JP6330579B2 - トナー供給装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー供給装置および画像形成装置に関し、詳細には、トナーを収容する容器本体と、容器本体内のトナーを搬送あるいは撹拌するための部材を回転させる回転軸と、容器本体に設けられて回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えたトナー供給装置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では、帯電装置が静電潜像担持体（例えば、感光体）の表面を帯電し、露光装置がその帯電域を画像情報に応じて露光して静電潜像を形成し、現像装置がこの静電潜像をトナーで現像する。
この現像装置には、トナー供給装置からのトナーが供給される。トナー供給装置内には、駆動装置によって回転可能な回転軸が設けられており、例えば、特許文献１には、駆動装置に連結される駆動伝達部材と回転軸とを一体化させた技術が開示されている。

特開２００６−７８６８５号公報

しかしながら、回転軸を撓ませた状態で容器本体内に組み付けると、回転軸が破損したり、回転軸が変形するという問題がある。

本発明は、上述のような実情に鑑みてなされたもので、容器本体への組み付け時における回転軸の破損や変形を防止できるトナー供給装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の第１の技術手段は、トナーを収容する容器本体と、該容器本体内のトナーを搬送あるいは撹拌するための部材を回転させる回転軸と、前記容器本体に設けられて前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えたトナー供給装置であって、前記回転軸が、小径部、および該小径部よりも軸端側に配置された大径部からなる段付き形状をなし、前記軸受が、前記回転軸を受け入れる開口部を有すると共に、前記大径部を収容可能な内周面を有し、前記開口部が、前記大径部を受け入れる第１の開口、および該第１の開口よりも内側で前記小径部を受け入れる第２の開口からなる段付き形状をなし、前記内周面が、前記開口部で受け入れられた前記回転軸を該回転軸の軸線方向に移動させた場合、前記大径部の被軸受面に摺動する摺動領域を有することを特徴としたものである。

第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記開口部が、前記軸受に対し、前記容器本体の上方から見える位置に設けられていることを特徴としたものである。

第３の技術手段は、第２の技術手段において、前記小径部が、前記容器本体の上下方向を長軸とする断面長円形状に形成されていることを特徴としたものである。

第４の技術手段は、第１から第３のいずれか１の技術手段において、前記小径部が、前記大径部に向けて競り上がるテーパ部を有することを特徴としたものである。

第５の技術手段は、第１から第４のいずれか１の技術手段を備える画像形成装置であることを特徴としたものである。

本発明によれば、軸受が、回転軸の大径部を受け入れる第１の開口と回転軸の小径部を受け入れる第２の開口とが段付き形状でつながる開口部を有しており、回転軸は撓まずに開口部から軸受内に収まるので、容器本体への組み付け時における回転軸の破損や変形を防止することができる。

本発明のトナー供給装置を備えた画像形成装置の概略図である。 本発明のトナー供給装置の斜視図である。 トナー供給装置の断面図である。 トナー供給装置の一部拡大図である。 トナー供給装置の一部拡大図である。 第１実施形態による回転軸や軸受を示す図である。 回転軸を容器本体に装着する状態を説明する図である。 第２実施形態による回転軸を示す図である。 第３実施形態による回転軸を示す図である。

以下に図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明する。図１は、本発明のトナー供給装置を備えた画像形成装置の概略図である。
画像形成装置１は、ネットワークを介して外部装置から送信された画像データに所定の画像処理を施し、カラー画像またはモノクロ画像を用紙に印刷できる。なお、図１ではプリンタの例を挙げて説明するが、本発明の画像形成装置は、スキャナ等によって読み取られた画像データに所定の画像処理を施し、カラー画像またはモノクロ画像を用紙に印刷できるコピー機、ファクシミリ装置、あるいはこれらの機能を備えた複合機等であってもよい。

