JP2003186289A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【解決課題】 駆動源として、オーバーランが大きいモ
ーターを使用した場合でも、トナーカートリッジの交換
時期を精度良く検知し、当該トナーカートリッジの交換
を促す表示等を適正に行うことが可能なトナー補給装置
を提供することを課題とする。 【解決手段】 駆動源によってトナー搬送部材を駆動す
ることにより、トナーカートリッジからトナーを補給す
るとともに、前記駆動源が駆動された時間をパラメータ
として、前記トナーカートリッジの交換を促す動作を行
うトナー補給装置において、前記駆動源がオンからオフ
になる毎に、前記駆動源が駆動された時間を補正する補
正手段を備えるように構成して課題を解決した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、電子写真方式を
採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成
装置に使用されるトナー補給装置に関し、特に、トナー
を補給する駆動源としてオーバーランが大きい安価なモ
ーターを使用した場合でも、トナーカートリッジの交換
時期を精度良く表示することが可能なトナー補給装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の電子写真方式を採用した
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置にお
いては、感光体ドラムの表面を所定の電位に一様に帯電
した後、当該感光体ドラムの表面に画像露光を施して静
電潜像を形成し、この感光体ドラムの表面に形成された
静電潜像を現像装置により顕像化してトナー像とし、当
該トナー像を転写用紙上に転写・定着することにより、
画像を形成するように構成されている。

【０００３】上記画像形成装置では、感光体ドラム上に
形成された静電潜像を現像装置によって現像する動作に
伴い、現像装置内のトナーが消費されるため、当該現像
装置内にトナーを所定のタイミングで補給するトナー補
給装置が配設されている。このトナー補給装置は、通
常、画像形成装置本体のフロント側において、現像装置
の側方に配置され、当該トナー補給装置から水平方向に
トナーを搬送することにより、現像装置にトナーを補給
するように構成されている。

【０００４】しかし、最近、上記画像形成装置において
は、装置のフルカラー化、小型化、高速化等に伴い、種
々の装置構成、レイアウトのものが新しく提案されてお
り、製品化されつつある。

【０００５】この新たな提案に係る画像形成装置では、
装置のフルカラー化や小型化等に伴って、トナー補給装
置を現像装置からある程度離れた画像形成装置本体内の
上部に配置し、現像装置が下側に、トナー補給装置が上
側に位置するように構成したものがある。

【０００６】このように、現像装置が下側に、トナー補
給装置が上側に位置し、現像装置とトナー補給装置があ
る程度離れた構成の画像形成装置の場合には、トナー補
給装置からのトナーの補給量を決める搬送路Ａと、さら
に当該搬送路Ａに沿って搬送されたトナーを、現像装置
に供給する搬送路Ｂとが必要となる。上記搬送路Ａは、
トナー補給装置からのトナー補給量を決めるため、当該
搬送路Ａの内部には、オーガーなどの搬送部材が配設さ
れるとともに、略水平方向に沿って配設される。一方、
搬送路Ｂは、上側に位置するトナー補給装置と、下側に
位置する現像装置とをつなぐため、略鉛直方向に沿って
配設される。

【０００７】ところで、上記の如く上側に位置するトナ
ー補給装置と、下側に位置する現像装置とをつなぐ搬送
路Ｂ内を、略鉛直方向に沿ってトナーを搬送する手段と
しては、次に示すようなものがある。

【０００８】図１４に示すように、トナー補給装置１
００から略水平方向に沿って配設された第１の搬送路１
０１内にトナーを供給し、当該第１の搬送路１０１内を
オーガー１０２により水平方向に沿ってトナーを搬送し
て、第１の搬送路１０１から第２の搬送路１０３内にト
ナーを供給し、この第２の搬送路１０３内に供給された
トナーを自然落下に任せて搬送することにより、現像装
置１０４にトナーを搬送するように構成したもの。

【０００９】図１５に示すように、第２の搬送路１０
３内にスプリングアジテーター１０６を配設するととも
に、このスプリングアジテーター１０６の端部を第１の
搬送路１０１内に配設されたオーガー１０２と直結し、
更に、第１の搬送路１０１と第２の搬送路１０３を所定
の曲率半径で湾曲させてつなぎ、第２の搬送路１０３内
に供給されたトナーを、スプリングアジテーター１０６
によって現像装置１０４へと搬送するように構成したも
の。

【００１０】図１６に示すように、第１の搬送路１０
１と第２の搬送路１０３にそれぞれ独立したオーガー等
からなる搬送部材１０２、１０７を配設し、第１の搬送
路１０に配設された搬送部材１０２の軸から、カサ歯や
はす歯等の歯車１０８、１０９を介して第２の搬送路１
０３のオーガー等からなる搬送部材１０７に動力を伝
え、第２の搬送路１０３内に供給されたトナーを、この
搬送部材１０７によって現像装置１０４へと搬送するよ
うに構成したもの。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。 図１４に示すように、第２の搬送路１０３内に供給さ
れたトナーを自然落下に任せて搬送するように構成した
場合には、第２の搬送路１０３の直径や長さ等の大きさ
や、トナーの質によっては、トナーが第２の搬送路１０
３内で詰まる可能性が大きいという問題点を有してい
る。かかる問題点を解決するためには、第２の搬送路１
０３に振動を与えるように構成したものもあるが、この
場合には、部品数が増え、コストアップや大型化を招く
という問題点を有している。

