JPH05127523A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー補給装置に関し、トナーを確実にキャ
リアと攪拌できるようにしたトナー補給装置を提供する
ことを目的とする。 【構成】 トナーホッパー１から現像器２内の底部にト
ナー４を押し込む強制供給手段３が設けられる構成とす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トナー補給装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】レーザプリンタ、電子写真式複写機、フ
ァクシミリ等においては印字データ、原稿画像等に対応
する静電潜像を感光体に形成し、この静電潜像に現像器
から供給されたトナーを静電吸着させてトナー画像を感
光体に形成し、このトナー画像を直接に記録媒体に転写
したり、一旦転写体に転写した後、記録媒体に再転写す
るように構成されている。

【０００３】トナーは現像器内でキャリアとともに攪拌
され、該攪拌による摩擦によって帯電し、同じく該攪拌
による摩擦によって逆極性に帯電したキャリアに静電吸
着された後、マグローラの表面に穂立ち状に磁気吸着さ
れ、マグローラの回転に伴って現像器内から感光体に対
向する現像位置に運び出される。

【０００４】現像位置で感光体にトナーを吸着されてト
ナーを失ったキャリアはマグローラの回転に伴って再び
現像器内に運び戻され、現像器内のトナーと共に攪拌さ
れることにより、再びトナーを吸着し、トナーと共にマ
グローラに吸着される。

【０００５】このようにして、キャリアは繰り返し使用
されるが、感光体に静電吸着されたトナーは繰り返して
使用することができないので、外部から現像器内に補給
する必要がある。

【０００６】従来、現像器にトナーを補給するトナー補
給装置は、例えば図８に示すように、現像器１０１内の
上部にトナー１０２を落下供給するホッパー１０３と、
トナー１０２の補給量を制御するトナー補給ローラ１０
４とを備えている。

【０００７】これに対して、現像器１０１の内部には、
トナー掻き込み用の攪拌パドル１０５と、トナー１０２
とキャリア１０７とを混合攪拌するための攪拌パドル１
０６とが設けられ、現像器１０１内のトナー１０２とキ
ャリア１０７の混合物からなる現像剤１０８の量はこれ
らの攪拌パドル１０５、１０６が中に埋まる程度に設定
されている。

【０００８】なお、トナー補給ローラ１０４は、例えば
図９（ａ）に示すように表面に軸心と平行な溝１０４ａ
を形成した溝切りタイプのものと、例えば図９（ｂ）に
示すように表面をスポンジ等の柔軟な多孔体で覆ったス
ポンジローラタイプのものとに大別される。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、トナー１０
２を現像器１０１内に落下供給した場合、落下したトナ
ー１０２が攪拌パドル１０５、１０６の回転によって作
られる現像剤１０８の流れに巻き込まれず、図１０に示
すように現像器１０１内の現像剤１０８の上を漂ってマ
グロール１０９に到達し、マグロール１０９に付着して
現像位置に送り出されることがある。このようなトナー
１０２は、キャリア１０７と攪拌されないので、帯電す
ることもないことから生トナーと呼ばれ、この生トナー
がマグロール１０９に付着して現像位置に送り出され、
感光体に吸着されて記録媒体あるいは転写体に付着する
いわゆる生トナー上がりと呼ばれる現象が、印字品質低
下あるいは再生画質低下を招くことが少なくない。

【００１０】また、従来のトナー補給装置によれば、現
像剤１０８の上にトナー１０２が漂うことにより、トナ
ー１０２が現像剤１０８の中に巻き込まれて現像剤１０
８のトナー濃度が高められるまでの時間も長くかかり、
高精度にトナー濃度の制御ができなくなるという問題も
ある。

【００１１】本発明は、上記の事情を鑑みてなされたも
のであり、トナーを確実にキャリアと攪拌できるように
したトナー補給装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明に係るトナー補給
装置は、上記の目的を達成するため、例えば図１に示す
ように、トナーホッパー１から現像器２内の底部にトナ
ー４を押し込む強制供給手段３が設けられる。

【００１３】

【作用】本発明においては、トナー４が強制供給手段３
によって現像器２内の底部に押し込まれるので、トナー
４は現像剤６の中を通らなければマグロール２２に到達
できなくなり、マグロール２２に到達するまでに確実に
現像剤６と接触し、摩擦帯電してキャリア５に付着する
ことになる。

