JPH04133264U - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 画像形成装置の使用開始に先立って、トナー
カートリッジからトナーケースにトナーを搬送し、この
トナーを現像容器内の二成分系現像剤に補給する動作
を、早期に、かつ現像剤のトナー濃度を急激に上昇させ
ることなく実行できるようにする。 【構成】 先ずトナーカートリッジ１６からトナーケー
ス１３に所定時間トナーを搬送しつつ、このケース１３
から現像容器８にトナーを補給し、次いで同じ動作を間
欠的に繰返し行う。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、静電潜像が形成される潜像担持体と、トナーとキャリアを有する二 成分系現像剤を用いて前記静電潜像を可視像化する現像装置と、補給用のトナー を収容した交換可能なトナーカートリッジと、該カートリッジから送られたトナ ーを貯溜するトナーケースと、該トナーケース内のトナー残量が少なくなったこ とをトナーエンドとして検知するトナーエンドセンサと、前記二成分系現像剤の トナー濃度低下が検知されたとき、トナーケース内のトナーを現像装置内に補給 すべく作動するトナー補給手段と、前記トナーカートリッジからトナーケースに トナーを搬送するトナー搬送手段と、トナー補給手段及びトナー搬送手段を同期 して駆動する共通の駆動手段とを有する画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】

電子複写機、プリンタ又はファクシミリなどとして構成される上記形式の画像 形成装置においては、現像装置に収容された二成分系現像剤のトナー濃度低下が 検知されたとき、トナーケース内のトナーが現像装置に補給されるので、可視像 の画像濃度低下を未然に防ぐことができ、しかもトナーケース内のトナー残量が 少なくなったとき、これをトナーエンドセンサが検知するので、その事実をオペ レータに報せ、トナーカートリッジの交換を促すことができる。またトナーケー ス内のトナーを現像装置に補給すべく作動するトナー補給手段と、トナーカート リッジからトナーケースにトナーを搬送するトナー搬送手段が、共通の駆動手段 によって駆動されるように構成されているため、駆動手段の構成を簡素化でき、 そのコストを低減できる利点が得られる。

【０００３】 ところで、このような画像形成装置が全く新しく、該装置をユーザの元に納品 したようなときにはトナーケース内にはトナーが全く入っておらず、ケースは空 となっている。従って、画像形成装置をその本来の目的で使用し始める前に、ト ナーの入ったトナーカートリッジをセットし、トナー搬送手段を作動させてトナ ーカートリッジからトナーケースへトナーを搬送し、かかる状態で画像形成動作 を開始する必要がある。

【０００４】 ところが上述のようにトナーカートリッジからトナーケースにトナーを搬送す べく、トナー搬送手段を作動させると、これと共通の駆動手段によって駆動され るトナー補給手段も同時に作動し、トナーケースに運ばれたトナーが順次現像装 置へ補給される。このため、トナーケース内のトナーが全体に亘って均一に存在 しない状態でトナーが現像装置へ補給されることになる。すなわち、トナーケー ス内に運ばれたトナーは、該ケース内の一部では多量に存在するとしても、他の 部分では全く或いはほとんど存在しない状態となっており、このように量的に不 均一なトナーがそのまま現像装置へ補給されるのである。このため二成分系現像 剤のトナー濃度が不均一となり、現像剤の或る部分ではトナー濃度が高いが、他 の部分ではトナー濃度が極端に低くなってしまう。このような状態で画像形成動 作を行えば、可視像に画像濃度むらが発生し、その画質が著しく低下せざるを得 ない。

【０００５】 またトナーケースにはトナーエンドセンサが設けられているので、上述のよう にトナーケースにトナーを送り込むと同時に画像形成動作を開始すると、トナー ケース内のトナーの量は未だ少ないため、トナーカートリッジには多量のトナー が存在するにもかかわらず、トナーエンドセンサがトナーエンドを検知し、これ が表示部に表示されてしまう。

