JP2008281842A - トナー供給装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー容器を位置決め保持し容器本体の回転による振れを抑制して安定したトナー供給を実現できるトナー供給装置及びこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】容器本体３１０と支持部材３５０とを備えるトナー容器３００と、トナー容器３００を保持する保持トレイ３６０とを備え、容器本体３１０を回転させて容器本体３１０の略中央部に形成されたトナー排出孔３１４からトナーを排出するようにしたトナー供給装置３０において、容器本体３１０の両端部に第１係合部３１０ａ，第２係合部３１０ｂを形成し、保持トレイ３６０にはそれぞれの係合部に対応する第１係止部３６２，第２係止部３６３を形成し、第１係合部３１０ａ，第２係合部３１０ｂを回転可能に支持するとともに、保持トレイ３６０にトナー容器３００を位置決めすることを特徴とするものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、トナー供給装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、電子写真方式を採用した複写機、プリンタ、ファクシミリ機等の画像形成装置に搭載される現像装置にトナーを自動供給するトナー供給装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。

一般に、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、これらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置においては、静電潜像を感光体ドラム上に形成し、現像剤を現像装置から感光体ドラムへと供給し、現像剤により感光体ドラム上の静電潜像を現像して、感光体ドラム上に現像剤の画像を形成し、現像剤の画像を感光体ドラムから記録用紙に転写し、記録用紙を加熱及び加圧して、現像剤の画像を記録用紙上に定着させている。

現像装置では、例えばトナーと磁性キャリアを混合してなる２成分現像剤を攪拌して、トナーを帯電させ、現像ローラを回転させつつ、２成分現像剤を現像ローラ表面に付着させて、２成分現像剤を現像ローラと感光体ドラム間の現像領域へと搬送供給し、２成分現像剤のトナーにより感光体ドラム上の静電潜像を現像する。

また、現像装置において、トナーは、２成分現像剤として感光体ドラム上の静電潜像を現像することにより消費されるため、その消費分をトナー供給装置によって、現像装置に逐次補給されるようになっている。トナー供給装置は、トナーが充填されたトナー容器と、現像装置に補給されるトナーを一時的に収納して現像装置に必要量のトナーを供給する中間ホッパ部（トナー補給槽）を備え、この中間ホッパ部にトナー容器から補給するトナーを供給するようになっている。中間ホッパ部にトナー容器を装着させる部位には、トナー容器を中間ホッパ部に着脱可能な構成となるような装着機構が設けられ、かかる装着機構には、トナー容器のトナー排出孔と中間ホッパを接続するための補給路が形成されている。

このようにして、トナーは、トナーカートリッジやトナーボトル等のトナー容器を含むトナー供給装置から現像装置に補給され、トナー容器内のトナーがほぼすべて消費されたときに、トナー容器はユーザによって適宜に新品のものと交換される。

従来では、トナー容器を装着する場合、トナー供給装置に対して明確なガイドや位置決め部材が無いと操作性が悪くなり、トナー容器が所定の位置に装着されずに乗り上げたり、誤挿入が生じるという問題があった。それに伴い、トナー供給装置において動作不良が生じたり、トナー容器装着部が破損する虞があった。また、トナー容器が正常に装着されていないとトナー排出量が安定しないことがあるという問題も生じる。

そこで、上記問題の対策として、トナー容器の脱着時にはトナー排出孔が常に上方を向くように位置決めして装着するための本体側位置決め部と、トナー容器の装着後に一定の付勢力により前記トナー容器の基端部を先端部方向に付勢する状態を維持する付勢部材と、を備えて、トナーカートリッジが提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００１−２２８６９２号公報

しかしながら、このような従来技術では、トナー容器をトナー供給装置に装着する場合、単にトナー容器の長手方向に該トナー容器を挿入して、付勢部材によりトナー容器の基端部を先端部方向に付勢しているだけなので、先端側のみが保持されて他端側が保持されていないため、容器本体の回転に伴い容器本体自体に振れが生じて、容器本体から排出されるトナーの量が安定しないという問題がある。

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、トナー容器を位置決め保持し容器本体の回転による振れを抑制して安定したトナー供給を実現できるトナー供給装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係るトナー供給装置およびこれを用いた画像形成装置の各構成は、次の通りである。
請求項１に記載したトナー供給装置は、トナーが充填された筒状の容器本体と該容器本体を回転可能に支持する支持部材とを備えるトナー容器と、前記トナー容器を保持する保持部とを備え、前記トナー容器は、容器本体軸線方向の略中央部にトナー排出孔が形成され、前記容器本体をその軸線を回転軸として回転させることにより前記トナー排出孔からトナーを排出するようにしたトナー供給装置において、前記容器本体の軸線方向の両端部に凸状係合部を形成し、前記保持部には前記凸状係合部にそれぞれ対応する係止部を形成し、前記係止部が前記凸状係合部を回転可能に支持するとともに、前記保持部に対して前記トナー容器を位置決めすることを特徴とするものである。

請求項２に記載したトナー供給装置は、請求項１に記載した構成に加えて、前記係止部の一側部を、前記凸状係止部が着脱可能に開放形成することを特徴とするものである。

請求項３に記載したトナー供給装置は、請求項１または２に記載した構成に加えて、前記容器本体を、円筒状で一体成型で形成することを特徴とするものである。

請求項４に記載したトナー供給装置は、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記容器本体の材質に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いることを特徴とするものである。

請求項５に記載したトナー供給装置は、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記支持部材の外周部に取手を備えることを特徴とするものである。

請求項６に記載したトナー供給装置は、請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記容器本体の両端部と前記係止部とを、容器本体軸線方向で１ｍｍから３ｍｍの範囲で間隙をとって配置することを特徴とするものである。

