JP5802799B2 - トナー搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー搬送装置及びこのトナー搬送装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置においては、感光体ドラム等の表面に形成された静電潜像に現像器からトナーを供給することで、現像処理を行っている。また、このような現像処理に用いられるトナーは、トナーコンテナや中間ホッパー等のトナー収納容器から現像器に供給されている。

通常、上記したトナー収納容器の周壁には、種々の目的で開口部が設けられている。例えば特許文献１には、トナー収納容器の周壁にトナー充填用の開口部（特許文献１では、「充填口２ａ」）を設け、トナー充填の完了後に開口部にキャップを圧入して、開口部を封止する構成が開示されている。

特開２００５−１５６８３７号公報

しかしながら、上記した従来技術においては、開口部へのキャップの圧入のみによりキャップをトナー収納容器の周壁に固定しているため、通常よりも大きな寸法誤差や組付誤差が発生しているような場合にキャップの固定強度が不十分となり、トナーの流動等に伴う負荷によってキャップがトナー収納容器の周壁から脱落してしまう虞があった。

そこで、本発明は上記事情を考慮し、部品点数を増加させることなくキャップの固定強度を高めて、キャップがトナー収納容器の周壁から脱落するのを防止することを目的とする。

本発明のトナー搬送装置は、トナーを収納する第１トナー収納容器と、前記第１トナー収納容器と現像器の間に配置される第２トナー収納容器と、を備え、前記第２トナー収納容器は、トナーを排出する排出口が底壁に設けられると共に開口部が周壁に設けられる容器本体と、該排出口の外周に沿って前記底壁の下面に貼着されたトナーシールと、該開口部を閉止するキャップと、を備え、前記トナーシールは、前記底壁の下面から前記周壁の外面に延出されて前記キャップに貼着され、該キャップの脱落防止機能を備えていることを特徴とする。

このような構成を採用することで、キャップの周壁に対する固定強度を高めることが可能となり、通常よりも大きな寸法誤差や組付誤差が発生しているような場合であっても、キャップが第２トナー収納容器の周壁から脱落してしまうのを防止することが可能となる。また、トナーシールにキャップの脱落防止機能を持たせることで、部品点数を増加させることなくキャップの脱落を防止することが可能となり、装置の構成の簡易化を図ることが可能となる。

本発明のトナー搬送装置は、前記第１トナー収納容器は、回転可能に設けられる攪拌部材と、回転可能に設けられる搬送部材と、前記攪拌部材及び前記搬送部材に接続される駆動部と、を備え、前記駆動部により前記攪拌部材及び前記搬送部材を回転させることで、前記第１トナー収納容器内のトナーが攪拌されつつ前記第２トナー収納容器に供給されても良い。

本発明のトナー搬送装置は、前記第２トナー収納容器は、前記容器本体に回転可能に設けられる搬送手段と、前記搬送手段に接続される駆動源と、を備え、前記駆動源が回転すると、この回転が前記搬送手段に伝達されて前記搬送手段が回転し、前記第２トナー収納容器内のトナーが前記排出口を介して前記現像器内に導入されても良い。

また、本発明のトナー搬送装置は、該搬送手段の前記周壁側の端部が前記キャップに軸支されていても良い。

このような構成を採用することにより、開口部の閉止機能と搬送手段の軸支機能の両方をキャップに持たせることが可能となり、キャップの機能の向上を図ることが可能となる。

また、本発明の画像形成装置は、上記したいずれかのトナー搬送装置を備えていることを特徴とする。

本発明は、部品点数を増加させることなくキャップの固定強度を高めて、キャップがトナー収納容器の周壁から脱落するのを防止することを可能とする。

本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの構成の概略を示す模式図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーを示す正面側からの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーを示す背面側からの側断面図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口が開放されている状態を示す左側からの側断面図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、トナーシールの構成を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口の近傍を示す背面側からの斜視図である。 本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口が閉止されている状態を示す左側からの側断面図である。

まず、図１を用いてモノクロプリンター１の全体の構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの構成の概略を示す模式図である。

モノクロプリンター１は、箱型形状のプリンター本体２を備えており、プリンター本体２の下部には転写紙（図示せず）を収納した給紙カセット３が設けられ、プリンター本体２の上端には排紙トレイ４が設けられている。プリンター本体２の一側面（図面上右側面）の下部には、開閉可能な手差しトレイ５が設けられている。

プリンター本体２の下部中央には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）で構成される露光器６が配置され、プリンター本体２の一側（図面上右側）には、画像形成部７が設けられている。画像形成部７には、感光体ドラム８が回転可能に設けられており、感光体ドラム８の周囲には、帯電器１０と、現像器１１と、転写部１２と、クリーニング装置１３と、除電器１４とが、転写プロセス順に配置されている。

現像器１１の下部には一対の攪拌ローラー１５が設けられ、攪拌ローラー１５の上方には磁気ローラー１６が設けられ、磁気ローラー１６の上方には現像ローラー１７が設けられている。現像器１１の上方には、トナー搬送装置１８が設けられている。トナー搬送装置１８の詳細については後述する。

プリンター本体２の一側（図面上右側）には、転写紙の搬送経路１９が設けられている。搬送経路１９の上流端には給紙部２０及び手差し給紙部２１が設けられ、搬送経路１９の下流部には定着部２２が設けられ、搬送経路１９の下流端には排紙口２３が設けられている。プリンター本体２の一端（図面上右端）には、反転経路２４が設けられている。

次に、このような構成を備えたモノクロプリンター１の画像形成動作について説明する。

モノクロプリンター１に電源が投入されると、各種パラメーターが初期化され、定着部２２の温度設定等の初期設定が実行される。そして、モノクロプリンター１に接続されたコンピューター等から画像データが入力され、印刷開始の指示がなされると、以下のようにして画像形成動作が実行される。

まず、帯電器１０によって感光体ドラム８の表面が帯電された後、露光器６からのレーザー光により感光体ドラム８に対して画像データに対応した露光が行われ、感光体ドラム８の表面に静電潜像が形成される。次に、この静電潜像を、現像器１１がトナーによりトナー像に現像する。

一方、給紙部２０又は手差し給紙部２１によって給紙カセット３又は手差しトレイ５から取り出された転写紙は、上記した画像形成動作とタイミングを合わせて転写部１２へと搬送され、転写部１２において感光体ドラム８上のトナー像が転写紙に転写される。トナー像を転写された転写紙は、搬送経路１９を下流側へと搬送されて定着部２２に進入し、この定着部２２において転写紙にトナー像が定着される。トナー像が定着された転写紙は、排紙口２３から排紙トレイ４に排出される。なお、感光体ドラム８上に残留したトナー及び電荷は、クリーニング装置１３及び除電器１４によって除去される。

次に、図１〜図７を用いて、トナー搬送装置１８について説明する。以下、説明の便宜上、図１における手前側をトナー搬送装置１８の正面側として説明する。図１は、前述のように、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの構成の概略を示す模式図である。図２は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーを示す正面側からの斜視図である。図３は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーを示す背面側からの側断面図である。図４は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口が開放されている状態を示す左側からの側断面図である。図５は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、トナーシールの構成を示す断面図である。図６は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口の近傍を示す背面側からの斜視図である。図７は、本発明の一実施形態に係るモノクロプリンターの中間ホッパーにおいて、排出口が閉止されている状態を示す左側からの側断面図である。

図１に示されるように、トナー搬送装置１８は、プリンター本体２の上部に設けられたトナーコンテナ２５（第１トナー収納容器）と、このトナーコンテナ２５と現像器１１の間に配置されたトナー収納容器としての中間ホッパー２６（第２トナー収納容器）と、を備えている。

トナーコンテナ２５には、例えば磁性トナー及びキャリアにより構成される２成分現像剤（以下、単に「トナー」と称する）が収納されている。トナーコンテナ２５は、プリンター本体２に設けられたトナーコンテナ装着部（図示せず）に着脱可能に装着されており、トナーを使い切った時には、必要に応じて交換できるようになっている。

トナーコンテナ２５の下部には、左右一対の攪拌部材２７が回転可能に設けられており、右側の攪拌部材２７の右下方には、搬送部材２８が回転可能に設けられている。各攪拌部材２７及び搬送部材２８は、トナーコンテナ２５に対して着脱可能なコンテナ駆動ユニット（図示せず）に設けられたコンテナ駆動モーター（駆動部）と接続されている。そして、コンテナ駆動モーターにより攪拌部材２７及び搬送部材２８を回転させることで、トナーコンテナ２５内のトナーが、攪拌されつつ中間ホッパー２６に供給されるように構成されている。

図２、図３に示されるように、中間ホッパー２６は、上面が開口された容器本体３０と、この容器本体３０の上面を覆う蓋体３１と、を備えている。

図４に示されるように、容器本体３０の前壁３２の下端には、挿通穴３３が設けられている。容器本体３０の後壁３４には、挿通穴３３と対応する高さに、後方に向かって筒状の周壁としての突出壁３５が設けられており、この突出壁３５の後端に設けられた開口部３６にキャップ３７が圧入されている。キャップ３７には、突出壁３５の内面に圧接する円筒部３８と、円筒部３８の前面を閉止する平板部４０と、平板部４０の中央に設けられた凹部状の軸支部４１と、円筒部３８の後端に設けられて開口部３６に密接するフランジ部４２と、を備えている。

容器本体３０の底壁４３の後部には排出口４４が穿設されており、この排出口４４の外周に沿って、底壁４３の下面にトナーシール４５が貼着されている。図５に最も良く示されるように、トナーシール４５は、弾性材で形成される中間層４６と、ＰＥＴフィルム等の樹脂フィルム材で形成されて中間層４６の上下両面を被覆する表面層４７ａ、４７ｂと、を備えた三層構造を成している。なお、本実施形態では、上記弾性材として、スポンジ材を用いている。

中間層４６の上面には上側の表面層４７ａの下面が接合され、中間層４６の下面には、下側の表面層４７ｂの上面が接合されている。中間層４６の後部には、上面から下面まで中間排出穴４８が穿設され、各表面層４７ａ、４７ｂの後部には、中間排出穴４８と対応する位置に、表面排出穴５０ａ、５０ｂがそれぞれ穿設されている。以下、中間排出穴４８と表面排出穴５０ａ、５０ｂを合わせて、排出穴５１と称する。上側の表面層４７ａの上面は、排出口４４に沿って底壁４３の下面に貼着されている。

下側の表面層４７ｂの後端部には、上方に向かって略垂直に折曲された折曲部５２が設けられており、この折曲部５２によって、中間層４６の後端面及び上側の表面層４７ａの後端部が覆われている。図４に示されるように、折曲部５２は突出壁３５の後面に延出されており、折曲部５２の内面に形成された貼着面５３が、キャップ３７のフランジ部４２に貼着されている。折曲部５２の上下方向中央には、上方に向かって先細り形状を成すテーパー部５４（図６参照）が設けられている。折曲部５２の上端部は前方に折り返されており、この前方に折り返された部分の貼着面５３が、突出壁３５の上面に貼着されている。

トナーシール４５の下方には、シャッター５５が設けられている。シャッター５５は、容器本体３０に設けられたガイドレール（図示せず）に前後方向スライド可能に支持されている。シャッター５５は、容器本体３０に設けられたバネ部材５６（図３及び図６参照）によって後方に付勢されている。シャッター５５の前端部には、後方に向かって当接部５７が設けられている。

図３、図４に示されるように、容器本体３０には、排出口４４の上方に、搬送手段としての搬送スクリュー５８が回転可能に設けられ、搬送スクリュー５８には回転軸６０が前後方向に設けられている。回転軸６０は、前壁３２の挿通穴３３に貫挿される前側部分６１と、この前側部分６１と同軸上に設けられて、前側部分６１の後端部に連結される後側部分６２と、を備えている。

前側部分６１は、挿通穴３３を介して前壁３２の前方に突出している。前側部分６１の前端部には、搬送ギア６３が設けられている。前側部分６１の後端部には、嵌合受部６４が設けられている。

後側部分６２の前端部には凹部状の嵌合部６５が設けられており、この嵌合部６５を前側部分６１の嵌合受部６４に嵌合させることにより、前側部分６１に後側部分６２が連結されるように構成されている。後側部分６２の外周には、排出口４４よりも前方にスパイラルフィン６６が同心で設けられている。後側部分６２の外周には、排出口４４よりも後方に、突出壁３５の内面と所定の間隔を介して仕切壁６７が設けられている。後側部分６２の後端部は、キャップ３７の軸支部４１に軸支されている。

図３に最も良く示されるように、容器本体３０には、搬送スクリュー５８の左上方に第１攪拌パドル６８が回転可能に設けられ、第１攪拌パドル６８の前端部には第１攪拌ギア７０（図２参照）が設けられている。第１攪拌パドル６８の左方には、第２攪拌パドル７１が回転可能に設けられ、第２攪拌パドル７１の前端部には第２攪拌ギア７２が設けられている（図２参照）。

図２に最も良く示されるように、容器本体３０の前下部には駆動モーター７３（駆動源）が装着され、駆動モーター７３には右上方に向かってモーター軸７４が設けられている。モーター軸７４にはウォーム７５が固定され、ウォーム７５の右側には搬送ギア６３が噛合している。そして、駆動モーター７３のモーター軸７４が回転すると、この回転がウォーム７５及び搬送ギア６３を介して回転軸６０の前側部分６１に伝達されて、搬送スクリュー５８が回転するように構成されている。そして、この搬送スクリュー５８の回転に伴って、中間ホッパー２６内のトナーが、排出口４４及び排出穴５１を介して、現像器１１内に導入されるようになっている（図４の矢印参照）。

駆動モーター７３のモーター軸７４に固定されたウォーム７５の左側は、攪拌ギアユニット７６を介して、第１攪拌ギア７０及び第２攪拌ギア７２と接続されている。そして、駆動モーター７３のモーター軸７４が回転すると、この回転がウォーム７５及び攪拌ギアユニット７６を介して第１攪拌ギア７０及び第２攪拌ギア７２に伝達されて、第１攪拌パドル６８及び第２攪拌パドル７１が回転するように構成されている。そして、この各攪拌パドル６８、７１の回転に伴って、中間ホッパー２６内のトナーが、攪拌されつつ搬送スクリュー５８の方向に移送されるようになっている。

前述の如く容器本体３０の上面を覆う蓋体３１は、容器本体３０に対して超音波溶着されている。蓋体３１の左右方向中央部付近には導入口７７が設けられ、この導入口７７を介して、トナーコンテナ２５から搬送されるトナーが中間ホッパー２６の内部に導入されるように構成されている。

上記の如く構成されたものにおいて、シャッター５５の開閉動作について説明する。

中間ホッパー２６を現像器１１に組み付ける前の状態においては、バネ部材５６の付勢力によりシャッター５５が底壁４３の後部側に配置されており、容器本体３０の排出口４４がシャッター５５によって閉止されている（図７参照）。この状態から中間ホッパー２６をスライドさせながら現像器１１に組み付けて行くと、図４に示されるように、シャッター５５の当接部５７が現像器１１の上端に設けられた押圧部８０によって押圧され、バネ部材５６の付勢力に抗してシャッター５５が容器本体３０に対して前方にスライドする。これに伴って容器本体３０の排出口４４が開放され、排出口４４、排出穴５１及び現像器１１に設けられた受給口８１を介して、容器本体３０の内部と現像器１１の内部が連通する。

また、中間ホッパー２６を現像器１１から取り外すと、シャッター５５の当接部５７に対する現像器１１の押圧部８０の押圧が解除される。これに伴って、バネ部材５６の付勢力によりシャッター５５が容器本体３０に対して後方にスライドし、シャッター５５によって排出口４４が閉止される（図７参照）。

本実施形態では前述の如く、トナーシール４５の下側の表面層４７ｂをＰＥＴフィルムで形成しているため、上記の如くシャッター５５が開閉する際に、シャッター５５とトナーシール４５の間に生じる摩擦力を軽減して、シャッター５５の開閉を円滑に行うことが可能となる。また、中間層４６がスポンジ材で形成されているため、現像器１１に対して中間ホッパー２６を組み付けた際には、トナーシール４５の下側の表面層４７ｂが、受給口８１の周囲において現像器１１の上面に弾性的に密着する。そのため、中間ホッパー２６と現像器１１の間のシール性を高めて、トナーの漏洩を防止することが可能となる。

次に、搬送スクリュー５８の中間ホッパー２６への組付けの一例について説明する。

まず、搬送スクリュー５８の回転軸６０の前側部分６１を、前壁３２の挿通穴３３に前方から貫挿させる。次に、搬送スクリュー５８の回転軸６０の後側部分６２を、開口部３６から突出壁３５の内側の空間に後方から挿入していき、後側部分６２の嵌合部６５を前側部分６１の嵌合受部６４に嵌合させて、搬送スクリュー５８の回転軸６０を一体化させる。そして、後側部分６２の後端部を軸支部４１に差し込みながらキャップ３７を開口部３６に圧入していき、キャップ３７により開口部３６を閉止する。

そして、トナーシール４５の折曲部５２の貼着面５３をキャップ３７のフランジ部４２に貼着する。更に、折曲部５２の上端部を前方に折り返し、この折り返された部分の貼着面５３を突出壁３５の上面に貼着する。これにより、中間ホッパー２６への搬送スクリュー５８の組付けが完了する。

本実施形態では上記のように、トナーシール４５の下側の表面層４７ｂに設けられた折曲部５２をキャップ３７に貼着しているため、キャップ３７の突出壁３５に対する固定強度を高めることが可能となる。これにより、通常よりも大きな寸法誤差や組付誤差が発生しているような場合であっても、キャップ３７が突出壁３５から脱落してしまうのを防止することが可能となる。また、トナーシール４５にキャップ３７の脱落防止機能を持たせることで、部品点数を増加させることなくキャップ３７の脱落を防止することが可能となり、装置の構成の簡易化を図ることが可能となる。

また、下側の表面層４７ｂの突出壁３５側の端部を上方に折曲してキャップ３７に貼着しているため、中間層４６の突出壁３５側の端面を、下側の表面層４７ｂで覆うことが可能となる（図５参照）。そのため、中間層４６の突出壁３５側の端面を露出させる場合と比較して、下側の表面層４７ｂと中間層４６が互いに剥がれにくくなる。

また、搬送スクリュー５８の突出壁３５側の端部がキャップ３７に軸支されているため、開口部３６の閉止機能と搬送スクリュー５８の軸支機能の両方をキャップ３７に持たせることが可能となり、キャップ３７の機能の向上を図ることが可能となる。

なお、このようにキャップ３７で搬送スクリュー５８の回転軸６０の端部を軸支する構成を採用する場合には、搬送スクリュー５８の回転軸６０の回転に伴う振動が直接的にキャップ３７に伝達されることで、キャップ３７の脱落の危険性が高まる虞がある。しかしながら、本発明の構成を適用することで、確実にキャップ３７の脱落を防止することが可能となる。このように、本発明は、キャップ３７で搬送スクリュー５８等の回転部材を軸支する構成に好適である。

本実施形態では、トナーシール４５を中間層４６、上側の表面層４７ａ、下側の表面層４７ｂと３層に分ける構成で説明しているが、一体型のトナーシール４５（複数の層に分かれていないトナーシール４５）を用いても良い。また、本実施形態では、下側の表面層４７ｂのみをキャップ３７に貼り付けているが、この構成に限らず３層全てを折り曲げてキャップ３７に貼り付けても良い。

本実施形態では、キャップ３７を搬送スクリュー５８の回転軸６０に対して着脱可能とする場合について説明したが、他の異なる実施形態では、キャップ３７を、軸受を介して搬送スクリュー５８の回転軸６０と一体化しても良い。この場合には、搬送スクリュー５８の回転軸６０をキャップ３７に差し込む必要が無いため、中間ホッパー２６に対する搬送スクリュー５８の組み付け作業の容易化を図ることが可能となる。

本実施形態では、搬送スクリュー５８を挿入するための開口部３６に本発明の構成を適用する場合について説明したが、開口部３６の形成目的はこれには限定されず、例えば、トナー充填用の開口部に本発明の構成を適用しても良い。本実施形態の搬送スクリュー５８では、前側部分６１と後側部分６２が別体に形成された回転軸６０を用いたが、他の異なる実施形態では、一体型の回転軸６０を用いても良い。本実施形態では、搬送スクリュー５８を搬送手段として用いたが、他の異なる実施形態では、ローラー状の部材を搬送手段として用いても良い。

本実施形態では、中間ホッパー２６をトナー収納容器として用いたが、他の異なる実施形態では、トナーコンテナ２５をトナー収納容器として用いても良い。この場合には、トナーコンテナを直接現像器１１に対して接続しても良いし、トナーパイプ等を介して、トナーコンテナを現像器１１に接続しても良い。

本実施形態では、モノクロプリンター１に本発明を適用する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、カラープリンター、複写機、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。

１ モノクロプリンター（画像形成装置）
１１ 現像器
２５ トナーコンテナ（第１トナー収納容器）
２６ 中間ホッパー（第２トナー収納容器）
２７ 攪拌部材
２８ 搬送部材
３０ 容器本体
３５ 突出壁（周壁）
３６ 開口部
３７ キャップ
４３ 底壁
４４ 排出口
４５ トナーシール
５８ 搬送スクリュー（搬送手段）
７３ 駆動モーター（駆動源）

Claims (5)

1. トナーを収納する第１トナー収納容器と、
   前記第１トナー収納容器と現像器の間に配置される第２トナー収納容器と、を備え、
   前記第１トナー収納容器から前記第２トナー収納容器にトナーが導入され、前記第２トナー収納容器から前記現像器にトナーが導入されるように構成され、
   前記第２トナー収納容器は、
   トナーを排出する排出口が底壁に設けられると共に開口部が周壁に設けられる容器本体と、該排出口の外周に沿って前記底壁の下面に貼着されたトナーシールと、該開口部を閉止するキャップと、を備え、
   前記トナーシールは、前記底壁の下面から前記周壁の外面に延出されて前記キャップに貼着され、該キャップの脱落防止機能を備えていることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 前記第１トナー収納容器は、
   回転可能に設けられる攪拌部材と、
   回転可能に設けられる搬送部材と、
   前記攪拌部材及び前記搬送部材に接続される駆動部と、を備え、
   前記駆動部により前記攪拌部材及び前記搬送部材を回転させることで、前記第１トナー収納容器内のトナーが攪拌されると共に前記第１トナー収納容器から搬送されるトナーが前記第２トナー収納容器に導入されることを特徴とする請求項１に記載のトナー搬送装置。
3. 前記第２トナー収納容器は、
   前記容器本体に回転可能に設けられる搬送手段と、
   前記搬送手段に接続される駆動源と、を備え、
   前記駆動源が回転すると、この回転が前記搬送手段に伝達されて前記搬送手段が回転し、前記第２トナー収納容器内のトナーが前記排出口を介して前記現像器内に導入されることを特徴とする請求項１又は２に記載のトナー搬送装置。
4. 該搬送手段の前記周壁側の端部が前記キャップに軸支されることを特徴とする請求項３に記載のトナー搬送装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載のトナー搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。