JP4154055B2 - Toner supply device and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー供給装置及びそれを有する画像形成装置に関し、特に、電子写真方式における画像担持体上の潜像を顕像化してトナー画像を形成するトナーを現像位置から離れた位置より供給するトナー供給装置及びそれを有する電子写真方式における画像担持体上の潜像を顕像化してトナー像を形成するトナーを現像位置から離れた位置より供給されて画像を形成する複写機、ファクシミリ装置、プリンターあるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来から、現像装置のトナータンクに隣接して設けられたトナーサーバに設けた複数本のトナーカートリッジを回動して複数回自動的に変換されるようして、操作者によるトナーカートリッジの交換頻度を減少するトナー補給機構は公知である(特開平2−277083号の公報を参照)。
現像装置と別体に設けられたトナー貯留手段からモーノポンプを使用してトナーを供給するようにした小型でメンテナンス時の操作性を向上させる現像装置も公知である(特開平7−219329号の公報を参照)。
2個のトナーカートリッジをそれぞれ個別に装着出来るトナーカートリッジ収容部を備え、一方のトナーカートリッジから2本の分岐管と本管を有するトナー搬送管を経由して現像装置にトナーを補給するトナー補給装置において、トナー搬送管を通過するトナー量を測定するセンサーの近傍を通過トナーが無いことがセンサーによって検知されると、他方のトナーカートリッジ内のアジテータを回転させて、他方のトナーカートリッジ内のトナーが搬出され始めるようにすることも公知である(特開平4−80779号又は特開平8―137227号等の公報を参照)。
更に、現像位置から離れた複数本のトナー容器を備えたトナー供給装置から、現像装置にトナーを搬送して画像を形成することも同一出願人の発明者から提案されている。
然し、従来の複数のトナーカートリッジのトナー容器を有するトナーサーバやトナー供給装置においては、トナー容器の着脱操作性や交換性が悪く、トナーの搬出が遅れて画像形成の動作が中断したり、複数のトナー容器内のトナーの有無を自動的に事前に検知するためには複数の検知手段が必要になりコスト高になるだけでなく、トナー容器交換が頻々に行われると、これらの検知手段の故障が多発したり、トナー容器の交換時等にトナー飛散が発生したりして資源を無駄にするだけでなく飛散トナーが感光体等に付着して画像品質も低下すると言う不具合が生じていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
前述した従来のかかる複数のトナーカートリッジのトナー容器を有するトナーサーバやトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置は、トナー容器の着脱操作性や交換性が悪く、トナーの搬出が遅れて画像形成の動作が中断したり、複数のトナー容器内のトナーの有無を自動的に事前に検知するためには複数の検知手段が必要になりコスト高になるだけでなく、トナー容器交換が頻々に行われると、これらの検知手段の故障が多発したり、トナー容器の交換時等にトナー飛散が発生したりして資源を無駄にするだけでなく飛散トナーが感光体等に付着して画像品質も低下すると言う問題が生じていた。
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、トナー容器の着脱操作性や交換性が良く、複数のトナー容器内のトナーの有無を低コストで故障が少なく自動的に事前に検知されて、トナーの搬送が中断することなく行われて画像形成動作が中断することなく継続し、トナー容器の交換時のトナー飛散の発生等を防止する省資源のトナー供給装置及びそれを有して高品質の画像を連続して形成する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0004】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項1の本発明は、トナーを内部に貯めて吐出する少なくとも2個以上のトナー容器が挿入されるトナー容器挿入部と、上記トナー容器挿入部に設けられ、挿入されるトナー容器の有無を検知するトナー容器有無検知手段と、上記トナー容器挿入部に挿入された上記トナー容器を駆動してトナーを吐出させるトナー容器駆動手段と、上記トナー容器駆動手段により駆動されて上記トナー容器から吐出するトナーを堆積して収容するトナー堆積収容部と、上記トナー堆積収容部内に堆積されたトナーの有無を検知するトナー堆積収容部内のトナー有無検知手段と、上記トナー堆積収容部内に堆積したトナーを流動化する気体との混合気としてトナー搬送をする混合気搬送手段と、を備え、上記トナー容器駆動手段をトナー容器からトナーを吐出させるように所定時間駆動してからトナー堆積収容部内のトナー有無検知手段により上記トナー堆積収容部内に堆積されたトナーの有無を検知することによって、上記トナー容器内のトナーの有無を検知するトナー供給装置において、上記トナー容器は、トナー容器の引き抜きを阻止してトナーの吐出口の蓋を開放した補給状態にある補給トナー容器であるか、もしくは上記トナー容器の引き抜き阻止を解除してトナーの吐出口の蓋の開放を阻止する待機状態にある待機トナー容器であり、上記トナー容器内のトナー有無を確認する際に上記トナー有無検知手段により上記トナー堆積収容部内のトナー有りと検知されている場合は、上記トナー有無検知手段によりトナー無しと検知されるまで、上記補給トナー容器を駆動する上記トナー容器駆動手段を一時的に停止させ、上記混合気搬送手段を強制的に動作させることが可能であり、上記トナー容器の内、1個のトナー容器だけが補給トナー容器であるか、もしくは全てのトナー容器が待機トナー容器であり、上記補給トナー容器が上記トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段によりトナーの無しと検知されるまで補給状態を維持するよう管理することを特徴とする。
請求項2の本発明は、請求項1記載のトナー供給装置において、上記混合気搬送手段が強制的トナー搬送を行った際は、上記トナー容器駆動手段による上記トナー容器の補給トナー容器からトナー堆積収容部へトナーを吐出する駆動を所定時間だけ停止することを特徴とする。
請求項3の本発明は、請求項1又は2記載のトナー供給装置を備える画像形成装置を特徴とする。
【0005】
【作用】
上記のように構成されたトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置は、トナー容器が、トナー容器の引き抜きを阻止してトナーの吐出口の蓋を開放した補給状態にある補給トナー容器であるか、もしくはトナー容器の引き抜き阻止を解除してトナーの吐出口の蓋の開放を阻止する待機状態にある待機トナー容器であり、トナー容器内のトナー有無を確認する際にトナー有無検知手段によりトナー堆積収容部内のトナー有りと検知されている場合は、トナー有無検知手段によりトナー無しと検知されるまで、補給トナー容器を駆動するトナー容器駆動手段を一時的に停止させ、混合気搬送手段を強制的に動作させると共に、トナー容器の内、1個のトナー容器だけが補給トナー容器であるか、もしくは全てのトナー容器が待機トナー容器であり、補給トナー容器がトナー堆積収容部内のトナー有無検知手段によりトナーの無しと検知されるまで補給状態を維持するよう管理することで、トナー容器内にトナーの有無を検知するセンサ等を設けることなく、トナー容器内のトナーの有無を検知することが可能になる。
【0009】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図1は本発明を適用する画像形成装置の概略構成を示す略図であり、複数個のトナー容器1は、図示の場合、上段の補給トナー容器1aと下段の待機トナー容器1bは、電子写真方式における潜像を顕像化してトナー画像を形成するトナー(T)を筒形状の内部に貯めて、独立した画像形成装置100の現像手段102の現像位置から離れた位置に配置されたトナー供給装置0のトナー容器挿入部2の挿入口2a、挿入口2bに着脱可能に図示の矢印A方向から装着してトナー容器保持手段9の各トナー容器保持手段9aとトナー容器保持手段9bに保持されるようになっている。
複数個の上記トナー容器1の、上段のトナー(T)の補給状態にある上記補給トナー容器1aと下段のトナー(T)の補給又は交換のために待機状態にある上記待機トナー容器1bは、トナー容器セット検知手段8のトナー容器セット検知手段8aのセンサとトナー容器セット検知手段8bのセンサと制御手段11により、上記トナー容器挿入部2の上記挿入口2a又は上記挿入口2bに装着されてセット、又は、未セットを検知されるようになっている。
上記トナー容器1の上段の補給トナー容器1aと下段の待機トナー容器1bは、先端からトナー(T)を吐出する開口の吐出口1a1 と吐出口1b1 を、蓋1a2 と蓋1b2 を着脱して開閉可能になっており、補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bがトナー(T)の補給状態になった時、上記吐出口1a1 又は上記吐出口1b1 から上記蓋1a2 又は上記蓋1b2 を蓋開閉手段12の蓋開閉手段12a又は蓋開閉手段12bにより取り外して開放して、トナー容器駆動手段3のトナー容器駆動手段3a又はトナー容器駆動手段3bにより独立して回転すると、上記トナー容器1の上段の補給トナー容器1a又は下段の待機トナー容器1bの上記吐出口1a1 又は上記上記吐出口1b1 からトナー(T)が吐出してトナー堆積収容部4に堆積して収容されるようになっている。
