(57)【要約】【課題】  現像容器内への長手方向のトナーの均一補給を行うことで濃度ムラを防止する。【解決手段】  トナー収納部と、攪拌手段と、トナー剤搬送ベルトと、搬送ベルトを駆動するローラと、トナー掻き落とし手段とからなるトナー搬送装置で、トナー剤搬送ベルトは少なくとも現像手段の現像領域よりも長手方向に長い。【選択図】  図１
2006350105.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収納するトナー収容手段と、
トナー収容手段内のトナーを攪拌する攪拌手段と
攪拌されたトナーを搬送するトナー搬送手段と
トナー搬送手段を駆動するための駆動手段と
トナー搬送手段上のトナーを掻き落とすための掻き落とし手段と
を備えたトナー搬送装置において
前記トナー搬送手段を無端ベルトで構成し、駆動手段を無端ベルト内径に圧接して回転するローラで構成し、前記トナー搬送手段は現像手段の長手方向に対して画像形成装置の画像領域と同じかそれよりも長い事を特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
前記トナー搬送手段はトナー収容部の下部に設けられ、前記トナー搬送手段が駆動されることによって前記トナー搬送手段と前記トナー収容部から形成される空間を通ってトナー搬送装置外部にトナーが排出されることを特徴とする前記請求項１記載のトナー搬送装置。
【請求項３】
前記トナー搬送手段は搬送方向上流から下流に向かって上方に傾斜していることを特徴とする前記請求項１，２記載のトナー搬送装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真や静電記録方式の画像形成装置において、現像器、ホッパー等にトナーを補給するトナー搬送装置に関するもので、特に、現像器、ホッパー等の内部にトナーを分散させながら補給する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、現像器またはホッパーにトナー補給を行う手段、特に１成分トナーを前記のそれぞれの容器内全域にトナー分布量の均一化を目的に分散させながら補給する手段において、比較的一般的な手段としては、現像器及びホッパー内にスクリューによる搬送路を設け、図３に示すようにトナー搬送スクリューと略平行に搬送方向で高さが異なる壁を備えるものが多い。
【０００３】
前記の壁の高さは、トナー搬送方向に対して上流側が高く、下流に行くほど低くなり、スクリューの回転数、スクリュー外径、スクリューピッチ等によって決まる搬送量と、その壁高さの傾きでトナーを容器内で分散させながら補給するものである。
【０００４】
又、従来例としては、例えば特許文献１と特許文献２をあげることが出来る。
【特許文献１】特開平１１−１６０９８５号公報
【特許文献２】特開２００４−３４７６３２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら上記の従来構成を用いた場合、搬送スクリューによるトナー搬送量と壁の傾きの関係を容易に設定できない場合が多い。
【０００６】
具体的には、搬送スクリューの羽根部の外径と中心軸外径の関係によるトナー搬送量や、スクリューの回転数と羽根部のピッチによるトナー搬送量、搬送するトナーと接触する前記羽根部と同じくトナーと接触する中心軸の表面性によるトナー搬送効率、また、その搬送部の内周面とスクリュー側の壁の表面性によるトナー搬送への影響、壁に傾きと先端の幅による影響、補給領域の長さ、トナー自体の流動性及びその環境変化、スクリューによるトナー搬送部へ投入するトナー量など、様々な要素の関係を見極め最適化しなければならない。シミュレーションなどのツールを使った検討を行う場合においてもパラメーターが多すぎるために容易に容易に最適化することは難しい。
【０００７】
その他にもスクリューによるトナー搬送は、設定次第でトナー同士もしくはトナーと容器内壁やスクリューと摺動するため、トナーの劣化などの弊害を誘発する恐れもある。
【０００８】
更に加えるとスクリューによるトナー搬送は、スクリューによる搬送部にトナーを投入し、ある一定距離搬送させるのに要する時間がスクリューの回転と羽根のピッチによる概算値とは一致せず、間欠でトナーを投入する際において時間的レスポンスは無視できない。
【０００９】
