(57)【要約】【課題】大量補給時及び微量補給時にも大きなバラツキなく必要量のトナーを正確に補給することができるトナーコンテナを提供することにある。【解決手段】内部にトナーを収容し、トナー補給モータ３５によって回転駆動されるトナー搬送スクリュー３３によってトナーをトナー補給口３４まで搬送するトナーコンテナ２１において、前記トナー搬送スクリュー３３の径を前記トナー補給口３４を境として変えて大径部３３Ａと小径部３３Ｂとで構成し、トナー補給量に応じて前記トナー補給モータ３５を正逆転させる。又、前記トナー搬送スクリュー３３の正逆転の切り替えを印字率に基づいて行う。更に、前記トナー補給口３４を前記搬送スクリュー３３の軸方向中央よりも小径部３３Ｂ側にオフセットした位置に配置する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部にトナーを収容し、トナー補給モータによって回転駆動されるトナー搬送スクリューによってトナーをトナー補給口まで搬送するトナーコンテナにおいて、
前記トナー搬送スクリューの径を前記トナー補給口を境として変え、トナー補給量に応じて前記トナー補給モータを正逆転させることを特徴とするトナーコンテナ。
【請求項２】
前記トナー搬送スクリューの正逆転の切り替えを印字率に基づいて行うことを特徴とする請求項１記載のトナーコンテナ。
【請求項３】
前記トナー補給口を前記搬送スクリューの軸方向中央よりも小径側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載のトナーコンテナ。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかに記載のトナーコンテナを備えた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、現像装置にトナーを補給するためのトナーコンテナとこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された静電潜像は、現像装置において現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化されるが、画像形成動作が繰り返されて現像装置内のトナー残量が少なくなると、トナーコンテナからトナーを補給する方式を採用した画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで、トナーコンテナは、現像装置又は画像形成装置本体に着脱可能に装着され、トナー補給モータによって回転駆動されるトナー搬送スクリューによってトナーをトナー補給口まで搬送し、トナー補給口から現像装置にトナーを補給するものである。
【０００４】
ところで、特許文献２には、特にトナーとキャリア有する２成分現像剤を用いる現像装置にトナーを補給するトナーコンテナにおいて、トナー搬送スクリューの回転時間を一定に保ち、回転数を可変にして必要量のトナーを補給することによって、補給されたトナーと現像剤との攪拌スピードを増大させて現像剤濃度を均一に保つ技術が提案されている。
【０００５】
又、特許文献３には、２成分現像剤を用いる現像装置において、現像剤の透磁率によってトナー濃度を検知するトナー濃度センサーを、攪拌室のトナー搬送スクリューの近傍で，現像剤攪拌時に該トナー濃度センサーの検知面を流れる現像剤の流速が一定であり、且つ、その現像剤の流動が規則的であるような部位に配置することによって、現像剤の嵩密度変動に関わらず正確なトナー濃度制御を行うようにした現像装置が提案されている。
【特許文献１】特開２００６−２８４６６２号公報
【特許文献２】特開平７−０８４４４８号公報
【特許文献３】特開２００３−３０７９１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、近年の画像形成装置の印字スピードの上昇に伴い、高濃度印字に必要なトナー量が増大するため、トナーコンテナのトナー搬送スクリューの外径が大きくなる傾向にある。
【０００７】
而して、トナー搬送スクリューは高いトナー搬送能力を有するものの、それ自体のスクリューリブの影響でトナー搬送量は詳細には脈動している。このため、印字率が低いトナー微量補給時にはトナー搬送スクリューの１回の動作が１回転以下となり、トナー補給量に大きなバラツキが発生するという問題があった。
【０００８】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、大量補給時及び微量補給時にも大きなバラツキなく必要量のトナーを正確に補給することができるトナーコンテナ及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内部にトナーを収容し、トナー補給モータによって回転駆動されるトナー搬送スクリューによってトナーをトナー補給口まで搬送するトナーコンテナにおいて、前記トナー搬送スクリューの径を前記トナー補給口を境として変え、トナー補給量に応じて前記トナー補給モータを正逆転させることを特徴とする。