JP3765213B2

JP3765213B2 - トナー補給装置

Info

Publication number: JP3765213B2
Application number: JP31360699A
Authority: JP
Inventors: 英樹岡田
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-11-04
Filing date: 1999-11-04
Publication date: 2006-04-12
Anticipated expiration: 2019-11-04
Also published as: JP2001134055A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置において、現像装置に一定量のトナーを補給する技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術および発明が解決しようとする課題】
上記画像形成装置においては、感光体等の像担持体上に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置によりトナー像に現像した後、トナー像を記録媒体上に転写し、この記録媒体上に転写されたトナー像を定着装置により定着するようにしている。前記現像装置においては、トナー消費量に応じて現像装置に一定量のトナーを供給する必要がある。
【０００３】
例えば、特公昭６３−６０３８７号公報においては、現像装置の内部でトナー補給容器を回転させ一定量のトナーを供給するようにしている。しかしながら、この方式は、トナー補給容器を収納する分だけ現像装置が大型化し、コンパクトな画像形成装置には適用できないと共に、トナー補給容器をベアリングで支持しているため、容器の着脱が煩わしい作業となり、かつ、容器の交換時に容器周囲に付着したトナーにより現像装置周辺や手が汚れてしまうという欠点を有している。
【０００４】
また、特開昭６３−７５７６９号公報においては、トナー補給容器をホルダーに支持させ、容器を回転する円筒部材に着脱自在にするようにしているが、着脱機構が容器側の突起と円筒部材側の溝およびホルダー側の切欠で構成されるため、トナー補給容器から漏れだしたトナーがホルダーの摺擦面に移動し、容器の周面を汚染してしまうという問題を有している。
【０００５】
さらに、上記いずれの方式も、トナー補給容器を水平状態に載置するとき、容器の開口部からトナーが出ないように注意して作業しなければならず、また、そのために容器内部に充填するトナー量を減らしているため、トナーの充填効率が低いという問題を有している。
【０００６】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、簡単な作業でトナー補給容器を交換することができるとともに、トナー補給容器の周面の汚染を防止することができ、また、トナーの充填効率を上げることができるトナー補給装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、現像装置にトナーを供給する容器支持部材と、該容器支持部材に設けられた軸方向案内手段と、該軸方向案内手段から分岐する周方向案内手段と、前記容器支持部材に着脱自在に装着され、トナー排出穴を有するトナー補給容器と、該トナー補給容器に回動可能に装着され、トナー排出穴を有するトナー補給容器シャッタ部材と、前記トナー補給容器に設けられた第１の係合手段と、前記シャッタ部材に設けられた第２の係合手段を備え、前記第２の係合手段を前記軸方向案内手段に係合させ、前記第１の係合手段を前記周方向案内手段に係合し、前記容器支持部材に装着され、トナー排出穴を有する容器支持部材シャッタ部材と、該容器支持部材シャッタ部材とトナー補給容器を係合させる第３の係合手段とを備え、前記第３の係合手段とトナー補給容器の端面に設けられる凹部を係合することにより、前記排出穴を連通させることを特徴とし、請求項２記載の発明は、請求項１において、前記案内手段の終端には係合凹部が形成されていることを特徴とし、請求項３記載の発明は、請求項１または２において、前記容器支持部材側の容器支持部材シャッタ部材のトナー排出穴面積を、トナー補給容器側のトナー補給容器シャッタ部材のトナー排出穴面積より大きく設定したことを特徴とし、請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれかにおいて、前記容器支持部材シャッタ部材のトナー排出穴をシールするシール材を設け、前記トナー排出穴近傍にシール材を押圧する環状リブを設けたことを特徴とし、請求項５記載の発明は、請求項１ないし４のいずれかにおいて、前記容器支持部材およびトナー補給容器を回転させることを特徴とし、請求項６記載の発明は、請求項５において、前記容器支持部材の周面にトナー落下口を形成したことを特徴とし、請求項７記載の発明は、請求項５または６において、前記容器支持部材のトナー補給容器挿入側に弾性シール材を配設したことを特徴とし、請求項８記載の発明は、請求項５ないし７のいずれかにおいて、前記容器支持部材の下方にトナー受け部材を配設したことを特徴とし、請求項９記載の発明は、請求項５において、トナー補給装置が複数設置され、複数のトナー補給装置を一つの電動モータにより駆動させることを特徴とする。なお、上記構成に付加した番号は、本発明の理解を容易にするために図面と対比させるものであり、これにより本発明の構成が何ら限定されるものではない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明が適用される画像形成装置の１例を示す全体構成図である。この画像形成装置は、４色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真法を用いる全ての画像形成装置に適用可能である。
