JP3554208B2

JP3554208B2 - 現像剤供給装置

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Publication number: JP3554208B2
Application number: JP32292998A
Authority: JP
Inventors: 肇関口
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-10-29
Filing date: 1998-10-29
Publication date: 2004-08-18
Anticipated expiration: 2018-10-29
Also published as: JP2000137374A; EP0997790B1; DE69914157T2; DE69914157D1; EP0997790A3; EP0997790A2; US6456809B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置に現像剤を供給するための現像剤供給装置に関するものである。
【０００２】
【従来技術】
従来、かかる画像形成装置にあっては、潜像担持体たる感光体を有し、この感光体上に帯電器、露光装置等によって、静電潜像を形成し、上記静電潜像を現像装置によって現像剤を付与することにより可視画像とする。
【０００３】
そして、上記可視画像は、給紙カセットに収納されて給紙ローラ、搬送ローラ等を介して感光体に供給された記録媒体たる転写材に、転写装置によって転写され、転写材と共に排熱ファンに近接して設けられた搬送装置によって定着装置に搬送され、定著装置において加熱及び加圧されることにより転写材上に固着されて永久画像となり、転写材と共に装置本体外部に最終的なコピーとして排出される。
【０００４】
かかる従来の画像形成装置においては、現像装置には、現像剤を感光体上の静電潜像に付着させる現像剤担持体たる現像スリーブと、現像剤を収納する現像容器とが備えられており、又、現像容器に現像剤を補給するために、現像剤貯蔵部たる現像剤貯蔵装置（以下、貯蔵装置とする）が設けられている。
【０００５】
更に、貯蔵装置の上部には、貯蔵装置に対して着脱自在な現像剤補充容器たるボトルが備えられており、貯蔵装置への現像剤の補充が可能になっている。
【０００６】
そして、かかる画像形成装置に備えられたボトル及び貯蔵装置の構成は、図９に示すようになっている。つまり、ボトル１１の排出ロを大きく形成するのではなく、ボトル１１から貯蔵装置２への現像剤供給は貯蔵装置１２の長手方向端部に設けられた連通部としての供給口たる連結口１１ａを通じて行い、又、貯蔵装置１２から現像容器１１２ａへの現像剤供給は、現像容器１１２ａの長手方向全域に対して行うようになっている。
【０００７】
このように、貯蔵装置１２の長手方向端部からの現像剤供給を行うことにより、流動牲の高い超微粒体で構成された現像剤に対しても、ボトル１１から貯蔵装置１２に現像剤を移し替える際、あるいは移し替え終了後にボトル１１を貯蔵装置１２から取り外した直後に多量の現像剤が飛散することがなく、この飛散した現像剤によって付近の部材が汚染されることがない。
【０００８】
しかしながら、この構成では、現像剤の補充に要する時間が長くなる虞がある。そこで、従来では、図９に示すように、ボトル１１内にスクリュー等により構成された搬送手段１４を設け、短時間で現像剤の補充を行うようになっている。
【０００９】
又、このように貯蔵装置１２の長手方向端部から現像剤を供給する構成とした場合、貯蔵装置１２の長手方向における現像剤分布が不均一になる虞があるが、図９に示すように貯蔵装置１２内に攪拌手段たる現像剤均し手段（以下、均し手段とする）１５を設け、貯蔵装置１２から現像容器１１２ａには現像容器１１２ａの長手方向全域に亘って現像剤を供給する構成をとっている。したがって、現像剤の長手方向分布は均一なものとなり、画像不良を発生させない。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ボトル１１からの単位時間当りの排出量（供給量）は、均し手段１５の均しスピードにより制限されている。すなわち、均し手段１５の回転数を変えることで対応している。上記回転数は、駆動系の構成、トナーへの影響等を考慮して決定されるものである。
