JP3993976B2 - Toner bottle, toner supply mechanism, and image forming apparatus - Google Patents

Toner bottle, toner supply mechanism, and image forming apparatus Download PDF

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光プリンター、複写機、ファクシミリ等の、静電潜像の形成とトナーによる現像とを行う画像形成装置の現像装置にトナーを供給するためのトナーカートリッジ、特に円筒状で内周面にスパイラル状の突起を持つトナーボトル及びこれを備えたトナー補給機構及びこれを備えたかかる画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
上記の如き画像形成装置の現像装置にトナーを供給するためのトナーカートリッジ、特に円筒状で内周面にスパイラル状の突起を持つトナーボトルを備えたトナー補給機構においては、通常トナーボトルを横向きに倒した状態で載置し、トナーボトルを回転駆動することによって内部のトナーをスパイラルに沿ってトナー吐出口へ向けて移動し、吐出されたトナーを現像装置に供給する。
【0003】
画像形成が繰り返し行われるに従い、トナーボトル内のトナーは消費されていくが、トナーが完全になくなって初めてトナーエンドになったことが分かったのでは、替えのトナーボトルを用意していない場合などは特に、ユーザーにとって不都合この上ない。そのため、従来、予めトナーエンドが近いことすなわちニアエンドであることを検知してユーザーに知らせる技術が知られている。ニアエンドを検知する手段としては、通常、現像装置に配設されたトナー濃度センサが用いられている。すなわち、トナー濃度センサにより現像装置内のトナー濃度が低下したことを検知するとトナーボトルを回転駆動して現像装置にトナーを供給するが、トナーボトルを回転駆動してもトナー濃度の回復が遅い場合にはニアエンドであることが検知されるようになっている。
【0004】
しかし、ニアエンドをかかる従来の手段により検知した場合、ニアエンド検知からトナーエンドまでの画像形成可能枚数が数10枚から数100枚と非常に少ない。よってユーザーは、替えのトナーボトルをニアエンドになってからすぐに用意しなければならないのであるが、トナーエンドまでに間に合わないことがある。また例えば、画像形成装置がファクシミリであって、夜間に多用されるような場合には、ニアエンドであることをある程度余裕を持って検知しなければ、夜間に受信不可能となる可能性が高く、業務に支障を来しかねない。
【0005】
そこで、ニアエンド検知からトナーエンドまでの画像形成可能枚数を増加するための技術が、特開平10−97129号公報、特開平11−109737号公報において提示されている。前者は、トナーボトルに相当するトナー供給装置内にトナーを蓄留する蓄留部材を設け、トナーエンド時に蓄留部材を駆動することによりトナーを供給してさらに画像形成が可能となるようにしたものである。後者は、ニアエンドを検知したときにトナーボトルに振動を与えてトナーボトル内周面に付着したトナーを剥離し、剥離したトナーを画像形成に使用することでトナーエンドまでの画像形成可能枚数を増加するものである。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の技術では、蓄留部材を配設するための構成及びこれを駆動するための構成を要するため、構造が複雑となるとともに、かかる構造をトナーボトルに適用することが難しいという問題がある。また後者の構成では、ニアエンド検知後の画像形成可能枚数がトナーボトル内周面に付着したトナー量に依存するため、ニアエンド検知後、必ずしも十分な枚数の画像形成を行うことができないという問題がある。
【0007】
本発明は、構造を複雑にすることなく、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるトナー補給機構及びこれを有する画像形成装置及びこれらに用いるトナーボトルを提供することを課題とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項1記載の発明は、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有しており、上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第2の螺旋部により、上記トナーボトル内の第2の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第1の螺旋部の形成領域に向けて搬送することを特徴とする。
【0009】
請求項2記載の発明は、請求項1記載のトナー補給機構において、第2の螺旋部の高さは第1の螺旋部の高さより高いことを特徴とする。
【0011】
請求項記載の発明は、請求項1または2記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを上記一方向に回転駆動することを特徴とする。
【0012】
請求項記載の発明は、請求項1ないしの何れか1つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量は、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略10%であることを特徴とするトナー補給機構。
【0013】
請求項記載の発明は、請求項1ないしの何れか1つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量は、略2000〜3000回の画像形成に使用する量であることを特徴とする。
【0014】
請求項記載の発明は、請求項1ないしの何れか1つに記載のトナー補給機構を有する画像形成装置にある。
【0015】
請求項記載の発明は、請求項1ないし5の何れか1つに記載のトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有していることを特徴とする。
【0016】
【実施例】
図1は、本発明を適用したトナー補給機構を備えた画像形成装置の概略構成例を示している。同図において、画像形成装置2は、図示しない画像形成装置本体に着脱自在に装着されるプロセスカートリッジ4と、このプロセスカートリッジ4に着脱自在に装着されるトナー補給機構としてのトナー補給装置6を備えており、プロセスカートリッジ4には、像担持体としての感光体8と、現像手段としての現像装置10とが一体的に収納されている。
【0017】
感光体8の周囲には、帯電ローラ12、転写ローラ14、クリーニングブレード16等が備えられており、現像装置10には、攪拌スクリュー18,20、現像スリーブ22、ドクターブレード24等が備えられている。図1中、符号26はトナーリサイクルベルトを、符号28は検出手段としてのトナー濃度センサを示している。
【0018】
作像動作は次のように行なわれる。感光体8は除電光32により除電され、表面電位が0〜−150Vの基準電位に平均化される。次に帯電ローラ12により帯電され、表面電位が−1100V前後となる。次に露光光34で露光され、光が照射された部分(画像部)は表面電位が0〜−290Vとなる。現像スリーブ22には−800V前後のバイアス電圧がかけられているため、現像スリーブ22上の負極性トナーが上記画像部分に付着する。
【0019】
トナー像が作られた感光体8は回転移動し、図示しない給紙部より用紙先端部と画像先端部とが転写ローラ14部位で一致するようなタイミングで転写紙が送られ、転写ローラ14部で感光体8表面のトナー像が転写紙へ転写される。その後転写紙は図示しない定着部へ送られ、熱と圧力によりトナー像が転写紙へ融着されてコピーとして排出される。感光体8上に残った残留トナーはクリーニングブレード16により掻き落とされ、その後感光体8は除電光32により残留電荷を除電され、再び次の作像工程へ移る。
【0020】
感光体8、帯電ローラ12、現像装置10及びクリーニングブレード16等は、一体の感光体回りケース内に納められている。クリーニングブレード16を有するクリーニング装置で回収された残留トナーは図示しないプーリと同軸に設けられたトナー搬送コイル29により、紙面を貫く方向上の位置に設けられたトナーリサイクルベルト26の位置まで搬送される。そして、トナーリサイクルベルト26により攪拌スクリュー18,20を有する現像剤攪拌部へ送られ、トナーがリサイクルされる仕組みになっている。
【0021】
次に、現像装置10について説明する。現像スリーブ22は、内部に5極の磁石を配置した固定軸を有し、この外周面を非磁性のパイプ材で覆う構成で、このパイプ材が回転することで現像剤が現像スリーブ22とともに移動する。現像剤は、キャリアと呼ばれる小さな鉄粉とトナーより構成される2成分タイプである。現像剤は攪拌スクリュー18,20で攪拌されながら循環し、これによってトナーは電荷を持ち、キャリアに付着して感光体8表面まで運ばれ、静電気力の作用で感光体8へ付着可能となる。現像剤のうち、キャリアは循環しているが、トナーは感光体8上の画像部分へ付着して消費されるので、適宜補給する必要がある。現像剤は感光体8への供給量を一定にしないと、画像濃度不良や濃度ムラを発生するので、現像剤の流入量を規制するドクターブレード24が配置されている。
【0022】
図1に示すように、トナー補給装置6には、概略、トナー収容容器としてのトナーボトル38と、トナーホッパ部40を一体に有してトナーボトル38を収容するトナー受台42と、トナーホッパ部40に装着されてトナーボトル38と一体的に回転するボトル保持部材44が備えられており、ボトル保持部材44は複数の押し出し部材46を有している。トナーホッパ部40には開口部48が形成されており、この開口部48の外面にはトナー補給量を適正にするための弾性を有する補給量規制部材50が設けられている。開口部48の外方にはトナー導入カバー52が取り付けられており、このトナー導入カバー52の下端には水平状に開口するトナー供給口54が形成されている。
