JPH05173417A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 安定したトナーの撹拌機能を、低負荷トルク
で遂行できるようにすると共に、トナー収納容器の形状
に拘らず、その容器底部にトナーを残さないように補給
できるようにしたトナー補給装置を提供することであ
る。 【構成】 トナー収納容器１内に、２つの撹拌部材１
１，１２を設け、トナー量が多いとき、第１の撹拌部材
１１の回転負荷トルクが増大しないように、トナーの抵
抗によって屈曲状態になり、トナー量が多いとき、第１
の撹拌部材１１と共に直線状に展張状態になる第２の撹
拌部材１２を、第１の撹拌部材１１に対して取り付け
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、画像形成装置に具備さ
れる現像装置の所定の部位にトナーを補給する装置に関
するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子複写機、レーザプリンタ或いはファ
クシミリ等の画像形成装置において、感光体のような潜
像担持体に静電潜像を形成するものでは、乾式型の現像
装置が広く採用されている。

【０００３】このような現像装置のうち、所謂、二成分
系の現像剤を用いる現像装置では、その内部に収容され
た現像剤に対するトナーの濃度が低下するのに伴って、
トナー補給装置より、トナーを現像剤に補給するように
している。

【０００４】図８は、かような機能を遂行するトナー補
給装置の一従来例を示したものである。

【０００５】このトナー補給装置１００は、内部にトナ
ー２を収納したトナー収納容器１０１を有し、このトナ
ー収納容器１０１内には、撹拌部材１０３が設けられて
いる。この撹拌部材１０３が回転すると、トナー収納容
器内のトナーが、所々によって疎の状態になったり、密
の状態になったりしないように、均一に撹拌される。こ
のようにして撹拌されたトナーは容器底部の突出部１０
１ｂに連結されたトナー搬送管４内のトナー搬送コイル
部材５により、現像装置本体６に向けて補給される。

【０００６】このようなトナー補給装置の第１の問題点
は、トナー収納容器１０１内のトナーの量が多いとき、
撹拌部材１０３の回転負荷トルクが増大することであ
る。このために、従来においては、トナー量の多い状態
を想定して、撹拌部材の駆動に、より大きな駆動トルク
を発生するモータを使用するようにしていたが、このよ
うな構成によると、装置が大型化し、装置のコストが上
昇する。

【０００７】そこで、回転負荷トルクを軽減するため
に、撹拌部材１０３の回転半径を小さく設定したり、或
いはトナー収納容器１０１の内のトナー残量を、トナー
残量検知センサ７で検出し、トナー残量が少ないことを
検知されたときのみ、当該撹拌部材１０３を回転させる
ようにすることも公知である。

【０００８】ところがこの構成によると、トナー収納容
器１０１内でトナーブリッジを生じたり、容器底部の内
壁面１０１ａの部位に位置するトナーがトナー搬送コイ
ル部材５の側に落ち込まず、その内壁面１０１ａに堆積
したりする問題があった。このような状態になると、ト
ナー２が使い尽くされなくなり、ランニングコストを上
昇させたりする。又、充分に撹拌されないトナー２が補
給されるようになったりする。

【０００９】トナー残量が少ないとき撹拌部材を回転駆
動する例として、実開平１−１４９６６３号公報などに
よるものが既に提案されており、これによるものでは、
撹拌部材の駆動力を小さくできる利点が得られる。

【００１０】しかし乍ら、この例によるものでは、トナ
ー収納容器の横幅（感光体ドラムの軸方向と直交する方
向の幅）が、その高さよりも大きい場合（横長の場合）
には問題ないが、トナー収納容器の横幅が、その高さよ
りも小さい場合（縦長の場合）には、トナー収納容器内
にトナーが十分あるとき、撹拌部材が駆動されないの
で、容器底部にトナーブリッジが発生し易くなり、空洞
部を生じるおそれがある。

【００１１】特に、プロセスカートリッジのように、小
型のトナー収納容器である場合、現像スリーブの回転に
よる振動が、容器底部に伝播し、トナーブリッジが発生
しにくくなるが、大型のトナー収納容器となると、その
ような振動も期待できなくなる。