画像形成装置１は、例えば箱型の画像形成装置本体２の内部に、供給部１０、画像形成部２０、搬送部３０、定着部４０を備えている。供給部１０は用紙を所定のタイミングで画像形成部２０に供給し、画像形成部２０は用紙上にトナー画像を形成する。
詳しくは、供給部１０は給紙トレイ１１や手差しトレイ１２を有し、給紙トレイ１１や手差しトレイ１２６の用紙は、ピックアップローラ１３および搬送ローラ１４を経て画像形成部２０に送られる。

画像形成部２０は例えばタンデム方式であり、イエロー画像用、マゼンタ画像用、シアン画像用、およびブラック画像用の４つのステーション２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂを有している。
イエロー画像用のステーション２０Ｙがベルトクリーニング装置３４の近傍に、ブラック画像用のステーション２０Ｂが定着部４０の近傍にそれぞれ配置されており、搬送部３０による用紙の搬送方向で見て、イエロー画像用のステーション２０Ｙ、マゼンタ画像用のステーション２０Ｍ、シアン画像用のステーション２０Ｃ、ブラック画像用のステーション２０Ｂの順に配置されている。

各ステーション２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂは、実質的に同一の構成部品を有する。このため、図１ではイエロー画像用のステーション２０Ｙの構成部品に符号を付し、他のステーション２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂの構成部品の符号を省略している。なお、上記４色の他、例えばシアンやマゼンタと同一の色相で濃度の低い、ライトシアン（ＬＣ）やライトマゼンタ（ＬＭ）を加えてもよい。

イエロー画像用のステーション２０Ｙを例に挙げて説明すると、このステーション２０Ｙは感光体２１を有し、感光体２１の周囲には、その回転方向で見て、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラ２５、および感光体クリーニング装置２６の順に配置されている。
感光体２１は円筒状をなし、その表面が例えばＯＰＣ（有機光導電体）等で形成されており、駆動装置（図示省略）によって所定方向に回転可能である。

帯電装置２２は、例えば感光体２１の表面に接触するローラを有し、感光体２１の表面を所定の極性（例えばマイナス）で均一に帯電する。なお、接触型のローラ方式の他、ブラシ方式やイオン放出方式等の帯電装置を用いてもよい。
露光装置２３は、上記画像データに基づいて、レーザ光を帯電された感光体２１の表面に照射しており、画像データに応じた静電潜像が感光体２１の表面に形成される。なお、レーザ照射部や反射ミラーを備えたレーザスキャニング装置（ＬＳＵ）の他、ＬＥＤなどの発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッド等の露光装置を用いてもよい。

現像装置２４は、感光体２１の表面に形成された静電潜像をトナーで現像し、可視像（トナー画像ともいう）を形成する。トナーは、現像装置２４に連結するトナーカートリッジ２８から供給され、感光体２１の表面電位と同極性（例えばマイナス）で帯電されている。トナーカートリッジ２８と現像装置２４との間には、トナーを一時的に蓄える中間ホッパー２７が設けられている。トナーには、例えばトナーのみからなる一成分現像剤の他、トナーと磁性キャリアを含む二成分現像剤を用いてもよい。なお、トナーカートリッジ２８が本発明のトナー供給装置に相当する。

転写ローラ２５は、搬送ベルト３３を挟んで感光体２１に対峙している。転写ローラ２５に、トナーの帯電極性とは逆極性（例えばプラス）のバイアス電圧が印加されると、感光体２１のトナー画像が搬送ベルト３３上の用紙に転写される。
感光体クリーニング装置２６は、用紙への転写後に感光体２１の表面に残ったトナーを除去しており、感光体２１から除去されたトナーは例えば感光体クリーニング装置２６の内部に回収される。

搬送部３０は、駆動ローラ３１、従動ローラ３２および搬送ベルト３３を備える。例えば、駆動ローラ３１が定着部４０の近傍に、従動ローラ３２がベルトクリーニング装置３４の近傍にそれぞれ配置され、搬送ベルト３３は駆動ローラ３１と従動ローラ３２との間に掛け回されている。カラー画像を印刷する場合、搬送ベルト３３が矢印Ｚの方向に移動すると、ステーション２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂからの各色のトナー画像が順に搬送ベルト３３に転写され、その後、搬送ベルト３３から用紙に転写される。

