JP3740481B2 - トナー補給容器 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリプリンター等の電子写真画像形成装置の現像装置にトナーを補給する為のトナー補給容器に関する。

従来、トナー補給容器から電子写真画像形成装置の装置本体に備える現像装置へトナーを補給する手段として、トナーを補給する際にトナー補給容器を現像装置のトナー貯蔵部へセットし、トナー補給容器内のトナーを該貯蔵部へ一度に全量補給し、補給終了後、該装置本体から取りはずす方式のものがあった。

しかしながら上記方式は、一度に全量補給する為、トナーの過補給によるトナー汚れ等、操作性の点で十分ではなかった。

また、上記の問題点等を解決すべく、特開平７−２０７０５号公報、特開平１０−２６０５７４号公報にて円筒周面にら旋部を形成し、円筒を円筒軸線と略水平方向位置にて回転させトナーを少量づつ排出し現像器へ供給するトナー容器、トナー補給装置が提案されている。
特開平７−２０７０５号公報 特開平１０−２６０７５４号公報 なし

前記特開平７−２０７０５号公報、特開平１０−２６０５７４号公報の提案により、トナー補給時の過補給による汚れは解決できたものの、上記方式においてはトナー補給容器内でトナーがブリッジした時のトナー排出性を安定化するまでに多少の時間を要するという状況があり、本発明はこれらを解決したトナー補給容器を提供する事を目的とするものである。

主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。

本出願に係る第１の発明はトナー補給装置にトナーを補給するトナー補給容器であって、トナーを収納する筒状の容器本体と、前記容器本体の長手方向一端面の下部に設けられ前記容器本体内のトナーを排出する排出口と、前記容器本体を筒軸線の周りに反転揺動させる駆動力を前記トナー補給装置より受ける駆動力受け部と、前記容器本体の周面部と一端面との接続部に設けられ前記容器本体の反転揺動動作に対応して伸縮する伸縮部と、前記容器本体の一端面に設けられ前記トナー補給装置と係合可能な係合部と、前記容器本体内に設けられたバッフル板と、を有し、前記バッフル板を前記容器本体の反転揺動動作に抗して不動とするため前記係合部を介して前記トナー補給装置に固定可能に設けたことを特徴とするトナー補給容器である。

本発明によれば、トナー補給容器内のトナーが凝集固化した状態であっても、排出口からトナーを何ら問題なく排出することができる。そして、バッフル板の穴部はトナーをほぐすためのトルクを低減すると共にバッフル板の両側のトナー量を均一化させる効果がある。

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がないかぎりは、この発明の範囲をそれらのみに限定するものではない。

（電子写真画像形成装置）
図１３は本発明のトナー補給装置を有する電子写真画像形成装置の縦断面図である。

原稿１０１は原稿台ガラス１０２の上に置かれ、光学部の１０３の複数のミラーとレンズにより感光体ドラム１０４上に原稿の情報が結像するように配置される。給紙カセット１０５〜１０８に積載された用紙Ｐのうち、不図示の操作部から使用者が入力した情報もしくは原稿１０１の紙サイズから最適な給紙カセット１０５〜１０８を用紙サイズ情報から選択する。そして給紙、分離装置１０５Ａ〜１０８Ａの何れか１つにより搬送された１枚の用紙Ｐを搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送し、感光体ドラム１０４の回転と光学部１０３のスキャンのタイミングとを同期させて用紙Ｐを搬送する。転写、分離帯電器１１１，１１２で感光体ドラム１０４上のトナー像を転写され分離された用紙Ｐは搬送部１１３により、搬送されて定着部１１４に到り、定着部１１４で熱と圧力により、用紙Ｐ上のトナーを定着させた後、
１）片面コピーの場合、排紙反転部１１５を通過し排紙ローラ１１６により排紙トレー１１７へと排出される。

２）多重コピーの場合、排紙反転部１１５のフラッパー１１８の制御により、用紙Ｐは再給紙搬送路１１９，１２０を搬送され、レジストローラ１１０まで達し、前記と同様に画像形成、搬送、定着部を通り、今度は排紙トレー１１７上に排出される。

３）両面コピーの場合、排紙反転部１１５を通り、一度、排紙ローラ１１６により用紙Ｐの一部を機外へ排出し、用紙Ｐの終端がフラッパー１１８を通過し、排紙ローラ１１６に挟持させているタイミングに前記フラッパー１１８を制御し前記排紙ローラ１１６を逆回転させ用紙Ｐを再度機内へ搬送し再給紙搬送部１１９，１２０を搬送され、レジストローラ１１０まで搬送し、前記と同様に画像形成、搬送、定着部を通り今度は排紙トレー１１７上に排出される。

