JP2004361785A - 粉体補給装置 - Google Patents

Abstract

【課題】粉体補給装置から粉体が漏れ出すことを防止する。
【解決手段】交換可能に設けられたトナー収容器（粉体収容器）１１を有し、トナー収容器内のトナー（粉体）Ｔを補給先に補給するトナー補給装置（粉体補給装置）１０に、トナー収容器１１の一側壁の端部寄りに排出口（粉体排出口）１１ａが形成され、トナー収容器１１内のトナーＴを排出口１１ａに向かって粉体が移動するように、トナー収容器１１を往復運動させる往復運動手段およびトナー補給先に対して粉体補給量を調節するためのトナー補給量調節機構（補給量調節機構）２１を備え、トナー収容器１１とトナー補給量調節機構２１とが変形可能な補給路１９により連通する。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、交換可能に設けられた粉体収容器を有し、その粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置、およびそれを備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２は従来の粉体補給装置３０であり、内部に可動部材や螺旋状突起等のない、シンプルな構造で低コストな粉体収容器３１を用いて、粉体収容器３１内の粉体Ｔ１を粉体補給先に補給する。この粉体補給装置３０は、粉体収容器３１として、シンプルな構造で低コストな例えば直方体の粉体収容器３１を用いており、これら粉体収容器３１を容器保持部材３２にセットし、一体化した状態で粉体収容器３１と容器保持部材３２とのそれぞれに設けられた粉体排出口３１ａ，３２ａへと粉体収容器３１中の粉体Ｔ１を移動させるために容器保持部材３２を往復運動させる往復運動手段を備えている（例えば特許文献１）。
【０００３】
これらの往復運動によって生じる運動加速度と、粉体収容器３１内の粉体Ｔ１に生じる慣性力とで、粉体Ｔ１が鉛直方向下向きに配置された粉体排出口３１ａ，３２ａに向かって徐々に移動し、粉体排出口３１ａ，３２ａから補給路３９を通って重力により落下して粉体補給先であるトナー補給量調節装置４１内に排出される。
【０００４】
上記往復運動を実現するため、この粉体補給装置３０には、往復運動手段として、粉体収容器３１中の粉体Ｔ１が粉体排出口３１ａ，３２ａに向かうような方向（前進方向）に付勢するバネ３５と、バネ３５に抗して粉体収容器３１を後退方向にモータＭで押圧して移動するカム３６と、カム３６による押圧移動を解除する段差部３６ａを備える。
【０００５】
また、高速で前進する容器保持部材３２を急激に停止させることにより停止時により大きな加速度を発生させるためストッパー部材としての突起部３３ａを設ける工夫もなされている。高速で運動する容器保持部材３２と粉体収容器３１とを停止させるため無視できない衝撃エネルギーが発生するが、突起部３３ａと容器保持部材３２に設けた突起部３２ｃとの間にダンパー３８を設け弾性変形によって当接の際に発生する振動や衝撃音を低減している。また、粉体の補給量を調節するための補給量調節機構としての圧電センサ４３をトナー補給量調節装置４１内に備える。そして、画像形成装置内の現像装置５２に取り付けて、トナーなどの粉体を像担持体５１上に供給する。
【０００６】
【特許文献１】
特開平８−１２３１５７号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような従来の粉体補給装置では、例えば粉体Ｔ１としてトナーを使用した場合、稼動するトナー収容器（容器保持部材３２）とトナー補給量調節装置４１との間にはシール部材４０が設けられており、トナーＴ１が漏れて飛散するのを防いでいる。しかし、多数回の摺動によりシール部材４０は劣化し、シール性が悪化した結果、隙間が出来てトナーＴ１が漏れ出す。
【０００８】
加えて、シール部材４０と容器保持部材３２間に挟まれたトナーＴ１は摺動により発生した熱のため溶融して固形物となり、粉体補給装置が画像形成装置に備えられている場合には、その溶融した固形物が画像形成領域にまで達し、画像の白抜けなどにより画像品質の低下の原因となる可能性がある。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、粉体補給装置から粉体が漏れ出すことを防止することにある。
【００１０】
また、この発明の第２の目的は、補給路に耐トナー性の材質を用いることにより粉体補給装置における粉体としてトナーを用いた場合に、補給路がトナーによって劣化するのを防止することにある。
【００１１】
さらにこの発明の第３の目的は、シンプルな構成で低コストな粉体収容器を用いて、粉体収容器内の粉体を外部に漏らさず確実に補給できる粉体補給装置を備えることにより、粉体収容器の交換コストが低く、且つ良好な画像品質を得ることができる画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
