JPH0223865B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、タンク乃至貯蔵室からの流動性物質
を計量するための方法及び装置に関するものであ
り、電子写真式複写装置に特に有用である。更に
特定して言えば、本発明は電子写真用トナー又は
類似のものなど粉末状流動性物質を貯蔵容器から
別の区域に運搬し、そこで粉末状物質を電子写真
像の現像などの工程で用いるようにすることに関
するものである。本発明は、トナーを貯蔵容器か
ら事務用複写機の現像装置の貯蔵部に移すのに特
に適している。

背景技術 回転ローラの周囲面とかみあつて動的密封部を
実現する撓み板を備えた上記回転ローラを用いて
乾燥粉末などの流動性物質をタンクから処理区域
に運搬することは、久しく以前から知られてい
る。ローラ表面が貯蔵区域内の物質中を通過する
とき、粉末はローラ表面に捕捉ないし付着される
ことができ、この物質は、密封板とかみ合う周囲
エツジによつて画定される範囲を通り過ぎた後、
ローラによつて取出される。例えば、ダナウエイ
の米国特許第3114482号には、この種の装置が示
されている。

ダナウエイのもとの類似の計量装置が、トナー
をタンクから複写機の活性現像区域に配量する目
的で電子複写工業に応用されている。例えば、ナ
イトらの米国特許RE28589号には、外表面に一連
の周囲縦溝を備えたローラを有するトナ−運搬機
素を含む、この種の装置が示されている。トナー
は、これらの溝中に捕捉されて撓み密封板を通つ
て運搬され、複写機の活性現像装置の溜部の中に
落下する様になつている。貯蔵室から分配するた
めに計量ローラ表面でトナーを捕捉する方法は、
様々な形のものが知られている。例えば、基本ロ
ーラ機素又はその表面を形成する、多孔性ないし
その他のトナー吸収材料で計量ローラが作られて
いる。他の計量ローラには、外側に伸びるリツジ
及びローラ表面に沿つて内側に向いた一本の溝を
もつものまである。

複写機の計量ローラの操作は、各種の機構によ
つて制御される。ある制御装置は、現像装置の溜
部にトナーを移す必要があるかどうかを監視し
て、必要がある場合にのみ運搬ローラを回転させ
る手段を含んでいる。例えば、従来からのある種
の複写機システムでは、複写機の光導電性ドラム
ないしベルト上に現像されたパツチを生成し、こ
のパツチの光反射率を監視して、光導電体上に有
効に付着したトナーの量を調べている。トナー含
量が減るとパツチの反射率が変化する。マイクロ
プロセツサなどの制御装置あるいはその他の制御
装置が、パツチの反射率に応じて、トナー運搬ロ
ーラを一回転ないし数回転させ、トナーを補給貯
蔵室から取出して活性現像装置に付着させる。他
にも、現像装置のトナー密度を監視する様々なシ
ステムが、先行技術で知られているが、本発明の
内容とは関係がないので、ここではこれ以上詳し
く述べないことにする。

残念ながら、貯蔵溜部内のトナーは、容器の壁
面に沿つて分配装置の上側でケーキ様の凝固物を
形成する傾向がある。従つて、タンク中でトナー
と接触する表面監視機構が側面に沿つてケーキ化
したトナーの存在を感知できずに誤つてトナー量
が最小であると示したり、又、ケーキ化したトナ
ーによつて実際とは異なる位置に固定されて、誤
つて過剰のトナーが存在すると示すことがある。
これまでこのケーキ化の問題を克服するために使
用されてきた各種の技術は、効果がまちまちであ
つた。一つの方法は、容器壁面に沿つて連続的に
動く撹拌パドルを設けるものである。もう一つの
方法は、米国特許第3840156号に示されているよ
うに、容器壁面に沿つて振動式スクリーン又は類
似のものを設けるものである。ここで述べている
ケーキ化の問題は、米国特許第3964648号で考察
されているが、この場合、円筒形貯蔵タンク内で
その壁面の近くで回転してケーキを粉砕し且つト
ナーの一部をタンクから現像装置の溜部中に投入
する回転ロツドを使用している点で本発明とは根
本的に異なる装置によつて、このケーキ化の問題
を解決しようとしている。

米国特許第4044719号には溝付きの回転式補給
計量ロールがバネ様の板とかみ合つて、そのバネ
様の板が計量ロールにこびりついたトナーを緩く
かき落す装置が示されているがこれはタンクのケ
ーキ化の問題に対する解決に取組んだものではな
い。

