JP3441280B2

JP3441280B2 - トナー供給機構

Info

Publication number: JP3441280B2
Application number: JP02608496A
Authority: JP
Inventors: 隆正布施
Original assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Current assignee: Katsuragawa Electric Co Ltd
Priority date: 1996-01-19
Filing date: 1996-01-19
Publication date: 2003-08-25
Anticipated expiration: 2016-01-19
Also published as: JPH09197824A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機、プリ
ンター等の画像形成装置に備えた現像装置のトナー供給
機構に関し、特には、トナーおよびキャリアからなる２
成分現像剤を効率良く攪拌混合し、現像容器内に確実に
補給用トナーを供給することが可能なトナー供給機構に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、図３に示すように、トナーおよび
キャリアからなる２成分現像剤を使用する構成の現像装
置１が知られる。この現像装置１は、平行する２本の攪
拌スクリュウを有して現像剤を循環攪拌している。トナ
ー供給口３が設けられている側の回転軸７には、現像容
器２内でキャリアおよびトナーを循環・攪拌して均一に
混合する第１の攪拌スクリュウ４と、攪拌・循環してい
る現像剤中に補給用トナーを供給するトナー供給スクリ
ュウ６とを有する。第１の攪拌スクリュウ４にほぼ平行
して設けられた第２の攪拌スクリュウ５と現像剤排出ス
クリュウ２８とを有する。これらスクリュウは、螺旋状
の攪拌羽根が設けられており、現像剤を一方向に搬送す
る。

【０００３】第１の攪拌スクリュウ４は回転可能に設け
た回転軸７に固定されており、回転軸７の一端はモータ
ー８に接続されている。モーター８の駆動により回転軸
７を回転させることにより第１のスクリュウ４を回転さ
せ、回転軸７に設けたギア９がほぼ平行に配置した回転
軸１１に設けたギア１０に駆動力を伝達させて回転軸１
１を回転させ、回転軸１１に固定された第２のスクリュ
ウ５を回転させて現像剤を矢印Ａ方向に循環・攪拌させ
ている。トナー供給スクリュウ６は、回転軸７に圧入し
たベアリング１２を介して回転可能に設けられており、
クラッチ１４により回転軸７に連結可能となっている。
現像容器２内部に設けたトナー濃度センサ１５の検知信
号に基づいてクラッチ１４の入切動作が行われる。

【０００４】補給用トナーを現像容器２内に供給する供
給方法について説明する。不図示のトナーカートリッジ
からトナー供給スクリュウ６周辺の空間に補給用トナー
を常時充填するようにトナーカートリッジ内の供給スク
リュウを制御する。一方、画像形成によって消費された
現像剤中のトナー濃度をトナー濃度センサ１５が検知
し、この検知信号に基づいてクラッチ１４を動作させて
回転軸７の駆動をトナー供給スクリュウ６に伝達させ
る。トナー供給スクリュウ６の回転に伴って補給用トナ
ーが第１の攪拌スクリュウ４の方向に搬送され、現像剤
と共に攪拌・循環される。次いで現像容器２内のトナー
濃度が所定の濃度に達したことをトナー濃度センサ１５
が検知し、クラッチ１４を切断してトナー供給スクリュ
ウ６の回転を停止させる。また、クラッチ１４の動作は
トナー供給スクリュウ６を断続的に回転するように設定
しており、このため補給用トナーを一定量ずつ確実に第
１の攪拌スクリュウ５に向かって供給することができ
る。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】上記したトナー供給ス
クリュウ６を回転軸７に対して回転可能とさせるため、
トナー供給スクリュウ６と回転軸７との間にベアリング
１２が設けられている。また、トナー供給スクリュウ６
は、現像剤中にほぼ埋没した状態で補給用トナーの供給
を行っている。このため、現像剤の搬送時に生じる圧力
がベアリング１２に対して加わり、現像剤の侵入防止の
シール部材１６が設けられているにもかかわらず現像剤
がベアリング１２内に侵入してしまう。特に現像剤中の
トナーが僅かでもベアリング１２内に侵入した場合、回
転軸７の回転による摩擦熱等によりトナーをベアリング
１２内で固着させてトナー供給スクリュウ６を停止させ
たり、ベアリング自体を破損させてしまうこととなる。