このため、請求項１に記載の発明は、交換可能に設けられた粉体収容器を有し、該粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置において、
前記粉体収容器の一側壁の端部寄りに粉体排出口が形成され、前記粉体収容器内の前記粉体を前記粉体排出口に向かって前記粉体が移動するように、前記粉体収容器を往復運動させる往復運動手段および前記粉体補給先に対して粉体補給量を調節するための補給量調節機構を備え、前記粉体収容器と前記補給量調節機構とが変形可能な補給路により連通していることを特徴とする。
【００１３】
請求項１に記載の発明によれば、補給路は粉体収容器を取り付ける容器保持部材の動作に追従して変形する。そのため、従来のように粉体を粉体収容器から補給量調節機構へ粉体を供給する際に、容器保持部材と支持台との間からの粉体の漏れが発生しない。
【００１４】
請求項２に記載の発明は、精求項１記載の粉体補給装置において、前記補給路が耐トナー性を有することを特徴とする。
【００１５】
請求項２に記載の発明によれば、耐トナー性があるので補給路内を粉体としてのトナーが通過しても、中空状パイプの内壁がトナーで劣化することがない。
【００１６】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の粉体補給装置において、前記補給路が中空状パイプであることを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明によれば、安価に、かつ容易に補給路の構成が可能となる。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体補給装置により前記現像装置に現像剤を補給することを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、粉体収容器内の粉体を外部に漏らさず確実に補給でき、かつシール材を備えないので摺動熱を発生させることのない粉体補給装置を備えることにより、シール材の摺動熱で溶融して固形物となった粉体が混入して画像品質を悪くすることがない。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置に粉体補給装置としてのトナー補給装置として適用した場合について説明する。図１は本実施形態に係る画像形成装置の作像部分を示す概略構成図である。潜像担持体としてのドラム状の感光体１の周囲には、感光体１の表面を一様に帯電せしめる帯電器、原稿の光像を感光体１の表面に結像して静電潜像を形成する露光光学系、現像装置２、該現像装置２で静電潜像が現像されて得られたトナー像を記録媒体である転写紙に転写せしめる転写装置、トナー像の転写後に感光体１上に残留するトナーを掻き落すクリーニング装置等（何れも図示せず）が各々近接あるいは接触するようにして配設されている。
【００２１】
そして、現像装置２には、現像装置２にトナーを補給するためのトナー補給装置１０が取付けられている。なお、この画像形成装置のコピー動作については、周知の電子写真プロセスであるので説明は省略する。
【００２２】
上記現像装置２はトナーとキャリアからなるいわゆる２成分現像剤を用いる２成分現像装置であり、この現像装置２の現像ケーシング６内には、トナーとキャリアとを混合した現像剤７が収容されている。また、現像ケーシング６内には、現像ローラ３、トナー排出口２４を介して補給されたトナーＴを現像ケーシング６内の現像剤７と混合攪拌するとともに現像ローラ３に供給するための搬送スクリュー４，５、現像ローラ３上の現像剤量を規制する規制ブレード８などが配設されている。
【００２３】
上記搬送スクリュー４，５は、それぞれ図中奥行き方向に延在するように平行配設され、図示しない駆動系により現像ローラ３長手方向で互いに逆向きに回転駆動されるようになっている。これら搬送スクリュー４と５との間には仕切板９が設けられ、この仕切板９により、現像剤７を収容する現像剤収容スペースが両者の周りに個別に確保されている。
【００２４】
但し、搬送スクリュー４，５の両端近傍（図中手前端近傍、及び奥端近傍）に対応する領域には、仕切板９が設けられておらず、２つの現像剤収容スペースは該両端近傍で連通するようになっている。上記トナー補給装置１０から現像装置２内に補給されたトナーＴ は、搬送スクリュー４，５の回転に伴い、現像剤７と混合・攪拌されながら現像ローラ３へと搬送される。そして、現像ローラ３の回転に伴い、現像ローラ３表面に担持された現像剤中のトナーＴが、上記感光体１上に形成された潜像に供給され、該潜像の現像が行われる。
【００２５】