【０００６】 そこでトナー搬送手段を或る時間作動させ、トナーケース内に多量のトナーが 溜ってから画像形成動作を開始させることも考えられるが、この場合も、トナー ケースにトナーを搬送しているときにトナー補給手段が作動してトナーケース内 のトナーを現像装置に補給するので、現像装置に収容された二成分系現像剤のト ナー濃度が急激に上昇し、トナーとキャリアを充分に撹拌させることが難しくな り、この状態で画像形成動作を行えば、トナーの帯電不足に起因する画質の劣化 、又はトナーの飛散などの不具合が発生する。

【０００７】 トナー搬送手段とトナー補給手段を別々の駆動手段で作動させるように構成し 、トナー搬送手段を作動させてトナーケースにトナーを搬送しているときは、ト ナー補給手段の作動を停止させるようにすれば、上述の不具合を回避できるが、 トナー搬送手段とトナー補給手段を別々の駆動手段で作動させるようにすれば、 そのコストが上昇し、構造が複雑化する欠点を免れない。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

本考案の目的は、上記従来の欠点を簡単な構成によって除去した画像形成装置 を提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の画像形成装置にお いて、画像形成装置の使用開始に先立って、トナー補給手段とトナー搬送手段を 所定時間作動させ、かつその作動後に、トナーエンドセンサがトナーエンドを検 知しなくなるまで、トナー補給手段及びトナー搬送手段を間欠的に作動させるよ うに、その駆動手段を制御する制御手段を設けた構成を提案する。

【００１０】

【実施例】

以下、本考案の実施例を図面に従って説明する。

【００１１】 図１は本考案に係る画像形成装置の一部を示す部分断面構成図であり、先ずそ の全体構成と通常の画像形成動作を明らかにする。

【００１２】 潜像担持体の一構成例であるドラム状の感光体１は、画像形成動作時に時計方 向に回転駆動され、その際帯電チャージャ２により感光体表面が一様に帯電され 、次いで矢印Ｐで示した如く画像露光によって感光体上に静電潜像が形成される 。この潜像は現像装置３によってトナー像として可視像化され、この可視像は転 写チャージャ４の作用により転写紙５に転写される。転写された可視像は転写紙 ５が図示していない定着装置を通るとき定着される。また感光体１に残留するト ナーはクリーニング装置６によって除去され、除電器７によって感光体表面が除 電作用を受ける。

【００１３】 現像装置３はトナーとキャリアを有する二成分系現像剤Ｄを収容した現像容器 ８を有し、その内部で反時計方向に回転駆動されるパドルホイール９によって、 現像剤Ｄが現像スリーブ１０に汲み上げられる。

【００１４】 現像スリーブ１０の内部にはマグネット１１が固定配置され、その磁力によっ て現像剤Ｄが担持され、現像スリーブ１０の反時計方向の回転によって、担持さ れた現像剤が感光体１と現像スリーブ１０との間の現像領域へ搬送され、このと き現像剤中のトナーが静電潜像に静電的に移行して可視像が形成される。現像ス リーブ１０には、可視像の濃度調整及び地汚れ防止の目的でバイアス電圧が印加 されている。

【００１５】 上述のように現像装置３は、二成分系現像剤Ｄを用いて静電潜像を可視像化す るものであるが、このような現像動作が行われるうちに現像剤Ｄのトナー濃度が 低下し、これを放置すると可視像の画像濃度が下がり画質が低下する。

【００１６】 そこで現像剤Ｄのトナー濃度を次のように検知し、トナー濃度の低下が検出さ れたとき、現像装置３の二成分系現像剤Ｄ中にトナーを補給する。

【００１７】 現像装置３と転写チャージャ４との間には、画像濃度検知センサ１２が感光体 １に対向して配置されている。また感光体１上には一定条件で可視像化された基 準画像が形成され、この基準画像とその前又は後の地肌部とに、上記センサ１２ の発光素子からの光が当てられる。このようにしてセンサ１２が基準画像からの 光を受けたときのセンサ出力Ｖpと、地肌部からの光を受けたときのセンサ出力 Ｖgが読み込まれ、その比Ｖp／Ｖgが一定の値以上（例えば１／１０以上）にな ったとき、基準画像の濃度、ひいては現像剤Ｄのトナー濃度が薄いと判断し、ト ナー補給信号が生ぜしめられる。

