JP3907273B2 - トナー補給方法及びトナー容器及び電子写真画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置にトナーを補給するためのトナー補給方法及びトナー容器及び電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は後述の従来の技術をさらに発展させたものであって、下記のようなトナー補給方法及びトナー容器及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
（１）製造コスト低減
（２）トナーをトナー容器から排出するための駆動トルク低減
（３）トナー漏れ防止
（４）トナーが溶融固着した粗大粒子の発生防止
（５）画像形成装置本体のスペースの有効利用
（６）トナー容器の大容量化対応
（７）再生利用しやすい
（８）トナーを効果的にほぐして確実に排出させる
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発明は、内部にトナーが充填されたトナー容器を、揺動手段を用いて揺動軸を中心に揺動することで、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられたトナー排出口からトナーを送り出すトナー補給方法であって、前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、前記トナー容器内のトナーを、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とするトナー補給方法である。
【０００４】
また、本出願に係る発明は、画像形成装置本体に装着され、前記画像形成装置本体に設けられた揺動手段によって揺動軸を中心に揺動されることで、内部に充填されたトナーがトナー排出口から排出されるトナー容器であって、前記トナー排出口は、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、前記トナー容器内のトナーは、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡されながら前記トナー排出口に向けて移動させられ、前記トナー排出口から送り出されることを特徴とするトナー容器である。
【００１７】
また、本出願に係る発明は、トナー容器を装着されてトナーの補給を受け、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光体ドラムと、
ｂ．前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像をトナーを用いて現像するための現像手段と、
ｃ．内部に充填されたトナーを排出する為のトナー排出口を有する前記トナー容器を、取り外し可能に装着する装着手段と、
ｄ．前記装着手段に装着された前記トナー容器を、揺動軸を中心として揺動させる揺動手段と、
ｅ．前記トナー排出口から送り出されるトナーを受け入れる前記現像手段に用いるトナーを貯留するトナーホッパーと、
を有し、
前記トナー排出口は、前記トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、
前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、
かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、
前記揺動手段が前記装着手段に装着された前記トナー容器を揺動することによって、前記トナー容器内のトナーを、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００２３】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用されている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、トナー容器を用いて画像形成装置へトナーを補給することが行われている。
【００２４】
トナーは極めて微細な粉末であるため、トナー補給作業時にトナーが飛散してオペレータや周囲を汚すという問題があった。このため、トナー容器を画像形成装置本体の内部に据え置いて、小さな開口部から少量ずつトナーを排出する方式が提案、実用されている。このような方式にあってはトナーは重力等の作用で自然に排出させるのは困難であり、何らかのトナー撹拌搬送手段が必要となる。
【００２５】
そこでトナー容器内部には螺旋状のトナー撹拌搬送部材が設けられ、トナー容器の端部壁面を貫通して容器外部より駆動を受けるようになっている。また撹拌部材の駆動側と反対側は自由端となっている。
【００２６】
撹拌部材がトナー容器の端部壁面を貫通している部分には何らかの軸受けシール機構が必要とされる。シール機構の構成は、撹拌部材の端部にギア部材を連設し、ギア部材と容器壁面との間にシール部材を挟持するようにしたものが一般的である。シール部材としては、ドーナツ状の羊毛フエルトやオイルシール等が用いられる場合が多い。
【００２７】
このトナー容器は画像形成装置本体内に装着したまま使用され、画像形成装置本体側からの駆動によりトナー攪拌搬送部材で回転することでトナーを搬送し、開口部から少量ずつトナーを落下、排出するようになっている（特公平７−１１３７９６号公報、特開平６−９９１７６号公報参照）。
【００２８】
また内部にねじ羽根を有する円筒形トナー容器を回転してトナーを排出することが提案されている（特開平７−４４０００号公報参照）。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１２は本発明に係る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。
【００３１】
原稿１０１は原稿台ガラス１０２の上に置かれ光学部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、前記感光体ドラム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た用紙Ｐは搬送部１１３により、搬送されて定着部１１４にた到り、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あと
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、今度は排紙トレイ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の一部を機外に排出し、用紙Ｐの終端がフラッパー１１８を通過し、排出ローラ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、再給紙搬送路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イ１１７上に排出される。
【００３２】
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前記感光体ドラム１０４上に吸着させるトナーを供給しており、前記現像装置２０１はトナーを補給するためのトナー容器１が装置本体１４に着脱可能に設けられている。
【００３３】
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上の潜像を現像する。
【００３４】
現像によって減少するトナーはトナーホッパー２０１ｃに貯留されており、トナーホッパー２０１ｃにトナーがなくなると図示されれないトナー残量検知手段により検出され表示部（不図示）に表示される。これによって使用者は図１４に示すようにドア２１を開いてトナーの充填されたトナー容器１を装着し、図１３のようにドアー２１を閉めると後述のようにトナー容器１は開栓され、画像形成装置の作動と共にトナー容器１が揺動して装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃにトナーが補給される。
