JP5740385B2 - 現像剤収容容器及びこれが適用された画像形成装置 - Google Patents

現像剤収容容器及びこれが適用された画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、現像剤を貯留する現像剤収容容器、及び該現像剤収容容器が装着された画像形成装置に関する。
現像剤を用いてシートに画像を形成する画像形成装置には、トナーコンテナ等の現像剤収容容器が配設される。トナーコンテナは、現像装置へ補給するトナー(現像剤)を貯留するコンテナであり、画像形成装置にユーザーが着脱自在な状態で装着される。一般にトナーコンテナは、トナーの貯留空間となるコンテナ本体と、コンテナ本体の底壁の適所に設けられるトナー排出口と、このトナー排出口に向けてトナーを搬送する搬送スクリューと、を備えている。また、上記搬送スクリューを、内側と外側との二重構造とすることが知られている(例えば特許文献1参照)。
特開平5−46021号公報
特許文献1に記載されているような二重構造を有する搬送スクリューがトナーコンテナ内に配設される場合、搬送スクリューは、トナー排出口に向かう搬送方向にトナーを搬送すると同時に、該トナーの一部を上記搬送方向とは逆の方向に搬送する。この場合、搬送スクリューの外周付近と内部とではトナーが逆方向に搬送される。そして、トナーコンテナ内のトナーの流動性が悪い条件下では、搬送スクリューが回転して形成される円筒形状内のトナーは流動し、その外側に位置するトナーは流動しにくいことがある。この結果、トナーコンテナ内のトナーが、トンネル状に凝集するという問題があった。
このようなトナーコンテナ内での搬送スクリューの外側でのトナーの凝集を抑止するために、搬送スクリューから径方向外側に向かって、可撓性部材が延設されることが考えられる。可撓性部材の回転に伴って、搬送スクリューの周辺のトナーが攪拌され、トナーの凝集が抑止される。しかしながら、このような可撓性部材が配置された場合、搬送スクリューの回転に伴って、可撓性部材が搬送スクリューの外周部に巻きつきやすい。この結果、搬送スクリューの内部が可撓性部材によって部分的に封止され、内部のトナーが滞留してしまうという問題があった。
本発明は上記問題に鑑みてなされたものであり、二重構造からなる回転部材と、前記回転部材から径方向外側に向かって突設される可撓性部材とを備えた現像剤収容容器、及びこれが適用された画像形成装置において、回転部材の内部における現像剤の滞留を抑止することを目的とする。
本発明の一局面に係る現像剤収容容器は、一の方向に延びる底壁を有し、現像剤を収容する容器本体と、前記底壁に連なって前記容器本体から突設され、前記現像剤が排出される現像剤排出口が備えられた筒状部と、前記容器本体から前記筒状部に亘って架設され、前記容器本体内の現像剤を搬送する回転部材と、を備え、前記回転部材は、前記底壁の延びる方向に延在し、前記容器本体内に位置する第1部分と、前記筒状部内に位置する第2部分とを備える回転軸と、前記回転軸の前記第2部分の周面上にスパイラル状に突設され、前記回転軸と一体回転すると共に、前記筒状部側から前記容器本体側へ向かう第1搬送方向に前記現像剤を搬送する第1搬送部材と、前記第1部分において、前記第1搬送部材よりも径方向外側にスパイラル状に配置され、前記第1搬送部材を備えた前記回転軸が挿通される中空部を備え、前記回転軸と一体回転すると共に、前記容器本体側から前記筒状部側へ向かう第2搬送方向に前記現像剤を搬送する第2搬送部材と、前記回転軸の前記第1部分の周面から前記回転軸の径方向に向かって突設され、前記径方向において前記第2搬送部材の外側まで延伸される第1可撓性部材と、前記第1可撓性部材に対して前記回転軸の周方向に間隔をおいて、前記回転軸の前記第1部分の周面から前記径方向に向かって突設され、前記径方向において前記第2搬送部材の外側まで、前記第1可撓性部材よりも短い長さをもって延伸される第2可撓性部材と、前記第2搬送部材の前記端部よりも前記第2搬送方向下流側に間隔をおいて、前記第2搬送部材の前記端部と交差する第2の傾斜角度をもってスパイラル状に配置され、前記第1搬送方向に前記現像剤を搬送する第3搬送部材と、を有し、前記回転軸の軸方向と交差する方向から見た正面視において、前記第2搬送部材の前記スパイラル部分のうち前記第2搬送方向下流側の端部は、前記軸方向のうち前記第1可撓性部材が配置される領域に前記回転軸に対して第1の傾斜角度をもって配置され、前記回転軸の軸方向のうち前記第1可撓性部材が配置される領域において、前記回転軸と交差する断面視で見た場合、前記回転軸の周方向のうち前記第1可撓性部材が前記第2搬送部材の外縁部の回転軌道と交差する領域には、前記第2搬送部材のスパイラル部分が配設されておらず、前記第1可撓性部材は、前記軸方向において少なくとも前記第2搬送部材と前記第3搬送部材との間に配置されるとともに、前記第2搬送部材と前記第3搬送部材との間の空間が前記第2搬送部材および第3搬送部材の傾斜に沿って広がる領域に対向するように、前記回転部材の前記回転軸回りの回転に伴って前記回転軸の周方向に湾曲し、前記第2可撓性部材は、前記第2搬送部材および前記第3搬送部材と前記湾曲した第1可撓性部材とによって画定される空間に進入するように、前記回転軸から前記径方向に突設されることを特徴とする。
本構成によれば、回転部材の回転に伴い、回転部材の第1部分に備えられた第2搬送部材の搬送機能によって、容器本体から現像剤排出口が備えられた筒状部に向かう第2搬送方向に現像剤が搬送される。更に、回転部材の第2部分には、筒状部側から容器本体側へ向かう第1搬送方向に現像剤を搬送する第1搬送部材が備えられている。このため、余剰な現像剤が筒状部内から容器本体へ逆搬送される。ここで、容器本体内の現像剤の流動性が悪い場合、第1搬送部材および第2搬送部材周辺の現像剤は流動する一方、これらの搬送部材よりも径方向外側に位置する現像剤は流動せず凝集する場合がある。このため、容器本体内で、現像剤がトンネル状に凝集することがある。このような場合であっても、第2搬送部材よりも径方向外側まで延伸される第1可撓性部材が回転することにより、周辺に位置する現像剤が攪拌される。このため、現像剤が、トンネル状に凝集することが抑止される。この際、第1可撓性部材が回転部材の回転に伴って回転方向下流側に湾曲されると、第1可撓性部材が第2搬送部材の中空部を径方向内側に向かって封止することがある。この場合、第2搬送部材の中空部において現像剤が滞留しやすい。上記の構成によれば、第2可撓性部材が、第1可撓性部材に対して回転軸の周方向に間隔をおいて配置される。第2可撓性部材は、回転軸の第1部分の周面から径方向に向かって第2搬送部材の径方向外側まで、第1可撓性部材よりも短い長さをもって延伸される。このため、回転部材の回転に伴って、第2可撓性部材が前記中空部の現像剤を径方向外側に送り出す機能を備える。この結果、回転部材の中空部において、現像剤が滞留することが好適に抑止される。また、本構成によれば、第1可撓性部材が回転部材の回転に伴って回転方向下流側に湾曲される場合であっても、第2搬送部材のスパイラル部分と第1可撓性部材とが干渉しにくい。また、本構成によれば、第3搬送部材は、容器本体の筒状部との境界部付近において、現像剤を筒状部から容器本体へ積極的に戻す搬送力を発生させることができる。従って、現像剤の逃げ場が比較的少ない前記境界部付近において、第2搬送部材によって第2搬送方向へ順方向搬送される現像剤と、第1搬送部材によって第1搬送方向へ逆方向搬送される現像剤との衝突が緩和され、現像剤の容器本体への戻りを円滑に行わせることができる。更に、第2搬送部材および前記第3搬送部材と前記湾曲した第1可撓性部材によって画定される空間に現像剤が閉じ込められ、前記現像剤が滞留しやすい場合であっても、第2可撓性部材が前記現像剤を移動させることができる。このため、前記空間における現像剤の滞留が好適に抑制される。
上記の構成において、前記第1および前記第2可撓性部材は、前記回転軸の前記第1部分のうち前記第2搬送方向下流側の前記周面から延伸されることが望ましい。