請求項７に記載したトナー供給装置は、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載した構成に加えて、前記保持部の構成を、前記トナー容器をスライド搬送させて前記トナー容器を回転駆動する駆動手段に連結するようにすることを特徴とするものである。

請求項８に記載した画像形成装置は、静電潜像が形成される静電潜像担持体を有する画像形成部と、帯電性のトナーと磁性のキャリアの２成分を混合して帯電された現像剤を前記静電潜像担持体に搬送する現像ローラを有する現像装置と、前記現像装置で使用されたトナー量に応じてトナーを供給するトナー供給装置とを備え、印刷画像情報に基づき電子写真方式により前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤によって顕像化するようにした画像形成装置において、前記トナー供給装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載したトナー供給装置を用いることを特徴とするものである。

請求項１に記載した発明によれば、トナーが充填された筒状の容器本体と該容器本体を回転可能に支持する支持部材とを備えるトナー容器と、前記トナー容器を保持する保持部とを備え、前記トナー容器は、容器本体軸線方向の略中央部にトナー排出孔が形成され、前記容器本体をその軸線を回転軸として回転させることにより前記トナー排出孔からトナーを排出するようにしたトナー供給装置において、前記容器本体の軸線方向の両端部に凸状係合部を形成し、前記保持部には前記凸状係合部にそれぞれ対応する係止部を形成し、前記係止部が前記凸状係合部を回転可能に支持するとともに、前記保持部に対して前記トナー容器を位置決めすることで、簡単な構成で、容器本体の両端部を正確な位置で保持して容器本体の安定した回転を実現できるので、容器本体の回転による振れを抑制して、安定したトナー供給を実現できる。また、容器本体が正確に位置決めされるため、回転駆動を伝達するためにカップリング等の連結部材を用いた場合の駆動時の振動動作を抑えることができる。

また、請求項１〜８に記載の発明で得られる上記共通の効果に加え、各請求項に記載の発明によれば次の効果を得ることができる。

詳しくは、請求項２に記載した発明によれば、請求項１に記載の発明で得られる効果に加えて、前記係止部の一側部を、前記凸状係止部が着脱可能に開放形成することで、例えば、係止部の一側部を切り欠いてＵ字状とすることで、凸状係止部の着脱操作を容易に行うことができ、容器本体を正確に位置決め保持することができる。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１または２に記載の発明で得られる効果に加えて、前記容器本体を、円筒状で一体成型で形成することで、トナー漏れなどがなく、簡単な構成で組み立て作業も効率化を図ることができる。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載の発明で得られる効果に加えて、前記容器本体の材質に高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）を用いることで、強度を高くでき、大量のトナーを収容することができる。

請求項５に記載した発明によれば、請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の発明で得られる効果に加えて、前記支持部材の外周部に取手を備えることで、トナー容器の挿入、脱着をスムーズに行うことができる。

請求項６に記載した発明によれば、請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載の発明で得られる効果に加えて、前記容器本体の両端部と前記係止部とを、容器本体軸線方向で１ｍｍから３ｍｍの範囲で間隙をとって配置することで、トナー容器の挿入、脱着をスムーズに行うことができる。また、容器本体の回転による振動などが発生し難いが起こりにくい。

請求項７に記載した発明によれば、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の発明で得られる効果に加えて、前記保持部の構成を、前記トナー容器をスライド搬送させて前記トナー容器を回転駆動する駆動手段に連結するように構成することで、前記保持手段（トレー）を引出すことで広い作業スペースを確保できるので、トナー容器の挿入、脱着をスムーズに行うことができる。

請求項８に記載した画像形成装置は、静電潜像が形成される静電潜像担持体を有する画像形成部と、帯電性のトナーと磁性のキャリアの２成分を混合して帯電された現像剤を前記静電潜像担持体に搬送する現像ローラを有する現像装置と、前記現像装置で使用されたトナー量に応じてトナーを供給するトナー供給装置とを備え、印刷画像情報に基づき電子写真方式により前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤によって顕像化するようにした画像形成装置において、前記トナー供給装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載したトナー供給装置を用いることで、前記トナー供給装置に装着されるトナー容器の回転動作をスムーズにして現像装置へのトナー補給量を安定させることができる画像形成装置を実現できる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。
図１は本発明に係るトナー供給装置が搭載される画像形成装置の実施形態の全体の構成を示す説明図、図２は前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。
なお、本明細書および図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、図１，図２に示すように、スキャナ等に読み込まれた画像データや外部から伝達された画像データを電子写真方式によって、画像形成部１４において回転駆動される円筒状の感光体ドラム３上に静電潜像を形成して、現像装置２において前記静電潜像を帯電性のトナーと磁性キャリアの２成分を混合して帯電された現像剤によって現像剤像として可視像化した後、記録媒体となる所定のシート状の記録用紙（以下、用紙と称する。）に転写してモノクロ（単色）画像として出力する画像形成装置であって、現像装置２で使用されたトナー量に応じてトナーを供給するトナー供給手段として、本発明に係るトナー供給装置３０を採用したものである。

画像形成装置１Ａは、用紙Ｐを複数枚積載可能な給紙トレイ８と、この給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを画像形成部１４に搬送する用紙搬送部５９と、画像形成部１４で印字された用紙Ｐ上の未定着トナーを溶融させて定着させる定着ユニット６へ搬送する用紙搬送装置７とを備えており、予め設定された複数の排出処理モードに対応した用紙Ｐの搬送速度に基づいて、印字要求に応じて選択的に用紙Ｐの搬送速度を制御して給紙トレイ８から自動的に排紙トレイ９に用紙Ｐを供給可能としたものである。

