JPH0344668A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば電子写真複写１機や静電記録装置や
レーザープリンタ等の乾式現像剤を用いる画像形成装置
のトナー補給装置に関し、特に、トナーを収容する筒状
のトナー補給容器を現像装置のトナー補給部に装填した
まま使用するトナー補給装置に関するものである。

〔発明の背景〕

ｖｇ６図は画像形成装置における画像形成部の主要構成
を示した断面図である。

画像形成部では、像担持体である感光体ドラム１を帯電
装置２により帯電し、露光光学系により原稿の像を露光
位置３において露光して前記感光体ドラムｌの周面に静
電潜像を形成し、この感光体ドラムｌの周面上に形成さ
れｔ；静電潜像を現像装置ＩＯで現像してトナー像を形
成し、該トナー像を転写極４の電圧印加のもとで記録紙
（転写紙）Ｐに転写し、転写後の感光体ドラムｌをクリ
ーニング装置６でクリーニングしたのち、帯ｔｌｌｆ露
光７を行い、残留電荷を除去し、再び上記の工程が繰り
返される。一方、給紙手段８およびガイド板８Ａを介し
て給送されて、トナー像が転写された転写紙Ｐは、分離
極５の作用下で感光体ドラムｌから分離され、搬送部材
（ベルト等）９により定着装置（図示せず）に搬送され
て定着されたのちに外部に排出される。

上記のような電子写真複写装置には、前記現像部［１０
およびその上部に設けられ、その現像装置１０に現像剤
りのトナーＴを補給するトナー補給装置２０が設けられ
ている。この現像装置１０は感光体ドラムｌ側が開口し
ているケーシング１１を有し、このケーシング１１に主
撹拌手段１２と現像ローラ１３と第一搬送部１４．第二
搬送部１５とが設けられ、現像ローラ１３の近傍には、
現像ローラ１３の表面の現像剤りの厚みを規制する穂立
規制板１６が設けられている。

また前記現像装置１０のケーシング１１の斜上方には、
新規トナーＴを補給するトナー補給装置２０が接続して
設けである。該補給装置２０の下部には、トナー補給ロ
ーラ２１が位置しているホ・ツバ２２が設けられている
。このホッパ２２のトナー補給ローラ２ｉの搬送方向先
方側の下面には前記第一搬送部１４と連通する開口１７
が設けられている。

前記トナー補給装置２０は、トナー補給容器３０を挿脱
自在にして定位置に定置させる上方の室と、トナーを収
納するとともに該トナーを現像部に搬出するトナー補給
ローラ２１とトナー残量検知装置２７とを有する下方の
室（ホッパ）とから構成されている。

上記トナー補給容器３０は新規トナーをその筒内に収容
し、上記トナー補給装置２０に挿入したのち、回転操作
すること１こより、その開口部３１から流出落下させ下
方のホッパ２２内に蓄積する。

コピーが繰返されると、現像装置１０内の現像剤りに含
まれるトナーは消費されるので、その消費量に見合った
量だけトナーを補給し、常にトナーとキャリアの混合比
を一定に保っておかないと、適正な濃度をもったコピー
が行われないので、現像装置１０内のトナーとキャリヤ
の混合比を検出し、自動的に前記ホッパ２２からトナー
Ｔを補給するようになっている。

かくして、トナー補給容器３０内のトナーはすべて消費
され、次いでホッパ２２内のトナーＴが総て消費し尽く
す以前に、トナーエンドを検知して補給時の報知をする
。このトナーエンド報知を操作者が確認して、空になっ
たトナー補給容器３０を取り出し、新規トナーの収容さ
れた新しいトナー補給容器と差し代え交換操作する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記ホッパ２２やトナー補給容器３０内に収容されＩこ
トナーＴは、温度や湿度により凝固し易く（ブロッキン
グ）、ホッパやトナー容器内壁面などに付着し被着し易
い。

トナー補給容器３０内に収容された大量のトナーは、自
重によって圧縮されて凝固し易い傾向にある。また、ト
ナー容器の側壁面の直径が大きくない場合には、ブロッ
キング等により架橋し易い。

