JP2002214893A - トナー補給装置・現像装置・画像形成装置 - Google Patents
トナー補給装置・現像装置・画像形成装置Info
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Abstract
残量が減ってきても、現像装置への必要なトナー補給量
を補給することができるようにし、且つ、トナーボトル
内のトナーを最後まで使い切るまでトナーエンドの検知
がなされないようにする。 【解決手段】 内壁に螺旋状の突起を有するトナーボト
ルが回転すると、そのトナー排出口からトナーがトナー
補給部材のトナー補給部本体78内に排出される。排出
されたトナーTはトナーボトルと一体に回転する回転部
材76の羽根84により掬い上げられ、現像装置と連通
する開口部78aに搬送される。トナーボトルからの排
出量が少なく、羽根84に乗るトナー量が少なくても、
開口部78aの搬送方向下流側の内壁に設けられた突出
部86によって掻き落とされ、開口部78aから強制的
に排出される。
Description
タ、ファクシミリ等の画像形成装置、該画像形成装置に
用いられる現像装置、該現像装置にトナーを補給するト
ナー補給装置に関する。
情報に基づいて像担持体上に潜像を形成し、該潜像を現
像装置で現像してトナー像とし、該トナー像を記録材に
転写しした後定着装置により定着することが行われてい
る。現像装置は、例えばキャリアとトナーからなる二成
分現像剤が収容されたケーシングと現像ローラ等を備え
た現像器と、該現像器にトナーを補給するトナー補給装
置を有している。ケーシング内でキャリアとトナーを攪
拌してトナーを帯電させ、該攪拌した現像剤を現像ロー
ラで搬送して像担持体にトナーを供給するようになって
いる。現像器にはケーシング内のトナー濃度を検知する
トナー濃度センサが設けられており、該トナー濃度セン
サの検知情報に基づいてトナー補給装置により現像器へ
トナーを補給するようになっている。
状の突起を有するトナー収容部材としてのトナーボトル
と、該トナーボトルがそのトナー排出口側を装着される
トナー補給部材等を有している構造のものが知られてい
る。トナー収容部材は略水平に支持された状態で回転駆
動されるようになっている。トナー収容部材が回転する
と、上記螺旋状の突起による搬送作用が生じ、トナーは
内部を移動してトナーボトルのトナー排出口から排出さ
れる。トナー補給部材の内部は円筒状に形成されてお
り、セッティングした状態で現像器と連通する開口部を
有している。トナー補給部材の内部にはトナーボトルか
ら排出されたトナーを搬送して該開口部から排出させる
回転部材が設けられている。該回転部材はトナーボトル
の回転力で一体に回転するようになっており、外周面に
複数のトナー搬送用の羽根を有している。該羽根は弾性
を有する材料で形成されており、トナーを掬い上げ、ト
ナー補給部材の周方向に搬送して開口部から排出させ
る。上記トナー濃度センサの検知情報に基づいてトナー
ボトルが回転駆動され、現像器へトナーが自動補給され
る。
像形成装置では、トナーボトル内のトナーの残量によ
り、トナー補給装置から現像装置へのトナー補給量が変
化する現象が起きる。トナーボトル内のトナー残量が少
なくなるにつれて、トナー排出口からトナー補給部材へ
排出される量が少なくなるためである。トナー補給部材
の開口部から現像装置へ向けてトナーを排出する回転部
材は、上述のように羽根で掬い上げて搬送し、開口部で
自然的に解放して排出する構成である。このため、トナ
ー補給部材内に存在するトナーの量が多い場合には羽根
で掬い上げられる量も多く、開口部においては量の多さ
によって開口部から外方へ押し出すようなトナーの排出
動作が生じるが、量が少ない場合にはこの排出作用が低
減し、トナーは大半が羽根に乗ったまま開口部を通過
し、トナー補給部材内で落下する。
へのトナー補給量が連続的に減少していき、現像装置に
おいてトナー濃度センサによりトナー濃度が一定値以下
になったことが検知されると、トナーボトル内に十分な
トナー残量があるにも拘らず、トナー補給装置によるト
ナー補給機能が無くなったことを意味するトナーエンド
が検知される場合がある。トナーエンドが検知された場
合、オペレータにより新しいトナーボトルとの交換がな
されるが、交換された使用済みのトナーボトルにはまだ
十分なトナーが残っており、無駄なトナー消費を招くこ
とになる。
ー補給装置からの補給量を多くする構成にすると、すな
わち、羽根の大きさや開口部の寸法を適正範囲からずら