本構成によれば、第1可撓性部材は、第1搬送部材によって筒状部から容器本体に逆搬送された現像剤を、容器本体の上方に払い上げることができる。このため、容器本体内の現像剤の上下方向の循環が促進される。
上記の構成において、前記第2可撓性部材は、前記回転軸の径方向において、前記第1可撓性部材とは反対側に向かって前記回転軸から突設されることが望ましい。
本構成によれば、第1可撓性部材の先端部が周方向の反対側まで延伸するように湾曲した場合であっても、第1可撓性部材の反対側に配置された第2可撓性部材によって、回転部材の中空部において現像剤が滞留することが好適に抑止される。
上記の構成において、前記筒状部は、断面円形状の内壁面を有し、前記容器本体の前記底壁は、前記第2搬送部材の径方向における最突出部分の回転軌跡に対応した半円形状の内壁面を有し、該半円形状の内壁面は前記筒状部の前記円形状の内壁面に連設されており、前記容器本体は、前記底壁の一端縁から上方に延びる第1側壁と、前記底壁の他端縁から上方に延び前記第1側壁と対向する第2側壁と、を有し、前記第1および第2可撓性部材が前記回転軸とともに回転されることによって、前記第1および第2可撓性部材の先端部が、前記第1側壁の内壁から前記底壁を介して前記第2側壁の内壁まで順に当接することが望ましい。
本構成によれば、第1および第2可撓性部材が第1側壁、底壁および第2側壁の内壁に当接するため、内壁に付着した現像剤を掻き取り攪拌することが可能となる。また、第1および第2可撓性部材が内壁から離れる際に弾性力が解放され、周囲の現像剤が弾かれるため、現像剤の流動を促進することが可能となる。
上記の構成において、前記容器本体内に収容されている前記現像剤を検知するセンサーをさらに備え、前記センサーは、前記第1側壁または前記第2側壁のうち、前記第1可撓性部材の先端部が当接する位置に対向して取り付けられていることが望ましい。
本構成によれば、第1可撓性部材の先端部が、センサーに対向する内壁に当接し、該内壁に付着した現像剤を掻き取る。このため、現像剤が内壁に固着することによって生じるセンサーの誤検知が防止される。
上記の構成において、前記第1可撓性部材および前記第2可撓性部材は、前記回転軸と直交する断面において、下記の式を満たすことが望ましい。0.7×Z<X<1.3×Z、(0<Y<5mm)、X:前記第1可撓性部材の前記容器本体に対する最大食い込み量(mm)、Y:前記第2可撓性部材の前記容器本体に対する最大食い込み量(mm)、Z:前記第1可撓性部材が配置される領域での前記第2搬送部材の平均外径。
本構成によれば、回転部材の中空部において現像剤が滞留することが好適に抑止されることに加え、回転部材のトルクアップが抑止される。また、現像剤が内壁に固着することによって生じるセンサーの誤検知が更に安定して防止される。更に、第2可撓性部材の湾曲によって、中空部の現像剤が滞留することが防止される。
本発明の他の局面に係る画像形成装置は、周面に現像剤像を担持する像担持体と、前記像担持体の周面に現像剤を供給する現像ローラーを含む現像装置と、前記現像装置に組み付けられ、前記現像装置に現像剤を補給する、上記のいずれかに記載の現像剤収容容器と、を備える。
この構成によれば、画像形成装置内において、現像剤収容容器内の現像剤がトンネル状に凝集することが防止される。また、回転部材の中空部において現像剤が滞留することが抑止される。このため、現像装置への現像剤補給が滞ることが抑止される。この結果、画像形成装置における濃度低下などの画質欠陥が好適に防止される。
本発明によれば、二重構造からなる回転部材と、前記回転部材から径方向外側に向かって突設される可撓性部材とを備えた現像剤収容容器、及びこれが適用された画像形成装置において、回転部材の内部における現像剤の滞留が抑止される。
本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構造を示す断面図である。 前記画像形成装置に組み込まれている現像装置及びトナーコンテナを示す平面図である。 図2に示す現像装置及びトナーコンテナの斜視図である。 現像装置単体の斜視図である。 現像装置の内部構造を示す平面図である。 トナーコンテナの斜視図である。 図6と視線方向を180度変えた、トナーコンテナの斜視図である。 トナーコンテナの側面図である。 トナーコンテナの側断面図である。 トナーコンテナ内に配置される回転部材の平面図である。 トナーコンテナ内に配置される回転部材の正面図である。 トナーコンテナ内に配置される回転部材の斜視図である。 トナーコンテナ内に配置される回転部材の斜視図である。 トナーコンテナ内に配置される回転部材の斜視図である。 回転部材によるトナーの搬送動作を説明するための、トナーコンテナの模式的な(A)側断面図および(B)断面図である。 第1および第2フィルムの動きを説明するためのトナーコンテナの断面図である。 トナーコンテナ内で生じるトンネル状の凝集の様子を示した模式図である。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形態につき詳細に説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す断面図である。ここでは、画像形成装置1としてモノクロプリンターを例示するが、画像形成装置は、複写機、ファクシミリ装置、或いは、これらの機能を備える複合機であってもよく、またカラー画像を形成する画像形成装置であっても良い。
画像形成装置1は、略直方体形状の筐体構造を有する本体ハウジング10と、この本体ハウジング10内に収容される給紙部20、画像形成部30、定着部40及びトナーコンテナ50(現像剤収容容器)とを含む。
本体ハウジング10の前面側(図1の右側)には前カバー11が、後面側には後カバー12が各々備えられている。ユーザーは、前カバー11を開放することで、トナー切れの際にトナーコンテナ50を本体ハウジング10の前面側から取り出すことができる。後カバー12は、シートジャムやメンテナンスの際に開放されるカバーである。画像形成部30及び定着部40の各ユニットは、後カバー12が開放されることで、本体ハウジング10の後面側から取り出し可能となる。また、本体ハウジング10の上面には、画像形成後のシートが排出される排紙部13が備えられている。
給紙部20は、画像形成処理が施されるシートを収容する給紙カセット21を含む。この給紙カセット21は、その一部が本体ハウジング10の前面からさらに前方に突出している。給紙カセット21には、前記シートの束が収容されるシート収容空間、前記シートの束を給紙のためにリフトアップするリフト板等が備えられている。給紙カセット21の後端側の上部にはシート繰出部21Aが設けられている。このシート繰出部21Aには、給紙カセット21内のシート束の最上層のシートを1枚ずつ繰り出すためのピックアップローラー(図略)が配置されている。
画像形成部30は、給紙部20から送り出されるシートにトナー画像を形成する画像形成処理を行う。画像形成部30は、感光体ドラム31(像担持体)と、この感光体ドラム31の周囲に配置された、帯電装置32、露光装置(図1には表れていない)、現像装置33、転写ローラー34及びクリーニング装置35とを含む。
感光体ドラム31は、その軸回りに回転し、その周面に静電潜像及びトナー像が形成される。感光体ドラム31としては、アモルファスシリコン(a−Si)系材料を用いた感光体ドラムを用いることができる。帯電装置32は、感光体ドラム31の表面を均一に帯電するものであって、感光体ドラム31に当接する帯電ローラーを含む。露光装置は、レーザー光源とミラーやレンズ等の光学系機器とを有し、感光体ドラム31の周面に、パーソナルコンピューター等の外部装置から与えられる画像データに基づいて変調された光を照射して、静電潜像を形成する。
現像装置33は、感光体ドラム31上の前記静電潜像を現像してトナー像を形成するために、感光体ドラム31の周面にトナーを供給する。現像装置33は、感光体ドラム31に供給するトナーを担持する現像ローラー331と、現像ハウジング60(図2〜図5参照)の内部で現像剤を攪拌しながら循環搬送する第1搬送スクリュー332及び第2搬送スクリュー333とを含む。この現像装置33については、後記で詳述する。