【0010】
上記トナー容器1の上段の補給トナー容器1a又は下段の待機トナー容器1bの回転により吐出するトナー(T)の、上記トナー堆積収容部4に堆積する量は、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサの取り付け位置で決まる。上記トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサが上記トナー堆積収容部4のトナー有りを示す高さレベルで決まり、このトナー有りを示すレベルにトナー量が達しているときに上記トナー容器1の上段の補給トナー容器1a又は下段の待機トナー容器1bの回転が停止する。
上記トナー堆積収容部4に堆積して溜まったトナー(T)は、上記画像形成装置100が画像形成中は回転駆動している駆動源13のモータの駆動力を、トナー補充クラッチ14でスクリュー部材15に伝達することにより、上記トナー堆積収容部4のトナー搬送口4aに連通された混合気搬送経路103の弾性管の入り口までトナー(T)を順送りされる。
混合気搬送手段6は、ダイアフラムポンプであって、上記画像形成装置100が画像形成中は回転駆動している駆動モータ6aの回転駆動により編芯カム6bが回転してダイアフラム6cの図示の矢印B方向の動作で、上記トナー堆積収容部4の上記トナー搬送口4aに連通され他端が現像手段102のホッパ102aに連通された上記混合気搬送経路103の弾性管内に、上記トナー堆積収容部4の上記トナー搬送口4aから上記現像手段102の上記ホッパ102a方向へ気体流を作りだして、この気体流によって上記混合気搬送経路103の弾性管内のトナー(T)は気体との混合気となり、上記現像手段102の上記ホッパ102aまで搬送される。
【0011】
上記現像手段102の上記ホッパ102a内のトナー(T)の有無を検知するホッパ内のトナー有無検知手段102bは、上記トナー補充クラッチ14のON条件に使用される。上記ホッパ内のトナー有無検知手段102bのセンサがトナー無しの検知をしている間、上記トナー補充クラッチ14がONされて、上記現像手段102の上記ホッパ102a内への通常のトナー(T)の搬送が行われる。
上記トナー容器1の補給トナー容器1aと待機トナー容器1bは、上記蓋開閉手段12の蓋開閉手段12a又は蓋開閉手段12bにより吐出口1a1 と吐出口1b1 を開閉する蓋1a2 又は蓋1b2 をそれぞれ独立して抜き差しが可能で、着脱して開閉可能になっている。
上記トナー容器1の補給トナー容器1aと待機トナー容器1bは、吐出口1a1 と吐出口1b1 から蓋1a2 又は蓋1b2 を開放すると、上記制御手段11がロック手段7のロック手段7aとロック手段7bを作動させるので、引き抜けなくなる。
【0012】
図示しないメインモータの電源をONして、上記トナー容器1の補給トナー容器1aが上記トナー容器保持手段9の上記トナー容器保持手段9aに保持されながら上記トナー容器駆動手段3の上記トナー容器駆動手段3aにより回転駆動されて、補給トナー容器1aの筒形状の内部に貯められたトナー(T)は、補給トナー容器1aの軸方向一端に設けた吐出口1a1 から吐出して、上記トナー堆積収容部4に堆積して収容され、上記トナー堆積収容部4に堆積して収容されたトナー(T)は、上記混合気搬送手段6のダイアフラムポンプにより上記混合気搬送経路103の弾性体の材質からなる弾性管を介して上記現像手段102の上記ホッパ102aに搬送され、通常のトナー(T)の搬送が行われる。
上記トナー堆積収容部4へのトナー(T)の供給は、上記トナー堆積収容部4の下部位置に設けられた上記トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5の高さセンサーと上記制御手段11により行われる。
即ち、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5により上記トナー堆積収容部内4に堆積されたトナー有りを検知したら、混合気搬送手段6により、検知手段5がトナー無しを検知するまで上記トナー堆積収容部4内に堆積したトナー(T)を流動化する気体との混合気として強制的トナー搬送を行う。検知手段5がトナー無しを検知した後に、上記トナー容器駆動手段3を上記トナー容器1の補給状態となった補給トナー容器1aからトナー(T)を吐出させるように所定時間駆動してから上記トナー堆積収容部4内のトナー有無検知手段5により上記トナー堆積収容部4内に堆積されたトナー(T)の有無の検知によって、補給トナー容器1a内のトナー(T)の有無を検知する。その結果、補給トナー容器1a内のトナー(T)の有りを検出したら補給トナー容器1aから、又は、補給トナー容器1a内のトナー無しを検知したら、待機トナー容器1bをトナーの補給状態にして、上述と同様な方法でトナー(T)の有無を検出してトナー(T)有りを検出してから、上記トナー堆積収容部4へのトナ一(T)の吐出しての供給が開始される。
そして、上記トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5にて、上記トナー堆積収容部4内に堆積して収容されたトナー(T)の有無を検知して、上記トナー堆積収容部4内に堆積して収容されたトナー(T)の量がある定められた高さ以上になるとトナー(T)の供給を停止する。
これらの上記制御手段11の制御により、上記トナー堆積収容部4内には常に所定量のトナー(T)が収納され、安定した現像工程が保証される。
【0013】
この画像形成装置100は、複写機の例であり、トナー供給装置0と、自動原稿送り部(ADF)110と、従来公知の電子写真方式による画像形成を行うための、露光部120、画像形成部130、給紙部140等から溝成されている。露光部120は、自動原稿送り部(ADF)110あるいは手差しにてコンタクトガラス111上に載置された原稿(O)に光を照射するための光源121と、原稿(O)からの反射光像を画像形成部130の画像担持体101の感光体ドラム上に露光するためのミラー群122及びレンズ123からなる露光光学系によって構成されている。
画像形成部130は、画像担持体101の感光体ドラムとその周囲に配設された帯電手段105、現像手段102、レジストローラ106、転写手段104、クリーニング手段107と、定着手段108、排紙ローラ109等によって構成されている。
また、上記給紙部140には各種サイズの転写紙(P)が収納された複数の給紙カセットが設置されている。
尚、上記露光部120はアナログ式の露光光学系の例であるが、上記露光部120としてレーザ光源と偏向器を用いたレーザ走査光学系を用いて画像信号に応じて、画像担持体101の感光体ドラム上に光書き込みを行う方式にすれば、レーザプリンタとして機能させることができ、更に、上記自動原稿送り部(ADF)110と上記露光部120の間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。
画像形成動作が開始されると、画像担持体101の感光体ドラムが上記帯電手段105により帯電され、上記露光部120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102の2成分現像剤又は1成分現像剤によって現像して顕像化され、画像担持体101の感光体ドラム上にトナー像が形成される。
【0014】
画像担持体101の感光体ドラム上に形成されたトナー像は、給紙部140から給紙され、レジストローラ106を介して画像担持体101の感光体ドラムと転写手段104の転写ベルト104aとのニッブ部に給紙された転写紙(P)に転写手段104により転写され、トナー像が転写された転写紙(P)は転写手段104の転写ベルト104aで定着手段108に搬送され、定着手段108でトナー像が転写紙(P)に定着される。定着後の転写紙(P)は上記排紙ローラ109を介して排紙されて収納される。
他方、転写紙(P)にトナー像を転写した後の画像担持体101の感光体ドラム上は上記クリーニング手段107により清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収されて、次工程に備えられる。又、転写紙(P)を搬送後の転写手段104の転写ベルト104aも転写クリーニング手段104bにより清掃され、残留トナーや紙粉等の異物が除去、回収される。
上記現像手段102としては、以下の説明ではトナー(T)とキャリアを用いた2成分磁気ブラシ現像方式を用いた例を示す。
画像形成装置100の現像手段102の現像位置から離れている位置に配置されたトナー供給装置0は、混合気搬送経路103で現像手段102と連結されており、トナー供給装置0のトナー容器挿入部2に装着されたトナー容器1の補給トナー容器1a内に貯留されているトナー(T)が、上記混合気搬送手段6のダイアフラムポンプとも呼ばれる粉体エアーポンプユニットによって、上記混合気搬送経路103を介して上記現手段102に、気体の空気との混合気として搬送して供給される。
