JP2015187657A - 現像剤収容容器、およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

現像剤収容容器、およびこれを備える画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】使用終了時に現像剤収容容器に残留する現像剤の量を減少させるとともに、現像剤収容容器内部での現像剤の凝集を抑止する。
【解決手段】トナーコンテナ30は、コンテナ本体31と、トナー排出口319と、移動壁34と、攪拌ディスク32とを備える。コンテナ本体31は、第1方向に沿って筒状に延びた内周部31Kと、内部空間31Hとを備える。トナー排出口319は、コンテナ本体31に開口されている。移動壁34は、移動モーターユニットによって駆動され、トナーを搬送しながらトナー排出口319まで移動する。攪拌ディスク32は、現像モーターによって回転され、トナー排出口319周辺のトナーを攪拌する。移動壁34の移動と攪拌ディスク32の回転とは個別に制御される。
【選択図】図11

Description

本発明は、内部に現像剤を収容する現像剤収容容器および、これを備えた画像形成装置に関するものである。
従来、特許文献1に記載されたようなトナーコンテナを備えた画像形成装置が知られている。当該トナーコンテナは、トナー排出口と、回転する攪拌部材とを備える。攪拌部材が回転することでトナー排出口からトナーが排出される。
また、特許文献2には、内部に現像剤を収容する廃トナー容器を備えた画像形成装置が開示されている。廃トナー容器は、円筒状の容器本体と、容器本体の外周部に形成された螺旋溝とを備える。容器本体が回転されると、回収されたトナーが螺旋溝に沿って容器本体の一端側に搬送される。
特開2003−280344号公報 特開2009−265395号公報
特許文献1に記載されたトナーコンテナでは、搬送部材の回転力が及ばない領域にトナーが残留するため、内部に収容されたトナーを使い切ることが困難であった。また、特許文献2に記載された廃トナー容器の技術がトナーコンテナに適用された場合も、溝に付着したトナーが容器本体とともに回転しつづけるため、容器本体内にトナーが残留するという課題があった。
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、使用終了時に残留する現像剤の量を減少させるとともに、現像剤の凝集を抑止した現像剤収容容器、およびこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の一局面に係る現像剤収容容器は、第1方向に沿って筒状に延びた内周部と、前記内周部によって画定される内部空間と、前記第1方向の一端部に配置され、前記内部空間の端面を画定する壁部と、を備える容器本体と、前記容器本体の前記第1方向のうち前記壁部とは反対側の他端部に装着され、前記内部空間を塞ぐ蓋部と、前記内部空間に連通するように前記容器本体の周面に開口され、前記現像剤が排出される現像剤排出口と、前記容器本体の前記内周部に密接して配置された外周部と、前記容器本体の前記内周部とともに前記現像剤が収容される収容空間を画定する搬送面とを備え、前記収容空間の前記現像剤を前記現像剤排出口に向かって搬送しながら、前記内部空間内を前記第1方向に沿って前記現像剤排出口に至るまで移動する移動壁と、前記第1方向と交差する方向において前記現像剤排出口に対向して配置され、回転され、前記収容空間内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、を備え、前記移動壁の移動と前記撹拌部材の回転とが個別に制御されることを特徴とする。
本構成によれば、現像剤収容容器において、移動壁の外周部が、容器本体の内周部に密接して配置される。そして、移動壁が第1方向に沿って移動することで、収容空間の現像剤が現像剤排出口まで搬送される。この際、移動壁が現像剤排出口に至るまでの間、収容空間が徐々に縮小される。この結果、使用終了時に、容器本体の収容空間に残留する現像剤の量が減少される。更に、現像剤排出口周辺の現像剤が攪拌部材によって攪拌される。このため、現像剤排出口から安定して現像剤を排出することができる。更に、移動壁の移動と撹拌部材の回転とが個別に制御されるため、移動壁を停止させた状態で、撹拌部材を回転させることが可能となる。そして、現像剤排出口の周辺の現像剤の不足状態に応じて、移動壁を移動させることができる。したがって、移動壁の移動と撹拌部材の回転とが同期して制御される場合と比較して、収容空間内の現像剤が移動壁によって過剰に押圧されることがなく、現像剤がロック(凝集)することが抑止される。この結果、現像剤排出口の開口面積を小さくすることが可能となり、現像剤排出口周辺の現像剤汚れが防止される。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成されるとともに、現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体に現像剤を供給する現像装置と、前記現像装置に前記現像剤を補給する請求項1に記載の現像剤収容容器と、前記像担持体からシートに前記現像剤像を転写する転写部と、前記移動壁を移動させる駆動力を発生する第1駆動部と、前記撹拌部材を回転させる回転駆動力を発生する第2駆動部と、前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御し、前記移動壁の移動と前記撹拌部材の回転とを個別に制御する駆動制御部と、を有することを特徴とする。
本構成によれば、現像剤収容容器から現像装置に安定して現像剤が補給される。
上記の構成において、前記現像剤収容容器は、前記内部空間において前記第1方向に延びるように前記壁部および前記蓋部に回転可能に支持され、前記第1方向に沿って形成された雄螺旋部を外周面に備えるシャフト部と、前記第1駆動部によって発生された前記駆動力が伝達され、前記シャフト部を回転させる駆動伝達部と、前記移動壁を保持し、内周面に前記雄螺旋部と係合する雌螺旋部を備え、前記シャフト部が挿通される軸受部と、を更に備え、前記シャフト部が回転され、前記雄螺旋部および前記雌螺旋部が噛み合うことによって、前記移動壁が前記シャフト部に沿って移動し、前記撹拌部材は、前記シャフト部回りに回転されることが望ましい。
本構成によれば、移動壁をシャフト部に沿って現像剤排出口に向かって移動させることができる。また、シャフト部を撹拌部材の回転における軸心として利用することができる。
上記の構成において、前記現像装置は、内部に現像剤が貯留される貯留空間を備える現像ハウジングと、前記現像ハウジングに回転可能に支持され、表面に前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する現像剤担持体と、を備え、前記第2駆動部は、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動部であって、前記現像剤収容容器は、前記現像装置に連結され前記第2駆動部が発生した前記回転駆動力を前記撹拌部材に伝達する伝達機構を備え、前記撹拌部材は前記現像ローラーと同期して回転駆動されることが望ましい。
本構成によれば、現像剤担持体を回転駆動させる第2駆動部を利用して、撹拌部材を回転させることが可能となる。この際、移動壁は撹拌部材とは別に駆動制御されるため、撹拌部材が連続的に回転されても、移動壁を停止させることで、現像剤の過剰排出および現像剤排出口周辺での現像剤のロックを防止することができる。
上記の構成において、前記伝達機構は、前記容器本体の前記壁部に回転可能に支持され、前記撹拌部材に連結されるとともに、内部に軸穴を備える伝達ギアであって、前記シャフト部の一端部は、前記伝達ギアの前記軸穴に回転可能に支持されていることが望ましい。
本構成によれば、伝達ギアを介して撹拌部材に回転駆動力を伝達することができるとともに、シャフト部の一端部を回転可能に支持することができる。
上記の構成において、前記駆動伝達部は、前記現像剤収容容器の前記蓋部側において前記シャフト部に固定され、前記第1駆動部に連結され、前記シャフト部と一体回転する回転ギアであることが望ましい。
本構成によれば、現像剤収容容器の壁部側には、撹拌部材を回転するための伝達ギアが配置され、蓋部側には移動壁を移動させる回転ギアが配置される。このため、現像剤収容容器の第1方向の両端側を利用して、移動壁の移動と撹拌部材の回転とを個別に制御することができる。
上記の構成において、前記現像剤排出口の周辺の前記現像剤の有無に応じて、前記駆動制御部に出力信号を発信する検知センサーを更に有し、前記駆動制御部は、前記検知センサーの現像剤ありから現像剤なしの前記出力信号の変化に応じて、前記第1駆動部を制御して、前記移動壁を前記第1方向に沿って移動させることが望ましい。
本構成によれば、現像剤排出口の周辺の現像剤が減少すると、移動壁の移動に伴って収容空間の現像剤が現像剤排出口周辺に搬送される。したがって、現像剤排出口から安定して現像剤を排出することができる。
上記の構成において、前記駆動制御部は、前記検知センサーの現像剤なしから現像剤ありの前記出力信号の変化に応じて、前記第1駆動部を制御して、前記移動壁を停止させることが望ましい。
