JP4580429B2 - トナー供給装置 - Google Patents
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Description
特許文献1に開示されるトナー調整装置は、トナー濃度調整用のトナー収容室(特許文献1の予備トナー収容室)と、このトナー収容室に希釈液を供給するための希釈液供給部と、前記トナー収容室に高濃度トナーを供給するための高濃度トナー供給部とを具備し、トナー収容室から、濃度調整したトナーを、現像ローラにトナーを接触、供給するためのトナー室(特許文献1の、図2中符号37Bのトナー収容室)に送給する構成になっている。また、トナー収容室には、トナー室からのトナー返送用の配管が接続されており、トナー収容室に戻されたトナーはトナー室へ循環供給される。
そこで、このトナー調整装置では、トナー室内のトナー濃度の安定化を図るべく、希釈液供給部、高濃度トナー供給部からトナー収容室への送液、トナー収容室から現像ローラ側のトナー室への送液が、トナー収容室内のトナー濃度を一定範囲に維持するように制御される。また、これら送液の制御によって、トナー収容室内の液面レベルも一定範囲に維持する。
(a)トナー収納室内のトナー濃度制御のために、トナー収容室の底部に濃度センサが設置される。しかしながら、濃度センサによる濃度計測が、トナー収容室内でのトナーの分散状態に影響を受けやすく、トナー濃度制御の精度低下の原因となる。例えば、トナー収容室内でのトナーの攪拌直後等、トナー収容室内にトナーが均一に分散していないときには、濃度センサが、現像器側のトナー室のトナー濃度とは相違する濃度を検出することになる。
(b)トナー収容室のトナー濃度が、トナー収容室から現像器のトナー室へのトナー供給用の配管やバルブを介して、現像器のトナー室に反映されるまでにタイムラグがある。
(c)前記濃度センサは、超音波が液体トナー中を伝播する間の減衰率を測定するタイプのものであるが、送受信部の温度特性が考慮されていないため、計測濃度に誤差を生じやすい。例えば、ローラニップの摩擦等でトナー温度が上昇すると、発信部が過剰発信し、受信部での受信レベルが上昇する結果、計測濃度が実際よりも薄い側に偏ってしまう。
また、本発明は、前記濃度センサは、前記トナー送給用管路においてその上流側に設けられていることを特徴とするトナー供給装置を提供する。
また、メインタンクに恒温装置を設けることにより、トナー温度上昇が抑えられ、濃度検出センサでの超音波による濃度検出誤差が低減する。
図1は本発明に係るトナー供給装置1を適用した電子写真印刷機1Aの構成を示す正面図、図2はトナー供給装置1の構成を示す全体図、図3(a)、(b)はトナー供給装置1に適用される濃度センサの一例の構造を示す図である。
露光装置4は、前記帯電装置3によって帯電された前記感光ドラム2表面の電荷を露光によって除去して、静電潜像を形成するものである。露光装置4は、感光ドラム2表面の一部又は全体から、露光によって電荷を除去する。
この現像装置5は、現像ローラ52から前記感光ドラム2にトナーを供給して前記感光ドラム2表面に前記静電潜像を可視像化したトナー像を形成するものである。
現像器51、トナー供給装置1の構成については後に述べる。
感光体クリーナー7は、感光ドラム2表面の付着物(トナー等)を除去して、感光ドラム2表面を清掃するものである。
バックアップローラ9は、転写ローラ8との間に記録紙101を挟み込んで、転写ローラ8の記録紙101に対する圧接力を確保するものである。
図1では、現像器51について、模式的に、現像ローラ52の下部を、トナー収容室53内に貯留されているトナー10中に浸潰させた構成を例示しているが、現像器51としては、例えば、トナー収容室53内に貯留されているトナー10中に浸潰させたトナー供給ローラを介してトナー10を現像ローラ52に供給する構成等も採用可能であり、その具体的構成は図1のものに限定されるものではない。