【００３５】
図１は本発明に係るトナー容器の全容を示したものである。中空円筒状のトナー容器１はその内壁にトナー案内部材として螺旋の部分をなす突起形状の案内羽根２が交互に設けられている。トナー容器１と一体に形成されたフランジ部３はその外周に揺動駆動を行なうためのギア３ａが設けられている。さらにトナー容器１の一方の端壁である前部端壁１ｂにはトナー排出口４が開けられている。そして他方の後部端壁１ａは閉塞されている。即ち、トナー容器１は容器状である。上記において、トナー容器１、ギア３ａ、トナー排出口４は同一中心を有する。
【００３６】
上記トナー容器１はポリエチレン等のプラスチック材料で形成され、射出成形、ブロー成形、インジョクションブロー成形等の方法で製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても良い。またこれらは一体的に形成するのが好ましいが、２部品あるいはそれ以上の部品に分割し、それらを溶着、接着等の手段で一体化する方法をとっても良い。
【００３７】
このように非常に単純な構成であるので回収して再利用することもあるいは、分解して材料として再生することも容易に可能である。
【００３８】
図３（ａ），（ｂ）に示すようにトナー容器１の内壁に沿ってトナー排出口４の軸方向の反対側から見て右ねじれの案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４（２Ｒと総称する）が等ピッチＰで設けられ、この右ねじれの案内羽根に対して右ねじれの案内羽根２Ｒの中間に１／２ピッチずらせて左ねじれの案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３（２Ｌと総称する）が等ピッチＰで設けられている。左右の案内羽根２Ｒ，２Ｌはねじれ角が等しい。これらの案内羽根２Ｒ，２Ｌは図３（ｂ）に示すように夫々左右対称にトナー容器１の下半円に部分的に設けられ、左右の案内羽根２Ｒ，２Ｌは軸方向から見て重なり部分を有する。本例では左右夫々の案内羽根２Ｒ，２Ｌは四分円よりやや大きな範囲にトナー容器１内に配設されている。トナー容器１をトナー排出口４の軸方向反対側から見て、各案内羽根２Ｒ，２Ｌは夫々半ピッチ手前側の逆ねじれ勝手の案内羽根２Ｒ，２Ｌと間をおいて最下端部２Ｅが始まっていて各最下端部２Ｅと対向する案内羽根間には通路ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが設けてある。また、案内羽根２Ｒ１の最下端部２Ｅと後部端壁１ａ間は通路ｇを設けてある。
【００３９】
上記案内羽根２Ｒ，２Ｌは夫々板状でありトナー容器１の内壁側に対して直立している。
【００４０】
次にトナー容器１の画像形成装置本体１４への取付け及び駆動手段について図５を用いて説明する。まず、操作者は画像形成装置本体の現像装置（不図示）位置に対応して設けられた装置本体ドア２１を開き、ホルダー１０にトナー容器１をセットする。ホルダー１０はセットされたトナー容器１０の円筒中心を中心としてトナー容器１を揺動可能に支持する。この場合、ホルダー１０を固定しておいてトナー容器１をホルダー１０に対して回動自在に嵌合してもよく、本例のようにホルダー１０を揺動自在に支持してホルダー１０にトナー容器１を固定してもよい。何れの場合もホルダー１０は軸方向へ移動せず、トナー容器１はホルダー１０に軸方向へ移動しないように保持される。この際、図６に示すように、排出口４を封止しているキャップ５の凸部５ａの根本の溝５ｂが画像形成装置本体１４に図示矢印方向に移動自在に設けられたオープナー２３のＵ溝２３ａに係合する。次に画像形成装置本体１４のドア２１を枢軸２１ａを中心にして閉めるとドア２１の回動中心に設けられたギア部２２も一体的に回転しギア部２２と噛合しているラック部２３ｂを有しトナー容器１の軸方向と平行に移動自在に支持されているオープナー２３が図５において上方へ引き上げられ、キャップ５はトナー容器１より引き抜かれる。トナー容器１に設けられたギア３ａは画像形成装置本体１４に設けられたアイドラギア１１を介してギア１２に噛合し、ギア１２を持つ画像形成装置本体１４に設けられたモータ１３につながる。
【００４１】
画像形成装置本体１４からの制御信号によってモータ１３の正逆転を繰り返して行なえば、トナー容器１の中心と同心で揺動自在に支持されているホルダー１０と共にトナー容器１は揺動を繰り返すようになっている。
【００４２】
図２〜図４を用いて、トナー容器１内をトナーが搬送されている様子を説明する。図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）のうち各々下に示した図（ｂ）は、トナー容器１を軸直角断面方向から見た図であり、各々上に示した図（ａ）は夫々の場合において真上から観察した様子を表したものである。
【００４３】
図３（ｂ）から図２（ｂ）に示すようにトナー容器１が後部端壁１ａ側から見て時計回りの方向に揺動した場合案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間のトナーは矢印▲１▼，▲２▼で示すように案内羽根２Ｌ１及び２Ｒ１に沿ってすべり落ち通路ｂをとおり案内羽根２Ｌ１と２Ｌ２が対向する側へ進む。次に反時計回りに揺動して図３（ｂ）に示すように中立の位置にくると案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間のトナーは矢印▲３▼，▲４▼に示すように案内羽根２Ｒ１，２Ｌ２間へ寄せられ、さらに図４（ｂ）に示す位置まで同方向へ揺動すると案内羽根２Ｒ２と２Ｌ２間のトナーは矢印▲５▼，▲６▼に示すように案内羽根２Ｒ２及び２Ｌ２に沿ってすべり落ち通路ｃをとおり案内羽根２Ｒ２と２Ｒ３とが対向する側へ進む。さらに再び時計回りに揺動して図３（ｂ）の中立位置を通過するにともない今度は矢印▲７▼，▲８▼に示すように案内羽根２Ｒ２と２Ｒ３間のトナーが案内羽根２Ｌ２と２Ｒ３との間へ寄せられる。これらの繰り返しによりトナーは徐々にトナー排出口４へと搬送されるものである。
【００４４】
さらに作用を詳細に述べる。上記作用はトナー容器１に充填されたトナーに対して同時的に行われるものであり、図３（ｂ）から図２（ｂ）へトナー容器１が回転した状態においては、案内羽根２Ｒ１と後部端壁１ａ間、案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｌ３，２Ｒ４間の夫々のトナーは案内羽根２Ｒ１と後部端壁１ａとの間の通路ｇ、半ピッチずれた左右ねじれの隣接する案内羽根間の通路ｂ，ｄ，ｆをとおり、夫々、後部端壁１ａと案内羽根２Ｌ１間、案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｌ３間及び案内羽根２Ｌ３とトナー排出口４間へ出てトナーの撹拌とトナー排出口４側への送り出しが行われる。
【００４５】
上記状態の図２から図３へ示すようにトナー容器１が後部端壁１ａ側から見て反時計方向に揺動してくると、後部端壁１ａと案内羽根２Ｌ１間、案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｌ３間のトナーは夫々案内羽根２Ｒ１，２Ｌ１間、案内羽根２Ｒ２，２Ｌ２間、案内羽根２Ｒ３，２Ｌ３間へ進み、案内羽根２Ｌ３とトナー排出口４間のトナーはトナー排出口４のある前部端壁１ｂに当り、その上方のトナーはせり上げられ、トナー排出口４より画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ投入される。
【００４６】
図３から図４に示すようにさらに後部端壁１ａ側から見て反時計方向にトナー容器１が回転すると案内羽根２Ｒ１，２Ｌ１間、案内羽根２Ｒ２，２Ｌ２間、案内羽根２Ｒ３，２Ｌ３間のトナーは通路ａ，ｃ，ｅをとおり案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｒ３と前部端壁１ｂとの間へ出る。また案内羽根２Ｒ４と前部端壁１ｂ間のトナーはその上方のトナーを持ち上げる作用をし、持ち上げられたトナーの一部はトナー排出口４から排出され画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ投入される。
