JP4560566B2 - トナーホッパ、現像ユニット、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるトナーを一時的に収容するトナーホッパ、このトナーホッパを備える現像ユニットおよび画像形成装置に関する。

従来から、複写機、複合機、プリンタおよびファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置は、トナー像担持体（感光体）の表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置から供給されるトナーによって現像し、得られたトナー像を用紙等のシートに転写し定着させるようになっている。

このような画像形成装置では、上記現像装置内で現像剤を撹拌および循環させることによって、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤（現像剤ともいう）を擦り合せて摩擦帯電させる。摩擦帯電したトナーは、現像段階において、トナー像担持体に形成された静電潜像に静電的な吸引力により移動して、トナー像を形成する。なお、カラー画像形成装置は、現像剤の色を３種類以上含めるようになっている。

また、市場からの省エネルギー化の要望に対し、比較的低温で定着可能なトナー（融点の下げられたトナー）が開発されてきている。しかし、小型の画像形成装置では、トナーは定着器などの熱源の影響を受けやすくなる。したがって、このような画像形成装置において低融点のトナーを用いると、トナーの凝集およびブロッキングが起きやすくなり、トナーの流動性の低下を招く。それゆえ、小型化された画像形成装置では、トナーの搬送性能が損なわれるという問題が生じる。

これに対し、トナーの搬送性能を損なうことのないような工夫が考えられている。例えば、下記特許文献１には、現像器までのトナー搬送通路部の所定位置に、ソフトブロッキングしたトナー塊をほぐすために回転するほぐし動体を設けるトナー搬送装置が示されている。
特開平８−３００９７号公報（公開日：１９９６年２月２日）

さらに、近年は、画像形成部を複数持ち、各画像形成部の現像画像を各々一旦中間転写ベルトに転写した後にシートに一括転写する構造のタンデム型の画像形成装置が主流である。また、画像形成装置全体のコンパクト化により画像形成における各プロセスを実行するための各装置の配置スペースを確保しにくくなる関係上、現像装置とトナー容器（トナーカートリッジ，トナーボトルとも称す）との間に中間転写ベルトを配置する構造が採用される。

この構造では、トナー容器から現像装置へ直接トナーが落下しやすくなるため、トナー供給時における供給量を一定化することが困難となる。それゆえ、トナー容器と現像装置との間に中間トナーホッパを設け、トナー容器のトナーを一旦中間トナーホッパに送り、中間トナーホッパから現像装置にトナーを供給することによって、正確な量のトナーを供給していることが多い。

しかしながら、コンパクト化された画像形成装置内に更に中間トナーホッパを設ける構造を採用する場合、当然のことながら中間トナーホッパをかなり小容積化せざるをえないため、中間トナーホッパは温度の影響を受け易く高温になり易い。従って、中間トナーホッパ内のトナーはブロッキングや凝集を起こしやすく、ライフを重ねるにつれて中間トナーホッパの構成部材にトナーが固着して蓄積するという問題が生じる。

この問題について図面を用いて説明する。図６は従来の中間トナーホッパ４２２の一部を示した斜視図である。トナー容器のトナーはトナー補給口５２１を介して中間トナーホッパ４２２のトナー収容槽５２０に補給される。

補給されたトナーは、トナー搬送部材５２２ａによりＧ方向に搬送されたのち、トナー収容槽５２０の壁面５２０ｂにてＨ方向に案内され、その後トナー搬送部材５２２ｂによってＫ方向（Ｇ方向とは逆方向）に搬送される。Ｋ方向へ搬送されるトナーは、トナー収容槽５２０の下側に形成されたトナー排出口５２３（点線箇所）に至り、このトナー排出口５２３から排出され、現像装置に落下するようになっている。

ところが、中間トナーホッパ４２２が高温になると、トナーがトナー搬送部材５２２ａ・５２２ｂのシャフトの外周面に固着していまい、トナー搬送部材５２２ａ・５２２ｂのトナー搬送量が低下する。その結果、現像装置に対するトナー供給時においては、本来供給すべき目標量のトナーを供給できず、前記目標量よりも低量のトナーのみが供給されてしまうことがある（定量的供給が困難になる）。

この状態を図７（ａ）および図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）は、図７（ａ）の中間トナーホッパ４２２をＢＢ´線で切断した場合の断面図であるが、トナー搬送部材５２２ａ・５２２ｂの軸の外周面にトナーＴが付着して軸径が太くなっているようにみえる。このように、中間トナーホッパ４２２において、トナー搬送部材５２２ａ・５２２ｂにトナーが固着すると、トナーの搬送性が悪化する。それゆえ、現像装置に対するトナー供給時において、本来供給すべき目標量のトナーを供給できず、前記目標量よりも低量のトナーのみが供給されてしまい、現像装置においてトナー濃度の低下が発生し、高品質の現像性能を確保することができなくなるという問題が生じる。

本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、現像装置に対するトナー供給量が安定しているトナーホッパを提供することを目的とする。

以上の目的を達成するために、本発明は、トナー容器からトナーを受け入れて収容し、収容しているトナーを現像装置に供給するトナーホッパにおいて、前記トナーを収容する収容槽と、前記収容槽の内部に配置され、回転することによって前記トナーを前記収容槽内にて搬送する搬送スクリューと、前記搬送スクリューの軸線に対する垂直方向において前記搬送スクリューに遠い側が前記収容槽に固定され、前記垂直方向において前記搬送スクリューに近い側が前記搬送スクリューに当接する弾性部材とを有することを特徴とする。