それが嵩じるとトナー補給ローラに近接したトナーがア
ーチ状あるいはブリッジ（架橋）状の硬い壁に成長じて
しまい（棚つり現象）、内部が空洞化して、トナー容器
内にトナーが未だ充分存在するにも拘らず、トナーがホ
ッパ２２に落下せず、現像装置に対するトナーの補給が
できなくなる。また、第６図に示すように、トナー補給
容器３０の出口開口部３１の傾斜した内壁面に溜まった
り、該容器３０の内壁面に付着して落下しないトナーが
相当量存在する（残留現象）。

このようなトナー補給容器内のｌ・ナー空洞化（棚つり
現象）、およびトナー残留現象を防止するため、トナー
補給容器内にトナーの撹拌兼掻き出し用の回転部材を設
け、該回転部材を外部から駆動回転させて、内部のドナ
ーを撹拌して上記ブリッジを消滅させ、残留トナーを排
出する方法もあるが（実開昭５５−７＋３５３Ｊ＋公報
）、外部駆動機構の複雑さと駆動トルクの増大および使
い棄でのトナー補給容器の部分点数が増しコスト高にな
ることなどの欠点がある。

また、トナー補給容器を交換する際に、トナー補給容器
３０内に前記トナー空洞化やトナー残留が生じたまま、
該］・ナー補給容器３０をトナー補給装置から引き出す
と、該トナー補給容器３０内の残存トナーが外部に飛散
流出して、装置や床面や人体や被服等を汚染する問題が
発生する。

〔問題点を解決するだめの手段〕

この発明は、トナー補給装置のトナー補給容器内に収容
され！−，トナーに、外部から間欠的に衝撃を加えるこ
とにより、トナーの凝固を防止し、トナー補給容器内の
トナー全量をホッパ内に落下・収容させるトナー補給装
置を提供することを目的とするものである。

上記目的を遠戚するこの発明のトルク補給装置は、トナ
ーを収容する筒状のトナー補給容器を現像装置のトナー
補給部に装填したまま使用するトナー補給装置において
、前記トナー補給容器の挿着位置の下方のホッパ底部に
、駆動回転するトナー補給ローラを軸架し、該トナー補
給ローラの一部に可撓性部材を一体に固定して、画像濃
度検知情報に基づいて、トナー補給ローラを回転してト
ナーの補給を行うとき、該トナー補給ローラと一体をな
す前記可撓性部材が回転して、該可撓性部材の先端部が
前記トナー補給容器の外筒を衝打するようにしたことを
特徴とするものである。

〔実施例〕

次に、この発明を添付図面に示す実施例に基づいて説明
する。なお、以下の説明中、現像剤という場合は、二成
分系の現像剤であるトナーとそのキャリアとの混合物を
指し、単にトナーという場合と区別している。

第１図は現像装置の断面図、第２図はその平面断面図で
ある。なお、これらの図面に使用されている符号につい
て、同じ機能を有する部分には、前記従来例のものと同
番号を付している。また前記従来例と異なる点を説明す
る。

これらの図において、現像装置本体（ケーシング）　１
１内には、固定マグネット１３Ａを内蔵した回転式現像
スリーブ（現像剤担持体）　１３Ｂから戊る現像ローラ
１３、該現像スリーブ１３Ｂに付着する現像剤りの厚さ
を規制する穂立規制板（ブレード）１６、現像剤りの主
撹拌手段１２、補給トナー或は本体ｌＯ内の現像剤りを
現像幅方向の一端側から他端側へ向けて一方向に搬送す
る第一搬送手段１４と、該第−搬送手段１４とは逆方向
に搬送する第二搬送手段１５とを備えている。

