JP2004170553A - トナー供給装置およびトナー供給装置を備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【目的】簡単な構成で、現像部へのトナーの供給量を一定にするとともに、トナーボトルの着脱時のトナーのこぼれを防止することができるトナー補給装置を提供する。
【構成】キャップ部２１０は本体部２２０に対して螺合を解いた状態で本体部２２０のみを回転可能に且つ本体部２２０から抜け落ち防止に保持する手段を備え、且つキャップ部２１０の周壁には本体部２２０に対する螺合が解かれたときに解放されるトナー排出用の開口部２１２が形成されており、該開口部２１２を下方に向けた状態で前記キャップ部２１０を保持するとともに、本体部２２０を回転させる支持手段３００を有することを特徴とする。
【選択図】 図３

Description

【０００１】
【発明に属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ等の画像形成装置の現像装置に現像剤を供給するトナー供給装置およびこのトナー供給装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
複写機、プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、複写やプリント等の出力を行うとトナーが消費される。特に、高速機や複写やプリント等の出力が高い画像形成装置ではトナーの消費が多くなり、その消費量に見合う量のトナーを画像形成装置内の現像装置に補給する必要がある。
【０００３】
このため、補給用のトナーを収容したトナーボトルを現像装置に装着しておき、このトナーボトル内のトナーが空になると、新しいトナーボトルに交換して、トナーの補給を行う構成が従来から提案されている。
【０００４】
この構成の一つとして、一方の端部に開口部を有する筒状のトナーボトルと、開口部を封止する栓と、栓で封止されたトナーボトル部位を覆うキャップとを有するものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−２０７０５号公報 （段落番号００２３―００２９、段落番号００５５―００６０、図３―図８）
【０００６】
かかる構成のもと、トナーの補給は、トナーボトルからキャップを外し、栓により開口部を封止した状態のままでトナーボトルをトナー補給ユニットに装着する。トナーボトルが装着されると、栓取り出し機構により開口部から栓が取り外され、トナーボトルの回転により開口部から現像装置に供給される。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した構成は、特許文献１の図６に示すように、トナーボトルの径と異なる開口部から現像装置へのトナーの供給が行われるため、トナーボトルの軸線上より下にあるトナーは、トナーボトル内に残ってしまうおそれがある。
【０００８】
このため、特許文献１の図２１（ｂ）に示すように、開口部が形成されている端面近傍の周壁部分である肩部内面の一部を、この開口部の径よりも大きい径の該肩部内面部分から該開口部の縁まで迫り出させて、トナー持ち上げ用の迫り出し部分を形成し、先に述べた問題を解消している。
【０００９】
しかし、この構成は、トナーボトルの構成を複雑にし、トナーボトル本体のコストが上がってしまうという問題を生じている。また、現像装置にトナーを補給する装置の構造も、栓取り出し機構により開口部から栓を取り外す機構であるため、先に述べたトナーボトルと同じ問題を生じている。
【００１０】
さらに、かかる構成のもとでは、特許文献１の図６に示されたリング状のカラー部シール５９のシール性は、完全なものとはいえず、トナーボトルの開口部の外周面にトナーが付着した状態となり、トナーボトルの着脱時に、このトナーがこぼれ、周辺を汚してしまう恐れがある。
【００１１】
