JP2013068716A - トナー補給機構及びトナー容器 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー補給機構及びトナー容器において、トナーの残量が少なくなった状態でもトナーの搬送性を確保し、ほぼ全量を補給可能とすること。
【解決手段】画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部３０と、該受入れ部３０に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器１０を備えたトナー補給機構。トナー容器１０は、その内周部に回転に基づいてトナーを一方向Ａに搬送する螺旋状リブ１２を有し、かつ、端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部１１とされている。螺旋状リブ１２は開口部１１にまで連続して設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、トナー補給機構、特に、電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置に新規トナーを補給するために搭載されるトナー補給機構、及び、該トナー補給機構に好適に用いられるトナー容器に関する。

一般に、電子写真方式による画像形成装置では、画像形成に伴って消費されていくトナーを補給するため、予めトナーを収容したトナー容器を装置本体に着脱自在に装着しておき、該トナー容器から適宜トナーを補充的に供給するトナー補給機構を備えている。なお、現像器に対しては、このトナー補給機構から搬送されたトナーをさらに消費量に見合った量に計量して補給している。

ところで、この種のトナー容器は、装置本体に設けた受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型をなしており、容器の内壁に形成した螺旋状リブによって、回転に基づいて、収容されているトナーを受入れ部の補給口まで搬送している。トナー容器の補給側の開口径は、スペース的な制約から、どうしてもトナー容器の本体部分の外径よりも小さくなり、補給側の開口部近傍で上昇斜面や段差が生じてトナーの残量が少なくなった段階でのトナーの搬送性が悪化している。

一方、トナー容器からの補給量が低下すると、センサによってトナー容器内でのトナーの残量がなくなった（トナーエンプティ）と検出され、トナー容器を新品と交換することになる。しかし、トナー容器の開口部近傍でのトナーの搬送性が悪化した状態でトナーエンプティが検出されると、トナー容器には未だトナーがいくらか残った状態で該トナー容器が廃棄されることになり、トナーが無駄に捨てられてしまう不具合を有している。

従来では、トナーの停滞を解消するために、特許文献１，２に記載のトナー補給装置やトナーボトルが提案されているが、必ずしも十分な効果を奏するに至っていない。

特開平０７−０２０７０５号公報 特開平１０−２１３９５７号公報

本発明の目的は、トナーの残量が少なくなった状態でもトナーの搬送性を確保し、ほぼ全量を補給することのできるトナー補給機構及びトナー容器を提供することにある。

本発明の第１の形態であるトナー補給機構は、
画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部と、該受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器を備えたトナー補給機構において、
前記トナー容器は、その内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
前記螺旋状リブが前記開口部にまで連続して設けられていること、
を特徴とする。

本発明の第２の形態であるトナー容器は、
画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器であって、
内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
前記螺旋状リブが前記開口部にまで連続して設けられていること、
を特徴とする。

本発明の第３の形態であるトナー補給機構は、
画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部と、該受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器を備えたトナー補給機構において、
前記トナー容器は、その内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
前記テーパ状端部には、前記螺旋状リブのほぼ延長線上に補助リブを設けた搬送補助部材が固定されていること、
を特徴とする。

本発明の第４の形態であるトナー容器は、
画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器であって、
内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
前記テーパ状端部には、前記螺旋状リブのほぼ延長線上に補助リブを設けた搬送補助部材が固定されていること、
を特徴とする。

前記第１の形態であるトナー補給機構及び前記第２の形態であるトナー容器において、トナーを搬送する螺旋状リブがトナー容器の開口部にまで連続して設けられているため、トナーの残量が少なくなっても開口部まで確実にトナーを搬送することができ、トナー容器内のエンプティが検出されたとき（トナー容器を交換する際）には、ほとんどのトナーは補給されている。従って、トナー容器を交換する際、廃棄される無駄なトナーがほとんど生じることがない。

