JP2005091715A - Toner supply system and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納手段に収納されたトナーを補給するトナー補給装置及び画像形成装置に関するものある。 The present invention relates to a toner replenishing device and an image forming apparatus for replenishing toner stored in a toner storing means to a developing device that performs visible image processing on an electrostatic latent image formed on an image carrier.
従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置において、トナーボトルやトナーカートリッジ等のトナーを収納するトナー収納容器を装置本体にセットし、その容器から現像装置へトナーを補給するものが良く知られている。この種の画像形成装置は、トナー収納容器に収納されたトナーを自由落下によって現像装置に供給するものや機械的なオーガ手段を用いてトナーを現像装置に供給するものが殆どであった。 Conventionally, in image forming apparatuses such as printers, copiers, and facsimile machines, a toner storage container for storing toner such as a toner bottle or a toner cartridge is set in the apparatus main body, and toner is supplied from the container to the developing device. It has been. Most of this type of image forming apparatus supplies toner stored in a toner storage container to the developing device by free fall, or supplies toner to the developing device using mechanical auger means.
しかし、前者の自由落下によるトナー移送は、収納容器と現像装置の配置関係に大幅な制限を受け、しかもトナー移送量を制御することもできないものである。また、後者のオーガ手段によるトナー移送は、トナーの移送量を制御することができるものの、移送経路がほぼ直線的に限られ、さらに移送経路が長いとトナーの凝集等を招き、トナー品質を悪化させると言う問題がある。このため、トナー移送をオーガ手段により行う装置では、トナー収納容器を現像装置の近傍に配置しなければならず、しかもオーガ手段では移送距離が短くても急角度でトナーを揚げることができないので、トナー収納容器を現像装置よりも下方へ配置することも難しかった。 However, the former toner transfer by free fall is greatly restricted by the arrangement relationship between the storage container and the developing device, and the toner transfer amount cannot be controlled. In addition, although the toner transfer by the latter auger means can control the toner transfer amount, the transfer path is almost linearly limited, and if the transfer path is long, the toner agglomerates and the like deteriorates the toner quality. There is a problem to let you do. For this reason, in an apparatus that performs toner transfer by the auger means, the toner storage container must be disposed in the vicinity of the developing device, and the auger means cannot lift the toner at a steep angle even if the transfer distance is short. It was also difficult to dispose the toner storage container below the developing device.
このような従来の画像形成装置が有していた問題を大幅に緩和することができるトナー移送装置が特許文献1や特許文献2に開示されている。かかるトナー補給装置では、紛体ポンプの吸引力によりトナーを移送するように構成されている。したがって、トナー収納容器を現像装置の位置に規制されることなく、ほぼ任意の位置に設置でき、またフレキシブルな容器を用いることができるので、容器の回収等が容易で、輸送費用も嵩まない。さらに、エアーをトナー収納容器内に供給し、エアーがトナーを十分に攪拌するため、トナー品質を良好な状態に維持することができる等の有利な点を備えている。 Patent Documents 1 and 2 disclose toner transfer devices that can relieve the problems of the conventional image forming apparatus. Such a toner replenishing device is configured to transfer toner by the suction force of the powder pump. Accordingly, the toner storage container can be installed at almost any position without being restricted by the position of the developing device, and a flexible container can be used, so that the container can be easily recovered and the transportation cost does not increase. . Furthermore, since air is supplied into the toner container and the air sufficiently agitates the toner, the toner quality can be maintained in a favorable state.
上述した公報に開示されているトナー移送装置は、トナー濃度センサの信号によって紛体ポンプを稼動し、トナー補給が行われる。この場合のトナー補給は少量のトナーを多数回にわたって供給するケースが非常に多く、紛体ポンプは短時間の稼動を繰り返し行うことになる。 In the toner transfer device disclosed in the above-mentioned publication, the powder pump is operated by the signal of the toner concentration sensor, and the toner is replenished. Toner replenishment in this case is very often a case where a small amount of toner is supplied many times, and the powder pump repeatedly operates in a short time.