【００１２】図１５に示すように、第１の搬送路１０
１と第２の搬送路１０３を所定の曲率半径で湾曲させて
つなぎ、第２の搬送路１０３内に供給されたトナーを、
スプリングアジテーター１０６によって搬送するように
構成した場合には、第１の搬送路１０１と第２の搬送路
１０３をつなぐ部分に、大きな曲率半径を設定する必要
があり、レイアウト上融通がききにくいという問題点を
有している。さらに、第２の搬送路１０３内に配設され
るスプリングアジテーター１０６を曲げて回転させるた
め、当該スプリングアジテーター１０６が第２の搬送路
１０３の壁面に強く押し付けられ、第２の搬送路１０３
内を搬送されるトナーにストレスを与えて悪影響を及ぼ
す懸念があるという問題点を有している。

【００１３】図１６に示すように、第１の搬送路１０
１と第２の搬送路１０３にそれぞれ独立したオーガー等
からなる搬送部材１０２、１０７を配設し、第１の搬送
路１０１に配設された搬送部材１０２から第２の搬送路
１０３に配設された搬送部材１０７に、カサ歯やはす歯
等の歯車１０８、１０９を介して動力を伝達するように
構成した場合には、トナーの搬送性に関しては問題ない
が、歯車１０８、１０９などの部品数が増加し、コスト
アップを招くという問題点を有している。

【００１４】そこで、本出願人は、上記の問題点を解決
するため、特願２０００−１１４８５２号に開示された
トナー補給装置を既に提案している。

【００１５】このトナー補給装置は、トナーを補給すべ
き現像装置が下側に、トナー補給装置が上側に配置され
た構成で、略水平方向に沿って配設された第１の搬送路
と、略鉛直方向に沿って配設された第２の搬送路を介し
てトナーを補給するように構成されたトナー補給装置に
おいて、前記第１の搬送路の内部に回転することによっ
てトナーを搬送する搬送部材を配設するとともに、当該
第１の搬送路内に配設される搬送部材の回転運動を往復
運動に変換する変換手段を介して、前記第２の搬送路の
内部に配設された搬送部材を上下方向に移動させるよう
に構成したものである。

【００１６】ところで、上記トナー補給装置において
は、その駆動時間を積算して、当該積算された駆動時間
が所定値に達した時点で、トナーを収容したトナーカー
トリッジ交換の警告を促すように構成されている。

【００１７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術の場合には、次のような問題点を有している。す
なわち、上記従来のトナー補給装置の場合には、第１の
搬送路の内部に配設された搬送部材を駆動源として、オ
ーバーランのほとんど無いシンクロナスモーター等に代
えて、コスト的に有利なＤＣブラシモーター等のオーバ
ーランが大きいモーターを使用すると、図１７に示すよ
うに、実際の駆動時間が本体からのＯＮ命令に比べて、
オーバーランの分だけ長くなるため、駆動源のオン時間
よりも多くのトナーが補給されてしまい、正確にトナー
カートリッジの交換を促す警告を表示することができな
いという問題点を有していた。

【００１８】なお、かかる問題点は、上記特願２０００
−１１４８５２号に開示されたトナー補給装置に限ら
ず、トナー補給装置の駆動源として、オーバーランが大
きいモーターを使用した場合には、同様に生じるもので
ある。

【００１９】そこで、この発明は、上記従来技術の問題
点を解決するためになされたものであり、その目的とす
るところは、駆動源として、オーバーランが大きいモー
ターを使用した場合でも、トナーカートリッジの交換時
期を精度良く検知し、当該トナーカートリッジの交換を
促す表示等を適正に行うことが可能なトナー補給装置を
提供することにある。

【００２０】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
め、請求項１に記載された発明は、駆動源によってトナ
ー搬送部材を駆動することにより、トナーカートリッジ
からトナーを補給するとともに、前記駆動源が駆動され
た時間をパラメータとして、前記トナーカートリッジの
交換を促す動作を行うトナー補給装置において、前記駆
動源がオンからオフになる毎に、前記駆動源が駆動され
た時間を補正する補正手段を備えたことを特徴とするト
ナー補給装置である。

【００２１】また、請求項２に記載された発明は、前記
トナー補給装置が、前記駆動源の積算された駆動時間が
所定値に達した時点で、前記トナーカートリッジの交換
を促す動作を行う装置であって、前記補正手段は、駆動
源がオンからオフになる毎に、駆動積算時間に補正値を
加算することを特徴とする請求項１記載のトナー補給装
置である。

【００２２】さらに、請求項３に記載された発明は、前
記トナー補給装置が、前記駆動源が駆動された時間を所
定値から減算し、当該所定値から駆動時間を減算した値
が、所定の閾値に達した時点で、前記トナーカートリッ
ジの交換を促す動作を行う装置であって、前記補正手段
は、駆動源がオンからオフになる毎に、所定値から駆動
時間を減算した値から補正値を減算することを特徴とす
る請求項１記載のトナー補給装置である。

