JPH0273276A - トナー補給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、複写機等の画像形成装置で、現像装置にトナ
ーを補給するトナー補給装置に関するものである。

（従来の技術及びその課題） 複写機、プリンタ、７アクシミリ等の画像形成装置は近
年増々小型化される傾向にあり、そのため内部構成装置
である感光体や現像装置も非常にコンパクトになりつつ
ある。

また、一方では、データ処理の高速化の要請に基づき、
単位時間当たりの複写量、印字数も多いものが必要とさ
れている。

しかしながら、小型の現像装置では内部に収容できる現
像剤の量も限られており、高速複写機等にあっては度々
トナーを補給しなければならならいという問題点が生じ
てきた。

ところが、小型の画像形成装置では、感光体の周囲には
各種チャージャ類やクリーニング装置などが所狭しと配
置されているため、現像装置自体に収容できるトナー量
を多くすることは困難である。

また、それが可能としても、一箇所に大量のトナーを収
容すると、底部のトナーはトナー自身の重量や撹拌装置
による圧力によってストレスを受けやすく、トナーが劣
化して所期の帯電性が得られないという問題がある。

（課題を解決するための手段） 本発明は前記問題点を解決するためになされたもので、
一実施例を示す第１．２図を参照して説明すると、外部
から補給されたトナーを収容する第１のトナー収容部（
３）と、現像装置（１）に付設された第２のトナー収容
部（５）と、前記第１、第２のトナー収容部（３）、（
５）を連絡するトナー搬送路（９）と、前記トナー搬送
路（９）を通じて第１のトナー収容部（３）のトナーを
第２のトナー収容部（５）に搬送するトナー搬送手段（
１０）と、前記第２のトナー収容部（５）のトナー量を
検出するトナー量検出手段（１６等）と、前記トナー量
検出手段（１６等）で、前記搬送手段（１０）の駆動に
も拘わらず第２のトナー収容部（５）のトナー量が増加
しないと判定されたとき、第１のトナー収容部（３）の
トナーエングティ状態を報知するトナーエンプティ報知
手段（３０）と、を設けたものである。

（実施例） 以下、添付図面を参照して本発明の一実施例を説明する
。

第１図は複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成
装置に内蔵されている現像装置（１）、及びこれにトナ
ーを補給するトナー補給装置（２）を示し、トナー補給
装置（２）は、概略、第１トナー収容部（３）、トナー
搬送部（４）、第２トナー収容部（５）で構成され、第
２トナー収容部（５）は現像装置（１）に付設されてい
る。

第１トナー収容部（３）には上部の蓋（６）を開けてト
ナーボトル（７）より投入されたトナーが収容されてお
り、蓋（６）の開閉はマイクロスイッチ（８）によって
検出される。

トナー搬送部（４）のトナー搬送路（９）は第１トナー
収容部（３）の底部に連絡されており、スクリュウコン
ベア（ｌＯ）はギヤ（１２）、　（１３）及び搬送モー
タ（Ｍｌ）によって回転駆動され、第１トナー収容部（
３）のトナーはトナー搬送路（９）を搬送され、落下口
（Ｉ　ｌ）を介して第２トナー収容部（５）に補給され
る。

第２トナー収容部（５）に補給されたトナーは撹拌モー
タ（Ｍ２）によって駆動される撹拌羽根（Ｉ４）の回転
に基づいて撹拌され、架橋現象、ブロッキング等が防止
される。

また、第２トナー収容部（５）には、撹拌羽根（１４）
の上方に軸（１７）を中心に揺動可能にトナーレベル検
出板（１６）が設けてあり、このトナーレベル検出板（
１６）は撹拌羽根（１４）に設けたカム（１５）に支持
され、撹拌羽根（１４）と共に動作するカム（１５）の
回転に基づいて持ち上げられ、そして先端部分がトナー
表層面に落下し、トナーレベルを追随している。さらに
、トナーレベル検出板（Ｉ６）にはマグネット（１８）
が設けてあり、トナーレベル検出板（１６）の先端、す
なわちトナーレベルが所定のレベル以下になると、前記
マグネット（１８）がリードスイッチ（１９）により検
出され、後に説明するトナー補給動作が実行される。