しかしながら、紛体ポンプはある程度まとまった量のトナー移送に適しているが、少量ずつ高精度にトナーを移送することには比較的不向きと言える。すなわち、紛体ポンプにより発生する負圧によりトナーを移送する構成上、トナーの種類や固気比によって吐出量が変化し、このため要求された少量のトナーを常に高精度に補給が困難であった。このため、現像装置内のトナー濃度制御が不安定になることがあり、画像濃度の安定性に影響を及ぼすことがあった。このような問題は、現像ユニットの小型化が促進されている近年の現像装置にとっては、貯留している現像剤量の少ないため、トナー濃度変動が大きくなってしまう。 However, although the powder pump is suitable for transferring a certain amount of toner, it can be said that it is relatively unsuitable for transferring toner in small amounts with high accuracy. That is, due to the configuration in which the toner is transferred by the negative pressure generated by the powder pump, the discharge amount varies depending on the type of toner and the solid-gas ratio, and therefore it has been difficult to always supply the required small amount of toner with high accuracy. . For this reason, toner density control in the developing device may become unstable, which may affect image density stability. Such a problem causes a change in the toner density to be large for a recent developing apparatus in which a reduction in the size of the developing unit is promoted because the amount of developer stored is small.
さらに、紛体ポンプを短時間でオン・オフを繰り返すと、紛体ポンプは回転を開始する起動時のトルクが高く、ゴム製であるステータの摩耗が加速されて紛体ポンプの寿命が短いという問題もあった。さらにまた、上記トナー移送装置では、紛体ポンプの負圧によりトナーを移送するため、少量補給時では負圧の発生時間も短く、トナー移送チューブ内においてトナー詰まりが発生しやすいという問題もあった。 Furthermore, if the powder pump is repeatedly turned on and off in a short time, the powder pump has a high torque at the start of rotation, which accelerates the wear of the rubber stator and shortens the life of the powder pump. It was. Furthermore, in the toner transfer device, since the toner is transferred by the negative pressure of the powder pump, the generation time of the negative pressure is short when replenishing a small amount, and there is a problem that the toner is easily clogged in the toner transfer tube.
この問題を軽減することができるトナー補給装置が特許文献3に開示されている。この公報に記載されているトナー補給装置は、紛体ポンプで移送したトナーを一旦サブホッパで収納し、そのサブホッパに収納したトナーを消費量に応じて現像装置へ補給するように構成している。したがって、紛体ポンプの弱点はサブホッパを設けることによってカバーされ、安定した長寿命のトナー補給装置が提供できる。 A toner replenishing device that can alleviate this problem is disclosed in Patent Document 3. The toner replenishing device described in this publication is configured so that the toner transferred by the powder pump is temporarily stored in the sub hopper, and the toner stored in the sub hopper is replenished to the developing device according to the consumption amount. Therefore, the weak point of the powder pump is covered by providing the sub hopper, and a stable and long-life toner replenishing device can be provided.
ところで、紛体ポンプを使用するトナー補給装置では、トナー収納容器から紛体ポンプまでの経路が密閉されているため、紛体ポンプの下流にあるサブホッパではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生しやすい。また、通常用いられるスクリュー搬送等に比べると粉体ポンプで搬送されたトナーは流動性が高い。このため、紛体ポンプによりサブホッパに搬送したトナーが既にサブホッパ内に収納されているトナー上を通って現像装置内に流れ込み、トナーの補給過多となって画像品質を悪化させるという問題が発生することがあった。 By the way, in the toner replenishing device using the powder pump, since the path from the toner container to the powder pump is sealed, the sub hopper downstream of the powder pump is likely to generate a pressure increase with toner conveyance. In addition, the toner conveyed by the powder pump has higher fluidity than that of the screw conveyance or the like that is normally used. For this reason, the toner conveyed to the sub hopper by the powder pump flows into the developing device through the toner already stored in the sub hopper, and there is a problem that the toner is excessively replenished and the image quality is deteriorated. there were.
本発明は、現像装置へ高精度にトナーを補給し、高品質の画像を得ることができるトナー補給装置及び画像形成装置を提供することである。 An object of the present invention is to provide a toner replenishing device and an image forming apparatus that can replenish toner to a developing device with high accuracy and obtain a high-quality image.
上記課題を解決するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室とを有し、前記トナー収納部のトナーが前記副トナー収納部の上室及び下室を順次経由して前記現像装置へ補給されることを特徴としている。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a toner replenishing device that replenishes toner stored in a toner storage unit to a developing device that performs visible image processing on an electrostatic latent image formed on an image carrier. A sub-toner storage unit that is provided between the storage unit and the developing device and temporarily stores toner to be replenished to the developing device; an upper and lower partition member that partitions the sub-toner storage unit in the direction of gravity; and the upper and lower partition members An upper chamber and a lower chamber formed in the sub-toner storage unit, and the toner in the toner storage unit is replenished to the developing device via the upper chamber and the lower chamber of the sub-toner storage unit in order. It is a feature.
