JP2005215438A - 画像形成装置のトナー補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
トナーの凝集と固形化を防止し、良好なトナー補給を行うことができるトナー補給装置を提供することである。
【解決手段】
トナーカートリッジ１２から受入開口２３に供給されたトナーは、螺旋状のファーブラシ２６に沿って補給開口２４に向かって搬送される。その際、ファーブラシ２６の先端部はケーシング２１の内壁に摺接していて、トナーに圧力をかけることはないため、トナーの凝集が発生することなく、トナーは補給開口２４まで搬送される。何らかの原因でトナーの凝集が発生したとしても、ファーブラシ２６によりトナーに圧力を与えることなく固形化したトナーを砕くことができる。また、ファーブラシ２６の先端部がケーシング２１の内壁に摺接しているため、現像剤がトナー補給装置２０のケーシング２１内に侵入することもない。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トナー補給装置、特に、トナーカートリッジ内のトナーを現像剤収容部に補給する画像形成装置のトナー補給装置に関する。

静電式複写機、静電式プリンタ、静電式ファクシミリなどの画像形成装置においては、感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像装置が配設されている。このような現像装置においては、現像処理に伴い現像容器内に収容されたトナーが消費されるので、適宜にトナーを補給することが必要である。この場合のトナーの補給は、トナーカートリッジ内のトナーを現像容器内に補給することにより行われる。

現像装置内の現像容器にトナーを補給するトナー補給装置は、現像容器の上部からトナーを落下させるのが好ましいが、現像装置によっては現像容器の真横もしくは下部からトナーを補給することが必要な場合もある。現像容器の真横からトナーを補給する場合、トナーカートリッジと現像容器との間に補給用のトナーを搬送させるための搬送機構が設けられており、この搬送機構の代表的なものとしてスパイラル機構がある。
特開2001−22182号公報

一般的に、トナー補給装置に設けられたスパイラル機構は、筒状のケーシング内に配置されており、回転軸と、この回転軸の外周に回転軸と一体形成された螺旋状の羽根部材とから構成されている。そして、螺旋状の羽根部材が回転することによって、トナーが搬送される。

このようなスパイラル機構によるトナー搬送では、トナーは、スパイラルを囲むケーシングの壁に沿って搬送されるが、搬送時にトナーに作用する遠心力によってケーシングの壁に圧接されて凝集された状態で現像容器内に補給される場合がある。

また、現像剤中のトナー濃度によっては、現像剤の割合が増加し、現像容器内の現像剤がトナー補給装置のトナー搬送路に侵入する場合がある。この場合、トナー搬送路に侵入した現像剤によりトナーの搬送が妨害され、トナーが凝集された状態で一度に現像容器内に補給される場合がある。

一度に多くのトナーが補給されると、現像容器内でトナーと現像剤とが十分に撹拌されなくなる。この状態で現像処理が行われると、画像の白地部分に補給ムラが発生する。また、凝集されたトナーが現像処理されると、用紙の画像転写面上に黒点が表れてしまうといった問題がある。

本発明の目的は、トナー補給装置におけるトナー搬送部材の材質および構造を改善することにより、トナーを撹拌しながら搬送すると同時に、現像容器からの現像剤の侵入を防ぐことにより、トナーの凝集を防止し、良好なトナー補給を行うことができるトナー補給装置を提供することである。

請求項１に係る画像形成装置のトナー補給装置は、トナーカートリッジからトナーを現像剤収容部に補給する装置であって、ケーシングと搬送部材とを備えている。ケーシングは、トナーカートリッジからトナーを受け入れる受入開口と、現像剤収容部にトナーを補給する補給開口を有する。搬送部材は、外周側先端がケーシング内壁に摺接するブラシを含み、ケーシング内で回転して受入開口に供給されたトナーを補給開口に向かって搬送する。

この装置では、トナーカートリッジから補給されたトナーは、ケーシング内で回転する搬送部材により受入開口から補給開口に向かって搬送される。その際、搬送部材の外周側先端がブラシであるため、搬送途中にトナーに圧力をかけることなく撹拌することができ、トナー塊の発生を抑えることができる。また、搬送部材の外周側先端がケーシングの内壁に摺接しているため、現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。

