JP5630413B2

JP5630413B2 - トナー容器

Info

Publication number: JP5630413B2
Application number: JP2011218890A
Authority: JP
Inventors: 清隆内藤
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2011-10-03
Filing date: 2011-10-03
Publication date: 2014-11-26
Anticipated expiration: 2031-10-03
Also published as: JP2013080027A; CN103034093B; CN103034093A

Description

本発明はトナー容器に関する。

電子写真方式による画像形成装置においては、感光体等の像担持体に形成された静電潜像に現像装置から現像剤を供給して、像担持体に形成された静電潜像を現像する。そして、現像装置内における現像剤中のトナーの量が減少した場合には、現像装置に付設されたトナー容器からトナーが補給されるようになっている（例えば特許文献１参照）。

特開２００６−７１７６２号公報

ところで、例えば高温環境下での使用においては、トナー容器中で未使用のトナー同士が凝集してしまうおそれがある。トナーが凝集してしまうとトナーの流動性が悪くなるためトナー容器の補給口付近でトナーがトナー容器の内壁に堆積して補給口を塞ぎ、結果的に現像装置へのトナー補給が不安定になってしまう。
本発明の課題は、凝集したトナーによって補給口が塞がれてしまうことを抑制し、トナー補給の安定化を図ることである。

請求項１に記載の発明に係るトナー容器は、
トナーを収容する円筒状の容器本体と、
前記容器本体の開放端部を覆い、周面に前記容器本体の内部に連通し、トナーを外部に補給するための補給口を有するカバー部材とを備え、
前記容器本体は、前記カバー部材に対して軸周りに回転することにより、当該容器本体内のトナーを前記補給口側に搬送させる第一搬送手段を有し、
前記容器本体の前記開放端部には、当該開放端部に内嵌される搬送補助部材が設けられ、
前記搬送補助部材の前記開放端部側の端部に、前記カバー部材の内面より内側に、当該カバー部材の内周面に沿って配置され、前記開放端部から前記補給口まで延出し、前記容器本体の回転に同期して回転する薄板形状の攪拌爪が一体的に設けられ、
前記搬送補助部材は、前記容器本体の回転に同期して前記搬送補助部材が回転することにより、当該容器本体内のトナーを前記補給口側に搬送させる第二搬送手段を備え、
前記第二搬送手段は、前記搬送補助部材の内面に形成されて、前記攪拌爪の近傍に到達する螺旋凸形状の第二ガイド部であり、
前記カバー部材の内面には、当該内面から前記搬送補助部材の奥側端部近傍に延出する平板状のほぐし部材が設けられ、
前記攪拌爪の回転により、凝集したトナーを、前記平板状のほぐし部材と前記薄板の撹拌爪で形成される隙間に案内して解砕することを特徴としている。

請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナー容器において、
前記第一搬送手段は、前記容器本体の内面に形成されて、前記容器本体の閉塞端部から前記攪拌爪の近傍まで到達する螺旋凸形状又はフィン形状の第一ガイド部であることを特徴としている。

請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載のトナー容器において、
前記攪拌爪は、前記開放端部の周縁に沿って複数設けられていることを特徴としている。

請求項４記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー容器において、
前記容器本体と前記搬送補助部材とが一体成形により形成されていることを特徴としている。

請求項５記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー容器において、
前記容器本体と前記攪拌爪とが一体成形により形成されていることを特徴としている。

本発明によれば、凝集したトナーによって補給口が塞がれてしまうことを抑制することができ、トナー補給の安定化を図ることが可能となる。

本実施形態に係る画像形成装置１０の内部構成を示す模式図である。本実施形態に係るトナー容器の概略構成を示す外観斜視図である。図２のトナー容器を長手方向に沿って切断した際の断面図である。図３の一部を拡大して示した要部断面図である。図３の一部を拡大して示した要部断面斜視図である。図５におけるほぐし部材を除いた状態の要部断面図である。図２においてトナー容器を径方向に沿って切断した際の断面図である。本実施形態に係る搬送補助部材の外観斜視図である。凝集したトナーが攪拌爪とほぐし部材とによって解砕される状態を示す説明図である。凝集したトナーが攪拌爪とほぐし部材とによって解砕される状態を示す説明図である。凝集したトナーが攪拌爪とほぐし部材とによって解砕される状態を示す説明図である。攪拌爪の変形例を示す説明図である。攪拌爪の変形例を示す説明図である。攪拌爪の変形例を示す説明図である。

