JPH11143194A - トナー補給容器及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 振動によりトナーを搬送排出するトナー補給
容器において、トナーの閉塞を防止すると共にフラッシ
ングに依る過大流出を防止し、安定した排出速度を維持
する。更に、容器内に存在する異物を除去する。 【解決手段】 トナー容器のトナー排出口３に、その全
面をおおうフィルター状の流量規制部材４を設けたトナ
ー補給容器１０であって、該容器の底面２部は、トナー
排出口側へ向って下方へ若干傾斜しているか、あるい
は、該容器の底面部は、略水平であって、排出方向の断
面が排出方向に向って下方に傾斜した微小な面を複数有
している構成のトナー補給容器であり、該容器底面に振
動を与えることにより、定量的にトナーを搬送、排出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は電子写真複写機やプ
リンター等の画像形成装置にトナーを補給するためのト
ナー補給容器及び電子写真画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子写真複写機やプリンター等の
画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用さ
れている。画像形成装置本体の現像剤が消費された場合
には、トナー補給容器を用いて画像形成装置へトナーを
補給することが行なわれている。

【０００３】トナーは極めて微細な粉末であり、物流時
等の影響によりトナー補給容器内でパッキング（トナー
を均一に供給することができないという状況）があっ
た。

【０００４】これらの状況に対応するために特公平７−
１１３７９６号公報に示されたような容器内に攪拌部材
を設けた構成や特公平４−９３０５号公報に示されたよ
うな振動を利用したトナー供給装置のトナー補給容器が
種々提案されている。

【０００５】特公平７−１１７９６号公報に示されるト
ナー補給容器は略円筒形状であり該円筒の一端部にトナ
ー排出用の開口が設けられている。更に容器内部には、
ら旋状のトナー搬送部材が設けられており、該搬送部材
を容器に固定し駆動するための筒状フランジ部材、ギア
部材、軸受部のシール部材、前記トナー排出用開口の開
閉用シャッター及びシール部材等の非常に多くの部品で
構成されている。

【０００６】また、特公平４−９３０５号公報に示され
るトナー補給容器は、水平面とのなす角が静止角（安息
角）以下の傾斜角（１５〜４０°）を有す底壁と、水平
と該傾斜角をなすバッフルを備えた側壁を有し、これら
の壁面で囲まれたトナー排出口を容器底部に設けた構成
であり、該容器に特定条件の振動を与えることにより、
該排出口よりトナーを排出させる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は従来の技術を
更に発展させたものであり、下記のようなトナー補給容
器及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とす
る。 １）製造コスト低減。 ２）残トナー量の低減 ３）トナー排出口付近でのトナーの閉塞、フラッシング
の防止 ４）一定の振動条件で安定したトナー排出速度の維持が
可能 ５）トナー補給容器内に存在する異物をトナー補給容器
内から排出させない。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本出願に係る第１の発明
は画像形成装置に据置いてトナーを補給するトナー補給
容器において、該トナー補給容器のトナー排出口部全面
に渡って、線状の流量規制部材を有することを特徴とす
るトナー補給容器である。

【０００９】本出願に係る第２の発明は該流量規制部材
は、網目状のフィルターで構成されていることを特徴と
する第１の発明に記載のトナー補給容器である。

【００１０】本出願に係る第３の発明は該トナー補給容
器は、外部から振動を与えることにより容器本体内のト
ナーを搬送、排出せしめることを特徴とする第１の発明
に記載のトナー補給容器である。

【００１１】本出願に係る第４の発明は該トナー補給容
器底面は、略水平から水平面に対して、該トナー排出口
に向って下るように傾斜していることを特徴とする第３
の発明に記載のトナー補給容器である。

【００１２】本出願に係る第５の発明は該トナー補給容
器底面は、略水平であって搬送方向の断面形状が、搬送
方向へ傾斜した複数の微小な傾斜面を有するノコギリ刃
状であって、更に該ノコギリ刃状の傾斜面は排出口方向
に向かって下るように斜めに形成された底面であること
を特徴とする第３の発明に記載のトナー補給容器であ
る。