【0023】
一方、プロセスカートリッジ4側には、現像装置10の攪拌スクリュー20の上部位置をもって、同じく水平状に開口するトナー受入口56が形成されており、トナー補給装置6の装着位置でトナー供給口54とトナー受入口56は対向するようになっている。
【0024】
トナーボトル38のトナー吐出口38aからトナーホッパ部40に流出したトナーは(矢印A)、ボトル保持部材44の押し出し部材46で押し上げられ(矢印B)、開口部48を通ってトナー導入カバー52に入り込み(矢印C)、連通状態にあるトナー供給口54とトナー受入口56を通って現像装置10内へ補給される(矢印D)。そして、これらのトナー供給口54とトナー受入口56はそれぞれ後述するシャッター部材で開閉されるようになっている。
【0025】
次に、トナー補給装置6を図2乃至図11に基づいて詳細に説明する。図2はトナーボトル38をトナー補給装置6に装着した状態の外観図であり、図3はトナー補給装置6の部品構成図である。トナーボトル38は、装置本体後側板58に固定された回転駆動手段としての駆動部60によって回転駆動される。この駆動部60は、ジョイント62、モータ及び軸を内蔵したケース部66から構成されており、図4に示すように、ジョイント62の先端側の面には係合部としての直方体状の4つの凸部62aと円柱状凸部62bとが形成されている。これに対応してトナーボトル38の後端である底部38hには、凸部62aに係合する被係合部としての4つの凸部38cと、凸部62bが入り込む凹部38bとが形成されている。円柱状凸部62bの高さは凸部62aの高さよりも高く、円柱状凸部62bの凹部38bへの嵌入によってトナーボトル38の底部が保持される。
【0026】
図4、11に示すように、各凸部62aの、矢印E方向における前方側及び後方側の面はそれぞれ、ジョイント62の先端側の面に対して略垂直な面62d、62cをなしているので、付勢手段としてのスプリング64によるトナーボトル38と駆動部60とを当接させる方向への付勢力とジョイント62の矢印E方向またはその逆方向Hへの回転とにより、凸部62aが凸部38cに係合してトナーボトル38の回転が得られる。よって図4及び図11の(a)、(b)それぞれに示すように、駆動部60のジョイント62が矢印E方向または矢印H方向に回転すると、トナーボトル38も同一方向に回転する。
【0027】
図12、13、14に示すように、トナーボトル38にはその内壁面に螺旋状の突起38dが形成されており、図2、3,8、15に示すようにこの突起38dは、トナーボトル38の周面に溝38kとなって現れている。突起38dは、トナーボトル38のE方向への回転によりトナーをトナー吐出口38aへ向けて搬送する、トナー吐出口38a側に設けられた第1の螺旋部としての螺旋部38jと、螺旋部38と逆巻き方向の螺旋状をなし、トナー吐出口38aの反対側である底部38h側に設けられた第2の螺旋部としての逆螺旋部38iとを有している。トナーボトル38の長手方向すなわち図12における紙面左右方向における、螺旋部38jが設けられた領域である第1の貯留部としての貯留部38mの長さと、逆螺旋部38iが設けられた領域である第2の貯留部としての貯留部38nの長さとの比は9:1とされている。逆螺旋部38iの高さL1は、螺旋部38jの高さL2より高い。
【0028】
したがって、トナーボトル38をE方向に回転させることにより貯留部38mに存するトナーが螺旋部38jによりトナー吐出口38aへ向けて搬送され吐出する。このE方向への回転時には、貯留部38nに存するトナーは逆螺旋部38により底部38h側へ搬送する作用を受けるので、貯留部38nに留め置かれる。貯留部38nに留め置かれるトナーの量は、トナーボトル38が新規な状態に置いて収容できるトナーの量の略10%である。この量は、略2000〜3000回の画像形成に使用するトナー量に相当する。貯留部38nに留め置かれるかかるトナーの量は、逆螺旋部38iの高さL1及び貯留部38、その他トナーボトルの径等により決定されている。なお、トナー吐出口38aにはトナーが不使用時に吐出するのを防止するキャップ68がはめ込まれるようになっている。
【0029】
ボトル保持部材44の先端側には複数のリブ44aが一体形成されており、これらのリブ44aに押し出し部材46が両面テープ等で貼り付けられている。押し出し部材46はマイラーやゴム等の弾性材料から成る。ボトル保持部材44の内壁面にはリブ44bが形成されており、このリブ44bがトナーボトル38の頭部に設けられた平面部38eあるいは凸片部に引っ掛かって両者が一体的に回転するようになっている。
【0030】
図3において、符号70はキャップ68を摘んだり離したりするコレットチャックで、円筒ケース72に内蔵され、ネジ74によって軸部材76と一体化されている。符号78はシール材、80はシール部材、82はコレットチャック70、円筒ケース72、軸部材76等の一連の部品をトナーボトル38側へ常時加圧するコイルバネを示す。これらの組付部品はトナーホッパ部40内に保持されている。符号84はキャップ68を開閉栓するためのハンドルを示す。ハンドル84はこれと一体に形成された軸部84aがトナー受台42の先端部に形成された軸穴42aに支持されて回転可能となっている。
【0031】
符号86は軸部材76に形成された穴76aに入るスライド軸を示す。スライド軸86は、ハンドル84に形成されたカム部84bに接触しており、ハンドル84を図2に示すF方向へ回転させ、前記コレットチャック70等の一連の部品をトナーボトル38から離れる方向にスライドさせると、キャップ68がトナー吐出口38aから抜けてトナーボトル38内のトナーがトナーホッパ部40内へ吐出する(図9,図10)。これについての詳細は後述する。
【0032】
次にトナー供給口54を開閉するシャッター部材等について説明する。図3に示すように、トナーホッパ部40の開口部48に設けられる補給量規制部材50はマイラーやゴム等の弾性材料で形成されており、スリット穴50a(細長い角穴)を有している。このスリット穴50aの幅設定によりトナー補給量を適正にしている。なお、補給量規制部材50は開口部48に両面テープ等で貼り付けられている。
【0033】
開口部48の外方に取り付けられるトナー導入カバー52の内方にはトナー供給口54を開閉するシャッター部材88が上下方向に移動可能に、すなわち、水平状に開口されたトナー供給口54に対して垂直状態(交差状態)に設けられている。シャッター部材88は、シャッター本体としての湾曲可能な弾性部材90と、これを支持する支持部材92と、この支持部材92に一体化された円柱状の突起部94とから構成されており、支持部材92はシャッター部材88を常時閉じるように付勢するバネ部材96を有している。この実施例では弾性部材90はマイラー等のポリエステルフィルムで形成されており、両面テープ等で支持部材92に貼り付けられている。トナー導入カバー52には突起部94が移動するための移動用孔52aが形成されている。
【0034】
トナー導入カバー52には、図5に示すように、底面にトナー供給口54が形成されているとともに、シャッター部材88の弾性部材90を案内する円弧状のガイド部98,98が一体に形成されている。また、ガイド部98の終端側には、弾性部材90の先端を食い込ませてトナー飛散を防止するための弾性シール部材としてのスポンジシール部材100が設けられている。
【0035】
図3において、開口部48の近傍に表示される符号104は、後述する第2シャッター部材を駆動するための水平方向に台形状に突出する第2案内リブを示しており、符号106は弾性部材90の背面側を支持する変形規制ガイドを示している。
【0036】
図6に示すように、受台42はガイド板108上を矢印G方向に着脱可能となっており、ガイド板108は装置本体後側板58と装置本体前側板59に図示しないネジで固定されている。装置本体前側板59には位置決めピン109が形成されており、この位置決めピン109がトナー受台42の位置決め穴42bに入り込むことによってガイド板108とトナー補給装置6との位置決めがなされる。この他にも装置本体前側板59には位置決めピンが形成されており、これは受台42の位置決め穴42cに入り込むようになっている。また、ガイド板108の先端には、ガイド板108に固定された板バネ110で支持された抜け止め用ストッパ112が設けられており、この抜け止め用ストッパ112を下方に押し下げた状態でトナー補給装置6を装着し、装着後抜け止め用ストッパ112を戻すと、図7に示すように、抜け止め用ストッパ112が受台42の先端部に係合し、トナー補給装置6は抜け止め状態に保持される。
【0037】
図8はトナー補給装置6を引き出した状態を示していて、この状態のもとで、トナーボトル38はトナー補給装置6に対して着脱される。この場合の抜け止めは、図6に示すように、トナー受台42に形成された42d,42eの段部がガイド板108に形成された切欠部108a,108bに引っ掛かることによってなされる。なお、プロセスカートリッジ4は、装置本体後側板58と装置本体前側板59に設けられた図示しない位置決めピンにより位置決め、保持され、上ケース41に一体に形成されたストッパ113によって抜け止めされている(図8参照)。
【0038】
図8に示す状態においてトナーボトル38をトナー受台42に載せ、トナー補給装置6を装置本体内に押し込んでセットする。この場合、トナー補給装置6を押し込む前は、シャッター部材88は、バネ部材96の付勢力でトナー導入カバー52の底部に形成したトナー供給口54を閉じた状態にあり、弾性部材90は円弧状のガイド部98に沿って湾曲し、その先端はスポンジシール部材100に食い込んでいる。このため、トナーホッパ部40の開口48とトナー供給口54との間はトナー漏れを生じない状態にシールされている。