【００２３】

【発明の実施の形態】以下に、この発明の実施の形態に
ついて図面を参照して説明する。

【００２４】実施の形態１ 図２はこの発明の実施の形態１に係るトナー補給装置を
適用した画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカ
ラープリンターを示すものである。また、図３はこの発
明の実施の形態１に係るトナー補給装置を適用した画像
形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を
示すものである。

【００２５】図２及び図３において、１はタンデム型の
デジタルカラープリンター及び複写機の本体を示すもの
であり、デジタルカラー複写機の場合には、図３に示す
ように、本体１の上部に、原稿２を一枚ずつ分離した状
態で自動的に搬送する自動原稿搬送装置（ＡＤＦ）３
と、当該自動原稿搬送装置３によって搬送される原稿２
の画像を読み取る原稿読取装置４が配設されている。こ
の原稿読取装置４は、プラテンガラス５上に載置された
原稿２を光源６によって照明し、原稿２からの反射光像
を、フルレートミラー７及びハーフレートミラー８、９
及び結像レンズ１０からなる縮小光学系を介してＣＣＤ
等からなる画像読取素子１１上に走査露光して、この画
像読取素子１１によって原稿２の色材反射光像を所定の
ドット密度（例えば、１６ドット／ｍｍ）で読み取るよ
うになっている。

【００２６】上記原稿読取装置４によって読み取られた
原稿２の色材反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑
（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率デ
ータとしてＩＰＳ（Ｉｍａｇｅ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ
Ｓｙｓｔｅｍ）１２に送られ、このＩＰＳ１２では、
原稿２の反射率データに対して、シェーデイング補正、
位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消
し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。ま
た、ＩＰＳ１２は、パーソナルコンピュータ等から送ら
れてくる画像データに対しても、所定の画像処理を行な
うようになっている。

【００２７】そして、上記の如くＩＰＳ１２で所定の画
像処理が施された画像データは、同じくＩＰＳ１２によ
って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）、黒（Ｋ）（各８ビット）の４色の原稿再現色材
階調データに変換され、次に述べるように、イエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各
色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ
のＲＯＳ（Ｒａｓｅｒ Ｏｕｔｐｕｔ Ｓｃａｎｎｅ
ｒ）１４に送られ、この画像露光装置としてのＲＯＳ１
４では、所定の色の原稿再現色材階調データに応じてレ
ーザ光ＬＢによる画像露光が行われる。

【００２８】ところで、上記タンデム型のデジタルカラ
ープリンター及び複写機本体１の内部には、図２及び図
３に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シ
アン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成ユニット１３
Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋが、水平方向に一定の間隔
をおいて並列的に配置されている。

【００２９】これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、
１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、すべて同様に構成されてお
り、大別して、所定の速度で回転駆動される像担持体と
しての感光体ドラム１５と、この感光体ドラム１５の表
面を一様に帯電する一次帯電用の帯電ロール１６と、当
該感光体ドラム１５の表面に所定の色に対応した画像を
露光して静電潜像を形成する画像露光装置としてのＲＯ
Ｓ１４と、感光体ドラム１５上に形成された静電潜像を
所定の色のトナーで現像する現像器１７と、感光体ドラ
ム１５の表面を清掃するクリーニング装置１８とから構
成されている。

【００３０】上記ＲＯＳ１４は、図２及び図３に示すよ
うに、４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３
Ｃ、１３Ｋに共通に構成されており、図示しない４つの
半導体レーザを各色の原稿再現色材階調データに応じて
変調して、これらの半導体レーザからレーザ光ＬＢ−
Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを階調データに応じ
て出射するように構成されている。なお、上記ＲＯＳ１
４は、複数の画像形成ユニット毎に個別に構成しても勿
論よい。上記半導体レーザから出射されたレーザ光ＬＢ
−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しないｆ
−θレンズを介して回転多面鏡１９に照射され、この回
転多面鏡１９によって偏向走査される。上記回転多面鏡
１９によって偏向走査されたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−
Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋは、図示しない複数枚の反射ミ
ラーを介して感光体ドラム１５上に、斜め下方から走査
露光される。

【００３１】上記ＲＯＳ１４は、図２に示すように、下
方から感光体ドラム１５上に画像を走査露光するもので
あるため、このＲＯＳ１４には、上方に位置する４つの
画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの現
像器１７などからトナー等が落下して、汚損される虞れ
を有している。そのため、ＲＯＳ１４は、その周囲が直
方体状のフレーム２０によって密閉されているととも
に、当該フレーム２０の上部には、４本のレーザ光ＬＢ
−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋを、各画像形成ユ
ニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム
１５上に露光するため、シールド部材としての透明なガ
ラス製のウインドウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋが
設けられている。そして、これらのガラス製のウインド
ウ２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１Ｋは、画像露光装置と
してのＲＯＳ１４のレーザ光ＬＢに沿った光路上におい
て、最も上方に位置する部材となっている。

