JP2013156437A - 粉体収容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】排出口及びその近傍での現像剤の凝集や付着を効果的に解消できる粉体収容器を提供する。
【解決手段】内部に画像形成用の粉体を収容する容器本体２１と、容器本体内２１の粉体を排出するための排出口とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された粉体収容器２０である。粉体収容器２０は、排出口の近傍で振動を付与する振動付与手段６０と、画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して振動付与手段６０に駆動力を与える駆動手段５０とを備える。
【選択図】図５

Description

本発明は、トナー等の画像形成用の粉体を収容する粉体収容器、及びその粉体収容器を備える画像形成装置に関する。

一般に、感光体上に形成された潜像を現像剤としてのトナーを用いて可視画像化する電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成に伴って消費されるトナーを補充するために、トナーを収容したトナー容器が設けられている。また、このトナー容器を画像形成装置本体に対して着脱可能に構成し、トナー容器内のトナーが無くなったら新しいトナー容器と交換する方式が多く採用されている。

トナー容器としては、例えば、筒状の容器の内面に螺旋状の突起が設けられ、軸回りに回転可能に構成されたスクリューボトルと称されるものが知られている。スクリューボトルを画像形成装置に装着した状態で軸回りに回転させると、内部に収容されているトナーが螺旋状の突起に倣って軸方向の一端部側へ移動し、その一端部側に設けられた排出口よりトナーが排出され、現像装置へトナーが補給される。

しかし、上記のようなトナー容器を、ユーザー等が、排出口側を下方にして立て掛けた状態で保管しておくと、トナーの自重により排出口の近傍でトナーが凝集したり固着したりする場合がある。特に、夏の屋外などの高温高湿の環境下でトナー容器が保管されていた場合はなおさらである。このように、トナーの凝集や固着が排出口の近傍で生じた場合は、これらのトナーによって排出口へのトナー排出経路が塞がれてしまう。その結果、トナー容器をセットして使用する際に、排出口からのトナー排出量が低下したり不安定になったりするといった問題が生じる。また、最悪の場合は、排出口からトナーを全く排出できないこともある。

また、従来では、トナー容器内でのトナーの凝集や固着を抑制する技術が提案されている。
例えば、特許文献１に記載の現像剤供給装置では、容器本体の外周面に複数の段差部を設けると共に、その段差部を設けた外周面に板ばねを圧接させている。この場合、容器本体の回転に伴って板ばねが段差部を乗り越える際に、当該板ばねが弾性変形して外周面に打ち付けられることで、容器本体に振動が付与され、トナーの凝集が抑制される。

また、特許文献２に記載のトナー補給装置では、容器本体の外周面に螺旋状の凹凸を設け、この凹凸に弾性的に当接するように設けた弾性部材によって、容器本体の回転に伴い振動を与え、トナーの凝集を抑制するようにしている。

しかしながら、上記特許文献１、２に記載の技術は、容器本体の外周面で発生させた振動により内部のトナーをほぐすものであるため、排出口及びその近傍でのトナーの凝集や固着を効果的に抑制することはできなかった。

そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、排出口及びその近傍での現像剤の凝集や付着を効果的に解消できる粉体収容器、及びその粉体収容器を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

上記課題を解決するため、請求項１に係る発明は、内部に画像形成用の粉体を収容する容器本体と、前記容器本体内の粉体を排出するための排出口とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された粉体収容器であって、前記排出口の近傍で振動を付与する振動付与手段と、画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して前記振動付与手段に駆動力を与える駆動手段とを備えたことを特徴とする。

請求項１に係る発明によれば、振動付与手段によって排出口の近傍に振動を付与することで、排出口及びその近傍での粉体の凝集や付着を効果的に解消することができる。また、本発明によれば、粉体収容器の装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して振動付与手段を駆動させることができるので、振動付与手段を駆動させる専用の駆動源を別途設ける必要がなく、コスト増大や大型化を抑えることができる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。 トナー容器の装置本体に対する着脱方法を示す図である。 トナー容器の部分断面図である。 トナー容器の回転駆動手段及びトナー搬送装置の構成を示す断面図である。 トナー容器の外観斜視図である。 振動付与手段及び駆動手段の概略構成図である。 振動付与手段及び駆動手段の動作説明図である。 動力蓄積手段の概略構成図である 動力蓄積手段の動作説明図である。 動力蓄積手段の動作説明図である。 トナー容器の装着途中の様子を示す図である。 トナー容器の装着が完了した状態を示す図である。 振動付与手段の他の構成を示す図である。 本発明の他の実施形態に係るトナー容器の装着途中の様子を示す図である。 前記他の実施形態に係るトナー容器の装着が完了した状態を示す図である。 本発明に係るトナー容器のさらに別の実施形態を示す図である。 前記別の実施形態の動作説明図である。 板ばね部の変形例を示す図である。 板ばね部の他の変形例を示す図である。 板ばね部のさらに別の変形例を示す図である。 作用部の位置を異ならせた構成を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、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ことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。まず、図１を参照して、カラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。