上記混合気搬送経路103は、フレキシブルで、且つ、耐トナー性に優れた管材料で、例えば、ナイロン、テフロン等を用いることが非常に有効である。従って、トナー供給装置0と上記現像手段102とが離れた位置での接続がフレキシブルであるので各々の設置の制約がなくなり、レイアウトの有効活用が図れると共にトナー容器1の着脱操作性や交換性が良く、複数のトナー容器1内のトナー(T)の有無を低コストで故障が無く自動的に事前に検知されて、トナーの搬送が中断することなく行われて画像形成動作が中断することなく継続し、トナー容器1の交換時のトナー飛散の発生等を防止する省資源のトナー供給装置及びそれを有して高品質の画像を連続して形成する画像形成装置を提供することができるようになった。
【0015】
図2は現像手段の一例の構成を示す断面図であり、同図において、上記現像手段102は、現像容器部102cと上記ホッパ102aとで構成されており、上記現像容器部102cは、図示の矢印C方向に回動可能に保持された画像担持体101である感光体ドラムの近傍に配置され、そして、上記ホッパ102aは上記現像容器部102cに搭載されている。
上記現像容器部102cの内部には、攪拌ローラ102d及びパドルホイール102eが設けられており、上記攪拌ローラ102dにより攪拌混合されて互いに逆極性に摩擦帯電させられた磁性あるいは非磁性のトナー(T)と磁性キャリアとからなる2成分系現像剤が上記パドルホイール102eにより汲み上げられるようになっている。上記ホッパ102aは、画像担持体101の感光体ドラムに供給されるトナー(T)の濃度が低下した場合に、トナー補給ローラ102a1 の回転によりトナー(T)を上記攪拌ローラ102dに向け繰り出す。パドルホイール102eによって現像剤が汲み上げられる位置には、画像担持体101の感光体ドラムに近接させて複数の現像ローラ102f、現像ローラ102gが設けられている。
上記現像ローラ102fと上記現像ローラ102gは、画像担持体101の感光体ドラムの回動方向に沿って上流側に位置するものが第1の上記現像ローラ102fとされ、下流側に位置するものが第2の上記現像ローラ102gとされている。これら第1の現像 ーラ102fと第2の現像ローラ102gは、図示しない駆動部により図中、反時計方向に回転可能なスリーブとこのスリーブの内部に固定されているマグローラとを主要部として備えている。このスリーブは、アルミニウムあるいは、ステンレスの非磁性体で構成され、マグローラは、フェライト磁石あるいはゴム磁石さらにはナイロン粉末とフェライト粉末とを混練して成形したプラスチック磁石等からなり、磁極が周方向に沿って複数配置された構成を有している。
【0016】
現像容器部102c内においては、上記パドルホイール102eの回転時に発生する遠心力によって現像剤が汲み上げられ、第1の現綾ローラ102fに向け放出される。放出された現像剤の一部は、直接、第1の現像ローラ102fに供給されて第1の現像ローラ102fの表面に担持される。放出される現像剤の残りの一部は、第2の現像ローラ102gに突き当たることにより跳ね返ると第1の現像ローラ102f側の磁力により第1の現像ローラ102fの表面に支持される。第1の現像ローラ102fへの現像剤の供給を第2の上記ローラ102g側からも行うようにするためには、第2の現像ローラ102gからの跳ね返り量を多くする目的で上記パドルホイール102eの回転速度を比較的高速化し、遠心力を増大させておく必要がある。
第1の現像ローラ102fに担持された現像剤は、現像スリーブの回転に伴ってローラ表面を移動し、ドクタブレード102hによって層厚を規制された上で、第1の現像ローラ102fと画像担持体101の感光体ドラムとが対向する第1の現像領域(DI)に達する。現像領域(DI)に達した現像剤は、第1の現像ローラ102f側の磁力の作用が弱まる位置に移動すると、第2の現像ローラ102g側の回転及びマグローラからの磁力によって、図示の破線で示すように第2の現像ローラ102gと画像担持体101の感光体ドラムとの第2の現像領域(D2)に向け移送される。そして、第2の現像ローラ102gの磁力が作用しなくなる位置で現像容器部102cの底部に落下し、再度、上記パドルホイール102eにより攪拌される。
【0017】
上記ドクタブレード102hによって掻き取られた現像剤は、セパレータ102iによってその延長方向他端に位置する搬送スクリュ102jに向け案内され、搬送スクリュ102jにより攪拌ローラ102d上に降り落とされる。このため、セパレータ102iにおける延長方向他端には、現像剤を落下させるためのスリットが攪拌ローラ102dと対向する位置に形成されている。第1の現像ローラ102fと第2の現像ローラ102gに設けられているマグローラは、第1の現像ローラ102fと第2の現像ローラ102g同士の最も接近している位置の間に同極同士による反発磁界が形成できる磁極の配置が設定され、現像剤の移送方向が第2の現像ローラ102gに向かう方向に強制的に設定される。これにより、現像剤は、第2の現像ローラ102g側の磁極の磁力によって第2の現像ローラ102gに受け渡される。
現像容器部102c内の上記攪拌ローラ102dの近傍には、トナーとキャリアとの混合比を検出するためのトナー濃度検出手段102kをなすトナー濃度センサが配置されている。上記トナー濃度検出手段102kのトナー濃度センサは現像剤中に位置するコイルのインダクタンス変化を利用して、現像剤中のトナー(T)の含有量からトナー濃度を検出する方式が一例として用いられている。
【0018】
図3は本発明の実施の形態のトナー容器の主要部の状態を説明する図であり、上記トナー容器1の上記補給トナー容器1aは、トナー(T)を内部に貯める筒形状のトナー容器本体1a3 の軸方向一端に、貯められたトナーを吐出する開閉可能な上記トナー容器本体1a3 の径よりも小さな径の上記吐出口1a1 を形成している。
また、上記トナー容器1の上記補給トナー容器1aは、上記吐出口1a1 が形成されている端面の肩部内面の一部を肩部内面部分から上記吐出口1a1 の縁まで迫り出させて、トナー(T)の持ち上げ用の迫り出し部1a4 を形成する。
上記補給トナー容器1aの分図(a)乃至(d)は、上記迫り出し部1a4 及び吐出口迫り出し部1a5 によるトナー(T)の案内の仕方を示したものであり、それぞれの分図において、各分図(a1)、(b1)、(c1)、(d1)は正面図で、それらに対応した各分図(a2)、(b2)、(c2)、(d2)は右側面図である。
上記補給トナー容器1を分図(a)の状態から90度ずつ図示の矢印D方向に回転した状態が順に分図(b)、分図(c)、分図(d)である。
分図(a)の状態では、肩部の最大径部分が鉛直下方に位置し、案内溝1a6 により上記トナー容器1aの頭部の最大径部分の周壁下部にトナー(T)が案内されてきている。
分図(b)の状態は、分図(a)の状態から図示の矢印Dの方向に90度だけ回転された伏熊で、肩部の最大径部分と上記迫り出し部1a4 との境界部分が鉛直下方に位置し、上記案内溝1a6 により案内されてきたトナー(T)の一部が上記迫り出し部1a4 に載っている。
分図(c)の状態は、分図(b)の状態から更に図示の矢印Dの方向に90度だけ回転された状態で、分図(c)の状態になるまでの90度の回転中に、上記迫り出し部1a4 がスプーンのようにして、上記吐出口1a1 の縁までトナー(T)を持ち上げる。
分図(d)の状態は、分図(c)の状態から更に図示の矢印Dの方向に90度だけ回転された状態で、回転され分図(d)の状態になる前後では、上記迫り出し部1a4 上のトナー(T)が、部分的に上記開口迫り出し部1a5 に移り、上記吐出口迫り出し部1a5 の傾斜によって、上記吐出口1a1 から吐出させられる。
ここで、図示の例では分図(c)に良く現れているように上記迫り出し部1a4 自体もスプーンの掬い部のような凹形状をしている。
従って、このような上記吐出口1a1 近傍を容器形状にすれば、上記補給トナー容器1a内のトナー(T)を上記吐出口1a1 からトナー(T)粉が一魂りとなって排出落下して、図示しない上記トナー堆積収容部4内で粉塵を起こすようなことはなく、トナー(T)粉が除々に排出される。また上記トナー容器1の上記補給トナー容器1a内の収納トナー(T)を最後までほとんど残すことなく使いきるようにすることができる。更に、上記トナー容器1の上記補給トナー容器1aの回転時に、余分なトナー(T)が除かれ、いわばスプーン1杯分のトナーのみを掬い上げて上記吐出口1a1 へ持ち上げるので、上記吐出口1a1 からのトナー排出が一定に行われる。
【0019】
図4はトナー容器挿入部内の構成を示した断面図であり、トナー容器1の補給トナー容器1aは、トナー供給装置0の本体正面から図示の矢印A方向からトナー容器挿入部2の上記トナー容器挿入部2aに挿入されて、トナー供給装置0と一体的なトナー容器保持手段9のトナー容器保持手段9aに着脱可能にセットされている。トナー容器保持手段9のトナー容器保持手段9aは、ホルダ9a1 の中に回転自在に支持された内ホルダ9a2 が備えられており、上記内ホルダ9a2 は図示しない回転駆動手段により歯車9a3 を介して回転できる。
