JP2002082518A

JP2002082518A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002082518A
Application number: JP2000271406A
Authority: JP
Inventors: Terushi Isobe; 昭史磯部; Atsushi Takahashi; 厚高橋; Kazumichi Yamauchi; 一道山内; Tokuo Shiroichi; 徳男城市; Yoshifumi Sasamoto; 能史笹本; Yoshiteru Katayama; 善輝片山
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2000-09-07
Filing date: 2000-09-07
Publication date: 2002-03-22

Abstract

(57)【要約】（修正有）【課題】内部に収容したトナーを排出するトナーボト
ルを備えたトナー補給装置により現像器に対するトナー
の補給を安定に行うことができ、常に良好な可視画像を
形成することができる画像形成装置を提供することにあ
る。【解決手段】画像形成装置は、内周面に螺旋状の突起
２２Ａを有し、回転されることによって内部に収容した
トナーを排出するトナーボトル２１を備えたトナー補給
装置２０が設けられた画像形成装置であって、補給指令
信号を受けて駆動することにより前記トナーボトルを回
転させる回転駆動機構３１が設けられており、回転駆動
機構によるトナーボトルの回転速度を制御する回転制御
手段を有することを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転することによ
って、内部に収容したトナーを排出するトナーボトルを
備えたトナー補給装置が設けられた画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】例えば有機感光体よりなる潜像保持体に
静電荷像を形成し、この静電荷像をトナーによって現像
することにより可視画像を形成する電子写真複写機、フ
ァクシミリ、プリンタなどの画像形成装置においては、
現像器にトナーを補給するトナー補給装置が設けられ
る。

【０００３】或る種のトナー補給装置においては、内周
面に螺旋状の突起を有するトナーボトルを、その中心軸
を回転中心として回転させることにより、当該トナーボ
トルの排出開口からトナーを排出させる。この排出され
たトナーを、例えばトナー補給装置の下部に設けられた
トナー受容部に受容させ、このトナー受容部のトナーを
現像器に向かって搬送するよう構成されている。具体的
には、トナー受容部におけるトナーの量が基準量より少
なくなった場合には、補給指令信号に基づき、回転駆動
機構が駆動することによりトナーボトルの回転が開始さ
れて内部に収容されているトナーが排出され、一方、当
該トナー受容部におけるトナーの量が基準量以上となっ
た場合には、補給停止信号に基づき、回転駆動機構の駆
動が停止されてトナーボトルの回転が停止される。この
ように、トナー補給装置によれば、トナーボトルを必要
に応じて回転させることにより、トナー受容部に対する
トナーの供給が行われ、これにより、現像器に対するト
ナーの補給がなされる。

【０００４】しかしながら、上記のトナー補給装置にお
いて、トナーボトルは回転駆動機構によって一定の回転
速度で回転されるのであるが、当該トナーボトル内に残
存するトナーの量（以下、「トナー残量」ともいう。）
が少なくなるに従い、その１回転で排出されるトナーの
量が少なくなるため、トナー残量が少なくなるに従って
トナー受容部へのトナーの供給速度が小さくなる。その
結果、トナー残量が少ない場合には、補給指令信号が発
せられてからトナー受容部におけるトナーの量が基準量
となるまでトナーを排出させるためには、トナーボトル
をより多く回転させることが必要となり、従って１回の
供給に長時間を要することとなる。そのため、例えば可
視画像としてベタ画像などを連続して形成する場合に
は、現像器において多量のトナーが急激に消費されるた
め、トナーボトルからトナー受容部へのトナーの供給が
不足することとなり、その結果、トナー受容部における
トナーの量が減少し、当該トナー受容部から現像器に対
するトナーの供給に不足が生ずることとなる。このよう
に、従来のトナー補給装置では、現像器にトナーの補給
を安定に行うことができず、画像濃度が局部的に低くな
るなどの現象が生じて良好な可視画像を得ることができ
ない場合がある、という問題がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上のよう
な事情に基づいてなされたものであって、その目的は、
トナーボトルを備えたトナー補給装置により現像器に対
するトナーの補給を安定に行うことができ、常に良好な
可視画像を形成することができる画像形成装置を提供す
ることにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置
は、内周面に螺旋状の突起を有し、回転されることによ
って内部に収容したトナーを排出するトナーボトルを備
えたトナー補給装置が設けられた画像形成装置であっ
て、補給指令信号を受けて駆動することにより前記トナ
ーボトルを回転させる回転駆動機構が設けられており、
前記回転駆動機構によるトナーボトルの回転速度を制御
する回転制御手段を有することを特徴とする。