【００４７】
図４から図３に示すように後部端壁１ａ側から見て時計回りにトナー容器１が回転すると後部端壁１ａと案内羽根２Ｒ１間、案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｒ３と前部端壁１ｂ間のトナーは、夫々後部端壁１ａと案内羽根２Ｒ１間の通路ｇ側、案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｌ３，２Ｌ４間へ進む。
【００４８】
上記を繰り返すことにより、トナー容器１内のトナーはトナー排出口４側へ向って進み、トナー排出口４側ではトナー排出口４がトナー容器１の中心に位置するため、トナーは盛り上がりトナー排出口４からトナーが画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ送り出される。
【００４９】
このように本発明によれば、撹拌部材等の接触によらずトナーを搬送するのでトナーが溶融固着して粗大な粒子を発生したりする心配がない。
【００５０】
ここで、トナー容器１の揺動角度と案内羽根２の関係は次に述べるような位置関係にあることが好ましい。すなわち、例えば図２（ｂ）に示したような左上死点（図２のように後部端壁１ａ側から見て時計回りに回動した際の死点をいう）に達したとき案内羽根２の最下端部２Ｅはトナー容器１の最下点を角度αだけ超過した位置となるようにする。こうすることによって左右の案内羽根２Ｌ，２Ｒはトナー容器１を軸方向からみて互いに重なり部を有することとなり、左ねじれの案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３に沿ってすべり落ちてきたトナーが次の死点からの戻りの揺動によりさらにトナー排出口４寄りの右ねじれの案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４のトナー排出口４と対向する面側の下方に夫々より効率良く到達することが可能である。
【００５１】
右上死点の状態である図４（ｂ）においても案内羽根２Ｌの最下端部２Ｅを同様に設ける。
【００５２】
さらに、左上死点及び右上死点に於いて、反対方向への揺動を開始するまでに数秒間の停止時間を設けておくことが好ましい。この間にトナーは充分な距離を滑り落ちより効率良く搬送することが可能となる。具体的には揺動の駆動手段に於いて例えばモータ１３を一時的に停止させれば良い。あるいは、完全に停止させなくても緩やかに揺動の折り返しを行なえば同様の効果を得られることは明白である。
【００５３】
また本発明に於いては、次のような効果も期待できる。
【００５４】
すなわちトナー容器１を揺動することにより、トナー容器１内のトナーを搬送するのみならず同時に充分な撹拌を行なうことができるためブリッジ解消効果を有しさらに、トナーを均一化し、適正トリボに寄与するものである。特にトナー容器１の回転方向が切換わる時にトナーに衝撃的な力が作用し長期間の輸送・放置を経て凝固したトナーでも充分にほぐして確実に排出させることができる。トナーをほぐす効果の観点からは、回転方向の切換えは、停止させることなく瞬時に行うことが好ましい。
【００５５】
次にトナーの排出口４について説明する。本発明に係るトナー容器１に於いては、軸方向に搬送されるトナーの最下流の端部側に開口があれば良くトナー排出口４の詳細な位置あるいは形状は特に限定されない。従って画像形成装置本体側からの制約によってある程度自由にトナー排出口４の位置及び形状を設計することが可能である。
【００５６】
例えば、図７（ａ）に示すトナー排出口４−１は、トナー容器１が揺動した場合にも必ず最下点が開口しているように円弧状の開口を前部端壁１ｂに設けたものである。また図７（ｂ）示す排出口４−２は、揺動の中心に開口を設けたものでトナー容器１の揺動によっても開口は常に一定の位置を保つようになる。この場合にはトナー容器１の軸方向の中間部から端部のトナー排出口４−２に向って軸方向に絞り込んだ円錐形状部１ｄを有し、その円錐角の２分の１の角度は案内羽根２のねじり角度よりも浅いものであって円錐形状部１ｄ内にも案内羽根２が存在する。
【００５７】
いずれにしても、トナー排出口４は画像形成装置本体１４側のトナー受口（トナーホッパー２０１ｃ）と連通しており、トナー容器１から供給されたトナーが画像形成に供せられるようになる。
【００５８】
なお、本発明に於ける駆動手段としては前述のモータの正逆転によるものに限定することは本質ではなくトナー容器１に揺動運動を与えるものであればいずれの手段であっても良い。
【００５９】
例えば他の実施の形態として図８に示すようにリンクを用いて回転運動を往復運動に変換するような機構であってもかまわない。
【００６０】
図８において、トナー容器１は、Ｏを中心に揺動自在に支持されているホルダー３０に固定される。ホルダー３０には、中心Ｏから半径方向に距離Ｒ離れてピン３１が設けられていて、ピン３１はリンク３２の一端に回動可能に係合している。リンク３２の他端は回転自在に支持される軸３４ａを備えた円板３４の周縁に軸３４ａ中心から距離ｒ離れて設けられたピン３３に回動可能に係合する。ここでＲ＞ｒとなっている。円板３４に図示しないモータ等により回転運動を与えれば、リンク３２を介してホルダー３０が揺動運動を行ないトナー容器１は揺動する。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２を図９〜図１１を用いて説明する。
【００６２】
ここで特に記述しない部分については実施の形態１と同様である。
【００６３】
図９においてトナー容器１は、断面が円を弦に切った形で軸方向に同一形状で延在し、弦に相当する底部分に平面６を有する。またトナーの案内板７は平板状をなし、平面６に対し、交互に取付けられている。この案内板７は等ピッチでトナー容器１の円筒中心側からトナー排出口４へ向って且つ左方へ向って斜設した案内羽根７Ｌ１，７Ｌ２，７Ｌ３，７Ｌ４と、円筒中心側からトナー排出口４へ向って且つ右方へ向って斜設した案内羽根７Ｒ１，７Ｒ２，７Ｒ３を交互に設けてある。
【００６４】
図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）はトナー容器１の水平断面図であり、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）はそれぞれの場合において図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）の軸直角断面図である。図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）において平面６に対して垂直な方向（図中矢印）から観察したときのトナーが搬送されていく様子を図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）に表してある。
【００６５】
実施の形態１と同様トナー容器１が後部端壁１ａ側から見て時計回りの方向に揺動した場合図９（ａ）に黒矢印で示すように、トナーは案内板７に沿ってすべり落ちる。
【００６６】
次に、後部端壁１ａ側から見てトナー容器１が反時計回りに揺動を開始すると図９（ａ）に白矢印で示す向きにトナーは動き出し、図１０（ｂ）の中立の位置を経た後に図１１に示した状態に達する。図１１（ａ）でもトナーは黒矢印のように移動し、図９（ｂ）と比べてトナー容器１の軸線に対して反対側に寄せられると同時により排出側寄りの案内板７に達するようになる。図１１（ｂ）から更に後部端壁側から見て反対側の反時計方向へのトナー容器１の揺動が続けば図１１（ａ）に白矢印で示した向きにトナーは動き出し、さらにトナー排出口４側へと移動する。
【００６７】
これらの繰り返しによりトナーは徐々にトナー排出口４へと搬送されるものである。
【００６８】