【００１４】

【実施例】本発明の一実施例に係るトナー補給装置を図
１及び図２に基づき具体的に説明すれば、以下の通りで
ある。

【００１５】図１に示すように、このトナー補給装置
は、トナーホッパー１と、トナーホッパー１から現像器
２内の底部にトナー４を押し込む強制供給手段３とを備
え、この強制供給手段３は、現像器２内の底部に連通す
る加圧ガス供給路３１と、加圧ガス供給路３１に乾燥窒
素ガス（露点温度−６５℃）を供給するカセット型の高
圧窒素ボンベ３２と、トナーホッパー１から加圧ガス供
給路３１にトナー４を導くトナー供給路３３とを備え
る。

【００１６】上記現像器２内の底部にはトナー４とキャ
リア５とを攪拌混合するための攪拌パドル２１、トナー
４とキャリア５とからなる現像剤６を現像器２外の現像
位置に移動させるマグロール２２とを備える。

【００１７】図２及び図３に示すように、上記攪拌パド
ル２１は、現像器２に回転自在に支持され、図示しない
駆動機構によって回転駆動される中空の中心軸２１ａ
と、この中心軸２１ａの周囲に固定された羽根２１ｂと
を備え、上記中心軸２１ａの周壁には適当な間隔を置い
て多数のトナー噴出口３５が形成される。そして、攪拌
パドル２１の中心軸２１ａは、その一端に設けられる回
転継手３４を介して加圧ガス供給路３１に連通させてあ
る。

【００１８】なお、図１に示すように、加圧ガス供給路
３１には、トナー供給路３３との接続点よりも上流に加
圧ガス供給路３１を開閉する止め弁４０と減圧弁３６と
を設けて、止め弁４０を開弁した時に、減圧弁３６から
下流側に放出される乾燥窒素ガスの供給圧が２〜３ｋｇ
／ｃｍ² 程度となるようにしている。

【００１９】また、現像器２内には攪拌パドル２１が埋
まる程度の量の現像剤６を収容してあり、この現像剤６
のトナー濃度を検出する濃度センサ７が現像器２の底部
に設けられる。

【００２０】この濃度センサ７は制御部８に接続され、
制御部８は濃度センサ７が検出するトナー濃度が一定の
下限値（例えば４％）以下になると止め弁４０を開弁さ
せ、この一定値よりも高い別の一定の上限値（例えば６
％）を上回ると止め弁４０を閉弁させるように構成され
る。

【００２１】このトナー補給装置においては、現像器２
内のトナー濃度が下限値を下回ると止め弁４０が開弁さ
れて、高圧窒素ボンベ３２から加圧ガス供給路３１への
乾燥窒素ガスの供給が開始される。この加圧ガス供給路
３１を流れる乾燥窒素ガスのエジェクト作用によって一
定流量のトナー４がトナーホッパー１からトナー供給路
３３を経て加圧ガス供給路３１に吸引され、加圧ガス供
給路３１内の加圧ガス中に分散される。

【００２２】トナー４が分散した加圧ガスは加圧ガス供
給路３１を流れる間にその圧力が低下し、各トナー噴出
口３５から加圧ガスが大気圧よりも僅かに高圧の、いわ
ゆる、陽圧程度の圧力で現像器２内に噴き出される。

【００２３】現像器２内の底部で各トナー噴出口３５か
ら噴出された加圧ガスは現像剤６の間に分散して現像剤
６の粒子間距離を広げ、その流動性を高めてその攪拌を
容易にし、トナー４とキャリア５との接触が活発にな
る。

【００２４】また、この加圧ガスに含まれているトナー
４は加圧ガスとともに粒子間隔を広げられた現像剤６の
中に噴出され、攪拌パドル２１の攪拌作用とあいまって
活発に現像剤６と接触する。その結果、トナー４の補給
開始から所定のトナー濃度に到達するまでの時間が従来
よりも短くなる。例えば図４に示すように、トナー濃度
４％においてトナー濃度２％分のトナーを補給した場
合、従来のトナー補給装置では破線で示すように約１５
秒で濃度センサ７の検出濃度が６％に到達していたのに
対して、この実施例によれば、約５分の１の３秒程度で
６％に到達していることから迅速にトナーが混合されて
いることが分かる。また、オーバーシュートも少なく、
短時間内に正確に６％に安定させることができ、高精度
のトナー濃度制御ができる。

【００２５】しかも、攪拌パドル２１とマグロール２２
との間には現像剤６が存在しているので、各トナー噴出
口３５から噴出されたトナー４は確実に現像剤６と接触
し、キャリア５と接触して摩擦帯電し、逆極性に帯電す
るキャリア５の表面に吸着された後にマグロール２２に
到達することになる。したがって、生トナー上がりの発
生が確実に防止され、印字品質あるいは再生画質が著し
く高められる。