【００３２】上記ＩＰＳ１２からは、イエロー（Ｙ）、
マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像
形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋに共通し
て設けられたＲＯＳ１４に、各色の画像データが順次出
力され、このＲＯＳ１４から画像データに応じて出射さ
れたレーザ光ＬＢ−Ｙ、ＬＢ−Ｍ、ＬＢ−Ｃ、ＬＢ−Ｋ
は、対応する感光体ドラム１５の表面に走査露光され、
静電潜像が形成される。上記感光体ドラム１５上に形成
された静電潜像は、現像器１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１
７Ｋによって、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像とし
て現像される。

【００３３】上記各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、
１３Ｃ、１３Ｋの感光体ドラム１５上に、順次形成され
たイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒
（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成ユニット１３
Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋの上方にわたって配置され
た中間転写ベルト２５上に、一次転写ロール２６によっ
て多重に転写される。この中間転写ベルト２５は、ドラ
イブロール２７と、バックアップロール２８との間に一
定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性
に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるド
ライブロール２７により、矢印方向に所定の速度で循環
駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト２５
としては、例えば、可撓性を有するＰＥＴ等の合成樹脂
フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹
脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続すること
により、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

【００３４】上記中間転写ベルト２５上に多重に転写さ
れたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、
黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール２８
に圧接する二次転写ロール２９によって、圧接力及び静
電気力で転写用紙３０上に二次転写され、これらの各色
のトナー像が転写された転写用紙３０は、上方に位置す
る定着器３１へと搬送される。上記二次転写ロール２９
は、バックアップロール２８の側方に圧接しており、下
方から上方に搬送される転写用紙３０上に、各色のトナ
ー像を二次転写するようになっている。そして、上記各
色のトナー像が転写された転写用紙３０は、定着器３１
によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール
３２によって本体１の上部に設けられた排出トレイ３３
上に排出される。

【００３５】上記転写用紙３０は、図２及び図３に示す
ように、給紙カセット３４から所定のサイズのものが、
給紙ローラ３５及び用紙分離搬送用のローラ対３６によ
り用紙搬送路３７を介して、レジストロール３８まで一
旦搬送され、停止される。上記給紙カセット３４から供
給された転写用紙３０は、所定のタイミングで回転する
レジストロール３８によって中間転写ベルト３５の二次
転写位置へ送出される。

【００３６】なお、上記デジタルカラープリンター及び
複写機において、フルカラー等の両面コピーをとる場合
には、片面に画像が定着された転写用紙３０を、排出ロ
ール３２によって排出トレイ３３上にそのまま排出せず
に、図示しない切替ゲートによって搬送方向を切り替
え、用紙搬送用のローラ対３９を介して両面用搬送ユニ
ット４０へと搬送する。そして、この両面用搬送ユニッ
ト４０では、搬送径路４１に沿って設けられた図示しな
い搬送用のローラ対により、転写用紙３０の表裏が反転
された状態で、再度レジストロール３８へと搬送され、
今度は、当該転写用紙３０の裏面に画像が転写・定着さ
れた後、排出トレイ３３上に排出される。

【００３７】図２及び図３中、４４Ｙ、４４Ｍ、４４
Ｃ，４４Ｋは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の現像器１７に、所定の色の
トナーを供給するトナーカートリッジをそれぞれ示して
いる。

【００３８】図４は上記デジタルカラープリンター及び
複写機の各画像形成ユニットを示すものである。

【００３９】上記イエロー色、マゼンタ色、シアン色及
び黒色の４つの画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３
Ｃ、１３Ｋは、図４に示すように、すべてが同様に構成
されており、これらの４つの画像形成ユニット１３Ｙ、
１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋでは、上述したように、それぞ
れイエロー色、マゼンタ色、シアン色及び黒色のトナー
像が所定のタイミングで順次形成されるように構成され
ている。上記各色の画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ，
１３Ｃ、１３Ｋは、上述したように、感光体ドラム１５
を備えており、これらの感光体ドラム１５の表面は、一
次帯電用の帯電ロール１６によって一様に帯電される。
その後、上記感光体ドラム１５の表面は、ＲＯＳ１４か
ら画像データに応じて出射される画像形成用のレーザ光
ＬＢが走査露光されて、各色に対応した静電潜像が形成
される。上記感光体ドラム１５上に走査露光されるレー
ザ光ＬＢは、当該感光体ドラム１５の直下よりやや右側
寄りの斜め下方から、所定の傾斜角度αで露光されるよ
うに設定されている。上記感光体ドラム１５上に形成さ
れた静電潜像は、各画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、
１３Ｃ、１３Ｋの現像器１７の現像ロール１７ａによっ
てそれぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色の
各色のトナーにより現像されて可視トナー像となり、こ
れらの可視トナー像は、一次転写ロール２６の帯電によ
って中間転写ベルト２５上に順次多重に転写される。

【００４０】なお、トナー像の転写工程が終了した後の
感光体ドラム１５の表面は、クリーニング装置１８によ
って残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プ
ロセスに備える。上記クリーニング装置１８は、クリー
ニングブレード４２を備えており、このクリーニングブ
レード４２によって、感光体ドラム１５上の残留トナー
や紙粉等を除去するようになっている。また、トナー像
の転写工程が終了した後の中間転写ベルト２５の表面
は、図２及び図３に示すように、クリーニング装置４３
によって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形
成プロセスに備える。上記クリーニング装置４３は、ク
リーニングブラシ４３ａ及びクリーニングブレード４３
ｂを備えており、これらのクリーニングブラシ４３ａ及
びブレード４２によって、中間転写ベルト２５上の残留
トナーや紙粉等を除去するようになっている。