実施の形態２においてトナー容器１の底部に平面６を有しているので、トナー容器１が揺動して傾いたときに平面６が斜面を形成することにより、この斜面に沿ってもトナーがすべり落ちるという効果を有する。すなわち、トナーは案内板７と平面６の両方の傾斜により搬送されるためより効率の良いトナー搬送が可能である。
【００６９】
上述ではトナー容器（容器本体）の形状は断面が円または欠円形のものを述べたが、これに限定される訳ではなく断面が多角形、例えば四角形或は長円形等でもよい。また容器本体の長手方向が総て同一断面に限られる訳ではなく、実施の形態の説明で述べたように円筒と円錐の組合せのように長手方向（軸方向）で断面の大きさを変えてもよい。
【００７０】
また実施の形態では、トナー容器内に案内羽根を設けてあるが、羽根形状に限られず、上記案内羽根間に形成されるトナーの通路を溝形状で備えてもよいことは明白であって、案内羽根を例えば断面が三角形としてトナー容器の内壁から三角形の幅の広い基底として立設してもよく、一般に突起部であればよい。
【００７１】
また案内羽根はトナー容器の内壁から直立させているが、トナー容器の内壁に対して傾斜して設けてもよい。
【００７２】
また、案内羽根根本とトナー容器の内壁間は円弧等の曲面でなめらかにつらなるようにしてもよい。
【００７３】
また、容器本体内部に設ける突起部も板状に限られない。そして突起のピッチも必ずしも一定でなくてもよく、目的により、軸方向に次第にピッチを変更するようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば下記の効果がある。
（１）トナー容器は部品点数、組立工数を少なくし、製造コストを低減する。
（２）トナー容器に軸受けシール機構がないため、回転トルクが上昇しない。
（３）トナー容器に軸受けシール機構がないため、この部分からのトナー漏れもない。
（４）トナー容器中でトナーが溶融固着した粗大粒子が発生しない。
（５）トナー容器の容器本体の形状に自由度があり、画像形成装置本体のスペースを有効に利用できる。
（６）トナー容器の大容量化にも対応できる。
（７）使用済みトナー容器の再生利用が容易にできる。即ち一体物であって摩耗部分がなく清掃するのみで再利用できる。またトナー容器は全体を同一樹脂で製作できるので分解して選別することなく粉砕して成形材料に再生することも容易である。
（８）長期間の輸送・保管を経た後でもたとえトナー容器を画像形成装置へ装着する前に予かじめ振らなくてもトナーをほぐして確実に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は何れも本発明の実施の形態を示し
【図１】一部断面で示すトナー容器の斜視図である。
【図２】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図３】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図４】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図５】画像形成装置本体のトナー補給装置を示す平面図である。
【図６】トナー容器の開栓手段の一部を示す斜視図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は夫々が実施の形態１の変形例を示す正面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【図８】他のトナー補給装置を示す正面図である。
【図９】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１０】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１１】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１２】画像形成装置の縦断面図である。
【図１３】画像形成装置の斜視図である。
【図１４】画像形成装置のトナー補給の説明のための斜視図である。
【符号の説明】
１…トナー容器 １ａ…後部端壁 １ｂ…前部端壁 １ｄ…円錐形状部
２…案内羽根 ２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３…左ねじれの案内羽根 ２Ｒ１，２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４…右ねじれ案内羽根 ２Ｅ…最下端部
３…フランジ部 ３ａ…ギア
４…トナー排出口 ４−１，４−２…トナー排出口
５…キャップ ５ａ…凸部 ５ｂ…溝
６…平面
７…案内板 ７Ｌ１，７Ｌ２，７Ｌ３，７Ｌ４，７Ｒ１，７Ｒ２，７Ｒ３…案内羽根
１０…ホルダー
１１…アイドラギア
１２…ギア
１３…モータ
１４…装置本体
２１…ドア ２１ａ…枢軸
２２…ギア部
２３…オープナー ２３ａ…Ｕ溝 ２３ｂ…ラック部
３０…ホルダー
３１…ピン
３２…リンク
３３…ピン
３４…円板 ３４ａ…軸
１０１…原稿
１０２…原稿台ガラス
１０３…光学部
１０４…感光体ドラム
１０５…給紙カセット １０５Ａ…給紙分離装置
１０６…給紙カセット １０６Ａ…給紙分離装置
１０７…給紙カセット １０７Ａ…給紙分離装置
１０８…給紙カセット １０８Ａ…給紙分離装置
１０９…搬送部
１１０…レジストローラ
１１１…転写帯電器
１１２…分離帯電器
１１３…搬送部
１１４…定着部
１１５…排紙反転部
１１６…排紙ローラ
１１７…排紙トレー
１１８…フラッパー
１１９…再給紙搬送路
１２０…再給紙搬送路
２０１…現像装置 ２０１ａ…現像ローラ ２０１ｂ…現像ブレード ２０１ｃ…トナーホッパー
２０２…クリーニング器
２０３…一次帯電器
Ｐ…用紙
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ…通路
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置にトナーを補給するためのトナー補給方法及びトナー容器及び電子写真画像形成装置に関する。
【０００２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は後述の従来の技術をさらに発展させたものであって、下記のようなトナー補給方法及びトナー容器及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
（１）製造コスト低減
（２）トナーをトナー容器から排出するための駆動トルク低減
（３）トナー漏れ防止
（４）トナーが溶融固着した粗大粒子の発生防止
（５）画像形成装置本体のスペースの有効利用
（６）トナー容器の大容量化対応
（７）再生利用しやすい
（８）トナーを効果的にほぐして確実に排出させる
【０００３】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る発明は、内部にトナーが充填されたトナー容器を、揺動手段を用いて揺動軸を中心に揺動することで、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられたトナー排出口からトナーを送り出すトナー補給方法であって、前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、前記トナー容器内のトナーを、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とするトナー補給方法である。
【０００４】
また、本出願に係る発明は、画像形成装置本体に装着され、前記画像形成装置本体に設けられた揺動手段によって揺動軸を中心に揺動されることで、内部に充填されたトナーがトナー排出口から排出されるトナー容器であって、前記トナー排出口は、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、前記トナー容器内のトナーは、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡されながら前記トナー排出口に向けて移動させられ、前記トナー排出口から送り出されることを特徴とするトナー容器である。
