JPH046575A - 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
るトナー補給装置に関する。

〔従来の技術〕

従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置においては現
像器にトナーを補給するトナー補給装置を備え、各色の
現像を行う複数の現像器を有するカラー複写機などでは
各現像器へ各色のトナーをそれぞれ補給する複数のトナ
ー補給装置を備えている５このトナー補給装置はトナー
が収容されるトナー容器と、このトナー容器の内部に設
けられ回転により前記トナー容器内のトナーを攪拌する
剛性を有する攪拌部材と、前記トナー容器内のトナーを
現像器へ供給するスクリュウ一部材と、このスクリュウ
一部材及び前記攪拌部材をトナー補給時に正転させるモ
ータと、前記トナー容器内のトナーの残量を検知するト
ナー残量検知素子と、このトナー残量検知素子のトナー
検知面を清掃する清掃部材とを備えている。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記トナー補給装置にあってはトナーがトナー容器に投
入されてしばらく放置されると、トナーが凝縮してしま
う。このトナー凝縮の程度はトナーが長期間放置された
場合や、複数のトナー補給装置を備えているカラー複写
機などにおいて、トナー補給を行っていないトナー補給
装置が他のトナー補給装置におけるトナー補給により振
動を受けた場合などに大きくなる。そして、トナー凝縮
の程度が大きくなると、トルクが小さいモータではスク
リュウ一部材及び攪拌部材を回転させることができなく
なる。このため、モータは大型のものが必要になって大
きな騒音を発生し、かつモータが大型になることでトナ
ー容器のスペースがその分だけ小さくなってトナー補給
容量が小さくなる。また、トナー残量検知素子のトナー
検知面がトナーの付着で誤動作しないようにするため、
トナー残量検知素子のトナー検知面を清掃する清掃部材
を設けなければならなかった。

本発明は上記欠点を改善し、モータにはトルクの小さい
小型のものを用いることができてトナー補給容量を比較
的大きくでき、かつトナー残量検知素子のトナー検知面
を清掃するための清掃部材が不要となるトナー補給装置
を提供することを目的とする。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するため、請求項１の発明はトナーが収
容されトナーをトナー補給部から供給するトナー容器と
。

このトナー容器の内部に設けられて回転軸に基部が固定
されこの回転軸の回転に伴って回転して前記トナー容器
内のトナーを攪拌する可撓性を有する攪拌部材と、前記
トナー容器の内部に設けられてスクリュー部材を有する
回転軸に基部が固定されこの回転軸の回転に伴って回転
して前記トナー容器内のトナーを攪拌する可撓性を有す
る攪拌部材との少なくとも一方の攪拌部材と、前記回転
軸を回転させるモータと を備えたものであり、 請求項２の発明は請求項１記載のトナー補給装置におい
て、前記トナー容器内のトナーの残量を検知するトナー
残量検知素子を備え、このトナー残量検知素子のトナー
残量検知面に前記攪拌部材が回転に伴って接触するよう
に構成したものであり、 請求項３の発明は請求項２記載のトナー補給装置におい
て、前記攪拌部材が前記回転軸とほぼ直角な複数のスリ
ットを有し、前記攪拌部材における前記複数のスリット
で分けられた各部分のうち前記トナー残量検知素子のト
ナー残量検知面と接触する部分が前記トナー残量検知素
子のトナー残量検知面とほぼ同じ幅を有するものであり
。

請求項４の発明は請求項１記載のトナー補給装置におい
て、第１図に示すように前記攪拌部材のトナー攪拌時に
前記モータ１を正転させる正転手段２と、電源オン時、
前記トナー容器へのトナー投入後、設定枚数分の画像形
成動作終了後の各タイミングの少なくとも１つのタイミ
ングで前記モータ１を逆転させる逆転手段３とを備えた
ものである。

〔作　用〕

請求項１の発明ではトナーがトナー容器に収容されてト
ナー補給部から供給され、攪拌部材がモータによる回転
軸の回転に伴って回転してトナー容器内のトナーを特徴
する 請求項２，３の発明ではトナー容器内のトナーの残量が
トナー残量検知素子により検知され、このトナー残量検
知素子のトナー残量検知面には攪拌部材が回転に伴って
接触する。