トナー容器1の上記補給トナー容器1aは、上記内ホルダ9a2 と同期して回転できるように各々に図示してない凹凸が設けてある。上記内ホルダ9a2 は、トナー(T)の吐出時に、トナー容器1の上記補給トナー容器1aと上記内ホルダ9a2 の受け部との間からトナーが飛散しないように、シール9a4 が設けてある。
ホルダ9a1 内には、蓋開閉手段12の蓋開閉手段12aのスライダ12a1 及びチャック12a2 が各々摺動自在に支持されている。上記スライダ12a1 は、常に上記蓋1a2 をトナー(T)を押しつける方向にスプリング12a3 により押されている。この状態から上記チャック12a2 を図示の矢印E方向へ移動させると、上記蓋1a2 のつまみ部1a21を上記チャック12a2 の爪12a21がつかみ、上記蓋1a2 がトナー容器1の上記補給トナー容器1aより引き抜かれる。
【0020】
図5は引き抜き状態を示しており、上記蓋1a2 がトナー容器1の上記補給トナー容器1aより引き抜かれて、上記歯車9a3 を回転駆動源3a1 の歯車により回転させると上記内ホルダ9a2 が回転し、トナー容器1の上記補給トナー容器1aが上記内ホルダ9a2 と同期して回転すると、トナー容器1の上記補給トナー容器1a内のトナー(T)が上記吐出口1a1 より吐出される。トナー容器1の上記補給トナー容器1a内のトナー(T)が少なくなると、内部に貯めたトナー(T)が無くなるのに充分な所定時間が経過した後に、移動手段12a4 により、上記チャック12a2 を図示の矢印Fの方向に移動させて、上記吐出口1a1 を上記蓋1a2 が閉める。
図6は移動手段の駆動機構例を示しており、上記移動手段12a4 は、駆動モータ12a41、ウオームギヤ12a42、ウオームホイール(又はハスバギヤ)12a43、ピニオン12a44、ラック12a45よりなり、上記駆動モータ12a41が時計及び反時計方向に回転することで、上記チャック12a2 を図示の矢印G方向の左右方向へ移動できる。
【0021】
図7はロック手段の説明図であり、上記ロック手段7の上記ロック手段7aのストッパー7a1 は、トナー容器1の上記補給トナー容器1aに設けられた係止部1a7 に係止するように、上記ホルダ9a1 に段螺子7a2 及びスプリング7a3 によって支持されており、上記蓋1a2 が閉める力では、図示の矢印H方向に回動して2点鎖線に示す位置まで持ち上がらないように、上記スプリング7a3 で押しつけられている。従って、トナー容器1の上記補給トナー容器1aへ上記蓋1a2 を閉める力では、上記蓋1a2 を閉める時、トナー容器1の上記補給トナー容器1aが逃げるようなことは生じない。
然し、トナー容器1の上記補給トナー容器1aが上記待機トナー容器1bとなる待機時には、上記ストッパ7a1 を、図示しない上記制御手段11によりソレノイド7a4 の通電をOFFにしてトナー容器1の上記待機トナー容器1bをより強く引くことにより、トナー容器1の上記待機トナー容器1bの上記吐出口1b1 を上記蓋1b2 で閉じてから、上記図示の2点鎖線の位置まで上記ストッパー7a1 を退避させることにより、簡単に交換できる。
【0022】
図8は制御系の構成を示すブロック図、図9は操作部の構成図であり、上記制御手段11のCPU11aは、ROM11bに格納された制御プログラムにより動作する。RAM11cはプログラム実行用のワークメモリである。出力ポート11d、入力ポート11e、LCD制御部11fと上記CPU11aは、アドレスバス/データバス11gで接続されている。CPU11aが上記LCD制御部11fを介してVRAM11hに展開したビットマップを操作パネル11i上の表示部(LCDモジュール)11jに転送して表示される。言語切替キー11kやプリントキー11lや、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5やトナー容器セット検知手段8等の各センサーは上記入力ポート11eを介して上記CPU11aがリードする。
上記混合気搬送手段6の上記駆動モータ6a、上記ロック手段のソレノイド7a4 、LED10、上記蓋開閉手段12の上記駆動モータ12a41、上記駆動源13、トナー補充クラッチ14等の各モータ、ソレノイド、LED、クラッチはドライバー11mを介して上記出力ポート11dで制御される。
【0023】
図10は本発明装置の遷移図であり、トナー容器1のトナー容器挿入部2で待つ状態のステートは、上段の補給トナー容器1aと下段の待機トナー容器1bがそれぞれに単独に持たされる。この状態とは別に、主トナー容器は「上トナー容器|下トナー容器」と表現されるデータストアーが存在する。
デフォルトの主トナー容器は上トナー容器である。このデフォルトは製品出荷時のデフォルト値であり、主トナー容器のデータストアは不揮発性である。
ただし、トナー容器1の待機トナー容器1bが上記蓋1b2 を開いていない引き抜き可能な状態では、電源OFF中にトナー容器1の待機トナー容器1bが操作される可能性があるため、電源投入時にはステート2、3のときはステート1へ、ステート6、9のときはステート8へ初期化する。対象となるステートでは、「トナー容器引き抜き」イベントが有効になっている(図12F列を参照)。他方、トナー容器1の補給トナー容器1aの上記蓋1a2 を開いて開放するのは、ステート2から7、ステート9から7、ステート3から4であり、トナー容器1の待機トナー容器1bの上記蓋1b2 を閉じるのは、ステート5から6、ステート7から6の時である。各トナー容器1の状態でのロック状況は図12のF列の記載を参照。
以下、順に遷移を説明する。ステート1「未セット:前歴有り」からトナー容器がセットされているのを認識すると、ステート2「不明トナー容器」へ遷移する。ここまではまだ蓋は開放されないので、トナー容器の引き抜きが可能でステート1に復帰する。
ステート2は他方のトナー容器が主トナー容器になっている時にのみとどまる。主トナー容器でない間は、抜き差しが何度されてもトナー容器内のトナー確認が動作しないようになる。同時に他機へトナー容器を転用したい場合の引き抜きも可能である。
【0024】
次トナー容器が主トナー容器になるとステート7「チェックトナー容器」へ遷移する。主トナー容器になるのは、他のトナー容器がステート4「有りトナー容器:主」からステート5「NE(ニヤエンド)トナー容器」になる場合である。初めからトナー容器1本で運用されている場合は、ステート1からステート2からステート3「有りトナー容器:副」と連続遷移をする。
ステート7ではトナー容器内のトナー確認を実行する(図14を参照)。ステート2から遷移してきた場合には、主トナー容器になっている。トナー確認の結果、トナー有りであればステート4に遷移する。この時「トナー供給装置NE(ニヤエンド)解除」のイベントを生成する。このイベントは図11への入力となる。トナー無しであればステート6「E(エンド)トナー容器」へ遷移する。この遷移は例外操作時でトナーが空のトナー容器が挿入された時におこる。
ステート4で「NE(ニヤエンド)」の条件が満足するとステート5に遷移する。この条件が満たされるのは、所定時間トナー容器をトナー容器駆動手段3で回転駆動しても、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサが「トナー有り」にならない時である。この時、主トナー容器(補給トナー容器1a)と副トナー容器(待機トナー容器1b)の入れ替え判定がなされる。他のトナー容器が「有りトナー容器:副」か「不明トナー容器」であれば主トナー容器(補給トナー容器1a)と副トナー容器(待機トナー容器1b)が入れ替わる。
【0025】
ステート5でE(エンド)条件が満足すると、副トナー容器の時はステート6へ遷移する。最後1本の主トナー容器の時は、「カウントダウンスタート」イベントを遷移と同時に生成する。このイベントは図11への入力となる。これは、最後のトナー容器がE(エンド)になった時点のトナー堆積収容部4の残分で画像形成不可により中断するまで暫くの間、例えば50枚、画像形成を継続させるためのトリガーになる。
ステート6では、待機トナー容器1bの上記吐出口1b1 に蓋1b2 が閉じられて、トナー容器の交換が表示される。ステート6からトナー容器が引き抜かれるステート8「未セット:前歴E(エンド)」へ遷移する。
ステート8は、「未セット」を示すが、これは前歴がトナー容器E(エンド)の場合である。前歴が「有り」であるステート1とは前歴が異なる。ここでトナー容器セット検知手段8のセンサがトナー容器のセットを検知するとステート9「チエックトナー容器:待機」を経由してステート7へ遷移する。ステート9はE(エンド)トナー容器を2本まとめて交換したような時に、先のトナー容器が「チェックトナー容器」になっている時にとどまるステートである。
ステート9から遷移した「チェックトナー容器」では3通りの遷移がある。主トナー容器がトナー有りでE(エンド)トナー容器の副トナー容器をトナー有りと交換した場合は、ステート3へ遷移する。ステート3では、待機トナー容器1bの上記吐出口1b1 に上記蓋1b2 が閉じられて、待機トナー容器1bの引き抜きは可能である。
2本ともE(エンド)トナー容器でである場合の1本目の交換では交換トナー容器が主トナー容器(補給トナー容器1a)となりステート4へ遷移する。この時「トナー供給装置NE(ニヤエンド)解除」のイベントを生成する。このイベントは図11への入力となる。E(エンド)トナー容器を再度トナー容器挿入部2に挿入されてセットされた場合には、トナー容器内にトナーの有無の確認の結果、トナー無しとなりステート6に遷移する。
