JP3315569B2 - トナー／現像剤補給装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシ
ミリ、レーザプリンタ等の画像形成装置、特にキャリア
とトナーからなる２成分系現像剤を用いて画像形成を行
う電子写真式画像形成装置における現像装置に付設され
るトナー／現像剤補給装置に関するもので、トナー消費
に伴うトナー補給と、経時劣化するキャリア交換、場合
によっては当該キャリアを含む現像剤の交換とを行うこ
とができるようになったものである。

【０００２】

【従来の技術】現像器へトナーを供給するボトルとし
て、特開昭６０−１５９７６９号公報や特開平７−１５
９７６９号公報に開示された構成のものが知られてい
る。これらはボトル容器に内設された螺旋状のひれ（突
起部）の回転時の作用によって、水平設置状態におい
て、内部収容するトナーを排出させるものである。しか
しながら、これらのボトルはトナー供給用にのみ使用さ
れ、他の用途を有していない。

【０００３】また２成分系現像装置では、消費分を補う
ためのトナー補給の他に、劣化したキャリアの交換のた
めに新キャリアを含んだ現像剤の供給と劣化キャリアを
含んだ現像剤の回収とが必要となる。このトナー補給と
現像剤交換に関しては、例えば特開平４−２９２７１号
公報において、使用済現像剤の一部を排出する手段と新
品現像剤を供給する手段とを備えた現像剤供排機構が示
されていて、この機構では、新品現像剤を収容していた
容器に、その現像剤を供給した後に、使用済現像剤を回
収することとしている。しかしながら、当該公報に開示
の技術では、単に空になった容器をサービスマンが供給
位置とは異なる回収位置に改めて装着するにすぎず、し
たがって当該装置では、現像剤供給後の容器に自動的に
使用済現像剤を回収するものではなく、更に当該装置で
は２つの容器を装着する必要が生じ、装置の大型化をも
たらす。

【０００４】特開平２−６９７８号公報では、トナー補
給容器とトナー回収容器を一体構造とし、現像装置に着
脱自在な構成としたトナー収納容器が提案されている。
この容器では区切られた回収トナー収納部でトナーの回
収を行うので、トナー補給容器としては回収部という無
駄なスペースが必要となり、装着されるべき装置を大型
化するとともに、在庫スペース的にも無駄な空間を必要
とする。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そのために、装置を大
型化することなく、しかもサービスマンやユーザーの手
を煩わすことなく、劣化した使用済現像剤を自動的に回
収することが求められる。空間の有効利用という点で
は、トナー補給を行うトナー容器に劣化した使用済現像
剤を回収するようにすることが望ましい。しかしなが
ら、トナー補給容器には、上記のように、トナー排出を
効率的に行うための構成が付加されている。例えば、特
開昭６０−１５９７６９号公報の技術では螺旋状のひれ
が内設され、特開平７−２０７０５号公報の技術では更
に容器肩部内面の一部が開口部の径よりも大きな径の肩
部内面部分から開口部の縁まで迫り出した迫り出し形状
をとっている。これらトナー排出にとって有効な手段
は、しかしながらトナー回収にとっては性能低下の要因
ともなる。その結果、回収すべき回収量が回収できない
ことも生じる。

【０００６】そこで本発明は、部品点数が少なく簡単な
構成でトナー及び現像剤の供給並びに劣化現像剤の回収
を確実に行うことができ、装置全体の大型化を防止する
ことができるトナー／現像剤補給装置を提供することを
課題とする。特に現像剤の回収効率に優れたトナー／現
像剤補給装置を提供する。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明にしたがうトナー／現像剤補給装置は、収容
容器から排出されるトナー又は現像剤を受け取って回転
動作によって当該トナー又は現像剤を現像部へ送り出す
供給部と、現像部から送られてくる現像剤を回転動作に
よって持ち上げる回収部と、収容容器の開口を開閉し且
つ回収部で持ち上げられた現像剤を受け取り収容容器へ
送り込む閉鎖栓とを備えて、上記閉鎖栓の収容容器に嵌
まり込む部分の垂直投影面積のうちの相当部分が回収現
像剤受け取り面となり、且つトナー／現像剤の収容容器
からの排出を阻害しないように閉鎖栓が形成されている
ことを特徴とする。