図１に示すように、カラーレーザープリンタの装置本体（画像形成装置本体）１の中央には、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の画像を形成する４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋが設けられている。各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、潜像担持体としてのドラム状の感光体５と、感光体５の表面を帯電させる帯電装置６と、感光体５の表面にトナーを供給する現像装置７と、感光体５の表面をクリーニングするクリーニング装置８などを備える。なお、感光体５は、ドラム状のものの他に、ベルト状のものを採用することも可能である。また、図１では、ブラックの作像部４Ｋが備える感光体５、帯電装置６、現像装置７、クリーニング装置８のみに符号を付しており、その他の作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにおいては符号を省略している。

図１において、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下方には、感光体５の表面を露光する露光装置９が配設されている。露光装置９は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体５の表面へレーザー光を照射するようになっている。

一方、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの上方には、転写装置３が配設されている。転写装置３は、転写体としての無端状のベルト部材から構成される中間転写ベルト３０を有する。中間転写ベルト３０は、４つの一次転写ローラ３１と、二次転写バックアップローラ３２と、クリーニングバックアップローラ３３と、テンションローラ３４によって張架されている。これらのローラ３１〜３４のうち、二次転写バックアップローラ３２が回転することによって、中間転写ベルト３０は図の矢印で示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの一次転写ローラ３１は、中間転写ベルト３０を介して各感光体５に対向した位置に配設されている。各一次転写ローラ３１はそれぞれの位置で中間転写ベルト３０の内周面を押圧しており、中間転写ベルト３０の押圧された部分と各感光体５とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ３１は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が各一次転写ローラ３１に印加されるようになっている。

中間転写ベルト３０を介して二次転写バックアップローラ３２に対向した位置には、二次転写ローラ３６が配設されている。この二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３０の外周面を押圧しており、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３０とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ３６は、一次転写ローラ３１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ３６に印加されるようになっている。

また、中間転写ベルト３０を介してクリーニングバックアップローラ３３に対向した位置には、ベルトクリーニング装置３５が配設されている。ベルトクリーニング装置３５は、中間転写ベルト３０に当接するクリーニングブレード等を有しており、中間転写ベルト３０が周回走行する際にクリーニングブレード等によってベルト表面上の残留トナーや異物を除去するように構成されている。

装置本体１の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１０や、給紙トレイ１０から用紙Ｐを給送する給紙ローラ１１等が設けてある。ここで、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。また、図示しないが、手差し給紙機構が設けてあってもよい。

また、装置本体１内には、用紙Ｐを給紙トレイ１０から二次転写ニップを通過させて装置外へ排出するための搬送路Ｒが配設されている。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向上流側には、二次転写ニップへ用紙Ｐを搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１２が配設されている。

一方、二次転写ローラ３６の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置１５が配設されている。また、搬送路Ｒの用紙搬送方向下流端には、用紙を装置外へ排出するための一対の排紙ローラ１３が設けられている。さらに、装置本体１の上面部には、装置外に排出された用紙をストックするための排紙トレイ１４が設けてある。

また、装置本体１の上部には、画像形成用の粉体としてのトナーを収容した４つのトナー容器（粉体収容器）２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋが装着されている。各トナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は、ほぼ同様に構成されている。

上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの感光体５が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体５の表面が帯電装置６によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体５の表面には、露光装置９からレーザー光がそれぞれ照射されて、各感光体５の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体５に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体５上に形成された静電潜像に、各現像装置７によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として可視画像化（顕像化）される。

続いて、中間転写ベルト３０を張架する二次転写バックアップローラ３２が図の反時計回りに回転駆動することにより、中間転写ベルト３０が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ３１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ３１と各感光体５との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの感光体５に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト３０にはその表面にフルカラーのトナー画像が担持される。

また、中間転写ベルト３０に転写しきれなかった各感光体５上のトナーは、それぞれ、クリーニング装置８によって除去される。次いで、各感光体５の表面が図示しない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