前記現像スリーブ１３Ｂは感光体ドラム（像担持ム１上
に静電的に吸着させ、その静電潜像をトナー像として現
像する作用をなすものである。

前記主撹拌手段１２はその回転軸１２Ａに対し斜めに固
定された複数の楕円撹拌板１２Ｂによって現像剤と補給
されたトナーとを撹拌混合しつつ、かつその軸方向へ混
合物をならす機能を有しているもので、これらの撹拌板
１２Ｂ間には前記回転軸１２Ａに沿って平板部材１２Ｃ
が設けられている。この平板部材１２Ｃは現像剤を充分
に撹拌するとともに、主撹拌手段１２の回転方向に現像
剤の一部を掻き揚げ、前記第一搬送手段１４に投入する
機能を有する。

前記第一搬送手段１４は受は皿部材１４１と、該受は皿
部材１４１内に縦通した搬送スクリュー１４２と、前記
主撹拌手段１２と搬送スクリュー１４２との中間に設け
られ現像剤りの循環搬入量を規制する飛び込み規制板１
４３と、仕切り板１４４とから戊る。

上記搬送スクリュー１４２は、第２図に図示のように金
属シャフトの周囲に少なくとも１枚の金属薄板をコイル
状に巻き付けて固着して一体に形成した金属製スパイラ
ルスクリューである。該搬送スクリュー１４２は、スク
リューピッチが短く、リード傾斜角が急であるから、該
スクリュー曲面による軸方向の現像剤搬送力は大きい。

前記受は皿部材１４１の底部には搬送方向に向かって孔
径を少しずつ大きくした複数個の現像剤落下孔１４１Ａ
が列設され、搬送中に−様な量で現像剤りを落下させる
ことができるようになっている。

前・記搬送スクリュー１４２の現像剤搬送上流側には、
補充新規トナーＴの搬入口１４４Ａおよびリサイクルト
ナーの搬入口１１Ａが設けである。

前記現像装置本体１１の下部の凹部と前記受は皿部材１
４１とで囲まれた室には、第二搬送手段１５の搬送スク
リュー１５１が縦通している。該搬送スクリュー１５１
は樹脂で形成され、スクリューピ・ンチは粗く、リード
傾斜角も少ないから、軸方向のトナー搬送力は少なく、
軸直角方向のトナー搬送力が大きいことを特長としてい
る。

また、上記現像装置本体ｌｌの斜上方には、現像装置本
体１１内に補給新規トナーＴを補給するトナ−補給装置
２０が接続して設けである。

上記トナー補給装置２０は、前記現像装置本体１１に接
続してトナー補給容器３０を収容する蓋体２４と、スパ
イラルスクリューを有するトナー補給ローラ２１本体１
１と仕切り板１４４とにより囲まれた空間にトナーＴを
収容するホッパ２２と、仕切り板１４４と、振動部材２
３と、トナー残量検知装［２７から構成されている。

第３図はトナー補給装置２０の主要構成部材の斜視図、
第４図（Ａ）はトナー補給ローラの平面図、第４図（Ｂ
）はそのＡ、　−Ａ断面図、第４図（Ｃ）はＢ−Ｂ断面
図、第４図（Ｄ）はＣ−Ｃ断面図である。

前記トナー補給ローラ２１は、現像装置本体１１の両側
板に回転自在に支持され、駆動源により駆動される回転
軸体であり、ステンレス鋼棒より成る回転軸体２１１と
、該回転軸体２１１の外周部に固着された樹脂部材２１
２とから構成されている。該樹脂部材２１２は、第４図
（Ａ）中央部の右ねじ部（ピッチ５１の右スパイラルス
クリュー）２１３と、右端付近の左ねじ部（ピッチ５ｍ
ｍの左スパイラルスクリュー）２１４と、カム部２１５
と、左端付近の羽根部２１６とから戊る。

上記カム部２１５は第４図（Ａ）に図示の左ねじ部２１
４の谷部に形成され、第４図（Ｂ）に図示のように、緩
やかな上昇曲面（ライズ）部Ｒと、最大半径のランド部
りと、急下降面（フォール）部Ｆと、最小半径の底部Ｂ
とから成るカム曲面であり、後述の振動部材２３の突起
部がこれら曲面に摺接する。なお、上記ランド部りはス
クリュー頂部の外径と同一外径をなす。

