(57)【要約】【課題】  デッドスペースを小さくすることができ、また、また、低印字率〜高印字率までの連続コピーに対応してトナーの供給が可能なトナー収納容器を提供する。【解決手段】  収容されたトナーを撹拌するためのトナー撹拌ローラと、撹拌されたトナーを搬送するトナー搬送ローラと、搬送されたトナーを現像装置に供給するための排出口とを有するトナー収納容器において、前記トナー搬送ローラ５２，５３を複数設けるとともに、各トナー搬送ローラ５２，５３に対応した前記排出口５２ａ，５３ａを設け、複数のトナー搬送ローラ５２，５３を個別に駆動可能とした。印字率が低い場合は、１のトナー搬送ローラ５２でトナーを現像装置６に供給し、印字率が高い場合は、全てのトナー反動ローラ５２，５３でトナーを搬送することで、常時、適正なトナー供給量を保つ。【選択図】      図２
2007271833.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
収容されたトナーを撹拌するためのトナー撹拌ローラと、撹拌されたトナーを搬送するトナー搬送ローラと、搬送されたトナーを現像装置に供給するための排出口とを有するトナー収納容器において、
前記トナー搬送ローラを複数設けるとともに、前記排出口を各トナー搬送ローラに対応して設けたことを特徴とするトナー収納容器。
【請求項２】
前記複数のトナー搬送ローラを個別に駆動可能としをことを特徴とする請求項１に記載のトナー収納容器。
【請求項３】
前記複数のトナー搬送ローラを離間して平行に配置し、中間に１又は２以上のトナー撹拌ローラを配置したことを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー収納容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジや、プロセスカートリッジなどのトナー収納容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体ドラムなどの像担持体表面を一様に帯電させ、この上にレーザ光などで原稿画像を結像させて静電潜像を形成し、これにトナーを付着させてトナー画像とし、これを記録媒体としての用紙に転写し、定着装置でトナーを加熱溶融させて定着させている。
【０００３】
トナーは感光体ドラムに隣接して配置された現像装置から供給されるが、この現像装置へは、トナーカートリッジなどのトナー収納容器から供給される。
【０００４】
図３は、従来のトナー収納容器と現像装置の構成を示す図である。現像装置６は、現像ローラ６１と撹拌ローラ６２と、３本の搬送スクリュー６３，６４，６５等を本体６０内に収容している。本体６０の上には、開口６６があり、ここにトナー収納容器５の排出口５ｄが嵌合されている。
【０００５】
トナー収納容器５は、箱状の本体５ａと、この本体５ａ内に収容されたトナーを搬送する１本のトナー搬送ローラ５ｂと、トナーを撹拌する１本のトナー撹拌ローラ５ｃとを備えている。トナー搬送ローラ５ｂは、スクリューコンベアで、トナーを紙面と垂直な方向に搬送し、トナー搬送ローラ５ｂの一端側に形成された排出口５ｄから現像装置６の本体６０内トナーを送り込む。
【０００６】
トナー収納容器５は、現像装置６に着脱自在な構成であり内部のトナーを使い終わると、新しいトナー収納容器５と交換される。そしてトナー収納容器５には、トナー搬送ローラ５ｂとトナー撹拌ローラ５ｃとを回転する歯車列が備えられている。そして、現像装置６にセットされることで、画像形成装置側に設けられた駆動歯車とかみ合い、この駆動歯車を画像形成装置にあるモータで回転することによって、回転、停止がされるようになっている。回転、停止の制御は、画像形成装置に設けられた制御装置により行われる。
【０００７】
現像装置６では、送り込まれたトナーを元々現像装置６内にあったトナーと共に搬送スクリュー６３，６４，６５で撹拌しながら搬送する。搬送スクリュー６３，６４，６５は、全て紙面と垂直な方向にトナーを搬送するが、隣接する搬送スクリューの搬送方向は反対方向となっていて、搬送するとともに、撹拌が促進されるようになっている。搬送されたトナーはトナー撹拌ローラ６２に達し、ここに来るまでの間に搬送スクリュー６３，６４，６５やトナー撹拌ローラ６２による摩擦や、本体６０の内壁との間での摩擦によって所定の帯電量に帯電した状態で現像ローラ６１に送られる。
【０００８】
トナーは現像ローラ６１から図示しない感光体ドラムの表面に形成された静電潜像に吸着され、感光体ドラム上にトナー像が形成されることになる。
【０００９】