すと、トナーが多量にトナーボトル内に存在していると
きにトナー補給量が多くなりすぎる。トナー補給量が多
くなりすぎると、現像装置内でキャリアとトナーが充分
に攪拌・混合されず、トナーの帯電量が低い状態で現像
がなされ、地汚れを引き起こす懸念がある。
給量は、トナーボトル内のトナー残量によらず一定であ
ることが望ましいが、上述のように、実際にはトナーボ
トル内のトナー残量が少なくなるにつれてトナー補給量
が低下する。従来の構成において、トナー補給部材の開
口部を、種々の制約により回転部材の回転方向上流に設
定した場合には羽根によるトナーの掬い上げ量が少なく
なるので、トナーボトル内のトナーが減ってきたときの
トナー補給量はさらに少なくなる。
ー残量に拘らず、現像装置への適正量のトナー補給をト
ナーボトル内のトナーが消費され尽くすまで維持でき、
トナー消費の無駄を無くせるとともに、トナーボトルの
交換を早めることによる作業能率の低下を抑制できるト
ナー補給装置、該トナー補給装置を有する現像装置、該
現像装置を有する画像形成装置の提供を、その主な目的
とする。
に、請求項1記載の発明では、一端側にトナー排出口を
有し該トナー排出口からトナーを排出可能に設けられた
トナー収容部材と、現像装置に連通するための開口部を
有し上記トナー収容部材が装着されるトナー補給部材を
有し、上記上記トナー排出口から排出されたトナーを該
トナー補給部材内でその周方向に搬送して上記開口部か
ら排出するようにしたトナー補給装置において、上記開
口部を形成する内壁のうち、上記トナー搬送方向下流側
の内壁に該トナー補給部材の径方向中心側へ突出する突
出部が形成されている、という構成を採っている。
トナー補給装置において、上記トナー補給部材の内方に
設けられ上記トナー収容部材の回転に伴って回転する回
転部材を有し、該回転部材によりトナーの搬送がなされ
る、という構成を採っている。
記載のトナー補給装置において、上記トナー収容部材
が、内壁面に螺旋状の突起を有し、回転することにより
トナーを上記トナー排出口から排出する構成を有してい
る、という構成を採っている。
のうちの一つに記載のトナー補給装置において、上記突
出部が、上記トナー搬送方向下流側に向かって突出量が
緩やかに減少する形状を有している、という構成を採っ
ている。
のうちの一つに記載のトナー補給装置において、上記突
出部の突出量が、上記トナー搬送方向上流側の内壁に対
して少なくとも0.5mm以上の差を有している、とい
う構成を採っている。
のうちの一つに記載のトナー補給装置において、上記突
出部が、上記トナー補給部材の内壁と一体に成形されて
いる、という構成を採っている。
成された潜像を現像する現像器と、該現像器にトナーを
補給するトナー補給装置を有する現像装置において、上
記トナー補給装置が、請求項1乃至6のうちの一つに記
載のものである、という構成を採っている。
像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置を有
し、該現像装置は、現像器と該現像器にトナーを補給す
るトナー補給装置を有する画像形成装置において、上記
トナー補給装置が、請求項1乃至6のうちの一つに記載
のものである、という構成を採っている。
基づいて説明する。まず、図1に基づいて本実施形態に
おける画像形成装置としての複写機の全体構成の概要を
説明する。複写機は、装置下方から上方に向かって順
に、給紙部2、画像形成部4、排紙部6、画像読取部8
を有している。
体10の周囲に、感光体10の表面に帯電処理を行う帯
電手段12、画像情報に基づいて感光体10の表面にレ
ーザー光14を照射して静電潜像を形成する図示しない
露光手段、感光体10上に形成された静電潜像をトナー
像に現像する現像装置16(請求項8)、感光体10上
に形成されたトナー像を記録材としての用紙P上に転写
する転写ローラ18、転写後の感光体10の表面に残留
するトナーを除去・回収するクリーニング手段20、転
写後の感光体10電位を初期化する図示しない除電手段
等がそれぞれ配置されている。
給する現像器22と、該現像器22にトナーを補給する
トナー補給装置24等を有している(請求項7)。現像
器22は、感光体10にトナーを供給する現像ローラ2
6と、現像剤を攪拌して該現像ローラ26に供給する搬
送スクリュー28,30と、現像剤を収容するケーシン
グ32等を有している。図中右側に位置する搬送スクリ
ュー30は現像剤を現像装置16の奥側から手前側へ搬
送し、図中左側に位置する搬送スクリュー28に渡す。
