JPH01116574A - 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） 本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置に用いられ
る現像装置のトナー補給装置に関するものである。

（従来の技術） 従来、この種のトナー補給装置としては、現像装置の路
上方にトナーを収容するトナーホッパを設け、該トナー
ホッパの底に形成した開口部を塞ぐようにトナー補給ロ
ーラを設けるとともに、該トナー補給ローラの外周面の
軸方向に切欠き溝をを設けて、前記トナー補給ローラを
適宜回転させることにより、切欠き溝がトナーホッパに
面している間にトナーホッパ内のトナーを取り込み、下
方にきた時点でトナーを現像装置内に落下させるように
したものがある。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、前記従来のトナー補給装置を備えた現像
装置では、トナー補給ローラ上の切欠き溝に取り込まれ
たトナーが固まり状態で現像装置内に落下するため、現
像装置内でのトナーの分散が悪くなり、画像にムラ、カ
ブリが生じたり、トナーのコポレが生じる等の問題があ
った。

このため、実開昭６１−９９１６９号公報に示すように
、トナー補給ローラに帯電ブレードと掻落としブレード
とを圧接して、帯電ブレードとの摩擦接触によりトナー
を予備帯電させるとともに、掻落としブレードにより現
像装置内に落下させるようにしたものが提案されている
。

ところが、このトナー補給装置では、トナー濃度検出手
段からのトナー補給信号に基づいて、トナー補給ローラ
の回転をオン、オフ制御するようにしている。すなわち
、トナー補給信号が発せられたときのみ、トナー補給ロ
ーラが回転してトナーが補給される。従って、トナー補
給ローラ上のトナーはトナー補給信号が発せられた後、
帯電ブレードを通過して初めて帯電され、しかも帯電ブ
レードを一旦通過したトナーは直ちに掻落としブレード
によって掻き落とされてしまい、必ずしもトナーの予備
帯電は十分であるとは言えない。

本発明は斯かる問題点に鑑みてなされたもので、トナー
が十分に予備帯電され、しかも良好に分散されて現像装
置内に補給されるトナー補給装置を提供することを目的
とする。

（問題点を解決するだめの手段） 前記問題点を解決するため、本発明は、静電潜像担体上
に形成される潜像にトナーを供給して現像する現像装置
に付設されるトナー補給装置において、 トナーを収容するトナーホッパと、該トナーホッパの下
方に設けた開口部を塞ぐように回転駆動可能に設けたト
ナー補給ローラと、該トナー補給ローラに圧接して設け
、トナー補給ローラ上を搬送されるトナーを帯電させつ
つ一定厚さのトナー層を形成する帯電ブレードと、該帯
電ブレードよりトナー補給ローラの回転方向の下流側に
設け、トナー補給ローラ上のトナー層を剥離して現像装
置内に補給するトナー剥離手段と、トナー濃度検出手段
からの信号に基づいて、トナー補給ローラ上のトナーが
前記帯電ブレードを２回以上通過した時点で前記トナー
剥離手段をオンし、その後トナー補給ローラが略１回転
した時点で°トナー剥離手段をオフする制御を行なう制
御手段と、を備えたものである。

（作用） トナーホッパ内に収容されたトナーのうちトナー補給ロ
ーラの外周面上のトナーは、トナー補給ローラの回転に
伴って搬送され、帯電ブレードとトナー補給ローラの隙
間を通過する際に、帯電ブレードとの摩擦接触により帯
電するとともに、−定厚さのトナー層となる。そして、
この荷電トナー層は現像装置内側に面しながらトナー補
給ローラ上を搬送される。

トナー濃度検出手段からのトナー補給信号に基づいて、
制御手段はトナー補給ローラ上のトナーが帯電ブレード
を２回以上通過してからトナー剥離手段をオンする。す
ると、トナー剥離手段はトナー補給ローラの外周面を搬
送されている荷電トナー層を順次剥離して現像装置内に
補給する。このとき、トナー補給ローラ上のトナーは帯
電ブレードを２回以上通過していて十分に帯電されてお
り、しかも一定厚さの層状に形成されているため、一定
の割合で分散よく現像装置内に補給される。

このトナー補給動作中にトナー補給ローラが略１回転し
て帯電ブレードを２回以上通過したトナーがすべて剥離
されると、制御手段はトナー剥離手段をオフする。そし
て、トナー補給ローラ上のトナーが帯電ブレードを２回
以上通過するまで待機してから、制御手段はトナー剥離
手段をオンして前記同様のトナー補給動作を繰り返す。