請求項４の発明では攪拌部材のトナー攪拌時にモータ１
が正転手段２により正転され、電源オン時、トナー容器
へのトナー投入後、設定枚数分の画像形成動作終了後の
各タイミングの少なくとも１つのタイミングでモータ１
が逆転手段３により逆転される。

〔実施例〕

第２図および第３図は本発明の一実施例を示し、第４図
はその一部を示す。

この実施例はカラー複写機におけるトナー補給装置の例
であり、カラー複写機において各色のトナーを複数の現
像器にそれぞれ補給するための複数のトナー補給装置が
それぞれ第２図乃至第４図に示すように構成されている
。

トナー容器１１はトナーが収容され、底部の端よりには
スクリュー部材１２を有する回転軸１３がほぼ水平に配
置されて回転自在に取付けられている。

この回転軸１３の一端部はトナー容器１１の外側に突出
していて歯車１４が固定され、トナー容器１１の下側部
にはトナー補給口が設けられてこのトナー補給口に筒体
１５が取付けられている。スクリュー部材１２は筒体１
５内に伸びており、回転軸１３の回転に伴って回転して
トナー容器１１内のトナーを筒体１５内を通して現像器
へ供給する。また、トナー容器１１の下部には回転軸１
６が回転軸１３より上方で回転軸１３とほぼ平行に配置
されて回転自在に取付けられ、この回転軸１６の一端部
はトナー容器１１の外側に突出していて歯車１７が固定
されている。この歯車１７は歯車１４と結合され、トナ
ー容器１１は回転軸１３が取付けられている底部が、他
の部分より回転軸１３の軸芯方向に狭く形成されている
。回転軸１６はスクリュー部材Ｉ２におけるトナー容器
１１内の部分より上方の部分に板状可撓性部材からなる
攪拌部材１８の一端部（基部）がネジ２７で固定され、
かつトナー容器１１内の他の部分にスクリュー部材１９
が設けられている。さらに、トナー容器１１には回転軸
１６とほぼ同じ高さで回転軸１６とほぼ平行に回転軸２
０が回転自在に取付けられ、この回転軸２０には板状可
撓性部材からなる攪拌部材２１の一端部（基部）がネジ
２８で固定されている。この攪拌部材２１は回転軸２０
とほぼ直角な複数のスリット２２が入れられて複数の部
分に分けられ、トナー容器１１には回転軸２０とほぼ同
じ高さでトナー残量検知素子２３が取付けられている。

このトナー残量検知素子２３は例えば振動型トナー残量
検知素子が用いられてトナー残量検知面２３ａがトナー
容器ｌｌ内に露出しており、トナー容器ｌｌ内のトナー
を回転軸２０とほぼ同じ高さで検知することでトナー容
器ｌｌ内のトナー残量を検知する。攪拌部材２１は回転
に伴ってトナー残量検知素子２３のトナー残量検知面２
３ａと接触することによりトナー残量検知面２３ａを清
掃し、トナー残量検知面２３ａを清掃する専用の清掃部
材は設けられていない。攪拌部材２１においてスリット
２２で分けられた複数の部分のうちトナー残量検知面２
３ａと接触する部分２１ａはトナー残量検知面２３ａと
同じ幅を有していてトナー残量検知面２３ａの全面がそ
の部分２１ａと接触し、トナー残量検知面２３ａはスリ
ット２２により攪拌部材２１が接触しなくなるような部
分が無くて全面的に清掃される。

回転軸２０の一端部はトナー容器１１外に突出していて
ウオームホイール２４が固定され、このウオームホイー
ル２４にウオーム２５が結合されてウオーム２５がトナ
ー補給モータ２６の軸に固定されている。また、回転軸
２０の他端部はトナー容器１１外に突出していて歯車２
７が固定され、この歯車２７が歯車１４と連結される。