なお、本発明のトナー補給装置は、前記上室が前記下室よりも床面積が大きいと、効果的である。
さらに、前記副収納部には、前記上室に設けられた前記トナー収納手段から移動したトナーを受け入れる受け入れ部と、前記上下仕切り部材に設けられた前記上室のトナーを前記下室へ供給する供給部とが設けられていると、効果的である。
The toner replenishing device of the present invention is effective when the upper chamber has a larger floor area than the lower chamber.
Further, the sub-accommodating unit supplies the toner transferred from the toner storing means provided in the upper chamber and the toner in the upper chamber provided in the upper and lower partition members to the lower chamber. It is effective if a supply unit is provided.
また、上記課題を解決するため、本発明は、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置に、トナー収納部に収納されたトナーを補給するトナー補給装置において、前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室と、前記トナー収納部から前記副トナー収納部の上室へトナーを移動するトナー移動手段と、前記副トナー収納部の上室に設けられたトナー循環手段と、前記副トナー収納部の下室に設けられた前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー収納部から前記副トナー収納手段に移動したトナーが前記上室で循環せずに前記下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止する流れ込み防止手段とを有することを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention provides a toner replenishing device for replenishing toner stored in a toner storage unit to a developing device that performs visible image processing on an electrostatic latent image formed on an image carrier. A sub-toner storage unit that is provided between the toner storage unit and the developing device and temporarily stores toner to be replenished to the developing device, a vertical partition member that partitions the secondary toner storage unit in the direction of gravity, and the vertical partition member An upper chamber and a lower chamber formed in the sub toner storage unit, a toner moving means for moving toner from the toner storage unit to the upper chamber of the sub toner storage unit, and an upper chamber of the sub toner storage unit. The toner circulating means, the toner replenishing means for replenishing toner to the developing device provided in the lower chamber of the sub-toner storage section, and the toner moved from the toner storage section to the sub-toner storage means It is characterized by having a means for preventing flow to prevent the flow into the developing device through the lower chamber without circulation in the chamber.
なお、本発明のトナー補給装置は、前記トナー循環手段が両端部を開放した仕切り板と、該仕切り板で仕切られた空間のそれぞれに配置され、互いに逆方向へトナーを移動する2本のスクリューとで構成されていると、効果的である。 The toner replenishing device according to the present invention includes two screws that move the toner in opposite directions to each other, wherein the toner circulating means is disposed in each of a partition plate having both ends opened and a space partitioned by the partition plate. It is effective to be composed of
さらに、本発明のトナー補給装置は、前記トナー補給手段が1本のスクリューで構成されていると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナー移動手段が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、該ステータ内部で回転することにより軸方向にトナー移動させるロータとを備えたスクリューポンプ手段であると、効果的である。
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the toner replenishing means is constituted by a single screw.
Furthermore, in the toner replenishing device of the present invention, the toner moving means includes a screw having an elastic member having a spiral groove therein and a rotor that moves the toner in the axial direction by rotating inside the stator. The pump means is effective.
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記受け入れ部から前記上室に送られたトナーが前記トナー循環手段による循環経路の半周以上循環後に下室へ供給されるように、前記受け入れ部と前記供給部の位置が設定されていると、効果的である。 Furthermore, the toner replenishing device according to the present invention is configured so that the toner sent from the receiving unit to the upper chamber is supplied to the lower chamber after being circulated more than a half of a circulation path by the toner circulation unit. It is effective when the position of the supply unit is set.
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナー補給手段がスクリューの回転時間に応じた量のトナーを前記現像装置に補給すると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記上下仕切り部材の下室側に設けられたリブであると、効果的である。
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the toner replenishing means replenishes the developing device with an amount of toner corresponding to the rotation time of the screw.
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the toner flow preventing means is a rib provided on the lower chamber side of the upper and lower partition members.
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記リブの先端縁が前記下室内に設けられたスクリューと同心状の円弧に形成されていると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記リブの先端縁と前記下室内に設けられたスクリューの外径との距離が1mm以下であると、効果的である。
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the leading edge of the rib is formed in a circular arc concentric with the screw provided in the lower chamber.
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the distance between the leading edge of the rib and the outer diameter of the screw provided in the lower chamber is 1 mm or less.