【００１７】
また、本出願に係る発明は、トナー容器を装着されてトナーの補給を受け、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光体ドラムと、
ｂ．前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像をトナーを用いて現像するための現像手段と、
ｃ．内部に充填されたトナーを排出する為のトナー排出口を有する前記トナー容器を、取り外し可能に装着する装着手段と、
ｄ．前記装着手段に装着された前記トナー容器を、揺動軸を中心として揺動させる揺動手段と、
ｅ．前記トナー排出口から送り出されるトナーを受け入れる前記現像手段に用いるトナーを貯留するトナーホッパーと、
を有し、
前記トナー排出口は、前記トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、
前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、
かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、
前記揺動手段が前記装着手段に装着された前記トナー容器を揺動することによって、前記トナー容器内のトナーを、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００２３】
【従来の技術】
従来、電子写真複写機やプリンター等の画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用されている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、トナー容器を用いて画像形成装置へトナーを補給することが行われている。
【００２４】
トナーは極めて微細な粉末であるため、トナー補給作業時にトナーが飛散してオペレータや周囲を汚すという問題があった。このため、トナー容器を画像形成装置本体の内部に据え置いて、小さな開口部から少量ずつトナーを排出する方式が提案、実用されている。このような方式にあってはトナーは重力等の作用で自然に排出させるのは困難であり、何らかのトナー撹拌搬送手段が必要となる。
【００２５】
そこでトナー容器内部には螺旋状のトナー撹拌搬送部材が設けられ、トナー容器の端部壁面を貫通して容器外部より駆動を受けるようになっている。また撹拌部材の駆動側と反対側は自由端となっている。
【００２６】
撹拌部材がトナー容器の端部壁面を貫通している部分には何らかの軸受けシール機構が必要とされる。シール機構の構成は、撹拌部材の端部にギア部材を連設し、ギア部材と容器壁面との間にシール部材を挟持するようにしたものが一般的である。シール部材としては、ドーナツ状の羊毛フエルトやオイルシール等が用いられる場合が多い。
【００２７】
このトナー容器は画像形成装置本体内に装着したまま使用され、画像形成装置本体側からの駆動によりトナー攪拌搬送部材で回転することでトナーを搬送し、開口部から少量ずつトナーを落下、排出するようになっている（特公平７−１１３７９６号公報、特開平６−９９１７６号公報参照）。
【００２８】
また内部にねじ羽根を有する円筒形トナー容器を回転してトナーを排出することが提案されている（特開平７−４４０００号公報参照）。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
【００３０】
（実施の形態１）
図１２は本発明に係る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。
【００３１】
原稿１０１は原稿台ガラス１０２の上に置かれ光学部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、前記感光体ドラム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た用紙Ｐは搬送部１１３により、搬送されて定着部１１４にた到り、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あと
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、今度は排紙トレイ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の一部を機外に排出し、用紙Ｐの終端がフラッパー１１８を通過し、排出ローラ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、再給紙搬送路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イ１１７上に排出される。
【００３２】
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前記感光体ドラム１０４上に吸着させるトナーを供給しており、前記現像装置２０１はトナーを補給するためのトナー容器１が装置本体１４に着脱可能に設けられている。
【００３３】
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上の潜像を現像する。
【００３４】
現像によって減少するトナーはトナーホッパー２０１ｃに貯留されており、トナーホッパー２０１ｃにトナーがなくなると図示されれないトナー残量検知手段により検出され表示部（不図示）に表示される。これによって使用者は図１４に示すようにドア２１を開いてトナーの充填されたトナー容器１を装着し、図１３のようにドアー２１を閉めると後述のようにトナー容器１は開栓され、画像形成装置の作動と共にトナー容器１が揺動して装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃにトナーが補給される。
【００３５】
図１は本発明に係るトナー容器の全容を示したものである。中空円筒状のトナー容器１はその内壁にトナー案内部材として螺旋の部分をなす突起形状の案内羽根２が交互に設けられている。トナー容器１と一体に形成されたフランジ部３はその外周に揺動駆動を行なうためのギア３ａが設けられている。さらにトナー容器１の一方の端壁である前部端壁１ｂにはトナー排出口４が開けられている。そして他方の後部端壁１ａは閉塞されている。即ち、トナー容器１は容器状である。上記において、トナー容器１、ギア３ａ、トナー排出口４は同一中心を有する。
【００３６】
上記トナー容器１はポリエチレン等のプラスチック材料で形成され、射出成形、ブロー成形、インジョクションブロー成形等の方法で製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても良い。またこれらは一体的に形成するのが好ましいが、２部品あるいはそれ以上の部品に分割し、それらを溶着、接着等の手段で一体化する方法をとっても良い。
【００３７】
このように非常に単純な構成であるので回収して再利用することもあるいは、分解して材料として再生することも容易に可能である。
【００３８】
図３（ａ），（ｂ）に示すようにトナー容器１の内壁に沿ってトナー排出口４の軸方向の反対側から見て右ねじれの案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４（２Ｒと総称する）が等ピッチＰで設けられ、この右ねじれの案内羽根に対して右ねじれの案内羽根２Ｒの中間に１／２ピッチずらせて左ねじれの案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３（２Ｌと総称する）が等ピッチＰで設けられている。左右の案内羽根２Ｒ，２Ｌはねじれ角が等しい。これらの案内羽根２Ｒ，２Ｌは図３（ｂ）に示すように夫々左右対称にトナー容器１の下半円に部分的に設けられ、左右の案内羽根２Ｒ，２Ｌは軸方向から見て重なり部分を有する。本例では左右夫々の案内羽根２Ｒ，２Ｌは四分円よりやや大きな範囲にトナー容器１内に配設されている。トナー容器１をトナー排出口４の軸方向反対側から見て、各案内羽根２Ｒ，２Ｌは夫々半ピッチ手前側の逆ねじれ勝手の案内羽根２Ｒ，２Ｌと間をおいて最下端部２Ｅが始まっていて各最下端部２Ｅと対向する案内羽根間には通路ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆが設けてある。また、案内羽根２Ｒ１の最下端部２Ｅと後部端壁１ａ間は通路ｇを設けてある。