【００１３】本出願に係る第６の発明は前記トナー補給
容器底面の傾斜角は３〜１０°であることを特徴とする
第４の発明に記載のトナー補給容器である。

【００１４】本出願に係る第７の発明はトナー補給容器
を着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形
成装置において、トナー排出口部全面に渡って線状の流
量規制部材を有するトナー補給容器を取り外し可能に装
着する装着部と、前記トナー補給容器を加振する加振手
段と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置
である。

【００１５】本出願に係る第８の発明は前記加振手段は
電磁式であることを特徴とする第７の発明に記載の電子
写真画像形成装置である。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
従って説明する。

【００１７】（実施の形態１）本発明に係る実施の形態
１を図面を参照して具体的に説明する。

【００１８】｛全体構成｝図１０は本発明のトナー補給
容器の装着部を有する画像形成装置の断面図である。

【００１９】原稿１０１は原稿台ガラス１０２の上に置
かれ、光学部１０３の複数のミラーとレンズにより感光
体ドラム１０４上に原稿の情報が結像するように配置さ
れる。給紙カセット１０５〜１０８に積載された用紙Ｐ
のうち、不図示の操作部から使用者が入力した情報もし
くは原稿１０１の紙サイズから最適な給紙カセット１０
５〜１０８を選択する。そして給紙、分離装置１０５Ａ
〜１０８Ａにより搬送された１枚の紙を搬送部１０９を
経由して、レジストローラ１１０まで搬送し、感光体ド
ラム１０４の回転と、光学部１０３のスキャンのタイミ
ングと同期させて用紙Ｐを転写・分離帯電器１１１，１
１２に送り用紙Ｐの背面より感光体ドラム１０４上のト
ナー像と逆極性の電圧を加えて用紙Ｐにこのトナー像を
転写して分離し、搬送部１１３によりこの用紙Ｐは定着
部１１４へ送られ、定着部１１４で熱と圧により用紙Ｐ
上のトナーを定着させたあと、 １）片面コピーの場合、排紙反転部１１５を通過し排紙
ローラ１１６により排紙トレー１１７へと排出される。 ２）両面コピーの場合 排紙反転部１１５のフラッパー
１１８の制御により用紙Ｐは再給紙搬送路１１９，１２
０を搬送され、レジストローラ１１０まで搬送し、前記
と同様に画像形成、転写、搬送、定着部を通り、今度は
排紙トレー１１７上に排出される。 ３）多重コピーの場合 排紙反転部１１５を通り一度排
紙ローラ１１６により用紙Ｐの一部を機外へ排出し、用
紙Ｐの終端がフラッパー１１８を通過し、排紙ローラ１
１６にまだ挟持されているタイミングに前記フラッパー
１１８を制御し前記排紙ローラ１１６を逆回転させ用紙
Ｐを再度機内へ搬送し、再給紙搬送路１１９，１２０を
搬送され、レジストローラー１１０まで搬送し、前記と
同様に画像形成、転写、搬送、定着部を通り今度は排紙
トレー１１７上に排出される。

【００２０】上記構成の画像形成装置において、感光体
ドラム１０４の回りには現像器２０１、クリーニング器
２０２、一次帯電器２０３等の装置が配置されている。
この画像形成部では一次帯電器２０３により図に示すよ
うに回転する感光体ドラム１０４が一様に帯電され、光
学部１０３により感光体ドラム１０４に潜像が形成され
る。そして現像器２０１は原稿１０１の情報を光学部１
０３により感光体ドラム１０４に静電潜像として結像し
た情報を顕在化するためにトナーを前記感光体ドラム１
０４上に吸着させるのにトナーを供給しており、前記現
像器２０１へトナーを補給するためのトナー補給容器１
０が装置本体１３内部から機外へと着脱可能に設けられ
ている。トナー補給容器１０は図１１、図１２に示すよ
うにトナー補給装置カバー１２１を矢印ａ方向に不図示
のヒンジを中心に回転移動させ開けることにより、装着
部１００が見える。この装着部１００内へトナー補給容
器１０を矢印方向へ挿入し、トナー補給装置カバー１２
１を閉める。