発明の記述 本発明は、貯蔵室からくる、貯蔵室にこびりつ
くのを防止するために撹拌する必要のある流動性
物質を、信頼できるやり方で計量するための装置
及び方法である。本発明は、複写用トナー又は類
似のものなどの流動性材料を受取り又取出すため
の手段を周囲に備えた細長い計量ロールを使用す
る。この場合、少なくとも１つのたわみ側面がロ
ールの周囲とかみ合うように付着されている貯蔵
室に、この物質が入れられる。本発明によれば、
計量ロールは貯蔵室に対して回転できるような位
置関係で取付けられ、回転手段に応答して、流動
性物質を貯蔵室からロールとたわみ壁面の間の周
囲かみあい部分を越えて運搬する。ロールは、ロ
ールとたわみ壁面の間のかみあいが回転動力手段
に応じてロールの回転軸に関して半径方向に振動
運動するように、その取付手段によつて位置設定
される。この構造及びその位置関係により、貯蔵
室中に残つている流動性物質がロールの回転運動
に応じて片振り運動を起こす。ロールとたわみ壁
面の間のかみあい線の半径方向の振動運動は、円
筒ロールをその中心軸から外れた軸上で回転させ
ることによつて、あるいは計量ロールの断面を円
形以外の形にしてその回転軸を中心又は偏心位置
に置くことによつて実現することができる。

本発明は、偏心的に動くローラ表面と周囲でか
み合う単一のたわみ壁面、ブレードないし類似の
ものを使用して実現することができる。ただし、
流動性物質がローラの他の側から漏れるのを防止
する手段を含むことが必要である。しかしながら
典型的な場合では、弾性材料製の二枚のたわみ板
を使用し、各々をロール表面に向つてバネのよう
にバイアスがかかるように取付けるのが有利であ
る。これらの板は、離れた位置で表面とかみ合う
ように配置することができるので、ロールの一方
の側の区域は、それが回転するとタンク内の物質
中を通過し、もう一方の側は貯蔵タンクの外側に
ある区域を通過する。これらのローラ及び板をタ
ンクの底面開口部中に配置すると、ローラは貯蔵
室中を通つて回転するとき流動性物質を捕捉し、
密封板の上方を通るとき重力によつてそれを解除
することができる。この二重たわみ板の配置は、
計量ロールの両側の貯蔵区域に残つているトナー
に最大の振動運動を与え、それによつてエツジの
まわりに形成されるケーキを粉砕できるという利
点をもつている。

ローラ表面に一体として取付ける実際の捕捉手
段は、タンク中を通過する際にトナー粉末を捕捉
し、液溜め区域を通りぬけるときこれらの粉末を
落下させるため、少なくともローラ表面が多孔性
物質などでいくつかの形にすることができる。又
外側に伸びるリツジ、内側に伸びる溝、あるいは
それらを組合せたものをローラ表面に設けること
ができる。ローラには、たわみ板のエツジがトナ
ー運搬用の溝にはまつてトナーの計量を減らすの
を防止する目的で、内側に伸びる溝をまたがるブ
リツジ部分を設けることができる。

良好な実施例についての詳細な説明 本発明のいくつかの実施例を電子写真式複写機
の現像機構の環境に関連して、示し説明すること
にする。以下の説明でより明らかになるように、
これらの例で選んだ構造は各部分が協同して複写
機のトナー補給室の側壁へのトナーの固着ないし
ブリツジ形成を排除し、それによつて現像装置か
ら要求があつた際にトナーを補給室から比較的完
全に排出できるようにするものである。

第１図には、光導電性表面をもつドラムあるい
は光導電体ベルト・ガイドのセグメント１０が、
現像装置１２に対して一般に作用をおよぼす位置
関係にあるものとして示してある。現像装置１２
のハウジングには、開口部１５がついており、こ
こにはトナー供給装置が取付けられることができ
る。すなわち、トナーはまず補給室１６に供給さ
れ貯蔵される。トナーは、補給室１６からオーガ
室１８中に計量供給されそこでオーガ１９により
オーガ室１８の底部に沿つて運搬される。隔壁２
０の各末端には、２１のような開口がついてお
り、トナーが一つの末端にある開口を通つて現像
室２２に入るようになつている。オーガ２４は、
オーガ１９と逆方向に回転し、トナーに隔壁２０
の逆の末端にある開口を通つて現像室２２からの
逆の末端の開口を通らせ、それによつてトナーを
２１などの連絡口すなわち開口を介してオーガ室
１８と現像室２２の間で連続的に再循環させる。