【００１１】
そのため、ボトル１１からの排出量を均し手段１１の均しスピードの限界を超えるような量に設定した場合、貯蔵装置１２とボトル１１の連絡口１１ａ部でトナーが詰り、溢れる虞があった。
【００１２】
そこで、本発明は、現像剤が現像剤貯蔵装置内に詰り溢れ出すことなく、現像剤補給容器から現像剤貯蔵装置への現像剤供給量を増加させ現像剤を供給することのできる現像剤供給装置の提供を目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本出願によれば、上記目的は、現像剤補充容器から受入れた現像剤を収容する現像剤貯蔵部と、該現像剤貯蔵部の長手方向一端近傍に設けられ現像剤を受入れる受入れ口と、上記現像剤貯蔵部の長手方向に沿って設けられ現像剤を攪拌搬送する搬送手段と、上記現像剤貯蔵部の長手方向に沿って設けられ現像剤を現像装置へ排出する排出口とを有する現像剤供給装置において、
上記搬送手段は、上記受入れ口と対向する近傍に設けられ上記現像剤貯蔵部の長手方向一端に向けて搬送する第１の搬送部と、上記受入れ口と対向する近傍に設けられ上記現像剤貯蔵部の長手方向他端に向けて搬送する第２の搬送部と、上記受入れ口の対向近傍から外れた位置に設けられ上記第２の搬送部と同方向に搬送する複数の第３の搬送部とを有し、
上記第１の搬送部と上記第３の搬送部の現像剤搬送能力を上記第２の搬送部の現像剤搬送能力よりも小さくし、上記第１の搬送部と上記第２の搬送部を内部が開口したスクリュー状部材より構成し、上記第３の搬送部を回転軸線に対し傾斜し内部が開口した略楕円状の面を備えた板状部材より構成したことによって達成される。
【００１４】
すなわち、本発明にあっては、貯蔵装置の長手方向一端近傍に設けられた受入れ口から現像剤を受入れるが、上記一端に向け現像剤を搬送する第１の搬送部と上記受入れ口の対向近傍から外れた位置に設けられ上記第２の搬送部と同方向に搬送する第３の搬送部の搬送能力が、他端に向け排出口へ現像剤を搬送する第２の搬送部の搬送能力よりも小さくなっているため、現像剤が受入れ口付近に溜まることがない。又、各搬送部が内部を開口していて現像剤を搬送中に広げるので、一端側で圧密されて固化してしまうということもない。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態に関して、添付図面の図１乃至図８に基づき説明する。
【００１６】
図１は、本実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【００１７】
本実施形態にかかる画像形成装置にあっては、図１に示すように、潜像担持体たる感光体１０１を有し、この感光体１０１上に帯電器（図示せず）、露光装置等によって、静電潜像を形成し、上記静電潜像を現像装置１０２によって現像剤を付与することにより可視画像とする。
【００１８】
そして、上記可視画像は、給紙カセット１０３に収納されて給紙ローラ１０５、搬送ローラ１０９，１０７等を介して感光体１０１に供給された転写材Ｓに、転写装置１０９によって転写され、転写材Ｓと共に排熱ファン１１３に近接して設けられた搬送装置１１０によって定着装置１１１に搬送され、定著装置１１１において加熱及び加圧されることにより転写材Ｓ上に固着されて永久画像となり、転写材Ｓと共に装置本体外部に最終的なコピーとして排出される。
【００１９】
本実施形態の画像形成装置においては、現像装置１０２には、現像剤を感光体１０１上の静電潜像に付着させる現像スリーブ１０２ｂと、現像剤を収納する現像容器１０２ａとが備えられており、又、現像容器１０２ａに現像剤を補給するために、現像剤貯蔵部たる現像剤貯蔵装置（以下、貯蔵装置とする）２が設けられている。
【００２０】
尚、図３は、本発明の第一の実施形態にかかる現像剤補充容器及び現像剤貯蔵部の概略構成図である。
【００２１】
更に、貯蔵装置２の上部には、貯蔵装置２に対して着脱自在な現像剤補充容器としてのボトル１が備えられており、貯蔵装置２への現像剤の補充が可能になっている。
【００２２】
そして、かかる画像形成装置に備えられたボトル１及び貯蔵装置２の構成は、図１の矢印Ｃ方向から見た図である図３に示すようになっている。つまり、ボトル１の排出ロを大きく形成するのではなく、ボトル１から貯蔵装置２への現像剤供給は貯蔵装置２の長手方向端部に扱けられた連通部としての供給口たる連結口ｌａを通じて行い、又、貯蔵装置２から現像容器１０２ａへの現像剤供給は、現像容器１０２ａの長手方向全域に対して行うようになっている。
