JP2008185854A - トナー補給装置及びこれを搭載した画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】板を保護しつつ、トナーブロッキングを確実に解消することができるトナー補給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置本体(2)に着脱可能に構成され、現像装置(21)へのトナーを補給するトナー補給装置(20)であって、補給されるトナーを収納するトナー収納部(33)を有する容器本体(2)と、トナー収納部内のトナーを撹拌する撹拌装置(40)とを具備し、撹拌装置は、容器本体に回転自在に支持され、トナーを撹拌する可撓性の板部(54)を有する回転軸(50)と、回転軸に隣接して容器本体に回転自在に支持されており、トナーを崩す剛性部(74)を有するとともに、装置本体に連結されて所定の一方向に回転することにより回転軸に装置本体からの回転力を伝達させるのに対し、所定の一方向とは反対の方向に回転することにより回転軸に回転力を伝達させずにトナーを崩す駆動軸(70)とを含む。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機やプリンタ、ファクシミリ等に用いられるトナー補給装置及びこれを搭載した画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置ではトナーを用いて画像の形成が行われており、消費したトナーは別途補給する必要がある。このトナーの補給にはカートリッジ式のトナー補給装置が用いられる。そして、使用済みのトナー補給装置はユーザー等によって画像形成装置本体から取り出され、新たなトナー補給装置が装置本体に装着される。

ここで、この補給装置内のトナーは、輸送時の振動や長期保管時におけるトナーの自重によって沈み込んで凝集することがあり（ブロッキング）、この状態にて補給装置を装置本体に装着してもトナーの供給量が均一にならず、良好な画像が得られない。この場合には、装着前に補給装置を数回振るように促すラベルを貼付し、画像形成装置のユーザーの注意を喚起しているが、この振る動作が守られずにトナーが凝集したままの状態で装着すると、内部の撹拌装置には大きな負荷が作用する。そこで、この負荷を回避する技術が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平０８−１２３１６６号公報

ところで、上述した従来の技術では、回転によりトナーを撹拌する撹拌部材を有しており、この部材の回転方向でみて下流側にトナーを崩す部材が配置されている。

しかしながら、これらの部材はトナーの存在しない空間に配置しなければ機能しない点に留意する必要がある。換言すれば、補給装置が装置本体に装着される横置きで保管されていた場合にはブロッキングを解消可能であるものの、補給装置がその他の保管形態、例えば縦置きで保管されていた場合には、これらの部材がトナーに埋まってブロッキングを解消できないとの問題がある。また、仮に、この状態にて撹拌部材を回転させた場合には、撹拌部材が破損するとの問題も生ずる。
このように、上記従来の技術では、ブロッキングを確実に解消させる点について依然として課題が残されている。

そこで、本発明の目的は、上記課題を解消し、撹拌部材を保護しつつ、トナーブロッキングを確実に解消することができるトナー補給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するための第１の発明は、画像形成装置本体に着脱可能に構成され、現像装置へのトナーを補給するトナー補給装置であって、補給されるトナーを収納するトナー収納部を有する容器本体と、トナー収納部内のトナーを撹拌する撹拌装置とを具備し、撹拌装置は、容器本体に回転自在に支持され、トナーを撹拌する可撓性の板部を有する回転軸と、回転軸に隣接して容器本体に回転自在に支持されており、トナーを崩す剛性部を有するとともに、装置本体に連結されて所定の一方向に回転することにより回転軸に装置本体からの回転力を伝達させるのに対し、所定の一方向とは反対の方向に回転することにより回転軸に回転力を伝達させずにトナーを崩す駆動軸とを含む。

第１の発明によれば、容器本体には回転軸及び駆動軸が回転自在に支持され、回転軸にはトナーを撹拌する可撓性の板部が備えられる一方、駆動軸にはトナーを崩す剛性部が備えられている。
そして、この駆動軸が所定の一方向に回転すると、回転軸を回転させるのに対し、この一方向とは反対の方向に回転すると、回転軸を回転させないので、板部も回転しない。よって、仮にトナー収納部内にてトナーが凝集していたとしても、板部を破損させることなくトナーブロッキングが確実に解消可能となる。

第２の発明は、第１の発明の構成において、駆動軸はワンウェイクラッチを有し、クラッチは、所定の一方向では回転軸に回転力を伝達させ、所定の一方向とは反対の方向では回転軸を空転させることを特徴とする。
第２の発明によれば、第１の発明の作用に加えてさらに、従来の駆動軸の構成にワンウェイクラッチを設ければ済むことから、画像形成装置の大型化も回避可能となる。

