JP2013061424A - トナー補給装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】
トナー収容器内のトナーの充填率が高い場合であっても、トナーの流動性を向上させてトナーをスムーズに補給することができるトナー補給装置およびこのトナー補給装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】
トナー補給装置20を、トナー排出口211aaが形成されるトナー収容器211と、トナー収容器211を回転駆動する回転駆動源と連結するための連結部213と、トナー収容器211外に固定される圧縮部材212と、トナー収容器211の外壁に固定され、トナー収容器211が回転するのに伴って回転するときに、圧縮部材212によって圧縮されことによりトナー収容器211内に空気を供給するエアーポンプ32a〜32eとから構成する。
【選択図】 図6
トナー収容器内のトナーの充填率が高い場合であっても、トナーの流動性を向上させてトナーをスムーズに補給することができるトナー補給装置およびこのトナー補給装置を備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】
トナー補給装置20を、トナー排出口211aaが形成されるトナー収容器211と、トナー収容器211を回転駆動する回転駆動源と連結するための連結部213と、トナー収容器211外に固定される圧縮部材212と、トナー収容器211の外壁に固定され、トナー収容器211が回転するのに伴って回転するときに、圧縮部材212によって圧縮されことによりトナー収容器211内に空気を供給するエアーポンプ32a〜32eとから構成する。
【選択図】 図6
Description
本発明は、トナー補給装置および画像形成装置に関する。
画像形成装置は、現像装置によってトナーを感光体に供給することでトナー像を形成し、このトナー像を記録用紙上に転写および定着することで、所望の画像を形成する。このような画像形成装置内には、現像装置内にトナーを補給するためのトナー補給装置が設けられる。トナー補給装置は、トナー補給装置が備えるトナー収容器内のトナーを、現像装置に接続されるトナーホッパへ補給し、トナーホッパは、補給されたトナーを順次、現像装置へ補給する。
特許文献1には、トナー収容器を固定し、トナー収容器のキャップを手動で回動させることで、トナー収容器内のトナーを排出口から落下させて、トナーホッパへトナーを補給するトナー補給装置が記載されている。また、近年では、特許文献2に記載のトナー補給装置のように、画像形成装置が備える回転駆動源によってトナー収容器を回転駆動してトナーを補給する回転型のトナー補給装置が主流である。回転型のトナー補給装置では、トナー収容器が回転することで、トナー収容器の内壁に螺旋状に形成された突起部によって、排出口までトナーを案内し、排出口からトナーを排出することで、トナーホッパへトナーを補給する。
特許文献1に記載のトナー補給装置は、トナー収容器内のトナーの流動性を向上させるために、トナー収容器内へ空気を送り込むポンプを備えている。また、特許文献2に記載のトナー補給装置は、トナー収容器が回転することで、トナー収容器内のトナーが攪拌されており、トナーの流動性が向上している。したがって、特許文献1,2に記載のトナー補給装置は、基本的には、排出口からトナーをスムーズに排出し、トナーを補給することができる。
しかしながら、画像形成装置の省スペース化のために、トナー収容器内のトナーの充填率を高めた場合は、例外的に、トナーはスムーズに排出されなくなる。たとえば、特許文献1に記載のトナー補給装置は、トナー収容器の鉛直下方からポンプで空気を供給し、トナーの流動性の向上を図っているが、トナー収容器内にトナーが密に詰まっている場合、トナー収容器の鉛直方向下部における空気量が増えるのみであり、空気がトナー収容器内全体に行き渡らないので、トナーの流動性向上の効果が得られない。また、たとえば、特許文献2に記載のトナー補給装置は、トナー収容器を回転させることでトナーを攪拌し、トナーの流動性の向上を図っているが、トナー収容器内にトナーが密に詰まっている場合、トナー収容器が回転するだけではトナーはほとんど攪拌されないので、トナーの流動性向上の効果が得られない。
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、トナー収容器内のトナーの充填率が高い場合であっても、トナーの流動性を向上させてトナーをスムーズに補給することができるトナー補給装置およびこのトナー補給装置を備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明は、トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで固定される圧縮部材と、
前記トナー収容器の外壁面に固定されるエアーポンプであって、前記トナー収容器が回転するのに伴って回転し、前記圧縮部材によって圧縮されることにより、前記トナー収容器内に空気を供給するエアーポンプとを備えることを特徴とするトナー補給装置である。
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで固定される圧縮部材と、
前記トナー収容器の外壁面に固定されるエアーポンプであって、前記トナー収容器が回転するのに伴って回転し、前記圧縮部材によって圧縮されることにより、前記トナー収容器内に空気を供給するエアーポンプとを備えることを特徴とするトナー補給装置である。
また本発明は、前記圧縮部材は、前記エアーポンプを圧縮する際に前記トナー収容器の回転軸線の鉛直方向下方に位置するように設けられることを特徴とする。
また本発明は、前記圧縮部材は、前記トナー収容器の回転軸線に平行な回転軸線を中心に回転自在に設けられるローラ状部材であることを特徴とする。