本発明は、上記問題を解決するため、トナーボトルおよびトナー補給装置のコストを下げるとともに、簡単な構成で、トナーボトルの着脱時のトナーのこぼれを解消することができ、さらに、トナーボトルからのトナーの排出を一定にすることができるトナー補給装置およびトナー補給装置を備えた画像形成装置を提供する。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記問題を解決するために、請求項１記載の発明は、一端側に排出口を有し且つ内面に排出口に向かう螺旋状の凸条または溝を有する本体部と、該本体部の排出口を塞ぐようにボトル本体の開口に螺合されるキャップ部とを有するトナーボトルを、供給装置本体の所定位置に寝かした状態で装填し、該本体部を回転させることにより該本体部内のトナーを現像装置内へと供給するトナー供給装置において、キャップ部は本体部に対して螺合を解いた状態で本体部のみを回転可能に且つ本体部から抜け落ち防止に保持する手段を備え、且つ前記キャップ部の周壁には本体部に対する螺合が解かれたときに解放されるトナー排出用の開口部が形成されており、該開口部を下方に向けた状態で前記キャップ部を保持するとともに、前記本体部を回転させる支持手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、開口部の上方内部に、排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間を形成したことを特徴とする。
【００１４】
さらに、請求項３記載の発明は、キャップ部の底の外周縁には、本体部の開口周縁を収容する突出部が延出して形成されるとともに、突出部には開口部が設けられ、本体部を回転させて、キャップ部が本体部の排出口を覆った状態で、軸線方向に本体部の開口周縁を移動することにより、開口部の開閉を行うことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間は、開口部と略同じ幅を有することを特徴とする。また、請求項５記載の発明は、排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間は、キャップ部の底の窪んだ面の適宜位置から突出部の端面にテーパ状あるいは膨隆して形成していることを特徴とする。
【００１６】
さらに、請求項６記載の発明は、キャップ部を、本体部に対する螺合が解かれたときに、トナーの搬送路となるように構成することを特徴とする。また、請求項７記載の発明は、画像軽視装置が、請求項１、請求項２、請求項３、請求項４、請求項５ないし請求項６を有するトナー供給装置を備えたことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の好適な実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１に本発明に基づくトナー供給装置を備えた画像形成装置の要部の概略断面図を示す。図１に示すように、画像形成装置は、像担持体１０と、像担持体１０の表面を均一に帯電させる帯電装置２０と、帯電した像担持体１０の表面に光情報を付与して静電潜像を形成する露光装置３０と、静電潜像をトナーによって現像する現像装置４０と、図示しない給紙手段から搬送されているシート材にトナー像を転写する転写装置５０と、トナー像が転写されたシート材を像担持体１０より分離する分離装置（符号なし）と、像担持体１０表面に残留した電荷を除去するイレーサランプ６０と、像担持体表面に残留したトナーを除去するクリーニング装置（図示せず）とを有する。これら装置は、像担持体１０を中心に、順次配置され、周知の帯電、露光、現像、転写の工程を経てトナー像を転写されたシート材は、定着装置によって定着され、装置外部に排出される。
【００１８】
なお、非磁性一成分系トナーを用いて、像担持体１０表面に弾性の現像ローラ４１を接触させてトナーの現像と清掃工程を現像ローラで同時に行うクリーナレス現像方式を採用した装置においては、クリーニング装置は省略される。
【００１９】
現像装置４０は、現像ローラ４１と、供給ローラ４２、トナー攪拌装置８０と、トナー供給装置１００とを有する。現像ローラ４１は、所定のバイアスが印加された導電性または半導電性の弾性ローラからなり、像担持体１０と並行するように配置され、矢印方向に回転して、所定の押圧力で像担持体１０を押圧し所定のニップ幅で接触している。また、現像ローラ４１の表面には、所定の厚みのトナー層を形成するために層厚規制部材４３が接触している。なお、実施態様では、矢印方向に回転するローラが用いられているがブレードであってもよい。
【００２０】