そこで本発明は、現像器またはホッパー内に均一なトナー補給を容易に達成でき、且つ、前記トナーの劣化などの要因を解消し、さらに間欠補給時の時間的レスポンスを向上させるトナー補給手段を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
トナーを収納するトナー収容手段と、
トナー収容手段内のトナーを攪拌する攪拌手段と
攪拌されたトナーを搬送するトナー搬送手段と
トナー搬送手段を駆動するための駆動手段と
トナー搬送手段上のトナーを掻き落とすための掻き落とし手段と
を備えたトナー搬送装置において
前記トナー搬送手段を無端ベルトで構成し、駆動手段を無端ベルト内径に圧接して回転するローラで構成し、前記トナー搬送手段は現像手段の長手方向に対して画像形成装置の画像領域と同じかそれよりも長い事を特徴とするトナー搬送装置を用いる。
【００１１】
（作用）
以上の構成を持つことにより、複雑な設定を施すことなく現像器への安定した現像剤の均一な補給が可能になり、なおかつ現像剤への負荷が軽減されるので現像剤の劣化も抑えることが出来る上に間欠補給時も時間的な遅れなしに現像剤の補給が可能になる。また、現像剤カートリッジに均一補給手段が内蔵されているために、画像形成装置内に均一補給手段を設ける必要がなく、画像形成装置の省スペース化も達成することが出来る。
【発明の効果】
【００１２】
複雑な設定を施すことなく現像器への安定した現像剤の均一な補給が可能になり、なおかつ現像剤への負荷が軽減されるので現像剤の劣化も抑えることが出来るため、画像の濃度ムラ等を起こさない高品位の画像形成装置の提供が可能になる。また、間欠補給時も時間的な遅れなしに現像剤の補給が可能になるため、補給トラブル等による画像形成装置本体のダウンタイムを低減させ、信頼性向上を達成する。また、現像剤カートリッジに均一補給手段が内蔵されているために、画像形成装置内に均一補給手段を設ける必要がなく、画像形成装置の省スペース化も達成することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図１は本発明を適用したトナー搬送装置の概略構成を示す断面図である。
【００１５】
まず、図２を用いて複写機の概略構成について説明する。図２に示す複写機１０は複写機本体１１の上部に読み取り位置となる原稿台１２上に原稿を自動的に送り込む自動原稿給送装置１３を開閉可能に備えている。従って、前記読み取り位置となる原稿台１２上への原稿のセットは、前記自動原稿給送装置１３を用いて自動的に行ってもよいし、あるいはユーザーが前記自動原稿給送装置１３を開閉させて原稿台１２上に直接原稿をセットしてもよい。
【００１６】
前記原稿台１２の下部には原稿の画像を読み取るための光学読み取り系１４が配設されている。この光学読み取り系１４は、前記原稿台１２に沿って移動し該原稿台１２上にセットされた原稿の画像面に光を照射する光源、その反射光（画像光）を画像読み込み装置14ａへと導くミラー及びレンズ等を有している。画像読み込み装置１４ａで読み込まれた画像は電気的な信号に変換され、画像書き込み装置１４ｂへ伝達され、画像読み込み装置１４ｂは受け取った信号を元に感光ドラム１５上に静電画像を形成する。
【００１７】
前記画像形成部の感光体ドラム１５の周囲には、プロセス手段としての帯電手段１６、現像手段１７及びクリーニング手段１８、さらには転写手段１９等が配設されている。この画像形成部では、まず帯電手段１６によって感光体ドラム１５の表面が一様に帯電され、この感光体ドラム１５上に前記画像書き込み装置14ｂによって読み取られた画像が照射されて潜像が形成される。そして、現像手段１７によって前記潜像が現像されて感光体ドラム１５上にトナー像が形成される。この画像形成動作と同期するようにしてシート材Ｓが送り込まれ、転写手段１９によって感光体ドラム１５上のトナー像が転写される。尚、転写後に感光体ドラム１５上に残留したトナーはクリーニング手段１８によって除去される。
【００１８】