【００１２】又、特開平２−２３６５７３号公報に示さ
れた技術で、現像剤収納容器内部において回転可能に支
持される腕部材と、容器内壁面に摺擦し乍ら現像剤を搬
送する摺擦部材とを有し、このうちの摺擦部材を、腕部
材の回転方向と反対方向に回動若しくは変形自在とする
ように構成したものが提案されていて、これによるもの
もその回動力を低減することができる。

【００１３】ところがこの例の場合も、トナー収納容器
の形状が横長であることが第１の条件であり、トナーを
水平方向に搬送するのに有効なものとなっていて、トナ
ー収納容器が縦長となると、トナーが片側に山積みにな
って取り残されるおそれがある。

【００１４】更に、特開平２−２８７４７５号公報に示
された技術で、現像容器内の第１撹拌部材に対し、第２
撹拌部材を揺動自在に取り付け、この第２撹拌部材を容
器底面に沿って移動させるようにしたものが提案されて
いるが、これによるものでは、第１の撹拌部材の回動力
を小さくできるようになっていて、現像剤の撹拌と搬送
とを効率良く行えるようになっている。

【００１５】ところが、この例の場合も、トナー収納容
器の形状が横長であることが第１の条件であり、矢張
り、トナー収納容器が縦長となると、トナー撹拌部材の
回転領域の両側の一方に、トナーが山積みされ取り残さ
れるようになるおそれがある。

【００１６】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、安定
したトナーの撹拌機能を、低負荷トルクで遂行できるよ
うにすると共に、トナー収納容器の形状に拘らず、その
容器底部にトナーを残さないように補給できるようにし
たトナー補給装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するため、トナーを内部に収納し、この収納したトナ
ーを容器底部から補給するトナー収納容器と、このトナ
ー収納容器内において回転駆動され、この回転時、収納
トナーを撹拌する第１の撹拌部材と、トナー収納容器内
のトナー量の多いときと、少ないときとで、第１の撹拌
部材の回転方向をそれぞれ変えるようにする、第１の撹
拌部材の回転駆動手段と、第１の撹拌部材に、この回転
の半径方向に移動可能に取り付けられ、トナー収納容器
内のトナー量が多いときの回転方向に、第１の撹拌部材
が回転するのに伴い、この回転負荷トルクを増大させな
いような屈曲した態位になり、トナー収納容器内のトナ
ー量が少いときの回転方向に、第１の撹拌部材が回転す
るのに伴い、トナー収納容器の内壁面に近接又は接する
ように、第１の撹拌部材の回転の半径方向外側に延びた
態位になる第２の撹拌部材とを具備して成るトナー補給
装置を提案するものである。

【００１８】なお、第１の撹拌部材が、トナー収納容器
に設けたトナー量検知センサによりトナー量の多少を検
出したとき、回転方向が変えられるものとなっていると
効果的である。

【００１９】又、第１及び第２の撹拌部材を、それぞれ
１本の棒状部材から構成し、第１の撹拌部材の両端部を
クランク状に折り曲げ、第２の撹拌部材の両基部側を第
１の撹拌部材に折り曲げて回動可能に取り付けたものと
すると効果的である。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に従って、詳細
に説明する。

【００２１】図１は、本発明一実施例のトナー補給装置
の概略構成図を示し、この補給装置１０からは、先にも
述べた如く、トナー搬送管４内のトナー搬送コイル部材
５を介して、現像装置本体に向けてトナー２が補給され
る。

【００２２】当該トナー補給装置の主体を成すトナー収
納容器１には、先にも述べたように、トナー量の多少を
検出するトナー量検知センサ７が設けられている。すな
わち、このセンサ７は、トナー収納容器１内のトナーの
残量を検出するものとなっているのである。そして、こ
のセンサ７は、例えば、圧電式のセンサ若しくは光学式
のフォトセンサより成っている。以下かかるトナー量検
知センサを単に「トナーセンサ」と言う。