第２トナー収容部（５）の底部にはトナー補給路（２０
）が形成され、第２トナー収容部（５）のトナーはトナ
ー補給モータ（Ｍ３）に駆動連結された補給スクリュウ
（２１）の回転に基づいて通路（２２）を介して現像装
置（１）の後部搬送路（２３）に補給される。

搬送路（２３）に補給されたトナーは、そこを搬送スク
リュウ（２４）で紙面の手前側から奥側に搬送されてい
るトナーとキャリアとからなる現像剤に混合され、奥側
の端部に設けた図示しない開口部を介して隣接する供給
路（２５）に供給される。

供給路（２５）に送られたトナー及び現像剤は、パケッ
トローラ（２６）の回転に基づいて奥側から手前側に搬
送され、手前側の端部で図示しない開口部を介して搬送
路（２３）に送り戻される。

このように、新たに補給されたトナーは現像剤と共に搬
送路（２３）と供給路（２５）を循環搬送されながらキ
ャリアと接触し、帯電される。

供給路（２５）を搬送される現像剤の一部はパケットロ
ーラ（２６）の回転に基づいて現像スリーブ（２８）の
外周部に供給され、現像スリーブ（２８）の回転に基づ
いて感光体ドラム（１００）との対向部に搬送され、感
光体ドラム（１００）の表面に形成されている静電潜像
を可視像化する。

なお、前記搬送スクリュウ（２４）、バケットローラ（
２６）、現像スリーブ（２８）、及び感光体ドラム（１
００）はメインモータ（ＭＯＸ第２図参照）により駆動
される。

供給路（２５）の底部にはキャリアに対するトナーの混
合比〔以下、「トナー濃度」という〕を測定するトナー
濃度検出センサ（２７）が設けである。

このトナー濃度検出センサ（２７）の測定結果は、第２
図に示すように、マイクロコンピュータ（ＭＣ）に出力
されており、マイクロコンピュータ（ＭＣ）では前記測
定結果に基づいて供給路（２６）のトナー濃度が所定の
基準値以下と判定されたときに補給スクリュウ（２１）
を回転する。

第２トナー収容部（５）に対するトナー補給動作及びト
ナーエンプティ報知の制御について、第３図から第５図
のフローチャートを参照して説明す第３図は現像装置を
備えた画像形成装置全体の処理手順を示すメインルーチ
ンの内容を示し、画像形成装置に電源が投入されるとス
テップＳｌでマイクロコンピュータの内容が初期設定さ
れる。

ステップＳ２では、ｌルーチンタイマがスタートされ、
このｌルーチンタイマで設定された時間ごとに下記の内
容が実行される。

次に、ステップＳ３でトナー搬送ルーチン、ステップＳ
４でトナーエンプティ表示ルーチン、ステップＳ５でス
イッチ類の入力処理、ステップＳ６で複写動作制御ルー
チンが順次実行され、ステップＳ７で前記ｌルーチンタ
イマの終了が判定され、終了すると再びステップＳ２に
戻りｌルーチンタイマを設定する。

以下、トナー搬送ルーチン、トナーエンプティ表示ルー
チンの内容について説明する。

トナー搬送ルーチン（Ｓ３）がコールされると、第４（
ａ）図ステップ（Ｓ　１０）で５ｔａｔｅの内容がチエ
ツクされる。この５ｔａｔｅは“１″から“５”の数値
に設定され、その値によりその後の分岐先が決定される
。なお、５ｔａｔｅは電源投入によりステップ（Ｓｌ）
の初期設定で１″に設定される。