従って、帯電ブレードを２回以上通過して十分に帯電し
たトナーのみが現像装置内に補給される。

（実施例） 次に、本発明の一実施例を添付図面に従って説明する。

第１図は、本発明に係るトナー補給装置（１）を備えた
現像装置（２）を示し、現像槽（３）内に現像スリーブ
（４）とパケットローラ（５）を収容したものである。

現像スリーブ（４）は、現像槽（３）に形成した開口部
（３ａ）を内側から塞ぐように矢印（ａ）方向に回転駆
動可能に支持され、該開口部（３ａ）より露出する一部
が感光体ドラム（６）と所定のギャップをもって対向す
るように形成されている。

また、現像スリーブ（４）の内部には、軸方向に磁極を
延設した複数の磁石を周方向にＮ、Ｓ交互に配設した磁
気ローラ（７）が固定状態に収容されている。そして、
前記複数の磁石のうち−の磁石が感光体ドラム（６）と
最も近接するように配設され、パケットローラ（５）と
の対向部では同極が配設されている。

この現像スリーブ（４）の上方には、現像槽（３）の内
壁より穂高規制部材（８）が延設されて、現像スリーブ
（４）と所定のギャップを以て対向するように形成され
ている。また、この穂高規制部材（８）より現像スリー
ブ（４）の回転方向の上流側の空間を形成する現像槽（
３）の内壁面に、トナー濃度センサ（９）が取り付けら
れている。

パケットローラ（５）は、外周長手方向に複数のパケッ
ト（ｌＯ）を取り付けたもので、現像スリーブ（４）に
対して感光体ドラム（６）とは反対側に、現像スリーブ
（４）と平行に配置されて矢印（ｂ）方向に回転駆動可
能に支持されている。このパケットローラ（５）は、第
３図に示すように、モータ（ｌｌ）により回転駆動され
、また、現像スリーブ（４）もモータ（１１）によりギ
ア（１２）、（１３）を介して回転駆動されるようにな
っている。

トナー補給装置（１）は、トナーホッパ（１４）と、ト
ナー補給ローラ（１５）と、帯電ブレード（１６）と、
シールブレード（１７）と、トナー掻落とし機構（１８
）と、制御装置（１９）とからなっている。

トナーホッパ（１４）は、トナーを収容するもので、現
像槽（３）の上部に、パケットローラ（５）の上方に位
置するように設けられている。

トナー補給ローラ（１５）は、トナーホッパ（１４）の
底に形成した開口部（１４ａ）を塞ぐように矢印（ｃ）
方向に回転駆動可能に支持され、その外周面の下半分が
現像槽（３）内に露出し、上半分がトナーホッパ（１４
）内のトナーと接触するように形成されている。

帯電ブレード（１６）は、トナーホッパ（１４）の開口
部（１４ａ）の一方の縁に取り付けられ、その下端がト
ナー補給ローラ（１５）の回転方向（Ｃ）に向けられる
とともに、該トナー補給ローラ（１５）に圧接されてい
る。

シールブレード（１７）は、トナーホッパ（１４）の開
口部（１４ａ）の他方の縁に取り付けられ、その斜め上
端がトナー補給ローラ（１５）の回転方向（Ｃ）に向け
られるとともに、該トナー補給ローラ（１５）に圧接さ
れている。

従って、トナーホッパ（１４）の底の開口部（１４ａ）
は、トナー補給ローラ（１５）と、帯電ブレード（１６
）と、シールブレード（１７）とによって塞がれるよう
になっている。

トナー掻落とし機構（１８）は、帯電ブレード（１６）
とシールブレード（１７）の間で、トナー補給ローラ（
１５）の斜め下方に設けられ、第２図、第３図に示すよ
うに、コ字形のフレーム（２０）の両端にブレード保持
板（２１）を架設して、該ブレード保持板（２１）上に
掻落としブレード（２２）を固着したものを、現像槽（
３）の内面に突設した支持部材（２３）、（２３）に、
ピン（２４）、（２４）を介して揺動自在に取り付け、
フレーム（２０）の中間部をソレノイド（２５）及びば
ね（２６）と係合させである。そして、ソレノイド（２
５）をオンすると、掻落としブレード（２２）の先端が
第２図中矢印（ｄ）方向に回動してトナー補給ローラ（
１５）と圧接し、ソレノイド（２５）がオフすると、掻
落としブレード（２２）の先端が第２図中矢印（ｄ′）
方向に回動してばね（２６）の復帰力によりトナー補給
ローラ（１５）から離脱するように形成されている。