まず、画像形成装置１Ａの全体構成について説明する。
画像形成装置１Ａは、図１に示すように、主に、露光ユニット１、現像装置２、トナー供給装置３０、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、給紙トレイ８、排紙トレイ９および転写機構１０等を備える装置本体１Ａ１と、自動原稿処理装置１Ａ２とにより構成されている。

装置本体１Ａ１の上面部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台２１が設けられ、この原稿載置台２１の上方には、自動原稿処理装置１Ａ２が上方に向かい揺動開放自在に設けられ、一方、この原稿載置台２１の下方には、原稿の画像情報を読み取る原稿読み取り部であるスキャナ部２２が配置されている。

そのスキャナ部２２の下方には、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６、用紙搬送装置７、用紙搬送路７ａ、排紙トレイ９、および転写機構１０が配設され、さらに、その下方には、用紙Ｐが収納された給紙トレイ８が配設されている。

露光ユニット１は、不図示の画像処理部から出力された画像データに応じて、レーザ光を帯電器４によって均一に帯電された感光体ドラム３の表面に照射して露光することにより、かかる感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を書込み形成する機能を有するものである。かかる露光ユニット１は、スキャナ部２２の直下で且つ感光体ドラム３上方に配置され、レーザ照射部１１および反射ミラー１２を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂが採用されている。本実施形態では、高速印字処理を行うために、複数のレーザ光を利用し、照射タイミングの高速化を低減する手法を採用し、２ビーム手法を採用しているものとする。なお、本実施形態では、露光ユニット１にレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）１３ａ、１３ｂを用いているが、発光素子をアレイ状に並べたもの、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いるものであっても良い。

感光体ドラム３は、略円筒形状を呈し、露光ユニット１の下方に配設され、不図示の駆動手段と制御手段により所定方向（図中の矢印Ａ方向）に回転するように制御されている。この感光体ドラム３の外周面に沿って、図２に示すように、画像転写終了後の位置を基準として感光体ドラム回転方向下流側に向かい、用紙剥離爪３１、クリーナユニット５、電界発生部としての帯電器４、現像装置２、除電装置４１の順に配置されている。

用紙剥離爪３１は、ソレノイド３２により感光体ドラム３の外周面に接離可能に配置されている。この用紙剥離爪３１は、感光体ドラム３の外周面に当接した状態で、感光体ドラム３上の未定着トナー像を用紙Ｐに転写する際にその感光体ドラム３の表面に張り付いた用紙Ｐを剥離するものである。なお、用紙剥離爪３１の駆動手段として、ソレノイド３２の換わりに駆動用モータ等を採用しても良く、その他の駆動手段の選択も可能である。

現像装置２は、感光体ドラム３上に形成された静電潜像を黒トナーで顕像化するものであって、感光体ドラム回転方向（図中の矢印Ａ方向）で帯電器４より下流側で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で右側）に配置されている。この現像装置２の下方には、記録媒体搬送方向上流側にレジストローラ１５が配置されている。

トナー供給装置３０は、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給するものであって、現像装置２に隣接するようにして配置されている。なお、トナー供給装置３０の詳細については、後述するものとする。

レジストローラ１５は、給紙トレイ８から供給された用紙Ｐの先端と感光体ドラム３上のトナー像とを整合して感光体ドラム３と転写ベルト１０３との間に搬送するように、不図示の駆動手段および制御手段により動作制御されている。

帯電器４は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であって、感光体ドラム３の上方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施形態では、チャージャー型の帯電器４を使用しているが、接触型のローラ方式によるものやブラシ方式によるものに代用しても良い。

除電装置４１は、感光体ドラム３の表面に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写し易くするために、かかる感光体ドラム３の表面電位を低下させるための転写前除電手段であって、感光体ドラム回転方向で現像装置２より下流側で、かつ感光体ドラム３の下方でその外周面に近接して配置されている。なお、本実施形態では、除電装置４１は、除電電極を用いて構成されているが、除電電極の替わりに除電ランプを使用したり、その他の方式により除電するようにしたものであっても良い。

クリーナユニット５は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収するものであって、感光体ドラム３を挟んで現像装置２と略対向する位置で感光体ドラム３の側方で略水平（図中で左側）に配置されている。

上述したように、感光体ドラム３上で顕像化された静電像は、静電像が有する電荷の逆極性の電界が搬送される用紙Ｐ上に転写機構１０から印加されることで用紙Ｐ上に転写される。例えば、静電像が（−）極性の電荷を有している時は、転写機構１０の印加極性は（＋）極性となる。

転写機構１０は、駆動ローラ１０１、従動ローラ１０２、および他のローラで架橋されると共に、所定の抵抗値（本実施形態では、１×１０^９〜１×１０^１３Ω・cmの範囲）を有する転写ベルト１０３が配置された転写ベルト式ユニットで構成され、感光体ドラム３の下方で、転写ベルト１０３の表面が感光体ドラム３の外周面の一部と接触するように配置されている。この転写ベルト１０３により、用紙Ｐを感光体ドラム３に押圧しながら搬送するようになっている。感光体ドラム３と転写ベルト１０３の接触部１０４には、駆動ローラ１０１および従動ローラ１０２とは、異なる導電性で転写電界を印加可能な弾性導電性ローラ１０５が配置されている。

弾性導電性ローラ１０５は、弾性ゴム、発泡性樹脂等の軟質材料により構成されている。この弾性導電性ローラ１０５が弾性を有することで、感光体ドラム３と転写ベルト１０３とが線接触でなく、転写ニップと呼ばれる所定の幅を有する面接触となるので、搬送される用紙Ｐへの転写効率の向上を図ることができる。

さらに、転写ベルト１０３の転写領域の用紙搬送方向下流側には、搬送される用紙Ｐが転写領域で印加された電界を除電し、次工程への搬送をスムーズに行う為の除電ローラ１０６が転写ベルト１０３の背面側に配置されている。

