(57)【要約】【課題】粉体補給先に適正量の粉体を補給することができる粉体補給装置を提供する。【解決手段】粉体補給装置としてのトナー補給装置１０は、トナー収容器１１内のトナーＴがトナー排出口１９に向かって移動するようにトナー収容器１１を往復運動させ、トナー収容器１１内のトナーＴをトナー排出口１９から排出する。そして、トナー排出口１９から現像装置２に補給するトナーの補給量を調節するトナー補給量調節手段として、トナー収容部２２内のトナー量が一定以下になるとこれを検知してトナー補給装置１０へ信号を送り上記往復運動手段を動作させてトナー排出口１９からトナーを取り込む圧電センサ２３と、現像装置２内のトナー濃度が一定値以下になると、現像装置２からの信号を受けてトナー収容部２２内のトナーをトナー排出口２５に向けて搬送し現像装置２へ排出するスクリュー２４とを有する。【選択図】　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
交換可能に設けられ、一側壁の端部寄りに粉体排出口を有する粉体収容器と、該粉体収容器内の粉体が該排出口に向かって移動するように該粉体収容器を往復運動させる往復運動手段とを有し、
該粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置において、
該排出口から該粉体補給先に補給する粉体の補給量を調節する粉体補給量調節手段を設けたことを特徴とする粉体補給装置。
【請求項２】
像担持体に形成された潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
上記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、請求項１の粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記トナー補給装置は、画像形成時には動作しないことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項２の画像形成装置において、
上記トナー補給装置は、往復運動停止時には上記排出口が上記トナー補給先に対して閉口していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２、３又は４の画像形成装置において、
上記粉体補給量調節手段は、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーが一定量以下になると上記往復運動手段を動作させて上記排出口からトナーを取り込むトナー取り込み手段と、上記現像装置内のトナー濃度が一定値以下になると該トナー収容部内のトナーを該現像装置に排出するトナー排出手段と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】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換可能に設けられ、一側壁の端部寄りに粉体排出口を有する粉体収容器と、該粉体収容器内の粉体が該排出口に向かって移動するように該粉体収容器を往復運動させる往復運動手段とを有し、該粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置、及び該粉体補給装置をトナー補給装置として備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、交換可能に設けられたトナー収容器を有し、該トナー収容器内のトナーをトナー補給先である現像装置の現像剤補給部に補給するトナー補給装置が知られている。このようなトナー補給装置では、トナー収容器内のトナーがなくなった時点で、トナーを収容した新たなトナー収容器と交換する。トナー収容器の交換の際、使用済みのトナー収容器に残留するトナー量をできるだけ少なくすることが重要である。
【０００３】
そこで、特開平２００２−４６８４３号公報においては、一側壁の端部寄りに排出口が設けられたトナー収容器を往復運動させることで、トナーを排出口に導いて排出させるようにしたトナー補給装置が提案されている。かかるトナー補給装置では、トナー収容器の往復運動によってトナー収容器内のトナーに生じる慣性力でトナーを排出口に向かって移動させ、該トナーを排出口から重力により落下させてトナー補給先に排出する。そのため、トナー収容器内に可動部材を設けなくともトナーを無駄なく排出させることができる。よって、可動部材を使い捨てすることや、駆動伝達系のシール性確保のために構造を複雑化させることによるコストアップを解消することができる。更に、トナー収容器の内周面に螺旋状の突起を設ける必要がないため、その形状に直方体などを採用することが可能になる。よって、収容効率が高く且つ取り扱い性に優れたトナー収容器を使用することができる。
【０００４】