【００２３】トナー収納容器１内には、第１の撹拌部材
１１が設けられている。第１の撹拌部材１１は、例え
ば、図３に示すように、１本の棒状部材から構成され、
その両端部がクランク状になるように折り曲げられてい
る。このような第１の撹拌部材はその各端がトナー収納
容器１の各側壁に回転自在に支持され、ここを中心とし
て回転駆動される。又、第２の撹拌部材１２も、同様に
１本の棒状部材から構成され、その両基端側が内側に円
弧状に折り曲げられ、この折り曲げ部分１２Ｂには、第
１の撹拌部材１１の両側の脚部１１Ａがそれぞれ挿通さ
れ、第２の撹拌部材１２の基端側が第１の撹拌部材１１
に回動可能に取り付けられている。

【００２４】第２の撹拌部材の折り曲げ部分１２Ｂにつ
いて更に詳しく述べるに、図４に示すように、第２の撹
拌部材１２は、ａ点にて９０°以上に折り返され、ａ点
から先端部までは円弧状に曲げられている。このような
各折り曲げ部分１２Ｂが第１の撹拌部材１１の各脚部１
１Ａに回動可能に取り付けられている。また第２の撹拌
部材１２は、ｂの点のところで屈曲しており、第１の撹
拌部材１１に対して、図３及び図４に示した第１の位置
と、図５に示した第２の位置との間を回動可能となって
いる。しかも第２の撹拌部材１２の各折り曲げ部分１２
Ｂは、第１の撹拌部材１１の各脚部１１Ａに沿って摺動
可能である。すなわち、第２の撹拌部材１２は、第１の
撹拌部材１１に、この回転の半径方向に移動可能に取り
付けられているのである。

【００２５】第２の撹拌部材１２が図３及び図４に示す
第１の位置を占めたとき、その折り曲げ部１２Ｂと、第
１の撹拌部材１１の脚部１１Ａとが図４にＣ，Ｃで示す
個所で互いに衝き当たっているため、第２の撹拌部材１
２は矢印ｄ方向から見て、これ以上の左廻り方向の回動
が阻止される。これに対し、矢印ｄ方向から見て第２の
撹拌部材１２を右廻り回動させる場合、その脚部１２Ａ
が第１の撹拌部材１１の先端部１１Ｂに衝き当たって図
５に示した第２の位置に至るまで、その回動は許され
る。そして、本例ではこの回動角範囲θが１２０°に設
定されている。

【００２６】一方、第２の撹拌部材１２が図５に示した
第２の位置を占めたとき、第２の撹拌部材１２の脚部１
２Ａが第１の撹拌部材１１の先端部１１Ｂに衝き当たっ
た状態で、第２の撹拌部材１２は第１の撹拌部材１１の
脚部１１Ａのほぼ延長線上に直線状に伸びた状態とな
る。

【００２７】図１に戻って、この図に示されるトナー収
納容器１の内部にはトナー２が十分に満たされた状態と
なっている。トナーセンサ７は、トナー有り、すなわ
ち、トナー量が多いことを検出している。かような検出
状態で、第１の撹拌部材１１は、図において右廻り（時
計方向廻り）に回転駆動され、この回転によりトナー収
納容器１内のトナー２を撹拌する。

【００２８】このように第１の撹拌部材１１が右廻り回
転する際、第２の撹拌部材１２はトナーの抵抗を受け
て、図３及び図４に示した第１の位置を占める。すなわ
ち折り曲げ部分１２Ｂが脚部１１Ａに止められて、図１
に示すような屈曲態位になるのである。このとき第１の
撹拌部材１１は、その先端部１１Ｂがトナー収納容器底
部の内壁面１ａから比較的大きく離れるように、その回
転の半径が小さく形成され、しかも第２の撹拌部材１２
が屈曲態位にあるので、トナー収納容器１内のトナー量
が多いものの、第１の撹拌部材１１の回転負荷トルクが
左程増大することはない。しかも第１の撹拌部材１１が
回転しているので、トナー収納容器１内のトナーのブリ
ッジが発生することもない。このように、第２の撹拌部
材１２は、トナー収納容器１内のトナー量が多いときの
回転方向に第１の撹拌部材１１が回転するのに伴い、こ
の回転負荷トルクを増大させないような屈曲した態位に
なるのである。