【０００６】上記問題に鑑みて、本発明は上記したトナ
ー供給スクリュウを簡単な方法により確実に回転駆動さ
せ、補給用トナーを現像容器内に供給することができる
トナー供給機構を提供することを課題とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、トナーおよびキャリアからなる２成分現
像剤を平行する２本の回転軸に設けたスクリュウにより
現像容器内で攪拌循環させる構成の現像装置であって、
一方の側の回転軸に固定した第１の攪拌スクリュウとこ
の回転軸に対して回転可能に設けたトナー供給スクリュ
ウとを直列に配置し、前記第１の攪拌スクリュウは、そ
の回転軸の回転に伴って回転駆動し、他方の回転軸に固
定した第２の攪拌スクリュウと協動して現像剤を攪拌循
環させ、前記トナー供給スクリュウにはクラッチ手段が
設けられており、現像容器内のトナー濃度が低下した時
にそれを検知する濃度検知手段からのトナー供給信号に
基づいて前記トナー供給スクリュウを回転させ、該トナ
ー供給スクリュウの周辺に充填した補給用トナーを前記
第１の攪拌スクリュウの方向に供給するトナー供給機構
において、前記トナー供給スクリュウは、回転軸の外径
より大きな内径を有し、トナー供給スクリュウと回転軸
との間に形成される空間にスクリュウ部材が設けられて
いることを特徴とする。

【０００８】また、前記スクリュウ部材が前記回転軸の
外径より小さい内径を有するコイルスプリングであっ
て、前記回転軸に沿って回巻きされて固定されているこ
とを特徴とし、前記空間の一部を密閉するシール部材を
設け、現像装置外部と現像装置内部との間を遮断したこ
とを特徴とする。

【０００９】

【作用】このような構成において、現像容器内の現像剤
は第１の攪拌スクリュウおよび第２の攪拌スクリュウに
よって攪拌・循環している。一方、トナーカートリッジ
内の補給用トナーは、供給スクリュウ周辺に充填するよ
うに制御されている。画像形成が行われるに度に、現像
容器内の現像剤のトナー濃度が低下し、これを現像容器
内に設けたトナー濃度センサが検知する。トナー濃度セ
ンサの検知信号に基づいてクラッチが回転軸とトナー供
給スクリュウとを連結し、トナー供給スクリュウを回転
させる。トナー供給スクリュウの回転によって補給用ト
ナーが第１の攪拌スクリュウへと供給され、現像容器内
の現像剤と共に攪拌・循環され、所定のトナー濃度とな
るまで供給される。トナー供給スクリュウはトナーの供
給時に回転軸と共に回転しているためトナー供給スクリ
ュウと回転軸との間の空間内に現像剤が侵入する。しか
し、トナー供給スクリュウの停止時には、この空間内に
設けたコイルスプリングとトナー供給スクリュウがこの
空間内に侵入した現像剤を空間内部から押し出す。従っ
て、トナーの固着等によって生じるトナー供給スクリュ
ウの回転不良が防止される。

【００１０】

【実施例】本発明の好適な実施例を図面に基づいて説明
する。図１は本発明による現像装置１のトナー供給機構
を示す断面概略図である。現像装置１は、非磁性トナー
および磁性キャリアからなる現像剤１７を貯留する現像
容器２と、現像容器２内部に貯留した現像剤１７を攪拌
・循環させる螺旋状の攪拌羽根を有する第１の攪拌スク
リュウ３および第２の攪拌スクリュウ４と、補給用トナ
ーを第１の攪拌スクリュウ３の方向に供給するトナー供
給スクリュウ６と、矢印Ｃ方向に回転するスリーブ１８
と、スリーブ１８内部に固定配置した複数の磁石１９
と、スリーブ１８表面に形成された磁気ブラシ２０を一
定の厚みに切り揃えるブレード２１とを有する。

【００１１】現像容器２内部の現像剤は第１の攪拌スク
リュウ４および第２の攪拌スクリュウ５の矢印Ｂ方向の
回転によって均一に混合され、スリーブ１８表面に搬送
される。スリーブ１８表面に搬送された現像剤は磁石１
９の磁力の作用によってスリーブ１８表面に吸着され、
磁気ブラシ２０を形成する。磁気ブラシ２０はブレード
２１によって磁気ブラシ２０の先端を切り揃えられた状
態で現像部２２に搬送され、磁気ブラシ２０が像担持体
２３表面と接触して像担持体２３上に形成された静電潜
像を現像してトナー画像を形成する。

【００１２】図２は、図１の現像装置の線Ｉ−Ｉで切断
した断面図を示す。図２において、回転軸７を回転駆動
させるモーター８と、トナー供給スクリュウ６と回転軸
７とを連結するクラッチ１４と、現像容器２内のトナー
濃度を検出するトナー濃度センサ１５と、トナー供給ス
クリュウ６の周辺に補給用トナーが充填しているかを検
知するトナーセンサ２４と、回転軸７の駆動を回転軸１
１に伝達するギア９、１０とを有する。

