JP2023020222A - トナー供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー残量が少なくなってきた場合であっても、トナー容器に一定の振動強度を付与できるようにしてトナー容器の内壁に付着したトナーを確実に剥がすことができるようにする。【解決手段】円筒状の外周面に凹部４８が形成されたトナー容器４０を保持し、トナー容器４０を所定方向に回転させることによりトナー容器４０に収容されているトナーを供給するトナー供給装置５０は、トナー容器４０が回転することに伴い凹部４８に嵌まり込んでトナー容器４０に振動を付与する突起部６１と、トナー容器４０の外周面に当接してトナー容器４０を突起部６１に向けて押圧付勢する弾性部材６２と、を備える構成である。【選択図】図５

Description

本発明は、トナー供給装置及び画像形成装置に関し、特にトナー容器を回転させることによってトナーを供給する技術に関する。

電子写真方式で画像形成を行う画像形成装置は、トナー容器を装着して回転させることにより、トナー容器からトナーを供給して画像形成を行う。この種の画像形成装置では、トナー容器に収容されているトナーが凝集し、トナー容器の内壁に付着してしまうことがある。トナー容器の内壁に付着したトナーは、トナー容器を回転させるだけでは内壁から剥がし取ることが難しい。

そのため、従来、トナー容器の頭部に嵌合してトナー容器と共に回転する筒状保持部材の外周面に段差部を形成すると共に、その筒状保持部材の外周面に嵌合して筒状保持部材を回転可能に支持する本体側保持部材の内周面に前記段差部が落ち込む凹部を形成した構造が提案されている（例えば特許文献１）。この従来技術では、筒状保持部材の外周面に形成された段差部が本体側保持部材の凹部に落ち込んだ時に発生する振動を利用してトナー容器に振動を付与し、トナー容器の内壁に付着したトナーを剥がすようにしている。

特開平１１－２７２０５２号公報

しかし、上述した従来技術では、トナー容器の自重を利用して振動を発生させるため、トナー容器に付与される振動強度は、トナー容器内のトナー残量に依存する。したがって、トナー容器内のトナー残量が少ない場合には、十分な振動強度が付与されず、内壁に付着したトナーを剥がし取ることができないという問題がある。

これを防止するため、例えば、段差部の段差を大きくすると共に凹部の深さを深くし、段差が凹部に落ち込む際の落ち込み量を大きくすることにより、振動強度を上げることが考えられる。しかし、段差を大きくすると、段差部が本体側保持部材の凹部以外の内周面に接触した状態で回転するときにトナー容器の回転軸が回転駆動系の回転軸と大きくずれてしまい、回転駆動系に過大な負荷がかかるという問題がある。それ故、従来技術では、段差部の段差を大きくして振動強度を上げる構造を採用することは難しい。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされたものであり、トナー残量が少なくなってきた場合であっても、トナー容器に一定の振動強度を付与できるようにして内壁に付着したトナーを良好に剥がすことができるトナー供給装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、請求項１に係る発明は、円筒状の外周面に凹部が形成されたトナー容器を保持し、前記トナー容器を所定方向に回転させることにより前記トナー容器に収容されているトナーを供給するトナー供給装置であって、前記トナー容器が回転することに伴い前記凹部に嵌まり込んで前記トナー容器に振動を付与する突起部と、前記外周面に当接して前記トナー容器を前記突起部に向けて押圧付勢する弾性部材と、を備えることを特徴とする構成である。

請求項２に係る発明は、請求項１のトナー供給装置において、前記突起部及び前記弾性部材は、前記トナー容器を挟んで互いに対向する位置に設けられることを特徴とする構成である。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２のトナー供給装置において、前記突起部は、前記トナー容器の長手方向において前記弾性部材が前記外周面に当接する位置とは異なる位置に設けられることを特徴とする構成である。

請求項４に係る発明は、請求項１乃至３のいずれかのトナー供給装置において、前記突起部の前記外周面の法線方向における高さは、前記凹部の深さよりも大きいことを特徴とする構成である。

請求項５に係る発明は、請求項１乃至４のいずれかのトナー供給装置において、前記突起部は、前記凹部に嵌まり込んだときに前記凹部の底部に当たる頂部を備えることを特徴とする構成である。

請求項６に係る発明は、請求項５のトナー供給装置において、前記突起部は、前記トナー容器の回転方向において、前記頂部の下流側に、前記外周面の接線との成す角度が鋭角である第１傾斜面を有することを特徴とする構成である。

請求項７に係る発明は、請求項６のトナー供給装置において、前記突起部は、前記トナー容器の回転方向において、前記頂部の上流側に、前記外周面の接線との成す角度が前記第１傾斜面よりも大きい第２傾斜面を有することを特徴とする構成である。

請求項８に係る発明は、請求項５乃至７のいずれかのトナー供給装置において、前記弾性部材は、前記頂部が前記凹部の底部に当たったとき、前記外周面に当接した状態を継続していることを特徴とする構成である。

