JP2015064558A - トナー補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減する。
【解決手段】外周面２ｄに螺旋溝２１を、長手方向Ｄの一端２ａにトナー吐出口２２を、長手方向の他端２ｂに窪み部２３をそれぞれ備え、回転駆動されることで内部に収容したトナーを螺旋溝に沿って長手方向に搬送してトナー吐出口から排出する筒状形状のトナー容器２と、トナー容器の一端側に係合し、当該トナー容器を回転駆動することによってトナーを吐出させる回転駆動手段２００を有し、トナー容器から吐出さされたトナーを現像装置１０２に供給するトナー補給装置１であって、トナー容器を装着するための内装部５０に、トナー容器の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜５２ａを有する突起部５２を、トナー容器の窪み部２３に落ち込むように形成した。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ＦＡＸ、プリンタ、あるいはこれら複数の機能を備えた複合機等の電子写真技術を用いた画像形成装置に用いるトナー補給装置、及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、像担持体の表面に形成された潜像に現像装置から現像剤であるトナーを供給して現像するため、現像装置内のトナーは減少する。そのため、画像形成装置では、現像装置へトナーを補給するトナー補給装置を備えている。トナー補給装置は、筒状を成し、その長手方向の一端にトナー吐出口が設けられ、内壁面に螺旋溝が設けられたトナー容器内にトナーを収容している。そして、トナー容器を回転駆動することで、内部に収容したトナーを螺旋溝に沿って長手方向に搬送してトナー吐出口から排出している。トナー容器内のトナーは、トナー成分や環境、通紙条件によりトナー容器の内壁面に付着し、回転駆動だけでは排出されずにトナー容器内部に残留することがある。
トナー容器内の残留トナー低減対策として、特許文献１（特開平１１−１０９７３７号公報）には、駆動手段を用いてボトルを振動させることが開示されている。特許文献２（特開２０１２−１４１３８２号公報）には、容器先端（トナー吐出口側）に振動を与える手段を用いてトナー容器を振動させることが開示されている。

特許文献１の構成では、トナー容器に振動を与えるための駆動手段が必要なため、コストアップやレイアウトの複雑化を招いてしまう。特許文献２の構成では、トナー容器のトナー吐出口側に振動を与えるので、トナー容器全体への振動効果が少なく、トナー排出不良を解消するには至らない。
本発明は、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することを、その目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係る、筒状を成し、その外周面に螺旋溝を、その長手方向の一端にトナー吐出口を、その長手方向の他端に窪み部をそれぞれ備え、回転駆動されることで内部に収容したトナーを螺旋溝に沿って長手方向に搬送してトナー吐出口から排出するトナー容器と、トナー容器の一端側に係合し、当該トナー容器を回転駆動することによってトナーをトナー容器から吐出させる回転駆動手段を有し、トナー容器から吐出さされたトナーを現像装置に供給するトナー補給装置において、トナー容器を装着するための内装部に、トナー容器の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜を有する突起部を有し、突起部が、トナー容器の窪み部に落ち込むように形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、トナー容器を装着するための内装部に、トナー容器の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜を有する突起部を有し、この突起部を、トナー容器の他端側に形成した窪み部に落ち込むように形成したので、トナー容器の回転動作時に、突起部と窪み部との係合と離脱作用により、トナー容器の他端側に振動を与えることができる。このため、振動用の駆動手段が不要であるとともに、一端側に設けたトナー吐出口側に振動を与える場合に比べてトナー容器全体に振動を与えることができるので、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図。 本発明に係るトナー補給装置の構成を示す拡大斜視図。 トナー容器を取り外したトナー補給装置の構成を示す拡大斜視図。 本発明で用いられるトナー容器の一形態を示す拡大斜視図。 本発明の第１実施形態に係るトナー容器を装着するための内装部に設けた突起部とトナー容器の他端側に形成した窪み部の構成を示す部分拡大斜視図。 内装部に設けた突起部とトナー容器の他端側に形成した窪み部の形状と大きさの関係を説明するための拡大斜視図。 内装部に設けた突起部とトナー容器の他端側に形成した窪み部の構成をトナー容器挿入方向から見た拡大図。 突起部の突出量と窪み部の関係を説明する図であり、（ａ）はトナー容器挿入側から見た拡大図、（ｂ）は（ａ）を簡略化した図。 突起部の突出量とトナー容器内のトナー残量の関係を示す図。 本発明の第２実施形態に係るトナー容器を装着するための内装部に設けた突起部とトナー容器の他端側に形成した窪み部の構成と、振動強度調整手段の構成を示す部分拡大斜視図。 内装部に設けた突起部とトナー容器の他端側に形成した窪み部の形状と大きさの関係と振動強度調整手段を説明するための拡大斜視図。 トナー容器の重量と突起部の突出量との関係を説明する図であり、（ａ）はトナー容器が重い時の状態を示す模式図、（ｂ）はトナー容器が軽い時の状態を示す（ａ）を模式図。 本発明の第３実施形態に係る調整部を備えたトナー補給装置の主要部の構成を示す拡大斜視図。 調整部の構成と動作を説明する図であり、(ａ)は調整部により弾性力が高められた状態を示す拡大図、(ｂ)は調整部により弾性力が弱められた状態を示す拡大図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。以下の記載は例であり、特許請求の範囲を限定するものではない。また当業者は本発明の特許請求の範囲内で変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であるが、これらの変更・修正は当然この特許請求の範囲に含まれる。