次に、トナー補給装置（粉体補給装置）１０の構成及び動作について説明する。トナー補給装置１０は、トナー収容器（粉体収容器）１１と、容器保持部材１２と、支持台１３とを有している。本実施形態のトナー収容器１１は、外形状が直方体であり、その一側壁の端部寄りに排出口１１ａが形成されている。このトナー収容器１１は、容器内のトナー（粉体）Ｔがなくなった時点で、トナーを収容した新たなトナー収容器と交換される。なお、トナー収容器１１としては、外形状が直方体のものに限定されるものではなく、例えば円筒状の容器を用いることもできる。
【００２６】
上記支持台１３は、図示しない画像形成装置側板に、略水平に固定支持されている。また、トナー収容器１１は、容器保持部材１２に対して着脱可能に構成されている。新品のトナー収容器１１をトナー補給装置１０にセットする際には、トナー収容器１１下面に設置された固定板１１ｂの両側に設けられた突起部を容器保持部材１２の内側に設けられたレール等に沿ってセットし両者を一体化する。なお容器保持部材１２は支持台１３にコロ１４を介して設置されている。トナー収容器１１の排出口（粉体排出口）１１ａと容器保持部材１２の開口部１２ａは前述したレール等の位置決め手段によってその位置がズレることなく一体となって開口面積を一定に保ったまま支持台１３に対して図中のＡ方向に移動できる構成となっている。
【００２７】
次に、トナー補給装置１０において、トナー収容器１１内のトナーＴを排出口部１１ａに向かって移動させるように、トナー収容器１１を往復運動させる往復運動手段について説明する。本実施形態では、この往復運動手段として、上記支持台１３に固定され、上記容器保持部材１２とトナー収容器１１とを図１中右方向に付勢する付勢手段としてのバネ１５と、容器保持部材１２の突起部１２ｂに周面が当接するように回動可能に配設されたカム１６と、支持台１３の突起部１３ａに固定された弾性ゴムからなるダンパー１８とを設けている。
【００２８】
カム１６は、画像形成装置側板に固定されたモータＭ及び減速機１７によって適宜設定された回転数で回転駆動される。また、カム１６は、図示のように、カム曲面と段差部とからなり、後述するように、図１中矢印Ｂ方向の回転に伴って、バネ１５の付勢力に抗して容器保持部材１２の突起部１２ｂを図中左方向に押圧し、容器保持部材１２とトナー収容器１１とを移動するとともに、該押圧移動を解除する機能を発揮する。
【００２９】
なお、以上の説明において、支持台１３の突起部１３ａとダンパー１８とで、図１中右方向に移動するトナー収容器１１と容器保持部材１２とを停止させるストッパーが構成されている。このストッパーは容器保持部材１２の突起部である１２ｃを当接することによりその効力を発揮する。
【００３０】
図１において、カム１６をモータＭの駆動により図１中矢印Ｂ方向に回転すると、カム１６のカム曲面が、容器保持部材１２の突起部１２ｂに当接し、バネ１５の付勢力に抗して容器保持部材１２を押圧する。この押圧により、容器保持部材１２とトナー収容器１１とが図中左方向に移動する（往時）。カム１６が更に回転して、突起部１２ｂがカム１６の段差部１６ａに至ると、突起部１２ｂに対するカム曲面による押圧移動が解除され、バネ１５の付勢力によって、容器保持部材１２とトナー収容器１１とが、図中右方向に加速しながら移動する（復時）。このように、カム１６が１回転する毎にトナー収容器１１及び容器保持部材１２が図中矢印Ａ方向に一往復運動する。
【００３１】
そして、図１中右方向に加速しながら移動する容器保持部材１２及びトナー収容器１１は、支持台１３に固設されたダンパー１８に衝突し、残留振動の後、停止する。この停止時には、トナー収容器１１に、図中右方向に対してマイナスの大きな加速度が発生するので、トナー収容器１１内のトナーＴの図中右方向への慣性力によって、容器内のトナーＴは、図中右方向、すなわち排出口部１１ａに向かう方向に移動する。
【００３２】
よって、このような往復運動を繰り返すことにより、略水平に配置されたトナー収容器１１内のトナーＴを、排出口部１１ａに向かって徐々に移動させることができる。この移動により、排出口部１１ａに達したトナーＴは、トナー自身の重力によって落下し、耐トナー性の変形可能な部材により構成された中空状パイプ（補給路）１９を介して補給量調節機構２１へと供給される。
【００３３】
中空状パイプ１９は容器保持部材１２と補給量調節機構２１に両端部がそれぞれ固定されており、容器保持部材１２の動作に追従して変形する。そのため、従来のように容器保持部材と支持台１３との間からのトナー溢れを懸念する必要がなく、シール材なども不要となる。補給量調節機構２１には圧電センサ２３がその内壁に設置されており、トナーがある一定量以下となると、信号が前述のトナー補給装置へと伝えられ、往復運動によってトナーが補給量調節機構２１へと供給される仕組みとなっている。
【００３４】
