JP3501511B2 - トナー補給装置並びに画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、現像装置にトナー補給
を行うトナー補給装置並びに該トナー補給装置を備えた
画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真複写機、デジタル複写
機等の画像形成装置において、像担持体上に形成された
静電潜像を、トナ−とキャリヤとからなる二成分現像剤
を用いて現像する現像装置を備えたものが広く普及して
いる。

【０００３】また、この種の画像形成装置においては、
現像装置にトナー補給装置を付設し、画像形成動作に伴
って消費されたトナーの補給を適宜行えるような構成と
なっている。

【０００４】一方、近年、トナー補給装置として、現像
装置にに対して着脱自在なカートリッジ式のトナー補給
装置が実用化されている。このカートリッジ式のトナー
補給装置は、トナーが消費された時点で、空のトナーカ
ートリッジを取外して、新しいトナーカートリッジと交
換するもので、手を汚さずに、しかも、簡単に交換でき
ることから、広く普及する傾向にある。

【０００５】このカートリッジ式のトナー補給装置の１
つとして、トナーを収容するカートリッジ本体内に、回
転することによりトナーをトナー供給口に送るトナー搬
送手段としてのトナー搬送スパイラル、及び、回転する
ことによりカートリッジ本体内のトナーを撹拌すると共
にトナー搬送スパイラルの配設部にトナーを導くトナー
撹拌手段としてのトナー撹拌パドルを組込んだものがあ
る。

【０００６】前記トナー搬送スパイラルには、複数の歯
を放射状に有する歯車が一体成形され、また、トナー撹
拌パドルには、複数のピンを有するピン車が一体成形さ
れており、前記歯車とピン車が噛合した状態となってい
る。

【０００７】また、トナー搬送スパイラルの一端は、カ
ートリッジ本体外に臨んでおり、その先端部には、駆動
力を受けるための被駆動力伝達部としての従動カップリ
ングが一体成形されている。そして、トナーカートリッ
ジを現像装置のカートリッジ装着部に装着した状態にお
いて、この従動カップリングがカートリッジ装着部に配
設された駆動カップリングと係合した状態になり、トナ
ー補給の度に、駆動カップリングの回転が従動カップリ
ングを介してトナー搬送スパイラルに伝達されて駆動さ
れ、トナー補給が行われると共に、トナー搬送スパイラ
ルの動きに連動してトナー撹拌パドルも回転するように
なっている。

【０００８】このような動作は、現像装置のトナーｔが
不足すれば幾度もその動作は行なわれる。通常、この種
トナーカートリッジにおいては、カートリッジ内にトナ
ーｔを４５０ｇ充填し、Ａ４サイズで、約１５０００枚
（１５Ｋ枚という）のプリントができるようになってお
り、１５Ｋ枚をライフとしている。

【０００９】しかしながら、図２２の（ａ），（ｂ）で
示すように、トナーを補給するたびに、トナー搬送スパ
イラル（図示しない）と一体の歯車ａの断面半円状の歯
ｂと、トナー撹拌パドル（図示しない）と一体のピン車
ｃの断面矩形状のピンｄが接触するため、トナー補給回
数がライフに近付くに連れて、図２３の（ａ），（ｂ）
で示すように、特に樹脂製であって歯数の少ない歯車ａ
の歯ｂの接触箇所が削られた状態となる。

【００１０】そして、ライフ（１５Ｋ枚のプリント）に
至る前に、ピンｄに対する歯ｂの接触範囲Ｌが大きくな
って面積が増大し、図２４で示すように、トナーｔがそ
の接触面に付着した時に、その部分でトナーｔが押しつ
ぶされ、クランプと称されるトナー塊ｔｃが発生した状
態となる。そして、このトナー塊ｔｃが現像装置に補給
され多くは現像装置での撹拌動作により砕かれるが、そ
の一部がそのまま現像領域に送られて印字され、用紙Ｐ
の画像転写面上に黒点として表れてしまうといった問題
があった。

【００１１】上述のトナー塊ｔｃの発生は、歯ｂの削れ
を原因としているため、歯車ｂの材質を、例えばポリカ
ーボネート等の硬質樹脂や、ステンレス等の金属で形成
すれば、解決は可能であるが、しかし、このように異質
の材料を混在して使用した場合には、環境問題等の対応
に適さない物となるといった問題がある。

【００１２】すなわち、最近は環境問題等の対応とし
て、トナーカートリッジの様に消耗品であるトナーの容
器を不燃ゴミとして廃却することは望ましくない為に、
トナーカートリッジを販売店が回収し再利用する傾向に
ある。

【００１３】ここで言う再利用の１つに、回収したトナ
ーカートリッジを溶かしてプラスチック原料として再利
用する方法がある。この方法においては、トナーカート
リッジを各パーツに分解し、それぞれの材質に分類する
必要があるが、その手間を省くため、全てのパーツを同
一材料、例えば、ＰＳ（スチロール）樹脂またはＡＢＳ
（アクリル ブタジエン スチレン）樹脂で形成する事
により対応しているが、この方法であれば、構造的にも
分解可能な形にする必要なく、接着や溶着等の手段が採
用できるため、トナーの様な細かい粉体の容器に適して
いる。しかし、上記のように異質の材料を混在して使用
した場合には、それに対応できない物となるといった問
題がある。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、従来の
材質の同一化を図り、再利用を向上させたカートリッジ
式のトナー補給装置においては、トナー搬送スパイラル
とトナー撹拌パドルとの駆動力伝達部において発生する
削れを原因とするクランプと称するトナー塊が発生し、
これが現像装置に補給されることで、用紙の画像転写面
上に黒点が表れてしまうといった問題があった。