第３の発明は、第１又は第２の発明の構成において、容器本体は、現像装置に向けてトナーが送出される排出開口を有し、回転軸は、排出開口に隣接されて複数の板部を有する第１パドル、及び第１パドルに並設されて複数の板部を有する第２パドルを有し、駆動軸は、第１パドルと第２パドルとの間に配設されており、剛性部は、第１パドルの各板部の間、及び、第２パドルの各板部の間をそれぞれ通過可能に配設されていることを特徴とする。
第３の発明によれば、第１又は第２の発明の作用に加えてさらに、駆動軸が第１パドルと第２パドルとの間に配設されており、その剛性部が第１パドルの各板部の間、及び、第２パドルの各板部の間をそれぞれ通過可能に配設されているので、各板部周辺のトナーを確実に崩すことができるし、また、容器本体の幅方向が長くならず、この点も画像形成装置の小型化に寄与する。

第４の発明は、第１から第３の発明の構成において、駆動軸は、トナー補給装置が装置本体に装着された場合、或いは、画像形成装置の電源が投入された場合に、所定の一方向とは反対の方向に回転することを特徴とする。
第４の発明によれば、第１から第３の発明の作用に加えてさらに、駆動軸が、トナー補給装置の装置本体への装着時に所定の一方向とは反対の方向に回転すれば、補給装置の保管期間が長期に亘る場合にもトナーを崩すことができるし、画像形成装置の電源投入時に所定の一方向とは反対の方向に回転すれば、画像形成装置が湿度の高い環境下に設置されていた場合にもトナーを崩すことができる。
しかも、最初にトナーをほぐしてから現像装置に供給されるので、トナーの供給量が常に均一になり、良好な画像が得られる結果、画像形成装置の信頼性向上に寄与する。

本発明によれば、板部を保護し、且つ、トナーブロッキングを確実に解消可能なトナー補給装置及びこれを搭載した画像形成装置を提供することができる。

以下、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には、画像形成装置の一例であるプリンタ１の構造が概略的に示されている。同図に示された断面はプリンタ１の左側面からみたものである。このため、プリンタ１の前面は同図中の右側に、背面は左側にそれぞれ位置する。

同図に示されるように、プリンタ１の装置本体２の内部下方には、用紙収納装置４が配置されている。この収納装置４にはベースカセット６が装備され、このカセット６の内部には、枚葉の用紙Ｐが積層された状態で収納されている。そして、この用紙Ｐは、同図においてカセット６の右上方に向けて送出され、送出された用紙Ｐは、装置本体２の内部で背面側へ向けて反転され、そのまま背面側に向けて搬送される。また、このカセット６は、同図において右方向に向けて引き出し可能に構成されており、この引き出した状態にて、カセット６内に新たな用紙Ｐを補充したり、用紙Ｐを別の種類の用紙に入れ替え可能となる。

装置本体２の内部には、用紙収納装置４からの用紙搬送方向でみて下流側にフィードローラ１０、給紙用の用紙搬送路１２、レジストローラ１４、画像形成部１６及び転写部９０が順番に配置されている。画像形成部１６にはその中心部分に感光体ドラム１８が備えられている。また、この画像形成部１６の上方には光学部１５が備えられており、この光学部１５からは、図中に一点鎖線で示されているように、レーザ光Ｌがドラム１８に向けて照射される。さらに、転写部９０には転写ローラ９１が備えられ、このローラ９１は、ドラム１８に下方から圧接し、トナー像を用紙Ｐに転写するための転写ニップ部を形成させる。

また、用紙搬送方向でみて画像形成部１６及び転写部９０の下流側には、定着部９２、排出用の用紙搬送路９４及び用紙排出部９６が順番に配置されている。この用紙搬送路９４は、定着部９２の下流から装置本体２の背面に沿って上方へ延びており、さらに、装置本体２の上部位置にて前面側へ屈曲されている。用紙排出部９６は、装置本体２の上面に形成されており、この位置で用紙搬送路９４の終端から排出された用紙Ｐを受け取り、高さ方向に積層することができる。この用紙排出部９６に収納された印刷済みの用紙Ｐは、外部から容易に取り出し可能である。

一方、転写部９０及び定着部９２の下方であって、用紙収納装置４との間には両面印刷用の用紙搬送路９８が形成されている。この用紙搬送路９８は、装置本体２の背面に沿う位置にて用紙搬送路９４の途中から分岐して下方に延びている。また、この用紙搬送路９８は、装置本体２の内部で前面側へ屈曲されて水平方向に延び、給紙部８のすぐ下流位置にて用紙搬送路１２に合流されている。