転写ローラー34は、感光体ドラム31の周面に形成されたトナー像をシート上に転写させるためのローラーであって、感光体ドラム31と転写ニップ部を形成している。この転写ローラー34には、トナーと逆極性の転写バイアスが与えられる。クリーニング装置35は、クリーニングローラー等を有し、トナー像転写後の感光体ドラム31の周面を清掃する。
定着部40は、転写されたトナー像をシート上に定着する定着処理を行う。定着部40は、加熱源を内部に備えた定着ローラー41と、この定着ローラー41に対して圧接され、定着ローラー41との間に定着ニップ部を形成する加圧ローラー42とを含む。トナー像が転写されたシートが前記定着ニップ部に通紙されると、トナー像は、定着ローラー41による加熱および加圧ローラー42による押圧により、シート上に定着される。
トナーコンテナ50は、現像装置33に補給するトナー(現像剤)を貯留する。トナーコンテナ50は、トナーの主な貯留箇所となるコンテナ本体51(容器本体)と、コンテナ本体51の一側面の下部から突設された筒状部52と、コンテナ本体51の他の側面を覆う蓋部材53と、コンテナ内部に収容されトナーを搬送する回転部材54とを含む。トナーコンテナ50内に貯留されたトナーは、回転部材54が回転駆動されることによって、筒状部52の先端下面に設けられたトナー排出口521(現像剤排出口)から現像装置33内に供給される。このトナーコンテナ50については後記で詳述する。
本体ハウジング10内には、シートを搬送するために、主搬送路22F及び反転搬送路22Bが備えられている。主搬送路22Fは、給紙部20のシート繰出部21Aから画像形成部30及び定着部40を経由して、本体ハウジング10上面の排紙部13に対向して設けられている排紙口14まで延びている。反転搬送路22Bは、シートに対して両面印刷を行う場合に、片面印刷されたシートを主搬送路22Fにおける画像形成部30の上流側に戻すための搬送路である。
主搬送路22Fの、感光体ドラム31と転写ローラー34との転写ニップ部よりも上流側には、レジストローラー対23が配置されている。シートは、レジストローラー対23にて一旦停止され、スキュー矯正が行われた後、画像転写のための所定のタイミングで、前記転写ニップ部に送り出される。主搬送路22F及び反転搬送路22Bの適所には、シートを搬送するための搬送ローラーが複数配置されており、例えば排紙口14の近傍には排紙ローラー対24が配置されている。
反転搬送路22Bは、反転ユニット25の外側面と、本体ハウジング10の後カバー12の内面との間に形成されている。なお、反転ユニット25の内側面には転写ローラー34及びレジストローラー対23の一方のローラーが搭載されている。後カバー12及び反転ユニット25は、それらの下端に設けられた支点部121の軸回りに各々回動可能である。反転搬送路22Bにおいてシートジャムが発生した場合、後カバー12が開放される。主搬送路22Fでシートジャムが発生した場合、或いは感光体ドラム31のユニットや現像装置33が外部に取り出される場合には、後カバー12に加えて反転ユニット25も開放される。
続いて、図2〜図5を参照して、現像装置33及びトナーコンテナ50の構造、並びにこれらの配置関係について説明する。図2は、現像装置33とトナーコンテナ50との組み付け状態を示す平面図、図3はその斜視図、図4は現像装置33単体の斜視図、図5は、現像装置33の内部構造を示す平面図をそれぞれ示している。
現像装置33は、一方向(現像ローラー331の軸方向)に長尺の箱形形状を有する現像ハウジング60を備える。現像ハウジング60は、その長手方向に延びる開口部が形成され、該開口部から現像ローラー331の周面の一部が露呈している。本実施形態において現像ハウジング60は、その長手方向が本体ハウジング10の左右方向と一致するよう、本体ハウジング10に組み付けられている。
現像ハウジング60の左端付近の天板60Tには、トナーコンテナ50から供給されるトナーを当該ハウジング内に受け入れるためのトナー補給口60Hが穿孔されている。このトナー補給口60Hと、トナーコンテナ50のトナー排出口521とが上下方向に重なるように、現像装置33とトナーコンテナ50とが組み付けられる。トナーコンテナ50は、図2に矢印Aで示すように、現像ハウジング60の長手方向と直交する方向(前後方向/第2方向)において、現像装置33に対して着脱される。トナーコンテナ50は上面視で一方向に長いハウジング形状を備えるので、現像装置33にトナーコンテナ50が装着された状態では、上面視で略L字型の構造体を形成することになる(図2参照)。
天板60Tの上面には、左右方向にスライド移動が可能な現像シャッター板61が配置されている。現像シャッター板61は、付勢バネ62で常時左方向に付勢されている。付勢バネ62はコイルバネであって、現像シャッター板61の右端縁と、該現像シャッター板61に隣接するリブとに各々設けられたバネ座621、622に各端部が取り付けられている。図4ではトナー補給口60Hが開放されている状態を示しているが、トナーコンテナ50が未装着の状態では、現像シャッター板61は付勢バネ62に付勢されて左方に位置し、トナー補給口60Hを塞ぐ。
トナーコンテナ50の筒状部52の先端縁(他端部524)下部には、押圧板522が取り付けられている。また、筒状部52の先端面には、回転部材54に回転駆動力を入力するためのコンテナギア54Gが露出して配置されている。現像ハウジング60のトナー補給口60Hの左奥部には、入力ギア631とカップリング632とを備えるギアホルダー63が配置されている。カップリング632は、本体ハウジング10に備えられた図略のモーターからの回転駆動力が与えられる。入力ギア631は、トナーコンテナ50が現像装置33に装着された状態でコンテナギア54Gと歯合され、前記回転駆動力をコンテナギア54Gに伝達する。
トナーコンテナ50が現像装置33に装着される際、トナー補給口60Hに対してトナーコンテナ50の筒状部52が前方から後方に進入する。この際、トナーコンテナ50の押圧板522が、トナー補給口60Hを塞いでいる状態の現像シャッター板61と干渉し、当該現像シャッター板61を右方へ移動させる。具体的には、現像シャッター板61の上面に突設されている斜行凸条623と押圧板522とが干渉し、付勢バネ62の付勢力に抗して現像シャッター板61が右方へ押し遣られる。トナーコンテナ50の筒状部52が所定位置まで進入すると、トナー補給口60Hは完全に開放されると共に、入力ギア631にコンテナギア54Gが歯合することになる。
図5を参照して、現像ハウジング60は内部空間600を備える。二成分現像方式の場合、この内部空間600には、トナーとキャリアとからなる現像剤が充填される。キャリアは、内部空間600においてトナーと攪拌混合されトナーを帯電させると共に、トナーを現像ローラー331まで搬送する。トナーは、逐次現像ローラー331に供給されて消費され、その消費分はトナーコンテナ50から適宜供給される。
現像ハウジング60の内部空間600は、左右方向に延びる仕切り板601によって、左右方向に長尺の第1通路602と第2通路603とに区画されている。仕切り板601は、現像ハウジング60の左右方向幅よりも短く、仕切り板601の右端及び左端には、第1通路602と第2通路603とをそれぞれ連通させる第1連通部604及び第2連通部605が備えられている。これにより、現像ハウジング60の内部には、第1通路602、第1連通部604、第2通路603及び第2連通部605に至る循環経路が形成されている。
上述のトナー補給口60Hは、第1通路602の左端付近の上方に配置されている。第1通路602には第1搬送スクリュー332が収容され、第2通路603には第2搬送スクリュー333が収容されている。第1、第2搬送スクリュー332、333は、それぞれシャフトと、このシャフトの周上にスパイラル状に突設された羽根部材とを含む。第1搬送スクリュー332は、シャフト回りに回転駆動されることで、図5の矢印a方向に現像剤を搬送する。一方、第2搬送スクリュー333は、シャフト回りに回転駆動されることで、矢印b方向に現像剤を搬送する。