上記構成の電子写真画像形成装置において、感光体ドラム１０４の回りには現像装置２０１とクリーニング器２０２、一次帯電器２０３等の装置が配置されている。現像装置２０１は原稿１０１の情報を光学部１０３により感光体ドラム１０４に静電潜像として結像した情報を顕在化するためにトナーを前記感光体ドラム１０４上に吸着させるのにトナーを供給しており、前記現像装置２０１にトナーを補給するためのトナー補給容器（以下トナー収納容器という）５０が装置本体１２４に着脱可能に設けられている。

上記において、現像装置２０１は感光体ドラム１０４と微小隙間（約３００μｍ）をおいて現像ローラ２０１ａを有し、現像に際しては、現像ブレード２０１ｂによってトナーに摩擦帯電電荷を与えると共に現像ローラ２０１ａに薄層のトナー層を形成し、感光体ドラム１０４との間に現像バイアスを加えることにより感光体ドラム１０４上に潜像を現像する。

現像によって減少するトナーはトナー補給装置１００から補給される。

トナー補給装置１００内のトナーがなくなると、図１４に示すように装置本体１２４の前面上部角に設けた開口部１２２下縁に枢着してある開閉部材１２１を開けるとトナー収納容器５０を取り外し可能に装着する装着手段であるホルダー３５が見える。このホルダー３５にトナー収納容器５０を挿入するとホルダー３５の長手方向に設けたガイド手段に導かれてトナー収納容器５０は挿入される。挿入されたトナー収納容器５０はトナー補給装置１００の後述の駆動部２１に嵌入保持され、現像バッファー２４を介して現像装置２０１に供給される（図１１参照）。そして上記開閉部材１２１を閉めると電源スイッチが入り画像形成装置は駆動可能となる。

（トナー収納容器の実施の形態１）
本実施の形態１のトナー収納容器５０は、図１（ａ）（ｂ）に示す様に主に容器本体１、端面２で構成されておりこれら各部材について説明する。

容器本体１は、一端面が塞がれた中空筒形状で構成されており、筒断面の形状は、円形状または、図２に示された様な方円形の異形状であってもかまわないが、容器の底部にあたる部位４が少なくとも略円弧状となっており容器の揺動反転運動に依り容器内部に収納されているトナーが効率的に搬送、排出され易い形状となっている。

容器本体１を構成する材質としては、ポリプロピレンＰＰ、ポリエチレンＰＥ、ポリスチレンＰＳ等に代表される様な各種樹脂やステンレスＳＵＳ、アルミニウムＡｌ等の各種金属があげられるが、品質、コスト、量産性の点で、ブロー成形法や、インジェクション成形法による、樹脂の成形品が好ましい。

また容器本体１の内側にはトナー搬送方向に傾斜した、凸状のスジ部５を設け（図３参照）容器の反転揺動運動に対応してトナーの搬送性を向上させることが好ましい。スジ部５は容器本体１の軸方向に対して傾いている。例えばらせんの一部である。

また、容器本体１をトナー排出方向へ若干傾斜する様に筒底部６を傾斜させた構成（図４参照）にする事が残トナー量を低減するうえでは効果的である。

トナー排出口７の位置は図１（ｂ）に示すように端面２の一部に配置されており、端面２の最も低い位置またはその近傍にある事が好ましい。

端面２は、容器本体１と係合する部分と対応する形状をなしており容器本体１の反転揺動運動に抗して図１に示すように外周が伸縮する伸縮部１０と非伸縮部１１を有した構成であり、トナー排出口７は端面２の周面近傍で非伸縮部１１に配置され、容器本体１がトナー補給装置（不図示）から駆動力を受けて反転揺動運動するのに抗して静止状態を維持できるような構成となっている。伸縮部１０は図１（ｂ）に示すように容器本体１の中心線を含む断面で見て曲線状であり、容器本体１に接合されている。