図1、図2に示すように、トナー供給装置1は、トナー濃度調整用のメインタンク11と、このメインタンク11に高濃度トナーを供給する高濃度トナー供給部12と、前記メインタンク11に希釈液を供給する希釈液供給部13と、前記メインタンク11から前記現像器51のトナー収容室53へのトナー送給用の管路14(以下、トナー送給用管路)の途中に設けられ該トナー送給用管路14内のトナー濃度を計測する濃度センサ15と、この濃度センサ15による計測濃度に基づいて、前記希釈液供給部13から前記メインタンク11への希釈液の供給、前記高濃度トナー供給部12から前記メインタンク11への高濃度トナーの供給を制御する制御装置16を具備して構成されている。
図中、符号124はコンクトナーパック、125はポンプである。高濃度トナー収容室121には、ポンプ125を介して、コンクトナーパック124から高濃度トナーを補充できる。
なお、希釈液収容室131には、キャリア液パックを接続するための接続用ポート131aが設けられており、適宜、キャリア液パックから希釈液を補充できる。
また、図中符号17は、前記トナー収容室53から前記メインタンク11へのトナー返送用の管路17(以下、トナー返送用管路)であり、その途中に設けられたポンプ171によって、メインタンク11とトナー収容室53内のトナーをメインタンク11へ返送する。
メインタンク11内のトナー濃度は、高濃度トナー供給部12の高濃度トナー収容室121内のトナー濃度よりも低く保たれる。
この制御装置16による希釈液供給部13、高濃度トナー供給部12の制御は、濃度センサ15の計測濃度に基づいて、希釈液収容室131からメインタンク11への送液、高濃度トナー収容室121からメインタンク11への送液を制御することによりなされる。
希釈液収容室131からメインタンク11への送液の制御は、制御装置16が希釈液供給部13のポンプ133の駆動を制御することによってなされる。
そして、このトナー供給装置1では、制御装置16の制御により、濃度センサ15による計測濃度が予め設定しておいた濃度(設定濃度)よりも低下した場合は高濃度トナー供給部12からメインポンプ11へ高濃度トナーを供給し、濃度センサ15による計測濃度が設定濃度よりも上昇した場合は希釈液供給部13からメインタンク11へ希釈液を供給する。これにより、メインタンク11内のトナー濃度を安定に保つ。
また、高濃度トナー供給部12、希釈液供給部13の制御、つまり、高濃度トナー供給部12からメインタンク11への高濃度トナーの送給量、希釈液供給部13からメインタンク11への希釈液の送給量の制御により、メインタンク11内の液体トナーの液面レベルも安定に保つようにする。液面レベルの安定維持は、トナー送給用管路14のトナー流量の安定化等に有効に寄与する。
希釈液、トナー粒子の消費比率の変動によって、トナー収容室53からトナー返送用管路17を介してメインタンク11に返送されるトナーの濃度にも変動が生じるが、このトナー供給装置1によれば、制御装置16が、濃度センサ15による計測濃度に基づいて、高濃度トナー供給部12からメインタンク11への高濃度トナーの送給、希釈液供給部13からメインタンク11への希釈液の送給を制御することにより、メインタンク11内のトナー濃度を安定に保つため、トナー送給用管路14を介してメインタンク11から現像器51のトナー収容室53へのトナー送給によって、トナー収容室53内のトナー濃度の安定化を図ることができる。その結果、絵柄濃度のコントロールを正確に行えるようになる。
図示例では、濃度センサ15は、ポンプ141よりも上流側に設けられている。
図3(b)に示すように、この濃度センサ15は、トナー送給用管路14を流れる液体トナーが導入される濃度検出室151を内部に有する筐体152と、濃度検出室151を介して対向配置して前記筐体152に取り付けられた超音波送受信器153a、153bとを具備し、対をなす超音波送受信器153a、153bの一方(ここでは符号153aが送信器。153bは受信器)から発信した超音波が濃度検出室151内の液体トナー中を伝播する間の減衰率を測定することで、トナー濃度を計測するものである。