また本発明は、前記エアーポンプは、前記トナー収容器内の空気の、前記エアーポンプへの流入を止めるための逆止弁を有することを特徴とする。
また本発明は、前記トナー収容器には排気孔が形成され、この排気孔にはエアーフィルタが設けられることを特徴とする。
また本発明は、前記排気孔は、前記トナー収容器の回転軸線を挟んで前記エアーポンプとは反対側に形成されることを特徴とする。
また本発明は、前記エアーポンプは、前記トナー収容器の回転軸線が延びる方向に複数設けられることを特徴とする。
また本発明は、板状に形成される下流側案内板であって、前記トナー収容器の回転方向における上流側の端部が前記エアーポンプに固定され、前記トナー収容器の回転方向における下流側の端部が自由端になる下流側案内板を備え、
前記下流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする。
前記下流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする。
また本発明は、板状に形成される上流側案内板であって、前記トナー収容器の回転方向における下流側の端部が前記エアーポンプに固定され、前記トナー収容器の回転方向における上流側の端部が自由端になる上流側案内板を備え、
前記上流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする。
前記上流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする。
また本発明は、現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、前記トナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、前記トナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
本発明によれば、回転駆動源によってトナー収容器が回転駆動されるとき、トナー収容器の外の圧縮部材によってエアーポンプが圧縮されて、トナー収容器内に空気が供給される。よって、トナー収容器内のトナーは、空気が送り込まれながら攪拌されることになり、トナー収容器内の隅々まで空気が行き渡ることになり、その結果、トナーの流動性を向上させることができる。
さらに、本発明では、圧縮部材によるエアーポンプの圧縮動作により、エアーポンプが固定されるトナー収容器は揺動する。これによって、トナー収容器内で凝集したトナーを解砕することができ、トナーの流動性をさらに向上させることができる。
本発明に係るトナー補給装置は、このようにしてトナーの流動性を向上させることができるので、トナーをスムーズに補給することができる。
また本発明によれば、圧縮部材は、トナー収容器の回転軸線の鉛直方向下方に設けられるので、エアーポンプは、トナー収容器の回転に伴って回転して、トナー収容器の回転軸線の鉛直方向下方に移動したときに、圧縮部材により圧縮されることになる。したがって、エアーポンプは、トナー収容器内に鉛直方向下方から、空気を供給することになるので、トナーの流動性を効率的に高めることができる。
また本発明によれば、圧縮部材がローラ状部材であるので、圧縮部材によるエアーポンプの圧縮の際に摩擦を少なくすることができ、圧縮部材およびエアーポンプの損傷を抑えて、エアーポンプによって確実にトナー収容器内に空気を供給することができる。
また本発明によれば、エアーポンプは逆止弁を有するので、エアーポンプ内にトナー収容器内のトナーが流入するのを防止することができる。
また本発明によれば、排気孔によってトナー収容器の内圧の上昇を防ぐことができるので、エアーポンプによって確実にトナー収容器内に空気を供給することができる。また、排気孔にはエアーフィルタが設けられるので、エアーポンプによってトナー収容器内に空気が供給される際に、排気孔からトナーが流出するのを防止することができる。
また本発明によれば、排気孔がエアーポンプとは反対側に形成されるので、エアーポンプによってトナー収容器内に空気が供給される際に、排気孔から、トナー収容器内の空気を速やかに排出することができ、トナー収容器の内圧の上昇を確実に防ぐことができる。
また本発明によれば、エアーポンプがトナー収容器の回転軸線方向に複数設けられるので、回転軸線方向における複数の位置で、トナー収容器内に空気を供給することができ、トナーの流動性をより向上させることができる。
また本発明によれば、圧縮部材とエアーポンプとが最近接する前に、下流側案内板は、トナー収容器の回転に伴って回転することで、圧縮部材によって押圧される。したがって、圧縮部材とエアーポンプとが最近接する前に、下流側案内板によって除々にエアーポンプを圧縮することができる。よって、圧縮部材およびエアーポンプの損傷を抑えて、エアーポンプによって確実にトナー収容器内に空気を供給することができる。
また本発明によれば、圧縮部材とエアーポンプとが最近接した後に、上流側案内板は、トナー収容器の回転に伴って回転することで、圧縮部材によって押圧される。したがって、圧縮部材とエアーポンプとが最近接した後に、上流側案内板によって除々にエアーポンプの圧縮を解除することができる。よって、圧縮部材およびエアーポンプの損傷を抑えて、エアーポンプによって確実にトナー収容器内に空気を供給することができる。
また本発明によれば、トナー補給装置はトナーをスムーズに補給することができるので、トナー補給装置から現像装置へ補給されるトナーの量が安定化し、その結果、画像濃度の安定した印刷画像を得ることができる。