本構成によれば、移動壁が過剰に現像剤排出口に向かって移動することが抑止される。したがって、現像剤排出口の周辺において現像剤がロックすることが更に防止される。
上記の構成において、前記現像装置は、前記現像剤排出口の下方において前記現像ハウジングに開口され、前記現像剤収容容器から前記貯留空間に前記現像剤を受け入れる現像剤補給口と、前記貯留空間に配置され、回転され、所定の搬送方向に前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記現像剤補給口よりも前記搬送方向下流側に配置され、前記現像剤搬送部材の前記搬送方向への前記現像剤の搬送能力が部分的に抑制された搬送能力抑制部と、を有することが望ましい。
本構成によれば、搬送能力抑制部によって現像剤補給口の周辺には現像剤の滞留部が形成される。そして、滞留部の現像剤が減少すると、現像剤収容容器の現像剤排出口から現像剤補給口を介して現像剤搬送路に現像剤が流入する。また、移動壁の移動に伴って収容空間の現像剤が現像剤排出口周辺に搬送され、現像剤排出口から現像ハウジングの現像剤搬送路に安定して現像剤を補給することができる。
上記の構成において、前記駆動制御部は、所定のタイミングで前記撹拌部材を前記シャフト部回りに第1の回転方向および前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転させることが望ましい。
本構成によれば、移動壁とは別に駆動制御される撹拌部材を正逆回転させることで、収容空間内の現像剤を積極的に撹拌することが可能となる。
本発明によれば、使用終了時に残留する現像剤の量を減少させるとともに、現像剤の凝集を抑止した現像剤収容容器、およびこれを備える画像形成装置が提供される。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一部が開放された状態の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置の内部構造を示す模式的な平面図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置に現像剤が補給される様子を示す模式的な断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の(A)平面図、(B)正面図および(C)側面図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の移動壁の斜視図(A)、(B)である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の断面図である。 本発明の一実施形態に係るシャフト部および攪拌部材の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る攪拌部材の(A)正面図および側面図(B)、(C)である。 本発明の一実施形態に係る現像装置および現像剤収容容器の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る第1駆動部の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像装置および現像剤収容容器の斜視図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器において移動壁が移動する様子を示す断面図(A)、(B)および(C)である。 本発明の一実施形態に係る現像剤収容容器の断面斜視図である。 移動壁および撹拌部材の回転制御を示すタイミングチャートである。
以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。図1及び図2は、本発明の一実施形態に係るプリンター100(画像形成装置)の斜視図である。図3は、図1および図2に示されるプリンター100の内部構造を概略的に示す断面図である。図1乃至図3に示される画像形成装置としてのプリンター100は、いわゆるモノクロプリンター機であるが、他の実施形態において、画像形成装置は、カラープリンター、ファクシミリ装置、これらの機能を備える複合機やトナー画像をシートに形成するための他の装置であってもよい。尚、以下の説明で用いられる「上」や「下」、「前」や「後」、「左」や「右」といった方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、画像形成装置の原理を何ら限定するものではない。
プリンター100は、シートSに画像を形成するための様々な装置を収容する筐体101を備える。筐体101は、筐体101の上面を規定する上壁102と、筐体101の底面を規定する底壁103(図3)と、上壁102と底壁103との間の本体後壁105(図3)と、本体後壁105の前方に位置する本体前壁104と、を含む。筐体101は、各種の装置が配置される本体内部空間107を備える。筐体101の本体内部空間107には、シートSが所定の搬送方向に搬送されるシート搬送路PPが延設されている。また、プリンター100は、筐体101に対して開閉自在に装着される開閉カバー100Cを備える。
開閉カバー100Cは、本体前壁104の上方部分である前壁上方部104Bと、上壁102の前方部分である上壁前方部102Bとから構成される。また、開閉カバー100Cは、左右方向の両端部に配置された一対のアーム部108に配置される不図示のヒンジ軸を支点として、上下方向に開閉可能とされる(図2)。開閉カバー100Cの開状態において、本体内部空間107の上方が外部に開放される。一方、開閉カバー100Cの閉状態において、本体内部空間107の上方が、閉塞される。
上壁102の中央部には、排紙部102Aが配置される。排紙部102Aは、上壁102の前方部分から後方部分にかけて、下方に傾斜した傾斜面からなる。排紙部102Aには、後記の画像形成部120において、画像が形成されたシートSが排出される。また、本体前壁104の上下方向の中央部には、手差しトレイ104Aが配置される。手差トレイ104Aは、下端を支点として、上下に回動可能である(図3の矢印DT)。
図3を参照して、プリンター100は、カセット110と、ピックアップローラー112と、第1給紙ローラー113と、第2給紙ローラー114と、搬送ローラー115と、レジストローラー対116と、画像形成部120と、定着装置130とを備える。
カセット110は、内部にシートSを収容する。カセット110は、リフト板111を備える。リフト板111は、シートSの先頭縁を押し上げるように傾斜する。カセット110は、筐体101に対して、前方に引き出し可能とされる。ピックアップローラー112は、リフト板111によって押し上げられたシートSの先頭縁上に配置される。ピックアップローラー112が回転すると、シートSはカセット110から引き出される。
第1給紙ローラー113は、ピックアップローラー112の下流に配設され、シートSを更に下流に送り出す。第2給紙ローラー114は、手差しトレイ104Aの支点の内側(後側)に配設され、手差トレイ104A上のシートSを筐体101内に引き込む。搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114のシート搬送方向(以下、単に搬送方向ともいう)の下流(以下、単に下流ともいう)に配設される。搬送ローラー115は、第1給紙ローラー113、第2給紙ローラー114によって送り出されたシートSを更に下流へ搬送する。
レジストローラー対116は、シートSの斜め搬送を矯正する機能を有する。これにより、シートS上に形成される画像の位置が調整される。レジストローラー対116は、画像形成部120による画像形成のタイミングに合わせて、シートSを画像形成部120に供給する。
画像形成部120は、感光体ドラム121(像担持体)と、帯電器122と、露光装置123と、現像装置20と、トナーコンテナ30(現像剤収容容器)と、転写ローラー126(転写部)と、クリーニング装置127とを備える。
感光体ドラム121は、円筒形状を有する。感光体ドラム121は、静電潜像が形成される表面を有するとともに、前記表面に該静電潜像に応じたトナー画像(現像剤像)を担持する。帯電器122は、所定の電圧が印加され、感光体ドラム121の周面を略一様に帯電させる。
露光装置123は、帯電器122によって帯電された感光体ドラム121の周面に、レーザー光を照射する。該レーザー光は、プリンター100に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部装置(図示せず)から出力された画像データに従って、照射される。この結果、感光体ドラム121の周面には、画像データに対応する静電潜像が形成される。
現像装置20は、静電潜像が形成された感光体ドラム121の周面にトナーを供給する。トナーコンテナ30は、内部にトナーを収容し、現像装置20へトナーを補給する。トナーコンテナ30は、筐体101の内部において現像装置20に対して着脱自在に配設されている。現像装置20がトナーを感光体ドラム121に供給すると、感光体ドラム121の周面に形成された静電潜像が現像(可視化)される。この結果、感光体ドラム121の周面に、トナー画像(現像剤像)が形成される。