【０００９】
感光体１は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体１の周囲には、その回転方向に沿って、感光体１を一様に帯電するための帯電装置２、感光体１上に静電潜像を形成するための露光装置３、静電潜像を現像するための回転式現像装置４、感光体１上に形成された単色のトナー像を転写するための中間転写ドラム５および一次転写装置６が配設され、また中間転写ドラム５の外周には、中間転写ドラム５に形成された４色フルカラー像を記録媒体（紙等）上に転写するための二次転写装置７、記録媒体上に転写されたトナー像を定着するための定着装置９が配設されている。なお、１０は記録媒体を収納する給紙トレイ、１１は記録媒体搬送路である。
【００１０】
回転式現像装置４は、イエロー用現像器４Ｙ、シアン用現像器４Ｃ、マゼンタ用現像器４Ｍおよびブラック用現像器４Ｋが回転可能に構成されており、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、感光体１の１回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラのみが感光体１に当接可能にされている。なお、各現像器にはそれぞれのトナーが収納されたトナー補給装置１２が接続されている。
【００１１】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体１、現像装置４の現像ローラおよび中間転写ドラム５が回転駆動し、先ず、感光体１の外周面が帯電装置２によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の外周面に、露光装置３によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００１２】
感光体１には、イエロー用現像器４Ｙが回動してその現像ローラが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体１上に形成される。一次転写装置６には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１上に形成されたトナー像が中間転写ドラム５上に転写される。このとき、二次転写装置７は中間転写ドラム５から離間されている。感光体１上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置（図示せず）によって除去された後、感光体１の表面は除電手段（図示せず）により除電される。
【００１３】
上記の処理が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、感光体１と中間転写ドラム５の１回転による潜像形成、現像、転写が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ドラム５上において重ねられて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写装置７に達するタイミングで、記録媒体（転写紙）が搬送路１１から二次転写装置７に供給され、このとき、二次転写装置７が中間転写ドラム５に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ドラム５上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写される。そして、この記録媒体上に転写されたトナー像は定着装置９により加熱加圧され定着される。
【００１４】
本発明は、上記トナー補給装置１２に関わるものであり、図２〜図６は、本発明のトナー補給装置の１実施形態を示し、図２は全体構成を示す斜視図である。なお、以下の説明においては、各図面間で同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【００１５】
図２において、回転式現像装置４は筒状の回転軸４ａを有し、回転軸４ａはリヤパネル１３とフロントパネル１４間に回転自在に支持され、図示しない電動モータにより回転駆動される。回転軸４ａ内には４つのトナー供給路４ｂが形成されている。回転式現像装置４の上部には、４色に対応する４つのトナー補給装置１２が配設され、リヤパネル１３とフロントパネル１４間に回転自在に支持されている。なお、以下の説明では、その内の１つのトナー補給装置１２について説明し、他のトナー補給装置については同一の構成であるので説明を省略する。