【００１３】回転軸７の一端はベアリング２６ａを介し
て側板２５ａに保持され、その他端はベアリング２７ａ
および保持部材３７ａを介して側板２５ｂに保持されて
いる。また、回転軸１１の一端はベアリング２６ｂを介
して側板２５ａに保持され、その他端はベアリング２７
ｂおよび保持部材３７ｂを介して側板２５ｂに支持され
ている。第１の攪拌スクリュウ４および第２の攪拌スク
リュウ５は接着剤等により回転軸７、１１に固定されて
いる。回転軸７の一端にはモーター８が連結されてお
り、回転軸７に固定されたギア９により回転軸７の駆動
をギア１０に伝達させ、ギア１０に固定された回転軸１
１を回転させ、第１の攪拌スクリュウ４および第２の攪
拌スクリュウ５とを回転させて、現像容器内部に貯留す
る現像剤を矢印Ａ方向に攪拌・循環させている。また、
回転軸７にはトナー供給スクリュウ６が回転軸７に対し
て回転可能に設けられ、且つ第１の攪拌スクリュウ４と
が直列に設けられている。トナー供給スクリュウ６はク
ラッチ１４の動作により回転軸７と連結可能となってい
る。符号３はトナー供給口であり、不図示のトナーカー
トリッジと連結して常時トナー供給スクリュウ周辺に補
給用トナーを充填するようにトナーセンサ２４の出力信
号に基づいて制御されている。

【００１４】また、実施例においては、回転軸１１には
第２の攪拌スクリュウ５と現像剤排出スクリュウ２８と
が直列に設けられており、寿命となった現像剤を現像剤
排出口３３から排出することが可能な構成となってい
る。即ち、クラッチ２９の動作によりギア３０、３１、
３２を介して回転軸７の駆動を現像剤排出スクリュウに
伝達させることにより、現像剤排出口から現像剤を排出
する構成となっている。

【００１５】トナー供給スクリュウ６について詳細に説
明する。トナー供給スクリュウ６は、回転軸７より大き
な内径を有しており、回転軸７にトナー供給スクリュウ
６を挿入したときに空間３６が形成される。トナー供給
スクリュウ６の端部には保持部材３７ａが設けられてお
り、ベアリング２７ａを介して側板２５ｂに回転可能に
設けられている。トナー供給スクリュウ６は後述するコ
イルスプリング４２と保持部材３７ａにより保持されて
いる。また、トナー供給スクリュウ６の端部と回転軸７
との間にフェルト等のシール材３８が設けられており、
攪拌循環することにより舞い上がった現像剤を現像装置
１外部に漏洩させないように密閉して機内のトナー粉に
よる汚染を防止している。符号３９は回転軸７に固定さ
れたゴムリングであり、シール材３８が移動するのを防
止している。

【００１６】トナー供給スクリュウ６が設けられている
回転軸７の部分は縮径されており、段差４０が形成され
ている。この段差４０にストッパー４１を設けることに
よりトナー供給スクリュウ６が軸方向に移動しないよう
に規制している。ストッパー４１は、空間３６と現像容
器２とを連通させる開口４３が設けられており、空間３
６内部に侵入した現像剤を現像容器２に送り返すことが
可能な大きさの開口４３を有している。

【００１７】空間３６をほぼ塞ぐ太さのスクリュウ部材
としてのコイルスプリング４２が螺旋状に設けられてい
る。コイルスプリング４２は回転軸７の径より小さくな
るように形成して螺旋状に回巻されており、回転軸７に
挿入させることにより回転軸７に密着して固定されてい
る。実施例においてコイルスプリング４２の太さは直径
１．６ｍｍであり、直径１．０〜２．０ｍｍの範囲のコ
イルスプリング４２が好適に使用される。

【００１８】このような構成において、トナー供給スク
リュウ６の動作を説明する。第１の攪拌スクリュウ４お
よび第２の攪拌スクリュウ５はモーター８の駆動を受け
て現像容器２内の現像剤を攪拌循環する。画像形成によ
って現像容器２内のトナー濃度が低下したことをトナー
濃度センサ１５が検知し、クラッチ１４を作動させて回
転軸７の回転駆動をトナー供給スクリュウ６に連結して
補給用トナーを第１の攪拌スクリュウ４に向かって供給
する。補給用トナーの供給時において、トナー供給スク
リュウ６は回転軸７と同方向に回転しており、コイルス
プリング４２はトナー供給スクリュウ６の内壁３５と摺
擦しておらず、またストッパー４１に循環・攪拌による
現像剤の圧力が加わって開口４３から空間３６に現像剤
が侵入してしまう。