本発明の構成によれば、前記搬送スクリューの回転中において当該回転を妨げることなく前記弾性部材と前記搬送スクリューとを摩擦させることができ、この摩擦によって、前記搬送スクリューにトナーが固着することを抑制できる。それゆえ、トナーホッパ内部におけるトナー搬送量の低下を抑制することができ、ひいては現像装置に対するトナー供給量を安定させることが可能になる。

また、前記搬送スクリューにおいて最もトナーの固着し易い部分はシャフトである。それゆえ、前記弾性部材は、前記垂直方向において前記搬送スクリューに近い側が前記搬送スクリューのシャフトに当接するように構成されていることが好ましい。これにより、搬送スクリューにトナーが固着することをより一層抑制できる。

さらに、本発明のトナーカートリッジにおいては、前記構成に加えて、前記弾性部材が板ばねであり、前記板ばねは前記垂直方向において前記搬送スクリューに近い側が前記搬送スクリューを押圧するように曲げられていることが好ましい。これにより、前記搬送スクリューが回転すると、板ばねの前記搬送スクリューに近い側は、弾性力によって、前記搬送スクリューに対する押圧と前記搬送スクリューからの離間とを繰り返すように揺れ動くことになる。それゆえ、前記搬送スクリューの回転時においては、前記搬送スクリューの回転を妨げることなく前記板ばねと前記搬送スクリューとを断続的に摩擦させることができる。

また、本発明のトナーカートリッジにおいては、前記構成に加えて、前記板ばねが短冊形状であり、板ばねの長辺方向と前記搬送スクリューの軸線方向とが略平行になるように前記板ばねが前記収容槽に取り付けられていることが好ましい。これにより、前記搬送スクリューと板ばねとの接触面積を広く確保することができるため、前記搬送スクリューにおいて前記板ばねに擦られる領域を広く確保でき、前記搬送スクリューに対するトナーの固着を一層妨げることができる。

さらに、本発明のトナーカートリッジにおいては、前記構成に加えて、前記板ばねには前記搬送スクリューの軸線方向と略垂直方向に切り込まれている切込みが複数形成されていることが好ましい。これにより、例えば攪拌羽が部分的に形成されまたは攪拌羽が螺旋状に形成されている搬送スクリューについても、搬送スクリューと板ばねとの接触面積を広く確保できるため、前記搬送スクリューにおいて前記板ばねに擦られる領域を広く確保でき、前記搬送スクリューに対するトナーの固着を一層妨げることができる。

また、本発明のトナーホッパにおいて、前記板ばねの材質としては、金属または樹脂が挙げられるが、中でもポリエチレンテレフタレートが好ましい。ポリエチレンテレフタレートは強度が高く且つトナーとの反応性に乏しいため、板ばねの耐久性の観点から好ましいためである。

さらに、本発明のトナーカートリッジにおいては、前記構成に加えて、前記搬送スクリューがシャフトに形成されている螺旋状のリブを有していることが好ましい。これは、螺旋状のリブを有する搬送スクリューは、トナー搬送量を略一定に維持し易く、本発明のトナーホッパに好適だからである。

また、前記トナーは、前記搬送スクリューの回転により、前記搬送スクリューの周囲において下方から上方および上方から下方に流動しながら搬送される。そして、前記トナーは、下方から上方へ流動する領域よりも、上方から下方へ流動する領域に偏在する傾向にある。それゆえ、本発明のトナーホッパにおいては、前記構成に加えて、前記弾性部材は、前記トナーが上方から下方へ流動される領域には配置されず、前記トナーが下方から上方へ流動される領域に配されていることが好ましい。これにより、前記弾性部材の存在によって前記搬送スクリューによるトナー搬送が妨害されてしまうことを抑制できる。

また、本発明を、前記トナーホッパと前記トナー容器と前記現像装置とを含む現像ユニットと称すことも可能である。さらに、本発明を、前記現像ユニットを含む画像形成装置と称すことも可能である。

本発明のトナーホッパは、以上のように、前記搬送スクリューの軸線に対する垂直方向において前記搬送スクリューに遠い側が前記収容槽に固定され、前記垂直方向において前記搬送スクリューに近い側が前記搬送スクリューに当接する弾性部材を有することを特徴とする。それゆえ、トナーホッパ内部におけるトナー搬送量の低下を抑制することができ、ひいては現像装置に対するトナー供給量を安定させることが可能になる。

本発明の一実施形態を図面に基づいて以下に説明する。まず、本実施形態の複合機（画像形成装置）について説明し、その後、前記複合機に備えられている現像ユニットについて説明し、さらに、現像ユニットに備えられている中間トナーホッパについて説明する。

（画像形成装置について）
図１は、本実施形態の複合機の内部構成を示す模式図である。なお、本実施形態では、本発明の画像形成装置の一形態として複合機を例示しているが、本発明はこれに限定されず、プリンタ、ファクシミリ機、あるいは複写機などの電子写真方式によって画像形成を行う装置であればよい。

本実施形態の複合機（画像形成装置）１０１は、外部接続されたパーソナルコンピュータ等の情報処理装置（図示せず）から送信された印刷ジョブに基づいて、あるいは、原稿読取ユニット１１０によって原稿を読み取って得た画像データに基づいて、多色画像又は単色画像を電子写真方式により記録用紙上に形成するものである。