請求項９に係る発明は、請求項１乃至８のいずれかのトナー供給装置において、前記突起部の背面側は、垂直な壁部として形成されることを特徴とする構成である。

請求項１０に係る発明は、請求項１乃至９のいずれかのトナー供給装置において、前記トナー容器を保持する保持部材、を更に備え、前記保持部材は、前記外周面の最下点を支持する底部と、前記底部の一端から立設し、前記弾性部材を所定高さ位置に保持する第１壁部と、前記底部の他端から立設し、前記突起部が設けられた第２壁部と、を有することを特徴とする構成である。

請求項１１に係る発明は、請求項１０のトナー供給装置において、前記保持部材は、水平方向に沿って複数設置されていることを特徴とする構成である。

請求項１２に係る発明は、請求項１１のトナー供給装置において、前記第２壁部の裏面側には、隣接して配置される前記保持部材の前記第１壁部が接合していることを特徴とする構成である。

請求項１３に係る発明は、請求項１乃至１２のいずれかのトナー供給装置において、前記トナー容器の底面には、外周部から中心に向かって形成された直線状の凹溝が設けられており、前記凹溝に係合して前記トナー容器を回転させる駆動カップリングを更に備えることを特徴とする構成である。

請求項１４に係る発明は、請求項１３のトナー供給装置において、前記凹部は、前記外周面において、前記凹溝と同じ角度位置に形成されることを特徴とする構成である。

請求項１５に係る発明は、画像形成装置であって、請求項１乃至１４のいずれかのトナー供給装置を備えることを特徴とする構成である。

本発明によれば、トナー残量が少なくなってきた場合であっても、トナー容器に一定の振動強度を付与することが可能であり、トナー容器の内壁に付着したトナーを確実に剥がすことができる。

画像形成装置の外観構成を例示する図である。 プリンタ部の内部構造を示す図である。 トナー供給装置を示す斜視図である。 トナー容器の回転機構の一例を示す図である。 保持部材の一構成例を示す斜視図である。 保持部材がトナー容器を保持している状態を示す図である。 突起部が凹部に嵌まる前後におけるトナー容器の底面の凹溝と駆動カップリングの突起部との係合状態を示す図である。 突起部を拡大して示す図である。 突起部を拡大して示す図である。 螺旋溝の断面構造を示す図である。 突起部の幅を螺旋溝の幅よりも大きく形成する例を示す図である。 突起部が設けられる位置のバリエーションを示す図である。 複数の保持部材の配置例を示す断面図である。 第２壁部の肉厚を太く形成した保持部材の例を示す断面図である。

以下、本発明に関する好ましい実施形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。尚、以下に説明する実施形態において互いに共通する要素には同一符号を付しており、それらについての重複する説明は省略する。

（本発明の一実施形態）
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１の一構成例を示す図である。この画像形成装置は、例えば、コピー機能、スキャン機能及びプリント機能などの複数の機能を備えたＭＦＰとして構成される。

画像形成装置１は、装置本体の中央にプリンタ部２を備えている。また、プリンタ部２は、その下部に給紙カセット３を備えている。給紙カセット３は、その内側に給紙トレイ１０（図２参照）を備えており、装置本体の正面側に引き出すことによって給紙トレイ１０に印刷用紙などのシート９の束を収容することができる。プリンタ部２は、給紙トレイ１０から給紙されるシート９に対して電子写真方式による画像形成を行うものであり、印刷対象となる画像データに基づくトナー像をシート９に転写し、そのトナー像をシート９に定着させて排紙トレイ４上に排出する。尚、プリンタ部２の正面側には、内部に装着されているトナー容器４０（図２参照）を交換する際に開閉可能な扉部材２ｃが設けられている。

画像形成装置１は、プリンタ部２の上部に、スキャナ部５と操作パネル６とを備えている。スキャナ部５は、ユーザーによってセットされる原稿の画像を光学的に読み取って画像データを生成する。例えば、ユーザーによって指定されたジョブがコピージョブである場合、スキャナ部５が原稿の画像を読み取ることによって画像データを生成し、プリンタ部２がその画像データに基づいてシート９に対する画像形成を行う。操作パネル６は、ユーザーが画像形成装置１を操作する際のユーザーインタフェースとなるものである。この操作パネル６は、ユーザーに対して各種画面を表示し、ユーザーによる操作を受け付ける。