請求項２に係る画像形成装置のトナー補給装置は、請求項１に記載のトナー補給装置であって、搬送部材は、回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に設けられた羽根部材とを有し、羽根部材の少なくとも外周側先端部にブラシが設けられている。

この装置では、回転軸の外周に螺旋状に設けられた羽根部材の少なくとも外周側先端部にブラシが設けられているため、請求項１記載のトナー補給装置と同様、搬送途中にトナーに圧力をかけることなくトナーを撹拌することができ、トナー塊の発生を抑えることができる。また、外周側先端がケーシングの内壁に摺接しているため、現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。

なお、ブラシは、羽根部材の少なくとも外周側先端部に設けられていればよい。例えば、従来と同様に、回転軸と羽根部材とを樹脂により一体成形し、樹脂製羽根部材の先端部のみをブラシにしてもよい。もちろん、羽根部材の全体をブラシで構成してもよい。

請求項３に係る画像形成装置のトナー補給装置は、トナーカートリッジ内のトナーを現像剤収容部に補給する装置であって、ケーシングと搬送部材とを備えている。ケーシングは、トナーカートリッジからトナーを受け入れる受入開口と、現像剤収容部にトナーを補給する補給開口とを有する。搬送部材は、ケーシング内で回転する回転軸と、回転軸の外周に螺旋状に巻き付けられた羽根部材と、回転軸の補給開口側の端部に設けられ先端がケーシング内壁に摺接する弾性部材とを有し、受入開口に供給されたトナーを補給開口に向かって搬送する。

この装置では、回転軸の外周に螺旋状に設けられた羽根部材は従来の樹脂製スパイラル等である。しかし、この搬送部材には、回転軸の補給開口側の端部に、先端がケーシング内壁に摺接する弾性部材が設けられているため、この弾性部材によって現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。また、トナーの搬送過程においてトナー塊が発生した場合も、ケーシングの補給開口側の付近において、弾性部材によりトナー塊が砕かれる。

請求項４に係る画像形成装置のトナー補給装置は、請求項３に記載のトナー補給装置であって、弾性部材は、熱可塑性ポリウレタンフィルムである。

請求項１及び２の発明では、搬送部材に設けたブラシによって、現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。また、トナー補給装置内におけるトナーの塊の発生を抑えることができる。

請求項３及び４の発明では、搬送部材に設けた弾性部材によって、前記同様に現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。また、トナー補給装置内において発生したトナー塊を弾性部材により砕くことができる。

このように、本発明により、トナーの凝集と固形化を抑え、良好なトナー補給を行うことができる。

［第１実施形態］
図１は、本発明の一実施形態が採用された画像形成装置の全体の断面図である。ほぼ直方体形状を有するカラー画像形成装置１のほぼ中央に感光体ドラム２が配設されている。感光体ドラム２の周囲には、帯電器３、イエロー現像装置４、マゼンタ現像装置５、シアン現像装置６、ブラック現像装置７、中間転写体８、及びクリーニング装置９が配置されている。イエロー現像装置４、マゼンタ現像装置５、シアン現像装置６は、それぞれイエロートナーカートリッジ１０、マゼンタトナーカートリッジ１１、シアントナーカートリッジ１２を有している。中間転写体８の上方位置には、ブラック現像装置７のブラックトナーカートリッジ１３が配設されている。ブラックトナーカートリッジ１３の上方には露光操作ユニット１４が配設されている。中間転写体８の下方位置には二次転写ローラ１５が配設され、二次転写ローラ１５の用紙搬送方向下流側には、放電器１６、無端ベルト１７、定着器１８が配設されている。

次に、現像装置、特にシアン現像装置６について、図２を用いて説明する。シアン現像装置６は、現像容器６ａと、前述のトナーカートリッジ１２と、トナーカートリッジ１２と現像容器６ａとの間に配置されたトナー補給装置２０とを有している。

現像容器６ａ内には、感光体ドラム２と対向する現像ローラ６ｂと、現像容器６ａ内の現像剤を攪拌するための攪拌ローラ６ｃ，６ｄとが、それぞれ回転自在に設けられている。また、現像ローラ６ｂの上方には、現像ローラ６ｂ表面のトナーの穂高を規制するためのトナー規制部材６ｅが設けられている。さらに、現像容器６ａの底部には、トナー濃度センサ６ｆが設けられている。なお、他の現像装置４，５，７については、トナー補給装置の構成を除いて、基本的な構成は同様であるので、説明を省略する。