【００２３】
このように、貯蔵装置２の長手方向端部からの現像剤供給を行うことにより、流動牲の高い超微粒体で構成された現像剤に対しても、ボトルｌから貯蔵装置２に現像剤を移し替える際、あるいは移し替え終了後にボトル１を貯蔵装置２から取り外した直後に多量の現像剤が飛散することがなく、この飛散した現像剤によって付近の部材が汚染されることがない。
【００２４】
本実施形態では、図３に示すように、ボトル１内にスクリュー等により構成された搬送手段４を設け、短時間で現像剤の補充を行うようになっている。
【００２５】
又、このように貯蔵装置２の長手方向端部から現像剤を供給する構成とした場合、貯蔵装置２の長手方向における現像剤分布が不均一になる虞があるが、図３に示すように貯蔵装置２内に攪拌手段たる現像剤均し手段（以下、均し手段とする）５を設け、貯蔵装置２から現像容器１０２ａには現像容器１０２ａの長手方向全域に亘って現像剤を供給する構成をとっている。したがって、現像剤の長手方向分布は均一なものとなり、画像不良を発生させない。
【００２６】
尚、本実施形態の画像形成装置においては、ボトル１からの排出は、図３に示すように、シャッター１ｂによりストップできる。シャッター１ｂは取り付け時に開いた状態にセットされるか、または電気的にソレノイド等でシャッター１ｂの開閉を行ってもよい。
【００２７】
更に、本実施形態においては、貯蔵装置２にピエゾ式のセンサ等により構成される現像剤検出手段７ａを設けることにより、ボトル１から貯蔵装置２への過度の現像剤供給が行われないようにしている。
【００２８】
つまり、貯蔵装置２内の現像剤が減少すると、現像剤検出手段７ａの出力が変化するため、その出力に基づいてボトル１内の搬送手段４を駆動し、現像剤をボトルｌの排出口から排出させ、貯蔵装置２内の現像剤量の増加により再び現像剤検出手段７ａの出力が変化したときに搬送手段４の駆動を停止させることにより、常に貯蔵装置２内部の現像剤が一定量になるようにしている。
【００２９】
又、本実施形態においては、現像剤検出手段７ａ，７ｂの取り付け位置を、貯蔵装置２内の側面であって、ボトル１から現像剤の送られてくる側とは逆にすることで、現像剤補給直後における貯蔵装置２内の現像剤を長手方向において均一にすることができる。
【００３０】
次に、貯蔵装置２に配設された均し手段５について説明する。図３に示すように、貯蔵装置の長手方向端部に設けられた連結部１ａから送られてさた現像剤は、該端部に送られるので、そのままでは、該端部で山になるだけである。そこで、本実施形態では、均し手段５を動作させることにより、該端部にある現像剤を長手方向全域で均一にしている。
【００３１】
本実施形態にあっては、貯蔵装置１内の均し手段５に、小判形の均し手段部分５０（以下、小判形均し手段５０という）と、連結口１ａの近傍に設けられたスクリュータイプの均し手段部分５０ａ（以下、スクリュータイプ均し手段５０ａという）とが備えられている。
【００３２】
小判形均し手段５０は、図４に示すような面に開口部を有する板状部材たる楕円形状の板（以下、小判形と称す）が傾角をもって軸５ａに複数取り付けられているため、現像剤を端から逆の端まで送るというよりも、回転していく内に全域に現像剤を広げるという効果を奏することができる。
【００３３】
このように、本実施形態の画像形成装置によれは、小判形均し手段５０によって、貯蔵装置２内は常に長手方向全域で均一に均すことができる。又、攪拌能力にも優れていて、現像剤が固まっても攪拌することができる。
【００３４】
上記連結口１ａの近傍、すなわち貯蔵装置１の長手方向端部近傍に設けられたスクリュー均し手段５０ａは、図３のＡ方向（長手均一に均す方向）にトナーを搬送する能力をもつスクリュー形状部材たるスクリュー均し手段５１と、Ａ方向と逆方向にトナーを搬送する能力をもつスクリュー形状部材たるスクリュー均し手段５２とを有している。
【００３５】
スクリュー均し手段５０ａの位置は、ボトル１からトナーが貯蔵装置２内に送られてくるようになっている。すなわち、スクリュータイプの均し手段５０ａは、貯蔵装置２の供給口たるトナー入り口の近傍に配設されている。
【００３６】
本発明にかかる均し手段による貯蔵装置内のトナーの状態Ｔは、図５に示すようになっている。ボトル１からトナーの搬入される部分Ｔ１は、凹形状のようになり、トナーが貯蔵装置内に溜められる。