【００１８】 現像容器８内の現像剤Ｄの循環路中に検知コイルを設け、ここを流動する現像 剤のトナー濃度変化に応じてコイルのインダクタンスが変化することをとらえ、 現像剤Ｄのトナー濃度を検知するトナー濃度検知手段を採用してもよい。

【００１９】 一方、図１及図２に示すように、現像装置３にはトナーケース１３が接続され 、該ケース１３の手前側の部分には筒状のトナー搬送ダクト１４が接続されてい る。またこのダクト１４には開口１５が形成され、トナーカートリッジ１６の前 部開口１７が上記開口１５に合致するように、トナーカートリッジ１６がホルダ １８に保持されてセットされる。

【００２０】 トナーカートリッジ１６には補給用のトナー（図２には示さず）が収容され、 該トナーがなくなったとき、カートリッジ１６はホルダ１８から離脱されて新た なトナーカートリッジ１６と交換される。このような交換可能なトナーカートリ ッジ１６の前部周面には、その全周に亘って歯１９が形成され、かかるカートリ ッジ１６がホルダ１８に保持されてセットされた状態で、上記歯１９が伝動ギア ２０に噛み合う。

【００２１】 またダクト１４とトナーケース１３の内部には１本の回転軸２１が回転自在序 に支持され、そのダクト１４の領域にはスクリュー状のトナー送り板２２が固定 され、トナーケース１３内に位置する回転軸２１の部分にはトナー撹拌板２３が 固定されている。

【００２２】 またトナーケース１３の現像容器８の内部を向いた開口部には、周面に多数の 溝が形成されたトナー補給ローラ２４が回転自在に支持されており、該ローラ２ ４は一対のスポンジシート２５に圧接している。

【００２３】 前述のように基準画像の濃度が低いと判断され、トナー補給信号が発生すると 、ギア２０及び歯１９を介してトナーカートリッジ１６が回転駆動される。この とき、トナーカートリッジ１６の内面に螺旋状の突起２６が形成されているので 、トナーカートリッジ１６内のトナーはダクト１４に排出される。同時に回転軸 ２１が回転駆動され、これによってダクト１４内のトナー送り板２２が回転し、 ダクト１４内のトナーがトナーケース１３に搬送され、トナーは該ケース１３内 に一旦貯溜される。また回転軸２１の回転によりトナー撹拌板２３が時計方向に 回転し、トナーケース１３内のトナーＴ（図１）が撹拌されつつ、トナー補給ロ ーラ２４の方へ送られる。このとき、回転軸２１の回転開始と同時にトナー補給 ローラ２４も回転を始め、これによってトナーケース１３内のトナーが現像容器 ８内の現像剤Ｄに補給される。補給されたトナーはパドルホイール９などによっ て現像剤Ｄ中に撹拌される。

【００２４】 上記構成は、実開昭５９−１８８６７８号公報などに詳しく説明されている。

【００２５】 上述したところから判るように、本例では、トナー補給ローラ２４とトナー撹 拌板２４とが、現像装置に収容された二成分系現像剤のトナー濃度低下が検知さ れたとき、トナーケース内のトナーを現像装置内に補給すべく作動するトナー補 給手段の一例を構成している。同様に本例では、トナーカートリッジ１６を回転 させる歯１９及びギア２０、並びにトナー送り板２３が、トナーカートリッジか らトナーケースにトナーを搬送するトナー搬送手段の一例を構成している。

【００２６】 上述の如きトナー補給手段とトナー搬送手段は共通の駆動手段によって、同期 して駆動される。本例では、図１に示した現像スリーブ１０及びパドルホイール ９を駆動する駆動モータと、回転軸２１、ギア２０、トナー補給ローラ２４とが 、図示していないトナー補給クラッチを介して接続され、トナー補給信号により 、このトナー補給クラッチがオンされる。このため上記駆動モータによって、上 記各要素２１，２０，２４が同時に回転駆動され、トナーの搬送とトナー補給動 作が行われる。このように本例では、駆動モータとトナー補給クラッチが、トナ ー補給手段及びトナー搬送手段を同期して駆動する共通の駆動手段の一例を構成 している。