図２は、プリンタ部２の内部構造を示す図である。プリンタ部２は、その内部に、シート９を搬送するシート搬送機構２ａと、画像形成機構２ｂとを備えている。

シート搬送機構２ａは、給紙トレイ１０に収容されているシート９の束のうちから最上部にある１枚のシート９を取り出し、そのシート９を図中破線で示す搬送路１１に沿って矢印Ｆ１方向に搬送する機構である。シート搬送機構２ａは、ピックアップローラー１２と給紙ローラー１３とによって給紙トレイ１０に収容されている１枚のシート９を搬送路１１に送り出す。この搬送路１１には、タイミングローラー１４と、二次転写ローラー２３と、定着部２８と、排紙ローラー１５とが設けられている。搬送路１１に沿って搬送されるシート９は、タイミングローラー１４の位置で一旦停止し、画像形成機構２ｂによって中間転写ベルト２２に一次転写されたトナー像が二次転写ローラー２３の位置へ到達するタイミングに合わせて二次転写ローラー２３に向けて供給される。その結果、シート９が二次転写ローラー２３の位置を通過する際に、中間転写ベルト２２に一次転写されているトナー像がシート９の表面に二次転写される。トナー像が転写されたシート９は、その後、定着部２８を通過する際に、加熱処理及び加圧処理が施され、その表面にトナー像が定着する。そして、トナー像が定着したシート９は、排紙ローラー１５からプリンタ部２の上部の排紙トレイ４上へ排出される。

画像形成機構２ｂは、駆動ローラー２０と、従動ローラー２１と、中間転写ベルト２２と、二次転写ローラー２３と、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラック）の各色に対応して個別に設けられる画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと、中間転写ベルト２２を挟んで各画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋに対向して配置される一次転写ローラー２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋと、各画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋのそれぞれに各色のトナーを供給するトナー供給装置５０と、トナー供給装置５０から各画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋのそれぞれにトナーを供給するために接続されるジョイント４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋと、を備える。

駆動ローラー２０は、シート９の搬送路１１を挟んで二次転写ローラー２３に対向する位置に設けられ、図示を省略するモーターによって所定方向（反時計回り方向）に回転駆動される。従動ローラー２１は、駆動ローラー２０と略同一高さ位置で駆動ローラー２０から離れた位置に設けられる。中間転写ベルト２２は、駆動ローラー２０と従動ローラー２１に掛け渡された状態に配置される無端ベルトである。従動ローラー２１は図示を省略するスプリングによって駆動ローラー２０から離れる方向（図２において左方向）に付勢され、中間転写ベルト２２に張力を付与している。駆動ローラー２０が所定方向に回転駆動されることにより、中間転写ベルト２２が図中矢印Ｆ２方向に循環移動し、従動ローラーも従動回転する。

中間転写ベルト２２の下方には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋが所定間隔で配置されている。画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋは、それぞれ取り扱うトナーの色が異なるだけであり、具体的な構成及び動作は互いに共通している。そのため、以下において、各色の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋのそれぞれを区別しないときには、それらを総称して単に「画像形成ユニット３０」と呼ぶことがある。

画像形成ユニット３０は、中間転写ベルト２２を挟んで一次転写ローラー２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋのそれぞれと対向する位置に配置される感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１は、円筒状ドラムの表面に感光層が形成された像担持体である。感光体ドラム３１の周囲には、クリーナー３５と、帯電部３２と、露光部３３と、現像部３４とが配置される。クリーナー３５は、中間転写ベルト２２に一次転写されずに感光体ドラム３１の表面に残留したトナーを除去するためのものである。帯電部３２は、感光体ドラム３１の表面の感光層を所定電荷に帯電させる。露光部３３は、例えば半導体レーザーや発光ダイオードなどの光源を有し、描画対象となる画像データに基づいて所定電荷に帯電した感光層を露光することにより、感光体ドラム３１の表面に静電潜像を形成する。現像部３４は、その内部にトナーを含む現像剤が充填されており、感光体ドラム３１の表面に現像剤を付与することにより、露光部３３によって形成された静電潜像をトナーで顕像化する。これにより、感光体ドラム３１の表面にトナー像が形成される。

感光体ドラム３１の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルト２２が感光体ドラム３１と一次転写ローラー２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋとの間を通過する時に中間転写ベルト２２に一次転写される。このような動作が各色の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋにおいて順次行われることにより、中間転写ベルト２２に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー像が順次重畳して一次転写され、カラー画像が形成される。このカラー画像は、シート９が中間転写ベルト２２と二次転写ローラー２３とのニップ部を通過する際に、シート９に対して二次転写される。尚、シート９に二次転写されずに中間転写ベルト２２に残留したトナーは、図示を省略するクリーニング手段で回収される。

トナー供給装置５０は、中間転写ベルト２２の上方位置に設けられる。このトナー供給装置５０には、Ｙ，Ｍ、Ｃ，Ｋの各色のトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋが着脱可能である。例えば、プリンタ部２の正面側に設けられている扉部材２ｃを開放することにより、トナー供給装置５０に対するトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの着脱操作を行うことができる。このトナー供給装置５０は、各色のトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと、トナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの下方位置に設けられるサブホッパーユニット４１とを備えている。サブホッパーユニット４１には、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応するサブホッパー４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋが設けられている。各色のトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋは、各色に対応するサブホッパー４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋに対してトナーを供給する。また、各色のサブホッパー４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋには、トナーを供給するジョイント４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋが接続されており、各色のサブホッパー４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋからジョイント４３Ｙ，４３Ｍ，４３Ｃ，４３Ｋを介して各色の画像形成ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋの現像部３４にトナーが供給される。