【００１５】本発明は、上記事情に基づきなされたもの
で、その第１の目的とするところは、トナー搬送スパイ
ラルやトナー撹拌パドルを、トナーを収容するカートリ
ッジ本体と同一の材質で構成した再利用を向上させたも
のにおいて、収容したトナーを消費しきるまで、トナー
塊を発生することなく、良好なトナー補給を行えるよう
にしたトナー補給装置を提供しようとするものである。
また、第２の目的とするところは、トナー補給装置から
のトナー塊の影響のない良好な画像形成が行える画像形
成装置を提供しようとするものである。

【００１６】

【課題を解決するための手段】本発明のトナー補給装置
は、トナーを収容するカートリッジ本体と、カートリッ
ジ本体内の底部に形成され、複数の第１の係合突起およ
び、それぞれの突起から突出された幅狭の第１の接触用
突起を放射状に有し、回転することにより駆動力を伝達
する第１の駆動力伝達体と、カートリッジ本体内に回転
可能に設けられ、第１の駆動力伝達体の複数の第１の係
合突起と噛合する複数の第２の係合突起および、それぞ
れの突起から突出された幅狭の第２の接触用突起を有す
る第２の駆動力伝達体を備え、第１の駆動力伝達体の回
転に連動して回転することでカートリッジ本体内のトナ
ーを攪拌するトナー攪拌手段と、を具備し、前記複数の
第１，２の接触用突起が互いに接触させる構成としたも
のである。

【００１７】また、本発明は、現像装置に形成されたカ
ートリッジ装着部に対して着脱自在であり、前記現像装
置に形成されたトナー補給口を介して現像剤収容部にト
ナーを補給するカートリッジ式のトナー補給装置であっ
て、前記トナーを収容すると共に前記カートリッジ装着
部に保持するための保持部及び前記現像装置のトナー補
給口と連通するトナー補給口を有したカートリッジ本体
と、このカートリッジ本体内の底部に形成されたトナー
供給溝内、かつ駆動力を受けるための被駆動力伝達部を
カートリッジ本体外に臨ませた状態に設けられ、回転す
ることによりトナーを前記トナー補給口に送るトナー搬
送スパイラルと、前記カートリッジ本体内に回転可能に
設けられ、かつ前記トナー搬送スパイラルと一体の複数
の歯を放射状に有する歯車と噛合する複数のピンを有す
るピン車を一体に備え、前記トナー搬送スパイラルの回
転に連動して回転することで前記カートリッジ本体内の
トナーを攪拌すると共に前記トナー供給溝部にトナーを
導くトナー攪拌パドルと、を具備し、前記トナー搬送ス
パイラルと一体の前記歯車の各歯は、該歯より幅狭の接
触用突起を形成すると共に、前記トナー攪拌パドルと一
体のピン車の各ピンに、該ピンより幅狭の接触用突起を
形成し、これら接触用突起が互いに接触させる構成とし
たものである。

【００１８】

【００１９】

【００２０】

【作用】本発明の第１の手段のトナー補給装置によれ
ば、トナー搬送手段と一体の第１の駆動力伝達体の各係
合突起に、該係合突起より幅狭の接触用突部を形成し、
該接触用突部をトナー撹拌手段と一体の第２の駆動力伝
達体の各係合突起に接触させる構成としたから、トナー
補給回数が進んでも、この幅狭の接触用突部が摩耗する
だけで、係合突起自体が直接摩耗して接触面積が大きく
なるようなことがなく、これにより、収容したトナーを
消費しきるまで、トナー塊の発生のない良好なトナー補
給を行うことが可能となる。

【００２１】また、第２の手段のトナー補給装置によれ
ば、トナー搬送スパイラルと一体の歯車の各歯に、該歯
より幅狭の接触用突部を形成し、該接触用突部をトナー
撹拌パドルと一体のピン車の各ピンに接触させる構成と
したから、トナー補給回数が進んでも、この幅狭の接触
用突部が摩耗するだけで、歯自体が直接摩耗して接触面
積が大きくなるようなことがなく、これにより、収容し
たトナーを消費しきるまで、トナー塊の発生のない良好
なトナー補給を行うことが可能となる。

【００２２】また、第３の手段のトナー補給装置によれ
ば、上記第１，第２の手段のトナー補給装置において、
接触用突起の高さを０．１２ｍｍ以上としたから、この
接触用突起が一体成形されるトナー搬送スパイラルの材
質が、ＡＢＳまたはＰＳ樹脂であっても、Ａ４サイズで
１５０００枚の画像形成を可能とした量（４５０ｇ）の
トナーを消費しきるまで、接触用突起が残存し、これに
よりトナー塊の発生のない良好なトナー補給を行うこと
が可能となる。

【００２３】また、第４の手段のトナー補給装置によれ
ば、トナー搬送スパイラルと一体の歯車の各歯に、該歯
より幅狭の接触用突起を形成すると共に、トナー撹拌パ
ドルと一体のピン車の各ピンに、該ピンより幅狭の接触
用突起を形成し、これら接触用突起が互いに接触するよ
うに構成としたから、トナー補給回数が進んでも、この
幅狭の接触用突部が摩耗するだけで、歯自体が直接摩耗
せず、しかも、ピンにも幅狭の接触用突起を形成してあ
るため、接触面積が大きくなるようなことがなく、これ
により、収容したトナーを消費しきるまで、トナー塊の
発生のない良好なトナー補給を行うことが可能となる。

【００２４】また、上記手段の画像形成装置によれば、
トナー補給装置のトナー搬送手段と一体の第１の駆動力
伝達体の各係合突起に、該係合突起より幅狭の接触用突
部を形成し、該接触用突部をトナー撹拌手段と一体の第
２の駆動力伝達体の各係合突起に接触させる構成とした
から、トナー補給回数が進んでも、この幅狭の接触用突
部が摩耗するだけで、係合突起自体が直接摩耗して接触
面積が大きくなるようなことがなく、これにより、収容
したトナーを消費しきるまで、トナー塊の発生のないト
ナー補給を行え、トナー補給装置からのトナー塊の影響
のない良好な画像形成が可能となる。