５ｔａｔｅ　”　１″の場合、ステップ（Ｓｌｌ）で撹
拌モータ（Ｍ２）が動作中か否かを判定し、撹拌モータ
（Ｍ２）がオフして停止中ならばリターンし、オンして
回転中ならばステップ（５１２）に進む。このように撹
拌モータ（Ｍ２）の状態を判定するのは、撹拌羽根（１
４）及びカム（１５）が撹拌モータ（Ｍ２）により回転
しているときだけトナーレベル検出板（１６）が動作す
るためである。

次に、ステップ（Ｓ　Ｉ　２）ではリードスイッチ（１
９）のオン、オフを判定する。そして、リードスイッチ
（１９）がオフ、すなわち第２トナー収容部（５）のト
ナーレベルが所定の基準レベル以上のときはリターンし
て待機する。また、リードスイッチ（１９）がオン、す
なわち前記トナーレベルが基準レベル以下のときはステ
ップ（Ｓ１３）でトナー補給フラグを“ビにセットした
のち、ステップ（５１４）でタイマ（Ｔ１）をスタート
し、続Ｘステップ（Ｓ　ｌ　５）で５ｔａｔｅを’２”
＋：変更しテリターンする。なお、前記タイマ（Ｔ　、
）は、搬送モータ（Ｍｌ）がスタートしてから第２トナ
ー収容部（５）のトナーレベルが基準レベルまで復帰す
るのに要する時間としである。

５ＬａＬｅ“２＃の場合、ステップ（５１６）でタイマ
（Ｔ２）をスタートする。このタイマ（Ｔ、）は、撹拌
羽根（１４）が１回転する時間で、その間にトナーレベ
ル検出板（１６）も１回上下動する。次に、ステップ（
Ｓ　Ｉ　７）で搬送モータ（Ｍｌ）及び撹拌モータ（Ｍ
２）をスタートし、第１トナー収容部（３）からトナー
搬送路（９）を介して第２トナー収容部（５）にトナー
を補給するとともに、第２トナー収容部（５）に補給さ
れたトナーを撹拌羽根（１４）で撹拌しつつ、トナーレ
ベル検出板（１６）を周期的に上下させる。続いて、ス
テップ（Ｓ１８）でＳ［ａｔｅ“３Ｈに変更してリター
ンする。

５ｔａｔｅ“３Ｈの場合、ステップ（Ｓ　Ｉ　９）でタ
イマ（Ｔ、）の終了を判定し、カウント中ならばステッ
プ（Ｓ２０）に進む。

ステップ（５２０）ではタイマ（Ｔ２）の終了を判定し
、カウント中ならばステップ（Ｓ２＋）でリードスイッ
チ（Ｉ９）のオン回数（Ｎ）をカウントする。

なお、リードスイッチ（１９）のオン回数（Ｎ）は、１
ルーチンタイムごとにリードスイッチ（１９）のオン、
オフ状態を判定し、オンならば加算される。

一方、タイマ（Ｔ２）が終了して撹拌羽根（１４）の１
回転動作が完了すると、ステップ（Ｓ２２）でリードス
イッチ（１９）のオン回数（Ｎ）が“０″か否かを判定
する。

そして、Ｎ≠０、つまり撹拌羽根（１４）が１回転する
間に１回でもリードスイッチ（Ｉ９）のオン状態が検出
されると、ステップ（Ｓ　２３）でオン回数（Ｎ）を０
″′にリセットしたのち、ステップ（Ｓ２４）で５ｔａ
ｔｅ　”　２　”に変更し、第２トナー収容部（５）に
対するトナー補給及び撹拌羽根（１４）の撹拌動作を継
続する。なお、タイマ（Ｔ、）は、タイマ（Ｔ、）が終
了するまでの間、リードスイッチ（１９）がオンが１回
でも検出される限り繰り返し設定される。