定着部４０は、加熱ローラ４１および加圧ローラ４２を備えており、そのニップ部で用紙上に転写されたトナー画像を定着させる。そして、用紙の表面のみ印刷する場合、定着部４０から送出した用紙は排紙トレイ５０に排出される。

図２は、本発明のトナー供給装置の斜視図、図３は、トナー供給装置の断面図、図４，５は、トナー供給装置の一部拡大図である。
図２に示すように、トナーカートリッジ２８は、横方向に沿って細長く形成された容器本体６０を備えている。トナーカートリッジ２８は、色ごとに設けられており、図１で説明した例でいえば、計４本のトナーカートリッジ２８が画像形成装置本体２内に配置される。

画像形成装置本体２内には、各色のトナーカートリッジ２８にそれぞれ対応した、計４個の駆動ユニット２９が設置されている。
トナーカートリッジ２８をその長手方向に沿って前進させ、図２に示すように、トナーカートリッジ２８を駆動ユニット２９に装着すると、駆動ユニット２９のモータ８０の駆動力で容器本体６０内のトナーを撹拌・搬送できる。一方、駆動ユニット２９に対してトナーカートリッジ２８を後退させると、トナーカートリッジ２８を画像形成装置本体２から抜き出すことができる。

図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ線の矢視断面図であり、トナーカートリッジ２８の容器本体６０には、例えばトナー搬送部材６１と撹拌部材６２とが並設されている。
トナー搬送部材６１と撹拌部材６２との間には、仕切り壁６３が立設されており、撹拌部材６２で撹拌されたトナーは、仕切り壁６３を超えてトナー搬送部材６１の周辺に到達する。トナー搬送部材６１の周辺に集められたトナーは、トナー搬送部材６１で搬送されて図１で説明した中間ホッパー２７に向かう。

トナー搬送部材６１は、ブレード６１ａ、回転軸６１ｂおよび駆動伝達部材６１ｃなどを有し、ブレード６１ａは例えば螺旋状に形成されている。回転軸６１ｂの長さは、例えば、容器本体６０の前端面６０ａから後端面６０ｂまでの長さよりも長く形成され、回転軸６１ｂの一端は、前端面６０ａ付近で駆動伝達部材６１ｃに連結されている。このため、トナー搬送部材６１は、駆動ユニット２９のモータ８０の駆動力で所定方向に回転可能である。

また、駆動側を拡大した図４に示すように、前端面６０ａの外面と駆動伝達部材６１ｃとの間には、トナー漏れを防止するためのシール部材６１ｄが設けられている。
一方、反駆動側を拡大した図５に示すように、回転軸６１ｂの他端は、小径部６１ｅおよび大径部６１ｆからなる段付き形状に形成され、大径部６１ｆが小径部６１ｅよりも軸端側に設けられて、容器本体６０の後端面６０ｂ付近に配置されている。

次に、撹拌部材６２は、図３に示すように、フィルム６２ａ、回転軸６２ｂおよび駆動伝達部材６２ｃなどを有し、フィルム６２ａは、例えば容器本体６０の内面に接触できるような可撓性のある薄板状に形成されている。回転軸６２ｂの長さも、トナー搬送部材６１と同様に、前端面６０ａから後端面６０ｂまでの長さよりも長く形成され、回転軸６２ｂの一端は、前端面６０ａ付近で駆動伝達部材６２ｃに連結されている。このため、撹拌部材６２は、駆動ユニット２９のモータ８０の駆動力で所定方向に回転可能である。

また、前端面６０ａの外面と駆動伝達部材６２ｃとの間にも、トナー搬送部材６１と同様に、シール部材（図示省略）が設けられる。
一方、後述の図６（Ａ）に示すように、回転軸６２ｂの他端は、小径部６２ｅおよび大径部６２ｆからなる段付き形状に形成され、大径部６２ｆが小径部６２ｅよりも軸端側に設けられて、容器本体６０の後端面６０ｂ付近に配置されている。