【００２５】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１ないし図１５
を参照して詳細に説明する。まず、図１及び図２を参照
して本発明のトナー補給装置を適用した画像形成装置と
してのクラムシェル型のデジタル複写装置１の全体構成
について説明する。

【００２６】図１中、２は装置本体であり、この装置本
体２の上面には、読取対象物である原稿Ｂが載置される
原稿載置台としてのプラテンガラス３が設けられてい
る。さらに、装置本体２の上面には、プラテンガラス３
に載置された原稿Ｂを押さえる原稿押さえカバー４が開
閉可能に取付けられているとともに、前端縁部に沿って
入力／表示手段としてのコントロールパネル（図示しな
い）が配置されている。

【００２７】また、装置本体２内の上部には、プラテン
ガラス３に載置された原稿Ｂの画像を読取る画像読取手
段５が設けられていると共に、その下方には、画像読取
手段５により読取られた画像情報、及び図示しない外部
装置から出力された画像情報に基づいて画像を形成する
画像形成手段６が組み込まれている。

【００２８】画像読取手段５は、装置本体２の上面に設
けられたプラテンガラス３にセットされた原稿Ｂを背部
をリフレクタ７で囲繞された光源である露光ランプ８で
照らし、その原稿面からの反射光を第１のミラー９、第
２のミラー１０、第３のミラー１１を順次介してレンズ
１２に導き、さらに、レンズ１２を透過した光を、光電
変換素子であるＣＣＤセンサ１３に導くようになってい
る。

【００２９】前記露光ランプ８および第１のミラー９
は、プラテンガラス３の下面に沿って往復移動自在な第
１キャリッジ１４に搭載され、また、第２のミラー１０
および第３のミラー１１は、前記第１キャリッジ１４の
半分の速度で同方向に移動する第２キャリッジ１５に搭
載されている。

【００３０】そして、露光ランプ８を点灯させた状態
で、第１，第２のキャリッジ１４，１５を移動させるこ
とで、プラテンガラス３上にセットされた原稿Ｂを走査
してＣＣＤセンサ１３に入射され、ここで光電変換され
て電気信号として原稿Ｂを読み取り、図示しない画像メ
モリにその電気信号を出力するようになっている。

【００３１】また、画像形成手段６は、次のように構成
されている。すなわち、装置本体２内のほぼ中央部に
は、像担持体としての感光体ドラム２０が回転自在に設
けられている。

【００３２】この感光体ドラム２０の周囲には、図２に
も示すように、その回転方向（矢印Ａ方向）に沿って、
感光体ドラム２０に光を照射して残留電荷を除去する残
留電荷除去手段としての前露光装置２１、感光体ドラム
２０の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電装置
２２、感光体ドラム２０にレーザビームＬＢを照射する
事で感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する静電潜像
形成手段としてのレーザ露光装置２３、感光体ドラム２
０の表面に形成された静電潜像をトナーＴを用いて現像
してトナー像ＴＩを形成する現像手段としての二成分現
像方式の現像装置２４が順に配設されている。

【００３３】さらに、現像装置２４の配置位置よりも感
光体ドラム２０の回転方向下流側には、感光体ドラム２
０上に形成された前記トナー像ＴＩを、被転写材である
用紙Ｐに対して転写する転写手段としてのコロナ放電転
写方式の転写装置（以後、転写チャージャという）２
５、トナー像ＴＩが転写された用紙Ｐを感光体ドラム２
０から剥離する静電的剥離手段としてのコロナ放電剥離
方式の剥離装置（以後、剥離チャージャという）２６、
及び、感光体ドラム２０に残存するトナーＴを除去する
清掃手段としてのブレード式のクリーナ装置２７が順に
配置されている。また、前記帯電装置２２とレーザ露光
装置２３のレーザビームＬＢの照射位置との間には、非
画像形成領域の電荷を除去するが設けられている。

【００３４】また、装置本体２内には、装置本体２内底
部に装着された前記給紙カセット３０から給紙機構３１
を介して自動給紙された用紙Ｐ、あるいは装置本体２の
右側面部に装着された手差給紙台３２から給紙され給紙
ローラ３３により取り込まれた用紙Ｐを、転写チャージ
ャ２５と感光体ドラム２０との間の転写部としての転写
ポイント３４を経て装置本体２の左側面に装着された排
紙トレイ３５に導く用紙搬送路３６が形成されている。

【００３５】用紙搬送路３６の前記転写ポイント３４の
上流側には、用紙Ｐの先端整位を行うとともに、感光体
ドラム２０の画像形成タイミングに合わせて用紙Ｐを前
記転写ポイント３４に送り込むレジストローラ対４０お
よびレジストローラ対４０の上流位置近傍に設けられ給
紙された用紙Ｐを検知するレジストローラ前スイッチ４
１が設けられている。

【００３６】また、用紙搬送路３６の前記転写ポイント
３４の下流側には、剥離チャージャ２６により感光体ド
ラム２０から剥離された用紙Ｐを搬送する搬送装置４
２、用紙Ｐに転写された静電的に付着している状態のト
ナー像ＴＩを加熱することで溶融させ、用紙Ｐに定着さ
せる定着装置４３、及び、トナー像ＴＩが定着された用
紙Ｐを排紙トレイ３５上に排出させる排出ローラ対４４
が配設されている。

【００３７】次に、このように構成された画像形成装置
１による画像形成プロセスについて説明する。まず、コ
ントロールパネル（図示しない）のプリントスイッチＯ
Ｎする事により、メインモータ（図示しない）が動作を
始め、感光体ドラム２０が矢印Ａ方向に回動を始める。
同時に帯電装置２２がＯＮすることで感光体ドラム２０
の表面が例えば−６５０Ｖになるように帯電を始める。