一方、画像形成装置の下部では、給紙ローラ１１が回転駆動することによって、給紙トレイ１０に収容されている用紙Ｐが搬送路Ｒに送り出される。搬送路Ｒに送り出された用紙Ｐは、レジストローラ１２によってタイミングを計られて、二次転写ローラ３６と二次転写バックアップローラ３２との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ３６には、中間転写ベルト３０上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト３０上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。あるいは、二次転写バックアップローラ３２に対しトナーの帯電極性と同極性の転写電圧を印加することにより、中間転写ベルト３０上のトナー画像を用紙Ｐに転写するようにしてもよい。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト３０上の残留トナーは、ベルトクリーニング装置３５によって除去される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置１５へと搬送され、定着装置１５によってトナー画像が用紙Ｐに定着される。その後、用紙Ｐは、排紙ローラ１３によって装置外へ排出され、排紙トレイ１４上にストックされる。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つの作像部４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、上記トナー容器の装置本体に対する着脱方法を示す図である。
図２に示すように、トナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、略円筒状のトナーボトルであり、装置本体１の上部には、各トナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを収容する容器収容部２が設けられている。容器収容部２には、４つの凹部が形成されており、各凹部に沿ってトナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋを水平方向（図の矢印の方向）に案内することで着脱できるようになっている。

以下、トナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの構成について説明する。
なお、上記４つのトナー容器２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、異なる色のトナーを収容している以外はほぼ同様の構成となっているので、説明を簡略化するため、色の識別を示す符号（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）を省略し、１つのトナー容器の構成について説明する。

図３に示すように、トナー容器２０は、主として、内部にトナーを収容する容器本体（ボトル本体）２１と、その容器本体２１の開口する一端部に取り付けられたキャップ部２２とで構成される。容器本体２１は、その内周面に螺旋状の突起が設けられており、キャップ部２２に対して回転可能に取り付けられている。

キャップ部２２には、容器本体２１内のトナーを排出するための排出口２３と、容器本体２１内のトナーを排出口２３へと導くための排出経路２４と、排出口２３を開閉するシャッター２５等が設けられている。図３に示す状態では、排出口２３は、シャッター２５によって閉じられた状態となっている。この状態から、シャッター２５が図の左側にスライドすることで、排出口２３を開放された状態にすることができる。

トナー容器２０を装置本体１に装着する際及び装着が完了した状態の姿勢では、図３に示すように、排出口２３が下方を臨むように配設される。また、排出経路２４は、その姿勢で、容器本体２１内のトナーを水平方向（図の矢印Ａ１の方向）に搬送する水平搬送経路２４ａと、その水平搬送経路２４ａ内を通って搬送されたトナーを鉛直下方（図の矢印Ａ２の方向）へ搬送して排出口２３へと導く鉛直搬送経路２４ｂとで構成されている。

また、容器本体２１の開口する一端部内からキャップ部２２の水平搬送経路２４ａ内に渡って、一対の板状部材等から成る撹拌部材２６が設けられている。この撹拌部材２６は容器本体２１の一端部に取り付けられており、容器本体２１が回転すると、これと一緒に撹拌部材２６も回転するようになっている。

図４は、トナー容器の回転駆動手段及びトナー容器から現像装置までトナーを搬送するトナー搬送装置の構成を示す断面図である。
なお、この回転駆動手段及びトナー搬送装置も、各トナー容器に対して同様に構成されているので、以下、図４を参照しつつ、１組の回転駆動手段とトナー搬送装置の構成について説明する。

図４に示すように、回転駆動手段４０は、駆動源としての駆動モータ４１と、駆動モータ４１の軸に設けられたウォームギア４２と、ウォームギア４２と噛み合うアイドラギア４３とを有する。また、アイドラギア４３は、トナー容器２０の容器本体２１の外周面に形成された図示しないギアと噛み合っており、駆動モータ４１が駆動されると、その駆動力が、ウォームギア４２、アイドラギア４３を介して容器本体２１に回転力として伝達されるようになっている。

トナー搬送装置４５は、容器収容部２の下方に設けられたトナーホッパー４６と、トナーホッパー４６と現像装置７とを接続するトナー搬送管４７と、トナー搬送管４７内に収容された搬送コイル４８とを有する。トナーホッパー４６内には、トナーをトナー搬送管４７へ送り出す回転可能な搬送部材４９が設けられている。

続いて、図４を参照しつつ、トナーの補給動作について説明する。
トナー補給指令を受けて、駆動モータ４１が駆動を開始すると、その駆動力が容器本体２１に伝達され、容器本体２１は図の矢印Ｂ１で示す方向に回転させられる。このとき、容器本体２１内に設けられた螺旋状の突起によってトナーが容器本体２１の開口部側へと搬送され、トナーはキャップ部２２に設けられた排出口２３から図の矢印Ｂ２で示す方向に排出されトナーホッパー４６内に一旦貯留される。