層厚規制部材４３には所定のバイアス電圧が印加されており、この印加と、層厚規制部材４３と現像ローラ４１の摺擦とにより現像ローラ４１上のトナーの帯電を行っている。供給ローラ４２は、スポンジ等の発泡弾性体からなり、現像ローラ４１に押圧し、矢印方向に回転して、トナーを現像ローラ４１に供給している。
【００２１】
トナー攪拌装置８０は、後に述べるトナー供給装置１００から供給されたトナーを供給ローラ４２に搬送するものであり、供給ローラ４２の軸線方向に沿うように近接して設けられている。この装置５０は、供給ローラ４２に並設し、外周面に螺旋状の攪拌羽根を有するスクリューが設けられた第一および第二搬送手段８１、８２と、第一搬送手段８１と第二搬送手段８２との間に設けられた仕切部材８３とを有する。
【００２２】
第一搬送手段８１は、矢印方向に回転して、トナーボトル２００から排出されたトナーを第二搬送手段８２側へ搬送する。さらに、第二搬送手段８２は、矢印方向に回転して、第一搬送手段８１から搬送されたトナーを供給ローラ４２側に搬送し、供給ローラ４２にトナーを供給する。仕切部材８３の両端には図示しない開口が設けられ、この開口を介して、トナーの循環および攪拌する循環路が形成されている。
【００２３】
図１および２に示すように、トナー供給装置１００は、トナーボトル２００と、このトナーボトル２００のカップ部２１０を保持し且つトナーボトル２００の本体部２２０を回転させる支持手段とを有する。
【００２４】
トナーボトル２００は、全体として略円筒状に形成され、トナーを収容し且つ一方の端部が開口された本体部２２０と、本体部２２０の開口を閉じるように螺合するキャップ部２１０とからなり、それを横に寝かせた状態でトナー攪拌装置５０の上方に設けられている。トナーボトル２００は、トナー供給装置１０の所定の部分に装着され、トナー供給装置１００の一部を構成する。
【００２５】
図３および図４に示すように、キャップ部２１０は、本体部２２０の周端縁を収容するように、内部が空洞となった環状の突出部２１１が外周に沿って軸線と略並行して突出するように形成された断面略凹形であり、突出部２１１の基端部側の外周にはトナーを吐き出す開口部２１２が設けられているとともに、キャップ部２１０の開放側の先端には後に述べる支持手段３００と協働してキャップ部２１０の動きの規制する爪部２１４が設けられている。なお、この爪部２１４は、キャップ部２１０の開放側の周縁に設けてもよい。
【００２６】
さらに、突出部２１１の内部はパッキン２１３が設けられ、キャップ部２１０の排出口の周面に取り付けられたシール部材２２５を介して、キャップ部２１０が本体部２２０に封止した状態で取り付けられている。なお、パッキン２１３およびシール部材２２５は環状に形成されたゴムまたはウレタンフォーム等の合成樹脂の弾性体からなる。
【００２７】
この構成により、トナー供給装置１００からトナーボトル２００の取付け・取外し時、またはトナーボトル２００の搬送中に、キャップ部２１０と本体部２２０との間からトナーがこぼれないようになっている。
【００２８】
開口部２１２から爪部２１４のキャップ部２１０の内周面の適宜位置に、ねじ山が形成されている。また、開口部２１２には、開口部２１２周縁のトナー付着の防止と、トナー攪拌装置５０側にトナーの搬送をガイドする鍔部２１５が設けられている。
【００２９】
また、支持手段３００側にある窪んだ面、すなわちキャップ部２１０の底面２１６には、トナーボトル２００を支持手段３００にセットした時にキャップ部２１０の位置を固定する位置決め部２１７と、後に述べる支持手段３００に連結される接続部２１８と、排出するトナー量を規制するため、本体部２２０から搬送されたトナーを一時止めするように空間が形成された規制部２１９が設けられている。
【００３０】
位置決め部２１７は支持手段３００側に突出して形成されるとともに、規制部と２１９と対向する位置に配置されている。この位置決め部２１７と突出部２１１の内周面との間に後に述べる支持手段３００の保持部３２０を差し込む構成により、トナーボトル２００のセット姿勢を間違えないようにするとともに、キャップ部２１０が抜けないようになっている。
【００３１】
接続部２１８は、キャップ部２１０の底面２１６から軸線方向に突出して形成され、その先端には係止部２１８ａが設けられている。なお、この実施の形態において、接続部２１３は、キャップ部２１０に一体形成されているが、別部材でキャップ部２１０に取り付けてもよい。