【0039】
かかる状態からトナー補給装置6の押し込み操作がなされると、支持部材92に一体に形成された突起部94の円柱部分が現像部上ケース43に一体に形成された案内リブの上り傾斜面114aに当接し、バネ部材96の付勢力に抗して押し上げられ、最終的に案内リブの平坦な頂部で静止する。この動作に伴って弾性部材90もガイド部98に沿って上昇(退避)し、トナー供給口54は開口される。トナー補給装置6を引き出すと、突起部94が傾斜面114aを下ることになるので、バネ部材96の付勢力でシャッター部材88は自動的に閉じる方向に移動し、弾性部材90が垂直状態からトナー供給口54に沿うように湾曲して閉状態となる。
【0040】
トナー補給装置6が押し込まれると、トナー補給装置6のトナー受台42に形成された水平方向に突出する第2案内リブ102の傾斜面に円柱状の第2突起部118が当接し、シャッター本体116は閉状態から水平方向に退避する。第2突起部118が傾斜面を通過した時点でトナー受入口56は完全に開口され、さらにトナー導入カバー52の側面中央部位に達すると、トナー受入口56とトナー供給口54が対向する。このシャッター116の開動作とシャッター部材88の開動作は同時に起こるので、現像装置10とトナー補給装置6間は連通状態となる。
【0041】
図9はトナー供給口54、トナー受入口56が開いた状態、すなわち、トナー補給装置6及びプロセスカートリッジ4を画像形成装置本体に装着した状態を示している。トナーボトル38の頭部は、球形の突起38fとボトル保持部材44との係合及びホッパ部40に係合しているボトル保持部材44のリブ44cへの当接によって位置決めされている。
【0042】
この状態から、図2に矢印Fで示すように、ハンドル84を下方向に回動させると、カム部84bがスライド軸86を図9に示すように矢印J方向に引っ張る。これによって軸部材76もJ方向に移動し始め、コレットチャック70が円筒ケース72の突起72aに突き当たるようになり、これに伴ってコレットチャック70が閉じ始めてキャップ68を摘む。この状態でさらにJ方向の移動が進と、図10に示すように、コレットチャック70によってトナーボトル38のキャップ68が取り外され、トナーボトル38内のトナーがトナー受台42のトナーホッパ部40内に流出可能な状態になる。
【0043】
トナー補給は、トナー濃度センサ28により現像装置10内のトナー濃度を検知することによってなされる。検出値が基準濃度以下になったら、トナー濃度センサ28および駆動部60に接続されており、トナー濃度センサ28とともに検知手段をなす図示しない制御部による制御によって、図2に示すように駆動部60が作動し、ジョイント62を矢印E方向に回転させる。これによってジョイント62がトナーボトル38の底部に係合し、トナーボトル38もE方向に回転する。トナーボトル38が回転すると、貯留部38mに存するトナーが吐出口38aから吐出され、トナーホッパ部40内に溜まる。一方、トナーボトル38の回転はボトル保持部材44と一体のリブ44bを介して伝達され、押し出し部材46がトナーホッパ部40の内壁面を摺動回転することになり、トナーホッパ部40内に溜まったトナーを掻き上げる。
【0044】
押し出し部材46が補給量規制部材50のスリット穴を通過するときにトナーがスリット穴から押し出される。押し出されたトナーは、トナー導入カバー52内で落下し、下方に位置して開口状態にあるトナー供給口54及びトナー受入口56を通って現像装置10内に補給される。
【0045】
制御部は内部にタイマーを有しており、駆動部60を一定時間作動させてトナー補給を行ってもトナー濃度センサ28による検出値が基準濃度以上とならない場合には、トナー残量の少ないことが検知される。画像形成が繰り返し行われトナーボトル38からトナーが繰り返し供給されると、図13に示すように、貯留部38mのトナーがほとんど消費された状態となる。この場合にはトナーボトル38をE方向に回転しても現像装置10内のトナー濃度は上昇せず、トナーボトル38内のトナー残量の少ないことが検知される。
【0046】
この場合は、ニアエンドの表示が画像形成装置2の外部に備えられた図示しない表示部においてニアエンドである旨がユーザーに向けて告知されるとともに、図4に示すように、ジョイント62を、トナーボトル38からトナーを吐出させるための回転方向Eとは逆のH方向に回転する。すると、面62dと凸部38cとの係合が解除され、凸部62aはそれまで係合していた凸部38cの隣の凸部38cの方へ移動し、図11(b)に示すように、面62cが凸部38cに係合する。ジョイント62がさらにH方向に移動すると、図14に示すように、貯留部38nにおいて留め置かれていたトナーは逆螺旋部38iにより貯留部38mに搬送される。
【0047】
トナーボトル38は貯留部38nのトナーが貯留部mに搬送されるに十分な時間H方向に回転駆動された後、再びE方向に回転駆動される。貯留部38nから貯留部38mに搬送されたトナーはトナー吐出口38aから吐出され現像装置10に供給される。貯留部38nに留め置かれていたトナー量は2000〜3000枚の画像形成に使用するトナー量に相当するため、トナーボトル38内のトナーが完全に消費されるまでの時間は、新規なトナーボトル38を準備するに十分な時間となっている。トナーボトル38のH方向への回転の後のE方向への回転は、H方向への回転に連続して所定時間行われる。したがって、貯留部38nから貯留部38mに搬送されたトナーはトナー吐出口38a近傍に貯留されるとともに、現像装置10へのトナー補給が速やかに行われる。
【0048】
【発明の効果】
本発明によれば、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有しており、上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第2の螺旋部により、上記トナーボトル内の第2の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第1の螺旋部の形成領域に向けて搬送するので、特別な機構を用いることなく通常のトナー補給動作では消費されないトナーをトナーボトル内に貯留しておくことができるから、コストの上昇及び構造の複雑化を招くことなく、簡易な構成で、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるとともに、ニアエンドになって初めて第2の螺旋部が保持しているトナーを第1の螺旋部へ向けて送ることができ、第2の螺旋部が保持しているトナーによってニアエンド後の画像形成を行うことができるトナー補給機構を提供することができる。
【0049】
第2の螺旋部の高さを第1の螺旋部の高さより高くすれば、通常のトナー補給動作では消費されないトナーの量を増量することができるとともに、ニアエンド後の画像形成枚数を設定できるトナー補給機構を提供することができる。
【0051】
回転駆動手段が、トナーボトルを逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを一方向に回転駆動すれば、第2の螺旋部が保持していたトナーによって速やかに画像形成を行うことができるトナー補給機構を提供することができる。
【0052】
回転駆動手段がトナーボトルを一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量が、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略10%であれば、ニアエンドまでの画像形成枚数とニアエンド後の画像形成枚数とのバランスが良く、新規のトナーボトルを準備するまでの時間を十分にとることができるトナー補給機構を提供することができる。
【0053】
回転駆動手段がトナーボトルを一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量が、略2000〜3000回の画像形成に使用する量であれば、新規のトナーボトルを準備するまでの時間を十分にとることができるトナー補給機構を提供することができる。
【0054】
本発明によれば、かかるトナー補給機構を有する画像形成装置であるので、上述の各効果を奏する画像形成装置であって、例えば画像形成装置がファクシミリであって、夜間に多用されるような場合にも、ニアエンドであることを余裕を持って検知することが可能となり、夜間に受信不可能となって業務に支障を来すということを回避できるから、ユーザーの信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【0055】
本発明によれば、かかるトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有しているので、特別な構造とすることなく通常のトナー補給動作では消費されないトナーを内部に貯留しておくことができるから、コストの上昇及び構造の複雑化を招くことなく、簡易な構成で、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるトナーボトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】画像形成装置の概略の断面図である。
【図2】トナー補給機構の斜視図である。
【図3】トナー補給機構の分解斜視図である。
【図4】トナーボトル底部およびジョイントの拡大斜視図である。
【図5】トナー供給口を有するトナー導入カバーの斜視図である。
【図6】トナー補給機構のトナー受台と装置本体側のガイド板との関係を説明した斜視図である。
【図7】抜け止め用ストッパによるトナー受台の係止状態を説明した斜視図である。
【図8】トナー補給装置を画像形成装置本体から引き出した状態を説明した斜視図である。
