JP4093496B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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近年、大容量の転写紙供給装置にみられるように、トナー容器のトナーボトルにおいても、トナーボトルの多容量化とコピー動作中に交換可能な複数トナーボトルの設置が行われている。
従来より、単体トナーボトルの場合には、現像装置の上方、または上方でなくても隣接した位置に配置されていたが、トナーボトルの大容量化と複数トナーボトルの設置が行われると、従来通りの位置に配置することは困難なため、現像装置の現像ホッパと離れた位置に配置せざるを得なくなっていた。
その際の、トナーボトルやトナー供給装置から現像装置のホッパへのトナー移送手段として、搬送スクリュ等が使用されているが、搬送スクリュ1本で搬送しようとした場合には、トナーボトルのトナー供給装置から現像装置のホッパへの受け渡しが直線的、又は、直線に近い形に限定され、レイアウトが困難化するという不具合がある。
そこで、搬送スクリュのみでの搬送が不可能または困難な場合に、回転するロータと、該ロータを包み込むように配置され、該ロータの通路を有し、該ロータと接触係合する固定されたステイターとを有するモーノポンプと言われるスクリュポンプとエアーポンプ又はエアーポンプと搬送管のチューブにより、トナーボトルやトナー供給装置から現像装置のホッパへのトナー移送が用いられるようになってきた。
スクリュポンプとエアーポンプ又はエアーポンプにより、トナーを気体との混合気として搬送する場合には、搬送管のチューブ部分をなるべく短くして信頼性の向上と、トナー搬送量のバラツキを少なくするために、上流側に搬送スクリュを配置することも提案されている。
然し、従来の画像形成装置においては、トナーを気体との混合気として移送又は搬送する信頼性が低くトナー搬送量のばらつきも多く、混合気移送手段のスクリュポンプやエアーポンプの使用可能期間が短く耐久性が無く、混合気搬送経路の搬送管のチューブ内におけるトナー詰まりが発生し、トナー供給手段や現像手段の現像ホッパ部等から飛散するトナー等が画像担持体上等に付着して画像品質を低下させると言う不具合が生じていた。
そこで本発明の課題は、このような問題点を解決するものである。即ち、トナーを気体との混合気として搬送する信頼性を向上して、トナー搬送量のばらつきも少なく、耐久性が高く、トナー飛散を未然に防止して高品質の画像を形成する低コストの画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項2の本発明は、請求項1記載の画像形成装置において、上記現像手段の現像ホッパ内のトナー量を検知する第二トナー検知手段を備え、上記第二トナー検知手段により検知されたトナー量に応じて、上記搬送スクリュ手段及び上記エアーポンプを駆動させ、上記トナー供給手段から上記現像手段へトナーを供給する画像形成装置であることを特徴とする。
つまり、新規トナーを現像手段に搬送する手段として、前段に搬送スクリュ手段を設け、その後段にエアーポンプを用いることにより、両手段の欠点を補いつつ、任意の配管レイアウトによりトナーを現像手段に搬送することが可能となる。
また、トナー検知手段が接合手段内のトナー量を検知すると同時にエアーポンプ、又は、接合手段以降の搬送上の不具合を早期に検出することが可能になり、トナー詰まり発生時に画像形成装置全体にダメージが発生することが防止される。
図1は本発明を適用する画像形成装置の一例の内部構成を示す一部断面斜視図であり、ドラム形状の感光体の画像担持体1は、図示しない支持手段に回動自在に支持されており、図示しない駆動手段により図示の矢印A方向の時計方向に回転駆動される。画像担持体1上は、電子写真方式における作像工程により、帯電器8により均一に帯電した後に、露光手段9による画像部に応じて露光が行われて形成される静電潜像を、現像手段2によって現像されて形成されたトナー像を担持するようになっている。尚、上記画像担持体1のドラム形状の感光体は、無端ベルト形状の感光体でもよいし、更に、上記露光手段9は、図示しないが、アナログ光学系の複写機、又は、レーザ光源と偏向器を備えたレーザ走査光学系を用いて、画像信号に応じて上記画像担持体1上に光書込みを行なう方式にすればレーザプリンターの構成となり、さらに原稿読取装置を設置すればデジタル複写機やファクシミリ装置の構成となる。
上記現像手段2は、現像ホッパ2c、上記画像担持体1上に形成されて担持された静電潜像にトナー(T)を供与する現像ローラ2d、トナー(T)を攪拌して搬送するパドラ2e、トナー(T)層の高さを規制するブレード2f、及び、上記現像ホッパ2cを上部に載置して上記現像ローラ2d等を支持する容器2g等からなる。
上記画像担持体1上に形成されて担持された静電潜像は、上記現像手段2の上記容器2g内から供与されるトナー(T)により、乾式1成分又は乾式2成分の現像方式で磁気ブラシ現像方式により可視像化される。上記現像手段2の上記容器2g内のトナー(T)は、上記パドラ2eにより攪拌されながら搬送されてトナー(T)とキャリアが摩擦してキャリアにトナーが付着する。そして、図示しない磁石を内蔵した上記現像ローラ2d上にトナー(T)が磁気ブラシを形成して上記画像担持体1上に搬送されるトナー(T)で現像される。