一方、タイマ（Ｔ、）のカウント中に、第２トナーｆｆ
容ｆ！（５）のトナーレベルが所定のレベルまで復帰し
、リードスイッチ（１９）がオンしなくなり、ステップ
（Ｓ　２２）でＮ−０と判定されると、ステップ（Ｓ２
５）で搬送モータ（Ｍｌ）、撹拌モータ（Ｍ２）をオフ
してトナー補給を停止するとともに、トナー補給フラグ
を″０”にリセットし、ステップ（Ｓ２７）で５ｔａｔ
ｅ″ｌ”に変更し−ＣＶターンスる。

しかし、タイマ（ＴＩ）のカウント中にリードスイッチ
（Ｉ９）のオン回数（Ｎ）が“Ｏ′″にならず、第２ト
ナー収容部（５）のトナーレベルが所定のレベルまで復
帰しなかったとき、すなわち、第１トナー収容部（３）
のトナーがエンズティ状態にあるときは、ステップ（Ｓ
　ｌ　９）からステップ（５２８）に進み、　５ｔａｔ
ｅ“４″に変更してリターンする。

５ｔａｔｅ″４ｎの場合、第４（ｂ）図に示すように、
ステップ（Ｓ２９）でトナーエンプティフラグを′１”
に設定し、ステップ（５３０）で５ｔａｔｅ“５Ｈに変
更してリターンする。　５ｔａｔｅ　”　５　”の場合
、ステ／プ（５３１）でマイクロスインチ（８）のオン
、オフを判定し、オンつまり蓋（６）が閉まった状態な
らばリターンし、オフつまり蓋（６）が開かれると、ス
テップ（Ｓ　３２）でタイマ（Ｔ、）をスタートし、ス
テップ（Ｓ３３）でトナーエンプティフラグを゛０パに
セットし、ステップ（Ｓ３４）で５ｔａｔｅ“２″に設
定する。

そして、第１トナー収容部（３）にトナーが補給される
と、該トナーは第２トナー収容部（５）まで搬送され、
第２トナー収容部（５）のトナーレベルが基準レベルま
で回復するまで搬送モータ（Ｍｌ）、撹拌モータ（Ｍ２
）が駆動される。

トナーエンプティ表示ルーチンがコールされると、第５
図に示すように、ステップ（Ｓ４０）でエンプティフラ
グが“ｌ″か否かを判定する。このエンプティフラグは
第１トナー収容部（３）から第２トナー収容部（５）に
トナーが搬送される限り“０″、第１トナー収容部（５
）がトナーエンプティと判定されたときに前記ステップ
（Ｓ２９）で“１”に設定される。

したがって、第１トナー収容部（３）にトナーが存在す
るときはステップ（Ｓ４５）に進み、トナーエンプティ
ランプ（３０）を消灯し、ステップ（３４６）で複写枚
数、又は印字枚数をカウントする枚数カウンタ（Ｍ）を
“０″にリセットし、コピー禁止フラグを“０″に設定
して、画像形成装置をコピー可能な状態に維持する。

一方、トナーエンプティ７ラグが“１″と判定された場
合、ステップ（５４１）でトナーエンプティランプ（３
０）を点灯してトナーを補給すべきことを報知する。た
だし、前記トナーエンプティフラグが“ｌ″と判定され
た時点で第２トナー収容部（５）にはまだトナーが残っ
ており、平均的な画像を継続的に複写するとＸ枚（例え
ば、５．０００枚）後に第２トナー収容部（５）のトナ
ーが無くなるようにしである。