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記トナー搬送スクリューの正逆転の切り替えを印字率に基づいて行うことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記トナー補給口を前記搬送スクリューの軸方向中央よりも小径側にオフセットした位置に配置したことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、画像形成装置に請求項１〜３の何れかに記載のトナーコンテナを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１記載の発明によれば、トナー搬送スクリューの径をトナー補給口を境として変え、トナー補給量に応じてトナー補給モータを正逆転させるようにしたため、大量補給時にはトナー搬送スクリューの大径側によって大量のトナーをトナー補給口まで搬送して現像装置に補給することができる。又、微量補給時にはトナー搬送スクリューを大量補給時とは逆方向に回転させ、該トナー搬送スクリューの小径側で微量のトナーをトナー補給口まで搬送して現像装置に補給することができる。このように、微量のトナーはトナー搬送スクリューの小径側で搬送されるため、トナー搬送スクリューの１回の動作が１回転以下となるということがなく、微量のトナーを補給する際でもトナー搬送スクリューは複数回回転し、補給量に大きなバラツキが発生することがない。
【００１４】
従って、大量補給時及び微量補給時にも大きなバラツキなく必要量のトナーを正確に補給することができる。
【００１５】
請求項２記載の発明によれば、現像装置へのトナー補給量は、用紙の印字率に比例するため、この印字率によってトナー搬送スクリューの正逆転の切り替えを行い、印字率が所定値以下の場合にはトナー搬送スクリューの小径側で少量のトナーを搬送することができる。
【００１６】
請求項３記載の発明によれば、トナー補給口をトナー搬送スクリューの軸方向中央よりも小径側にオフセットした位置に配置したため、微量補給時にトナー搬送スクリューの大径側によって反トナー補給口方向に搬送される大量のトナーの搬送距離が長くなり、この大量のトナーによるトナーコンテナ内の閉塞が防がれる。
【００１７】
請求項４記載の発明によれば、トナーコンテナによって必要量のトナーが現像装置に大きなバラツキなく正確に補給されるため、所定濃度のトナー画像を安定的に得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の一形態としてのレーザビームプリンタの側断面図である。
【００１９】
図示のレーザビームプリンタ１においては、箱状の本体（筐体）２の上面の中央部に、傾斜した凹状の排紙トレイ３が設けられている。そして、本体２の前面（図１の右側が前方）上部には開閉可能な手差しトレイ４が設けられており、この手差しトレイ４とその奥の本体２内に回転可能に設けられた手差し給紙ローラ５は手差し給紙部６を構成している。  而して、レーザビームプリンタ１は、本体２内に設けられた搬送路Ｌに沿って記録材である用紙を搬送しながら、不図示の端末等から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するものであって、前記搬送路Ｌは、側面視略Ｌ字状を成して前記排紙トレイ３へと延びている。
【００２０】
又、レーザビームプリンタ１は、本体２の下部に設けられたカセット給紙部７と、該カセット給紙部７上方の本体２内の略中央部に設けられた画像形成部８と、該画像形成部８の後方に配された定着部９と、該定着部９上方の本体２の上面に設けられた凹状の排紙部１０を備えている。
【００２１】
上記カセット給紙部７は、上面が開放された矩形箱状の給紙カセット１１内に複数枚の用紙を積層収容するとともに、給紙カセット１１内の用紙を１枚ずつ取り出すピックローラ１２と、取り出された用紙を搬送路Ｌへと送り出す一対のカセット給紙ローラ１３を備えており、搬送路Ｌには、送り出された用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで画像形成部８へと供給するレジストローラ１４が設けられている。
【００２２】
前記画像形成部８は、手差し給紙部６又はカセット給紙部７から供給された用紙に画像を形成するものであって、本体２内の略中央部に回転可能に配された像担持体としての感光ドラム１５と、その周囲に配置された帯電器１６、現像装置１７、転写ローラ１８及びクリーニング装置１９と、これらの上方に配置されたレーザスキャナユニット（ＬＳＵ）２０等を備えている。尚、現像装置１７には、本発明に係るトナーコンテナ２１が着脱可能に装着されているが、このトナーコンテナ２１の詳細については後述する。
【００２３】
又、前記定着部９は、画像形成部８において用紙に転写されたトナー像を当該用紙に定着させるためのものであって、互いに圧接されて回転する定着ローラ２２と加圧ローラ２３を備えている。
【００２４】
更に、前記排紙部１０は、定着部９においてトナー像が定着された用紙を本体２外へと排出するためのものであって、搬送路Ｌの末端に設けられた一対の排紙ローラ２４と、搬送路Ｌを搬送される用紙を前記排紙ローラ２４へと案内する縦リブ状の複数の搬送ガイドリブ２５及び本体２外へと排出される用紙を積載するための前記排紙トレイ３を備えている。
【００２５】