【００２１】図１、図２は本発明の実施の形態１のトナ
ー補給容器１０を示し、図１は斜視図、図２は側面図を
示す。図３〜図５は、本発明のトナー補給容器のトナー
排出口部に配設された流量規制部材の例を示す。

【００２２】図１、図２においてトナー容器本体は容器
底面２の一端部にトナー排出口３、更にトナー排出口３
の内側部にトナーの流量を規制する流量規制部材４を有
している。

【００２３】トナー容器本体１は、プラスチックを射出
成形、ブロー成形、インジェクションブロー成形等の方
法で製造するのが好ましいが他の材料及び製造方法であ
っても良い。また、トナー容器本体１は、一体的に形成
するのが好ましいが、二部分あるいはそれ以上の部分に
分割し、それらを溶着、接着等の手段で一体化する方法
を取っても良い。

【００２４】流量規制部材４は図３〜図５に示したよう
な碁盤目状（図３）、レンガ目地状（図４）、輪の集合
状（図５）の網目状のフィルターで構成されており、ナ
イロン、ポリエステル等の繊維、ステンレス、しんちゅ
う等の金属、プラスチックのモールド等からなり、容器
本体１の製造時に射出成形、インサート成形により一体
的に成形することが好ましいが、別体として容器本体１
に溶着、接着等により接合しても良い。

【００２５】また、本実施の形態において、トナー排出
口３には、該トナー排出口３を開閉するスライド式シャ
ッター５が設けてあり、シャッター５の上面側には該排
出口３をシールするためのパッキン材６を有している
が、その他の方法としてイージーピールフィルム方式や
回転シャッターを用いた方式（不図示）等本実施の形態
のみに限定されるものではない。

【００２６】容器底面２は水平面に対して、トナー排出
口３の方向へ向って下降するように傾斜しておりその傾
斜角θはトナーの流動性、必要とするトナー排出速度、
振動条件により決定するが、３〜１０°が好ましく、３
°未満では、トナーの搬送能力が低く、１０°を越える
場合は、搬出性は、問題ないもののスペース効率的に好
ましくない。

【００２７】図９は画像形成装置本体１３のトナー補給
容器１０を取り外し可能に装着する装着部１００を示
す。トナー補給容器１０を図示矢印イ方向に着脱するた
めの不図示のガイドレールを装着部１００は有し、トナ
ー補給容器１０を装着部１００に装着すると容器底面２
は加振器８上に載置されると共にトナー補給装置カバー
１２１を閉めると、トナー補給容器１０は水平方向の全
方位への移動が制限されるように装着部１００の周壁と
トナー補給装置カバー１２１で囲まれる。

【００２８】加振器８はばね−質量系であつて質量部に
交互に上下方向へ電磁力を加えることにより加振するよ
うになっている。即ち、ばね８ａで支えた導体付台板８
ｂとトナー補給容器１０とで質量となっている。

【００２９】トナー排出口３は装着部１００にトナー補
給容器１０が装着されると現像器２０１のホッパー２０
１ａの挿入口２０１ｂと一致する。ここで、手動又はト
ナー補給装置カバー１２１の閉動作と連動してシャッタ
ー５が開放される。

【００３０】次に実施の形態に関する実施例をのべる。

【００３１】〔実施例１〕は、内容積１０００ｃｃの容
器本体１を容器底面２をトナー排出口３へ向って傾斜角
１０度で下るようにしてこの底面２を囲む側板１ｂを一
体とし、天板１ａと二部品化し、ＨＩＰＳにて射出成形
したものを用い、トナー排出口３の流量規制部材４は図
３に示したポリエステル繊維製の網目状のフィルター
を、ＨＩＰＳ材にてガイド部材７とインサート成形によ
り成形した部材とをそれぞれ超音波溶着によって接合し
た。シャッター５は、ＨＩＰＳ材にて射出成形し更にパ
ッキン材６として発泡ポリウレタン（イノアック社製ポ
ロン）を貼着したものを用いた。