【図9】トナー補給機構におけるトナー補給動作を示す図で、トナー収納容器をトナーホッパ部に装着した状態の断面図である。
【図10】トナー補給機構におけるトナー補給動作を示す図で、トナー収納容器のキャップがコレットチャックで引き抜かれてトナーがトナーホッパ部内に流出した状態の断面図である。
【図11】トナーボトル底部とジョイントと係合状態を示す概略構成図である。
【図12】トナーボトル内部の構造を示す断面図である。
【図13】トナーボトルの一方向への回転によりトナーが消費された状態を示す断面図である。
【図14】トナーボトルの一方向とは逆の方向への回転により第2の螺旋部がトナーをトナー吐出口に向けて搬送した状態を示す断面図である。
【図15】トナー供給口を有するトナー導入カバーの斜視図である。
【符号の説明】
2 画像形成装置
6 トナー補給機構
28 検知手段
38 トナーボトル
38a トナー吐出口
38d 螺旋状の突起
38h 底部
38i 第2の螺旋部
38j 第1の螺旋部
60 回転駆動手段
E トナーボトルの1つの回転方向
H トナーボトルの逆への回転方向
L1 第2の螺旋部の高さ
L2 第1の螺旋部の高さ
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a toner cartridge for supplying toner to a developing device of an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image and develops with toner, such as an optical printer, a copying machine, a facsimile, etc., particularly a cylindrical inner peripheral surface The present invention relates to a toner bottle having spiral protrusions, a toner replenishing mechanism including the toner bottle, and an image forming apparatus including the toner bottle.
[0002]
[Prior art]
In a toner replenishing mechanism having a toner cartridge for supplying toner to the developing device of the image forming apparatus as described above, particularly a toner bottle having a cylindrical shape and a spiral protrusion on the inner peripheral surface, the toner bottle is usually turned sideways. By placing the toner bottle in a tilted state and rotating the toner bottle, the toner inside is moved along the spiral toward the toner discharge port, and the discharged toner is supplied to the developing device.
[0003]
As the image formation is repeated, the toner in the toner bottle is consumed. However, it is known that the toner is exhausted only after the toner is completely removed. Is particularly inconvenient for the user. For this reason, conventionally, a technique is known in which the toner end is detected in advance, that is, near end, and is notified to the user. As a means for detecting the near end, a toner density sensor provided in the developing device is usually used. In other words, when the toner density sensor detects that the toner density in the developing device has decreased, the toner bottle is driven to rotate and the toner is supplied to the developing device, but the toner density recovery is slow even if the toner bottle is driven to rotate. Is being detected as being near-end.
[0004]
However, when the near end is detected by such conventional means, the number of images that can be formed from the near end detection to the toner end is very small, from several tens to several hundreds. Therefore, the user must prepare a replacement toner bottle immediately after the near end, but it may not be in time for the toner end. Also, for example, when the image forming apparatus is a facsimile and is frequently used at night, if it is not detected with some margin that it is near-end, there is a high possibility that reception will not be possible at night. It may interfere with business.
[0005]
Therefore, techniques for increasing the number of images that can be formed from near-end detection to toner end are proposed in Japanese Patent Application Laid-Open Nos. 10-97129 and 11-109737. In the former, a retention member for accumulating toner is provided in a toner supply device corresponding to a toner bottle, and toner is supplied by driving the accumulation member at the end of the toner so that further image formation is possible. Is. In the latter case, when the near end is detected, the toner bottle is vibrated to peel off the toner adhering to the inner peripheral surface of the toner bottle, and the peeled toner is used for image formation, thereby increasing the number of images that can be formed up to the toner end. To do.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the former technique requires a configuration for disposing the retention member and a configuration for driving the storage member, which makes the structure complicated and difficult to apply the structure to the toner bottle. is there. In the latter configuration, since the number of images that can be formed after near-end detection depends on the amount of toner adhered to the inner peripheral surface of the toner bottle, there is a problem in that a sufficient number of images cannot always be formed after near-end detection. .