【００３８】一方、前記プリントスイッチＯＮにより、
画像読取手段５の露光ランプ８が点灯した状態で第１キ
ャリッジ１４と第２のキャリッジ１５が図中右方向に移
動する事によりプラテンガラス３上にセットされた原稿
Ｂが走査され、原稿Ｂ面からの反射光は第１のミラー
９、第２のミラー１０、第３のミラー１１、及びレンズ
１２を順次介して電変換素子であるＣＣＤセンサ１３に
入射され、ここで光電変換されて電気信号として原稿Ｂ
を読み取り、図示しない画像メモリにその電気信号を出
力するようになっている。

【００３９】このように画像読取手段５で読取られた画
像情報は、画像処理回路（図示しない）により処理され
た後、静電潜像形成手段としてのレーザ露光装置２３に
出力される。そして、半導体レーザ発振器５０からレー
ザビームＬＢが発振され、このレーザビームＬＢが図示
していない変調器への入力信号に従って変調された後、
ポリゴンミラー５１によって走査され、結像レンズ５２
及びミラー５３を介して感光体ドラム２０の表面に照射
される。この結果、レーザビームＬＢが照射された感光
体ドラム２０の表面電位が光減衰し、例えば−１５０Ｖ
程度の感光体電位となり、静電潜像が形成される。

【００４０】一方、現像装置２４の現像ローラ６２に
は、現像ローラ６２に対し磁気的に付着する（＋）極性
のキャリヤＣと、このキャリヤＣに静電的に吸着した
（−）極性のトナーＴからなる乾式二成分現像剤Ｄの磁
気ブラシＤＢが形成されていると共に、現像ローラ６２
に一定のバイアス電圧、例えば−４５０Ｖが印加されて
おり、静電潜像を担持した感光体ドラム２０が、現像ロ
ーラ６２の現像剤磁気ブラシと接触すると、感光体ドラ
ム２０と現像ローラ６２との間の電位差により、現像ロ
ーラ６２上に静電的に付着しているトナーＴは、感光体
ドラム２０の表面のレーザ照射部分に付着する。すなわ
ち、トナーＴは（−）極性を帯びているので、感光体ド
ラム２０上の高電位部にはトナーＴは付着せず、レーザ
ー光ＬＢを受けた−１５０Ｖ程度の低い電位部には、ク
ーロン力によりトナーＴが付着する。

【００４１】その結果、原稿画像に対応したレーザー光
に準じてトナー像ＴＩが感光体ドラム２０上に形成され
ることになる。この後、感光体ドラム２０上のトナー像
ＴＩは、感光体ドラム２０の回転に伴って転写ポイント
３４に送り込まれる。

【００４２】一方、感光体ドラム２０上へのトナー像Ｔ
Ｉの形成動作にタイミングを合わせてレジストローラ対
４０が回転を開始し、予めレジストローラ対４０の位置
まで送り込まれていた用紙Ｐが転写ポイント３４に送り
込まれる。

【００４３】そして、この用紙Ｐの裏面に転写チャージ
ャ２５によって（＋）極性の電荷が付与され、感光体ド
ラム２０上へのトナー像ＴＩが用紙Ｐに静電的に転写さ
れる。

【００４４】トナー像ＴＩの転写を受けた用紙Ｐは、転
写チャージャ２５に隣接して設けられた剥離チャージャ
２６によりＡＣコロナ放電を受けて感光体ドラム２０の
表面より剥離されて定着装置４３に送込まれてトナー像
ＴＩの熱定着が行われ、その後、排紙トレイ３５に排紙
されるようになっている。

【００４５】また、用紙Ｐにトナー像ＴＩが転写された
後の感光体２０は、クリーナ装置２７により残留トナー
が除去され、清浄な状態となって、次のコピー動作を可
能にしている。

【００４６】また、前記現像装置２４は、次のような構
成となっている。すなわち、図２に示すように、現像装
置本体としてのケーシング６０には、着色粉であるトナ
ーＴと磁性粉であるキャリヤＣとからなる乾式二成分現
像剤Ｄを収容する現像剤収容部６１が形成されている。

【００４７】このケーシング６０内には、感光体ドラム
２０に対向し、かつ回転に伴って現像剤磁気ブラシＤＢ
を連続的に感光体ドラム２０に摺擦させる現像剤搬送部
材としての現像ローラ６２と、この現像ローラ６２の表
面に形成され現像剤磁気ブラシＤＢの厚みを規制する層
厚規制手段としてのドクタブレード６３と、前記現像剤
収容部６１内の現像剤Ｄを攪拌しながら搬送する現像剤
攪拌移送部材である第１，第２のミキサー６４，６５と
が収容された構成となっている。

【００４８】現像ローラ６２は、図示しない複数の磁極
部を有した磁力発生部材としての磁気ロール６２Ａと、
この磁気ロール６２Ａに外嵌されて回転する非磁性の現
像スリーブ６２Ｂとを有した構造となっている。そし
て、磁気ロール６２Ａの磁極部から発生する磁力作用に
より現像スリーブ６２Ｂの表面に二成分現像剤Ｄの現像
剤磁気ブラシＤＢを形成するとともに現像スリーブ６２
Ｂの回転に伴って現像剤磁気ブラシＤＢを搬送するよう
になっている。

【００４９】しかして、現像剤収容部６１内に収容され
た二成分現像剤Ｄは、ミキサー６４から現像ローラ６２
に供給されて現像剤磁気ブラシＤＢを形成しながら現像
ローラ６２上を反時計方向に搬送され、ドクターブレー
ド６３によって均一な搬送量となる。

