JP2006258997A - 現像剤供給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーの残量に応じた適当な大きさの振動を適当な周期でトナーボックスに与える。
【解決手段】 現像剤供給装置１０では、トナーボックス４０の外周面に段差部４０Ａ〜Ｄが形成され、板バネ６０がトナーボックス４０の外周面に圧接されており、モータ４６によってトナーボックス１０が回転されて板バネ６０が段差部４０Ａ〜Ｄを乗越えた時に、板バネ６０の弾力でトナーボックス４０に振動が与えられる。板バネ６０は、トナーの量が減るにつれて次第にトナー排出口４０Ｆ側に移動される。段差部４０Ａ〜４０Ｄの高さや周方向の間隔は、トナーボックス４０の軸方向に並んだ領域Ａ〜Ｄ毎に異なっており、トナーバックス４０内のトナーの量に応じた適当な大きさの振動が適当な周期でトナーボックス４０に与えられる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、現像剤収容容器に収容された現像剤を現像器に供給する現像剤供給装置、及び、この現像剤供給装置を備える画像形成装置に関する。

電子写真方式を用いた画像形成装置では、感光体上に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像器によってトナーで現像され、トナーによって形成された像が記録媒体に転写される。現像器で消費されるトナーは現像剤供給装置に備わるトナーボックスに収容されており、現像器でトナーが消費される毎に、現像剤供給装置によってトナーボックスから現像器へトナーが供給されることで、連続して現像が行われる。

現像剤供給装置の機構としては、内周面に螺旋状の突起が形成され、軸方向の一端側にトナーの出口が形成された円筒形状のトナーボックスが、軸回りに回転されて、トナーが突起に倣って軸方向の一端側へ移送され出口から送出される機構が知られている。この機構では、トナーが移送されずに堆積したり、トナーが凝集して塊になったり、トナーがトナーボックスの内壁に付着したりすることがある。これによって、搬送力が低下してトナーの供給が不安定になったり、トナーが使い切られずにトナーボックス内に残ったりするという問題が発生する。このため、トナーの凝集やトナーボックスへのトナーの付着を防止する対策が考案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

特許文献１では、トナーボックスの外周面に突起が形成され、この突起に引っ掛る爪部材が弾性力でトナーボックスの外周面に圧接されており、トナーボックスが回転すると爪部材が突起を乗越え、この際に爪部材がトナーボックスに打付けられてトナーボックスに振動が与えられる。また、特許文献２では、トナーボックスの外周面に沿って延びる部材に形成された凹部に、トナーボックスの外周面に形成された突起が落ち込む際の衝撃でトナーボックスに振動を与えている。このように、トナーボックスに振動が与えられることで、トナーの塊が崩され、トナーボックスに付着したトナーが離散する。

ここで、電子写真方式の画像形成装置で用いられるトナーは、有機ポリマグラインダを主成分とする微粒子で、その内部にはカーボンブラック、電荷制御剤、ワックス等が混合されており、一般的に混合、粉砕、分級によって製造されている。この製造方法では、１０μｍ程度の微粒子が得られる。また、この他に、粉砕方法を含まない混濁重合法によって製造されている。この混濁重合法は、機械的な高せん断力と分散安定剤とを組合せた製造方法であり、５μｍ程度の微粒子を得ることが出来る。

このような微粒子からなるトナーをトナーボックスに投入すると、トナー間に空気が混じり微小な隙間が生じる。このような状態で放置すると、周囲のトナーの重量や装置が稼動する際の微小な連続的な振動がトナー間で伝播し、トナー間の空気が抜けてトナー間の隙間が少しずつ減少することで、トナー同士が締付けられた状態になる。

このため、トナーをトナーボックスに補給した直後でトナーボックス内にトナーが大量に堆積された状態では、上述した爪部材等の振動付与部材によって、稼動状態の装置で発生する微小な連続的な振動に近似した大きさ、周波数の振動を、トナーボックスに付与してしまうと、トナーの締付けが加速する要因となる。

