JP2013057884A - 粉体収納容器、粉体補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】容器内に収納されている粉体の漏れや飛散を防止しながらも、確実に容器外に粉体を排出可能にして、粉体の排出や搬送が安定し、かつ効率的に収集する新たな構造の粉体収納容器を提供する。
【解決手段】自身が回転することでその内部に収納されている粉体を、その一端１３８ａ側から他端側１３８ｂに搬送する容器本体１３８と、容器本体の他端側内に回転自在に配置されていて、粉体受け口１７０を有する搬送ノズル１６２が挿入されるノズル受入口１３９ａ及び容器本体内の粉体を粉体受け口１７０へ供給するための補給口１３９ｂを有するノズル受入部材１３９と、ノズル受入口を開閉する方向に移動自在であって、搬送ノズルがノズル受入口に挿入されることでノズル受入口を開き、搬送ノズルをノズル受入口から離脱することでノズル受入口を閉じる開閉部材１４０を有し、容器本体の外径より内側で、かつ、容器本体の回転中心Ｏに対してその中心部Ｏ１がずれるようにノズル受入口１３９ａを配置した。
【選択図】図４

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機やそれら複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に用いられる粉体となる現像剤を収納する粉体収納容器、その粉体収納容器を備える粉体補給装置及び画像形成装置に関するものである。

像担持体に形成された静電潜像を粉体であるトナーを用いた現像装置によって可視像化する画像形成装置においては、画像形成に伴って現像装置内のトナーが消費されていく。そのため、従来はトナーを収容した粉体収納容器となるトナー容器を有するトナー補給装置を備え、そのトナー補給装置によってトナー容器に収容されたトナーを現像装置へ補給する画像形成装置が知られている。

このような構成のトナー補給装置においては、トナー容器内のトナーが容器の端部に形成された開口から保管時や輸送時に外部へ漏れないように、栓部材によって開口が閉じられていて、画像形成装置本体に装着された時に栓部材が取り除かれるように構成されている。このようなトナー容器やそれを備えたトナー補給装置や画像形成装置としては、例えば特許文献１が挙げられる。

特許文献２には、粉体受け口を有する搬送ノズルが挿入されるノズル受入口がトナー容器の回転中心近傍に配置され、このノズル受入口から搬送ノズルを容器本体内に挿入して、容器本体内のトナーの供給を搬送ノズルで受ける現像剤ユニットが開示されている。

栓部材を有するトナー容器の場合、栓部材を取り除いてしまうと、容器内のトナーが無くなり新しいトナー容器と交換する場合、開口からのトナーの漏れや飛散が懸念される。また、トナー容器の保管状態は、理想的には容器が軸線方向に長いため、トナー容器の軸線が水平になるように保管するのが好ましい。しかし、開口を下にしてトナー容器を立てた状態で保管すると、開口近傍において、トナーが自重により凝集してしまい、トナー容器を装置本体にセットしたときにトナー排出の妨げによる、トナーの排出や搬送の不安定原因と成り易く、新たな構造が要望されている。

また、特許文献２に記載のように搬送ノズルをトナー容器内に挿入する場合、搬送ノズルで収集するトナー量は、搬送ノズルや、同ノズルに形成される補給口の大きさ，搬送ノズルの配置位置によって異なることからより効率的な搬送ノズルの挿入位置が模索されている。

本発明は、容器内に収納されている粉体の漏れや飛散を防止しながらも、確実に容器外に粉体を排出可能にして、粉体の排出や搬送が安定し、かつ効率的に収集する新たな構造の粉体収納容器、粉体補給装置及び画像形成装置を提供することを、目的とする。

本発明に係る画像形成装置に用いられる粉体を収容する粉体収納容器は、自身が回転することでその内部に収納されている粉体を、その一端側から他端側に搬送する容器本体と、容器本体の他端側内に回転自在に配置されていて、粉体受け口を有する搬送ノズルが挿脱されるノズル受入口及び少なくともその一部に容器本体内の粉体を前記粉体受け口へ供給するための補給口を有するノズル受入部材と、ノズル受入口を開閉する方向に移動自在であって、搬送ノズルがノズル受入口に挿入されることでノズル受入口を開き、搬送ノズルをノズル受入口から離脱することでノズル受入口を閉じる開閉部材を有し、ノズル受入口が、容器本体の外径より内側で、かつ、容器本体の回転中心に対してその中心部がずれて配置されていることを特徴としている。

本発明に係る粉体補給装置は、粉体収納容器と、粉体収納容器内に挿入されて粉体収納容器の補給口から粉体となるトナーが供給される粉体受け口を有する搬送ノズルと、搬送ノズルと現像装置とに連結され、搬送ノズルに供給されたトナーを現像装置へと搬送する搬送経路を有し、粉体収納容器として上記ノズル受入部材は、容器本体に回転自在に支持されていて、容器本体の回転中心に対してノズル受入口の中心部がオフセットされ、補給口が容器本体の内部に位置するように配置されている粉体収納容器を有することを特徴としている。
本発明に係る画像形成装置は、上記粉体補給装置を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、容器本体の他端側内に配置され、粉体受け口を有する搬送ノズルが挿脱されるノズル受入口と、少なくともその一部に容器本体内の粉体を粉体受け口へ供給するための補給口とを有するノズル受入部材と、ノズル受入口を開閉する方向に移動自在であって、搬送ノズルがノズル受入口に挿入されることでノズル受入口を開き、搬送ノズルをノズル受入口から離脱することでノズル受入口を閉じる開閉部材を有するので、交換時に搬送ノズルをノズル受入口から離脱すると開閉部材によってノズル受入口が閉じられので、交換時における粉体の漏れや飛散を防止することができる。

