JPH0954488A - 電子写真記録装置のトナー攪拌装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーホッパにおけるトナー残量が「少」で
あることを確実に検出する。 【解決手段】 支持軸８を中心にして回転することによ
ってトナーホッパ２内に収容されたトナー３を攪拌する
攪拌バー９と、この攪拌バー９を回転させる駆動ギヤ１
２と、この駆動ギヤ１２により回転しながら持ち上げら
れた攪拌バー９を自重により回転しながら落下させ、攪
拌バー９が落下した直後の位置に基づいてトナーホッパ
２内のトナー残量を検出する磁気センサ１１とを有し、
攪拌バー９の回転方向前面上に、山型の先端を回転方向
に向けた突起部９ａを備えている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真記録装置
のトナーホッパにおいてトナー残量が少なくなったこと
を検出する機構を備えたトナー攪拌装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】図１２は従来のトナー攪拌装置の一部を
概略的に示す斜視図であり、図１３（ａ）及び（ｂ）は
攪拌バー２０が自重により回転しながら落下した直後の
状態を示す説明図である。これらの図に示されるよう
に、このトナー攪拌装置は、トナーホッパ２と、支持軸
８を中心にして回転する攪拌バー２０と、支持軸８の端
部に形成された突出部８ａを押す駆動部１２ｃとを有す
る。駆動部１２ｃがＡ方向に回転すると、攪拌バー２０
は支持軸８と共にＡ方向に回転して真上を向き、その
後、自重によって回転しながら落下する。図１３（ａ）
に示されるように、トナー３が相当量残っている場合に
は、攪拌バー２０はトナー３の上で停止する。このと
き、磁気センサ１１により検出される磁石１０の磁界は
弱いので、制御回路（図示せず）はトナー残量が「少」
ではないと判断する。一方、図１３（ｂ）に示されるよ
うに、トナー残量が僅かである場合には、攪拌バー２０
は真下を向いて停止する。このとき、磁気センサ１１
は、磁石１０の強い磁界を検出し、制御回路（図示せ
ず）はトナー残量が「少」であると判断する。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、熱的要
因や過剰な攪拌によってトナーホッパ２内に固まったト
ナーができることがある。この場合には、攪拌バー２０
が固まったトナー３ａに当たってしまい、トナー残量が
「少」であるにもかかわらず、攪拌バー２０が真下を向
かなくなり、トナー残量が「少」であることを検出でき
ず、印字にかすれや汚れが生じるという問題があった。
尚、図１４は攪拌バー２０が落下し、固まったトナー３
ａに当たって停止した状態を示す説明図である。

【０００４】そこで、本発明は、トナーホッパにおける
トナー残量が「少」であることを確実に検出できる機構
を備えた電子写真記録装置のトナー攪拌装置を提供する
ことを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】請求項１に係るトナー攪
拌装置は、支持軸を中心にして回転することによってト
ナーホッパ内に収容されたトナーを攪拌する攪拌バー
と、前記攪拌バーを回転させる駆動機構と、前記駆動機
構により回転しながら持ち上げられた前記攪拌バーを、
自重により回転しながら落下させ、前記攪拌バーが落下
した直後の位置に基づいて前記トナーホッパ内のトナー
残量を検出する検出手段とを有し、前記攪拌バーの回転
方向前面上に、山型の先端を回転方向に向けた突起部を
備えたことを特徴としている。

【０００６】また、請求項２に係るトナー攪拌装置は、
攪拌バーの回転方向後方に備えられ、攪拌バーの回転と
共に回転して前記トナーホッパ内のトナーをかき寄せる
羽根状部材をさらに有することを特徴としている。