【０００７】

【作用】本発明の画像形成装置によれば、回転制御手段
によりトナーボトルの回転速度が制御されることによ
り、状況に応じて、単位時間当たりに排出されるトナー
の量が調節されるため、トナー補給装置から現像器に対
するトナーの補給を安定に行うことができ、結局、常に
良好な可視画像を形成することができる。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明について図面を用い
て詳細に説明する。

【０００９】（第１の実施の形態）図１は、本発明の画
像形成装置の構成の一例を示す説明図であり、図２は、
トナーボトル装着部にトナーボトルを装着した状態のト
ナー補給装置を拡大して示す説明図である。この画像形
成装置は、例えば有機感光体よりなる感光ドラム１０
と、この感光ドラム１０を、例えばグリッドとコロナ放
電ワイヤによるコロナ放電によって一様に帯電するため
の帯電部１２と、一様に帯電した感光ドラム１０に対し
て画像読み込み部（図示せず）の画像情報に基づいて、
例えばレーザーダイオード（図示せず）からレーザー光
を放射し、ポリゴンミラー（図示せず）および反射ミラ
ー１３Ａ、１３Ｂを介して露光を行うことにより静電荷
像を形成する像露光部１３と、感光ドラム１０に形成さ
れた静電荷像を現像してトナー像を形成する現像器１４
と、感光ドラム１０に形成されたトナー像を、例えば紙
などの転写材に転写させる転写部１６と、感光ドラム１
０に密着した転写材を分離させる分離部１７と、転写材
の表面に転写されたトナー像を定着させる定着装置１８
とを備えてなる。同図において、１１は転写材排出口、
１５は転写材供給装置、１９はクリーニング部である。
転写材供給装置１５は、例えば１つの転写材カセット１
５Ａおよび可動底板１５Ｂ、ローラ１５Ｃ、１５Ｄより
なる転写材搬送機構により構成されている。

【００１０】そして、現像器１４の上方に、トナー補給
装置２０、並びにトナー搬送機構を備えたトナー受容部
４１が設けられている。

【００１１】図２に示すように、トナー補給装置２０
は、中心軸Ｌが水平方向に伸びる状態で配置されたトナ
ーボトル２１と、当該トナーボトル２１を回転可能に支
持するトナーボトル装着部２５と、駆動することにより
トナーボトル２１を回転させる回転駆動機構３１とによ
り構成されている。このトナー補給装置２０において
は、トナーボトル２１は、トナーボトル装着部２５に着
脱可能とされている。

【００１２】トナーボトル２１においては、内部にトナ
ーを収容する円筒状のトナーボトル本体２２の内周面に
螺旋状の突起２２Ａが当該トナーボトル本体２２の内方
に突出して形成され、この突起２２Ａによりトナー案内
部が形成されている。そして、トナーボトル２１の一端
側（図２において右側）に位置する先端部２１Ａには、
側面にトナー案内部によって導かれたトナーが排出され
る排出開口２０Ａが形成されており、また先端面には凹
部２１Ｂが形成されている。また、トナーボトル２１に
は、当該トナーボトル２１の一端側にスライド蓋２４が
設けられており、当該トナーボトル２１の他端側（図２
において左側）に固定蓋２３が設けられている。このス
ライド蓋２４は、トナーボトル２１の排出開口２０Ａを
開閉するよう、図２において左右方向に移動可能な蓋で
あり、トナーボトル２１がトナーボトル装着部２５に装
着されている場合には、排出開口２０Ａを開放した状態
に保持する。また、固定蓋２３は、トナーボトル装着部
２５を構成する固定蓋支持用部材２８によって回転可能
に支持されている。