また、上記トナー補給装置においては、トナー収容器内のトナーが排出口へ向けてよりスムーズに移動できるように、高速で前進するトナー収容器をストッパー部材で急激に停止させ、トナー収容器内のトナーの前進方向への慣性力をより大きくしている。この際、トナー収容器を保持する収容器保持部材とストッパー部材との間で衝撃エネルギーが発生するため、容器保持部材とストッパー部材との間に弾性部材を設けて該衝撃エネルギーを低減させている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上述したトナー補給装置では、トナーがトナー収容部からトナー補給先である現像装置に直接補給される。そのため、トナー補給量の微細な制御ができず、必要以上のトナーが収容部から現像装置に排出され、現像剤におけるトナーの割合（以下、トナー濃度と称す）が適正値以上になってしまう虞があった。トナー濃度が適正値以上になると、地汚れなどの不良画像が発生してしまう。また、上述したトナー補給装置では、容器保持部材とストッパー部材との間の発生する衝撃エネルギーの全てを弾性部材が吸収・発散させることは不可能であり、相当の衝撃エネルギーが振動や騒音となって発生する。像担持体に静電潜像を形成する露光光学系において、その影響が顕著に現れる。像担持体としての感光体上に原稿の光像を形成する際、衝撃エネルギーによる振動が発生すると、感光体に原稿の光像を忠実に結像することができなくなる。結果として、画像不良が発生してしまう。また、現像プロセス、転写プロセス等のいずれの作像プロセスにおいても、振動は知覚バンディング等の原因となってしまう。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その第１の目的は、粉体収容器内の粉体を粉体補給先に適正量補給することができる粉体補給装置を提供することころである。また、第２の目的は、トナー収容器内のトナーを現像装置に適正量補給することにより、常に良好な画像形成が可能となる画像形成装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の粉体補給装置は、交換可能に設けられ、一側壁の端部寄りに粉体排出口を有する粉体収容器と、該粉体収容器内の粉体が該排出口に向かって移動するように該粉体収容器を往復運動させる往復運動手段とを有し、該粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置において、該排出口から該粉体補給先に補給する粉体の補給量を調節する粉体補給量調節手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、上記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、請求項１の粉体補給装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記トナー補給装置は、画像形成時には動作しないことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記トナー補給装置は、往復運動停止時には上記排出口が上記トナー補給先に対して閉口していることを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項２、３又は４の画像形成装置において、上記粉体補給量調節手段は、トナーを収容するトナー収容部と、該トナー収容部内のトナーが一定量以下になると上記往復運動手段を動作させて上記排出口からトナーを取り込むトナー取り込み手段と、上記現像装置内のトナー濃度が一定値以下になると該トナー収容部内のトナーを該現像装置に排出するトナー排出手段とを有することを特徴とするものである。
これらの発明によれば、粉体補給量調節手段が排出口から粉体補給先に補給する粉体の補給量を調節するので、粉体補給先に適正量の粉体を補給することが可能である。粉体補給装置として、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を用いた場合には、現像装置に適正量のトナーを補給することができるので、常に良好な画像を得ることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置における現像装置のトナー補給装置に適用した実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の一部部分を示す概略構成図である。潜像担持体としてのドラム状感光体１の周囲には、感光体１の表面を一様に帯電せしめる帯電器、原稿の光像を感光体１の表面に結像して静電潜像を形成する露光光学系、感光体１上の静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置２、現像装置２で得られたトナー像を記録媒体である転写紙に転写せしめる転写装置、トナー像の転写後に感光体１上に残留するトナーを掻き落すクリーニング装置等（何れも図示せず）が各々近接あるいは接触するようにして配設されしている。そして、現像装置２には、現像装置２にトナーを補給するためのトナー補給装置１０が取付けられている。なお、この画像形成装置のコピー動作については、周知の電子写真プロセスであるので説明は省略する。
【０００９】
上記現像装置２はトナーとキャリアからなるいわゆる２成分現像剤を用いる２成分現像装置であり、この現像装置２の現像ケーシング６内には、トナーとキャリアとを混合した現像剤７が収容されている。また、現像ケーシング６内には、現像ローラ３、トナー排出口２５を介して補給されたトナーＴを現像ケーシング６内の現像剤７と混合攪拌するとともに現像ローラ３に供給するための搬送スクリュー４，５、現像ローラ３上の現像剤量を規制する規制ブレード８などが配設されている。
【００１０】