本発明によれば、ノズル受入口を容器本体の外径より内側で、かつ、容器本体の回転中心に対してその中心部をずらして配置したので、搬送ノズルが自由に配置可能となり、搬送ノズルのレイアウトフリー化およびフリー化に伴う装置本体の小型化やコストダウンを図ることができる。また、ノズル受入口の中心部を容器本体の回転中心に対してずらして配置すると、容器本体の回転中心に配置する場合に比べて容器本体内壁近傍にノズル受入口が位置することになるので、容器本体の内壁から落下する粉体を補給口で効率的に収集することができる。

本発明に係る粉体収納容器の一形態を示す分解斜視図。 本発明に係る画像形成装置の一形態を示す構成図。 図２に示す画像形成装置が備える画像形成部の一形態を示す拡大図。 図１に示す粉体収納容器を備えた粉体補給装置の構成を示す部分断面図。 本発明に係る粉体収納容器の全体構成と現像装置との接続状態を示す斜視図。 粉体補給装置が備える搬送ノズルと粉体収納容器との連結状態を示す断面図。 （ａ）は粉体収納容器が回転したときの補給口と粉体受け口と汲み上げ部との位置関係を示す図、（ｂ）は、粉体収納容器が回転して補給口と粉体受け口とにトナーが供給される状態を示す図。 （ａ）は傾斜面を有するノズル受入部材を備えた粉体収納容器の概略構成を示す斜視図、（ｂ）はノズル受入部材が回転して搬送ノズルとノズル受入口が一致した状態を示す斜視図、（ｃ）は搬送ノズルとノズル受入口が一致した状態からノズル受入口内に侵入した状態を示す斜視図。 粉体貯留部を有するノズル受入部材を備えた粉体収納容器の概略構成を示す斜視図。 粉体貯留部を有するノズル受入部材の構成を示す斜視図。 粉体補給装置が備える搬送ノズルと図９に示す粉体収納容器との連結前の状態を示す断面図。 粉体補給装置が備える搬送ノズルと図９に示す粉体収納容器との連結状態を示す断面図。 ほぐし部材を有する粉体補給装置の構成を示す部分断面図である。 粉体補給装置が備える搬送ノズルとほぐし部材を有する粉体収納容器との連結状態を示す断面図。

以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。各実施形態及び変形例等に亘り、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、重複説明は省略する。

まず、本発明に係る画像形成装置全体の構成と動作について説明する。図２に示すように、画像形成装置本体１００の上方にある粉体容器収納部となるトナー容器収容部３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した粉体収納容器となる４つのトナー容器３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。トナー容器収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。中間転写ユニット１５が有する中間転写ベルト８の下方には、中間転写ベルト８に対向して各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋがベルト移動方向に並設されている。実施形態において、（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した部材には（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）の符号を付して区別している。

トナー容器３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋ内には、粉体となる各色のトナーがそれぞれ収納されていて、トナー容器収容部３１にトナー容器３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋが装着されると、トナー容器収容部３１内に臨んでいる粉体補給装置となるトナー補給装置１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋによって、作像部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの各現像装置内に各色のトナーが供給（補給）される。

本形態において、作像部、トナー容器、トナー補給装置は、トナーの色以外はほぼ同一構成であるので、以下、１つの構成をそれぞれ代表して説明する。
図３に示すように、イエローに対応した作像部６Ｙは、像担持体となる感光ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、図示しない除電部等で構成されたプロセスカートリッジとして構成されていて、画像形成装置本体１００に対して着脱自在とされている。作像部６Ｙでは、感光体ドラム１Ｙ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。

なお、他の３つの作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。

図３において、感光体ドラム１Ｙは、不図示の駆動モータによって図３中の時計方向に回転駆動され、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程）。

その後、感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７（図２を参照）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程）。感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置（現像領域）に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程）。

現像後の感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び１次転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

１次転写後の感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程）。感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム１Ｙ上で行なわれる、一連の作像プロセスが終了する。

なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様に行なわれる。すなわち、作像部の下方に配設された露光装置７から、画像情報に基づいたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの感光体ドラム上に向けて照射される。詳しくは、露光装置７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して各感光体ドラム１上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム１上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ，２次転写バックアップローラ１２、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部等で構成されている。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、２次転写バックアップローラ１２の回転駆動によって図２中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの問に挟み込んで、１次転写ニップを形成している。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋには、トナーの極性とは逆極性の転写バイアスが印加される。

中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。

各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１１との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１１との問に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。中間転写ベルト８は、図示しない中間転写クリーニング部の位置に達し、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。こうして、中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。

２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、画像形成装置本体１００の下方に配設された給紙部１６から、給紙ローラ１７やレジストローラ対１８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部１６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ１７が図２中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ１８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対１８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対１８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対１８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。