はじめに、本発明の実施形態であるトナー補給装置20を備える画像形成装置10について説明する。図1は、画像形成装置10の構成を示す模式図である。画像形成装置10は、電子写真方式によって、記録用紙などの記録媒体の表面に画像を形成して、印刷物を得る装置である。画像形成装置10は、記録媒体を供給する記録媒体供給部50と、原稿などから画像情報を読み取るスキャナ43と、スキャナ43が読み取った画像情報や画像形成装置10の外部の装置から入力された画像情報に基づいて、供給された記録媒体に画像を形成する電子写真プロセス部60とを備える。電子写真プロセス部60は、感光体ドラム44と、帯電部45と、露光ユニット46と、現像ユニット70と、転写部48と、クリーニング部49と、定着ユニット51とを含む。
感光体ドラム44は、円筒状や円柱状の導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される感光層とを含み、図示しない回転駆動源によって、導電性基体の軸線回りに回転可能に設けられる。導電性基体は、たとえばアルミニウムから形成される。感光層は、光を照射されることで導電性を示す材料であり、たとえば有機感光層が用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層されたものであってもよいし、電荷発生物質と電荷輸送物質とを1つの層に含むものであってもよい。
帯電部45は、感光体ドラム44の表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部45としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを用いることができ、本実施形態では、たとえば、ローラ型帯電装置が用いられる。
露光ユニット46は、レーザ光を出射する装置であり、露光ユニット46から出射された光は、帯電部45と現像ユニット70との間を通過して感光体ドラム44の表面に照射される。帯電状態にある感光体ドラム44の表面にレーザ光が照射されることによって、その表面に、画像情報に対応する静電潜像が形成される。露光ユニット46としては、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット(LSU)を用いることができる。また、露光ユニット46としては、LED(Light Emitting Diode)アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
現像ユニット70は、トナー補給装置20と、トナーホッパ13と、現像装置47とを含む。トナー補給装置20は、トナーホッパ13および現像装置47よりも鉛直方向上方に配置され、未使用のトナーを収容する。トナー補給装置20は、画像形成装置10が備える図示しない回転駆動源に接続される回転型のトナー補給装置であり、現像装置47内のトナーが消費されて少なくなると、未使用のトナーをトナーホッパ13へ供給する。トナー補給装置20の詳細については後述する。
トナーホッパ13は、トナー補給装置20の鉛直方向下方において、現像装置47に隣接して設けられる。トナーホッパ13は、トナー補給装置20から供給されたトナーを攪拌して、現像装置47へ供給する。
現像装置47は、感光体ドラム44上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム44上にトナー像を形成する装置である。現像装置47は、現像槽、現像ローラ、搬送スクリュー、およびトナー濃度検知センサを備える。現像槽は、その内部空間にトナーを収容する。現像槽内には、現像ローラおよび搬送スクリューが、回転可能に支持される。現像槽は、感光体ドラム44に臨む位置に開口部が形成され、この開口部を挟んで感光体ドラム44に対向する位置に、現像ローラが設けられる。
現像ローラは、感光体ドラム44との最近接部において感光体ドラム44表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給のときには、現像ローラ表面に、トナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧(現像バイアス)として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量(トナー付着量)を制御することができる。
搬送スクリューは、現像ローラ周辺にトナーを供給する部材である。搬送スクリューによって、トナーは攪拌搬送されて、帯電した状態で現像ローラに供給される。
トナー濃度検知センサは、現像槽の底面に設けられる。トナー濃度検知センサは、現像槽中のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサとしては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
トナー濃度検知センサは、トナー濃度制御部に電気的に接続される。トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサによるトナー濃度値が所定の設定値よりも低くなると、トナー補給装置20に接続される回転駆動源が作動し、トナー補給装置20内のトナーがトナーホッパ13へ供給される。
転写部48は、感光体ドラム44の表面に圧接するローラ部材であり、図示しない回転駆動源によって軸線回りに回転可能に設けられる。感光体ドラム44上に担持されて搬送されるトナー像は、転写部48と感光体ドラム44との圧接部において、後述する記録媒体供給部50から供給される記録媒体に転写される。
クリーニング部49は、感光体ドラム44から記録媒体へトナー像が転写された後に、感光体ドラム44の表面に残留するトナーや転写の際に付着した紙粉などを除去し、感光体ドラム44の表面を清浄化する部材である。クリーニング部49としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