第1、第2搬送スクリュー332、333が回転駆動されることで、上述の循環経路に沿って現像剤が循環搬送される。トナー補給口60Hから新たに補給されたトナーについて説明すると、当該トナーは第1通路602に落下して既存の現像剤と混合され、第1搬送スクリュー332により矢印a方向に搬送される。この際、トナーはキャリアと攪拌され、帯電される。次いでトナーは、第1通路602の下流端から第1連通部604を経て第2通路603に入り、第2搬送スクリュー333によって矢印b方向に搬送される。この搬送の際、トナーは同様に帯電される一方で、一部が現像ローラー331の周面に供給される。そして、残部のトナーとキャリアとは、第2連通部605を経て、第1通路602の上流端に戻される。
続いて、図6〜図12を参照して、トナーコンテナ50の詳細構造について説明する。図6は、トナーコンテナ50を筒状部52側(図1では後方側)から見た斜視図、図7は、視線方向を180度変えて蓋部材53側から見た斜視図、図8は、トナーコンテナ50の側面図、図9はその側断面図、図10、図11は、それぞれトナーコンテナ50内に配置される回転部材54の平面図、正面図、図12乃至図14は、同斜視図である。
既述の通り、トナーコンテナ50は、コンテナ本体51、筒状部52、蓋部材53及び回転部材54を含む。コンテナ本体51は、トナーを貯留する空間を形成するために、一の方向に延びる断面半円形状の底壁511と、該底壁511の一端縁から上方に延びる第1側壁512と、前記底壁511の他端縁から上方に延び前記第1側壁512と対向する第2側壁513と、筒状部52側の端縁部において第1側壁512及び第2側壁513を繋ぐ第3側壁514と、第1側壁512及び第2側壁513の上端縁同士を繋ぐ天壁515と、蓋部材53と対向する側の端縁に形成された第1フランジ部516とを備えている。なお、コンテナ本体51の第1フランジ部516の側は、側部開口面とされている。
コンテナ本体51は、底壁511の部分が最も幅が狭く、この底壁511から上方に向かうに連れて、第1側壁512と第2側壁513との間隔が広くなる縦長の外観形状を備えている。第1側壁512及び第2側壁513は平板状の部材であり、これら第1側壁512及び第2側壁513は断面視において直線状の内面を備えている。
第3側壁514の上部には、トナーをコンテナ本体51内に充填するための開口を塞ぐキャップ517が取り付けられている。第2側壁513には、当該トナーコンテナ50の管理情報が記録された無線タグ518が取り付けられている。また、第1側壁512及び第2側壁513の上端部付近には、底壁511が延びる方向に平行な一対の溝部519が形成されている。この溝部519は、トナーコンテナ50が本体ハウジング10に装着される際に、本体ハウジング10側の図略のガイド部材でガイドされる部分である。
筒状部52は、第3側壁514から、底壁511に連なって突設された円筒状の部分である。筒状部52の一端部523は、第3側壁514の下端部に連設され、コンテナ本体51の内部空間と筒状部52の内部空間とは連通状態とされている。筒状部52の他端部524は筒状部52の突出端であって、コンテナギア54Gは他端部524から更に外方に突出する状態で配置されている。
筒状部52の底部525は、コンテナ本体51の底壁511に面一とされており、これにより断面半円形状の樋状部分が、第1フランジ部516から他端部524に亘って形成されている。筒状部52は、回転軸541の径方向の断面形状が円形である内壁面を備え、その一端部523から他端部524に向けて、僅かに先細りのテーパ形状とされている。
上述の通り、筒状部52にはトナー排出口521(現像剤排出口)が設けられ、当該筒状部52が現像装置33に装着される。なお、トナー排出口521は、筒状部52の底部525(下面)に配置された落下口である。前記装着の際に現像ハウジング60の一部と係合する係合部526が、底部525に配置されている。コンテナ本体51内に貯留されているトナーは、後述する回転部材54の回転駆動により筒状部52に送り出され、トナー排出口521から吐出される。
図9に示すように、トナー排出口521は、底部525の、他端部524の近傍に設けられている。トナー排出口521の下面には、筒状部52の延びる方向に沿ってスライド移動するシャッター板527が取り付けられている。シャッター板527は、図略の付勢部材により常時トナー排出口521を塞ぐよう、他端部524の方向に付勢されている。一方、筒状部52が現像装置33に装着される際、シャッター板527は現像ハウジング60の一部と干渉して、一端部523の方向にスライド移動する。図9は、シャッター板527が後退してトナー排出口521を開放している状態を示している。なお、シャッター板527と上述の係合部526とは一体の部材である。
蓋部材53は、コンテナ本体51の側部開口面を覆うもので、凹形状を備えた蓋本体部531と、蓋本体部531の周縁に設けられ第1フランジ部516と突き合わされる第2フランジ部532とを備える。蓋本体部531は、下方から上方へ膨らむように傾斜した傾斜面と、その傾斜面の上端に連なる垂直面とを備える。蓋本体部531の前記垂直面は、第2フランジ部532から相当突出した部分となっており、ユーザーは当該部分を摘んで、トナーコンテナ50の本体ハウジング10に対する着脱操作を行うことができる。蓋本体部531の内面下端には、後述する回転部材54の回転軸の第1端部542を回転自在に支持する軸支部533が設けられている。軸支部533に第1端部542が挿入された状態で、第2フランジ部532は第1フランジ部516に溶着される。
<回転部材の構造>
回転部材54は、コンテナ本体51(容器本体)の底壁511から筒状部52の上に亘って配置され、軸回りに回転駆動されることによりトナーを搬送する部材である。図9〜図14に示すように、回転部材54は、回転軸541と、この回転軸541と一体回転するフィルム部材546と、第1搬送部材55と、第2搬送部材56と、一対の分散部材57とを備えている。更に、回転部材54は、回転軸541と一体回転するスパイラル片56Rと、第1フィルム80(第1可撓性部材)と、第2フィルム81(第2可撓性部材)と、を備えている。
回転軸541は、底壁511の延びる方向に延在するように配置され、その両端に第1端部542及び第2端部543を備えている。第1端部542は、蓋部材53の軸支部533で回転自在に支持されている。第2端部543には、筒状保持片544が一体的に取り付けられている。この筒状保持片544に、コンテナギア54Gの胴部545が嵌め入れられることで、コンテナギア54Gと回転軸541とが一体化されている。胴部545は、筒状部52の他端部524で回転自在に支持されている。回転軸541は、コンテナ本体51から筒状部52に跨って架設されており、コンテナ本体51内に配置される第1部分54Aと、筒状部52内に配置される第2部分54Bとに分けられる。
フィルム部材546は、筒状保持片544に配設され、トナー排出口521にトナーを送り出す機能を備える。フィルム部材546は、矩形状の薄い可撓性PETフィルムであり、回転軸541の軸方向と直交する方向に突出して、筒状保持片544の周面に取り付けられている。フィルム部材546は、回転軸541の回転時に周回し、筒状部52の他端部524付近に存在するトナーを流動化させ、トナー排出口521に送り出す。
第1搬送部材55は、回転軸541と一体で、回転軸541の周面にスパイラル状に突設された搬送部材である。第1搬送部材55は、回転軸541の軸方向のほぼ全長に亘って形成されている。つまり、回転軸541の第1部分54A及び第2部分54Bの双方に相当する部分の周面上に、第1搬送部材55は形成されている。第1搬送部材55は、筒状部52側からコンテナ本体51側へ向かう第1搬送方向にトナーを搬送する。