【００４１】図５乃至図７は上記各画像形成ユニット１
３Ｙ、１３Ｍ，１３Ｃ、１３Ｋに使用される現像装置１
７を示すものである。

【００４２】この現像装置１７は、図５乃至図７に示す
ように、対応する画像形成ユニット１３Ｙ、１３Ｍ，１
３Ｃ、１３Ｋの色のトナーとキャリアとからなる二成分
系の現像剤４６を有する現像装置にて形成されており、
その構造は、現像装置ハウジング４７の感光体ドラム１
５側に配設される現像ロール４８と、この現像ロール４
８の下方に配設される現像剤搬送用パドル４９と、この
現像剤搬送用パドル４９の背面側に配設される現像剤搬
送兼攪拌用オーガ５０、５１と、現像ロール４８により
搬送される現像剤４６を層厚規制するブレード５２と、
で構成されている。この場合、上記現像ロール４８は、
例えば、アルミニウム合金やステンレス鋼等の非磁性導
電性部材からなる図示しない現像スリーブと、その内部
に固定状態に配置された図示しないマグネットロールと
から構成されている。なお、上記２つの現像剤搬送兼攪
拌用オーガ５０、５１の間には、仕切り板５３が設けら
れている。

【００４３】また、上記現像装置１７の内部には、後述
するように、この発明の実施の形態に係るトナー補給装
置によって、所定のタイミングでトナーが補給されるよ
うに構成されている。上記トナー補給装置から補給され
たトナーは、図６及び図７に示すように、所定の色のト
ナーが現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１の一端部５１ａに
供給されるようになっている。この現像装置１７の内部
に供給されたトナーは、現像剤搬送兼攪拌用オーガ５１
によって、当該現像装置１７の長手方向に沿って搬送さ
れつつ現像剤４６と攪拌混合され、仕切り板５３の端部
に設けられた通路５４を通して、他方の現像剤搬送兼攪
拌用オーガ５０に受け渡される。この現像剤搬送兼攪拌
用オーガ５０に受け渡された現像剤４６は、当該現像剤
搬送兼攪拌用オーガ５０の軸方向に沿って搬送されつつ
現像剤４６と攪拌混合され、仕切り板５３の他方の端部
に設けられた通路５５を通して、一方の現像剤搬送兼攪
拌用オーガ５１に再度供給される。このように、上記現
像装置１７の内部に供給されたトナーは、現像装置１７
内の現像剤４６と共に、２つの現像剤搬送兼攪拌用オー
ガ５０、５１によって搬送され攪拌混合されるととも
に、キャリアによって所定の極性の帯電量に摩擦帯電さ
れ、その一部が現像剤搬送用パドル４９によって現像ロ
ール４８へと搬送され、感光体ドラム１５上の静電潜像
の現像に使用される。

【００４４】この実施の形態では、トナーを補給すべき
現像装置が下側に、トナー補給装置が上側に配置された
構成で、略水平方向に沿って配設された第１の搬送路
と、略鉛直方向に沿って配設された第２の搬送路を介し
てトナーを補給するように構成されたトナー補給装置に
おいて、前記第１の搬送路の内部に回転することによっ
てトナーを搬送する搬送部材を配設するとともに、当該
第１の搬送路内に配設される搬送部材の回転運動を往復
運動に変換する変換手段を介して、前記第２の搬送路の
内部に配設された搬送部材を上下方向に移動させるよう
に構成されている。

【００４５】また、この実施の形態では、前記第１の搬
送路内に配設される搬送部材の回転運動を往復運動に変
換する変換手段が、当該第１の搬送路内に配設される搬
送部材に設けられたクランク状の軸からなるように構成
されている。

【００４６】上記トナー補給装置が装着されたデジタル
カラープリンター及び複写機は、図１及び図８に示すよ
うに、現像装置１７が下側に、トナー補給装置５７が上
側に位置し、現像装置１７とトナー補給装置５７がある
程度離れた構成となっている。上記トナー補給装置５７
は、所定の色のトナー像を収容したトナーカートリッジ
５８を備えている。このトナーカートリッジ５８は、図
９に示すように、当該トナーカートリッジ５８をプリン
ター本体１の所定の位置に装着した状態で、所定の方向
に回動することによって開閉するトナー補給口５９を備
えている。上記トナーカートリッジ５８のトナー補給口
５９から補給されたトナーは、図１、図８及び図１０に
示すように、略水平方向に沿って配設された第１のトナ
ー搬送路６０の導入口６１内に供給される。この第１の
トナー搬送路６０は、略円筒状に形成されており、その
内部には、回転軸６２の外周にスパイラル状の搬送羽根
６３を一体的に形成したオーガー６４が回転自在に配設
されている。上記オーガー６４は、当該オーガー６４の
回転軸６２の一端部に配設される図示しない駆動モータ
によって、所定のタイミングで所定量だけ回転駆動され
るようになっている。