このように、本実施形態では、排出口２３をキャップ部２２の周側面（下方）に設けることで、コンパクトで、かつ、トナーの排出に自重を利用できるようになっている。また、容器本体２１が回転するのに伴って図３に示す撹拌部材２６が回転するので、撹拌部材２６によって容器本体２１の開口部付近でトナーが撹拌され、トナー排出性が向上する。

トナーホッパー４６内に一旦貯留されたトナーは、トナーホッパー４６内の搬送部材４９が図の矢印Ｂ３で示す方向に回転することによって、トナー搬送管４７へと搬送される。トナー搬送管４７に搬送されたトナーは、回転する搬送コイル４８によって図の矢印Ｂ４で示す方向に搬送され、現像装置７内へ補給される。

以下、トナー容器の構成についてさらに詳しく説明する。
図５は、トナー容器の外観斜視図である。
図５に示すように、トナー容器２０のキャップ部２２の先端面には、情報記憶媒体としての非接触ＲＦＩＤ用チップ５１が設けられている。このＦＲＩＤ用チップ５１には、トナー容器２０内に収容されているトナーの色やトナー量などの情報が記憶されている。トナー容器２０を装置本体１に装着した状態では、ＦＲＩＤ用チップ５１が装置本体１に設けられた図示しない情報読み取り装置に電気的に接続されることで、ＦＲＩＤ用チップ５１が記憶している情報を読み取り又は更新することができるようになる。

また、キャップ部２２の先端側の図の上部には、トナー容器２０の非互換性を担保するための非互換形状部５４が設けられている。この非互換形状部５４は、収容するトナーの色に応じて形状あるいは位置が異なっており、トナー容器２０が容器収容部２の正規位置へ装着された場合に、装置本体１に設けられた図示しない嵌合部と嵌め合うことができるようになっている。

また、キャップ部２２の先端側の図の下部には、一対の回転体５０が回転可能に設けられている。これらの回転体５０は、トナー容器２０を装置本体１に装着する際、装置本体１（容器収容部２）の壁面に接触しつつ車輪の如く回転するようになっている。本実施形態では、回転体５０をポリスチレン（ＰＳ）で構成しているが、アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合体（ＡＢＳ）、ポリカーボネート（ＰＣ）等の他の樹脂で構成することも可能である。また、回転体５０を金属製としてもよい。

また、一対の回転体５０の間には、振動を発生させる振動付与手段６０と、振動付与手段６０を駆動させるための動力を蓄積する動力蓄積手段７０とが設けられている。なお、図５において、振動付与手段６０と動力蓄積手段７０は簡略して図示している。

図６及び図７に、振動付与手段６０及びその駆動手段の具体的構成を示す。
振動付与手段６０は、板ばね部６１を有する。この板ばね部６１は、上記排出口２３の近傍の容器外壁５５（図７参照）に設けられている。また、板ばね部６１の容器外壁５５と対向する面には、突起状の打ち付け部６２が設けてある。

振動付与手段６０に駆動力を与える駆動手段８０は、回転機構８１と、回転機構８１の回転駆動によって板ばね部６１を動作させる突起状の作用部８２とを有する。回転機構８１は、上記一対の回転体５０と、回転体５０の回転軸５０ａと、その回転軸５０ａに一体的に設けられた駆動歯車５３と、駆動歯車５３と噛み合う平歯車５４とで構成されている。平歯車５４の回転軸５４ａは、トナー容器２０のキャップ部２２に設けられた図示しない軸受部によって回転可能に支持されている。

作用部８２は、平歯車５４の回転軸５４ａの外周面から外径方向に延在するように設けられている。このため、平歯車５４が回転すると作用部８２も回転し、作用部８２の外径側の先端が板ばね部６１の先端に当接するようになっている。

図７（ａ）に示すように、回転体５０が図の反時計回りに回転し、これに伴い駆動歯車５３と平歯車５４が図の矢印の方向に回転すると、作用部８２が板ばね部６１に当接し、板ばね部６１を容器外壁５５から離間する方向へ押す。そして、図７（ｂ）に示すように、作用部８２が板ばね部６１の先端を通り過ぎ、両者の当接が解除されると、板ばね部６１の弾性復帰によって打ち付け部６２が容器外壁５５に打ち付けられ、振動が発生する仕組みとなっている。また、回転体５０の回転動作が連続的に行われると、板ばね部６１による容器外壁５５の叩き動作が繰り返し行われ、容器外壁５５に振動が断続的に発生する。