【００１９】現像剤のトナー濃度が適正である場合、ク
ラッチ１４は動作しておらずトナー供給スクリュウ６は
停止し、補給用トナーを第１の攪拌スクリュウ４の方向
に供給しない。このため、回転軸７に固定されたコイル
スプリング４２とトナー供給スクリュウ６の内壁とが摺
擦され、空間３６に侵入した現像剤を開口４３から押し
出し、現像容器２内に排出する。実施例においては、ト
ナー供給スクリュウ６が回転駆動するトナー供給時間よ
りトナー供給スクリュウが停止してる時間のほうが長い
ため、現像剤が空間３６に溜まることがない。

【００２０】尚、実施例においては、トナー供給スクリ
ュウ６を対象にコイルスプリング４２を回転軸７に設け
るという構成で例示したが、現像剤排出スクリュウ２８
に関しても同様の効果を得ることができ、回転軸に固定
したコイルスプリング４２をトナー供給スクリュウ６の
内壁３５に固定しても同様の効果を得ることができた。
また、回転軸７の外周面もしくはトナー供給スクリュウ
６の内壁に螺旋状の攪拌羽根を有するスクリュウを形成
しても良い。

【００２１】

【本発明の効果】上記したように回転軸とトナー供給ス
クリュウとの間に形成される空間内にコイルスプリング
を回転軸に回巻して固定したという構成により、現像剤
の搬送による圧力が加わらない位置にベアリングを設け
ることを必要とせずに回転駆動する回転軸に対してトナ
ー供給スクリュウを回転または停止させることができ
る。このため、現像剤がベアリング内に侵入して破損さ
せてしまうという不都合が解消され、回転軸の回転に伴
ってコイルスプリングが侵入した現像剤をストッパーの
開口から押し出すように作用するため、確実にスクリュ
ウを動作することができる。また、回転軸に巻き付けら
れたフェルトにより浮遊するトナーが現像装置外部に漏
洩してしまうことを防止することができる。

【００２２】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による現像装置のトナー供給機構を示
す断面概略図。

【図２】図１の線Ｉ−Ｉで切断した断面図。

【図３】従来の現像装置の供給機構を示す断面概。

【符号の説明】

１現像装置２現像容器３トナー供給口４第１の攪拌スクリュウ５第２の攪拌スクリュウ６トナー供給スクリュウ７回転軸８モーター９、１０ギア１１回転軸１２、１３ベアリング１４クラッチ１５トナー濃度センサ１６シール部材１７現像剤１８スリーブ１９磁石２０磁気ブラシ２１ブレード２２現像部２３像担持体２４トナーセンサ２５ａ、ｂ側板２６ａ、ｂ、２７ａ、ｂベアリング２８現像剤排出スクリュウ２９クラッチ３０、３１、３２ギア３３現像剤排出口３４外周面３５内壁３６空間３７ａ、ｂ保持部材３８シール部材３９ゴムリング４０段差４１ストッパー４２コイルスプリング４３開口

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】トナーおよびキャリアからなる２成分現
像剤を平行する２本の回転軸に設けたスクリュウにより
現像容器内で攪拌循環させる構成の現像装置であって、
一方の側の回転軸に固定した第１の攪拌スクリュウとこ
の回転軸に対して回転可能に設けたトナー供給スクリュ
ウとを直列に配置し、前記第１の攪拌スクリュウは、そ
の回転軸の回転に伴って回転駆動し、他方の回転軸に固
定した第２の攪拌スクリュウと協動して現像剤を攪拌循
環させ、前記トナー供給スクリュウにはクラッチ手段が
設けられており、現像容器内のトナー濃度が低下した時
にそれを検知する濃度検知手段からのトナー供給信号に
基づいて前記トナー供給スクリュウを回転させ、該トナ
ー供給スクリュウの周辺に充填した補給用トナーを前記
第１の攪拌スクリュウの方向に供給するトナー供給機構
において、前記トナー供給スクリュウは、回転軸の外径
より大きな内径を有し、トナー供給スクリュウと回転軸
との間に形成される空間にスクリュウ部材が設けられて
いることを特徴とするトナー供給機構。
【請求項２】前記スクリュウ部材が前記回転軸の外径よ
り小さい内径を有するコイルスプリングであって、前記
回転軸に沿って回巻きされて固定されていることを特徴
とする請求項１記載のトナー供給機構。
【請求項３】前記空間の一部を密閉するシール部材を設
け、現像装置外部と現像装置内部との間を遮断したこと
を特徴とする請求項１または２記載のトナー供給機構。