制御装置（１９）は、第３図に示すように、トナー補給
ローラ（１５）を駆動するモータ（２７）の回転を制御
するとともに、前記トナー濃度センサ（９）のトナー補
給信号又はトナー補給停止信号に基づいて前記トナー掻
落とし機構（１８）のソレノイド（２５）をオン又はオ
フするようになっている。

以上の構成からなる現像装置（２）では、トナーとキャ
リアからなる２成分現像剤が使用されるが、予め所定量
の現像剤が現像槽（３）内に収容されるとともに、トナ
ーが補給用としてトナーホッパ（１４）内に収容されて
いるものとする。

この状態で、プリントスイッチがオンされると、図示し
ないメインモータの駆動に基づいて感光体ドラム（６）
が矢印（８）方向に回転するとともに、モータ（１１）
、（２７）が駆動して、現像スリーブ（４）及びパケッ
トローラ（５）がそれぞれ矢印（ａ）　、　（ｂ）方向
に回転する。

これにより、現像槽（３）内では、矢印（ｂ）方向に回
転するパケットローラ（５）のパケット（ｌＯ）により
掬い取られた現像剤が、現像スリーブ（４）に向かって
放出される。そして、この現像スリーブ（４）の外周面
上に供給された現−像剤中のキャリアが、磁気ローラ（
７）の磁力により保持されつつトナーとともに矢印（ａ
）方向に搬送される。

そして、現像スリーブ（４）上の現像剤は、まず穂高規
制部材（８）で搬送量が規制され、堰止められた現像剤
は穂高規制部材（８）の背後の空間内で後続する現像剤
と合流して渦状に流動し、トナーとキャリアの混合、撹
拌が行なわれ、トナーはプラスに、キャリアはマイナス
にそれぞれ帯電する。

なお、ここで現像剤中のトナー濃度がトナー濃度センサ
（９）により検出される。

穂高規制部材（８）を通過した現像剤は、矢印（ａ）方
向に磁気ブラシ状態で搬送されて、キャリアが各磁極対
向部を通過して強弱の磁力を受けることにより、さらに
キャリアとトナーとの混合、撹拌が行なわれ、現像可能
な状態に帯電される。

このようにして現像スリーブ（４）上を約−回りして磁
気ローラ（７）の同極対向部に至ると、磁気的保持力を
失ってパケットローラ（５）側の現像槽（３）に回収さ
れる。そして、この現像槽（３）内でも、パケットロー
ラ（５）のパケット（ｌＯ）の矢印（ｂ）方向の運転に
基づいてトナーとキャリアの混合、撹拌が行なわれる。

以上のような状態で、原稿画像のスキャンが行なわれて
感光体ドラム（６）の表面に静電潜像が形成され、該静
電潜像が現像スリーブ（４）との対向部に移動してくる
と、現像スリーブ（４）上の現像剤の磁気ブラシの摺擦
を受けて現像される。

この現像動作により現像剤のトナーが消費され、トナー
濃度が低下すると、トナー濃度センサ（９）がこれを検
出して制御装置（１９）にトナー補給信号を発する。

以下、トナー補給動作を、第４図に示すフローチャート
及び第５図に示すタイムチャートに従って説明する。

ステップ（ＳＩＯＩ）でトナー補給信号がオンであるか
否か、すなわちトナー濃度センサ（９）が低濃度を検出
したか否かを判断し、トナー補給信号がオンであればス
テップ（５１０２）でトナー補給ローラ（１５）をオン
する。

これにより、トナーホッパ（１４）内では、トナー補給
ローラ（１５）の矢印（ｃ）方向の回転に伴い、トナー
補給ローラ（１５）に接するトナーは、矢印（Ｃ）方向
に搬送されて帯電ブレード（１６）とトナー補給ローラ
（１５）の隙間を一過する際に、帯電ブレード（１６）
との摩擦接触によりプラス極性に帯電するとともに、一
定厚さの荷電トナー層となる。この荷電トナー層は、ト
ナー補給ローラ（１５）上を矢印（ｃ）方向に搬送され
、オフ状態にあるトナー掻落とし機構（１８）を通過し
てシールブレード（１７）を通ってトナーホッパ（１４
）内に戻り、さらに帯電ブレード（１６）を通過して前
記同様に帯電される。このようにして、トナー補給ロー
ラ（１５）上のトナーは一回転ごとに帯電ブレード（１
６）を通過して十分に予備帯電されながら、トナー掻落
とし機構（１８）がオンされるまで巡回する。