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の出口から現像装置入口までのトナー補給経路間に設けられた気圧調整部であると、効果的である。 Furthermore, in the toner replenishing device of the present invention, it is effective that the toner flow preventing means is an air pressure adjusting unit provided between the toner replenishing path from the outlet of the toner moving means to the developing device inlet. .
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記気圧調整部が内部圧を外気に逃がすフィルターで覆われた開口であると、効果的である。
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記開口が前記トナー移動手段の出口近傍に設けられていると、効果的である。
Furthermore, in the toner replenishing device of the present invention, it is effective that the air pressure adjusting unit is an opening covered with a filter that releases the internal pressure to the outside air.
Furthermore, the toner replenishing device of the present invention is effective when the opening is provided in the vicinity of the outlet of the toner moving means.
さらにまた、本発明のトナー補給装置は、前記トナーの流れ込み防止手段が、前記トナー移動手段の駆動中に、前記副トナー収納手段の下室に設けた1本のスクリューの駆動を行わないように制御すると、効果的である。 Furthermore, in the toner replenishing device of the present invention, the toner inflow prevention means does not drive one screw provided in the lower chamber of the sub toner storage means while the toner moving means is being driven. Control is effective.
請求項1の構成によれば、副トナー収納部のトナー補給経路を長くとることができる。
請求項2及び3の構成によれば、上記効果に加えて高精度なトナー補給が得られる。
According to the configuration of the first aspect, the toner replenishment path of the sub toner storage portion can be made long.
According to the configuration of the second and third aspects, in addition to the above effects, highly accurate toner supply can be obtained.
請求項4の構成によれば、トナー収納部から副トナー収納手段に移動したトナーが上室で循環せずに下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止することができる。 According to the fourth aspect of the present invention, it is possible to prevent the toner moved from the toner storage portion to the sub toner storage means from flowing into the developing device via the lower chamber without circulating in the upper chamber.
請求項5ないし8の構成によれば、副トナー収納部のトナー補給経路を長くしてトナー流れ込みの発生を抑えることができる。
請求項7の構成によれば、副トナー収納手段のトナー補給経路を長くしてトナーの流れ込み発生を抑えることができる。
According to the configuration of the fifth to eighth aspects, it is possible to suppress the occurrence of toner inflow by lengthening the toner replenishment path of the sub toner storage portion.
According to the configuration of the seventh aspect, it is possible to lengthen the toner replenishment path of the sub toner storage means and suppress the occurrence of toner flow.
請求項12ないし14の構成によれば、リブを設けるという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。
請求項15ないし17の構成によれば、気圧調整部を設けるという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。
According to the configuration of the twelfth to fourteenth aspects, it is possible to prevent the toner from flowing into the developing device with a simple configuration of providing the rib.
According to the configurations of the fifteenth to seventeenth aspects, it is possible to prevent the toner from flowing into the developing device with a simple configuration in which the atmospheric pressure adjusting unit is provided.
請求項18の構成によれば、トナー移動手段の駆動中に、副トナー収納手段の下室に設けた1本のスクリューの駆動を行わないようにするという簡単な構成でトナーの現像装置への流れ込みを防止することができる。 According to the configuration of the eighteenth aspect, the toner developing device can be connected to the toner developing device with a simple configuration in which the driving of the single screw provided in the lower chamber of the sub toner storage unit is not performed during the driving of the toner moving unit. Inflow can be prevented.
