(57)【要約】【課題】  現像器またはホッパ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、及び、間欠補給時の時間的レスポンスを向上させる構成のトナー補給手段を提供するものである。【解決手段】  トナー補給口またはトナー補給位置の直下からのびるトナーを搬送するベルトが設けられ、その搬送ベルトのトナー搬送面の一部が搬送方向に直交する方向に傾きを持たせる手段を備え、前記ベルトの傾いた領域の直下にはトナーを一時的に保有する蓄積部、もしくは、容器部が備えられ、その蓄積部、もしくは、容器部にトナー分散させる機能を備えたトナー搬送装置を用いる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー補給口またはトナー補給位置の直下からのびるトナーを搬送するベルトが設けられ、その搬送ベルトのトナー搬送面の一部が搬送方向に直交する方向に傾きを持たせる手段を備え、前記ベルトの傾いた領域の直下にはトナーを一時的に保有する蓄積部、もしくは、容器部が備えられ、その蓄積部、もしくは、容器部にトナー分散させる機能を備えたことを特徴とするトナー搬送装置。
【請求項２】
前記請求項において、ローラのアライメントを設定することでベルトのねじれ領域を形成する手段を有するトナー搬送装置。
【請求項３】
前記請求項１のトナー搬送装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【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５−１８８７７７号公報
【特許文献２】特開平１０−１０８５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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ことが多い。
【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、スクリューの回転数と羽根部のピッチにトナー搬送量、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、同じように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のおいても、パラメータが多すぎるため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のよるトナー搬送は、設定次第でトナーどうし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】
さらに加えると、スクリューによるトナー搬送はそもそも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に要する時間は、スクリューの回転する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、及び、間欠補給時の時間的レスポンスを向上させる構成の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】
トナー補給口またはトナー補給位置の直下からのびるトナーを搬送するベルトが設けられ、その搬送ベルトのトナー搬送面の一部が搬送方向に直交する方向に傾きを持たせる手段を備え、前記ベルトの傾いた領域の直下にはトナーを一時的に保有する蓄積部、もしくは、容器部が備えられ、その蓄積部、もしくは、容器部にトナー分散させる機能を備えたトナー搬送装置を用いる。
【発明の効果】
【００１１】
従来のスクリューと傾斜壁にかわり、ベルトのねじれで構成することで、
設定が容易で且つ搬送効率をアップさせる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明を備えた画像形成装置について図を用いて具体的に説明する。
【００１３】
まず、図1を参照して画像形成装置の全体について説明する。図1は本発明の実施の形態に係わる画像形成装置の概略断面図である。
【００１４】
画像形成装置は、図示しないリーダスキャナまたはパーソナルコンピュータ等から送られてきた画像情報にもとづいて、光源装置であるレーザスキャナ1を用いて感光ドラム2の表面に画像の潜像を形成し、複数設けられた現像器のひとつを用いて現像して感光ドラム2表面にトナー画像形成し、その画像を中間転写ベルト3に転写する。この操作を順次繰り返し画像を重ね合わせることで中間転写ベルト3上にフルカラー画像を形成し、その画像を手差しトレイ4または給送カセット5から選択的に給送されてきたシートに転写して、定着器6にて永久定着させる。その後シートを排紙トレイ7上に排出し画像形成の一連動作を終了する。
【００１５】
次に図２は、本発明を備えた現像器8の構成を示すもので、ホッパ9からベルト10上にトナーＴを供給し、図の領域Ａにて前記ベルト10がねじられていることで、徐々にトナーを現像容器15にトナーを落下させながらトナーを奥側へと搬送し、現像器容器15内全域にトナー分散させて略均一にトナーＴを補給するものである。そのベルト10の周辺は、ベルト10を駆動させる駆動ローラ11、その搬送方向下流側に上流上ローラ12、ベルト10のねじれを発生させる下流ローラ13、前記上流上ローラ12の下方にベルト10寄りを抑制する上流下ローラ14により構成されている。そのベルト10は、駆動ローラ11から上流上ローラ12まではトナー搬送面が水平に保たれており、領域Ａから上流上ローラ12の巻き付け部から下流ローラ13まででベルト10がねじられており、トナー搬送面が下流ローラ13に近づくに従って傾斜がきつくなるように設定されている。ベルト10の材質は、特に限定するものではないが、例えばゴムような弾性力がある方がベルト10の姿勢維持を無理なく達成できる。
【００１６】
