JPH07306595A - トナー供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーボックス内のトナーが固化していると
き、アジテータの再駆動にてトナーの攪拌を容易にし、
且つアジテータの破損を防止する。 【構成】 トナーボックス内のアジテータにおける回転
軸に複数の攪拌部材を放射状に配置し、トナーボックス
の底面に形成したトナー残量検出部に外側からトナーセ
ンサを臨ませ、回転軸に取付けられた払拭部材がトナー
残量検出部の間を通過するように構成する。トナーセン
サにて払拭部材の通過でトナー残量を検出する（Ｓ
７）。他方、アジテータを停止するときには（Ｓ８：N
o）、払拭部材の通過後に（Ｓ９：Yes ）、攪拌部材が
トナーの層に入った状態で実行する（Ｓ１０）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プリンタ、複写機、フ
ァクシミリ装置等の画像形成装置における現像装置にト
ナーを供給するトナー供給装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムの表面の現像領域に現像剤
を供給して現像する最近の乾式現像方式として、特開平
４−９７１７９号公報等に開示されているように、感光
体ドラムに隣接する現像部ケース内には、外周面にトナ
ーと磁性キャリアとの混合物（現像剤）を担持させる現
像ローラを備える一方、この現像部ケースに対してトナ
ー供給用スリットを開口した仕切り壁を介して隣接した
トナー供給室内には、現像部ケース内へトナーを供給す
るための回転するアジテータに攪拌部材を設ける。ま
た、このトナー供給室の一部に透明窓を設け、光透過式
センサまたは光反射式センサを用いてトナー残量を検出
するに際して、前記アジテータに前記透明窓に付着する
トナーを払拭するための払拭部材を設けることを提案し
ている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この種
の画像形成装置を長期間使用しないまま放置していた
り、高湿度や高温環境下で放置していたり、微振動する
環境に放置すると、前記トナー供給室内のトナーが固ま
ることがある。他方、従来の技術では、アジテータの回
転停止位置は任意に放置されたままであったから、攪拌
部材がトナーのない上部側で停止してしまうことがあり
得る。この場合、画像形成装置の使用時に攪拌部材がト
ナーのない上部側で停止していたアジテータを再駆動し
ても、前記攪拌部材が固化したトナー内に侵入できない
事態が発生し、トナーの攪拌を実行できなかったり、ア
ジテータや攪拌部材が破損する等の弊害が発生するとい
う問題があった。

【０００４】本発明は、この技術的問題を解決すべくな
されたものであり、再駆動の際にトナー供給作業が確実
に行えるようにした画像形成装置における現像装置への
トナー供給装置を提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、請求項１記載のトナー供給装置は、用紙等の被記録
媒体に画像形成するための現像装置にトナー供給室内の
アジテータにてトナーを供給する装置であって、アジテ
ータの回転中心の周りにトナー供給室内のトナーを攪拌
するための複数の攪拌部材を放射状に配置し、制御手段
がアジテータの回転停止時には少なくとも一つの攪拌部
材をトナー供給室内のトナー滞留部に侵入しているよう
に制御するものである。

【０００６】請求項２記載の発明は、請求項１記載のト
ナー供給装置において、トナー供給室の底部に、透光性
の検出部を設け、該検出部には光センサを配置し、該光
センサにより前記アジテータにおける払拭部材が通過す
ることの検出結果に基づいて、前記制御手段が少なくと
も一つの攪拌部材をトナー供給室の底部側で停止させる
ように制御するものである。

【０００７】

【実施例】次に、本発明を具体化した実施例について説
明する。図１は画像形成装置としてのプリンタ１の概略
側断面図、図２は現像装置１０のケースの一部切欠き断
面図である。本実施例のプリンタ１は、本体ケース２の
一側上側に給紙部としての給紙カセット３を着脱自在に
装着し、給紙ローラ４と分離パッド５とにより、給紙カ
セット３内に積層された被記録媒体としての用紙Ｐが一
枚ずつに分離されて給送ローラ対６を介して感光体ドラ
ム７と転写ローラ８等とからなる感光体ユニット９に給
送される。感光体ユニット９に隣接して前記給紙カセッ
ト３に近い側に後述する現像装置１０が配置され、反対
側には、加熱ローラ１１と押圧ローラ１２とからなる定
着ユニット１３が配置されている。