【００３２】
規制部２１９は、先に述べたように、一旦、本体部２２０から搬送された一定量のトナーを収容するような空間を有し、開口部２１２上に配置され、開口部２１２と略同じ幅を有し、キャップ部２１０の底面２１６の適宜位置から突出部２１１の端面にかけて形成されている。
【００３３】
ここで、規制部２１９の高さは、本体部２２０の半径またはそれ以下であることが望ましいが、特には、本体部２２０の径の約１０分の１から５分の１程度に設定することが好適である。
【００３４】
なお、規制部２１９は、図３および図４に示すように、この実施態様において、凸状に形成されているが、図５に示すように、キャップ部２１０の底面２１６の適宜位置から突出部２１１の端面に向かってテーパ状あるいは膨隆するように形成してもよい。
【００３５】
さらに、図３、図５および図６に示すように、本体部２２０一端側にキャップ部２１０により塞がれる排出口と、内面に排出口に向かう螺旋状の凸条２２２または溝２２２とを有する。さらに本体部２２０の底部には支持手段３００の駆動手段３１０に取り付けられる受部２２１が設けられている。この駆動手段３１０の駆動により、本体部２２０が回転し、開口部２１２側にトナーが案内される。
【００３６】
さらに、本体部２２０の開口側の外周面には、キャップ部２１０に形成されたねじ山に螺接する取付部２２４が取り付けられている。なお、取付部２２４は、本体部２２０の開口側の外周面に一体的に形成してもよい。
【００３７】
また、取付部２２４の周壁には、開口部２１２の開閉をするシャッター部２２３が形成されている。さらに、取付部２２４の一端面には、キャップ部２１０の爪部２１４を係止する係止片２２５が形成されているとともに、取付部２２４の他端面には、パッキン２１３を介して、キャップ部２１０を本体部２２０に封止した状態で取り付けるためのシール部材２２５が形成されている。なお、キャップ部２１０および本体部２２０のねじ山の形成は、シャッター部２２３が開口部２１２を開閉できる長さＬを有することが望ましい。
【００３８】
支持手段３００は、図２、図３、図５および図６に示すように、本体部２２０を取り付ける駆動部３１０と、開口部２１２を下にしてキャップ部２１０を保持する保持部３２０を有する。駆動部３１０は、連結部材３１１を介して駆動手段３１２に連結されている。保持部３２０は枠体４００で形成され、差込部材３２１とストッパ部材３２２を有する。
【００３９】
差込部材３２１は、枠体４００に回動自在に軸支（トナーボトル２００の軸線に対し直角方向）されているとともに、先に述べたように、位置決め部２１７と突出部２１１の内周面との間に差し込むように、板状部材を折り曲げられている。
【００４０】
ストッパ部材３２２は、キャップ部２１０の係止部２１８ａを取り付け、キャップ部２１０の抜け落ちを防止する嵌合部３２２ａと、枠体４００に設けられたスライド部４１０を移動する摺動部３２２ｂと、枠体４００に付勢手段５００を取り付ける付勢手段取付部３２２ｃを有し、板状の部材を摺動部３２２ｂの両端から折り曲げて形成されている。
【００４１】
付勢手段５００は圧縮ばねであり、本体部２２０の回転に伴い、この付勢力により、一定方向にキャップ部２１０が移動するようになっている。なお、この実施の態様において、キャップ部２１０の落下防止は、係止部２１８ａと嵌合部３２２ａと、および爪部２１４と係止片により構成されているが、単に係止部２１８ａと嵌合部３２２ａの構成であってもよい。
【００４２】
以上の構成のもと、トナーボトル２００をトナー供給装置１００に装着する場合、図１に図示されたカバー７０を開け、本体部２２０を駆動手段３１２に連結する。さらに、位置決め部２１７と突出部２１１の内周面との間に差込部材３２１を差し込むとともにキャップ部２１０の係止部２１８ａを嵌合部３２２ａに取り付け、トナーボトル２００を支持手段３００に取り付ける。
【００４３】
この時、例えば、位置決め部２１７を開口部２１２側に向けてトナーボトルをセットしようとしても、位置決め部２１７の先端が規制部２１９に当りセットすることができない。
【００４４】