以下、図８〜図１０に基づき、上記動力蓄積手段７０の具体的構成について説明する。
図８に示すように、動力蓄積手段７０は、上記一対の回転体５０と、回転体５０の回転軸５０ａと、その回転軸５０ａに一体的に設けられた上記駆動歯車５３と、駆動歯車５３と噛み合う二段歯車７１と、二段歯車７１と噛み合う遊星歯車７２と、遊星歯車７２と噛み合う平歯車７３と、平歯車７３の回転軸７３ａに設けられたゼンマイばね７５とで構成されたゼンマイ駆動機構である。二段歯車７１と遊星歯車７２と平歯車７３のそれぞれの回転軸７１ａ，７２ａ，７３ａは、トナー容器２０のキャップ部２２に設けられた図示しない軸受部によって回転可能に支持されている。また、遊星歯車７２の回転軸７２ａを支持する軸受部は長孔７４（図９参照）となっており、遊星歯車７２の回転軸７２ａはこの長孔７４内でその長手方向に移動可能に挿入されている。

図９（ａ）に示すように、回転体５０が図の時計回りに回転すると、駆動歯車５３、二段歯車７１、遊星歯車７２を介して、平歯車７３が図の半時計回りに回転し、ゼンマイばね７５が巻き上げられる。そして、回転体５０をフリーな状態にすると、ゼンマイばね７５の巻戻り力で、図９（ｂ）に示すように、平歯車７３が図の時計回りに回転し、遊星歯車７２、二段歯車７１、駆動歯車７３を介して回転体５０が図の反時計回りに回転する。このように、回転体５０を、ゼンマイばね７５が巻き上げられる方向に回転させた後、回転体５０をフリーな状態にすることで、ゼンマイばね７５に蓄積された動力が開放されて、回転体５０を逆回転させる。

なお、図１０に示すように、回転体５０を、ゼンマイばね７５が巻き上げられる方向とは反対方向に回転させた場合は、遊星歯車７２が図の反時計回りに回転し、平歯車７３を回転させようとするが、平歯車７３にはゼンマイばね７５が連係しているため、遊星歯車７２は平歯車７３を駆け上がるようにして長孔７４に沿って逃げる。このため、平歯車７３は回転せず、この場合、ゼンマイばね７５は巻き上げられることはない。

図１１は、トナー容器２０の装置本体１への装着途中の様子を示す図、図１２は、トナー容器２０の装着が完了した状態を示す図である。
まず、図１２を参照して、トナー容器２０に設けられたシャッター２５の開閉手段について説明する。
図１２に示すように、シャッター開閉手段は、シャッター２５の先端が当接するように設けられた連通穴５９の縁５９ａと、装置本体１の窪みに設けられたシャッター閉鎖部材９０と、シャッター閉鎖部材９０を上方へ付勢する付勢手段としてのばね部材９１とを備える。シャッター閉鎖部材９０は、シャッター２５のスライド方向（図１２の横方向）に対して傾斜した先端側の傾斜部９０ａと、その傾斜部９０ａよりも後方でシャッター２５のスライド方向に対し略直交方向に配設される引っ掛け部９０ｂとを有している。また、シャッター閉鎖部材９０の後端は、支軸９０ｃを介して回転可能に取り付けられている。これにより、シャッター閉鎖部材９０の先端は支軸９０ｃを中心に図の上下方向に揺動するようになっている。

トナー容器２０を装置本体１に装着する際は、シャッター２５の先端がシャッター閉鎖部材９０の傾斜部９０ａに接触し、シャッター閉鎖部材９０を一旦下方へ押し下げる。その後、シャッター２５は、図１２に示すように、装置本体１に設けられた連通穴５９の縁５９ａに当接し、この当接により、シャッター２５はトナー容器２０の後方へスライド移動せしめられ、排出口２３が開放される。また、シャッター閉鎖部材９０は、シャッター２５の後端が傾斜部９０ａを通過した時点で上方へ復帰する。

次に、トナー容器２０を装置本体１から取り外す場合、トナー容器２０を離脱する方向へ移動させると、最初は、引っ掛け部９０ｂにシャッター２５の端部が引っ掛かっているため、シャッター２５の離脱方向への移動が規制される。これにより、シャッター２５は、シャッター閉鎖部材９０に押されて排出口２３を閉鎖する方向へスライド移動せしめられ、排出口２３が閉鎖される。そして、シャッター２５の閉鎖方向への移動が完了した状態で、トナー容器２０をさらに勢いよく離脱する方向へ移動させると、シャッター閉鎖部材９０はその離脱方向の移動力に抗しきれずに押し下げられ、引っ掛け部９０ｂによるシャッター２５の拘束が解放される。その後、シャッター閉鎖部材９０は、シャッター２５がシャッター閉鎖部材９０の先端を通過した時点で上方へ復帰し元の状態に戻る。