定着後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ対１９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対１９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像として、スタック部３０上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図３を用いて作像部における現像装置の構成・動作について、さらに詳しく説明する。現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ２１Ｙ、現像ローラ２１Ｙに対向するドクターブレード２２Ｙ、現像剤収容部２３Ｙ，２４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ２５Ｙ、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ２６Ｙ等で構成されている。現像ローラ２１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部２３Ｙ，２４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分現像剤ＹＧが収容されている。現像剤収容部２４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー落下経路１６１Ｙに連通している。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。現像ローラ２１Ｙのスリーブは、図３の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ２１Ｙ上に担持された現像剤ＹＧは、スリーブの回転にともない現像ローラ２１Ｙ上を移動する。現像装置５Ｙ内の現像剤ＹＧは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー容器３８Ｙに収容されているトナーが、トナー補給装置１６０Ｙからトナー落下経路１６１Ｙを介して現像剤収容部２４Ｙ内に補給される。

その後、現像剤収容部２４Ｙ内に補給されたトナーは、２つの搬送スクリュ２５Ｙによって、現像剤ＹＧとともに混合・攪拌されながら、２つの現像剤収容部２３Ｙ，２４Ｙを循環する（図３の紙面垂直方向の移動である。）。そして現像剤ＹＧ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ２１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ２１Ｙ上に担持される。

現像ローラ２１Ｙ上に担持された現像剤ＹＧは、図３中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード２２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ２１Ｙ上の現像剤ＹＧは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域）まで搬送される。そして現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ２１Ｙ上に残った現像剤ＹＧはスリーブの回転にともない現像剤収容部２３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ２１Ｙから離脱される。
（第１の実施形態）
次に本発明に係るトナー補給装置１６０Ｙ，１６０Ｍ，１６０Ｃ，１６０Ｋとトナー容器３８Ｙ，３８Ｍ，３８Ｃ，３８Ｋについて説明するが、各トナー補給装置および各トナー容器は、セットされるトナー容器内のトナーの色以外は同一構成であるので、ここではトナーの色を識別するＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を付さないでトナー補給装置１６０とトナー容器３８として説明する。

本発明に係るトナー容器３８は、図１、図４に示すように、トナーが内部に収納される容器本体１３８と、容器本体の他端側内に配置されていて、粉体受け口１７０を有する搬送ノズル１６２が挿入されるノズル受入口（挿入部）１３９ａ及び容器本体１３８内の粉体となるトナーを粉体受け口１７０へ供給するための補給口１３９ｂを有するノズル受入部材１３９と、ノズル受入口１３９ａを開閉する方向に移動自在な開閉部材となるシャッター部材１４０を有している。ここでノズル受入口１３９ａを有するノズル受入部材１３９と容器本体１３８とは、相対的に回転するが、図（以降の図も含む）ではノズル受入部材１３９と容器本体１３８との連結部の軸受部材、シール部材等は省略して記載している。そして、このトナー容器３８では、ノズル受入口１３９ａが、容器本体１３８の外径より内側で、かつ、符号Ｏで示す容器本体１３８の回転中心に対してその中心部Ｏ１がずれて配置されている。

筒状の容器本体１３８は、その周面に一端側１３８ａから他端側１３８ｂに掛けて容器内部に向かって突出した螺旋突起部１３８ｃが形成されていて、容器本体１３８が回転することでその内部に収納されているトナーを、一端側１３８ａから他端側１３８ｂに搬送するように構成されている。

容器本体１３８の他端側１３８ｂの端面には、ノズル受入部材１３９を装着するための開口１３８ｄと、螺旋突起部１３８ｃで搬送されて他端側１３８ｂの下部に堆積する、あるいは最初から他端側１３８ｂの下部に堆積しているトナーを容器本体１３８が回転することで容器内において上方へと掻き上げる汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆと、容器本体１３８を回転するための駆動力が伝達される歯車１４３が形成されている。本形態において、汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆは、その位相が１８０度ずれて互いに対向するように配置されている。汲み上げ部としては、本形態のように複数の汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆではなく、汲み上げ部１３８ｅまたは汲み上げ部１３８ｆの何れか一方だけでもよく、また、その配置も９０度位相として４つの汲み上げ部としたものであってもよい。あるいは４つ以上に数を増やすこともでき、汲み上げ部の数や形状について、後述する補給口１３９ｂ及び粉体受け口１７０に対して、その上方からトナーを供給できる数及び形状であればよい。

ノズル受入部材１３９は、容器本体１３８の長手方向に延びる概略円筒形状を成した本体筒部１３９ｃと、本体筒部１３９ｃの一端に形成されていて、容器本体１３８に装着される有底のリング状の装着部１３９ｄと、本体筒部１３９ｃと連通するとともに、搬送ノズル１６２が挿入されるノズル受入口（挿入部）１３９ａとを備えている。そして、ノズル受入口１３９ａと本体筒部１３９ｃとは同軸線上に配置されていて、装着部１３９ｄの中心が容器本体１３８の回転中心Ｏと同一中心となるように形成されている。ノズル受入口１３９ａと本体筒部１３９ｃは、その中心部Ｏ１が、装着部１３９ｄの中心（容器本体１３８の回転中心Ｏ）に対して下方にずれて形成されている。本体筒部１３９ｃの外周面には、本体筒部１３９ｃを介してノズル受入口１３９ａと連通する補給口１３９ｂが開口して形成されている。

