(57)【要約】【課題】トナー供給容器が所定量のトナーを現像装置に供給して寿命が来た場合、そのトナー供給容器からトナー供給ができなくすることにより、誤って仕様の異なるトナーをトナー供給容器に補充して使用することを防止する手段を備えたトナー供給容器を提供する。【解決手段】現像装置に装着され、充填された所定の量のトナーをトナー供給機構部１１のトナー供給ローラ１２を回転させて現像装置に供給するトナー供給容器は、略所定の量のトナーを現像装置に供給すると、駆動部から伝達された駆動力により回転するトナー供給ローラ１２の回転を停止させるトナー供給ローラ回転停止手段を備える。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像装置に装着され、充填された所定の量のトナーをトナー供給機構部のトナー供給ローラを回転させて該現像装置に供給するトナー供給容器において、略所定の量のトナーを前記現像装置に供給すると、駆動部から伝達された駆動力により回転する前記トナー供給ローラの回転を停止させるトナー供給ローラ回転停止手段を備えたことを特徴とするトナー供給容器。
【請求項２】
前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記トナー供給ローラの回転軸に固着された回転子を衝止させることにより前記トナー供給ローラの回転を停止させることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給容器。
【請求項３】
前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記駆動部と前記トナー供給ローラの回転軸との間にあって駆動をトナー供給ローラの回転軸に伝達する回転結合子の結合を解除させることにより、前記トナー供給ローラの回転を停止させることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給容器。
【請求項４】
前記減速機構部は、前記所定の量のトナーを供給するためにトナー供給ローラが回転する回転数と、前記ストッパが前記初期位置から前記所定の位置まで回転する回転数の比率に応じた減速比を有していることを特徴とする請求項２または請求項３に記載のトナー供給容器。
【請求項５】
前記トナー供給ローラはローラ軸に固着されたパドルを備え、パドルの回転によりトナーを移動させて供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー供給容器。
【請求項６】
前記トナー供給ローラはスポンジローラからなり、スポンジローラの回転によりトナーを移動させて供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー供給容器。
【請求項７】
前記トナー供給ローラは螺旋状ローラからなり、螺旋状ローラの回転によりトナーを移動させて供給することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載のトナー供給容器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置などにおいて、潜像を可視画像に現像するためのトナーを収容するトナー供給容器に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の複写機、ファクシミリ、プリンタ、或いはこれらの装置の機能が１台の装置に複合化された複合機において、感光体上の静電潜像を現像して可視化するために現像装置が使用されている。この現像装置はトナーが充填されたトナー供給容器が装着され、白黒画像形成装置では帯電した黒のトナーを、また、カラー画像形成装置では帯電したイェロー、マジェンタ、シアン、黒のトナーを、それぞれのトナー供給容器から感光体上に運ぶことにより、静電潜像の現像を行う。
【０００３】
また、トナー供給容器としては、現像装置上に空の容器として備えられ、必要に応じてボトルなどの別の容器からトナーを補充できるトナーホッパーや、予めトナーが充填されており簡単に現像装置に着脱できるトナーカートリッジ形態のトナー供給容器や、更に、感光体と現像装置と所定量のトナーが画像形成部として一体に構成された画像形成ユニットなどがある。