【０００８】感光体ユニット９の下方には、レーザ発光
部１４、レンズ１５、反射鏡１６等からなるスキャナユ
ニット１７、制御基板１８，１９及び電源ユニット２０
等が配置されており、カバー体２１には複数の操作ボタ
ンを備えたキーボード２２が設けられている。帯電器２
３にて予め帯電させた感光体ドラム７の表面に、図示し
ないコンピュータ等の外部機器から伝送された画像デー
タに応じて、スキャナユニット１７から発射された光を
照射して、感光体ドラム７の表面に静電潜像を形成し、
次いで、現像装置１０における現像スリーブ３２が回転
して磁化させた粉体状のトナーの供給により前記潜像を
可視像化するという現像を実行した後、この感光体ドラ
ム７と転写ローラ８との間に供給された用紙Ｐに前記ト
ナー像を転写し、次に、定着ユニット１３にて前記転写
された像に熱及び圧力を付加して用紙Ｐにトナー像を定
着させ、その用紙Ｐを排紙ローラ対２４からプリンタ１
の排紙トレイ２５に排出させる。

【０００９】次に、本発明の一実施例の要部について、
図２〜図８を参照しながら以下に説明する。現像装置１
０における合成樹脂製等のケース２７は、図２に示すよ
うに、攪拌室３０と現像室３４とが仕切り壁３５を介し
て隔てられ、該仕切り壁３５には現像スリーブ３２の周
面一側と対向するように開口部３６が開口されている。

【００１０】攪拌室３０に現像剤としての非磁性トナー
または磁性トナーを供給するためのトナー供給室として
のトナーボックス２６は、前記ケース２７の一側に突設
した左右一対のブラケット部２７ａ（図３参照）に対し
て着脱自在に装着されており、供給されたトナー６２
（図７参照）は、攪拌室３０内の回転羽根からなる第２
攪拌部材３１にて攪拌される。

【００１１】現像室３４には、内径部に磁石ローラ３８
を内蔵した現像スリーブ３２及びその下方の回転羽根等
からなる第１攪拌部材３３を有し、回転自在な現像スリ
ーブ３２の周面一側が感光体ドラム７の外周面と対峙す
るように配置されている。そして、前記開口部３６の近
傍には、磁気透過性のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレ
ート）フィルム等の弾力性を有するフィルムからなる規
制部材３７が取付けられ、該規制部材３７の中途部が現
像室３４内にてその下方向に延びて現像スリーブ３２の
外周面と対向し、且つ規制部材３７はその自由端が第１
攪拌部材３３の回転軌跡の外側に近接するように配置さ
れている。

【００１２】図２に示すように、アジテータとしての第
２攪拌部材３１は矢印Ａ方向に回転して、攪拌室３０内
のトナーを底から開口部３６に向かって掻上げる。第１
攪拌部材３３は矢印Ｂ方向に回転し、開口部３６から供
給されたトナー６２と、予め現像室３４内に収納されて
いた磁性キャリアとを攪拌しながら一旦現像室３４の底
を介して現像スリーブ３２の下面に向かって撥ね上げ
る。現像スリーブ３２は矢印Ｃ方向に回転する一方、そ
の内径部の磁石ローラ３８（放射状にＮ極とＳ極とが交
互に配列されている）が矢印Ｄ方向に回転し、現像スリ
ーブ３２は矢印Ｅ方向に回転する感光体ドラム７に近接
させている。