[0007]
The present invention provides a toner replenishment mechanism capable of sufficiently securing the number of images to be formed from the near end to the toner end without complicating the structure, an image forming apparatus having the toner replenishing mechanism, and a toner bottle used therefor. Let it be an issue.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The above issues Resolution Therefore, according to the first aspect of the present invention, there is provided a toner bottle having a toner discharge port and a spiral protrusion formed on the inner peripheral surface thereof, and the toner bottle is engaged with the bottom of the toner bottle in one direction. In the toner replenishment mechanism having a rotation driving means for discharging the toner from the toner discharge port by rotating the toner to the toner discharge port, the spiral protrusion conveys the toner toward the toner discharge port by the rotation in the one direction. A first spiral portion provided on the toner discharge port side, and a second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in the reverse winding direction of the first spiral portion. When the detecting means for detecting the remaining amount of toner in the toner bottle detects that the remaining amount of toner in the toner bottle is low, the rotation driving means moves the toner bottle in the one direction. Driven in the opposite direction, the second spiral portion transports the toner in the formation region of the second spiral portion in the toner bottle toward the formation region of the first spiral portion in the toner bottle. Do It is characterized by that.
[0009]
According to a second aspect of the present invention, in the toner supply mechanism according to the first aspect, the height of the second spiral portion is higher than the height of the first spiral portion.
[0011]
Claim 3 The described invention is claimed. 1 or 2 In the toner replenishing mechanism described above, the rotation driving unit rotates the toner bottle in the opposite direction and then continuously rotates the toner bottle in the one direction.
[0012]
Claim 4 The invention described in claim 1 to claim 1 3 In the toner replenishing mechanism according to any one of the above, the amount of toner that can be held by the second spiral portion in a state where the rotation driving unit rotates the toner bottle in the one direction is the amount of toner that is new to the toner bottle A toner replenishing mechanism characterized by being approximately 10% of the amount of toner in the toner.
[0013]
Claim 5 The invention described in claim 1 to claim 1 4 In the toner replenishing mechanism according to any one of the above, the amount of toner that can be held by the second spiral portion when the rotation driving unit rotates the toner bottle in the one direction is approximately 2000 to 3000 times. The amount is used for image formation.
[0014]
Claim 6 The invention described in claim 1 to claim 1 5 The image forming apparatus includes the toner replenishing mechanism described in any one of the above.
[0015]
Claim 7 The described invention A toner bottle for use in the toner replenishing mechanism according to any one of claims 1 to 5, In the toner bottle having a toner discharge port and a spiral protrusion formed on the inner peripheral surface of the toner bottle, the spiral protrusion conveys the toner toward the toner discharge port by the rotation in the one direction. A first spiral portion provided on the toner discharge port side; and a second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in a reverse winding direction to the first spiral portion. It is characterized by.
[0016]
【Example】
FIG. 1 shows a schematic configuration example of an image forming apparatus provided with a toner supply mechanism to which the present invention is applied. In FIG. 1, an image forming apparatus 2 includes a process cartridge 4 that is detachably attached to an image forming apparatus main body (not shown), and a toner replenishing device 6 as a toner replenishing mechanism that is detachably attached to the process cartridge 4. In the process cartridge 4, a photosensitive member 8 as an image carrier and a developing device 10 as a developing unit are integrally stored.
[0017]
Around the photosensitive member 8, a charging roller 12, a transfer roller 14, a cleaning blade 16, and the like are provided, and the developing device 10 is provided with stirring screws 18, 20, a developing sleeve 22, a doctor blade 24, and the like. Yes. In FIG. 1, reference numeral 26 denotes a toner recycling belt, and reference numeral 28 denotes a toner density sensor as detection means.
[0018]
The image forming operation is performed as follows. The photoreceptor 8 is neutralized by the neutralizing light 32, and the surface potential is averaged to a reference potential of 0 to -150V. Next, it is charged by the charging roller 12, and the surface potential becomes around -1100V. Next, the surface potential of the portion (image portion) that is exposed with the exposure light 34 and irradiated with light becomes 0 to −290V. Since a bias voltage of about −800 V is applied to the developing sleeve 22, the negative toner on the developing sleeve 22 adheres to the image portion.
[0019]
The photosensitive member 8 on which the toner image is formed rotates and moves, and a transfer sheet is fed from a sheet feeding unit (not shown) at a timing such that the leading end of the sheet and the leading end of the image coincide with each other at the transfer roller 14 site. Thus, the toner image on the surface of the photoconductor 8 is transferred to the transfer paper. Thereafter, the transfer sheet is sent to a fixing unit (not shown), and the toner image is fused to the transfer sheet by heat and pressure and discharged as a copy. Residual toner remaining on the photosensitive member 8 is scraped off by the cleaning blade 16, and then the residual charge of the photosensitive member 8 is removed by the charge removing light 32, and the process proceeds to the next image forming process again.
[0020]
The photoconductor 8, the charging roller 12, the developing device 10, the cleaning blade 16, and the like are housed in a case around the photoconductor. Residual toner collected by the cleaning device having the cleaning blade 16 is conveyed to the position of the toner recycling belt 26 provided at a position in the direction passing through the paper surface by a toner conveyance coil 29 provided coaxially with a pulley (not shown). . Then, the toner is recycled to the developer agitation unit having the agitation screws 18 and 20 by the toner recycling belt 26, and the toner is recycled.
[0021]
Next, the developing device 10 will be described. The developing sleeve 22 has a fixed shaft in which a five-pole magnet is arranged, and the outer peripheral surface is covered with a non-magnetic pipe material. When the pipe material rotates, the developer moves together with the developing sleeve 22. To do. The developer is a two-component type composed of small iron powder called a carrier and toner. The developer circulates while being agitated by the agitating screws 18 and 20, whereby the toner has an electric charge, adheres to the carrier and is carried to the surface of the photoreceptor 8, and can adhere to the photoreceptor 8 by the action of electrostatic force. Of the developer, the carrier circulates, but the toner adheres to the image portion on the photoconductor 8 and is consumed, so it needs to be replenished appropriately. If the amount of developer supplied to the photosensitive member 8 is not constant, image density defects and density unevenness occur. Therefore, a doctor blade 24 that restricts the amount of developer flow is provided.
[0022]
As shown in FIG. 1, the toner replenishing device 6 generally includes a toner bottle 38 as a toner container, a toner receiving base 42 that integrally includes a toner hopper unit 40 and accommodates the toner bottle 38, and a toner hopper unit 40. And a bottle holding member 44 that rotates integrally with the toner bottle 38. The bottle holding member 44 has a plurality of push-out members 46. An opening 48 is formed in the toner hopper 40, and a supply amount regulating member 50 having elasticity for making the toner supply amount appropriate is provided on the outer surface of the opening 48. A toner introduction cover 52 is attached to the outside of the opening 48, and a toner supply port 54 that opens horizontally is formed at the lower end of the toner introduction cover 52.
[0023]
On the other hand, on the process cartridge 4 side, a toner receiving port 56 that is also opened horizontally is formed at the upper position of the stirring screw 20 of the developing device 10. The toner receiving ports 56 are opposed to each other.
[0024]
The toner that has flowed out of the toner discharge port 38 a of the toner bottle 38 into the toner hopper 40 (arrow A) is pushed up by the push-out member 46 of the bottle holding member 44 (arrow B), and enters the toner introduction cover 52 through the opening 48. (Arrow C), the toner is supplied into the developing device 10 through the toner supply port 54 and the toner receiving port 56 that are in communication (arrow D). Each of the toner supply port 54 and the toner receiving port 56 is opened and closed by a shutter member described later.
[0025]
Next, the toner replenishing device 6 will be described in detail with reference to FIGS. FIG. 2 is an external view of the toner bottle 38 attached to the toner replenishing device 6, and FIG. 3 is a component configuration diagram of the toner replenishing device 6. The toner bottle 38 is rotationally driven by a driving unit 60 as rotational driving means fixed to the apparatus main body rear side plate 58. The drive unit 60 is composed of a joint 62, a case 66 incorporating a motor and a shaft, and as shown in FIG. A convex part 62a and a cylindrical convex part 62b are formed. Correspondingly, on the bottom 38h, which is the rear end of the toner bottle 38, there are formed four convex portions 38c as engaged portions that engage with the convex portions 62a, and a concave portion 38b into which the convex portions 62b enter. Yes. The height of the columnar protrusion 62b is higher than the height of the protrusion 62a, and the bottom of the toner bottle 38 is held by fitting the columnar protrusion 62b into the recess 38b.
