JPH05313489A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 現像槽のトナー濃度の変化に対応して、トナ
ー補給量を追従させる。 【構成】 通常時には、駆動部４５のモータを１０ｒｐ
ｍで駆動して、トナー補給部材３０を回転させてトナー
補給する。トナー濃度が大きく低下して、トナー濃度セ
ンサ２７の出力が２.５Ｖ以上になると、モータの回転
数を上昇させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像槽にトナーを供給
する画像形成装置のトナー補給装置において、トナー濃
度に応じたトナー補給部材の駆動制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトナー補給装置は、図８，９の如
く、トナー補給槽１に、トナーを落下口２から現像槽に
供給するトナー搬送スクリュー３と、トナー搬送スクリ
ュー３にトナーを供給する撹拌体４および掻上体５とが
内装されている。

【０００３】トナー搬送スクリュー３および撹拌体４
は、モータにより一定の回転数で回転駆動され、掻上体
５は、撹拌体４の回転により軸周りに上下動され、これ
によってトナーがトナー搬送スクリュー３側に押しやら
れ、現像槽に落下して供給される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来では、モータの回
転数が一定であるため、装置の起動直後はトナー落下量
が安定するまで２〜３分間時間を要する。

【０００５】また、高濃度（例えば黒ベタ）の連続コピ
ーを取った場合、現像槽のトナーが不足して、多量のト
ナーを現像槽に供給しなければならない。しかしながら
使用状況に応じてトナー補給の調整ができないので、タ
イムラグなしに現像槽に充分なトナーが供給できず、安
定したトナー追従性を得られなかった。

【０００６】本発明は、上記に鑑み、現像槽へのトナー
供給能力をトナー濃度に応じて向上させたトナー補給装
置の提供を目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明による課題解決手
段は、図１の如く、トナー補給槽２９に、トナー補給口
３８から現像槽１５にトナーを供給する回転自在なトナ
ー補給部材３０が内装され、トナー補給部材３０を中心
としてその周囲にトナー貯蔵部３２，３３が形成され、
トナー貯蔵部３２，３３に、トナー補給部材３０に向け
てトナーを供給する複数のトナー搬送部材３６ａ，３６
ｂが設けられ、トナー補給部材３０およびトナー搬送部
材３６ａ，３６ｂを回転駆動する駆動部４５と、現像槽
２９のトナー濃度センサ２７からの出力に応じて駆動部
４５を駆動制御する制御部４６とを備え、トナー補給時
においてトナー濃度が設定値以下のとき、駆動部４５を
通常よりも速く駆動させてトナー補給を増量させるよう
にしている。

【０００８】

【作用】上記課題解決手段において、現像槽１５内の現
像剤のトナー濃度が低下すると、各トナー貯蔵部３２，
３３内のトナー搬送部材３６ａ，３６ｂによってトナー
がトナー補給部材３０の周囲から供給されて、現像槽１
５にトナーが補給される。

【０００９】トナー濃度が大きく低下して設定値以下に
なると、通常の回転では、トナー減少に対してトナー補
給が追従できないので、制御部４６から駆動部４５にト
ナー補給増量信号が出力される。

【００１０】これによって、トナー補給部材３０および
トナー搬送部材３６ａ，３６ｂの回転が速くなり、現像
槽１５へ供給されるトナー量が増大する。トナーが大量
に消費される使用条件下でも、安定したトナー追従性を
確保できる。

【００１１】

【実施例】本実施例のトナー補給装置を備えた複写機
は、図５の如く、光学系１０と、画像形成部１１と、カ
セット収納部１２とから構成され、画像形成部１１で
は、感光体ドラム１３の周囲に、帯電部１４、現像槽１
５、転写，剥離部１６、クリーニング部１７、除電部１
８が配されている。

【００１２】カセット収納部１２のカセットに収納され
た用紙は、給紙ローラを介してレジストローラ１９まで
搬送され、用紙ガイド２０を経て、感光ドラム１３の外
周上に給紙され、転写後、サクションベルト２１により
定着部２２に搬送されて定着後、排紙ローラ２３で排出
される。