本形態において、ノズル受入口１３９ａは、その中心部が、容器本体１３８の回転方向において、同回転方向の上流の最低位置に配置されている。本形態において容器本体１３８は、図１、図４において反時計回り方向に回転する。

この補給口１３９ｂは、シャッター部材１４０の移動範囲内に、少なくともその一部が位置するように形成されている。ノズル受入口１３９ａと容器本体１３８の間には、トナーの漏れを防止するための図示しないスポンジ部材で構成されたリング状のシール部材が装着されている。

本体筒部１３９ｃの内部には、図１，図４に示すように、シャッター部材１４０と、付勢手段となるコイルバネ１４２が挿入される。コイルバネ１４２は、本体筒部１３９ｃの底部１３９ｅと本体筒部１３９ｃ内に位置するシャッター部材１４０の底部１４０ｂとの間に挿入されていて、シャッター部材１４０を図４に示すノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂとを閉じる位置（閉位置）に向かって付勢している。

本体筒部１３９ｃは、ノズル受入部材１３９を容器本体１３８に装着した際に、少なくとも補給口１３９ｂが汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆと対向する内部空間に位置し、かつシャッター部材１４０が図６に示す開位置を占めたときに、補給口１３９ｂが開口するシャッター部材１４０のストロークが確保できる長さに形成されている。つまり、補給口１３９ｂは、容器本体１３８内で汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆと対向するように、ノズル受入部材１３９に設けられている。

シャッター部材１４０は筒状部材であって、閉位置を占めているときにはノズル受入口１３９ａを閉じるとともに、補給口１３９ｂの連通状態を閉じるように構成されている。シャッター部材１４０は、図示しないストッパ部材を介して本体筒部１３９ｃに装着されていて、閉位置を占めたときに、本体筒部１３９ｃからの飛び出しが防止されている。シャッター部材１４０は、搬送ノズル１６２がノズル受入部材１３９内に挿入されたときに図４に示す閉位置から容器本体内部に向かってスライドされて、ノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂとを開くとともに、ノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂを連通状態とする図６に示す開位置へと移動するように構成されている。つまり、シャッター部材１４０は、搬送ノズル１６２がノズル受入口１３９ａに挿入されることでノズル受入口１３９ａを開き、搬送ノズル１６２をノズル受入口１３９ａから離脱することでノズル受入口１３９ａを閉じるように機能する。

このような構成のトナー容器３８は、容器本体１３８の他端側１３８ｂがトナー容器収納部３１の奥側に位置するように画像形成装置本体１００の手前側から奥側に向かってスライドさせて装着される。この方向を装着方向とする。

図４はトナー補給装置１６０の全体図である。トナー補給装置１６０は、トナー容器３８と、各トナー容器内に挿入されてトナーの供給を受ける搬送ノズル１６２と、搬送ノズル１６２と現像装置５とに連結され、搬送ノズル１６２に供給されたトナーを現像装置５へと搬送する搬送経路１６１を有している。搬送ノズル１６２は、トナー容器収納部３１（画像形成装置本体１００）の奥側で、トナー容器収納部３１内に挿入されるトナー容器のシャッター部材１４０と対向するように配設されている。搬送ノズル１６２と搬送経路１６１の間には、搬送ノズル１６２で搬送されるトナーを貯めるサブホッパー１６３が設けられていて、トナーはサブホッパー１６３を介して搬送経路１６１へと供給される。

搬送経路１６１は、ホース１６１Ａと、ホース１６１Ａ内に配置されていて回転することでサブホッパー１６３からのトナーを現像装置５に向かって搬送する搬送スクリュ１６１Ｂとを備えている。

搬送ノズル１６２は、トナー容器３８のノズル受入部材１３９内に挿入される筒状のノズル部１６５と、ノズル部１６５とサブホッパー１６３とを接続する接続経路１６６と、ノズル部１６５内に配置されていて、トナー容器３８から供給されるトナーを接続経路１６６へと搬送する搬送スクリュ１６７と、図示しないシール部材を備えている。

ノズル部１６５は、トナー容器の長手方向に延びていて、その外径は、ノズル受入部材１３９の内部にノズル受入口１３９ａから挿入可能な径とされている。ノズル部１６５の先端側の外周面には、トナー容器３８の補給口１３９ｂからトナーを受けて搬送スクリュ１６７へと案内する粉体受け口１７０が形成されている。ノズル部１６５の長さは、ノズル受入部材１３９の内部に挿入した際に、粉体受け口１７０が補給口１３９ｂと対向可能な長さに設定されている。ノズル部１６５の先端には、シャッター部材１４０の窪み部１４０ｂに入り込むように凸部１６５ａが形成されている。

接続経路１６６は、粉体受け口１７０と反対側に位置するノズル部１６５の基端と一体的に形成されていて、ノズル部１６５と連通している。粉体受け口１７０は、ノズル部１６５の上面に位置するように形成されている。搬送スクリュ１６７は、スクリュ部１６７ａがノズル部１６５の先端から接続経路１６６まで形成されていて、ノズル部１６５に回転自在に支持されている。