尚、以下においては、各色のトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを区別しないときには、それらを総称して「トナー容器４０」と呼ぶ。また、以下において、各色のサブホッパー４２Ｙ，４２Ｍ，４２Ｃ，４２Ｋを区別しないときには、それらを総称して「サブホッパー４２」と呼ぶ。

図３は、トナー供給装置５０を示す斜視図である。例えば、トナー容器４０は、概略円筒状の形態を有し、トナーを収容している容器本体４４と、その容器本体４４の端部に設けられるキャップ部４３とを有する。容器本体４４とキャップ部４３とは相対的に回転可能に取り付けられている。キャップ部４３の正面側にはトナー容器４０を回転させるツマミ４５が形成されている。このトナー容器４０は、トナー供給装置５０に装着される際、容器本体４４の底面４７を先端にしてプリンタ部２の前面側からＸ方向に差し込まれる。その結果、各色のトナー容器４０のキャップ部４３は、各色のサブホッパー４２が一体に構成されたサブホッパーユニット４１の上部に載置される。

トナー容器４０のキャップ部４３の内側には、図示を省略するトナー供給口が形成されており、トナー容器４０がＸ方向に差し込まれて装着されると、トナー供給口がサブホッパー４２の上部に位置する状態となる。キャップ部４３の外周部は、そのトナー供給口を開閉するシャッターとして機能し、キャップ部４３の外周部を内側に対して相対回転させることにより、トナー供給口が開放され、トナー容器４０に収容されているトナーをサブホッパー４２に供給可能な状態となる。この状態で容器本体４４が回転することにより、キャップ部４３に向かって移動してくるトナーがトナー供給口からサブホッパー４２に落下供給される。

また、トナー容器４０は、容器本体４４の外周面に、螺旋溝４６を有している。この螺旋溝４６は、容器本体４４の内側に、螺旋状の突条部を形成しており、容器本体４４が回転することに伴い、内部のトナーをキャップ部４３に向けて搬送する機能を有している。

また、トナー容器４０は、容器本体４４の外周面に、トナー容器４０の長手方向（Ｘ方向）に沿って直線状に形成される凹部４８を有している。この凹部４８は、後述するように、容器本体４４が回転することに伴って容器本体４４に振動を付与するためのものである。例えば、本実施形態のトナー容器４０は、容器本体４４の外周面において、容器本体４４の回転方向に１８０度ずつ回転させた２箇所の位置に凹部４８が形成されている。そのため、容器本体４４が１／２回転する度に、容器本体４４に振動が付与される構成となっている。

トナー容器４０の容器本体４４の底面側には、トナー容器４０の底面４７に係合して容器本体４４を回転可能に保持する回転保持部５１が設けられている。本実施形態では、４つのトナー容器４０の底面側に、２つの回転保持部５１，５１が設けられている例を示している。そして１つの回転保持部５１が２つのトナー容器４０を回転させるように構成される。回転保持部５１の背面側には、モーターなどの駆動源５２が配置されている。駆動源５２による駆動力は各トナー容器４０に個別に設けられた回転駆動部５３に伝達され、回転駆動部５３が各トナー容器４０を所定の回転軸周りに回転させる。

図４は、トナー容器４０の回転機構の一例を示す図である。図４（ａ）は、トナー容器４０の底面４７の構造を示しており、図４（ｂ）は回転駆動部５３の構造を示している。図４（ａ）に示すように、トナー容器４０の底面４７には、外周部から中心に向かって直線状に形成される２つの凹溝４７ａ，４７ａが設けられる。これら凹溝４７ａ，４７ａは、容器本体４４の外周面に形成された凹部４８，４８を結ぶ直線上であって、容器本体４４の中心を通る直線上に設けられる。つまり、凹溝４７ａ，４７ａは、トナー容器４０の外周面に形成される凹部４８，４８と同じ角度位置に形成されている。また、図４（ｂ）に示すように、回転駆動部５３は、その先端に駆動カップリング５４を備えている。駆動源５２による駆動力が回転駆動部５３へ伝達され、回転駆動部５３が動作すると、駆動カップリング５４は、回転軸５５を中心として所定の回転方向Ｒへ回転する。

駆動カップリング５４の前面側には、２つの突起部５４ａ，５４ａが設けられている。これら２つの突起部５４ａ，５４ａがトナー容器４０の底面４７に設けられている２つの凹溝４７ａ，４７ａに嵌合することによって駆動カップリング５４がトナー容器４０の底面４７に係合する。そして、駆動カップリング５４が所定の回転方向Ｒへ回転することに伴い、トナー容器４０は、図４（ａ）に示すように、回転軸４９を中心として回転方向Ｒへ回転する。

