JP4261993B2 - 現像剤搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents
現像剤搬送装置及び画像形成装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP4261993B2 JP4261993B2 JP2003165256A JP2003165256A JP4261993B2 JP 4261993 B2 JP4261993 B2 JP 4261993B2 JP 2003165256 A JP2003165256 A JP 2003165256A JP 2003165256 A JP2003165256 A JP 2003165256A JP 4261993 B2 JP4261993 B2 JP 4261993B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- developer
- toner
- rotation
- conveying
- screw
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000011144 upstream manufacturing Methods 0.000 claims description 8
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 6
- 238000007599 discharging Methods 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000032258 transport Effects 0.000 description 27
- 238000000034 method Methods 0.000 description 16
- 230000004044 response Effects 0.000 description 9
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 8
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 7
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000008859 change Effects 0.000 description 4
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 4
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 3
- 238000013019 agitation Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 2
- NEAPKZHDYMQZCB-UHFFFAOYSA-N N-[2-[4-[2-(2,3-dihydro-1H-inden-2-ylamino)pyrimidin-5-yl]piperazin-1-yl]ethyl]-2-oxo-3H-1,3-benzoxazole-6-carboxamide Chemical compound C1CN(CCN1CCNC(=O)C2=CC3=C(C=C2)NC(=O)O3)C4=CN=C(N=C4)NC5CC6=CC=CC=C6C5 NEAPKZHDYMQZCB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 230000001186 cumulative effect Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 239000000428 dust Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 238000012432 intermediate storage Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 230000003252 repetitive effect Effects 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Dry Development In Electrophotography (AREA)
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像装置に、現像剤を搬送する現像剤搬送装置及び、それを備えた電子写真方式或いは静電記録方式を採用した、複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、画像形成装置においては、現像剤担持体の表面に顕画剤としての乾式現像剤を担持し、静電潜像を担持した像担持体の表面近傍に現像剤を搬送供給し、像担持体と現像剤担持体の間に交互(交番)電界を印加しながら静電潜像を現像して顕像化する方法が広く知られており、その現像剤担持体として、回転する非磁性の円筒部材である現像スリーブが、像担持体として、ドラム状の感光体である感光ドラムが用いられることが一般的である。
【0003】
現像方法としては、例えば、二成分系組成(キャリア粒子とトナー粒子)の現像剤(二成分現像剤)を用い、内部に磁界発生手段(磁石)を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成し、微小な現像間隙を保持して対向された感光ドラムに、この磁気ブラシを摺擦又は近接させ、現像スリーブと感光ドラム間(S−D間)に連続的に交互電界を印加することによってトナー粒子の現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返し行わせて現像を行う所謂磁気ブラシ現像法が知られている(例えば、特許文献1、特許文献2参照)。
【0004】
これらの二成分磁気ブラシ現像用の現像装置は、例えば、図8の断面図に示すような構成となっている。図8に示される現像装置100は、現像剤T1が収容され、互いに連絡可能な現像室105bと撹拌室105cとに分割された現像容器105、現像容器105の感光ドラム115との対向部の開口部分に設置された現像スリーブ101、中空の円筒部材である現像スリーブ101内に現像スリーブ101の回転に対して固定配置された円筒状の磁石(マグネットローラ)102、現像室105b内で現像剤を攪拌する現像スクリュー103、攪拌室105c内で現像剤を攪拌する撹拌スクリュー104、攪拌室105c上部に設けられたトナーの補給口105a、現像剤を現像スリーブ101の表面に薄層形成するために配置された規制ブレード106、で構成される。