【０００４】
このような様々な形態のトナー供給容器を備えた複数の画像形成装置が同時に利用されている場所で、ある画像形成装置のトナーが消費されてしまった場合、他のトナーが収容されたトナー供給容器を間違って使用したり、ボトルに充填された他の画像形成装置のトナーを誤ってトナーホッパーやトナーカートリッジ或いは画像形成ユニットに補充してしまうことがある。このような場合、特性の異なるトナーが現像装置に供給されることになるので、所定の可視画像が形成されず、最悪の場合、現像装置のオーバホールが必要になることもある。
【０００５】
また、トナー供給装置のトナーが消費されたあとも、画像形成装置を継続して使用すると画像劣化が進行し、最悪の場合、トナーを感光体上に運ぶ役目をする粉末状の現像剤を構成するキャリアが急速に劣化して、現像剤やキャリアの交換或いは現像装置そのものの交換が必要になる場合もある。
【０００６】
このため、トナーが充填されたトナー供給容器では、予めその寿命を計算し、寿命が来ると上記のような問題が起こらない対策が求められている。例えば、特許文献１では、トナーカートリッジと画像形成装置の寿命が同じである場合、所定の回数の画像形成を行って、被記録媒体に転写されなかったトナーを回収するトナー回収容器が満杯になった以降も画像の形成が続くと不具合を起こすので、装着ずみトナーカートリッジの取り外しを阻止すると同時に、寿命が来たことを表示する手段を提案している。
【０００７】
【特許文献１】
特開平５−１００５１９号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許文献１による方法は、画像形成装置とトナーカートリッジの寿命が一致している場合に有効であって、トナーカートリッジの装脱がロックされてしまうので画像形成装置が使用できず、トナーホッパーに引き続きトナーを補充して画像形成装置が使用できるように構成されている装置の場合は利用できない方法である。
【０００９】
また、トナーの使用量の多い画像の形成が続く場合は、画像形成装置が所定の寿命に達する前にトナーカートリッジが空になるため、画質の劣化を引き起こして画像形成装置を満足に利用できないことになる。
【００１０】
本発明は、このような実状に鑑みなされたものであり、トナー供給容器が所定量のトナーを現像装置に供給して寿命が来た場合、そのトナー供給容器からのトナー供給をできなくすることにより、誤って異なる特性のトナーをトナー供給容器に補充して使用することを防止する手段を備えたトナー供給容器を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明では、現像装置に装着され、充填された所定の量のトナーをトナー供給機構部のトナー供給ローラを回転させて該現像装置に供給するトナー供給容器において、略所定の量のトナーを前記現像装置に供給すると、駆動部から伝達された駆動力により回転する前記トナー供給ローラの回転を停止させるトナー供給ローラ回転停止手段を備えている。
【００１２】
また、本発明では、前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記トナー供給ローラの回転軸に固着された回転子を衝止させることにより前記トナー供給ローラの回転を停止させる。
【００１３】
前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記駆動部と前記トナー供給ローラの回転軸との間にあって駆動をトナー供給ローラの回転軸に伝達する回転結合子の結合を解除させることにより、前記トナー供給ローラの回転を停止させる。
【００１４】
さらに、前記減速機構部は、前記所定の量のトナーを供給するためにトナー供給ローラが回転する回転数と、前記ストッパが前記初期位置から前記所定の位置まで回転する回転数の比率に応じた減速比を有している。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の詳細を添付図に基づいて説明する。図１は画像形成装置主要部の概略図である。
【００１６】
図１において、画像形成主要部は、現像装置１と、トナー供給容器１０と、Ｄ方向に回転し、主帯電器１６と露光１８とによりその表面に静電潜像が形成さる感光体１５と、静電潜像を現像してトナー画像にする現像装置１と、転写帯電器１７により感光体１５から用紙Ｐに転写されたトナー画像を定着する定着装置１９とから構成される。