画像形成動作が開始されると、画像担持体1が帯電器8により帯電され、露光手段9からの原稿像が露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は現像手段2の乾式1成分現像剤、又は、乾式2成分のトナー(T)によって現像され、画像担持体1上にトナー像が形成される。画像担持体1上のトナー像は、給紙部11から被転写体(P)の転写紙が給紙され、レジストローラー12を介して画像担持体1と転写手段13のニップ部の転写位置に給紙された被転写体(P)の転写紙に転写される。そしてトナー像が転写された被転写体(P)の転写紙は、上記転写手段13から定着ユニット14に搬送され、定着ユニット14でトナー像が被転写体(P)の転写紙に定着され、定着後の被転写体(P)の転写紙は排紙ローラー15を介して排紙されて排紙トレイ等に収納される。
現像手段2は、トナー有無検知手段2aの検知面2a1上に付着するトナー(T)等を、アジテータ2c1と共に回転する掻き取り部材2bのペットフイルムによって掻き取って、トナー有無検知手段2aの上記検知面2a1上を清掃するようになっているから、誤検知が防止される。
図4はトナー供給手段の一例の構成を示す断面図であり、トナー供給手段3は、複数本のトナー容器3aが図示の矢印B方向から装填されると支持されて、駆動歯車列3b及びトナー容器駆動モータ3cにより回転することが可能になっている。トナー容器3aは、回転によりトナー(T)を吐出口3a1より吐出することが可能なように、スパイラル形状部3a2を有している。トナー容器3aの回転駆動は、ケース3dの下方に設置されたトナー有無検知手段3eにより検知されたトナー残量に応じて実施され、ケース3d内に所定量のトナー(T)を維持することができるように、制御手段10により制御される。また、トナー容器3aの吐出口3a1より吐出されたトナー(T)は、搬送スクリュ手段4の搬送スクリュ4aまで到達し、上記搬送スクリュ4aを回転駆動する回転駆動モータ4bの駆動により、上記接合手段5のケース5dに接合されたパイプ4cを介して右上方に搬送される。
このように本発明では新規トナーを搬送する第1の手段として搬送スクリュを用い、第2の手段として後述するようにエアーポンプを用いているのである。これは大量の新規トナーを搬送する手段として現在のスクリューポンプを用いることには多少無理があるため、搬送スクリュとエアーポンプを併用するようにしたものである。
図6はエアーポンプの駆動部の一例の構成を示すブロック図、図7はエアーポンプの内部構成説明図であり、上記エアーポンプ6は、混合気搬送経路7の混合気搬送経路7aの搬送管のチューブと混合気搬送経路7bの搬送管のチューブとを介して、接合手段5内に搬入されたトナー(T)を気体との混合気として吸引して、現像手段2の現像ホッパ2cに上記制御手段10により間欠動作で送り出すようになっている。
上記エアーポンプ6の本体部6cは、合成樹脂等の材料で容易に成形加工された簡単な構成であるから低コストで、上記本体部6c内の吸入口6fには吸入弁6d、排気口6gには排気弁6eが、開閉可能に配置されて、上記吸入弁6dにより上記吸入口6fからトナー(T)と気体の空気の混合気を吸引し、上記排気弁6eにより上記排気口6gからトナー(T)と気体の空気の混合気を排出するように駆動される。
上記ダイアフラム6aは、上記回転駆動モータ6bの回転駆動によりカム6hを介して、図示の矢印C方向に移動することにより、上記吸入弁6dと上記排気弁6eが開閉駆動されて、トナー(T)と気体の空気の混合気を吸引、排出される。つまり、カム6hから延びるピン6h’がダイヤフラム6aの端部に設けた穴6a’に遊嵌し、カム6hが回転した時に矢印方向にダイヤフラム6aを進退させることにより、本体部6c内を減圧したり、増圧させる動作を繰り返すことにより、弁6d,6gを用いた吸引、排気を繰り返して混合気を現像手段2に送り出す。
トナー検知手段5aは、上記ケース5d内のトナー(T)のトナー排出口5bからの排出量が、トナー搬入口5eからの供給に対し追いつかなった際に、トナー受け部5fに堆積したトナー(T)によって、材質がペットフイルム又は樹脂等からなり、堆積するトナー(T)の逃げを防止して確実に上昇するように円錐形状にしたトナー満杯検知部材5a1が、図示の矢印D方向の上方に確実に持ち上がるようなっている(図9参照)。つまり、トナー満杯検知部材5a1はケース5dの上端の穴から上端部を突出させて上下動可能に支持された棒状部材5Aの下部適所に固定されており、トナーの堆積量に応じて上下動する。棒状部材5Aの上端部にはフィラ5a2が一定方向を向いて固定されている。
トナー検知手段5aは、フィラ5a2の位置を確認できるフォトセンサ5a3が上記ケース5dの上方に設置されて、トナー(T)の満杯時に(図9を参照)、上記フィラ5a2が上記フォトセンサ5a3の検知面を横切ることで、上記ケース5d内のトナー(T)がトナー受け部5f上に堆積したことを確認することができ、同時に上記エアーポンプ6、又は、接合手段5以降の搬送上の不具合であることを確実に検知することが出来る。