【0005】
そして、現像装置の上部には、補給口105aから補給するための現像剤であるトナーT2を貯蔵する補給トナー容器107が設置される。補給トナー容器107と現像装置100との間を連絡する現像剤搬送装置50によって、補給トナー容器107より現像装置100へトナーT2が搬送される。そして、現像剤搬送装置50には、トナーT2を搬送するための搬送部材(搬送スクリュー)54が備えられている。
【0006】
図示の通り、現像スリーブ101は、感光ドラム115に対して近接配置され、感光ドラム115と逆方向又は同一方向に回転し、現像剤T1が感光ドラム115に対して接触する状態で現像できるよう設定されている。
【0007】
現像容器105中にはトナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤T1が収容されており、トナー粒子と磁性キャリアの混合比(以後、「T/C比」と称す。)は、現像により消費されたトナーに見合った量のトナーが、補給用トナーT2が収容されているトナー容器107から現像剤搬送装置50に設置された搬送スクリュー54によって補給される。
【0008】
このトナーを含む、現像装置100へ補給された補給現像剤T2が、現像容器105の補給口105aを経て、撹拌スクリュー104が設けられた撹拌室105cへ落下補給されることによってT/C比は一定に保たれている。
【0009】
そして、このときの現像容器105中のトナー粒子と磁性キャリアの混合比の検知及び維持方法としては従来から様々な方式がある。
【0010】
例えば、感光ドラム115の周辺に検知手段を設け、現像スリーブ101側から感光ドラム115側へ転位したトナーに光を当て、このときの透過光と反射光からトナー補給量を調整してT/C比を維持する方式、現像スリーブ101上に検知手段を設け、現像スリーブ101上に塗布された現像剤に光を当てたときの反射光からT/C比を検知する方式、現像容器105中にセンサを設け、コイルのインダクタンスを利用してセンサ近傍の一定体積内の現像剤の見掛け透磁率μの変化を検知し、T/C比を検知する方式等が実用化されている。
【0011】
これらのトナー濃度検知センサの中で、現像剤の透磁率変化を利用したトナー濃度検知センサは、例えば透磁率が大きくなった場合には一定体積で現像剤中のT/C比が低くなったことを意味し、これは現像剤中のトナー量が減ったことを意味するためにトナー補給を開始し、逆に透磁率が小さくなった場合には一定体積内で現像剤中のT/C比が高くなったことを意味し、現像剤中のトナー量が増えたことを意味するためにトナー補給を停止するようなシーケンスに基づいてT/C比を制御する。
【0012】
一方、現像スリーブ102、現像スクリュー103、撹拌スクリュー104は図示されていないモータ等の駆動源からギア列等の駆動伝達手段を経て回転駆動され、所定の方向へ所定の速度で回転することによって、現像容器105中の現像剤T1は現像室105bと攪拌室105cとを循環する。補給口105aから補給された新しいトナーT2は撹拌室105cを搬送される間に既に収容されていた現像剤T1と均一に撹拌され、十分に摩擦帯電を受けて現像室105bへと搬送される。
【0013】
現像室105bでは、マグネットローラ102が形成する現像磁界によって現像剤T1の磁気ブラシが形成され、磁気ブラシに付着しているトナーと現像スリーブ101表面に付着しているトナーが感光ドラム115に形成された静電潜像の画像領域に転移して現像が行われる。
【0014】
このように、現像装置100外部からトナーを現像容器105へ補給する画像形成装置では、トナー容器107から、図8においては補給トナー容器107下部の中間貯蔵空間(バッファ)をへて、現像装置100へトナーを搬送するため、現像剤搬送装置50が設けられている。ここでは、図9に示した側面からみた現像装置100及びトナー補給容器107の図に示すように、トナー補給容器107と現像装置100との間を連絡する管状部材51として設けられる。又、トナー容器107及び現像装置100に現像剤が出入りする開口を複数箇所設けて、それらの間を管状部材51で連絡して、複数の現像剤搬送装置50が設置される場合もある。
【0015】
そして、画像形成装置の必要に応じた箇所に、この現像剤搬送装置50における現像装置100への搬送路でのトナーの有無や現像剤中のトナー混合比を検出するセンサが設けられており、それぞれの位置でのトナーの有無や量に応じてトナーが搬送・補給されるシーケンスになっている。
【0016】
例えば、現像剤搬送装置50の構成は、図11に示すような管状部材であるトナー搬送パイプ51の内部に、搬送部材として、回転軸4aに螺旋状羽根部材である螺旋面4bを取り付けて構成されたトナー搬送スクリュー54を設けて、そのスクリュー54を回転させることによって現像剤(トナー)を螺旋面4bが進む方向に前進させるような方法を採用することが一般的である。そして、トナー搬送パイプ51には、トナー搬送方向で上流側からトナーを受け取る供給口52と、下流側へトナーを排出する排出口53が設けられており、供給口52は略鉛直上向きに、排出口53は略鉛直下向きに開いてトナーの自重を利用して下流へと搬送されていく。そして、図9に示されるように、供給口52は、トナー容器107のバッファに連絡し、排出口53は現像装置100のトナー補給口105aに連絡して、トナーは現像装置100に補給される。
【0017】
又、トナー搬送スクリュ−54は回転駆動手段55によって回転され、装置が要求しているトナーの量に応じてその回転回数又は回転時間が設定され、設定された回転回数又は回転時間に到達すると回転が停止することによって装置が要求しただけのトナーを搬送し、排出口53から排出する。
【0018】
このとき、トナー搬送スクリュー54の大きさに応じて1回転当たり又は単位時間当たりのトナーの搬送量が予め定数化されており、要求量に応じて回転回数又は回転時間を算出する制御が可能になっている。
【0019】
ここで、スクリュー54によるトナーの搬送量はスクリュー54の回転回数にほぼ比例するから回転時間に応じて設定するためにはスクリュー54の回転駆動手段がスクリュー54を常に一定の速度で回転可能であることが前提となる。
【0020】
又、スクリュー54の回転回数をカウントする手段を設けていれはスクリュー54の回転速度は一定であってもなくても回転回数で設定することが可能である。
【0021】
【特許文献1】
特開昭55−32060号公報
【特許文献2】
特開昭59−165082号公報
【特許文献3】
特開平6−161249号公報