転写ローラー126は、感光体ドラム121の下方においてシート搬送路PPを挟んで感光体ドラム121に対向して配置される。転写ローラー126は、感光体ドラム121との間で転写ニップ部を形成し、トナー画像をシートSに転写させる。
クリーニング装置127は、シートSへトナー画像が転写された後に、感光体ドラム121の周面に残るトナーを除去する。
定着装置130は、画像形成部120よりも搬送方向下流側に配置され、シートS上のトナー画像を定着させる。定着装置130は、シートS上のトナーを溶融させる加熱ローラー131と、シートSを加熱ローラー131に密着させる圧力ローラー132と、を備える。
プリンター100は、定着装置130の下流に配設された搬送ローラー対133と、搬送ローラー対133の下流に配設された排出ローラー対134と、を更に備える。シートSは、搬送ローラー対133によって上方に搬送され、最終的に、排出ローラー対134によって、筐体101から排出される。筐体101から排出されたシートSは、排紙部102A上に積み重ねられる。
<現像装置について>
図4は、現像装置20の内部構造を示す平面図である。現像装置20は、一方向(現像ローラー21の軸方向、左右方向)に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング210を備える。該現像ハウジング210は、内部に貯留空間220を有する。貯留空間220には、現像ローラー21(現像剤担持体)と、第1攪拌スクリュー23(現像剤搬送部材)および第2攪拌スクリュー24と、トナー補給口25(現像剤補給口)とが配設されている。本実施形態では、一成分現像方式が適用され、この貯留空間220には、トナーが現像剤として充填されている。一方、二成分現像方式の場合、トナーと磁性体からなるキャリアとが混合されたものが、現像剤として充填される。トナーは、貯留空間220内において攪拌搬送され、静電潜像を現像するために、逐次現像ローラー21から感光体ドラム121に供給される。
現像ローラー21は、現像ハウジング210の長尺方向に延設される円筒形状を有し、外周に回転駆動されるスリーブ部分を有する。現像ローラー21は、現像ハウジング210に回転可能に支持され、表面(スリーブ)にトナーを担持し、感光体ドラム121にトナーを供給する。
現像ハウジング210の貯留空間220は、不図示の天板によって覆われるとともに、左右方向に延びる仕切り板22によって、左右方向に長尺の第1搬送路221と第2搬送路222とに区画されている。仕切り板22は、現像ハウジング210の左右方向の幅よりも短く、仕切り板22の左端及び右端には、第1搬送路221と第2搬送路222とをそれぞれ連通させる第1連通路223及び第2連通路224が備えられている。これにより、貯留空間220には、第1搬送路221、第2連通路224、第2搬送路222及び第1連通路223に至る循環経路が形成される。トナーは、該循環経路内を図4において反時計回りに搬送される。
トナー補給口25(現像剤受入口)は、トナーコンテナ30のトナー排出口319の下方において前記天板に穿孔された開口部であり、第1搬送路221の左端付近の上方に配置されている。トナー補給口25は、上記の循環経路に対向して配置され、トナーコンテナ30から補給される補給トナー(補給現像剤)を貯留空間220に受け入れる機能を備える。
第1攪拌スクリュー23は、第1搬送路221に配設されている。第1攪拌スクリュー23は、第1回転軸23aと、この第1回転軸23aの周上にスパイラル状に突設された第1螺旋羽根23b(スクリュー羽根)とを含む。第1攪拌スクリュー23は、第1回転軸23a回り(矢印R2)に回転駆動されることで、図4の矢印D1方向にトナーを搬送する。第1攪拌スクリュー23は、トナー補給口25が第1搬送路221に対向する位置を通過するように現像剤を搬送する。これにより、第1攪拌スクリュー23は、トナー補給口25から流入する新しいトナーと、第2搬送路222側から第1搬送路221に搬入されたトナーとを混合しながら搬送する機能を有する。第1攪拌スクリュー23のトナー搬送方向(D1方向)下流側には、第1パドル23cが配設されている。第1パドル23cは、第1回転軸23a上に配設された板状部材である。第1パドル23cは、第1回転軸23aと共に回転され、図4の矢印D4方向に向かって、第1搬送路221から第2搬送路222に、トナーを受け渡す。
第2攪拌スクリュー24は、第2搬送路222に配設されている。第2攪拌スクリュー24は、第2回転軸24aと、この第2回転軸24aの周上にスパイラル状に突設された第2螺旋羽根24bとを含む。第2攪拌スクリュー24は、第2回転軸24a回り(矢印R1)に回転駆動されることで、図4の矢印D2方向にトナーを搬送しながら、現像ローラー21にトナーを供給する。第2攪拌スクリュー24のトナー搬送方向(D2方向)下流側には、第2パドル24cが配設されている。第2パドル24cは、第2回転軸24aと共に回転され、図4の矢印D3方向に向かって、第2搬送路222から第1搬送路221に、トナーを受け渡す。
トナーコンテナ30(図3)は、現像ハウジング210のトナー補給口25の上方に配置されている。トナーコンテナ30は、トナー排出口319(図4)を備える。トナー排出口319は、現像装置20のトナー補給口25に対応して、トナーコンテナ30の底部311(図7)に配設されている。トナー排出口319から落下したトナーは、トナー補給口25から現像装置20に補給される。
<トナー補給について>
次に、トナー補給口25から新たに補給されるトナーの流れについて説明する。図5は、現像装置20に配設されたトナー補給口25およびトナーコンテナ30に配設されたトナー排出口319付近の断面図である。
トナーコンテナ30のトナー排出口319から供給された補給トナーT2は、第1搬送路221に落下して既存のトナーT1と混合され、第1攪拌スクリュー23により矢印D1方向に搬送される。この際、トナーT1、T2は攪拌され、帯電される。
第1攪拌スクリュー23は、トナー補給口25よりトナー搬送方向下流側に、部分的に現像剤の搬送性能が抑制される抑制パドル28(搬送能力抑制部)を備える。本実施形態では、抑制パドル28は、第1攪拌スクリュー23の隣接する第1螺旋羽根23b間に配置された板状部材である。抑制パドル28が第1回転軸23a回りに回転することで、抑制パドル28よりも上流側から搬送されるトナーは滞留し始める。そして、これらのトナーの滞留は、抑制パドル28の直ぐ上流側であって、トナー補給口25が第1搬送路221に対向する位置まで累積していく。この結果、トナー補給口25の入口付近には、現像剤の滞留部29(現像剤滞留部)が形成される。
トナー補給口25から補給トナーT2が補給され、貯留空間220内のトナー量が増えると、この滞留部29で滞留するトナーがトナー補給口25を塞ぎ(封止し)、それ以上のトナーの補給を抑制する。その後、貯留空間220内のトナーが現像ローラー21から消費され滞留部29で滞留するトナーが減少すると、トナー補給口25を塞いでいたトナーが減り滞留部29とトナー補給口25との間に隙間が生じる。この結果、再び補給トナーT2がトナー補給口25から貯留空間220に流入する。このように、本実施形態では、滞留部29に滞留するトナーの減少に伴って、補給トナー量の受入量が調整される体積補給型のトナー補給形式が採用される。
<トナーコンテナの構造について>
次に、図6乃至図13を参照して、本発明の一実施形態に係るトナーコンテナ30(現像剤収容容器)について説明する。図6および図7は、本実施形態に係るトナーコンテナ30の斜視図である。図8は、トナーコンテナ30の(A)平面図、(B)正面図および(C)側面図である。図9は、トナーコンテナ30の分解斜視図である。なお、図9では、後記の攪拌ディスク32の詳細な図示を省略している。また、図10は、トナーコンテナ30の移動壁34の斜視図(A)、(B)である。図11は、トナーコンテナ30の断面図である。また、図12は、トナーコンテナ30のシャフト33および攪拌ディスク32の斜視図である。更に、図13は、攪拌ディスク32の(A)正面図および側面図(B)、(C)である。
トナーコンテナ30は、略円筒体形状からなる。トナーコンテナ30は、内部に補給トナー(現像剤)を収容する。図9および図11を参照して、トナーコンテナ30は、コンテナ本体31(容器本体)と、攪拌ディスク32(攪拌部材)と、シャフト33(シャフト部)と、移動壁34と、ワッシャー35(図9)と、スポンジシール36と、蓋部37と、回転ギア38(駆動伝達部)と、カバー39と、スクリュー40(図9)とを備える。
コンテナ本体31は、略円筒体形状からなるトナーコンテナ30の本体部分である。コンテナ本体31は、内周部31Kと、内部空間31H(図9、図11)と、を備える。内周部31Kは、コンテナ本体31の内周面であって、トナーコンテナ30の長手方向(第1方向、図6、図7および図11の矢印DA方向)に沿って筒状に延びている。