第４図（Ｄ）に示す羽根部２１６は、平板状の２枚のブ
レードＢＱ、ＢＱを有し、このブレードＢＱの回転によ
り、ホッパ２２内のトナーＴを、現像装ｒ！１．１０の
第一搬送手段１４へ搬送・補給する。

前記トナー補給ローラ２１の樹脂部材２１２の中央付近
は、Ｄカットされていて、回転軸体２１１の一部が露出
している。この回転軸体２１１の露出部にはねじ穴が螺
設されていて、可撓性部材２８の一端がねじ部材２９に
よって固定されていて、他端は自由端になっている（第
４図（ｄ）参照）。

上記可撓性部材２８は、ポリエチレンテレフタレート（
ＰＥＴ）等の樹脂材料から成り、板厚０．２〜０．３１
のフィルム状薄片で弾性変形可能である。

振動板２３は、一方の振動板２３１と他方の振動板２３
２とが３個のブリッジ２３３によって架設され一体にな
っている。

一方の振動板２３１には、多数の開口２３１Ａと、多数
の起立板２３１Ｂを有する開口２３１Ｃとが穿設されて
いる。更にその一端には突起部２３１Ｄと、ばね掛は部
２３１Ｅが折り曲げ加工されている。

前記突起部２３１Ｄは、上記引張りばね２５によりばね
付勢され、前記トナー補給ローラ２１のカム部２１５に
圧接する。

上記振動板２３１の底面側は、現像装置本体１１のホッ
パ２２の底部内壁面に摺接している。

他方の振動板２３２にも、多数の開口２３２Ａが穿設さ
れている。該振動板２３２の底面側は、仕切り板１４４
の内壁面に摺接している。これら振動板２３１．２３２
およびブリッジ２３３は導電性材料により一体に成形さ
れたものである。

前記ばね掛は部２３１Ｅには、引張りばね２５の一端が
掛止されている。該ばね２５の他端はホッパ２２内のア
ース板２６の一端２６Ａに掛止され張設状態になってい
る。

次に、この発明による現像装置の動作について説明する
。

トナー補給装置２０のホッパ２２内に収容されている補
給新規トナーＴは、図示しないトナー濃度制御手段によ
り指令されて、間欠的にトナー補給ローラ２１の駆動回
転することにより、一定量ずつ適時ホッパ２２底部のト
ナー補給開口から仕切り板１４４の開口１４４Ａを通し
て第一搬送手段１４の搬送スクリュー１４２の搬送上流
側に補給される。

すなわち、上記トナー補給ローラ２１が、転写紙のサイ
ズ設定と、トナー濃度検出手段によるトナー補給開始信
号により、間欠駆動回転（例えば１３０ＰＰＭ、２秒間
）することにより、該ローラ２１の右ねじ部２１３のス
クリューによって、トナーＴが搬送されて、羽根部２１
６のブレードＢＱによって開口１４４Ａに送り出され、
更に第一搬送手段１４の搬送スクリュー１４２の搬送上
流側に供給される。

一方、上記トナー補給ローラ２１の駆動回転によって、
左ねじ部２１４も回転するから、該左ねじ部２１４のス
クリュー谷部に形成されたカム部２１５は、振動部材２
３の突起部２３１Ｄに摺接して該振動部材２３を移動さ
せる。すなわち、上記突起部２３１Ｄは、その側部が前
記左ねじ部２１４のスクリュー側面に当接して、トナー
補給ローラ２１の軸方向に往動されるとともに、カム部
２１５の上昇曲面（ライズ）部Ｒに沿って上昇する。

この突起部２３１Ｄのスクリュー軸方向往動とカム曲面
上昇とによって、振動部材２３全体が引張りばね２５の
付勢力に抗してトナー補給ローラ２１の軸方向と軸直角
方向との合成運動をする。

次いで、上記突起部２３１Ｄがカム部２１５の頂部のラ
ンド部りに到達すると、引張りばね２５の付勢力によっ
て、ランド部りの軸方向に沿って急速復動するとともに
、カム部２１５の急下降面ｆｆ１Ｆに沿って急下降する
。