【００１６】
トナー補給装置１２は、回転軸１５を有し、回転軸１５は、被駆動ギヤ１６および駆動ギヤ１７を介して電動モータ１９に連結され、トナー補給装置１２が回転駆動される。なお、この電動モータ１９により４つのトナー補給装置１２をギヤ機構により回転駆動させる構成になっている。トナー補給装置１２の回転軸１５と回転式現像装置４の回転軸４ａは、トナー供給管２０により接続され、トナー補給装置１２から回転式現像装置４にトナーが供給される構成になっている。トナー補給装置１２は、トナー補給容器２１、トナー貯留容器２２および容器支持部材２３からなっている。
【００１７】
図３は、図２のトナー補給容器２１を示し、図３（Ａ）は一部破断面を示す斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の部品分解図である。
【００１８】
図３（Ａ）において、トナー補給容器２１は円筒状の樹脂製容器からなり、その内周面には螺旋状のリブ（トナー移動促進手段）２１ａが一体成形されている。トナー補給容器２１の一側面には把手２１ｂが設けられ、他側の面にはトナー排出穴２１ｃと円錐状の係合凹部２１ｄが形成されると共に、他側の面には、図３（Ｂ）に示すシール材２１ｅ、トナー補給容器シャッタ部材２１ｆおよびシャッタ押さえ部材２１ｇが回動可能に圧入されている。シール材２１ｅ、トナー補給容器シャッタ部材２１ｆおよびシャッタ押さえ部材２１ｇには、前記トナー排出穴２１ｃに連通可能なトナー排出穴２１ｈが形成されている。また、トナー補給容器２１の外周面には突起状の第１の係合手段２１ｉが形成され、トナー補給容器シャッタ部材２１ｆの外周面にも突起状の第２の係合手段２１ｊが形成されている。
【００１９】
図４は、図２のトナー貯留容器２２および容器支持部材２３の斜視図である。筒状の容器支持部材２３は、容器交換時に装着姿勢を確認し易くさせ、また、ガイドとして滑らかに容器を装着させるために、さらに、回転駆動時にガタツキが生じないように、容器支持部材２３の軸方向長さが長い方が好ましい。容器支持部材２３には、軸方向にスリット状の軸方向案内手段２３ｂが形成され、容器支持部材２３端部の少し手前で軸方向案内手段２３ｂから分岐するように周方向にスリット状の周方向案内手段２３ｃが形成されている。案内手段２３ｂ、２３ｃの終端には、係合凹部２３ｄ、２３ｅが形成されている。また、容器支持部材２３の周囲には複数の円形状のトナー落下口２３ｆが形成され、容器支持部材２３の開口側に弾性シール部材２３ｇが装着されている。この弾性シール部材２３ｇは、回転駆動に伴うトナー補給容器２１のガタツキを防止すると共に、トナー補給容器２１を容器支持部材２３から離脱する際に容器の外周面に付着するトナーをクリーニングする機能を有している。さらに、容器支持部材２３の下方には、トナー受け部材２４が配設され、画像形成装置の内部がトナーで汚染されるのを防止している。
【００２０】
図５（Ａ）は、図４のトナー貯留容器２２および容器支持部材２３を示す分解図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ部拡大断面図である。
【００２１】
回転軸１５の一端にはトナー貯留容器２２が設けられ、他端には前記被駆動ギヤ１６が連結されている。トナー貯留容器２２の一側には、トナーレベル調整部材２２ａが嵌合され、他側には排出筒部２５が設けられ、排出筒部２５にはトナー排出穴２５ａが形成されている。排出筒部２５の外周には一対のリブ状摺動部２５ｂが形成されており、このリブ状摺動部２５ｂ間にトナー供給管２０の貫通穴２０ａが嵌合されている。トナー供給管２０の貫通穴２０ａの下方には、トナー供給管２０の外周を覆うように容器状のトナー受け部材２０ｂが設けられている。
【００２２】
前記レベル調整部材２２ａは円板プレートからなり、その周面にトナー排出穴２２ｃが形成され、その中心部には係合部２２ｄが形成され、トナー排出穴２２ｃには内側に突出する調整部材２２ｅが設けられている。また、トナー貯留容器２２の内周面には、羽根状のトナー撹拌部材２２ｆが設けられている。
【００２３】
容器支持部材２３側には、容器支持部材シャッタ部材２３ｈ、シール材２３ｉが嵌合、固定される。容器支持部材シャッタ部材２３ｈおよびシール材２３ｉには、前記レベル調整部材２２ａのトナー排出穴２２ｃに連通するトナー排出穴２３ｊ、２３ｋが形成されており（図５（Ｂ））、容器支持部材シャッタ部材２３ｈの開口２３ｊの周縁に形成された環状リブ２３ｍが、シール材２３ｉの開口２３ｋの周囲を押圧しトナーの漏洩を防止している。なお、容器支持部材２３側の容器支持部材シャッタ部材２３ｈのトナー排出穴２３ｊの面積を、トナー補給容器２１側のトナー補給容器シャッタ部材２１ｆのトナー排出穴２１ｈ面積より大きく設定し、これにより位置精度を高めることなく、トナー補給容器２１に対して容器支持部材シャッタ部材２３ｈを係合させることができる。
【００２４】
