JP3910954B2 - 画像処理装置用トナー補給装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーボトルが列方向に複数本装填される画像処理装置に適用される画像処理装置用トナー補給装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像処理装置では、トナーを補給するためのトナー補給装置が必要となる。特に、近年カラー化が進んでおり、それに伴ってトナーボトルが色ごとに必要（Ｂ、Y、M、Ｃ）になり、トナー補給方法にも苦慮するところである。

従来では、以下に説明するようなトナー補給方法が採用されていた。

特許文献１に開示されたトナー補給方法では、内周面に螺旋突条が形成されかつ装着側の端部の外周面にギヤ部が形成されたトナーボトルを用い、駆動ギヤの駆動力によってギヤ部を回転させ、これにより螺旋突条によってトナーが供給口側へ一方向に搬送されるようになっている。

特許文献２に開示されたトナー補給方法では、内周面に螺旋突条が形成されかつ装着部と反対側のボトル底部の軸芯部に嵌合用凹部が形成されたトナーボトルを用い、トナー補給装置が備える回転駆動部をトナーボトルの嵌合用凹部にそのまま嵌合させてトナーボトルを軸線回りに回転させるようになっている。

特許文献３に開示されたトナー補給方法では、トナーボトルの周壁部に螺旋突条が形成されかつ装着側の端部の外周面にギヤ部が形成されたトナーボトルを用い、駆動モータとギヤ部とを複数のギヤで連結したギヤードモータ方式が採用されている。
特開平７−２９５３５６号公報 特開２００２−３４１６３６号公報 特開平１１−６５２５７号公報

しかしながら、従来のトナー補給方法による場合、以下に説明する問題が生じる。

まず、複数本のトナーボトルを個別に駆動回転させる構成の場合、トナーボトルごとに駆動源及び駆動力伝達機構を設定する必要が生じる。このため、トナー補給装置の構造が複雑化する共に設置スペースの確保が困難となり、更に制御も複雑化し、消費電力も嵩むことになる。かかる不具合を解消するために、例えば単一の駆動源でベルトを駆動させてすべてのトナーボトルを同時に回転させることも考えられるが、組付け及びベルトの取り回しや設置スペースの確保が困難である。また、単一の駆動源でギヤトレインを駆動させてすべてのトナーボトルを回転させることも考えられるが、設置スペースの確保が困難であると共に駆動力の伝達効率が低下する不利がある。

また、トナー排出口がトナーボトルと共に回転するため、ボトル装着部にトナーが洩れてボトル装着部を汚すといった問題もある。

さらに、本来的にトナーボトルの内周面の全周に螺旋突条を形成すると、トナーを送り出すためにはトナーボトルを軸線回りに回転させなければならないから、トナーボトルの形状も自ずと中空円筒形状に制約される。従って、トナーボトルの形状の自由度が低下すると共に、トナーボトル一本当たりのトナー容量も少なくなる。

本発明は上記事実を考慮し、簡素な構造で複数本のトナーボトルに同時にトナー供給動作をさせることができる画像処理装置用トナー補給装置を得ることを第１の目的とし、又ボトル装着部がトナーで汚れるのを防止することができる画像処理装置用トナー補給装置を得ることを第２の目的とし、更にトナーボトル一本当たりのトナー容量を増やすことができる画像処理装置用トナー補給装置を得ることを第３の目的とする。

請求項１記載の本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置は、画像処理装置の所定位置に列方向に装填され、各々内周面にトナー送り用の複数条の突起部が形成された複数本のトナーボトルと、各トナーボトルの端部に一端部が固定され、半径方向へ延出された揺動リンク部と、これらの揺動リンク部の他端部同士を相対回転可能に相互に連結することにより前記複数本のトナーボトルを一体化する連結リンク部と、この連結リンク部を所定のストロークで往復運動させる駆動機構部と、を有することを特徴としている。

請求項１記載の本発明によれば、複数本のトナーボトルは、画像処理装置の所定位置に列方向に装填されて使用される。

ここで、本発明では、各トナーボトルの端部に揺動リンク部の一端部を固定し、これらの揺動リンク部の他端部同士を連結リンク部で相対回転可能に相互に連結することにより複数本のトナーボトルを一体化したので、トナー補給時に駆動機構部が駆動すると、連結リンク部が所定のストロークで往復運動される。連結リンク部が所定のストロークで往復運動すると、揺動リンク部が当該ストロークに応じた揺動角だけ揺動される。揺動リンク部の一端部はトナーボトルの端部に固定されているため、揺動リンク部が揺動されると、複数本のトナーボトルは一斉かつ同時に同一方向へその軸線回りに回動される。これにより、トナーボトルの内周面に形成されたトナー送り用の複数条の突起部によってトナーが送り出される。