また、コンテナ本体31は、底部311と、天板312と、前壁313と、後壁314と、左壁315(壁部)と、フランジ部316と、を備える。底部311は、コンテナ本体31の底部分であって、下方に向かって突出した半円筒形状からなる。換言すれば、前記第1方向と交差する断面視において、底部311は円弧形状からなる。前壁313および後壁314は、底部311の側端から上方に向かって立設された一対の側壁である。天板312は、底部311の上方に配置され内部空間31Hの上方を覆う。左壁315は、底部311、前壁313、後壁314および天板312の第1方向の一端側(左端側)に連設され、コンテナ本体31を塞ぐ壁部である。なお、内部空間31Hは、底部311、天板312、前壁313、後壁314および左壁315に加え、後記の蓋部37よって形成されている。また、内部空間31Hのうち、左壁315と後記の移動壁34との間の領域が、収容空間31Sとされる。収容空間31Sは、トナーコンテナ30の内部において、トナーが収容される空間である。
なお、図9に示すように、コンテナ本体31の右端側は開口されている。フランジ部316は、該開口部を形成するとともに、コンテナ本体31の右端部の外径が拡大された領域である。フランジ部316には、後記の蓋部37が装着される。
また、コンテナ本体31は、不図示のシャッターと、第1ガイド部318と、トナー排出口319(現像剤排出口)と、本体軸受部31J(伝達機構、伝達ギア)と、を備える。シャッターは、コンテナ本体31の左端部の外壁に配置される。シャッターは、第1方向に沿ってスライド移動可能とされる。シャッターは、トナー排出口319をコンテナ本体31の外側から塞ぐ(封止する)とともに、トナー排出口319を外部に露出させる。
第1ガイド部318は、左壁315の外側において、上下方向に延設される突出部である。第1ガイド部318は、後記の第2ガイド部392とともに、トナーコンテナ30の筐体101への装着をガイドする。図11を参照して、本体軸受部31Jは、左壁315に回転可能に支持されたギアである。本体軸受部31Jの右端側の外周部は、攪拌ディスク32に連結固定されている。一方、本体軸受部31Jの左端側の外周部はコンテナ本体31の外側に露出している(図14参照)。当該左端側の外周部には不図示のギア歯が備えられている。本体軸受部31Jは、現像装置20の後記のギア51Aに連結され、現像モーター51が発生した回転駆動力を攪拌ディスク32に伝達する。また、本体軸受部31Jは、内部に軸穴31J1(図11)を備える。軸穴31J1は、シャフト33の第2シャフト端部332を回転可能に支持する。このように、本体軸受部31Jは、攪拌ディスク32への回転駆動力の伝達とシャフト33の軸支機能とを兼ね備えている。
トナー排出口319は、内部空間31H(収容空間31S)に連通してコンテナ本体31の底部311に開口されている開口である。図7に示すように、トナー排出口319は、コンテナ本体31の左端部に開口されている。また、トナー排出口319は、コンテナ本体31の円筒状の底部311の下端部よりも所定の高さだけ上方に配置されている。このトナー排出口319は後記のシャフト33よりも下方に位置する(図11参照)。収容空間31Sに収容されたトナーはトナー排出口319から現像装置20に向かって排出される。
攪拌ディスク32(図9、図11)(攪拌部材)は、収容空間31Sの左端部において収容空間31Sに面して左壁315に沿って配置されている。また、攪拌ディスク32は、第1方向と交差する方向においてトナー排出口319に対向して配置されている。攪拌ディスク32は、上記のように、本体軸受部31Jとともにシャフト33回りに回転する。なお、攪拌ディスク32は、シャフト33に対して相対的に回転可能とされている。本実施形態では、攪拌ディスク32は、現像装置20の現像ローラー21と同期して回転される。攪拌ディスク32は、コンテナ本体31の下端部からトナー排出口319に向かう回転方向にシャフト33回りに回転する。攪拌ディスク32は、収容空間31S内において、トナー排出口319の周辺のトナーを攪拌する機能を備える。攪拌ディスク32の詳細な構造については後記で詳述する。
シャフト33は、内部空間31Hにおいて第1方向に延びるようにコンテナ本体31および後記の蓋部37に回転可能に支持されている。シャフト33は、第1シャフト端部331と、第2シャフト端部332と、雄螺旋部333と、移動壁停止部334と、を備える。
第1シャフト端部331(図11)は、シャフト33の第1方向の一方の端部である。第1シャフト端部331は、後記の蓋部37の蓋軸穴部37Jに軸支されている。第2シャフト端部332は、シャフト33の第1方向の他方の端部である。第2シャフト端部332は、前述の本体軸受部31J(図11)に軸支されている。雄螺旋部333は、内部空間31Hにおいてシャフト33の外周面に第1方向に沿って形成された螺旋状のねじ部である。本実施形態では、雄螺旋部333は、図11に示すようにシャフト33のうちフランジ部316が対向する領域からトナー排出口319の右端部に対向する領域まで配置されている。移動壁停止部334は、雄螺旋部333よりも第1方向先端側(左端側)に配置されている。移動壁停止部334は、シャフト33のうち雄螺旋部333が配置されていない軸部分のみの領域である。移動壁停止部334は、トナー排出口319の上方に配置されている。
移動壁34は、コンテナ本体31の内部において第1方向に面して配置される壁部である。移動壁34は、収容空間31Sの第1方向の一方の端面(右端面)を画定する。なお、収容空間31Sの第1方向の他方の端面(左端面)は、左壁315および攪拌ディスク32によって画定されている。また、移動壁34は、トナーコンテナ30の使用開始時から使用終了時までの間、収容空間31Sのトナーをトナー排出口319に向かって搬送しながら、内部空間31H内を第1方向の右端側から左端側へシャフト33に沿ってトナー排出口319まで移動する。なお、本実施形態では、移動壁34は後記の移動モーターユニット52(図8)によって左方向だけに向かって移動可能とされている。
図10を参照して、移動壁34は、搬送壁部340と、外周壁部341と、内壁シール342と、シャフトシール343と、補給孔キャップ344と、移動壁軸穴部34Jと、外周部34Kと、を備える。
搬送壁部340は、コンテナ本体31の内周部31Kとともに収容空間31Sを画定する壁部である。特に、搬送壁部340は、シャフト33に垂直な搬送面340Sを備える。搬送面340Sは、移動壁34の移動に伴って、収容空間31S内のトナーを押圧しながら搬送する。搬送壁部340は、更に、軸受部340Aと、トナー補給孔340Bと、円筒部340Cとを備える。軸受部340Aは、搬送壁部340の略中央部に形成された軸受部である。軸受部340Aは移動壁34を保持しながら第1方向に沿って移動する。前述のシャフト33は、この軸受部340Aに挿通される。トナー補給孔340Bは、軸受部340Aの上方において、第1方向に沿って搬送壁部340を貫通するように形成される。移動壁34がコンテナ本体31に装着されると、トナー補給孔340Bは収容空間31Sに連通する。トナーコンテナ30が製造される際に、トナー補給孔340Bから収容空間31Sに補給トナーが充填される。
円筒部340Cは、搬送壁部340のうち搬送面340Sとは反対側の面から第1方向に沿って突設される円筒部分である。円筒部340Cは、軸受部340Aの一部を形成する。円筒部340Cは、雌螺旋部340Dを備える。雌螺旋部340Dは、円筒部340Cの内周面に形成された螺旋状のねじ部である。雌螺旋部340Dは、シャフト33の雄螺旋部333と係合する(噛み合う)ことで、移動壁34を第1方向に沿って移動させる機能を備える。この際、円筒部340Cの内壁とシャフト33の外周部との接触によって、移動壁34の姿勢が維持される。このため、シャフト33に対して移動壁34の搬送壁部340が傾斜することが防止される。
外周壁部341は、搬送壁部340の外周縁から収容空間31Sとは反対側、すなわち、移動壁34の移動方向上流側に向かって突設されている。外周壁部341は、コンテナ本体31の内周部31Kに対向して配置される。外周壁部341は、リブ341Aを備える。リブ341Aは、外周壁部341において第1方向に沿って延設されたリブ部材である。リブ341Aは、外周壁部341の周方向に間隔をおいて複数配置されている。リブ341Aは、内周部31Kに僅かに接触し、コンテナ本体31の内部において移動壁34が第1方向に対して傾斜することを防止する機能を備える。
内壁シール342は、外周壁部341の搬送壁部340側において、搬送壁部340の周囲を覆うように配置されるシール部材である。図10(A)に示すように、内壁シール342の第1シール端部342Aが、搬送壁部340の上部に固定された後、内壁シール342が搬送壁部340の回りに巻きつけられながら固定される。そして、内壁シール342の第2シール端部342Bが第1シール端部342Aに重なるように固定される。内壁シール342は、コンテナ本体31の内周部31Kと移動壁34との間で圧縮変形する。また、内壁シール342は、移動壁34の外周部34Kを形成する。外周部34Kは、コンテナ本体31の内周部31Kに密接して配置される。内壁シール342によって、収容空間31Sのトナーが、コンテナ本体31の内周部31Kと移動壁34との間から、移動壁34よりも移動方向上流側に流出することが防止される。
