JP2005070285A - 電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
トナーを螺旋状回転体にて搬送する機構を持つトナー補給装置において、高密度印字に対応したトナー補給量を供給する際に、単位時間当たりのトナー補給量が増えることに伴い現像剤と十分に混合攪拌すること、及び現像剤の長寿命化を図ること。
【解決手段】
トナーを螺旋状の回転体で現像機へと補給する機構を持つ電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置において、トナーが前記螺旋状の回転体から現像機へと搬送されるトナー補給装置のトナー供給口の形状が、トナーの補給量を分散させる機能を持つことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明はトナー補給装置に関するものである。

レーザプリンタや複写機などの周知の電子写真プロセスを用いてトナー像を記録形成する画像形成装置においては、現像装置は感光体へトナーを現像する現像機と、それと隣接してトナーの消費に伴い現像装置へトナーを補給するトナー補給装置で構成される。トナーを現像機に補給する方法としては、トナー補給装置内に螺旋状の回転体を設けこれを回転することによりトナーをその軸方向へと搬送して前記の現像機へ補給する方法が一般的である。

図２と図５及び図６にて従来技術を説明する。図２においてトナー補給装置1はトナーを収容する容器にトナー２が入っており、容器の下部にはトナー２を搬送するための螺旋状の回転体であるトナーフィードスクリュー3がある。トナーフィードスクリュー３の上部には回転体であるアジテータ４があり、容器内のトナー２を攪拌し容器の壁にトナーが固着することの防止やトナー自身の重さによる経時的なトナーの凝集を防止し、かつ攪拌することでトナーの流動性を上げてトナーフィードスクリュー３が回転し図６に示す現像機９にトナーを補給した際にトナーフィードスクリュー３にトナーを常に供給して安定したトナー補給を可能にしている。また図５のように、トナーフィードスクリュー３の先端方向つまりトナーの搬送方向６には現像機にトナーを供給するための供給口７があり、四角形状でその幅はほぼトナーフィードスクリュー３と同じであるのが一般的である。この場合トナーフィードスクリュー３を回転させてトナーをトナー供給口７に向かって搬送すると、トナー供給口７の幅がほぼトナーフィードスクリュー３と同じであるため、トナーフィードスクリュー３のトナーがトナー供給口７に移動するとほぼ同時に全て落下するので、局所的な部分で補給が行なわれる。

図６において現像機９内でのトナーと現像剤１２の混合攪拌について説明する。現像機９の現像剤１２は螺旋状の回転体であるオーガスクリュー１３によって常に軸方向へと搬送されており、現像剤１２が搬送される途中に現像剤中のトナー濃度を検出するトナーコントロールセンサ１４がある。印刷によって現像剤中のトナー濃度が下がった場合には、トナーコントロールセンサ１４によって検出されて、トナー補給装置１からトナーが現像機９に補給される構成になっている。補給されたトナー１１はオーガスクリュー１３によって現像剤１２と混合攪拌される。現像剤１２がトナー補給部分からトナーコントロールセンサ１４の所までに移動するまでには時間がかかるので、この間に印刷装置が更にトナーの補給が必要となる高密度の印刷を行なう場合もあれば、トナーを補給する必要が無いようなほとんど印字の無い印刷を行なう場合もある。トナーの入れすぎを防止するために、トナーコントロールセンサ１４がトナー濃度を低いと判断してトナー補給を行なう際に、ある一定量のみ即ち一定時間のみトナー補給を実行し、補給されたトナーがオーガスクリュー１３によって現像剤１２と攪拌混合されながら搬送されてトナーコントロールセンサ１４上に来た時に再度トナー濃度を判断し、まだトナー濃度が低い場合は再度トナーを一定時間補給することを繰返すようになる。従ってトナーの補給は断続的になり、トナーをスクリューにて補給する場合は補給位置が一点になってしまうので一ヶ所に大量のトナーを補給してしまい現像剤と混合することが難しくなる欠点がある。

近年、印刷する用紙において印字密度が上がり、それに対応した現像機やトナー補給装置が必要となっている。トナー補給装置としては印字密度が上がると現像機から感光体に現像されるトナー量が増えるために、その不足分のトナーを補給することが必要とされ、単位時間当たりの現像機へのトナー供給量を増やすことが必要となる。そのために、トナーフィードスクリューの回転数を上げたり、スクリュー部の外径を大きくするなどの方法が取られてきた。しかし、単位時間当たりのトナー補給量を増やすことは、一度に大量のトナーを現像機に投入することとなり、トナーが十分に攪拌されずに現像剤の帯電が上がらない状態が発生し、印刷された用紙にカブリや濃淡ムラが現れてしまう。その対策としてトナーの単位時間当たりの供給量を減らすことが上げられるが、この場合十分な高密度印字の印刷に追従できない問題があった。又、現像剤の帯電を上げるために現像機内のトナーの混合攪拌を行なうオーガスクリューの長さを延ばし攪拌する時間を延ばす方法が上げられるが、この場合現像機内の現像剤のトナー濃度が下がった事をトナーコントロールセンサが感知してトナー補給を行なった際に、攪拌部分のオーガスクリューの長さが長いために現像剤中のトナー濃度が回復したとセンサが認識するまでに時間がかかり反応が鈍くなってしまう。反応が鈍くなるために過剰にトナーを補給してしまうことも予想され濃度ムラの要因となってしまう。この解決策としてはオーガスクリューの回転数を上げてトナーが補給されてからトナーコントロールセンサまでの到達時間を短縮すれば反応が早くなり、トナーの過剰供給も防ぐことが出来る。しかしその反面オーガスクリューの高回転によって現像剤にストレスが発生し、現像剤の寿命が短くなる問題がある。