トナー補給モータ２６が停止しているときにはスクリュ
ー部材１２，１９、攪拌部材１８．２１が停止していお
り、トナー容器１１内のトナーの攪拌および現像器への
供給が行われない。トナー補給モータ２６が正転したと
きにはトナー補給モータ２６によりウオーム２５．ウオ
ームホイール２４を介して回転軸２０が正転されて攪拌
部材２１が図示矢印方向へ正転し、トナー容器１１内の
トナーが攪拌部材２１により攪拌される。また、回転軸
２０の正転により歯車２７，１４゜１７を介して回転軸
１３．１６が正転し、スクリュー部材１９が正転してト
ナーをスクリュー１２上へ移動させるとともに、攪拌部
材１８が図示矢印方向へ正転してスクリュー１２上のト
ナーを攪拌する。さらに、スクリュー１２が正転してト
ナーを現像器へ供給する。ここに、攪拌部材１８，２１
は可撓性を有するので、トナー容器１１内のトナーの凝
縮の程度が大きい場合にはトナー補給モータ２６の正転
により回転軸１３．１６に巻かれるように変形して回転
し始め、その後にトナーの凝縮が攪拌部材１８．２１に
よる攪拌でほぐされて攪拌部材１８．２１が元の状態に
戻る。

したがって、トナー補給モータ２６はトルクが小さい小
型のものでも攪拌部材１８．２１を回転させることがで
き、かつトナー補給モータ２６にトルクが小さい小型の
ものを用いることによりトナー容器１１のスペースがそ
れだけ大きくできてトナー補給容量を大きくすることが
できる。また、攪拌部材２１はスリット２２が入れられ
ていることにより負荷が分散し、トナーの凝縮をほぐし
やすくなる。

攪拌部材１８．２１は長期間正転させると、変形してト
ナー攪拌能力が低下してしまう。そこで、この不具合を
解消するために、この実施例では攪拌部材［１，２１を
トナー補給時にはトナー補給モータ２６により正転させ
、カラー複写機の電源が投入された電源オン時、トナー
容器１１内のトナーが所定の量まで減少して（トナーエ
ンド状態、トナーニアエンド状態になって）トナーがト
ナー容器２１に投入された後、カラー複写機で操作部に
よる設定枚数分の複写がとられた後の各タイミングで攪
拌部材１８．２１をトナー補給モータ２６により逆転さ
せて元の状態に戻し、もしくはやや逆に変形させる。

第５図はこの実施例のトナー補給装置からトナーが補給
される現像器を示す。

この現像器２９はサブホッパ３０を有し、このサブホッ
パ３０にトナー容器１１から筒体１５を通して上記スク
リュウ一部材工２によりトナーが供給される。

サブホッパ３ｏ内のトナーは攪拌部材３１により攪拌さ
れ、現像器の現像能力が現像能力検出手段により検出さ
れてこの現像能力検出手段の出力信号に応じてトナー補
給クラッチがオンされることによりトナー補給部３２が
作動してサブホッパ３ｏ内のトナーが現像器２９の本体
へ補給される。感光体ドラム３３はモータにより回転駆
動されて静電潜像が形成され、現像器２９の本体がその
静電潜像をトナーにより現像する。また、センサ３４は
攪拌部材３１とほぼ同じ高さでサブホッパ３ｏ内のトナ
ーを検知する。

第６図は上記トナー補給モータ２６を駆動する回路を示
す。

マイクロコンピュータ（ＣＰ　Ｕ）３５は逆転信号をイ
ンバータ３６．３７を介してブリッジドライバ３８へ出
力し、モータＯＮ信号をインバータ３９を介してブリッ
ジドライバ３８へ出力する。トナー補給モータ２６を正
転させる時にはＣＰＵ３５が逆転信号を高レベル（Ｈ）
にしてモータＯＮ信号を低レベル（Ｌ）にし、ブリッジ
ドライバ３８は出力端子０ＵＴＩが＋２４ｖ、出力端子
０ＵＴ２がＧＮＤになってトナー補給モータ２６が正転
する。また、トナー補給モータ２６を逆転させる時には
ＣＰＵ３５がｉｉ倍信号ＬにしてモータＯＮ信号をＬに
し、ブリッジドライバ３８は出方端子ｏＵＴ１がＧＮＤ
、出力端子０ＵＴ２が＋２４Ｖになってトナー補給モー
タ２６が逆転する。