粉体受け口１７０は、ノズル部１６５がノズル受入部材１３９のノズル受入口１３９ａから容器本体１３８内に挿入した際に、ノズル受入部材１３９の補給口１３９ｂと対向するように形成されている。

トナー補給装置１６０の駆動手段１８０について説明する。駆動手段１８０は、図５に示すように、フレーム１８１に固定された駆動源となる駆動モータ１８２と、搬送スクリュ１６７の端部に固定された歯車１８３と、トナー容器３８をトナー容器収納部３１（図２参照）に装着した時に、容器本体１３８の歯車１４３に噛合う歯車１８４と、図４に示す搬送スクリュ１６１Ｂの端部に固定された歯車１８５と、これら歯車１８３〜歯車１８５と噛合い、駆動モータ１８２の回転を各歯車に伝達する歯車輪列を備えている。駆動モータ１８２は、トナー容器３８がトナー容器収納部３１に装着された状態で、トナー補給信号が図示しない制御手段によって検知されると、一定時間回転するように制御手段によって制御される。

このような構成のトナー補給装置１６０の動作を図４〜図６を用いて説明する。トナー容器３８は、図２に示すトナー容器収納部３１への装着前、例えば輸送時や保管時においては、シャッター部材１４０によってノズル受入口１３９ａが閉じられている。つまり、ノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂとの連通状態が絶たれるため略密閉状態とされている。この状態から開口１３８ｄ側を先端側として、図４に示すように、トナー容器収納部３１に水平状態にしてトナー容器３８を装着方向に移動して挿入する。挿入が進むと、シャッター部材１４０の窪み部１４０ｂにノズル部１６５の凸部１６５ａが挿入して係合することでシャッター部材１４０が搬送ノズル１６２側と一体化される。

トナー容器３８をさらに装着方向に向かって移動させると、図６に示すように、シャッター部材１４０がノズル部１６５によって容器本体１３８内にコイルバネ１４２の付勢力に抗して押し込まれる。トナー容器３８は、トナー容器３８がトナー容器収納部３１内にすべて収納されて図示しない支持部によって容器本体１３８の一端側１３８ａが回転自在に保持されることで、その移動が停止して装着位置を占める。トナー容器３８が装着位置を占めるまで、シャッター部材１４０は、ノズル部１６５によってさらに容器本体内部へとスライド移動され、トナー容器３８が装着位置を占めることで、そのスライド移動が停止し開位置を占める。このとき、ノズル受入口１３９ａは開放されるとともに補給口１３９ｂも開放され、粉体受け口１７０が、ノズル受入部材１３９に形成されて上方に位置する補給口１３９ｂと対向し、トナー容器内と連通状態となる。

このような構成のトナー容器３８によると、容器本体１３８の他端側１３８ｂ内に配置され、粉体受け口１７０を有する搬送ノズル１６２のノズル部１６５が挿入されるとともに、容器本体１３８内のトナーを粉体受け口１７０へ供給するための補給口１３９ｂを有するノズル受入部材１３９と、ノズル受入口１３９ａを開閉可能にノズル受入部材１３９に支持され、搬送ノズル１６２のノズル部１６５がノズル受入部材１３９のノズル受入口１３９ａ内に挿入される動作によりスライド移動して少なくともノズル受入口１３９ａ、本形態ではノズル受入口１３９ａとつながる補給口１３９ｂも開き、ノズル部１６５をノズル受入口１３９ａから離脱することでノズル受入口１３９ａを閉じるシャッター部材１４０を有するので、ノズル部１６５がノズル受入部材１３９のノズル受入口１３９ａ内に挿入されるまでは、ノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂが閉状態に保たれる。このため、トナー容器３８を交換する際に、搬送ノズル１６２のノズル部１６５をノズル受入口１３９ａから離脱すると、シャッター部材１４０によってノズル受入口１３９ａと補給口１３９ｂは閉状態に保たれたままなので、交換時における粉体の漏れや飛散を防止することができる。

トナー容器３８が装着位置を占め、画像形成装置が作動し、トナー補給信号が図示しない制御手段から出力されると、図５に示す駆動モータ１８２が回転駆動する。駆動モータ１８２が回転駆動すると、その駆動力が歯車１８４を介して歯車１４３に伝達されてトナー容器３８の容器本体１３８がそれぞれ回転する。また、駆動モータ１８２の駆動力は、歯車１８３を介してノズル部１６５内の搬送スクリュ１６７へ伝達され、搬送スクリュ１６７がトナーを接続経路１６６へ搬送する向きに回転するとともに、図４に示す歯車１８５を介して搬送経路１６１内の搬送スクリュ１６１Ｂへも伝達され、搬送スクリュ１６１Ｂがトナーを現像装置５へ搬送する向きに回転する。

容器本体１３８が回転すると、容器本体１３８内に収納されているトナーが螺旋溝１３８ｃの作用により他端側１３８ｂ側に搬送されるとともに、搬送されたトナーＴと、他端側１３８ｂの下部に堆積していたトナーＴとが混ざり合う。