図３に戻り、トナー供給装置５０は、更に、各色のトナー容器４０の外周面を保持する保持部材６０を備えている。本実施形態のトナー供給装置５０は、水平方向（Ｙ方向）に沿って隣接配置される４つのトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを備えているため、４つの保持部材６０が水平方向（Ｙ方向）に沿って配置されている。保持部材６０は、トナー容器４０の容器本体４４の外周面を回転可能に保持する。

図５は、保持部材６０の一構成例を示す斜視図である。保持部材６０は、トナー容器４０の容器本体４４の外周面の３点に接触することにより、トナー容器４０を保持する。この保持部材６０は、円筒状の容器本体４４の外周面における最下点を支持する底部６３と、底部６３の一端から立設する第１壁部６４と、底部６３の他端から立設する第２壁部６５とを備えている。そして保持部材６０は、第１壁部６４と第２壁部６５との間において容器本体４４を保持するように構成される。

また、保持部材６０は、第１壁部６４に板バネなどで構成される弾性部材６２が設けられており、第１壁部６４に対向する第２壁部６５に突起部６１が設けられている。そして保持部材６０は、弾性部材６２と突起部６１とを互いに対向させた状態に保持している。突起部６１は、第２壁部６５の上部に設けられ、容器本体４４の外周面に当接し、トナー容器４０が回転することに伴って容器本体４４の外周面に形成された凹部４８に嵌まり込むことで容器本体４４に振動を付与する。この突起部６１は、第２壁部６５に対して一体形成されたものであっても良いし、第２壁部６５とは別体として形成され、第２壁部６５に取り付けられたものであっても良い。また、弾性部材６２は、例えば中央部を湾曲させて第２壁部６５に向けて突出させ、両端が第１壁部６４に固定されることによって弓形状に形成されている。この弾性部材６２は、容器本体４４の外周面に当接し、容器本体４４を突起部６１に向けて押圧付勢する。

例えば、第２壁部６５の上部に設けられる突起部６１の背面側は、垂直な壁部として形成されている。また、第１壁部６４の背面側も垂直な壁部として形成されている。

図６は、保持部材６０がトナー容器４０を保持している状態を示す図である。図６（ａ）に示すように、保持部材６０は、弾性部材６２をトナー容器４０の容器本体４４の外周面に当接させ、矢印Ｆで示すように容器本体４４を押圧付勢する。突起部６１は、容器本体４４を挟んで弾性部材６２と対向する位置に配置され、容器本体４４の外周面に当接している。この突起部６１は、例えば容器本体４４の外周面に向かって山型状に突出した形状を有している。

図６（ａ）に示すように、容器本体４４の外周面に形成された凹部４８が突起部６１とは異なる位置にある状態で容器本体４４が回転方向Ｒに回転すると、容器本体４４の外周面に形成された凹部４８がやがて突起部６１の位置に到達する。凹部４８が突起部６１まで回転すると、図６（ｂ）に示すように、突起部６１が凹部４８に嵌まり込む。このとき、容器本体４４は、弾性部材６２によって突起部６１が位置する方向（矢印Ｆの方向）に押圧付勢されている。そのため、凹部４８が突起部６１の位置まで回転すると、容器本体４４は、弾性部材６２の押圧力によって瞬間的に凹部４８を突起部６１に突き当てるように変位する。これにより、突起部６１が凹部４８に嵌まり込むときに衝撃を発生させることができ、容器本体４４に振動を付与することができる。そのため、容器本体４４の内部に収容されているトナーが凝集してトナー容器４０の内壁に付着している場合であっても、容器本体４４が振動することにより、トナー容器４０の内壁からトナーを剥離することができる。

容器本体４４に付与される振動強度は、弾性部材６２の押圧力に依存する。そのため、仮にトナー容器４０の内部のトナー残量が少なくなってきた場合であっても、容器本体４４を一定の振動強度で振動させることが可能であり、トナー容器４０の内壁からトナーを確実に剥離することが可能である。つまり、本実施形態のトナー供給装置５０は、弾性部材６２でトナー容器４０を押圧することにより、トナー容器４０に付与する振動強度を安定させることが可能であり、トナー容器４０の内部のトナー残量に依らない振動付与機構を実現しているのである。また、振動強度が弾性部材６２の押圧力に依存するため、突起部６１の高さを必要以上に高くする必要がない。例えば、振動強度を上げるためには、バネ定数の大きい弾性部材６２を用いれば良く、弾性部材６２の形状や材質を適宜選択することで振動強度を調整することができる。そのため、突起部６１が凹部４８に嵌まり込んだときの回転軸４９，５５の位置ズレを小さく抑えることが可能である。

次に、図７は、突起部６１が凹部４８に嵌まる前後におけるトナー容器４０の底面４７の凹溝４７ａ，４７ａと駆動カップリング５４の突起部５４ａ，５４ａとの係合状態を示す図である。図７（ａ）に示すように、突起部６１が容器本体４４の凹部４８とは異なる外周面に当接している状態で容器本体４４が回転しているとき、容器本体４４の回転軸４９と駆動カップリング５４の回転軸５５とは互いに一致している。