また、容器支持部材シャッタ部材２３ｈの中央部には円錐状に突出する第３の係合手段２３ｎが形成され、この第３の係合手段２３ｎはトナー補給容器２１の係合凹部２１ｄに係合され、第３の係合手段２３ｎの内部にレベル調整部材２２ａの係合部２２ｄが係合されるようになっている。そして、トナー貯留容器２２の外周に形成された連結フランジ２２ｎと容器支持部材２３の外周に形成された連結フランジ２３ａが固定され、回転軸１５の回転によりトナー貯留容器２２および容器支持部材２３が一体に回転する構成になっている。
【００２５】
図６（Ａ）は、図４の容器支持部材２３に図３のトナー補給容器２１を装着した状態を示す斜視図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の要部拡大図である。
【００２６】
トナー補給容器２１を容器支持部材２３に装着する場合には、トナー補給容器２１の把手２１ｂを持って、容器２１の第１の係合手段２２ｉおよびトナー補給容器シャッタ部材２１ｆの第２の係合手段２１ｊを軸方向案内手段２３ｂに挿入、押し進め、図６（Ｂ）に示すように、第２の係合手段２１ｊが係合凹部２３ｄに係合されると、容器２１を図で時計方向に回動させ、第１の係合手段２１ｉが周方向案内手段２３ｃに沿って移動し係合凹部２３ｅに係合される。同時に、トナー補給容器２１の回動により、係合凹部２１ｄ、第３の係合手段２３ｎを介して容器支持部材シャッタ部材２３ｈが回動される。その結果、容器２１が容器支持部材２３に固定されるとともに、容器２１のトナー排出穴２１ｃとトナー補給用シャッタ部材２１ｆ、容器支持部材シャッタ部材２３ｈのトナー排出穴２１ｈ、２３ｊが連通され、トナー補給容器２１内のトナーがトナー貯留容器２２に移動可能になる。
【００２７】
以上のように、トナー補給容器２１の着脱は、軸方向の挿入操作と周方向の回動操作によるダブルアクションで完了し、容器２１の回動操作と連動して、第１の係合手段２１ｉが係合凹部２３ｅに係合されたときのみ、容器２１および容器支持部材２３側のトナー補給容器シャッタ部材２１ｆ、容器支持部材シャッタ部材２３ｈが同時に開閉し、双方のトナー排出穴２１ｃ、２３ｊが連通しトナーの排出が可能になる。従って、トナー補給容器２１は、容器支持部材２３に対する係合を解除しない限り脱落することはなく、支持固定を解除する同時にトナー排出穴はトナー補給容器シャッタ部材２１ｆ、容器支持部材シャッタ部材２３ｈにより閉鎖されてトナーの漏洩が防止される。また、トナー補給容器２１の離脱時に漏洩する若干のトナーは容器外周に付着するが、トナー補給容器２１の引き抜き時に、トナー落下口２３ｆから落下し、また、弾性シール部材２３ｇによりクリーニングされ、トナー受け部材２４に収納される。
【００２８】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。電動モータ１９が駆動すると、駆動ギヤ１７、被駆動ギヤ１６を介して回転軸１５が回転し、トナー貯留容器２２、容器支持部材２３およびトナー補給容器２１が一体となって回動される。これにより、トナー補給容器２１内のトナーは、螺旋状のリブ（トナー移動促進手段）２１ａによりトナー排出穴２１ｃに向けて搬送され、トナー排出穴２１ｃ、２１ｈ、２３ｊ、２２ｃを経てトナー貯留容器２２内に供給される。トナー貯留容器２２内の過剰のトナーは、トナー排出穴２２ｃが上方にきたとき、調整部材２２ｅを乗り越えてトナー排出穴２２ｃからトナー補給容器２１に戻される。そして、トナー貯留容器２２内のトナーは、排出筒部２５のトナー排出穴２５ａからトナー供給管２０を経て、回転式現像装置４の回転軸４ａ内に形成されたトナー供給路４ｂに供給される。
【００２９】
図７は、本発明に係わる容器支持部材２３の変形例を示す斜視図である。なお、前記実施形態と同一の構成については同一番号を付けて説明を省略する。図７（Ａ）の例は、容器支持部材２３の下面（停止位置で）に周方向に一つの長孔状のトナー落下口２３ｆを設けている。図７（Ｂ）の例は、容器支持部材２３の軸方向に図７（Ａ）と同様のトナー落下口２３ｆを設けている。図７（Ｃ）の例は、図７（Ｂ）と同様のトナー落下口２３ｆを外周面軸方向に複数設けている。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態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種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、回転式現像装置に適用した例について説明したが、これに限定されるものではなく、固定式の現像装置に適用してもよい。