（第１実施形態）
図６は、第１実施形態による回転軸や軸受を示す図であり、図６（Ａ）は、図５を右斜め上方から見ている。図６（Ａ）に示すように、トナー搬送部材６１および撹拌部材６２の各回転軸６１ｂ，６２ｂの他端は、いずれも例えば断面円形状の小径部６１ｅ，６２ｅと、断面円形状の大径部６１ｆ，６２ｆとで構成され、容器本体６０の後端面６０ｂの内面に設けられた各軸受７０でそれぞれ回転自在に支持されている。

そして、各軸受７０は、各回転軸６１ｂ，６２ｂを撓ませずに各回転軸６１ｂ，６２ｂの他端を受け入れることができる。
具体的には、撹拌部材６２を支持する軸受７０の例で説明すると、容器本体６０の上方から見た図６（Ｂ）に示すように、開口部７１は、回転軸６２ｂの大径部６２ｆを受け入れる第１の開口７１ｆと、回転軸６２ｂの小径部６２ｅを受け入れる第２の開口７１ｅとからなる段付き形状に形成されている。第１の開口７１ｆは大径部６２ｆと略等しい幅に、第２の開口７１ｅは小径部６２ｅと略等しい幅にそれぞれ形成されており、第２の開口７１ｅが第１の開口７１ｆよりも内側に設けられている。

また、図６（Ｂ）を水平方向で切断した図６（Ｃ）に示すように、軸受７０は、開口部７１で受け入れた回転軸６２ｂの他端に対向して、その大径部６２ｆを収容可能な内周面７２を備えている。この内周面７２には、第２の開口７１ｅを設けた箇所に、大径部６２ｆと摺動可能な摺動領域Ｆが形成されている。

図７は、回転軸を容器本体に装着する状態を説明する図である。
上記と同様に撹拌部材６２の例で説明すると、図７（Ａ）に示すように、回転軸６２ｂの他端を軸受７０の上方に準備して軸受７０に向けて降ろした場合、図７（Ｂ）に示すように、大径部６２ｆが第１の開口７１ｆで、小径部６２ｅが第２の開口７１ｅでそれぞれ受け入れられる。

このように、回転軸６２ｂは撓まずに開口部７１から軸受７０内に収まるので、容器本体６０への組み付け時における回転軸６２ｂの破損や変形を防止できる。また、回転軸６２ｂを容器本体６０の上方から軸受７０に組み込めるので、組み付け作業が容易である。
次に、図７（Ｃ）に示すように、開口部７１で受け入れられた回転軸６２ｂをその軸線方向、例えば、回転軸６２ｂを図３で説明した容器本体６０の前端面６０ａに向けて前進させると、大径部６２ｆの被軸受面が内周面７２の摺動領域Ｆで摺動するので、軸受７０内における回転軸６２ｂの位置決めが容易になる。

続いて、図３に示した前端面６０ａと駆動伝達部材６２ｃと間にシール部材を配置し、回転軸６２ｂの一端と駆動伝達部材６２ｃとを連結すれば、このシール部材には、前端面６０ａと駆動伝達部材６２ｃからの圧縮力に対する反力がモータ８０に向けて生ずるので、回転軸６２ｂは容器本体６０の後端面６０ｂに向けて後退しない。これにより、回転動作中の回転軸６２ｂは軸受７０から外れ難くなる。

なお、撹拌部材６２の例で説明したが、トナー搬送部材６１も同様に、回転軸６１ｂが撓まずに開口部７１から軸受７０内に収まるため、容器本体６０への組み付け時における回転軸６１ｂの破損や変形を防止できる。また、回転軸６１ｂを容器本体６０の上方から軸受７０に組み込めるので、組み付け作業が容易である。さらに、図４で説明したシール部材６１ｄからの反力によって回転軸６１ｂの位置が決まるので、回転動作中の回転軸６１ｂは軸受７０から外れ難くなる。