これに対し、図７（ｂ）に示すように、突起部６１が凹部４８に嵌まり込むと、弾性部材６２による押圧力によって容器本体４４が変位するため、容器本体４４の回転軸４９と駆動カップリング５４の回転軸５５とが位置ズレする。一方、上述したように、駆動カップリング５４の突起部５４ａ，５４ａが嵌合する凹溝４７ａ，４７ａは、容器本体４４の外周面に形成された凹部４８，４８と同じ角度位置にあり、容器本体４４の凹部４８，４８を結ぶ直線上に形成されている。そのため、突起部６１が凹部４８に嵌まり込んで容器本体４４が変位するとき、駆動カップリング５４の突起部５４ａ，５４ａは、図７（ｂ）に示すように、凹溝４７ａ，４７ａが形成されている方向に沿って相対変位することで容器本体４４の回転軸４９と駆動カップリング５４の回転軸５５との位置ズレを吸収することができる。すなわち、回転軸４９，５５が位置ズレした場合であっても、駆動カップリング５４の突起部５４ａ，５４ａは、凹溝４７ａ，４７ａとの係合状態を良好に維持するのである。これにより、駆動カップリング５４は、突起部６１が凹部４８から離脱するまでの間、容器本体４４を偏心させた状態で回転させることができる。そして突起部６１が凹部４８から離脱すると、回転軸４９，５５の位置ズレが解消する。

図８及び図９は、突起部６１を拡大して示す図である。図８に示すように、突起部６１は、容器本体４４の外周面に当接する頂部６６を有している。また、突起部６１は、容器本体４４の回転方向Ｒにおいて、頂部６６の下流側に第１傾斜面６７を有し、頂部６６の上流側に第２傾斜面６８を有している。第１傾斜面６７は、頂部６６の当接位置における容器本体４４の外周面に対する接線４０Ｌとの成す角度αが鋭角である。第１傾斜面６７の角度αを鋭角とすることにより、図９に示すように突起部６１が凹部５８に嵌まり込んだ後、容器本体４４が回転方向Ｒに回転し、凹部４８の後端部４８ａが第１傾斜面６７に接触した場合であっても容器本体４４をスムーズに回転させることができ、突起部６１を凹部４８からスムーズに離脱させることが可能である。

また、図８に示すように、第２傾斜面６８は、接線４０Ｌとの成す角度βが第１傾斜面６７の角度αよりも大きく形成される。第２傾斜面６８の角度βを第１傾斜面６７の角度αよりも大きくすることにより、突起部６１が凹部４８に嵌まり込むときの瞬間的な変位量を大きくすることが可能であり、容器本体４４に与える衝撃を大きくできるという利点がある。ここで、第２傾斜面６８の角度βは、好ましくは約９０度とすることである。

また、容器本体４４の外周面の法線方向に向かって突出する突起部６１の高さＨは、凹部４８の深さよりも大きくすることが好ましい。突起部６１の高さＨを凹部４８の深さよりも深くすることにより、突起部６１が凹部４８に嵌まり込んだときに頂部６６が凹部４８の底部を叩くようになり、容器本体４４に強い衝撃を与えることができるようになる。

また、突起部６１は、凹部４８に嵌まるときに、容器本体４４に衝撃を与えることができるが、螺旋溝４６に嵌まるときには容器本体４４に衝撃を与えない。図１０は、螺旋溝４６の断面構造を示す図である。例えば螺旋溝４６は、図１０に示すように、緩やかな傾斜面４６ａ，４６ａによって構成されている。そのため、突起部６１は、螺旋溝４６に嵌まるときにはそれら傾斜面４６ａ，４６ａに沿って緩やかに螺旋溝４６の底部に嵌まり込むため、容器本体４４に衝撃を与えないようになっている。また、螺旋溝４６の両側の傾斜面４６ａ，４６ａが緩やかな斜面であるため、突起部６１が螺旋溝４６の内側に進入した後にも容器本体４４が回転することに伴って螺旋溝４６からスムーズに退出することも可能である。

また、突起部６１は、螺旋溝４６には嵌まり込まない構造を採用しても良い。例えば、図１１に示すように、トナー容器４０の長手方向（Ｘ方向）における突起部６１の幅Ｌ１を、螺旋溝４６の幅Ｌ２よりも大きくすることにより、容器本体４４が回転しても突起部６１が螺旋溝４６には嵌まらない構造とすることができる。突起部６１が螺旋溝４６には嵌まらない構造とすることにより、突起部６１が凹部４８に嵌まり込んでいない状態のときには容器本体４４の回転軸４９と駆動カップリング５４の回転軸５５とを一致させた状態で容器本体４４を回転させることが可能であり、回転駆動部５３にかかる負荷を低減できるという利点がある。