また、トナーボックス内のトナーが消費されて残量が少なくなった場合には、周囲のトナーの重量が比較的小さくなり、トナー同士が締付けられることは無くなるが、トナーの残量が多かった時にできたトナーの塊や静電気等によって、トナーボックス内やトナーの搬送経路内でトナーの滞留が発生する。そして、滞留しているトナーに、搬送中又は攪拌中のトナーが付着すると大きなトナーの塊が形成される。このような塊を発生させないためには、連続的な振動を付与すれば良い。また、少量のトナーはトナーボックスの壁面近くに存在するので、大きな振動を付与する必要はなく、逆に、トナーボックスの共振による騒音の発生を抑制するために、小さな振動を付与することが望ましい。

即ち、多量のトナーに対して微小な振動を与えたり、逆に、少量のトナーに対して過大な振動を与えたりすると、トナーの凝集、トナーボックスの内壁へのトナーの付着がかえって促進される。

また、トナーボックスに収容されたトナーの量が少なくなってトナーボックスの軸方向の一端側にトナーが偏った時に、トナーボックスの軸方向の他端側のトナーが存在しない位置に振動を与えてもトナーには振動が十分に伝わらない。

しかしながら、特許文献１、２では、トナーボックスに収容されたトナーの量に関わらず、常に、一定の大きさの振動が、一定の周期で、一定の位置に加えられているので、トナーの凝集やトナーボックスへのトナーの付着を効果的に抑制できてはいない。

なお、モータやソレノイド等を用いて叩き部材でトナーボックスを叩いてトナーボックスに振動を加える場合には、トナーボックスに収容されたトナーの量に応じた適切な振動をトナーボックスに加えることが可能であるが、トナーの量を検出する手段やモータやソレノイドの制御回路や制御プログラムが必要となり、構成が複雑化するという問題がある。
特開平８−９５３６１号公報 特開平１１−２７２０５２号公報

本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、現像剤収容容器に収容された現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着を効果的に抑制すると共に、装置構成の複雑化を防止することを目的とする。

請求項１に記載の現像剤供給装置は、現像剤を収容する筒状の容器で、軸方向の一端側に現像器に連通された開口が形成された現像剤収容容器と、前記現像剤収容容器に収容された現像剤を軸方向の一端側へ移送し、前記開口から送出する現像剤移送手段と、前記現像剤収容容器の外周面に当接して前記現像剤収容容器に振動を与える振動付与部材と、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材を前記現像剤収容容器の軸方向へ移動させる移動手段と、を有することを特徴とする。

請求項１に記載の現像剤供給装置では、現像剤が、筒状の容器である現像剤収容容器に収容されている。現像剤収容容器の軸方向の一端側には現像器に連通された開口が形成されており、現像剤は、現像剤移送手段によって現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送され開口から送出される。

ここで、振動付与部材が、現像剤収容容器の外周面に当接して現像剤収容容器に振動を与えているが、この振動付与部材は、移動手段によって、現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、現像剤収容容器の軸方向へ移動される。これによって、現像剤収容容器に収容された現像剤の量によって異なる適当な位置で現像剤に振動を与えることができるので、現像剤の凝集や現像剤収容容器の内壁への現像剤の付着等を効果的に抑制できる。従って、現像剤収容容器から現像器へ安定して現像剤を供給できる。また、現像剤が使い切られずに現像剤収容容器に残留する量を低減できるので、現像剤収容容器の交換サイクルが長くなる。

請求項２に記載の現像剤供給装置は、請求項１に記載の現像剤収容容器であって、前記移動手段は、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移動させることを特徴とする。

請求項２に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に、現像剤収容容器の軸方向の一端側への現像剤の偏りが大きくなると共に、振動付与部材が、移動手段によって、現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移動される。即ち、現像剤が存在する領域が現像剤収容容器内の軸方向の一端側へシフトされると、振動付与部材がそれに追従するので、常に現像剤の周囲で現像剤収容容器に振動を与えることができ、現像剤に十分な振動を与えることができる。