複合機１０１は、図１に示すように、主として、原稿読取ユニット１１０、画像形成ユニット（画像形成部）１２０、給紙ユニット１３０からなる。給紙ユニット１３０は、記録用紙を収納する４つの用紙カセット１４２ａ〜１４２ｄを有している。画像形成ユニット１２０は、給紙ユニット１３０の何れかの用紙カセットから給紙された記録用紙に対して、電子写真方式によって画像を形成する。原稿読取ユニット１１０は、原稿台に載置された原稿をスキャンし、画像データを作成する。

画像形成ユニット１２０は、ブラック（ＢＫ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の各色のトナー像を重ね合わせることにより、多色画像を形成するものである。このため、画像形成ユニット１２０は、ＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙにそれぞれ対応する４つの感光体ドラム２１ａ〜２１ｄを備えるとともに、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの周囲には、感光体ドラムごとに、それぞれ帯電器、現像装置、１次転写ローラ、およびクリーニング部材などが設けられている。このように、画像形成ユニット１２０は、タンデム式のカラー画像形成ユニットとなっている。

画像形成ユニット１２０は、さらに露光ユニット１０、中間転写ベルト３１、２次転写装置３６、および定着器２７などを備えている。感光体ドラム２１ａ〜２１ｄは例えば有機光導電体（ＯＰＣ）を用いた有機感光体である。

露光ユニット１０は、レーザスキャニングユニット、ポリゴンミラー、ｆθレンズおよび反射ミラーなどを有している。露光ユニット１０では、レーザスキャニングユニットから発せられたレーザ光が、ポリゴンミラーおよびｆθレンズにより色分解された後、反射ミラーで反射され、色ごとにそれぞれの感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ上に照射される。

現像装置２４ａ〜２４ｄは、現像槽、攪拌ローラ、現像ローラ、ドクターブレードなどを備えている。また、現像装置２４ａ〜２４ｄは、現像槽内に２本の搬送スクリューが配されており、トナーにキャリアが混合された２成分系現像剤を用いて現像を行う一般的な現像手段である。

この現像装置２４ａ〜２４ｄでは、現像槽内に供給されたトナーを攪拌ローラでキャリアと混合し、ドクターブレードによって適切な穂高に調節された磁気ブラシを現像ローラ上に形成し、この磁気ブラシに付着しているトナーを現像バイアスのもとで感光体ドラム２１ａ〜２１ｄに移すことによって現像が行われる。

また、現像装置２４ａ〜２４ｄに各色のトナーを補給するために、現像装置２４ａ〜２４ｄの上方には、トナーボトル（トナー容器）２００ａ〜２００ｄ、中間トナーホッパ（トナーホッパ）２２ａ〜２２ｄ、トナー中継パイプ２３ａ〜２３ｄが備えられている。但し、中間トナーホッパ２２ａおよびトナー中継パイプ２３ａ〜２３ｃは、中間転写ベルト３１の裏側に配置されているため、図１に示されていない。

トナーボトル２００ａはブラックトナーを収納し、トナーボトル２００ｂはシアントナーを収納し、トナーボトル２００ｃはマゼンタトナーを収納し、トナーボトル２００ｄはイエロートナーを収納する容器である。トナーボトル２００ａ〜２００ｄはトナーが消耗した際に交換可能となっている。なお、複合機１０１は、消費量の多いブラックトナーのトナーボトル２００ａを２つ有している。また、トナーボトル２００ａ〜２００ｄには各色のトナーに加えて微量のキャリアが含まれていてもよい。

中間トナーホッパ２２ａ〜２２ｄは、各々、トナーボトル２００ａ〜２００ｄからトナーを受け入れて一時的に収容するためのものである。なお、中間トナーホッパ２２ａについては２つのトナーボトル２００ａ・２００ａからトナーが補給されるようになっている。さらに、中間トナーホッパ２２ａ〜２２ｄは、収容しているトナーを適切なタイミングにてトナー中継パイプ２３ａ〜２３ｄを介して現像装置２４ａ〜２４ｄに供給する。

トナー中継パイプ２３ａ〜２３ｄは、各々、中間トナーホッパ２２ａ〜２２ｄと現像装置２４ａ〜２４ｄとを連通するトナー搬送路である。例えば、図３に示されるように、イエロートナー用のトナー中継パイプ２３ｄは中間トナーホッパ２２ｄと現像装置２４ｄとを連通するものである。

以上の構成において、トナーボトル２００ａのトナーは中間トナーホッパ２２ａとトナー中継パイプ２３ａとをこの順に経由して現像装置２４ａに補給され、トナーボトル２００ｂのトナーは中間トナーホッパ２２ｂとトナー中継パイプ２３ｂとをこの順に経由して現像装置２４ｂに補給され、トナーボトル２００ｃのトナーは中間トナーホッパ２２ｃとトナー中継パイプ２３ｃとをこの順に経由して現像装置２４ｃに補給され、トナーボトル２００ｄのトナーは中間トナーホッパ２２ｄとトナー中継パイプ２３ｄとをこの順に経由して現像装置２４ｄに補給されるようになっている。

中間転写ベルト３１は、駆動ローラおよび従動ローラによって張架された無端ベルトであり、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄのそれぞれの表面と接している。また、中間転写ベルト３１は用紙搬送路とも接している。中間転写ベルト３１と用紙搬送路とが接している箇所には２次転写装置３６のベルト部材が中間転写ベルト３１に対向するよう設けられている。

定着器２７は、定着ローラおよび加圧ローラを有しており、これら２つのローラがトナー像の転写された記録用紙を挟持することにより、記録用紙にトナー像を定着させる。

つぎに、複合機１０１における画像形成プロセスについて説明する。まず、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの表面が帯電器によって均一に帯電される。次に、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面の均一に帯電した領域が、露光ユニット１０によって露光されることにより、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、画像に含まれる色成分ごとに作成される。