次に図１２は、トナー容器４０の長手方向（Ｘ方向）において突起部６１が設けられる位置のバリエーションを示す図である。例えば、図１２（ａ）に示すように、突起部６１は、トナー容器４０の長手方向（Ｘ方向）において弾性部材６２による押圧力が作用する領域ＲＸの範囲内に設けられるものであっても良い。しかし、突起部６１が弾性部材６２による押圧力が作用する領域ＲＸの範囲内に設けられると、トナー容器４０の容器本体４４を弾性部材６２と突起部６１との間に差し込む際に、容器本体４４が弾性部材６２に当たり、弾性部材６２による押圧力が作用するため、容器本体４４を弾性部材６２と突起部６１との間に差し込み難く、作業性が悪いという問題がある。

そのため、図１２（ｂ）に示すように、突起部６１は、弾性部材６２が容器本体４４の外周面に当接する位置とは異なる位置に設けるようにしても良い。例えば、図１２（ｂ）の例では、突起部６１は、トナー容器４０の長手方向（Ｘ方向）において弾性部材６２による押圧力が作用する領域ＲＸの範囲外に設けられる。より具体的には、突起部６１は、トナー容器４０が差し込まれる挿入方向（Ｘ方向）において、弾性部材６２よりも手前側の位置に設けられている。そのため、トナー容器４０の容器本体４４を弾性部材６２と突起部６１との間に差し込む際には、まず容器本体４４を第１壁部６４と突起部６１との間に差し込み、その後、トナー容器４０を押し込むことにより、容器本体４４を弾性部材６２と突起部６１との間に配置することができる。つまり、弾性部材６２が容器本体４４の外周面に当接する位置とは異なる位置に突起部６１を設けることにより、容器本体４４を弾性部材６２と突起部６１との間に差し込み易くなり、作業性が向上するという利点がある。

上述した保持部材６０は、水平方向（Ｙ方向）に沿って複数配置され、４つのトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋのそれぞれを所定間隔で保持する。図１３は、４つの保持部材６０の配置例を示す断面図である。画像形成装置１の小型化を実現するためには、４つのトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの配置間隔は小さい方が好ましい。一方、保持部材６０の第１壁部６４及び第２壁部６５は、各トナー容器４０Ｙ，４０Ｍ４０Ｃ，４０Ｋの間に配置される。そのため、４つのトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの配置間隔を小さくしようとすると、第１壁部６４及び第２壁部６５のそれぞれの肉厚を薄くすることが必要となる。しかし、突起部６１が設けられている第２壁部６５の肉厚が薄くなると、突起部６１が容器本体４４の凹部４８に嵌まり込むときに、突起部６１が弾性部材６２による押圧力を受けて変位したり、変形したりしてしまう可能性がある。突起部６１が変位又は変形すると、容器本体４４に与える衝撃が弱くなり、容器本体４４の内壁に付着したトナーを適切に剥がすことができなくなる可能性がある。そこで、本実施形態のトナー供給装置５０は、図１３に示すように、水平方向に隣接して配置される複数の保持部材６０を互いに接合させた状態に設置している。すなわち、突起部６１が設けられる第２壁部６５の裏面側には、隣接して配置される保持部材６０の第１壁部６４が接合した状態に配置される。また、突起部６１の裏面側も、隣接して配置される保持部材６０の第１壁部６４に接合させた状態に配置される。すなわち、突起部６１の裏面側の垂直な壁部が、隣接する保持部材６０における第１壁部６４の裏面側の垂直な壁部に対して接合した状態に配置される。これにより、第２壁部６５及び突起部６１の剛性が高まり、突起部６１が容器本体４４の凹部４８に嵌まり込んだときに、突起部６１が弾性部材６２による押圧力によって変位したり、変形したりすることを防止することができる。

また、上記の他、第２壁部６５の肉厚を太くすることにより、第２壁部６５の剛性を高めるようにしても良い。図１４は、第２壁部６５の肉厚を太く形成した保持部材６０の例を示す断面図である。例えば、図１４（ａ）に示すように、第２壁部６５の肉厚を太くすることにより、第２壁部６５の剛性を高めるようにしても良い。また、図１４（ｂ）に示すように、突起部６１の頂部６６の下方に位置する第２傾斜面６８を、垂直な面とすることにより、第２壁部６５の肉厚を太くするようにしても良い。

特に、図１３に示した複数の保持部材６０のうち、トナー容器４０Ｋを保持する保持部材６０は右側の端部に位置しているため、第２壁部６５の裏面側に別の保持部材６０の第１壁部６４を接合させた状態に配置することができない。そのため、複数の保持部材６０のうち、端部に位置する保持部材６０の第２壁部６５を、図１４（ａ）又は図１４（ｂ）に示したように肉厚を太くすることにより、第２壁部６５及び突起部６１の剛性を高めることができ、突起部６１が容器本体４４の凹部４８に嵌まり込んだときに、突起部６１が弾性部材６２による押圧力によって変位したり、変形したりすることを防止することができるようになる。