以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて説明する。ただし、以下に述べる実施形態には、本発明を実施するために技術的に好ましい種々の限定が付されているが、発明の範囲を以下の実施形態及び図示例に限定するものではない。

まず、本実施形態のトナー容器が取り付けられる画像形成装置について説明する。図１は、画像形成装置の内部構成を示す模式図である。
図１に示すように、画像形成装置１０は、下部に複数の転写材容器本体２０を有している。転写材容器本体２０の上方には画像形成部４０と中間転写ベルト５０が設置されており、装置本体の上部には原稿読取部３０が設置されている。
転写材容器本体２０は、装置前面側（図１における紙面手前側）に引き出し可能となっている。
画像形成部４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎のトナー像を形成するための４組の画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋを有している、画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋは、この順で上から下方向に直線状に配列されており、各々同じ構成となっている。画像形成手段４００Ｙを例にとって構成を説明すると、画像形成手段４００Ｙは反時計方向に回転する感光体４１０、スコロトロン帯電手段４２０、露光手段４３０及び現像装置４４０を有する。各画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ、４００Ｋの現像装置４００には、それぞれトナー容器１００が係合自在となっており、トナー容器１００からは現像装置４００にトナーが補給される。
クリーニング手段４５０は、感光体４１０の最下部に対向した領域を含んで配置されて
いる。

装置本体の中央部に位置する中間転写ベルト５０は、無端状であり、適宜の体積抵抗率を有する。また、中間転写ベルト５０は、例えば、変性ポリイミド、熱硬化ポリイミド、エチレンテトラフルオロエチレン共重合体、ポリフッ化ビニリデン、ナイロンアロイ等のエンジニアリングプラスチックに導電材料を分散した半導電性フィルム基体の外側に、フッ素コーティングを行った２層から構成されている。また、シリコンゴムあるいはウレタンゴム等に導電材料を分散したものもあり得る。
一次転写電極５１０は、中間転写ベルト５０を挟んで感光体４１０と対向する位置に設置されている。

このような画像形成装置１０を使用したカラー画像を形成するプロセスについて説明する。
感光体４１０がメインモータ（図示せず）により駆動され、感光体４１０の表面が電源（図示せず）により電圧供給され、スコロトロン帯電手段４２０の放電により正極性に帯電される（本実施例では＋８００Ｖ）。次に、露光手段４３０により画像情報に応じた光書込がなされ、感光体４１０上に静電潜像が形成される。形成された静電潜像が現像装置４４０を通過すると、現像装置４４０内で正極性に帯電されたトナーが正極性現像バイアスの印加により潜像画像の部分に付着し、感光体４１０上にトナー像が形成される。形成されたトナー像は感光体４１０と圧着する中間転写ベルト５０に転写される。転写後に残留した感光体４１０上のトナーはクリーニング手段４５０により清掃される。
画像形成手段４００Ｙ、４００Ｍ、４００Ｃ及び４００Ｋ各々で形成されたトナー像は、中間転写ベルト５０に重複して転写されることにより、中間転写ベルト５０上にカラー画像が形成される。
転写材Ｐは転写材容器本体２０により１枚ずつ排出され、レジストローラ６０の位置まで搬送される。レジストローラ６０により転写材Ｐの先端が整列された後、中間転写ベルト５０上のトナー像と画像位置が一致するタイミングで、転写材Ｐがレジストローラ６０より給送される。レジストローラ６０により給送された転写材Ｐは、ガイド板より案内され、中間転写ベルト５０と転写部７０により形成された転写ニップ部へ送り込まれる。
ローラにより構成される転写部７０は転写材Ｐを中間転写ベルト５０側へ押圧している。トナーと逆極性のバイアス（−５００Ｖ）が転写部７０に印可されることにより、静電気力の作用で、中間転写ベルト５０上のトナー像を転写材Ｐへ転写させる。
転写材Ｐは、除電針からなる分離手段（図示せず）により除電されて中間転写ベルト５０から分離され、定着装置８０へ送られる。その結果、トナー像が転写材Ｐへ定着され、トナー像が形成された転写材Ｐが画像形成装置１０外へ排出される。

次に、本実施形態のトナー容器１００について説明する。
図２は、トナー容器の外観斜視図である。
トナー容器１００は、トナーが充填される容器本体１と、当該容器本体１に着脱自在に設けられ、周面に容器本体１内に充填されたトナーを画像形成装置１０内の現像装置４４０に補給するための補給口２１を有するカバー部材２と、を備えている。