本発明は、筒状を成し、内壁面に螺旋溝を、その長手方向の一端にトナー吐出口を、その長手方向の他端に窪み部をそれぞれ備え、回転駆動されることで内部に収容したトナーを螺旋溝に沿って長手方向に搬送してトナー吐出口から排出するトナーボトルと、トナーボトルの先端部に係合し、当該トナーボトルを回転駆動することによってトナーをトナー容器内から吐出させる回転駆動手段を有し、トナーボトルから吐出さされたトナーを現像装置に供給するトナー補給装置において、次の特徴を備えている。トナーボトルを装着するための内装部に、トナーボトルの回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜を有する突起部を有し、突起部がトナーボトルの窪み部に落ち込むように形成されている。

図１は、本発明に係るトナー補給装置を備えた画像形成装置の一実施形態を示す概略図である。この画像形成装置は、画像形成部となるプリンタ部１００、プリンタ部１００を載せる給紙装置１１０、プリンタ部１００の上部に配設された画像読取部であるスキャナ１２０などを備えている。スキャナ１２０の上部には自動原稿搬送装置１３０、通紙設定などの各種情報を表示させる液晶表示パネル１４０が配置されている。本実施形態において、給紙装置１１０内には、補給用のトナーを収容したトナー容器としてのトナーボトル２を装着するトナー補給装置１が配置されている。

プリンタ部１００では、回転可能な像担持体となるドラム状の感光体１０１の表面に、スキャナ１２０で読み取った原稿画像に対応した潜像が、レーザー光などで露光されることで形成される。形成された潜像は、現像装置１０２から供給されるトナーによって現像される。現像されたトナー像は、給紙装置１１０から給紙され、感光体１０１と対向する転写部１０３に搬送された記録シートとしての用紙１０４に転写される。この転写部１０３では、図中反時計周りに回転駆動される搬送ベルト１０５を感光体１０１と対向配置し、この対向部におけるベルト内側に転写部材を配置して転写バイアスが印加されることで、用紙１０４にトナー像を転写している。

トナー像が転写された用紙１０４は、定着装置１０６に搬送される。定着装置１０６では、熱と圧力をトナー像と用紙１０４に加え、トナー像を用紙１０４上に溶融して固着することで定着させる。トナー像が定着された用紙Ｐは、片面印刷の場合、排出口１０７へと搬送されて、排紙トレイ１０８上へ排出される。本実施形態では、両面ユニット１５０を備えているので、両面印刷の場合、片面へのトナー像の定着を終えた用紙１０４を、両面ユニット１５０へと搬送して用紙１０４を反転させ、再度転写部１０３に搬送する。このとき、感光体１０１上には裏面用のトナー像が形成されていて、印刷されていない用紙１０４の裏面に対してトナー像が転写される。トナー像を転写された用紙１０４は、再度定着装置１０６を通過することで、トナー像の定着が行われ、排出口１０７を介して排紙トレイ１０８上に排出される。

図２、図３を用いてトナー補給装置１について説明する。本発明に係るトナー補給装置１は、トナー容器となるトナーボトル２が２本装着可能とされている。トナーボトル２の装着本数は、２本に限定されるものではなく、少なくとも１本が装着できればよい。装着本数の上限は、給紙装置１１０に設置可能な本数であれば良く、２本に限らない。図３は、図２に示したトナー補給装置の片側の構成のみを示している。トナー補給装置１は、トナー補給路１１５を介して現像装置１０２と接続されている。現像装置１０２には、このトナー補給路１１５を介してトナー補給装置１からトナー補給時期にトナー補給が行なわれる。

トナー補給装置１は、トナーボトル２が装着固定されるトナーボトル受台４１、トナーボトル２を回転させるための歯車４２と、歯車４２を回転してトナーボトル２を回転駆動する回転駆動手段としての駆動ユニット２００を備えている。トナーボトル受台４１は、矢印Ｄで示すトナーボトル２の着脱方向（長手方向ともいう）に延びている。図中Ｄ１はトナーボトル２の装着方向、Ｄ２はトナーボトル２の取出し方向を示す。トナーボトル受台４１は、その一端４１ａに駆動ユニット２００が装着固定されている。駆動ユニット２００は、トナー補給路１１５とつながるトナー供給部となる空間４７を内部に有している。駆動ユニット２００は、駆動源となる駆動モータ４３と歯車４２及び駆動モータ４３と歯車４２とを連結する図示しない歯車輪列を備えている。駆動ユニット２００には、着脱方向Ｄに貫通する孔２００ａが形成されていて、装着されたトナーボトル２の一端２ａ側が挿入されて空間４７内に後述するトナー吐出口２２が位置するように構成されている。歯車４２は、トナーボトル２の一端２ａ側に係合し、駆動モータ４３が駆動することでトナーボトル２を図２において時計周りに回転駆動する。

図３に示すように、トナーボトル受台４１の他端４１ｂから中央には、着脱方向Ｄと交差する幅方向Ｗで互いに対向するように側壁４４Ａ、４４Ｂがトナーボトル受台４１の載置面４１ｃから垂直方向に立ち上がるように設けられている。トナーボトル２は、図２に示すようにトナーボトル受台４１に装着されたときに側壁４４Ａ、４４Ｂによってその幅方向Ｗへの移動が規制されるとともに、一点鎖線で示すその回転軸Оがトナーボトル受台４１と平行になるように回転可能に支持される。トナーボトル受台４１の一端４１ａには、図３に示すように、装着されたトナーボトル２の着脱方向Ｄへの移動を規制する規制手段としてのロック部材４５が載置面４１ｃから垂直方向に突出して配設されている。ロック部材４５は、トナーボトル受台４１の他端４１ｂに設けたロック解除部となる解除レバー４６を装着方向Ｄ１に押込み操作することで、載置面４１ｃから退避し、トナーボトル２のロック状態を解除するように構成されている。