シャフトシール343は、軸受部340Aにおいて雌螺旋部340Dよりも移動壁34の移動方向先端側に配置されている(図11)。シャフトシール343は、移動壁34の移動に伴って、シャフト33の雄螺旋部333と接触する。この際、シャフトシール343は、雌螺旋部340Dよりも先に雄螺旋部333に接触し、雄螺旋部333に付着したトナーを清掃する。したがって、トナーが雄螺旋部333からほぼ除去された状態で、雄螺旋部333が雌螺旋部340Dに係合する。このため、雄螺旋部333と雌螺旋部340Dとの間でトナーが凝集することが抑止され、移動壁34の移動が安定して実現される。また、シャフトシール343はリング形状を有するため、シャフト33の周方向全体に亘ってシャフト33に密着する。このため、収容空間31Sのトナーが軸受部340Aを通って移動壁34よりも移動方向上流側に流出することが防止される。リング状のシャフトシール343および円筒部340Cの径方向内側に、シャフト33が挿入される移動壁軸穴部34Jが形成される。
補給孔キャップ344は、図10(B)に示すように、外周壁部341の内側を介してトナー補給孔340Bに装着され、トナー補給孔340Bを封止する。トナー補給孔340Bから補給トナーが収容空間31Sに充填された後、補給孔キャップ344がトナー補給孔340Bに装着される。この結果、トナー補給孔340Bからトナーが漏れ出すことが防止される。
ワッシャー35(図9)は、移動壁34の円筒部340Cとスポンジシール36との間において、シャフト33に外嵌される。
スポンジシール36は、ワッシャー35と蓋部37との間に配置される。スポンジシール36は、後記の蓋部37がコンテナ本体31に固定された状態で、蓋部37の蓋軸穴部37Jからトナーが漏れ出すことを防止する。
蓋部37(図9、図11)は、コンテナ本体31のフランジ部316に固定され、コンテナ本体31の開口部を封止する。蓋部37は、蓋軸穴部37J(図9)を備える。蓋軸穴部37Jは、シャフト33の第1シャフト端部331側を回転可能に軸支する。
回転ギア38は、シャフト33の蓋部37側の第1シャフト端部331に固定される回転ギアである。第1シャフト端部331の先端部は軸方向と交差する断面視でD面形状を備え(図13参照)、回転ギア38の中心部には、該D面形状に係合する不図示のD穴が開口されている。この結果、回転ギア38は、シャフト33とともに一体回転可能とされる。回転ギア38は、外周ギア部381(図6)を備える。外周ギア部381は、回転ギア38の外周面に形成されたギア部である。なお、各図では、外周ギア部381のギア歯の図示を省略している。回転ギア38は、現像装置20に配置された後記の移動モーターユニット52に連結される。移動モーターユニット52から回転駆動力が伝達されると、回転ギア38は、シャフト33を回転させ、移動壁34を第1方向に移動させる。
カバー39は、トナーコンテナ30の右端部に配置されるカバー部材である。図8(C)を参照して、カバー39は、回転ギア38の半円部分を覆う形状からなる。換言すれば、カバー39が蓋部37を介してコンテナ本体31に固定されると、回転ギア38の半円部分がトナーコンテナ30の外部に露出する。なお、他の実施形態において、カバー39は回転ギア38を部分的に露出させる形状でもよい。カバー39は、軸カバー部391と、第2ガイド部392とを備える。軸カバー部391は、カバー39の中央部に形成された円筒部である。軸カバー部391は、回転ギア38から突出した第1シャフト端部331の端部を覆うカバー部分である。第2ガイド部392は、軸カバー部391の後方において、上下方向に延設された突起部である。軸カバー部391は、トナーコンテナ30がプリンター100に装着されることをガイドする機能を備える。
スクリュー40は、蓋部37およびカバー39に開口された不図示のねじ穴に挿通された後、コンテナ本体31のフランジ部316に締結される。この結果、コンテナ本体31の内部空間31Hに攪拌ディスク32、シャフト33および移動壁34が配置された上で、コンテナ本体31、蓋部37、回転ギア38およびカバー39が一体とされる。
更に、トナーコンテナ30は、トナーセンサー31T(検知センサー)を備える(図6、図8(B))。トナーセンサー31Tは、コンテナ本体31の底部311に配置されるセンサーである。トナーセンサー31Tは、底部311の下端部から底部311の円筒面に沿って配置されている。また、トナーセンサー31Tは、周方向においてトナー排出口319に対向するように配置されている。なお、本実施形態では、上記のようにトナー排出口319が底部311の下端部よりも上方にずれた位置に配置されている。このため、トナーセンサー31Tを底部311の下端部周辺に配置することが可能となる。
トナーセンサー31Tは、透磁率センサーもしくは圧電素子からなるセンサーである。トナーセンサー31Tが圧電素子からなる場合、トナーセンサー31Tのセンサー部分は収容空間31Sに露出している。トナーセンサー31Tは、トナー排出口319の周辺のトナーの有無に応じて、制御部50に出力信号を発信する。詳しくは、トナーセンサー31Tは、収容空間31Sのトナーに押圧されることで、HIGH信号(+5V)を出力する。また、トナーセンサー31Tの直下にトナーが存在しない場合には、トナーセンサー31TはLOW信号(0V)を出力する。トナーセンサー31Tの出力信号は、後記の制御部50によって参照される。なお、トナーセンサー31Tが透磁率センサーの場合、センサーが直接トナーに接触する必要がない。このため、他の実施形態において、トナーセンサー31Tは、コンテナ本体31の外壁に対向するようにプリンター100の筐体101側に配置されてもよい。更に、トナーセンサー31Tの配置は、底部311に限定されるものではない。他の実施形態において、トナーセンサーは、コンテナ本体31の天板312、前壁313および後壁314のいずれかに配置されてもよい。
次に、図12および図13を参照して、本実施形態に係るトナーコンテナ30の攪拌ディスク32について詳述する。図12は、トナーコンテナ30のシャフト33および攪拌ディスク32の斜視図である。また、図13は、攪拌ディスク32の正面図(A)および側面図(B)、(C)である。なお、図13(B)は、図13(A)の攪拌ディスク32を矢印C−Cで示す方向(上方かつ前方)から見た側面図であり、図13(C)は、図13(A)の攪拌ディスク32を右方から見た側面図である。
攪拌ディスク32は、図12の矢印R1方向に回転される。攪拌ディスク32は、ディスクプレート320と、第1突起部321と、第2突起部322とを備える。
ディスクプレート320は、シャフト33の第2シャフト端部332に軸支される円板状の部材である。ディスクプレート320の中央部に開口されたディスク軸穴部32Jに第2シャフト端部332が挿通される。なお、前述のように、攪拌ディスク32はシャフト33に対して相対的に回転可能とされている。第1突起部321及び第2突起部322は、ディスクプレート320において、周方向に間隔をおいて複数配置される突片である。これらの突片は、ディスクプレート320から収容空間31Sに向かって延設されている。また、攪拌ディスク32の回転に伴って、これらの突片はトナー排出口319の径方向内側を周回する。
第1突起部321は、第11突起321Aと、第12突起321Bとを備える。第12突起321Bは、ディスク軸穴部63Jに対向して、攪拌ディスク63の径方向に面するように、換言すれば、周方向に沿って延びる板状の突起である。第12突起321Bは、傾斜部321Cを備える。傾斜部321Cは、第12突起321Bの回転方向上流側の側縁であって、攪拌ディスク32の回転方向に沿って先上がりに傾斜している。第11突起321Aは、第12突起321Bと交差するように、第12突起321Bの回転方向下流側の側縁に連設されている。第11突起321Aは、攪拌ディスク32の回転方向に面するように、換言すれば、径方向外側に向かって延びるように配置された板状の突起である。第11突起321Aの径方向外側の側縁は、ディスクプレート320の外周部と径方向において面一とされている。
第2突起部322は、第12突起321Bと同様の形状からなり、隣接する第1突起部321同士の周方向の間にそれぞれ配置されている。すなわち、第1突起部321と第2突起部322とは周方向において交互に配置されている。また、第2突起部322は、第12突起321Bよりもディスクプレート320の外周部の近傍に配置されている。第2突起部322も第12突起321Bと同様に傾斜部322Aを備える。
<トナーコンテナの機能について>
前述のとおり、トナーコンテナ30は、筐体101に備えられた現像装置20に対して着脱可能とされる。図2を参照して、筐体101の開閉カバー100Cが上方に開放されると、本体内部空間107の一部であるコンテナ収容部109が筐体101の外部に露出する。コンテナ収容部109は現像装置20の上面部に形成されている。本実施形態では、トナーコンテナ30はコンテナ収容部109に対して上方から装着される(図6および図7の矢印DC参照)。この際、トナーコンテナ30のカバー39がコンテナ収容部109の右側部分に配置され、トナーコンテナ30の左壁315が、コンテナ収容部109の左側部分に配置される。プリンター100は、ガイド溝109Aを備える(図2)。ガイド溝109Aは、コンテナ収容部109において上下方向に延設される溝部分である。なお、図2では、右側のガイド溝109Aのみが現れているが、コンテナ収容部109の左側部分にも、同様に、ガイド溝109Aが配置されている。