【００２９】本例では、第２の撹拌部材１２が第１の位
置を占めたとき、この撹拌部材１２が第１の撹拌部材１
１に対してθ＝１２０°の角度をなしているが、これは
トナー収納容器の大きさによって任意に設定されるもの
であり、負荷トルクが最も小さくなるような角度にすれ
ば良い。

【００３０】ここで、トナー収納容器１内のトナー残量
が少なくなったことを、トナーセンサ７が検知すると、
第１の撹拌部材１１の回転方向が変えられるようになっ
ている。すると、第２の撹拌部材１２は少ない量のトナ
ーの抵抗を受けて、屈曲した態位から、次第に直線状態
位に回動してゆき、図２及び図５に示した第２の位置ま
で回動する。

【００３１】このように、トナー収納容器１内のトナー
量が少ないときの回転方向に第１の撹拌部材１１が回転
するのに伴い、第２の撹拌部材１２は、第１の撹拌部材
１１の脚部１１Ａのほぼ延長線上に直線状に延びた態勢
となる。その際、第２の撹拌部材１２は、前述のように
折り曲げ部分１２Ｂが第１の撹拌部材１１の脚部１１Ａ
に対し、摺動可能になっており、第２の撹拌部材１２が
第１の撹拌部材１１の回転の半径方向に移動可能になっ
ているので、残トナーの量が少なくなり、その負荷トル
クも漸次、小さくなるにつれて、第２の撹拌部材１２は
半径方向の外側に十分に張り出すようになる。すなわ
ち、図２に示すように、第２の撹拌部材１２の半径方向
先端部１２Ｃ（図５）は、容器底部の、第２の撹拌部材
の回転軌跡に沿った内壁面１ａに近接するか、又は接す
るようになる。これにより容器底部のトナーが略全長に
わたり、容器底部の突出部１ｂまで落ち込むようにな
る。このように、第２の撹拌部材１２は、トナー収納容
器１内のトナー量が少ないときの回転方向に第１の撹拌
部材１１が回転するのに伴い、トナー収納容器１の内壁
面１ａに接近又は接するように、第１の撹拌部材１１の
回転の半径方向外側に延びた態位になる。第２の撹拌部
材１２が外側に突出しても、トナー収納容器１内のトナ
ー量が少ないので、その回転負荷トルクが過大となるこ
とはない。

【００３２】いずれにしても、容器底部の残トナーにつ
いても、十分に突出部１ｂの方に落とし込むことができ
るようになり、この落とし込まれたトナーはトナー搬送
コイル部材５によって現像装置本体へと運ばれる。第１
の撹拌部材１１が図２に示すように左廻りに回動すると
き、第２の撹拌部材１２は残トナー２の表面に衝突する
が、第２の撹拌部材１２が第１の撹拌部材１１に対して
回転の半径方向に移動可能になっているので、その衝突
時に大きな負荷トルクを第１の撹拌部材の回転駆動手段
に与えるおそれがない。

【００３３】なお、図５に示す第２の撹拌部材１２の先
端部１２Ｃに、長さＬに亘って、適当な弾性部材（不図
示）の基端を固定するようにしても良く、このような弾
性部材によっても、内壁面１ａに付着したトナーを突出
部１ｂの方に全て落とし込むことができる。

【００３４】トナー収納容器１にトナーが補給される
と、第１の撹拌部材１１は再び図１に示したように時計
方向に回転し、第２の撹拌部材１２はトナーから受ける
抵抗によって、屈曲した第１の位置に回動する。