この濃度センサ15は、トナー送給用管路14の配管を入口側接続ポート154、出口側接続ポート155に接続することで、トナー送給用管路14の途中に介在配置される。つまり、濃度センサ15は、トナー送給用管路14にインラインで接続される。入口側接続ポート154には、トナー送給用管路14において濃度センサ15からメインタンク11側の配管が接続され、出口側接続ポート155にはトナー送給用管路14において濃度センサ15から現像器51側の配管が接続される。これにより、入口接続ポート154から導入されたトナーが濃度検出室151を介して出口側接続ポート155から流出するようになる。
この恒温装置18によって、メインタンク11からトナー送給用管路14に導入されるトナーの温度の安定化も図ることができる。超音波式の濃度センサ15は温度による特性変化が生じるが、恒温装置18によって濃度センサ15に導入されるトナーの温度の安定化を図ることで、濃度センサ15の特性を安定に維持できる。このため、導入されるトナー温度に対応する濃度センサ15の特性を把握しておくことで、正確な濃度計測が可能となり、濃度計測精度を向上できる。
これにより、感光ドラム2の熱や、感光ドラム2に対する現像ローラ52のローラニップによる摩擦熱等で加温されたトナーがトナー返送用管路17からメインタンク11に戻されることによるメインタンク11内のトナー温度の上昇を防ぐことができる。
なお、恒温装置18としては、図示例の通水方式のものに限定されず、様々な構成のものを採用できることは言うまでも無い。
トナー送給用管路14において、メインタンク11と濃度センサ15との間に確保した流路長(管路長L。図1参照)はトナー粒子の拡散に有効に寄与するが、メインタンク11中でのトナーの移動距離の確保によって前記管路長Lを短くすることができる。
また、トナー濃度上昇が抑えられる結果、濃度センサ15での濃度検出誤差が低減する。
図1では、トナー送給用管路14及びトナー返送用管路17を、現像器51のトナー収容室53に接続して、循環型トナー供給システムを組み立てた構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、図4に示すように、現像器51として、現像ローラ52へのトナー供給用のトナー収容室53とは別に、現像ローラ52の感光ドラム2との接触点よりも現像ローラ52の回転方向下流側(かつ、トナー収容室53よりも回転方向上流側)にて、現像ローラ52からトナーを回収する現像ローラクリーナー54を設け、このクリーナー54にトナー返送用管路17を接続し、現像ローラクリーナー54にて現像ローラ52から回収したトナーをトナー返送用管路17を介してメインタンク11へ返送する構成としても良い。
この場合は、トナー収容室53内のトナー濃度が、印刷動作に伴うトナー消費の影響、つまり、トナーによる感光ドラム2の静電潜像の現像(可視像化)に伴う希釈液、トナー粒子の消費比率の影響を受けないため、トナー収容室53内のトナー濃度の安定化を容易に実現できる、といった利点がある。
Claims (2)
- 電子写真印刷機の現像器に液体トナーを供給するトナー供給装置であって、
液体トナーの濃度調整用のメインタンクと、このメインタンクに高濃度トナーを供給する高濃度トナー供給部と、前記メインタンクに希釈液を供給する希釈液供給部と、前記メインタンクから前記現像器への液体トナーの送給用のトナー送給用管路の途中に設けられ該トナー送給用管路内の液体トナーの濃度を計測する超音波式の濃度センサと、前記メインタンク内の液体トナーの濃度を予め設定した濃度に維持するべく、前記濃度センサによる計測濃度に基づいて、前記希釈液供給部から前記メインタンクへの希釈液の供給、前記高濃度トナー供給部から前記メインタンクへの高濃度トナーの供給を制御する制御装置とを具備し、
前記メインタンクは細長に構成されており、その長手方向一端側である上端部に、前記希釈液供給部と、前記高濃度トナー供給部と、前記現像器のトナー収容室から前記メインタンクへのトナー返送用管路とが接続され、他端側である下端部に前記トナー送給用管路が接続され、前記メインタンクに恒温装置の通水管(181)が該メインタンクの長手方向のほぼ全長にわたって設けられていることを特徴とするトナー供給装置。 - 前記濃度センサは、前記トナー送給用管路においてその上流側に設けられていることを特徴とする請求項1記載のトナー供給装置。
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