【0026】
図11において、トナー供給装置0は、通常ステート1にいる。「カウントダウン」イベント(図10において、ステート5からステート6への遷移時に発生する。即ち、最後の1本のトナー容器内のトナーが空になった状態を表す)によりステート2に遷移する。ここで画像形成1枚につき1カウントする。ステート2がトナー供給装置0のトナーエンド状態が「NE(ニヤエンド)」の時である。ここで、50枚の画像形成が行われるとステート1に遷移する。ステート1は、トナー供給装置0のトナーエンド状態が「E(エンド)」の時である。
ステート1とステート2で「トナー供給装置(0)NE(ニヤエンド)解除」のイベントが発生(即ち、新たにトナー有りのトナー容器1がトナー容器挿入部2に挿入されて、トナー容器セット検知手段8のセンサがセットを認識した状態)するとそれぞれステート3「トナー有り」に復帰する。
【0027】
図12において、図中のA列(消灯)、B列(点滅)、C列(点灯)は、上記各トナー容器1が挿入されるトナー容器挿入口2の各上記挿入口2aと上記挿入口2b毎に1個配置されるLED10のLED10aとLED10bである。LED10のLED10aとLED10bの点灯で操作者に対してトナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの「交換」若しくは「セット」を促す。
上記LED10の上記LED10aと上記LED10bの点灯している、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bを引き抜いてもそのまま点灯しており、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bをトナー容器挿入口2の上記挿入口2a又は上記挿入口2bにセットすると消灯する。この時、トナー容器1が「トナー有り」でも「トナー無し」でも表示消灯し、トナー容器1が「E(エンド)」であった場合にはステート7からステート6に遷移して、当該の上記LED10の上記LED10a又は上記LED10bが再度点灯する(図10を参照)。
D列は、トナー容器状態に応じて上記表示部(LCDモジュール)11jの画面に表示されるメッセージである(図9を参照)。
E列とF列は、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの各状態での、セット状態と、上記ロック手段7の上記ロック手段7a又は上記ロック手段7bによるロック状況とが上記表示部(LCDモジュール)11jの画面に表示される(図9を参照)。
【0028】
図13において、トナー供給装置0のトナー(T)の「E(エンド)」の条件は、トナー容器1の補給トナー容器1aと待機トナー容器1bの各状態の組み合わせで決まる。
トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bのどちらかが「トナー有り」又は「NE(ニヤエンド)」のときは、他方の状態に関わらず画像形成が可能である。
トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの「E(エンド)」と「未セット」間の組み合わせ▲1▼、即ち、図11の状態になる。最後に「E(エンド)」となったトナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの「E(エンド)」検知タイミングから、例えば、50枚だけの画像形成が可能である。この時、警告メッセイジが上記表示部(LCDモジュール)11jの画面に表示される(図9を参照)。それ以降は、画像形成中ならば中断して画像形成が不可能になる。この時は全面警告を、上記表示(LCDモジュール)11jの画面に表示される(図9を参照)。
トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの「トナー有り」又は「NE(ニヤエンド)」と「チェック」との組み合わせ▲2▼となり、トナー供給装置0の状態がNE(ニヤエンド)なら画像形成が可能である。これは、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bの「E(エンド)」を「トナー有り」にセットした正常な状態で、「NE(ニヤエンド)」と表示することは不適切なので「NE(ニヤエンド)」表示を消去する。
これは、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1b内のトナー(T)の有無の確認に所定時間を必要とするための処置である。
トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1b内のトナーが空の状態で挿入された時は、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1b内のトナーの確認後に、E(エンド)に状態遷移するので、E(エンド)のトナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1bとの組み合わせになる。
【0029】
他方、トナー供給装置0の状態がE(エンド)なら「W(お待ち下さい)」の表示となる。これは、トナー容器1の補給トナー容器1aと待機トナー容器1bの2本とも空になり、更に、50枚の画像形成が行われて画像形成が不可になった後に交換する状態になる。トナー供給装置0に残ったリザーブ分はすでに消費されているので、チェックトナー容器ステートから抜けるまでの、トナー容器1の補給トナー容器1a又は待機トナー容器1b内のトナー(T)の有無を確認する動作が終了するまで、画像形成待ちにする必要がある。またシステムNE(ニヤエンド)後、45枚目の画像形成で交換した場合などは、確認中に50枚の画像形成に到達する。この時、画像形成は中断し、確認後「トナー有り」であれば、画像形成の中断を解除して、画像形成動作再開となる。
【0030】
図14において、上記制御手段11により上記混合気搬送手段6が制御されて強制的トナー搬送が行われる。
トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)の有無を、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサにより検知して(ステップ1)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)無しならENDで終了するが、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)が有れば、上記駆動源13をONして(ステップ2)、上記混合気搬送手段6のダイアフラムポンプの駆動モータ6aをONして(ステップ3)、上記混合気搬送手段6のダイアフラムポンプの立ち上がりを待って(ステップ4)、トナー補充クラッチ14をONして(ステップ5)、強制的トナー搬送フラグをセットして(ステップ6)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)の有無を、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサにより検知して(ステップ7)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)の無しを検知して上記駆動源13をOFFして(ステップ8)、上記混合気搬送手段6のダイアフラムポンプの上記駆動モータ6aをOFFして(ステップ9)、トナー補充クラッチ14をOFFして(ステップ10)終了する。
【0031】
図15において、上記制御手段11により上記混合気搬送手段6が制御されて通常のトナー(T)の搬送が行われる。
トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)の有無を、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサにより検知して(ステップ21)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)有りならENDで終了するが、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)が無しならば、強制的トナー搬送フラグのセットを検知して(ステップ22)、強制的トナー搬送のフラグのセット無しを検知したらステップ25へ、強制的トナー搬送のフラグのセット有りで所定時間経過待ちをして(ステップ23)、強制的トナー搬送のフラグをクリヤして(ステップ24)、補給(主)トナー容器1aを駆動する駆動源3a1 のモータをONして(ステップ25)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)の有無を、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段5のセンサにより検知して(ステップ26)、トナー堆積収容部4内に堆積するトナー(T)が有りで、補給(主)トナー容器1aを駆動する駆動源3a1 のモータをOFFして(ステップ27)終了する。
【0032】
【発明の効果】