図３は、図２のトナー容器を長手方向に沿って切断した際の断面図、図４は、図３の一部を拡大して示した要部断面図、図５は図３の一部を拡大して示した要部断面斜視図である。
容器本体１は、一端が閉塞され他端が開放された長尺な円筒形状であり、円筒形状の軸方向の中心を回転軸として軸回りに回転可能となっている。容器本体１の内周面１ａには、当該容器本体１の閉塞端部１ｄ側から開放端部１ｃ側に向けて凸形状の第一ガイド部１１（第一搬送手段）が螺旋状に連続して形成されている。この螺旋凸形状の第一ガイド部１１の間隔は、閉塞端部１ｄ側から開放端部１ｃ側に向けて徐々に幅狭となるように形成されている。
したがって、固定されたカバー部材２に対して容器本体１が回転軸回りに回転することにより、容器本体１に充填されたトナーが第一ガイド部１１に沿って回転しつつ、容器本体１の開放端部１ｃ側へと搬送されるようになっている。
なお、容器本体１を回転駆動させる回転機構としては、例えば、容器本体１の閉塞端部１ｄに取り付けられるモーター等の駆動源（図示しない）が挙げられる。

カバー部材２は、一端が閉塞され他端が開放された円筒形状であり、容器本体１の開放端部１ｃに外嵌されようになっており、容器本体１に対して着脱自在である。
カバー部材２の外周面には、カバー部材２の内部に連通して、容器本体１内のトナーを外部に排出して補給するための補給口２１が形成されている。
また、カバー部材２の内側で閉塞端面２ｄの中央（底面中央）には、当該閉塞端面２ｄから容器本体１側に向けて延在するほぐし部材２２が設けられている。
ほぐし部材２２は、平板状をなし、カバー部材２を容器本体１に装着した際に、後述する搬送補助部材３の内側に配置されるようになっている。詳細には、ほぐし部材２２は、搬送補助部材３の奥側端部の近傍まで延在している。
また、カバー部材２の外周面には、補給口２１を開閉するためのシャッター部材２３が取り付けられている。シャッター部材２３は、画像形成装置１０内の現像装置４４０に装着した際に自動的に補給口２１を開放し、非装着時には補給口２１を自動的に閉鎖する。

容器本体１の開放端部１ｃには、搬送補助部材３が内嵌されている。搬送補助部材３は、容器本体１の回転に同期して回転するようになっている。
図６は、図５におけるほぐし部材を除いた状態の要部断面図、図７は、図２においてトナー容器を径方向に沿って切断した際の断面図、図８は、搬送補助部材の外観斜視図である。
搬送補助部材３は、両端が開放した円筒形状である。搬送補助部材３の両端面のうちカバー部材２側の端面（開放端部１ｃ側の端面）には、一対の攪拌爪３１が一体成形により形成されている。攪拌爪３１は、搬送補助部材３のカバー部材２側の端面からカバー部材２の補給口２１まで延在し、カバー部材２の内周面２ａに沿う湾曲した薄板から形成されている。なお、図４では攪拌爪３１が補給口２１の近傍に位置した状態を示し、図５では攪拌爪３１がほぐし部材２２の奥側に位置した状態を示している。攪拌爪３１の先端は、カバー部材２の内側の閉塞端面２ｄ近傍で、当該閉塞端面２ｄに当接しない程度まで延出している（図６参照）。
また、攪拌爪３１の厚さは、搬送補助部材３の厚さと略同じで、攪拌爪３１の内周面及び外周面は、それぞれ搬送補助部材３の内周面３ａ及び外周面３ｂに沿って面一となっている（図８参照）。
また、攪拌爪３１の幅は、補給口２１での攪拌性を高めるために、補給口２１の幅よりも広くした方が好ましい。さらに、攪拌性とトナー補給量とを維持する観点から、容器本体１若しくは搬送補助部材３の周方向の半分以下の幅とすることが好ましい。なお、攪拌爪３１が複数ある場合は、その複数の攪拌爪３１の幅の合計が、容器本体１若しくは搬送補助部材３の周方向の半分以下の幅となるように設定する。