【００２７】 上述のトナー補給動作が行われるうちに、トナーカートリッジ１６内のトナー がなくなるので、その交換をオペレータに促す必要がある。このため、トナーケ ース１３には、該ケース内のトナー残量が少なくなったことをトナーエンドとし て検知するトナーエンドセンサ（図示せず）が付設され、トナーケース１３内の トナー残量が少なくなり、従ってトナーカートリッジ１６内のトナーがなくなる か、又はその残量が極く少量となったことが検知されたとき、その事実が表示部 に表示され、トナーカートリッジを交換すべきことをオペレータに報せるように 構成されている。

【００２８】 以上説明した画像形成装置の構成は、従来より周知なものと変りはない。この ような画像形成装置が、ユーザの元に納品されたときのように全く新しいときは 、先にも説明したようにトナーケース１３内にはトナーは全く入っていない。従 ってトナーカートリッジ１６をセットして、そのトナーをトナーケース１３に搬 送してから画像形成動作を開始する必要がある。以下に、画像形成装置の実際の 使用に先立って、制御手段の制御により行われる動作を説明し、本考案の特徴と するところを明らかにする。

【００２９】 先ず画像形成装置をユーザの元に納品したとき、通常の画像動作の開始に先立 って、通段は隠し蓋で覆われるディップスイッチ（図示せず）を押下し、図３の （ａ），（ｂ）に示すように所定のプログラムモードを選択すると共に、プリン トキー（図示せず）を押下してこれをオンにする。これによって、図３（ｃ）及 び図４（ａ）に示すように、感光体１用のドラムモータと現像スリーブ１０用の 前述の駆動モータがオンし、感光体１と現像スリーブ１０が回転を始める。これ と同時又はこれに続いて、制御手段の制御により前述のトナー補給クラッチがオ ンされる（図３（ｄ）及び図４（ｂ））。これにより、トナーカートリッジ１６ 、トナー送り板２２、トナー撹拌板２３及びトナー補給ローラ２４が同時に回転 を開始し、トナーカートリッジ１６からトナーケース１３にトナーが搬送される と共に、該ケース１３から現像容器８にトナーが補給される。タイマが所定時間 Ｔ₁をタイムアップするとトナー補給クラッチがオフし、トナーカートリッジ１ ６、トナー送り板２２、トナー撹拌板２３及びトナー補給ローラ２４の作動が停 止する（図３（ｅ），（ｆ）及び図４（ｂ）参照）。このように、制御手段によ ってトナー補給手段とトナー搬送手段が、画像形成装置の使用開始に先立って、 所定時間Ｔ₁だけ作動するように、その駆動手段が制御されるのである。この所 定時間Ｔ₁は、トナーケース１３に運ばれてここに溜ったトナーＴがトナーケー ス１３の長手方向全体に行きわたり、トナー補給ローラ２４によって現像容器８ に補給されるトナーの量が、該ローラ２４の長手方向に亘ってほぼ均一となるま での時間に設定され、通常は約１０秒程である。

【００３０】 またこの実施例では、上述のようにクラッチをオフしたあとも現像スリーブ１ ０とパドルホイール９と感光体１とを回転させ続け、現像容器８に補給されたト ナーを現像容器８内で他の現像剤Ｄと積極的に混合し、トナー濃度のむらをなく す。ここまでの動作をモード１とする。