また、伸縮部１０は、図５に示すように容器本体１の筒周面側に延出した構成であっても良い。

伸縮部１０の形態としては、図６に示される様にシート状の伸縮部と非伸縮部が略同芯円上に形成されドーナツ状である事が好ましい。

端面２に使用可能な材質としては、非伸縮部１１がポリプロピレンＰＰ、ポリエチレンＰＥ、ポリスチレンＰＳ等の合成樹脂やステンレスＳＵＳ、アルミニウムＡｌ（エル）等の各種金属があげられ、伸縮部１０は、シリコンゴム、スチレンゴム、ブタジエンゴム、ＥＰＤＭ、ラテックスゴムや各種エラストマー等の弾性体からなり、品質、コストの点でインジェクション成形や伸縮部と非伸縮部を一体的に成形する二色成形やインサート成形法により成形される事が好ましいが、伸縮部１０、非伸縮部１１の接合は熱溶着、超音波溶着、粘着剤や接着剤による方法も可能である。

更に、端面２の一部には容器の内側へ配設されたバッフル板３と容器本体１の反転揺動に抗して前記バッフル板３を不動状態に固定する為のバッフル固定部（係合部）９を有している。

図７、図８に示すようにバッフル板３は突部３ａを有する。バッフル板３は図６に示す端面２の非伸縮部１１のバッフル固定部９（トナー補給装置１００と係合可能な係合部）に設けられた凹部となったバッフル取付部１３に突部３ａを嵌入固定され容器本体１の内側へ配設されており、容器本体１の反転揺動運動に抗して不動の状態を維持することにより物流等の振動を受けて容器内で凝集し固化した状態のトナーをほぐし流動性を向上させ、更には、トナー排出口７から容器外部へトナーを効果的に排出させる機能を有している。

バッフル板３のトナー排出口７近傍での端面部の位置関係は、容器の反転揺動軸線方向の端面側から見てトナー排出口７の内側に配置された構成となっており、排出口７を左右に二分する位置にあることがより好ましい。

前記バッフル板３と容器本体１の筒部内面との距離は、反転揺動運動中にトナー粗粒が発生しない様に非接触状態に保たれているが、図７の様にバッフル板端面にウレタンゴムやポリエステルフィルム等の可とう性のシート１４を容器本体１の筒部内面に接触するように取付け、残トナー量を低減する構成とする事がより好ましい。また粗粒については、可とう性のシート１４を使用している為に発生がない。

また、前記バッフル板３は、容器本体１の反転揺動時にトナーをほぐす為に発生するトルクを低減する為に図８に示す様な窓（穴）１５を設けることが効果的であり、更に前記窓部を通してトナーの行来ができる為容器内のバッフル板３を境にして左右側のトナー量を均一化させる効果がある。

バッフル板３を構成する材質としては、ポリプロピレンＰＰ、ポリエチレンＰＥ、ポリスチレンＰＳ、ポリエチレンテレフタレートＰＥＴ等に代表される様な各種合成樹脂やステンレスＳＵＳ、ばね鋼板等の各種金属が上げられるが、品質、コスト、量産性の点でインジェクション成形による樹脂の成形品が好ましい。

トナー排出口７のシール方法は、イージーオープンフィルムやシャッターにパッキン部材を貼着したスライドシャッター方式が良い。

（トナー収納容器の組み立て方法）
トナー収納容器の組み立て方法を図９にそって説明する。

筒状の容器本体１、端面２（非伸縮部１１、伸縮部１０）バッフル板３を射出成形法等により各々作成しておく。

次に、非伸縮部１１と伸縮部１０を接合する。

接合方法は熱溶着、超音波溶着、両面テープ粘着等シール性が維持出来ればどのような方法でも良い。本実施例では、伸縮部１０と非伸縮部１１を２色成形により作成した。次に非伸縮部１１とバッフル板３を接合する。

固定方法としては、非伸縮部１１の固定部９の内側にあるバッフル取付部１３に軽圧入等の方法で行う。また事前に非伸縮部１１とバッフル板３を一体的に成形しておいても良い。

非伸縮部１１に形成されたトナー排出口７をイージーオープンフィルム８を熱溶着してシールしておく。熱溶着以外の方法では、粘着層付のフィルムを貼り付ける方法でも良い。

次に図１０に示す様なオーガ式充填機を用いて、容器本体１に所定量のトナーを充填する。トナー充填済みの容器本体１の開口端部１６にバッフル板３をあらかじめ取り付けたフランジユニット１８をかぶせ、容器本体１とトナーが漏れない様接合する。接合方法は、ポリプロピレンＰＰ等の粘着テープ１７を巻き付ける方法が良いが、超音波溶着、ホットメルト接着等の方法も可能であるが、リサイクル性を考慮するならば粘着テープを巻き付ける方法が良い。