静電潜像にトナーを供給する方式としては、トナーと現像剤（キャリア）とを用いる磁気ブラシ現像法の２成分現像方式と、トナーのみを用いる１成分現像方式とが存在するが、いずれの方式を用いても、像担持体にトナーを供給することにより現像装置内のトナーが減少すれば、トナーカートリッジ等のトナー収納容器から新たなトナーを補充しなければならない。
【００１０】
現像装置６におけるトナーの量は、搬送スクリュー６３，６４，６５などの撹拌部材の直径の２／３〜４／５が隠れる程度の量が投入されている。現像装置６には、このトナー量を検知するセンサがあり、トナー量が減ると、トナー収納容器５から新たなトナーを補充する。
【００１１】
トナーの消費量は、コピーの印字率による。すなわち、ベタ黒に近い高印字率ではトナーの消費量は多くなり、字数がすくない低印字率であればトナーの消費量は少ない。そして、低印字率から高印字率までどのような印字率の連続コピーにでも対応できるようにしなければならない。
【００１２】
一方、画像形成装置は、小型化の要請が強く、現像装置６もトナーホッパーを小さくするなど小型化が進んでいる。トナーホッパーが小さくなると、高印字率の連続コピーが続く場合には、トナー供給量を多くするのだが、高印字率から低印字率に変化したとき、トナーが過剰供給となり易い。トナーが過剰供給になると、撹拌ムラができたり、撹拌によりトナー温度が上昇して一部が溶融したり、トナーが現像装置６の外にあふれ出すおそれがある。
【００１３】
このような問題に対し、トナー搬送ローラ５ｂの回転速度を変化させることで、供給量を調整することが考えられる。しかし、そうすると高印字率のとき必然的に回転速度が早くなるので、飛散によりトナーが漏れる可能性があり、また、撹拌時の摩擦によりトナーの温度が上昇してトナーが顆粒化するなどのおそれが生じる。
【００１４】
また、別の問題として、トナー搬送ローラ５ｂとトナー撹拌ローラ５ｃとが１本ずつだと、トナー収納容器５の本体５ａ内のトナーを均等に撹拌する必要があるので、ローラ径を大きくする必要があり、本体５ａ内に、図３のクロスハッチングで示すように、大きなデッドスペース５ｅができてしまい、トナーの収納量が減少するという問題がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
本発明は、このような事実から考えられたもので、デッドスペース５ｅを小さくすることができるトナー収納容器を提供することを第１の目的としている。また、低印字率〜高印字率までの連続コピーに対応可能なトナー収納容器を提供することを第２の目的としてる。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の第１の目的を達成するために本発明のトナー収納容器は、収容されたトナーを撹拌するためのトナー撹拌ローラと、撹拌されたトナーを搬送するトナー搬送ローラと、搬送されたトナーを現像装置に供給するための排出口とを有するトナー収納容器において、前記トナー搬送ローラを複数設けるとともに、前記排出口を各トナー搬送ローラに対応して設けたことを特徴としている。
【００１７】
上記第２の目的を達成するために本発明のトナー収納容器は、前記複数のトナー搬送ローラを個別に駆動可能としたことを特徴としている。
【００１８】
前記複数のトナー搬送ローラを離間して平行に配置し、中間に１又は２以上のトナー撹拌ローラを配置した構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１９】
トナー搬送ローラを複数設け、各トナー搬送ローラに対応した排出口を設けることで、トナー搬送ローラの径を小さくすることができ、デッドスペースを小さしてトナーの収納量を多くすることができる。
【００２０】
複数のトナー搬送ローラを個別に駆動することによって、低印字率のコピーが続く場合は、トナー搬送ローラを１本だけ駆動して、少量のトナーを現像装置に供給し、高印字率のコピーが続く場合は、２つ乃至は全てのトナー搬送ローラを駆動することで、高印字率に必要なトナーを現像装置に供給することができる。このような構成によって、消費量に応じたトナーの補給ができ、トナーの過供給による弊害を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００２２】