以下、本発明を実施するための最良の形態を添付図面に従って説明する。
図1は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に複写機本体100、その下部にテーブル状に構成された給紙部200が配置され、複写機本体100の上方にスキャナ300、スキャナ300の上方に原稿自動搬送装置400を配置した構成となっている。
The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
FIG. 1 is a schematic view showing a color copying machine as an example of an image forming apparatus according to the present invention. In this color copying machine, a copying machine
複写機本体100には、複数のローラ14、15、16に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト10が設けられている。この中間転写ベルト10は、複数のローラ14,15,16のうち1つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト10が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト10の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット18が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ14とローラ15間の走行辺上に、4つの画像形成手段18を配置してタンデム画像形成装置20を構成している。
The copying machine
4個の作像ユニット18は、中間転写ベルト10に接する潜像担持体としての感光体ドラム40を具備している。この感光体ドラム40の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム40が中間転写ベルト10に接する位置における中間転写ベルト10の内側には転写装置62が設けられている。本実施形態の場合、4個の作像ユニット8は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がブラック、シアン、マゼンタ、イエローの4色に分けられている。また、各作像ユニット18の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置21が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。露光装置21は、各作像ユニット18毎に設けてもよいが、共通の露光装置21を用いればコストの点で有利である。
The four
一方、中間転写ベルト10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22が設けられている。2次転写装置22は、ローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト10を介してローラ16に押し当てられるように配置されている。
On the other hand, a
図1において、2次転写装置22の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置25が設けられている。本実施形態の定着装置25は、加圧ローラ27と、該加圧ローラ27に押し当てた無端ベルトである定着ベルト26とを具備している。
In FIG. 1, a fixing
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置25まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。
The
なお、図示例では、このような2次転写装置22及び定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備えている。
In the illustrated example, a
さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置400を開いてスキャナ300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置400を閉じてそれで押さえる。
Now, when making a copy using a color copying machine having such a configuration, a document is set on the document table 30 of the
そして、図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ300を駆動し、第1走行体33及び第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読み取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
また、図示していないスタートスイッチを押すと、中間転写ベルト10が回転走行し、同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト10の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト10上に合成カラー画像を形成する。
Further, when a start switch (not shown) is pressed, the
一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙部200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
Alternatively, when manual feeding is selected, the
そして、中間転写ベルト10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写ベルト10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
The image-transferred sheet is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写ベルト10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写ベルト10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
On the other hand, the
図2は、画像形成手段18の現像装置にトナーを補給するトナー補給機構の構成図である。