そして、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄの表面上に形成された各色成分の静電潜像は、現像装置２４ａ〜２４ｄによってそれぞれ現像される。これにより、感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面には、それぞれＢＫ，Ｃ，Ｍ，Ｙのトナー像が形成される。感光体ドラム２１ａ〜２１ｄ表面に形成された各色のトナー像は、中間転写ベルト３１上に重ねて転写される。これにより、中間転写ベルト３１には所望の多色画像がトナー像として形成される。

一方、給紙ユニット１３０の何れかの用紙カセットからは、記録用紙が１枚づつピックアップされ用紙搬送路に搬送される。搬送された記録用紙は、２次転写装置３６のベルト部材が設けられている地点に到達し、２次転写装置３６のベルト部材によって中間転写ベルト３１に圧接される。ここで、２次転写装置３６と中間転写ベルト３１との間には転写電界が形成されており、この電界の作用により、中間転写ベルト３１上に形成されたトナー像が記録用紙に転写される。

トナー像が転写された記録用紙はさらに搬送され、定着器２７によって記録用紙に対するトナー像の定着が行われる。そして、記録用紙は排紙トレイに排紙され、画像形成プロセスが終了する。

（現像ユニットについて）
また、本実施形態では、トナーボトルと中間トナーホッパとトナー中継パイプと現像装置とをあわせて現像ユニットと称する。そして、複合機１０１は、ブラックトナーを扱う現像ユニットとシアントナーを扱う現像ユニットとマゼンタトナーを扱う現像ユニットとイエロートナーを扱う現像ユニットとを備えていることになる。

つまり、複合機１０１には、トナーボトル２００ａと中間トナーホッパ２２ａとトナー中継パイプ２３ａと現像装置２４ａとからなるブラック用の現像ユニット１００ａと、トナーボトル２００ｂと中間トナーホッパ２２ｂとトナー中継パイプ２３ｂと現像装置２４ｂとからなるシアン用の現像ユニット１００ｂと、トナーボトル２００ｃと中間トナーホッパ２２ｃとトナー中継パイプ２３ｃと現像装置２４ｃとからなるマゼンタ用の現像ユニット１００ｃと、トナーボトル２００ｄと中間トナーホッパ２２ｄとトナー中継パイプ２３ｄと現像装置２４ｄとからなるイエロー用の現像ユニット１００ｄとが備えられる。

なお、以下では、現像ユニット１００ｄについてのみ説明し、現像ユニット１００ａ〜１００ｃについては説明を省略するが、現像ユニット１００ｄについて説明する内容は現像ユニット１００ａ〜１００ｃについても当てはまるものとする。

図２は、複合機１０１の上方から写したトナーボトル２００ｄを示した図であり、図３は、複合機１０１の奥側における現像ユニット１００ｄの断面図である。なお、図３では、説明の便宜上、トナーボトル２００ｄを現像ユニット１００ｄから分離して図示しているが、実際には、トナーボトル２００ｄは、複合機１０１の正面から奥側に向けて複合機１０１に挿入され、中間トナーホッパ２２ｄの上部に配置されるようになっている。なお、図に示されるＥ方向はトナーボトル２００ｄの挿入方向と平行な方向である。

現像ユニット１００ｄは、図２および図３に示すように、現像剤の含有成分であるトナーを内部に収納するトナーボトル（トナー容器）２００ｄと、トナーボトル２００ｄの一方の端部側においてトナーボトル２００ｄを保持するボトル保持部材３００とを有している。

トナーボトル２００ｄは略円筒状に形成された円筒部２０１を有している。トナーボトル２００ｄは、図２に示すように、円筒部２０１の軸線ＰとＥ方向とが平行になるように複合機１０１に装着される。さらに、トナーボトル２００ｄは、軸線Ｐを回転軸としてＳ方向に回転可能なようにボトル保持部材３００に保持されている。円筒部２０１においてボトル保持部材３００に保持される側の端部を先端部２０１ａとしたとき、先端部２０１ａ付近にはトナーを排出するための排出口２０１ｄ（図３参照）が形成されている。なお、円筒部２０１の外周面のうち、排出口２０１ｄ付近はボトル保持部材３００に覆われているため、図２において排出口２０１ｄは示されていない。一方、トナーボトル２００において、円筒部２０１の先端部２０１ａとは反対側の端部である後端部２０１ｂは閉塞されている。

円筒部２０１の外周面には円筒部２０１の内側に向かって窪んだ複数の溝２０１ｃ…が形成されている。一方、円筒部２０１の内周面において、溝２０１ｃ…の裏側に相当する領域は軸線Ｐに向けて突出した形状の突状部となっている。

溝部２０１ｃ…は、軸線Ｐに対して僅かに傾斜する方向に延伸するように形成されている。また、各溝部２０１ｃの延伸方向は互いに平行でなり、各溝部２０１ｃは軸線Ｐに沿って並列するように形成されている。これにより、溝部２０１ｃの裏側の突状部は、トナーボトル２００の円筒部２０１の内周面において螺旋状に形成されている。なお、これらの溝部２０１ｃ…を有するトナーボトル２００は、例えばＨＤＰＥ（高密度ポリエチレン）樹脂を金型成形することによって形成できる。