記録媒体供給部50は、記録媒体を収容する収容部と、記録媒体を搬送する搬送ローラとを含む。収容部に収容される記録媒体は、搬送ローラによって、感光体ドラム44と転写部48との圧接部に送給され、トナー像が転写された後、定着ユニット51に送給される。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
定着ユニット51は、加熱ローラおよび加圧ローラを含む。加熱ローラは、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラは、加熱ローラに圧接するローラである。加熱ローラは、加圧ローラとともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、画像形成装置10の外部に搬送され、画像形成動作が完了する。
次に、トナー補給装置20について詳細に説明する。図2は、トナー補給装置20の構成を示す図であり、図3は、トナー補給装置20が備える補給装置本体部21の側面図であり、図4は、補給装置本体部21を分解して示す図である。図5は、後述するように、補給装置本体部21を、第1貫通孔23aaから引き出したときの様子を示す図である。
トナー補給装置20は、トナー収容器211、圧縮部材212、連結部213、支持部材214、および支持台215を有する補給装置本体部21と、駆動源側連結部221、回転軸部材222、ギア223、および押しばね224を有する駆動力伝達部22と、2つのガイド部材231および係止部材232を有する筺体23と、フック部材241を有する取手部24とを備える。
筺体23は、補給装置本体部21の一部、駆動源側連結部221、回転軸部材222、および押しばね224を収容する内部空間が形成され、鉛直方向下部が開放される箱状部材である。ギア223および取手部24は、筺体23の外側に配置される。筺体23の、所定の一方向(以下では、X方向と称する)端部となる壁部23aには、第1貫通孔23aaが形成され、X方向とは反対の方向(以下では、Y方向と称する)の端部となる壁部23bには、第2貫通孔23baが形成される。第1貫通孔23aaは、補給装置本体部21が挿通可能な大きさの孔であり、トナー補給装置20の使用時には、補給装置本体部21のX方向端部が挿通されている。第2貫通孔23baは、回転軸部材222が挿通される孔であり、第2貫通孔23baにおいて、回転軸部材222の周りには、図示しない軸受が設けられる。
トナー収容器211は、周壁部211aと2つの底壁部211b,211cとによって内部空間を形成する略円筒状の部材であり、その内部空間にトナーを収容する。トナー収容器211の中心軸線S1は、X方向およびY方向に延びている。周壁部211aには、トナーを排出するためのトナー排出口211aaが形成される。底壁部211cには、連結部213が固定される。連結部213は、トナー収容器211からY方向に突出する凸部を有し、この凸部は、X方向に見たときの形状が略十字状である。
支持部材214は、略円筒状のトナー収容器211を、トナー収容器211の中心軸線S1を回転軸線として回転可能に支持する、トナー収容器211よりも径が大きな略円筒状の部材であり、支持台215に着脱可能に構成される。支持部材214の中心軸線方向長さは、100mm〜150mmであり、支持部材214は、トナー収容器211の周壁部211aのY方向端部を支持する。トナー補給装置20の使用時には、支持部材214は支持台215に装着されている。支持部材214には、その鉛直方向下部に、トナー排出口211aaと同じ形状・大きさの第1連通口214aが形成される。第1連通口214aは、トナー収容器211が回転することでトナー排出口211aaが鉛直方向下方に位置したときに、トナー排出口211aaと連通するように形成される。
支持台215は、支持部材214が装着可能に構成される装着部215aと、装着部215aの鉛直方向下部に固定される略矩形平板状の台座部215bとを含む。台座部215bは、X方向およびY方向に長く延び、トナーホッパ13の鉛直方向上方に配置される。台座部215bには、第1連通口214aと同じ形状・大きさの第2連通口215baが形成される。第2連通口215baは、支持台215に支持部材214が装着されているときに、第1連通口214aと連通するように形成される。
台座部215bには、圧縮部材212を収容する凹部215bbが形成される。圧縮部材212は、X方向およびY方向に延びる中心軸線S2を有するローラ状部材である。圧縮部材212の、中心軸線S2方向の長さは、トナー収容器211の、支持部材214に支持されていない部分の長さと同程度の長さであり、この部分の鉛直方向下方に、圧縮部材212が設けられる。より詳細には、圧縮部材212の中心軸線S2は、同一の鉛直面内において、トナー収容器211の中心軸線S1よりも下方に位置する。
圧縮部材212は、外径8mm〜12mmの円筒状部材212aに、直径5mm〜7mmの円柱状部材212bが挿通されて構成されるローラ状部材である。円柱状部材212bは、剛性の高いステンレスなどから形成される。円柱状部材212bは、中心軸線S2を中心として回転自在となるように、台座部215bに支持される。円筒状部材212aは、トナー収容器211の周壁部211aに接するか、または、周壁部211aから、後述する長さL1よりも短い距離で離間しており、弾性を有するウレタンゴムなどから形成される。弾性を有する材料を用いることにより、振動吸収作用が得られ、静音性が向上する。
ギア223は、画像形成装置10が備える回転駆動源と係合し、回転する。回転軸部材222は、円柱状の部材であり、ギア223が回転するときに円柱の中心軸線まわりに回転するように、ギア223に固定される。