したがって、ステップ（Ｓ４２）でコピー枚数カウンタ
（Ｍ）をカウントし、ステップ（Ｓ４３）でコピー枚数
（Ｍ）がＸ枚以上か否かを判定する。

そして、複写枚数がＸ枚を越えるとステップ（Ｓ４□４
）でコピー禁止フラグを°゛ｌ″に設定して、画像形成
装置によるコピー動作を禁止する。

ところで、本発明者が行った実験によれば、補給スクリ
ュウ（２１）のトナー補給量は、第２トナー収容部（５
）のトナーレベルによって変動し、第６図に示すように
、第２トナー収容部（５）に４５０ｇのトナーが収容可
能な場合、トナーレベルが一定のレベル以上のときは経
過時間とトナー補給量とは比例関係を維持するが、トナ
ー収容量がそれ以下のレベルになると単位時間当たりの
トナー補給量が著しく低下して、十分なトナー補給を行
うことができないという結果が得られた。

しかし、本発明のトナー補給装置では、第１トナー収容
部（３）にトナーが存在する限り第２トナー収容部（５
）のトナーレベルが一定の値以下にならないように維持
される。また、第１トナー収容部（３）がトナーエンプ
ティ状態になるｋ、その状態が報知される。

したがって、第２トナー収容部（５）のトナーレベルは
常に一定のレベルが確保され、補給スクリュウ（２１）
から搬送路（２３）に送られるトナー量が安定する。

（発明の効果） 以上の説明で明らかなように、本発明にかかるトナー補
給装置では、第１．第２のトナー収容部を備え、現像装
置に付設された第２のトナー収容部に第１のトナー収容
部からトナーを搬送するとともに、第１のトナー収容部
がトナーエンプティになるとその状態が報知される。

したがって、第２のトナー収容部には一定量以上のトナ
ーを安定的に保持することができ、第２のトナー収容部
から現像に補給されるトナー量が安定する。

また、第１のトナー収容部の容積を大きくすることによ
り、トナーの補給回数を減らし、メンテナンスの簡易化
を図ることができる。

さらに、トナー消費量の多い高速の画像形成装置でも小
型の現像装置で対応することができ、高速の画像形成装
置の小型化を図ることができる。

さらにまた、トナーは２カ所に分割して収容されるため
、１カ所に収容するトナー量を少なくすることができ、
トナーに加わるストレスを緩和し、トナーの劣化が防止
される。

そして、第１のトナー収容部を画像形成装置の任意の場
所に設置することができるため、スペースの有効利用を
図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はトナー補給装置及び現像装置の断面図、第２図
はトナー補給に関する制御回路図、第３図はメインルー
チンのフローチャート、第４（ａ］３０゜第４（ｂ）図
はトナー搬送サブルーチンの７０−チャート、第５図は
トナーエンプティ表示すブルーチンのフローチャート、
第６図はトナー補給の経過時間とトナー補給量との関係
を示す図である。 １・・・現像装置、２・・・トナー補給装置、３・・・
第１トナー収容部、４・・・トナー搬送部、５・・・第
２トナー収容部、８・・・マイクロスイッチ、９・・・
トナー搬送路、１４・・・撹拌羽根、１５・・・カム、
１６・・・トナーエンプティ検出板、１８・・・マグネ
ット、１９・・・リードスイッチ、Ｍｌ・・・搬送モー
タ、Ｍ２・・・撹拌モータ、Ｍ３・・補給モータ。 特許出願人　ミノルタカメラ株式会社 代理人　弁理士　青白　葆　はか１名 第２図 第３図 第４（ｂ）図 第５図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）外部から補給されたトナーを収容する第１のトナ
   ー収容部と、現像装置に付設された第２のトナー収容部
   と、前記第１、第２のトナー収容部を連絡するトナー搬
   送路と、前記トナー搬送路を通じて第１のトナー収容部
   のトナーを第２のトナー収容部に搬送するトナー搬送手
   段と、前記第２のトナー収容部のトナー量を検出するト
   ナー量検出手段と、前記トナー量検出手段で、前記搬送
   手段の駆動にも拘わらず第２のトナー収容部のトナー量
   が増加しないと判定されたとき、第１のトナー収容部の
   トナーエンプティ状態を報知するトナーエンプティ報知
   手段と、を備えたことを特徴とするトナー補給装置。