ここで、本実施例のプリンタ１にはトナー補給装置２０が搭載されている。この補給装置２０は、光学部１５の前方であって用紙搬送路１２の上方に位置し、装置本体２に対して着脱可能に構成されている。そして、この補給装置２０内のトナーは現像器（現像装置）２１を経て画像形成部１６に供給される。

より詳しくは、本実施例のトナー補給装置２０は、図２、図３及び図４に示されるように、上方に開口を有する縦長の容器本体２２と、この開口を覆う図示しない蓋部材とを備えている。容器本体２２は縦長の底壁２４を有し、この底壁２４の両側部分には側壁２６，２７が、また、この底壁２４の長手方向両端部分には端壁２８，３０がそれぞれ上方に向けて形成されている。これにより、容器本体２２の内部にはトナー収納部３３が形成され、この収納部３３に現像器２１へ補給されるトナーが収納される。一方、底壁２４の側壁２７側の適宜位置にはトナーの排出開口２５が矩形状に形成されており、トナーは排出開口２５を介して現像器２１に向けて送出される。

この排出開口２５と収納部３３との間にはスクリュー部材３４が配設されている。この部材３４は、容器本体２２に回転自在に支持される軸部３５と、この軸部３５の周囲に形成された螺旋状の羽根部３６とから構成される。この軸部３５の先端は端壁２８から突出し、この先端部分には従動ギア３８が一体的に配設されている。
なお、底壁２４の適宜位置には膨出部３２が収納部３３に向けて形成されており（図３）、撹拌装置４０近傍におけるトナーの滞留を防止する。

そして、この撹拌装置４０は収納部３３内のトナーを撹拌する。具体的には、図２に示されるように、本実施例の撹拌装置４０は、容器本体２２の長手方向に延びる第１パドル（回転軸）５０及び第２パドル（回転軸）６０と、駆動軸７０とを備えている。
より詳しくは、第１パドル５０は、排出開口２５に隣接して配置されており、容器本体２の端壁２８，３０に回転自在に支持された軸部５２を有している。また、本実施例の軸部５２には８枚の可撓性の板部５４がそれぞれ固設されている。この軸部５２の先端は端壁２８から突出しており、この先端部分には従動ギア５６が一体的に配設されている。

なお、これら従動ギア５６と従動ギア３８とは中間ギア４８を介して噛合されており、このギア４８は端壁２８に回転自在に支持された中間軸４７に一体的に配設されている。
一方、第２パドル６０は、側壁２６に隣接して第１パドル５０に並設されており、容器本体２の端壁２８，３０に回転自在に支持された軸部６２を有し、本実施例の軸部６２にも第１パドル５０と同様に、８枚の可撓性の板部６４がそれぞれ固設されている。また、この軸部６２の先端も端壁２８から突出し、この先端部分には従動ギア６６が一体的に配設されている。

これに対し、駆動軸７０は第１パドル５０と第２パドル６０との間に配設されている。具体的には、駆動軸７０は容器本体２の端壁２８，３０に回転自在に支持された軸部７２を有しており、本実施例の軸部７２には７本の棒状の突出部（剛性部）７４がそれぞれ固設されている。これら突出部７４は駆動軸７０の軸線に対して略垂直方向に立設され、各板部５４の間、及び、各板部６４の間にそれぞれ配設されており、この突出部７４の長さは、第１パドル５０の軸部５２及び第２パドル６０の軸部６２に接触することなく、且つ、各板部５４の間、及び、各板部６４の間をそれぞれ通過可能な長さで構成されている。

ここで、軸部７２の先端も端壁２８から突出しているが、図５に示されるように、この先端部分にはワンウェイクラッチ８０が備えられており、クラッチ８０の外周側に駆動ギア７６が一体的に配設されている。なお、この駆動ギア７６は従動ギア５６及び従動ギア６６にそれぞれ噛合されている。
上述したクラッチ８０は、図６に示されるように、軸部７２に嵌合される内輪８２と、この内輪８２の外周側に配置される外輪８４とを有し、この外輪８４の適宜位置には凹部が形成されている。また、これら内輪８２と外輪８４との間にはボール８８を保持するリテーナ８６が備えられている。なお、上述した軸部７２と内輪８２との間には例えばキー溝等の周り止めが設けられている。

本実施例では、軸部７２の最先端部分には凹状の係合部７３が形成されており、この係合部７３が装置本体２の図示しない駆動モータに連結可能に構成されている。
そして、例えば、現像器２１内におけるトナー量の減少が検出されると、駆動モータが駆動軸７０の軸部７２を図６の矢印で示された時計回り（所定の一方向）に回転させる。これにより、ボール８８が内輪８２と外輪８４とで係合され、これら内輪８２及び外輪８４が一体となって時計回りに回転する。なお、この場合には突出部７４も時計回りに回転し、第１パドル５０と第２パドル６０との間のトナーをほぐす。