（第２実施形態）
図８は、第２実施形態による回転軸を示す図である。上記第１実施形態では、例えば断面円形状の小径部６１ｅ，６２ｅを有した回転軸６１ｂ，６２ｂの例を挙げて説明した。しかし、本発明の小径部は、例えば長円形状の断面で形成してもよい。
詳しくは、撹拌部材６２の例で説明すれば、図８に示すように、回転軸６２ｂの他端は、断面円形状の大径部６２ｆの内側に、容器本体６０の上下方向が長軸となる断面長円形状の小径部６２ｅを備えている。この場合には、図６（Ｂ）で説明した軸受７０の第２の開口７１ｅの幅を狭くでき、軸受７０の強度維持に寄与する。

（第３実施形態）
また、本発明の小径部は、その外周面がテーパ状に形成されていてもよい。
具体的には、図９は、第３実施形態による回転軸を示す図であり、同じく撹拌部材６２の例で説明すれば、回転軸６２ｂの他端は、断面円形状の大径部６２ｆの内側に、例えば断面円形状の小径部６２ｅを備えているが、この小径部６２ｅの外周面には、大径部６２ｆに向けて競り上がるテーパ部６２ｇが設けられている。この場合の回転軸は、軸受７０と軸心を一致させたまま前方へ移動できるため、速やかに位置決めできると共に、周囲との接触による例えばフィルム等の摩耗も少なくて済む。

１…画像形成装置、２…画像形成装置本体、１０…供給部、１１…給紙トレイ、１２…手差しトレイ、１３…ピックアップローラ、１４…搬送ローラ、２０…画像形成部、２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｂ…ステーション、２１…感光体、２２…帯電装置、２３…露光装置、２４…現像装置、２５…転写ローラ、２６…感光体クリーニング装置、２７…中間ホッパー、２８…トナーカートリッジ、２９…駆動ユニット、３０…搬送部、３１…駆動ローラ、３２…従動ローラ、３３…搬送ベルト、３４…ベルトクリーニング装置、４０…定着部、４１…加熱ローラ、４２…加圧ローラ、５０…排紙トレイ、６０…容器本体、６０ａ…前端面、６０ｂ…後端面、６１…トナー搬送部材、６１ａ…ブレード、６１ｂ…回転軸、６１ｃ…駆動伝達部材、６１ｄ…シール部材、６１ｅ…小径部、６１ｆ…大径部、６２…撹拌部材、６２ａ…フィルム、６２ｂ…回転軸、６２ｃ…駆動伝達部材、６２ｅ…小径部、６２ｆ…大径部、６２ｇ…テーパ部、６３…仕切り壁、７０…軸受、７１…開口部、７１ｅ…第２の開口、７１ｆ…第１の開口、７２…内周面、８０…モータ。

Claims (5)

1. トナーを収容する容器本体と、該容器本体内のトナーを搬送あるいは撹拌するための部材を回転させる回転軸と、前記容器本体に設けられて前記回転軸を回転自在に支持する軸受とを備えたトナー供給装置であって、
   前記回転軸が、小径部、および該小径部よりも軸端側に配置された大径部からなる段付き形状をなし、
   前記軸受が、前記回転軸を受け入れる開口部を有すると共に、前記大径部を収容可能な内周面を有し、前記開口部が、前記大径部を受け入れる第１の開口、および該第１の開口よりも内側で前記小径部を受け入れる第２の開口からなる段付き形状をなし、
   前記内周面が、前記開口部で受け入れられた前記回転軸を該回転軸の軸線方向に移動させた場合、前記大径部の被軸受面に摺動する摺動領域を有することを特徴とするトナー供給装置。
2. 請求項１に記載のトナー供給装置であって、
   前記開口部が、前記軸受に対し、前記容器本体の上方から見える位置に設けられていることを特徴とするトナー供給装置。
3. 請求項２に記載のトナー供給装置であって、
   前記小径部が、前記容器本体の上下方向を長軸とする断面長円形状に形成されていることを特徴とするトナー供給装置。
4. 請求項１から３のいずれか１項に記載のトナー供給装置であって、
   前記小径部が、前記大径部に向けて競り上がるテーパ部を有することを特徴とするトナー供給装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載のトナー供給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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