【００３１】 次いで、タイマが所定時間Ｔ₂をタイムアップしたか否かがチェックされ（図 ３（ｇ））、Ｔ₂が経過したときは、トナー補給クラッチのオン、オフを繰返し 、トナーをトナーカートリッジ１６からトナーケース１３へ搬送し、次いで該ケ ース１３から現像容器８に補給する動作を間欠的に実行する。すなわち、図３の （ｈ）乃至（ｌ）及び図４の（ｂ）に示すように、トナー補給クラッチをオンし た後（図３（ｈ））、タイマがＴ₃の時間をタイムアップすると補給クラッチが オフし（図３（ｉ），（ｊ））、再びタイマがＴ₄の時間をタイムアップすると 、補給クラッチが再度オンする動作が繰返される。このような動作をモード２と する。なお、図３の（ｌ）に示した所定時間Ｔ₅のチェック動作については後述 する。

【００３２】 上述のようにトナー補給クラッチがオン、オフを繰返すが、ここで、このオン の時間のトータル、すなわちトナーカートリッジ１６と、トナー送り板２２と、 トナー撹拌板２３と、トナー補給ローラ２４とが回転する動作（以降、これをト ナー搬送補給動作と言うこともある）を実際に行う時間のトータルが、便宜的に 図４の最下部にＴ₆で示したものであるとする。すなわちトナー搬送補給動作が Ｔ₆の時間だけ実行され、この時間経過後に現像スリーブ用の駆動モータと、感 光体用のドラムモータが停止するのである（図３（ｑ），（ｒ））。そしてこの 時間Ｔ₆は、トナーケース１３にトナーが溜ってその量が多くなり、トナーエン ドセンサがトナーエンドを検知しなくなるまでの時間である。通常はトナー補給 クラッチを１秒オンし、次いで２秒オフさせる動作を５０回繰返す。またトナー ケース１３が空の状態からトナーエンドが検知されなくなるまで、１０乃至６０ 秒程度必要であり、例えばモード１で１０秒、モード２で５０秒の時間を必要と する。

【００３３】 以上のように、トナー補給手段とトナー搬送手段は、モード１における作動後 に、トナーエンドセンサがトナーエンドを検知しなくなるまで間欠的に作動し、 かかる作動が達成されるようにその駆動手段が制御手段によって制御されるので ある。

【００３４】 上述した構成によれば、先ずモード１においてトナーケース１３内にトナーを 溜め、この動作中に現像容器８に補給されたトナーをパドルホイール９によって 撹拌し、次いでモード２において現像容器８へのトナー補給を間欠的に繰返し行 い、トナーを少量ずつ現像容器８に送り込むので、現像容器８内のトナー濃度が 急激に上昇することを阻止でき、この現像剤Ｄを充分に撹拌してトナーの帯電量 を高めることができる。しかもモード２の終了時には、トナーエンドセンサがト ナーエンドを検知しない状態までトナーケース１３内にトナーが貯溜される。従 って、モード２の終了後、直ちに前述の画像形成動作を開始しても、トナーの帯 電量不足に基づく可視像の画質劣化、トナー飛散、これに伴う機内の汚損が生じ ることを阻止でき、しかもトナーカートリッジ１６にトナーがあるにもかかわら ずトナーエンドセンサがトナーエンドを検知してしまうような不具合を防止でき る。またモード１とモード２を別々に行い、モード１では連続してトナー搬送補 給動作を行うので、短時間で多量のトナーＴをトナーケース１３に運ぶことがで きる。

【００３５】 図１及び図２に示したようにトナーケース１３の一方の端部側から、トナーカ ートリッジ１６より送られてくるトナーを送り込む構成の場合、トナーケース１ ３内のトナーカートリッジ１６に近い方の前側領域には多量のトナーが送り込ま れても、その反対の奥側領域には未だトナーが供給されていないことが起こり易 く、従って従来のように、この状態で画像形成動作を開始してしまうと、トナー ケースの奥側の領域からは現像容器８に全くトナーが補給されず、これによって 可視像に画像濃度むらが発生していた。本例ではこのような不具合を阻止できる のである。