【００３５】トナー２が、例えば、磁性トナーである場
合、両撹拌部材１１，１２を、アルミニウムやステンレ
スなどの非磁性材料のものとすると、かかるトナーを、
両撹拌部材に付着させにくくすることができる。

【００３６】更に、両撹拌部材１１，１２を、非磁性に
して、かつ、軽量材のもので構成することにより、それ
ら自体の慣性質量が小さくなり、第１の撹拌部材の回転
駆動手段に与えられる負荷トルクを、より小さなものに
することができる。このような材料には、カーボン、或
いはグラファイトや、ＰＰＳや、ボロンや、ケブラー等
の樹脂又はその他の材料をその一例として挙げることが
できる。

【００３７】従来は、撹拌部材の回転負荷トルクを小さ
くするために、半径方向長さが小さな撹拌部材を用いる
ようにしていたのであるが、このようにすると、図８に
示すように、撹拌部材１０３の両側にトナーが堆積し、
突出部１０１ｂの方に、それが落ち込まないような状況
となる場合があった。本例の場合は、このようなトナー
の取り残しが無くなり、しかも縦長のトナー収納容器を
もつものでも、そのような取り残しを無くすことができ
る。更に、トナー量が多い場合でも、撹拌部材の回転負
荷が左程大きくならないので、その駆動用のモータなど
を小容量のものにすることができる。

【００３８】なお、トナー収納容器１内のトナーの量が
多いときと、少ないときとで、第１の撹拌部材１１の回
転方向を変えるようにする回転駆動手段として、例え
ば、正逆回転可能なモータなどを挙げることができる。

【００３９】又、第１の撹拌部材１１を、トナー収納容
器１に設けたトナーセンサ７によりトナー量の多少を検
出したとき、その回転方向が変えられるような撹拌部材
とすると、トナー量の多少に適確に対応して、第１の撹
拌部材の回転負荷トルクの変動を来たさないように、収
納トナーを円滑に撹拌することができる。

【００４０】更に、両撹拌部材１１，１２を、図３に示
すように、それぞれ１本の棒状部材により構成し、第１
の撹拌部材１１の両端部をクランク状に折り曲げ、第２
の撹拌部材１２の両基部側を、第１の撹拌部材１１に折
り曲げて回動可能に取り付けた構成とすると、それぞれ
材料としては１本ずつの棒状部材があれば良く、材料費
が安くなるばかりでなく、その加工も曲げるだけで済む
ので、加工費を下げることができる。

【００４１】図６は、本実施例に対応した制御ブロック
図を示し、この図において、ＣＰＵは当該トナー補給装
置を備える画像形成装置の全体を制御する制御回路を含
んでいる。ＲＯＭには所定の動作プログラムがメモリー
されている。Ｉ／ＯはＣＰＵに対する入出力を受け持
ち、又、モータドライブ回路は撹拌部材駆動用モータの
駆動を制御するための回路である。Ｍはそのような制御
を受けるモータであり、正逆両方向に回転可能なモータ
となっている。なお、モータが受ける負荷に応じて変化
する電流値を検知するシステムを採用し、その電流値の
大小に応じて、モータの回転方向、すなわち第１の撹拌
部材の回転方向を変えるようにしても良い。

【００４２】図７は、制御フローを示す図であり、ステ
ップ１で、トナー収納容器１内にトナーが有るか（多量
であるか）、無いか（少量であるか）を判断する。ここ
でトナー有りと判断されたときは、ステップ２で上述の
撹拌モータを右廻り回転（図１において第１の撹拌部材
１１の回転方向）させる。

【００４３】ステップ１でトナー無しの場合は、再び、
ステップ３で、トナー有りか、無しかを判断する。ここ
でトナー有りと判断されたときは、モータを右廻りに回
転させ（ステップ４）、トナー無しと判断されたとき、
モータを左廻りに回転させる（ステップ５）。ステップ
３で、２度目のトナー有無を判断する理由は、トナー有
無の検知をより確実に行い、誤動作を防止するためであ
る。トナーセンサで２度にわたり、トナー無しを検知し
た場合のみ、モータを左廻り（図２における第１の撹拌
部材１１の回転方向）に回転させ、トナー収納容器１内
の残トナー２を下側の突出部１ｂに落とし込むようにす
るのである。この例では、複数回トナーの有無を検知し
ているが、このような場合、トナー収納容器に複数のト
ナーセンサを設け、そのそれぞれによって、トナーの有
無を検出するように構成することができる。