請求項３に記載の現像剤供給装置は、請求項１又は２に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に与える振動の大きさが変化することを特徴とする。

請求項３に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、振動付与部材が現像剤収容容器に与える振動の大きさが変化する。これによって、現像剤に与えられる振動が小さ過ぎたり、逆に大き過ぎたりすることで現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着が促進されることを防止できる。

請求項４に記載の現像剤供給装置は、請求項３に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に与える振動が小さくなることを特徴とする。

ここで、現像剤収容容器に収容された多量の現像剤に対して、微小な振動を与えたり、逆に、現像剤収容容器に収容された少量の現像剤に対して、過大な振動を与えたりすると、現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着がかえって促進されてしまう。

そこで、請求項４に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に、振動部材が現像剤収容容器に与える振動を小さくし、現像剤収容容器に収容された多量の現像剤に対して大きな振動を与え、現像剤収容容器に収容された少量の現像剤に対して微小な振動を与えるようにしている。

請求項５に記載の現像剤供給装置は、請求項４に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤移送手段が、前記現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起と、前記現像剤収容容器を軸回りに回転させて前記突起で現像剤を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送する回転駆動手段と、を有し、前記振動付与部材が弾性力で前記現像剤収容容器の外周面に圧接され、前記現像剤収容容器の外周面に前記振動付与部材が乗越える段差部が設けられ、前記段差部の高さが、前記現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に低くなることを特徴とする。

請求項５に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器が回転駆動手段によって軸回りに回転され、現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起によって現像剤が現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送される。

また、振動付与部材が弾性力で現像剤収容容器の外周面に圧接されている。現像剤収容容器の外周面には振動付与部材が乗越える段差部が設けられており、現像剤収容容器が回転駆動手段によって回転されて振動付与部材が段差部を乗越える際に、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に弾性力で打付けられて現像剤収容容器に振動が与えられる。

ここで、段差部の高さは、現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に低くなる。このため、現像剤収容容器の軸方向の他端側では、一端側と比して、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に強く打付けられて大きな振動が現像剤収容容器に与えられ、現像剤収容容器の軸方向の一端側では、他端側と比して、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に弱く打付けられて小さな振動が与えられる。これによって、現像剤の量を検出する手段や振動の大きさを制御する制御回路や制御プログラムを備えない簡素な構成で、現像剤収容部内の現像剤の量に応じた適当な大きさの振動を現像剤に加えることができる。従って、現像剤供給装置のコストを低減できる。

請求項６に記載の現像剤供給装置は、請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に振動を与える周期が変化することを特徴とする。

請求項６に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、振動付与部材が現像剤収容容器に振動を与える周期が変化する。これによって、現像剤に振動が与えられる周期が短過ぎたり、逆に長過ぎたりすることで現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着が促進されることを防止できる。

請求項７に記載の現像剤供給装置は、請求項２、４、５の何れか１項に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に振動を与える周期が短くなることを特徴とする。

ここで、現像剤収容容器に収容された多量の現像剤に対して与えられる振動の周期が短過ぎたり、逆に、現像剤収容容器に収容された少量の現像剤に対して与えられる振動の周期が長過ぎたりすると、現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着がかえって促進されてしまう。

そこで、請求項７に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に、振動部材が現像剤収容容器に与える振動の周期を短くし、現像剤収容容器に収容された多量の現像剤に対して長い周期で振動を加え、現像剤収容容器に収容された少量の現像剤に対して短い周期で振動を加えるようにしている。

請求項８に記載の現像剤供給装置は、請求項７に記載の現像剤供給装置であって、前記現像剤移送手段が、前記現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起と、前記現像剤収容容器を軸回りに回転させて前記突起で現像剤を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送する回転駆動手段と、を有し、前記振動付与部材が弾性力で前記現像剤収容容器の外周面に圧接され、前記現像剤収容容器の外周面に前記振動付与部材が乗越える段差部が設けられ、前記段差部の周方向の間隔が、前記現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に狭くなることを特徴とする。