第７図はトナー補給モータ２６の正転、逆転を繰返して
行う際のタイミングチャートを示す。

トナー補給モータ２６の正転、逆転を繰返して行う際に
はトナー補給モータ２６の正転、逆転の間でトナー補給
モータ２６を一度停止させる。これはトナー補給モータ
２６の正転、逆転の間でトナー補給モータ２６を停止さ
せない場合に比べてトナー補給モータ２６のトルクが小
さくて済むからである。

第８図乃イ第１２図は上記ＣＰＵ３５の処理フローの一
部を示す。

ＣＰＵ３５は第８図に示すようにカラー複写機の電源が
投入された電源オン時にはトナー補給モータ正逆転信号
をオンさせてタイマｔｓｗ。１１．ｔｌ、をクリアし、
電源ＯＮフラグをオンさせる。次に、ＣＰＵ３５は第９
図に示すようにタイマｔ　５ＷＯＩ、が所定の時間Ｔｓ
□＋＋ｏになると、電源ＯＮフラグ及びトナー補給モー
タ正逆転信号をオフにし、タイマｔ　ｔｍをクリアする
。そして、ＣＰＵ３５は第１２図に示すようにトナー補
給モータ正逆転信号がオンの場合にはタイマｔ　ｔｈが
所定のトナー補給モータオフ時間Ｔ　ｔ　？□以上にな
ると、第７図に示すように逆転信号を一定の周期でオン
／オフさせ、逆転信号がオン（Ｌ）の時にはタイマｔ　
ｔｈが所定の時間Ｔ　ｔ、□（＞Ｔ、、ｚ）になるまで
モータＯＮ信号をオン（Ｌ）にしてトナー補給モータ２
６を逆転させる。次に、ＣＰＵ３５はタイマｔ　ｔｍが
所定の時間Ｔ１．□になると、逆転信号をオフ（Ｈ）に
してタイマｔ１．をクリアする。また、逆転信号がオフ
（Ｈ）の時にはタイマｔ１．が所定の時間Ｔ１．３にな
るまでモータＯＮ信号をオン（Ｌ）にしてトナー補給モ
ータ２６を正転させる。

次に、ＣＰＵ３５はタイマｔ　ｔ、が所定の時間Ｔ１．
。

になると、逆転信号をオン（Ｌ）にしてタイマｔ、１を
クリアする。したがって、トナー補給モータ２６は正転
と逆転とを所定の周期で交互に繰返し、かつ正転と逆転
との間で所定の時間停止する。この場合、トナー補給モ
ータ２６は例えば、０．７秒の正転と０．３秒の逆転と
を繰り返す。

また、ＣＰＵ３５は第１０図に示すようにトナー補給タ
イミングの場合はトナー補給クラッチがオフの時にはモ
ータＯＮ信号および逆転信号をオフにしてトナー補給モ
ータ２６を停止させ、トナー補給クラッチがオフの時に
はセンサ３４からの信号によりサブホッパ３０が空であ
る（センサ３４がトナーを検知していない）か否かを判
断してサブホッパ３０が空でなければモータＯＮ信号お
よび逆転信号をオフにしてトナー補給モータ２６を停止
させる。サブホッパ３０が空であればＣＰＵ３５はモー
タＯＮ信号をオンさせて逆転信号をオフさせることによ
りトナー補給モータ２６を正転させる。また、ＣＰＵ３
５はトナー補給タイミングでない場合にはカラー複写機
において設定枚数分（操作部で設定された枚数分）の連
続的複写動作における最終複写（最後の１枚分の複写動
作）を行っているか否かをカラー複写機の本体（トナー
補給装置を除いた部分）からの信号により判断し、最＃
複写を行っていない時はモータＯＮ信号及び逆転信号を
オフにしてトナー補給モータ２６を停止させる。ＣＰＵ
３５は最終複写を行う時には最終複写の開始時にタイマ
ｔをスタートさせ、このタイマｔが所定の時間Ｔ１にな
るまではモータＯＮ信号及び■信号をオフにしてトナー
補給モータ２６を停止させる。ここに、ＴＩは設定枚数
分の連続的複写動作時におけるトナー補給が終了するタ
イミングに余裕時間を加えた時間である。次に、ＣＰＵ
３５はタイマｔが所定の時間Ｔ１を越えると、モータＯ
Ｎ信号及び逆転信号をオンにしてトナー補給モータ２６
を逆転させる。その後、ＣＰＵ３５はタイマｔが所定の
時間Ｔ２（＞ＴＩ）を越えると、モータＯＮ信号及び逆
転信号をオフにしてトナー補給モータ２６を停止させる
。したがって、トナー補給モータ２６は設定枚数分の連
続的複写動作が終了する毎に一定の時間、例えば０．３
秒だけ逆転して攪拌部材１８．２１を逆転させる。