第2搬送部材56は、回転軸541の外周に、回転軸541及び第1搬送部材55との間にギャップを置いて配置された中空のスパイラル状搬送部材である。換言すれば、第2搬送部材56は、第1搬送部材55よりも径方向外側に配置され、第1搬送部材55を備えた回転軸541が挿通される中空部を備えている。第2搬送部材56は、第1部分54Aに相当する領域にのみ配置されている。第2搬送部材56は、コンテナ本体51側から筒状部52側へ向かう第2搬送方向にトナーを搬送する。
一対の分散部材57は、回転軸541とほぼ同じ長さを有し且つ回転軸541と平行に配置される棒状の部材であって、第2搬送部材56の側部をそれぞれ連結する部材である。一の分散部材57と他の分散部材57とは、回転軸541の周方向に180度の間隔をおいて配置されている。一対の分散部材57は、その端部571Aにおいて連結ピース572Aによって連結されている。連結ピース572Aは、その中央部において、回転軸541の第1端部542付近に固着されている。第2端部543側も、同様な連結ピース572Bによって、一対の分散部材57の端部571Bが連結されている。すなわち、回転軸541と、第2搬送部材56及び分散部材57とは連結ピース572Aおよび572Bによって一体化されており、回転軸541が回転すると、第2搬送部材56及び分散部材57も一体回転する。分散部材57は、第1部分54A及び第2部分54Bの双方に跨って配置されている(図10〜図14)。
以下に、第1搬送部材55、第2搬送部材56および一対の分散部材57の構成を換言する。第2搬送部材56は複数の半円形のアーチ状搬送片からなり、一対の分散部材57によりこれらアーチ状搬送片が一体化され、その結果として、軸心付近に中空部を備えたスパイラル状の第2搬送部材56が形成されている。前記第2搬送部材56の中空部の内径は、第1搬送部材55のスパイラル外径よりも大きい。そして、前記中空部の中に、第1搬送部材55を周面に備えた回転軸541が同心状に挿通された態様が、本実施形態の回転部材54の構成である。なお、第1搬送部材55のスパイラル方向と、第2搬送部材56のスパイラル方向は逆方向である。
スパイラル片56Rは、一対の分散部材57間に跨る半円形のアーチ状搬送片である。スパイラル片56Rは、第2搬送部材56から第2端部543側(第2搬送方向下流側)に所定の間隔をおいて配設される。このスパイラル片56Rは、第2搬送部材56のアーチ状搬送片と略同じサイズである。しかし、スパイラル片56Rは、第2搬送部材56のアーチ状搬送片とはスパイラル方向が逆となるように、配設されている。スパイラル片56Rは、第1部分54Aにおける第2部分54Bとの境界部の近傍に、回転軸541の軸方向において、第2搬送部材56の端部561から所定の間隔を有して配置されている。スパイラル片56Rは、回転軸541の回転にともなって、分散部材57とともに回転される。スパイラル片56Rは、筒状部52側からコンテナ本体51側へ向かう第1搬送方向にトナーを搬送する。
第1フィルム80は、回転軸541の軸方向において、第2搬送部材56とスパイラル片56Rとの間に配置され、コンテナ本体51内のトナーを攪拌する機能を備える。換言すれば、第1フィルム80は、回転部材54の第1部分54Aのうち、コンテナ本体51側から筒状部52側へ向かう第2搬送方向下流側に配置される。また、第1フィルム80は、図10〜図14に示すように、T字型形状を有する薄い可撓性PPS(ポリフェニレンサルファイド)樹脂フィルムである。第1フィルム80は、後記のセンサー90が対向するコンテナ本体51の内壁を清掃する機能も備える。第1フィルム80は、回転軸541の周面から、該回転軸541の軸方向と直交する方向(回転軸541の径方向)に延伸され、回転軸541の周面上に固定される第1固定端部80aと、第2搬送部材56よりも径方向外側に配置される第1自由端部80bと、を備える(図10および図15参照)。
第1フィルム80のT字形状は、第1固定端部80aから径方向に延びる比較的幅狭の基端部80dと、この基端部80dから更に径方向外側に延び、基端部80dよりも幅広の先端部80eとで構成されている。先端部80eは、第2搬送部材56の最外径部分よりも径方向外側に位置している。第1自由端部80bの回転軸541の軸方向における長さは、第1固定端部80aの前記軸方向の長さよりも長く設定されている。また、第1固定端部80aの底辺には、長穴部80c(図10)が配設される。長穴部80cは、回転軸541に配設された保持片541a(図13)と係合する。該係合によって、第1フィルム80は回転軸541と一体的に回転駆動される。また、第1フィルム80は、コンテナ本体51の内壁面に当接する。なお、本実施形態では、第1フィルム80がコンテナ本体51の内壁面に当接する際の仮想的な食い込み量は、好ましくは13mm以上23mm以下とされる。
第2フィルム81は、第1フィルム80に対して回転軸541の周方向に間隔をおいて配置される。本実施形態では、第2フィルム81は、回転軸541の径方向において、第1フィルム80とは反対側に向かって延設される。より詳しくは、第2フィルム81は、第1フィルム80に対して周方向に180度の間隔をおいて配置される。第2フィルム81は、回転軸541の第1部分54Aの周面から径方向に向かって突設され、径方向において第2搬送部材56の外側まで延伸される。この際、第2フィルム81は、第1フィルム80よりも短い長さをもって延伸される。第2フィルム81は、第1フィルム80の固定端部80aよりも軸方向に小さな幅を備える矩形形状からなる。本実施形態では、第2フィルム81は、第1フィルム80よりも比較的硬いPETフィルムから構成される。図15(a)に示されるように、第2フィルム81は第2固定端部81bを備え、該第2固定端部81bは、第1フィルム80の第1固定端部80aと一体的に固定される。この結果、第2フィルム81は回転軸541と一体的に回転駆動される。また、第2フィルム81は第2自由端部81bを備え、該第2自由端部81bは、第1フィルム80の第1自由端部80bとは反対側に延伸される。また、第2フィルム81は、コンテナ本体51の内壁面に当接する。なお、本実施形態では、第2フィルム81がコンテナ本体51の内壁面に当接する際の仮想的な食い込み量は5mm以下とされる。
更に、第1フィルム80、第2フィルム81、第2搬送部材56、スパイラル片56Rの関係について換言する。回転軸541の軸方向のうち第1フィルム80が配置される領域では、回転軸541と交差する断面視で見た場合、回転軸541の周方向のうち第1フィルム80が第2搬送部材56の外縁部の回転軌道と交差する領域には、第2搬送部材56のスパイラル部分が配設されていない。このため、第1フィルム80が回転部材54の回転に伴って回転方向下流側に湾曲される場合であっても、第2搬送部材56のスパイラル部分と第1フィルム80とが干渉しにくい。
また、回転軸541の軸方向と交差する正面視において、第2搬送部材56のスパイラル部分のうち前記第2搬送方向下流側の端部561(図10、図11、図13参照)は、前記軸方向のうち第1フィルム80が配置される領域に第1の傾斜角度θ1(図11)をもって配置される。これに対し、スパイラル片56Rは、第2搬送部材56の前記端部561よりも前記第2搬送方向下流側に間隔をおいて、前記端部561と交差する第2の傾斜角度θ2(図11)をもって部分的にスパイラル状に配置される。第1フィルム80は、回転軸541の軸方向において少なくとも第2搬送部材56とスパイラル片56Rの間に配置される(図10)。そして、回転部材54が回転軸541回りに回転されると(図13、図14の矢印R1)、第1フィルム80は、筒状部52の内壁面に当接しながら周方向に湾曲される(図13、図14の矢印R2)。この結果、第1フィルム80は、第2搬送部材56とスパイラル片56Rとの間の空間が第2搬送部材56(端部561)およびスパイラル片56Rの傾斜に沿って広がる領域80Zに対向するように湾曲される。そして、第2フィルム81は、第2搬送部材56およびスパイラル片56Rと前記湾曲された第1フィルム80とによって画定される空間81Zに進入するように、回転軸541から突設される(図13)。したがって、回転軸541の周方向において、第2フィルム81が延伸される領域には、第2搬送部材56およびスパイラル片56Rが配置される。