この突起部２３１Ｄの軸方向急速復動とカム曲面急下降
によって、振動部材２３全体が衝撃的に移動して、ホッ
パ２２内のトナーＴに振動を与え、トナーの凝塊、空洞
化（かまくら形成）を防止する。

この振動部材２３の振動時に、振動板２３１，２３２に
穿設された複数個の開口２３１Ａ、２３１Ｇ、２３２Ａ
と、起立板２３１Ｂおよびブリッジ２３３は、トナーＴ
の凝結防止と崩壊に有効に作用する。

この振動部材２３の往復運動、およびトナー補給ローラ
２１の回転運動によって、トナーは撹拌および搬送され
る。

前記トナー補給ローラ２１の回転時には、該ローラ２１
の中央部近傍に固設された可撓性部材２８も一体となっ
て回転する。

第５図（Ａ　）、（、Ｂ　）、（Ｃ”）は何れもトナー
補給装置２０の中央部近傍の断面図であり、トナー補給
ローラ２１の回転による前記可撓性部材２８の回動過程
を示す。

第５図（Ａ）は可撓性部材２８の自由端が湾曲して、ケ
ーシング１１の内壁すなわちホッパ２２の底部を摺擦し
ている状態を示す。

トナー補給ローラ２１の回転に伴い、可撓性部材２８の
自由端は、次第にホッパ２２底部の仕切り板１４４の湾
曲した内壁面１４４Ａを摺擦して移動し、該内壁面１４
４Ａの上端を通過し終わると、可撓性部材２８の自由端
は拘束されることなく、ホッパ２２内で起立して平板状
になる。引続きトナー補給ローラ２１の回転することに
より、可撓性部材２８の先端部２８Ａはトナー補給容器
３０の外筒（外径）を衝打する（第５図（Ｂ）参照）。

この衝撃力によってトナー補給容器３０内に残存するト
ナーはすべて叩き落とされてホッパ２２内に収容される
。すなわち、トナー補給容器３０の内部に凝固トナーに
より空洞状に形成されたトナーブリッジや、該容器３０
の開口部３１付近に堆積した残留トナー溜まりや、容器
３０の内壁面に付着したトナー等は、前記可撓性部材２
８の衝撃力によって崩壊・離脱してトナー容器３０内か
らホッパ２２へ落下する。

引き続きトナー補給ローラ２１の回転により、前記可撓
性部材２８の先端部２８Ａは、トナー補給容器３０の外
壁に沿って摺擦して湾曲するが、開口部３１に達すると
再び起立して、第５図（Ｃ）に示す形状となり、開口部
３１内を通過し、更に下方のホッパ２２内へ進行し、再
びホッパ２２の底部内壁に接するようになる。このよう
な回転運動を複数回繰り返し、その都度、可撓性部材２
８の先端部がトナー補給容器３０の外壁の一部を叩き該
容器３０の残留トナーを放出させる。

次に、前記トナー補給ローラ２１によって送り出され、
第一搬送手段１４の搬送スクリュー１４２の搬送上流側
に補給されたトナーＴは、該搬送スクリュー１４２によ
って受は皿部材１４１の内側凹面内で搬送される。

このトナー搬送過程で上記搬送スクリュー１４２には、
上記補給新規トナーＴと、前記主撹拌手段１２により現
像装置本体１１内で撹拌されて跳ね上げられて飛び込み
規制板１４３により形成された間隙を有する現像剤投入
口１４５を通過して落下する現像剤りと、前記リサイク
ルトナーとが合流し、搬送スクリュー１４２の全長に亘
って混合されて、受は皿部材１４１内に沿って第２図矢
示の搬送下流側へ搬送されていく。