同時に、駆動軸７０の回転力は駆動ギア７６を介して第１パドル５０及び第２パドル６０にそれぞれ伝達される。そして、各パドル５０，６０は反時計回りに回転し、板部６４は側壁２６の内側及び底壁２４の内側に順次当接し、収納部３３内のトナーを撹拌する。また、板部５４は底壁２４の内側及び側壁２７の内側に順次当接し、収納部３３内のトナーを撹拌してトナーをスクリュー部材３４に向けて移動させる。
さらに、本実施例の駆動軸７０の回転力は中間ギア４８を介してスクリュー部材３４にも伝達されるので、軸部３５の回転に伴って羽根部３６が回転すると、羽根部３６周辺のトナーが排出開口２５に向けて集められる。

これに対し、例えば、補給装置２０が装置本体２に装着された場合、或いは、プリンタ１に電源が投入された場合には、駆動モータが逆回転、つまり、軸部７２を図７の矢印で示された反時計回り（上記所定の一方向とは反対の方向）に回転させる。これにより、ボール８８は内輪８２と外輪８４との係合が解かれて外輪８４の凹部に向けて移動するので、外輪８４は内輪８２に対して空転する。換言すれば、駆動軸７０が反時計回りに回転する一方、駆動軸７０の回転力は第１パドル５０及び第２パドル６０に伝達されず、各パドル５０，６０は回転しない。なお、スクリュー部材３４も回転しない。
そして、この場合には、突出部７４のみが反時計回りに回転し、第１パドル５０と第２パドル６０との間のトナーがほぐされる。

再び図１に戻り、上記補給装置２０によってトナーが補給されたプリンタ１では、印刷前の用紙Ｐはベースカセット６に積層された状態で収納されており、プリンタ１が印刷を行う際は、カセット６から給紙部８により用紙Ｐが１枚ずつ分離して送出される。送出された用紙Ｐは、用紙搬送路１２を通ってレジストローラ１４に到達する。このローラ１４は、用紙Ｐの斜め送りを矯正しつつ、画像形成部１６で形成されるトナー画像とのタイミングを計りながら、用紙Ｐを転写部９０へと送出する。

プリンタ１には図示しない外部コンピュータから画像データが送信される。この画像データは、文字や符号、図形、記号、線図、模様等の各種の画像がデータ化されたものであり、このデータに基づき、プリンタ１では光学部１５によるレーザ光Ｌの照射が制御される。これにより、画像形成部１６において感光体ドラム１８上に原稿画像の静電潜像が作られ、続いてこの静電潜像からドラム１８上にトナー画像が形成される。このトナー画像はドラム１８とローラ９１との間の転写ニップ部にて用紙Ｐに転写される。

その後、用紙Ｐは未定着トナー画像を担持した状態で定着部９２に向けて送られ、この定着部９２にて熱ローラによりトナー画像が定着される。次いで、定着部９２から排出された用紙Ｐは、用紙搬送路９４を通って上方へ送られ、用紙排出部９６に排出される。

この片面印刷に対し、プリンタ１において両面印刷を行う場合には、定着部９２から排出された用紙Ｐは、用紙排出部９６に排出される直前にてその搬送方向が切り替えられる。つまり、片面に印刷された用紙Ｐは用紙搬送路９４内に引き戻され、用紙搬送路９８内に搬送される。続いて、この用紙Ｐは、給紙部８のすぐ下流にて用紙搬送路１２に合流し、再び転写部９０に向けて送られる。このとき、用紙Ｐは印刷済みの面が下を向いた状態にあるので、再び転写部９０に送られた際は、用紙Ｐの未だ印刷がされていない方の面にトナー画像が転写される。

以上のように、本発明は、最初にトナーを崩す動作を実施し、この動作後にパドルを回転させることに着目したものである。

そして、本実施例によれば、容器本体２にはパドル５０，６０及び駆動軸７０が回転自在に支持され、パドル５０，６０にはトナーを撹拌する可撓性の板部５４，６４が備えられる一方、駆動軸７０にはトナーを崩す突出部７４が備えられている。
この駆動軸７０が所定の一方向に回転すると、パドル５０，６０を回転させるのに対し、この一方向とは反対の方向に回転すると、突出部７４は回転するものの、パドル５０，６０を回転させないので、板部５４，６４も回転しない。よって、仮に収納部３３内にてトナーが凝集していたとしても、板部５４，６４を破損させることなく凝集したトナーの塊を崩すことができ、トナーブロッキングが確実に解消可能となる。