次に、ステップ（Ｓ　１０３）でソレノイド（２５）が
オンであるか否かを判断する。ここで、ソレノイド（２
５）がオフであれば、ステップ（Ｓ１０４）でトナー補
給ローラ（１５）上のトナーが帯電ブレード（１６）を
２回以上通過したか否かを判断して、通過していなけれ
ばそのままリターンする。これにより、トナー補給信号
がオンであっても、トナーが帯電ブレード（１６）を２
回以上通過するまでソレノイド（２５）はオフ状態のま
ま待機する。

また、トナー補給ローラ（１５）上のトナーが帯電ブレ
ード（１６）を２回以上通過していれば、ステップ（ｓ
ｔ０５）でソレノイド（２５）をオンする。

これにより、ソレノイド（２５）と係合するフレーム（
２０）が第２図中矢印（ｄ）方向に回動して、掻落とし
ブレード（２２）の先端がトナー補給ローラ（１５）に
圧接する。従って、トナー補給ローラ（１５）上に形成
されていた一定厚さの荷電トナー層が掻き落とされ、第
１図に示すように現像槽（３）内に補給される。このと
き、トナー補給ローラ（１５）上のトナーは荷電状態で
、しかも、一定厚さの層状に形成されているため、連続
的に一定の割合で分散良く現像槽（３）内に補給される
。

そして、このトナー補給動作中においては、ステップ（
Ｓ１０３）でソレノイド（２５）がオンであるから、ス
テップ（ｓ＋０６）でトナー濃度センサ（１５）がソレ
ノイド（２５）がオンされてから１回転を終了したか否
かを判断し、終了していなければそのままリターンして
、トナー補給動作を続行する。

また、トナー補給ローラ（１５）が１回転を終了してい
れば、ステップ（Ｓ　Ｉ　Ｏ７）でソレノイド（２５）
をオフする。これにより、トナー掻落とし機構（１８）
のフレーム（２０）かばね（２６）により矢印（ｄｏ）
方向に引き戻されて掻落としブレード（２２）の先端が
トナー補給ローラ（１５）から離脱する。従って、トナ
ー補給ローラ（１５）上の荷電トナー層は掻落とされず
に矢印（ｃ）方向に搬送され、さらに帯電ブレード（１
６）により予備帯電されつつ巡回する。

そして、トナー補給ローラ（１５）上のトナーが帯電ブ
レード（１６）を２回以上通過すれば、ステップ（５１
０４）を経てステップ（５１０５）で再度ソレノイド（
２５）をオンしてトナー補給動作を前記同様にして続行
する。これにより、トナー補給ローラ（１５）の１回転
分のトナー、すなわち帯電ブレード（１６）を２回以上
通過して十分に予備帯電されたトナーのみが掻き落とさ
れ、現像槽（３）内に補給されることになる。

以上のトナー補給動作は、第５図に示すように、トナー
濃度センサ（９）からのトナー補給信号が立つている間
、ソレノイド（２５）が一定周期でオン。

オフを繰り返すことにより、一定間隔で行なわれること
になる。

補給されたトナーは、パケットローラ（５）により現像
スリーブ（４）上に供給され、感光体ドラム（６）との
対向部に搬送されて現像に供されるが、予めトナー補給
ローラ（１５）上で帯電ブレード（１６）を２回以上通
過して十分に帯電され、分散よく補給されているので、
現像スリーブ（４）上で帯電不良１分散不良となること
がなく、現像剤のコポレやムラ、カブリのない美しい画
像が得られる。

このようにして、トナーが補給されて現像スリーブ（４
）上のトナー濃度が高くなると、トナー濃度検出センサ
（９）がこれを検出して、制御装置（１９）にトナー補
給停止信号を発する。

すると、ステップ（ＳＩＯＩ）でトナー補給信号がオフ
であるから、ステップ（Ｓ１０８）でトナー補給ローラ
（１５）をオフし、ステップ（Ｓｌ’０９）でソレノイ
ド（２５）をオフしてリターンする。

ところで、前記実施例では、メインモータのオン、オフ
にかかわらず、トナー補給信号が立てば、トナー補給ロ
ーラ（１５）がオンし、さらにソレノイド（２５）がオ
ンしてトナー補給が行なわれるようになっているため、
白黒比の高い原稿を複写してトナー濃度が低下したまま
トナーが補給されずにメインモータがオフした場合でも
、第５図中２点鎖線で示すように、トナー濃度センサ（
９）がトナー補給信号を発すればトナーの補給が可能と
なる。従って、次の複写時にはトナー濃度は回復してお
り、適正な濃度の画像が得られる。