図１は、本発明のトナー収納容器を用いた画像形成装置の構成を示す図である。この図１に示すように電子写真方式の画像形成装置１００は本体１の上面にプラテンガラスＰがあり、その上に原稿を載置して上からカバーＭで抑える。本体１内のこのプラテンガラスＰの下方には走査光学系２が設けられている。走査光学系２は往復動する原稿照射ランプ２ａ、第１ミラー２ｂ、Ｖ字形を形成する第２，第３ミラー２ｃおよび固定されたレンズ２ｄと第４ミラー２ｅとから成る。本体１の内部中央には感光体ドラム３が矢印方向に回転可能に設けられており、その周辺には、回転方向に沿って感光体ドラム３の表面を一様に帯電する帯電極４と、トナー収納容器５０によりトナーが補給される現像装置６と、転写電極７と、分離電極８と、除電電極９と、クリーニング装置１０とが順次配置されている。給紙カセット１１，１１’にはそれぞれサイズの異なる２種類の記録紙が収納されて本体１にセットされている。給紙ローラ１２は給紙カセット１１に収納された記録紙をレジストローラ１３の手前の待機位置まで給送するもので、記録紙の重送を防止するためにベルトを介して回転されるローラとその下方に設けられたさばきローラとにより構成されている。レジストローラ１３は給紙ローラ１２により給送される記録紙を前記待機位置で一旦停止させ、その後感光体ドラム３上の可視像先端と記録紙先端とを転写位置で一致させるように適切なタイミングで転写位置に向けて再び給紙する。給紙ローラ１２とレジストローラ１３との間には、記録紙を給紙ローラ１２の位置まで案内するためのガイド板１４が設けられている。このガイド板１４は、図示しないレバーを操作することによって開閉され、手を入れてジャム紙が取り出せるようになっている。転写後の記録紙は、搬送装置１５により定着位置まで搬送される。定着装置１６は加熱ローラ１６ａと圧着ローラ１６ｂとから成る。１７は定着後の記録紙を本体外部に排紙する排紙ローラである。
【００２３】
上記装置において、コピーボタンを操作すると、プラテンガラスＰ上の原稿は走査光学系２により露光走査され、感光体ドラム３の上に原稿の静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装置６によりトナーを吸着されて可視像とされ、この可視像は本体１の給紙カセット１１，１１’のいずれかから給送された記録紙に転写電極７によって転写される。転写後記録紙は分離電極８により感光体ドラム３から分離され、搬送装置１５により定着装置１６に搬送され、そこで定着され排紙ローラ１７により排紙される。このようにして記録紙面上に所要のトナー画像がつぎつぎと記録されるようになっている。
【００２４】
そして画像形成装置１００によってコピーが繰返されると現像装置６内のトナーが次第に消費されるので必要に応じてトナー収納容器５０からトナーを補給し現像装置６のトナー濃度を一定に保って常に良好なトナー画像が現像されるようになっている。
【００２５】
図２は、図１の現像装置６とトナー収納容器５０の部分を拡大した図である。現像装置６は、図３の従来例で示すものとほぼ同じ構成となっている。
【００２６】
トナー収納容器５０は、ほぼ直方体形状をした本体５１と、この内部の底部の左右両側に配置されたトナー搬送ローラとしての２本の搬送スクリュー５２，５３と、これら搬送スクリュー５２，５３の間に配置された２本の小径の撹拌ローラ５４，５５と、上方に配置された２本の大径の撹拌ローラ５６，５７とを有している。搬送スクリュー５２には、排出口５２ａが設けられ、搬送スクリュー５３には排出口５３ａが設けられている。現像装置６には、これら排出口５２ａ，５３ａを受けいれる２つの開口６６が形成されている。２本の搬送スクリュー５２，５３は、同じ径であるが、搬送方向は互いに逆方向となるようにしている。搬送方向を逆方向にするには、スクリュー螺旋を右と左にして同じ方向に回転する方法と、スクリューの螺旋をともに同じ右又は左方向にして、互いに逆方向に回転する方法とがあるが、いずれを採用してもよい。
【００２７】
本体５１の大きさが同じであれば、搬送スクリュー５２，５３が２本なので、図３に示す従来のものより径が必然的に小さくなる。そのため、両搬送スクリュー５２，５３間の間隔が広がり、ここにあるトナーは搬送も撹拌もされなくなる。そこで、これらの中間に撹拌ローラ５４，５５を設け、トナーを撹拌できるようにする。撹拌することで、左右どちらかの搬送スクリュー５２，５３に送り込まれ、搬送と撹拌がされることになる。搬送スクリュー５２，５３を本体５１の底部の両端近くに配置し、中間に撹拌ローラ５４，５５を配置することで、本体５１の下部にあるトナーの全てを漏れなく撹拌し、搬送することが可能となる。
【００２８】
搬送スクリュー５２，５３と、撹拌ローラ５４，５５の上方には、径の大きな撹拌ローラ５６，５７を設けている。これによって、搬送スクリュー５２，５３と、撹拌ローラ５４，５５の上方の大きな空間内のトナーを撹拌することができる。