【0022】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の現像剤搬送装置50においては、前述のように画像形成装置が要求するトナー量に応じてスクリュー54が回転することによってトナーを搬送して排出口53から排出し、それより下流側へ補給しているが、トナーは粉体であることから単位体積当たりの質量が完全に均一ではないので要求量と実際の現像装置への補給量即ち現像剤搬送装置からの排出量の誤差を完全になくすことはできない。更に、この誤差はトナーの流動性が悪く塊になりやすいトナーの場合、更に大きくなる。
【0023】
又、従来の画像形成装置においては、この誤差を小さくして要求量に対する実際の補給量のばらつきを小さくすると、T/C比がより安定するので、画像の濃度や色調の変動が小さくなるという、画像品質上のメリットがある。
【0024】
又、補給量のばらつきを更に小さくすると、トナーの使用量が正確に把握できるので、電気的なセンサの精度だけに頼ることなくトナーの残量を予測してユーザーに交換を促すことができるという消耗品の残量予測・空予測の精度向上というメリットもある。
【0025】
従って、本発明の目的は、従来のスクリューを用いた現像剤搬送装置を更に発展させたものであって、機構を極端に複雑化することなく、高額なセンサを設置しなくとも、現像剤搬送性を向上させ、更に、外部からの要求量に対する精度を向上させた現像剤搬送装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。
【0026】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る現像剤搬送装置及び画像形成装置にて達成される。要約すれば、第1の本発明は、現像剤が補給される供給口及び現像剤が排出される排出口が形成された管状部材と、
回転軸に前記供給口から前記排出口へ向う方向に1条以上の螺旋面が設置されて構成され、前記管状部材内に回転可能に支持され、回転することによって前記管状部材内にて現像剤を前記供給口から前記排出口へ向って搬送する搬送部材と、
該搬送部材を回転駆動する駆動手段と、
該駆動手段による前記搬送部材の回転を停止させる停止手段と、
を備える現像剤搬送装置において、
前記搬送部材に設置される前記螺旋面の条数をMとし、1以上の整数をNとしたとき、前記駆動手段が前記搬送部材の回転を開始させた後、回転角度が360/M×N[°]に到達すると、前記停止手段が前記搬送部材の回転を停止させることを特徴とする現像剤搬送装置を提供する。
【0027】
第2の本発明は、現像剤にて現像剤像を形成する現像装置と、現像剤が補給され、該現像装置に現像剤を搬送する第1の本発明の現像剤搬送装置と、を有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
【0028】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る現像剤搬送手段及び画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0029】
実施例1
本実施例にて、本発明を適用する現像剤搬送装置は、従来例にて説明した図8の構成の現像装置100において使用され、そして現像装置100は、例えば、画像形成装置の一実施例である図10に示すような電子写真方式の画像形成装置にて好適に使用できる。
【0030】
本実施例の画像形成装置について説明すると、給紙カセット111から記録材である記録紙が給紙され、搬送路途中に設けられたトップセンサー112で記録紙の先端が認識され、これに同期して感光ドラム115に画像形成が行われる。
【0031】
感光ドラム115上には、帯電ローラ114によって一様な帯電がなされる。この後、レーザー光学系113からの画像露光Lによって、記録紙の搬送に同期して、感光ドラム115上に潜像が形成され、この潜像に図8に示したものと同様の構成の現像装置100により現像剤(トナー)を選択的に付着させることで、現像剤像(トナー像)としての顕像が形成される。感光ドラム115上のトナー像は、記録紙を介して転写ローラ119からトナーと逆の極性の電圧を印加することによって、記録紙上に転写される。
【0032】
記録紙上に転写されたトナー像は、定着装置120において、熱と圧力をかけられることで記録紙上に固着される。継いで記録紙は搬送ローラ169a、169bによって搬送され、装置上面のトレイ170上に積載される。
【0033】
一方、感光ドラム115上に残ったトナーと紙粉は、クリーナー117によって除去される。
【0034】
そして、現像装置100には、トナー容器107から消費に応じて新しい補給トナーが補給されるようになっており、ここでも、図8、9に示したように現像剤搬送装置1がトナー容器107と現像装置100との間に設置されている。
【0035】
尚、図8に示した現像装置100や図10に示した画像形成装置は一例であり、他の構成のものでも良い。
【0036】
図1は本発明の現像剤搬送装置の実施例1を示す側面図(図1(a))及び断面図(図1(b))である。この現像剤搬送装置1は、管状部材であるトナー搬送パイプ1aと、その片端部で周面に設けられた供給口2と、もう片端部で同様周面に設けられた排出口3と、回転軸4aに一枚の螺旋状羽根部材を螺旋状に巻き付けた、つまり攪拌軸4aに1条の螺旋面4bが形成された搬送部材であるトナー搬送スクリュー4と、トナー搬送スクリュー4を回転駆動するモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5と、円盤であり、半径方向にスリット6aが設けられ、円盤の中心部分がトナー搬送スクリュー4との回転軸4aの延長部分で現像剤搬送方向下流側でトナー搬送パイプ1aの外側に固定された円状停止部材としてのエンコーダ6と、エンコーダ6のスリット6aを非接触で検出するフォトセンサ7、フォトセンサ7の出力を検出し、モータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5へ停止信号を送ることが可能な停止回路8と、にて構成される。
【0037】
本実施例ではモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5がスクリュー4の駆動手段であり、エンコーダ6とフォトセンサ7と停止回路8がスクリュー4の停止手段である。
【0038】
本発明の現像剤搬送装置は、Mをスクリューの条数とした時、スクリュー4の1/M回転当たりのトナーの搬送量Tは一定であり、こうした単位回転当たりのトナーの搬送量は、トナー補給の最小単位となり、一般にこの現像剤搬送装置1が備えられる現像装置100の画像形成(作像)条件から決定される。
【0039】