搬送スクリュー28は現像剤を現像装置16の手前側か
ら奥側へ搬送し、この過程で現像剤を現像ローラ26に
供給する。トナー補給装置24は、トナー収容部材とし
てのトナーボトル34等を有している。トナー補給装置
24については後で詳細に説明する。トナー像を転写さ
れた用紙Pは、加熱ローラ36と加圧ローラ38を有す
る定着手段40へ送られ、ここで熱と圧力によりトナー
像を溶融・定着される。定着後の用紙Pは搬送され、排
紙ローラ対42により排紙部6へ排出されてスタックさ
れる。
ット44,46,48が設けられている。各給紙カセッ
ト44,46,48には、最上の用紙Pから順に1枚ず
つ分離して給紙する給紙コロ50や分離コロ52等が設
けられている。給紙カセット44,46,48のうちの
いずれかから給紙された用紙Pは、搬送ローラ対54で
レジストローラ対56に向けて搬送される。用紙Pはレ
ジストローラ対56で一旦停止され、斜めずれ等を修正
されたのち、感光体10上のトナー像の先端と該用紙P
の搬送方向の先端部の所定位置とが一致するタイミング
で転写部位へ送られる。
上に載置される図示しない原稿の画像の読み取り走査を
行うために、原稿照明用光源62と複数のミラー64等
からなる読取走行体66が往復移動する。この読取走行
体66により走査された画像情報は、レンズ68の後方
に配設されているCCD等の光電変換素子70で画像信
号として読み込まれる。読み込まれた画像信号は、デジ
タル化されて画像処理される。画像読取部8では、画像
処理された信号に基づいて、上記露光手段の図示しない
レーザーダイオードの発光により感光体10の表面に静
電潜像を形成する。すなわち、レーザーダイオードから
の光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感
光体10に至り、感光体10の表面に静電潜像を形成す
る。静電潜像は感光体10の回転とともに移動し、現像
装置16から供給されるトナーで可視像化され、さらに
移動して転写ローラ18による転写部位へ向かう。
を説明する。トナー補給装置24は、トナー収容部材と
してのトナーボトル72と、該トナーボトル72が装着
・支持されるトナー補給部材74と、トナーボトル72
から排出されたトナーを搬送してトナー補給部材74か
ら現像装置16へ向けて排出する回転部材76を有して
いる。トナーボトル72は、一端側にトナー排出口72
aを有しているとともに、内壁面に長手方向略全体に亘
って連続する螺旋状の突起72bを有している。未使用
状態においてはトナー排出口72aはキャップ75で塞
がれている(請求項3)。
78と、該トナー補給部本体78に一体に形成されたボ
トル受け台80を有している。トナー補給部本体78の
内部は略円筒状に形成されており、回転部材76及びト
ナーボトル72のトナー排出口72a側端部を装着でき
るようになっている。トナー補給部本体78には、現像
装置16に連通するための開口部78aが形成されてい
る。トナー補給部材74は現像装置16のケーシング3
2に1つのユニットを形成するようにセットできるよう
になっており、セットした状態で開口部78aが現像装
置16側の図示しないトナー受入口に対向するようにな
っている。
所の位置に羽根支持片82が形成されており、これらの
羽根支持片82にはトナーを搬送するための羽根84が
固定されている。羽根84はマイラー等の弾性材料で形
成されるものである。トナー補給部本体78内に回転部
材76が装着されている状態で、トナーボトル72がそ
のトナー排出口72a側をトナー補給部本体78にキャ
ップ75を有した状態で装着され、ボトル受け台80に
略水平に支持される。トナー補給部本体78の内部には
該レバーの回動操作で動作する図示しないコレクトチャ
ックが設けられており、トナーボトル7の装着動作に連
動してキャップ75を抜き、開栓するようになってい
る。この開栓機構は、例えば特開平7−20705号公
報記載の構成を採用できる。
置された状態で、その後端部(トナー排出口72aと反
対側)が図示しない回転駆動機構に係合するようになっ
ており、回転駆動可能となっている。トナーボトル72
をトナー補給部本体78に装着すると、トナーボトル7
2と回転部材76とが係合し、該回転部材76はトナー
ボトル72の回転に伴って回転するようになっている
(請求項2)。
線での概要断面図)に基づいて、トナー補給装置24に
よる現像装置16へのトナー供給動作等を説明する。な
お、判り易くするために、各部材を単なる円形等のよう
に簡略表示している。図3に示すように、トナー補給部