上記搬送スクリュー４，５は、それぞれ図中奥行き方向に延在するように平行配設され、図示しない駆動系により現像ローラ３の長手方向で互いに逆向きに回転駆動されるようになっている。これら搬送スクリュー４と搬送スクリュー５との間には仕切板９が設けられ、この仕切板９により、現像剤７を収容する現像剤収容スペースが両者の周りに個別に確保されている。但し、搬送スクリュー４，５の両端近傍（図中手前端近傍、及び奥端近傍）に対応する領域には、仕切板９が設けられておらず、２つの現像剤収容スペースは該両端近傍で連通するようになっている。上記トナー補給装置１０から現像装置２内に補給されたトナーＴは、搬送スクリュー４，５の回転に伴い、現像剤７と混合・攪拌されながら現像ローラ３へと搬送される。そして、現像ローラ３の回転に伴い、現像ローラ３表面に担持された現像剤中のトナーＴが、上記感光体１上に形成された潜像に供給され、該潜像の現像が行われる。
【００１１】
次に、粉体補給装置としてのトナー補給装置１０の構成及び動作について説明する。トナー補給装置１０は、粉体収容器としてのトナー収容器１１と、該トナー収容器１１を保持する容器保持部材１２と、図示しない画像形成装置側板に略水平に固定支持されている支持台１３とから構成されている。本実施形態のトナー収容器１１は、外形状が直方体であり、その底面の端部寄りに排出口部１１ａが形成されている。このトナー収容器１１は、容器内のトナーＴがなくなった時点で、トナーを収容した新たなトナー収容器と交換される。トナー収容器１１は、容器保持部材１２に対して着脱可能に構成されている。新品のトナー収容器１１をトナー補給装置１０にセットする際には、トナー収容器１１下面に設置された固定版１１ｂの両側に設けられた突起部を容器保持部材１２の内側に設けられたレール等に沿ってセットし両者を一体化する。容器保持部材１２は支持台１３にコロ１４を介して設置されている。トナー収容器１１の排出口部１１ａと容器保持部材１２の開口部１２ａは前述したレール等の位置決め手段によってその位置がズレることなく一体となって開口面積を一定に保ったまま支持台１３に対して図中のＡ方向に移動できる構成となっている。なお、トナー収容器１１としては、外形状が直方体のものに限定されるものではなく、例えば円筒状の容器を用いることもできる。
【００１２】
次に、トナー補給装置１０において、トナー収容器１１内のトナーＴを排出口部１１ａに向かって移動させるように、トナー収容器１１を往復運動させる往復運動手段について説明する。本実施形態では、この往復運動手段として、上記支持台１３に固定され、上記容器保持部材１２とトナー収容器１１とを図中右方向に付勢する付勢手段としてのバネ１５と、容器保持部材１２の突起部１２ｂに周面が当接するように回動可能に配設されたカム１６と、支持台１３の突起部１３ａに固定された弾性ゴムからなるダンパー１８とを設けている。また、容器保持部材１２と支持部材１３との間には排出口部１１ａ、開口部１２ａを取り囲むようにシール部材２０が設置されている。
【００１３】
上記カム１６は、画像形成装置側板に固定されたモータＭ及び減速機１７によって適宜設定された回転数で回転駆動される。カム１６は、図示のように、カム曲面と段差部とからなり、後述するように、図中矢印Ｂ方向の回転に伴って、バネ１５の付勢力に抗して容器保持部材１２の突起部１２ｂを図中左方向に押圧し、容器保持部材１２とトナー収容器１１とを移動するとともに、該押圧移動を解除する機能を発揮する。図１において、カム１６をモータＭの駆動により図中矢印Ｂ方向に回転すると、カム１６のカム曲面が、容器保持部材１２の突起部１２ｂに当接し、バネ１５の付勢力に抗して容器保持部材１２を押圧する。この押圧により、容器保持部材１２とトナー収容器１１とが図中左方向に移動する（往時）。カム１６が回転しカム曲面の頂点部１６ａへと達すると、図２に示すように容器保持部材１２の開口部１２とトナー収容器１１の排出口部１１ａが支持台１３に固設されたシール部材２０により完全に閉口される状態となる。カム１６が更に回転して、突起部１２ｂが段差部に至ると、突起部１２ｂに対するカム曲面による押圧移動が解除され、バネ１５の付勢力によって、容器保持部材１２とトナー収容器１１とが、図中右方向に加速しながら移動する（復時）。このように、カム１６が１回転する毎にトナー収容器１１及び容器保持部材１２が図中矢印Ａ方向に一往復運動する。
【００１４】
そして、図２中右方向に加速しながら移動する容器保持部材１２及びトナー収容器１１は、容器保持部材１２の突起部１２ｃが支持台１３の突起部１３ａに固設されたダンパー１８に衝突し、残留振動の後、停止する。この停止時には、トナー収容器１１に、図中右方向に対してマイナスの大きな加速度が発生するので、トナー収容器１１内のトナーＴの図中右方向への慣性力によって、容器内のトナーＴは、図中右方向、すなわち排出口部１１ａに向かう方向に移動する。よって、このような往復運動を繰り返すことにより、略水平に配置されたトナー収容器１１内のトナーＴを、排出口部１１ａに向かって徐々に移動させることができる。この移動により、排出口部１１ａに達したトナーＴは、トナー自身の重力によって落下し、トナー補給装置１０のトナー排出口１９を介してトナー補給量調節装置２１へと供給される。
【００１５】