続いて、図１１及び図１２を参照しつつ、トナー容器２０を画像形成装置（装置本体１）に取り付ける際の振動付与手段６０及び動力蓄積手段７０の動作について説明する。
図１１に示すように、トナー容器２０を装置本体１に装着する際、その装着動作に伴って、回転体５０は装置本体１（容器収容部２）の壁面１ａに接触しながら回転（正回転）する。このときの回転体５０の回転によって、上記動力蓄積手段７０のゼンマイばね７５が巻き上げられ（図９（ａ）に示す動作）、回転体５０の回転エネルギーが一時的に蓄積される。なお、このとき、壁面１ａに対する回転体５０のグリップ力を確保し、駆動力の伝達性を向上させるには、回転体５０の外周にゴムなどの摩擦係数の高い部材を設けることが望ましい。

そして、図１２に示すように、トナー容器２０が装着完了位置に到達すると、回転体５０は、装置本体１の壁面１ａに設けられた凹部１ｂによって、壁面１ａに対して非接触状態となる。これにより、回転体５０はフリーな状態になり、ゼンマイばね７５の巻戻り力で回転体５０が逆回転し（図９（ｂ）に示す動作）、蓄積されていた動力が開放される。そして、この回転体５０の逆回転に伴い、上記作用部８２が回転して板ばね部６１に当接し、板ばね部６１による容器外壁５５への叩き動作が繰り返し行われる（図７（ａ）（ｂ）に示す動作）。この叩き動作によって、排出口２３の近傍で振動が発生する。

このように、排出口２３の近傍で振動を発生させることにより、排出口２３及びその近傍においてトナーの凝集や固着を効果的に解消することが可能である。また、本実施形態では、トナー容器２０の装着が完了すると、振動発生と同時にシャッター２５が開き排出口２３が開放されるので、振動により崩れたトナーをそのまま重力で連通穴５９へ落下させることができる。

なお、蓄積した動力を開放するタイミングは、トナー容器２０の装着完了と同時でなくてもよい。例えば、装着動作の途中で回転体５０が装置本体１の壁面１ａと非接触状態となるように構成し、装着完了前に動力の開放を行うようにすることも可能である。

図１３は、振動付与手段６０の他の構成を示す図である。
この振動付与手段６０は、一対の回転体５０の回転軸５０ａに一体的に設けられた偏芯回転体６３を有する。その他の構成は、上記実施形態と同様である。

この場合、上記のように、トナー容器２０の装着完了と同時に、動力蓄積手段７０に蓄積されていた動力が開放されて回転体５０が逆回転すると、回転軸５０ａと一緒に偏芯回転体６３が回転し、振動が発生する。すなわち、ここでは、回転体５０及びその回転軸５０ａから成る回転機構８１が、振動付与手段６０（偏芯回転体６３）に駆動力を与える駆動手段８０として機能する。そして、発生した振動は、回転軸５０ａ及びそれを支持するトナー容器２０のケーシングを介して排出口２３の近傍に伝達され、その振動によって排出口２３及びその近傍におけるトナーの凝集や固着を解消することができる。

また、この構成の場合は、上記のように板ばね部６１を用いた場合に比べて、低コストで小型化を図ることができる。このため、トナー容器２０への振動付与手段６０の実装が容易となる。特に、偏芯回転体６３の重心と回転中心の位置を大きくずらすことで、大きな偏芯モーメントが得られるので、より強い振動を付与することが可能となる。また、偏芯回転体６３の円周の一部に錘等の部材を設けることも同様の効果がある。また、回転軸５０ａに複数の偏芯回転体６３を設けてもよい。

図１４及び図１５は、本発明に係るトナー容器２０の他の実施形態を示す図である。
図１４では、トナー容器２０の装着途中の様子を示し、図１５では、トナー容器２０の装着が完了した状態を示している。
この実施形態では、上記回転体５０を、外周面に歯列を有するギアで構成している。また、装置本体１の壁面１ａには、回転体５０が噛み合うラック６９が、トナー容器２０の着脱方向に伸びるように設けられている。その他の構成は、上記実施形態と同様である。