そして、搬送補助部材３を容器本体１の開放端部１ｃに内嵌して装着した状態で、搬送補助部材３（攪拌爪３１）の外周面３ｂとカバー部材２の内周面２ａとの間には、外周面３ｂとカバー部材２の内周面２ａとの間が互いに当接しない程度の隙間Ｓが形成されるようになっている（図７参照）。
搬送補助部材３の内周面３ａには、凸形状の第二ガイド部３２（第二搬送手段）が螺旋状に形成されている。この螺旋凸形状の第二ガイド部３２によって、補給口２１付近でのさらに良好なトナーの搬送性能を得ることができる。

次に、本実施形態に係るトナー容器１００の作用について説明する。
画像形成装置１０の現像装置４４０にトナー容器１００が装着されると、当該トナー容器１００のカバー部材２が固定されるとともに、容器本体１が駆動源に係合する。そして、駆動源によって容器本体１が回転すると、固定されたカバー部材２に対して容器本体１及び搬送補助部材３が回転軸回りに回転する。この回転に伴って、容器本体１に充填されたトナーが第一ガイド部１１に沿って回転しつつ、容器本体１の開放端部１ｃ側へと搬送される。また、容器本体１の開放端部１ｃに到達したトナーは、容器本体１に同期して回転している搬送補助部材３の第二ガイド部３２に沿って回転しつつ、補給口２１まで搬送され、当該補給口２１から現像装置４４０へと補給される。

トナーの搬送時においては、容器本体１及び搬送補助部材３の回転により攪拌爪３１も同期回転している。この同期回転した攪拌爪３１は、当該攪拌爪３１の周囲に流れ込んできたトナーを攪拌し、また、カバー部材２の内周面２ａや補給口２１付近に堆積したトナーを剥ぎ落としたり、トナー中の凝集したトナー顆粒を解砕する。
さらに、図９に示すように、凝集したトナーＴが存在する場合も考えられる。この場合においても容器本体１及び搬送補助部材３がほぐし部材２２に対して相対的に回転しているため、図１０に示すように凝集したトナーＴは攪拌爪３１によってほぐし部材２２側へと案内される。そして、攪拌爪３１とほぐし部材２２との協働によって、凝集したトナーＴは図１１に示すように解砕される（図１１中の符号ｔが解砕されたトナーを示す）。

以上のように、本実施形態のトナー容器１００によれば、容器本体１の開放端部１ｃには、カバー部材２の内面より内側に配置され、開放端部１ｃから補給口２１まで延出し、容器本体１の回転に同期して回転する攪拌爪３１が設けられているので、カバー部材２の内周面２ａや補給口２１付近に堆積したトナーを攪拌爪３１によって剥ぎ落とすことができる。これにより、カバー部材２の内周面２ａや補給口２１に凝集したトナー顆粒も解砕されて、補給口２１から現像装置４４０へと確実に補給することができる。したがって、凝集したトナーによって補給口２１が塞がれてしまうことを抑制することができ、トナー補給の安定化を図ることが可能となる。

また、攪拌爪３１は、容器本体１の開放端部１ｃから補給口２１まで延出しているので、これによって良好なトナーの搬送性能が得られる。さらに、攪拌爪３１は、カバー部材２の内周面２ａに沿った湾曲した板状であるので、回転時に攪拌爪３１にかかるトナー抵抗を小さくすることができる。これにより、容器本体１の回転駆動のための負荷トルクを小さく抑えることができ、駆動源であるモーターのサイズや消費電力などのコストアップを抑えることができる。

また、容器本体１の内面には、容器本体の閉塞端部１ｄから攪拌爪３１の近傍まで到達する螺旋凸形状の第一ガイド部１１が形成されているので、カバー部材２に対して容器本体１を回転軸回りに回転させるだけで、容器本体１に充填されたトナーを第一ガイド部１１によって容器本体１の開放端部１ｃ側へと搬送することができる。

また、攪拌爪３１が開放端部１ｃの周縁に沿って複数設けられているので、攪拌爪３１が一つの場合よりも、凝集したトナーを効果的に解砕することができる。
また、容器本体１とは別部材である搬送補助部材３に、この第二ガイド部３２を形成しているので、第二ガイド部３２の螺旋凸形状の形状自由度が増す。さらに、搬送補助部材３は、両端が開口した円筒形状であることから、トナーの取り込み口の開口面積を大きくすることができ、容器本体１で凝集したトナー顆粒であってもカバー部材２の内部まで確実に搬送されて、攪拌爪３１によって解砕することができる。また、取り込み口の開口面積を大きくすることによって、カバー部材２のほぐし部材２２を大きく形成することが可能となる。
また、カバー部材２の内面に、当該内面から容器本体１の内側に延出するほぐし部材２２が設けられているので、容器本体１の開放端部１ｃに搬送されたトナーが、ほぐし部材２２に接触して攪拌されることにより、トナーの停滞を防止し、トナー凝集によるトナー顆粒を解砕することができる。