また、従来の駆動軸の構成にワンウェイクラッチ８０を設ければ済むことから、装置本体２に予め割り当てられた補給装置用のスペースに収まり、プリンタの大型化も回避可能となる。
さらに、駆動軸７０がパドル５０とパドル６０との間に配設されており、突出部７４が各板部５４の間、及び、各板部６４の間をそれぞれ通過可能に配設されているので、各板部５４，６４周辺のトナーを確実に崩すことができるし、また、容器本体２の幅方向が長くならず、この点もプリンタの小型化に寄与する。

さらにまた、駆動軸７０が、補給装置２０の装置本体２への装着時に逆回転すれば、補給装置２０の保管期間が長期に亘る場合にもトナーを崩すことができるし、また、プリンタ１への電源投入時に逆回転すれば、プリンタが湿度の高い環境下に設置されていた場合にもトナーを崩すことができる。
しかも、最初にトナーをほぐしてから現像器２１に供給されるので、トナーの供給量が常に均一になり、良好な画像が得られる結果、プリンタの信頼性向上にも寄与する。

本発明は、上記実施の形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。
例えば、上記実施例では２つのパドル５０，６０が配設されているが、必ずしもこの形態に限定されるものではなく、また、上述したワンウェイクラッチに替えて他の機構を用いても良く、これらの場合にも上記と同様に、板部を保護しつつ、トナーブロッキングを確実に解消できるとの効果を奏する。
また、上記実施例では画像形成装置としてプリンタに具現化した例を示しているが、本発明の画像形成装置は複写機やファクシミリ等にも当然に適用可能である。

本実施例に係るプリンタの概略構成図である。 図１のトナー補給装置の平面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線矢視断面図である。 図２のＩＶ−ＩＶ線矢視断面図である。 図２の駆動軸における部分断面図である。 図５のワンウェイクラッチの説明図であり、通常回転時を示す図である。 図５のワンウェイクラッチの説明図であり、逆回転時を示す図である。

符号の説明

１ プリンタ（画像形成装置）
２ 画像形成装置本体（装置本体）
２０ トナー補給装置
２１ 現像器（現像装置）
２２ 容器本体
２５ 排出開口
３３ トナー収納部
４０ 撹拌装置
５０ 第１パドル（回転軸）
５４ 板部
６０ 第２パドル（回転軸）
６４ 板部
７０ 駆動軸
７４ 突出部（剛性部）
８０ ワンウェイクラッチ

Claims (4)

1. 画像形成装置本体に着脱可能に構成され、現像装置へのトナーを補給するトナー補給装置であって、
   補給されるトナーを収納するトナー収納部を有する容器本体と、該トナー収納部内のトナーを撹拌する撹拌装置とを具備し、
   該撹拌装置は、
   前記容器本体に回転自在に支持され、前記トナーを撹拌する可撓性の板部を有する回転軸と、
   前記回転軸に隣接して前記容器本体に回転自在に支持されており、前記トナーを崩す剛性部を有するとともに、前記装置本体に連結されて所定の一方向に回転することにより前記回転軸に前記装置本体からの回転力を伝達させるのに対し、前記所定の一方向とは反対の方向に回転することにより前記回転軸に回転力を伝達させずに前記トナーを崩す駆動軸と
   を含むことを特徴とするトナー補給装置。
2. 請求項１に記載のトナー補給装置において、
   前記駆動軸はワンウェイクラッチを有し、
   該クラッチは、前記所定の一方向では前記回転軸に回転力を伝達させ、前記所定の一方向とは反対の方向では前記回転軸を空転させることを特徴とするトナー補給装置。
3. 請求項１又は２に記載のトナー補給装置において、
   前記容器本体は、前記現像装置に向けて前記トナーが送出される排出開口を有し、
   前記回転軸は、前記排出開口に隣接されて複数の前記板部を有する第１パドル、及び該第１パドルに並設されて複数の前記板部を有する第２パドルを有し、
   前記駆動軸は、前記第１パドルと前記第２パドルとの間に配設されており、前記剛性部は、前記第１パドルの前記各板部の間、及び、前記第２パドルの前記各板部の間をそれぞれ通過可能に配設されていることを特徴とするトナー補給装置。
4. 請求項１から３のいずれか一項に記載のトナー補給装置を搭載し、
   前記駆動軸は、前記トナー補給装置が前記装置本体に装着された場合、或いは、画像形成装置の電源が投入された場合に、前記所定の一方向とは反対の方向に回転することを特徴とする画像形成装置。
   

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