請求項８に記載の現像剤供給装置では、現像剤収容容器が回転駆動手段によって軸回りに回転され、現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起によって現像剤が現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送される。

また、振動付与部材が弾性力で現像剤収容容器の外周面に圧接されている。現像剤収容容器の外周面には振動付与部材が乗越える段差部が設けられており、現像剤収容容器が回転駆動手段によって回転されて振動付与部材が段差部を乗越える際に、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に打付けられて現像剤収容容器に振動が与えられる。

ここで、段差部の周方向の間隔は、現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に狭くなる。このため、現像剤収容容器の軸方向の他端側では、一端側と比して、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に打付けられて現像剤収容容器に振動が与えられる周期が長くなり、現像剤収容容器の軸方向の一端側では、他端側と比して、振動付与部材が現像剤収容容器の外周面に打付けられて現像剤収容容器に振動が与えられる周期が短くなる。これによって、現像剤の量を検出する手段や振動の大きさを制御する制御回路や制御プログラムを備えない簡素な構成で、現像剤収容部内の現像剤の量に応じた周期で現像剤に振動を加えることができる。従って、現像剤供給装置のコストを低減できる。

請求項９に記載の現像剤供給装置は、請求項５又は８に記載の現像剤供給装置であって、前記回転駆動手段の駆動力を前記移動手段へ伝達する伝達手段を有することを特徴とする。

請求項９に記載の現像剤供給装置では、回転駆動手段の駆動力が伝達手段によって移動手段に伝達されて移動手段が駆動されることによって、現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に、振動部材が現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移動される。

請求項１０に記載の画像形成装置は、請求項１乃至９の何れか１項に記載の現像剤供給装置を備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の画像形成装置では、上述した請求項１乃至９の何れか１項に記載の現像剤供給装置が備えられており、現像剤収容容器から現像器へ現像剤が安定して供給される。また、現像剤が現像剤収容容器に残留することが抑制されており、現像剤収容容器に収容された現像剤を使い切ることができるので、現像剤収容容器の交換サイクルが長くなる。

本発明は上記構成にしたので、現像剤収容容器に収容された現像剤の凝集や現像剤収容容器への現像剤の付着を効果的に抑制できると共に、装置構成の複雑化を防止できる。

以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。

図１に示すように、本発明の現像剤供給装置１０を備える画像形成装置１２は、電子写真方式を用いたレーザビームプリンタである。この画像形成装置１２は、記録媒体Ｐを搬送するための搬送ロール１８を具備した用紙搬送系と、搬送ロール１８によって搬送される記録媒体Ｐに所望の画像を形成するための画像形成部１４と、画像形成部１４によって記録媒体Ｐ上に形成された画像を定着させる定着装置２０が設けられている。

この画像形成装置１２では、まず、画像形成部１４で感光体ベルト１６上にトナー像が形成され、このトナー像が、搬送ロール１８によって転写部２２へ搬送された記録媒体Ｐに転写される。そして、トナー像が転写された記録媒体Ｐが、転写部２２の搬送方向下流側で定着装置２０によって加圧、加熱されてトナー像が記録媒体Ｐに定着され、搬送ロール１８によって画像形成装置１２の外部へ排紙される。

画像形成部１４には、感光体ベルト１６が設けられている。この感光体ベルト１６は、水平方向に延出する搬送経路に沿って配設された２本のロール２４、２５、ロール２４、２５の下方にそれぞれ配設されたロール２６、２７、及びロール２６、２７の斜め下方に配設された１本のロール２８の計５本のロールによって回転可能に張架されている。

感光体ベルト１６の周囲には、回転方向（図中時計回り方向）に順に、帯電チャージコロトロン３０、光走査装置３２、現像器３４、転写コロトロン３６、剥離コロトロン３７、クリーナー３８が配設されている。

帯電チャージコロトロン３０は、感光体ベルト１６のロール２７、２８間の平坦面１６Ａに面して配設されており、感光体ベルト１６に向けて放電して感光体ベルト１６の表面を一様に帯電する。また、光走査装置３２は、感光体ベルト１６のロール２８、２６間の平坦面１６Ｂに面して配設されており、感光体１６の帯電面にレーザビームを照射して感光体ベルト１６上に画像データに基づいた静電潜像を形成する。