このトナー搬送量を定める最小単位が小さすぎると絶対値が小さいためばらつきを割合で考えたときの精度が低下し、又、大きすぎると補給の前後で現像装置100内のT/C比が大きく変わってしまい、できるだけ一定に保つという目的が達成できなくなる。従って、適用させる現像装置の構成によって適宜調整して精度が悪化しない程度に小さく、補給の前後でT/C比が激変しない程度に大きい量に設定する。一般にこの「最大ベタ画像分」のトナーの1/3〜1/20程度を「最小補給単位」とする。
【0040】
そして、この1/M回転当たりのトナー搬送量Tを維持するために、スクリュー4の螺旋面4bのピッチを均等にする。こうすることで、単位回転当たりのトナーの前進量が理論的に一定になる。
【0041】
本発明の現像剤搬送装置では、1/M回転当たりのトナー量が上記の方法で一定になるように設定されており、必ずTの整数倍の量でしか1回の補給を行わないことを特徴とする。ここでは、Tの単位をmgとする。
【0042】
従来にも、所定量の整数倍でしか補給しない例はあるが(特許文献3参照)、本発明においては、その所定量をスクリューの1/M回転当たり(Mはスクリューの条数)のトナー搬送量Tとする。
【0043】
従って、本実施例では、M=1なので1回転当たりのトナーの搬送量Tを設定し、Tの整数倍の量で1回の補給を行う。
【0044】
このとき、画像形成装置側の要求量がTの整数倍を超えた分の端数は単に切り捨てられるのではなく、画像形成装置側又はトナー搬送装置側のいずれかが記憶しておき、次回の要求量に上乗せすることによって総補給量に誤差が累積しないような制御が可能なシーケンスになっている。
【0045】
そして、本実施例では、装置からT[mg]のn倍のトナー補給の要求があると、モータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5がスクリュー4を回転させる。そして、エンコーダ6がn回回転したことを検出すると、停止信号を出してスクリュー4の回転を停止させる。
【0046】
こうした現像剤搬送装置を実現するため、本発明の最も特徴的な第一の特徴として、上記の制御によって、スクリュー4が回転する角度を考えると、常に360/M[°]の回転(M:スクリューの条数)の整数倍、つまり360/M×N[°]回転して停止するという特徴を持つ。こうして回転角度を制御することによって、所定のトナー量Tが定められる。
【0047】
つまり、停止手段であるエンコード6が搬送スクリュー4を回転を停止させるタイミングは、搬送スクリュー4の回転開始からの時間で決定せず、搬送スクリュー4の回転角度が360/M×N[°]に到達したことを検出する手段を有し、それによって停止タイミングを決定している。
【0048】
本実施例の場合、M=1なので、スクリューは常に、360°の整数倍、つまり360×N[°]回転して停止する。
【0049】
図2は、スクリュー4の回転角度に対するトナー排出量を示す。即ち、1条のトナー搬送スクリュー4を45°の回転移動を1回として40回、つまり45°を40回であるから、合計で360°回転を5回繰り返したときの、トナー搬送パイプ1aの排出口3からのトナーの排出量、つまりここでは現像装置100への補給量を測定したデータであり、横軸は回転の累積回数、縦軸は1回当たりのトナーの排出量を示す。尚、その量に増減があるのは矢印Aのように排出量が多いときと矢印Bのように排出量が少ないときがあるためである。又、X1〜8、Y1〜4は、それぞれスクリュー4の回転開始から停止までの1回毎の補給回転期間を示し、それはスクリュー4の回転数で区切られる。
【0050】
本実施例のように1条のスクリューを用いた場合、スクリュー4の1回転周期で排出量の増減を繰り返す。これは1回転を1周期としてスクリュー4の螺旋面が同じ状態に戻るからであって、搬送手段として用いているスクリュー4の周期性を利用すると、1回当たりの補給量を安定させることが可能となることがわかる。
【0051】
つまり、例えば、図2において、補給回転期間をX1〜8のように短く区切ると、1回の補給回転期間が短くなり、X1・X3・X4・X6・X7・のように多く補給される回とX2・X5・X8のように少なく補給される回が発生してしまう。それに対し、本実施例のように、Y1〜5のように、補給回転期間をスクリューの1回転とし、それに当たる量を1回の補給量とすれば、量の安定した補給を行うことが可能となる。
【0052】
従って、トナー補給装置はスクリュー4の螺旋面の周期性を利用して360°回転の整数倍の回転と停止を繰り返すことによって、補給精度を向上させているのである。
【0053】
更に本発明の最も特徴的な部分として、エンコーダ6がトナー搬送スクリュー4に回転軸4aの延長部分に固定されており、スリットが1箇所形成されていることである。
【0054】
トナー搬送スクリュー4を常に同じ回転角度だけ回転させて停止させる制御は、単に時間制御するだけではギアのバックラッシ等の機械的応答遅れや信号の割り込み等の電気的応答遅れが累積する可能性がある。そこで、スクリュー4に直接エンコーダ6を取り付けて、回転角度を検出して停止させる方法が最も信頼性が高く精度がよい。このような理由からスクリュー4とエンコーダ6を直接回転軸4aの延長部分に固定する構成をとっている。
【0055】
又、第二の特徴として、トナー搬送スクリューが停止して再び回転を開始する角度が、補給精度が最も安定するような特定の角度となるようにトナー搬送スクリュー4とエンコーダ6及び停止手段のタイミングが設定されていることである。
【0056】
この最も補給精度を安定させる特定の角度について、図3を用いて説明する。ここで、図3は、図2と同様に縦軸にトナー排出量、横軸にスクリュー4の回転数を示したものである。補給回転期間L1〜4、M1〜4、N1〜4、N1〜4、P1〜4は、L1〜4、M1〜4、N1〜4、N1〜4、P1〜4の順に、スクリュー4の回転周期で約4/1周期ずつ補給タイミングを後にずらしている。L1〜4及びM1〜4は、比較的排出量が多いタイミングで補給する場合の補給回転期間を示しており、N1〜4及びP1〜4は、排出量が少ないタイミングで補給する場合の補給回転期間を示している。
【0057】
図3において、これらのスクリュー4の回転開始から停止までの補給回転期間L1〜4、M1〜4、N1〜4、P1〜4のうち、M1〜4を補給回転機械とした場合が最も補給量のばらつきが大きくなる可能性が高い。
【0058】
これは、補給回転期間M1〜4では、排出量が多い状態の近くで停止させているので、その排出量のピークが前回の補給動作内に含まれる場合と次回の補給動作に含まれる場合が発生してしまうからである。従って、M1〜4からスクリュー4の回転角度で180°位相がずれたP1〜4を補給回転期間とすると、停止する状態の前後において排出されるトナーの量がL・M・N・Pの中で最も少ないため、排出量のばらつきが最も少なくなると考えられる。
【0059】