本発明によれば、トナー容器が、トナー容器の引き抜きを阻止してトナーの吐出口の蓋を開放した補給状態にある補給トナー容器であるか、もしくはトナー容器の引き抜き阻止を解除してトナーの吐出口の蓋の開放を阻止する待機状態にある待機トナー容器であり、トナー容器内のトナー有無を確認する際にトナー有無検知手段によりトナー堆積収容部内のトナー有りと検知されている場合は、トナー有無検知手段によりトナー無しと検知されるまで、補給トナー容器のトナー容器駆動手段を一時的に停止させ、混合気搬送手段を強制的に動作させると共に、トナー容器の内、1個のトナー容器だけが補給トナー容器であるか、もしくは全てのトナー容器が待機トナー容器であり、補給トナー容器は、トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段によりトナーの無しと検知されるまで補給状態を維持するよう管理することで、トナー容器内にトナーの有無を検知するセンサ等を設けることなく、トナー容器内のトナーの有無を検知することが可能になる。
これにより、複数のトナー容器内のトナーの有無を低コストで検知することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の概略を説明する説明図である。
【図2】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置を有する画像形成装置の主要部(現像装置)を説明する拡大断面図である。
【図3】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の主要部の状態(トナー吐出状態)を説明する説明図である。
【図4】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置を有する画像形成装置の他の主要部(蓋開閉機構)を説明する断面図である。
【図5】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置を有する画像形成装置の他の主要部を説明する断面図である。
【図6】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置を有する画像形成装置の他の主要部を説明する説明図である。
【図7】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置を有する画像形成装置の他の主要部を説明する断面図である。
【図8】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部を説明するブロック図である。
【図9】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部を説明する拡大説明図である。
【図10】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の状態を説明する遷移図である。
【図11】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の他の状態を説明する遷移図である。
【図12】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の他の状態を説明する図表である。
【図13】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の他の状態を説明する図表である。
【図14】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の動作を説明するフローチャートである。
【図15】本発明の実施の形態例を示すトナー供給装置及びそれを有する画像形成装置の他の主要部の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
0 トナー供給装置
トナー容器、1a 補給トナー容器、1a1 吐出口、
1a2 蓋、1a21 つまみ部、
1a3 トナー容器本体、
1a4 迫り出し部、
1a5 吐出口迫り出し部、
1a6 案内溝、
1a7 係止部、
1b 待機トナー容器、1b1 吐出口、1b2 蓋
トナー容器挿入部、2a 挿入口、
2b 挿入口
トナー容器駆動手段、3a トナー容器駆動手段、3a1 駆動源、
3b トナー容器駆動手段、3b1 駆動源
トナー堆積収容部、4a トナー搬送口
トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段
混合気搬送手段、6a 駆動モータ、6b 編芯カム、
6c ダイアフラム
ロック手段、7a ロック手段、7a1 ストッパー、
7a2 段裸子、
7a3 スプリング、
7a4 ソレノイド、
7b ロック手段
8 トナー容器セット検知手段、8a トナー容器セット検知手段、
8b トナー容器セット検知手段
9 トナー容器保持手段、9a トナー容器保持手段、9a1 ホルダ、
9a2 内ホルダ、
9a3 歯車、
9a4 シール、
9b トナー容器保持手段
10 LED、10a LED、10b LED
11 制御手段、11a CPU、11b ROM、11c RAM、
11d 出力ポート、11e 入力ポート、
11f LCD制御部、11g アドレスバス/データバス、
11h VRAM、11i 操作パネル、
11j 表示部(LCDモジュール)、
11k 言語切替キー、11l プリントキー、
11m ドライバー
12 蓋開閉手段、12a 蓋開閉手段、12a1 スライダ、
12a2 チャック、12a21爪、
12a3 スプリング、
12a4 移動手段、
12a41 駆動モータ、
12a42 ウオームギヤ、
12a43 ウオームホイール、
12a44 ピニオン、
12a45 ラック、
12b 蓋開閉手段
13 駆動源
14 トナー補充クラッチ
15 スクリュー部材
100 画像形成装置
101 画像担持体
102 現像手段、102a ホッパ、102a1 トナー補給ローラ、
102b ホッパ内のトナー有無検知手段、
102c 現像容器部、
102d 攪拌ローラ、
102e パドルホイール、
102f 現像ローラ、
102g 現像ローラ、
102h ドクタブレード、
102i セパレータ、
102j 搬送スクリュ、
102k トナー濃度検出手段
103 混合気搬送経路
104 転写手段、104a 転写ベルト、104b 転写クリーニング手段
105 帯電手段
106 レジストローラ
107 クリーニング手段
108 定着手段
109 排紙ローラ
110 自動原稿送り部(ADF)
111 コンタクトガラス
120 露光部
121 光源
122 ミラー群
123 レンズ
130 画像形成部
140 給紙部[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner supply device and an image forming apparatus having the toner supply device, and in particular, supplies toner for forming a toner image by developing a latent image on an image carrier in an electrophotographic system from a position away from a development position. Toner supply apparatus and copier, facsimile apparatus, which forms toner image by supplying toner for forming a toner image by developing a latent image on an image carrier in an electrophotographic system having the toner supply apparatus from a position away from a development position The present invention relates to an image forming apparatus such as a printer or a complex machine of these.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, the frequency of replacement of toner cartridges by an operator is such that a plurality of toner cartridges provided in a toner server provided adjacent to a toner tank of a developing device are rotated and automatically converted a plurality of times. A toner replenishing mechanism for reducing the toner is known (see Japanese Laid-Open Patent Application No. 277083).