また、ＣＰＵ３５は第１１図に示すようにトナー残量検
知素子２３からの信号によりトナーエンド状態か否か、
トナーニアエンド状態か否かを判断する。

ここに、トナーエンド状態とはトナー容器１１内のトナ
ーがトナー残量検知素子２３で全く検知できない程まで
減少した状態であり、トナーニアエンド状態とはトナー
容器１１内のトナーがスクリュー部材１２をやっと隠す
程度まで減少した状態である。

ＣＰＵ３５はトナーエンド状態又はトナーニアエンド状
態になると、その旨を図示しないルーチンで表示部に表
示させる。オペレータはその表示を見ると、カラー複写
機のドアを開けてトナー容器１１にトナーを十分に投入
してからカラー複写機のドアを閉じるが、ＣＰＵ３５は
上記ドアの開閉を検知するドアスイッチからの信号によ
り上記ドアが開状態から閉状態になったか否かを判断す
る。上記ドアが開状態から閉状態になった時にはＣＰＵ
３５はトナー残量検知素子（トナーエンドセンサ）２３
からの信号によりトナー容器１１内のトナーが有る（ト
ナーエンド状態やトナーニアエンド状態でない）か否か
を判断し、トナー容器１１内のトナーが有る場合にはト
ナー有フラグＡをオンさせてタイマｔ１．をスタートさ
せる。

その後、ＣＰＵ３５はタイマｔ１．が所定の時間Ｔ７．
１になるまでトナー補給モータ２６を逆転させ、タイマ
ｔ１．が所定の時間Ｔ１．２になると、トナー補給モー
タ２６を停止させる。次に、ＣＰＵ３５はタイマｔｔ＋
＋が所定の時間Ｔ　ｔ　＋＋　５になると、トナーエン
ドセンサ２３からの信号によりトナー容器１１内のトナ
ーが有るか否かを判断してトナー容器１１内のトナーが
無ければ（トナーエンド状態やトナーニアエンド状態で
あれば）タイマｊ？＋＋をクリアしてトナー有フラグＡ
、逆転信号をオフさせる。これはトナーエンドセンサ２
３が攪拌部材２１をトナーとして検知した場合に対する
処理である。

ＣＰＵ３５はタイマｔ１．が所定の時間Ｔ７．．を越え
て所定の時間Ｔ１１．になるまでトナー補給モータ正逆
転信号をオンにし、第１２図のルーチンでトナー補給モ
ータ２６の正転、逆転を上述のように行わせる。次に、
ＣＰＵ３５はタイマｔ、、が所定の時間Ｔ１１．を越え
ると、トナー補給モータ２６をオフさせてトナーエンド
状態、トナーニアエンド状態のリセットを行い、タイマ
ｔ１．をクリアしてトナー有フラグＡ、逆転信号をオフ
させる。また、ＣＰＵ３５は上記ドアが開かれると、タ
イマｔ１．をクリアしてトナー有フラグＡをオフさせる
。なお。

Ｔ７．□＜Ｔ、、、＜Ｔ、、Ｓ＜Ｔ、、、＜Ｔ、、、で
ある。

〔発明の効果〕

以上のように請求項１の発明によればトナーが収容され
トナーをトナー補給部から供給するトナー容器と。

このトナー容器の内部に設けられて回転軸に基部が固定
されこの回転軸の回転に伴って回転して前記トナー容器
内のトナーを攪拌する可撓性を有する攪拌部材と、前記
トナー容器の内部に設けられてスクリュー部材を有する
回転軸に基部が固定されこの回転軸の回転に伴って回転
して前記トナー容器内のトナーを攪拌する可撓性を有す
る攪拌部材との少なくとも一方の攪拌部材と、前記回転
軸を回転させるモータと を備えたので、トナー容器内のトナーが凝縮してもトル
クの小さいモータで攪拌部材を回転させることができ、
モータにはトルクの小さいが型のものを用いることがで
きてトナー補給容量を比較的大きくできる。