【０００７】また、請求項３に係るトナー攪拌装置は、
支持軸を中心にして回転することによってトナーホッパ
内に収容されたトナーを攪拌する攪拌バーと、前記攪拌
バーを回転させる駆動機構と、前記駆動機構により回転
しながら持ち上げられた前記攪拌バーを、自重により回
転しながら落下させ、前記攪拌バーが落下した直後の位
置に基づいて前記トナーホッパ内のトナー残量を検出す
る検出手段とを有し、前記攪拌バーの回転方向後方に備
えられ、前記攪拌バーの回転と共に回転して前記トナー
ホッパ内のトナーをかき寄せる羽根状部材を有すること
を特徴としている。

【０００８】また、請求項４に係るトナー攪拌装置は、
前記攪拌バーと前記羽根状部材とのなす角度が９０゜で
あることを特徴としている。

【０００９】また、請求項５に係るトナー攪拌装置は、
前記羽根状部材の先端が前記トナーホッパの内壁に接触
しないように、羽根状部材を前記支持軸を中心とする径
方向に短く形成していることを特徴としている。

【００１０】また、請求項６に係るトナー攪拌装置は、
前記羽根状部材が、前記トナーホッパの内壁に接触する
可撓性のフィルム状部材から形成されていることを特徴
としている。

【００１１】また、請求項７に係るトナー攪拌装置は、
前記検出手段が、前記攪拌バーに備えられた磁石と、前
記トナーホッパの底に備えられた磁気センサとを有する
ことを特徴としている。

【００１２】

【発明の実施の形態】

第１の形態 図１は本発明の第１の形態に係る電子写真記録装置のト
ナー攪拌装置を含むＩ／Ｄユニット（イメージドラムユ
ニット）を概略的に示す一部切欠き側面図である。図１
に示されるように、このＩ／Ｄユニットは、ユニット本
体１と、この本体１内に備えられたトナーホッパ２と、
このトナーホッパ２内にトナー３を補給するトナーカー
トリッジ４と、感光ドラム５と、この感光ドラム５にト
ナー３を供給する現像ローラ６と、この現像ローラ６に
トナー３を供給するスポンジローラ７とを有する。ま
た、トナーホッパ２内には、支持軸８を中心にしてＡ方
向に回転可能に取付けられた攪拌バー９が備えられてい
る。この攪拌バー９は、支持軸８を中心にしてＡ方向に
回転してトナーホッパ２内に収容されたトナー３を攪拌
する。また、攪拌バー９には、磁石１０が内蔵されてお
り、トナーホッパ２の底の磁石１０と対向する位置には
磁界を検出する磁気センサ１１が備えられている。尚、
攪拌バー９の位置の検出は、磁石１０及び磁気センサ１
１以外の他の手段で行ってもよい。図２（ａ）乃至
（ｃ）は攪拌バー９の位置を検出する他の手段の一例を
示す図であり、図２（ａ）及び（ｂ）は先端に磁石２２
を備えたセンサレバー２１が支軸２３を中心に回動する
ことを示す動作説明図、図２（ｃ）はセンサレバー２１
の平面図である。図２（ａ）に示されるように、攪拌バ
ー９が真下を向いていないときには、センサレバー２１
の先端（磁石２２側）は自重によって下降した位置にあ
り、図２（ｂ）に示されるように、攪拌バー９が真下を
向いているときにはセンサレバー２１の先端は攪拌バー
９の磁石１０に引き寄せられて（図中、時計方向に）回
動する。トナーの有無はセンサ２４によって検出される
センサレバー２１の位置に基づいて判断される。

【００１３】図３（ａ）は図１の攪拌バー９の前面（図
１における右側の面）を斜めに見降ろした場合の概略的
な斜視図、図３（ｂ）は同図（ａ）をＢ方向に見た場合
の概略的な側面図、図３（ｃ）は同図（ａ）をＣ方向に
見た場合を拡大して示す斜視図である。図３（ａ）に示
されるように、攪拌バー９の回転方向前面上には、山型
の先端を回転方向に向けた複数の突起部９ａが備えられ
ている。また、図３（ｃ）に示されるように、支持軸８
の端部には突出部８ａが備えられている。尚、図３
（ａ）においては、突起部９ａは三角柱状の部材で構成
されているが、トナーホッパ２内の固まったトナーを砕
くのに適した形状であれば先を尖らせた錐体等の他の形
状のものであってもよい。