【００３９】
上記案内羽根２Ｒ，２Ｌは夫々板状でありトナー容器１の内壁側に対して直立している。
【００４０】
次にトナー容器１の画像形成装置本体１４への取付け及び駆動手段について図５を用いて説明する。まず、操作者は画像形成装置本体の現像装置（不図示）位置に対応して設けられた装置本体ドア２１を開き、ホルダー１０にトナー容器１をセットする。ホルダー１０はセットされたトナー容器１０の円筒中心を中心としてトナー容器１を揺動可能に支持する。この場合、ホルダー１０を固定しておいてトナー容器１をホルダー１０に対して回動自在に嵌合してもよく、本例のようにホルダー１０を揺動自在に支持してホルダー１０にトナー容器１を固定してもよい。何れの場合もホルダー１０は軸方向へ移動せず、トナー容器１はホルダー１０に軸方向へ移動しないように保持される。この際、図６に示すように、排出口４を封止しているキャップ５の凸部５ａの根本の溝５ｂが画像形成装置本体１４に図示矢印方向に移動自在に設けられたオープナー２３のＵ溝２３ａに係合する。次に画像形成装置本体１４のドア２１を枢軸２１ａを中心にして閉めるとドア２１の回動中心に設けられたギア部２２も一体的に回転しギア部２２と噛合しているラック部２３ｂを有しトナー容器１の軸方向と平行に移動自在に支持されているオープナー２３が図５において上方へ引き上げられ、キャップ５はトナー容器１より引き抜かれる。トナー容器１に設けられたギア３ａは画像形成装置本体１４に設けられたアイドラギア１１を介してギア１２に噛合し、ギア１２を持つ画像形成装置本体１４に設けられたモータ１３につながる。
【００４１】
画像形成装置本体１４からの制御信号によってモータ１３の正逆転を繰り返して行なえば、トナー容器１の中心と同心で揺動自在に支持されているホルダー１０と共にトナー容器１は揺動を繰り返すようになっている。
【００４２】
図２〜図４を用いて、トナー容器１内をトナーが搬送されている様子を説明する。図２（ａ），（ｂ）、図３（ａ），（ｂ）、図４（ａ），（ｂ）のうち各々下に示した図（ｂ）は、トナー容器１を軸直角断面方向から見た図であり、各々上に示した図（ａ）は夫々の場合において真上から観察した様子を表したものである。
【００４３】
図３（ｂ）から図２（ｂ）に示すようにトナー容器１が後部端壁１ａ側から見て時計回りの方向に揺動した場合案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間のトナーは矢印▲１▼，▲２▼で示すように案内羽根２Ｌ１及び２Ｒ１に沿ってすべり落ち通路ｂをとおり案内羽根２Ｌ１と２Ｌ２が対向する側へ進む。次に反時計回りに揺動して図３（ｂ）に示すように中立の位置にくると案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間のトナーは矢印▲３▼，▲４▼に示すように案内羽根２Ｒ１，２Ｌ２間へ寄せられ、さらに図４（ｂ）に示す位置まで同方向へ揺動すると案内羽根２Ｒ２と２Ｌ２間のトナーは矢印▲５▼，▲６▼に示すように案内羽根２Ｒ２及び２Ｌ２に沿ってすべり落ち通路ｃをとおり案内羽根２Ｒ２と２Ｒ３とが対向する側へ進む。さらに再び時計回りに揺動して図３（ｂ）の中立位置を通過するにともない今度は矢印▲７▼，▲８▼に示すように案内羽根２Ｒ２と２Ｒ３間のトナーが案内羽根２Ｌ２と２Ｒ３との間へ寄せられる。これらの繰り返しによりトナーは徐々にトナー排出口４へと搬送されるものである。
【００４４】
さらに作用を詳細に述べる。上記作用はトナー容器１に充填されたトナーに対して同時的に行われるものであり、図３（ｂ）から図２（ｂ）へトナー容器１が回転した状態においては、案内羽根２Ｒ１と後部端壁１ａ間、案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｌ３，２Ｒ４間の夫々のトナーは案内羽根２Ｒ１と後部端壁１ａとの間の通路ｇ、半ピッチずれた左右ねじれの隣接する案内羽根間の通路ｂ，ｄ，ｆをとおり、夫々、後部端壁１ａと案内羽根２Ｌ１間、案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｌ３間及び案内羽根２Ｌ３とトナー排出口４間へ出てトナーの撹拌とトナー排出口４側への送り出しが行われる。
【００４５】
上記状態の図２から図３へ示すようにトナー容器１が後部端壁１ａ側から見て反時計方向に揺動してくると、後部端壁１ａと案内羽根２Ｌ１間、案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｌ３間のトナーは夫々案内羽根２Ｒ１，２Ｌ１間、案内羽根２Ｒ２，２Ｌ２間、案内羽根２Ｒ３，２Ｌ３間へ進み、案内羽根２Ｌ３とトナー排出口４間のトナーはトナー排出口４のある前部端壁１ｂに当り、その上方のトナーはせり上げられ、トナー排出口４より画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ投入される。
【００４６】
図３から図４に示すようにさらに後部端壁１ａ側から見て反時計方向にトナー容器１が回転すると案内羽根２Ｒ１，２Ｌ１間、案内羽根２Ｒ２，２Ｌ２間、案内羽根２Ｒ３，２Ｌ３間のトナーは通路ａ，ｃ，ｅをとおり案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｒ３と前部端壁１ｂとの間へ出る。また案内羽根２Ｒ４と前部端壁１ｂ間のトナーはその上方のトナーを持ち上げる作用をし、持ち上げられたトナーの一部はトナー排出口４から排出され画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ投入される。
【００４７】
図４から図３に示すように後部端壁１ａ側から見て時計回りにトナー容器１が回転すると後部端壁１ａと案内羽根２Ｒ１間、案内羽根２Ｒ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｒ３と前部端壁１ｂ間のトナーは、夫々後部端壁１ａと案内羽根２Ｒ１間の通路ｇ側、案内羽根２Ｌ１，２Ｒ２間、案内羽根２Ｌ２，２Ｒ３間、案内羽根２Ｌ３，２Ｌ４間へ進む。
【００４８】
上記を繰り返すことにより、トナー容器１内のトナーはトナー排出口４側へ向って進み、トナー排出口４側ではトナー排出口４がトナー容器１の中心に位置するため、トナーは盛り上がりトナー排出口４からトナーが画像形成装置本体１４のトナーホッパー２０１ｃへ送り出される。
【００４９】
このように本発明によれば、撹拌部材等の接触によらずトナーを搬送するのでトナーが溶融固着して粗大な粒子を発生したりする心配がない。
【００５０】
ここで、トナー容器１の揺動角度と案内羽根２の関係は次に述べるような位置関係にあることが好ましい。すなわち、例えば図２（ｂ）に示したような左上死点（図２のように後部端壁１ａ側から見て時計回りに回動した際の死点をいう）に達したとき案内羽根２の最下端部２Ｅはトナー容器１の最下点を角度αだけ超過した位置となるようにする。こうすることによって左右の案内羽根２Ｌ，２Ｒはトナー容器１を軸方向からみて互いに重なり部を有することとなり、左ねじれの案内羽根２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３に沿ってすべり落ちてきたトナーが次の死点からの戻りの揺動によりさらにトナー排出口４寄りの右ねじれの案内羽根２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４のトナー排出口４と対向する面側の下方に夫々より効率良く到達することが可能である。
【００５１】
右上死点の状態である図４（ｂ）においても案内羽根２Ｌの最下端部２Ｅを同様に設ける。
【００５２】