図４に示すように、トナーボトル２は筒状を成している。すなわち、トナーボトル２は、着脱方向Ｄに延びる有庭筒状形状に形成されている。トナーボトル２は、その長手方向（着脱方向Ｄ）の一端２ａにトナー吐出口２２が形成されている。トナーボトル２の他端２ｂから一端２ａには、その外周面２ｄからボトル内側に向かって凹陥した螺旋溝２１が形成されている。トナーボトル２は、一端２ａ側から図３に示すトナーボトル受台４１に装着され、トナー吐出口２２が開口２００ａを通過して空間４７に位置することで、ロック部材４５によって着脱方向Ｄへの移動が規制される。トナーボトル２は、トナーボトル受台４１に装着されて、歯車４２から与えられる駆動力によって回転駆動することで、内部のトナーを螺旋溝２１に沿って他端２ｂ側から一端２ａ側に向かって徐々に搬送し、トナー吐出口２２から排出する。排出されたトナーは、空間４７からトナー補給路１１５を介して現像装置１０２へ供給される。

トナーボトル２は、図５に示すように、長手方向（着脱方向Ｄ）の他端２ｂに窪み部２３が形成されている。窪み部２３は、１８０度の位相でトナーボトル２の他端２ｂから底部２ｃに達するように互いに対向するように２つ配置されている。各窪み部２３は、外周面２ｄからボトル内側に向かって凹んでいて、内側から外周面２ｄに向かって末広がりとなる扇形に形成されている。つまり、窪み部２３は、外周面２ｄよりも小径の内底部２３ａと、内底部２３ａから外周面２ｄに向かって傾斜した傾斜部２３ｂ、２３ｃを備えている。窪み部２３の内底部２３ａは、最もへこんでいる部分であり、図６に示すように長手方向（離脱方向）Ｄに長さβの平坦面として形成されている。窪み部２３は作業者がトナーボトル２を着脱するための持ち手として機能するとともに、振動発生手段としても機能する。

図２、図５に示すように、トナーボトル受台４１の他端４１ｂには、トナーボトル２を挿入して装着するための板状の内装部５０が配設されている。この内装部５０は、トナーボトル受台４１に対して垂直に板面５０ａが位置するようにトナーボトル受台４１に溶接あるいはボルト締結によって固定されている。内装部５０には、トナーボトル２の最大外径Ｒ１（図８参照）よりも大きい略円形の装着口５１が形成されている。トナーボトル２は、トナーボトル受台４１に装着された際に、他端２ｂの窪み部２３が装着口５１と対向するように形成されている。このため、トナーボトル２は、装着口５１に挿入されてトナーボトル受台４１上に載置された状態においても、その他端２ｂ側は装着口５１に対して直径方向にガタを持って配置されている。本実施形態では、２本のトナーボトル２を装着する形態であるので、内装部５０には２つの装着口５１が形成されている。各装着口５１は、同一形状であるので、双方に同一の符号を付し、一方の装着口５１について説明する。

（第１実施形態）
図５、図６に示すように、装着口５１の内側の一部には、トナーボトル２の回転方向下流側に向かって突出量が徐々に大きくなるような傾斜となる傾斜面５２ａを有する突起部５２が形成されている。傾斜面５２ａは曲面として形成されている。傾斜面５２ａは曲面の曲率は、トナーボルト２の外周面２の曲率と略同一の曲率となるように形成されている。突起部５２は、トナーボトル２が回転駆動されると、トナーボトル２が一回転するうちに、窪み部２３にそれぞれ１度ずつ落ち込むように形成されている。つまり、突起部５２と窪み部２３とは、トナーボトル２が回転駆動されると、周期的に係合／離脱して、その際に振動をトナーボトル２の他端２ｂ側に与えるように構成されている。ここでいう係合とは突起部５２が窪み部２３に落ち込む状態を示し、離脱とは突起部５２が窪み部２３から離脱する、すなわち、窪み部２３が突起部５２を乗り越える状態を示す。突起部５２は、各窪み部と相まって振動発生手段を構成している。

トナーボトル２の一端２ａ側は、駆動ユニット２００に繋がっているので、直径方向に対するガタを大きく取ることができず、この結果、一端側に振動を与えてもボトル全体に対して振動を伝えにくい。
これに対し、本実施形態のような構成とすると、既存の回転駆動手段となる駆動ユニット２００によるトナーボトル２の回転動作時に、突起部５２と窪み部２３との係合／離脱作用により、直径方向にガタを設けたトナーボトル２の他端２ｂ側に振動を与えることができる。このため、振動用の駆動手段が不要であるとともに、一端２ａ側に設けたトナー吐出口２２側に振動を与える場合に比べてトナーボトル全体に振動を与えることができる。トナーボトル２に振動が与えられると、ボルト内に凝集したトナーや、ボルト内面に付着したトナーを振り落すことができる。この結果、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することができる。
また、突起部５２がトナーボトル２の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜面５２ａを有しているので、トナーボトル２の回転駆動における突起部５２と窪み部２３の当接が緩やかになり、トナーボルト２の回転に対する抵抗が軽減される。このため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。
さらに、傾斜面５２ａは曲面として形成されているので、トナーボルト２の回転に対する抵抗がより軽減されるため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。