なお、前記実施例では、トナー剥離手段として、掻落と
しブレード（２２）とソレノイド（２５）からなるトナ
ー掻落とし機構（１８）によりトナーを機械的に掻き落
とすようにしたが、第６図、第７図に示すように、トナ
ー補給ローラ（１５）の下方に所定のギャップを以て導
電性ローラ（２８）を配設し、該導電性ローラ（２８）
をモータ（２７）によりトナー補給ローラ（１５）と同
時に回転駆動可能に形成するとともに、これにトナー補
給信号に基づいてトナーと逆極性、すなわちマイナスの
電圧（Ｖ）を印加するように形成し、トナー補給ローラ
（１５）上のトナーを一旦導電性ローラ（２８）に静電
的に剥がし取ってから掻落としブレード（２９）により
掻き落とすようにしてもよい。

この場合、前記実施例におけるソレノイド（２５）のオ
ン、オフと同様に、トナー補給ローラ（１５）上のトナ
ーが帯電ブレード（１６）を２回以上通過した時点で導
電性ローラ（２８）への電源回路をオンし、その後トナ
ー補給ローラ（１５）が略１回転した時点で当該電源回
路をオフすればよい。

第６図、第７図において、トナー剥離機構（１８ａ）以
外は、第１図、第３図に示す前記実施例と同一であるた
め、説明を省略する。

また、前記実施例では、トナー濃度センサ（９）からの
トナー補給信号に基づいてトナー補給ローラ（１５）を
オンするようにしたが、メインモータのオンとともに、
トナー補給ローラ（１５）をオンするようにしてもよい
。これにより、トナー補給信号が立っていなくてもメイ
ンモータが駆動している限り、常にトナー補給ローラ（
１５）上には荷電トナー層が形成されていることになり
、トナー補給信号が立っていれば直ちにソレノイド（２
５）がオンするため、応答が速くなる。

前記実施例は、トナー濃度検出手段として、現像装置に
設けたトナー濃度センサにより現像装置内のトナー濃度
を検出するようにし、この検出信号に基づいてトナー補
給制御を行なうものであるが、これに限らず、トナー濃
度検出手段として、感光体ドラム側に設けた画像濃度セ
ンサにより感光体ドラム上に形成された所定の潜像パタ
ーンの現像後の画像濃度を検出するようにし、この検出
信号に基づいてトナー補給制御を行なうものに適用する
ことができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば、帯電
ブレードによりトナー補給ローラ上に一定厚さの荷電ト
ナー層を形成しておき、トナー補給信号に基づいて、制
御手段によりトナー剥離手段をオン、オフさせて帯電ブ
レードを２回以上通過した荷電トナー層を剥離するよう
にしている。

従って、帯電ブレードを２回以上通過して十分に帯電さ
れたトナーが一定の割合で分散良く現像装置内に補給さ
れるため、帯電不良９分散不良のトナーが現像装置内に
補給されることはなく、トナーのコボμや、カブリ、ム
ラのない美しい画像を得ることができるという効果を有
している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係るトナー補給装置を備えた現像装置
の断面図、第２図はトナー掻落とし機構を示す断面図、
第３図は第１図に示す現像装置の平面図、第４図、第５
図はトナー補給制御ルーチンのそれぞれフローチャート
、タイムチャート、第６図は本発明の他の実施例に係る
トナー補給装置を備えた現像装置の断面図、第７図は第
６図に示す現像装置の平面図である。 ｌ・・・トナー補給装置、２・・・現像装置、９・・・
トナー濃度センサ、１４・・・トナーホッパ、１５・・
・トナー補給口＝う、１６・・・帯電ブレード、１８・
・・トナー掻落とし機構（トナー剥離手段）、１９・・
・制御装置。 第３面 第６図 第７図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）静電潜像担体上に形成される潜像にトナーを供給
   して現像する現像装置に付設されるトナー補給装置にお
   いて、 トナーを収容するトナーホッパと、該トナーホッパの下
   方に設けた開口部を塞ぐように回転駆動可能に設けたト
   ナー補給ローラと、該トナー補給ローラに圧接して設け
   、トナー補給ローラ上を搬送されるトナーを帯電させつ
   つ一定厚さのトナー層を形成する帯電ブレードと、該帯
   電ブレードよりトナー補給ローラの回転方向の下流側に
   設け、トナー補給ローラ上のトナー層を剥離して現像装
   置内に補給するトナー剥離手段と、トナー濃度検出手段
   からの信号に基づいて、トナー補給ローラ上のトナーが
   前記帯電ブレードを２回以上通過した時点で前記トナー
   剥離手段をオンし、その後トナー補給ローラが略１回転
   した時点でトナー剥離手段をオフする制御を行なう制御
   手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給装置。