さらに、左上死点及び右上死点に於いて、反対方向への揺動を開始するまでに数秒間の停止時間を設けておくことが好ましい。この間にトナーは充分な距離を滑り落ちより効率良く搬送することが可能となる。具体的には揺動の駆動手段に於いて例えばモータ１３を一時的に停止させれば良い。あるいは、完全に停止させなくても緩やかに揺動の折り返しを行なえば同様の効果を得られることは明白である。
【００５３】
また本発明に於いては、次のような効果も期待できる。
【００５４】
すなわちトナー容器１を揺動することにより、トナー容器１内のトナーを搬送するのみならず同時に充分な撹拌を行なうことができるためブリッジ解消効果を有しさらに、トナーを均一化し、適正トリボに寄与するものである。特にトナー容器１の回転方向が切換わる時にトナーに衝撃的な力が作用し長期間の輸送・放置を経て凝固したトナーでも充分にほぐして確実に排出させることができる。トナーをほぐす効果の観点からは、回転方向の切換えは、停止させることなく瞬時に行うことが好ましい。
【００５５】
次にトナーの排出口４について説明する。本発明に係るトナー容器１に於いては、軸方向に搬送されるトナーの最下流の端部側に開口があれば良くトナー排出口４の詳細な位置あるいは形状は特に限定されない。従って画像形成装置本体側からの制約によってある程度自由にトナー排出口４の位置及び形状を設計することが可能である。
【００５６】
例えば、図７（ａ）に示すトナー排出口４−１は、トナー容器１が揺動した場合にも必ず最下点が開口しているように円弧状の開口を前部端壁１ｂに設けたものである。また図７（ｂ）示す排出口４−２は、揺動の中心に開口を設けたものでトナー容器１の揺動によっても開口は常に一定の位置を保つようになる。この場合にはトナー容器１の軸方向の中間部から端部のトナー排出口４−２に向って軸方向に絞り込んだ円錐形状部１ｄを有し、その円錐角の２分の１の角度は案内羽根２のねじり角度よりも浅いものであって円錐形状部１ｄ内にも案内羽根２が存在する。
【００５７】
いずれにしても、トナー排出口４は画像形成装置本体１４側のトナー受口（トナーホッパー２０１ｃ）と連通しており、トナー容器１から供給されたトナーが画像形成に供せられるようになる。
【００５８】
なお、本発明に於ける駆動手段としては前述のモータの正逆転によるものに限定することは本質ではなくトナー容器１に揺動運動を与えるものであればいずれの手段であっても良い。
【００５９】
例えば他の実施の形態として図８に示すようにリンクを用いて回転運動を往復運動に変換するような機構であってもかまわない。
【００６０】
図８において、トナー容器１は、Ｏを中心に揺動自在に支持されているホルダー３０に固定される。ホルダー３０には、中心Ｏから半径方向に距離Ｒ離れてピン３１が設けられていて、ピン３１はリンク３２の一端に回動可能に係合している。リンク３２の他端は回転自在に支持される軸３４ａを備えた円板３４の周縁に軸３４ａ中心から距離ｒ離れて設けられたピン３３に回動可能に係合する。ここでＲ＞ｒとなっている。円板３４に図示しないモータ等により回転運動を与えれば、リンク３２を介してホルダー３０が揺動運動を行ないトナー容器１は揺動する。
【００６１】
（実施の形態２）
実施の形態２を図９〜図１１を用いて説明する。
【００６２】
ここで特に記述しない部分については実施の形態１と同様である。
【００６３】
図９においてトナー容器１は、断面が円を弦に切った形で軸方向に同一形状で延在し、弦に相当する底部分に平面６を有する。またトナーの案内板７は平板状をなし、平面６に対し、交互に取付けられている。この案内板７は等ピッチでトナー容器１の円筒中心側からトナー排出口４へ向って且つ左方へ向って斜設した案内羽根７Ｌ１，７Ｌ２，７Ｌ３，７Ｌ４と、円筒中心側からトナー排出口４へ向って且つ右方へ向って斜設した案内羽根７Ｒ１，７Ｒ２，７Ｒ３を交互に設けてある。
【００６４】
図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）はトナー容器１の水平断面図であり、図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）はそれぞれの場合において図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）の軸直角断面図である。図９（ｂ）、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）において平面６に対して垂直な方向（図中矢印）から観察したときのトナーが搬送されていく様子を図９（ａ）、図１０（ａ）、図１１（ａ）に表してある。
【００６５】
実施の形態１と同様トナー容器１が後部端壁１ａ側から見て時計回りの方向に揺動した場合図９（ａ）に黒矢印で示すように、トナーは案内板７に沿ってすべり落ちる。
【００６６】
次に、後部端壁１ａ側から見てトナー容器１が反時計回りに揺動を開始すると図９（ａ）に白矢印で示す向きにトナーは動き出し、図１０（ｂ）の中立の位置を経た後に図１１に示した状態に達する。図１１（ａ）でもトナーは黒矢印のように移動し、図９（ｂ）と比べてトナー容器１の軸線に対して反対側に寄せられると同時により排出側寄りの案内板７に達するようになる。図１１（ｂ）から更に後部端壁側から見て反対側の反時計方向へのトナー容器１の揺動が続けば図１１（ａ）に白矢印で示した向きにトナーは動き出し、さらにトナー排出口４側へと移動する。
【００６７】
これらの繰り返しによりトナーは徐々にトナー排出口４へと搬送されるものである。
【００６８】
実施の形態２においてトナー容器１の底部に平面６を有しているので、トナー容器１が揺動して傾いたときに平面６が斜面を形成することにより、この斜面に沿ってもトナーがすべり落ちるという効果を有する。すなわち、トナーは案内板７と平面６の両方の傾斜により搬送されるためより効率の良いトナー搬送が可能である。
【００６９】
上述ではトナー容器（容器本体）の形状は断面が円または欠円形のものを述べたが、これに限定される訳ではなく断面が多角形、例えば四角形或は長円形等でもよい。また容器本体の長手方向が総て同一断面に限られる訳ではなく、実施の形態の説明で述べたように円筒と円錐の組合せのように長手方向（軸方向）で断面の大きさを変えてもよい。
【００７０】
また実施の形態では、トナー容器内に案内羽根を設けてあるが、羽根形状に限られず、上記案内羽根間に形成されるトナーの通路を溝形状で備えてもよいことは明白であって、案内羽根を例えば断面が三角形としてトナー容器の内壁から三角形の幅の広い基底として立設してもよく、一般に突起部であればよい。
【００７１】
また案内羽根はトナー容器の内壁から直立させているが、トナー容器の内壁に対して傾斜して設けてもよい。
【００７２】
また、案内羽根根本とトナー容器の内壁間は円弧等の曲面でなめらかにつらなるようにしてもよい。
【００７３】
また、容器本体内部に設ける突起部も板状に限られない。そして突起のピッチも必ずしも一定でなくてもよく、目的により、軸方向に次第にピッチを変更するようにしてもよい。
【００７４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば下記の効果がある。
（１）トナー容器は部品点数、組立工数を少なくし、製造コストを低減する。
（２）トナー容器に軸受けシール機構がないため、回転トルクが上昇しない。
（３）トナー容器に軸受けシール機構がないため、この部分からのトナー漏れもない。
（４）トナー容器中でトナーが溶融固着した粗大粒子が発生しない。
（５）トナー容器の容器本体の形状に自由度があり、画像形成装置本体のスペースを有効に利用できる。
（６）トナー容器の大容量化にも対応できる。
（７）使用済みトナー容器の再生利用が容易にできる。即ち一体物であって摩耗部分がなく清掃するのみで再利用できる。またトナー容器は全体を同一樹脂で製作できるので分解して選別することなく粉砕して成形材料に再生することも容易である。
（８）長期間の輸送・保管を経た後でもたとえトナー容器を画像形成装置へ装着する前に予かじめ振らなくてもトナーをほぐして確実に排出させることができる。