次に、以上の構成を有するレーザビームプリンタ１の画像形成動作について説明する。
【００２６】
例えばパーソナルコンピュータ（パソコン）等の端末から当該レーザビームプリンタ１にプリント開始信号が送信されると、画像形成部８においては、感光ドラム１５が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器１６によって所定の電位に一様に帯電される。そして、端末から送信された画像データに基づくレーザ光がレーザスキャナユニット２０から出力されて感光ドラム１５上に照射されると、該感光ドラム１５上には静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム１５上に形成された静電潜像は、現像装置１７によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。尚、現像によって現像装置１７内のトナーが消費され、その残量が一定値以下になると前記トナーコンテナ２１から現像装置１７にトナーが補給される。
【００２７】
ところで、カセット給紙を行う場合、カセット給紙部７の給紙カセット１１内に収容された用紙は、ピックローラ１２によって最上位のものから１枚ずつピックアップされ、１８０°方向が反転されつつ給紙ローラ１３によってレジストローラ１４へと搬送される。
【００２８】
レジストローラ１４においては、用紙は、一時待機状態とされた後、感光ドラム１５上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部８へと供給される。
【００２９】
画像形成部８においては、感光ドラム１５と転写ローラ１８との間の転写ニップへと供給された用紙は、転写ローラ１８によって感光ドラム１５に押し付けられながら搬送されることによって、その表面（転写面）に感光ドラム１５上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着部９へと搬送され、この定着部９において定着ローラ２２と加圧ローラ２３によって挟み込まれて搬送される過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙へのトナー像の転写後に感光ドラム１５の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１９によって除去される。
【００３０】
而して、定着部９にて表面にトナー像が定着された用紙は、搬送路Ｌを上方へと搬送され、搬送ガイドリブ２５に沿って排紙ローラ２４へと導かれ、排紙ローラ２４によって本体２上部の排紙トレイ３に排出されて積載され、一連の画像形成動作が完了する。
【００３１】
尚、ユーザーが手差しで給紙する場合には、手差し給紙部６の手差しトレイ４上にセットされた用紙が手差し給紙ローラ５によってレジストローラ１４へと供給され、以後は前述と同様のプロセスを経て用紙に画像が形成される。
［トナーコンテナ］
次に、本発明に係るトナーコンテナ２１の詳細を図２〜図４に基づいて説明する。
【００３２】
図２は本発明に係るトナーコンテナと現像装置の断面図、図３はトナーコンテナの内部構造を示す斜視図、図４は図３の部分拡大斜視図である。
【００３３】
図２に示す現像装置１７の現像容器２６の前記感光ドラム１５に対向する開口部には、図２の示す垂直方向に長い現像剤担持体である現像ローラ２７が回転可能に配されており、現像容器２６内にはトナーが収容されており、このトナーは図２の紙面垂直方向に長い２本の撹拌部材２８，２９の回転によって撹拌される。又、現像容器２６の側部には、該現像容器２６内のトナー残量を検知するためのトナーセンサ３０が設けられている。
【００３４】
上記現像装置１７の上部には、前記トナーコンテナ２１が着脱可能に装着されている。このトナーコンテナ２１においては、コンテナ容器３１内に補給用のトナーが収容されており、このトナーは、コンテナ容器３１内で撹拌部材３２によって撹拌されつつ、回転するトナー搬送スクリュー３３によってトナー補給口３４へと搬送され、トナー搬送スクリュー３３から現像装置１７の現像容器２６内に補給される。
【００３５】
ここで、トナー搬送スクリュー３３は、図３に示す正逆転可能なトナー補給モータ３５によって回転駆動され、その外周の一部には円筒状のトナーシャッタ３６が回動可能に装着されている。そして、図４に示すように、コンテナ容器３１の底部のトナー搬送スクリュー３３の下方の部位には矩形孔状の前記トナー補給口３４が形成されている。尚、前記トナーシャッタ３６は、トナー補給口３４をトナーコンテナ２１の現像装置１７への着脱動作に連動して開閉するものであって、トナーコンテナ２１を現像装置１７から取り外すとトナー補給口３４を閉じてトナーのトナー補給口３４からの漏れを防ぎ、トナーコンテナ２１を現像装置１７に装着すると、その動作に連動するレバー３７（図３参照）によってトナー補給口３４を開いてトナーコンテナ２１から現像装置１７へのトナーの補給を可能にする。
【００３６】