この排出量の大小とスクリュー4の螺旋面4bの関係は図示のようになっており、最も排出量が多いAの状態は排出口3のトナー搬送方向の領域において、最も上流側の淵3aの部分に、螺旋面4bが到達している状態であり、逆に、排出量の最も少ないBの状態は、スクリュー4がAの状態から180/M[°](Mはスクリューの条数)、回転した状態である。つまり、本実施例の場合、M=1なので180°回転した状態である。
【0060】
従って排出口3のトナー搬送方向に関して最も上流側の淵3aをトナー搬送スクリュー4の螺旋面4bが通過してから180/M[°]回転した状態で、停止手段がトナー搬送スクリュー4の回転を停止させるように、エンコーダ6のスリット6aの設置角度と停止手段の停止タイミングを設定する。
【0061】
そのことによって、常にBの状態で回転を開始し同じ停止させることが可能になるので、更に補給精度を向上させることができる。
【0062】
以上説明した通り、現像剤搬送装置において、スクリューの螺旋面の周期性を利用して、搬送スクリューに設置される螺旋面の条数をMとし、1以上の任意の整数をNとしたとき、駆動手段が搬送スクリューの回転を開始させた後、回転角度が360/M×N[°]に到達すると、停止手段が搬送スクリューの回転を停止させることによって、必ず、スクリューの1/M回転当たりのトナーの搬送量Tの整数倍の量でしか1回の補給を行わないので、従来例に比べて補給精度を向上させることが可能になっている。
【0063】
尚、本実施例では1条の螺旋面の例を説明したが、多条の螺旋羽根部材を取り付けた搬送部材であっても同様の考え方が適用できる。複数条の螺旋羽根部材を使用した例は実施例2にて詳しく説明する。
【0064】
又、本実施例の現像剤搬送装置においては、エンコーダがトナー搬送スクリューの回転軸の延長部分に固定されている。このようにスクリューの停止角度を直接検出することによって機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となるため、従来例に比べて補給精度を更に向上させることが可能になっている。本実施例ではエンコーダを直接スクリューに固定する方法を説明したが、例えばギア列を介してスクリューとエンコーダをつなぎスクリューとエンコーダの回転数を整数比にするようなギア比を設定することによっても機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となる。
【0065】
又、排出口のトナー搬送方向に関して最も上流側の淵の直上をトナー搬送スクリューの螺旋面が通過してから180/M[°]回転した状態でトナー搬送スクリューが停止するように、トナー搬送スクリューとエンコーダおよび停止手段のタイミングが設定されて、最もトナーの排出量が少ない状態で常に停止させることによって、従来例に比べて補給精度を更に向上させることが可能になっている。
【0066】
補給精度が向上することは、即ち要求量に、より近い量のトナーが補給できることであり、目的は達成される。
【0067】
実施例2
図4は本発明の実施例2を示した側面図(図4(a))及び断面図(図4(b))である。である。図4に示すように、本実施例では、2条の螺旋面4b、4cが形成されたトナー搬送スクリュー14を用いる。そして、スリット6a、6bが2箇所に設けられ、トナー搬送スクリュー14の回転軸4aの延長部分に固定されたエンコーダ16を用い、それの構成は実施例1と同様である。
【0068】
図1の場合、スクリュー14が1条の螺旋面4bを有するので、360/1[°]回転の整数倍、つまり1回転の整数倍で停止させればよいのでエンコーダ6には1箇所しかスリット6aが設けられていない。しかし、図2の例ではスクリュー14が2条の螺旋面4b、4cを有するため、360/2[°]回転の整数倍、つまり180°回転の整数倍で停止させなければならないので、エンコーダ16には外周に180°の間隔を置いて2箇所等間隔にスリット6b、6cが設けられている。
【0069】
このようにM条のスクリューの場合は、スリットをM個のスリットをほぼ等間隔でエンコーダに設けることによって、常にスクリューの螺旋面が同じ状態で回転・停止を繰り返すことができるので、前述の補給精度のよいトナー搬送が可能となる。
【0070】
実施例3
図5は本発明の実施例3を示した側面図(図5(a))及び断面図(図5(b))である。図5において、トナー搬送パイプ1a、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー供給口2、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー排出口3、1条の螺旋面4bが形成されたトナー搬送スクリュー4、トナー搬送スクリュー4を回転駆動するモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5を備えるところまでは実施例1と同様であるが、本実施例においては、エンコーダ6とは異なる方法で、搬送スクリュー4の回転角度が360/M×N[°]に到達したことを検出するスクリュー4の回転停止手段が設けられる。
【0071】
本実施例では、回転停止手段として、一部に係合部位46aが形成されトナー搬送スクリュー4の回転軸4aの延長部分に固定された回転部材46、回転部材46の係合部位46aに係合して回転可能に軸支されたレバー47、レバー47の一部を非接触で検出するフォトセンサ48、フォトセンサ48の出力を検出しモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5へ停止信号を送ることが可能な停止回路8が備えられる。よって、モータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5がスクリュー4の駆動手段であり、回転部材46、レバー47、フォトセンサ48、及び停止回路8がスクリュー4の回転停止手段である。このようにレバー47を介してスクリュー4の角度を検出する構成でも前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0072】
本実施例では回転部材46を直接スクリュー4に固定する方法を説明したが、例えばギア列を介してスクリュー4と回転部材46をつなぎスクリュー4と回転部材46の回転数を整数比にするようなギア比を設定することによっても機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となる。
【0073】
実施例4