【００１３】トナーボトル装着部２５は、トナーボトル
２１におけるスライド蓋２４のフランジ部２４Ａに係合
する凹部２６Ａを有するスライド蓋支持用部材２６と、
トナーボトル２１の先端部２１Ａの外径に適合した大き
さの内径を有する円筒状のトナーボトル本体支持用部材
２７とを有しており、このトナーボトル本体支持用部材
２７には、その下側とされる側面に、例えば排出開口２
０Ａと同じ大きさの開口２７Ａが形成されている。そし
て、スライド蓋支持用部材２６の凹部２６Ａには、スラ
イド蓋２４のフランジ部２４Ａが、当該スライド蓋２４
が回転可能な状態で嵌合されると共に、トナーボトル本
体支持用部材２７の内周面には、トナーボトル２１の先
端部２１Ａの外周面が回転可能に支持されている。以上
のような構成により、トナーボトル装着部２５に、トナ
ーボトル２１が中心軸Ｌを回転中心として回転可能な状
態で装着されている。

【００１４】回転駆動機構３１は、例えば駆動モータな
どの駆動源３２と、当該駆動源３２に一端が接続され、
トナーボトル本体支持用部材２７に回転可能に支持され
ている駆動軸３３とにより構成されている。駆動軸３３
には、その先端に凸部３４Ａを有するスプリング部材３
４が設けられており、当該凸部３４Ａはトナーボトル２
１の凹部２１Ｂに嵌合され、スプリングの作用により圧
接されている。そして、駆動軸３３が回転することによ
り、スプリング部材３４における凸部３４Ａがトナーボ
トル２１における凹部２１Ｂに回転方向において係合さ
れ、当該トナーボトル２１は、その中心軸Ｌを回転中心
として駆動軸３３と共に回転する。

【００１５】トナー受容部４１は、トナーボトル装着部
２５における開口２７Ａの下方に設けられており、トナ
ーボトル２１の排出開口２０Ａから当該開口２７Ａを介
して排出されたトナーを受容すると共に、搬送スクリュ
ー４５によって構成されるトナー搬送機構により、トナ
ー受容部４１の底壁に形成された開口４４を通過したト
ナーを供給口４６に搬送する。そして、トナー受容部４
１には、当該トナー受容部４１におけるトナーの量を検
知する、例えば圧電素子センサよりなるトナー量検知手
段（図示せず）が設けられている。このトナー量検知手
段は、トナー受容部４１におけるトナーの量に基づい
て、補給指令信号および補給停止信号を発するものであ
る。

【００１６】また、トナーボトル２１内に残存するトナ
ーの量、すなわちトナー残量を検知するトナー残量検知
手段（図示せず）が設けられると共に、このトナー残量
検知手段によって検知されるトナー残量に基づいて、回
転駆動機構３１によるトナーボトル２１の回転速度を制
御する回転制御手段（図示せず）が設けられている。

【００１７】この回転制御手段としては、例えば駆動源
３２がＤＣモータの場合にはＰＬＬ制御により回転制御
を行う。また、可変速のＤＣブラシレスモータなどで
は、入力ＣＬＫを速いものにする。ステッピングモータ
も同様にパルス制御を行い、ＰＷＭ制御を行ってもよ
い。

【００１８】トナー残量検知手段としては、トナー残量
を検知することができるものであればよく、間接的にト
ナー残量を検知するものであってもよい。例えば、トナ
ーボトル２１の質量を計ることができる圧電素子センサ
をトナーボトル２１の外周面とトナーボトル装着部２５
との間に設け、これをトナー残量検知手段として用いる
ことができる。