【００１３】前記現像室３４のうち、感光体ドラム７の
外周面一側に近接する箇所には、現像スリーブ３２の外
周面に磁性キャリアに担持されたトナーの層厚さ（現像
剤層厚さ）を調整するためのトリマーブレード３９が備
えられている。なお、本実施例に使用される現像方式
は、磁性キャリアが９５〜９８％（重量比率）、非磁性
トナーが２〜５％（重量比率）からなるいわゆる２成分
現像方式及び磁性キャリアが３０〜８０％（重量比
率）、磁性トナーが２０〜７０％（重量比率）からなる
いわゆる１．５成分現像方式のいずれであっても良い。

【００１４】次に、図３〜図７を参照しながら、トナー
供給室としてのトナーボックス２６と現像装置１０との
取付け関係の構成について説明する。まず、現像装置１
０のケース２７における攪拌室３０の一側（前記仕切り
壁３５と反対側）には、図２に示すように円弧状の仕切
り壁４０を備え、該仕切り壁４０には図２の紙面と垂直
方向に長い略矩形状のトナー導入口４１を開口させ、該
トナー導入口４１を塞ぐための第２遮蔽部材としての第
２シャッター４２は、薄い金属製（アルミ製等）板を断
面円弧状に形成したものからなり、その左右両端部を図
示しないガイド溝に沿って回動するように装着されてい
る。

【００１５】他方、トナーボックス２６は、図３及び図
４に示すように、下半分が円弧状であり長手方向の左右
両側部位の上半分が矩形で中央部位２６ａが円筒状に形
成されており、現像装置１０のケース２７から突出する
一対のブラケット２７ａ（図３で一方のみ示す）に対し
て着脱自在に装着される。ケース２７に装着された状態
では、トナーボックス２６における中央部位２６ａと前
記ケース２７の円弧状仕切り壁４０と同心状に位置す
る。

【００１６】そして、トナーボックス２６における前記
円筒状の中央部位２６ａの一側には、前記攪拌室３０に
おけるトナー導入口４１に対面する位置にトナー排出口
４３を穿設し、該トナー排出口４３を塞ぐ第１遮蔽部材
としての第１シャッター４４は前記中央部位２６ａの外
周に沿って回動可能に装着された第１抱持部材４５に形
成されている。

【００１７】即ち、第１抱持部材４５と第２抱持部材４
６とは、前記中央部位２６ａ外周を囲むような側面視円
弧状に形成され、その両上側の蝶番部４７にて連結さ
れ、この第１抱持部材４５と第２抱持部材４６の下端側
の足部４５ａ，４６ａに形成された係合爪及び係合孔
（共に図示せず）にて着脱自在に係合されている。第１
抱持部材４５と第２抱持部材４６とには各々操作摘み部
４８，４９が突出しており、第１抱持部材４５の広幅面
が第１シャッター４４となり、図３のＹ１方向に第１抱
持部材４５を回動すると、上側の開口部５０が前記トナ
ー排出口４３と対面して開口し、反対にＹ２方向に回動
すると第１シャッター４４がトナー排出口４３を塞ぐよ
うに構成されている。なお、第１抱持部材４５をＹ１方
向に回動するとき、図示しない係合部が第２シャッター
４２の左右両側の係合爪に係合し、この第２シャッター
４２を下向くに回動させてトナー導入口４１が開放され
るようになっている。

【００１８】そして、詳述しないが、トナーボックス２
６を現像装置１０から外した状態では、トナーボックス
２６側の第１シャッター４４及び攪拌室３０側の第２シ
ャッター４２が各々不用意に回動してトナー排出口４３
及びトナー導入口４１を開かないようにロックされ、且
つ、トナーボックス２６を前記一対のブラケット２７
ａ，２７ａにおける支持溝５１に装着した状態では、前
記ロックが解除されるようにする。また、トナー導入口
４１及びトナー排出口４３の外周にはフエルト材等から
なるシール材が張設されて、トナーが不用意に漏出しな
いようになっている。