駆動源側連結部221は、略円盤状の部材であり、一方の主面側に、Y方向に退避する凹部を有し、この凹部は、Y方向に見たときの形状が略十字状である。トナー補給装置20の使用時には、この凹部は、連結部213の凸部と嵌合する。駆動源側連結部221の他方の主面は、回転軸部材222に固定され、回転軸部材222が回転するのに伴って、駆動源側連結部221も回転する。
押しばね224は、コイルスプリングからなり、壁部23bと駆動源側連結部221との間において、回転軸部材222が挿通される。押しばね224は、回転軸部材222および駆動源側連結部221の回転を阻害することなく、駆動源側連結部221が壁部23bから離間するように、X方向へのばね力を付与する。これによって、連結部213の凸部と駆動源側連結部221の凹部とが嵌合する際に、駆動源側連結部221が連結部213によって押されて、駆動源側連結部221に固定される回転軸部材222、および、回転軸部材222に固定されるギア223が、Y方向に移動してしまうことを防いでいる。
2つのガイド部材231は、補給装置本体部21、より詳細には、支持台215の台座部215bを、X方向およびY方向に移動可能に支持する。2つのガイド部材231は、壁部23bから、第1貫通孔23aaを通って、筺体23の外部まで、X方向に延びて設けられる。係止部材232は、筺体23の第1貫通孔23aaに臨む部分に設けられ、取手部24のフック部材241が係止可能に構成される。取手部24は、その外壁面が、画像形成装置10の正面の外壁面の一部をなし、台座部215bのX方向端部に接続される。取手部24のフック部材241は、筺体23の係止部材232に係止されることで、トナー補給装置20の使用時に、補給装置本体部21を筺体23内に確実に収容する。トナー補給装置20の非使用時には、取手部24を操作することで、フック部材241の係止状態を解除することができる。
上述したように、第1貫通孔23aaは、補給装置本体部21が挿通可能な大きさであり、トナー補給装置20の非使用時には、フック部材241の係止状態を解除し、取手部24を把持してX方向に引くことで、図5に示すように、補給装置本体部21を、第1貫通孔23aaから引き出すことができる。このとき、連結部213と駆動源側連結部221との嵌合状態は解除される。補給装置本体部21を引き出した後は、支持台215から、トナー収容器211および支持部材214を取り外して、新たなトナー収容器211に交換することができる。トナー収容器211の交換後は、取手部24を把持してY方向に押すことで、補給装置本体部21を押し入れることができる。このとき、フック部材241が係止部材232に係止されるとともに、連結部213と駆動源側連結部221とが嵌合し、トナー補給装置20が使用可能となる。
以上のように構成されるトナー補給装置20によれば、補給装置本体部21の連結部213と、画像形成装置10が備える駆動源とが、駆動力伝達部22を介して連結される。これによって、連結部213に固定される略円筒状のトナー収容器211は、その中心軸線S1まわりに回転する。トナー収容器211が回転すると、トナー収容器211のトナー排出口211aaが鉛直方向下方に位置したときに、トナー排出口211aa、第1連通口214a、および第2連通口215baが連通し、このときに、トナー収容器211に収容されるトナーは、トナー排出口211aa、第1連通口214a、および第2連通口215baを経て、トナーホッパ13へ供給される。トナー収容器211内のトナーが無くなったときには、補給装置本体部21をX方向に引き出して、トナー収容器211を新たなトナー収容器211へと交換することができる。
次に、トナー収容器211について詳細に説明する。図6は、トナー収容器211の周壁部211aの斜視図である。図7は、図6の線A−Aを切断面線とする周壁部211aの断面と、台座部215bおよび圧縮部材212の断面とを示す図である。
トナー収容器211は、周壁部211aと、図2に示した2つの底壁部211bとを含む。周壁部211aは、内径50mm〜150mm、外径52mm〜154mmの、X方向およびY方向に延びる略円筒状の部材である。中心軸線S1方向における周壁部211aの長さは、400mm〜600mmである。周壁部211aに形成されるトナー排出口211aaの形状は正方形状であり、この正方形状の一辺の長さは10mm〜25mmである。
周壁部211aの内壁面には、中心軸線S1に向かって、5mm〜10mm程度突出する突起部211abが形成される。突起部211abは、周壁部211aの内壁面において、中心軸線S1を中心として螺旋状に形成されている。トナー収容器211は、中心軸線S1まわりの回転方向Gに、画像形成装置10が備える図示しない回転駆動源によって、5rpm〜15rpmで回転するように構成されており、このように回転することで、トナー収容器211内のトナーは、突起部211abによってY方向に攪拌搬送される。
底壁部211bは、周壁部211aのX方向端部に固定され、底壁部211cは、周壁部211aのY方向端部に固定される。底壁部211b,211cは、直径50mm〜150mmの円盤状の部材であり、この円盤の中心軸線と、周壁部211aの中心軸線S1と、回転軸部材222の中心軸線とは一致する。
底壁部211b,211cと、突起部211abを含む周壁部211aとは、ポリエチレン、ポリプロピレン、HIPS樹脂(ハイインパクトポリスチレン樹脂)、ABS樹脂(アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂)などの材料から形成される。底壁部211b,211cおよび周壁部211aは、これらの材料から一体成形されてもよい。