<各部材のトナー搬送方向>
コンテナギア54Gに、回転軸541を所定の回転方向に回転させる回転駆動力が与えられると、第1搬送部材55及び第2搬送部材56は、それぞれのスパイラル方向に応じてトナーの搬送力を発生する。第2搬送部材56は、コンテナ本体51側から筒状部52(トナー排出口521)側に向かう方向(第2搬送方向)にトナーを搬送する。つまり、第2搬送部材56は、回転軸541の第1端部542側から第2端部543側に向けてトナーを搬送する。これに対し、第1搬送部材55は、トナーを筒状部52側からコンテナ本体51側に戻す方向(第1搬送方向)にトナーを搬送する。つまり、第1搬送部材55は、回転軸541の第2端部543側から第1端部542側に向けてトナーを搬送する。
一方、分散部材57は、第1搬送部材55及び第2搬送部材56によって搬送されるトナーを、回転軸541の径方向外側へ分散させる役目を果たす。すなわち、分散部材57は、第1搬送部材55又は第2搬送部材56のスパイラル片によって推進力を与えられたトナーの周囲に存在するトナーを、径方向外側へ分散する。これにより、トナーの前記第1搬送方向又は第2搬送方向への移動が促進される。
スパイラル片56Rは、第2搬送部材56のスパイラル方向と逆方向に配置されているので、前述のようにトナーを第1搬送方向に搬送する。スパイラル片56Rは、コンテナ本体51の筒状部52との境界部付近において、トナーを筒状部52からコンテナ本体へ積極的に戻す搬送力を発生させる。
<回転部材の動作説明>
以上の通り、本実施形態の回転部材54は、径方向内側(第1搬送部材55)と外側(第2搬送部材56)とで、互いに異なる方向にトナーを搬送する能力を有する。次に、この回転部材54によるトナー搬送動作を、図15に基づいて説明する。図15は、回転部材54によるトナーの搬送動作を説明するための、トナーコンテナ50の模式的な(A)側断面図および(B)断面図である。
図15(A)を参照して、第2搬送部材56は、回転駆動されることで、トナーに第2搬送方向へ向かう押圧力を与える。第2搬送部材56によって筒状部52に向かわされるトナーは、図中に矢印C1で示すように、専ら回転部材54の外周部付近を移動する。本実施形態では、筒状部52内には第2搬送部材56が存在しない。しかし、回転軸541の径方向で見て第2搬送部材56とほぼ同じ周回軌道上に存在する分散部材57が筒状部52の内周壁に近い部分のトナーを流動させるので、トナーの第2搬送方向への推進力は維持される。従ってトナーは、筒状部52内においても、その内周壁に近い部分において、矢印C1で示すように他端部524に向けて移動する。
第2搬送方向へ搬送されるトナーは、やがて筒状部52の他端部524に到達する。到達したトナーの一部は、フィルム部材546で押圧される形で、トナー排出口521から現像ハウジング60内に落下する。
一方、トナー排出口521から吐出されなかったトナーは、第1搬送部材55の駆動によって、図中に矢印C2で示すように、専ら筒状部52の回転軸541に近い部分において、第1搬送方向に逆搬送される。逆搬送されるトナーは、やがて筒状部52とコンテナ本体51との境界を通過し、分散部材57による分散効果も相俟って、コンテナ本体51に戻される。
この際、スパイラル片56Rは、上記の逆搬送機能をより促進する。筒状部52内においてトナーは、回転軸541の径方向外側への逃げ場が制限されており、筒状部52とコンテナ本体51との境界部付近においても、トナーの逃げ場が比較的少ない。このような前記境界部付近において、スパイラル片56Rの回転によって、トナーを筒状部52からコンテナ本体51へ送り出す、図15(A)の矢印C3方向の押圧力を発生させることができる。矢印C3方向に押し戻されたトナーは、分散部材57の回転駆動によって、回転部材54の径方向外側へ分散される。従って、第2搬送部材56によって第2搬送方向へ順方向搬送されるトナーと、第1搬送部材55によって第1搬送方向へ逆方向搬送されるトナーとの衝突が緩和され、トナーの筒状部52からコンテナ本体51への戻りを円滑に行わせることができる。
このように、本実施形態のトナーコンテナ50においては、第2搬送部材56によって一旦、筒状部52に送り出されたトナーが、第1搬送部材55によってコンテナ本体51に戻される循環搬送機能が具備されている。このため、筒状部52の先端にトナー排出口521が設けられた構造のトナーコンテナ50であっても、トナー排出口521の近傍においてトナーが凝集することを抑止できる。
すなわち、筒状部52は、第2搬送部材56のスパイラル外径よりやや大きい内径を有する程度の狭小な筒状内部空間を備える部位である。このような筒状部52を有するトナーコンテナ50において、回転部材54に第2搬送方向にトナーを搬送する機能のみが備えられている場合、トナーの送り量に対して吐出量が少ないと、やがてトナーは行き場を失い筒状部52内で押し固められ、ついには凝集化する。そうすると、トナー排出口521がトナーの凝集体で塞がれ、トナーが吐出できなくなる不具合が生じる。
これに対して本実施形態のトナーコンテナ50では、第1搬送部材55が筒状部52内に配置され、トナーを第1搬送方向へ逆方向送りする搬送機能を備えるので、トナーが押し固められることはない。すなわち、筒状部52においては、径方向外側にはトナーの逃げ場が無いので、トナーは筒状部52の軸心方向に向かおうとする。その軸心部分には第1搬送部材55が配置され、トナーを第1搬送方向に搬送する。従って、トナーが凝集化する前に、トナーを筒状部52からコンテナ本体51へ効率良く戻すことができる。
<第1、第2フィルムの作用について>
上記のように、本実施形態では、回転部材54が、第1搬送部材55と、第2搬送部材56とを備える。これによって、第2搬送部材56が回転して描かれる円筒形状部の内外部では、トナーの軸方向の動きが円滑に実行される。一方、トナーコンテナ50の設置環境などによって、トナーの流動性が悪い場合、第2搬送部材56の回転力が及びにくい円筒形状部の更に外側では、トナーコンテナ51内に貯留されているトナーがトンネル状に凝集することがある。図17は、このようなトナーの凝集を説明するためのトナーコンテナの模式的な(A)側断面図および(B)断面図である。図17の領域Dにトンネル状のトナーの凝集が示される。このような場合であっても、本実施形態では、回転軸541に配置された第1フィルム80(第1可撓性部材)が、円筒形状部の外側に配置されるトナーを攪拌することが可能となる。図16は、回転部材54の回転軸541回りの回転に伴う、第1フィルム80および第2フィルム81の動きを示した断面図である。
図15および図16に示すように、第1フィルム80は、コンテナ本体51内で、回転軸541と一体で矢印R1方向に回転される。この際、図16(A)の状態から、図16(B)の状態まで、回転軸541が矢印R1方向に90度回転すると、第1フィルム80が回転方向上流側(矢印R1の逆方向)に撓みながら、第2側壁513の内壁に当接する。
更に、回転軸541の回転にともなって、第1フィルム80は、第2側壁513、底壁511、第1側壁512の各内壁に順に当接しながら、内壁付近のトナーを矢印R1方向に移動させる(図16(B)乃至図16(D))。また、第1フィルム80はPPSフィルムからなるため、先端部が第1側壁512の内壁から離れる際に第1フィルム80の弾性力が解放され、第1フィルム80が周囲のトナーを弾くように作用する。このため、周囲のトナーの流動を促進することが可能となる。ここで、第1フィルム80において、自由端部80bの回転軸541の軸方向における長さは、固定端部80aの回転軸541における軸方向の長さよりも長く設定されている。このため、第1フィルム80の自由端部80bが、コンテナ本体51内でより広い範囲でトナーを攪拌することが可能となる。