このように本実施形態のトナー供給装置５０は、トナー容器４０が回転することに伴いトナー容器４０の外周面に形成された凹部４８に嵌まり込んでトナー容器４０に振動を付与する突起部６１と、トナー容器４０を挟んで突起部６１に対向する位置に配置され、トナー容器４０の外周面に当接してトナー容器４０を突起部６１に向けて押圧付勢する弾性部材６２とを備えている。そのため、トナー容器４０内部のトナー残量が少なくなってきた場合であっても、トナー容器４０に一定の振動強度を付与することができるため、トナー容器４０の内壁に付着したトナーを確実に剥がすことが可能である。

以上、本発明の好ましい一実施形態について説明した。しかし、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変形例を適用することが可能である。

例えば、上記実施形態では、１つのトナー容器４０を保持する保持部材６０を水平方向に複数配置することにより、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４つのトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを保持する例について説明した。しかし、本発明は、上述した内容に限られない。例えば、図１３に示したように水平方向に配置される複数の保持部材６０を一体物として構成しても構わない。

また、上記実施形態では、弾性部材６２として弓形状の板バネを設けた例を説明した。しかし、弾性部材６２の形状は、必ずしも弓形状に限られるものではない。また、弾性部材６２は、板バネに限られるものでもない。例えば、弾性部材６２は、コイルスプリングやゴムなどによって構成されるものであっても構わない。

また、本実施形態では、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー容器４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを装着してカラー画像を形成可能な画像形成装置１を例示した。しかし、画像形成装置１は、カラー画像を形成可能な装置に限られない。すなわち、画像形成装置１は、モノクロ画像のみを形成するモノクロ専用機であっても構わない。

１ 画像形成装置
４０（４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ） トナー容器
４７ 底面
４７ａ 凹溝
４８ 凹部
５０ トナー供給装置
５４ 駆動カップリング
６０ 保持部材
６１ 突起部
６２ 弾性部材
６３ 底部
６４ 第１壁部
６５ 第２壁部
６６ 頂部
６７ 第１傾斜面
６８ 第２傾斜面

Claims (15)

1. 円筒状の外周面に凹部が形成されたトナー容器を保持し、前記トナー容器を所定方向に回転させることにより前記トナー容器に収容されているトナーを供給するトナー供給装置であって、
   前記トナー容器が回転することに伴い前記凹部に嵌まり込んで前記トナー容器に振動を付与する突起部と、
   前記外周面に当接して前記トナー容器を前記突起部に向けて押圧付勢する弾性部材と、
   を備えることを特徴とするトナー供給装置。
2. 前記突起部及び前記弾性部材は、前記トナー容器を挟んで互いに対向する位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載のトナー供給装置。
3. 前記突起部は、前記トナー容器の長手方向において前記弾性部材が前記外周面に当接する位置とは異なる位置に設けられることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー供給装置。
4. 前記突起部の前記外周面の法線方向における高さは、前記凹部の深さよりも大きいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトナー供給装置。
5. 前記突起部は、前記凹部に嵌まり込んだときに前記凹部の底部に当たる頂部を備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトナー供給装置。
6. 前記突起部は、前記トナー容器の回転方向において、前記頂部の下流側に、前記外周面の接線との成す角度が鋭角である第１傾斜面を有することを特徴とする請求項５に記載のトナー供給装置。
7. 前記突起部は、前記トナー容器の回転方向において、前記頂部の上流側に、前記外周面の接線との成す角度が前記第１傾斜面よりも大きい第２傾斜面を有することを特徴とする請求項６に記載のトナー供給装置。
8. 前記弾性部材は、前記頂部が前記凹部の底部に当たったとき、前記外周面に当接した状態を継続していることを特徴とする請求項５乃至７のいずれかに記載のトナー供給装置。
9. 前記突起部の背面側は、垂直な壁部として形成されることを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載のトナー供給装置。
10. 前記トナー容器を保持する保持部材、
    を更に備え、
    前記保持部材は、
    前記外周面の最下点を支持する底部と、
    前記底部の一端から立設し、前記弾性部材を所定高さ位置に保持する第１壁部と、
    前記底部の他端から立設し、前記突起部が設けられた第２壁部と、
    を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれかに記載のトナー供給装置。
11. 前記保持部材は、水平方向に沿って複数設置されていることを特徴とする請求項１０に記載のトナー供給装置。
12. 前記第２壁部の裏面側には、隣接して配置される前記保持部材の前記第１壁部が接合していることを特徴とする請求項１１に記載のトナー供給装置。
13. 前記トナー容器の底面には、外周部から中心に向かって形成された直線状の凹溝が設けられており、
    前記凹溝に係合して前記トナー容器を回転させる駆動カップリングを更に備えることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれかに記載のトナー供給装置。
14. 前記凹部は、前記外周面において、前記凹溝と同じ角度位置に形成されることを特徴とする請求項１３に記載のトナー供給装置。
15. 請求項１乃至１４のいずれかに記載のトナー供給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images