また、現像器３４は、感光体ベルト１６を挟んでロール２６に対向するように配設されており、現像ロール３４Ａとロール２６とで現像ニップを形成している。この現像器３４は、トナーからなる１成分現像剤、或いはトナーやキャリアからなる２成分現像剤を収容しており、現像器３４内で現像剤を攪拌しながら現像ロール３４Ａに搬送する。そして、現像器３４は、現像ロール３４Ａに現像バイアスを印加されて現像ロール３４Ａから感光体ベルト１６の静電潜像上へトナーを移動させる。これによって、感光体ベルト１６上の静電潜像がトナーで可視化される。

また、現像器３４には、現像剤供給装置１０が一体的に設けられている。この現像剤供給装置１０には、トナーを収容したトナーボトル４０が着脱可能に装填されており、現像器３４でトナーが消費される毎に、現像剤供給装置１０によってトナーボックス４０から現像器３４へトナーが供給される。

また、転写コロトロン３６は、感光体ベルト１６のロール２４、２５間の水平な平坦面１６Ｃに面して配設されている。この転写コロトロン３６は、記録媒体Ｐの裏面に向けて放電し、記録媒体Ｐの裏面にトナー電荷と逆極性の電荷を与えて、感光体ベルト１６上のトナー像を記録媒体Ｐへ転写する。

また、剥離コロトロン３７は、感光体ベルト１６の平坦面１６Ｃに面して配設されており、トナー像が転写された記録媒体Ｐを再び帯電して記録媒体Ｐと感光体ベルト１６との静電密着力を解除する。これによって、記録媒体Ｐが感光体ベルト１６から剥離されて搬送方向下流側へ搬送される。

また、クリーナー３８は、感光体ベルト１６を挟んでロール２７に対向するように配設されている。このクリーナ３８には、クリーナブレード３８Ａやクリーナロール３８Ｂ等のクリーニング機構が配設されている。このクリーナブレード３８Ａやクリーナロール３８Ｂは、転写部２２で記録媒体Ｐに転写されずに感光体ベルト１６上に残留した未転写残留トナーを感光体ベルト１６から除去する。

そして、転写部２２の搬送方向下流側に配設された定着装置２０は、記録媒体Ｐの転写面に接触して回転するヒートロール２０Ａ、記録媒体Ｐを間においてヒートロール２０Ａに圧接され、記録媒体Ｐの裏面に接触して回転する加圧ロール２０Ｂを備え、ヒートロール２０Ａと加圧ロール２０Ｂとで定着ニップが形成されている。ヒートロール２０Ａの内部にはハロゲンランプ等のヒーターランプ（図示省略）が配設されており、ヒートロール２０Ａの表面が加熱されている。このため、トナー像が転写された記録媒体Ｐが、定着ニップを通過する際に加熱、加圧され、記録媒体Ｐ上のトナーが溶融して記録媒体Ｐに定着される。

次に、現像剤供給装置１０について説明する。

図２乃至図４に示すように、現像剤供給装置１０は、円筒形状のトナーボトル４０と、現像器３４の上面に設置され、トナーボトル４０が着脱自在に装填されるボトルホルダ４２を備える。このボトルホルダ４２は、トナーボトル４０の下側でトナーボトル４０の軸方向へ延びるベース部４２Ａと、ベース部４２Ａのトナーボトル４０の軸方向一端側に立設されたケーシング部４２Ｂとで構成されている。

このケーシング部４２Ｂには、トナーボトル４０の軸方向の一端側をチャックするチャック機構４４、チャック機構４４が回転軸４６Ａの先端部に取付けられたモータ４６が備えられている。モータ４６の回転軸４６Ａはトナーボトル４０の中心軸の延長線上に延びており、チャック機構４４は、トナーボトル４０の中心軸上でトナーボトル４０に嵌合される。このため、チャック機構４４がトナーボトル４０をチャックした状態で、モータ４６が駆動されると、トナーボトル４０が中心軸回りに回転する。