また、位置決め部２１７が規制部２１９に当たらないように、且つ突出部２１１の内周面との間に差込部材３２１を差し込まないようにセットしたとして、トナーボトル２００の保持される位置が不安定となり、確実にセットすることができない。
【００４５】
この結果、トナーボトル２００の装着は、突出部２１１の内周面との間に差込部材３２１を差し込む正規の位置、すなわち規制部２１９が現像装置４０側に向くようにセットされることとなる。
【００４６】
したがって、開口部２１２は規制部２１９側に配置されていることから、常に開口部２１２が現像装置４０内部に向くようにセットされ、トナーボトル２００のセット姿勢を間違えないようにすることができる。この時、付勢手段５００は、駆動部３１０側に圧縮され、トナーボトル２００が抜け落ちないように保持された状態となり、供給装置本体の所定位置に寝かした状態で装填される。
【００４７】
この後、駆動手段３１２により一方向に本体部２２０を回転させる。この回転により、徐々に、本体部２２０の取付部２２４とキャップ部２１０との螺合が解かれる。この解除に伴い、付勢手段５００の圧縮状態も解かれ、付勢力が外側に向かって作用するようになる。
【００４８】
この作用は摺動部３２２ｂが移動し、その移動は嵌合部３２２ａおよび係止部２１８ａを介して、矢印方向Ａにキャップ部２１０が移動する。この移動は係止片２２５に爪部２１４が係止するまで行われる。係止片２２５に爪部２１４が係止すると、シャッター部２２３から開口部２１２が開放され、本体部２２０と開口部２１２が連通した状態となり、現像装置４０へのトナー供給の準備が完了する。この準備の完了により、キャップ部２１０を本体部２２０から完全に着脱せずに、キャップ部が本体部２２０の排出口を覆った状態となって、キャップ部２１０をトナーの搬送路として構成する。
【００４９】
トナーの補充する指令を受けると、図２、図３または図５（ａ）に示すように、駆動手段３１０が作動して本体部２２０を回転させ、本体部２２０に形成された螺旋状の凸状２２２または溝２２２により、開口部２１２にトナーが案内され、開口部２１２から現像装置４０内にトナーが吐き出される。
【００５０】
この時、トナーは開口部２１２と略同じ幅を持つ規制部２１９で形成された空間を介して開口部２１２に搬送されるため、本体部２２０の回転により、以下のことから、一定量のトナーが吐き出される。
【００５１】
例えば、図７（ａ）に示すように、トナーボトル２００内にトナーが充填されている状態で、本体部２２０を回転させている場合、トナーボトル２００内のトナーの重さと本体部２２０の回転力により、トナーが開口部２１２側にある一定の圧力をもって搬送される。さらに、キャップ部２１０を介して、開口部２１２からトナーが排出される前に、トナーが規制部２１９により排出量が規制される。規制部２１９の幅は開口部２１２と略同じ幅であるため、開口部２１２から排出されるトナー量は一定となる。
【００５２】
また、図７（ｂ）に示すように、図７（ａ）とは逆に、トナーボトル２００内のトナーが半分以下となり、本体部２２０を回転させたとしても、矢印で示すように波を打つような状態で開口部２１２側に搬送され、トナーボトル２００内にトナーが充填された状態と異なり一定の圧力を得ることができない場合であっても、開口部２１２と略同じ幅を持ち、且つトナーを一時止めする空間を形成した規制部２１９を介して、トナーは開口部２１２から排出されるため、開口部２１２から排出されるトナー量は一定となる。
【００５３】
トナーボトル２００内のトナーが無くなると、駆動手段３１２を駆動し、本体部２２０を逆回転する。この回転により、キャップ部２１０のねじ山と本体部２２０の取付部２２４は螺合するとともに、キャップ部２１０が矢印方向と反対に徐々に移動する。パッキン２１３とシール部材２２５により、キャップ部２１０が本体部２２０の開口が閉まったとき、本体部２２０の回転は止まる。
【００５４】
この時、本体部２２０の排出口はキャップ部２１０により封止されるとともに、キャップ部２１０の突出部２１１に本体部２２０の開口周縁が収容されることにより、開口部２１２が開口周縁、すなわちシャッター部２２３により閉じられ、トナーボトル２００をトナー供給装置１００から着脱するときに、開口部２１２および本体部２２０の排出口からトナーのこぼれが防止される。
【００５５】
【発明の効果】