【００５０】そして、感光体ドラム２０と対向して配設
された磁極部、すなわち主極の作用で十分に穂立て状態
となった現像剤磁気ブラシＤＢが感光体ドラム２０に摺
擦して、トナーＴが静電潜像に静電的に付着してトナー
像ＴＩを形成することになる。

【００５１】さらに、現像位置を通過した現像剤磁気ブ
ラシＤＢは、磁極の配設されていない部分に到達するこ
とにより、現像ローラ６２から離脱して現像剤収容部６
１に戻る。

【００５２】この現像剤収容部６１には、仕切り板６０
Ａを挟んで現像剤Ｄの搬送方向が互いに逆に成るように
回転する現像剤送込み用の第２のミキサー６５と、現像
剤戻し用の第１のミキサー６４が配設され、現像剤Ｄは
図３に示すように、ループを描くように循環され攪拌さ
れるようになっている。

【００５３】また、現像装置２４の現像剤収容部６１に
収容された現像剤Ｄのトナー濃度は、図２に示すよう
に、第２のミキサー６５の下側に設置してあるトナー濃
度検出手段としての磁気検知方式のオートトナーセンサ
（ＡＴＳ）７０で検知されるようになっている。そし
て、トナー濃度が所定値に達すると、後述する本発明の
カートリッジ式のトナー補給装置（以後、トナーカート
リッジという）７１から現像剤収容部６１に対してトナ
ー補給がなされるようになっている。

【００５４】図４に示すように、現像装置２４のフロン
ト側上面には、トナーカートリッジ７１を装着するため
のカートリッジ装着部７２が形成された状態となってい
る。カートリッジ装着部７２には、トナーカートリッジ
７１を着脱自在に保持するための保持部としての掛止枠
７３、及び、トナーカートリッジ７１から供給されるト
ナーＴを受け入れるトナー補給口７４が前記現像剤送込
み用の第２のミキサー６５の一端側上部に対向して形成
されていると共に、トナーカートリッジ７１の挿入方向
には後述するトナーカートリッジ７１に組み込まれたト
ナー搬送スパイラル８３を駆動するための駆動力伝達部
としての駆動カップリング７５が設けられている。

【００５５】そして、トナーカートリッジ７１は、図５
に示すように、装置本体２の前面を覆うフロントカバー
２Ａを開いた状態で、矢印Ｅ方向に差し込んだり抜いた
りすることで、カートリッジ装着部７２に対して着脱で
きるようになっている。

【００５６】なお、図５は、デジタル複写装置１の上部
ユニット１Ａを開いた状態を示している。図中、７６は
クリーナ装置２７にて回収されトナー排出部２７Ａから
排出された廃トナーを回収する回収ボックスであり、上
部ユニット１Ａを閉じて下部ユニット１Ｂに重合させた
とき、トナー排出部２７Ａと回収ボックス７６の廃トナ
ー受入口７６Ａが接合するようになっている。

【００５７】次に、トナーカートリッジ７１の全体構成
について、図６ないし図９を参照して説明する。図６に
示すように、トナーカートリッジ７１は、トナーＴを収
容すると共に前記現像装置２４のトナー補給口７４（図
４参照）と連通するトナー供給口７８を有したカートリ
ッジ本体８０と、カートリッジ本体８０内の底部に形成
されたトナー供給溝８１内、かつ駆動力を受けるための
被駆動力伝達部としての従動カップリング８２をカート
リッジ本体８０外に臨ませた状態に設けられ、回転する
ことによりトナーＴを前記トナー供給口７８に送るトナ
ー搬送手段としてのトナー搬送スパイラル（オーガとも
いう）８３を有する。

【００５８】さらに、このトナー搬送スパイラル８３の
回転に連動して回転することでカートリッジ本体８０内
のトナーＴを撹拌すると共にトナー供給溝８１部にトナ
ーＴを導くトナー撹拌手段としてのトナー撹拌パドル８
４が組込まれたものとなっている。

【００５９】また、トナー搬送スパイラル８３及び、ト
ナー撹拌パドル８４は、ＡＢＳ樹脂またはＰＳ樹脂等か
ら成形されていて、図７にも示すように、トナー搬送ス
パイラル８３の他端には複数の係合突起である歯８５を
放射状に有する第１の駆動力伝達体としての歯車８６
が、また、トナー撹拌パドル８４の他端には複数の係合
突起であるピン８７を有する第２の駆動力伝達体として
のピン車８８が一体成形されており、前記歯車８６とピ
ン車８８とが噛合した状態となっている。そして、トナ
ー搬送スパイラル８３が後述するようにして駆動される
と、この動きに連動してトナー撹拌パドル８４が回転す
るようになっている。

【００６０】前記カートリッジ本体８０は、樹脂製で、
ケース部材８０Ａ、及びこのケース部材８０Ａに接合さ
れた蓋部材８０Ｂとからなり、このカートリッジ本体８
０の底部は図７に示すように円弧状を呈しており、その
中央部には前記トナー搬送スパイラル８３が収容される
トナー供給溝８１が形成されている。また、このトナー
供給溝８１の一端方向（蓋部材８０Ｂとは反対方向）に
は、図６、図８及び図９に示すように、突出部８０Ｃが
形成されている。

【００６１】この突出部８０Ｃの両側部には、図８及び
図９に示すように、前記カートリッジ装着部７２の掛止
枠７３（図４参照）に係合保持される保持部としての係
合溝付きフランジ９０，９０が形成されている。

【００６２】また、突出部８０Ｃの下面には、前記トナ
ー供給口７８が形成されていると共に、このトナー供給
口７８を開閉するスライドシャッタ９１が前記係合溝付
きフランジ９０，９０を介してスライド自在に装着され
ている。