【００１３】現像槽１５には、図１，３に示すように、
マグネットローラ２４と、撹拌ローラ２５と、２個の搬
送スクリュー２６ａ，２６ｂとが回転自在に内装されて
いる。また、現像剤のトナー濃度を検出するトナー濃度
センサ２７が装着されており、トナー濃度センサ２７
は、トナー濃度の低下につれて出力が高くなる特性を有
している。なお、搬送スクリュー２６ａ，２６ｂの間に
おいて、そのフロント側に仕切板２８が配設されてい
る。

【００１４】現像槽１５のフロント側に、トナー補給槽
２９が配されており、トナー補給槽２９に、現像槽１５
にトナーを供給する回転自在なトナー補給部材３０が内
装され、トナー補給部材３０は、判割りパイプ状のトナ
ー通路３１に上半分が露出するように配されている。

【００１５】トナー補給部材３０を中心としてその両側
下方に、トナー貯蔵部３２，３３が形成されている。ト
ナー補給部材３０の回転方向上流側に位置するトナー貯
蔵部３２は、回転方向下流側に位置するトナー貯蔵部３
３より大容量とされている。

【００１６】また、トナー補給槽２９の上部には、トナ
ーカートリッジ３４が配設されており、複写機の前扉を
開放したときにトナーの補給を行ないやすいようにされ
ている。

【００１７】各トナー貯蔵部３２，３３には、図１，２
の如く、トナー搬送部材として、回転自在な撹拌羽根３
５ａ，３５ｂと、上下動自在な掻上げ羽根３６ａ，３６
ｂとがそれぞれ内装されている。

【００１８】トナー補給部材３０は、図３の如く、スク
リュー状とされ、その前端がトナー補給槽２９の前壁に
回転自在に支持され、後端は、トナー貯蔵部３２，３３
よりもリア側に突出した円筒３７に回転自在に支持され
ている。そして、円筒３７は、図４の如く、トナー補給
槽２９の搬送スクリュー２６ａの上方まで達しており、
下面にトナー補給口３８が形成されている。

【００１９】トナー補給口３８は、ほぼ矩形状とされ、
縦横比はおよそ１前後である。なお、トナー補給口３８
の幅は、最大でもトナー通路３１の幅よりは大きくとれ
ない。

【００２０】撹拌羽根３５ａ，３５ｂは、軸４０ａ，４
０ｂを挟んだ両側に平板状の撹拌部４１ａ，４１ｂが軸
４０ａ，４０ｂと一体に形成されたもので、軸４０ａ，
４０ｂは、トナー補給槽２９の前後壁に回転自在に支持
されている。

【００２１】掻上げ羽根３６ａ，３６ｂは、断面へ字形
のすくい部４２ａ，４２ｂが軸４３ａ，４３ｂに一体に
形成されたもので、軸４３ａ，４３ｂは、撹拌羽根３５
ａ，３５ｂの軸４０ａ，４０ｂよりも上方のトナー補給
槽２９の前後壁に揺動自在に支持されている。

【００２２】なお、すくい部４２ａ，４２ｂは、上死点
においてトナー通路３１の上端部３１ａよりも上側にく
るように、その軸４３ａ，４３ｂの位置と撹拌羽根３５
ａ，３５ｂの外径とが関係づけられている。

【００２３】一側のすくい部４２ａの幅Ｌ₁は、他側の
すくい部４２ｂの幅Ｌ₂の２〜３倍の長さとされてお
り、これによってすくい部４２ａのトナーの掻き上げ量
は、すくい部４２ｂの２〜３倍程度となる。

【００２４】撹拌羽根３５ａ，３５ｂの軸４０ａ，４０
ｂおよびトナー補給部材３０の軸３０ａには、それぞれ
駆動部４５としてＤＣモータがギアを介して連結されて
いる。そして、撹拌羽根３５ａ，３５ｂの回転によっ
て、掻上げ羽根３６ａ，３６ｂのすくい部４２ａ，４２
ｂに撹拌羽根３５ａ，３５ｂの撹拌部４１ａ，４１ｂが
下方から当接すると、掻上げ羽根３６ａ，３６ｂはトナ
ー通路３１の上端部３１ａよりも高い位置まで上動さ
れ、撹拌羽根３５ａ，３５ｂが離間すると、掻上げ羽根
３６ａ，３６ｂは下動する。