上記組み立て方法とは別にトナー充填口を容器本体１の開口とは別に容器本体１の底面（端面２と対向する面）等に設ける方法がある。この場合は、容器本体１と端面ユニット１８を前述の方法にて接合した後に前記トナー充填口よりトナーを所定量充填し、キャップ等のシール部材で充填口を塞いでも良い。

次に前記構成のトナー収納容器５０（図１１参照）のトナー補給操作について説明する。

図１１は、トナー補給装置の概略図である。

トナー補給装置は、トナー収納容器５０を反転揺動させる為トナー収納容器５０をその内側に嵌め込まれる外周が円筒形の駆動部２１と、トナー収納容器５０の端面２の固定部９を容器本体１の反転揺動運動に抗して常時不動状態に固定するロック部２２とが係合しトナー排出口７をトナー補給装置のトナー受入れ口２７と係合する構成を有するとともにトナー収納容器５０に収納されたトナー２３を排出口７を通して排出し現像器側へ供給するための現像バッファー２４を有している。

図１１において、リンクである連結杆２６ｂは図の紙面とは概略直角方向に配されており、駆動部２１とピン２６ｃで結合され、駆動部２１の回転中心を中心としピン２６ｃをとおる円の接線を間に揺動する。

駆動部２１は駆動モーター２５の回転によりモーター２５の軸に固定したクランクディスク２６ａに一端がピン２６ｄにより結合された連結杆２６ｂが往復揺動運動する事によって駆動部２１がモーター２５の回転速度、連結杆２６ｂの長さによって所定角度、所定反転速度で反転揺動する構成となっている。また、駆動部２１は、トナー収納容器５０の排出口７と係合する位置にトナー受入れ口２７を有し、トナー受入れ口２７は排出口７と対面する部分を弾性部材２８で囲み、トナーをシールする構成を有している。更に駆動部２１の外面には、駆動ガイド部２９がある。駆動部２１と駆動ガイド部２９、現像バッファー２４との間には摺動体３０が配置されている。

現像バッファー２４には、トナー供給口３２、搬送スクリュー３３、トナー排出口３４が具備されている。

図１１の（ａ）において矢印方向にトナー収納容器５０を押し込み、トナー補給装置の駆動部２１にセットする。

その後にイージーオープンフィルム８を引き剥がし、排出口７を開口する。この状態を示したのが、図１１の（ｂ）である。

図１１の（ｂ）においては、トナー収納容器５０の固定部９とロック部２２が係合状態にあり、トナー排出口７及びバッフル板３は容器本体１の反転揺動運動に抗して固定位置状態を保持できる。容器本体１の外周面の一部（駆動力受け部）は駆動部２１と係合し、駆動部２１の反転揺動力を受けてトナー収納容器５０を反転揺動可能な状態になっている。

トナー収納容器５０が反転揺動している時の端面２の状態を図１２で説明する。

図１２（ａ）は、トナー補給装置にセットされた時のトナー収納容器５０の端面２側から見た状態でバッフル板３の排出口７側の端面部は、排出口７のほぼ中央を左右に二分するように配置されている。トナー排出口７は、容器軸線下方に位置しており伸縮部１０には、反転揺動時のストレスは、かかってない状態である。

駆動部２１の作動により揺動角１／２θ２ だけトナー収納容器５０が動いた状態が図１２（ｂ）である。容器本体１は反転揺動軸中心に対し１／２θ_２ だけ角度がずれ、一方、排出口７は、上記の動きに関係なく固定状態にある。容器本体１が１／２θ_２ 角度だけ回転することにより伸縮部１０はよじれる方向に伸びた状態になる。

次に容器本体１は、反対方向に揺動する。再び図１２（ａ）の状態となり更に１／２θ_２ 角度移動して図１２（ｃ）の状態となる。伸縮部１０は、前記とは、逆方向によじれ伸びた状態となる。当然のことながら排出口７は、常に同位置を維持している。

この様な動き、（ａ）→（ｂ）→（ａ）→（ｃ）→（ａ）を繰り返し行う反転揺動運動によりトナー収納容器５０内のトナー２３は、バッフル板３のトナー捲き出し作用により効率的にトナー排出口７側へ搬送され現像バッファー２４側へ排出される。