前記シート材Sは、複写機本体１１の下部に引き出し収納可能に装着されたシート材収容装置としてのカセット１、２、３，４に収容され、あるいは複写機本体１１の側部（図３中右側）に着脱自在に装着された大容量デッキ５に収容されている。これら多種サイズのシート材Sは、個々に設けられた給送手段としてのピックアップローラ６及び給送ローラ対７によって選択的に給送されるようになっており、最上位から順次１枚づつ給送されるようになっている。該シート材Sは、搬送手段としての搬送ローラ対２０、レジストローラ対２１等によって前記画像形成部へと送り込まれ、前述したようにトナー像が転写される。転写後、前記シート材Sは搬送ベルト２２によって定着手段２３へと送り込まれ、前記トナー像が定着される。定着後、前記シート材Sは排出ローラ対２４によって機外に排出される。
【００１９】
尚、ここで、前記シート材の両面に画像を記録形成する場合には、前記排出ローラ対２４の手前側に配設されたフラッパーや、反転ローラ対等からなる反転搬送手段２６によって、前記定着後のシート材Sの表裏面が反転されて再搬送路２７に送り込まれ、搬送手段としての搬送ローラ対２８〜３１によって再び画像形成部へ給送されるようになっている。画像形成部に送り込まれたシート材Sは、前述したように転写・定着が行われた後、機外へと排出される。
【００２０】
また、シート材Sは複写機本体側面に回動収納自在に装着されたシート材積載部としての手差しトレイ４０にも積載収納されている。シート材Sは手差しトレイ４０に設けられた給送手段としてのピックアップローラ６及び給送ローラ対７によって給送されるようになっており、最上位から順次１枚づつ給送されるようになっている。該シート材Sは、搬送手段としての搬送ローラ対２０、レジストローラ対２１等によって前記画像形成部へと送り込まれ、前述したようにトナー像が転写される。
【００２１】
次にトナー搬送装置の構成について図１を用いて説明をする。現像剤を現像手段に搬送・供給するトナー搬送装置は図１に示す構造となっている。図１において１００はトナー収容部を備えたトナー搬送装置であり、トナー搬送装置１００はトナーを収納するトナー収納部１０１と、トナー収納部１０１内のトナーを攪拌するための攪拌部材１０２、攪拌されたトナーを現像器へ搬送するための搬送ベルト１０３、トナー搬送ベルト１０３を駆動するためのベルト駆動ローラ１０４、トナー搬送ベルト１０３からトナーを掻き落とすためのブレード１０５、トナー収納部１０１内のトナーがトナー搬送ベルト１０３の下流へ逆流することを防止するブレード１０６からなる。トナー搬送ベルト１０３は搬送方向に対して下流側に進むほど上方へ傾斜するようにベルトが設けられており,ベルト停止時に振動等によってトナーが現像器内へ予期せず補給されることがないようになっている。
【００２２】
ここで本実施例の画像形成装置における現像機内で、トナーを長手方向に略均一に補給させる理由を説明する。
【００２３】
まず、トナーは１成分トナーを使用しており、すでに存在する現像機内のトナーに対し補給直後のフレッシュトナーが現像機内の可能な限り均一に分布させることで現像スリーブに対するトナー量を一定にするためであることと、現像器内にはトナーを攪拌させる機能は備えるものの、現像器の長手方向（現像スリーブに平行な方向）に対して１箇所からトナーを補給した場合、現像器内のトナー補給部から適度に離れた部分では十分に帯電されており安定した現像が可能であるが、トナー補給部近傍においては十分に帯電していないトナーがいきなり現像される状態になってしまうため安定した現像が難しくなってしまうという問題があるためである。上記問題を残した構成においては、現像器の長手方向で現像される画像の濃度が異なってしまい、画像品位が低下してしまう。
【００２４】
次にトナー補給の具体的な動作を説明する。まず図２に示す現像器１７内に設けられた図示しないトナーセンサーのトナー検知情報に基づき図１に示すトナー搬送ベルト１０３を駆動する。トナー搬送ベルト１０３の駆動はトナー搬送ベルト１０３の内側に設けたベルト駆動ローラ１０４の軸上に設けられた駆動ギア１０７へ図示しない駆動モータからの駆動入力による。このときトナー搬送ベルト１０３のトナー搬送量としては画像形成時やその他調整等の現像時において現像器での最大トナー消費量以上であれば、画像形成装置の生産性に影響を及ぼすことなく安定したトナー供給システムを達成することが出来る。仮に現像器での最大トナー消費量が３０g/分の場合、トナー搬送量がその値以上である４０g/分に設定することで、大量枚数の連続ジョブが続いても現像器内のトナー不足による動作エラーや画像における濃度不良を発生させることなく安定して画像形成が行えることになる。次にトナー搬送ベルト１０３とトナー収納部１０１にはトナー搬送口１０８からトナー排出口１０９までの間少なくとも１ｍｍ以上現像器長手方向に均一な空間を設けており、トナー搬送ベルト１０３を駆動することにより、トナー搬送ベルト１０３上のトナーが空間内をベルト上に乗って搬送される。ベルト上のトナー量はあらかじめ設定された均一な空間によってベルト上のトナーは長手方向全域において一定量になり、トナー搬送ベルト１０３の搬送量で現像器へのトナー補給量が容易に設定することが出来る。