次に、本実施形態の特徴部となる粉体補給量調節手段としてのトナー補給量調節装置について説明する。このトナー補給量調節装置２１は、トナー取り込み手段としてトナー収容部２２内のトナー量が一定以下になるとこれを検知してトナー補給装置１０へ信号を送る圧電センサ２３と、トナー排出手段として現像装置２からの信号を受けてトナー収容部２２内のトナーをトナー排出口２５に向けて搬送してトナー排出口２５から現像装置２へ排出するスクリュー２４とを有している。スクリュー２４は、トナー収容部２２内に図中奥行き方向から手前方向に延在し、トナー収容部２２内のトナーを図中奥行き方向から手前方向へと搬送しながら手前端部にのみ存在するトナーをトナー排出口２５から現像装置２へ適当量を排出する。このように構成されるトナー補給量調節装置２１は、トナー収容部２２内の内壁に設置された圧電センサ２３がトナー収容部２２内のトナーがある一定量以下になったことを検知すると、前述のトナー補給装置１０へ信号を送る。そして、トナー補給量調節装置２１からの信号を受けたトナー補給装置１０は、上述した往復運動によってトナーＴをトナー排出口１９から排出し、該トナーＴをトナー収容部２２内へと供給する。一方、トナー補給量調節装置２１は、現像装置２に設置された図示しない透磁率センサが現像装置２内の現像剤のトナー濃度が一定値以下になったことを検知すると、該透磁率センサからの信号を受け、図示しない駆動手段によってスクリュー２４を駆動し、トナー収容部２２内のトナーをトナー排出口２５から現像装置２へ適当量を排出する。このように、トナー補給量調節装置２１は、トナー収容部２２内のトナー量に応じてトナー補給装置１０からトナーを取り込み、トナー補給装置１０から取り込んだトナーを現像装置２内のトナー濃度に応じて現像装置２に適正量排出することができるので、トナー排出口１９から直接現像装置２にトナーを補給する場合に比べトナー補給量の微調整が可能となる。その結果、現像装置２内のトナー濃度が適正値以上になるような不都合を防止することができ、常に良好な画像形成が可能となる。
【００１６】
また、本実施形態にかかるトナー補給装置１０においては、前述したように効率的にトナーをトナー排出口１９へと搬送し排出するため、高速で移動する容器保持部材１２を支持台１３の突起部１３ａとダンパー１８とで急停止させる方式を採用している。容器保持部材１２が急停止する際に発生する衝撃エネルギーは、容器保持部材の突起部１２ｃと支持台１３の突起部１３ａとの間に弾性ゴムからなるダンパー１８を設けることにより軽減されるようにされている。しかし、ダンパー１８が衝撃エネルギーの全てを吸収・発散させることは不可能であり、相当分の衝撃エネルギーが振動や騒音となって発生する。したがって、本実施形態にかかる画像形成装置は、作像プロセス中以外のウォームアップ時や機械停止時において、上記トナー補給装置１０の往復運動によりトナー補給量調節装置２１にトナーを排出し、該トナー補給量調節装置２１により必要トナー量を現像装置２へ補給する。そして、画像作像中には上記トナー補給装置１０の往復運動を停止させるような制御がなされている。したがって、感光体１に静電潜像を形成する光学露光系や、その他現像プロセス、転写プロセス等の作像プロセスが衝撃エネルギー由来の振動による影響を受けることがない。その結果、良好な画像を得ることが可能となる。
【００１７】
また、本実施形態にかかる画像形成装置においては、上記トナー補給装置１０の往復運動停止時には、すなわち、画像形成中や装置本体停止時には、図２に示すように、容器保持部材１２の開口部１２とトナー収容器１１の排出口部１１ａが支持台１３に固設されたシール部材２０により完全に閉口される状態となるように制御されている。トナー補給装置１０のトナー収容器１１と容器保持部材１２が図２に示す位置へと移動するのは、上述したように、カム１６のカム曲面における頂点位置１６ａが容器保持部材１２の突起部１２ｂを押圧している場合であり、画像形成中や装置本体停止時にはカム１６の頂点位置１６ａが突起部１２ｂを押圧した状態で保持される。このように、装置本体停止時には、トナー補給装置１０の排出口部１１ａ、開口部１２ａがシール部材２０により完全に閉口されている状態なので、装置本体に外力等が作用してもトナー収容器１１中のトナーＴがトナー補給量調節装置２１へと排出されることがない。よって、トナー収容部２２や図中奥行き方向から手前方向に向かうトナー搬送経路路に必要以上のトナーが供給されることがない。また、トナー収容部２２やトナー搬送経路路にトナーが押し込まれてトナーブロッキング等が発生し、現像装置２へのトナー補給が遮断されるような不具合を未然に防ぐことができる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明によれば、粉体補給先に適正量の粉体を補給することができる粉体補給装置を提供できるという優れた効果がある。また、本発明によれば、トナー収容器内のトナーを現像装置に適正量補給することにより、常に良好な画像形成が可能となる画像形成装置を提供することができるという優れた効果ある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかる画像形成装置の作像部分を示す概略構成図。
【図２】同画像形成装置の別の状態を示す概略構成図。
【符号の説明】
１　　感光体
２　　現像装置
７　　現像ローラ
１０　　トナー補給装置
１１　　トナー収容器
１２　　容器支持部材
１３　　支持台
１４　　コロ
１５　　バネ
１６　　カム
１７　　減速機
１８　　ダンパー
１９　　トナー排出口
２０　　シール部材
２１　　トナー補給量調節装置
２２　　トナー収容部
２３　　圧電センサ
２４　　スクリュー
２５　　トナー排出口
【図１】
2004037915.tif 000003
【図２】
2004037915.tif 000004