トナーボトル２００ｄは、複合機１０１に装着される際に、円筒部２０１の軸線Ｐが水平になるように設置される。そして、トナーボトル２００ｄは、図２に示す回転駆動ユニット７０１によって、軸線Ｐを回転軸としてＳ方向に回転駆動する。

トナーボトル２００ｄが回転駆動すると、トナーボトル２００ｄに収納されているトナーは、溝部２０１ｃの裏側の突状部によって、後端部２０１ｂ側から排出口２０１ｄの設けられた先端部２０１ａ側へと案内されるように搬送される。そして、先端部２０１ａ付近の排出口２０１ｄに達したトナーは、トナーボトル２００からボトル保持部材３００へと排出され、その後、ボトル保持部材３００の底部から中間トナーホッパ２２ｄに供給されるようになっている。

さらに、トナーボトル２００ｄから中間トナーホッパ２２ｄへ供給されたトナーは、中間トナーホッパ２２ｄにおいて一時的に収容される。その後、中間トナーホッパ２２ｄのトナーは、トナー中継パイプ２３ｄの中に落下し、トナー中継パイプ２３ｄを通過して現像装置２４ｄ内に送り込まれるようになっている。現像装置２４ｄ内に送り込まれたトナーは現像剤に混ぜられ、この現像剤は現像装置２４ｄの長手方向（Ｅ方向に平行な方向）を往復するように搬送攪拌されて、感光体２１ｄに形成された静電潜像を現像するために用いられる。なお、溝部２０１ｃ…は、円筒部２０１に収納されているトナーを後端部２０１ｂ側から先端部２０１ａ側へ搬送可能な形状であればどのような形状であってもよい。

（中間トナーホッパについて）
つぎに、現像ユニット１００ｄに備えられている中間トナーホッパ２２ｄについて説明する。図４（ａ）は、中間トナーホッパ２２ｄのＥ方向側の一部を上方から写した図であり、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示される中間トナーホッパをＡＡ´線で切断して得られる断面図である。

中間トナーホッパ２２ｄは、トナーボトル２００ｄから排出されたトナーを一旦収容する収容槽２２０を有している。収容槽２２０の内部には、図４に示されるように、搬送スクリュー２２２ａ・２２２ｂが配設されている。なお、以下において、単に搬送スクリュー２２２と称す場合、搬送スクリュー２２２ａ・２２２ｂの両者を指すものとする。

搬送スクリュー２２２は、回転することによってトナーを収容槽２２０内にて撹拌及び搬送するものである。搬送スクリュー２２２は、螺旋状のリブ（撹拌羽）が外周面に形成されているシャフトを有する構成である。モータ等の駆動手段（不図示）によってシャフトが回転駆動し、シャフトの回転に伴うリブの回転によりトナーが撹拌搬送されるようになっている。

搬送スクリュー２２２ａと搬送スクリュー２２２ｂとは、図４（ａ）および図４（ｂ）に示すように、シャフトの周面同士が互いに対向し且つシャフトの軸線が互いに平行になるように並列され、互いに逆方向に回転するように設定されている。そして、搬送スクリュー２２２ａは、図４に示されるＸ方向にトナーを搬送し、搬送スクリュー２２２ｂは、Ｘ方向とは逆のＺ方向にトナーを搬送するように設定されている。なお、Ｘ方向およびＺ方向はＥ方向と平行である。つまり、搬送スクリュー２２２は、その軸線がＥ方向に平行になるように配置されている。

また、図４（ｂ）に示されるように、搬送スクリュー２２２の回転方向は、両スクリューの間においてトナーが上方から下方に流動し、側壁２２０ａと搬送スクリュー２２２ａとの間の領域においてトナーが下方から上方に流動し、側壁２２０ｃと搬送スクリュー２２２ｂとの間の領域においてトナーが下方から上方に流動するように設定されている。これにより、トナーは、側壁２２０ａと搬送スクリュー２２２ａとの間および側壁２２０ｃと搬送スクリュー２２２ｂとの間よりも両スクリュー間に偏在しながら搬送される。

さらに、図４に示すように、収容槽２２０のＸ方向上流側の上壁にはトナー供給口２２１が形成されている。トナーボトル２００ｄから排出されたトナーはトナー供給口２２１から収容槽２２０内に供給されるようになっている。

また、図４に示すように、収容槽２２０のＺ方向下流側の底部にはトナー排出口２２３が形成されている。収容槽２２０に収容されているトナーは、トナー排出口２２３を通ってトナー中継パイプ２３ｄに排出され、現像装置２４ｄに供給されるようになっている。

つぎに、収容槽２２０内部におけるトナー搬送について説明する。収容槽２２０の内部においては、搬送スクリュー２２２がモータ等の駆動手段（図示せず）によって回転駆動している。ここで、回転しているトナーボトル２００ｄから排出されたトナーは、トナー供給口２２１から収容槽２２０に入り、搬送スクリュー２２２ａによって撹拌されながらＸ方向へ搬送される。

そして、搬送スクリュー２２２ａに搬送されているトナーは、収容槽２２０におけるＸ方向下流側の端部に形成されている内壁面２２０ｂ付近に到達する。さらに、内壁面２２０ｂ付近に到達したトナーは、搬送スクリュー２２２ａによってＹ方向へ案内され、搬送スクリュー２２２ｂの周囲に搬送される。なお、Ｙ方向とは搬送スクリュー２２２ａから搬送スクリュー２２２ｂに向けた方向である。