上記搬送スクリュー１４２による現像剤搬送混合過程で
、受は皿部材１４１の下流側付近に設けた各落下孔１４
１Ａにより現像剤りは、下方に落下する。

しかし該搬送スクリュー１４２に主撹拌手段１２から循
環搬送される現像剤りの量は、間隙を有する現像剤投入
口１４５により規制されて搬入され、搬送スクリュー１
４２の下流側から多量搬入されるようになっている。従
って、第一搬送手段１４の現像幅方向は、上記投入口１
４５から搬入される現像剤りの循環量と、落下孔１４１
Ａから排出される現像剤量とがほぼ同量となるように設
定されている。

上記受は皿部材１４１の落下孔１４１Ａから落下した混
合現像剤は、下側の第二搬入手段１５の搬送スクリュー
１５１上に散布される。該搬送スクリュー１５１の時計
方向回転により、上記混合現像剤は図示手前側（搬送ス
クリュー１５１の搬送下流側）に搬送されながら、装置
本体１１底部の開口１１Ａを通過して、主撹拌手段１２
の方向に搬出され、該主撹拌手段１２の撹拌板１２Ｂ、
平板部材１２ｃの回転により撹拌されて均一化され、現
像スリーブ１３Ｂ内の固定マグネソト１３Ａに吸着され
て回動し、穂立規制板（ブレード）１６を経て、感光体
ドラムｌに近接する現像域へ送られる。

なお、上記実施例はこの発明の技術的思想に基づいて種
々に変形が可能である。例えば可撓性部材２８をトナー
搬送ローラ２１以外の適当な回転機構により駆動するこ
とも可能である。また、可撓性部材２８の材料、形状、
取付数、取付位置もこれと同一の作用をなす他のものに
代えることも可能である。

まｔ；、上記実施例は現像剤りとして二成分系現像剤を
用いる装置を例に説明しているが、−成分現像剤を使用
する現像装置に適用してもよい。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明のトナー補給装置は、トナー補
給ローラの駆動回転を利用して、可撓性部材を回動させ
てトナー空洞化とトナーの残留を防止するのに多大の効
果がある。

これによってトナー補給容器内のトナー空洞化がホッパ
内に収容され現像部へ搬送される・また、この発明によ
る可撓性部材は、トナー補給ローラと一体をなして回転
するから、構造が簡単でかつ動作も確実であり、その取
付・交換作業も容易で、部品コストも安価である。

また、この可撓性部材は弾性を有し柔軟であるから、薄
板紙管等で形成されたトナー補給容器でも、該可撓性部
材による衝撃力によって破損することはなく、また衝撃
音も少ない。

更に、該容器を取り出して交換、あるいはトナー補給容
器や現像装置を点検修理する際に、トナー補給容器内に
はトナーの残留がないから取り出した該容器からトナー
が流出・飛散して人体や被服や装置や周辺をトナー汚染
することはない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る現像装置の正面断面図、第２図
は該現゛像装置およびトナー補給装置の平面断面図、第
３図はこの発明によるトナー補給装置の要部斜視図、第
４図はトナー補給ローラの平面図および断面図、第５図
はホッパ内の可撓性部材の回動過程を示すトナー補給装
置の中央部近傍の断面図、第６図は従来の現像装置およ
びトナー補給装置の断面図である。 ｌ・・・感光体ドラム（像担持体） １０・・・現像装置 １１・・・現像装置本体（ケーシング）２０・・・トナ
ー補給装置 ２１・・・トナー補給ローラ（搬送部材）２２・・・ホ
ッパ　　　　　　２３・・・振動部材２７・・・トナー
残量検知装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. トナーを収容する筒状のトナー補給容器を現像装置のト
   ナー補給部に装填したまま使用するトナー補給装置にお
   いて、前記トナー補給容器の挿着位置の下方のホッパ底
   部に、駆動回転するトナー補給ローラを軸架し、該トナ
   ー補給ローラの一部に可撓性部材を一体に固定して、画
   像濃度検知情報に基づいて、トナー補給ローラを回転し
   てトナーの補給を行うとき、該トナー補給ローラと一体
   をなす前記可撓性部材が回転して、該可撓性部材の先端
   部が前記トナー補給容器の外筒を衝打するようにしたこ
   とを特徴とするトナー補給装置。