この場合、図１４に示すように、トナー容器２０の装着動作に伴って、回転体５０がラック６９と噛み合って回転すると、上記動力蓄積手段７０のゼンマイばね７５が巻き上げられ、回転体５０の回転エネルギーが一時的に蓄積される。そして、図１５に示すように、トナー容器２０が装着完了位置に到達すると、回転体５０はラック６９から離脱しフリーな状態になる。これにより、ゼンマイばね７５の巻戻り力で回転体５０が逆回転し、蓄積されていた動力が開放され、上記と同様に、振動付与手段６０によって振動が発せられる。なお、振動付与手段６０としては、上記板ばね部６１を用いた構成と、上記偏芯回転体６３を用いた構成の、いずれを適用することも可能である。

図１６は、本発明に係るトナー容器２０のさらに別の実施形態を示す図である。
図１６に示すように、この実施形態では、振動付与手段６０として、互いに独立して弾性変形可能な板ばね部６１を複数有する。複数の板ばね部６１は、キャップ部２２の先端下部、すなわち排出口２３の近傍の容器外壁５５に容器幅方向に並んで設けられている。また、本実施形態では、振動付与手段６０に駆動力を与える駆動手段８０として、一対の回転体５０及びその回転軸５０ａから成る回転機構８１と、回転軸５０ａに設けられた突起状の複数の作用部８２とを有する。複数の作用部８２は、複数の板ばね部６１に対応するように、回転軸５０ａの軸方向に並んで設けられている。なお、ここでは、回転体５０の回転力を蓄積する上記動力蓄積手段７０は設けられていない。その他の構成は、上記実施形態と同様である。

この場合、図１７（ａ）に示すように、トナー容器２０を装置本体１に装着する際、その装着動作に伴って、回転体５０が装置本体１の壁面１ａに接触しつつ図の時計回りに回転すると、作用部８２が板ばね部６１に当接し、板ばね部６１を容器外壁５５から離間する方向へ押す。そして、図１７（ｂ）に示すように、作用部８２が板ばね部６１の先端を通り過ぎ、両者の当接が解除されると、板ばね部６１がその弾性復帰によって容器外壁５５に打ち付けられる。この板ばね部６１による打ち付け動作が、トナー容器２０の装着時に繰り返し行われることで、容器外壁５５に振動が断続的に発生する。すなわち、この場合は、上記実施形態とは異なり、装着時に得られる回転力を一時的に蓄積することなくそのまま利用して振動を発生させている。

このように、図１６及び図１７に示す実施形態の場合も、上記実施形態と同様に、排出口２３の近傍で振動を発生させることができるので、排出口２３及びその近傍におけるトナーの凝集や固着を解消することができる。なお、ここでは、回転体５０を上記図１４及び図１５に示すようなギアで構成していないが、回転体５０をギアで構成し、装置本体１にそれと噛み合うラック６９を設けることも可能である。

図１８〜図２０に、板ばね部６１の変形例を示す。
図１８に示す板ばね部６１は、幅が異なるように形成され、図１９に示す板ばね部６１は、長さが異なるように形成され、図２０に示す板ばね部６１は、厚さが異なるように形成されている。このように、板ばね部６１の幅、長さ、厚さの少なくともいずれかを異ならせることで、各板ばね部６１によって発生させる振動の周波数を異ならせることができる。これにより、排出口２３の近傍に様々な周波数の振動を発生させることができるので、より効率的にトナーの凝集や固着を解消することができるようになる。

また、図２１に示すように、複数の作用部８２の位置を回転方向に異ならせてもよい。
このように構成することで、作用部８２によって板ばね部６１をはじくタイミングを異ならせることができ、より効率的にトナーの凝集や固着を解消することができるようになる。さらに、この場合、図１８〜図２０に示す板ばね部６１の変形例を適用してもよい。

なお、このような図２１に示す作用部８２の位置を異ならせた構成や、図１８〜図２０に示す板ばね部６１の変形例は、図１６に示す動力蓄積手段７０を有しないトナー容器２０に限らず、図５に示す動力蓄積手段７０を有するトナー容器２０にも適用することは可能である。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明によれば、排出口２３の近傍に振動を付与することができるので、排出口２３及びその近傍におけるトナーの凝集や付着を効果的に解消することが可能である。図３に示すように、上述の実施形態の構成では、キャップ部２２内に撹拌部材２６を設けているが、この撹拌部材２６では鉛直搬送経路２４ｂ内で凝集したトナーをほぐすことはできない。特に、このような構成において本発明を適用することで、排出口２３近傍の鉛直搬送経路２４ｂ内でのトナーの凝集や付着を効果的に解消することができ、凝集トナーや固着トナーによる鉛直搬送経路２４ｂや排出口２３の詰まりを高度に抑制することが可能となる。