このように本発明によれば、簡素な構造で複数本のトナーボトルに同時にトナー供給動作をさせることができる。

請求項２記載の本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置は、請求項１記載の発明において、前記トナーボトルにおけるトナー送り方向側の下端部にトナー排出口を設けた、ことを特徴としている。

請求項２記載の本発明の作用は、以下の通りである。

本発明の場合、トナーボトルは、従来構造のように軸線回りに回転し続けるのではなく、所定の回転角の範囲内で回動されるに過ぎない。このため、トナー排出口をトナーボトルにおけるトナー送り方向側の全周又はトナーボトルの端面に設ける必要はなく、下端部のみに設けることが可能となる。このため、画像処理装置のボトル装着部にトナーが洩れてボトル装着部が汚れるのを防止することができる。

請求項３記載の本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置は、請求項１又は請求項２記載の発明において、前記駆動機構部は、駆動源となる駆動モータと、この駆動モータの出力軸と前記連結リンク部とを当該出力軸に対して偏芯した位置で連結する偏芯部材と、を含んで構成される、ことを特徴としている。

請求項３記載の本発明によれば、駆動モータの出力軸と連結リンク部とが偏芯部材によって偏芯した状態で相互に連結される。この場合、揺動リンク部の揺動角は偏芯距離によって一意的に決まる。よって、簡単な構成で揺動リンク部の揺動角を所望の角度に設定することができる。

請求項４記載の本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記複数条の突起部は、平面視で軸線に対して線対称に配列されておりかつトナー排出口側へ向けて傾斜されている、ことを特徴としている。

請求項４記載の本発明によれば、トナーボトルの内周面に形成された複数条の突起部は、平面視で軸線に対して線対称に配列されておりかつトナー排出口側へ向けて傾斜されているため、揺動リンク部の揺動動作によって効率良くトナーを送り出すことができる。

請求項５記載の本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置は、請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の発明において、前記トナーボトルは、下部が半円筒形状を成していると共に上部が多角筒形状を成しており、前記複数条の突起部は下部のみに形成されている、ことを特徴としている。

請求項５記載の本発明の作用は、以下の通りである。

上述したように本発明では、揺動リンク部の揺動範囲に応じた回転角だけトナーボトルを回動させればよいため、半円筒形状を成す下部の内周面のみに複数条の突起部が形成されていればよいことになる。そのため、トナーボトルの上部の形状は任意の形状にすることができ、例えば多角筒形状にすることも可能となる。このようにトナーボトルの上部の形状を多角筒形状にすると、円筒形状のトナーボトルよりも、トナーボトル一本当たりのトナー容量を多くすることができる。

以下、図１〜図７を用いて、本発明に係る画像処理装置用トナー補給装置の幾つかの実施形態について説明する。

図３には、本実施形態に係る画像処理装置１０におけるトナー供給部１２の概略構造が斜視図にて示されている。この図に示されるように、トナー供給部１２は、側面視でＬ字状に形成されたボトル装着部１４を備えている。ボトル装着部１４は、水平な板状に形成されかつ複数本の有底円筒形状のトナーボトル１６が列方向に配置されるボトル支持部１４Ａと、垂直な板状に形成されかつ各トナーボトル１６の軸方向の端部が装填されるボトル装填部１４Ｂと、によって構成されている。さらに、ボトル装着部１４の外側には、トナーボトル１６から補給されたトナー１８（図２参照）をトナー搬送用パイプ２０を介して図示しない現像部へ送り込むためのトナーホッパ２２がトナーボトル１６ごとに設けられている。

図１には、本実施形態の要部に係るトナー補給装置２４の全体構成図が示されている。なお、ここでいうトナー補給装置２４とは、上記トナー供給部１２のうち、複数本のトナーボトル１６と、これらのトナーボトル１６を同時に同一方向へ一斉に駆動させるトナーボトル駆動装置２６と、から成る部分を指し、ボトル装着部１４やトナーホッパ２２等を除いたものとして説明する。