ここで、本実施例の画像形成装置における現像器内で、トナーを分散させながら略均一に補給させる理由は、まず、トナーは１成分トナーを使用しており、既に存在する現像器内のトナーに対し、補給直後のフレッシュトナーが現像器内の可能な限り均一に分布させる必要があるためである。もちろん現像器内にはトナーを撹拌させる機能は備えるものの、現像器のスラスト方向（現像スリーブに平行な方向）に対して、一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は部分では撹拌機能効果によりトナーが十分に帯電しており、安定した現像が可能である。一方、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るため、安定した現像が難しい。結果として現像器のスラスト方向で現像される画像の濃度が異なり、画像品位が低下する。
【００１７】
次に、トナー補給の具体的な動作を説明する。まず現像器8内に設けられた図示しないトナーセンサのトナー検知情報にもとづき、ホッパ9よりベルト10の水平部分にトナーを供給する。この時、ホッパ9のトナー補給性能としては、画像形成時やその他調整等の現像時において、現像器8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的したトナー供給システムが達成できる。仮に現像器8での最大トナー消費量が30g/分の場合、ホッパの最大補給補給量がその値以上である、例えば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8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がなく安定して画像形成等が行えることになる。次にベルト10上に補給されたトナーは、現像容器15内のトナー蓄積部に到達するまではベルト10を水平に保たれたまま搬送し、直下にトナー蓄積部が存在する領域Ａに到達した近傍からベルト10ねじれが始まり、ベルト10のトナー搬送面が現像容器15内のスラスト方向に対して徐々に傾きだし、ベルト10により搬送されてきたトナーが上流側から順次滑り落ちて、ベルト10によるトナー搬送方向に対して上流上ローラ12から下流ローラ13までにトナーを現像容器15内に分散させながら略均一に供給する。
【００１８】
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16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、スクリュー16の回転数と羽根部のピッチにトナー搬送量、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、同じようにその搬送部の内周面とスクリュー側の壁17の表面性によるトナー搬送への影響、壁17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及びその環境変化、スクリュー16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ことが必要である。例えば、スクリュー16によるトナー搬送速度（トナーの移動速度）だけを取ってみても、それに影響するパラメータ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。
【００１９】
それに対して本発明の現像器においては、環境による変化を含めたトナーの性質と、ベルト10の搬送面の表面状態を含めた材質、そしてベルト10搬送速度に対して、ベルト10のねじれ量を調整するだけでトナー補給の均一性は達成することができる。つまり、設計時に事前予想が短期間で容易に導き出せる。
【００２０】
それは、逆の観点から見れば、搬送ベルトに対して上流側に落下するトナー量を相対的に多くする設定やその逆に下流側に落下するトナー量を相対的に多くする設定は容易に達成出るため、現像容器内のトナー量分布を使用条件に対応させて自由に設定できる。
【００２１】
また、基本はベルトによるトナー搬送なので、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。
【００２２】
さらに、図３のような従来構成であるスクリュー16によるトナー搬送は、構成に条件にもよるが、搬送効率が数％〜数十％程度低下するために、ホッパ19からのトナー補給形態の影響は大きく、搬送スクリュー16が常時回転しているのに対してホッパ19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結構かかるために、現像器内の図示しないトナーセンサ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、極まれに現像器へのトナー補給が過剰によりあふれたり、ホッパ19の補給能力としては十分でもトナー補給が足りなかっ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。それに対して、本実施例の画像形成装置では、例えホッパからの補給が間欠動作であっても、ベルト上に載ったトナーはほとんどロスなく搬送されるために、ベルトの搬送速度だけで十分に設定状態が予想つくため、上記の問題を回避することは容易である。
【００２３】
本実施例においては、現像器内にトナーを均一に補給するシステムとして本発明を用いたが、あくまでも一例であり特にそれに限定するものではなお。他にも図４に示すように補給口が１箇所のホッパ容器内のトナーを略均一に補給する際にも適応できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明のトナー搬送装置を備えた画像形成装置を説明する概略断面図である。
【図２】本発明のトナー搬送装置を備えた現像器を説明する概略説明図である。
【図３】従来のトナー搬送装置を備えた現像器を説明する概略説明である。
【図４】本発明のトナー搬送装置を備えたホッパを説明する概略説明図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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