【００６３】また、突出部８０Ｃの先端部には、前記ト
ナー搬送スパイラル８３の先端に装着された被駆動力伝
達部としての従動カップリング８２が臨んである。そし
て、トナーカートリッジ７１をカートリッジ装着部７２
に装着した状態にあっては、突出部８０Ｃが、カートリ
ッジ装着部７２の保持穴７２Ａ（図４参照）に嵌合した
状態荷なり、その先端部の従動カップリング８２が保持
穴７２Ａの奥に位置して設けられた駆動力伝達部として
の駆動カップリング７５と係合した状態となる。

【００６４】また、突出部８０Ｃを保持穴７２Ａに嵌合
させると前記スライドシャッタ９１の前端面が保持穴７
２Ａの開口端面に当接した状態となり、突出部８０Ｃを
保持穴７２Ａに押し込むことにより、スライドシャッタ
９１がトナー供給口７８を開放する位置まで移動する。
この時、スライドシャッタ９１を支持する係合溝付きフ
ランジ９０，９０の係合溝が、カートリッジ装着部７２
の掛止枠７３，７３（図４に一方のみ図示）と係合した
状態となり、トナーカートリッジ７１を定位置に保持す
るようになっている。

【００６５】なお、図６、図９に示す符号９２は、トナ
ーカートリッジ７１をカートリッジ装着部７２に装着す
る時に除去するシールテープであり、使用する時まで、
収納したトナーＴが湿気等の影響を受けて劣化したり、
外に零れたりしないようにトナー供給口７８を密閉する
ものである。

【００６６】また、図１０は、ＡＢＳ樹脂またはＰＳ樹
脂等から成形された前記トナー搬送スパイラル８３の他
端側に一体成形された第１の駆動力伝達体としての歯車
８６を示すもので、（ａ）断面側面図、（ｂ）は正面図
である。

【００６７】この図１０に示すように、歯車８６は、円
形のボス部８６Ａの周面に放射状に複数本（実施例では
８本）の係合突起である歯８５を突設したものとなって
おり、歯車８６が回転することで、これらの歯８５が、
図１１に示すように、トナー撹拌パドル８４の係合突起
であるピン８７に次々と当接し、トナー撹拌パドル８４
を回転させるものである。

【００６８】また、本実施例にあっては、前記歯８５の
摩耗によるトナー塊（クランプ）の発生を防止すべく、
以下に示すような対策をとっている。すなわち、図１２
の（ａ），（ｂ）に示すように、各歯８５は、断面半円
状でその先端部は半径Ｒの円弧形状を呈し、歯８５の幅
Ｗ₁ より狭い幅Ｗ₂ （Ｗ₁ ＞Ｗ₂ ）で、高さＨの接触用
突部としての凸条９５を一体に成形したものとなってお
り、この凸条９５の部分をトナー撹拌パドル８４のピン
８７に当接させるようになっている。

【００６９】このトナーカートリッジ７１は、トナーＴ
が４５０ｇ充填されており、約１５Ｋ枚のプリントがで
きる。そして、トナーカートリッジ７１のライフ後（１
５Ｋ枚のプリント終了後）においても、摩耗による接触
面積の増大を防止し、初期の接触面積を保つようにして
ある。

【００７０】因みに、この実施例においては、Ｗ₁ ＝２
ｍｍ、Ｒ＝１ｍｍ、Ｗ₂ ＝０．２〜０．３ｍｍ、Ｈ＝
０．１２７ｍｍとなっている。このように構成すること
により、トナー補給回数が進むに連れて摩耗するのは、
図１３の（ａ），（ｂ）で示すように、接触用突部とし
ての凸条９５の部分となる。したがって、従来のように
歯８５が直接摩耗するような接触面積の増加がなく、こ
れにより、トナーＴがその部分で押しつぶされることに
よるクランプ（トナー塊）の発生が防止されることにな
る。

【００７１】図１４に、本実施例のトナーカートリッジ
７１を採用した場合と、従来の未対策のトナーカートリ
ッジを使用した場合のランニング試験結果を示す。この
図から明らかなように、本実施例のトナーカートリッジ
７１を採用した場合には、クランプの発生が見られなか
った。

【００７２】また、この時の凸条９５の削れ方は、図１
５に示すように、歯８５の軸芯に対して６０°の方向を
中心として削れており、ライフ時における未対策カート
リッジの接触面積０．０５ｍｍ² に比べ、対策カートリ
ッジは０．０２５ｍｍ² となり、接触面積を抑えること
により、トナークランプを防止した。表１に、材質をＡ
ＢＳ樹脂及びＰＳ樹脂とした場合のそれぞれのライフ時
における削れ量についての試験結果を示す。

【００７３】

【表１】

【００７４】この表において削れ部とは図１５に示すＦ
₁ の寸法を示し、非接触部とは図１５に示すＦ₂ の寸法
を示し、削れ量とは図１５に示すＦ₃ （Ｆ₃ ＝Ｆ₂ −Ｆ
₁ ）の寸法を示す。（単位はｍｍ）この表１から明らか
なように、削れ量が一番多いのはＰＳ樹脂の０．１１８
ｍｍであり、したがって、接触用突部としての凸条９５
の高さＨ（非接触部の寸法Ｆ₂ に相当）を、これ以上と
すれば、接触面積の増大によるトナークランプの発生が
防止できる。したがって、このように構成したトナーカ
ートリッジ７１を採用することにより、画像上に黒点の
発生しない良好な画像形成が行えるものである。

【００７５】なお、上述の一実施例において、トナー撹
拌パドル８４と一体の歯車８６の歯８５の全周に沿っ
て、接触用突部としての凸条９５を形成したものについ
て説明したが、図１６及び図１７に示すように、削れる
特定部分に対応して接触用突部としてのピン状突起９５
０を形成したものであっても良い。ピン状突起９５０の
高さＨ、及び幅Ｗ₂ は、前述の一実施例と同様に、Ｗ₂
＝０．２〜０．３ｍｍ、Ｈ＝０．１２ｍｍ以上あれば良
い。そして、図１７に示すように、トナーカートリッジ
７１のライフ後（１５Ｋ枚のプリント終了後）の状態に
おいても、歯８５が直接摩耗することがないようにした
ものであっても良い。