また、図２に示すように、転写機構１０には、転写ベルト１０３の残留トナーによる汚れを取るクリーニングユニット１０７と、転写ベルト１０３の除電を行う複数の除電機構１０８が配置されている。この除電機構１０８に用いられる除電を行うための手法として、装置を介して接地する手法、若しくは積極的に転写電界の極性と逆極性を印加する手法がある。

転写機構１０で用紙Ｐ上に転写された静電像（未定着トナー）は、定着ユニット６に搬送されて加圧・加熱されることで未定着トナーが溶融されて用紙Ｐ上に定着される。定着ユニット６は、図２に示すように、加熱ローラ６ａ、加圧ローラ６ｂを備え、この加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとによって、用紙Ｐを挟持した状態で加熱ローラ６ａを回転させ、加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの間を通過させることにより、用紙Ｐ上に転写されたトナー像を溶融して定着させるものである。定着ユニット６の用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐを搬送する搬送ローラ１６が設けられている。

加熱ローラ６ａは、その外周部には用紙剥離爪６１１、ローラ表面温度検出部材であるサーミスター６１２、ローラ表面クリーニング部材６１３が配置され、内周部には、加熱ローラ表面を所定温度（定着設定温度：概ね１６０〜２００℃）とする熱源６１４が設けられている。加圧ローラ６ｂは、ローラの両端部で加熱ローラ６ａに対し所定圧量で加圧ローラ６ｂが圧接することが可能な加圧部材６２１が配置され、さらに、加圧ローラ６ｂの外周には加熱ローラ６ａの外周と同様に用紙剥離爪６２２、ローラ表面クリーニング部材６２３が配置されている。

定着ユニット６は、図２に示すように、いわゆる定着ニップ部と呼ばれる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接部６００において、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナーを加熱ローラ６ａにより加熱して溶融し、かかる加熱ローラ６ａと加圧ローラ６ｂとの圧接力による用紙Ｐ上への投鋲作用で、未定着トナーを用紙Ｐ上に定着するようになっている。

給紙トレイ８は、画像情報が出力（印字）されるシート（用紙）を複数枚蓄積しておくためのものであり、露光ユニット１、現像装置２、感光体ドラム３、帯電器４、除電装置４１、クリーナユニット５、定着ユニット６等で構成される画像形成部１４の下側に構成されている。この給紙トレイ８の排紙側上部には、用紙ピックアップローラ８ａが配置されている。

この用紙ピックアップローラ８ａは、給紙トレイ８内に積載収容された用紙Ｐを最上層から１枚ずつピックアップし、下流側に向かって（便宜上の用紙Ｐの流れ出し側、換言するとカセット側を上流、排紙側を下流とする。）用紙搬送路７ａ上のレジストローラ（「アイドルローラ」とも称する。）１５側に搬送するようになっている。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａでは、高速印字処理を行うことを目的とするため、画像形成部１４の下方に定型サイズの用紙Ｐを各々のトレイに５００〜１５００枚収納可能な複数の給紙トレイ８が配置され、一方、装置側面には複数の用紙種類を多量に収納可能な大容量給紙カセット８１が配置されると共に、かかる大容量給紙カセット８１の上方に、主に不定型サイズの印字等に対応する手差しトレイ８２が設けられている。

排紙トレイ９は、手差しトレイ８２とは反対側の装置側面に配置されている。また、排紙トレイ９に変わって、排紙用紙のステープル、パンチ処理等を行う後処理装置や複数段排紙トレイ等をオプションとして配置することも可能な構成となっている。

用紙搬送装置７は、前述した感光体ドラム３と給紙トレイ８との間に構成され、用紙搬送装置７に備わる用紙搬送路７ａを経由させて、給紙トレイ８から供給される用紙Ｐを一枚ずつ転写機構１０に搬送し、転写機構１０において、感光体ドラム３からトナー像が転写された用紙を定着ユニット６に搬送し、定着ユニット６において、未定着トナー像を用紙に定着した後に、指定された排紙処理モードに応じて形成された用紙搬送路や分岐爪によって用紙を搬送するように構成されている。

本実施形態に係る画像形成装置１Ａは、予め設定された排出処理モードとして、片面印字モードおよび両面印字モードが設定されている。片面印字モードにおいて、排出処理として印字面を上方に向けて排出されるフェースアップ排出、および、印字面を下方に向けて排出されるフェースダウン排出が設定されている。

次に、本実施形態に係る特徴的なトナー供給装置３０と現像装置２の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図３は本実施形態に係る画像形成装置に備わる現像装置とトナー供給装置の構成を示す概略側面断面図、図４は前記トナー供給装置の構成を示す図３のＰ矢視図、図５は前記トナー供給装置を構成するトナー容器とそれを保持する保持トレイの構成を示す斜視図である。

現像装置２は、図３に示すように、外装部を形成するホッパ２００のトナー供給装置３０に備わるトナーを供給するための開口部３０ａと当接する部位には、トナーを導入するためのトナー導入口２０１が形成されている。ホッパ２００内部には、現像ローラ２０２、パドルローラ２０３、混合ローラ２０４、搬送ローラ２０５、仕切り板２０６、および規制部材となるドクター２０７が設けられている。

ホッパ２００では、トナー供給装置３０から供給され、トナー導入口２０１から導入されたトナーが搬送ローラ２０５で混合ローラ２０４へ搬送され、磁性キャリアと混合されて二成分系現像剤が形成される。かかる現像剤がパドルローラ２０３で撹拌されながら、静電潜像を現像するための現像ローラ２０２に供給され、感光体ドラム３に担持された静電潜像に搬送される。また、現像ローラ２０２に供給された現像剤は、ドクター２０７により供給量を規制され、規制された余剰現像剤は、仕切り板２０６によって、ドクター２０７と離隔する位置へ還流される。