現像室２２に含まれているトナーは、磁気現像
ロール２５の表面に吸着され最終的に、ドラムな
いしベルト・ガイド１０の光導電性表面と接触し
て、１０の光導電性表面の潜像を現像する。この
機構の操作は従来の方法によるものである。

補給室１６の内部には計量ロール３０が、軸３
２上にロール３０の中心軸に関して偏心的に回転
するように取付けられている。補給室１６には、
棒部材３５も含まれているが、これは第１図及び
第２図からわかるように、補給室１６の側壁を突
抜けて伸び、その外端のアーム３６がカム３７の
上面に乗るように位置設定されている（第２図を
参照のこと）。補給室１６中のトナーのレベルが
ある最低限の数字以下に低下したとき、棒部材３
５のアーム３６によつて付勢されるように、マイ
クロスイツチ３８が設置されている。軸３２の回
転毎に、カムも同様に回転してアーム３６を持上
げて棒部材３５を補給室１６中に含まれるトナー
の上面に落下させ、それによつて棒部材３５は補
給室１６中に含まれるトナーの表面レベルに常に
従動する。棒部材３５は、内側セグメント３９が
壁内補給室１６に沿つて回転し、トナー・レベル
が低下するとトナーのハウジングの側壁からの沈
下を増加させる。これはトナー・レベル感知器兼
トナー撹拌装置として働くことを指摘しておく。

バネ鋼又は類似のものから作つたたわみ板４０
が、第１図及び第３図に示すように取付けられて
いる。すなわち、たわみ板４０には、隔壁２０の
保持部４１とタブ４２の間に挿入できるような曲
りがついている。この配置によつて、たわみ板４
０はロール３０の周囲面に向つてバイアスをかけ
られ、ロール３０の回転中ずつとそれとかみ合い
を維持することができる。ロール３０が矢印の方
向に回転するとき、たわみ板４０は４４として示
した点線の位置にくる。ロール３０には、１つ又
は複数の周囲隆起部４６によつて分離された、溝
すなわち平坦領域４５がついている。ここに示し
た例（第２図）では、平らにカツトすることによ
つて形成された２本の溝４５Ａ及び４５Ｂが、隆
起部４６Ａ，４６Ｂ及び４６Ｃによつて分離され
ている。ロール３０が軸３２の周りを偏心的に回
転すると、平坦領域４５がトナーを捕捉してたわ
み板４０の外側エツジを通つて運搬し、オーガ室
１８に落とす。隆起部４６は、たわみ板４０の前
端４７を通過するときブレード４０の外側エツジ
がトナーをトナー捕捉区域すなわち平坦領域４５
からかき落とすのを防止する。

外側壁４８には、もう一つのブレードすなわち
たわみ板５０が取付けてあり、たわみ板４０と幾
分似かよつたやり方でタブ５１及び５２内に保持
されている。すなわち、たわみ板５０がバネ様の
性質をもち、又タブ５１及び５２の間の取付けら
れているため、たわみ板５０にはロール３０の周
囲面に向つて絶えずバイアスがかかり、エツジ５
３がロール３０の表面と絶えず接触しているよう
になつている。従つて、たわみ板５０は、５４と
して点線で示した位置へと曲がり、又エツジ５３
によつて、補給室１６中のトナーが漏れ出さない
ようになるだけでなく、ロール３０の周囲面に付
着するトナーを落としてオーガ室１８中に落し入
れるかき落し機能も実現される。ロール３０が補
給室１６中で偏心運動をし、又たわみ板４０及び
５０が計量ロール３０の回転に応じて曲がる結
果、補給室１６内のトナーは波状にうねり、それ
によつてトナーがハウジングの側壁２０及び４８
にこびりついたりあるいはブリツジを形成するこ
とが防止される。これにより、補給室１６からの
トナーの完全な排出が助長される。要するに、た
わみ板４０はロール３０に関して計量バネとして
働き、一方たわみ板５０は清掃バネとして働き、
かつ両者とも連続的密封部を構成する。