【００３７】
これは、ボトル１からのトナーの搬入部Ｔ１では、トナーのＡ方向への搬送スピード（均しスピード）が他の部分より速いためである。
【００３８】
又、スクリュー均し手段５１と小判形均し手段５０部との合流部においては、トナー搬送スピード（均しスピード）が遅くなるために逆に凸形状Ｔ２のようにトナーが盛り上がる。
【００３９】
更に、Ａ方向にトナーが搬送されると、ほぼ均一なトナー溜りになる（Ｔ３）。この状態で、トナー検知手段７ａが検知するのである。
【００４０】
又、Ａ方向と逆方向の貯蔵装置２の側面２１部の近傍では、トナーは側面２１方向へと搬送される形状のスクリュー均し手段５２がある。スクリュー均し手段５２は、ボトル１から搬送されたトナーをＡ方向とは逆方向にトナーを搬送するが、スクリュー均し手段５１よりトナー搬送能力が少ないものにしてあるので、側面２１にトナーが溢れることはない。
【００４１】
スクリュー均し手段５２と側面２１との間にはスクリュー均し手段５２より突起部５２ａが形成されているため、スクリュー均し手段５２によって貯蔵装置２の側面２１近傍にトナーの動かなくなるデッドスペースを形成しない構成になっている。スクリュー部の２面図を図７に示す。又、個々で心配されるのが、凹部、凸部がトナー溜りにあるため、長手均一に現像器１０２ａにトナーが搬送されるかということである。
【００４２】
図６に示すように、貯蔵装置２内のトナー検知手段７ｂ（下方）にトナー無しを検知されるまでの検知手段７ａと検知手段７ｂとの間において、現像器１０２ａに長手均一補給になるように、トナー溜り凹部Ｔ１の量を調整する。
【００４３】
そのために、スクリュー均し手段５１のトナー搬送能力を調整する。調整の方法としては、スクリューのピッチ、回転数の他に外形のリブ幅Ｈ等を変えることによって行う。外形のリブ幅は、図７に示すように、その幅を細くしたら搬送量は減少し、太くすると増加するようになっている（スクリュー均し手段５２も同様である）。
【００４４】
ところで、スクリュー均し手段５１，５２は、スクリューの外形より内側は抜き形状であるので、トナーを攪拌する能力にも優れている。
【００４５】
更に、小判形５０とスクリュー均し手段５１との位置を近づけたり遠ざけたりすることによっても、トナー溜り凹部の量を調整できる。この二つの位置は、近づけると凹部の量は小さくなり、遠ざけると大きくなる。
【００４６】
貯蔵装置２は、トナー検知手段７ａとトナー検知手段７ｂとの間において長手均一に現像器にトナーを搬送するので本発明のように一部にスクリュータイプの均し手段を設けても、回転を逆転させるということがなくてよい。
【００４７】
以上述べた、トナー溜り凹部の量を調整することで、現像器に長手均一にトナーを搬送できる。更に、調整をする方法としては、シャッターローラ８部での長手均一のトナー搬送性を逆に一部だけ（凹部近傍）トナーが多く搬送されるようにすることでも調整できる。
【００４８】
従来では、図８に示すように、シャッターローラ８部が構成されている。シャッターローラ８が矢印Ｂの方向に回転すると貯蔵装置２の容器とローラ８の隙間ｔのトナーが回転とともに移動するようになっている。更に上記トナーが移動すると、容器とローラ８の隙間ｓ（ｔ＞ｓ）によってｔとｓの差分だけ現像器にトナーが搬送される。
【００４９】
従来では、上記差分が長手均一であったが、本発明にあっては、長手均一の手段の一つとしてｔ（又はｓ）の隙間を長手一部で変化させることで、結果的に現像器へのトナーは長手均一にするのである。例えば、トナー溜り凹部近傍で従来のように上記差分（ｔ−ｓ）が長手均一の隙間の場合、現像器へのトナーは凹部近傍だけ少なくなってしまう。
【００５０】
本発明では、上記差分（ｔ−ｓ）を凹部近傍だけ他より広めにすることで現像器へのトナー搬送を長手均一量に調整するのである。
【００５１】
このようにして長手方向に均一に均された貯蔵装置２内の現像剤は、現像器１０２ａの長手方向のほぼ全域に亘って設けられた連通部としての排出口たる連結口２ａを通って、現像容器１０２ａの長手方向のほぼ全域に均一に供給され、画像不良の発生を防ぐことができる。
【００５２】
又、貯蔵装置２内の現像剤は、図８に示すようなシャッタエローラ８の動作によって連結部２ａを通って現像装置１０２へと補給されるように構成している。シャッターローラ８は現像容器１０２ａ内の現像剤検出手段（図示せず）からの電気的な信号により動作し、現像容器１０２ａ内の現像剤の量を常に一定量になるように制御している。尚、シャッターローラ８の構成は、特にローラに限ったものではない。