【００１４】図４は攪拌バー９を回転させる攪拌ギヤ１
２を示す正面図である。図４に示されるように、攪拌ギ
ヤ１２は、トナーホッパ２の側壁に回転可能に支持され
た筒状部１２ａと、これに連結されたギヤ部１２ｂとを
有する。筒状部１２ａの内部には、支持軸８が差込まれ
ている。また、筒状部１２ａの内部には突出した駆動部
１２ｃ（図３（ｃ）にも示す。）が備えられており、攪
拌ギヤ１２が回転すると駆動部１２ｃは支持軸８の突出
部８ａに当接して支持軸８と共に攪拌バー９を回転させ
る。尚、９ｂは、攪拌バー９の先端側に内蔵された重り
の役目をするシャフトである。

【００１５】図５は攪拌ギヤ１２を回転させる機構を示
す説明図である。図５に示されるように、モータ（図示
せず）の駆動力によって感光ドラム５が矢印方向に回転
すると、感光ドラム５の回転に伴ってギヤ１３、ギヤ１
４、及びギヤ１５がそれぞれ矢印方向に回転し、ギヤ１
５に噛み合う攪拌ギヤ１２がＡ方向に回転する。

【００１６】図６（ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ２内
にトナー３が多量にある場合の攪拌バー９の動作を示す
説明図である。攪拌ギヤ１２の駆動部１２ｃは、図５に
示される機構によって感光ドラム５の回転に同期して一
定速度でＡ方向に回転する。攪拌ギヤ１２の駆動部１２
ｃが支持軸８の突出部８ａに当接すると、図６（ａ）及
び（ｂ）に示されるように攪拌バー９はＡ方向に回転
し、図６（ｃ）に示されるように真上を向き、真上を僅
かに通り過ぎたときに攪拌バー９は自重によって駆動部
１２ｃよりも速く回転する。このとき攪拌バー９は、図
６（ｄ）に示されるように、トナーホッパ２内に堆積し
ているトナー３上で停止する。そして駆動部１２ｃが真
上に来た直後の磁気センサ１１の出力に基づいて、制御
回路（図示せず）がトナーホッパ２内のトナー残量が
「少」であるか否かを判断する。図６（ｄ）の場合に
は、攪拌バー９の磁石１０と磁気センサ１１とが離れて
おり、磁気センサ１１は弱い磁界しか検出しないので、
トナー残量が「少」ではないと判断する。その後、駆動
部１２ｃが支持軸８の突出部８ａに追い付いて、図６
（ｅ）に示されるように、攪拌バー９をトナー３内に押
し込み、その後、図６（ａ）乃至（ｅ）に示される動作
を繰り返す。

【００１７】図７（ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ２内
に固まったトナー３ａが残っている場合の攪拌バー９の
動作を示す説明図である。攪拌ギヤ１２の駆動部１２ｃ
が、支持軸８の突出部８ａに当接すると、図７（ａ）及
び（ｂ）に示されるように、真下を向いていた攪拌バー
９はＡ方向に回転し、図７（ｃ）に示されるように、真
上を向き、真上を僅かに通り過ぎたときに攪拌バー９は
自重によって駆動部１２ｃよりも速く回転し、固まった
トナー３ａに衝突する。このとき、攪拌バー９の突起部
９ａの先端が固まったトナー３ａに衝突するので、固ま
ったトナー３ａは砕かれトナーホッパ２の底に広がり
（トナー３になり）、攪拌バー９は図７（ｄ）に示され
るように真下を向いて停止する。従って、駆動部１２ｃ
が真上に来た直後においては、図７（ｄ）に示されるよ
うに、攪拌バー９の磁石１０と磁気センサ１１とが接近
しており、磁気センサ１１は強い磁界を検出するので、
制御回路（図示せず）はトナー残量が「少」であると判
断する。その後、図７（ｅ）に示されるように、駆動部
１２ｃが支持軸８の突出部８ａに追い付いて、図７
（ａ）乃至（ｅ）の動作を繰り返す。