図6は本発明の実施例4を示した側面図(図6(a))及び断面図(図6(b))である。である。図6において、トナー搬送パイプ1a、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー供給口2、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー排出口3、1条の螺旋面4bが形成されたトナー搬送スクリュー4、トナー搬送スクリュー4を回転駆動するモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5を備えるところまでは実施例1と同様であるが、本実施例においては、エンコーダ6とは異なる方法で、搬送スクリュー4の回転角度が360/M×N[°]に到達したことを検出する、スクリュー4の回転停止手段が設けられる。
【0074】
本実施例では、回転停止手段として、外周に凹凸が形成されトナー搬送スクリュー4の回転軸4aの延長部分に固定されたカム26、カムの凹凸を接触して検出するメカニカルセンサ27、メカニカルセンサの出力を検出しモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5へ停止信号を送ることが可能な停止回路8が備えられる。よって、モータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段5がスクリュー4の駆動手段であり、カム26とフォトセンサ27と停止回路8がスクリューの停止手段である。このように接触式のセンサでスクリューの角度を検出する構成でも前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0075】
本実施例ではカム26を直接スクリュー4に固定する方法を説明したが、例えば、ギア列を介してスクリュー4とカム26をつなぎスクリューとカムの回転数を整数比にするようなギア比を設定することによっても機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となる。
【0076】
又、本実施例では1条の例を示したが、凹凸を複数箇所設けたカムを直接スクリューに固定することや、ギア列を介してスクリューとカムをつなぎスクリューとカムの回転数をスクリューの条数の整数倍にするようなギア比を設定することによっても多条のスクリューで、同様の効果を得ることが可能である。
【0077】
実施例5
図7は本発明の実施例5を示した断面図(図7(a))及び側面図(図7(b))である。である。図7において、現像剤搬送装置1には、トナー搬送パイプ1a、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー供給口2、トナー搬送パイプ1aに設けられたトナー排出口3、1条の螺旋面4bが形成されたトナー搬送スクリュー4が設けられることは実施例1と同様である。本実施例においては、エンコーダ6とは異なる方法で、搬送スクリュー4の回転角度が360/M×N[°]に到達したことを検出するスクリュー4の回転停止手段が設けられ、トナー搬送スクリュー4を回転駆動するモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段35と、歯車に欠落部が形成されトナー搬送スクリュー4の回転軸4aの延長部分に固定された欠歯ギア36、欠歯ギア36を図示の方向へ引っ張り初期的な回転力を与えるばね37、欠歯ギア36の突起に係合して欠歯ギア36の回転を停止させる、電気的に動作可能な電気停止部材であるソレノイド38を、スクリュー4の回転停止手段として備えることを特徴とする。
【0078】
よって、本実施例ではモータ・ギア列・駆動回路を含んだ駆動手段35がスクリュー4の駆動手段であり、欠歯ギア36とばね37とソレノイド38がスクリュー4の停止手段である。
【0079】
待機状態において駆動手段35は常に回転しているが、欠歯ギア36の欠落部によってスクリュー4は回転しない。補給信号が入力されるとソレノイド38に電流が流れ、ソレノイド38のフラッパーが図示の方向へ動作することによって、突起から離間し、欠歯ギア36はばね37に引っ張られて初期的な回転力を与えられた後、駆動手段35のギアと噛み合うことによってスクリュー4は回転するが、1回転すると再びフラッパーに突起が係合するので欠歯ギア36は停止する。
【0080】
このようなソレノイドと欠歯ギアを組み合わせた1回転毎の間欠動作の機構は一般的であるが、このような簡単な機構を用いてスクリューを一定の周期で繰り返し回転させることによって、前述の実施例と同様の効果を得ることができる。
【0081】
本実施例では欠歯ギアを直接スクリューに固定する方法を説明したが、例えばギア列を介してスクリューと欠歯ギアをつなぎ、スクリューと欠歯ギアの回転数を整数比にするようなギア比を設定することによっても、機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となる。
【0082】
又、本実施例では1条の例を示したが、欠歯部を複数箇所設けた欠歯ギアを直接スクリューに固定することや、ギア列を介してスクリューと欠歯ギアをつなぎスクリューと欠歯ギアの回転数をスクリューの条数の整数倍にするようなギア比を設定することによっても多条のスクリューで、同様の効果を得ることが可能である。
【0083】
実施例1〜5に説明したように、本発明は、トナーの補給精度を向上させるために、Mをトナー搬送スクリューの螺旋面の条数、Nを1以上の整数としたとき、駆動手段がトナー搬送スクリューの回転を開始させた後、回転角度が360/M×N[°]に到達すると停止手段がトナー搬送スクリューの回転を停止させることで、スクリューの螺旋面の周期性を利用することによって、従来例に比べて補給精度を向上させることが可能になっている。
【0084】
又、停止手段は、実施例1〜5に説明したもの以外の構成をとっても良い。
【0085】
又、排出口のトナー搬送方向に関して最も上流側の淵の直上をトナー搬送スクリューの螺旋面が通過してから180/M[°]回転した状態で、停止手段がトナー搬送スクリューの回転を停止させるように、トナー搬送スクリューと停止手段を設定することで、最もトナーの排出量が少ない状態で常に停止させることによって、従来例に比べて補給精度を向上させることが可能になっている。
【0086】
又、停止手段となるエンコーダ・カム・欠歯ギア等をトナー搬送スクリューの回転軸の延長部分に固定することで、機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となるため、従来例に比べて補給精度を向上させることが可能になっている。
【0087】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の現像剤搬送装置及びそれを備えた画像形成装置は、現像剤が補給される供給口及び現像剤が排出される排出口が形成された管状部材と、回転軸に供給口から排出口へ向う方向に少なくとも1条以上の螺旋面が設置されて構成され、管状部材内に回転可能に支持され、回転することによって管状部材内にて現像剤を供給口から排出口へ向って搬送する搬送部材と、搬送部材を回転駆動する駆動手段と、駆動手段による搬送部材の回転を停止させる停止手段と、を備え、搬送部材に設置される螺旋面の条数をMとし、1以上の整数をNとしたとき、駆動手段が搬送部材の回転を開始させた後、回転角度が360/M×N[°]に到達すると、停止手段が搬送部材の回転を停止させるので、補給量の繰り返し精度が非常に高く、要求に近い量の現像剤が補給できる。