【００３２】上記構成のトナー補給容器１０に一成分系
のトナー５００ｇを充填したものを所定の画像形成装置
本体１３に挿入し加振器８上に底面２を接するようにし
て載置し、不図示の拘束部材で加振器８上でトナー補給
容器１０の移動を制限し、シャッター５で塞がれたトナ
ー排出口３を開口した後に、周波数５０Ｈｚ、両振幅１
ｍ／ｍ、振動方向鉛直方向の電磁力に依る振動力をトナ
ー補給容器１０の底面２側より与え（図９参照）トナー
の排出速度を確認したところ５００ｇのトナーが２０分
でほぼ全量排出でき、ほぼ一定量の流量で排出されるこ
とが認められた（図８参照）。そして、トナー補給容器
１０内でのトナーの固化、フラッシングは、発生しなか
った。また、排出途中で振動力を数回停止してみたが、
トナーのフラッシングや、ボタ落ちの傾向は見られなか
った。

【００３３】尚本実施例に流量規制部材４として用いた
フィルターは、Ｓｃｈｗｅｉｚ．Ｓｅｉｄｅｎｇａｚｅ
ｆａｂｒｉｋ ＡＧ Ｔｈａｌ製 Ｅｓｔａｌ ｍｏｎ
ｏで開孔寸法ａ＝１４８μｍ、フィルター開口部の投影
面積を全フィルター面積で割った値である開口率５３％
のものを用いた。また、使用トナーの粒径は、体積平均
径８μｍ最大粒径１１μｍ（コールター社・マルチサイ
ザー測定）のものを用いた。

【００３４】〔実施例２〕実施の形態１と同一のトナー
補給容器１０に同一トナー５００ｇを充填した後、トナ
ー補給容器１０全体を２０ｍ／ｍ高さから自由落下させ
るタッピングを５００回上下方向に行ないトナー補給容
器１０内のトナーを固化させた後に画像形成装置本体１
３にセットし、トナー排出性能を確認したところ、タッ
ピング時の影響でフィルターである流量規制部材４とシ
ャッター５の間にトナーが一部溜っており、更には、ト
ナー全体が固化しているため、初期は、排出の定量性に
若干のバラツキはあったものの約３２分でほぼ全量が排
出できた。

【００３５】〔実施例３〕本実施例においては、容器底
面２の傾斜角θを３°に変更した以外は実施例１と同様
の構成のトナー補給容器１０を用いて、実施例１と同様
の条件にてトナー排出性を確認した結果、ほぼ全量排出
に約６０分要し、傾斜角θが小さい分トナーの搬送能力
が低下しているので排出の後半では、ダラダラと小量づ
つを排出する傾向が見られ、これより小さい傾斜角は好
ましくないと判断した。

【００３６】〔実施例４〕本実施例においては、流量規
制部材４として設けたフィルターの開孔寸法ａ（図３、
図５参照）を９５μｍ、開口率を４９％に変更した以外
は、実施例１と同様の構成のトナー補給容器１０を用い
て、実施例１と同様の条件にてトナー排出性を確認した
結果、約３０分でほぼ全量が排出でき、トナー補給容器
１０内部でのトナーの固化の傾向は見られなかった。

【００３７】更に、排出途中で振動を停止してみたが、
フラッシングの傾向はなく、トナーのボタ落ちは実施例
１の場合より少なく、よりこのましい傾向が確認され
た。

【００３８】

【実施の形態２】本実施の形態においては、容器底面２
が略水平であり、図６、図７に示したように搬送方向の
断面形状が搬送方向へ傾斜した複数の微小な傾斜面を有
するノコギリ刃状であって更に該ノコギリ刃状の傾斜面
は、トナーの搬送、排出方向に対し斜めに（直角方向で
はない）形成されている（図７参照）。ノコギリ刃状の
傾斜面を排出方向に対して斜めにしているのは縦方向
（動）の振動に対して、水平方向の分力を発生させトナ
ーを横移動させるため、更に容器底面全体を傾斜させる
場合よりスペース効率は有利である。