【００１８】以上説明したように、第１の形態に係るト
ナー攪拌装置によれば、トナーホッパ２内に固まったト
ナー３ａが残っている場合であっても、突起部９ａによ
って固まったトナー３ａを砕くことができるので、実際
にトナー残量が少なければ、確実にトナー残量が「少」
であることを検出できる。

【００１９】第２の形態 図８（ａ）は本発明の第２の形態に係るトナー攪拌装置
の攪拌バー１６の背面を斜めに見降ろした場合を概略的
に示す斜視図、図８（ｂ）は同図（ａ）をＢ方向に見た
場合を概略的に示す側面図である。図８（ａ）に示され
るように、攪拌バー１６の回転方向後方には、攪拌バー
１６と９０゜の角度をなすように、羽根状部材１７が備
えられている。羽根状部材１７の先端は、トナーホッパ
２の内壁に接触しないように、支持軸８を中心とする径
方向に、攪拌バー１６よりわずかに短く形成されてい
る。

【００２０】図９（ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ２内
に固まったトナー３ａが残っている場合の攪拌バー１６
の動作を示す説明図である。攪拌ギヤ１２の駆動部１２
ｃは感光ドラム５の回転に同期して一定速度でＡ方向に
回転する。攪拌ギヤ１２の駆動部１２ｃが支持軸８の突
出部８ａに当接すると、図９（ａ）及び（ｂ）のように
真下を向いていた攪拌バー１６はＡ方向に回転する。こ
のとき、攪拌バー１６よりも９０゜遅れて回転する羽根
状部材１７は、固まったトナー３ａに当ってこれを砕き
トナーホッパ２の底にトナー３を残す。その後、攪拌バ
ー１６はさらに回転して図９（ｃ）のように真上を向
く。真上を僅かに通り過ぎたときに攪拌バー９は自重に
よって一定速度で回転する駆動部１２ｃよりも速く回転
する。このとき攪拌バー９は、図９（ｄ）に示されるよ
うに真下を向いて停止する。この場合には、駆動部１２
ｃが真上に来た直後の磁気センサ１１の出力に基づい
て、トナー残量が「少」であるか否かを判断する。図９
（ｄ）の場合には、攪拌バー９の磁石１０と磁気センサ
１１とが接近しており、磁気センサ１１の信号に基づい
てトナー残量が「少」であると判断する。その後、駆動
部１２ｃが突出部８ａに追い付き、図９（ａ）乃至
（ｅ）の動作を繰り返す。尚、第２の形態に係るトナー
攪拌装置において、上記以外の点は、第１の形態の場合
と同一である。

【００２１】以上説明したように、第２の形態に係るト
ナー攪拌装置によれば、攪拌バー９が攪拌ギヤ１２の駆
動部１２ｃに押されて回転する図９（ａ）から（ｂ）に
進む間に、羽根状部材１７によってトナーホッパ２内に
固まったトナー３ａを砕くことができるので、実際にト
ナー残量が少なければ、確実にトナー残量「少」を検出
することができる。

【００２２】尚、図８の攪拌バー１６に図３（ａ）の突
起部９ａを備えてもよく、この場合には、突起部９ａと
羽根状部材１７の両方によって固まったトナーを除去で
きるので、一層確実にトナー残量「少」を検出すること
ができる。

【００２３】第３の形態 図１０（ａ）は本発明の第３の形態に係る攪拌バー１６
の背面を斜めに見降ろした場合の概略的な斜視図、図１
０（ｂ）は同図（ａ）をＢ方向に見た場合を概略的に示
す側面図である。図１０（ａ）に示されるように、攪拌
バー１６の回転方向後方には、攪拌バー１６と９０゜の
角度をなすように、可撓性のフィルム状部材１９が備え
られている。このフィルム状部材１９は、その先端がト
ナーホッパ２の内壁に接触するように、支持軸８を中心
とする径方向に、攪拌バー１６より長く（図１０（ｂ）
において、Ｌ₁＜Ｌ₂ となるように）形成されている。