容器内下部に堆積したトナーＴは、図７（ａ）に示すように、トナー容器３８が回転すると、その回転によって汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆで容器内において上方へと交互に持ち上げられ、図７（ｂ）に示すようにその途中で落下して、補給口１３９ｂ、粉体受け口１７０を介してノズル部１６５の内部に供給される。つまり、このトナー容器３８の場合、容器本体１３８内のトナーＴは、容器１回転中に、その位置が一致しているノズル部１６５の粉体受け口１７０とノズル受入部材１３９に設けた補給口１３９ｂの上を汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆが通過する度にノズル部１６５内にトナー供給が行われることになる。

ノズル部１６５の内部に供給されたトナーＴは、図６に示すように、搬送スクリュ１６７によって接続経路１６６へ向かって搬送され、接続経路１６６上で落下する。落下したトナーＴは、図４に示したサブホッパー１６３を介して搬送経路１６１内に送られ、搬送スクリュ１６１Ｂの回転作用によって現像装置５へと搬送されて補給されることになる。

本形態では、ノズル受入口１３９ａを容器本体１３８の外径より内側で、かつ、容器本体１３８の回転中心Ｏに対してその中心部Ｏ１をずらして配置したので、搬送ノズル１６２が自由に配置可能となり、搬送ノズル１６２のレイアウトフリー化およびフリー化に伴う装置本体の小型化やコストダウンを図ることができる。また、ノズル受入口１３９ａの中心部Ｏ１を容器本体の回転中心Ｏに対してずらして配置すると、容器本体１３８の回転中心Ｏに配置する場合に比べて容器本体内壁近傍にノズル受入口１３９ａが位置することになるので、容器本体１３８の内壁から落下するトナーを、補給口１３９ｂで効率的に収集することができる。

装置本体の小型化を図れることから、容器本体１３８の大型化が図りやすくなり、トナーの充填量を多くすることができることから、トナー容器３８の交換サイクルの延長を図ることもできる。

補給口１３９ｂは、容器本体１３８内で汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆと対向するように、ノズル受入部材１３９に設けられているので、汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆで掻き上げられて自重で落下するトナーＴを補給口１３９ｂで効率的に収集することができる。

一方、トナー容器３８をトナー容器収納部３１から離脱する場合には、図６に示す装着位置から手前側にトナー容器３８を移動する。すると、トナー容器３８の移動にともない、搬送ノズル１６２が容器本体１３８から抜けるとともに、シャッター部材１４０が開位置から閉位置へとコイルバネ１４２の付勢力によって押し戻されることで、補給口１３９ｂとノズル受入口１３９ａとがシャッター部材１４０で閉じられる。
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、ノズル受入部材１３９が容器本体１３８に対して回転自在に支持されていて、ノズル受入口１３９ａの中心部Ｏ１がトナー容器３８（容器本体１３８）の回転中心Ｏに対してずれているので、トナー容器３８をトナー容器収納部３１（画像形成装置本体１００）に装着する際に、搬送ノズル１６２の位置とノズル受入口１３９ａとが周方向にずれていることも想定される。

そこで、本形態では、第１の実施形態で説明したトナー容器３８側に、ノズル受入口１３９ａが搬送ノズル１６２の位置と一致する部位に移動する構成を設けている。具体的には、図８（ａ）に示すように、搬送ノズル１６２のノズル部１６５と対向するノズル受入部材１３９の端面１３９ｆに、搬送ノズル１６２側から容器本体１３８の内部に向かって傾斜した傾斜面１９０を形成し、ノズル受入口１３９ａを、傾斜面１９０における容器本体側への最深部１９０ｂに配置した。傾斜面１９０は、その一端側が搬送ノズル１６２側に位置する最高部１９０ａをなし、他端側が最深部１９０ｂをなしている。

このため、図８（ａ）に示すように、ノズル部１６５の位置とノズル受入口１３９ａとが周方向にずれていても、トナー容器３８を装着方向に移動すると、ノズル部１６５の先端が傾斜面１９０と接する。さらにトナー容器３８を装着方向に移動すると、ノズル部１６５に押されることでノズル受入部材１３９が回転するので、ノズル部１６５の先端がノズル受入部材１３９の傾斜面１９０に沿って移動し、最深部１９０ｂがノズル部１６５と対向するようになる。すなわち、トナー容器３８を装着方向への移動動作に連動して搬送ノズル１６２の先端位置と一致する部位にノズル受入口１３９ａが回転して移動する。このため、トナー容器３８をトナー容器収納部３１（画像形成装置本体１００）に装着する際に、その向きを気にすることなく装着することができるので、トナー容器３８のセット性が良好になる。