図14は、本実施形態に係る現像装置20およびトナーコンテナ30の斜視図である。図15は、本実施形態に係る移動モーターユニット52の斜視図である。図16は、現像装置20およびトナーコンテナ30の斜視図である。プリンター100は、更に、筐体101内に制御部50(駆動制御部)および現像モーター51(第2駆動部)を備える(図16)。また、現像装置20は、移動モーターユニット52(第1駆動部)を備える(図15)。なお、図14および図16では、先の図6乃至図9と比較してトナーコンテナ30の外観形状が若干異なるが、トナーコンテナ30の内部構造および機能においては同様である。
制御部50は、現像モーター51および移動モーターユニット52を制御して、移動壁34の移動と攪拌ディスク32の回転とを個別に制御する。現像モーター51は、攪拌ディスク32を回転させる回転駆動力を発生するとともに、現像装置20の現像ローラー21、第1攪拌スクリュー23および第2攪拌スクリュー24を回転させる回転駆動力を発生する。現像モーター51は、現像装置20が筐体101に装着されると、現像装置20の右端側に備えられた不図示の入力ギアに連結される。当該入力ギアは、現像ローラー21を回転させる。また、現像ローラー21と第1攪拌スクリュー23および第2攪拌スクリュー24との間には、現像装置20の左端側において不図示のアイドラギアが配置されている。このため、現像ローラー21に同期して、第1攪拌スクリュー23および第2攪拌スクリュー24が回転される。更に、第1攪拌スクリュー23と同軸に配置されたアイドラギアには、ディスク伝達ギア51Aが連結されている。ディスク伝達ギア51Aは、図16に示すように、コンテナ収容部109の左端側部分に露出するように、現像装置20の現像ハウジング210に回転可能に支持されている。トナーコンテナ30がコンテナ収容部109に装着されると、ディスク伝達ギア51Aは、前述の本体軸受部31Jに係合される。この結果、現像モーター51が発生させた回転駆動力は、現像ローラー21、第1攪拌スクリュー23、第2攪拌スクリュー24に伝達されるとともに、攪拌ディスク32に伝達される。
移動モーターユニット52は、現像装置20の現像ハウジングのうち右端部に配置されたモーター収容部20Rに備えられている(図14)。移動モーターユニット52は、移動壁34を移動させる移動力を発生する。図15を参照して、移動モーターユニット52は、移動モーター52Aと、ギア52B、52C、52Dとを備える。移動モーター52Aによって発生された回転駆動力は、ギア52B、52Cおよび52Dに順次伝達される。そして、図14に示すように、ギア52Dは、コンテナ収容部109の右端側部分に露出している。トナーコンテナ30がコンテナ収容部109に装着されると、ギア52Dは、前述の回転ギア38に係合される。この結果、移動モーターユニット52が発生させた回転駆動力は、回転ギア38からシャフト33に伝達され、移動壁34が第1方向に沿って移動される。
図2および図6、図7を参照して、第1ガイド部318および第2ガイド部392が一対のガイド溝109Aに挿通されながら、トナーコンテナ30がユーザーによってコンテナ収容部109に装着される。トナーコンテナ30がコンテナ収容部109に装着されると、ユーザーによって、または、不図示の開閉機構によって、シャッターがスライド移動され、トナー排出口319が開放される。この結果、トナー排出口319がトナー補給口25の上方に対向して配置される(図4、図5)。なお、トナー排出口319とトナー補給口25との間には不図示の隔壁が配置されており、トナー排出口319から落下したトナーはすべてトナー補給口25に流入する。
図17は、トナーコンテナ30において移動壁34が移動する様子を示す断面図(A)、(B)および(C)である。図17(A)は、移動壁34が初期位置に配置された様子を示し、図17(B)は、移動壁34が初期位置から第1方向に沿って移動した様子を示している。また、図17(C)は、移動壁34が最終位置に配置された様子を示している。また、図18は、トナーコンテナ30の内部の様子を示した断面斜視図である。更に、図19は、移動壁34および攪拌ディスク32の回転制御を示すタイミングチャートである。
ユーザーによって新たなトナーコンテナ30がプリンター100に装着された場合、移動壁34は、図17(A)および図18に示すように、蓋部37に沿った初期位置に配置されている。トナーコンテナ30の製造時に収容空間31Sにトナーが満充填された際でも、収容空間31Sには僅かな空間が残されている。トナーコンテナ30の使用が開始されるにあたり、収容空間31Sに収容されたトナーに所定の流動性を付与するためには、上記の空間が必要とされる。
このため、新しいトナーコンテナ30がプリンター100に装着されると、制御部50(図8(B))は、移動モーターユニット52を所定時間駆動させ、回転ギア38およびシャフト33を回転駆動する(図18の矢印D181参照)。この結果、雄螺旋部333と雌螺旋部340Dとの係合(噛み合い)によって、移動壁34が第1方向に沿ってトナー排出口319に向かって移動する(図18の矢印DA参照)。
なお、本実施形態では、第1方向と交差する断面視において、コンテナ本体31の内周部31Kおよび移動壁34の外周部34K(外周壁部341)は、非真円形状からなる。このため、雄螺旋部333と雌螺旋部340Dとの係合によって、移動壁34に対してシャフト33回りの回転力が付与された場合であっても、移動壁34がコンテナ本体31に対して回転することが防止される。この結果、移動モーターユニット52の回転駆動力によって、移動壁34を安定して第1方向に沿って移動させることができる。また、上記のように、雄螺旋部333と雌螺旋部340Dとの係合によって、移動壁34の外周部34Kがコンテナ本体31の内周部31Kに密接して配置された状態で、移動壁34を第1方向に沿って安定して移動させることができる。
プリンター100において画像形成動作が開始されると、制御部50は現像モーター51を駆動させ、現像ローラー21、第1攪拌スクリュー23および第2攪拌スクリュー24を回転させる(図19の時刻T1)。同時に、トナーコンテナ30では攪拌ディスク32が回転され、収容空間31S内のトナーが攪拌される。そして、現像ローラー21に印加される現像バイアスによって、現像ローラー21から感光体ドラム121にトナーが移動される。
前述のように、本実施形態では、図5に示すように体積補給型のトナー補給形式が採用されている。このため、現像装置20側の滞留部29(図5)がトナー補給口25を下方から封止している場合、トナーコンテナ30から補給トナーは落下しない。一方、現像装置20の現像ローラー21から感光体ドラム121にトナーが供給され、滞留部29のトナーが減少すると、トナー排出口319からトナー補給口25を介して現像装置20にトナーが流入する。この結果、トナーコンテナ30の収容空間31Sでは、トナーセンサー31Tが対向する領域のトナーが消失するため、トナーセンサー31TがLOW信号を出力する(図19の時刻T2)。トナーありからトナーなしの出力信号の変化を受けて、制御部50は、移動モーターユニット52を制御して、移動壁34をトナー排出口319に向かって移動させる(図19の時刻T3、図17(B))。やがて、トナーセンサー31Tの周辺がトナーで満たされると、トナーセンサー31TがHIGH信号を出力する(図19の時刻T4)。そして、制御部50は、トナーなしからトナーありの出力信号の変化を受けて、移動モーターユニット52を制御して、移動壁34を停止させる(図19の時刻T5)。このように、トナー排出口319周辺のトナーの有無に応じて移動壁34が移動制御されるため、移動壁34が過剰にトナーを押圧することが防止される。画像形成動作の終了とともに、制御部50は、現像モーター51を停止させる(図19の時刻T6)。同時に、攪拌ディスク32の回転が停止する。
このように、本実施形態では、現像モーター51の駆動にともなって、収容空間31Sの左端部に配置された攪拌ディスク32が回転する(図18の矢印182)。特に、複数の第1突起部321および第2突起部322が、シャフト33R回りに回転することによって、トナー排出口319の周辺のトナーを積極的に攪拌することができる。この際、第1突起部321の第11突起321A(図12)の回転によって、コンテナ本体31の底部311の下端部に位置するトナーをトナー排出口319に向かって押し上げることができる。したがって、攪拌ディスク32の周辺のトナーを余すことなくトナー排出口319から排出することができる。また、移動壁34を移動させるシャフト33を攪拌ディスク32の回転における軸芯として利用することができる。