【００２４】図１１（ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ２
内に固まったトナー３ａが残っている場合の攪拌バー１
６の動作を示す説明図である。攪拌ギヤ１２の駆動部１
２ｃは感光ドラムの回転に同期して一定速度でＡ方向に
回転する。駆動部１２ｃが突出部８ａに当接すると、図
１１（ａ）及び（ｂ）のように真下にある攪拌バー１６
はＡ方向に回転する。このとき攪拌バー１６よりも約９
０゜遅れて回転するフィルム状部材１９は、トナーホッ
パ２内の固まったトナー３ａを砕き、同時にトナーホッ
パ２の内壁に付着したトナーをもかき落とす。その後、
攪拌バー１６はさらに回転して、図１１（ｃ）のように
真上を向き、真上を僅かに通り過ぎたときに攪拌バー１
６は自重によって駆動部１２ｃよりも速く回転する。こ
のとき攪拌バー１６は、図１１（ｄ）に示されるよう
に、真下を向いて停止する。この場合には、駆動部１２
ｃが真上に来た直後の磁気センサ１１の出力に基づい
て、トナー残量が「少」であるか否かを判断する。図１
１（ｄ）の場合には、攪拌バー９の磁石１０と磁気セン
サ１１とが接近しており、磁気センサ１１の信号に基づ
いてトナー残量が「少」であると判断する。その後、図
１１（ｅ）に示されるように、駆動部１２ｃが突出部８
ａに追い付き、図１１（ａ）乃至（ｅ）の動作を繰り返
す。尚、第３の形態に係るトナー攪拌装置において、上
記以外の点は、第１の形態の場合と同一である。

【００２５】以上説明したように、第３の形態に係るト
ナー攪拌装置によれば、トナーホッパ２内に固まったト
ナー３ａが残っている場合であっても、フィルム状部材
１９によって固まったトナー３ａを取除くことができる
ので、実際にトナー残量が少なければ、確実にトナー残
量「少」を検出することができる。

【００２６】尚、図１０の攪拌バー１６に図３（ａ）の
突起部９ａを備えてもよく、この場合には、突起部９ａ
とフィルム状部材１９の両方によって固まったトナーを
除去できるので、一層確実にトナー残量「少」を検出す
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の第１の形態に係る電子写真記録装置
のトナー攪拌装置を含むＩ／Ｄユニットを概略的に示す
一部切欠き側面図である。

【図２】 （ａ）及び（ｂ）は先端に磁石を備えたセン
サレバーが支軸を中心に回動することを示す動作説明
図、（ｃ）はセンサレバーの平面図である。

【図３】 （ａ）は図１の攪拌バーの前面を斜めに見降
ろした場合の概略的な斜視図、（ｂ）は同図（ａ）をＢ
方向に見た場合を概略的に示す側面図、（ｃ）は同図
（ａ）をＣ方向に見た場合を拡大して示す斜視図であ
る。

【図４】 図１の攪拌バーを回転させる攪拌ギヤを示す
正面図である。

【図５】 図１の攪拌ギヤを回転させる機構を示す説明
図である。

【図６】 （ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ内にトナー
が多量にある場合の攪拌バーの動作を示す説明図であ
る。