トナー供給装置３０は、図３に示すように、現像装置２に隣接して配設され、トナーが充填されたトナー容器３００から排出されるトナーを一時的に中間ホッパ部３３に貯留してから現像装置２に供給する。本実施形態では、トナー容器３００は、トナーが充填される容器本体３１０が支持部材３５０に回転可能に支持される構成である。

容器本体３１０は、円筒状を呈し、その軸線方向の両端部には、第１係合部（凸状係合部）３１０ａ，第２係合部（凸状係合部）３１０ｂが軸線方向に円柱状に突出形成されている。支持部材３５０の外周部には取手３５０ｃが形成されている。

中間ホッパ部３３の上部には、トナー容器３００を保持する保持トレイ３６０が設けられている。保持トレイ３６０は、図３，図４に示すように、配置されるトナー容器３００の軸線方向の略中央部で支持部材３５０を保持するとともに、両端部で容器本体３１０の両端部を回転可能に保持するようにされている。

保持トレイ３６０は、図５に示すように、上方からトナー容器３００が装着可能に構成され、トナー容器３００の下側の一部を軸線方向に渡り包囲するとともに支持部材３５０が装着される底部３６１を備え、該底部３６１の長手方向の両端部、すなわち、装着される容器本体３１０の軸線方向の両端部には、容器本体３１０の両端部の第１係合部３１０ａ及び第２係合部３１０ｂがそれぞれ取付けられる第１係止部（係止部）３６２及び第２係止部（係止部）３６３が形成されている。

底部３６１の略中央部には、支持部材３５０が装着される支持部材装着部３６１ａが形成され、支持部材３５０に形成されたトナー供給孔３００ａと対向する位置にトナーを通過させるトナー連通口３６１ｂが開口形成されている。

第１係止部３６２及び第２係止部３６３は、容器本体３１０の軸線方向に対して略垂直方向に設けられ、それぞれの係止部に配置される第１係合部３１０ａ及び第２係合部３１０ｂを回転可能に支持するとともに、保持トレイ３６０に対して容器本体３１０を位置決め保持するようにされている。

具体的には、第１係止部３６２，第２係止部３６３には、図中上方の一側部を開放したＵ字状に形成された切り欠き係止部３６２ａ，３６３ａが構成されている。切り欠き係止部３６２ａ，３６３ａの底部は、それぞれ第１係合部３１０ａ，第２係合部３１０ｂに対応して円弧状に形成されている。この切り欠き係止部３６２ａ，３６３ａにより第１係合部３１０ａ，第２係合部３１０ｂの着脱操作を容易にしている。

また、保持トレイ３６０は、図４に示すように、第１係止部３６２と第２係止部３６３との間にトナー容器３００を装着した状態で、容器本体３１０の軸線方向の両端部３１８，３１９とこれらに対向する第１係止部３６２及び第２係止部３６３の側面との隙間Ｒ１，Ｒ２が、容器本体軸線方向で１ｍｍから３ｍｍの範囲となるように構成することが好ましい。本実施形態では、隙間Ｒ１，Ｒ２をそれぞれ１．５ｍｍに設定することで、作業性と嵌合性の両立を図ることができた。

また、保持トレイ３６０は、トナー容器３００をその軸線方向にスライド搬送させて該トナー容器３００を回転駆動する本体側連結部８００に連結するようになっている。
具体的には、図３，図４に示すように、保持トレイ３６０の幅方向（トナー容器３００の軸線方向に対して水平に直交する方向）の両側部に、保持トレイ３６０と中間ホッパ部３３とをトナー容器３００の軸線方向に沿ってスライド動作可能に連結するスライドガイド（または、スライドレール）３７０，３７０が設けられている。

トナー容器３００の容器本体３１０の一端側は、図４に示すように、画像形成装置１Ａの本体側に設けられている本体側連結部８００に連結される。本体側連結部８００は、画像形成装置１Ａのモータ等の駆動源８０５からの駆動力によって回転する略円盤状の継手受部８０１を有し、この継手受部８０１と容器本体３１０とが連結される。

ここで、トナー容器３００と本体側連結部８００との連結を詳細に説明する。
容器本体３１０の一端部３１８には嵌合凸部３１１および補給蓋３１２が設けられている。本体側連結部８００には、嵌合凸部３１１および補給蓋３１２と嵌合関係にある凹型受部８０２が形成された継手受部８０１に設けられている。

容器本体３１０の嵌合凸部３１１および補給蓋３１２が形成された一端部３１８が継手受部８０１に向かう方向（図４に示す矢印Ｓ方向）にトナー容器３００を動かすことによって、トナー容器３００を画像形成装置１Ａに設置する際に、継手受部８０１の凹型受部８０２に嵌合凸部３１１および補給蓋３１２が嵌め込まれて、容器本体３１０が継手受部８０１に連結される。また、容器本体３１０が継手受部８０１に連結される状態では、トナー容器３００が保持トレイ３６０を介して中間ホッパ部３３に載置され、容器本体３１０の支持部材３５０に形成されたトナー供給孔３００ａと中間ホッパ部３３に形成された開口部３３ａが連通可能な位置関係となる。

継手受部８０１は、図４に示すように、画像形成装置１Ａの筐体８０８を貫通する回転軸８０４の回転中心に一致するように、回転軸８０４に取り付けられ、筐体８０８と継手受部８０１との間の回転軸８０４には、圧縮コイルばね等のばね部材８０３が取り付けられている。ばね部材８０３は、継手受部８０１を筐体８０８から離間する方向へ付勢している。そのため、トナー供給装置３０が継手受部８０１を押圧した状態となるように図示しない規制部材によって、トナー供給装置３０の装着方向（矢印Ｓ方向）に沿った移動が規制される。