本形態では、ノズル受入部材１３９に傾斜面１９０を形成し、ノズル部１６５と接触することで、ノズル受入部材１３９を回転させて自動的にノズル部１６５に対してノズル受入口１３９ａの位置合わせを行ったが、ノズル受入口１３９ａの位置を変位する手段としては、これに限定されるものではない。例えば、容器本体１３８に装着されるノズル受入部材１３９に凸部を設け、画像形成装置本体１００側に、受入口が大きく、中に進むにつれて狭くなる凹部を設け、最終的にはノズル部１６５とノズル受入口１３９ａが位置決めセットされるようにしてもよい。また、ノズル部１６５がノズル受入部材１３９の端面１３９ｆにおける最低位置に対向するように配置されている場合には、ノズル受入口１３９ａに重心がくるように構成し、ノズル受入口１３９ａの重さ（重力）を利用して、ノズル受入部材１３９のノズル受入口１３９ａが常に最低位置にくるように設定することもできる。
（第３の実施形態）
本形態は、図９に示すように、第１の実施形態で説明したノズル受入部材に、補給口１３９ｂに連通し、容器本体１３８内のトナーを収集する粉体貯留部となるミニホッパ２４０を設けて容器本体１３８に回転自在に装着したものである。本形態にかかるノズル受入部材には符号２３９を付す。

ノズル受入部材２３９の構成はミニホッパ２４０以外の構成はノズル受入部材１３９と同一構成である。ミニホッパ２４０は、図１０に示すように、筒状本体１３９ｃから突出した扇状に形成された箱型をなし、その下部が補給口１３９ｂと連通し、その上部が補給口１３９ｂの開口面積よりも広い開放口２４０ａとされている。

ミニホッパ２４０は、図１１に示すように、ノズル受入部材２３９が容器本体１３８に装着された際に、容器本体１３８内で汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆと対向する位置に形成されている。

このような構成のノズル受入部材２３９を有するトナー容器１３８を、図１２に示すよう装着位置まで押し込むと、ノズル受入部材２３９のノズル受入口１３９ａにノズル部１６５が挿入されてシャッター部材１４０が開位置へ移動して、補給口１３９ｂと粉体受け口１７０とが連通状態となる。

このように、容器本体１３８がノズル受入部材２３９を備えていると、容器本体１３８が回転して汲み上げ部１３８ｅ、１３８ｆで掻き上げられて自重で落下するトナーを、落下するトナーの下方で受け取る面積が大きくなるので、より効率的にトナーを収集することができるとともに、収集したトナーをミニホッパ２４０内に貯留することができる。このため、補給口１３９ｂから粉体受け口１７０を介して搬送スクリュ１６７で搬送されるトナー量を安定することができる。
（第４の実施形態）
本形態は、図１３（ａ）に示すように、上記のシャッター部材１４０に、補給口１３９ｂの近傍に溜まっているトナーを崩すほぐし部材２９０を設けたものである。図１３（ａ）に示すように、ほぐし部材２９０はシャッター部材１４０の外周面から外方に突出し、さらにノズル受入部材１３９の本体筒部１３９ｃに形成した穴１３９ｈを貫通して容器本体１３８内に突出するピン部材で構成されている。すなわち、ほぐし部材２９０は、ノズル受入部材１３９から容器本体１３８の内部に向かって突出した部材であり、シャッター部材１４０の開閉動作と連動してシャッター部材１４０の移動方向に移動可能に構成されている。

ほぐし部材２９０は、シャッター部材１４０が閉位置を閉めているときには、補給口１３９ｂの端部よりも容器本体１３８の他端側１３８ｂを占める第１の位置を占め、シャッター部材１４０が図１４に示す開位置を閉めているときには、補給口１３９ｂのよりも容器本体１３８の一端側１３８ａを占める第２の位置を占める。すなわち、ほぐし部材２９０は、シャッター部材１４０の移動に伴い、第１の位置と第２の位置とへ移動することになる。

このようなほぐし部材２９０を備えた構成であると、図１４に示すように、シャッター部材１４０がスライド移動すると、ほぐし部材２９０も移動するので補給口１３９ｂ近傍に堆積しているトナーＴが崩されるので、補給口１３９ｂ周辺に空間を確保し易くなる。このため、補給口１３９ｂから粉体受け口１７０へのトナーの供給を確実に行え、トナー容器３８内に収納されているトナーの漏れや飛散を防止しながらも、確実に容器外にトナーを排出することができる。ここでは１つのピン部材でほぐし部材２９０を構成したが、複数のピン部材を本体筒部１３９ｃから突出させて構成しても良いし、ピン部材の突出量も一定ではなく、凹凸を形成するように長短させて設けても良い。

ほぐし部材としては、ピン部材に限定されるものではなく、例えば図１３（ｂ）に示すように、中央に貫通穴２９１ａが形成されたリング部材２９１であってもよい。この場合、リング部材２９１の貫通穴２９１ａに本体筒部１３９ｃを挿入して本体筒部１３９ｃでリング部材２９１をスライド自在に支持する。また、リング部材２９１の一方の側面２９１ｂにシャッター部材１４０を貫通するピン２９３と嵌合するための溝部２９１ｃを形成し、この溝部２９１ｃにピン２９３を嵌合することで、シャッター部材１４０と一体的に移動することができ、シャッター部材１４０の移動により補給口１３９ｂ近傍に堆積しているトナーＴを崩すことができる。

各実施形態では、ノズル受入口１３９ａの中心部Ｏ１をトナー容器３８（容器本体１３８）の回転中心Ｏに対して、容器本体１３８の回転方向において、この回転方向の上流の最低位置に配置したが、ノズル受入口１３９ａの配置はこの位置に限定されるものではなく、図７（ａ）に示すように、容器本体１３８の回転方向の上流の最低位置から最高位置までの間、具体的には、汲み上げ部１３８ｅを上方に位置させたときに、汲み上げ部１３８ｅの中心と汲み上げ部１３８ｆの中心までの範囲に位置する装着部１３９ｄ上に配置されてあればよい。図７（ａ）では、最低位置から９０度の部位と、１８０度の部位とに設けた例を示している。