前記第３の形態であるトナー補給機構及び前記第４の形態であるトナー容器において、トナー容器の補給側開口部にはトナーを搬送する螺旋状リブのほぼ延長線上に補助リブが設けられているため、該補助リブによってトナーの残量が少なくなっても開口部まで確実にトナーを搬送することができ、トナー容器内のエンプティが検出されたとき（トナー容器を交換する際）には、ほとんどのトナーは補給されている。従って、トナー容器を交換する際、廃棄される無駄なトナーがほとんど生じることがない。

本発明によれば、トナーの残量が少なくなった状態でもトナーの搬送性を確保し、ほぼ全量を補給することができる。

第１実施例であるトナー補給機構を示す垂直方向横断面図である。 第１実施例であるトナー補給機構を示す垂直方向縦断面図である。 第１実施例であるトナー補給機構を構成するトナー容器の螺旋状リブを示す説明図であり、（Ａ）は本発明例、（Ｂ）は比較例である。 第１実施例であるトナー補給機構によるトナー補給量の変化を示すグラフである。 第２実施例であるトナー補給機構を示す垂直方向縦断面図であり、（Ａ）は受入れ部への装着時を示し、（Ｂ）は取り外した状態を示している。 図５（Ａ）のＸ−Ｘ断面図である。 第３実施例であるトナー補給機構を示す垂直方向縦断面図である。 図７のＹ−Ｙ断面図である。

以下、本発明に係るトナー補給機構及びトナー容器の実施例について、添付図面を参照して説明する。

（第１実施例、図１〜図４参照）
第１実施例であるトナー補給機構１Ａは、図１及び図２に示すように、トナー容器１０と、該トナー容器１０の先細りのテーパ状とされた先端開口部１１側を保持する受入れ部３０とで構成されている。受入れ部３０は、図示しない画像形成装置本体に回転しないように固定されており、トナーを下方の貯留部４０に落下させる補給口３１と該補給口３１を閉止するシャッター３２とを備えている。なお、受入れ部３０の構成は従来から周知である。

貯留部４０には、攪拌羽根４１とトナー検量部４２とトナー搬送スクリュー４３が設置されており、補給口３１から補給されたトナーはこのスクリュー４３によって補給口４４へ搬送され、さらに、図示しない現像器へ画像形成での消費量に見合った量が補給される。

トナー容器１０は、全体的に樹脂製の長尺の円筒型をなし、容器本体の内周部には凸状のリブ１２が螺旋状に形成されており、容器本体がその軸心部を中心に回転駆動されることにより、図２に示す層厚Ｔで底部に収容されているトナーを先端開口部１１側に搬送（矢印Ａ参照）する。即ち、螺旋状リブ１２はトナー搬送部材として機能している。なお、トナー容器１０を回転駆動する機構は、図示しないが、従来から周知のものが使用されている。また、トナー容器１０が受入れ部３０に装着されたとき、容器１０の先端部がシャッター３２を押圧し、補給口３１を開放させる。

トナー容器１０は、本体部が所定の外径を有しているのに対して、先端開口部１１が外径よりも小さな内径を有し、テーパ状をなす傾斜面１３はトナーの搬送方向Ａに対して上昇しており、螺旋状リブ１２による搬送性が悪くなっている。そこで、本第１実施例では、螺旋状リブ１２を先端開口部１１の縁部まで連続して設けている。これにて、トナーの残量が少なくなってもトナーが傾斜面１３を開口部１１まで確実に搬送されることになる。

この場合、図３（Ａ）に示すように、傾斜面１３に設けられた螺旋状リブ１２のピッチＰ１，Ｐ２はトナー搬送方向Ａの下流側のピッチＰ２が上流側のピッチＰ１と同じか大きいこと、換言すれば、下流側のピッチＰ２は上流側のピッチよりも小さくないことが好ましい。仮に、図３（Ｂ）に示すように、下流側のピッチＰ２が上流側のピッチＰ１よりも小さいと、上流側のピッチＰ１部分に溜まるトナーＴ１よりも下流側のピッチＰ２に溜まるトナーＴ２の量が少なくなる。これでは、トナー容器１０の回転時に下流側のトナーＴ２が上流側のトナーＴ１に戻ってしまうおそれがある。図３（Ａ）に示すように、下流側のピッチＰ２が上流側のピッチよりも小さくないことによって、トナー容器１０の回転時に下流側のトナーＴ２が上流側のトナーＴ１に戻ってしまうおそれが解消される。