【００４４】なお、本発明においては、トナー補給装置
１が、現像装置本体と独立した構成（図１の例では、独
立した構成）とはなっておらず、トナー収納容器が現像
装置本体の方に一体的に組み込まれるものにも、その適
用が可能である。また図１及び図２に示したトナー補給
装置からのトナーを、現像装置本体内の別のトナー補給
装置に補給することもできるし、二成分系現像剤を収容
した現像装置本体内の現像室に補給することもできる。
さらに、一成分系現像剤を用いる現像装置にトナーを補
給する装置にも本発明の適用が可能である。

【００４５】

【発明の効果】本発明の請求項１に記載の構成によれ
ば、安定したトナーの撹拌機能を、低負荷トルクで遂行
することができ、又、トナー収納容器の形状に拘らず、
その容器底部側にトナーを残さないように補給すること
ができる。

【００４６】請求項２に記載の構成によれば、トナー量
の多少に適確に対応して、第１の撹拌部材の回転負荷ト
ルクの変動を来たさないように、収納トナーを円滑に撹
拌することができる。

【００４７】請求項３に記載の構成によれば、両撹拌部
材の材料費が安くなり、又、その加工もし易くなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明一実施例のトナー補給装置の概略構成図
である。

【図２】トナー補給装置のトナー収納容器内のトナー量
が少ないときの撹拌部材の回転態様を示す図である。

【図３】第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材の形状を示
す図である。

【図４】第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材の部分拡大
斜視図である。

【図５】第１の撹拌部材及び第２の撹拌部材が直線状に
展張した状態を示す図である。

【図６】本発明実施例に対応した制御ブロック図であ
る。

【図７】本発明実施例に対応した制御フローを示す図で
ある。

【図８】従来のトナー補給装置の一例の概略構成図であ
る。

【符号の説明】

１ トナー収納容器 １ａ 内壁面 ２ トナー ７ トナー量検知センサ １０ トナー補給装置 １１ 第１の撹拌部材 １２ 第２の撹拌部材

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナーを内部に収納し、この収納したト
   ナーを容器底部から補給するトナー収納容器と、このト
   ナー収納容器内において回転駆動され、この回転時、収
   納トナーを撹拌する第１の撹拌部材と、トナー収納容器
   内のトナー量の多いときと、少ないときとで、第１の撹
   拌部材の回転方向をそれぞれ変えるようにする、第１の
   撹拌部材の回転駆動手段と、第１の撹拌部材に、この回
   転の半径方向に移動可能に取り付けられ、トナー収納容
   器内のトナー量が多いときの回転方向に、第１の撹拌部
   材が回転するのに伴い、この回転負荷トルクを増大させ
   ないような屈曲した態位になり、トナー収納容器内のト
   ナー量が少いときの回転方向に、第１の撹拌部材が回転
   するのに伴い、トナー収納容器の内壁面に近接又は接す
   るように、第１の撹拌部材の回転の半径方向外側に延び
   た態位になる第２の撹拌部材とを具備して成るトナー補
   給装置。
2. 【請求項２】 第１の撹拌部材は、トナー収納容器に設
   けたトナー量検知センサによりトナー量の多少を検出し
   たとき、回転方向が変えられる撹拌部材となっている請
   求項１に記載のトナー補給装置。
3. 【請求項３】 第１及び第２の撹拌部材を、それぞれ１
   本の棒状部材から構成し、第１の撹拌部材の両端部をク
   ランク状に折り曲げ、第２の撹拌部材の両基部側を第１
   の撹拌部材に折り曲げて回動可能に取り付けた請求項１
   又は２に記載のトナー補給装置。