図6および図7に示すように、周壁部211aの、支持部材214に支持されてない部分には、空気を取り込むための吸気孔30a〜30eと、空気を排出するための排気孔31a〜31eとが形成される。吸気孔30a〜30eは、直径3mm〜7mmの円形状であり、この円形状の中心軸線は、周壁部211aの中心軸線S1に直交する。吸気孔30a〜30eは、中心軸線S1方向に等間隔で並んで形成される。排気孔31a〜31eは、直径8mm〜12mmの円形状であり、この円形状の中心軸線は、周壁部211aの中心軸線S1に直交する。排気孔31a〜31eは、中心軸線S1方向に等間隔で並んで形成されるとともに、排気孔31aが、中心軸線S1を挟んで吸気孔30aとは反対側に形成され、同様に、排気孔31b〜31eが、中心軸線S1を挟んで吸気孔30b〜30eとは反対側に形成される。
なお、本発明の他の実施形態としては、吸気孔30a〜30eの中心軸線を周壁部211aの中心軸線S1に直交させる代わりに、吸気孔30a〜30eの中心軸線を周壁部211aの中心軸線S1に対して傾斜させてもよい。傾斜の方向は、吸気孔30a〜30eを介して取り込まれる空気を、トナー排出口211aa側へ、すなわち、周壁部211aのY方向端部側へ案内する方向である。排気孔31a〜31eは、その中心軸線が、吸気孔30a〜30eの中心軸線とそれぞれ一致するように形成される。
吸気孔30a〜30eおよび排気孔31a〜31eには、トナーの流出を防ぐためのエアーフィルタ301,311が設けられる。エアーフィルタ301,311は、樹脂から形成されるスポンジや、セラミックスから形成される多孔質材料であり、粒径が2μm未満の物質を透過させ、2μm以上の物質を透過させないように構成されるフィルタである。
吸気孔30a〜30eに臨んで、エアーポンプ32a〜32eが、周壁部211aの外壁面に固定される。エアーポンプ32a〜32eには、下流側案内板33a〜33eおよび上流側案内板34a〜34eが、それぞれ固定される。
図8は、図7の状態におけるエアーポンプ32c、下流側案内板33c、および上流側案内板34cを拡大して示す図である。なお、エアーポンプ32a,32b,32d,32eは、エアーポンプ32cと同様に構成されるので、以降では、エアーポンプ32cについてのみ説明する。
エアーポンプ32cは、圧縮されることによりトナー収容器211内に空気を供給する、略円筒状の蛇腹ポンプであり、エアーポンプ32c内に空気を取り入れるための吸気口32caと、エアーポンプ32c内の空気をトナー収容器211内へ空気を送り出すための排気口32cbとを有する。吸気口32caには、エアーポンプ32c内の空気が吸気口32caを介してエアーポンプ32c外へ流れようとするのを止めるための逆止弁である吸気弁321が設けられる。排気口32cbには、トナー収容器211内の空気が排気口32cbを介してエアーポンプ32c内へ流れようとするのを止めるための逆止弁である排気弁322が設けられる。エアーポンプ32cの長さL1は、10mm〜15mmであり、幅L2は、12mm〜18mmであり、蛇腹部分の幅L3は、3mm〜5mmである。
下流側案内板33cは、回転方向Gにおける上流側の端部がエアーポンプ32cに固定され、回転方向Gにおける下流側の端部が自由端になる長方形板状部材である。下流側案内板33cの幅はエアーポンプ32cの幅と同程度であり、下流側案内板33cは、エアーポンプ32cの表面に沿って、エアーポンプ32cから周壁部211aに向かって延在して設けられる。下流側案内板33cは、たとえば、剛性の高いポリスチレン樹脂などから形成される。
上流側案内板34cは、回転方向Gにおける下流側の端部がエアーポンプ32cに固定され、回転方向Gにおける上流側の端部が自由端になる長方形板状部材である。上流側案内板34cの幅はエアーポンプ32cの幅と同程度であり、上流側案内板34cは、エアーポンプ32cの表面に沿って、エアーポンプ32cから周壁部211aに向かって延在して設けられる。上流側案内板34cは、たとえば、剛性の高いポリスチレン樹脂などから形成される。
図9および図10を用いて、エアーポンプ32cによるトナー収容器211内への空気の供給動作について説明する。図9は、エアーポンプ32cが圧縮された状態を示す図である。図10は、図9の状態におけるエアーポンプ32c、下流側案内板33c、および上流側案内板34cを拡大して示す図である。
まず、図7に示す状態では、エアーポンプ32cは非圧縮状態であり、かつ、下流側案内板33cの回転方向Gにおける下流側の端部および上流側案内板34cの回転方向Gにおける上流側の端部は、周壁部211aに接している。図7に示す状態から、トナー収容器211が回転方向Gに回転すると、トナー収容器211の回転に伴って、エアーポンプ32c、下流側案内板33c、および上流側案内板34cも回転し、下流側案内板33cが圧縮部材212に接触して押圧される。これにより、下流側案内板33cが固定されるエアーポンプ32cが圧縮される。
さらにトナー収容器211が回転方向Gに回転すると、エアーポンプ32cと圧縮部材212とが最近接し、図9に示す状態となる。下流側案内板33cが圧縮部材212に押圧されてから図9に示す状態になるまで、エアーポンプ32cの圧縮は進み、エアーポンプ32cと圧縮部材212とが最近接するときにエアーポンプ32cは最も圧縮された状態となる。このようにエアーポンプ32cが圧縮される過程で、エアーポンプ32cの排気弁322がトナー収容器211側へ開き、エアーポンプ32c内から排気口32cbを経てトナー収容器211内へ空気が供給される。
図9に示す状態では、図10に示すように、下流側案内板33cの回転方向Gにおける下流側の端部は、周壁部211aから離間している。同様に、上流側案内板34cの回転方向Gにおける上流側の端部は、周壁部211aから離間している。
図9に示す状態からさらにトナー収容器211が回転方向Gに回転すると、上流側案内板34cが、圧縮部材212に接触して押圧される。上述したように、エアーポンプ32cと圧縮部材212とが最近接するときにエアーポンプ32cは最も圧縮された状態になるけれども、エアーポンプ32cが圧縮部材212から遠ざかっても、上流側案内板34cが圧縮部材212によって押圧されているので、上流側案内板34cが固定されるエアーポンプ32cは圧縮された状態である。すなわち、エアーポンプ32cが圧縮部材212の近傍を通り過ぎても、上流側案内板34cが圧縮部材212によって押圧されている間は、エアーポンプ32cは圧縮されている。