【００２６】なお、止め弁４０を閉弁すれば、加圧ガス
供給路３１での乾燥窒素ガスによるエジェクト作用が停
止し、トナーホッパー１から加圧ガス供給路３１へのト
ナー４の供給が停止され、現像器２内へのトナー４の供
給も停止される。

【００２７】上記の一実施例において、加圧ガスとして
乾燥窒素ガス以外の加圧ガスを使用することは可能であ
る。しかしながら、乾燥窒素ガスは乾燥しているので、
現像剤６が乾燥雰囲気中に置かれることになり、トナー
４及びキャリア５の帯電が大気中にリークすることを防
止でき、トナー４およびキリャア５の帯電性を高めるこ
とができる点で有利である。また、乾燥窒素ガスは、無
酸素ガスであるので、トナー４及びキャリア５の酸化劣
化を防止することができる点で有利である。

【００２８】また、上記の一実施例において、トナーホ
ッパー１、トナー供給路３３あるいはトナー供給路３３
と加圧ガス供給路３１との合流点にトナー４の供給のオ
ンオフを含めてトナー４の供給量を制御する制御手段を
設け、加圧ガスを常時高圧窒素ボンベ３２から加圧ガス
供給路３１を経て現像器２内の底部に供給するように構
成することも可能である。

【００２９】この場合には、現像器２内の雰囲気を常時
乾燥した無酸素状態に維持できるので、湿度によるトナ
ー４及びキャリア５の帯電性の低下やトナー４及びキャ
リア５の酸化劣化を防止することができる。

【００３０】図５に示す本発明の他の実施例では、現像
器２の底部の内面にトナー噴出口３５を開口させ、該ト
ナー噴出口３５を加圧ガス供給路３１に連通させてい
る。その他の構成は上記の一実施例と同様に構成され
る。

【００３１】この実施例においてもトナー噴出口３５か
ら乾燥窒素ガスとともに噴出されるトナー４がマグロー
ラ２２に到達するためにはトナー噴出口３５とマグロー
ラ２２との間の現像剤６の中を通る必要がある。また、
トナー噴出口３５から噴出する乾燥窒素ガスによって現
像剤の流動性が高められ、攪拌パドル２１による現像剤
６の攪拌が容易になり、トナー４とキャリア５との接触
が活発になる。

【００３２】従って、トナー４はトナー噴出口３５から
噴出されてからマグローラ２２に到達するまでに確実に
現像剤６の中を通り、確実にキャリア５と接触してキャ
リア５の表面に付着することになる。その結果、この実
施例でも上記の一実施例と同様の効果を得ることができ
る。

【００３３】図６に示す本発明のまた他の実施例に係る
トナー補給装置では、加圧ガスを用いずに機械的にトナ
ー４が現像器２内の底部に押し込まれる。すなわち、こ
のトナー補給装置は、トナーホッパー１を現像器２内の
底部に連通させるトナー通路３６と、該トナー通路３６
内のトナー４を現像器２側に押し出すピストン３７と、
トナー通路３６内のトナー４のトナーホッパー１への逆
流を防止する逆止弁３８とを備えている。

【００３４】上記トナー通路３６は上部にトナーホッパ
ー１を備えた縦軸の筒状に形成され、ピストン３７は、
例えばソレノイド、シリンダ、スクリュー等を使用した
図示しない駆動手段により、トナー通路３６の上方の待
機位置からトナー通路３６内の押し込み位置との間を往
復駆動される。

【００３５】このトナー補給装置においては、ピストン
３７を待機位置から押し込み位置に押し込むことによ
り、トナー通路３６内のトナー４が現像器２内の底部の
現像剤６の中に押し込まれる。そして、トナー４はトナ
ー通路３６からマグロール２２に到達するまでに攪拌パ
ドル２１によって現像剤６と攪拌され、確実に現像剤６
中のキャリア５と接触して摩擦帯電により帯電し、キャ
リア５に付着することになる。その結果、この実施例で
も上記の各実施例と同様に、トナー４の現像剤６への混
合が迅速になり、高精度にトナー濃度制御を行えるよう
になるとともに、生トナー上がりの発生を確実に防止で
き、印字品質あるいは再生画質を高めることができる。

【００３６】なお、一旦現像器２内に押し出されたトナ
ー４は逆止弁３８の逆止作用により、トナー通路３６に
押し戻されることはない。この実施例において、例えば
図７に示すように、ピストン３７を待機位置に復帰させ
る戻しバネ３９を付加し、トナーホッパー１内に加圧さ
れた乾燥窒素ガスを導入し、その圧力でピストン３７を
トナー通路３６に押し込むように構成することが可能で
ある。