【００２５】
また、先に説明したような図３の従来構成においてトナー補給の均一性は、搬送スクリュー３１６の羽根の外径と中心軸外径の関係によるトナー搬送量、スクリュー３１６の回転数と羽根部のピッチによるトナー搬送量、搬送するトナーと接触する前記羽根部と中心軸の表面性によるトナー搬送効率、搬送するトナーと接触する搬送部の内周面とスクリュー側の壁３１７の表面性によるトナー搬送への影響、壁３１７の傾きと先端の幅による影響、補給領域の長さ、トナー自体の流動性およびその環境変化、スクリュー３１６によるトナー搬送部へ投入するトナー量など、様々な要因を総合的に見極める必要がある。例えばスクリュー３１６によるトナー搬送速度（トナー移動速度）だけをとってみても、それに影響するパラメーターが多すぎて机上計算やシミュレーション解析では実測値と短時間で完全に一致させることは容易ではない。むしろある設定の実測値から類推する方が容易である。
【００２６】
これに対して本発明のトナー搬送装置においてはトナー搬送路としてのトナー収納部とトナー搬送ベルトからなる空間のみで容易にトナー補給の均一性を達成することができる。
【００２７】
また、基本はベルトによるトナー搬送であるので、トナー摺動による弊害は極力避ける構成が容易に達成できる。
【００２８】
さらに図３のような従来構成であるスクリュー３１６によるトナー搬送は構成の条件にもよるが、搬送効率が数％〜数十％ほど低下するためにトナー補給口３１９からのトナー補給形態の影響は大きく、搬送スクリュー３１６が常時回転しているのに対してトナー補給口３１９からトナー補給が間欠で行う場合の補給完了までの時間が相当かかるために、現像器内の図示しないトナーセンサーの検知形態との関係も重要である。この関係が最適化されないと稀に現像器へのトナー補給が過剰になりあふれたり、トナー補給口３１９からの補給能力としては十分でも現像器へのトナー補給が不足したりすることが発生し、それを回避することは容易ではない。
【００２９】
それに対して本実施例のトナー搬送装置では、ベルトで搬送するために搬送してすぐにトナーの補給が開始でき、かつ、ベルトの搬送量で現像器へのトナー補給量が容易に設定可能であるので上記の問題を回避することは非常に容易である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の第１の実施例のトナー搬送装置を説明する断面図
【図２】複写機の概略構成を示す図
【図３】従来例のトナー搬送装置を説明する正面図
【符号の説明】
【００３１】
１  シート材収容装置
２  シート材収容装置
３  シート材収容装置
４  シート材収容装置
５  大容量シート材収容装置
６  ピックアップローラ
７  給送ローラ対
１０  画像形成装置
１１  画像形成装置本体
１２  原稿台
１３  自動原稿給送装置
１４  光学読み取り系
１４ａ  原稿読取装置
１４ｂ  画像書き込み装置
１５  感光ドラム
１６  帯電手段
１７  現像手段
１８  クリーニング装置
１９  転写装置
２０  搬送ローラ対
２１  レジローラ対
２２  搬送ベルト
２３  定着手段
２４  排出ローラ対
２６  反転搬送手段
２７  再搬送路
２８  再搬送ローラ対
２９  再搬送ローラ対
３０  再搬送ローラ対
３１  再搬送ローラ対
３２  トナー搬送装置
３３  トナーボトル
４０  手差しトレイ
１００  トナー搬送装置
１０１  トナー収容部
１０２  トナー攪拌手段
１０３  トナー搬送ベルト
１０４  ベルと駆動ローラ
１０５  ブレード
１０６  ブレード
１０７  駆動ギア
１０８  トナー搬送口
１０９  トナー排出口
３１６  スクリュー
３１７  壁
３１９  補給口
【図１】
2006350105.tif 000003
【図２】
2006350105.tif 000004
【図３】
2006350105.tif 000005