図６に示すように、突起部５２における最も装着口５１から開口部内方に向かって突出量が大きい部分となる頂部５２ｂの長手方向の長さαは、窪み部２３の内底部２３ａの長手方向の長さβよりも短く形成されている。このため、突起部５２を確実にトナーボトル２の各窪み部２３にそれぞれ落ち込ませることができるので、トナーボトル２に対してより確実に振動を与えることができ、トナー排出不良をより低減することができる。突起部５２は、頂部５２ｂを基準にした時、トナーボルト２の回転方向上流側に位置する傾斜面５２ａの傾斜の方が、トナーボルト２の回転方向下流側に位置する傾斜面５２ｄの傾斜よりもゆるい傾斜となるように形成されている。このため、トナーボルト２の回転に対する抵抗がより軽減されるため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。

突起部５２は、図７に示すように、トナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向下方からボトル回転方向下流側にずれた位置で装着口５１に設けられている。突起部５２がトナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向、すなわち、トナーボトル２の回転軸Оの直下に配置されていると、突起部５２に対してトナーボトル２の窪み部２３の進入角度が垂直ぎみ（９０度に近く）なるため、回転しているトナーボトル２への衝撃が大きくなる。このため、トナーボトル２を回転駆動している駆動ユニット２００の駆動モータ、各歯車へ通常よりも大きな負荷がかかってしまう。しかし、突起部５２をトナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向下方からボトル回転方向下流側にずれた位置に設けると、トナーボトル２の回転駆動時に、突起部５２に対してトナーボトル２の窪み部２３の進入角度が鈍角ぎみになるので、回転しているトナーボトル２への衝撃が抑えられる。このため、駆動ユニット２００への負荷とトナーボトル２との摺接による突起部５２の削れを抑制することができ、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。また、傾斜面５２ａがトナーボルト２の外周面２ｄの曲率と略同一の曲率となるような曲面として形成されているので、トナーボトル２との摺接による突起部５２の削れをより抑制することができ、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。

振動発生手段の一方を構成する窪み部２３，２３は、それぞれ持ち手として利用することが出来るので、持ち手と窪み部を個別に形成しなくて済み、トナーボトル２の設計の自由度を確保することができる。なお、各窪み部２３を持ち手として利用しない場合、窪み部２３は２つではなく、少なくとも１つ形成することで、トナーボトル２が回転時に周期的にトナーボトル２の他端２ｂ側からトナーボトル全体に振動を与えることができる。また、トナーボトル２に収容されるトナーの種類や量によってトナーの凝集や付着状態も異なるため、窪み部２３の数は２つに限定されるものではなく、増減することができる。

突起部５２は、図５、図６に示すように、トナーボトル２を内装部５０から取り出す際に、取出し方向Ｄ２に向かって突出量が大きくなるような傾斜となる傾斜面５２ｃを有している。この傾斜面５２ｃは、頂部５２ｂから装着方向Ｄ１に向かって下り傾斜面として形成されていて、装着口５１の内壁面５１ａから頂部５２ｂに向かって突出量が大きくなるように形成されている。つまり装着部５０のうち、突起部の頂部５２ｂが形成される部位５０ｂは、傾斜面５２ｃが位置する部位よりも取出し方向Ｄ２に、装着部５０の端面５０ａよりも隆起していて、この隆起部分に頂部５２ｂが位置するように形成されている。このため、トナーボトル２を内装部５０から取り出す際に、突起部５２上を窪み部２３が通過する際の抵抗が少なく、円滑に取り出すことができる。

図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、装着口５１からの突起部５２の突出量Ｔは、突起部５２の先端となる頂部５２ｂから回転軸Оを通って対向する内装部５０の壁面となる挿入口５１の内壁面５１ａまでの距離Ｒが、トナーボトル２の最大直径Ｒ１よりも小さくなるように設定されている。つまり、突出量Ｔは、トナーボトル２を挿入口５１に入れて突起部５２に乗り上げさせたときに、トナーボトル２が挿入口５１の内壁面５１ａに当たらない程度の突出量となるように形成されている。このため、トナーボトル２の回転駆動時における駆動ユニット２００への回転負荷が増えることが少なく、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。

本実施形態では、突起部５２の突出量Ｔを１ｍｍ以上としている。このため、トナーボトル２が回転駆動されて窪み部２３が突起部５２上を通過した際に、十分な振動をトナーボトル２の他端２ｂ側からボトル全体に与えることができ。このため、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を確実に低減にすることができる。
なお、突出量Ｔの上限（最大突出量）は、挿入口５１の内径と挿入口５１内に位置するトナーボトル２の最大直径Ｒ１（最大外径）との差によって決められる。すなわち、突起部５２の頂部５２ｂから内壁面５１ａまでの距離Ｒが、トナーボトル２の最大直径Ｒ１よりも大きければ、挿入口５１にトナーボトル２に挿通することができない。このため、突出量Ｔの最大値（最大突出量）は、最大直径Ｒ１−距離Ｒの範囲内となる。