[0026]
As shown in FIGS. 4 and 11, the front and rear surfaces in the direction of arrow E of each convex portion 62 a form surfaces 62 d and 62 c that are substantially perpendicular to the tip-side surface of the joint 62. Therefore, the convex portion 62a is convex due to the biasing force in the direction in which the toner bottle 38 and the driving portion 60 are brought into contact with each other by the spring 64 as the biasing means and the rotation of the joint 62 in the arrow E direction or the opposite direction H. The toner bottle 38 can be rotated by engaging with the portion 38c. Therefore, as shown in FIGS. 4 and 11A and 11B, when the joint 62 of the drive unit 60 rotates in the direction of arrow E or arrow H, the toner bottle 38 also rotates in the same direction.
[0027]
As shown in FIGS. 12, 13, and 14, the toner bottle 38 is formed with a spiral projection 38d on its inner wall surface. As shown in FIGS. It appears as a groove 38k on the peripheral surface of 38. The protrusion 38d includes a spiral portion 38j as a first spiral portion provided on the toner discharge port 38a side, which conveys toner toward the toner discharge port 38a by rotation of the toner bottle 38 in the E direction, and the spiral portion 38. And a reverse spiral portion 38i as a second spiral portion provided on the bottom 38h side opposite to the toner discharge port 38a. In the longitudinal direction of the toner bottle 38, that is, in the left-right direction on the paper surface in FIG. 12, the length of the storage portion 38m as the first storage portion, which is the region where the spiral portion 38j is provided, and the region where the reverse spiral portion 38i is provided. The ratio of the length of the storage part 38n as the second storage part is 9: 1. The height L1 of the reverse spiral portion 38i is higher than the height L2 of the spiral portion 38j.
[0028]
Accordingly, by rotating the toner bottle 38 in the E direction, the toner existing in the storage portion 38m is conveyed and discharged toward the toner discharge port 38a by the spiral portion 38j. During the rotation in the E direction, the toner present in the storage portion 38n is transported to the bottom 38h side by the reverse spiral portion 38, and is thus retained in the storage portion 38n. The amount of toner retained in the reservoir 38n is approximately 10% of the amount of toner that can be accommodated in the new state of the toner bottle 38. This amount corresponds to the amount of toner used for image formation approximately 2000 to 3000 times. The amount of toner retained in the storage portion 38n is determined by the height L1 of the reverse spiral portion 38i, the storage portion 38, the diameter of other toner bottles, and the like. A cap 68 that prevents toner from being discharged when not in use is fitted into the toner discharge port 38a.
[0029]
A plurality of ribs 44a are integrally formed on the front end side of the bottle holding member 44, and an extruding member 46 is attached to these ribs 44a with a double-sided tape or the like. The pushing member 46 is made of an elastic material such as Mylar or rubber. A rib 44b is formed on the inner wall surface of the bottle holding member 44, and the rib 44b is caught by a flat portion 38e or a convex piece provided on the head of the toner bottle 38 so that both rotate integrally. It has become.
[0030]
In FIG. 3, reference numeral 70 denotes a collet chuck for picking and releasing a cap 68, which is built in a cylindrical case 72 and integrated with a shaft member 76 by a screw 74. Reference numeral 78 denotes a sealing material, 80 denotes a sealing member, 82 denotes a coil spring that constantly pressurizes a series of components such as the collet chuck 70, the cylindrical case 72, and the shaft member 76 toward the toner bottle 38 side. These assembly parts are held in the toner hopper 40. Reference numeral 84 denotes a handle for opening and closing the cap 68. The handle 84 is rotatable with a shaft portion 84 a formed integrally therewith supported by a shaft hole 42 a formed at the tip of the toner receiving base 42.
[0031]
Reference numeral 86 denotes a slide shaft that enters a hole 76 a formed in the shaft member 76. The slide shaft 86 is in contact with a cam portion 84 b formed on the handle 84, and the handle 84 is rotated in the direction F shown in FIG. 2 so that a series of parts such as the collet chuck 70 are separated from the toner bottle 38. When slid, the cap 68 is removed from the toner discharge port 38a, and the toner in the toner bottle 38 is discharged into the toner hopper 40 (FIGS. 9 and 10). Details of this will be described later.
[0032]
Next, a shutter member that opens and closes the toner supply port 54 will be described. As shown in FIG. 3, the replenishment amount regulating member 50 provided in the opening 48 of the toner hopper 40 is made of an elastic material such as Mylar or rubber, and has a slit hole 50a (elongated square hole). The toner replenishment amount is made appropriate by setting the width of the slit hole 50a. The supply amount regulating member 50 is attached to the opening 48 with a double-sided tape or the like.
[0033]
A shutter member 88 for opening and closing the toner supply port 54 is movable in the vertical direction inside the toner introduction cover 52 attached to the outside of the opening 48, that is, with respect to the toner supply port 54 opened horizontally. Are provided in a vertical state (crossing state). The shutter member 88 includes a bendable elastic member 90 as a shutter body, a support member 92 that supports the elastic member 90, and a columnar protrusion 94 that is integrated with the support member 92. Reference numeral 92 has a spring member 96 that urges the shutter member 88 to be always closed. In this embodiment, the elastic member 90 is formed of a polyester film such as Mylar, and is attached to the support member 92 with a double-sided tape or the like. The toner introduction cover 52 is formed with a movement hole 52a for the protrusion 94 to move.
[0034]
As shown in FIG. 5, the toner introduction cover 52 has a toner supply port 54 formed on the bottom surface and arcuate guide portions 98 and 98 that guide the elastic member 90 of the shutter member 88. ing. In addition, a sponge seal member 100 as an elastic seal member is provided on the end side of the guide portion 98 so as to bite the tip of the elastic member 90 and prevent toner scattering.
[0035]
In FIG. 3, reference numeral 104 displayed in the vicinity of the opening 48 indicates a second guide rib that protrudes in a trapezoidal shape in the horizontal direction for driving a second shutter member described later, and reference numeral 106 indicates an elastic member. The deformation | transformation control guide which supports the back side of 90 is shown.
[0036]
As shown in FIG. 6, the cradle 42 is detachable on the guide plate 108 in the direction of arrow G. The guide plate 108 is fixed to the apparatus main body rear side plate 58 and the apparatus main body front side plate 59 with screws (not shown). Yes. Positioning pins 109 are formed on the apparatus main body front side plate 59, and the positioning of the guide plates 108 and the toner replenishing device 6 is performed when the positioning pins 109 enter the positioning holes 42b of the toner receiving base 42. In addition, a positioning pin is formed on the apparatus main body front side plate 59 so as to enter the positioning hole 42c of the receiving base 42. Further, a stopper stopper 112 supported by a leaf spring 110 fixed to the guide plate 108 is provided at the front end of the guide plate 108, and toner is replenished while the stopper stopper 112 is pushed down. When the apparatus 6 is mounted and the stopper stopper 112 is returned after the mounting, as shown in FIG. 7, the stopper stopper 112 is engaged with the tip of the cradle 42, and the toner replenishing apparatus 6 is in the stopper state. Retained.