本第１実施例において、トナー容器１０の累積回転時間に基づくトナー容器１０から貯留部４０へのトナー補給量は図４の曲線Ｂに示すとおりであり、トナー残量が少なくなった場合でも、トナー搬送性が悪化することはない。これに対して、螺旋状リブ１２が開口部１１まで形成されていない比較例では、図４に曲線Ｃで示すように、トナー残量が少なくなると、トナー搬送性が悪化する。即ち、比較例ではトナーの残量が少なくなると、補給量が低下する。

ところで、トナーの貯留部４０に対する補給量は、検量部４２でモニターされており、所定時間内での補給量が例えば図４の補給量Ｄ以下になると、トナーエンプティ信号を発し、ユーザーに対してトナー容器１０の交換を指示する。このようにしてトナー容器１０が交換される場合、比較例では斜線を付したＥ２の量のトナーが無駄に廃棄されてしまうが、本第１実施例においては斜線を付したＥ１の量のトナーが廃棄されることになる。即ち、第１実施例においては、トナーの廃棄量が少なくなり、ほとんど無駄なくトナーを消費することができる。

（第２実施例、図５及び図６参照）
本第２実施例であるトナー補給機構１Ｂは、図５及び図６に示すように、螺旋状リブ１２は傾斜面１３の途中でカットされ（カットされた端部を符号１２ａで示す）、トナー容器１０の開口部１１に搬送補助部材２０を固定したものである。搬送補助部材２０には、螺旋状リブ１２のほぼ延長線上に二つの補助リブ２１が設けられている。補助リブ２１の終端は開口部１１に臨んでいる。他の構成は前記第１実施例と同様である。図５（Ｂ）では、螺旋状リブ１２の頂点を太い点線で示しており、補助リブ２１はこの点線の延長線上に設けられている。

螺旋状リブ１２によって矢印Ａ方向に搬送されてきたトナーは、最終的には補助リブ２１にて矢印Ａ方向に搬送され、開口部１１から補給口３１を経て補給される。その作用効果は前記第１実施例と同様であり、トナー容器１０の累積回転時間に基づくトナー容器１０から貯留部４０へのトナー補給量は図４の曲線Ｂと同様の特性を示す。

なお、搬送補助部材２０はトナー容器１０の先端部に該容器１０と一体的に回転するように嵌合されているが、接着されていてもよい。また、補助リブ２１は、図６に示すように、螺旋状リブ１２のトナー搬送方向の最下流側端部１２ａから所定の途切れ角度θだけ離れて設けられている。この途切れ角度θはあまり大きな数値ではなく、９０°以内の角度であることが好ましい。また、途切れ角度θは０に近い角度であってもよい。即ち、補助リブ２１は螺旋状リブ１２の最下流側端部１２ａの近傍に隣接した螺旋状をなしていてもよい。

（第３実施例、図７及び図８参照）
本第３実施例であるトナー補給機構１Ｃは、図７及び図８に示すように、受入れ部３０にトナー容器１０の内部に向かって延在するトナー攪拌部材３５を設けたものである。他の構成は前記第２実施例と同様である。

トナー攪拌部材３５は、剛性を有する（若干の可撓性を有していてもよい）樹脂製の長方形をなす平板材であり、受入れ部３０の奥側端面に平面が垂直に片持ち状態で支持されている。