図９は、突起部５２の突出量Ｔとトナーボトル２内のトナー残量の関係を示す図である。この図は、縦軸をトナー残量、横軸を突出量Ｔの違いとし、突起部５２がない場合と、突起部５２の突出量Ｔをそれぞれ１０ｍｍ、１１ｍｍ、１２ｍｍと変化させてトナーボトル２を一定時間回転駆動させた時のトナー残量を示している。
図９から明らかなように、突起部５２を設けると、突起部５２がない場合よりもトナー残量は激減し、突出量Ｔが増えるとトナー残量が低減する。これは、突出量Ｔが大きいほど、トナーボトル２に与える振動が大きく、トナーボトル２の内壁面に付着しているトナーやトナーボルト２内に凝集しているトナーが低減してトナー吐出口２２から排出されたものと推察される。

(第２実施形態)
図１０、図１１、図１２を用いて第２実施形態について説明する。
第１実施形態では、トナーボトル２内のトナー容量（トナーボルト２の重量）に関係なく、トナーボトル２が回転駆動する際に、周期的に突起部５２と窪み部２３とを係合／離脱させることで、トナーボルト２の他端２ｂ側に振動を与えていた。しかし、本実施形態では、トナー容量（トナーボルト２の重量）に応じて突起部と窪み部により発生する振動の強度を調整する振動強度調整手段を有し、この振動強度調整手段により振動の強度を調整可能としている。本実施形態は、第１実施形態に対し、振動強度調整手段を備えている点と、突起部の構成が異なる以外は、同一構成であるので、第１実施形態と同一の部材には同一の符号を付し、以下説明を続ける。

図１０、図１１に示すように、トナーボトル２を挿入して装着するための板状の内装部５０に形成された装着口５１の内側の一部には、トナーボトル２の回転方向下流側に向かって突出量が徐々に大きくなるような傾斜となる傾斜面１５２ａを有する突起部１５２が形成されている。傾斜面１５２ａは曲面として形成されている。傾斜面１５２ａは曲面の曲率は、トナーボルト２の外周面２ｄの曲率と略同一の曲率となるように形成されている。突起部１５２は、トナーボトル２が回転駆動されると、トナーボトル２が一回転するうちに、窪み部２３にそれぞれ１度ずつ落ち込むように形成されている。つまり、突起部１５２と窪み部２３とは、トナーボトル２が回転駆動されると、周期的に係合／離脱して、その際に振動をトナーボトル２の他端２ｂ側に与えるように構成されている。ここでいう係合とは突起部１５２が窪み部２３に落ち込む状態を示し、離脱とは突起部１５２が窪み部２３から離脱する、すなわち、窪み部２３が突起部１５２を乗り越える状態を示す。突起部１５２は、各窪み部と相まって振動発生手段を構成している。

トナーボトル２の一端２ａ側は、駆動ユニット２００に繋がっているので、直径方向に対するガタを大きく取ることができず、この結果、一端２ａ側に振動を与えてもボトル全体に対して振動を伝えにくい。
これに対し、本実施形態のような構成とすると、既存の回転駆動手段となる駆動ユニット２００によるトナーボトル２の回転動作時に、突起部１５２と窪み部２３との係合／離脱作用により、直径方向にガタを設けたトナーボトル２の他端２ｂ側に振動を与えることができる。このため、振動用の駆動手段が不要であるとともに、一端２ａ側に設けたトナー吐出口２２側に振動を与える場合に比べてトナーボトル全体に振動を与えることができる。トナーボトル２に振動が与えられると、ボルト内に凝集したトナーや、ボルト内面に付着したトナーを振り落すことができる。この結果、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することができる。
突起部１５２がトナーボトル２の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜面１５２ａを有しているので、トナーボトル２の回転駆動における突起部１５２と窪み部２３の当接が緩やかになり、トナーボルト２の回転に対する抵抗が軽減される。このため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。
また、傾斜面１５２ａは曲面として形成されているので、トナーボルト２の回転に対する抵抗がより軽減されるため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。

図１１に示すように、突起部１５２における最も装着口５１から開口部内方に向かって突出量が大きい部分となる頂部１５２ｂの長手方向の長さαは、窪み部２３の内底部２３ａの長手方向の長さβよりも短く形成されている。このため、突起部１５２を確実にトナーボトル２の各窪み部２３にそれぞれ落ち込ませることができるので、トナーボトル２に対してより確実に振動を与えることができ、トナー排出不良をより低減することができる。突起部１５２は、頂部１５２ｂを基準にした時、トナーボルト２の回転方向上流側に位置する傾斜面１５２ａの傾斜の方が、トナーボルト２の回転方向下流側に位置する傾斜面１５２ｄの傾斜よりもゆるい傾斜となるように形成されている。このため、トナーボルト２の回転に対する抵抗がより軽減されるため、回転不良によるトナー排出不良を低減することができる。