図2において、現像装置60へ補給するトナーを収納したトナー収納手段としてのトナー容器80は複写機本体100に設けられたセット部(図示せず)にセットされる。このセット部には、トナー容器80内に挿入されるノズル90が図示していない機枠に設けられており、トナー容器80をセット部へセットすることによりシャッタ81が側方へ押し出されてノズル90が挿入される。ノズル90は、単管構造になっており、ノズル90の挿入側と反対端部にはトナー移送チューブ59が接続されている。
FIG. 2 is a configuration diagram of a toner supply mechanism for supplying toner to the developing device of the
In FIG. 2, a
トナー容器80は、フレキシブルで変形可能な袋状体であり、その袋部分はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材(80〜125μm程度の厚み)を単層または複層構成にして袋状容器形状の紛体である。そして、トナー容器80はその下部中央にトナー排出孔83が設けられ、ポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材82が固定されて構成されている。口金部材82のトナー排出孔83は、通常上記シャッタ81によって閉鎖されているが、トナー容器80がセット部へセットされると、シャッタ81はノズル90によって側方へ押し出され、ノズル90の開口とトナー排出孔83が連通する。なお、符号91はシャッタ81の戻し用のバネであって、トナー容器80がセット部から取り出すと、トナー排出孔83を塞ぐ位置に戻す用をなしている。
The
他方、現像装置60にはその上部に副トナー収納手段としてのサブホッパ61が設けられており、トナー容器80のトナーは一旦このサブホッパ61に収納される。そして、サブホッパ61上にはトナー容器80のトナーをこのサブホッパ61に移動するトナー移動手段としての粉体ポンプ70が設けられている。この粉体ポンプ70は、一軸偏芯スクリューポンプであって、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ71と、ゴム等の弾性体で作られ、2条スクリュー形状に形成されたステータ72と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ73とを有している。上記ロータ71は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸74に一体連結されたギヤ75(図3に示す)がアイドルギヤ(図示せず)を介して第1クラッチ76と駆動連結され、第1クラッチ76のオン・オフにより粉体ポンプ70の稼働が制御される。なお、第1クラッチ76と後述する第2クラッチ68は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸79に設けられている。
On the other hand, the developing
また、上記ホルダ73の先端、すなわち、図2の右端にはトナー吸い込み部77が設けられ、トナー吸い込み部77に上記トナー移送チューブ59が接続されている。このトナー移送チューブ59としては、例えば直径4〜10mmのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料(例えば、ポリウレタン、ニトリル、EPDM、シリコン等)から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。なお、上記した紛体ポンプ70を用いれば、トナー収納手段のトナー排出口がサブホッパ61のトナー受け取り口よりも鉛直方向において低い位置にあるような場合でもトナー容器80のトナーをスムーズに搬送することができる。 サブポッパ61は、図2及び図3に示すように、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下仕切り部材64によって重力方向に分割されて上室62と下室63が設けられている。床面積が下室63よりも大きい上室62には、一対の互いに逆方向に回転駆動する上スクリュー84,85と、両スクリュー間に配置され両端部が開放された仕切り板66が設けられている。なお、仕切り板66は、上下仕切り部材64と一体に形成されているが、両部材は別部材で構成しても良い。
A
このように構成された上室62は、図4に示すように、符号Aで示す位置が紛体ポンプ70によって搬送されたトナーの供給位置であり、該位置Aに供給されたトナーは上スクリュー84,85の回転によって矢印P1方向、すなわち反時計方向に循環される。また、符号Bは上室62と下室63の連通孔であって、上スクリュー84,85によって矢印P1方向に循環しているトナーは連通孔Bから下室63へ落下する。また、下室63には図5に示すように、下スクリュー86が設けられており、連通孔Bによって位置B’に供給されたトナーは下スクリュー86の回転により矢印P2方向に移動される。符号Cは下室63と現像装置60とを連通する補給口であって矢印P2方向に移動されるトナーは補給口Cから現像装置60内へ落下して補給される。
As shown in FIG. 4, the
このように構成されたサブホッパ61は、上記紛体ポンプ70によって供給されたトナーが一旦収納され、スクリューにより現像装置60へ移送される。また、上スクリュー84,85と下スクリュー86は各スクリューのギヤ84a,85a,86aがアイドルギヤ列87を介して回転駆動軸79に設けられた第2クラッチ88と駆動連結され、該第2クラッチ88により駆動のオン・オフが制御される。上スクリュー84,85と下スクリュー86は、例えばスクリュー径や回転数を異なることによって上スクリュー84,85のトナー搬送量が下スクリュー86のそれよりも多くなるように設定されている。したがって、本例の上スクリュー84,85と下スクリュー86は同時に駆動されるので、通常下室63はトナーほぼ満杯状態であり、上室62のトナーは矢印P1方向に循環し、下室63のトナーが補給されると、その分のトナーが連通孔Bから下室63へ落下する。なお、上スクリュー84,85と下スクリュー86の駆動は別々に制御するように構成することもできる。
The
また、サブホッパ61には紛体ポンプ70で移送されたトナーが供給される位置Aのトナー循環方向上流側近傍の側壁にトナーの有無を検知するトナー検知手段としてのトナーセンサ69が設けられている。本例のトナーセンサは振動式のセンサであって、上室63内のトナーに接触するトナーセンサ検知面69aにて、トナーの有無を検知するものである。
Further, the
このように構成されたトナー補給装置は、現像装置60へのトナー補給指令が発せられると、第2クラッチ68がオンして上スクリュー84,85と下スクリュー86を作動する。そして、下スクリュー86の回転時間に応じた量のトナーが現像装置60へ補給される。他方、トナー容器80からサブホッパ61へのトナー補給は、トナーセンサ69が該ホッパ上室62のトナーを監視しており、トナーがセンサの検知位置よりも減少すると、粉体ポンプ70が作動してトナー容器80のトナーがサブホッパ61内へ補給される。このとき、サブホッパ61へのトナー補給量は高精度に制御する必要がなく、よって紛体ポンプ70によるトナー移送量は下スクリューで現像装置60に補給する量よりも多量となるように設定されている。