【００１９】トナーボックス２６内には、図５〜図７に
示すようなアジテータ５２を配置し、図４に示すように
アジテータ５２における回転軸５３の一端はトナーボッ
クス２６の一側から突出させてギヤ５４を取付け、メイ
ンモータ６８の動力にて図示しない駆動機構を介して回
転軸５３を図２の矢印Ｆ方向に回転させる。回転軸５３
には、ポリエステル樹脂フィルム等の可撓性を有する左
右両側の第１攪拌部材５５，５５と、前記トナー排出口
４３に臨む、同じくポリエステル樹脂フィルム等の可撓
性を有する第２攪拌部材５６とを回転軸５３の中心角度
で９０度異ならせて配置する。

【００２０】一方、トナーボックス２６の左右長手方向
の中央部底面に半径内向きに突出させた透光性の一対の
トナー残量検出部５７ａ，５７ｂには、図８に示すよう
に外側から投光部５８ａと受光部５８ｂとからなるフォ
トインタラプタ等のトナーセンサ５８を設け、前記一対
のトナー残量検出部５７ａ，５７ｂの間を通過すると
き、当該トナー残量検出部５７ａ，５７ｂの対向壁面を
清掃してトナー６２を払拭するための払拭部材６０と、
同じく一対のトナー残量検出部５７ａ，５７ｂの間を通
過する第３攪拌部材６１とを回転軸５３に対して中心角
度θ（９０度以上の鈍角、例えば１２０度）にて取付け
する（図２及び図７参照）。払拭部材６０の一実施例と
しては、アーム６３先端のブロック６４の左右両側に清
掃用ブラシ６５を植毛してこの清掃用ブラシ６５にてト
ナー残量検出部５７ａ，５７ｂの対向壁面を払拭するも
のでも良いし、可撓性フィルム（図示せず）にて払拭す
るようにしても良い。

【００２１】そして、前記払拭部材６０はトナー残量検
出のためにも利用される。即ち、払拭部材６０が矢印Ｆ
方向に回転して一対のトナー残量検出部５７ａ，５７ｂ
の間を通過するときトナー６２を掻き上げる。そのと
き、前記投光部５８ａからの光は受光部５８ｂにて受光
できる。その後、トナー６２が一対のトナー残量検出部
５７ａ，５７ｂの間に落下して隙間を埋めるので、前記
光は遮断されることになる。ところで、トナーボックス
２６内のトナー残量が多い場合には、前記受光部５８ｂ
で一旦光を受けてから再度受光しなくなるまでの時間Ｔ
（トナーセンサ５８のＯＮ時間）が短く、トナー残量が
少なくなるに従って時間Ｔが長くかかることになる。ト
ナー６２がごく少量になれば、受光し続けることにな
る。

【００２２】これを利用して、プリンタの制御装置７０
により、前記時間Ｔの情報からトナー残量を検出するも
のである。制御装置７０は、図９に示すように、プリン
タ全体の制御を実行する中央処理装置（ＣＰＵ）７１
と、制御プログラムを記憶させた読み出し専用メモリ
（ＲＯＭ）７２と、各種データを記憶させた随時読み書
き可能メモリ（ＲＡＭ）７３と、現像装置１０の制御や
トナーボックス２６におけるアジテータ５２の回転制御
を実行するゲートアレイ７４とを備え、トナーセンサ５
８の検出信号を入力し、駆動回路７３を介してメインモ
ータ６８を駆動し、液晶表示パネル７５を作動するよう
に制御するのである。

【００２３】次に、このように構成されたプリンタ１に
おける画像形成動作並びにトナー残量検出動作について
図１０を参照して説明する。まず、電源が投入される
と、図１０に示す制御が開始され、メインモータ６８を
駆動して現像装置１０、感光体ドラム７及びアジテータ
５２などを回転させる（Ｓ１）。尚、本実施例における
アジテータ５２の一回転に要する時間は約６秒であるの
で、６秒経過した後、トナーセンサ５８のＯＮ状態の時
間Ｔが予め設定された時間Ｔｏ（例えば３秒）より短い
か否かを判別する（Ｓ２）。そして、トナーセンサ５８
のＯＮ状態の時間Ｔが３秒以上、（Ｔ≧Ｔｏ）の場合に
は（Ｓ２：No）、トナー残量が少ない、または無しと判
断して液晶表示パネル７５に「トナー補給」と表示し
（Ｓ３）、メインモータ６８を停止させる（Ｓ４）。