突起部１５２は、図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、トナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向下方からボトル回転方向下流側にずれた位置で装着口５１に設けられている。突起部１５２がトナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向、すなわち、トナーボトル２の回転軸Оの直下に配置されていると、突起部１５２に対してトナーボトル２の窪み部２３の進入角度が垂直ぎみ（９０度に近く）なるため、回転しているトナーボトル２への衝撃が大きくなる。このため、トナーボトル２を回転駆動している駆動ユニット２００の駆動モータ、各歯車へ通常よりも大きな負荷がかかってしまう。しかし、突起部１５２をトナーボトル２の回転軸Оの鉛直方向下方からボトル回転方向下流側にずれた位置に設けると、トナーボトル２の回転駆動時に、突起部１５２に対してトナーボトル２の窪み部２３の進入角度が鈍角ぎみになるので、回転しているトナーボトル２への衝撃が抑えられる。このため、駆動ユニット２００への負荷とトナーボトル２との摺接による突起部１５２の削れを抑制することができ、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。また、傾斜面１５２ａがトナーボルト２の外周面２の曲率と略同一の曲率となるような曲面として形成されているので、トナーボトル２との摺接による突起部１５２の削れをより抑制することができ、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。

突起部１５２は、図１１に示すように、トナーボトル２を内装部５０から取り出す際に、取出し方向Ｄ２に向かって突出量が大きくなるような傾斜となる傾斜面１５２ｃを有している。この傾斜面１５２ｃは、頂部１５２ｂから装着方向Ｄ１に向かって下り傾斜面として形成されていて、装着口５１の内壁面５１ａから頂部１５２ｂに向かって突出量が大きくなるように形成されている。つまり装着部５０のうち、突起部の頂部１５２ｂが形成される部位５０ｂは、傾斜面１５２ｃが位置する部位よりも取出し方向Ｄ２に、装着部５０の端面５０ａよりも隆起していて、この隆起部分に頂部１５２ｂが位置するように形成されている。このため、トナーボトル２を内装部５０から取り出す際に、突起部１５２上を窪み部２３が通過する際の抵抗が少なく、円滑に取り出すことができる。

図１２（ａ）、図１２（ｂ）に示すように、装着口５１の内周面５１ａからの突起部１５２の突出量Ｔは、突起部５２の先端となる頂部１５２ｂから回転軸Оを通って対向する内装部５０の壁面となる挿入口５１の内壁面５１ａまでの距離Ｒが、トナーボトル２の最大直径Ｒ１よりも小さくなるように設定されている。つまり、突出量Ｔは、トナーボトル２を挿入口５１に入れて突起部５２に乗り上げさせたときに、トナーボトル２が挿入口５１の内壁面５１ａに当たらない程度の突出量となるように形成されている。このため、トナーボトル２の回転駆動時における駆動ユニット２００への回転負荷が増えることが少なく、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。

また、本実施形態では、この突起部１５２の突出量Ｔをトナーボルト２の重量に応じて変更して突起部１５２と窪み部２３により発生する振動の強度を調整する振動強度調整手段を備えている。振動強度調整手段は、図１０〜図１２に示すように、突起部１５２の突出量Ｔの調整を、突起部１５２を弾性変位させることで行うものである。すなわち、突起部１５２は、内装部の内周面となる挿入口５１の内壁面５１ａと個別に形成されていて、内壁面５１ａから突出する方向ａ１と内壁面５１ａに戻る方向ａ２（図１２参照）とに進退自在に内装部５０に支持されている。そして、内装部５０の内壁面５１ａと突起部１５２との間には弾性部材となるコイルスプリング１５３が介装されていて、コイルスプリング１５３によって振動強度調整手段が構成されている。コイルスプリング１５３は、その両端が内壁面５１ａと突起部１５２とにそれぞれ固定されていて、突起部１５２を突出する方向ａ１に付勢している。また、突起部１５２は、内周面５１ａに対してコイルスプリング１５３から付勢力を受けてもその一部が内周面５１ａや内装部５０に引っかかり、図１２（ｂ）に占める最大突出量Ｔ１を超えないように規制されている。

コイルスプリング１５３による付勢力は、トナーボトル２が新しく、ボルト内にトナーが満杯にあり重量が重い時には、図１２（ａ）に示すように、トナーボルト２の自重により突起部１５２が戻り方向ａ２に押されて最小突出量Ｔ２となるように設定されている。コイルスプリング１５３による付勢力は、トナーボルト２内のトナーが消費されてトナーボトル２の重量が軽くなるに従い、徐々にトナーボルト２を突出する方向ａ１に押し上げて、図１２（ｂ）に示す最大突出量Ｔ１となるように設定されている。

このように突起部１５２を内周面５１ａに対して進退自在とし、コイルスプリング１５３で突出する方向ａ１に付勢していると、トナーボトル２のトナーが十分にあり、トナーボトル２の重量が重い場合には、突起部１５２が内周面５１ａに向かって押し下げられるため、図１２（ａ）に示すように、突起部１５２の突出量が小さくなる。このため、トナーボトル２内のトナー残量が多くトナーの凝集やトナーの付着が少ない状態においては、トナーボルト２に対する振動が軽くなる。
トナーボトル２のトナーが減少し、トナーボトル２の重量が軽くなる場合には、トナーボルト２からの押し込み力が低減するので、図１２（ｂ）に示すように、突起部１５２が内周面５１ａから突出する方向ａ１にトナーボルト２の重量に抗してコイルスプリング１５３の付勢力によって押し上げられる。このため、突起部１５２の突出量Ｔが大きくなり、トナーボトル２内のトナー残量が少なくトナーの凝集やトナーの付着が発生しやすい状態においては、トナーボルト２に対して振動が強く与えられる。

このため、トナーボルト２内に凝集したトナーや、ボルト内面に付着したトナーを振り落すことができ、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することができる。さらに、トナーボトル２の重量が重い場合には、突起部１５２の突出量Ｔは少なく（最小突出量Ｔ２）となるので、突起部１５２との接触による回転駆動中のトナーボルト２に対する負荷が軽減されるため、トナーボトル２の回転駆動時における駆動ユニット２００への回転負荷が軽減され、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。