【００１７】
２成分現像方式の場合、現像装置１は、その内部にキャリアとトナーとが所定の比率で混合され、例えばＢ方向に回転する撹拌ローラ３により攪拌される現像剤５を有し、その現像剤５をＣ方向に回転する現像ローラ２により、近接する感光体１５の表面に運び、感光体１５上の静電潜像を現像する。現像装置１の内部には、攪拌される現像剤５に常に接するように、トナー濃度検出器４が取り付けられている。現像装置１の上部には、所定の量のトナー１３が充填されたトナー供給容器１０が装着され、必要に応じてトナー供給機構部１１のトナー供給ローラ１２をＡ方向に回転させることにより、トナー１３を現像装置１に供給する。
【００１８】
以上のような構成において、画像形成を行う過程で現像剤５に含まれるトナー量が少ないこと、つまり、トナー濃度が所定より低くなったことを、現像装置１の内部にあるトナー濃度検出器４が検出すると、図示しない制御装置と駆動装置とにより、トナー供給ローラ１２がＡ方向に回転してトナー１３を現像装置１に供給する。トナー供給は、トナー１３が供給されて攪拌された現像剤５のトナー濃度が、所定の濃度になったことをトナー濃度検出器４が検出するまで行われる。また、図示して説明しないが、１成分現像方式の現像装置においては、前記現像剤５を１成分現像方式用のトナー１３に、また、トナー濃度検出器４をトナーレベル検出器に置き換えると分かり易い。１成分現像方式の場合は、現像装置１内のトナーが消費されてそのレベルが下がると、トナー供給容器１０から１成分現像方式用のトナー１３が同様に供給される。
【００１９】
上記の過程と並行して画像を形成する作業が、利用者により行われる場合も有り、その場合は現像剤５に含まれるトナー１３や、１成分現像方式の場合は１成分現像方式用のトナー１３が消費されるので、トナー供給動作が長く続く場合もある。これまでの説明のように、トナー１３の供給、つまり、トナー供給ローラ１２の回転は、画像形成することにより消費されるトナー量にほぼ比例して行われることになる。
【００２０】
次に、本発明のトナー供給容器に使用される第１実施形態のトナー供給機構部を図２に基づいて説明する。図２は、第１実施形態のトナー供給機構部の概略斜視図であり、（ａ）はトナー供給容器の使用開始時の状態を示す図である。トナー供給機構部１１は、トナー供給時に図外の駆動系から駆動され矢印Ｅ方向に回転する回転軸２０と、その回転軸２０に固着されて回転軸２０と同時に回転するトナー供給ローラ１２と、回転軸２０上のギア２２と係合して回転軸２０の回転を減速する減速機構部２１とから構成される。
【００２１】
利用者により画像形成作業が行われてトナーが消費されると、図１で示した現像剤５のトナー濃度が所定の濃度以下になり、トナー濃度検出器４がそのことを検出して、図示しない制御部が回転軸２０を駆動してトナー供給ローラ１２のパドル１４を回転させる。パドル１４は回転すると、トナー１３を掻き落とすようにして現像装置１に供給する。こうしてトナー１３が供給されると、回転軸２０上に形成された減速機構部２１のギア２２と係合するギア２３が回転し、次にギア２４、ギア２５というように、順次その回転が伝達されて、ギア２５の軸に固着されているストッパ２６が矢印Ｆの方向に徐々に回転する。また、回転軸２０に固着された回転子２７も、回転軸２０とともに矢印Ｅの方向に回転する。
【００２２】
図２（ｂ）は、トナー寿命が尽きた時を示す図であり、ストッパ２６が終了位置に移動した状態を示す図である。トナー１３が消費されて回転軸２０が所定の回転数に達すると、ストッパ２６が図２（ａ）の初期位置から回転して、図２（ｂ）に示す終了位置にくるように減速機構部２１の減速比が設定されている。例えば、図１のトナー供給容器１０に１００グラムのトナー１３が予め充填されていたとすると、トナー消費に略比例して回転軸２０が回転するので、１００グラム分のトナー１３が消費される回転軸２０の回転数が予め計算できる。この回転数に達するとストッパ２６が終了位置に来るように、その初期位置と減速機構部２１の減速比を設定するようにすればよい。
【００２３】