【００２９】
このような構成によって、本体５１内をほぼ一杯になるまでトナーを入れても、全てのトナーを適切に撹拌したり、搬送したりすることが可能となる。
【００３０】
トナー収納容器５０は、画像形成装置１００に着脱自在に取り付けられるものである。そして、搬送スクリュー５２，５３や撹拌ローラ５４，５５，５６，５７は、従来と同様にトナー収納容器５０の一端側に設けられた歯車列により適当な回転比を持って駆動される。歯車列の駆動源は、画像形成装置１００側に設けられたモータと、これに接続される駆動歯車であり、画像形成装置１００に設けられた図示しない制御装置により回転・停止等の制御がされる。
【００３１】
本発明では、搬送スクリュー５２と５３とは、別々に回転・停止ができるようになっている。別々というのは、搬送スクリュー５２と搬送スクリュー５３とが全く独立した歯車列などで駆動される場合だけでなく、たとえば、搬送スクリュー５２の駆動歯車列と搬送スクリュー５３の駆動歯車列とをクラッチを介して直列に接続し、搬送スクリュー５２の方を画像形成装置１００の駆動源に接続することにしてもよい。その場合、クラッチを「切断」状態にすれば、搬送スクリュー５２のみが回転し、クラッチを「接続」状態にすれば、搬送スクリュー５２と５３の双方が回転することになる。この場合、駆動側に近い搬送スクリュー５２がメインとなり、搬送スクリュー５３はサブとなる。
【００３２】
クラッチを電気式にした場合、トナー収納容器５０側にクラッチ操作手段を設け、電機信号を送るように構成する、具体的には、ソレノイド等のアクチュエータと配線及び電機接点等を設ける。クラッチを機械式にすれば、クラッチ操作レバー等の操作部材を画像形成装置１００の本体側に設けておくことで操作が可能となり、トナー収納容器５０側には特別なものが不要となる。また、いずれの場合も、歯車列に代えてベルトとプーリを使用することができる。
【００３３】
搬送スクリュー５２だけを回転すると、排出口５２ａからトナーが現像装置６に供給される。この場合は、比較的少量のトナーがトナー収納容器５０から現像装置６へ供給されるが、これは、主として低印字率の連続コピーの場合に適した量である。通常の文書をコピーする場合などがこれに該当し、使用機会は多い。このような少量の消費量の場合でも、トナーの供給量が安定し、トナーの供給過剰による問題、トナーの飛散、トナーの漏れ、トナーのパッキング、画質の低下、等といった問題の発生を防止することができる。
【００３４】
連続で高印字率の原稿をコピーする場合は、メインの搬送スクリュー５２からの供給だけでは、現像装置６内のトナー量が減少する。そして、そのままの状態を続けると、トナー供給量がトナー消費量に追いつかず、トナー無しになってしまう。そのような場合、サブの搬送スクリュー５３も回転し、排出口５３ａからもトナーを供給することで対応が可能となる。
【００３５】
本発明によれば、トナー収納容器５０からのトナーの吐き出し量が安定し、トナー不足やトナーの供給過剰を防止することが可能なので、トナー収納容器５０から直接トナー収容能力の小さい現像装置６へトナーを補給することが可能となり、現像装置の小型化を図ることができる。
【００３６】
また、図２に示すように、搬送スクリュー５２，５３の径が小さくなり、中間に小径の撹拌ローラ５４，５５を配置するので、図３に比べてデッドスペース５８は小さくなり、同じ大きさのトナー収納容器であれば、デッドスペースが小さくなった分だけ多くのトナーを収納することができる。逆に、デッドスペースが小さくなった分だけ、トナー収納容器を小型化できる。図２の実施例では、搬送スクリューが２本であったが、３本以上としてもよいことは、言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明のトナー収納容器を用いた画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１の現像装置とトナー収納容器の部分を拡大した図である。
【図３】従来のトナー収納容器と現像装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３８】
５０      トナー収納容器
５１      本体
５２，５３    搬送スクリュー
５２ａ    排出口
５３ａ    排出口
５４，５５，５６，５７    撹拌ローラ
５８      デッドスペース
６０      本体
【図１】
2007271833.tif 000003
【図２】
2007271833.tif 000004
【図３】
2007271833.tif 000005