内壁面２２０ｂ付近においてＹ方向へ搬送されたトナーは、その後、搬送スクリュー２２２ｂによってＺ方向へ搬送されることになる。さらに、搬送スクリュー２２２ｂによって搬送されているトナーは、収容槽２２０のＺ方向下流側（Ｘ方向上流側）の内壁面２２０ｄ付近に到達すると、その一部がトナー排出口２２３からトナー中継パイプ２３ｄに排出されるようになっている。

また、内壁面２２０ｄ付近に到達したトナーのうちトナー排出口２２３から排出されないものは、搬送スクリュー２２２ｂによってＹ方向とは逆方向に案内され、搬送スクリュー２２２ａの周囲にまで搬送される。そして、搬送スクリュー２２２ａの周囲に到達したトナーは再度Ｘ方向へ搬送されることになる。

つまり、中間トナーホッパ２２ｄの収容槽２２０内においてはトナーが循環搬送されていることになる。そして、収容槽２２０内にて循環搬送されているトナーに対してトナー供給口２２１からトナーが補給されると共に、収容槽２２０内にて循環搬送されているトナーのうちの一部がトナー排出口２２３から排出されるようになっている。

（弾性部材について）
また、本実施形態の中間トナーホッパ２２ｄの収容槽２２０においては、図４に示されるように、弾性部材２２４ａ・２２４ｂが取り付けられている。以下では、弾性部材２２４ａ・２２４ｂについて詳細に説明する。図５（ａ）は弾性部材２２４ａ・２２４ｂの上面図であり、図５（ｂ）は弾性部材２２４ａ・２２４ｂの断面図である。なお、以下では、単に弾性部材２２４と称する場合は弾性部材２２４ａ・２２４ｂの両者を指すものとする。

図５（ａ）（ｂ）に示すように、弾性部材２２４は、短冊状に加工された厚さ１ｍｍの板ばねであり、その材質はＰＥＴ（ポリフタレンテレフタレート）である。また、弾性部材２２４には、一方の長辺から他方の長辺の手前まで短辺方向に切り込まれた切込みが複数形成されている。さらに、弾性部材２２４は複数の切込みが長辺方向に等間隔（５ｍｍ間隔）で並ぶように設計される。

なお、図５（ａ）に示すように、弾性部材２２４について、長辺方向において切込みが全く形成されていない部分を第１部分αとし、長辺方向において切込みが並ぶように配されている部分を第２部分βとする。

そして、図４および図５に示すように、弾性部材２２４ａの長辺方向と搬送スクリュー２２２ａの軸線方向とが平行になり、弾性部材２２４ａの第２部分βが側壁２２０ａから収容槽２２０の内部に突出するように、弾性部材２２４ａの第１部分αの裏面が収容槽２２０の側壁２２０ａの上面に接着される。なお、弾性部材２２４と側壁２２０ａとの接着は両面テープによって行われる。

さらに、弾性部材２２４ａは、第２部分βの表面が搬送スクリュー２２２ａを押圧するように弾性力によって曲げられる。（つまり、弾性部材２２４ａは、側壁２２０ａに接着されつつ、搬送スクリュー２２２ａに当接可能なようなサイズに設計されている。）
これにより、弾性部材２２４ａは、搬送スクリュー２２２ａの軸線に対する垂直方向において搬送スクリュー２２２ａに遠い側に第１部分αが位置し、前記垂直方向において搬送スクリュー２２２ａに近い側に第２部分βが位置するように側壁２２０ａに取り付けられることになる。さらに、弾性部材２２４ａの第２部分βに形成されている切込みの切り込まれている方向は搬送スクリュー２２２ａの軸線方向に対して略垂直になる。

さらに、図４および図５に示すように、弾性部材２２４ｂの長辺方向と搬送スクリュー２２２ｂの軸線方向とが平行になり、弾性部材２２４ｂの第２部分βが側壁２２０ｃから収容槽２２０の内部に突出するように、弾性部材２２４ｂの第１部分αの裏面が収容槽２２０の側壁２２０ｃの上面に接着される。なお、弾性部材２２４ｂと側壁２２０ｃとの接着は両面テープによって行われる。

さらに、弾性部材２２４ｂは、第２部分βの表面が弾性力によって搬送スクリュー２２２ｂを押圧するように曲げられる。（つまり、弾性部材２２４ｂは、側壁２２０ｃに接着されつつ、搬送スクリュー２２２ｂに当接可能なようなサイズに設計されている。）
これにより、弾性部材２２４ｂは、搬送スクリュー２２２ｂの軸線に対する垂直方向において搬送スクリュー２２２ｂに遠い側に第１部分αが位置し、前記垂直方向において搬送スクリュー２２２ｂに近い側に第２部分βが位置するように側壁２２０ｃに取り付けられることになる。さらに、弾性部材２２４ｂの第２部分βに形成されている切込みの切り込まれている方向は搬送スクリュー２２２ｂの軸線方向に対して略垂直になる。

このようにして、弾性部材２２４を収容槽２２０に取り付けることにより、搬送スクリュー２２２ａの回転に伴って搬送スクリュー２２２ａは弾性部材２２４ａに擦られ、搬送スクリュー２２２ｂの回転に伴って搬送スクリュー２２２ｂは弾性部材２２４ｂに擦られることになる。それゆえ、トナー供給口２２１を介して補給されたトナーは、搬送スクリュー２２２ａの回転に伴ってＸ方向に搬送されるが、仮に中間ホッパーが高温になっても、弾性部材２２４ａによって搬送スクリュー２２２ａにトナーが固着することが抑制される。また、収容槽２２０の内壁面２２０ｂにてトナーは折り返され、トナーは搬送スクリュー２２２ｂの回転に伴いＺ方向に搬送されるが、同様に弾性部材２２４ｂがあるため、搬送スクリュー２２２ｂに対するトナーの固着が抑制される。