【００３９】上記以外は実施の形態１と同様の構成のト
ナー補給容器１０を用いて実施例１と同様の条件にてト
ナー排出性を確認したところ図８のグラフに示したよう
な結果を得た。本実施の形態２は図８のグラフに示した
通りトナー排出口部にフィルター４が設けられているこ
とにより初期のトナーの過大な流出を防止していると共
に、容器底面２が略水平でありながら、複数の微小な傾
斜面で構成されていることにより、トナー排出後期にお
いても実施例１に比べ高い排出速度が維持できておりよ
り好ましくない状態が確認できた。

【００４０】尚、グラフ１のＲｅｆは、後述する比較例
２の排出速度の状況を示すものである。

【００４１】〔比較例１〕本比較例は、容器底面２が略
水平であり、トナー排出口３部には流量規制部材４を具
備していないこと以外は実施例１と同様の構成のトナー
補給容器であり、実施例１と同様の条件にてトナー排出
性を確認した結果、排出初期に過大な量のトナーが流出
し、排出後期においては、トナー補給容器内にトナーが
多量に残存しているにもかかわらずほとんど排出しない
状況が発生し、トナー排出量の安定性、残トナー量に関
して好ましくない結果であった。

【００４２】〔比較例２〕本比較例は、容器底面２をト
ナー排出口３に向って１０度傾斜させた以外は比較例１
と同様な構成のトナー補給容器であり、比較例１と同様
の条件にてトナー排出性を確認した結果、残トナー量は
実施例１と同様なレベルであったものの、排出初期にお
いては、比較例１よりも更に過大な量のトナーが図８に
示すように流出し振動を停止しても、トナー排出が停止
できない状況が発生し、トナー排出速度の安定性に関し
て好ましくない結果であった。

【００４３】更に、比較例１でも同様であったが、振動
を加えていないにもかかわらず流量を規制する部材がな
いためにトナー補給容器内のトナーがボタ落ちする状況
も確認された。

【００４４】（異物除去効果確認）実施例１〜４、実施
の形態２のトナー補給容器１０に夫々５００ｇのトナー
と５００μｍ〜１０００μｍ程度の粒径の異物（プラス
チック片）を０．５ｇ入れ、良く振った後に、実施例１
と同一条件で振動を加えトナーを排出させた結果、各実
施例及び実施の形態２共トナー補給容器１０内には０．
５ｇの異物が残留しておりトナー補給容器１０外には排
出されてないことが確認できた。

【００４５】同様にして比較例１，２では、トナー排出
後のトナー補給容器１０内には異物の残留は認められな
かった。

【００４６】前記構成のトナー補給容器は部品点数が少
ないうえに簡単に組立てることができるためコストが安
い。

【００４７】振動力によりトナーを流動化させ搬送排出
する構成であり、デッドスペースがないため残トナー量
が非常に少ない。

【００４８】また、トナー排出口部に流量規制部材を設
けているため、トナーがフラッシング気味になってもト
ナー排出速度が過大になることはなく、また、トナーが
固化傾向にある場合は、固化したトナーをほぐす効果が
ある。更に振動停止時は、トナーが規制部材を通過しず
らくなるためにトナー排出口部からのトナーのボタ落ち
等の異常流出がおさえられる。

【００４９】更に、単一の振動条件でも排出初期から後
期においても安定したトナー排出速度が得られる。

【００５０】また、使用済のトナー補給容器を回収して
再利用する際にも、分解、清掃が容易であり、しかも各
部品は、殆んど損耗しないのでトナーを再充填すれば再
使用は十分可能である。また、各部品を成形材料に戻し
て再生することも容易である。

【００５１】更にトナー排出口全面にわたってフィルタ
ーが取り付けられているため、容器本体内に存在する成
形バリ等の異物がトナー補給時に画像形成装置内に混入
することを防止できる。