本体78の内壁78bにおいて、トナー搬送方向(回転
部材76の回転方向)下流側の内壁には、該トナー補給
部本体78の径方向中心側へ突出する突出部86が形成
されている(請求項1)。突出部86の位置関係につい
て説明すると、回転部材76の回転中心Sを中心とした
とき、該中心Sからの距離L1が、開口部78aの上流
側の内壁までの距離L2より短く設定されている。本実
施形態では、L2≧L1+0.5(mm)の条件を満た
すように設定されている(請求項5)。また、突出部8
6は、トナー搬送方向下流側に向かって突出量が緩やか
に減少する形状を有している(請求項4)。本実施形態
における突出部86は、合成樹脂によりトナー補給部本
体78と一体に成形されている(請求項6)。別部材と
して形成し、をトナー補給部本体78に固定する構成と
してもよい。
られた図示しないトナー濃度センサの検知信号に基づい
て、トナー濃度が低いことが図示しない複写機本体の制
御手段によって判断されると、該制御手段はトナー補給
信号を出し、トナーボトル72の図示しない回転駆動機
構を制御する。トナーボトル72が回転すると、トナー
ボトル72内に収容されたトナーTが螺旋状の突起72
bによる搬送作用により、トナーボトル72内をトナー
排出口72a側へ向けて搬送され、トナー補給部本体7
8内に排出される。
が少なくなり、トナー補給部本体78への排出量も少な
くなっている段階での状態を示している。排出されたト
ナーTは、羽根84で掬い上げられ開口部78aへ向か
う。掬い上げられる量が必然的に少なくなるため、羽根
84が開口部78aに到達しても、量の多さによる自然
的な開口部78a外方(現像装置16側)へのトナーの
排出動作は少ない。トナーの大半は羽根84に乗ったま
ま開口部78aを通過しようとする。
部86が設けられているので、図4に示すように、該突
出部86によって羽根84上のトナーTが掻き落とさ
れ、開口部78aから強制的に排出される。また、上記
のように突出部86は、トナー搬送方向下流側に向かっ
て突出量が緩やかに減少する形状を有しているので、突
出部86の始点で曲げられた羽根84が急激に弾性復帰
することがないので、突出部86通過時の異音の発生を
少なくすることができる。
図示しないボトル専用モータにより回転駆動される。該
ボトル専用モータが上記回転駆動機構の駆動源である。
従って、上記制御手段はトナー濃度センサの検知信号に
基づいて該ボトル専用モータを制御する。該ボトル専用
モータの最小回転数は1/4回転である。回転部材76
の1/4回転当たりの補給量、すなわち1つの羽根84
による補給量が減少していき、現像装置16への補給量
が低下していくと、トナーボトル72の回転時間を長く
する制御となっている。ボトル専用モータの最小回転数
は、1/4回転から2回転まで制御可能である。
補給量は、回転部材76の1/4回転当たり、約0.0
3gのトナー量が必要である。最大で2回転できること
から、0.03g×8(羽根84の合計数)で、0.2
4g必要となる。但し、この量は、現像装置16等の規
格により変化する。トナー補給量の増加を目的に、開口
部78aの幅を1mmから2mmへ広げて実験した結果
を、図5に示す。図5から明らかなように、両者におい
てトナー補給量に変化は見られなかった。すなわち、ト
ナーボトル72内のトナーの残量が少なくなると補給量
も少なくなるという特性は両者ほとんど変わらない。こ
の実験により、開口部78aを大きくしただけではトナ
ー補給量を増加させることはできないということが確認
された。
いての実験結果を図6に示す。なお、図6においては突
出部86を凸部と表示している。また、凸部の数値は、
突出部86のトナー搬送方向における始点(最大高さ)
を意味している。突出部86を設けることにより、トナ
ーボトル72内のトナー残量が減ってきた状態でも、必
要最低トナー補給量の0.03gを上回ることができ
る。突出部86の有無によるトナーエンド検知時のトナ
ーボトル72内のトナー残量を確認したところ、突出部
86が無いものでは、80g程度のトナー残量がある状
態でトナーエンドを検知した。一方、突出部86を有す
るものでは、トナー残量が0.4gとなるまでトナーエ
ンドは検知されなかった。
搬送方向下流側に向かって突出量が緩やかに減少する形
状としたが、図7に示すように、矩形状の突出部88と
してもよい。この場合にもL2≧L1+0.5(mm)
の条件を満たすように設定されており、上記実施形態と
同様の補給機能を得ることができる。