また、第1フィルム80は、回転軸541の軸方向において、第1部分54Aの第1方向側、すなわち第1部分54Aと第2部分54Bとの境界付近に配置されている。このため、第2搬送部材56、分散部材57およびスパイラル片56Rによって、第1部分から第2部分側に移動されたトナーは、該第1フィルム80の回転力によって、コンテナ本体51の上方に押し上げられる。第1フィルム80の上方に押し上げられたトナーは、コンテナ本体51内で、第1方向側にトナーの山が崩れるように移動し(図15の点線S参照)、再び、第2搬送部材56によって、第2方向に搬送される。このように、第1フィルム80の回転によって、回転部材54よりも上方に位置するトナーに、循環流が生じる。したがって、トナーの流動性が悪化する環境下においても、トナーがコンテナ本体51内でトンネル状に凝集することが抑止される。
更に、本実施形態では、図15(B)に示すように、センサー90が、第2側壁513のうち第1フィルム80の自由端部80bが当接する位置に対向して配設されている。センサー90は、トナーコンテナ50内に収容されているトナーを検知することで、トナーコンテナ50の交換時期を通知するために使用される。
センサー90は、平板状の磁気センサーであって、トナーコンテナ50内のトナー残量に応じた電圧信号を出力する。すなわち、センサー90と対向する位置にトナーが存在していると、センサー90は高い電圧を出力し、トナーが存在していないとセンサー90は低い電圧を出力する。しかしながら、トナーコンテナ50の各内壁には、トナーが付着することがある。そして、センサー90が対向する第2側壁513の内壁にトナーが付着したまま、トナーコンテナ50内のトナーが空に近づくと、センサー90は誤って高い電圧を出力し続け、トナーコンテナ50内のトナーが空であることを正しく検知することができない。
このような場合であっても、本実施形態では、第2側壁513の内壁のうち、センサー90が対向する部分に、第1フィルム80の自由端部80bが当接しながら回転する。このため、自由端部80bが第2側壁513の内壁に付着したトナーを掻き取ることが可能となる。したがって、トナーコンテナ50内のトナー量の誤検知が抑制される。
一方、図16(A)から図16(D)に示されるように、第1フィルム80が底壁511の内壁に沿って、換言すれば回転部材54の第2搬送部材56の外周縁に沿って湾曲しながら回転されると、回転部材54の内部でトナーが滞留する場合がある。前述のように、回転部材54が回転軸541回りに回転されると(図13、図14の矢印R1)、第1フィルム80は、第2搬送部材56とスパイラル片56Rとの間の空間が第2搬送部材56(端部561)およびスパイラル片56Rの傾斜に沿って広がる領域80Zに対向するように湾曲される。この際、回転部材54の回転に伴って、第2搬送部材56は図13の矢印AD1で示す方向にトナーを搬送する。また、スパイラル片56Rは、図13の矢印AD2で示す方向にトナーを搬送する。したがって、この2つのトナーの流れは、第2搬送部材56とスパイラル片56Rとの間で衝突される。更に、上記のように、第1フィルム80は第2搬送部材56とスパイラル片56Rとの間に対向するように湾曲される。この結果、上記の衝突したトナーは、第2搬送部材56と、スパイラル片56Rと、第1フィルム80との間の空間(中空部)に閉じ込められ、滞留しやすくなる。
このような場合であっても、本実施形態では、第2フィルム81が、第2搬送部材56およびスパイラル片56Rと前記湾曲された第1フィルム80とによって画定される空間81Zに進入するように、回転軸541から突設される(図13)。このため、回転部材54の回転に伴って、第2フィルム81が前記中空部のトナーを回転軸541の径方向外側に送り出す機能を備える。この結果、回転部材54の前記中空部(領域81Z)において、トナーが滞留することが好適に抑止される。また、第2フィルム81は、第1フィルム80よりも短い長さをもって回転軸541から延伸される。このため、第2フィルム81が第2搬送部材56やスパイラル片56Rとの間で第1フィルム80のような閉空間を形成し、トナーの滞留が生じることが抑止される。また、第1フィルム80と同様に、回転部材54の回転に伴って、第2フィルム81の先端部が第1側壁512の内壁から離れる際に第2フィルム81の弾性力が解放され、第2フィルム81が周囲のトナーを弾くように作用する。この結果、上記の第2フィルム81の作用が一層発現され、第2フィルム81が中空部のトナーを径方向外側に掻きだすことができる。
更に、本実施形態では前述のように、第1フィルム80がPPS樹脂から構成され、第2フィルム81は第1フィルム80よりも比較的硬いPET樹脂から構成される。このため、第1フィルム80がセンサー90の対向部を清掃しながら回転するにあたり、センサー90の対向部に接触しない程度の短い第2フィルム81がその後方を回転される。したがって、第2フィルム81の回転が、第1フィルム80の清掃機能を阻害することが抑止される。
以上、本発明の実施形態に係るトナーコンテナ50及び画像形成装置1について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。
(1)上記実施形態では、現像剤収容容器の具体例としてトナーコンテナ50を例示した。現像剤収容容器は、例えばトナー貯留部と現像ローラー等とが一体化された現像ユニットであっても、トナーコンテナと現像装置との間に介在される中間ホッパー等であっても良い。
(2)上記実施形態では、分散部材57が、回転軸541の軸方向全長に亘って形成されている例を示した。分散部材57は、これに限られるものではなく、第1部分54Aのみに配設される態様でも良い。
(3)先の実施形態に係る回転部材54では、第2フィルム81は、径方向において第1フィルム80の反対側に延伸される態様にて説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。第2フィルム81は、第1フィルム80に対して周方向に所定の角度分だけ間隔をおいて、回転軸541から延伸されてもよい。
<実施例>
次に、上記の実施形態に係る回転部材54を用いて実施した実施例の結果について説明する。なお、各実験は以下の諸元及び条件で行った。
回転部材54:
・回転数:120rpm
・第1搬送部材55:直径7mm、スパイラルピッチ10mm、軸径5mm
・第2搬送部材56:最大外径21mm、最小外径17mm、内径14mm、スパイラルピッチ20mm。なお、第2搬送部材56は樹脂成型によって、回転軸541の軸方向に引き抜かれて形成される。このため、第2搬送部材56の外径は、コンテナ本体51から筒状部52に向かうに連れて、僅かに縮小されている。
・分散部材57:円周方向厚み1mm
トナーコンテナ50:
・コンテナ本体51:最大厚み40mm、最小厚み20mm、長さ100mm
・筒状部52:最小内径18mm、長さ65mm
第1フィルム80:
・材質:PPS樹脂フィルム、厚さ0.1mm、コンテナ本体51の壁面への食い込み量は可変。
第2フィルム81:
・材質:PET樹脂フィルム、厚さ0.1mm、コンテナ本体51の壁面への食い込み量は可変。
<実験1>
上記の実験条件において、第1フィルム80および第2フィルム81の有無条件を変化させた上で、トナーコンテナ50から排出されるトナー排出量を測定した。実験は、トナー排出口521を塞いだ状態で、回転部材54を1時間、事前駆動させた場合と、前記事前駆動を行わない場合とで行った。
Figure 0005740385
表1に示すように、事前に回転部材54を1時間駆動させ、トナーが凝集しやすい条件を設定した場合、第2フィルム81の有無によって、トナー排出量が変化した。すなわち、第2フィルム81がない場合、回転部材54の中空部におけるトナーの滞留に起因して、トナー排出量が0.05(g/sec)まで低下している。一方、第2フィルム81が備えられることによって、前記トナー排出量は、事前駆動がない場合まで回復される。
<実験2>
