粉体が供給されたら、前記吸引口開閉手段により前記吸引口連結管内を閉じるとともに、前記気体吸引装置の駆動を停止させ、かつ、前記負圧室開閉手段により前記負圧室連結管内を閉じさせる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項３】
請求項１、又は２に記載の粉体搬送装置において、
軸芯回りに回転することで搬送槽内の粉体を入口部から出口部に向かって搬送する搬送部材を、搬送槽内に有した回転搬送手段を備え、
制御手段は、
粉体排出制御で、前記搬送手段の前記搬送部材を回転させる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一に記載の粉体搬送装置において、
搬送槽に設けられた送風口に連結された送風口連結管を介して、前記搬送槽内に気体を送り込む送風手段と、
前記送風口連結管を開閉する送風口開閉手段と、
を備え、
制御手段は、
粉体排出制御で、出口部開閉手段により前記出口部を開け、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を開けさせた状態にした後、前記送風手段により前記搬送槽に気体を送り込ませ、
粉体供給制御で、前記出口部開閉手段により前記出口部を閉じ、負圧室開閉手段により負圧室連結管内を閉じ、かつ、前記送風口開閉手段により前記送風口連結管を閉めさせた状態で、吸引口開閉手段により吸引口連結管内を開けさせる制御を行うことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項５】
請求項４に記載の粉体搬送装置において、
気体吸引装置はダイヤフラム式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ダイヤフラム式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
請求項４に記載の粉体搬送装置において、
気体吸引装置はベーン式ポンプの吸入側であり、送風手段は前記ベーン式ポンプと同一のもので、その排出側であることを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項７】
静電潜像を担持する像担持体と、
前記像担持体上の潜像を現像してトナー像化する現像装置と、
を少なくとも備えた画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給する手段として、請求項１乃至６のいずれか一に記載の粉体搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−５８６２４（Ｐ２０１２−５８６２４Ａ）
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０３７１９（Ｐ２０１０−２０３７１９）
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２２日（２０１２．３．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１０日（２０１０．９．１０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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