第４図は、ロール３０の機械的取付けを側壁５
５に対してシールするための典型的な装置配置を
図示したものである。側壁５５には僅かな凹みが
つけてあり、その中にスポンジ様の部材５６が接
着あるいはその他の方法で固定されている。部材
５６は、ポリウレタン又は類似のものなど、任意
の多泡材料製である。ロール３０に対する回転力
は軸３２によつて連結され、さらに軸３２はつば
５７中に取付けられている。部材５６が圧縮性で
あるため、ロール３０の端面に対して密封された
状態を保つことができ、トナーが側壁５５及びつ
ばアセンブリー５７中の軸３０の取付け孔を通つ
て移動しないようになつている。弾性密封部材５
６は、たわみ板４０及び５０の外側エツジともか
み合つて、トナーが補給室１６から漏れるのを防
止している。すなわち、たわみ板４０及び５０の
外側エツジ上のビードが、ロール３０と類似のや
り方で部材５６を幾分圧縮し、そのためにたわみ
板４０及び５０が曲がるにもかかわらず、補給室
１６の密封が完全なものとなる。

操作に当つては、駆動源（図示せず）からの駆
動力を軸５９に供給する（第２図を参照のこと）。
クラツチ５８が、電気的又は機械的アクチユエー
シヨンに応じて働き、軸５９からの回転力を軸３
２に従つてロール３０に連結する。典型的な制御
装置は、何らかの手段によつて補給室１６からの
追加トナーを計量すべきであると決定すると、ク
ラツチ５８を付勢し、充分な量のトナーが配量さ
れたと制御装置が決定するまで、ロール３０を一
回ないし数回転させる。ロール３０の回転中、ト
ナーはロール３０の平坦領域４５に捕捉されて、
密封たわみ板４０を通つて運搬され、さらにたわ
み板５０のスクレーパ・エツジ５３の助けによつ
てオーガ室１８中にはき出される。たわみ板４０
及び５０は、第３図に示す各位置の間を振動して
補給室１６中のトナーを絶えず揺り動かす。同様
にカム３７は、レベル感知用棒部材３５を往復運
動させて、側壁のこびりつき防止及び補給室１６
中のトナー量の感知を助ける。

これとはやや異なる本発明の実施例が、第５図
に示してある。ここには、トナー７１の入つた補
給室７０が示してある。この場合トナー・レベル
感知器兼トナー撹拌装置７２は、軸７４の周りを
回転できそして格子状の開孔を備えたものとして
示してあり、これには先にレベル感知用棒部材３
５について考察したものと類似のカム運動に応じ
てマイクロスイツチを付勢させるためのアーム
が、補給室７０の外側についている。横材は７３
のように一般的に三角形になつていて、感知器７
２を確実にトナー頂部に載せ、又トナーの塊を補
給室７０に落ち込んだとき破壊するのに助けとな
る。

偏心的に取付けられた計量ロール７５は、片側
の計量バネ型たわみ板７６及びもう一方の側の清
掃たわみ板７７によつて少なくとも側壁７８及び
７９への取付けに関する限り、やはり先に述べた
のと幾分似かよつたやり方で密封されている。ロ
ール７５には連続した縦溝８０がついているが、
溝８０はトナーをそれ自体の中に捕捉し、たわみ
板７６は補給室７０からオーガ室８１へと通過す
る際に溝８０の口部を密封するので、隆起部は設
けられていない。この場合、たわみ板７７の外側
エツジは、溝８０に入つて補給室７０に再び入る
前にトナーを溝８０から確実にかき落せるように
配置されている。

もう一つの装置配置が第６図及び第７図に示し
てある。この場合、補給室８６中のトナーはトナ
ー・レベル検出用棒部材８８によつて感知される
が、これにはトナー頂部に載り、やはり塊を粉砕
するのに役立つ単一の逆Ｖ字形横アーム８９がつ
いている。偏心的に取付けられた計量ロール９０
は、この例では卵形の断面をもち、先に説明した
のと類似のやり方で、たわみ板９１及び９２と界
面を接している。ただし、偏心的に取付けられた
ロール９０には、密封たわみ板９１を通過するト
ナーを計量するための外側に伸びるリツジまたは
盛り上つた計量ボス９５がついており、第７図に
詳しく示すようにたわみ板９２がスクレーパとし
て働く。貯蔵室８６中のトナーは、計量ロール９
０の回転に応じて矢印９６及び９７の方向に垂直
に振動する。計量ロール９０の断面が円形でない
ため、ロール９０が回転するとき、補給室中のト
ナーに撹拌効果が加わる。計量ロールは、振動運
動が密封周囲板の一つ又は複数個に与えられるよ
うにする限り、断面を円形にして回転軸を外ら
せ、あるいは断面を円形にして中心軸で回転する
ような構造にすることができることを指摘してお
く。