このように、本体部の回転により一定方向にキャップを移動させ、開口部の開閉を行うという簡単な構成により、トナーボトルのコストを下げ、さらに、トナーボトルの着脱時のトナーのこぼれの防止を解消することができる。また、開口部上に配置され、開口部と略同じ幅を持ち、開口部側の凹部端面の適宜位置から突出部の内径の周面にかけて規制部を設けることにより、一旦、搬送された一定量のトナーを収容するような空間が形成され、現像装置へのトナーの供給量を一定にすることができる。
【００５６】
さらに、キャップ部が本体部の排出口を覆った状態で現像装置にトナーを供給する構成であるために、トナーボトルからキャップ部を完全に着脱させる装置を必要とせず、構成が簡単で装置のコストを下げることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナー供給装置を備えた画像形成装置の概略断面図である。
【図２】発明のトナー供給装置の概略図であり、（ａ）がトナーボトルの正面図、（ｂ）が側面図である。
【図３】図２（ａ）の詳細図である。
【図４】図２（ｂ）の詳細図である。
【図５】規制部の他の実施例を示す図であり、（ａ）が開口部が開放されトナーが現像装置内に補給される状態を示す図であり、（ｂ）がキャップ部が閉まった状態を示す図である。
【図６】本体部の詳細図である。
【図７】本発明のトナーボトルの動作を示す概略図であり、（ａ）はトナーボトルにトナーが充填されている状態を示す図であり、（ｂ）はトナーボトル内にトナーが半分以下しかない状態を示す図である。
【符号の説明】
１００ トナー供給装置
２００ トナーボトル
２１０ キャップ部
２１１ 突出部
２１２ 開口部
２１９ 規制部
２２０ 本体部
２２３ シャッター部
２２４ 取付部
３００ 支持手段
３１０ 駆動手段
３２０ 保持部
３２２ ストッパ部材

Claims (7)

1. 一端側に排出口を有し且つ内面に排出口に向かう螺旋状の凸条または溝を有する本体部と、該本体部の排出口を塞ぐように該本体部の開口に螺合されるキャップ部とを有するトナーボトルを、供給装置本体の所定位置に寝かした状態で装填し、
   該本体部を回転させることにより該本体部内のトナーを現像装置内へと供給するトナー供給装置において、
   前記キャップ部は前記本体部に対して螺合を解いた状態で前記本体部のみを回転可能に且つ前記本体部から抜け落ち防止に保持する手段を備え、且つ前記キャップ部の周壁には前記本体部に対する螺合が解かれたときに解放されるトナー排出用の開口部が形成されており、該開口部を下方に向けた状態で前記キャップ部を保持するとともに、前記本体部を回転させる支持手段を有することを特徴とするトナー供給装置。
2. 前記開口部の上方内部に、排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間を形成したことを特徴とする請求項１記載のトナー供給装置。
3. 前記キャップ部の底部の外周縁には、前記本体部の開口周縁を収容する突出部が延出して形成されるとともに、前記突出部には前記開口部が設けられ、
   前記本体部を回転させて、前記キャップ部が前記本体部の排出口を覆った状態で、軸線方向に前記キャップ部を移動させることにより、前記開口部の開閉を行うことを特徴とする請求項１または２記載のトナー供給装置。
4. 前記排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間は、前記開口部と略同じ幅を有することを特徴とする請求項１、２ないし３記載のトナー供給装置。
5. 前記排出するトナー量を規制するためのトナーを一時止めする空間は、
   前記キャップ部の底の窪んだ面の適宜位置から前記突出部の端面にテーパ状あるいは膨隆して形成していることを特徴とする請求項２、３ないし４記載のトナー供給装置。
6. 前記キャップ部は、前記本体部に対する螺合が解かれたときに、トナーの搬送路となるように構成されていることを特徴とする請求項１、２、３、４ないし５記載のトナー供給装置。
7. 請求項１、請求項２、請求項３、請求項４ないし請求項５を有するトナー供給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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