A small-sized developing device that improves the operability during maintenance is also known in which toner is supplied from a toner storing means provided separately from the developing device using a Mono pump (Japanese Patent Laid-Open No. 7-219329). See).
A toner replenishing device having a toner cartridge housing portion capable of individually mounting two toner cartridges and replenishing toner to the developing device from one toner cartridge via a toner branch tube having two branch pipes and a main pipe When the sensor detects that there is no passing toner in the vicinity of the sensor for measuring the amount of toner passing through the toner conveying tube, the agitator in the other toner cartridge is rotated to remove the toner in the other toner cartridge. It is also known to start unloading (refer to Japanese Laid-Open Patent Publication No. 4-80779 or Japanese Laid-Open Patent Publication No. 8-137227).
Further, it has been proposed by the inventors of the same applicant to form an image by conveying toner to a developing device from a toner supply device having a plurality of toner containers separated from the developing position.
However, in a conventional toner server or toner supply device having a toner container of a plurality of toner cartridges, the toner container is not easily attached and detached, and the exchange of toner is delayed, and the image forming operation is interrupted. In order to automatically detect the presence / absence of toner in the toner container in advance, a plurality of detection means are required, which not only increases the cost but also frequently changes the toner container. In addition to waste of resources due to frequent occurrence of toner failures and toner scattering during toner container replacement, there is a problem that the scattered toner adheres to the photoreceptor and the image quality also deteriorates. It was.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional toner server and toner supply device having toner containers of a plurality of toner cartridges and an image forming apparatus having the toner container have poor detachability and exchangeability of the toner container, delaying the toner discharge, and image formation. In order to detect the presence or absence of toner in multiple toner containers automatically in advance, multiple detection means are required to increase the cost and frequent replacement of the toner container. If this happens, these detection means will frequently fail or toner may be scattered when the toner container is replaced. There was a problem of being lowered.
Therefore, an object of the present invention is to solve such problems. That is, the detachability and exchangeability of the toner containers are good, the presence or absence of toner in a plurality of toner containers is automatically detected in advance at low cost and with few failures, and toner conveyance is performed without interruption. A resource-saving toner supply device that prevents the occurrence of toner scattering at the time of replacement of a toner container, and an image forming device that continuously forms high-quality images having the image forming operation without interruption. The purpose is to provide.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
To achieve the above object, the present invention of
Claim2The present invention of claim 1DescriptionIn this toner supply device, when the air-fuel mixture transporting means forcibly transports the toner, the toner container driving means drives the toner container to replenish toner from the replenishment toner container to the toner accumulation container for a predetermined time. It is characterized by stopping.
Claim3The present invention of
[0005]
[Action]
In the toner supply device configured as described above and the image forming apparatus having the toner supply device, is the toner container a replenishment toner container in a replenishment state in which the toner container is prevented from being pulled out and the toner discharge port lid is opened? Or a standby toner container in a standby state in which the toner container is prevented from being pulled out to prevent the opening of the toner discharge port from being opened, and toner accumulation is performed by the toner presence / absence detecting means when checking the presence / absence of toner in the toner container. If it is detected that the toner in the container is present, the toner container driving means for driving the replenishing toner container is temporarily stopped until the toner presence / absence detecting means detects that there is no toner, and the mixture conveying means is forced Of the toner containers, only one toner container is a supply toner container, or all the toner containers are standby toner containers. Ri, managed to maintain the supply state to supply the toner container is detected that there is no toner by the toner presence detection means in the toner accumulation accommodating portionby doing,The presence or absence of toner in the toner container can be detected without providing a sensor or the like for detecting the presence or absence of toner in the toner container.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In the illustrated case, a plurality of
The plurality of
The upper
[0010]
The amount of toner (T) discharged by the rotation of the upper
The toner (T) accumulated and accumulated in the
The air-fuel
[0011]
The toner presence / absence detecting means 102b in the hopper for detecting the presence / absence of toner (T) in the
The
The
[0012]
The power of a main motor (not shown) is turned on, and the
The toner (T) is supplied to the
That is, when the presence / absence of toner accumulated in the
Then, the toner presence /
By the control of the control means 11, a predetermined amount of toner (T) is always stored in the
[0013]
The
The
The
Although the
When the image forming operation is started, the photosensitive drum of the
[0014]
The toner image formed on the photosensitive drum of the
On the other hand, the photosensitive drum of the
As the developing means 102, an example using a two-component magnetic brush developing system using toner (T) and a carrier is shown in the following description.
The
The air-fuel
[0015]
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the structure of an example of the developing means. In FIG. 2, the developing means 102 is composed of a developing
Inside the developing
The developing roller 102f and the developing roller 102g are located on the upstream side along the rotation direction of the photosensitive drum of the
[0016]
In the developing
The developer carried on the first developing roller 102f moves on the surface of the roller with the rotation of the developing sleeve, the layer thickness is regulated by the
[0017]
The developer scraped off by the
In the vicinity of the stirring
[0018]
FIG. 3 is a view for explaining the state of the main part of the toner container according to the embodiment of the present invention. The replenishing
Further, the
The partial drawings (a) to (d) of the replenishing
The state in which the
In the state of the partial diagram (a), the maximum diameter portion of the shoulder portion is positioned vertically downward, and the
The state of the partial diagram (b) is a prone bear rotated by 90 degrees in the direction of the arrow D shown from the state of the partial diagram (a), and the maximum diameter portion of the shoulder portion and the protruding
The state of the partial diagram (c) is rotated 90 degrees from the state of the partial diagram (b) in the direction of the arrow D shown in the figure until reaching the state of the partial diagram (c). In addition, the protruding
The state of the partial diagram (d) is a state in which the state is further rotated by 90 degrees in the direction of the arrow D shown in the figure from the state of the partial diagram (c), and before and after the state before the state of the partial diagram (d) is rotated.
Here, in the example shown in the drawing, the protruding
Therefore, the
[0019]
FIG. 4 is a cross-sectional view showing the configuration inside the toner container insertion portion. The
The
[0020]
FIG. 5 shows a state in which the
FIG. 6 shows an example of a driving mechanism of the moving means, and the moving
[0021]
FIG. 7 is an explanatory view of the locking means, and the
However, when the
[0022]
FIG. 8 is a block diagram showing the configuration of the control system, and FIG. 9 is a configuration diagram of the operation unit. The
The drive motor 6a of the air-fuel mixture transport means 6 and the
[0023]
FIG. 10 is a transition diagram of the apparatus according to the present invention, and the state of waiting in the toner
The default main toner container is the upper toner container. This default is a default value at the time of product shipment, and the data store of the main toner container is non-volatile.
However, the standby toner container 1b of the
Hereinafter, the transition will be described in order. When it is recognized that the toner container is set from
[0024]
When the next toner container becomes the main toner container, the state transitions to
In
When the condition of “NE (near end)” is satisfied in
[0025]
When the E (end) condition is satisfied in the
In
There are three transitions in the “check toner container” transitioned from
In the first replacement when both are E (end) toner containers, the replacement toner container becomes the main toner container (
[0026]
In FIG. 11, the
An event of “toner supply device (0) NE (near end) release” occurs in
[0027]
In FIG. 12, the A row (off), B row (flashing), and C row (lit) in the figure indicate the insertion ports 2 a and the insertion ports of the toner
The
Column D is a message displayed on the screen of the display unit (LCD module) 11j according to the toner container state (see FIG. 9).