In the toner replenishing device configured as described above, when a toner replenishing command is issued to the developing
また、粉体ポンプ70を何回か作動してもトナーセンサ69のトナーを検知量が規定量を下回ったままであるとき、トナー容器80のトナーがほぼ無くなったトナーニアエンドと判断される。そして、トナーニアエンドと判断されると、所定動作、例えば図示していない操作パネルへのカートリッジ交換時である旨を表示し、所定作像回数後の作像停止等を行う。またトナーニアエンド検知されたとき、サブホッパ61にまったくトナーがないわけではないので、現像装置60のトナー濃度が低下せず、よってトナーニアエンド検知時に画像濃度が不安定になることはない。
In addition, if the detected amount of toner in the
かかる効果を確実に享受するためには、トナーセンサ69を紛体ポンプ70によりトナーが補給される位置Aの上流近傍に配置することが好ましく、かかる位置でトナー量が不足してもサブホッパ61はその内部空間を利用して最大量のトナーを蓄えられるようにトナー循環径路を形成している。したがって、上室62において紛体ポンプ70によりトナーが補給される位置Aから下室63へ供給する連通孔Bまでは上スクリュー84,85によってトナーが循環する経路の半周以上の間隔を開けており、トナーが少ない状態のときにトナー容器80からのトナーが直ちに下室63へ落下することがなく、トナーニアエンドと判断されても現像装置へのトナー補給をある程度続けられる。したがって、トナーニアエンド時によく生じていた画像濃度の変動による画質が低下した記録物を発生させることを確実に抑止することができる。
In order to enjoy such an effect, the
ところで、図2に示すトナー補給装置において、現像装置60ヘのトナー補給が過多となり、現像装置60のトナー濃度が上昇して高品質の画像が得られないという現象が発生した。そこで、本願発明者はその現象が起る原因について詳しく調べた。
Incidentally, in the toner replenishing device shown in FIG. 2, there has been a phenomenon in which the toner replenishment to the developing
その結果、紛体ポンプ70で搬送されるトナーは通常用いられているスクリュー搬送のトナーに比べて流動性が高いこと、紛体ポンプ70を使用するトナー搬送ではトナー容器80からスクリューポンプまでのトナー搬送経路が密閉されているため、スクリューポンプの下流にあるサブホッパ61ではトナー搬送に伴って圧力上昇が発生することに起因していることが判った。さらに、上記現象が紛体ポンプ70で搬送と上下スクリュー84,85,86を同時に作動するときに発生することも判明した。また、上記現象時のトナーの動きについて調べたところ、紛体ポンプ70でサブホッパ61に搬送されたトナーはあたかも水が流れるように、上室62でトナー循環に対し逆流し、すなわち補給位置Aから最短距離で連通孔B方向に流れ、さらに下室63においてトナー上面と上下仕切り部材64の下面との間に形成される隙間を通って現像装置60へ流れ込むことが判った。かかるトナー逆流現象の発生を抑えるため、上記供給部Bは受け入れ部Aから離し、かつ、同一スクリュー上にないように設定しているが、受け入れ部Aと供給部Bの位置関係を設定するだけでは上記トナー逆流現象をなくすことができなかった。
As a result, the toner transported by the
そこで、本トナー補給装置は現像装置60へのトナーの流れ込みを防止すべく流れ込み防止手段を設けている。
Therefore, the toner replenishing device is provided with a flow preventing means for preventing the toner from flowing into the developing
図6は、本発明の実施例1を示すサブホッパ61の断面説明図であり、本実施例は現像装置60に流出するトナーが下室63のトナー上面と上下仕切り部材64の下面との間に形成される隙間を通ることから、流れ込み防止手段として下室63にトナーの流れを止めるリブ87を設けている。このリブ87の先端は、下スクリュー86の軸心とほぼ同心円に形成され、下スクリュー86と外周との隙間gをできる限り小さくするように構成されている。なお、隙間gは1mm以下にすると、トナーの流れを止められ効果的であった。また、リブ87は薄板からなり、1枚でも有効であるが、適当な間隔を持って複数枚設けるとより効果的であった。また、リブ87の代わりに上下仕切り部材64の下面を全長に亘ってリブの先端の同形状にしても流れ込み防止に効果があるが、かかる構成であると下室63のトナー収納容量が減少するため、その点でリブ87より劣っている。
FIG. 6 is a cross-sectional explanatory view of the
現像装置60に流出するトナーは、紛体ポンプ(スクリューポンプ)70を使用するトナー搬送によってそのポンプの下流にあるサブホッパ61での圧力上昇が発生することも原因となっているので、流れ込み防止手段が紛体ポンプ70の出口から現像装置60の入口、すなわち補給口Cまでのトナー補給経路間、本実施例は図2に示すように紛体ポンプ70の出口近傍に設けられた開口88としての気圧調整部で構成されている。このとき、紛体ポンプ70によるサブホッパ61内の上昇する圧力は非常に小さいものであるが、開口88により圧を解除すると、トナーの流れ込みがなくなり効果的であった。但し、開口88はトナーの飛散を防ぐため、重力方向の上面に設けることがよく、この条件を満たすには図2の例では紛体ポンプ70の出口近傍の上面となる。さらに開口88はフィルター(図示せず)で塞いでトナー飛散を防ぐことが好ましい。なお、フィルターは多少目が粗い方が逃がす圧力が小さいので有効であり、トナー粒子と同等かそれよりも若干粗くフィルターを用いてもトナー飛散の問題は生じない。
The toner flowing out to the developing
図7は、トナー補給装置の制御の一例であって、リピート画像の作像中を示している。リピート画像の作像中は、書き込み信号が連続してオンする。このため、現像装置60内の現像剤中トナー濃度が低下し、その検知結果により、要求されるトナー量を満たす回転時間を設定して第2クラッチ68に対してオン制御が行われている。図示する例では、2回目の作像時において、サブホッパ61に設置されたトナーセンサ69の検知結果がL(トナー量が規定値を下回る)状態を示し始める。この検知結果に基づき、所定回数(時間)の間トナーセンサ信号がLとなった後に、所定時間の間、第1クラッチ76をオン制御し、紛体ポンプ70を駆動することにより所定量のトナーを一気にサブホッパ61へと供給する。ここで、第1クラッチ76の駆動を開始してから所定時間経過後もトナーセンサ69の出力がHにならない場合は、トナー容器80からのトナー供給が不足している状況を示し、本体制御部においてトナーニアエンド検知と判断する。