【００２５】複写機内に、トナー濃度センサ２７からの
出力に応じて駆動部４５を駆動制御するマイクロコンピ
ュータからなる制御部４６が設けられている。制御部４
６では、現像動作中は常時駆動部４５を駆動させてトナ
ーを補給する機能と、トナー濃度センサ２７からの出力
がトナー濃度の低下により設定値よりも高くなると、ト
ナー補給増量信号を出力して、駆動部４５のモータの回
転数を上昇させる機能と、オーバートナーとなってトナ
ー濃度が適正な範囲を超えたときには駆動部４６に停止
信号を出力してトナー補給を停止させる機能とを備えて
いる。

【００２６】すなわち、図６に示すようにトナー濃度セ
ンサ２７の出力が２.５Ｖのときを設定値として、２.５
Ｖ以下のときにはモータは１０ｒｐｍの通常回転を行な
い、２.５Ｖ以上のときは、モータの回転数を徐々に上
げて１５ｒｐｍにする。

【００２７】上記構成において、複写機が起動される
と、制御部４６から駆動部４５にトナー補給部材３０お
よび撹拌羽根３５ａ，３５ｂを回転駆動してトナーを補
給させるトナー補給信号が出力される。

【００２８】これによつて、図２に示すように、各トナ
ー貯蔵部３２，３３内の撹拌羽根３５ａ，３５ｂが回転
すると、Ａ位置において撹拌羽根３５ａ，３５ｂの軸４
０ａ，４０ｂに当たつて停止していた掻上げ羽根３６
ａ，３６ｂに、撹拌羽根３５ａ，３５ｂの撹拌部４１
ａ，４１ｂが当接する。

【００２９】撹拌羽根３５ａ，３５ｂの回転により掻上
げ羽根３６ａ，３６ｂは持ち上げられ、トナー通路３１
の上端部３１ａよりも上方に達したＢ位置まで上動され
る。このとき、トナー貯蔵部３２，３３内のトナーは、
撹拌羽根３５ａ，３５ｂにより撹拌されながら、掻上げ
羽根３６ａ，３６ｂのすくい部４２ａ，４２ｂによつて
すくい上げられ、トナー補給部材３０に両側から同時に
供給される。

【００３０】さらに、撹拌羽根３５ａ，３５ｂが回転し
ていくと、掻上げ羽根３６ａ，３６ｂから離間し、掻上
げ羽根３６ａ，３６ｂは撹拌羽根３５ａ，３５ｂの軸４
０ａ，４０ｂに当たるＡ位置まで下動され、間欠的に上
下動が繰り返される。

【００３１】トナー補給部材３０に供給されたトナー
は、スクリューの回転により図３に示すように、トナー
通路３１を矢印ａ方向に搬送される。

【００３２】そして、円筒３７のトナー補給口３８から
現像槽１５内の搬送スクリュー２６ａ上に落下する。

【００３３】トナー補給装置のトナー補給動作の開始と
同時に駆動された搬送スクリュー２６ａ，２６ｂの回転
により、現像槽１５内に供給されたトナーは、現像剤と
撹拌されながら矢印ｂ方向、続いて矢印ｃ方向に搬送さ
れる。

【００３４】互いに逆方向に搬送される現像剤は、両ス
クリュー２６ａ，２６ｂの間の仕切板２８のない部分で
マグネットローラ２４側に向かって拡散される。

【００３５】拡散された現像剤は、撹拌ローラ２５によ
りさらに撹拌されて、マグネットローラ２４に供給され
る。

【００３６】このように、トナー補給部材３０に両側か
らトナーを供給することで常に一定レベル以上のトナー
がトナー補給部材３０に供給され、トナー補給部材３０
内のトナー搬送量を安定させることができる。

【００３７】ところで、現像槽１５内のトナー濃度が大
きく低下した場合、駆動部４５のモータを通常回転させ
ていては、トナー濃度の変化に追従させることができな
い。

【００３８】そこで、トナー濃度センサ２７の出力が設
定値である２.５Ｖ以上になると、制御部４６から駆動
部４５にトナー濃度センサ２７の出力値に応じてトナー
補給増量信号が出力される。