【００４７】上記第１のトナー搬送路６０の先端部に
は、略鉛直方向に沿って配設された第２のトナー搬送路
６５が連結されている。上記第１のトナー搬送路６０の
先端部には、略鉛直方向に沿って短く配設された円筒状
部６６が一体的に形成されており、当該円筒状部６６の
上端６６ａは閉じられているとともに、その下端６６ｂ
は開口されている。そして、上記第１のトナー搬送路６
０の円筒状部６６には、その下端部に第２のトナー搬送
路６５の径が大きく形成された上端部６７が嵌合された
状態で連結されている。上記第２のトナー搬送路６５
は、径が大きく形成された上端部６７から短いテーパ部
６８を介して、上端部６７よりも径が小さく形成された
円筒状部６９が長く連設されて形成されている。また、
上記第２のトナー搬送路６５の内部には、金属線等によ
ってスパイラル状に形成されたスプリングアジテーター
７０が回転自在に配設されている。

【００４８】さらに、上記第１のトナー搬送路６０の内
部に配設されたオーガー６４は、その回転軸６２の外周
にスパイラル状の搬送羽根６３が円筒状部６６の入口ま
で形成されており、当該回転軸６２の先端部は、円筒状
部６６の内部に配置されたクランク部７１を介して、当
該円筒状部６６の側壁６６ｃに軸支されている。また、
上記オーガー６４のクランク部７１には、略円形状に湾
曲されたスプリングアジテーター７０のフック部７２が
挿通された状態で、当該スプリングアジテーター７０が
連結されている。なお、上記オーガー６４のクランク部
７１の先端側の部分７１ａは、円筒状部６６の内部にお
いて、スプリングアジテーター７０の先端部に設けられ
た略円形状のフック部７２が容易に挿通可能なように、
傾斜した状態で設けられている。なお、スプリングアジ
テーター７０のフック部７２の内径は、クランク部７１
の軸径よりも僅かに大きく設定されており、オーガー６
４が回転すると、スプリングアジテーター７０が第２の
搬送路６５内を上下に運動するようになっている。

【００４９】ところで、この実施の形態では、駆動源に
よってトナー搬送部材を駆動することにより、トナーカ
ートリッジからトナーを補給するとともに、前記駆動源
が駆動された時間をパラメータとして、前記トナーカー
トリッジの交換を促す動作を行うトナー補給装置におい
て、前記駆動源がオンからオフになる毎に、前記駆動源
が駆動された時間を補正する補正手段を備えるように構
成されている。

【００５０】また、この実施の形態では、前記トナー補
給装置は、前記駆動源の積算された駆動時間が所定値に
達した時点で、前記トナーカートリッジの交換を促す動
作を行う装置であって、前記補正手段は、駆動源がオン
からオフになる毎に、駆動積算時間に補正値を加算する
ように構成されている。

【００５１】図１は上記トナー補給装置の制御系を示す
ブロック図をも示す構成図である。

【００５２】図１において、８０はオーガ６４を回転駆
動する駆動源としてのＤＣブラシモーターを示すもので
あり、このＤＣブラシモーター８０は、図８に示すよう
に、駆動ボックス８１の内部に配設されており、駆動シ
ャフト８２及びギアを介してオーガ６４を回転駆動する
とともに、トナーカートリッジ５８の内部に配設された
図示しないアジテータを回転駆動するようになってい
る。

【００５３】また、８３は上記ＤＣブラシモーター８０
を駆動するモーター駆動回路、８４はトナー補給装置の
補給動作を制御する制御手段としてのＣＰＵをそれぞれ
示しており、当該ＣＰＵ８４は、ＤＣブラシモーター８
０のオンオフを検知する検知手段としての機能と、前記
ＤＣブラシモーター８０がオンからオフになる毎に、前
記ＤＣブラシモーター８０が駆動された時間を補正する
補正手段としての機能を兼ね備えるように構成されてい
る。

【００５４】なお、上記ＣＰＵ８４には、トナー補給装
置５７に設けられたトナーセンサーからの信号や、プリ
ント信号が入力されており、当該ＣＰＵ８４は、現像装
置１７内のトナーの消費量をモニターしており、現像装
置１７内のトナー濃度が所定値以下に低下した場合に、
所定のタイミングでＤＣブラシモーター８０を駆動し
て、トナーを補給する動作を実行するようになってい
る。

【００５５】また、上記ＣＰＵ８４としては、デジタル
カラープリンター及び複写機の画像形成動作を制御する
ＣＰＵをそのまま用いても良いことは勿論である。

【００５６】以上の構成において、この実施の形態に係
るトナー補給装置では、次のようにして、駆動源とし
て、オーバーランが大きいモーターを使用した場合で
も、トナーカートリッジの交換時期を精度良く検知し、
当該トナーカートリッジの交換を促す表示等を適正に行
うことが可能となっている。