【００３１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、請求項１記載の発明によれば、トナー補給容器の容器支持部材への着脱と連動してトナー補給容器シャッタ部材が開閉するので、簡単な作業でトナー補給容器を交換することができるとともに、トナー補給容器の周面の汚染を防止することができ、また、トナーの充填効率を上げることができ、請求項２記載の発明によれば、係合凹部により確実にトナー補給容器を固定することができ、ユーザによる容器の交換作業が簡単になり、請求項３記載の発明によれば、トナー補給容器の離脱時に更に効果的にトナーの漏洩を防止することができ、請求項４、５記載の発明によれば、トナー補給容器の容器支持部材シャッタ部材に対する係合を位置精度を高めることなく行うことができ、請求項６記載の発明によれば、容器支持部材シャッタ部材の開閉時に容器支持部材シャッタ部材とシール材との間にトナーが侵入することがなく、請求項７記載の発明によれば、トナー補給容器の回転時に容器の外周面とトナーが擦れ合う箇所が存在しなくなり、容器の外周面にトナーが付着する場合においてもトナー付着面積の拡大を防止することができ、トナー漏洩による容器外面のトナー汚染を回避することができ、請求項８記載の発明によれば、容器支持部材シャッタ部材から漏洩したトナーをトナー補給容器と容器支持部材との間隙に蓄積することなしに、漏洩トナーを速やかに外部に放出させることができ、また、トナー補給容器と容器支持部材との摺擦によるキズやそれによって生じる騒音を防止することができ、請求項９記載の発明によれば、回転駆動に伴うトナー補給容器のガタツキを防止すると共に、トナー補給容器を容器支持部材から離脱する際に容器の外周面に付着するトナーをクリーニングすることができ、また、ユーザによる容器の交換作業が簡単になり、請求項１０記載の発明によれば、画像形成装置の内部がトナーで汚染されるのを防止することができ、請求項１１記載の発明によれば、カラー画像形成装置に適用した場合に装置の駆動系を簡素化できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の１例を示す全体構成図である。
【図２】本発明のトナー補給装置の１実施形態を示す斜視図である。
【図３】図２のトナー補給容器２１を示し、図３（Ａ）は一部破断面を示す斜視図、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の部品分解図である。
【図４】図２のトナー貯留容器２２および容器支持部材２３の斜視図である。
【図５】図５（Ａ）は、図４のトナー貯留容器２２および容器支持部材２３を示す分解図、図５（Ｂ）は図５（Ａ）のＢ部拡大断面図である。
【図６】図６（Ａ）は、図４の容器支持部材２３に図３のトナー補給容器２１を装着した状態を示す斜視図、図６（Ｂ）は図６（Ａ）の要部拡大図である。
【図７】本発明に係わる容器支持部材２３の変形例を示す斜視図である。
【符号の説明】
４：現像装置、２１：トナー補給容器、２１ｃ、２１ｈ、２３ｊ：トナー排出穴、２１ｆ：トナー補給容器シャッタ部材、２３ｈ：容器支持部材シャッタ部材、２１ｉ：第１の係合手段、２１ｊ：第２の係合手段、２３：容器支持部材、２３ｂ：軸方向案内手段、２３ｃ：周方向案内手段、２３ｄ、２３ｅ：係合凹部、２３ｆ：トナー落下口、２３ｇ：弾性シール材、２３ｉ：シール材、２３ｍ：環状リブ、２３ｎ：第３の係合手段、２４：トナー受け部材
以上

Claims

現像装置にトナーを供給する容器支持部材と、該容器支持部材に設けられた軸方向案内手段と、該軸方向案内手段から分岐する周方向案内手段と、前記容器支持部材に着脱自在に装着され、トナー排出穴を有するトナー補給容器と、該トナー補給容器に回動可能に装着され、トナー排出穴を有するトナー補給容器シャッタ部材と、前記トナー補給容器に設けられた第１の係合手段と、前記シャッタ部材に設けられた第２の係合手段を備え、前記第２の係合手段を前記軸方向案内手段に係合させ、前記第１の係合手段を前記周方向案内手段に係合し、前記容器支持部材に装着され、トナー排出穴を有する容器支持部材シャッタ部材と、該容器支持部材シャッタ部材とトナー補給容器を係合させる第３の係合手段とを備え、前記第３の係合手段とトナー補給容器の端面に設けられる凹部を係合することにより、前記排出穴を連通させることを特徴とするトナー補給装置。
前記案内手段の終端には係合凹部が形成されていることを特徴とする請求項１記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材側の容器支持部材シャッタ部材のトナー排出穴面積を、トナー補給容器側のトナー補給容器シャッタ部材のトナー排出穴面積より大きく設定したことを特徴とする請求項１または２記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材シャッタ部材のトナー排出穴をシールするシール材を設け、前記トナー排出穴近傍にシール材を押圧する環状リブを設けたことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材およびトナー補給容器を回転させることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材の周面にトナー落下口を形成したことを特徴とする請求項５記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材のトナー補給容器挿入側に弾性シール材を配設したことを特徴とする請求項５または６記載のトナー補給装置。
前記容器支持部材の下方にトナー受け部材を配設したことを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載のトナー補給装置。
請求項５記載のトナー補給装置が複数設置され、複数のトナー補給装置を一つの電動モータにより駆動させることを特徴とするトナー補給装置。