【０００８】上記閉鎖栓の回収現像剤受け取り面が捻じ
れ曲面で且つ取り付け状態で栓の先端にいくに従い低く
なる部分を有していれば、好適である。また上記回収現
像剤受け取り面が栓端面で回転中心を通り、回転対称に
形成されていれば、一層効果的である。上記回収現像剤
受け取り面の栓端面での最も低い個所が、閉鎖栓の垂直
中心よりも左右いずれかに偏置しているのも好都合であ
る。

【０００９】

【実施例】本発明の詳細を、図に示された実施例に基づ
いて、説明する。本発明に係るトナー／現像剤補給装置
１を装着した現像装置２を図１に示す。現像装置２内の
現像ローラー等を用いて、公知のように、不図示の感光
体上の潜像を可視像化する。トナー／現像剤補給装置１
は、トナー並びにトナーとキャリアからなる２成分系現
像剤を収容する粉体収納容器３と、当該容器から排出さ
れるトナー乃至現像剤を現像装置２へ、また現像装置２
から導出される現像剤を循環するトナー／現像剤搬送装
置４とからなる。

【００１０】粉体収納容器３は見かけ上は１つの容器で
あるが、第１粉体容器１１と第２粉体容器１２とが一体
的に連結され、共通の端部平面でトナー、現像剤の供給
を行うものである。その構成は例えば特願平７−１７１
１５７号の明細書に詳細に開示されており、当該容器の
Ａ方向、Ｂ方向の回転に応じて、各容器内周面に付けら
れた螺旋突起の作用によって、第１粉体容器１１と第２
粉体容器１２のそれぞれに収容された異なる粉体が、別
々に容器から排出される。一般的に、未使用現像剤が第
１粉体容器１１に収容され、未使用トナーが第２粉体容
器１２に収容されている。

【００１１】トナー／現像剤搬送装置４は、図２に示さ
れるように、第１搬送スクリュー２１と第２搬送スクリ
ュー２２を内蔵し、現像装置２から第１搬送スクリュー
２１で送られた現像剤は、図面手前側で第２搬送スクリ
ュー２２へ受け渡され、当該第２搬送スクリュー２２に
よって現像装置２へ戻される。

【００１２】この循環系から現像剤の少なくとも一部
は、図３に示されるように、第２搬送スクリュー２２下
方に形成された落としスペース２４から搬送スクリュー
２１，２２用ケース２３の側壁下側に設けられた孔を介
して現像剤転回スペース２５へ送り込まれ、転回スペー
ス２５の回転によってケース２３の側壁上側に設けられ
た孔２６から循環系に戻される。循環系はトナー／現像
剤搬送装置４を介することなく、現像装置３のみで形成
されていてもよい。

【００１３】現像剤転回スペース２５を形成する中間連
結部材２７と転回本体３３を図４を用いて説明する。ケ
ース２３に一体成形又は螺子止めされた中間連結部材２
７は、現像剤転回スペース２５の一端面となり転回本体
３３側から見て第２象限及び第４象限に位置した孔２
６，３２及び中央開口開口を備えた平板部２８と、これ
を取り囲むリング状フランジ２９と、平板部の開口を囲
むようにケース２３と反対側に突出した現像剤供給支持
羽根３０及び現像剤回収支持羽根３１を備えてなってい
る。供給支持羽根３０と回収支持羽根３１とは連続せ
ず、上下の中間個所に隙間が存在する。供給孔２６及び
回収孔３２を上下垂直位置でなく、第２象限及び第４象
限に位置させることによって、搬送スクリュー端部をス
ペース効率に優れた個所に位置させることができる。

【００１４】また中間連結部材２７に嵌合する転回本体
３３は、比較的大きな中央開口を有した浅コップ形状を
有する。その外周側壁には不図示の駆動部からの回転駆
動を伝達するためのギヤ３４を取り付けられており、例
えば現像剤を循環系に戻す場合には矢印Ａの方向に回転
する。また転回本体３３の内面には、トナー乃至現像剤
をトナー／現像剤搬送装置へ送り出すための現像剤供給
部３５と、回収現像剤を粉体収納容器へ戻す現像剤回収
部３６とがある。これら現像剤供給部３５と現像剤回収
部３６とは少なくとも１対で構成され、現像剤供給と回
収のタイミング、現像剤容量によってその対の数が決定
される（図示の例では２対）。また例えば現像剤供給部
３５が２つ、現像剤回収部３６が１つというように、相
互に異なる個数としてもよい。供給部３５の方が多い場
合には供給能力が増し、回収部３６の方が多い場合には
回収能力が増すことになる。現像剤供給部３５は、転回
本体３３の周囲側壁と中間連結部材２７の支持羽根３０
に外側から摺擦する内周壁とで規定され、それら壁の間
の底面は現像剤供給回転の際の下流側が上流側より高く
なり、斜面を構成している。現像剤回収部３６は、その
底面が現像剤供給部の下流端と同じ高さの平坦面であ
り、現像剤供給部の内周壁の延長部によって掬い部３７
を備え、現像剤回収回転（Ｂ方向）の際に回収現像剤を
搬送する。