また、図３に示すように、トナーボトル４０の内周面には軸方向の一端側から他端側まで螺旋状の突起４０Ｅが形成されている。このため、トナーボトル４０がモータ４６によって回転駆動されると、トナーボトル４０に収容されたトナーが、突起４０Ｅの巻き方向及びトナーボトル４０の回転方向に応じて、軸方向の一端側又は他端側へ移送される。本実施形態では、トナー供給時に、トナーボトル４０内のトナーが軸方向の一端側へ移送される方向へ、トナーボトル４０を回転させる。

また、図４に示すように、トナーボトル４０の軸方向の一端面にはトナー排出口４０Ｆが形成されており、トナーボトル４０の軸方向の一端側へ移送されたトナーが排出される。また、ケーシング部４２Ｂの内部にはトナー排出口４０Ｆを現像器３４のトナー供給口（図示省略）へ連通させる連通路４２Ｃが形成されており、図中矢印Ａで示すように、トナー排出口４０Ｆから現像器３４へトナーが供給される。

また、図２乃至図４に示すように、ベース部４２Ａには、ウォームシャフト４８が回転可能に支持されている。このウォームシャフト４８は、トナーボトル４０の外周面に面して配設され、トナーボトル４０の軸方向の他端側から一端側へ延びており、ウォームシャフト４８の軸方向の一端部は、ケーシング部４２Ｂ内に挿入されている。ウォームシャフト４８の軸方向の一端部にはギア５２が取付けられている。また、モータ４６の回転軸４６Ａには、ギア５２よりも小径のギア５４が取付けられており、ギア５２とギア５４が噛合っている。即ち、モータ４６の回転がギア５２、５４によってウォームシャフト４８に伝達されてウォームシャフト４８が回転される。

また、ウォームシャフト４８には移動体５６が螺合しており、ウォームシャフト４８の回転によってトナーボトル４０の軸方向に沿って移動される。この移動体５６には板バネ６０が取付けられている。この板バネ６０は弾性力でトナーボトル４０の外周面に圧接されている。

また、トナーボトル４０の外周面にはトナーボトル４０の軸方向に沿って延びる凸状の段差部４０Ａ〜Ｄが形成されている。このため、トナーボトル４０が回転すると、板バネ６０が段差部４０Ａ〜Ｄに乗り上げ、さらにトナーボトル４０が回転すると、板バネ６０が段差部４０Ａ〜Ｄを乗越える。この際に、板バネ６０がトナーボトル４０の外周面に打付けられてトナーボトル４０に振動が与えられる。

ここで、トナーボトル４０の外周面は軸方向の他端部から一端側へかけて４つの領域Ａ〜Ｄに分割されており、領域Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄにそれぞれ段差部４０Ａ、４０Ｂ、４０Ｃ、４０Ｄが形成されている。

図５（Ａ）に示すように、段差部４０Ａは、トナーボトル４０の周方向に約９０°の間隔で４本形成され、また、図５（Ｂ）に示すように、段差部４０Ｂは、トナーボトル４０の周方向に約４５°の間隔で８本形成されている。また、図５（Ｃ）に示すように、段差部４０Ｃは、トナーボトル４０の周方向に約２２．５°の間隔で１６本形成され、また、図５（Ｄ）に示すように、段差部４０Ｄは、トナーボトル４０の周方向に約１１．２°の間隔で２４本形成されている。

また、図５に示すように、段差部４０Ａ〜Ｄの山部までの直径φＤａ〜φＤｄは均一になっており、段差部４０Ａ〜Ｄの谷部までの直径φｄａ〜φｄｄは、φｄａ＜φｄｂ＜φｄｃ＜φｄｄと、トナーボトル４０の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に大きくなっている。即ち、段差部４０Ａ〜Ｄの高さＨａ〜Ｈｄ（＝（φＤ−φｄ）／２）は、Ｈａ＞Ｈｂ＞Ｈｃ＞Ｈｄと、トナーボトル４０の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に小さくなっている。