以上の構成からなるトナー補給機構１Ｃにおいて、トナー容器１０の回転に基づいてトナーが矢印Ａ方向に搬送され、傾斜面１３から補給口３１を経て前記貯留部４０に落下、補給される点は前記第１及び第２実施例と同様である。このとき、トナーが凝固して先端開口部１１に停滞しているとしても、トナー容器１０の回転に基づいてトナー攪拌部材３５が停滞しているトナーを崩すことによりトナーに流動性が生じ、確実に補給口３１へ搬送されることになる。

（他の実施例）
なお、本発明に係るトナー補給機構及びトナー容器は前記実施例に限定するものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、トナー容器や受入れ部の構成及び形状の細部は任意であり、トナー容器の回転駆動機構も任意である。また、前記第３実施例で示したトナー攪拌部材３５は、前記第１実施例で示したトナー補給機構１Ａに適用してもよい。

以上のように、本発明は、トナー補給機構及びトナー容器に有用であり、特に、トナーの残量が少なくなった状態でもトナーの搬送性を確保でき、ほぼ全量を補給できる点で優れている。

１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…トナー補給機構
１０…トナー容器
１１…先端開口部
１２…螺旋状リブ
２０…搬送補助部材
２１…補助リブ
３０…受入れ部
３１…補給口
３５…トナー攪拌部材

Claims (10)

1. 画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部と、該受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器を備えたトナー補給機構において、
   前記トナー容器は、その内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
   前記螺旋状リブが前記開口部にまで連続して設けられていること、
   を特徴とするトナー補給機構。
2. 前記受入れ部には、前記トナー容器内を搬送されてきたトナーを下方に落下させる補給口と、前記トナー容器の内部に向かって延在するトナー攪拌部材とを備えていること、を特徴とする請求項１に記載のトナー補給機構。
3. 画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器であって、
   内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
   前記螺旋状リブが前記開口部にまで連続して設けられていること、
   を特徴とするトナー容器。
4. 前記テーパ状の傾斜面に設けられた前記螺旋状リブのピッチは、トナー搬送方向に沿って下流側のピッチは上流側のピッチよりも小さくないこと、を特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のトナー補給機構又はトナー容器。
5. 画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部と、該受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器を備えたトナー補給機構において、
   前記トナー容器は、その内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
   前記テーパ状端部には、前記螺旋状リブのほぼ延長線上に補助リブを設けた搬送補助部材が固定されていること、
   を特徴とするトナー補給機構。
6. 前記受入れ部には、前記トナー容器内を搬送されてきたトナーを下方に落下させる補給口と、前記トナー容器の内部に向かって延在するトナー攪拌部材とを備えていること、を特徴とする請求項５に記載のトナー補給機構。
7. 画像形成装置本体に回転しないように設置した受入れ部に着脱可能であり、装着時においてその軸心部を中心に回転駆動可能な略円筒型のトナー容器であって、
   内周部に回転に基づいてトナーを一方向に搬送する螺旋状リブを有し、かつ、トナー搬送方向の端部は先細りのテーパ状とされ、該テーパ状端部はトナー排出用の開口部とされ、
   前記テーパ状端部には、前記螺旋状リブのほぼ延長線上に補助リブを設けた搬送補助部材が固定されていること、
   を特徴とするトナー容器。
8. 前記補助部材に設けた補助リブは、前記螺旋状リブのトナー搬送方向の最下流側端部の近傍に隣接した螺旋状をなしていること、を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のトナー補給機構又はトナー容器。
9. 前記補助部材に設けた補助リブは、前記螺旋状リブのトナー搬送方向の最下流側端部からトナー容器の垂直断面で９０°以内の角度で途切れた状態で螺旋状をなしていること、を特徴とする請求項５ないし請求項７のいずれかに記載のトナー補給機構又はトナー容器。
10. 前記補助リブは前記螺旋状リブとほぼ同じ高さ及びほぼ同じピッチであること、を特徴とする請求項５ないし請求項８のいずれかに記載のトナー補給機構又はトナー容器。

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