トナー収容器211の回転方向Gへの回転がさらに進むと、徐々にエアーポンプ32cの圧縮状態が解除され、上流側案内板34cが圧縮部材212から離間すると、エアーポンプ32cは非圧縮状態となり、図7に示す状態へ戻る。このように圧縮状態が解除される過程で、エアーポンプ32cの吸気弁321がトナー収容器211側へ開き、エアーポンプ32c外から吸気口32caを経てエアーポンプ32c内へ空気が取り込まれる。以上のようにして、エアーポンプ32cによる空気の供給動作が行われ、繰り返される。
このような本実施形態によれば、画像形成装置10が備える回転駆動源によってトナー収容器211が回転駆動されるとき、トナー収容器211の外に設けられる圧縮部材212によってエアーポンプ32a〜32eが圧縮されて、トナー収容器211内に空気が供給される。よって、トナー収容器211内のトナーは、空気が送り込まれながら攪拌されることになり、トナー収容器211内の隅々まで空気が行き渡ることになり、その結果、トナーの流動性を向上させることができる。
さらに、本実施形態では、圧縮部材212によるエアーポンプ32a〜32eの圧縮動作により、エアーポンプ32a〜32eが固定されるトナー収容器211が鉛直方向に揺動する。これによって、トナー収容器211内で凝集したトナーを解砕することができ、トナーの流動性をさらに向上させることができる。
本発明に係るトナー補給装置20は、このようにしてトナーの流動性を向上させることができるので、トナー収容器211内のトナーをスムーズにトナーホッパ13へ補給することができる。
また本実施形態では、圧縮部材212は、トナー収容器211の中心軸線S1の鉛直方向下方に設けられるので、エアーポンプ32a〜32eは、トナー収容器211の回転に伴って回転してトナー収容器211の中心軸線S1の鉛直方向下方に移動したときに、圧縮部材212により圧縮されることになる。したがって、エアーポンプ32a〜32eは、トナー収容器211内に鉛直方向下方から空気を供給することになるので、トナーの流動性を効率的に高めることができる。
また本実施形態では、圧縮部材212がローラ状の部材であるので、圧縮部材212によるエアーポンプ32a〜32eの圧縮の際に摩擦を少なくすることができ、圧縮部材212およびエアーポンプ32a〜32eの損傷を抑えて、エアーポンプ32a〜32eによって確実にトナー収容器211内に空気を供給することができる。
また本実施形態では、エアーポンプ32a〜32eは、逆止弁である排気弁322を有するので、エアーポンプ32a〜32e内にトナー収容器211内のトナーが流入するのを防止することができる。
また本実施形態では、周壁部211aには、排気孔31a〜31eが形成され、排気孔31a〜31eによってトナー収容器211の内圧の上昇を防ぐことができるので、エアーポンプ32a〜32eによって確実にトナー収容器211内に空気を供給することができる。また、排気孔31a〜31eにはエアーフィルタ311が設けられるので、エアーポンプ32a〜32eによってトナー収容器211内に空気が供給される際に、排気孔31a〜31eからトナーが流出するのを防止することができる。
また本実施形態では、排気孔31a〜31eがエアーポンプ32a〜32eとは反対側に形成されるので、エアーポンプ32a〜32eによってトナー収容器211内に空気が供給される際に、排気孔31a〜31eから、トナー収容器211内の空気を速やかに排出することができ、トナー収容器211の内圧の上昇を確実に防ぐことができる。なお、排気孔31a〜31eと同様に、トナー排出口211aaも、エアーポンプ32a〜32eとは反対側に形成されることが好ましい。これにより、エアーポンプ32a〜32eによってトナー収容器211内に空気が供給される際に、トナー排出口211aaからトナーが噴出されるのを防ぐことができる。
また本実施形態では、エアーポンプ32a〜32eが、中心軸線S1方向に複数並んで配置されるので、中心軸線S1方向における複数の位置で同時に、トナー収容器211内に空気を供給することができ、トナーの流動性をより向上させることができる。なお、本発明の他の実施形態としては、中心軸線S1方向にエアーポンプ32a〜32eを並べて配置する代わりに、エアーポンプ32a〜32eを、中心軸線S1を中心とする螺旋状に配置してもよい。このように配置することで、エアーポンプ32a〜32eが同時に空気を供給するのではなく、エアーポンプ32a〜32が順次圧縮され、空気を供給することになる。これにより、エアーポンプ32a〜32eの圧縮動作に起因する、トナー収容器211の揺動の回数が増加し、トナーの流動性をより向上させることができる。
また本実施形態では、圧縮部材212とエアーポンプ32a〜32eとが最近接する前に、下流側案内板33a〜33eが圧縮部材212によって押圧される。したがって、圧縮部材212とエアーポンプ32a〜32eとが最近接する前に、下流側案内板33a〜33eによって除々にエアーポンプ32a〜32eを圧縮することができる。よって、圧縮部材212およびエアーポンプ32a〜32eの損傷を抑えて、エアーポンプ32a〜32eによって確実にトナー収容器211内に空気を供給することができる。
また本実施形態では、圧縮部材212とエアーポンプ32a〜32eとが最近接した後に、上流側案内板34a〜34eが圧縮部材212によって押圧される。したがって、圧縮部材212とエアーポンプ32a〜32eとが最近接した後に、上流側案内板34a〜34eによって除々にエアーポンプ32a〜32eの圧縮状態を解除することができる。よって、圧縮部材212およびエアーポンプ32a〜32eの損傷を抑えて、エアーポンプ32a〜32eによって確実にトナー収容器211内に空気を供給することができる。