【００５３】
上述したように、本実施形態においては、ボトルから貯蔵装置へのトナー搬送は貯蔵装置端部で行う構成を示した。しかし、本発明はこれに限られるものではなく、均し手段として小判形とスクリュータイプとを組み合わせることで、ボトルからのトナーを長手方向に均す能力を調整できることが本発明の特徴である。
【００５４】
よって、本実施形態によれば、均し手段５の軸５ａの回転により、スクリュー均し手段５１及びスクリュー均し手段５２が貯蔵装置２内供給口近傍の現像剤を供給口から均し手段５の軸線方向に互いに逆向きに搬送しながら均すと共に、小判形均し手段５０が上記現像剤を均すようになっているので、ボトル１から貯蔵装置２内に供給される現像剤を供給口付近に溜めることなく均し手段５の軸線方向に搬送し均し、貯蔵装置２から現像装置１０２ａへ現像剤を上記軸線方向に均一に供給することができる。
【００５５】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、貯蔵装置の長手方向一端近傍に設けられた受入れ口から現像剤を受入れるが、上記一端に向け現像剤を搬送する第１の搬送部と上記受入れ口の対向近傍から外れた位置に設けられ上記第２の搬送部と同方向に搬送する第３の搬送部の搬送能力が、他端に向け排出口へ現像剤を搬送する第２の搬送部の搬送能力よりも小さくなっているため、現像剤が受入れ口付近に溜まることがない。又、各搬送部が内部を開口していて現像剤を搬送中に広げるので、一端側で圧密されて固化してしまうということもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第一の実施形態にかかる画像形成装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図２】図１の画像形成装置に備えられた現像剤供給装置及び現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【図３】図２の現像剤供給装置及び現像装置の概略構成側面図である。
【図４】図３の現像剤供給装置に備えられた攪拌手段の板状部材部分を示す模式図である。
【図５】図３の現像剤供給装置に備えられた現像剤供給部内の現像剤の状態を説明する図である。
【図６】図３の現像剤供給装置に備えられた現像剤供給部内の現像剤の状態を説明する図である。
【図７】図３の現像剤供給装置に備えられた攪拌手段のスクリュー形状部材部分を示す模式図である。
【図８】本発明の第一の実施形態にかかる現像剤供給部に設けられた排出口の構成を説明する図である。
【図９】従来の現像剤供給装置及び現像装置の概略構成を示す模式的断面図である。
【符号の説明】
１ボトル（現像剤補充容器）
１ａ連結口（供給口）
２貯蔵装置（現像剤貯蔵部）
２ａ連結口（排出口）
５均し手段（攪拌手段）
５ａ軸（軸体）
５０小判形均し手段部分（板状部材）
５０ａスクリュー均し手段部分（スクリュー形状部材）
５１スクリュー均し手段（スクリュー形状部材）
５２スクリュー均し手段（スクリュー形状部材）
１０２ａ現像容器（現像装置）

Claims

現像剤補充容器から受入れた現像剤を収容する現像剤貯蔵部と、該現像剤貯蔵部の長手方向一端近傍に設けられ現像剤を受入れる受入れ口と、上記現像剤貯蔵部の長手方向に沿って設けられ現像剤を攪拌搬送する搬送手段と、上記現像剤貯蔵部の長手方向に沿って設けられ現像剤を現像装置へ排出する排出口とを有する現像剤供給装置において、
上記搬送手段は、上記受入れ口と対向する近傍に設けられ上記現像剤貯蔵部の長手方向一端に向けて搬送する第１の搬送部と、上記受入れ口と対向する近傍に設けられ上記現像剤貯蔵部の長手方向他端に向けて搬送する第２の搬送部と、上記受入れ口の対向近傍から外れた位置に設けられ上記第２の搬送部と同方向に搬送する複数の第３の搬送部とを有し、
上記第１の搬送部と上記第３の搬送部の現像剤搬送能力を上記第２の搬送部の現像剤搬送能力よりも小さくし、上記第１の搬送部と上記第２の搬送部を内部が開口したスクリュー状部材より構成し、上記第３の搬送部を回転軸線に対し傾斜し内部が開口した略楕円状の面を備えた板状部材より構成したことを特徴とする現像剤供給装置。