補給貯蔵室を側壁に対して密封するもう一つの
配列が第８図及び第９図に示してある。たわみ板
１００はその構造及び操作が第１図及び第３図の
計量及び清掃たわみ板４０及び５０と類似のもの
である。たわみ板１００は、弾性密封パツド１０
２によつて、側壁１０１に対して密封されてい
る。パツド１０２は、圧縮に敏感な粘着性表面を
持ち、たわみ板１００のエツジの周りにつつまれ
て付着する、ポリウレタンなどの圧縮性材料でで
きている。すなわち、パツド１０２のつつまれた
エツジの圧縮によつて側壁１０１との動的密封界
面ができ、バネ板１００が曲がるにもかかわらず
トナーが漏れるのを防止する。

第１０図は、第８図及び第９図のものと同時に
使用するのに適したやり方で、計量ロール１０４
を側壁１０１に対して密封するための装置構造を
示したものである。ロール１０４は、側壁１０１
のもう一方の側で駆動源（図示せず）に連結され
た駆動軸１０５によつて、偏心的に回転するよう
に取付けられている。密封アセンブリ１０６は、
圧縮性コア１０７からできているが、これは圧力
に敏感な粘着剤などで界面１０８に接着ないし付
着することによつてロール１０４に取り付けられ
ている。密封アセンブリ１０６の反対の側は、
Mylar（E.I.デユポン・ド・ネムール社の商標）な
どの耐摩耗性層１０９からできている。密封アセ
ンブリ１０６は、計量ロール１０４の末端に一般
に圧縮されて取付けられ、ロール１０４の回転中
ずつとロール１０４と側壁の間が圧縮されたまま
に保たれる。従つて、トナーが貯蔵室から現像装
置溜部あるいは駆動軸１０５の取付け孔へと漏れ
るのが防止される。

以上の各実施例に示すように計量ロール表面の
往復運動は、たわみ板とは独立にタンク中のトナ
ーにある種の片振運動を与える。すなわち、計量
ロール表面に向つてプラツシヤー式の運動をする
ように取付けられバイアスをかけられた、比較的
剛性のたわみ板によつて、たわみ壁面を実現する
ことができる。良好な実施例に基づく、バネ様の
たわみ壁面と計量ロール表面の偏心運動の組合せ
は、補給室中のトナーの撹拌が最大になるという
利点をもつている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、複写機の現像装置に用いた本発明の
実施例を示す部分断面切開側面図である。第２図
は、第１図の装置の上面図である。第３図は、特
に第１図及び第２図の構造のロール操作を示す、
拡大詳細図である。第４図は、第１図ないし第３
図の実施例のロール取付け及びプレート密封配置
の部分切開断面図である。第５図は、本発明の第
２の実施例の部分切開断面図である。第６図は、
本発明の第３の実施例の部分断面切開図である。
第７図は、第６図の実施例の計量操作を示す拡大
図である。第８図は、たわみ板のエツジを密封す
るための別の配置の等角投影図である。第９図は
側壁との相互関係を示す、第８図のたわみによる
密封の断面切開図である。第１０図は、別の計量
ロールと密封構造の断面切開図である。 １６……補給室、３５……棒部材、２０……隔
壁、４８……外壁、４０，５０……たわみ板、３
０……計量ロール、１８……オーガ室、１９，２
４……オーガ、２１……開口、２５……磁気現像
ロール、２２……現像室、１０……光導電体セグ
メント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 回転する円筒形状の計量ロール及び上記ロー
   ルの外周面に係合する壁部材により底部が形成さ
   れた貯蔵室を有し該室内に貯蔵された流動性物質
   を、上記ロールの外周面の一部に設けた流動性物
   質解放部分と上記壁部材との間に作られる空隙を
   介して供給する装置において、上記ロールは上記
   貯蔵されている流動性物質の内部に設置された回
   転軸のまわりに偏心的に回転されることにより回
   転時にその外周面が上記貯蔵された流動性物質に
   対し撹拌作用を与え、上記壁部材はその上記ロー
   ルに係合する端部がロールの偏心的回転時にロー
   ル外周面の移動により駆動され全体が往復運動し
   て上記流動性物質に撹拌作用を与えるよう運動可
   能に支持されていることを特徴とする流動性物質
   の供給装置。