この図に示されるように、トナーボトル駆動装置２６は、ボトルごとに設けられた複数の揺動リンク２８と、これらの揺動リンク２８を相互に連結する二種類の連結リンク３０、３２と、駆動モータ３４と、駆動モータ３４の出力軸と連結リンク３２とを連結する偏芯リンク３６と、によって構成されている。以下、この順に各要素を補足説明する。

揺動リンク２８の基端部は、トナーボトル１６の軸方向の端部の中心に固定されている。また、揺動リンク２８はトナーボトル１６の半径方向へ延出されており、その先端部はトナーボトル１６の下縁側に位置されている。各トナーボトル１６から垂下された揺動リンク２８の先端部は、一本の長い連結リンク３０によって相対回転可能に連結されている。なお、揺動リンク２８は、複数本のトナーボトル１６の中心を結ぶ線分に対して平行に配置されている。この連結リンク３０の長手方向の一端部には、短めの連結リンク３２が相対回転可能に連結されている。

一方、トナーボトル１６の側方（連結リンク３２側）には、駆動モータ３４が配設されている。駆動モータ３４の出力軸には、偏芯リンク３６の基端部が固定されている。偏芯リンク３６の先端部は、連結リンク３２の他端部に相対回転可能に連結されている。これにより、連結リンク３２の他端部は駆動モータ３４の出力軸に対して偏芯した位置で連結されることとなり、駆動モータ３４の回転力が連結リンク３０の往復運動に変換される構成である。

なお、上記構成のうち、揺動リンク２８が本発明の揺動リンク部に相当し、連結リンク３０、３２が本発明の連結リンク部に相当し、駆動モータ３４及び偏芯リンク３６が本発明の駆動機構部に相当し、偏芯リンク３６が本発明の偏芯部材に相当する。

図２（Ａ）〜図２（Ｃ）には、上述したトナーボトル１６の内部構造が示されている。これらの図に示されるように、トナーボトル１６の下部の内周面には、トナーボトル１６の軸方向に沿って所定の間隔で複数条の突起部３８が二列に一体に形成されている。図２（Ｂ）、（Ｃ）に示されるように、複数条の突起部３８は、トナーボトル１６の軸方向の端部の下端部に形成された矩形状のトナー排出口４０側へ向けて所定の角度傾斜されている。さらに、図２（Ｃ）に示されるように、複数条の突起部３８は、平面視でトナーボトル１６の軸線（中心線）に対して線対称（左右対称）に配列されている。

次に、本実施形態の作用並びに効果について説明する。

複数本のトナーボトル１６は、画像処理装置１０のトナー供給部１２に列方向に装填されて使用される。

ここで、トナー補給時になると、図示しないコントローラによって駆動モータ３４が駆動される。これにより、駆動モータ３４の出力軸が回転し、偏芯リンク３６が図１の矢印Ａ方向へ旋回される。このため、偏芯リンク３６と連結された短い方の連結リンク３２が偏芯リンク３６の先端部の移動奇跡に沿って回転され、長い方の連結リンク３０を所定のストロークで往復運動させる。連結リンク３０が往復運動すると、それに伴って連結リンク３０と連結された揺動リンク２８が基端部を中心として図１の矢印Ｂ、Ｂ’方向へ揺動される。揺動リンク２８の基端部はトナーボトル１６の軸芯部に固定されているから、揺動リンク２８が揺動すると、それに伴って揺動リンク２８の揺動ストロークの範囲内でトナーボトル１６が軸線回りに強制的に回動される。これにより、トナーボトル１６の内周面に形成された複数条の突起部３８によってトナー１８が図２（Ｂ）の矢印Ｃ方向へ送り出され、トナー排出口４０から排出される。

このように本実施形態に係るトナー補給装置２４によれば、簡素な構造で複数本のトナーボトル１６に同時にトナー供給動作をさせることができる。

また、本実施形態に係るトナー補給装置２４及びトナーボトル１６では、トナーボトル１６におけるトナー送り方向側の下端部にトナー排出口４０を設けたので、画像処理装置１０のボトル装着部１４にトナー１８が洩れてボトル装着部１４が汚れるのを防止することができる。つまり、本実施形態の場合、トナーボトル１６は、従来構造のように軸線回りに一方向に回転し続けるのではなく、揺動リンク２８の揺動ストロークの範囲内で回動されるに過ぎない。このため、トナー排出口をトナーボトルにおけるトナー送り方向側の全周又はトナーボトルの端面に設ける必要はなく、下端部のみに設けることが可能となる。このため、画像処理装置１０のボトル装着部１４にトナー１８が洩れてボトル装着部１４が汚れるのを防止することができる。