【００１５】これら中間連結部材２７と転回本体３３と
が嵌合すると、中間連結部材２７の平板部２８、転回本
体３３の供給部及び回収部の底面、転回本体３３の周囲
側壁、内周壁、並びに中間連結部材２７の供給支持羽根
３０と回収支持羽根３１とによって、現像剤転回スペー
ス２５が規定される。現像剤はこの転回スペース２５に
絶えず存在しており、転回本体３３の回転によってトナ
ー／現像剤搬送装置４から孔３２を介して転回スペース
２５に入った現像剤は孔２６を介してトナー／現像剤搬
送装置４へ戻される。転回本体３３の回転の際に、現像
剤が隙間に入り込まないように、中間連結部材２７と転
回本体３３の間に第１シール部材３８が装着されてい
る。このシール部材３８はゴム系のＶリング、Ｇシー
ル、あるいはそれらの代替物、例えばスポンジ等であ
る。粉体収納容器３をトナー／現像剤補給装置にセット
した際の保持及びシールのために、転回本体３３の内周
縁部にも第２シール部材３９が付けられている。

【００１６】図３には更に、中間連結部材２７の供給支
持羽根３０と回収支持羽根３１の内周空間に粉体収納容
器３用の閉鎖栓５０が示される。この閉鎖栓５０は最
初、第１粉体容器１１と第２粉体容器１２のそれぞれの
端部開口を塞ぎ、現像剤及びトナーの漏れを防ぎ、供給
・回収の際には、図示のように各開口を開放するように
不図示のチャック装置により所定量だけ引き出される。
その詳細を図５に示す。第１粉体容器の閉鎖は外周栓部
５１で行い、第２粉体容器の閉鎖は中央栓部５２で行
う。中央栓部５２は図５（ａ），（ｂ）で特に認識でき
るように、その先端稜線がほぼＮ字状であり、当該稜線
から底部に向かって切り立ったほぼ平坦な面（Ｃ，Ｄ）
とこれら平坦面に連続し稜線に近づくに従い高くなる傾
斜底面Ｄを有しており、平坦面Ｃ，Ｄが接する境界線Ｆ
は中央栓部５２の先端稜線に近づくに従い半径方向外側
に偏位している。図５（ｃ）で理解できるように、この
中央栓部５２のＣ面、Ｄ面、Ｅ面のいずれかに落下する
回収現像剤は境界線Ｆにあつまり、中央栓部先端から容
器へ回収されることになる。当該境界線Ｆは現像剤の安
息角以上をとり、例えば最低２０度とする。図５（ｃ）
から明らかなように、回収現像剤を捕捉可能な中央栓部
５２の面積は、当該栓部５２の全平面面積の大部分を占
め、したがって転回スペースを通過する回収現像剤の大
半が回収容器に取り込まれうることになる。Ｃ面、Ｄ
面、Ｅ面は説明の容易化のために平坦的なものとして表
しているが、実質的には捻じれ曲面に形成され得る。

【００１７】本実施例での一連の動作を以下に説明す
る。例えば、現像装置３のトナー濃度が低下し、トナー
補給が必要になったにもかかわらず、粉体収納容器３に
トナーが無いと判断された場合には、ユーザーに容器３
の交換を促す。新しい容器３が装着されると、不図示の
チャック装置により栓５０を開く。栓５０が開くと、不
図示の駆動部からギヤ３４を介して転回本体３３に駆動
を与え、Ａ方向に回転する。同時に粉体収納容器３も不
図示の駆動部によって同じＡ方向に回転され、第２粉体
容器１２からトナーが排出される。第２粉体容器１２内
周面に付けられた螺旋突起の螺旋状態によっては、Ｂ方
向に回転することでトナーを排出する場合もある。現像
剤を供給する場合には、粉体収納容器３をトナー補給の
際とは逆向きに回転することで、内周面に螺旋突起を備
えた第１粉体容器１１から現像剤を転回スペース２５へ
排出する。即ち、第１粉体容器１１と第２粉体容器１２
のそれぞれの内周面に付けられる螺旋突起は互いに向き
が逆で、粉体収納容器が一方に回転すると、第１粉体容
器と第２粉体容器のそれぞれに収容された粉体のいずれ
かは端部開口へ送り出され、他方の粉体は逆に容器奥側
へ送られるようになっている。