つまり、弾性部材２２４は、図４および図５に示すように、搬送スクリュー２２２の軸線に対する垂直方向において搬送スクリュー２２２に遠い側の第１部分αが収容槽２２０に固定され、前記垂直方向において搬送スクリュー２２２に近い側の第２部分βが搬送スクリュー２２２に当接している構成である。それゆえ、搬送スクリュー２２２の回転中において当該回転が妨げられることなく弾性部材２２４と搬送スクリュー２２２とが摩擦し、この摩擦によって、搬送スクリュー２２２にトナーが固着することを抑制できる。これにより、中間トナーホッパ２２ｄ内部におけるトナー搬送量の低下を抑制することができ、現像装置２４ｄに対するトナー供給量を安定させることが可能になる。さらに、現像装置２４ｄに対するトナー供給量が安定すると、現像装置２４ｄにおいて、トナー濃度を均一にし、トナー帯電量を安定でき、安定した現像品質を維持できる。

また、搬送スクリュー２２２において最もトナーの固着し易い部分はシャフトである。それゆえ、本実施形態では、図４および図５に示すように、弾性部材２２４の第２部分βを搬送スクリュー２２２のシャフトに接触させている。これにより、搬送スクリュー２２２にトナーが固着することを一層抑制できる。

さらに、弾性部材２２４は、板ばねであり、弾性部材２２４の第２部分βが搬送スクリュー２２２を押圧するように曲げられている。それゆえ、搬送スクリュー２２２が回転すると、弾性部材２２４の第２部分βは、弾性力によって搬送スクリュー２２２に対する押圧と搬送スクリュー２２２からの離間とを繰り返すように揺れ動く（変形する）ことになる。言い換えると、第２部分βが搬送スクリュー２２２を繰り返し叩くことになる。これにより、搬送スクリュー２２２の回転時においては、搬送スクリュー２２２の回転を妨げることなく弾性部材２２４の第２部分βと搬送スクリュー２２２との摩擦を断続的に繰り返すことができる。

また、本実施形態では、板ばねである弾性部材２２４は、短冊形状であり、その長辺方向と搬送スクリュー２２２の軸線方向とが平行になるように収容槽２２０に取り付けられている。これにより、搬送スクリュー２２２と弾性部材２２４との接触面積を広く確保することができるため、搬送スクリュー２２２において弾性部材２２４に擦られる領域を広く確保でき、搬送スクリュー２２２に対するトナーの固着を一層妨げることができる。

さらに、本実施形態では、板ばねである弾性部材２２４には、搬送スクリュー２２２の軸線方向と略垂直方向に切り込まれている切込みが複数形成されている。これにより、リブが螺旋状に形成されている搬送スクリュー２２２であっても、搬送スクリュー２２２と弾性部材２２４との接触面積を広く確保できるため、搬送スクリュー２２２において弾性部材２２４に擦られる領域を広く確保でき、搬送スクリュー２２２に対するトナーの固着を一層妨げることができる。

また、弾性部材２２４は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）からなる板ばねであるが、材質はＰＥＴに限定されるものではなく、弾性性能を発揮できる材質であれば金属または樹脂のいずれであってもよい。ＰＥＴ以外の材質としては、例えば、ポリカーボネート、ポリブチルテレフタレート、ポリテトラフロロエチレン等が挙げられる。

但し、ＰＥＴは強度が高く且つトナーとの反応性に乏しいため、弾性部材２２４の耐久性の観点からすれば、弾性部材２２４の材質はＰＥＴが好ましい。また、ＰＥＴは加工容易性に観点からも他の材質よりも優れている。

さらに、本実施形態の搬送スクリュー２２２はシャフトに形成されている螺旋状のリブを有している。それゆえ、中間トナーホッパ２２ｄにおいてはトナー搬送量を略一定に維持し易く、現像装置２４ｄに対するトナー供給量を安定させ易い。

また、本実施形態では、弾性部材２２４ａは側壁２２０ａと搬送スクリュー２２２ａとの間に配置され、弾性部材２２４ｂは側壁２２０ｃと搬送スクリュー２２２ｂとの間に配置されている。つまり、弾性部材２２４ａ・２２４ｂは、共に、トナーが上方から下方へ流動している領域ではなく、トナーが下方から上方へ流動される領域に配置されていることになる。それゆえ、弾性部材２２４ａ・２２４ｂは、共に、搬送中のトナーが偏在している領域に配置されず、搬送中のトナーが比較的少ない領域に配置されることになり、弾性部材２２４の存在によって搬送スクリュー２２２のトナー搬送が妨害されてしまうことを抑制できる。

さらに、本実施形態のトナーホッパ２２によれば、搬送スクリュー２２２ａ・２２２ｂのいずれに対しても弾性部材２２４を当接させているため、両搬送スクリュー２２２ａ・２２ｂのいずれについても同じようにトナー固着を抑制できる。それゆえ、一方の搬送スクリューにはトナー固着が生じていないにもかかわらず他方の搬送スクリューに多量のトナーが固着されてしまっていることによってトナーホッパ２２のライフがエンドになってしまうという不都合を抑制できる。（つまり、一方の搬送スクリューのライフが未だ多く残っているにも関わらず他方の搬送スクリューのライフがエンドになってしまうことによってトナーホッパ２２自体のライフがエンドになるという不都合を抑制できる。）
本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、上述した実施形態において開示された各技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。