上述したように、画像形成装置１Ａに装着されたトナー供給装置３０では、画像形成装置１Ａの駆動源８０５からの駆動力が、歯車等の減速装置８０６および回転軸８０４を介して継手受部８０１に伝達される。この継手受部８０１が回転することにより、容器本体３１０が円筒軸を中心に回転して容器本体３１０内に充填されたトナーが排出され、支持部材３５０に形成されたトナー供給孔３００ａからトナーが中間ホッパ部３３へ送出される。

中間ホッパ部３３に送出されたトナーは、中間ホッパ部３３内にて、まず、撹拌部材３４によって撹拌される。撹拌部材３４は、図４に示すように、撹拌軸３４ａに撹拌羽根３４ｂが設けられている。この撹拌軸３４ａが回転することによって、撹拌軸３４ａ周りを撹拌羽根３４ｂが回転して、トナー容器３００から供給された中間ホッパ部３３内のトナーが撹拌される。

撹拌部材３４によって撹拌されたトナーは、図３に示すように、撹拌部材３４の撹拌動作によって、搬送ローラ３５を介して供給ローラ３６側に送出される。供給ローラ３６は、撹拌部材３４から搬送ローラ３５を経て送出されたトナーを中間ホッパ部３３の現像装置２と当接する部位に形成された開口部３０ａへ送出する。このようにして現像装置２にトナーの供給が行われる。

また、トナー容器３００の支持部材３５０の底面側（画像形成装置１Ａにトナー容器３００を装着したときの下面）には、図３に示すように、トナー容器３００から供給されるトナーを支持部材３５０外部に排出するためのトナー供給孔３００ａを開閉するためのシャッタ開閉機構４００が設けられている。つまり、シャッタ開閉機構４００により支持部材３５０のトナー供給孔３００ａが開放状態になると、トナー供給孔３００ａと、中間ホッパ部３３に設けられた開口部３３ａとが保持トレイ３６０のトナー連通口３６１ｂを介して連通状態となり、トナー容器３００から排出されるトナーが中間ホッパ部３３に供給される。

次に、本実施形態に係る特徴的なトナー容器３００の構成について、図面を参照して詳細に説明する。
図６は本実施形態におけるトナー容器の構成を示す正面図であって、図３のＰ矢視図、図７は前記トナー容器を組み立てる状態を示す正面図、図８は図７のＱ矢視図、図９は前記トナー容器を構成する容器本体の構成を示す正面図であって、図７に示す容器本体の背面図、図１０（ａ）は前記容器本体の本体側連結部に連結される端部の構成を示す斜視図、（ｂ）は前記端部の構成を示す正面図である。

トナー容器３００は、上述したように、略円筒形状の容器本体３１０と支持部材３５０を含む構成である。容器本体３１０は、図６，図７および図８に示すように、略半円筒形状の第１支持部材３５０ａ、第２支持部材３５０ｂを組み合わせて構成される支持部材３５０に回転可能に支持されている。

容器本体３１０は、図９に示すように、３つの略円筒状の、第１容器部３１５、第２容器部３１６、第３容器部３１７からなり、これらの各容器部は、例えば、ポリフェニレンエーテルや高密度ポリエチレン（ＨＤＰＥ）などの合成樹脂をブロー成型することによって一体成型されて製造される。

第３容器部３１７は、第１容器部３１５と第２容器部３１６との間に設けられ、第１容器部３１５および第２容器部３１６は、それぞれ円筒状の容器本体３１０の軸線方向の端部となる端部３１８，３１９を備える。

また、容器本体３１０は、図７，図８に示すように、内部にトナーを収容するトナー収容部を含み、容器本体３１０の第３容器部３１７の略中央の外周面には、半径方向内側方向に陥没するトナー供給凹部３１３が設けられ、このトナー供給凹部３１３の一端には、容器本体３１０に収容されるトナーを排出するためのトナー排出孔３１４が設けられる。このような構成の容器本体３１０の第３容器部３１７を支持部材３５０で支持するとともに、図４に示すように、端部３１８，３１９を保持トレイ３６０により回転可能に支持して円筒軸の中心に回転しながら、トナー排出孔３１４からトナーを容器本体３１０の外周面に形成されたトナー供給凹部３１３に排出する。

第１容器部３１５は、前述した画像形成装置１Ａに設けられる本体側連結部８００（図４参照）に配置される側となる。そのため、第１容器部３１５の端部３１８には、図１０（ａ），（ｂ）に示すように、本体側連結部８００に連結するための連結部として端部３１８に同軸線上で円筒状に突出形成された第１係合部３１０ａから突出する４つの嵌合凸部３１１が設けられている。

嵌合凸部３１１は、端部３１８の中心、すなわち略円筒状の容器本体３１０の円筒軸（軸線）を中心としてそれぞれ向かい合う嵌合凸部３１１が互いにほぼ対称に位置するようにそれぞれ配置されている。これら嵌合凸部３１１を介して、トナー供給装置３０が画像形成装置１Ａの本体側連結部８００に装着されることにより、画像形成装置１Ａの駆動源からの駆動力を受けて、容器本体３１０が軸線を中心に回転する。

また、端部３１８には、第１係合部３１０ａの一部を貫通して開口されたトナー補給口３２０が設けられていると共に、トナー補給口３２０に対して補給蓋３１２が着脱可能に取り付けられている。トナー補給口３２０は、トナー容器３００の容器本体３１０にトナーを補給するために設けられ、端部３１８の中央部に、上記円筒軸を中心として円形状に開口形成されている。補給蓋３１２は、トナー補給口３２０全体を覆ってトナー補給口３２０を密閉する。