【0088】
又、エンコーダ等の停止部材を直接部材回転軸の延長部分に固定する構成によって機械的・電気的応答遅れを含まない回転・停止制御が可能となるため、更に補給精度を向上させることが可能である。
【0089】
又、排出口の現像剤搬送方向に関して最も上流側の淵の直上をトナー搬送スクリューの螺旋面が通過してから180/M[°]回転した状態でトナー搬送スクリューが停止するように設定することによって、更に補給精度を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る現像剤搬送装置の一実施例を示す側面図(図1(a))及び断面図(図1(b))である。
【図2】本発明の一例における搬送部材の回転角度と、現像剤補給間隔と、現像剤排出量と、の関係を示す説明図である。
【図3】本発明の一例における搬送部材の回転角度と、現像剤補給間隔と、現像剤排出量と、の関係を示す説明図である。
【図4】本発明に係る現像剤搬送装置の他の例を示す側面図(図4(a))及び断面図(図4(b))である。
【図5】本発明に係る現像剤搬送装置の他の例を示す側面図(図5(a))及び断面図(図5(b))である。
【図6】本発明に係る現像剤搬送装置の他の例を示す側面図(図6(a))及び断面図(図6(b))である。
【図7】本発明に係る現像剤搬送装置の他の例を示す断面図(図7(a))及び側面図(図7(b))である。
【図8】本発明に係る現像装置の一例及びその周囲を示す断面図である。
【図9】本発明に係る現像剤搬送装置、現像装置、及び補給トナー容器の一例を示す軸方向の断面図である。
【図10】本発明に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図11】従来の現像剤搬送装置の一例を示す断面図である。
【符号の説明】
1 現像剤搬送装置
1a トナー補給パイプ(管状部材)
2 供給口
3 排出口
4 搬送スクリュー(搬送部材)
4a 回転軸
4b、4c 螺旋状羽根部材(螺旋面)
5 駆動手段
6 エンコーダ(円状停止部材、停止手段)
7 フォトセンサ(停止手段)
8 停止回路(停止手段)
6a、6b スリット
26 カム部材(停止手段)
36 欠歯ギア(停止手段)
38 ソレノイド(電気停止部材、停止手段)
46 回転部材(停止手段)
47 レバー(停止手段)
48 フォトセンサ(停止手段)
100 現像装置
107 補給トナー容器
Claims (12)
- 現像剤が補給される供給口及び現像剤が排出される排出口が形成された管状部材と、
回転軸に前記供給口から前記排出口へ向う方向に1条以上の螺旋面が設置されて構成され、前記管状部材内に回転可能に支持され、回転することによって前記管状部材内にて現像剤を前記供給口から前記排出口へ向って搬送する搬送部材と、
該搬送部材を回転駆動する駆動手段と、
該駆動手段による前記搬送部材の回転を停止させる停止手段と、
を備える現像剤搬送装置において、
前記搬送部材に設置される前記螺旋面の条数をMとし、1以上の整数をNとしたとき、前記駆動手段が前記搬送部材の回転を開始させた後、回転角度が360/M×N[°]に到達すると、前記停止手段が前記搬送部材の回転を停止させることを特徴とする現像剤搬送装置。 - 前記排出口が前記管状部材の周面に設けられ、前記排出口の領域において、前記管状部材での現像剤搬送方向で最も上流側の淵部分を前記搬送部材の前記螺旋面が通過してから、前記搬送部材に設置される前記螺旋面の条数をMとしたとき、前記搬送部材が180/M[°]回転した状態で、前記停止手段が前記搬送部材の回転を停止させることを特徴とする請求項1の現像剤搬送装置。
- 前記停止手段は、前記搬送部材の回転角度が360/M×N[°]に到達したことを検出することを特徴とする請求項1又は2の現像剤搬送装置。
- 前記停止手段は、外周の一部に係合部位を設けた回転部材と、該係合部位に係合して動作可能に支持された可動部材と、該可動部材の位置を検出することによって前記回転部材の位相を検出する検出素子と、を含むことを特徴とする請求項3の現像剤搬送装置。
- 前記回転部材は、回転中心が前記搬送部材の回転軸の延長部分に固定され、前記搬送部材と一体となって回転することを特徴とする請求項4の現像剤搬送装置。
- 前記停止手段は、円盤の半径方向にスリットを設けた円状停止部材と、該円状停止部材の前記スリットを非接触で検出する検出素子と、を含むことを特徴とする請求項3の現像剤搬送装置。
- 前記円状停止部材は前記搬送部材の前記回転軸の延長部分に固定され、前記円状停止部材の中心を軸として、前記搬送部材と一体となって回転することを特徴とする請求項6の現像剤搬送装置。
- 前記停止手段は、回転可能で回転外周に凹凸を設けたカム部材と該カム部材の凹凸に接触して、前記カム部材の凸部分か又は凹部分を検出する検出素子を含むことを特徴とする請求項3の現像剤搬送装置。
- 前記カム部材は、回転中心が前記搬送部材の回転軸の延長部分に固定され、前記搬送部材と一体となって回転することを特徴とする請求項8の現像剤搬送装置。
- 前記停止手段は、回転外周に歯車の欠落部を有する欠歯ギアと、該欠歯ギアに契合し、電気的に動作可能な電気停止部材と、を含むことを特徴とする請求項3の現像剤搬送装置。
- 前記欠歯ギアは、前記搬送部材の回転軸の延長部分に固定され、前記搬送部材と一体となって回転することを特徴とする請求項10の現像剤搬送装置。
- 現像剤にて現像剤像を形成する現像装置と、現像剤が補給され、該現像装置に現像剤を搬送する請求項1〜11のいずれかに記載の現像剤搬送装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003165256A JP4261993B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 現像剤搬送装置及び画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003165256A JP4261993B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 現像剤搬送装置及び画像形成装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005003796A JP2005003796A (ja) | 2005-01-06 |