【００１９】回転制御手段によれば、トナー残量が減少
するに従って、回転駆動機構３１によるトナーボトル２
１の回転速度が大きくなるよう制御される。具体的な一
例では、例えばトナー残量が初期のトナーの量の６５％
となった場合には、当該トナーボトル２１の回転速度を
初期の単位時間当たりの回転数の２倍とし、次いで、ト
ナー残量が初期のトナーの量の３０％となった場合に
は、回転速度を初期の単位時間当たりの回転数の３．５
倍とし、さらに、トナー残量が初期のトナーの量の２０
％となった場合には、回転速度を初期の単位時間当たり
の回転数の９倍とし、トナー残量が初期のトナーの量の
１０％となった場合には、回転速度を初期の単位時間当
たりの回転数の１５倍とする。

【００２０】以上のような画像形成装置の作動は次のと
おりである。画像読み込み部によって原稿の画像が読み
込まれて画像情報が得られ、この画像情報に基づいて、
像露光部１３において露光を行うことにより、感光ドラ
ム１０に静電荷像が形成され、この感光ドラム１０に形
成された静電荷像が現像器１４により現像されることに
より、当該感光ドラム１０の表面にトナー像が形成され
る。

【００２１】一方、転写材供給装置１５においては、転
写材カセット１５Ａから転写材搬送機構を構成する可動
底板１５Ｂおよび複数のローラ１５Ｃ、１５Ｄを順に介
して転写材である紙が送り出され、感光ドラム１０と同
期した状態で転写部１６に向けて搬送される。

【００２２】転写部１６において、搬送された紙には、
感光ドラム１０の表面に形成されたトナー像が転写され
る。そして、感光ドラム１０に密着した状態にある紙
は、トナー像の転写直後に、分離部１７において感光ド
ラム１０から分離される。その後、感光ドラム１０から
分離された紙は、定着装置１８に向かって搬送され、当
該定着装置１８においてトナー像が、例えば熱と圧力と
によって定着され、紙に原稿の画像に対応した可視画像
が形成される。

【００２３】また、紙が分離された後の感光ドラム１０
は、クリーニング部１９を通過することにより、表面に
残留しているトナーが除去される。可視画像が形成され
た紙は、定着装置１８から排出された後、搬送されて転
写材排出口１１から外部に排出される。

【００２４】以上のような画像形成装置の作動中におい
ては、トナー受容部４１に受容され、開口４４を通過し
たトナーは、トナー搬送機構を構成する搬送スクリュー
４５の回転により供給口４６に向かって搬送され、当該
供給口４６を介して現像器１４に供給される。そして、
例えばトナー受容部４１に設けられたトナー量検知手段
により検知されるトナー受容部４１におけるトナーの量
が基準量より少なくなると補給指令信号が発せられ、こ
の補給指令信号を受けて回転駆動機構３１における駆動
源３２が駆動され、駆動軸３３が回転することに伴って
トナーボトル２１が回転される。回転駆動機構３１によ
って回転されたトナーボトル２１においては、内部に収
容されているトナーが螺旋状の突起２２Ａによって構成
されたトナー案内部により、掻き上げられて落下するこ
とを繰り返しながら排出開口２０Ａに向かって導かれ、
当該排出開口２０Ａがトナーボトル装着部２５のトナー
ボトル本体支持用部材２７における開口２７Ａと合致し
たときに、当該排出開口２０Ａより当該開口２７Ａを介
してトナー受容部４１に排出される。

【００２５】また、トナー補給装置２０からのトナーの
供給により、トナー受容部４１におけるトナーの量が基
準量以上となると、トナー量検知手段により補給停止信
号が発せられ、この補給停止信号により回転駆動機構３
１における駆動源３２の駆動が停止され、トナーボトル
２１の回転が停止される。

【００２６】このようにして、トナー補給装置２０から
トナー受容部４１を介して現像器１４にトナーが補給さ
れる。

【００２７】而して、以上の構成の画像形成装置におい
ては、トナー残量検知手段により検知されるトナー残量
が減少すると、回転制御手段によって回転駆動機構３１
によるトナーボトル２１の回転速度が大きくされる。す
なわち、単位時間当たりのトナーボトル２１の回転数が
多くなるため、トナー残量が少なくなることに伴って１
回転で排出されるトナーの量が少なくなった場合にも、
トナー受容部４１へのトナーの供給速度が小さくなるこ
とが防止される。従って、トナー補給装置２０からトナ
ー受容部４１へのトナーの供給が、当該トナー受容部４
１から現像器１４へのトナーの供給に対して十分なもの
となるため、当該現像器１４において消費されるトナー
の量に対して安定した量のトナーの補給が現像器１４に
なされ、従って、常に良好な可視画像を得ることができ
る。

【００２８】以上の第１の実施の形態においては、種々
の変更を加えることができる。例えば、トナー残量検知
手段の代わりに、トナーボトルの累積回転数を検知する
累積回転数検知手段を設け、この累積回転数検知手段に
よって検知されるトナーボトルの累積回転数に基づい
て、回転駆動機構によるトナーボトルの回転速度を回転
制御手段により制御する構成とすることができる。

【００２９】累積回転数検知手段としては、例えばトナ
ーボトルの回転数を累積的に記憶するカウント回路を用
いることができる。

【００３０】この回転制御手段によれば、回転駆動機構
によるトナーボトルの回転速度は、トナーボトルの累積
回転数の増加に従って、大きくなるよう制御されるの
で、結局、トナー残量が少なくなったときにトナーボト
ルの回転速度が大きくなる。

【００３１】また、トナー残量検知手段の代わりに、画
像情報に基づくトナー消費量のトナーボトル毎に更新さ
れる累積値（以下、単に「累積トナー消費量」ともい
う。）を検知する累積トナー消費量検知手段を設け、こ
の累積トナー消費量検知手段によって検知される累積ト
ナー消費量に基づいて、回転駆動機構によるトナーボト
ルの回転速度を回転制御手段により制御する構成であっ
てもよい。

【００３２】累積トナー消費量検知手段としては、例え
ば新たにトナーボトルが装着されたことを検知すると共
に、画像読み込み部によって得られた画像情報に基づい
てトナーの消費量を算出し、算出された個々のトナーの
消費量を、当該トナーボトルが装着されたときを初期値
として累積的に記憶する演算回路を用いることができ
る。

【００３３】この回転制御手段によれば、回転駆動機構
によるトナーボトルの回転速度は、トナーボトルの累積
トナー消費量の増加に従って、大きくなるよう制御され
るので、結局、トナー残量が少なくなったときにトナー
ボトルの回転速度が大きくなる。

【００３４】（第２の実施の形態）第２の実施の形態の
画像形成装置においては、トナー残量検知手段の代わり
に、形成しようとする可視画像の画像情報に基づくトナ
ー予測消費量を算出するトナー消費量算出手段が設けら
れると共に、このトナー消費量算出手段によって算出さ
れるトナー予測消費量に応じて、回転駆動機構によるト
ナーボトルの回転速度を加減する回転制御手段が設けら
れていること以外は、第一の実施の形態と同様の構成を
有する。

【００３５】トナー消費量算出手段としては、例えば画
像読み込み部によって得られた画像情報に基づいてトナ
ー予測消費量を算出する演算回路を用いることができ
る。

【００３６】そして、回転制御手段により、トナー予測
消費量に応じて、回転駆動機構によるトナーボトルの回
転速度が加減される。具体的には、トナーボトルの回転
速度は、例えばトナー補給装置から単位時間当たりに供
給されるトナーの量が、実際に単位時間当たりに現像器
において消費されるトナーの量以上となるように加減さ
れる。

【００３７】以上の構成の画像形成装置によれば、例え
ば現像器において多量のトナーが急激に消費されるよう
な場合、例えばＡ４の大きさの転写材に対して４００ｍ
ｇ以上の量のトナーが必要とされる可視画像を連続して
形成する場合には、例えば画像読み込み部において得ら
れる原稿の画像情報に基づいてトナー消費量算出手段に
より算出されたトナー予測消費量に応じて、回転駆動機
構によるトナーボトルの回転速度が回転制御手段によっ
て適正な大きさとされるため、トナーボトルからは単位
時間当たりに適量のトナーが排出されることとなり、そ
の結果、トナー補給装置からのトナーの供給速度が、現
像器におけるトナーの消費速度に対して十分に適正とな
る。従って、現像器において消費されるトナーの量に対
して安定した量のトナーの補給が行われ、常に良好な可
視画像を得ることができる。

【００３８】また、上記のように、現像器において多量
のトナーが急激に消費されるような場合だけでなく、例
えば１００ｍｇのトナーが必要とされる可視画像を形成
する場合にも、その画像情報に基づいてトナー消費量算
出手段により算出されたトナー予測消費量に応じて、回
転駆動機構によるトナーボトルの回転速度が回転制御手
段によって適正な大きさとされるため、トナー補給装置
からトナー受容部へ適正な量のトナーが供給される。

【００３９】本発明の画像形成装置においては、種々の
変更を加えることができる。例えば、回転制御手段の制
御因子は、列挙したトナー残量、トナーボトルの累積回
転数、累積トナー消費量またはトナー予測消費量などに
限定されるものではない。また、回転制御手段は、複数
の制御因子の各々に基づいて適宜な制御を行うものであ
ってもよい。

【００４０】

【発明の効果】本発明の画像形成装置によれば、回転制
御手段によりトナーボトルの回転速度が制御されること
により、状況に応じて、単位時間当たりに排出されるト
ナーの量が調節されるため、トナー補給装置から現像器
に対するトナーの補給を安定に行うことができ、結局、
常に良好な可視画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の構成の一例を示す説明
図である。

【図２】図１の画像形成装置におけるトナーボトル装着
部にトナーボトルを装着した状態のトナー補給装置を拡
大して示す説明図である。

【符号の説明】１０感光ドラム１１転写材排出口１２帯電部１３像露光部１３Ａ、１３Ｂ反射ミラー１４現像器１５転写材供給装置１５Ａ転写材カセット１５Ｂ可動底板１５Ｃ、１５Ｄローラ１６転写部１７分離部１８定着装置１９クリーニング部２０トナー補給装置２０Ａ排出開口２１トナーボトル２１Ａ先端部２１Ｂ凹部２２トナーボトル本体２２Ａ突起２３固定蓋２４スライド蓋２４Ａフランジ部２５トナーボトル装着部２６スライド蓋支持用部材２６Ａ凹部２７トナーボトル本体支持用部材２８固定蓋支持用部材２７Ａ開口３１回転駆動機構３２駆動源３３駆動軸３４スプリング部材３４Ａ凸部４１トナー受容部４４開口４５搬送スクリュー４６供給口

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者山内一道東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者城市徳男東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者笹本能史東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内 (72)発明者片山善輝東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式会社内Ｆターム(参考） 2H077 AA03 AA20 BA01 DA08 DA15 DA78 DB02 DB25

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】内周面に螺旋状の突起を有し、回転され
ることによって内部に収容したトナーを排出するトナー
ボトルを備えたトナー補給装置が設けられた画像形成装
置であって、補給指令信号を受けて駆動することにより前記トナーボ
トルを回転させる回転駆動機構が設けられており、前記回転駆動機構によるトナーボトルの回転速度を制御
する回転制御手段を有することを特徴とする画像形成装
置。
【請求項２】回転制御手段は、トナーボトル内に残存
するトナーの量の減少に従って、回転駆動機構によるト
ナーボトルの回転速度を大きく制御するものであること
を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】回転制御手段は、トナーボトルの累積回
転数の増加に従って、回転駆動機構によるトナーボトル
の回転速度を大きく制御するものであることを特徴とす
る請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】回転制御手段は、画像情報に基づくトナ
ー消費量の累積値に従って、回転駆動機構によるトナー
ボトルの回転速度を大きく制御するものであることを特
徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】回転制御手段は、画像情報に基づくトナ
ー予測消費量に応じて、回転駆動機構によるトナーボト
ルの回転速度を加減するものであることを特徴とする請
求項１に記載の画像形成装置。