さらに、本実施形態に係るトナー補給装置２４では、駆動モータ３４の出力軸と連結リンク３２とが偏芯リンク３６によって偏芯した状態で相互に連結されるため、揺動リンク２８の揺動ストローク（揺動角）は偏芯距離によって一意的に決まる。従って、簡単な構成で揺動リンク２８の揺動ストローク（揺動角）を所望のストローク（角度）に設定することができる。

加えて、本実施形態に係るトナー補給装置２４及びトナーボトル１６では、トナーボトル１６の内周面に形成された複数条の突起部３８を、平面視で軸線に対して線対称に配列しかつトナー排出口４０側へ向けて傾斜させたので、揺動リンク２８の揺動動作によって効率良くトナー１８をトナー排出口４０側へ送り出すことができる。

次に、幾つかの変形例について説明する。

図４乃至図６に示される実施形態では、偏芯リンク３６に替えてカムを使って駆動モータ３４の回転動作を連結リンク３０の直線運動に変換している点に特徴がある。

図４に示される実施形態では、円板形状のカムプレート４２を備えている。カムプレート４２の周縁よりの位置には、略楕円形状のカム溝４３が形成されている。また、カムプレート４２の軸芯部には、駆動モータの出力軸が被嵌される円筒形状のボス４２Ａが一体に形成されている。ボス４２Ａはカムプレート４２から軸線方向へ所定長さ突出されており、後述するバー４４の長孔４５内へ挿入可能とされている。なお、出力軸にボス４２Ａが被嵌された状態では、両者は相対回転不可能な状態となり、出力軸と一体にボス４２Ａが回転するようになっている。

上記カムプレート４２と対になるバー４４には長孔４５が形成されている。この長孔４５内には、カムプレート４２のボス４２Ａが挿入されている。また、バー４４の先端部の裏面からはピン４６が立設されている。このピン４６はカムプレート４２のカム溝４３内へ挿入されている。なお、ピン４６は長孔４５の延長線上に形成されている。

上記構成によれば、図４（Ａ）に示される状態が初期状態であり、バー４４が最も左にストロークした状態である。この状態では、ボス４２Ａはバー４４の長孔４５の右端部に位置されており、ピン４６はカム溝４３の最外周位置に位置されている。この状態から、駆動モータが駆動して出力軸が回転すると、それに伴ってカムプレート４２が同一方向（時計方向）へ回転する。その様子は、図４（Ｂ）以降に示されている。図４（Ｅ）に示される状態がバー４４が最も右にストロークした状態である。この状態では、ボス４２Ａはバー４４の長孔４５の左端部に位置されており、ピン４６はカム溝４３の最内周位置に位置されている。その後、カム溝４３がボス４２Ａ回りに一回転すると、元の状態に復帰する。上記構成によっても、偏芯リンク３６のときと同じように、揺動リンク２８を揺動させることができる。また、この構成の場合、カムプレート４２及びバー４４の二部品を要するが、カムプレート４２に対してバー４４が二点で支持されるため、作動が安定するというメリットがある。

図５に示される実施形態は、図４に示される実施形態を簡略化したものである。簡単に説明すると、この実施形態では、駆動モータ３４の出力軸３４Ａに偏芯カム５０が直接取り付けられている。偏芯カム５０は段付きの略円板形状に形成されており、段部５０Ａの外周面には、段付き形状のバー５２の段部５２Ａの内側面が当接されている。なお、バー５２の段部５２Ａの内側面を偏芯カム５０の段部５０Ａの外周面に常時当接させるために、バー５２にはスプリング等で側圧がかけられている。上記構成によれば、駆動モータ３４が駆動して出力軸３４Ａ回りに偏芯カム５０が回転することにより、バー５２が矢印D方向へ往復運動する。

一方、図６に示される実施形態では、長孔５４が形成されたカムプレート５６が使用されている。カムプレート５６の長孔５４には、駆動モータ３４が駆動することにより出力軸回りに旋回する偏芯ピン５８が挿入されている。この偏芯ピン５８の外周面にカムプレート５６の長孔５４の内周面が押圧されることにより、カムプレート５６が矢印Ｅ方向又は矢印Ｅ’方向へ往復運動する。