補給量調節機構２１は図中奥行き方向から手前方向に延在するスクリュー２２を有している。このスクリュー２２は現像装置に設置された図示しない透磁率センサの信号を受けることにより図示しない駆動手段によって稼動されトナーを図中奥行き方向から手前方向へと搬送し、手前端部にのみ存在する排出口２４から現像装置へと適当量のトナーを排出する。これらの機構によりトナー補給装置から排出したトナーを現像装置に対して適正量供給することが可能となる。
【００３５】
また、中空状パイプ１９の材質としてはゴムや布などが考えられるが、本実施例のようにトナー補給装置として適用する場合には耐トナー性を有している必要がある。本実施例における中空状パイプ１９はシリコンゴムなどの耐トナー材料にて成形されているため、パイプ内部をトナーが通過してもパイプ内壁が汚染されない。
【００３６】
なお、この例では、耐トナー性の補給路として、中空状パイプを用いたが、例えば、耐トナー性の布で構成した蛇腹を用いてもよい。
【００３７】
また、実施例では粉体をトナーとし、本発明の粉体補給装置を画像形成装置に備えるトナー補給装置としているが，粉体補給装置として用いる場合の粉体としてはトナーのみ、キャリアのみ、及びトナーとキャリアとを含む二成分現像剤のいずれであってもよい。
【００３８】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１に記載の発明によれば、補給路は容器保持部材と補給量調節機構に両端部がそれぞれ固定されており、容器保持部材の動作に追従して変形する。そのため、従来のように容器保持部材と支持台との間からのトナー溢れを懸念する必要がなく、シール材なども不要となる。したがって、稼動する粉体収容器と補給量調節機構との摺動部（シール部材と容器保持部材）を無くし、部材の劣化、粉体の飛散などを抑制することができるとともに、粉体補給装置から粉体が漏れ出すことを防止することができる。
【００３９】
請求項２に記載の発明によれば、補給路が変形可能な耐トナー性材料にて形成されているので、補給路内を粉体としてのトナーが通過しても補給路の内壁がトナーで劣化しすることがない。
【００４０】
請求項３に記載の発明によれば、補給路が中空状パイプであるので、安価にかつ、容易に補給路を設けることができる。
【００４１】
請求項４に記載の発明によれば、シンプルな構成で低コストな粉体収容器を用いて、粉体収容器内の粉体を確実に補給できる粉体補給装置を備えることにより、粉体収容器の交換コストが低く、且つ良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供することができる。前記粉体としてはトナーのみ、キャリアのみ、及びトナーとキャリアとを含む二成分現像剤のいずれであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の画像形成装置の作像部分を示す概略構成図である。
【図２】従来の画像形成装置の作像部分を示す概略構成図である。
【符号の説明】
１ 感光体（像担持体）
２ 現像装置
３ 現像ローラ
４，５ 搬送スクリュー
６ 現像ケーシング
７ 現像剤
８ 規制ブレード
９ 仕切板
１０ トナー補給装置（粉体補給装置）
１１ トナー収容器（粉体収容器）
１１ａ 排出口（粉体排出口）
１２ 容器保持部材
１２ａ 開口部
１２ｂ 突起部
１３ 支持台
１３ａ 突起部
１４ コロ
１５ バネ
１６ カム
１６ａ 段差部
１７ 減速機
１８ ダンパー
１９ 中空状パイプ（補給路）
２１ 補給量調節機構
２２ スクリュー
２３ 圧電センサ
２４ 排出口
Ｔ トナー（粉体）

Claims (4)

1. 交換可能に設けられた粉体収容器を有し、該粉体収容器内の粉体を粉体補給先に補給する粉体補給装置において、
   前記粉体収容器の一側壁の端部寄りに粉体排出口が形成され、前記粉体収容器内の前記粉体を前記粉体排出口に向かって前記粉体が移動するように、前記粉体収容器を往復運動させる往復運動手段および前記粉体補給先に対して粉体補給量を調節するための補給量調節機構を備え、前記粉体収容器と前記補給量調節機構とが変形可能な補給路により連通していることを特徴とする粉体補給装置。
2. 前記補給路が耐トナー性を有することを特徴とする精求項１記載の粉体補給装置。
3. 前記補給路が中空状パイプであることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体補給装置。
4. 像担持体に形成された潜像を現像する現像装置を備えた画像形成装置において、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の粉体補給装置により前記現像装置に現像剤を補給することを特徴とする画像形成装置。

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