ば、開口部を形成する内壁のうち、トナー搬送方向下流
側の内壁に該トナー補給部材の径方向中心側へ突出する
突出部が形成されている構成としたので、トナー収容部
材内のトナーの残量が減ってきても必要トナー補給量を
補給することができ、早期のトナーエンド検知による作
業能率の低下を抑制することができる。また、トナー収
容部材内のトナーをほとんど使い切ることができるの
で、トナーの消費効率を向上させることができる。
トナー補給部材の内方に設けられトナー収容部材の回転
に伴って回転する回転部材を有し、該回転部材によりト
ナーの搬送がなされる構成としたので、トナー収容部材
内のトナーの残量が減ってきても必要トナー補給量を補
給することができ、早期のトナーエンド検知による作業
能率の低下を抑制することができる。また、トナー収容
部材内のトナーをほとんど使い切ることができるので、
トナーの消費効率を向上させることができる。
トナー収容部材が、内壁面に螺旋状の突起を有し、回転
することによりトナーをトナー排出口から排出する構成
を有している構成としたので、トナー収容部材内のトナ
ーの残量が減ってきても必要トナー補給量を補給するこ
とができ、早期のトナーエンド検知による作業能率の低
下を抑制することができる。また、トナー収容部材内の
トナーをほとんど使い切ることができるので、トナーの
消費効率を向上させることができる。
突出部が、トナー搬送方向下流側に向かって突出量が緩
やかに減少する形状を有している構成としたので、回転
部材の回転による騒音を少なくすることができる。
突出部の突出量が、トナー搬送方向上流側の内壁に対し
て少なくとも0.5mm以上の差を有している構成とし
たので、トナーの掻き取り機能を確実に得ることがで
き。
突出部が、トナー補給部材の内壁と一体に成形されてい
る構成としたので、製造が容易となる。
ての複写機の概要正面図でアル。
開口部に到達した状態を示す図である。
のトナーが突出部によって掻き落とされている状態を示
す図である。
グラフである。
験グラフである。
図である。
Claims (8)
- 【請求項1】一端側にトナー排出口を有し該トナー排出
口からトナーを排出可能に設けられたトナー収容部材
と、現像装置に連通するための開口部を有し上記トナー
収容部材が装着されるトナー補給部材を有し、上記上記
トナー排出口から排出されたトナーを該トナー補給部材
内でその周方向に搬送して上記開口部から排出するよう
にしたトナー補給装置において、 上記開口部を形成する内壁のうち、上記トナー搬送方向
下流側の内壁に該トナー補給部材の径方向中心側へ突出
する突出部が形成されていることを特徴とするトナー補
給装置。 - 【請求項2】請求項1記載のトナー補給装置において、 上記トナー補給部材の内方に設けられ上記トナー収容部
材の回転に伴って回転する回転部材を有し、該回転部材
によりトナーの搬送がなされることを特徴とするトナー
補給装置。 - 【請求項3】請求項1又は2記載のトナー補給装置にお
いて、 上記トナー収容部材が、内壁面に螺旋状の突起を有し、
回転することによりトナーを上記トナー排出口から排出
する構成を有していることを特徴とするトナー補給装
置。 - 【請求項4】請求項1乃至3のうちの一つに記載のトナ
ー補給装置において、 上記突出部が、上記トナー搬送方向下流側に向かって突
出量が緩やかに減少する形状を有していることを特徴と
するトナー補給装置。 - 【請求項5】請求項1乃至4のうちの一つに記載のトナ
ー補給装置において、 上記突出部の突出量が、上記トナー搬送方向上流側の内
壁に対して少なくとも0.5mm以上の差を有している
ことを特徴とするトナー補給装置。 - 【請求項6】請求項1乃至5のうちの一つに記載のトナ
ー補給装置において、 上記突出部が、上記トナー補給部材の内壁と一体に成形
されていることを特徴とするトナー補給装置。 - 【請求項7】像担持体上に形成された潜像を現像する現
像器と、該現像器にトナーを補給するトナー補給装置を
有する現像装置において、 上記トナー補給装置が、請求項1乃至6のうちの一つに
記載のものであることを特徴とする現像装置。 - 【請求項8】像担持体と、該像担持体上に形成された潜
像を現像する現像装置を有し、該現像装置は、現像器と
該現像器にトナーを補給するトナー補給装置を有する画
像形成装置において、 上記トナー補給装置が、請求項1乃至6のうちの一つに
記載のものであることを特徴とする画像形成装置。
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