図７に示される実施形態では、トナーボトル６０の形状を変更した点に特徴がある。具体的には、トナーボトル６０の下部６０Ａについては半円筒形状とされているが、上部６０Ｂが角型とされている。そして、下部６０Ａの内周面にのみ複数条の突起部３８が形成されている。

上述したように本実施形態では、揺動リンク２８の揺動ストロークに応じた回転角だけトナーボトル６０を回動させればよいため、半円筒形状を成す下部６０Ａの内周面のみに複数条の突起部３８が形成されていればよいことになる。そのため、トナーボトル６０の上部６０Ｂの形状は任意の形状にすることができ、例えば本実施形態のように角型にすることも可能となる。このようにトナーボトル６０の上部６０Ｂの形状を角型等の異形にすると、円筒形状のトナーボトル１６よりも、トナーボトル一本当たりのトナー容量を多くすることができる。

図８に示される実施形態では、複数条の突起部６２の形状を変更した点に特徴がある。具体的には、この突起部６２はストレート形状ではなく、湾曲形状とされている。このように突起部の形状は、揺動リンク２８の揺動動作によってトナーボトル１６に作用する回転力やトナーボトル１６の材質に起因した内周面の摩擦係数等の観点から、好適なものが採用される。

本実施形態の要部に係るトナー補給装置を示す全体構成図である。 （Ａ）は図１に示されるトナーボトルを軸直角方向に切断した縦断面図、（Ｂ）は当該トナーボトルを軸線に沿って切断した縦断面図、（Ｃ）はトナーボトルの水平断面図である。 本実施形態に係る画像処理装置のトナー補給部の概略斜視図である。 リンクに替えてカムを使った一つ目の変形例を示す概略構成図である。 リンクに替えてカムを使った二つ目の変形例を示す概略構成図である。 リンクに替えてカムを使った三つ目の変形例を示す概略構成図である。 （Ａ）は変形例に係るトナーボトルを軸直角方向に切断した縦断面図、（Ｂ）は当該トナーボトルを軸線に沿って切断した縦断面図である。 突起部の変形例を示す図２（Ｃ）に対応するトナーボトルの水平断面図である。

符号の説明

１０…画像処理装置、１６…トナーボトル、１８…トナー、２４…トナー補給装置、２８…揺動リンク（揺動リンク部）、３０…連結リンク（連結リンク部）、３２…連結リンク（連結リンク部）、３４…駆動モータ（駆動機構部）、３４Ａ…出力軸、３６…偏芯リンク（駆動機構部、偏芯部材）、３８…突起部、４０…トナー排出口、４２…カムプレート（駆動機構部、偏芯部材）、４４…バー（駆動機構部、偏芯部材）、５０…偏芯カム（駆動機構部、偏芯部材）、５２…バー（駆動機構部、偏芯部材）、５６…カムプレート（駆動機構部、偏芯部材）、５８…偏芯ピン（駆動機構部、偏芯部材）、６０…トナーボトル、６０Ａ…下部、６０Ｂ…上部６２…突起部

Claims (5)

1. 画像処理装置の所定位置に列方向に装填され、各々内周面にトナー送り用の複数条の突起部が形成された複数本のトナーボトルと、
   各トナーボトルの端部に一端部が固定され、半径方向へ延出された揺動リンク部と、
   これらの揺動リンク部の他端部同士を相対回転可能に相互に連結することにより前記複数本のトナーボトルを一体化する連結リンク部と、
   この連結リンク部を所定のストロークで往復運動させる駆動機構部と、
   を有することを特徴とする画像処理装置用トナー補給装置。
2. 前記トナーボトルにおけるトナー送り方向側の下端部にトナー排出口を設けた、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像処理装置用トナー補給装置。
3. 前記駆動機構部は、
   駆動源となる駆動モータと、
   この駆動モータの出力軸と前記連結リンク部とを当該出力軸に対して偏芯した位置で連結する偏芯部材と、
   を含んで構成される、
   ことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の画像処理装置用トナー補給装置。
4. 前記複数条の突起部は、平面視で軸線に対して線対称に配列されておりかつトナー排出口側へ向けて傾斜されている、
   ことを特徴とする請求項２又は請求項３記載の画像処理装置用トナー補給装置。
5. 前記トナーボトルは、下部が半円筒形状を成していると共に上部が多角筒形状を成しており、
   前記複数条の突起部は下部のみに形成されている、
   ことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一項に記載の画像処理装置用トナー補給装置。

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