また、コイルスプリング１５３は、内周面５１ａと突起部１５２との間に交換可能に設けてもよい。このようにコイルスプリング１５３を交換可能に設けると、トナーボトル２のサイズ、材質、トナー変更等によりトナーボトル２の重量が変更した場合でも、それに対応した突起部１５２の突出量に即座に調整することが可能となり汎用性を広げることができる。弾性部材としては、コイルスプリング１５３に限定されるものではなく、例えば板バネを内周面５１ａと突起部１５２との間に介装して用いてもよい。あるいは、本実施形態では、突起部１５２とコイルスプリング１５３とを個別な構成としたが、突起部１５２を、例えば板バネ材を屈曲、あるいはプレス加工して形成し弾性変位可能として、突起部と弾性部材とを一体化した構成としたものであってもよい。

（第３実施形態）
図１３、図１４を用いて第３実施形態について説明する。
本実施形態は、第２実施形態の構成に、コイルスプリング１５３の弾性力をトナーボルト２の重量に応じて増減する調整部３００を追加したものである。調整部３００は、駆動源となる駆動モータ３０１と、駆動モータ３０１が回転駆動することでコイルスプリング１５３を伸縮する可動部材としてのロッド３０２を備えている。
駆動モータ３０１は、図１４（ａ）に示すように、正逆両方向に回転駆動可能なモータであって、その駆動軸３０１ａには、駆動歯車３０３が固定されている。ロッド３０２は、その一端に駆動歯車３０３と噛み合う歯車３０４が設けられていて、その他端にコイルスプリング１５３の一端を固定するための支持部３０５が固定されている。ロッド３０２は歯車３０４が駆動歯車３０３で回転駆動されると、コイルスプリング１５３を圧縮する方向と、図１４（ｂ）に示すように伸ばす方向に往復移動するように構成されている。
駆動モータ３０１は、制御手段４００と信号線を介して接続されていて、制御手段４００によってその駆動が制御される。制御手段４００は、コンピュータで構成されていて、トナーボルト重量情報に応じて駆動モータ３０１の駆動を制御する。トナーボルト重量情報とは、トナーの消費に伴うトナーボルト２の重量変化に相関するパラメータであり、例えば印刷枚数が挙げられる。印刷枚数が増える毎にトナーボトル２内のトナーは消費され、トナーボルト重量情報としては軽くなる。

本実施形態では、新しいトナーボトル２をトナー補給装置１に装着した後に操作するリセットスイッチ４０１が制御手段４００に信号線を介して接続されていて、このリセットスイッチ４０１が操作されると、トナーボルト重量情報がリセットされ、装着されたトナーボルト２に対応した最大重量情報が初期値として制御手段４００にセットされる。制御手段４００は、トナーボルト重量情報がリセットされると、コイルスプリング３０１が圧縮する方向に駆動モータ３０１を駆動して初期状態とする。本実施形態において、コイルスプリング１５３の初期状態とは、最大に圧縮された状態を指す。トナーボルト重量情報としては、トナーボルトの種類ごとに予めトナーボルト２の重量を計測しておき、当該計測値を用いてもよい。
制御手段４００には、所定印刷枚数（例えば１０００枚）毎にトナーボルト重量情報が記憶されていて、所定印刷枚数となると、トナーボルト重量情報を更新し、当該更新されたトナー重量情報に応じて駆動モータ３０１を駆動してコイルスプリング１５３を伸ばす方向に制御する。

このようにコイルスプリング１５３の弾性力をトナーボルト２の重量に応じて増減する調整部３００を有すると、トナーボルト２の重量が重い場合には、コイルスプリング１５３が圧縮されるため、弾性力（ばね力）は強くなる。このため、コイルスプリング１５３で進退自在に支持された突起部１５２は、圧縮されたコイルスプリング１５３によって支持されるため、突起部１５２が内周面５１ａに向かって押し下げられる。このため、図１２（ａ）に示すように、突起部１５２の突出量Ｔが、トナーボトル２が軽い場合よりも小さくなり、トナーボト２内のトナー残量が多く、トナーの凝集やトナーの付着が少ない状態においては、トナーボルト２に対する振動が軽くなる。
一方、所定印刷枚数となると、すなちわ、トナーボルト２の重量が軽くなるに従い、駆動モータ３０１の駆動によってコイルスプリング１５３は徐々に伸ばされるため、弾性力（ばね力）は弱められる。このため、コイルスプリング１５３で進退自在に支持された突起部１５２は、伸ばされたコイルスプリング１５３によって支持されるため、内周面５１ａに向かって押し上げられる。このため、図１２（ｂ）に示すように、突起部１５２の突出量Ｔが、トナーボトル２が重い場合よりも大きくなり、トナーボトル２内のトナー残量が少なくトナーの凝集やトナーの付着が発生しやすい状態においては、トナーボルト２に対して振動を強く与えられる。