この補給蓋３１２は、容器本体３１０の円筒軸を中心とした回転によってトナー補給口３２０から離脱しないように装着されている。さらに、補給蓋３１２は、トナー補給口３２０から容器本体３１０へのトナーの補給に際しては、トナー補給口３２０から離脱するようになっている。

第１容器部３１５の周面の内表面（以下、内周面）には、トナー容器３００の容器本体３１０内のトナーを、円筒軸方向に搬送するために、複数の搬送部３２１が設けられている。これら搬送部３２１は、内周面から円筒軸方向に突出するように形成され、第１容器部３１５の周方向、および、軸線方向に沿って所定間隔を隔てて形成されている。また、搬送部３２１は、軸線方向に沿って互いに平行となるように形成されている。

また、搬送部３２１は、端部３１８側から第３容器部３１７方向へトナーを搬送するために、内周面における、容器本体３１０の円筒軸に垂直な方向に対して、搬送部３２１が所定の角度で傾斜するように形成されている。つまり、この搬送部３２１の円筒軸を中心とした容器本体３１０の回転方向に対して下流側が上流側に比べて、トナー排出孔３１４を有する第３容器部３１７側に位置するように、搬送部３２１が形成されている。

第２容器部３１６は、図９に示すように、略円筒状の容器本体３１０のうち、画像形成装置１Ａに設けられる本体側連結部８００（図４参照）に配置される側とは反対側の端部に設けられ、容器本体３１０の端部３１９を有している。第２容器部３１６の内径は、第１容器部３１５の内径と等しくなるように形成されている。

端部３１９には、同軸線上で円筒状に突出形成された第２係合部３１０ｂが設けられている。前述した第１係合部３１０ａと第２係合部３１０ｂとは容器本体３１０の軸線と同軸線上で形成されている。

第２容器部３１６の内周面には、容器本体３１０内のトナーを、円筒軸方向に搬送するために、複数の搬送部３２２が設けられている。これら搬送部３２２は、内周面から円筒軸方向に突出するように形成され、第２容器部３１６の周方向および円筒軸方向に、所定間隔を隔てて形成されている。搬送部３２２は、円筒軸方向に互いに平行となるように形成されている。

また、搬送部３２２は、端部３１９側から第３容器部３１７方向へトナーを搬送するために、内周面における容器本体３１０の円筒軸に垂直な方向に対して搬送部３２２が所定の角度で傾斜するように形成されている。つまり、搬送部３２２は、円筒軸を中心とした容器本体３１０の回転方向に対して下流側が上流側に比べて、トナー排出孔３１４を有する第３容器部３１７側に位置するように形成されている。

さらに、第２容器部３１６の背面側には、図９に示すように、支持部材３５０に備わるシャッタ開閉機構４００に係止する容器本体側係止凸部３３５が第３容器部３１７寄りに形成されている。

以上説明したように、本実施形態のトナー容器３００の容器本体３１０では、第１容器部３１５と第２容器部３１６との間に第３容器部３１７が設けられているので、第２容器部３１６に形成されている搬送部３２２の傾斜は、第１容器部３１５に形成された搬送部３２１の傾斜とは逆方向となるように形成される。これにより、容器本体３１０が円筒軸を中心に回転（図８での矢印Ｒ方向）することにより、第１容器部３１５側に収容されているトナー、および、第２容器部３１６に収容されているトナーが、それぞれ、容器本体３１０の端部３１８、３１９から第３容器部３１７へと、搬送部３２１、３２２に沿って案内される。

第３容器部３１７は、上述したように、支持部材３５０に回転可能に支持される部位であり、図７および図９に示すように、その内周の径が、第１容器部３１５および第２容器部３１６の内周の径よりも幾分大きくなるように形成されている。これにより、第１容器部３１５および第２容器部３１６から搬送されたトナーを、確実に第３容器部３１７内に搬送して落とし込むことができるので、第３容器部３１７内には、常に一定量のトナーが保持されることになる。従って、容器本体３１０の回転が停止した場合にも、第３容器部３１７は所定量のトナーを保持しているので、再び、容器本体３１０が回転駆動した直後においても、安定してトナーの供給を行うことができる。また、容器本体３１０内のトナーの残量が少なくなった場合にも、第３容器部３１７に、一定量のトナーを保持することができるので、長時間にわたって、トナーの供給を安定に行うことができる。

次に、本実施形態に係るトナー供給装置３０によるトナー供給における作用・効果を検証した結果について図面を参照して説明する。
図１１は本実施形態に係るトナー供給装置によるトナーの供給状態を示すグラフである。

トナー供給装置によるトナー供給量の検証は、本実施形態に係るトナー供給装置３０と従来のトナー供給装置とを用いて、トナー供給装置を３０秒間運転した後に３０秒間停止させる１分間を１サイクルとして連続運転により行ったもので、トナー容器を回転させるトナー・カートリッジ・モータ（以下、ＴＣＭと称する。）の運転に応じてトナー供給装置から落下するトナー量を比較したものである。

１サイクル毎のトナー落下量は、図１１に示すグラフ、すなわち、縦軸にトナー落下量（トナー供給量）、横軸にＴＣＭ（トナー・カートリッジ・モータ）運転時間を表したグラフのようになった。

図１１のグラフによると、従来のトナー供給装置の場合のトナー落下量は、運転開始から１０分位経過する間は、トナー落下量が１３ｇ／分程度から３０ｇ／分程度の範囲で大きく変動して、それ以降９０分程経過する間は、１５ｇ／分程度から２７ｇ／分程度の間でばらついて１０ｇ／分以上変動していることが解る。詳しくは、２０分から５０分付近において、トナー落下量が低下する傾向にある。