なお、上記トナー容器１００は、上述したものに限らず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記第一ガイド部１１や第二ガイド部３２は螺旋凸形状であるとしたが、これに限らずフィン形状であっても良い。
また、上記実施形態では、容器本体１と搬送補助部材３とが別体である場合を例示して説明したが、容器本体１と搬送補助部材３とを一体成形により形成してもよい。また、上記攪拌爪３１は、容器本体１とは別部材である搬送補助部材３に一体形成されているとしたが、これに限らず、容器本体１の開放端部１ｃに直接形成されていても良い。

また、上記実施形態では、湾曲した板状の攪拌爪３１を例示して説明したが、開放端部１ｃから補給口２１まで延出しているのであればその形状は如何様でもよい。例えば、図１２に示すように平板状の攪拌爪３１ａが挙げられる。この平板状の攪拌爪３１ａでは、両端部がカバー部材２の内周面２ａに近接している。また、平板状であっても図１３に示すように、回転方向の下流側の端部のみがカバー部材２の内周面２ａに近接して、上流側の端部が内周面２ａから離間した攪拌爪３１ｂも挙げられる。この場合、攪拌爪３１ｂの上流側の端部がほぐし部材２２に近づくために、ほぐし部材２２との協働による攪拌性を高めることができる。さらに、図１４に示すように回転方向の下流側の端部のみを先端が尖った形状とした攪拌爪３１ｃも挙げられる。この場合、攪拌爪３１ｃの先端部に応力が集中するため、カバー部材２の内周面２ａに凝集したトナー顆粒を容易に解砕することが可能となる。

１容器本体
１ａ内周面
１ｃ開放端部
１ｄ閉塞端部
２カバー部材
２ａ内周面
２ｄ閉塞端面
３搬送補助部材
３ａ内周面
３ｂ外周面
１１第一ガイド部（第一搬送手段）
２１補給口
２２ほぐし部材
２３シャッター部材
３１攪拌爪
３２第二ガイド部（第二搬送手段）
１００トナー容器

Claims

トナーを収容する円筒状の容器本体と、
前記容器本体の開放端部を覆い、周面に前記容器本体の内部に連通し、トナーを外部に補給するための補給口を有するカバー部材とを備え、
前記容器本体は、前記カバー部材に対して軸周りに回転することにより、当該容器本体内のトナーを前記補給口側に搬送させる第一搬送手段を有し、
前記容器本体の前記開放端部には、当該開放端部に内嵌される搬送補助部材が設けられ、
前記搬送補助部材の前記開放端部側の端部に、前記カバー部材の内面より内側に、当該カバー部材の内周面に沿って配置され、前記開放端部から前記補給口まで延出し、前記容器本体の回転に同期して回転する薄板形状の攪拌爪が一体的に設けられ、
前記搬送補助部材は、前記容器本体の回転に同期して前記搬送補助部材が回転することにより、当該容器本体内のトナーを前記補給口側に搬送させる第二搬送手段を備え、
前記第二搬送手段は、前記搬送補助部材の内面に形成されて、前記攪拌爪の近傍に到達する螺旋凸形状の第二ガイド部であり、
前記カバー部材の内面には、当該内面から前記搬送補助部材の奥側端部近傍に延出する平板状のほぐし部材が設けられ、
前記攪拌爪の回転により、凝集したトナーを、前記平板状のほぐし部材と前記薄板の撹拌爪で形成される隙間に案内して解砕することを特徴とするトナー容器。
請求項１記載のトナー容器において、
前記第一搬送手段は、前記容器本体の内面に形成されて、前記容器本体の閉塞端部から前記攪拌爪の近傍まで到達する螺旋凸形状又はフィン形状の第一ガイド部であることを特徴とするトナー容器。
請求項１又は２記載のトナー容器において、
前記攪拌爪は、前記開放端部の周縁に沿って複数設けられていることを特徴とするトナー容器。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー容器において、
前記容器本体と前記搬送補助部材とが一体成形により形成されていることを特徴とするトナー容器。
請求項１〜３のいずれか一項に記載のトナー容器において、
前記容器本体と前記攪拌爪とが一体成形により形成されていることを特徴とするトナー容器。