このため、トナーボトル４０を回転させるためにモータ４６が回転すると、ウォームシャフト４８が回転し、移動体５６及び板バネ６０がトナーボトル４０の軸方向の他端側から一端側へ移動され、板バネ６０によってトナーボトル４０に与えられる振動の位置、大きさ、及び、周期が変化する。

ここで、ギア５２とギア５４とのギア比、及びウォームシャフト４８のネジピッチは、移動体５６及び板バネ６０が軸方向の他端側から一端側まで移動する時間と、トナーボックス４０内の満タンのトナーが使い切られるまでの時間とが、ほぼ一致するように決められている。また、トナーが充填されたトナーボックス４０がボックスホルダー４２に装填されると、センサ（図示省略）によって検知されてモータ４６が逆回転し、移動体５２及び板バネ６０がトナーボトル４０の軸方向の他端部まで移動されるようになっている。

即ち、トナーボトル４０内にトナーが満タンに充填されている状態では板バネ６０が領域Ａに配置され、時間の経過と共にトナーボトル４０内のトナーの量が減少するにつれて次第に、板バネ６０がトナーボトル４０の軸方向の一端側へ移動する。そして、トナーボトル４０内のトナーが全て現像器３４に供給された時点で、板バネ６０は領域Ｄまで移動する。これによって、常にトナーの周囲でトナーボックス４０に振動を与えることができるので、トナーに十分な振動を与えることができる。

また、図６のグラフに示すように、まず、トナーボトル４０内のトナーが満タンの状態で、板バネ６０の弾力Ｐａの衝撃が、トナーボトル４０が１回転する毎に４回の周期Ｔａでトナーボトル４０の領域Ａに与えられる。そして、トナーボトル４０内のトナーが減少して板バネ６０が領域Ｂまで移動すると、板バネ６０の弾力Ｐｂの衝撃が、トナーボトル４０が１回転する毎に８回の周期Ｔｂでトナーボトル４０の領域Ｂに与えられる。さらにトナーボトル４０内のトナーが減少して板バネ６０が領域Ｃまで移動すると、板バネ６０の弾力Ｐｃの衝撃が、トナーボトル４０が１回転する毎に１６回の周期Ｔｃでトナーボトル４０の領域Ｃに与えられる。また、さらにトナーボトル４０内のトナーが減少して板バネ６０が領域Ｄまで移動すると、板バネ６０の弾力Ｐｄの衝撃が、トナーボトル４０が１回転する毎に２４回の周期Ｔｄでトナーボトル４０の領域Ｄに与えられる。

ここで、板バネ６０の弾力Ｐａ〜Ｐｄは、Ｐａ＞Ｐｂ＞Ｐｃ＞Ｐｄとなっている。また、板バネ６０がトナーボックス４０に打付けられる周期Ｔａ〜Ｔｄは、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ＞Ｔｄ、Ｔｂ＝Ｔａ／２、Ｔｃ＝Ｔａ／４、Ｔｄ＝Ｔａ／６となっている。

即ち、トナーボックス４０内のトナーの量が減少するにつれて次第に、板バネ６０がトナーボックス４０に与える振動の位置がトナーの移送方向に移動し、また、板バネ６０がトナーボックス４０に与える振動の周期Ｔａ〜Ｔｄが長くなり、さらに、板バネ６０がトナーボックス４０に与える振動の大きさＰａ〜Ｐｄが減少している。

このように、トナーボックス４０内の多量のトナーに対しては、長い周期で強い衝撃を与え、トナーボックス４０内の少量のトナーに対しては、短い周期で微小な衝撃を与えるようにしたことで、上述したように、不適切な振動を加えることによってトナーの凝集やトナーボックス４０の内壁へのトナーの付着がかえって促進されてしまうという事態を回避でき、トナーの凝集やトナーボックス４０の内壁へのトナーの付着を効果的に抑制できる。