また、請求項２の発明によれば請求項１記軟のトナー補
給装置において、前記トナー容器内のトナーの残量を検
知するトナー残量検知素子を備え、このトナー残量検知
素子のトナー残量検知面に前記攪拌部材が回転に伴って
接触するように構成したので、トナー残量検知素子のト
ナー検知面を清掃するための清掃部材が不要となる。

請求項３の発明によれば請求項２記載のトナー補給装置
において、前記攪拌部材が前記回転軸とほぼ直角な複数
のスリットを有し、前記攪拌部材における前記複数のス
リットで分けられた各部分のうち前記トナー残量検知素
子のトナー残量検知面と接触する部分が前記トナー残量
検知素子のトナー残量検知面とほぼ同じ幅を有するので
、攪拌部材はスリットが入れられていることにより負荷
が分散し、トナーの凝縮をほぐしやすくなる。

請求項４の発明によれば請求項１記載のトナー補給装置
において、前記攪拌部材のトナー攪拌時に前記モータを
正転させる正転手段と、電源オン時、前記トナー容器へ
のトナー投入後、設定枚数分の画像形成動作終了後の各
タイミングの少なくとも１つのタイミングで前記モータ
を逆転させる逆転手段とを備えたので、攪拌部材の変形
が少なくなってトナー攪拌能力の低下がなくなる。

【図面の簡単な説明】

第１図は請求項４の発明を示すブロック図、第２図及び
第３図は本発明の一実施例を示す横断面図及び縦断面図
、第４図は同実施例の一部を示す縦断面図、第５図は同
実施例からトナーが補給される現像器を示す断面図、第
６図は同実施例のトナー補給モータを駆動する回路を示
すブロック図、第７図は同トナー補給モータの正転、逆
転を繰返して行う際のタイミングチャート、第８図乃至
第１２図は上記実施例におけるＣＰＵの処理フローの一
部を示すフローチャートである。 １・・・モータ、２・・・正転手段、３・・・逆転手段
、１１・・・トナー容器、１６．２０・・・回転軸、］
８．２１・・・攪拌部材、１９・・・スクリュー部材、
２２・・・スリット、２３・・・トナー残量検知素子、
２６・・・モータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、トナーが収容されトナーをトナー補給部から供給す
   るトナー容器と、 このトナー容器の内部に設けられて回転軸に基部が固定
   されこの回転軸の回転に伴って回転して前記トナー容器
   内のトナーを攪拌する可撓性を有する攪拌部材と、前記
   トナー容器の内部に設けられてスクリュー部材を有する
   回転軸に基部が固定されこの回転軸の回転に伴って回転
   して前記トナー容器内のトナーを攪拌する可撓性を有す
   る攪拌部材との少なくとも一方の攪拌部材と、 前記回転軸を回転させるモータと を備えたことを特徴とするトナー補給装置。 ２、請求項１記載のトナー補給装置において、前記トナ
   ー容器内のトナーの残量を検知するトナー残量検知素子
   を備え、このトナー残量検知素子のトナー残量検知面に
   前記攪拌部材が回転に伴って接触するように構成したこ
   とを特徴とするトナー補給装置。 ３、請求項２記載のトナー補給装置において、前記攪拌
   部材が前記回転軸とほぼ直角な複数のスリットを有し、
   前記攪拌部材における前記複数のスリットで分けられた
   各部分のうち前記トナー残量検知素子のトナー残量検知
   面と接触する部分が前記トナー残量検知素子のトナー残
   量検知面とほぼ同じ幅を有することを特徴とするトナー
   補給装置。 ４、請求項１記載のトナー補給装置において、前記攪拌
   部材のトナー攪拌時に前記モータを正転させる正転手段
   と、電源オン時、前記トナー容器へのトナー投入後、設
   定枚数分の画像形成動作終了後の各タイミングの少なく
   とも１つのタイミングで前記モータを逆転させる逆転手
   段とを備えたことを特徴とするトナー補給装置。