【００２４】一方、トナーセンサ５８のＯＮ状態の時間
Ｔが３秒よりも短い（Ｔ＜Ｔｏ）の場合には（Ｓ２：Ye
s ）、トナーありと判断して画像形成を開始する（Ｓ
５）。画像形成の開始に際しては、プリントデータが入
力されると、１ページ分ずつのプリントが実行される
（Ｓ６）。そして、再びトナーセンサ５８のＯＮ状態の
時間Ｔが予め設定された時間Ｔｏ（３秒）より短いか否
かを判別する（Ｓ７）。ここで、トナーセンサ５８のＯ
Ｎ時間が３秒よりも短い（Ｔ＜Ｔｏ）の場合には（Ｓ
７：Yes ）、トナーありと判断して、次ページのプリン
トデータが存在するか否かを判断する（Ｓ８）。次ペー
ジのプリントデータがある場合には（Ｓ８：Yes ）、前
記Ｓ６に戻ってプリントを続行させる。

【００２５】一方、次ページのプリントデータがない場
合には（Ｓ８：No）、払拭部材６０が一対のトナー残量
検出部５７ａ、５７ｂの間を通過したか否かを、トナー
センサ５８がＯＮ状態からＯＦＦ状態の切り換わる時期
などに基づいて判別する（Ｓ９）。メインモータ６８の
駆動により、払拭部材６０が図２にて矢印Ｆ方向に回転
しているので、払拭部材６０が一対のトナー残量検出部
５７ａ、５７ｂの間を通過すると（Ｓ９：Yes ）、一定
時間（この場合２秒）経過後、メインモータ６８を停止
させる（Ｓ１０）。これにより、第３攪拌部材６１がト
ナーボックス２６の底部、すなわちトナー６２層の中に
停止することになる。

【００２６】なお、第３攪拌部材６１の代わりに第１攪
拌部材４５または第２攪拌部材４６がトナー層に入った
状態で停止するようにしても良い。また、プリント動作
中にトナーセンサ５８のＯＮ時間が３秒以上になった
（Ｔ≧Ｔｏ）場合には（Ｓ７：No）、トナー残量が少な
くなったと判断して液晶表示パネル７５に「トナー補
給」と表示し（Ｓ３）、メインモータ６８を停止させる
（Ｓ４）。

【００２７】このように、少なくとも一つの攪拌部材が
トナー滞留部としてのトナー層に入った状態にてアジテ
ータ５２が停止しておれば、再度アジテータ５２を回転
するとき、攪拌部材がトナー６２層が締まって固化して
いてもトナー６２を掻上げるから、以後のトナー６２の
攪拌作用を確実に実行できるのである。前記実施例では
トナーセンサ５８により払拭部材６０を検出した後、回
転軸５３をθ角度だけ進めてから停止するように制御し
たが、払拭部材６０は攪拌部材としての機能も備えるか
ら、当該払拭部材６０をトナーセンサ５８にて検出する
と直ちにアジテータ５２を停止させるようにしても良い
のである。

【００２８】さらに、アジテータ５２における放射状に
突出させた複数の攪拌部材の内少なくとも一つがトナー
層に入った状態でアジテータ５２を停止すべく、攪拌部
材の回動位相を検出するセンサに関連させるように構成
しても良いのである。前記実施例ではトナーボックス２
６のアジテータ５２について適用したが、現像装置１０
のトナー供給室として攪拌室３０におけるアジテータ３
１に適用した場合にも前記と同様の作用・効果を奏する
ことはいうまでもない。