【００１８】開口から排出されたトナー乃至現像剤は転
回スペース２５に落下し、転回本体３３のＡ方向の回転
によって現像剤供給部３５内で上方へ且つ供給部の斜面
によってトナー／現像剤搬送装置４に近づく方向へ移動
させられ、やがてケース２３乃至中間連結部材２７の側
壁上側に設けられた孔２６を介して回転駆動する第２搬
送スクリュー２２上へ送り出される。トナー乃至現像剤
を転回スペースの現像剤供給部３５で回転搬送する際
に、当該トナー乃至現像剤は傾斜底部と周囲側壁と内周
側壁で規定された空間にあって搬送されるものであり、
したがって内周側壁と摺擦する供給支持羽根３０は省略
されていても特に不都合はない。第２搬送スクリュー２
２及び第１搬送スクリュー２１は、粉体収納容器３が回
転駆動する際には、少なくとも同時に駆動し始めている
ので、現像装置２から現像剤を循環搬送しており、特に
トナーを補給する場合には、現像装置２に至るまでに現
像剤との混合が行われ始め、現像装置２内でのトナー濃
度のむらを最低限に抑え込むことが可能である。

【００１９】トナー乃至現像剤を所定量供給した後、粉
体収納容器３の回転は停止し、栓５０は容器開口を閉じ
る。この際、転回本体３３並びに第１搬送スクリュー２
１及び第２搬送スクリュー２２は駆動を停止してもよい
し、駆動させたままにしておいてもよい。第１搬送スク
リュー２１及び第２搬送スクリュー２２が現像装置２内
の一部を構成している場合には、現像装置２内の現像剤
撹拌の観点から常に稼働させておくのがよい。

【００２０】第２粉体容器１２からトナーが全て排出さ
れると、空になった当該粉体容器１２は劣化現像剤のた
めの回収容器として用いられることになる。劣化現像剤
の回収の場合には、第１搬送スクリュー２１及び第２搬
送スクリュー２２をトナー乃至現像剤供給の場合と同じ
ように駆動するとともに、転回本体３３をトナー乃至現
像剤供給の場合と逆にＢ方向に回転させる。栓５０は図
３の位置まで開けられる。現像剤回収のタイミングは、
現像装置２内の磁気型トナー濃度センサーや光学式トナ
ー濃度センサー、感光体上でトナー濃度を感知するセン
サー等によってトナー濃度の低下に伴ってトナー補給が
必要になった時点に合わせるのが合理的である。各種セ
ンサーによりトナー濃度の低下を判断し第２粉体容器１
２内にトナーがなくなった場合に現像剤を回収するため
のモードとする。

【００２１】現像装置２から送り出された現像剤は、第
２搬送スクリュー２２下方に形成された落としスペース
２４から、ケース２３乃至中間連結部材２７の側壁下側
に設けられた孔３２を通って、回転する転回スペース２
５に入り込む。転回スペース２５に入った現像剤は、転
回本体３３の周囲側壁と回収支持羽根３１で囲まれた空
間に溜り、現像剤回収部３０の掬い部３７によって上方
に持ち上げられ、やがて回収支持羽根３１の途切れる位
置で落下し、栓５０のＣ面、Ｄ面、Ｅ面で拾われ、境界
線Ｆに沿って第２粉体容器１２へ回収される。この際、
第２粉体容器１２をトナー補給の際と逆向きに回転する
ことで内周螺旋突起の作用により、回収現像剤が容器奥
側へ取り込まれる。第１粉体容器１１に収容され現像装
置２に供給された現像剤と同量の劣化現像剤が第２粉体
容器１２に収容された時点で回収を終了して、容器交換
をユーザーに促す。現像剤の新旧交換は現像装置２の容
量全部でもよいし、一部だけでもよい。