【００３６】 ところで、モード２においてトナー搬送補給動作を行ううちに、現像容器８内 の現像剤Ｄにおけるトナー濃度が高くなりすぎて、これによるトナー飛散が発生 するおそれがある。本例ではこのような不具合も阻止できるように、モード２に おいて現像剤Ｄのトナー濃度を検知し、その濃度が高いと判断されたときは、現 像剤Ｄ中のトナーを消費し、トナー濃度を下げるように構成されている。この例 ではモード２において間欠的なトナー搬送補給動作が５回行われる毎に、図１に 示した画像濃度検知センサ１２により、前述の動作態様に従って基準画像の画像 濃度を検知し、現像剤Ｄのトナー濃度を検出する。すなわち、図３の（ｌ）に示 すように、タイマが所定時間Ｔ₅をタイムアップしたとき、上記センサ１２によ る画像濃度検知を行い（図３（ｍ））、トナー濃度が薄いと判断されたときは、 そのままトナー搬送補給動作を間欠的に実行するが、トナー濃度が濃いと判断さ れたときは、図３の（ｎ），（ｏ），（ｐ）及び図４に示すように、この時点か らさらに所定時間Ｔ₅を経過するまでの間、すなわち次のセンサ１２による画像 濃度検知が行われるまでの間、現像スリーブ１０へ印加するバイアス電圧を下げ 、感光体１にトナーを付着させるのである。例えば、現像スリーブ１０へのそれ までのバイアス電圧が２５０Ｖであったとすると、トナー濃度が濃いと判断され たときは、このバイアス電圧を１００Ｖに下げ、回転する感光体の表面をその全 幅に亘って帯電チャージャ２により帯電させ、その帯電面に、現像装置３によっ てトナーを付着させ、Ｔ₅の時間の経過後、再び現像バイアス電圧を元の２５０ Ｖに戻す。すなわちＴ₅の間、現像動作を行い、トナーを積極的に消費するので ある。このようにして、モード２において、現像剤Ｄのトナー濃度が高くなりす ぎることが阻止され、トナーの飛散、ひいては飛散トナーによる機内の汚損を阻 止し、通常の画像形成動作を行ったときに地汚れが発生することを防止すること ができる。

【００３７】 なお、上述した各制御を行う制御手段としては、例えばマイクロコンピュータ を用いることができる。

【００３８】

【考案の効果】

本考案によれば、画像形成装置の使用に先立つ簡単な制御によって、比較的早 期にトナーケースにトナーを貯溜でき、しかもトナーの飛散を防止できると共に 、画像形成動作の開始時から、高品質な可視像を形成でき、かつトナーカートリ ッジにトナーが存在するにもかかわらずトナーエンドセンサがトナーエンドを検 知するような不具合を阻止できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】画像形成装置の部分構成図である。

【図２】トナーケースとトナーカートリッジの斜視図で
ある。

【図３】本考案一実施例を示すフロー図である。

【図４】図３に対応するタイミングチャートである。

【符号の説明】

３ 現像装置 １３ トナーケース １６ トナーカートリッジ Ｄ 二成分系現像剤 Ｔ トナー

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 静電潜像が形成される潜像担持体と、ト
   ナーとキャリアを有する二成分系現像剤を用いて前記静
   電潜像を可視像化する現像装置と、補給用のトナーを収
   容した交換可能なトナーカートリッジと、該カートリッ
   ジから送られたトナーを貯溜するトナーケースと、該ト
   ナーケース内のトナー残量が少なくなったことをトナー
   エンドとして検知するトナーエンドセンサと、前記二成
   分系現像剤のトナー濃度低下が検知されたとき、トナー
   ケース内のトナーを現像装置内に補給すべく作動するト
   ナー補給手段と、前記トナーカートリッジからトナーケ
   ースにトナーを搬送するトナー搬送手段と、トナー補給
   手段及びトナー搬送手段を同期して駆動する共通の駆動
   手段とを有する画像形成装置において、該画像形成装置
   の使用開始に先立って、前記トナー補給手段とトナー搬
   送手段を所定時間作動させ、かつその作動後に、前記ト
   ナーエンドセンサがトナーエンドを検知しなくなるま
   で、トナー補給手段及びトナー搬送手段を間欠的に作動
   させるように、前記駆動手段を制御する制御手段を設け
   たことを特徴とする画像形成装置。