また、本発明によれば、トナー容器２０の装着動作によって得られた動力を利用して振動付与手段６０を駆動させることができるので、振動付与手段６０を駆動させる専用の駆動源を別途設ける必要がなく、コスト増大や大型化を抑えることができる。

なお、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。上述の実施形態では、トナー容器２０の着脱を滑らかに行えるように、回転体５０をトナー容器２０の左右両側に設けているが、他方の回転体５０を省略することも可能である。その場合、回転体５０を設けない側は、従来のトナー容器と同様に滑動接触部を構成し、装置本体側のレール上を滑らすようにすればよい。

また、上述の実施形態では、トナー容器２０を装置本体に装着する際に、振動を付与するように構成しているが、反対に、トナー容器２０を装置本体１から離脱させるときに、回転体５０の回転動作を利用して振動を発生させることも可能である。

また、本発明は、その他の画像形成用の粉体を収容する粉体収容器にも適用可能である。また、図１に示すようなカラーレーザープリンタに限らず、モノクロプリンタや、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも、本発明に係る粉体収容器を搭載することが可能である。

１ 装置本体（画像形成装置本体）
２０ トナー容器（粉体収容器）
２１ 容器本体
２２ キャップ部
２３ 排出口
５０ 回転体
６０ 振動付与手段
６１ 板ばね部
６３ 偏芯回転体
６９ ラック
７０ 動力蓄積手段
７５ ゼンマイばね
８０ 駆動手段
８１ 回転機構
８２ 作用部

特開２００６−２５８９９７号公報 特開平８−３１４２５８号公報

Claims (13)

1. 内部に画像形成用の粉体を収容する容器本体と、前記容器本体内の粉体を排出するための排出口とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された粉体収容器であって、
   前記排出口の近傍で振動を付与する振動付与手段と、
   画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して前記振動付与手段に駆動力を与える駆動手段とを備えたことを特徴とする粉体収容器。
2. 前記振動付与手段は、前記排出口の近傍の容器外壁に設けられた板ばね部を有し、
   前記駆動手段は、画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して回転駆動する回転機構と、その回転機構の回転駆動によって前記板ばね部を前記排出口の近傍の容器外壁に弾性的に当接させる作用部とを有する請求項１に記載の粉体収容器。
3. 前記振動付与手段は、前記排出口の近傍に設けられた偏芯回転体を有し、
   前記駆動手段は、画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作によって得られた動力を利用して回転駆動することにより前記偏芯回転体を回転させる回転機構を有する請求項１に記載の粉体収容器。
4. 画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作に伴って動力を一時的に蓄積すると共に、その蓄積した動力を開放して前記駆動手段へ伝達する動力蓄積手段を備えた請求項１から３のいずれか１項に記載の粉体収容器。
5. 画像形成装置本体への装着動作又は離脱動作に伴って画像形成装置本体に接触しつつ回転する回転体を備え、
   前記動力蓄積手段を、前記回転体の回転エネルギーを一時的に蓄積すると共に、その蓄積した動力を開放して前記駆動手段へ伝達するゼンマイ駆動機構とした請求項４に記載の粉体収容器。
6. 画像形成装置本体への装着動作の途中又は装着完了時に、前記回転体が画像形成装置本体と非接触状態となるように構成した請求項５に記載の粉体収容器。
7. 前記回転体を、画像形成装置本体への着脱方向に伸びるように設けられたラックに噛み合うギアとした請求項５又は６に記載の粉体収容器。
8. 画像形成装置本体への装着動作の途中又は装着完了時に、前記回転体としてのギアが前記ラックから離脱するように構成した請求項７に記載の粉体収容器。
9. 幅の異なる前記板ばね部を前記排出口の近傍の容器外壁に複数設けた請求項２に記載の粉体収容器。
10. 厚さの異なる前記板ばね部を前記排出口の近傍の容器外壁に複数設けた請求項２又は９に記載の粉体収容器。
11. 長さの異なる前記板ばね部を前記排出口の近傍の容器外壁に複数設けた請求項２、９又は１０に記載の粉体収容器。
12. 前記板ばね部と前記作用部とをそれぞれ複数設け、
    前記複数の作用部を回転方向に異なる位置に配設した請求項２又は９〜１１のいずれか１項に記載の粉体収容器。
13. 請求項１から１２のいずれか１項に記載の粉体収容器を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images