一方、本実施形態に係るトナー供給装置３０の場合のトナー落下量は、運転開始から８０分程経過する間で、２３ｇ／分程度から２７ｇ／分までの範囲で４ｇ／分程度の少ない変動量で安定していることが解る。尚、双方において、１００分程経過した以降１３０分程経過するまでトナー落下量が減少し続けているのは、トナー容器内のトナーがなくなりつつある状態を示している。

従って、上記結果より、本実施形態に係るトナー供給装置３０によれば、運転開始直後から大きく変動することなく安定してトナーを供給することができる。これにより、トナー供給装置３０を用いることでトナー濃度の変動が少ない現像装置を実現できるので、安定した画像出力を実現できる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、トナー供給装置３０の構成として、トナー容器３００を保持する第１係止部３６２及び第２係止部３６３を備えた保持トレイ３６０を設け、容器本体３１０の両端部３１８，３１９に円柱状に突出した第１係合部３１０ａ，第２係合部３１０ｂを形成して、第１係止部３６２及び第２係止部３６３により容器本体３１０の両端部３１８，３１９を回転可能に支持するとともに、保持トレイ３６０に対してトナー容器３００を位置決めすることで、容器本体３１０の回転動作を安定して行うことができる。これにより、容器本体３１０からトナーを安定して排出することができるので、現像装置２に対して安定したトナー供給を行うことができる。

また、本実施形態によれば、第１係止部３６２，第２係止部３６３に、上方の一側部を開放したＵ字状に形成された切り欠き係止部３６２ａ，３６３ａをそれぞれ形成したことで、トナー容器３００の着脱操作を容易に行うことができる。

さらに、本実施形態によれば、保持トレイ３６０と中間ホッパ部３３とをスライドガイド（または、スライドレール）３７０，３７０によってスライド動作可能に構成したので、トナー容器交換作業を行う際に作業スペースを広くとることができるので、トナー容器３００の着脱操作をさらに容易に行うことができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、本実施形態では、一つのトナー容器を設置するモノクロ用の画像形成装置に設置されるトナー供給装置に本発明が適用されているが、複数のトナー容器を設置するカラー用の画像形成装置に本発明に係るトナー供給装置を適用することも可能である。

本発明に係るトナー供給装置が搭載される画像形成装置の実施形態の全体の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置の装置本体の構成を示す部分詳細図である。 前記画像形成装置に備わる現像装置とトナー供給装置の構成を示す概略側面断面図である。 前記トナー供給装置の構成を示す図３のＰ矢視図である。 前記トナー供給装置を構成するトナー容器とそれを保持する保持トレイの構成を示す斜視図である。 前記トナー容器の構成を示す正面図であって、図３のＰ矢視図である。 前記トナー容器を組み立てる状態を示す正面図である。 図７のＱ矢視図である。 前記トナー容器を構成する容器本体の構成を示す正面図であって、図７に示す容器本体の背面図である。 （ａ）は前記容器本体の本体側連結部に連結される端部の構成を示す斜視図、（ｂ）は前記端部の構成を示す正面図である。 本実施形態に係るトナー供給装置によるトナーの供給状態を示すグラフである。

符号の説明

１Ａ 画像形成装置
２ 現像装置
３０ トナー供給装置
３１０ 容器本体
３１０ａ 第１係合部（凸状係合部）
３１０ｂ 第２係合部（凸状係合部）
３１８，３１９ 端部
３５０ 支持部材
３５０ｃ 取手
３６０ 保持トレイ
３６１ 底部
３６１ａ 支持部材装着部
３６１ｂ トナー連通口
３６２ 第１係止部（係止部）
３６２ａ 切り欠き係止部
３６３ 第２係止部（係止部）
３６３ａ 切り欠き係止部
８００ 本体側連結部
Ｒ１，Ｒ２ 隙間

Claims (8)

1. トナーが充填された筒状の容器本体と該容器本体を回転可能に支持する支持部材とを備えるトナー容器と、前記トナー容器を保持する保持部とを備え、前記トナー容器は、容器本体軸線方向の略中央部にトナー排出孔が形成され、前記容器本体をその軸線を回転軸として回転させることにより前記トナー排出孔からトナーを排出するようにしたトナー供給装置において、
   前記容器本体は、軸線方向の両端部に凸状係合部が形成され、
   前記保持部は、前記凸状係合部にそれぞれ対応する係止部が形成され、
   前記係止部は、前記凸状係合部を回転可能に支持するとともに、前記保持部に対して前記トナー容器を位置決めすることを特徴とするトナー供給装置。
2. 前記係止部は、一側部が前記凸状係止部の着脱可能に開放形成されていることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
3. 前記容器本体は、円筒状で一体成型で形成されることを特徴とする請求項１または２に記載のトナー供給装置。
4. 前記容器本体は、材質に高密度ポリエチレンを用いることを特徴とする請求項１乃至３のうちの何れか一項に記載のトナー供給装置。
5. 前記支持部材は、外周部に取手を備えることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載のトナー供給装置。
6. 前記容器本体の両端部と前記係止部とは、容器本体軸線方向で１ｍｍから３ｍｍの範囲で間隙をとって配置されることを特徴とする請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載のトナー供給装置。
7. 前記保持部は、前記トナー容器をスライド搬送させて前記トナー容器を回転駆動する駆動手段に連結することを特徴とする請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載のトナー供給装置。
8. 静電潜像が形成される静電潜像担持体を有する画像形成部と、帯電性のトナーと磁性のキャリアの２成分を混合して帯電された現像剤を前記静電潜像担持体に搬送する現像ローラを有する現像装置と、前記現像装置で使用されたトナー量に応じてトナーを供給するトナー供給装置とを備え、印刷画像情報に基づき電子写真方式により前記静電潜像担持体上に形成された静電潜像を前記現像剤によって顕像化するようにした画像形成装置において、
   前記トナー供給装置として、請求項１乃至７のうちの何れか一項に記載したトナー供給装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

Images