先の実験条件において、同様にトナーコンテナ50のトナー排出口521を閉じた状態で、回転部材54の1時間の事前駆動を行い、回転部材54のトルクアップによる駆動不良の確認、および、現像装置33を画像形成装置1に装着し印字動作を行った上で、コンテナ本体51の壁面の清掃不良を確認した。画像形成装置1では、前記壁面の清掃不良が生じた場合、トナーコンテナ50内のトナーが空であるにもかかわらず、該状態が正常に検知されないトナーエンプティ不良が発生する。なお、本実験は、第2フィルム81の食い込み量Yを1mm、第1フィルム80が配置される領域での第2搬送部材56の平均外径Zを18mmとし、第1フィルム80の食い込み量Xを変化させて行った。同実験の結果を表2に示す。
Figure 0005740385
この結果、表2に示されるように、0.7×Z<X<1.3×Zの範囲において、回転部材54の回転トルクが安定して低く維持され、また、トナーエンプティ不良が発生しないことが確認された。なお、第1フィルム80の食い込み量Xが12.5mmの場合には、僅かながらトナーエンプティが発生し(表2で△)、第1フィルム80の食い込み量Xが24mmの場合には、若干のトルクアップが発生した(表2で△)。
<実験3>
次に、先の実験条件において、第2フィルム81の長さが変化された場合の回転部材54内のトナーの滞留について評価した。なお、本実験は、第1フィルム80の食い込み量Xを18mm、第1フィルム80が配置される領域での第2搬送部材56の平均外径Zを18mmとし、第2フィルム81の食い込み量Yを変化させて行った。同実験の結果を表3に示す。
Figure 0005740385
この結果、表3に示されるように、0<Y<5mmの範囲において、第2フィルム81が回転部材54の中空部のトナーを安定して径方向に外側に掻きだし、トナー排出量が安定して維持されることが知見された。なお、なお、第2フィルム81の食い込み量Yが0mmの場合には、第2フィルム81がコンテナ本体51の内壁に当接しないため、第2フィルム81が湾曲しない。このため、トナーの凝集は生じないものの、トナーの吐き出し効果がやや低下された。また、第2フィルム81の食い込み量Yが5mmの場合には、第2フィルム81が第2搬送部材56の外周縁に部分的に巻きつくため、同様に、トナーの凝集は生じないものの、トナーの吐き出し効果がやや低下された。なお、表3には示していないが、第2フィルム81が備えられていない場合には、回転部材54の中空部にトナーの凝集が確認された。
1 画像形成装置
10 本体ハウジング
31 感光体ドラム(像担持体)
33 現像装置
331 現像ローラー
50 トナーコンテナ(現像剤収容容器)
51 コンテナ本体(容器本体)
511 底壁
512 第1側壁
513 第2側壁
514 第3側壁
52 筒状部
521 トナー排出口(現像剤排出口)
53 蓋部材
54 回転部材
541 回転軸
544 筒状保持片
546 フィルム部材
55 第1搬送部材
56 第2搬送部材
56R スパイラル片
57 分散部材
80 第1フィルム(第1可撓性部材)
81 第2フィルム(第2可撓性部材)
90 センサー

Claims (7)

  1. 一の方向に延びる底壁を有し、現像剤を収容する容器本体と、
    前記底壁に連なって前記容器本体から突設され、前記現像剤が排出される現像剤排出口が備えられた筒状部と、
    前記容器本体から前記筒状部に亘って架設され、前記容器本体内の現像剤を搬送する回転部材と、を備え、
    前記回転部材は、
    前記底壁の延びる方向に延在し、前記容器本体内に位置する第1部分と、前記筒状部内に位置する第2部分とを備える回転軸と、
    前記回転軸の前記第2部分の周面上にスパイラル状に突設され、前記回転軸と一体回転すると共に、前記筒状部側から前記容器本体側へ向かう第1搬送方向に前記現像剤を搬送する第1搬送部材と、
    前記第1部分において、前記第1搬送部材よりも径方向外側にスパイラル状に配置され、前記第1搬送部材を備えた前記回転軸が挿通される中空部を備え、前記回転軸と一体回転すると共に、前記容器本体側から前記筒状部側へ向かう第2搬送方向に前記現像剤を搬送する第2搬送部材と、
    前記回転軸の前記第1部分の周面から前記回転軸の径方向に向かって突設され、前記径方向において前記第2搬送部材の外側まで延伸される第1可撓性部材と、
    前記第1可撓性部材に対して前記回転軸の周方向に間隔をおいて、前記回転軸の前記第1部分の周面から前記径方向に向かって突設され、前記径方向において前記第2搬送部材の外側まで、前記第1可撓性部材よりも短い長さをもって延伸される第2可撓性部材と、
    前記第2搬送部材の前記端部よりも前記第2搬送方向下流側に間隔をおいて、前記第2搬送部材の前記端部と交差する第2の傾斜角度をもってスパイラル状に配置され、前記第1搬送方向に前記現像剤を搬送する第3搬送部材と、
    を有し、
    前記回転軸の軸方向と交差する方向から見た正面視において、前記第2搬送部材の前記スパイラル部分のうち前記第2搬送方向下流側の端部は、前記軸方向のうち前記第1可撓性部材が配置される領域に前記回転軸に対して第1の傾斜角度をもって配置され、
    前記回転軸の軸方向のうち前記第1可撓性部材が配置される領域において、前記回転軸と交差する断面視で見た場合、前記回転軸の周方向のうち前記第1可撓性部材が前記第2搬送部材の外縁部の回転軌道と交差する領域には、前記第2搬送部材のスパイラル部分が配設されておらず、
    前記第1可撓性部材は、前記軸方向において少なくとも前記第2搬送部材と前記第3搬送部材との間に配置されるとともに、前記第2搬送部材と前記第3搬送部材との間の空間が前記第2搬送部材および第3搬送部材の傾斜に沿って広がる領域に対向するように、前記回転部材の前記回転軸回りの回転に伴って前記回転軸の周方向に湾曲し、
    前記第2可撓性部材は、前記第2搬送部材および前記第3搬送部材と前記湾曲した第1可撓性部材とによって画定される空間に進入するように、前記回転軸から前記径方向に突設されることを特徴とする現像剤収容容器。
  2. 前記第1および前記第2可撓性部材は、前記回転軸の前記第1部分のうち前記第2搬送方向下流側の前記周面から延伸されることを特徴とする請求項1に記載の現像剤収容容器。
  3. 前記第2可撓性部材は、前記回転軸の径方向において、前記第1可撓性部材とは反対側に向かって前記回転軸から突設されることを特徴とする請求項1または2に記載の現像剤収容容器。
  4. 前記筒状部は、断面円形状の内壁面を有し、
    前記容器本体の前記底壁は、前記第2搬送部材の径方向における最突出部分の回転軌跡に対応した半円形状の内壁面を有し、該半円形状の内壁面は前記筒状部の前記円形状の内壁面に連設されており、
    前記容器本体は、前記底壁の一端縁から上方に延びる第1側壁と、前記底壁の他端縁から上方に延び前記第1側壁と対向する第2側壁と、を有し、
    前記第1および第2可撓性部材が前記回転軸とともに回転されることによって、前記第1および第2可撓性部材の先端部が、前記第1側壁の内壁から前記底壁を介して前記第2側壁の内壁まで順に当接することを特徴とする請求項1乃至の何れか1項に記載の現像剤収容容器。
  5. 前記容器本体内に収容されている前記現像剤を検知するセンサーをさらに備え、
    前記センサーは、前記第1側壁または前記第2側壁のうち、前記第1可撓性部材の先端部が当接する位置に対向して取り付けられていることを特徴とする請求項に記載の現像剤収容容器。
  6. 前記第1可撓性部材および前記第2可撓性部材は、前記回転軸と直交する断面において、下記の式を満たすことを特徴とする請求項に記載の現像剤収容容器。
    0.7×Z<X<1.3×Z (0<Y<5mm)
    (X:前記第1可撓性部材の前記容器本体に対する最大食い込み量(mm)、Y:前記第2可撓性部材の前記容器本体に対する最大食い込み量(mm)、Z:前記第1可撓性部材が配置される領域での前記第2搬送部材の平均外径)
  7. 周面に現像剤像を担持する像担持体と、
    前記像担持体の周面に現像剤を供給する現像ローラーを含む現像装置と、
    前記現像装置に組み付けられ、前記現像装置に現像剤を補給する、請求項1〜のいずれか1項に記載の現像剤収容容器と、
    を備える画像形成装置。
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