【００５２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のトナー補
給容器及び電子写真画像形成装置によれば下記の効果が
ある。 （１）部品点数、組立工数が少なく製造コストが低減で
きる。 （２）トナー補給容器内の残トナー量が低減できる。 （３）トナー排出口付近でのトナーの閉塞、フラッシン
グが発生しない。 （４）一定の振動条件で、安定したトナー排出速度の維
持ができる。 （５）トナー補給容器内に存在する異物を容器外に排出
させない。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施の形態１のトナー補給容器の斜視図であ
る。

【図２】図１の側断面図である。

【図３】流量規制部材の平面図である。

【図４】流量規制部材の平面図である。

【図５】流量規制部材の平面図である。

【図６】実施の形態２のトナー補給容器の側断面図であ
る。

【図７】図６の底面を示す水平断面図である。

【図８】本発明の実施の形態、実施例、比較例の排出特
性を示すグラフである。

【図９】画像形成装置本体のトナー補給容器の装着部を
示す縦断面図である。

【図１０】電子写真画像形成装置の縦断面図である。

【図１１】図１０の斜視図である。

【図１２】図１０の斜視図である。

【符号の説明】

１…容器本体 １ａ…天板 １ｂ…側板 ２…容器底面 ３…トナー排出口 ４…流量規制部材 ５…スライド式シャッター ６…パッキン材 ７…ガイド部材 ８…加振器 ８ｂ…導体付台板 １０…トナー補給容器 １３…画像形成装置本体 １００…装着部 １０１…原稿 １０２…原稿台ガラス １０３…光学部 １０４…感光体ドラム １０５…給紙カセット １０５Ａ…給紙・分離装置 １０６…給紙カセット １０６Ａ…給紙・分離装置 １０７…給紙カセット １０７Ａ…給紙・分離装置 １０８…給紙カセット １０８Ａ…給紙・分離装置 １０９…搬送部 １１０…レジストローラ １１１…転写・分離帯電器 １１２…転写・分離帯電器 １１３…搬送部 １１４…定着部 １１５…排紙反転部 １１６…排紙ローラ １１７…排紙トレー １１８…フラッパー １１９…再給紙搬送路 １２０…再給紙搬送路 １２１…トナー補給装置カバー ２００…現像装置 ２０１…現像器 ２０１ａ…ホッパー ２０１ｂ…投入
口 ２０２…クリーニング器 ２０３…一次帯電器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村上 歩 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 小野寺 真一 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 後藤 達也 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 武田 昌平 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置に据置いてトナーを補給す
   るトナー補給容器において、該トナー補給容器のトナー
   排出口部全面に渡って、線状の流量規制部材を有するこ
   とを特徴とするトナー補給容器。
2. 【請求項２】 該流量規制部材は、網目状のフィルター
   で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のト
   ナー補給容器。
3. 【請求項３】 該トナー補給容器は、外部から振動を与
   えることにより容器本体内のトナーを搬送、排出せしめ
   ることを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
4. 【請求項４】 該トナー補給容器底面は、略水平から、
   水平面に対して、該トナー排出口に向って下るように傾
   斜していることを特徴とする請求項３に記載のトナー補
   給容器。
5. 【請求項５】 該トナー補給容器底面は、略水平であっ
   て、搬送方向の断面形状が、搬送方向へ傾斜した複数の
   微小な傾斜面を有するノコギリ刃状であって更に該ノコ
   ギリ刃状の傾斜面は、排出口方向に向って下るように斜
   めに形成された底面であることを特徴とする請求項３に
   記載のトナー補給容器。
6. 【請求項６】 前記トナー補給容器底面の傾斜角は３〜
   １０°であることを特徴とする請求項４に記載のトナー
   補給容器。
7. 【請求項７】 トナー補給容器を着脱可能で記録媒体に
   画像を形成する電子写真画像形成装置において、 トナー排出口部全面に渡って線状の流量規制部材を有す
   るトナー補給容器を取り外し可能に装着する装着部と、 前記トナー補給容器を加振する加振手段と、を有するこ
   とを特徴とする電子写真画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記加振手段は電磁式であることを特徴
   とする請求項７に記載の電子写真画像形成装置。