本発明のトナーホッパ、現像ユニット、画像形成装置は、電子写真方式の複合機、複写機、プリンタ、ファクシミリに好適である。

本発明の一実施形態に係る複合機の内部構成を示した模式図である。 複合機の上方から写したトナーボトルを示した図である。 図１の複合機に備えられる現像ユニットの断面図である。 （ａ）は、中間トナーホッパの一部を上方から写した図であり、（ｂ）は、（ａ）に示される中間トナーホッパをＡＡ´線で切断して得られる断面図である。 （ａ）は中間トナーホッパに取り付けられる弾性部材の上面図であり、（ｂ）は（ａ）に示した弾性部材の側面図である。 従来の中間トナーホッパの一部を示した斜視図である。 （ａ）は従来の中間トナーホッパの上面図であり、（ｂ）は（ａ）の中間トナーをＢＢ線で切断した場合に得られる断面図である。

符号の説明

２２ａ〜２２ｄ 中間トナーホッパ（トナーホッパ）
２４ａ〜２４ｄ 現像装置
１００ａ〜１００ｄ 現像ユニット
１０１ 複合機（画像形成装置）
２００ａ〜２００ｄ トナーボトル（トナー容器）
２２０ 収容槽
２２２ａ・２２２ｂ 搬送スクリュー
２２４ａ・２２４ｂ 弾性部材

Claims (10)

1. トナー容器からトナーを受け入れて収容し、収容しているトナーを現像装置に供給するトナーホッパにおいて、
   前記トナーを収容する収容槽と、
   前記収容槽の内部に配置され、回転することによって前記トナーを前記収容槽内にて搬送する第１および第２搬送スクリューと、
   第１および第２弾性部材とを有し、
   前記第１および第２搬送スクリューは、互いに軸方向が平行になり、シャフトの周面同士が互いに対向しあうように配置され、且つ互いに逆方向に回転するように設定されており、
   前記第１搬送スクリューの周囲のうち、前記第２搬送スクリューと対向する側において前記トナーが上方から下方に流動し、前記第２搬送スクリューに対向する側とは反対側において前記トナーが下方から上方に流動するように、前記第１搬送スクリューの位置および回転方向が設定され、
   前記第２搬送スクリューの周囲のうち、前記第１搬送スクリューと対向する側において前記トナーが上方から下方に流動し、前記第１搬送スクリューに対向する側とは反対側において前記トナーが下方から上方に流動するように、前記第２搬送スクリューの位置および回転方向が設定され、
   前記第１弾性部材は、前記第１搬送スクリューの軸線に垂直な第１方向において前記第１搬送スクリューに遠い側が前記収容槽に固定され、前記第１方向において前記第１搬送スクリューに近い側が第１搬送スクリューに当接しており、
   前記第２弾性部材は、前記第２搬送スクリューの軸線に垂直な第２方向において前記第２搬送スクリューに遠い側が前記収容槽に固定され、前記第２方向において前記第２搬送スクリューに近い側が前記第２搬送スクリューに当接しており、
   前記第１および第２弾性部材は第１搬送スクリューと前記第２搬送スクリューとの間には配置されず、前記第１搬送スクリューの周囲のうち前記第２搬送スクリューに対向する側とは反対側に前記第１弾性部材が配置され、前記第２搬送スクリューの周囲のうち前記第１搬送スクリューに対向する側とは反対側に前記第２弾性部材が配置されていることを特徴とするトナーホッパ。
2. 前記第１弾性部材は、前記第１方向において前記第１搬送スクリューに近い側が前記第１搬送スクリューのシャフトに当接し、
   前記第２弾性部材は、前記第２方向において前記第２搬送スクリューに近い側が前記第２搬送スクリューのシャフトに当接していることを特徴とする請求項１に記載のトナーホッパ。
3. 前記第１弾性部材および前記第２弾性部材は板ばねであり、
   前記第１弾性部材は、前記第１方向において前記第１搬送スクリューに近い側が前記第１搬送スクリューを押圧するように曲げられており、
   前記第２弾性部材は、前記第２方向において前記第２搬送スクリューに近い側が前記第２搬送スクリューを押圧するように曲げられていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナーホッパ。
4. 前記第１弾性部材は、短冊形状であって当該第１弾性部材の長辺方向と前記第１搬送スクリューの軸線方向とが略平行になるように前記収容槽に取り付けられており、
   前記第２弾性部材は、短冊形状であって当該第２弾性部材の長辺方向と前記第２搬送スクリューの軸線方向とが略平行になるように前記収容槽に取り付けられていることを特徴とする請求項３に記載のトナーホッパ。
5. 前記第１弾性部材には、前記第１搬送スクリューの軸線方向と略垂直方向に切り込まれている切込みが複数形成され、
   前記第２弾性部材には、前記第２搬送スクリューの軸線方向と略垂直方向に切り込まれている切込みが複数形成されていることを特徴とする請求項３または４に記載のトナーホッパ。
6. 前記第１弾性部材および前記第２弾性部材は金属または樹脂からなることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
7. 前記第１弾性部材および前記第２弾性部材はポリエチレンテレフタレートからなることを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
8. 前記第１搬送スクリューおよび前記第２搬送スクリューは、シャフトに形成されている螺旋状のリブを有することを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載のトナーホッパと、前記トナー容器と、前記現像装置とを含むことを特徴とする現像ユニット。
10. 請求項９に記載の現像ユニットを含むことを特徴とする画像形成装置。
    
    

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