以上のように、画像形成装置10は、トナー収容器211内に空気を供給することでトナーをスムーズにトナーホッパ13へ補給することができるトナー補給装置20を備えるので、現像装置47へ補給されるトナーの量が安定化し、その結果、画像濃度の安定した印刷画像を得ることができる。
10 画像形成装置
13 トナーホッパ
20 トナー補給装置
21 補給装置本体部
22 駆動力伝達部
23 筺体
32a〜32e エアーポンプ
47 現像装置
70 現像ユニット
211 トナー収容器
211a 周壁部
211aa トナー排出口
211ab 突起部
211b,211c 底壁部
212 圧縮部材
213 連結部
301,311 エアーフィルタ
321 吸気弁
322 排気弁
13 トナーホッパ
20 トナー補給装置
21 補給装置本体部
22 駆動力伝達部
23 筺体
32a〜32e エアーポンプ
47 現像装置
70 現像ユニット
211 トナー収容器
211a 周壁部
211aa トナー排出口
211ab 突起部
211b,211c 底壁部
212 圧縮部材
213 連結部
301,311 エアーフィルタ
321 吸気弁
322 排気弁
Claims (10)
- トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで固定される圧縮部材と、
前記トナー収容器の外壁面に固定されるエアーポンプであって、前記トナー収容器が回転するのに伴って回転し、前記圧縮部材によって圧縮されることにより、前記トナー収容器内に空気を供給するエアーポンプとを備えることを特徴とするトナー補給装置。 - 前記圧縮部材は、前記エアーポンプを圧縮する際に前記トナー収容器の回転軸線の鉛直方向下方に位置するように設けられることを特徴とする請求項1に記載のトナー補給装置。
- 前記圧縮部材は、前記トナー収容器の回転軸線に平行な回転軸線を中心に回転自在に設けられるローラ状部材であることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー補給装置。
- 前記エアーポンプは、前記トナー収容器内の空気の、前記エアーポンプへの流入を止めるための逆止弁を有することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1つに記載のトナー補給装置。
- 前記トナー収容器には排気孔が形成され、この排気孔にはエアーフィルタが設けられることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1つに記載のトナー補給装置。
- 前記排気孔は、前記トナー収容器の回転軸線を挟んで前記エアーポンプとは反対側に形成されることを特徴とする請求項5に記載のトナー補給装置。
- 前記エアーポンプは、前記トナー収容器の回転軸線が延びる方向に複数設けられることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1つに記載のトナー補給装置。
- 板状に形成される下流側案内板であって、前記トナー収容器の回転方向における上流側の端部が前記エアーポンプに固定され、前記トナー収容器の回転方向における下流側の端部が自由端になる下流側案内板を備え、
前記下流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1つに記載のトナー補給装置。 - 板状に形成される上流側案内板であって、前記トナー収容器の回転方向における下流側の端部が前記エアーポンプに固定され、前記トナー収容器の回転方向における上流側の端部が自由端になる上流側案内板を備え、
前記上流側案内板は、前記トナー収容器が回転するのに伴って前記エアーポンプとともに回転するときに、前記圧縮部材によって押圧されることを特徴とする請求項1〜8のいずれか1つに記載のトナー補給装置。 - 現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、請求項1〜9のいずれか1つに記載のトナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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JP2011198767A JP2013061424A (ja) | 2011-09-12 | 2011-09-12 | トナー補給装置および画像形成装置 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2020098280A (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 回転装置及び画像形成装置 |
-
2011
- 2011-09-12 JP JP2011198767A patent/JP2013061424A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
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JP2020098280A (ja) * | 2018-12-18 | 2020-06-25 | 富士ゼロックス株式会社 | 回転装置及び画像形成装置 |
JP7275561B2 (ja) | 2018-12-18 | 2023-05-18 | 富士フイルムビジネスイノベーション株式会社 | 回転装置及び画像形成装置 |
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