シアントナーカートリッジ１２は、現像容器６ａの真横に配置されており、トナーカートリッジ１２からのトナーは、トナー補給装置２０によって水平方向に搬送され、現像容器６ａに搬送されるようになっている。

トナー補給装置２０は、筒状のケーシング２１と、ケーシング２１内に回転自在に配置された搬送部材２２とを有している。

ケーシング２１は、トナーカートリッジ１２からトナーを受け入れる受入開口２３と、現像装置６にトナーを補給する補給開口２４を有している。

受入開口２３は、ケーシング２１の長手方向の一端側に、上方に開口して形成されている。また、補給開口２４は、ケーシング２１の長手方向の他端側に、横方向に開口して形成されている。搬送部材２２は、回転軸２５と、回転軸２５の外周に螺旋状に設けられた羽根部材としてのファーブラシ２６とを有している。回転軸２５は、ケーシング２１に回転自在に支持され、図示しないモータによって駆動されるようになっている。ファーブラシ２６は、図３に示すように、細い繊維状の束の集合であって、先端部はケーシング２１の内壁に摺接している。より詳しく説明すると、ブラシはナイロン、アクリル、ポリエステル、レーヨンなどの繊維を基布に織り込んだパイルを、回転軸外周に螺旋状に巻き付けて接着したものである。また、ブラシの材質としてトナーと同極性に帯電する傾向のものを使用すると、ブラシにおける目詰まりの発生が抑えられ、搬送の安定性を保つことができる。ブラシのサイズと密度は、トナー搬送速度などにより設定される。

次に動作について説明する。
まず、画像形成動作について簡単に説明する。画像形成時は、各色毎に感光体ドラム２が帯電器３で帯電され、露光操作ユニット１４からの光で露光されて感光体ドラム２表面に潜像が形成される。そしてそれぞれ各現像装置で現像され、その現像剤像が中間転写体８に転写される。そしてさらに、図示しない給紙カセットから搬送される用紙１９に中間転写体８の像が２次転写ローラ１３によって転写され、定着器１８による加熱・加圧によって定着され、排紙される。

次に、特に、シアントナー補給装置２０のトナー補給動作について説明する。まず、図示しないトナー補給モータがONにされると、回転軸２５及びブラシ２６からなる搬送部材２２が回転し、これによりトナーカートリッジ１２から受入開口２３に供給されたトナーは、螺旋状のファーブラシ２６に沿って補給開口２４に向かって搬送される。一般に、トナーは高温高湿の環境では流動性が低くなり、ケーシングの内壁に圧接されて付着したり、スパイラルの羽部材に付着したりして凝集が発生しやすい。特に、カラーのトナーは融点が低いため凝集が起こりやすい。しかし、ファーブラシ２６の先端部がケーシング２１の内壁に摺接しているため、トナーに圧力をかけることはない。したがって、トナーの凝集が発生することなく、トナーは補給開口２４まで搬送される。

このような本実施形態では、トナー搬送過程でのトナーの凝集を抑えることができる。
また、ファーブラシ２６の先端部がケーシング２１の内壁に摺接しているため、現像剤がトナー補給装置２０のケーシング２１内に侵入することもなく、現像剤によってトナーの搬送が妨害され、一度に多くのトナーが現像容器内に補給されることも発生しない。

［第１実施形態の変形例］
前記実施形態では、羽根部材全体をファーブラシとしたが、羽根部材の外周部のみをファーブラシとしてもよい。すなわち、回転軸と螺旋状の羽根部材とを樹脂により一体成形し、羽根部材の先端部にブラシを設けて、このファーブラシの先端がケーシングの内壁に摺接するようにすることもできる。このように羽部材の先端部にファーブラシを設けると、ファーの長さが短くなり、ブラシの密度を小さくすることもできる。特に、植毛した場合などは、植毛本数を抑えることができる。