実施例での排出テストの結果を以下に説明する。

容器本体内径８０ｍｍ、内容積５００ｃｃのトナー収納容器５０に一成分系磁性トナー３００ｇを充填し、上下方向に２ｃｍの高さから１，０００回タップした後に本トナー補給装置にセットしθ２ を３０°〜１８０°の角度、反転サイクルを３０〜３００回／分の範囲で行ったがいずれの条件においてもトナーの排出性は良好であり、反転揺動開始直後からトナーが排出され始め、残トナー量も２〜５ｇ程度と極わずかであった。

以上説明した様に本発明の実施の形態によればトナー収納容器を、容器本体の伸縮不可に構成された一端面と胴部との接続部に設けられ容器本体の反転揺動動作に対応して伸縮する伸縮部を構成し、更に上記一端面にトナー排出口を設けると共にトナー補給装置と係合可能な係合部を設け、トナー補給容器内側へ上記係合部を介してバッフル板をトナー補給装置に固定可能に設け、トナー収納容器を揺動反転するトナー補給装置を用いる事により、物流輸送等で振動を受けトナーが凝集固化した状態であっても何ら問題なく排出が可能となった。

利用可能性あり。

図面は何れも本発明の実施の形態を示し、
トナー収納容器の実施の形態１であって、（ａ）は斜視図、（ｂ）は縦断面図である。 別の実施の形態を示し、異形状のトナー収納容器の筒部断面形状略図である。 別の実施の形態の筒部の凸状スジを示した略図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 別の実施の形態の筒部形状を示した略図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 別の実施の形態の伸縮部を示した略縦断面図である。 実施の形態１の端面を示した略図であって、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は正面図である。 実施の形態１のバッフル板を示した略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 別の実施の形態のバッフル板を示した略図であって、側面図である。 実施の形態１のトナー収納容器の組み立てに関する略図であって、斜視図である。 オーガ充填機を示す略図であって、（ａ）は正面図、（ｂ）は側面図である。 トナー補給装置を示す略図であって、（ａ）はトナー収納容器の装着前、（ｂ）は装着後を夫々示す縦断面図である。 （ａ）（ｂ）（ｃ）は夫々が端面の作用の状態を示す正面図である。 画像形成装置の縦断面図である。 画像形成装置の斜視図である。

符号の説明

１…容器本体
２…端面
３…バッフル板 ３ａ…突部
４…部位
５…スジ部
６…筒底部
７…トナー排出口
８…イージーオープンフィルム
９…バッフル固定部（係合部）
１０…伸縮部
１１…非伸縮部
１３…バッフル取付部
１４…可とう性のシート
１５…窓
１６…開口面端部
１７…粘着テープ
１８…端面ユニット
２１…駆動部
２２…バッフルロック部
２３…トナー
２４…現像バッファー
２５…モーター
２６ａ…クランクディスク ２６ｂ…連結杆 ２６ｃ…ピン ２６ｄ…ピン
２７…トナー受入れ口
２８…弾性部材
２９…駆動ガイド部
３０…摺動パッキン
３１…摺動パッキン
３２…トナー供給口
３３…搬送スクリュー ３３ａ…モーター
３４…トナー排出口
３５…ホルダー
５０…トナー収納容器（トナー補給容器）
１００…トナー補給装置

Claims (3)

1. トナー補給装置にトナーを補給するトナー補給容器であって、
   トナーを収納する筒状の容器本体と、
   前記容器本体の長手方向一端面の下部に設けられ前記容器本体内のトナーを排出する排出口と、
   前記容器本体を筒軸線の周りに反転揺動させる駆動力を前記トナー補給装置より受ける駆動力受け部と、
   前記容器本体の周面部と一端面との接続部に設けられ前記容器本体の反転揺動動作に対応して伸縮する伸縮部と、
   前記容器本体の一端面に設けられ前記トナー補給装置と係合可能な係合部と、
   前記容器本体内に設けられたバッフル板と、を有し、
   前記バッフル板を前記容器本体の反転揺動動作に抗して不動とするため前記係合部を介して前記トナー補給装置に固定可能に設けたことを特徴とするトナー補給容器。
2. 前記バッフル板は前記排出口を左右に分ける位置に配置されていることを特徴とする請求項１のトナー補給容器。
3. 前記バッフル板は前記容器本体の一端面側から他端面側に向けて延出して設けられていることを特徴とする請求項１又は２のトナー補給容器。

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