【００７６】また、図１８及び図１９に示すように、ト
ナー撹拌パドル８４と一体の歯車８６の歯８５の全周に
沿って、接触用突部としての凸条９５を形成する一方、
ピン車８８のピン８７に接触用突部としての凸条１００
を形成し、凸条９５と凸条１００とが接触するようにし
てもよい。そして、図１９に示すように、トナーカート
リッジ７１のライフ後（１５Ｋ枚のプリント終了後）の
状態においても、歯８５及びピン８７が直接摩耗するこ
とがないようにしたものであっても良い。

【００７７】さらに、図２０及び図２１に示すように、
トナー撹拌パドル８４と一体の歯車８６の歯８５にピン
状突起９５０を形成する一方、ピン車８８のピン８７に
接触用突部としての凸条１００を形成し、ピン状突起９
５０と凸条１００とが接触するようにしてもよい。そし
て、図２１に示すように、トナーカートリッジ７１のラ
イフ後（１５Ｋ枚のプリント終了後）の状態において
も、歯８５及びピン８７が直接摩耗することがないよう
にしたものであっても良い。

【００７８】要は、トナーカートリッジ７１のライフ後
（１５Ｋ枚のプリント終了後）の状態においても、少な
くとも歯８５が直接摩耗して接触面積が増加するのを防
止できれば良い。その他、本発明は、本発明の要旨を変
えない範囲で種々変形実施可能なことは勿論である。

【００７９】

【発明の効果】以上、説明したように、本発明によれば
次のような効果を奏する。請求項１記載のトナー補給装
置によれば、トナー搬送手段と一体の第１の駆動力伝達
体の各係合突起に、該係合突起より幅狭の接触用突部を
形成し、該接触用突部をトナー撹拌手段と一体の第２の
駆動力伝達体の各係合突起に接触させる構成としたか
ら、トナー補給回数が進んでも、この幅狭の接触用突部
が摩耗するだけで、係合突起自体が直接摩耗して接触面
積が大きくなるようなことがなく、これにより、収容し
たトナーを消費しきるまで、トナー塊の発生のない良好
なトナー補給を行うことが可能となる。

【００８０】また、請求項２記載のトナー補給装置によ
れば、トナー搬送スパイラルと一体の歯車の各歯に、該
歯より幅狭の接触用突部を形成し、該接触用突部をトナ
ー撹拌パドルと一体のピン車の各ピンに接触させる構成
としたから、トナー補給回数が進んでも、この幅狭の接
触用突部が摩耗するだけで、歯自体が直接摩耗して接触
面積が大きくなるようなことがなく、これにより、収容
したトナーを消費しきるまで、トナー塊の発生のない良
好なトナー補給を行うことが可能となる。

【００８１】また、請求項３記載のトナー補給装置によ
れば、接触用突起の高さを０．１２ｍｍ以上としたか
ら、この接触用突起が一体成形されるトナー搬送スパイ
ラルの材質が、ＡＢＳまたはＰＳ樹脂であっても、Ａ４
サイズで１５０００枚の画像形成を可能とした量（４５
０ｇ）のトナーを消費しきるまで、接触用突起が残存
し、これによりトナー塊の発生のない良好なトナー補給
を行うことが可能となる。

【００８２】また、請求項４記載のトナー補給装置によ
れば、トナー搬送スパイラルと一体の歯車の各歯に、該
歯より幅狭の接触用突起を形成すると共に、トナー撹拌
パドルと一体のピン車の各ピンに、該ピンより幅狭の接
触用突起を形成し、これら接触用突起が互いに接触する
ように構成としたから、トナー補給回数が進んでも、こ
の幅狭の接触用突部が摩耗するだけで、歯自体が直接摩
耗せず、しかも、ピンにも幅狭の接触用突起を形成して
あるため、接触面積が大きくなるようなことがなく、こ
れにより、収容したトナーを消費しきるまで、トナー塊
の発生のない良好なトナー補給を行うことが可能とな
る。

【００８３】また、請求項５記載の画像形成装置によれ
ば、トナー補給装置のトナー搬送手段と一体の第１の駆
動力伝達体の各係合突起に、該係合突起より幅狭の接触
用突部を形成し、該接触用突部をトナー撹拌手段と一体
の第２の駆動力伝達体の各係合突起に接触させる構成と
したから、トナー補給回数が進んでも、この幅狭の接触
用突部が摩耗するだけで、係合突起自体が直接摩耗して
接触面積が大きくなるようなことがなく、これにより、
収容したトナーを消費しきるまで、トナー塊の発生のな
いトナー補給を行え、トナー補給装置からのトナー塊の
影響のない良好な画像形成が可能となるといった効果を
奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー補給装置の一実施例を適用した
画像形成装置の断面正面図。