【００３９】すると、モータの回転数が上昇して、トナ
ー補給槽２９から現像槽１５に供給されるトナー量が増
大する。

【００４０】そして、トナー濃度が上昇して、トナー濃
度センサ２７の出力が２.５Ｖ以下になると、制御部４
６からの信号によりモータは通常の１０ｒｐｍに戻る。

【００４１】そのため、起動直後の高濃度（例えば黒ベ
タ）連続コピーにおいて、トナーが大量に消費されるよ
うな苛酷な使用条件下でも、初期から充分なトナーが供
給され、安定したトナー追従性を確保することができ
る。

【００４２】したがって、従来技術による方法では、起
動後トナー落下量が安定するまでに２〜３分間必要とし
たが、トナーの消費量をフィードバックさせながらモー
タの回転数制御を行なうことによりトナー落下量を調節
できるので、起動後のレスポンスが良好となり、トナー
落下量を初期から安定させることができる。また、使用
状況の変化があっても、トナー落下量の追従性が良好と
なる。

【００４３】なお、補給されたトナーを撹拌および搬送
（回転軸方向）するスクリュー２６ａにおいては、一点
補給（トナー補給口３８が一端部に存在するため、軸方
向全長にわたつての補給でなく、一点での補給）のた
め、その部分でのトナー量が少なくなる。そのため、現
像槽におけるトナー量の分布が均一化しないので、トナ
ー補給口３８付近に対応する領域においてカブリ等が生
じ、現像が不安定になることがある。

【００４４】それを防止するため、スクリュー２６ａに
より搬送されるトナーを搬送方向に向けて徐々に多くか
つ早くする。これは、図３においてトナー補給口３８付
近のスクリュー２６ａのピッチＰ１を反対側のピッチＰ
２に対し、Ｐ１＜Ｐ２とするとよい。この場合、ピッチ
Ｐ１〜Ｐ２へと徐々に長くしていくとより効果的であ
る。

【００４５】なお、本発明は、上記実施例に限定される
ものではなく、本発明の範囲内で上記実施例に多くの修
正および変更を加え得ることは勿論である。

【００４６】

【発明の効果】以上の説明から明らかな通り、本発明に
よると、トナー補給槽のトナー補給部材およびトナー補
給部材に向けてトナーを供給するトナー搬送部材をトナ
ー濃度に応じて駆動制御することにより、トナー濃度が
大きく低下した場合には回転を速くして、トナー補給量
を増加させることができる。

【００４７】したがって、従来では、起動後トナーが落
下量が安定するまでに２〜３分間必要としていたのが、
起動直後から充分なトナーを補給でき、トナー落下量を
初期から安定させることができる。また、使用状況の変
化があっても、トナー落下量の追従性が良好となるとい
った優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示すトナー補給装置の断面図

【図２】トナー補給槽の縦断面図

【図３】トナー補給装置の横断面図

【図４】トナー補給槽のトナー補給口部分の断面図

【図５】本実施例のトナー補給装置を備えた複写機の構
成図

【図６】トナー濃度センサ出力に対するトナー補給用モ
ータの回転数の変化を示す図

【図７】トナー補給用モータの駆動制御のフローチャー
ト

【図８】従来のトナー補給槽の構成図

【図９】トナー補給槽の平面図

【符号の説明】

１５ 現像槽 ２９ トナー補給槽 ３０ トナー補給部材 ３２，３３ トナー貯蔵部 ３５ａ，３５ｂ 撹拌羽根 ３６ａ，３６ｂ 掻上げ羽根 ４５ 駆動部 ４６ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー補給槽に、トナー補給口から現像
   槽にトナーを供給する回転自在なトナー補給部材が内装
   され、トナー補給部材を中心としてその周囲に複数のト
   ナー貯蔵部が形成され、トナー貯蔵部に、トナー補給部
   材に向けてトナーを供給する複数のトナー搬送部材が設
   けられ、トナー補給部材およびトナー搬送部材を回転駆
   動する駆動部と、現像槽のトナー濃度センサからの出力
   に応じて駆動部を駆動制御する制御部とを備え、制御部
   は、トナー補給時においてトナー濃度が設定値以下のと
   き、駆動部を通常よりも速く駆動するトナー増量手段を
   有せしめられたことを特徴とするトナー補給装置。