In the E row and the F row, the set state in each state of the
[0028]
In FIG. 13, the “E (end)” condition of the toner (T) of the
When either the replenishing
The combination {circle around (1)} between “E (end)” and “not set” in the replenishing
If the
This is a measure for requiring a predetermined time to confirm the presence or absence of toner (T) in the
When the toner in the
[0029]
On the other hand, if the state of the
[0030]
In FIG. 14, the
The presence or absence of toner (T) accumulated in the
[0031]
In FIG. 15, the control means 11 controls the air-fuel mixture conveying means 6 so that normal toner (T) is conveyed.
The presence or absence of toner (T) accumulated in the
[0032]
【The invention's effect】
According to the present invention, the toner container is a replenishment toner container in a replenishment state in which the toner container is prevented from being pulled out and the lid of the toner discharge port is opened, or the toner container is prevented from being withdrawn and the toner container is released. In a standby toner container in a standby state that prevents the lid of the discharge port from being opened, and when the presence or absence of toner in the toner accumulation container is detected by the toner presence / absence detection means when checking the presence or absence of toner in the toner container, Until the toner presence / absence detecting means detects that there is no toner, the toner container driving means of the replenishing toner container is temporarily stopped, the air-fuel mixture conveying means is forcibly operated, and one toner container among the toner containers Only the replenishment toner container or all the toner containers are standby toner containers, and the replenishment toner container is a toner presence / absence detection unit in the toner accumulation container. Managed to maintain the supply state until it is detected that there is no toner byby doing,The presence or absence of toner in the toner container can be detected without providing a sensor or the like for detecting the presence or absence of toner in the toner container.
This makes it possible to detect the presence or absence of toner in the plurality of toner containers at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an outline of a toner supply device and an image forming apparatus having the toner supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view illustrating a main part (developing device) of an image forming apparatus having a toner supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is an explanatory diagram illustrating a state (toner discharge state) of a main part of a toner supply device and an image forming apparatus having the toner supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating another main part (lid opening / closing mechanism) of the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating another main part of an image forming apparatus having a toner supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating another main part of an image forming apparatus having a toner supply device according to an embodiment of the present invention.
FIG. 7 is a cross-sectional view illustrating another main part of the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a block diagram illustrating another main part of a toner supply device and an image forming apparatus having the same according to an embodiment of the present invention.
FIG. 9 is an enlarged explanatory view illustrating another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a transition diagram illustrating a state of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a transition diagram illustrating another state of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a table for explaining another state of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a table for explaining another state of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart illustrating the operation of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart illustrating the operation of another main part of the toner supply device and the image forming apparatus having the toner supply device according to an embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
0 Toner supply device
Toner container, 1a Supply toner container, 1a1 Discharge port,
1a2 Lid, 1atwenty one Knob part,
1aThree Toner container body,
1aFour The projecting part,
1aFive Discharge port protruding part,
1a6 Guide groove,
1a7 Locking part,
1b Standby toner container, 1b1 Discharge port, 1b2 lid
Toner container insertion portion, 2a insertion port,
2b insertion slot
Toner container driving means, 3a Toner container driving means, 3a1 Driving source,
3b Toner container driving means, 3b1 Driving source
Toner accumulation container, 4a Toner transport port
Means for detecting presence / absence of toner in toner accumulation container
Air-fuel mixture conveying means, 6a drive motor, 6b knitting core cam,
6c Diaphragm
Locking means, 7a Locking means, 7a1 stopper,
7a2 Corrugated child,
7aThree spring,
7aFour solenoid,
7b Locking means
8 toner container set detecting means, 8a toner container set detecting means,
8b Toner container set detection means
9 Toner container holding means, 9a Toner container holding means, 9a1 holder,
9a2 Inner holder,
9aThree gear,
9aFour sticker,
9b Toner container holding means
10 LED, 10a LED, 10b LED
11 control means, 11a CPU, 11b ROM, 11c RAM,
11d output port, 11e input port,
11f LCD controller, 11g address bus / data bus,
11h VRAM, 11i operation panel,
11j Display unit (LCD module),
11k language switch key, 11l print key,
11m driver
12 Lid opening / closing means, 12a Lid opening / closing means, 12a1 Slider,
12a2 Chuck, 12atwenty oneclaw,
12aThree spring,
12aFour transportation,
12a41 Drive motor,
12a42 Worm gear,
12a43 Worm wheel,
12a44 Pinion,
12a45 rack,
12b Lid opening / closing means
13 Drive source
14 Toner refill clutch
15 Screw member
100 Image forming apparatus
101 Image carrier
102 Developing means, 102a Hopper, 102a1 Toner supply roller,
102b Means for detecting presence or absence of toner in the hopper,
102c developer container,
102d stirring roller,
102e paddle wheel,
102f developing roller,
102g developing roller,
102h Doctor blade,
102i separator,
102j conveying screw,
102k toner density detection means
103 Mixture transport path
104 transfer means, 104a transfer belt, 104b transfer cleaning means
105 Charging means
106 Registration roller
107 Cleaning means
108 Fixing means
109 Paper discharge roller
110 Automatic document feeder (ADF)
111 Contact glass
120 Exposure section
121 Light source
122 mirrors
123 lens
130 Image forming unit
140 Paper feeder
Claims (3)
上記トナー容器は、トナー容器の引き抜きを阻止してトナーの吐出口の蓋を開放した補給状態にある補給トナー容器であるか、もしくは上記トナー容器の引き抜き阻止を解除してトナーの吐出口の蓋の開放を阻止する待機状態にある待機トナー容器であり、
上記トナー容器内のトナー有無を確認する際に上記トナー有無検知手段により上記トナー堆積収容部内のトナー有りと検知されている場合は、上記トナー有無検知手段によりトナー無しと検知されるまで、上記補給トナー容器を駆動する上記トナー容器駆動手段を一時的に停止させ、上記混合気搬送手段を強制的に動作させることが可能であり、
上記トナー容器の内、1個のトナー容器だけが補給トナー容器であるか、もしくは全てのトナー容器が待機トナー容器であり、上記補給トナー容器が上記トナー堆積収容部内のトナー有無検知手段によりトナーの無しと検知されるまで補給状態を維持するよう管理することを特徴とするトナー供給装置。A toner container insertion portion into which at least two or more toner containers for storing and discharging toner are inserted, and a toner container presence / absence detecting means provided in the toner container insertion portion for detecting the presence or absence of the toner container to be inserted; A toner container driving means for driving the toner container inserted into the toner container insertion portion to discharge the toner, and a toner which is driven by the toner container driving means and deposits and stores the toner discharged from the toner container As an air-fuel mixture of the accumulation container, toner presence / absence detecting means in the toner accumulation container for detecting the presence / absence of toner accumulated in the toner accumulation container, and a gas for fluidizing the toner accumulated in the toner accumulation container An air-fuel mixture conveying means for conveying toner, and the toner container driving means is configured to discharge the toner from the toner container at a predetermined time. By detecting the presence or absence of toner deposited on the toner deposit containing portion by the toner presence detection means in the toner accumulation accommodating portion from the drive, in the toner supply device for detecting the presence or absence of the toner in the toner container,
The toner container is a replenishment toner container in a replenishment state in which the toner container is prevented from being pulled out and the toner discharge port lid is opened, or the toner container is prevented from being pulled out and the toner discharge port lid is released. A standby toner container in a standby state to prevent the opening of
When the presence / absence of toner in the toner accumulation container is detected by the toner presence / absence detection unit when checking the presence / absence of toner in the toner container, the replenishment is performed until the toner presence / absence detection unit detects the absence of toner. It is possible to temporarily stop the toner container driving means for driving the toner container and forcibly operate the air-fuel mixture conveying means,
Of the toner containers, only one toner container is a replenishing toner container, or all toner containers are standby toner containers, and the replenishing toner container is charged with toner by means of toner presence / absence detection means in the toner accumulation container. a toner supply apparatus characterized by managing to maintain the supply state until it is detected that there is no.
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