【００２９】また、前記Ｓ７にてトナー残量が少なくな
ったと判断された場合、前記実施例においては液晶表示
後、直ちにプリント動作を中止していたが、通常、トナ
ーエンプティが検出された後もプリントすることができ
るので、所定枚数だけプリントできるようにしても良
い。

【００３０】

【発明の作用・効果】以上に説明したように、請求項１
のトナー供給装置は、用紙等の被記録媒体に画像形成す
るための現像装置にトナー供給室内のアジテータにてト
ナーを供給する装置において、前記アジテータの回転中
心の周りにトナー供給室内のトナーを攪拌するための複
数の攪拌部材を放射状に配置し、制御手段がアジテータ
の回転停止時には少なくとも一つの攪拌部材をトナー供
給室内のトナー滞留部に侵入しているように制御するも
のであるから、アジテータの一旦停止後の際始動に際し
て、トナー滞留部内でトナーが固化していても、当該ト
ナー滞留部内に位置する攪拌部材がトナーを掻上げて攪
拌開始できることになり、以後のトナー攪拌を確実に実
行することができるから、アジテータの破損等の事故も
発生しないという効果を奏する。

【００３１】請求項２のトナー供給装置は、前記請求項
１の発明において、トナー供給室の底部に、透光性の検
出部を設け、該検出部には光センサを配置し、該光セン
サにより前記アジテータにおける払拭部材が通過するこ
との検出結果に基づいて、前記制御手段が少なくとも一
つの攪拌部材をトナー供給室の底部側で停止させるよう
に制御するものであるから、前記は同じ作用・効果を奏
すると共に、払拭部材と攪拌部材との位相関係を予め制
御手段に記憶させておけば、攪拌部材をトナー供給室内
のトナー滞留部に入れた状態で停止させる制御が確実に
実行できることになるという効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】レーザプリンタの概略側断面図である。

【図２】現像装置のケースの要部一部切欠き側断面図で
ある。

【図３】トナーボックスの一方から見た斜視図である。

【図４】トナーボックス他方から見た斜視図である。

【図５】トナーボックス内のアジテータを示す断面図で
ある。

【図６】トナーボックス内のアジテータを示す斜視図で
ある。

【図７】アジテータの停止状態を示す図５のVII −VII
線矢視断面図である。

【図８】トナー残量検出部の要部拡大断面図である。

【図９】制御手段の機能ブロック図である。

【図１０】画像形成及びトナー残量検出制御のフローチ
ャートである。

【符号の説明】

１ プリンタ ７ 感光体ドラム １０ 現像装置 ２６ トナーボックス ２７ ケース ３０ 攪拌室 ４１ トナー排出口 ４２ 第２シャッター ４３ トナー導入口 ４４ 第１シャッター ５２ アジテータ ５３ 回転軸 ５５ 第１攪拌部材 ５６ 第２攪拌部材 ５７ａ，５７ｂ トナー残量検出部 ５８ トナーセンサ ６０ 払拭部材 ６１ 第３攪拌部材 ６２ トナー ６８ メインモータ ７０ 制御装置

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 用紙等の被記録媒体に画像形成するため
   の現像装置にトナー供給室内のアジテータにてトナーを
   供給する装置において、前記アジテータの回転中心の周
   りにトナー供給室内のトナーを攪拌するための複数の攪
   拌部材を放射状に配置し、前記アジテータの回転停止時
   には少なくとも一つの攪拌部材をトナー供給室内のトナ
   ー滞留部に侵入しているように制御する制御手段を備え
   たことを特徴とするトナー供給装置。
2. 【請求項２】 前記トナー供給室の底部に、透光性の検
   出部を設け、該検出部には光センサを配置し、該光セン
   サにより前記アジテータにおける払拭部材が通過するこ
   との検出結果に基づいて、前記制御手段が少なくとも一
   つの攪拌部材をトナー供給室の底部側で停止させるよう
   に制御することを特徴とする請求項１記載のトナー供給
   装置。