また、制御部50が移動壁34の移動と攪拌ディスク32の回転とを個別に制御するため、移動壁34を停止させた状態で、攪拌ディスク32を回転させることが可能となる。そして、トナー排出口319の周辺のトナーの不足状態に応じて、移動壁34を移動させることができる。したがって、移動壁34の移動と攪拌ディスク32の回転とが同期して制御される場合と比較して、収容空間31S内のトナーが移動壁34によって過剰に押圧され、トナーがロック(凝集)することが抑止される。更に、現像装置20の現像ローラー21と同期して攪拌ディスク32が連続的に回転されても、移動壁34を停止させることでトナーの過剰排出およびトナー排出口319周辺でのトナーのロックを防止することができる。したがって、トナー排出口319が小さく開口され、トナー排出口319の周辺が閉空間に近い状態であっても、トナーのロックを防止しつつ、トナーの安定した排出が実現される。換言すれば、トナー排出口319の開口面積を小さくすることが可能となり、トナーの吹き出しによるトナー排出口319周辺のトナー汚れが防止される。
トナーコンテナ30の収容空間31Sのトナーが使用され続けると、やがて移動壁34は図17(C)に示す最終位置に至る。移動壁34がトナー排出口319に至ると、攪拌ディスク32と移動壁34の搬送面340Sとが対向して配置される。特に、本実施形態では、搬送面340Sは、攪拌ディスク32の第1突起部321および第2突起部322の延設方向の先端部に当接する。このように、移動壁34が第1方向に沿って徐々に移動していくことで、収容空間31Sのトナーが移動壁34に押圧されながら、トナー排出口319まで搬送される。この際、移動壁34がトナー排出口319に至るまでの間、収容空間31Sが徐々に縮小されていく。したがって、トナーコンテナ30の内部において、トナーが残留する空間自体が徐々に消失される。そして、図17(C)に示す最終位置では、移動壁34が攪拌ディスク32に当接し、収容空間31Sがほぼ消失される。この結果、収容空間の容積が変化しない従来のトナーコンテナと比較して、使用終了時に、コンテナ本体31の収容空間31Sに残留するトナー量が減少される。更に、移動壁34の搬送面340Sが第1突起部321および第2突起部322の先端部に当接するため、前記搬送面340Sとディスクプレート320との間に残った僅かなトナーは、第1突起部321の回転によってトナー排出口319から排出される。したがって、トナーコンテナ30内のトナーを効率良く排出することができる。
移動壁34が、トナー排出口319に対向する最終位置に至ると、移動壁34の外周部34Kがトナー排出口319の一部をコンテナ本体31の内側から塞ぐ(図17(C))。トナーコンテナ30内のトナー残量が少なくなった場合には、トナーコンテナ30の重量ではトナー残量が把握されにくい。本実施形態では、ユーザーは、不図示のシャッターを開け、トナー排出口319を介して移動壁34が外部に露出する状態をもって、トナーが空であることを確認することができる。この結果、ユーザーにトナーコンテナ30の交換を促すことができる。
また、上記の移動壁34によるトナー排出口319の部分的な封止作用は、途中まで使用されたトナーコンテナ30が何らかの理由によってプリンター100から取り外され、他の空のトナーコンテナ30とともに保管された場合においても有効利用される。すなわち、ユーザーは、保管された複数のトナーコンテナ30のうち、移動壁34がトナー排出口319に見えていないものを選択すればよい。
また、前述のように、本実施形態では、トナーコンテナ30の製造段階で収容空間31Sにトナーを充填するためのトナー補給孔340Bが移動壁34に配置されている。このため、トナー排出口319に加えて、コンテナ本体31側に充填口を形成する必要がない。したがって、コンテナ本体31の形状が簡易に成形される。なお、移動壁34の初期配置を第1方向において異ならせることで、さまざまな充填量のトナーコンテナ30が提供されてもよい。トナー充填時の移動壁34の初期位置が変化されることで、収容空間31Sの容積を変化させることが可能となる。この場合でも、トナー補給孔340Bは移動壁34側に配置されているため、充填量に応じてコンテナ本体31の異なる位置に充填口を配置する必要がなく、コンテナ本体31の共通化が実現される。なお、トナーコンテナ30内のトナー充填量が異なる場合であっても、全てのトナーコンテナ30の移動壁34の初期位置が、常に図17(A)に示される位置に配置されてもよい。この場合、トナーコンテナ30がプリンター100に装着された際に、トナーセンサー31Tの出力信号に応じて、初期的にモーターMが駆動される駆動時間が調整される。この結果、収容空間31S内がトナーで充満される。
更に、図11および図17に示すように、本実施形態に係るトナーコンテナ30は、移動壁停止部334を備えている。移動壁停止部334は、前述のように、シャフト33のうち雄螺旋部333が配置されていない領域であって、トナー排出口319に対向して配置されている。このため、移動壁34が図17(C)に示す最終位置に到達する直前で、移動壁34の雌螺旋部340D(図10(B))は、雄螺旋部333から脱離され、移動壁停止部334に対向して配置される。換言すれば、移動壁34がひとたび図17(C)の最終位置に配置されると、雌螺旋部340Dと雄螺旋部333とが再び係合することが防止される。この結果、誤って回転ギア38が逆回転された場合であっても、移動壁34が蓋部37側に向かって逆行することがない。したがって、上記のように、トナーコンテナ30内のトナーが空の場合には、確実に、移動壁34を最終位置に配置させることが可能となる。また、第1方向が鉛直方向に沿うように、使用済みのトナーコンテナ30が縦置きに保管された場合であっても、移動壁34が自重によって蓋部37の方向に向かって逆行することが抑止される。
また、図17(C)に示す最終位置では、移動壁34の内壁シール342(図11)がトナーコンテナ30の内周部31Kを内側から弾性力をもって径方向に付勢している。このため、移動壁34が最終位置に安定してロックされ、移動壁34の逆行が一層防止される。
以上、本発明の実施形態に係るトナーコンテナ30およびこれを備えたプリンター100について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を採用することができる。
(1)上記の実施形態では、プリンター100としてモノクロプリンターをもって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。特に、プリンター100がタンデム式のカラープリンターの場合には、プリンター100の開閉カバー100C(図2)が開放された後、複数色のトナーに対応してそれぞれのトナーコンテナ30が上方から隣接するように筐体101に装着されてもよい。
(2)また、上記の実施形態では、トナーコンテナ30が現像装置20の長手方向に沿うようにプリンター100に装着される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。トナーコンテナ30は、現像装置20の長手方向と交差する方向に沿って装着される態様でもよい。
(3)また、上記の実施形態では、攪拌ディスク32が左壁315に沿って配置され、移動壁34が蓋部37側から左壁315側に向かって移動する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の変形実施形態において、攪拌ディスク32が蓋部37側に配置され、予め左壁315に沿った初期位置に配置された移動壁34が蓋部37側に移動する態様でもよい。この場合、トナー排出口319は、コンテナ本体31のうちフランジ部316近傍に開口されればよい。
(4)また、上記の実施形態では、体積補給型のトナー補給形式をもって説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。現像装置20に不図示のトナーセンサーが配置される態様でもよい。トナーセンサーによって現像装置20内のトナーが減少したことが検知されると、制御部50によって移動モーターユニット52が駆動され、移動壁34が第1方向に沿って移動される。この結果、トナー排出口319からトナーが落下し現像装置20に流入する。
(5)更に、上記の実施形態では、現像モーター51の駆動力を利用して効率的に攪拌ディスク32を回転させる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。他の駆動部がプリンター100内に備えられ、移動壁34の移動とは別制御にて攪拌ディスク32が回転される態様でもよい。この場合、前記駆動部は正逆回転可能なモーターであってもよく、制御部50が攪拌ディスク32を所定のタイミングで第1の回転方向および第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転させてもよい。攪拌ディスク32が正逆方向に回転することによって、収容空間31S内のトナーを積極的に撹拌することが可能となる。
(6)上記の実施形態では、トナーコンテナ30の左壁315側には、攪拌ディスク32を回転するための本体軸受部31Jが配置され、蓋部37側には移動壁34を移動させる回転ギア38が配置される態様にて説明した。このため、トナーコンテナ30の第1方向の両端側を利用して、移動壁34の移動と攪拌ディスク32の回転とを個別に制御することができる。なお、本発明はこれに限定されるものではない。トナーコンテナ30の第1方向の一端側に本体軸受部31Jおよび回転ギア38が隣接して配置されてもよい。