[0037]
FIG. 8 shows a state in which the toner replenishing device 6 is pulled out. Under this state, the toner bottle 38 is attached to and detached from the toner replenishing device 6. In this case, as shown in FIG. 6, the stoppers 42d and 42e formed on the toner receiving base 42 are caught by the notches 108a and 108b formed on the guide plate 108, as shown in FIG. The process cartridge 4 is positioned and held by a positioning pin (not shown) provided on the apparatus main body rear side plate 58 and the apparatus main body front side plate 59 and is prevented from being detached by a stopper 113 formed integrally with the upper case 41 ( (See FIG. 8).
[0038]
In the state shown in FIG. 8, the toner bottle 38 is placed on the toner receiving stand 42, and the toner replenishing device 6 is pushed into the apparatus main body and set. In this case, before the toner supply device 6 is pushed in, the shutter member 88 is in a state in which the toner supply port 54 formed at the bottom of the toner introduction cover 52 is closed by the urging force of the spring member 96, and the elastic member 90 has an arc shape. The tip is bent along the guide portion 98, and its tip bites into the sponge seal member 100. For this reason, the gap between the opening 48 of the toner hopper 40 and the toner supply port 54 is sealed so as not to cause toner leakage.
[0039]
When the toner replenishing device 6 is pushed in from this state, the cylindrical portion of the protrusion 94 formed integrally with the support member 92 is brought into contact with the upward inclined surface 114a of the guide rib formed integrally with the developing unit upper case 43. It abuts and is pushed up against the urging force of the spring member 96 and finally stops at the flat top of the guide rib. With this operation, the elastic member 90 also rises (withdraws) along the guide portion 98, and the toner supply port 54 is opened. When the toner replenishing device 6 is pulled out, the protrusion 94 moves down the inclined surface 114a, so that the shutter member 88 automatically moves in the closing direction by the biasing force of the spring member 96, and the elastic member 90 moves from the vertical state to the toner. It curves along the supply port 54 and is in a closed state.
[0040]
When the toner supply device 6 is pushed in, the cylindrical second protrusion 118 comes into contact with the inclined surface of the second guide rib 102 that protrudes in the horizontal direction and is formed on the toner receiving base 42 of the toner supply device 6. 116 retreats horizontally from the closed state. When the second protrusion 118 passes through the inclined surface, the toner receiving port 56 is completely opened, and when the second protruding portion 118 reaches the center of the side surface of the toner introduction cover 52, the toner receiving port 56 and the toner supply port 54 face each other. Since the opening operation of the shutter 116 and the opening operation of the shutter member 88 occur simultaneously, the developing device 10 and the toner replenishing device 6 are in communication.
[0041]
FIG. 9 shows a state in which the toner supply port 54 and the toner receiving port 56 are opened, that is, a state in which the toner supply device 6 and the process cartridge 4 are mounted on the image forming apparatus main body. The head of the toner bottle 38 is positioned by engagement between the spherical protrusion 38f and the bottle holding member 44 and contact with the rib 44c of the bottle holding member 44 engaged with the hopper 40.
[0042]
From this state, when the handle 84 is rotated downward as indicated by an arrow F in FIG. 2, the cam portion 84b pulls the slide shaft 86 in the direction of the arrow J as shown in FIG. As a result, the shaft member 76 also starts to move in the J direction, the collet chuck 70 comes into contact with the protrusion 72a of the cylindrical case 72, and the collet chuck 70 begins to close accordingly, and the cap 68 is picked. When the movement in the J direction further proceeds in this state, as shown in FIG. 10, the cap 68 of the toner bottle 38 is removed by the collet chuck 70, and the toner in the toner bottle 38 enters the toner hopper 40 of the toner receiving tray 42. It will be in a state where it can flow out.
[0043]
The toner is replenished by detecting the toner density in the developing device 10 with the toner density sensor 28. When the detected value is equal to or lower than the reference density, the drive unit 60 is connected to the toner density sensor 28 and the drive unit 60 and is controlled by a control unit (not shown) that forms a detection unit together with the toner density sensor 28 as shown in FIG. , And the joint 62 is rotated in the direction of arrow E. As a result, the joint 62 engages with the bottom of the toner bottle 38, and the toner bottle 38 also rotates in the E direction. When the toner bottle 38 rotates, the toner existing in the storage portion 38m is discharged from the discharge port 38a and collected in the toner hopper portion 40. On the other hand, the rotation of the toner bottle 38 is transmitted through a rib 44 b integrated with the bottle holding member 44, and the pushing member 46 slides and rotates on the inner wall surface of the toner hopper 40, so that the toner accumulated in the toner hopper 40 is collected. Scratch up.
[0044]
When the pushing member 46 passes through the slit hole of the supply amount regulating member 50, the toner is pushed out from the slit hole. The pushed toner falls in the toner introduction cover 52 and is replenished into the developing device 10 through the toner supply port 54 and the toner receiving port 56 which are positioned below and open.
[0045]
The control unit has a timer inside, and if the detected value by the toner density sensor 28 does not exceed the reference density even if the drive unit 60 is operated for a certain period of time and the toner is replenished, the remaining amount of toner is low. Is detected. When image formation is repeatedly performed and toner is repeatedly supplied from the toner bottle 38, as shown in FIG. 13, the toner in the storage portion 38m is almost consumed. In this case, even if the toner bottle 38 is rotated in the E direction, the toner concentration in the developing device 10 does not increase, and it is detected that the remaining amount of toner in the toner bottle 38 is low.
[0046]
In this case, the user is notified that the near-end display is near-end on a display unit (not shown) provided outside the image forming apparatus 2 and, as shown in FIG. 38 rotates in the H direction opposite to the rotation direction E for discharging the toner. Then, the engagement between the surface 62d and the convex portion 38c is released, and the convex portion 62a moves toward the convex portion 38c adjacent to the convex portion 38c engaged so far, as shown in FIG. Further, the surface 62c engages with the convex portion 38c. When the joint 62 further moves in the H direction, as shown in FIG. 14, the toner retained in the storage portion 38n is conveyed to the storage portion 38m by the reverse spiral portion 38i.
[0047]
The toner bottle 38 is rotationally driven in the H direction for a time sufficient for the toner in the storage portion 38n to be conveyed to the storage portion m, and is then rotationally driven in the E direction again. The toner conveyed from the storage unit 38n to the storage unit 38m is discharged from the toner discharge port 38a and supplied to the developing device 10. Since the amount of toner retained in the storage unit 38n corresponds to the amount of toner used to form 2000-3000 images, the time until the toner in the toner bottle 38 is completely consumed is a new toner bottle. It is enough time to prepare 38. The rotation in the E direction after the rotation of the toner bottle 38 in the H direction is performed for a predetermined time continuously to the rotation in the H direction. Therefore, the toner conveyed from the storage unit 38n to the storage unit 38m is stored in the vicinity of the toner discharge port 38a, and toner is replenished to the developing device 10 quickly.
[0048]
【The invention's effect】
According to the present invention, a toner bottle having a toner discharge port and a spiral protrusion formed on the inner peripheral surface thereof, and engaging with the bottom of the toner bottle to rotationally drive the toner bottle in one direction. In the toner replenishment mechanism having a rotation driving unit that discharges toner from the toner discharge port, the spiral protrusion conveys the toner toward the toner discharge port by rotation in the one direction. A first spiral portion provided on the outlet side, and a second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in the reverse winding direction of the first spiral portion. When the detecting means for detecting the remaining amount of toner in the toner bottle detects that the remaining amount of toner in the toner bottle is low, the rotation driving means moves the toner bottle in the one direction. Driven in the opposite direction, the second spiral portion transports the toner in the formation region of the second spiral portion in the toner bottle toward the formation region of the first spiral portion in the toner bottle. Do Therefore, toner that is not consumed in the normal toner replenishing operation can be stored in the toner bottle without using a special mechanism, and therefore, with a simple configuration without causing an increase in cost and complexity of the structure, A sufficient number of images can be secured from the near end to the toner end. At the same time, the toner held by the second spiral portion can be sent to the first spiral portion only after the near end is reached, and image formation after the near end is performed by the toner held by the second spiral portion. It can be carried out A toner supply mechanism can be provided.