【００２２】

【発明の効果】請求項１に記載のトナー／現像剤補給装
置によれば、閉鎖栓の収容容器に嵌まり込む部分の垂直
投影面積のうちの相当部分が回収現像剤受け取り面とな
り、且つトナー／現像剤の収容容器からの排出を阻害し
ないように閉鎖栓が形成されているので、現像剤の回収
時に確実に回収現像剤を捕捉し、収容容器に回収するこ
とが可能となり、しかも当該回収のための栓形状によっ
てトナー／現像剤が収容容器から排出される際に支障と
ならない。

【００２３】請求項２に記載のトナー／現像剤補給装置
によれば、閉鎖栓の回収現像剤受け取り面が捻じれ曲面
で且つ取り付け状態で栓の先端にいくに従い低くなる部
分を有しているので、回収現像剤を捕捉する面を可能な
限り広くしながら、容器への回収もスムーズとなる。

【００２４】請求項３に記載のトナー／現像剤補給装置
によれば、回収現像剤受け取り面が栓端面で回転中心を
通り、回転対称に形成されているので、閉鎖栓が上下逆
に取り付けられた場合でも、現像剤の回収には支障がな
く、しかもトナー／現像剤の収容容器からの排出が当該
受け取り面の下方から行われるにあたり、排出開口も広
く取ることが可能となる。請求項４に記載のトナー／現
像剤補給装置によれば、回収現像剤受け取り面の栓端面
での最も低い個所が、閉鎖栓の垂直中心よりも左右いず
れかに偏置しているので、回収現像剤を捕捉する面を可
能な限り広くしながら、トナー／現像剤の収容容器から
の排出のための開口も広く取ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るトナー／現像剤補給装置の主要構
成の概略図である。

【図２】図１と同じトナー／現像剤補給装置の主要構成
を示すもので、トナー／現像剤搬送装置を部分的に開放
した概略図である。

【図３】トナー／現像剤を循環する転回スペース回りの
構成を示すトナー／現像剤搬送装置、中間連結部材及び
転回本体の概略断面図である。

【図４】相互に嵌合する中間連結部材及び転回本体の構
成を示す斜視図で、（ａ）はトナー／現像剤搬送装置と
連結する中間連結部材を、（ｂ）は転回本体を示す。

【図５】閉鎖栓の構成を示すもので、（ａ）は斜視図、
（ｂ）は正面図、（ｃ）は上面図である。

【符号の説明】

３ 粉体収納容器 １１ 第１粉体容器 １２ 第２粉体容器 ２１ 第１搬送スクリュー ２２ 第２搬送スクリュー ２３ スクリュー用ケース ２４ 落としスペース ２５ 転回スペース ２６ 孔 ２７ 中間連結部材 ２８ 平板部 ３３ 転回本体 ３４ ギヤ ３８ シール部材 ５０ 閉鎖栓

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−20705（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−6978（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−20701（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 収容容器から排出されるトナー又は現像
   剤を受け取って回転動作によって当該トナー又は現像剤
   を現像部へ送り出す供給部と、現像部から送られてくる
   現像剤を回転動作によって持ち上げる回収部と、収容容
   器の開口を開閉し且つ回収部で持ち上げられた現像剤を
   受け取り収容容器へ送り込む閉鎖栓とを備えてなるトナ
   ー／現像剤補給装置において、 上記閉鎖栓の収容容器に嵌まり込む部分の垂直投影面積
   のうちの相当部分が回収現像剤受け取り面となり、且つ
   トナー／現像剤の収容容器からの排出を阻害しないよう
   に閉鎖栓が形成されていることを特徴とするトナー／現
   像剤補給装置。
2. 【請求項２】 前記閉鎖栓の回収現像剤受け取り面が捻
   じれ曲面で且つ取り付け状態で栓の先端にいくに従い低
   くなる部分を有することを特徴とする請求項１に記載の
   トナー／現像剤補給装置。
3. 【請求項３】 前記回収現像剤受け取り面が栓端面で回
   転中心を通り、回転対称に形成されていることを特徴と
   する請求項２に記載のトナー／現像剤補給装置。
4. 【請求項４】 前記回収現像剤受け取り面の栓端面での
   最も低い個所が、閉鎖栓の垂直中心よりも左右いずれか
   に偏置していることを特徴とする請求項２に記載のトナ
   ー／現像剤補給装置。