【図面の簡単な説明】
図面は何れも本発明の実施の形態を示し
【図１】一部断面で示すトナー容器の斜視図である。
【図２】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図３】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図４】実施の形態１を示し（ａ）はトナー容器の水平断面図、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図５】画像形成装置本体のトナー補給装置を示す平面図である。
【図６】トナー容器の開栓手段の一部を示す斜視図である。
【図７】（ａ），（ｂ）は夫々が実施の形態１の変形例を示す正面図、（ｃ）は（ｂ）の平面図である。
【図８】他のトナー補給装置を示す正面図である。
【図９】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１０】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１１】（ａ）は実施の形態２の水平断面図であり、（ｂ）は（ａ）の軸直角断面図である。
【図１２】画像形成装置の縦断面図である。
【図１３】画像形成装置の斜視図である。
【図１４】画像形成装置のトナー補給の説明のための斜視図である。
【符号の説明】
１…トナー容器 １ａ…後部端壁 １ｂ…前部端壁 １ｄ…円錐形状部
２…案内羽根 ２Ｌ１，２Ｌ２，２Ｌ３…左ねじれの案内羽根 ２Ｒ１，２Ｒ２，２Ｒ３，２Ｒ４…右ねじれ案内羽根 ２Ｅ…最下端部
３…フランジ部 ３ａ…ギア
４…トナー排出口 ４−１，４−２…トナー排出口
５…キャップ ５ａ…凸部 ５ｂ…溝
６…平面
７…案内板 ７Ｌ１，７Ｌ２，７Ｌ３，７Ｌ４，７Ｒ１，７Ｒ２，７Ｒ３…案内羽根
１０…ホルダー
１１…アイドラギア
１２…ギア
１３…モータ
１４…装置本体
２１…ドア ２１ａ…枢軸
２２…ギア部
２３…オープナー ２３ａ…Ｕ溝 ２３ｂ…ラック部
３０…ホルダー
３１…ピン
３２…リンク
３３…ピン
３４…円板 ３４ａ…軸
１０１…原稿
１０２…原稿台ガラス
１０３…光学部
１０４…感光体ドラム
１０５…給紙カセット １０５Ａ…給紙分離装置
１０６…給紙カセット １０６Ａ…給紙分離装置
１０７…給紙カセット １０７Ａ…給紙分離装置
１０８…給紙カセット １０８Ａ…給紙分離装置
１０９…搬送部
１１０…レジストローラ
１１１…転写帯電器
１１２…分離帯電器
１１３…搬送部
１１４…定着部
１１５…排紙反転部
１１６…排紙ローラ
１１７…排紙トレー
１１８…フラッパー
１１９…再給紙搬送路
１２０…再給紙搬送路
２０１…現像装置 ２０１ａ…現像ローラ ２０１ｂ…現像ブレード ２０１ｃ…トナーホッパー
２０２…クリーニング器
２０３…一次帯電器
Ｐ…用紙
ａ，ｂ，ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ…通路
Claims (10)
- 内部にトナーが充填されたトナー容器を、揺動手段を用いて揺動軸を中心に揺動することで、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられたトナー排出口からトナーを送り出すトナー補給方法であって、
前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、
かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、
前記トナー容器内のトナーを、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とするトナー補給方法。 - 画像形成装置本体に装着され、前記画像形成装置本体に設けられた揺動手段によって揺動軸を中心に揺動されることで、内部に充填されたトナーがトナー排出口から排出されるトナー容器であって、
前記トナー排出口は、該トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、
前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、
かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、
前記トナー容器内のトナーは、前記揺動動作によって、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡されながら前記トナー排出口に向けて移動させられ、前記トナー排出口から送り出されることを特徴とするトナー容器。 - 前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記トナー容器を前記揺動軸方向から見て互いに重なり部を有することを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
- 前記トナー排出口は容器本体にトナーを充填された後にキャップにより栓をされていることを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
- 前記第１突起部と前記第２突起部とは、板状の案内部材であることを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
- 前記トナー容器は円筒形であって円筒の端壁中心にトナー排出口を有することを特徴とする請求項２に記載のトナー容器。
- 前記トナー容器は円筒形であって、前記第１突起部と前記第２突起部とは夫々トナー容器の円周の中心を中心とするら旋状であることを特徴とする請求項２から６の何れか１つに記載のトナー容器。
- 前記トナー容器の外周に、前記画像形成装置本体に装着された際、前記揺動手段のギアと噛み合うギアが一体又は固定して設けられていることを特徴とする請求項２から７の何れか１つに記載のトナー容器。
- トナー容器を装着されてトナーの補給を受け、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
ａ．電子写真感光体ドラムと、
ｂ．前記電子写真感光体ドラムに形成された潜像をトナーを用いて現像するための現像手段と、
ｃ．内部に充填されたトナーを排出する為のトナー排出口を有する前記トナー容器を、取り外し可能に装着する装着手段と、
ｄ．前記装着手段に装着された前記トナー容器を、揺動軸を中心として揺動させる揺動手段と、
ｅ．前記トナー排出口から送り出されるトナーを受け入れる前記現像手段に用いるトナーを貯留するトナーホッパーと、
を有し、
前記トナー排出口は、前記トナー容器における揺動軸方向の端部に設けられ、
前記トナー容器の内壁には、前記揺動手段による揺動動作における一方の回転時における回転方向上流側の端部が該回転方向下流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第１突起部と、前記一方回転方向下流側の端部が前記一方向回転上流側の端部よりも前記トナー排出口に近くなるように配置された第２突起部と、が設けられ、
かつ、前記第１突起部と前記第２突起部とは、前記第１突起部の前記揺動軸方向における位置と、前記第２突起部の前記揺動軸方向における位置とが、一部同じとなるように設けられ、
前記揺動手段が前記装着手段に装着された前記トナー容器を揺動することによって、前記トナー容器内のトナーを、前記第１突起部と前記第２突起部との間で受け渡しながら前記トナー排出口に向けて移動し、前記トナー排出口から送り出すことを特徴とする電子写真画像形成装置。 - 前記トナー容器の外周には、一体または固定されたギアが設けられ、
前記揺動手段は、正逆転可能なモータと、該モータで駆動されるギア列と、を有し、
前記トナー容器を前記装着手段に装着した際、該ギア列の中の出力ギアは、前記トナー容器の外周に設けられたギアと噛合することを特徴とする請求項９に記載の電子写真画像形成装置。
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