上記の様に従来技術においては、トナーの補給量を少なくするために高印字密度の印刷に追従出来なかったり、現像機内の混合攪拌用オーガスクリューの回転数を上げたために高印字密度に追従しても現像剤の寿命が短くなるという問題があった。

本発明の目的は、高印字密度の印刷に対応し単位時間当たりのトナー補給量を減らすことなくトナーの補給を可能にし、現像機内でトナーと現像剤の混合攪拌において現像剤にストレスを過度に与えずに現像剤の長寿命化をはかることにある。

上記目的は、トナー補給装置の現像機へのトナー補給口の形状を、トナーの補給量を分散させる機能を持たせることにより達成される。

本発明によれば、トナー補給装置のトナー補給口の形状を変更することによりトナーを一度に大量ではなく分散させながら補給出来るので、高印字密度の印刷に対応しカブリや濃度差を軽減することが出来る。

以下、本発明の実施例を図１、図２、図３、図４を用いて説明する。

図１、図２において、トナー補給装置１は収容容器にトナー２が入っており、容器の下部にはトナー２を搬送するための螺旋状の回転体であるトナーフィードスクリュー３がある。トナーフィードスクリュー３の上部には回転体であるアジテータ４があり、トナー２を攪拌することで容器内へのトナーの固着防止やトナーフィードスクリュー部へ安定したトナーの補給を可能にしている。トナーフィードスクリュー３の先端方向つまりトナーの搬送方向６には現像機にトナーを供給するためにトナー供給口７があり、その形状は図１に示すようにトナーフィードスクリュー３による搬送方向６に沿って徐々に開口部１６が広がる形状を取っている。単純に開口部を長くしただけでは、トナーの大部分は開口部の先端にて落下してしまい、トナーが一度に大量に入ってしまう。そのために先端部の開口部を小さくすることにより、先端部での開口部から落下するトナー量を少なくする事が出来て、トナーが搬送されていくと徐々に開口部の幅が広がるのでトナーフィードスクリュー部に残っているトナーが連続して落下していき、トナーを一度に大量ではなく開口部の先端から後端部分まで時間をかけてトナーを少量ずつ落下する事が可能となり、かつ単位時間当たりの補給量自体は変らない。後端部を広げているのはトナーフィードスクリュー３にて搬送されてきたトナーを全て現像機へと補給するためであり、仮にトナーフィードスクリュー部分に残ってしまうとそれが堆積しトナーを凝集させてしまったり、端部の軸受けを痛めてしまうからである。

トナーを少量ずつ補給することにより、局所的な現像剤中のトナー濃度が極端に上昇することを抑えられるので、トナーと現像剤が攪拌混合され易く現像剤の帯電が上がり易い。そのため現像機において混合攪拌用のオーガスクリューの長さを長くする必要は無いので、オーガスクリューの回転数を上げる必要も無くなり現像剤の寿命は短くならない。

図３にトナー供給口７の他の例を示している。本例は、補給口７のトナーの落下する量を制限する部分の形状は長方形とし、その幅をトナーフィードスクリューの外径よりも短くし（スクリューの外径と軸径の差よりも短い方が望ましい）、長さをスクリュー外径よりも長くしてある。幅を狭くしているのでトナーが落下しにくくトナーが分散して補給され同様の効果がある。

図４にトナー供給口７の更に他の例を示している。本例は、トナー補給口７を複数個設け、その補給口の最後の部分を除いてそれぞれの補給口においてトナーが落下しきれない開口面積にすることで、同様の効果がある。

本発明によるトナー補給装置の断面図。（実施例１） トナー補給装置の概略図。 本発明によるトナー補給装置の断面図。（実施例２） 本発明によるトナー補給装置の断面図。（実施例３） 従来のトナー補給装置断面図。 電子写真式画像形成装置の概略構成図。

符号の説明

１ トナー補給装置
２ トナー
３ トナーフィードスクリュー
４ アジテータ
６ トナー搬送方向
７ トナー供給口
９ 現像機
１０ 感光体
１１ 補給トナー
１２ 現像剤
１３ オーガスクリュー
１４ トナーコントロールセンサ

Claims (3)

1. トナーを螺旋状の回転体で現像機へと補給する機構を持つ電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置において、トナーが前記螺旋状の回転体から現像機へと搬送されるトナー補給装置のトナー供給口の形状が、トナーの補給量を分散させる機能を持つことを特徴とする電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置。
2. 前記トナー供給口は、前記螺旋状の回転体によるトナーの搬送方向に対し、先端部分を狭くし徐々にその幅を広くすること特徴とする請求項１記載の電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置。
3. 前記トナー供給口は、前記螺旋状の回転体によるトナーの搬送方向に対し、複数個設けること特徴とする請求項１記載の電子写真式画像形成装置におけるトナー補給装置。
   

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