(7)更に、上記の実施形態では、移動壁34の移動および攪拌ディスク32の回転に対して個別の駆動部が備えられる態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。1つの駆動部が備えられ、クラッチなどの回転制御機構を用いて、移動壁34の移動および攪拌ディスク32の回転が個別に制御されてもよい。
(8)また、上記の実施形態では、移動壁34がトナー排出口319に至ると、移動壁34の外周部34Kがトナー排出口319の一部をコンテナ本体31の内側から塞ぐ(図17(C))態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。移動壁34の最終位置として、移動壁34がトナー排出口319の直前で停止する態様でもよい。すなわち、本発明における「移動壁34がトナー排出口319に至る」とは、移動壁34が第1方向においてトナー排出口319の周辺に配置されればよい。上記の場合、最終位置に至った移動壁34はトナー排出口319を内側から塞がないが、収容空間の容積が変化しない従来のトナーコンテナと比較して、使用終了時にコンテナ本体31の収容空間31Sに残留するトナー量が減少される。
(9)更に、上記の実施形態では、移動壁34が蓋部37側から左壁315側に向かって移動する態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。移動壁34の初期位置が左壁315に沿って配置され、移動壁34が蓋部37側に開口されたトナー排出口319に向かって移動する態様でもよい。
100 プリンター(画像形成装置)
109 コンテナ収容部
121 感光体ドラム(像担持体)
126 転写ローラー(転写部)
20 現像装置
21 現像ローラー(現像剤担持体)
23 第1攪拌スクリュー(現像剤搬送部材)
25 トナー補給口(現像剤補給口)
30 トナーコンテナ(現像剤収容容器)
31 コンテナ本体(容器本体)
311 底部
312 天板
313 前壁
314 後壁
315 左壁(壁部)
316 フランジ部
319 トナー排出口(現像剤排出口)
31H 内部空間
31J 本体軸受部(伝達機構、伝達ギア)
31K 内周部
31S 収容空間
31T トナーセンサー(検知センサー)
32 攪拌ディスク(攪拌部材)
320 ディスクプレート
321 第1突起部
321A 第11突起
321B 第12突起
322 第2突起部
32J ディスク軸穴部
33 シャフト(シャフト部)
333 雄螺旋部
334 移動壁停止部
34 移動壁
340 搬送壁部
340A 軸受部
340B トナー補給孔
340C 円筒部
340D 雌螺旋部
340S 搬送面
341 外周壁部
342 内壁シール
343 シャフトシール
344 補給孔キャップ
34J 移動壁軸穴部
34K 外周部
35 ワッシャー
36 スポンジシール
37 蓋部
37J 蓋軸穴部
38 回転ギア(駆動伝達部)
381 外周ギア部
38J ギア軸穴部
39 カバー
40 スクリュー
50 制御部(駆動制御部)
51 現像モーター(第2駆動部)
52 移動モーターユニット(第1駆動部)

Claims (10)

  1. 第1方向に沿って筒状に延びた内周部と、前記内周部によって画定される内部空間と、前記第1方向の一端部に配置され、前記内部空間の端面を画定する壁部と、を備える容器本体と、
    前記容器本体の前記第1方向のうち前記壁部とは反対側の他端部に装着され、前記内部空間を塞ぐ蓋部と、
    前記内部空間に連通するように前記容器本体の周面に開口され、前記現像剤が排出される現像剤排出口と、
    前記容器本体の前記内周部に密接して配置された外周部と、前記容器本体の前記内周部とともに前記現像剤が収容される収容空間を画定する搬送面とを備え、前記収容空間の前記現像剤を前記現像剤排出口に向かって搬送しながら、前記内部空間内を前記第1方向に沿って前記現像剤排出口に至るまで移動する移動壁と、
    前記第1方向と交差する方向において前記現像剤排出口に対向して配置され、回転され、前記収容空間内の前記現像剤を攪拌する攪拌部材と、
    を備え、
    前記移動壁の移動と前記撹拌部材の回転とが個別に制御されることを特徴とする現像剤収容容器。
  2. 表面に静電潜像が形成されるとともに、現像剤像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に現像剤を供給する現像装置と、
    前記現像装置に前記現像剤を補給する請求項1に記載の現像剤収容容器と、
    前記像担持体からシートに前記現像剤像を転写する転写部と、
    前記移動壁を移動させる駆動力を発生する第1駆動部と、
    前記撹拌部材を回転させる回転駆動力を発生する第2駆動部と、
    前記第1駆動部および前記第2駆動部を制御し、前記移動壁の移動と前記撹拌部材の回転とを個別に制御する駆動制御部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  3. 前記現像剤収容容器は、
    前記内部空間において前記第1方向に延びるように前記壁部および前記蓋部に回転可能に支持され、前記第1方向に沿って形成された雄螺旋部を外周面に備えるシャフト部と、
    前記第1駆動部によって発生された前記駆動力が伝達され、前記シャフト部を回転させる駆動伝達部と、
    前記移動壁を保持し、内周面に前記雄螺旋部と係合する雌螺旋部を備え、前記シャフト部が挿通される軸受部と、
    を更に備え、
    前記シャフト部が回転され、前記雄螺旋部および前記雌螺旋部が噛み合うことによって、前記移動壁が前記シャフト部に沿って移動し、
    前記撹拌部材は、前記シャフト部回りに回転されることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記現像装置は、
    内部に現像剤が貯留される貯留空間を備える現像ハウジングと、
    前記現像ハウジングに回転可能に支持され、表面に前記現像剤を担持し、前記像担持体に前記現像剤を供給する現像剤担持体と、
    を備え、
    前記第2駆動部は、前記現像剤担持体を回転駆動させる駆動部であって、
    前記現像剤収容容器は、前記現像装置に連結され、前記第2駆動部が発生した前記回転駆動力を前記撹拌部材に伝達する伝達機構を備え、
    前記撹拌部材は前記現像ローラーと同期して回転駆動されることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記伝達機構は、前記容器本体の前記壁部に回転可能に支持され、前記撹拌部材に連結されるとともに、内部に軸穴を備える伝達ギアであって、
    前記シャフト部の一端部は、前記伝達ギアの前記軸穴に回転可能に支持されていることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記駆動伝達部は、前記現像剤収容容器の前記蓋部側において前記シャフト部に固定され、前記第1駆動部に連結され、前記シャフト部と一体回転する回転ギアであることを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。
  7. 前記現像剤排出口の周辺の前記現像剤の有無に応じて、前記駆動制御部に出力信号を発信する検知センサーを更に有し、
    前記駆動制御部は、前記検知センサーの現像剤ありから現像剤なしの前記出力信号の変化に応じて、前記第1駆動部を制御して、前記移動壁を前記第1方向に沿って移動させることを特徴とする請求項2乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記駆動制御部は、前記検知センサーの現像剤なしから現像剤ありの前記出力信号の変化に応じて、前記第1駆動部を制御して、前記移動壁を停止させることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記現像装置は、
    前記現像剤排出口の下方において前記現像ハウジングに開口され、前記現像剤収容容器から前記貯留空間に前記現像剤を受け入れる現像剤補給口と、
    前記貯留空間に配置され、回転され、所定の搬送方向に前記現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
    前記現像剤補給口よりも前記搬送方向下流側に配置され、前記現像剤搬送部材の前記搬送方向への前記現像剤の搬送能力が部分的に抑制された搬送能力抑制部と、
    を有することを特徴とする請求項4または5に記載の画像形成装置。
  10. 前記駆動制御部は、所定のタイミングで前記撹拌部材を前記シャフト部回りに第1の回転方向および前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向に回転させることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
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