【図２】図１に示す装置の要部の断面正面図。

【図３】図１に示す装置に組込まれた現像装置のフロン
ト側の断面平面図。

【図４】同じく、現像装置のフロント側の外観斜視図。

【図５】図１に示す装置の上部ユニットを開いた状態の
フロント側の斜視図。

【図６】本発明のトナー補給装置を構成するトナーカー
トリッジの一実施例を示す断面側面図。

【図７】同じく、トナーカートリッジの断面正面図。

【図８】同じく、トナーカートリッジの現像装置への装
着部分近傍を裏面側から見た図。

【図９】同じく、トナーカートリッジの現像装置への装
着部分近傍の下面図。

【図１０】同実施例のトナーカートリッジのトナー搬送
スパイラルに連設された歯車を示す断面及び正面図。

【図１１】同実施例のトナーカートリッジのトナー搬送
スパイラルに連設された歯車とトナー撹拌パドルに連設
されたピン車との噛合状態を示す図。

【図１２】同実施例の歯車の歯に形成された接触用突部
としての凸条とピン車のピンとの当接状態を示す正面及
び断面平面図。

【図１３】同じく、ライフ後の状態を示す図。

【図１４】同実施例の接触用突部としての凸条を形成し
たトナーカートリッジと未対策のトナーカートリッジの
トナークランプに対するランニング試験結果を示す図。

【図１５】同実施例の接触用突部としての凸条の削れ状
態を示す図。

【図１６】本発明の第１の他の実施例を示すもので、歯
車の歯に形成された接触用突部としてのピン状突起とピ
ン車のピンとの当接状態を示す正面及び断面平面図。

【図１７】同じく、ライフ後の状態を示す図。

【図１８】本発明の第２の他の実施例を示すもので、歯
車の歯に形成された接触用突部としての凸条とピン車の
ピンに形成された凸条との当接状態を示す正面及び断面
平面図。

【図１９】同じく、ライフ後の状態を示す図。

【図２０】本発明の第３の他の実施例を示すもので、歯
車の歯に形成された接触用突部としてのピン状突起とピ
ン車のピンに形成された凸条との当接状態を示す正面及
び断面平面図。

【図２１】同じく、ライフ後の状態を示す図。

【図２２】従来の歯車の歯とピン車のピンとの当接状態
を示す正面及び断面平面図。

【図２３】同じく、ライフ後の状態を示す図。

【図２４】同実施例におけるトナークランプの発生状態
を示す説明図。

【図２５】同実施例におけるトナークランプに伴う用紙
上の黒点発生状態を示す説明図。

【符号の説明】

１…デジタル複写装置（画像形成装置）、２…装置本
体、５…画像読取手段、６…画像形成手段、２０…感光
体ドラム（像担持体）、２２…帯電装置（帯電手段）、
２３…レーザ露光装置（静電潜像形成手段）、２４…現
像装置（現像手段）、２５…転写チャージャ（転写手
段）、２６…剥離チャージャ（静電的剥離手段）、２７
…クリーナ装置（清掃手段）、６０…ケーシング（現像
装置本体）、６１…現像剤収容部、６２…現像ローラ
（現像剤搬送部材）、６４…第１のミキサー、６５…第
２のミキサー、７０…オートトナーセンサ（トナー濃度
検出手段）、７１…トナーカートリッジ（トナー補給装
置）、７２…カートリッジ装着部、７４…トナー補給
口、７５…駆動カップリング（駆動力伝達部）、７８…
トナー供給口、８０…カートリッジ本体、８１…トナー
供給溝、８２…従動カップリング（被駆動力伝達部）、
８３…トナー搬送スパイラル（トナー搬送手段）、８４
…トナー撹拌パドル（トナー撹拌手段）、８５…歯（係
合突起）、８６…歯車（第１の駆動力伝達体）、８７…
ピン（係合突起）、８８…ピン車（第２の駆動力伝達
体）、９０…係合溝付きフランジ（保持部）、９５…凸
条（接触用突部）、９５０…ピン状突起（接触用突
部）、１００…凸条（接触用突部）、ＴＩ…トナー像、
Ｃ…キャリヤ、Ｔ…トナー、Ｄ…現像剤。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ Ｇ０３Ｇ 15/00 ５５４ (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/095 F16H 51/00 - 55/30

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トナーを収容するカートリッジ本体と、 カートリッジ本体内の底部に形成され、複数の第１の係
   合突起および、それぞれの突起から突出された幅狭の第
   １の接触用突起を放射状に有し、回転することにより駆
   動力を伝達する第１の駆動力伝達体と、 カートリッジ本体内に回転可能に設けられ、第１の駆動
   力伝達体の複数の第１の係合突起と噛合する複数の第２
   の係合突起および、それぞれの突起から突出された幅狭
   の第２の接触用突起を有する第２の駆動力伝達体を備
   え、第１の駆動力伝達体の回転に連動して回転すること
   でカートリッジ本体内のトナーを攪拌するトナー攪拌手
   段と、を具備し、 前記複数の第１，２の接触用突起が互いに接触するよう
   に構成したことを特徴とするトナー補給装置。
2. 【請求項２】現像装置に形成されたカートリッジ装着部
   に対して着脱自在であり、前記現像装置に形成されたト
   ナー補給口を介して現像剤収容部にトナーを補給するカ
   ートリッジ式のトナー補給装置であって、 前記トナーを収容すると共に前記カートリッジ装着部に
   保持するための保持部及び前記現像装置のトナー補給口
   と連通するトナー補給口を有したカートリッジ本体と、 このカートリッジ本体内の底部に形成されたトナー供給
   溝内、かつ駆動力を受けるための被駆動力伝達部をカー
   トリッジ本体外に臨ませた状態に設けられ、回転するこ
   とによりトナーを前記トナー補給口に送るトナー搬送ス
   パイラルと、 前記カートリッジ本体内に回転可能に設けられ、かつ前
   記トナー搬送スパイラルと一体の複数の歯を放射状に有
   する歯車と噛合する複数のピンを有するピン車を一体に
   備え、前記トナー搬送スパイラルの回転に連動して回転
   することで前記カートリッジ本体内のトナーを攪拌する
   と共に前記トナー供給溝部にトナーを導くトナー攪拌パ
   ドルと、 を具備し、 前記トナー搬送スパイラルと一体の前記歯車の各歯は、
   該歯より幅狭の接触用突起を形成すると共に、前記トナ
   ー攪拌パドルと一体のピン車の各ピンに、該ピンより幅
   狭の接触用突起を形成し、これら接触用突起が互いに接
   触するように構成したことを特徴とするトナー補給装
   置。