このため、トナーボルト２内に凝集したトナーや、ボルト内面に付着したトナーを振り落すことができ、低コスト、省スペースを確保しながらも、トナー排出不良を低減することができる。さらに、トナーボトル２の重量が重い場合には、突起部１５２の突出量Ｔは少なくなるので、突起部１５２との接触による回転駆動中のトナーボルト２に対する負荷が軽減され、トナーボトル２の回転駆動時における駆動ユニット２００への回転負荷が軽減され、耐久性を高められ、トナー排出不良を長期に渡り低減することができる。
つまり、本実施形態では、コイルスプリング１５３の弾性力をトナーボルト２の重量に応じて調整部３００によって増減するため、トナーボトルサイズ、材質、トナー変更等によりトナーボトル重量が変更した場合でも弾性部材１５３の交換作業等省くことが可能となり、より汎用性が広げることが可能となる。

調整部３００の構成としては駆動モータ３０１を用いるのではなく、例えば電磁ソレノイドなどの電磁アクチュエータを駆動源とし、電磁ソレノイドの可動片と支持部３０５とをピン結合して、コイルスプリング１５３を圧縮する方向と、伸ばす方向に往復移動するようにしてもよい。

１ トナー補給装置
２ トナー容器
２ａ 一端
２ｂ 他端
２ｄ 外周面
２１ 螺旋溝
２３ 窪み部、持ち手
２２ トナー吐出口
５０ 内装部
５１ 挿入口
５１ａ 内装部の壁面
５２ 突起部
５２ａ 傾斜面（回転方向への傾斜）
５２ｂ 頂面（突起部の先端）
５２ｃ 傾斜面（取出し方向への傾斜）
１００ 画像形成部
１０２ 現像装置
１５２ 突起部
１５２ａ 傾斜面（回転方向への傾斜）
１５２ｂ 頂面（突起部の先端）
１５２ｃ 傾斜面（取出し方向への傾斜）
１５３ コイルスプリング（弾性部材、振動強度調整手段）
２００ 回転駆動手段
３００ 調整部
ａ１ 突出する方向
ａ２ 戻る方向
Ｄ 長手方向
Ｄ２ 取出し方向
О トナー容器の回転軸
Ｒ 距離
Ｒ１ 最大直径
Ｔ 突起部の突出量
α 突起部の最も突出量が大きい部分の長手方向の長さ
β 窪み部の最もへこんでいる部分の長手方向の長さ

特開平１１−１０９７３７号公報 特開２０１２−１４１３８２号公報

Claims (12)

1. 筒状を成し、その外周面に螺旋溝を、その長手方向の一端にトナー吐出口を、前記長手方向の他端に窪み部をそれぞれ備え、回転駆動されることで内部に収容したトナーを前記螺旋溝に沿って長手方向に搬送して前記トナー吐出口から排出するトナー容器と、
   前記トナー容器の一端側に係合し、当該トナー容器を回転駆動することによってトナーを前記トナー容器内から吐出させる回転駆動手段を有し、
   前記トナー容器から吐出されたトナーを現像装置に供給するトナー補給装置において、
   前記トナー容器を装着するための内装部に、前記トナー容器の回転方向下流側に向かって突出量が大きくなるような傾斜を有する突起部を有し、
   前記突起部が、前記トナー容器の窪み部に落ち込むように形成されていることを特徴とするトナー補給装置。
2. 請求項１記載のトナー補給装置において
   前記突起部の最も突出量が大きい部分の長手方向の長さが、前記窪み部の最もへこんでいる部分の長手方向の長さよりも短く形成されていることを特徴とするトナー補給装置。
3. 請求項１又は２記載のトナー補給装置において、
   前記突起部は前記トナー容器の回転軸の鉛直方向下方からボトル回転方向下流側にずれた位置に設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
4. 請求項１、２又は３記載のトナー補給装置において、
   前記窪み部が、前記トナー容器を着脱するための持ち手を兼ねていることを特徴とするトナー補給装置。
5. 請求項１乃至４の何れか１項に記載のトナー補給装置において、
   前記突起部の突出量は、当該突起部の先端から対向する前記内装部の壁面までの距離が、前記トナー容器の最大直径よりも小さくなるように設定されていることを特徴とするトナー補給装置。
6. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のトナー補給装置において、
   前記突起部が、前記トナー容器を前記内装部から取り出す際に、取出し方向に向かって突出量が大きくなるような傾斜を有することを特徴とするトナー補給装置。
7. 請求項１乃至５の何れか１項に記載のトナー補給装置において、
   前記突起部と前記窪み部により発生する振動の強度を調整する振動強度調整手段を有することを特徴とするトナー補給装置。
8. 請求項７記載のトナー補給装置において、
   前記振動強度調整手段は、前記突起部の突出量を、前記突起部を弾性変位させることで行うものであることを特徴する可変するトナー補給装置。
9. 請求項８記載のトナー補給装置において、
   前記突起部は、前記内装部の内周面から突出する方向と、前記内周面に戻る方向とに進退自在に前記内装部に設けられていて、前記内装部を突起部との間には弾性部材が介装されていることを特徴とするトナー補給装置。
10. 請求項９記載のトナー補給装置において、
    前記弾性部材は、前記突起部を突起部との間に交換可能に設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
11. 請求項９記載のトナー補給装置において、
    前記弾性部材の弾性力を前記トナー容器の重量に応じて増減する調整部を有することを特徴とするトナー補給装置。
12. 請求項１乃至１１の何れか１項に記載のトナー補給装置と、
    前記トナー補給装置からトナーが補給される現像装置と、
    像担持体の表面に形成された潜像を前記現像装置によって現像することで、前記像担持体上に画像を形成する画像形成部を有することを特徴とする画像形成装置。

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