[0049]
If the height of the second spiral portion is made higher than the height of the first spiral portion, the amount of toner that is not consumed in the normal toner replenishing operation can be increased, and the number of images that can be formed after near-end can be set. A replenishment mechanism can be provided.
[0051]
If the rotation driving means rotates the toner bottle in the opposite direction and then continuously rotates the toner bottle in one direction, image formation can be quickly performed with the toner held by the second spiral portion. It is possible to provide a toner replenishment mechanism capable of
[0052]
If the amount of toner that can be held by the second spiral portion is approximately 10% of the amount of toner in the new toner bottle in a state in which the rotation driving means rotates the toner bottle in one direction, It is possible to provide a toner replenishment mechanism that has a good balance between the number of image formations and the number of image formations after the near end, and can take a sufficient time to prepare a new toner bottle.
[0053]
If the amount of toner that can be held by the second spiral portion in a state where the rotation driving means rotates the toner bottle in one direction is an amount used for image formation of about 2000 to 3000 times, a new toner bottle is removed. It is possible to provide a toner replenishing mechanism capable of taking a sufficient time until preparation.
[0054]
According to the present invention, since the image forming apparatus has such a toner replenishment mechanism, the image forming apparatus has the above-described effects. For example, the image forming apparatus is a facsimile and is frequently used at night. In addition, it is possible to detect that it is near-end with sufficient margins, and it is possible to avoid the fact that it will not be possible to receive at night and hinder business operations. Can be provided.
[0055]
According to the present invention, A toner bottle used in such a toner supply mechanism, In a toner bottle having a toner discharge port and a spiral protrusion formed on the inner peripheral surface thereof, the spiral protrusion conveys toner toward the toner discharge port by rotation in the one direction. Since the first spiral portion provided on the toner discharge port side and the second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in the reverse winding direction of the first spiral portion are provided. The toner that is not consumed in the normal toner replenishing operation can be stored inside without using a special structure, so that the toner can be supplied from the near end with a simple configuration without increasing the cost and complicating the structure. It is possible to provide a toner bottle capable of sufficiently securing the number of image formations up to the end.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an image forming apparatus.
FIG. 2 is a perspective view of a toner supply mechanism.
FIG. 3 is an exploded perspective view of a toner supply mechanism.
FIG. 4 is an enlarged perspective view of a toner bottle bottom and a joint.
FIG. 5 is a perspective view of a toner introduction cover having a toner supply port.
FIG. 6 is a perspective view illustrating a relationship between a toner receiving base of the toner supply mechanism and a guide plate on the apparatus main body side.
FIG. 7 is a perspective view illustrating a state in which the toner receiving table is locked by a stopper for preventing slipping.
FIG. 8 is a perspective view illustrating a state where the toner supply device is pulled out from the image forming apparatus main body.
FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a toner replenishing operation in the toner replenishing mechanism in a state where the toner storage container is mounted on the toner hopper.
FIG. 10 is a diagram illustrating a toner replenishing operation in the toner replenishing mechanism, and is a cross-sectional view showing a state where the cap of the toner storage container is pulled out by the collet chuck and the toner flows into the toner hopper.
FIG. 11 is a schematic configuration diagram illustrating an engaged state between a toner bottle bottom and a joint.
FIG. 12 is a cross-sectional view showing the internal structure of the toner bottle.
FIG. 13 is a cross-sectional view illustrating a state in which toner is consumed by rotation of the toner bottle in one direction.
FIG. 14 is a cross-sectional view illustrating a state in which a second spiral portion transports toner toward a toner discharge port by rotation in a direction opposite to one direction of the toner bottle.
FIG. 15 is a perspective view of a toner introduction cover having a toner supply port.
[Explanation of symbols]
2 Image forming device
6 Toner supply mechanism
28 Detection means
38 Toner Bottle
38a Toner outlet
38d Spiral protrusion
38h bottom
38i second spiral
38j first spiral part
60 Rotation drive means
E One rotation direction of the toner bottle
H Direction of rotation of toner bottle in reverse
L1 Height of second spiral
L2 Height of the first spiral

Claims (7)

トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、
上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有しており、
上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第2の螺旋部により、上記トナーボトル内の第2の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第1の螺旋部の形成領域に向けて搬送することを特徴とするトナー補給機構。
A toner bottle having a toner discharge port and a spiral protrusion formed on the inner peripheral surface thereof, and engaged with the bottom of the toner bottle and driven to rotate in one direction from the toner discharge port. In a toner replenishment mechanism having a rotation driving means for discharging toner,
The spiral projection includes a first spiral portion provided on the toner discharge port side that conveys toner toward the toner discharge port by rotation in the one direction, and a reverse winding of the first spiral portion. A second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in the direction ,
When the detecting means for detecting the remaining amount of toner in the toner bottle detects that the remaining amount of toner in the toner bottle is low, the rotation driving means moves the toner bottle in the direction opposite to the one direction. The toner in the formation area of the second spiral part in the toner bottle is transported toward the formation area of the first spiral part in the toner bottle by the second spiral part. A toner supply mechanism.
請求項1記載のトナー補給機構において、第2の螺旋部の高さは第1の螺旋部の高さより高いことを特徴とするトナー補給機構。  2. The toner replenishing mechanism according to claim 1, wherein the height of the second spiral portion is higher than the height of the first spiral portion. 請求項1または2記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを上記一方向に回転駆動することを特徴とするトナー補給機構。3. The toner replenishing mechanism according to claim 1, wherein the rotation driving unit continuously rotates the toner bottle in the one direction after rotating the toner bottle in the opposite direction. Toner supply mechanism. 請求項1ないし3の何れか1つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量は、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略10%であることを特徴とするトナー補給機構。4. The toner replenishing mechanism according to claim 1, wherein the amount of toner that can be held by the second spiral portion when the rotation driving unit rotates the toner bottle in the one direction is: A toner replenishing mechanism which is approximately 10% of the amount of toner in the new toner bottle . 請求項1ないし4の何れか1つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第2の螺旋部が保持可能なトナーの量は、略2000〜3000回の画像形成に使用する量であることを特徴とするトナー補給機構。5. The toner replenishing mechanism according to claim 1, wherein the amount of toner that can be held by the second spiral portion in a state where the rotation driving unit rotates the toner bottle in the one direction is: A toner replenishing mechanism having an amount used for image formation of about 2000 to 3000 times . 請求項1ないし5の何れか1つに記載のトナー補給機構を有する画像形成装置 An image forming apparatus comprising the toner replenishing mechanism according to claim 1. 請求項1ないし5の何れか1つに記載のトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、
上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第1の螺旋部と、この第1の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第2の螺旋部とを有していることを特徴とするトナーボトル
A toner bottle for use in the toner replenishing mechanism according to any one of claims 1 to 5, wherein the toner bottle has a toner discharge port and a spiral protrusion formed on an inner peripheral surface thereof.
The spiral projection includes a first spiral portion provided on the toner discharge port side that conveys toner toward the toner discharge port by rotation in the one direction, and a reverse winding of the first spiral portion. And a second spiral portion provided on the opposite side of the toner discharge port in the direction .
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