このようなノズル受入口１３９ａの配置とすると、容器本体１３８の回転により汲み上げ部１３８ｅや汲み上げ部１３８ｆで掻き上げられたトナーを効率的に収集することができる。

上記各形態においてトナー容器３８は、容器本体１３８に形成した凹状の螺旋溝１３８ｃで、容器本体１３８内のトナーを、容器の一端１３８ａ側から搬送ノズル１６２のノズル部１６５が挿入される他端１３８ｂ側に搬送する形態としているが、本発明が適用される粉体収納装置とは、この形態に限定されるものではない。例えば、容器本体１３８内で回転することでトナーを搬送する周知のアジテータを別部材として容器本体１３８内に配置してもよいし、外側が凹状で内側が凸状とした上記の螺旋溝１３８ｃではなく、外側を凹状にしないで内側を凸状とした螺旋状の凸部を容器本体１３８に設けて搬送するようにしてもよい。

５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）現像装置
３８ 粉体収納容器
１３８ 容器本体
１３８ａ 一端側
１３８ｂ 他端側
１３８ｅ、１３８ｆ 汲み上げ部
１３９、２３９ ノズル受入部材
１３９ａ ノズル受入口
１３９ｂ 補給口
１３９ｆ ノズル受入部材の端面
１４０ 開閉部材（シャッタ部材）
１６０ 粉体補給装置（トナー補給装置）
１６１ 搬送経路
１６２ 搬送ノズル
１７０ 粉体受け口
１９０ 傾斜面
１９０ｂ 最深部
２４０ 粉体貯留部
２４０ａ 粉体貯留部の開放口
Ｔ 粉体
Ｏ 容器本体の回転中心
Ｏ１ ノズル受入口の中心部

特許第３４９２８５６号公報 特開平７−２６１４９２号公報

Claims (10)

1. 画像形成装置に用いられる粉体を収容し、同画像形成装置に着脱可能な粉体収納容器において、
   自身が回転することでその内部に収納されている粉体を、その一端側から他端側に搬送する容器本体と、
   前記容器本体の他端側内に回転自在に配置されていて、粉体受け口を有する搬送ノズルが挿脱されるノズル受入口と、少なくともその一部に容器本体内の粉体を前記粉体受け口へ供給するための補給口を有するノズル受入部材と、
   前記ノズル受入口を開閉する方向に移動自在であって、前記搬送ノズルがノズル受入口に挿入されることでノズル受入口を開き、前記搬送ノズルをノズル受入口から離脱することで前記ノズル受入口を閉じる開閉部材を有し、
   前記ノズル受入口は、前記容器本体の外径より内側で、かつ、前記容器本体の回転中心に対してその中心部がずれて配置されていることを特徴とする粉体収納容器。
2. 前記ノズル受入口の中心部が、前記容器本体の回転方向において、同回転方向の上流の最低位置から最高位置までの間に設定されていることを特徴とする請求項１記載の粉体収納容器。
3. 前記ノズル受入口が、前記搬送ノズルの位置と一致する部位に移動するように設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の粉体収納容器。
4. 前記搬送ノズルと対向する前記ノズル受入部材の端面は、前記搬送ノズル側から前記容器本体内部に向かって傾斜した傾斜面を有し、
   前記ノズル受入口は、前記端面に開口して形成されていて、前記傾斜面における前記容器本体側への最深部に配置されていることを特徴とする請求項３記載の粉体収納容器。
5. 前記容器本体は、その他端側に、同容器本体の回転動作に連動して容器本体内の粉体を汲み上げる汲み上げ部を有し、
   前記補給口は、前記容器本体内で前記汲み上げ部と対向するように、前記ノズル受入部材に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４の何れか１項に記載の粉体収納容器。
6. 前記ノズル受入部材は、前記補給口に連通し、容器本体内の粉体を収集する粉体貯留部を有することを特徴とする請求項１ないし５の何れか１項に記載の粉体収納容器。
7. 前記粉体貯留部は、前記補給口の開口面積よりも広い開放口を有することを特徴とする請求項６記載の粉体収納容器。
8. 前記ノズル受入口には、画像形成置装置への装着動作により前記搬送ノズルが挿入され、
   前記補給口は、前記ノズル受入口に前記搬送ノズルが挿入されたときに、前記搬送ノズルの粉体受け口と対向するように形成されていることを特徴とする請求項６または７記載の粉体収納容器。
9. 粉体収納容器と、前記粉体収納容器内に挿入されて前記粉体収納容器の補給口から粉体となるトナーが供給される粉体受け口を有する搬送ノズルと、前記搬送ノズルと現像装置とに連結され、前記搬送ノズルに供給されたトナーを前記現像装置へと搬送する搬送経路を有し、
   前記粉体収納容器として請求項１乃至８の何れか１項に記載の粉体収納容器を有することを特徴とする粉体補給装置。
10. 請求項９記載の粉体補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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