而して、本実施の形態は、図４に示すように、トナー搬送スクリュー３３の径をトナー補給口３４を境として大小の２種類に変え、該トナー搬送スクリュー３３に大径部３３Ａと小径部３３Ｂを形成するとともに、トナー補給量に応じてトナー補給モータ３５を正逆転させることを特徴とする。ここで、トナー補給口３４は、搬送スクリュー３３の軸方向中央よりも小径側にオフセットした位置に配置されており、従って、トナー搬送スクリュー３３の大径部３３Ａの長さは小径部３３Ｂの長さよりも長く設定されている。
【００３７】
ところで、トナーコンテナ２１から現像装置１７へのトナー補給量は、用紙の印字率からトナー消費量を割り出し、そのトナー消費量をトナー搬送スクリュー３３の回転時間に換算することによって決定されるが、この決定は用紙１枚毎になされる。そして、トナー搬送スクリュー３３の正逆転の切り替えを印字率に基づいて行うようにしている。
【００３８】
ここで、用紙１枚の印字率（％）とトナー補給量（ｍｇ／枚）との関係を表１に示す。
【００３９】
【表１】
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而して、本実施の形態では、印字率２０％を境としてこれよりも大きな印字率である場合には大量補給、小さいときには微量補給として区別し、大量補給時にはトナー搬送スクリュー３３を逆転させて該トナー搬送スクリュー３３の大径部３３Ａによって大量のトナーをトナー補給口３４まで図３の矢印ａ方向に搬送してトナー補給口３４から現像装置１７に補給するようにしている。
【００４０】
又、微量補給時にはトナー搬送スクリュー３３を正転させ、該トナー搬送スクリュー３３の小径部３３Ｂで微量のトナーをトナー補給口３４まで図３の矢印ｂ方向に搬送して現像装置１７に補給するようにしている。このように、微量のトナーはトナー搬送スクリュー３３の小径部３３Ｂで搬送されるため、トナー搬送スクリュー３３の１回の動作が１回転以下となるということがなく、微量のトナーを補給する際でもトナー搬送スクリュー３３は複数回回転し、補給量に大きなバラツキが発生することがない。
【００４１】
従って、本実施の形態に係るトナーコンテナ２１によれば、大量補給時及び微量補給時にも大きなバラツキなく必要量のトナーを現像装置１７に正確に補給することができる。
【００４２】
又、本実施の形態では、トナー補給口３４をトナー搬送スクリュー３３の軸方向中央よりも小径部３３Ｂ側にオフセットした位置に配置したため、微量補給時にトナー搬送スクリュー３３の大径部３３Ａによって図３の矢印ｂ方向に搬送される大量のトナーの搬送距離が長くなり、この大量のトナーによるコンテナ容器３１内の閉塞が防がれる。
【００４３】
そして、図１に示すレーザビームプリンタ１においては、トナーコンテナ２１によって必要量のトナーが現像装置１７に大きなバラツキなく正確に補給されるため、所定濃度のトナー画像が安定的に得られる。
【００４４】
尚、以上は本発明を特にレーザビームプリンタ及びこれに備えられたトナーコンテナに適用した形態について説明したが、本発明は、プリンタの他、複写機やファクシミリ装置等の他の任意の画像形成装置及びこれに備えられたトナーコンテナに対しても同様に適用可能であることは勿論である。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る画像形成装置（レーザビームプリンタ）の側断面図である。
【図２】本発明に係るトナーコンテナと現像装置の断面図である。
【図３】本発明に係るトナーコンテナの内部構造を示す斜視図である。
【図４】図３の部分拡大斜視図である。
【符号の説明】
【００４６】
１          レーザビームプリンタ（画像形成装置）
２          プリンタ本体
３          排紙トレイ
４          手差しトレイ
５          手差し給紙ローラ
６          手差し給紙部
７          カセット給紙部
８          画像形成部
９          定着部
１０        排紙部
１１        給紙カセット
１２        ピックローラ
１３        給紙ローラ
１４        レジストローラ
１５        感光ドラム
１６        帯電器
１７        現像装置
１８        転写ローラ
１９        クリーニング装置
２０        レーザスキャナユニット（ＬＳＵ）
２１        トナーコンテナ
２２        定着ローラ
２３        加圧ローラ
２４        排紙ローラ
２５        搬送ガイドリブ
２６        現像容器
２７        現像ローラ
２８，２９  撹拌部材
３０        トナーセンサ
３１        コンテナ容器
３２        撹拌部材
３３        トナー搬送スクリュー
３３Ａ      トナー搬送スクリューの大径部
３３Ｂ      トナー搬送スクリューの小径部
３４        トナー補給口
３５        トナー補給モータ
３６        トナーシャッタ
３７        レバー
Ｌ          搬送路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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