【００５７】すなわち、この実施の形態に係るトナー補
給装置５７では、図１に示すように、当該トナー補給装
置５７から現像装置１７にトナーを補給する際に、ＣＰ
Ｕ８４からのＯＮ命令によって、駆動ボックス８１の内
部に配設されたＤＣブラシモーター８０を駆動し、トナ
ーカートリッジ５８の内部に配設された図示しないアジ
テーターを回転駆動して、当該トナーカートリッジ５８
の内部に収容されたトナーが、トナー補給口５９から第
１のトナー搬送路６０の導入口６１内に供給される。こ
の第１のトナー搬送路６０に供給されたトナーは、駆動
ボックス８１の内部に配設されたＤＣブラシモーター８
０によって、駆動シャフト８２を介して、第１のトナー
搬送路６０内に配設されたオーガー６４を回転駆動し、
当該第１のトナー搬送路６０の先端へと搬送される。そ
して、この第１のトナー搬送路６０の先端へと搬送され
たトナーは、当該第１のトナー搬送路６０に連結された
第２のトナー搬送路６５へと供給されるとともに、この
第２のトナー搬送路６５内に配設されたスプリングアジ
テーター７０によって、現像装置１７へ供給されるよう
になっている。

【００５８】その際、上記トナーカートリッジ５８の内
部に配設された図示しないアジテーターや、第１のトナ
ー搬送路６０の内部に配設されたオーガー６４等を駆動
するＤＣブラシモーター８０は、オーバーランがほとん
ど無いシンクロナスモーター等に比べて、図１１に示す
ように、オーバーランが大きい。したがって、上記ＤＣ
ブラシモーター８０は、ＣＰＵ８４からのＯＮ命令をＯ
ＦＦしても、大きくオーバーランしてしまい、その間、
トナーカートリッジ５８の内部に配設されたアジテータ
ーや、第１のトナー搬送路６０の内部に配設されたオー
ガー６４等が回転駆動され、トナーカートリッジ５８か
らトナーが補給されてしまう。

【００５９】そこで、この実施の形態では、図１１に示
すように、ＣＰＵ８４は、ＤＣブラシモーター８０がＯ
ＮからＯＦＦになる毎に、当該ＤＣブラシモーター８０
の駆動時間を積算した駆動積算時間ΣＴに、補正値ΔＴ
を加算するようになっている。この補正値ΔＴは、ＤＣ
ブラシモーター８０のオーバーラン特性や、当該ＤＣブ
ラシモーター８０がオーバーランした際に補給されてし
まうトナー量などを考慮して、実験等によって決定され
るが、当該補正値ΔＴとしては、例えば、１７０ｍｓｅ
ｃ程度に設定される。

【００６０】このように、ＣＰＵ８４は、ＤＣブラシモ
ーター８０がＯＮからＯＦＦになる毎に、当該ＤＣブラ
シモーター８０の駆動時間を積算した駆動積算時間ΣＴ
に、補正値ΔＴを加算することにより、トナーを補給す
る際に、ＤＣブラシモーター８０にオーバーランがある
場合でも、トナーカートリッジ５８の交換時期を精度良
く検知し、当該トナーカートリッジ５８の交換を促す表
示等を適正に行うことが可能となっている。

【００６１】実験例 次に、本発明者らは、上記実施の形態の効果を確認する
ため、トナー補給装置５７を駆動するＤＣブラシモータ
ー８０を３０秒間連続してＯＮした後、２秒間ＯＦＦす
る動作を繰り返した後のトナー排出量と、トナー補給装
置５７を駆動するＤＣブラシモーター８０を０．１秒間
ＯＮした後、２秒間ＯＦＦする動作を１５０回繰り返し
た後のトナー排出量とを求めて比較する実験を行った。

【００６２】ここで、トナー補給装置５７を駆動するＤ
Ｃブラシモーター８０を３０秒間連続してＯＮした後、
２秒間ＯＦＦする動作を繰り返した場合には、オーバー
ランが１回しか含まれない為、当該オーバーランによる
トナーの排出量は、無視することができる。

【００６３】これに対して、トナー補給装置５７を駆動
するＤＣブラシモーター８０を０．１秒間ＯＮした後、
２秒間ＯＦＦする動作を１５０回繰り返した場合には、
オーバーランが１５０回含まれる為、当該オーバーラン
によるトナーの排出量は、無視できない程度多くなる。

【００６４】図１２は上記実験の結果を示すものであ
る。

【００６５】この図１２から明らかなように、ＤＣブラ
シモーター８０の駆動時間を積算した駆動積算時間ΣＴ
に、補正値ΔＴを加算することにより、ＤＣブラシモー
ター８０のオーバーランによる影響がほとんど無い場合
と、オーバーランの影響が大きい場合のトナー排出量の
変化が、互いにほとんど一致し、トナーカートリッジ５
８からのトナー補給量を精度良く検知して、当該トナー
カートリッジ５８の交換を促す警告を適正に表示するこ
とが可能となることがわかる。

【００６６】比較例 また、本発明者らは、比較例として、ＤＣブラシモータ
ー８０の駆動時間を積算した駆動積算時間に、補正を施
さずに、トナー補給装置を駆動するＤＣブラシモーター
８０を３０秒間ＯＮした後、２秒間ＯＦＦする動作を繰
り返した後のトナー排出量と、トナー補給装置５７を駆
動するＤＣブラシモーター８０を０．１秒間ＯＮした
後、２秒間ＯＦＦする動作を１５０回繰り返した後のト
ナー排出量とを求めて比較する実験を行った。