このようにしてストッパ２６が終了位置まで回転すると、その後、トナー供給のために回転軸２０が更に回転しようとしても、回転子２７がストッパ２６により衝止されているので、回転できずトナー供給は行われない。この時、先の例のように、１００グラム分のトナー１３がほぼ消費されているので、トナー供給容器１０もほぼ空の状態になっている。
【００２４】
ストッパ２６が終了位置にくると同時に、例えばストッパ２６に係合する図示しない通知機構などで、トナー供給容器１０の寿命が尽きたことを利用者に通知すれば、利用者はトナーが充填された新しいトナー供給容器１０と交換することができる。また、回転軸２０に駆動を伝達する図示しない駆動部に、回転子２７がストッパ２６に衝止する際のトルクを検知して、回転軸２０への駆動を切断するようにすることも可能である。
【００２５】
第１実施形態では、トナーの寿命が尽きたら回転軸２０（図２参照）を強制的に衝止させて回転を止める形態について説明したが、次に、図３を参照して本発明の第２実施形態であるトナー供給ローラ軸２０ｂへの駆動を切断する形態について説明する。なお、図２と同じ参照符号を付したものは、図２を参照して説明したものと同じであるので、その詳細な説明は省略する。
【００２６】
トナー供給機構部１１は、図外の駆動系から駆動され矢印Ｅ方向に回転する回転軸２０ａと、その回転軸２０ａに、回転結合子２８を介して係合するトナー供給ローラ軸２０ｂと、そのトナー供給ローラ軸２０ｂ上に固着されて同時に回転するトナー供給ローラ１２のパドル１４と、トナー供給ローラ軸２０ｂと係合してその回転を減速する減速機構部２１とから構成される。また、減速機構部２１のギア２２に係合するギア２３が回転し、次にギア２４、ギア２５というように順次その回転が伝達されて、ギア２５の軸に固着されているストッパ２９が矢印Ｇの方向に徐々に回転する。図中、破線で図示されたストッパ２９は、トナー供給容器１０の使用開始時における初期位置を表している。回転結合子２８は、ストッパ２９が図の実線で示した位置にきて、Ｉ方向へ結合を解除する作用が行われない限り常時結合している。
【００２７】
利用者により画像形成作業が行われてトナーが消費されると、図１で示した現像剤５のトナー濃度が所定の濃度以下になり、トナー濃度検出器４がそのことを検出して、図示しない制御部が回転軸２０ａを駆動して回転結合子２８を介してトナー供給ローラ軸２０ｂとトナー供給ローラ１２を回転させる。トナー供給ローラ１２は回転すると、トナー１３を掻き落とすようにして現像装置１に供給する。こうしてトナー１３が供給され、トナー供給ローラ軸２０ｂがＥ方向に回転すると、減速機構部２１で減速されたギア２５が回転して、その軸上に固着されたストッパ２９が徐々にＧ方向に回転移動する。
【００２８】
実線で示すストッパ２９の位置は、終了位置であり、つまりトナー寿命が尽きた時の位置である。トナー１３が消費されてトナー供給ローラ軸２０ｂが回転して所定の回転数に達すると、ストッパ２９が初期位置から回転して終了位置にくるように、ストッパ２９の初期位置と減速機構部２１の減速比とが設定されている。例えば、図１のトナー供給容器１０に１００グラムのトナー１３が予め充填されていたとすると、トナー消費に略比例してトナー供給ローラ軸２０ｂが回転するので、１００グラム分のトナー１３が消費されるトナー供給ローラ軸２０ｂの回転数が予め計算できる。この回転数に達するとストッパ２９が終了位置に来るように、その初期位置と減速機構部２１の減速比を設定するようにすればよい。
【００２９】
このようにしてストッパ２９が終了位置まで回転すると、回転結合子２８の結合部を矢印Ｉ方向に押し、トナー供給ローラ軸２０ｂが回転軸２０ａから離間する。その後、トナー供給のために回転軸２０ａが更に回転しても、回転結合子２８がストッパ２９により結合が解除されているので、トナー供給ローラ軸２０ｂは回転できずトナー供給は行われない。すなわち、この時、１００グラム分のトナー１３がほぼ消費されているので、トナー供給容器１０もほぼ空の状態になっている。
【００３０】
ストッパ２９が終了位置にくると同時に、例えばストッパ２９に係合する図示しない通知機構などで、トナー供給容器の寿命が尽きたことを利用者に通知すれば、利用者はトナーが充填された新しいトナー供給容器１０と交換することが可能になる。
【００３１】