［第２実施形態］
第１実施形態では、搬送部材を、回転軸と、羽根部材としてのブラシとで形成したが、図４に示すような構成にしてもよい。

図４に示す搬送部材５０は、回転軸５１と、回転軸５１の外周に螺旋状に形成された羽根部材５２と、回転軸５１の補給開口２４側の端部に設けられた弾性部材５３とを有している。回転軸５１及び羽根部材５２は樹脂により一体成形されている。弾性部材５３は、回転軸５１に形成された取付用の突起５４に接着された熱可塑性ポリウレタンフィルムで形成されている。そして、図５に示すように、この搬送部材５０をケーシング２１内に装着したとき、弾性部材５３の先端部が弾性変形してケーシング２１の内壁に摺接するようになっている。

次に動作について説明する。
図示しないトナー補給モータがONにされると、回転軸５１と羽根部材５２及び弾性部材５２からなる搬送部材５０が回転し、これによりトナーカートリッジ１２から受入開口２３に供給されたトナーは、螺旋状の羽根部材５２に沿って補給開口２４に向かって搬送される。その際、仮にトナーの凝集が発生したとしても、回転軸５１の補給開口側の端部に設けられた熱可塑性ポリウレタンフィルム５３により、凝集化したトナーの塊を砕くことができる。また、熱可塑性ポリウレタンフィルムは弾性を有しているため、凝集化されたトナーの塊を砕く際、トナーに圧力をかけることはない。さらに、熱可塑性ポリウレタンフィルム５３はケーシング内壁に摺接しているため、現像容器内の現像剤がトナー補給装置へ侵入することはない。したがって、現像剤によってトナーの搬送が妨害され、一度に多くのトナーが現像容器内に補給されることも発生しない。

すなわち、このような本実施形態では、トナー搬送過程でのトナーの凝集を抑えることができる。また、現像剤がトナー補給装置へ侵入することを抑えることができる。

本実施形態では、弾性部材５３を搬送部材５０の取付用の突起に取り付けた例を示したが、弾性部材５３を補給開口側の羽根部材に取り付けるようにしてもよい。また、弾性部材の材質として、不織布やブラシでもよい。

本発明に係る現像装置を有する画像形成装置の全体の断面図。 シアントナー補給装置の断面図。 第１実施形態の搬送部材の図面。 第２実施形態の搬送部材の図面 第２実施形態の搬送部材をケーシング内に装着したときの断面図

符号の説明

１画像形成装置
２ 感光体ドラム
６シアン現像装置
６ａ現像容器
１２シアントナーカートリッジ
２０トナー補給装置
２１ケーシング
２２ブラシを含む搬送部材
２３受入開口
２４補給開口
２５回転軸
２６ブラシ
５３弾性部材

Claims (4)

1. トナーカートリッジ内のトナーを現像剤収容部に補給する画像形成装置のトナー補給装置であって、
   前記トナーカートリッジからトナーを受け入れる受入開口と、前記現像剤収容部にトナーを補給する補給開口とを有するケーシングと、
   少なくとも外周側先端が前記ケーシング内壁に摺接するブラシ部材を有し、前記ケーシング内で回転して前記受入開口に供給されたトナーを前記補給開口に向かって搬送する搬送部材と、
   を備えた画像形成装置のトナー補給装置。
2. 前記搬送部材は、回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた羽根部材とを有し、
   前記ブラシは前記羽根部材の少なくとも外周側先端部に設けられている、
   請求項１に記載の画像形成装置のトナー補給装置。
3. トナーカートリッジ内のトナーを現像剤収容部に補給する画像形成装置のトナー補給装置であって、
   前記トナーカートリッジからトナーを受け入れる受入開口と、前記現像剤収容部にトナーを補給する補給開口とを有するケーシングと、
   前記ケーシング内で回転する回転軸と、前記回転軸の外周に螺旋状に設けられた羽根部材と、前記回転軸の前記補給開口側の端部近傍に設けられた先端が前記ケーシング内壁に摺接する弾性部材とを有し、前記受入開口に供給されたトナーを前記補給開口に向かって搬送する搬送部材と、
   を備えた画像形成装置のトナー補給装置。
4. 前記弾性部材は熱可塑性ポリウレタンフィルムである、請求項３に記載の画像形成装置のトナー補給装置。
   

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