従って、上記エアーポンプ6の動作不良や混合気搬送経路7の混合気搬送経路7a又は混合気搬送経路7bの搬送管のチューブ内のトナー(T)詰まりの発生を早期に検出することが可能になり、トナー(T)詰まり発生時に画像形成装置全体にダメージが発生することが防止される。
画像形成動作がONされてから(ステップ1)、トナー有無検知手段2aにより現像手段2の現像ホッパ2c内のトナー(T)の有無を検知して(ステップ2)、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が有ればステップ2に戻るが、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が無ければ、上記エアーポンプ6の上記回転駆動モータ6bをONして(ステップ3)、搬送スクリュ手段4の上記回転駆動モータ4bをONして(ステップ4)、所定時間(t秒間)経過した後に(ステップ5)、トナー有無検知手段2aにより現像手段2の現像ホッパ2c内のトナー(T)の有無を検知して(ステップ6)、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が無ければステップ3に戻るが、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が有れば、搬送スクリュ手段4の上記回転駆動モータ4bをOFFして(ステップ7)、上記エアーポンプ6の回転駆動モータ6bをOFFして(ステップ8)、画像形成動作がOFFされているか判断して(ステップ9)、画像形成動作がOFFされていなければステップ2に戻るが、画像形成動作がOFFされていれば終了する。
画像形成動作がONされてから(ステップ11)、トナー有無検知手段2aにより現像手段2の現像ホッパ2c内のトナー(T)の有無を検知して(ステップ12)、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が有ればステップ12に戻るが、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が無ければ、上記エアーポンプ6の回転駆動モータ6bをONして(ステップ13)、搬送スクリュ手段4の上記回転駆動モータ4bをONして(ステップ14)、所定時間(t秒間)経過した後に(ステップ15)、トナー有無検知手段2aにより現像手段2の現像ホッパ2c内のトナー(T)の有無を検知して(ステップ16)、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が無ければステップ13に戻るが、現像手段2の現像ホッパ2c内にトナー(T)が有れば、搬送スクリュ手段4の上記回転駆動モータ4bをOFFして(ステップ17)、混合気搬送経路7の混合気搬送経路7aと混合気搬送経路7bの搬送管のチューブ内と上記エアーポンプ6内に残留トナー(T)が詰まることなく排出出来る所定時間(T秒間)を経過した後に(ステップ18)、上記エアーポンプ6の回転駆動モータ6bをOFFして(ステップ19)、画像形成動作がOFFされているか判断して(ステップ20)、画像形成動作がOFFされていなければステップ12に戻るが、画像形成動作がOFFされていれば終了する。
Claims (3)
- 電子写真方式における画像担持体上に形成した静電潜像にトナーを気体との混合気として現像位置から離れた位置より供給して画像を形成する画像形成装置であって、
形成画像を担持する画像担持体と、
上記画像担持体上に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、
トナーを収容するトナー容器と、
上記トナー容器からトナーが供給されるトナー供給手段と、
上記トナー供給手段から供給されるトナーを搬送する搬送スクリュを備えた搬送スクリュ手段と、
上記搬送スクリュ手段に接合されており、且つ気体を取り入れる気体取入部を備え、上記
搬送スクリュ手段からトナーが搬入される接合手段と、
上記接合手段内に搬入されたトナーを、上記気体取入部から取り入れた気体との混合気として吸引して上記現像手段に送り出すダイアフラム式のエアーポンプと、
上記接合手段から上記エアーポンプを介して上記現像手段に接続されてトナーと気体の混合気を搬送する混合気搬送経路と、
上記接合手段内のトナー量を検知するトナー検知手段と、を備え、
上記トナー検知手段により、上記接合手段以降の混合気搬送経路、又は上記エアーポンプにおけるトナー詰まりの発生を検出することができることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、上記現像手段の現像ホッパ内のトナー量を検知する第二トナー検知手段を備え、上記第二トナー検知手段により検知されたトナー量に応じて、上記搬送スクリュ手段及び上記エアーポンプを駆動させ、上記トナー供給手段から上記現像手段へトナーを供給することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項2記載の画像形成装置において、上記搬送スクリュ手段の駆動が停止した後に、エアーポンプの駆動を停止することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
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