【００６７】図１３は上記比較例の結果を示すものであ
る。

【００６８】この図１３から明らかなように、ＤＣブラ
シモーター８０の駆動時間を積算した駆動積算時間に、
補正を施さないと、ＤＣブラシモーター８０のオーバー
ランによる影響がほとんど無い場合には、ＤＣブラシモ
ーター８０の駆動時間を積算した駆動積算時間にほぼ比
例して、トナーの排出量が徐々に増加していくのに対
し、ＤＣブラシモーター８０の駆動時間を積算した駆動
積算時間に、補正を施さないと、トナーの排出量は、Ｄ
Ｃブラシモーター８０の駆動時間を積算した駆動積算時
間によらず、急激に増加しており、トナーカートリッジ
５８の交換時期を誤って検知してしまう場合があること
がわかる。

【００６９】なお、前記の実施の形態では、トナー補給
装置が、前記駆動源の積算された駆動時間が所定値に達
した時点で、前記トナーカートリッジの交換を促す動作
を行う装置であって、前記補正手段は、駆動源がオンか
らオフになる毎に、駆動積算時間に補正値を加算する場
合について説明したが、これに限定されず、前記トナー
補給装置が、前記駆動源が駆動された時間を所定値から
減算し、当該所定値から駆動時間を減算した値が、所定
の閾値に達した時点で、前記トナーカートリッジの交換
を促す動作を行う装置であって、前記補正手段は、駆動
源がオンからオフになる毎に、所定値から駆動時間を減
算した値から補正値を減算するように構成しても勿論よ
い。

【００７０】

【発明の効果】以上述べたように、この発明によれば、
駆動源として、オーバーランが大きいモーターを使用し
た場合でも、トナーカートリッジの交換時期を精度良く
検知し、当該トナーカートリッジの交換を促す表示等を
適正に行うことが可能なトナー補給装置を提供すること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 図１はこの発明の実施の形態１に係るトナー
補給装置を示す概略構成図である。

【図２】 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形
成装置としてのカラープリンターを示す構成図である。

【図３】 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形
成装置としてのカラー複写機を示す構成図である。

【図４】 図４は画像形成部を示す構成図である。

【図５】 図５は現像装置を示す構成図である。

【図６】 図６は現像装置を示す構成図である。

【図７】 図７は現像装置を示す斜視構成図である。

【図８】 図８はこの発明の実施の形態１に係るトナー
補給装置を示す斜視構成図である。

【図９】 図９はトナーカートリッジを示す斜視構成図
である。

【図１０】 図１０はこの発明の実施の形態１に係るト
ナー補給装置の要部を示す縦断面図である。

【図１１】 図１１は動作を示すタイミングチャートで
ある。

【図１２】 図１２は実験結果を示すグラフである。

【図１３】 図１３は比較例を示すグラフである。

【図１４】 図１４は従来のトナー補給装置を示す構成
図である。

【図１５】 図１５は従来のトナー補給装置を示す構成
図である。

【図１６】 図１６は従来のトナー補給装置を示す構成
図である。

【図１７】 図１７は従来のトナー補給装置の動作を示
すタイミングチャートである。

【符号の説明】

１７：現像装置、５７：トナー補給装置、５８：トナー
カートリッジ、５９：トナー補給口、６０：第１のトナ
ー搬送路、６１：導入口、６２：回転軸、６３：スパイ
ラル状の搬送羽根、６４：オーガー、６５：第２のトナ
ー搬送路、６６：円筒状部、７０：スプリングアジテー
ター、７１：クランク部、７２：フック部、８４：ＣＰ
Ｕ（補正手段）。

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H077 AA02 AA05 AA35 AB02 AB05 AB12 AB14 AC02 AC03 AD06 AE06 BA01 BA08 DA13 DA16 DB03 DB10 DB14 GA13

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 駆動源によってトナー搬送部材を駆動す
   ることにより、トナーカートリッジからトナーを補給す
   るとともに、前記駆動源が駆動された時間をパラメータ
   として、前記トナーカートリッジの交換を促す動作を行
   うトナー補給装置において、 前記駆動源がオンからオフになる毎に、前記駆動源が駆
   動された時間を補正する補正手段を備えたことを特徴と
   するトナー補給装置。
2. 【請求項２】 前記トナー補給装置は、前記駆動源の積
   算された駆動時間が所定値に達した時点で、前記トナー
   カートリッジの交換を促す動作を行う装置であって、前
   記補正手段は、駆動源がオンからオフになる毎に、駆動
   積算時間に補正値を加算することを特徴とする請求項１
   記載のトナー補給装置。
3. 【請求項３】 前記トナー補給装置は、前記駆動源が駆
   動された時間を所定値から減算し、当該所定値から駆動
   時間を減算した値が、所定の閾値に達した時点で、前記
   トナーカートリッジの交換を促す動作を行う装置であっ
   て、前記補正手段は、駆動源がオンからオフになる毎
   に、所定値から駆動時間を減算した値から補正値を減算
   することを特徴とする請求項１記載のトナー補給装置。