【００３７】この場合、トナーホッパー１への乾燥窒素
ガスの導入を停止することにより、戻しバネ３９によっ
てピストン３７がトナーホッパー１内に押し戻され、ピ
ストン３７と逆止弁３８との間のトナー通路３６の内圧
が減圧される。したがって、ピストン３７の下端とトナ
ー通路３６の上端との間にごく僅かな隙間ができるだけ
でトナーホッパー１内のトナー４がトナー通路３６内に
吸引され、トナー通路３６がトナー４で満たされる。

【００３８】この後、再びトナーホッパー１への乾燥窒
素ガスの導入を再開すれば、ピストン３７の下端とトナ
ー通路３６の上端との間の絞り作用によってトナーホッ
パー１内の圧力が増大し、ピストン３７の上下両面に作
用する圧力に差が生じてピストン３７がトナー通路３６
内に吸入され、押し込み位置まで押し下げられることに
なる。

【００３９】また、この場合、窒素ガスがトナーホッパ
ー１及びトナー通路３６を介して現像器２内に供給され
ることになるので、トナーホッパー１、トナー通路３６
及び現像器２内のトナー４並びに現像器２内のキャリア
５の帯電性を高めることができるとともに、トナー４及
びキャリア６の酸化劣化を防止できることになる。

【００４０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、トナー
ホッパーから現像器内の底部にトナーを押し込む強制供
給手段を設けているので、トナーは現像器内の現像剤の
中を通らなければマグローラに到達できなくなる。した
がって、トナーは確実に現像剤に接触することになり、
トナーが無帯電のままマグローラに到達するいわゆる生
トナー上がりをほぼ完全に防止できる。その結果、印字
品質あるいは再生画質を高めることができる。

【００４１】また、トナーが確実に現像剤に接触するの
で、トナー４とキャリア５との混合が迅速に行われ、ト
ナー濃度制御の応答性を高めることができるとともに、
高精度なトナー濃度制御を行うことができ、高水準に安
定した印字品質あるいは再生画質を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の構成図である。

【図２】本発明の一実施例の攪拌パドルの斜視図であ
る。

【図３】本発明の一実施例の攪拌パドルの断面図であ
る。

【図４】本発明の一実施例と従来例とのトナー濃度制御
特性図である。

【図５】本発明の他の実施例の構成図である。

【図６】本発明のまた他の実施例の構成図である。

【図７】本発明の更に他の実施例の構成図である。

【図８】従来例の構成図である。

【図９】従来例のトナー補給ローラの概略斜視図であ
る。

【図１０】従来例の問題点の説明図である。

【符号の説明】 １ トナーホッパー ２ 現像器 ３ 強制供給手段 ４ トナー ２１ 攪拌パドル ２１a 中心軸 ３１ 加圧ガス供給路 ３２ 加圧ガス源 ３３ トナー供給路 ３５ トナー噴出口 ３６ トナー通路 ３７ ピストン ３８ 逆止弁

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島田 清 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 溝渕 勇雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 鈴木 則広 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内 (72)発明者 藤木 嘉男 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通株式会社内

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーホッパー(1) から現像器(2) 内の
   底部にトナー(4) を押し込む強制供給手段(3) が設けら
   れることを特徴とするトナー補給装置。
2. 【請求項２】 強制供給手段(3) が現像器(2) 内の底部
   に連通する加圧ガス供給路(31)と、加圧ガス供給路(31)
   に加圧ガスを供給する加圧ガス源(32)と、トナーホッパ
   ー(1) から加圧ガス供給路(31)にトナー(4) を導くトナ
   ー供給路(33)とを備える請求項１に記載のトナー補給装
   置。
3. 【請求項３】 現像器(2) 内の底部に配置された攪拌パ
   ドル(21)の中心軸(21a) を中空軸で構成するとともに、
   該中心軸(21a) の周壁に適当な間隔を置いて多数のトナ
   ー噴出口(35)を開口する一方、加圧ガス供給路(33)を該
   中心軸(21a)の一端に連通させた請求項２に記載のトナ
   ー補給装置。
4. 【請求項４】 現像器(2) の底部内面にトナー噴出口(3
   5)を開口させ、該トナー噴出口(35)を加圧ガス供給路(3
   3)に連通させた請求項２に記載のトナー補給装置。
5. 【請求項５】 強制供給手段(3) がトナーホッパー(1)
   を現像器(2) 内の底部に連通させるトナー通路(36)と、
   該トナー通路(36)内のトナーを現像器(2) 側に押し出す
   ピストン(37)と、トナー通路(36)内のトナーのトナーホ
   ッパー（1)への逆流を防止する逆止弁(38)とを備える請
   求項１に記載のトナー補給装置。