JP4261993B2 true JP4261993B2 (ja) | 2009-05-13 |
Family
ID=34091794
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003165256A Expired - Fee Related JP4261993B2 (ja) | 2003-06-10 | 2003-06-10 | 現像剤搬送装置及び画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP4261993B2 (ja) |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP4892374B2 (ja) * | 2007-02-26 | 2012-03-07 | 株式会社リコー | 現像剤補給装置及び画像形成装置 |
JP5031516B2 (ja) * | 2007-10-31 | 2012-09-19 | 株式会社リコー | 画像形成装置 |
JP5315272B2 (ja) * | 2010-03-18 | 2013-10-16 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
JP5627292B2 (ja) * | 2010-05-27 | 2014-11-19 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
JP5879301B2 (ja) * | 2013-04-27 | 2016-03-08 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 電子機器及び画像形成装置 |
JP6241388B2 (ja) * | 2014-07-24 | 2017-12-06 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | 画像形成装置 |
JP6648609B2 (ja) | 2016-03-31 | 2020-02-14 | ブラザー工業株式会社 | 現像カートリッジ |
CN109240056B (zh) * | 2018-11-12 | 2024-04-23 | 珠海天威飞马打印耗材有限公司 | 显影剂供给容器 |
-
2003
- 2003-06-10 JP JP2003165256A patent/JP4261993B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JP2005003796A (ja) | 2005-01-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6947681B2 (en) | Image forming apparatus with two-speed developing operation and toner control feature | |
JP2012141454A (ja) | 現像装置、画像形成装置、および現像剤攪拌搬送方法 | |
JP2009210737A (ja) | トナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置 | |
JP4261993B2 (ja) | 現像剤搬送装置及び画像形成装置 | |
JP2009258166A (ja) | 現像装置 | |
JP5581636B2 (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
JP4822822B2 (ja) | 画像形成装置 | |
JP2010113030A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2002162815A (ja) | 現像剤補給容器及び現像剤補給装置及び画像形成装置 | |
JP2012063550A (ja) | 現像装置および画像形成装置 | |
JP2004020614A (ja) | 現像装置およびこれを備えた画像形成装置、並びに現像装置のの現像剤有無判定方法 | |
US7664409B2 (en) | Image forming device | |
JP5600563B2 (ja) | 現像装置、画像形成装置および現像剤攪拌搬送方法 | |
JP4890603B2 (ja) | 画像形成装置及びトナー補給方法 | |
JP2006220984A (ja) | 画像形成装置 | |
US20170235252A1 (en) | Developing apparatus | |
JP2002082518A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2006126433A (ja) | トナー補給手段 | |
JP4008438B2 (ja) | 現像装置 | |
JP3316659B2 (ja) | 電子写真装置 | |
JP2009053329A (ja) | トナー濃度制御装置及び画像形成装置 | |
JP2011227202A (ja) | 画像形成装置 | |
JPH10319705A (ja) | 画像形成装置 | |
JP2008111996A (ja) | 画像形成装置 | |
JP5887132B2 (ja) | 現像装置および画像形成装置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060602 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090122 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20090203 |
|
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20090206 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120220 Year of fee payment: 3 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 4261993 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130220 Year of fee payment: 4 |
|
FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140220 Year of fee payment: 5 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |