JP5908330B2 - トナー補給装置、トナー補給装置本体部、および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー補給装置、トナー補給装置本体部、および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置の分野では、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、回転型トナー補給装置が一般に知られている。回転型トナー補給装置は、円筒状のトナー収容部を軸線まわりに回転させることで、該トナー収容部内のトナーを、該トナー収容部に形成された排出口から排出するトナー補給装置である。この回転型トナー補給装置は、トナー収容部が回転することにより、トナーの凝集を防ぎつつ、トナーホッパや現像装置内にトナーを円滑に補給することができる。

たとえば、特許文献１には、トナー収容部内に螺旋状の突起部を設け、トナー収容部が回転することで、該突起部によって排出口に向けてトナーを搬送する回転型トナー補給装置が記載されている。この回転型トナー補給装置では、トナーを収容および搬送するために、トナー収容部やトナー収容部内部の突起部は、剛性の高い材料、たとえば、硬質のプラスチックなどで形成されている。しかしながら、トナー収容部の剛性が高いと、空になったトナー収容部を廃棄するときに嵩張り、ごみとなるトナー収容部の占有体積が大きくなってしまう。

これに対して、特許文献２には、トナー収容部が比較的軟らかい材料で形成された回転型トナー補給装置が記載されている。この回転型トナー補給装置は、トナー収容部を取り囲む円筒状の外殻部材であって、トナー収容部を押圧するための突起部が内周面に形成された外殻部材を備えており、トナー収容部は、外殻部材の突起部によって押圧されることで変形して内周面に突起が形成され、トナー収容部と外殻部材とが相対的に回転することでこの突起の位置が移動し、その結果、トナーが排出口へ向けて搬送される。

特開２００４−２７１９９５号公報 特開２００４−１５１６３４号公報

特許文献２に記載の回転型トナー補給装置では、トナー収容部が比較的軟らかい材料から形成されるので、トナー収容部を廃棄する際に、トナー収容部を圧縮して占有体積を小さくすることが可能である。しかしながら、この回転型トナー補給装置は、トナー収容部を外殻部材で押圧し、トナー収容部に突起を形成させた状態で相対的に回転させる構成であるので、トナー収容部と外殻部材との間で生じる摩擦力が大きく、その結果、大きな摩擦熱が生じてしまう。大きな摩擦熱が生じると、トナー収容部内のトナーが劣化するおそれがある。

本発明は、このような課題を解決するためのものであり、トナー収容部を廃棄する際に、トナー収容部の占有体積を容易に小さくすることができ、かつ、トナーの劣化を防ぐことができるトナー補給装置、トナー補給装置本体部、および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、
前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材と、
前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させる押上部とを備えることを特徴とするトナー補給装置である。

また本発明は、前記押上部は、回転軸部材と、その回転軸部材に固定され、その回転軸部材とともに回転することで、前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させるカム部材とを有するカムであることを特徴とする。

また本発明は、前記カム部材の回転中心軸線は、前記トナー排出部の回転中心軸線に垂直な直線に対して平行であることを特徴とする。

また本発明は、前記カム部材において、回転中心軸線に垂直な最大径方向における回転中心軸線から遠い方の端部は、回転中心軸線方向において湾曲しており、その端部と回転中心軸線との間の距離は、回転中心軸線方向中央部よりも回転中心軸線方向両端部の方が長いことを特徴とする。

また本発明は、前記トナー袋保持部材は、前記トナー袋よりも熱伝導率の高い材料から形成されることを特徴とする。

また本発明は、前記押上部は、前記トナー袋保持部材よりも熱伝導率の高い材料から形成されることを特徴とする。

また本発明は、トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、
前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置本体部である。

また本発明は、電子写真方式の画像形成装置において、
現像装置と、
トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材とを備え、前記現像装置にトナーを供給するトナー補給装置と、
前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させる押上部とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、押上部によってトナー袋保持部材およびトナー袋が押し上げられ、その結果、トナー袋内のトナーがトナー排出部へ移動するように構成されているので、トナー収容部と押上部との間で摩擦が減り、その結果、トナー収容部の温度上昇を防ぐことができるので、トナーの劣化を防ぎながらトナー収容部を使用することができる。また、使用済みのトナー収容部を廃棄する際に、トナー袋を折り畳むことで、トナー収容部の占有体積を容易に小さくすることができ、その結果、ごみの体積を減らすことができる。
また本発明によれば、簡単な構造で、押上部を実現することができる。

また本発明によれば、カム部材はトナー排出部の回転中心軸線に対して垂直にトナー袋保持部材を押し上げるので、トナー袋のねじれを抑制することができる。
また本発明によれば、トナー収容部をスムーズに回転させることができる。

また本発明によれば、トナー袋保持部材と押上部との間で生じる摩擦熱がトナー袋へ移動し難くすることができる。

また本発明によれば、トナー袋保持部材と押上部との間で生じる摩擦熱がトナー袋保持部材およびトナー袋へ移動し難くすることができる。

また本発明によれば、押上部を備える画像形成装置にセットすることで、トナーの劣化を防ぎながらトナー収容部を使用することができる。また、使用済みのトナー収容部を廃棄する際に、トナー袋を折り畳むことで、トナー収容部の占有体積を容易に小さくすることができ、その結果、ごみの体積を減らすことができる。

また本発明によれば、トナーの劣化を防ぎながらトナー収容部を使用することができ、質の高い画像を形成することができる。また、使用済みのトナー収容部を廃棄する際に、トナー袋を折り畳むことで、トナー収容部の占有体積を容易に小さくすることができ、その結果、ごみの体積を減らすことができる。

画像形成装置１０の構成を示す模式図である。 トナー補給装置２０の構成を示す図である。 トナー補給装置２０が備える補給装置本体部２１の側面を示す図である。 補給装置本体部２１の分解斜視図である。 図２に示す線Ａ−Ａを切断面とするトナー収容部２１１および押上部２４の断面図である。 図５に示す状態において、トナー袋２１１ａおよび押上部２４をＸ２方向に見たときの図である。 押上部２４を、図５に示す状態から回転方向Ｇ_１に１／４回転させたときの状態を示す図である。 図７に示す状態において、トナー袋２１１ａおよび押上部２４をＸ２方向に見たときの図である。 押上部２４の斜視図である。

はじめに、本発明の実施形態であるトナー補給装置２０を備える画像形成装置１０について説明する。図１は、画像形成装置１０の構成を示す模式図である。画像形成装置１０は、電子写真方式によって、記録用紙などの記録媒体の表面に画像を形成して、印刷物を得る装置である。画像形成装置１０は、記録媒体を供給する記録媒体供給部５０と、原稿などから画像情報を読み取るスキャナ４３と、スキャナ４３が読み取った画像情報や画像形成装置１０の外部の装置から入力された画像情報に基づいて、供給された記録媒体に画像を形成する電子写真プロセス部６０とを備える。電子写真プロセス部６０は、感光体ドラム４４と、帯電部４５と、露光ユニット４６と、現像ユニット７０と、転写部４８と、クリーニング部４９と、定着ユニット５１とを含む。

感光体ドラム４４は、円筒状や円柱状の導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される感光層とを含み、図示しない回転駆動源によって、導電性基体の軸線まわりに回転可能に設けられる。導電性基体は、たとえばアルミニウムから形成される。感光層は、光を照射されることで導電性を示す材料であり、たとえば有機感光層が用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層されたものであってもよいし、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。

帯電部４５は、感光体ドラム４４の表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部４５としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを用いることができ、本実施形態では、たとえば、ローラ型帯電装置が用いられる。

露光ユニット４６は、レーザ光を出射する装置であり、露光ユニット４６から出射された光は、帯電部４５と現像ユニット７０との間を通過して感光体ドラム４４の表面に照射される。帯電状態にある感光体ドラム４４の表面にレーザ光が照射されることによって、その表面に、画像情報に対応する静電潜像が形成される。露光ユニット４６としては、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いることができる。また、露光ユニット４６としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。

現像ユニット７０は、トナー補給装置２０と、トナーホッパ１３と、現像装置４７とを含む。トナー補給装置２０は、トナーホッパ１３および現像装置４７よりも鉛直方向上方（以下では、「鉛直方向上方Ｙ１」と称し、これとは反対の方向を、「鉛直方向下方Ｙ２」と称し、２つの方向を合わせて、「鉛直方向Ｙ」と称する）に配置され、未使用のトナーを収容する。トナー補給装置２０は、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源に接続される回転型のトナー補給装置であり、現像装置４７内のトナーが消費されて少なくなると、未使用のトナーをトナーホッパ１３へ供給する。トナー補給装置２０の詳細については後述する。

トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０の鉛直方向下方Ｙ２において、現像装置４７に隣接して設けられる。トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０から供給されたトナーを攪拌して、現像装置４７へ供給する。

現像装置４７は、感光体ドラム４４上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム４４上にトナー像を形成する装置である。現像装置４７は、現像槽、現像ローラ、搬送スクリュー、およびトナー濃度検知センサを備える。現像槽は、その内部空間にトナーを収容する。現像槽内には、現像ローラおよび搬送スクリューが、回転可能に支持される。現像槽は、感光体ドラム４４に臨む位置に開口部が形成され、この開口部を挟んで感光体ドラム４４に対向する位置に、現像ローラが設けられる。

現像ローラは、感光体ドラム４４との最近接部において感光体ドラム４４表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給のときには、現像ローラ表面に、トナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。

搬送スクリューは、現像ローラ周辺にトナーを供給する部材である。搬送スクリューによって、トナーは攪拌搬送されて、帯電した状態で現像ローラに供給される。

トナー濃度検知センサは、現像槽の底面に設けられる。トナー濃度検知センサは、現像槽中のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサとしては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。

トナー濃度検知センサは、トナー濃度制御部に電気的に接続される。トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサによるトナー濃度値が所定の設定値よりも低くなると、トナー補給装置２０に接続される回転駆動源が作動し、トナー補給装置２０内のトナーがトナーホッパ１３へ供給される。

転写部４８は、感光体ドラム４４の表面に圧接するローラ部材であり、図示しない回転駆動源によって軸線まわりに回転可能に設けられる。感光体ドラム４４上に担持されて搬送されるトナー像は、転写部４８と感光体ドラム４４との圧接部において、後述する記録媒体供給部５０から供給される記録媒体に転写される。

クリーニング部４９は、感光体ドラム４４から記録媒体へトナー像が転写された後に、感光体ドラム４４の表面に残留するトナーや転写の際に付着した紙粉などを除去し、感光体ドラム４４の表面を清浄化する部材である。クリーニング部４９としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。

記録媒体供給部５０は、記録媒体を収容する収容部と、記録媒体を搬送する搬送ローラとを含む。収容部に収容される記録媒体は、搬送ローラによって、感光体ドラム４４と転写部４８との圧接部に送給され、トナー像が転写された後、定着ユニット５１に送給される。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。

定着ユニット５１は、加熱ローラおよび加圧ローラを含む。加熱ローラは、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラは、加熱ローラに圧接するローラである。加熱ローラは、加圧ローラとともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、画像形成装置１０の外部に搬送され、画像形成動作が完了する。

次に、トナー補給装置２０について詳細に説明する。図２は、トナー補給装置２０の構成を示す図である。図３は、トナー補給装置２０が備える補給装置本体部２１の側面を示す図である。図４は、補給装置本体部２１の分解斜視図である。

トナー補給装置２０は、トナー袋２１１ａとトナー排出部２１１ｂとを含むトナー収容部２１１、連結部２１２、支持部材２１３、支持台２１４、およびトナー袋保持部材２１５を有する補給装置本体部２１と、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２、ギア２２３、および押しばね２２４を有する駆動力伝達部２２と、２つのガイド部材２３１を有する筺体２３と、カム部材２４１および回転軸部材２４２を有するカムである押上部２４とを備える。

筺体２３は、補給装置本体部２１の一部、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２の一部、および押しばね２２４を収容する内部空間が形成され、鉛直方向下方Ｙ２の端部が開放される箱状部材である。ギア２２３は、筺体２３の外側に配置される。筺体２３の、所定の一方向（以下では、Ｘ１方向と称する）端部となる壁部２３ａには、第１貫通孔２３ａａが形成され、Ｘ１方向とは反対の方向（以下では、Ｘ２方向と称する）の端部となる壁部２３ｂには、第２貫通孔２３ｂａが形成される。第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさの孔であり、トナー補給装置２０の使用時には、補給装置本体部２１のＸ１方向端部が挿通されている。第２貫通孔２３ｂａは、回転軸部材２２２が挿通される孔であり、第２貫通孔２３ｂａにおいて、回転軸部材２２２の周りには、図示しない軸受が設けられる。

トナー収容部２１１は、トナー袋２１１ａとトナー排出部２１１ｂとによって内部空間を形成する部材であり、その内部空間にトナーを収容する。トナー袋２１１ａは、１つの口を有する袋である。トナー排出部２１１ｂは、一端が開口する有底円筒状部材であり、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１は、Ｘ１方向およびＸ２方向に延びる。トナー袋２１１ａおよびトナー排出部２１１ｂは、互いの口を塞ぐように接続される。

トナー袋２１１ａの外表面には、可撓性を有するトナー袋保持部材２１５が設けられる。トナー袋保持部材２１５は、トナー袋２１１ａのＸ１方向端部からトナー排出部２１１ｂのＸ１方向端部まで延びて設けられ、トナー袋２１１ａを介して、接着剤やベルトなどでトナー排出部２１１ｂに固定される。

トナー袋保持部材２１５によって、トナー袋２１１ａの形状は、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１を軸線とする有底円筒状に保持される。トナー袋保持部材２１５の形状や個数は特に制限されないが、本実施形態では、有底円筒状のトナー袋２１１ａの周方向において等間隔に、１２個の円柱状のトナー袋保持部材２１５が、中心軸線Ｓ_１方向に延びて設けられる。この円柱の直径は、たとえば１ｍｍ〜２ｍｍである。

後述する図５に示すように、トナー排出部２１１ｂの側壁部には、トナーを外部に排出するためのトナー排出口２１１ｂａが形成される。トナー排出口２１１ｂａの形状はたとえば正方形状であり、この正方形状の一辺の長さはたとえば１０ｍｍ〜２５ｍｍである。トナー排出部２１１ｂの底壁部には、連結部２１２が形成される。

連結部２１２は、トナー排出部２１１ｂの底壁部の外表面、すなわち、トナー排出部２１１ｂの底面に形成される。連結部２１２は、Ｘ２方向に突出する凸部であり、この凸部は、Ｘ１方向に見たときの形状が十字状である。

押上部２４は、トナー排出部２１１ｂよりも鉛直方向下方Ｙ２に設けられる。回転軸部材２４２は、円柱状の部材であり、その円柱の中心軸線Ｓ_２は、Ｘ１方向およびＸ２方向ならびに鉛直方向Ｙに垂直に延びる。回転軸部材２４２は、画像形成装置１０の図示しない回転駆動源によって、中心軸線Ｓ_２まわりの回転方向Ｇ_１に回転する。図３のように押上部２４よりもトナー排出部２１１ｂが右側に見える状態において、回転方向Ｇ_１は反時計まわりである。回転軸部材２４２の回転速度は、たとえば５ｒｐｍ〜１０ｒｐｍである。カム部材２４１は、回転軸部材２４２に固定され、中心軸線Ｓ_２方向に延びる略柱状部材である。

押上部２４は、全体として、鉛直方向Ｙに移動可能に構成されており、トナー補給装置２０の使用時には、鉛直方向上方Ｙ１側に位置する。押上部２４は、鉛直方向上方Ｙ１側に位置するときに、カム部材２４１が回転軸部材２４２の中心軸線Ｓ_２まわりに回転することで、後述する図７に示すように、そのカム部材２４１によりトナー袋保持部材２１５を断続的または連続的に押し上げ、それによって、トナー袋２１１ａ内のトナーをトナー排出部２１１ｂへ向けて移動させる。なお、トナー収容部２１１の交換時には、押上部２４は鉛直方向下方Ｙ２側に位置する。

支持部材２１３は、トナー収容部２１１を、中心軸線Ｓ_１を回転軸線として回転可能に支持する、トナー収容部２１１よりも径が大きな円筒状の部材であり、支持台２１４に着脱可能に構成される。中心軸線Ｓ_１方向における支持部材２１３の長さは、１００ｍｍ〜１５０ｍｍであり、支持部材２１３は、中心軸線Ｓ_１方向において、主に、トナー排出部２１１ｂを支持する位置に設けられる。トナー補給装置２０の使用時には、支持部材２１３は支持台２１４に装着されている。支持部材２１３には、その鉛直方向Ｙ下部に、トナー排出口２１１ｂａと同じ形状・大きさの第１連通口２１３ａが形成される。第１連通口２１３ａは、トナー収容部２１１が回転することでトナー排出口２１１ｂａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ｂａと連通するように形成される。

支持台２１４は、支持部材２１３が装着可能に構成される装着部２１４ａと、装着部２１４ａの鉛直方向Ｙ下部に固定される矩形平板状の台座部２１４ｂとを含む。台座部２１４ｂは、中心軸線Ｓ_１方向に長く延び、トナーホッパ１３の鉛直方向上方Ｙ１に配置される。台座部２１４ｂには、第１連通口２１３ａと同じ形状・大きさの第２連通口２１４ｂａが形成される。第２連通口２１４ｂａは、支持台２１４に支持部材２１３が装着されているときに、第１連通口２１３ａと連通するように形成される。また、台座部２１４ｂには、押上部２４のカム部材２４１が回転可能な大きさの開口２１４ｂｂが形成される。

ギア２２３は、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源と係合し、５ｒｐｍ〜１０ｒｐｍの回転速度で回転する。回転軸部材２２２は、円柱状の部材であり、ギア２２３が回転するときに該円柱の中心軸線まわりに回転するように、ギア２２３に接続される。回転軸部材２２２の回転方向は、中心軸線まわりの２つの方向のうち、図３などに示す回転方向Ｇ_２である。また、この円柱の中心軸線は、中心軸線Ｓ_１と一致する。

駆動源側連結部２２１は、円盤状の部材であり、一方の主面側に、Ｘ２方向に退避する凹部を有し、この凹部は、Ｘ２方向に見たときの形状が十字状である。トナー補給装置２０の使用時には、この凹部は、連結部２１２の凸部と嵌合する。駆動源側連結部２２１の他方の主面は、回転軸部材２２２に固定され、回転軸部材２２２が回転するのに伴って、駆動源側連結部２２１も回転する。

押しばね２２４は、コイルスプリングからなり、壁部２３ｂと駆動源側連結部２２１との間の位置に設けられる。この位置において、押しばね２２４は、回転軸部材２２２が挿通される。押しばね２２４は、回転軸部材２２２および駆動源側連結部２２１の回転を阻害することなく、駆動源側連結部２２１が壁部２３ｂから離間するように、Ｘ１方向へのばね力を付与する。これによって、連結部２１２の凸部と駆動源側連結部２２１の凹部とが嵌合する際に、駆動源側連結部２２１が連結部２１２によって押されて、駆動源側連結部２２１に固定される回転軸部材２２２、および、回転軸部材２２２に固定されるギア２２３が、Ｘ２方向に移動してしまうのを防いでいる。

２つのガイド部材２３１は、補給装置本体部２１、より詳細には、支持台２１４の台座部２１４ｂを、Ｘ１方向およびＸ２方向に移動可能に支持する。２つのガイド部材２３１は、壁部２３ｂから、第１貫通孔２３ａａを通って、筺体２３の外部まで、Ｘ１方向に延びて設けられる。

上述したように、第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさであり、トナー補給装置２０の非使用時に、押上部２４を予め鉛直方向下方Ｙ２に移動させた状態で、補給装置本体部２１をＸ１方向に引くことで、連結部２１２と駆動源側連結部２２１との嵌合状態を解除し、駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させて、補給装置本体部２１を第１貫通孔２３ａａから引き出すことができる。補給装置本体部２１を引き出した後は、支持台２１４からトナー収容部２１１および支持部材２１３を取り外して、新たなトナー収容部２１１に交換することができる。トナー収容部２１１の交換後は、補給装置本体部２１をＸ２方向に押すことで、補給装置本体部２１を押し入れることができる。このとき、連結部２１２と駆動源側連結部２２１とが嵌合して、トナー収容部２１１が駆動源側連結部２２１に装着される。その後、押上部２４を鉛直方向上方Ｙ１に移動させれば、トナー補給装置２０が使用可能となる。

以上のように構成されるトナー補給装置２０によれば、補給装置本体部２１の連結部２１２と、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源とが、駆動力伝達部２２を介して連結される。これによって、連結部２１２が形成されるトナー収容部２１１は、中心軸線Ｓ_１まわりに回転する。トナー収容部２１１が回転すると、トナー排出口２１１ｂａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ｂａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａが連通し、このときに、トナー排出部２１１ｂに収容されるトナーは、トナー排出口２１１ｂａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａを経て、トナーホッパ１３へ供給され、現像装置４７にトナーが補給される。また、トナー収容部２１１が回転する際、押上部２４のカム部材２４１も回転しており、トナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａは、このカム部材２４１によって押し上げられる。その結果、トナー袋２１１ａ内のトナーはトナー排出部２１１ｂへ移動し、トナー袋２１１ａ内のトナーを使用することができる。

また、トナー収容部２１１内のトナーが無くなったときには、補給装置本体部２１をＸ１方向に引き出して、トナー収容部２１１を新たなトナー収容部２１１へと交換することができる。このとき、使用済みのトナー収容部２１１の空になったトナー袋２１１ａを圧縮してから廃棄することができる。したがって、トナー収容部２１１の体積を小さくし、ごみの体積を小さくすることができる。

次に、図５〜図９を用いて、トナー袋２１１ａ、トナー排出部２１１ｂ、トナー袋保持部材２１５、および押上部２４の詳細について説明する。図５は、図２に示す線Ａ−Ａを切断面とするトナー収容部２１１および押上部２４の断面図である。図６は、図５に示す状態において、トナー袋２１１ａおよび押上部２４をＸ２方向に見たときの図である。図７は、押上部２４を、図５に示す状態から回転方向Ｇ_１に１／４回転させたときの状態を示す図である。なお、図７では、説明のために、トナー収容部２１１は回転させていない。図８は、図７に示す状態において、トナー袋２１１ａおよび押上部２４をＸ２方向に見たときの図である。図９は、押上部２４の斜視図である。

図５に示すように、トナー排出部２１１ｂは、その側壁部の内表面に、第１突起部２１１ｂｂおよび第２突起部２１１ｂｃが形成される。第１突起部２１１ｂｂおよび第２突起部２１１ｂｃは、中心軸線Ｓ_１方向においてトナー排出口２１１ｂａの両側に形成され、中心軸線Ｓ_１に向かって５ｍｍ〜１０ｍｍ程度突出する。第１突起部２１１ｂｂおよび第２突起部２１１ｂｃは、中心軸線Ｓ_１を取り巻く螺旋状に形成され、螺旋の向きは互いに逆方向である。第１突起部２１１ｂｂは、トナー排出口２１１ｂａよりもＸ２方向側に形成され、その螺旋の向きは、トナー排出部２１１ｂが回転方向Ｇ_２に回転するときにトナーをＸ１方向に搬送する向きである。第２突起部２１１ｂｃは、トナー排出口２１１ｂａよりもＸ１方向側に形成され、その螺旋の向きは、トナー排出部２１１ｂが回転方向Ｇ_２に回転するときにトナーをＸ２方向に搬送する向きである。

トナー排出部２１１ｂは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。トナー排出部２１１ｂの内径Ｌ_１は、たとえば４０ｍｍ〜２２０ｍｍであり、中心軸線Ｓ_１方向の長さＬ_２は、たとえば８０ｍｍ〜１００ｍｍである。

トナー袋２１１ａは、たとえば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールなどの可撓性材料や、これらから成形される段ボール材から形成される。トナー袋２１１ａは、たとえば、厚みＬ_３が０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍであり、内径Ｌ_４が５０ｍｍ〜３００ｍｍであり、中心軸線Ｓ_１方向の長さＬ_５が２００ｍｍ〜４５０ｍｍである。

なお、本実施形態では、トナー袋２１１ａはポリエチレンから形成される。トナー袋２１１ａがポリエチレン製である場合、トナーが付着し難いという利点がある。

上記のように本実施形態では、トナー袋２１１ａが可撓性材料から形成され、トナー排出部２１１ｂがトナー袋２１１ａとは別の部材として設けられるので、トナー排出口２１１ｂａが変形しないようにトナー排出部２１１ｂを強固に形成することができ、所定量のトナーを確実に補給することが可能となる。また、トナー排出部２１１ｂがトナー袋２１１ａとは別の部材として設けられるので、トナー袋２１１ａを切り離すことでトナー排出部２１１ｂを新たなトナー収容部２１１を製造するために再利用することが可能である。

トナー袋保持部材２１５は、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリビニルアルコールなどの可撓性材料から形成される。これらの材料のうち、トナー袋保持部材２１５は、トナー袋２１１ａよりも熱伝導率の高い材料から形成されることが好ましい。トナー袋保持部材２１５をトナー袋２１１ａよりも熱伝導率の高い材料から形成することで、押上部２４の回転によってトナー袋保持部材２１５と押上部２４との間で生じる摩擦熱を、トナー袋２１１ａへ移動し難くすることができる。

本実施形態では、トナー袋保持部材２１５は円柱状に形成される。これによって、押上部２４とトナー袋保持部材２１５との接触面積を小さくし、押上部２４とトナー袋保持部材２１５との間の摩擦力を小さくすることができる。

図５に示すように、押上部２４のカム部材２４１は、中心軸線Ｓ_２に垂直な任意の断面に、第１湾曲部２４１ａ、第２湾曲部２４１ｂ、および第３湾曲部２４１ｃを有する。第１湾曲部２４１ａは、カム部材２４１が回転方向Ｇ_１に１／２回転するときに、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１に対する最近接点とその中心軸線Ｓ_１との間の距離が変化しない部分である。第２湾曲部２４１ｂは、カム部材２４１が回転方向Ｇ_１に１／４回転するときに、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１に対する最近接点とその中心軸線Ｓ_１との間の距離が次第に大きくなる部分である。第３湾曲部２４１ｃは、カム部材２４１が回転方向Ｇ_１に１／４回転するときに、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１に対する最近接点とその中心軸線Ｓ_１との間の距離が次第に大きくなる部分である。図７では、第２湾曲部２４１ｂの回転方向Ｇ_１下流端部が鉛直方向Ｙにおいて最上方に位置した状態となっており、この状態のとき、カム部材２４１に接触するトナー袋保持部材２１５は最も押し上げられ、トナー排出部２１１ｂに固定される部分から鉛直方向上方Ｙ１に撓み、それに伴って、トナー袋２１１ａも変形する。

カム部材２４１は、回転方向Ｇ_１に回転するとき、第１湾曲部２４１ａ→第２湾曲部２４１ｂ→第３湾曲部２４１ｃ→第１湾曲部２４１ａという繰り返しで鉛直方向Ｙ上側となり、これによって、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１に対する最近接点とその中心軸線Ｓ_１との間の距離が変化する。第１湾曲部２４１ａが鉛直方向Ｙ上側にあるときにカム部材２４１によってトナー袋保持部材２１５が押し上げられていれば、押上部２４はトナー袋保持部材２１５を連続的に押し上げることになり、第１湾曲部２４１ａが鉛直方向Ｙ上側にあるときに、カム部材２４１がトナー袋保持部材２１５から離間しているか、または、カム部材２４１がトナー袋保持部材２１５に接触しながらトナー袋保持部材２１５を押し上げていなければ、押上部２４はトナー袋保持部材２１５を断続的に押し上げることになる。

本実施形態では、カム部材２４１の、中心軸線Ｓ_２に垂直な最大径方向において中心軸線Ｓ_２から遠い方の端部２４１ｄは、中心軸線Ｓ_２方向において湾曲している。端部２４１ｄは、第２湾曲部２４１ｂと第３湾曲部２４１ｃとの境界に位置する点の集合である。図８に示すように、端部２４１ｄは、中心軸線Ｓ_２方向中央部における中心軸線Ｓ_２との間の距離よりも、中心軸線Ｓ_２方向両端部における中心軸線Ｓ_２との間の距離の方が長くなるように湾曲している。この湾曲する端部２４１ｄの曲率半径は、有底円筒状のトナー袋２１１ａの半径よりも大きい。

したがって、図８に示すように、カム部材２４１によって、トナー袋２１１ａを、内側に凹まないように変形させることができる。その結果、押上部２４によってトナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａを押し上げているときに、トナー収容部２１１をスムーズに回転させることができる。

カム部材２４１は、樹脂材料や金属材料から形成される。これらの材料のうち、カム部材２４１は、トナー袋保持部材２１５よりも熱伝導率の高い材料から形成されることが好ましい。カム部材２４１をトナー袋保持部材２１５よりも熱伝導率の高い材料から形成することで、押上部２４の回転によってトナー袋保持部材２１５と押上部２４との間で生じる摩擦熱を、トナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａへ移動し難くすることができる。

本実施形態では、中心軸線Ｓ_２は、トナー排出部２１１ｂの中心軸線Ｓ_１よりも鉛直方向下方Ｙ２において、Ｘ１方向、Ｘ２方向、および鉛直方向Ｙに垂直に延びている。したがって、カム部材２４１は、中心軸線Ｓ_１に対して垂直にトナー袋保持部材２１５を押し上げることになるので、トナー袋２１１ａがねじれるのを防止することができる。

本実施形態では、押上部２４よりもトナー排出部２１１ｂが右側に見える状態において、押上部２４の回転方向Ｇ_１は反時計まわりである。よって、押上部２４は、トナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａを、トナー排出部２１１ｂに近い方から徐々に押し上げることができる。よって、トナー袋２１１ａに過度な変形が生じず、その結果、押上部２４によってトナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａを押し上げているときに、トナー収容部２１１をスムーズに回転させることができる。

本実施形態では、カム部材２４１の第１湾曲部２４１ａが鉛直方向上方Ｙ１に位置している状態のとき、カム部材２４１とトナー袋保持部材２１５とが接触するように設けられる。したがって、トナー袋保持部材２１５およびトナー袋２１１ａは、常にカム部材２４１に支持されることになる。よって、トナー袋保持部材２１５をより軟らかい材料から形成可能になる。トナー袋保持部材２１５をより軟らかい材料から形成することで、トナー袋２１１ａを廃棄する際に、トナー袋保持部材２１５を取り外さずに、トナー袋保持部材２１５ごとトナー袋２１１ａを折り畳むことが可能になる。

以上のように構成されるトナー補給装置２０を備える画像形成装置１０は、使い終わったトナー収容部２１１の廃棄がし易く、新たなトナー収容部２１１へ交換し易いという利点を有する。なお、上述した実施形態では、押上部２４をトナー補給装置２０の一部として記載したが、本発明の他の実施形態としては、押上部２４は、画像形成装置１０の一部を構成する部材であってもよい。また、本発明の他の実施形態としては、押上部２４は、上記のようなカム部材２４１を有する簡単な構造ではなく、鉛直方向Ｙ上下に移動することでトナー袋保持部材２１５を押し上げるリフト装置であってもよい。

１０ 画像形成装置
１３ トナーホッパ
２０ トナー補給装置
２１ 補給装置本体部
２２ 駆動力伝達部
２３ 筺体
２４ 押上部
４７ 現像装置
７０ 現像ユニット
２１１ トナー収容部
２１１ａ トナー袋
２１１ｂ トナー排出部
２１１ｂａ トナー排出口
２１５ トナー袋保持部材
２４１ カム部材
２４２ 回転軸部材

Claims (8)

1. トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、
   前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材と、
   前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させる押上部とを備えることを特徴とするトナー補給装置。
2. 前記押上部は、回転軸部材と、その回転軸部材に固定され、その回転軸部材とともに回転することで、前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させるカム部材とを有するカムであることを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
3. 前記カム部材の回転中心軸線は、前記トナー排出部の回転中心軸線に垂直な直線に対して平行であることを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
4. 前記カム部材において、回転中心軸線に垂直な最大径方向における回転中心軸線から遠い方の端部は、回転中心軸線方向において湾曲しており、その端部と回転中心軸線との間の距離は、回転中心軸線方向中央部よりも回転中心軸線方向両端部の方が長いことを特徴とする請求項２または３に記載のトナー補給装置。
5. 前記トナー袋保持部材は、前記トナー袋よりも熱伝導率の高い材料から形成されることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー補給装置。
6. 前記押上部は、前記トナー袋保持部材よりも熱伝導率の高い材料から形成されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１つに記載のトナー補給装置。
7. トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、
   前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置本体部。
8. 電子写真方式の画像形成装置において、
   現像装置と、
   トナー袋とトナー排出部とを有し、該トナー袋および該トナー排出部によって内部空間を形成して、その内部空間にトナーを収容するトナー収容部であって、前記トナー排出部に排出口が形成され、回転することで該排出口からトナーを排出可能なトナー収容部と、前記トナー袋の形状を保持するために前記トナー袋の外表面に設けられる、可撓性を有するトナー袋保持部材とを備え、前記現像装置にトナーを供給するトナー補給装置と、
   前記トナー袋保持部材を断続的または連続的に押し上げ、前記トナー袋内のトナーを前記トナー排出部へ向けて移動させる押上部とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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