なお、第１と第２実施形態で図を参照して説明した機構は、本発明を分かり易く説明するためのものであり、この機構に本発明が限定されるものではない。第１と第２の実施形態が１成分現像方式にも適用できることは前記したとおりである。また、図１〜図３に基づく説明では、トナー供給容器１０からトナー１３を供給するトナー供給ローラ１２に、パドル１４を使用した例を示したが、パドルに限らず、ローラ上に巻き付けられたスポンジが回転することによりトナーを移動させて供給するスポンジローラや、螺旋状の溝でトナーをすくうようにしてトナーを移動させて供給する螺旋ローラ、或いは同様の効果が得られる形状のトナー供給ローラであれば特に限定するものではない。さらに、減速機構部２１はギアによる構成としたが、実際に必要とされる減速比により、他の減速機構でも可能である。さらに、電子的に回転軸２０、２０ａ、或いはトナー供給ローラ軸２０ｂの回転を検出して回転軸２０を止めたり、回転軸２０ａとトナー供給ローラ軸２０ｂとの回転結合を解除するようにしてもよい。
【００３２】
【発明の効果】
本発明では、現像装置に装着され、充填された所定の量のトナーをトナー供給機構部のトナー供給ローラを回転させて該現像装置に供給するトナー供給容器において、略所定の量のトナーを前記現像装置に供給すると、駆動部から伝達された駆動力により回転する前記トナー供給ローラの回転を停止させるトナー供給ローラ回転停止手段を備えているため、空になったトナー供給容器に誤って特性の異なるトナーが補充されても、そのトナーが現像装置に供給されることがなく、誤った使用による画質の劣化や、現像剤の劣化を防ぐことができる。
【００３３】
また、本発明では、前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記トナー供給ローラの回転軸に固着された回転子を衝止させることにより前記トナー供給ローラの回転を停止させる構造であるため、トナー供給容器の内部で実施が可能になり、トナーが消費され尽くしても、トナーが充填された新品のトナー供給容器と交換するだけで初期状態に戻すことができ、利用者の手を煩わせることがない。
【００３４】
前記トナー供給ローラ回転停止手段は、トナー供給ローラの回転軸に係合してトナー供給ローラの回転を減速する減速機構部に設けられたストッパが、略所定の量のトナーを供給する間に、前記減速機構部により初期位置から所定の位置まで回転移動して、前記駆動部と前記トナー供給ローラの回転軸との間にあって駆動をトナー供給ローラの回転軸に伝達する回転結合子の結合を解除させることにより、前記トナー供給ローラの回転を停止させる構造である。そのため、トナー供給容器の内部で実施が可能になり、トナーが消費され尽くしても、トナーが充填された新品のトナー供給容器と交換するだけで初期状態に戻すことができ、利用者の手を煩わせることがない。また、トナー供給ローラへの駆動を解除することにより、駆動系に余分な負荷をかけることがなくなる。
【００３５】
さらに、前記減速機構部は、前記所定の量のトナーを供給するためにトナー供給ローラが回転する回転数と、前記ストッパが前記初期位置から前記所定の位置まで回転する回転数の比率に応じた減速比を有している。従って、トナー供給容器に充填するトナー量が変わっても、ストッパの初期位置の設定を変更するのみで容易に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置主要部の概略図である。
【図２】第１実施形態のトナー供給機構部の概略斜視図であり、（ａ）はトナー供給容器の使用開始時の状態を示す図であり、（ｂ）トナー寿命が尽きた時を示す図であり、ストッパ２６が終了位置に移動した状態を示す図である。
【図３】第２実施形態のトナー供給機構部の概略斜視図である。
【符号の説明】
１  現像装置
２  現像ローラ
３  撹拌ローラ
４  トナー濃度検出器
５  現像剤
１０  トナー供給容器
１１  トナー供給機構部
１２  トナー供給ローラ
１３  トナー
１４  パドル
１５  感光体
１６  主帯電器
１７  転写帯電器
１８  露光
１９  定着装置
２０、２０ａ  回転軸
２０ｂ  トナー供給ローラ軸
２１  減速機構部
２６、２９  ストッパ
２７  回転子
２８  回転結合子
２２、２３、２４、２５  ギア
Ｐ  用紙
【図１】
2004219445.tif 000003
【図２】
2004219445.tif 000004
【図３】
2004219445.tif 000005