FIG. 7 is an example of control of the toner replenishing device, and shows that a repeat image is being formed. While the repeat image is being formed, the write signal is continuously turned on. For this reason, the toner concentration in the developer in the developing
このトナー補給のタイミングにおいて、紛体ポンプ70で搬送と上下スクリュー84,85,86を同時に作動すると、トナー流れ込みが発生するので、流れ込み防止手段として、図7に示すように、紛体ポンプ70で搬送と上下スクリュー84,85,86の作動が重ならないように制御する。
At this toner replenishment timing, if the
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず各種改変できるものである。
例えば、サブホッパ61に設けたトナー検知手段は、振動式のものに限らず、透過型のセンサであってもよい。また、サブホッパ61は上下室に分割していないホッパであってもよい。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, Various modifications can be carried out.
For example, the toner detection means provided in the
60 現像装置
61 サブホッパ
62 上室
63 下室
69 トナーセンサ
70 紛体ポンプ
80 トナー容器
84,85 上スクリュー
86 下スクリュー
87 リブ
88 開口
60 Developing
Claims (19)
前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室とを有し、前記トナー収納部のトナーが前記副トナー収納部の上室及び下室を順次経由して前記現像装置へ補給されることを特徴とするトナー補給装置。 In a toner replenishing device for replenishing toner stored in a toner storage unit to a developing device that performs visible image processing on an electrostatic latent image formed on an image carrier,
A sub-toner storage unit that is provided between the toner storage unit and the developing device and temporarily stores toner to be replenished to the developing device, a vertical partition member that partitions the secondary toner storage unit in the direction of gravity, and the vertical partition member And an upper chamber and a lower chamber formed in the sub toner storage portion, and the toner in the toner storage portion is replenished to the developing device via the upper chamber and the lower chamber of the sub toner storage portion in order. A toner replenishing device.
前記トナー収納部と前記現像装置の間に設けられ、該現像装置へ補給するトナーを一旦収納する副トナー収納部と、該副トナー収納部を重力方向に仕切る上下仕切り部材と、該上下仕切り部材によって前記副トナー収納部に形成される上室及び下室と、前記トナー収納部から前記副トナー収納部の上室へトナーを移動するトナー移動手段と、前記副トナー収納部の上室に設けられたトナー循環手段と、前記副トナー収納部の下室に設けられた前記現像装置にトナーを補給するトナー補給手段と、前記トナー収納部から前記副トナー収納手段に移動したトナーが前記上室で循環せずに前記下室を介して現像装置へ流れ込むことを防止する流れ込み防止手段とを有することを特徴とするトナー補給装置。 In a toner replenishing device for replenishing toner stored in a toner storage unit to a developing device that performs visible image processing on an electrostatic latent image formed on an image carrier,
A sub-toner storage unit that is provided between the toner storage unit and the developing device and temporarily stores toner to be replenished to the developing device, a vertical partition member that partitions the secondary toner storage unit in the direction of gravity, and the vertical partition member An upper chamber and a lower chamber formed in the sub toner storage unit, a toner moving means for moving toner from the toner storage unit to the upper chamber of the sub toner storage unit, and an upper chamber of the sub toner storage unit. The toner circulating means, the toner replenishing means for replenishing toner to the developing device provided in the lower chamber of the sub-toner storage section, and the toner moved from the toner storage section to the sub-toner storage means And a flow preventing means for preventing the toner from flowing into the developing device through the lower chamber without circulation.
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