【図７】 （ａ）乃至（ｅ）はトナーホッパ内のトナー
が少量である場合の攪拌バーの動作を示す説明図であ
る。

【図８】 （ａ）は第２の形態に係る攪拌バーの背面を
斜めに見降ろした場合の概略的な斜視図、（ｂ）は同図
（ａ）をＢ方向に見た場合を概略的に示す側面図であ
る。

【図９】 （ａ）乃至（ｅ）は図８の攪拌バーの動作を
示す説明図である。

【図１０】 （ａ）は第３の形態に係る攪拌バーの背面
を斜めに見降ろした場合の概略的な斜視図、（ｂ）は同
図（ａ）をＢ方向に見た場合を概略的に示す側面図であ
る。

【図１１】 （ａ）乃至（ｅ）は図１０の攪拌バーの動
作を示す説明図である。

【図１２】 従来のトナー攪拌装置のトナーホッパ及び
攪拌バーを概略的に示す斜視図である。

【図１３】 （ａ）及び（ｂ）はそれぞれ攪拌バーが回
転して落下した直後の状態を示す説明図である。

【図１４】 攪拌バーが固まったトナーに当って停止し
た状態（従来の問題点）を示す説明図である。

【符号の説明】

１ ユニット本体、 ２ トナーホッパ、 ３ トナ
ー、 ３ａ 固まったトナー、 ４ トナーカートリッ
ジ、 ８ 支持軸、 ８ａ 突出部、 ９，１６攪拌バ
ー、 ９ａ 突起部、 １０ 磁石、 １１ 磁気セン
サ、 １２ 攪拌ギヤ、 １２ａ 円筒部、 １２ｂ
ギヤ部、 １２ｃ 駆動部、 １３，１４，１５ ギ
ヤ、 １７ 羽根状部材、 １９ フィルム状部材。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 支持軸を中心にして回転することによっ
   てトナーホッパ内に収容されたトナーを攪拌する攪拌バ
   ーと、 前記攪拌バーを回転させる駆動機構と、 前記駆動機構により回転しながら持ち上げられた前記攪
   拌バーを、自重により回転しながら落下させ、前記攪拌
   バーが落下した直後の位置に基づいて前記トナーホッパ
   内のトナー残量を検出する検出手段とを有する電子写真
   記録装置のトナー攪拌装置において、 前記攪拌バーの回転方向前面上に、山型の先端を回転方
   向に向けた突起部を備えたことを特徴とする電子写真記
   録装置のトナー攪拌装置。
2. 【請求項２】 前記攪拌バーの回転方向後方に備えら
   れ、前記攪拌バーの回転と共に回転して前記トナーホッ
   パ内のトナーをかき寄せる羽根状部材をさらに有するこ
   とを特徴とする請求項１記載のトナー攪拌装置。
3. 【請求項３】 支持軸を中心にして回転することによっ
   てトナーホッパ内に収容されたトナーを攪拌する攪拌バ
   ーと、 前記攪拌バーを回転させる駆動機構と、 前記駆動機構により回転しながら持ち上げられた前記攪
   拌バーを、自重により回転しながら落下させ、前記攪拌
   バーが落下した直後の位置に基づいて前記トナーホッパ
   内のトナー残量を検出する検出手段とを有する電子写真
   記録装置のトナー攪拌装置において、 前記攪拌バーの回転方向後方に備えられ、前記攪拌バー
   の回転と共に回転して前記トナーホッパ内のトナーをか
   き寄せる羽根状部材を有することを特徴とするトナー攪
   拌装置。
4. 【請求項４】 前記攪拌バーと前記羽根状部材とのなす
   角度が９０゜であることを特徴とする請求項２又は３の
   いずれかに記載のトナー攪拌装置。
5. 【請求項５】 前記羽根状部材の先端が前記トナーホッ
   パの内壁に接触しないように、前記羽根状部材が前記支
   持軸を中心とする径方向に短く形成されていることを特
   徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載のトナー攪拌
   装置。
6. 【請求項６】 前記羽根状部材が、前記トナーホッパの
   内壁に接触する可撓性のフィルム状部材から形成されて
   いることを特徴とする請求項２乃至４のいずれかに記載
   のトナー攪拌装置。
7. 【請求項７】 前記検出手段が、前記攪拌バーに備えら
   れた磁石と、前記トナーホッパの底に備えられた磁気セ
   ンサとを有することを特徴とする請求項１乃至６のいず
   れかに記載のトナー攪拌装置。