これによって、トナーを現像器３４へ安定して供給できる。また、トナーをトナーボックス４０内に残留させることなく使い切ることができるので、トナーボックス４０の交換サイクルが長くなる。さらに、トナーボックス４０内のトナーの残量を検出する手段や、振動の大きさや振動を与える周期、位置を変化させる制御回路や制御プログラムを備えない簡素な構成で、トナーボックス４０内のトナーの量に応じた適当な大きさの振動を適当な周期で適当な位置に与えることができる。従って、高品質且つ低コストの現像剤供給装置１０を提供できる。

本実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。 本実施形態の現像剤供給装置を示す斜視図である。 本実施形態の現像剤供給装置を示す平面図である。 本実施形態の現像剤供給装置を示す正面図である。 （Ａ）は図４の５（Ａ）−５（Ａ）断面図、（Ｂ）は図４の５（Ｂ）−５（Ｂ）断面図、（Ｃ）は図４の５（Ｃ）−５（Ｃ）断面図、（Ｄ）は図４の５（Ｄ）−５（Ｄ）断面図である。 トナーボックス内のトナーの量と板バネによる衝撃との関係を示すグラフである。

符号の説明

１０ 現像剤供給装置
１２ 画像形成装置
３４ 現像器
４０ トナーボックス（現像剤収容容器）
４０Ａ〜Ｄ 段差部
４０Ｅ 突起（現像剤移送手段）
４０Ｆ トナー排出口（開口）
４６ モータ（現像剤移送手段、移動手段、回転駆動手段）
４８ ウォームシャフト（移動手段）
５２ ギア（伝達手段）
５４ ギア（伝達手段）
６０ 板バネ（振動付与部材）

Claims (10)

1. 現像剤を収容する筒状の容器で、軸方向の一端側に現像器に連通された開口が形成された現像剤収容容器と、
   前記現像剤収容容器に収容された現像剤を軸方向の一端側へ移送し、前記開口から送出する現像剤移送手段と、
   前記現像剤収容容器の外周面に当接して前記現像剤収容容器に振動を与える振動付与部材と、
   前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材を前記現像剤収容容器の軸方向へ移動させる移動手段と、
   を有することを特徴とする現像剤供給装置。
2. 前記移動手段は、前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移動させ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. 前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に与える振動の大きさが変化することを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤供給装置。
4. 前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に与える振動が小さくなることを特徴とする請求項２に記載の現像剤供給装置。
5. 前記現像剤移送手段が、
   前記現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起と、
   前記現像剤収容容器を軸回りに回転させて前記突起で現像剤を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送する回転駆動手段と、を有し、
   前記振動付与部材が弾性力で前記現像剤収容容器の外周面に圧接され、
   前記現像剤収容容器の外周面に前記振動付与部材が乗越える段差部が設けられ、
   前記段差部の高さが、前記現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に低くなることを特徴とする請求項４に記載の現像剤供給装置。
6. 前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量に応じて、前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に振動を与える周期が変化することを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の現像剤供給装置。
7. 前記現像剤収容容器に収容された現像剤の量が減るにつれて次第に前記振動付与部材が前記現像剤収容容器に振動を与える周期が短くなることを特徴とする請求項２、４、５の何れか１項に記載の現像剤供給装置。
8. 前記現像剤移送手段が、
   前記現像剤収容容器の内周面に形成された螺旋状の突起と、
   前記現像剤収容容器を軸回りに回転させて前記突起で現像剤を前記現像剤収容容器の軸方向の一端側へ移送する回転駆動手段と、を有し、
   前記振動付与部材が弾性力で前記現像剤収容容器の外周面に圧接され、
   前記現像剤収容容器の外周面に前記振動付与部材が乗越える段差部が設けられ、
   前記段差部の周方向の間隔が、前記現像剤収容容器の軸方向の他端側から一端側へかけて次第に狭くなることを特徴とする請求項７に記載の現像剤供給装置。
9. 前記回転駆動手段の駆動力を前記移動手段へ伝達する伝達手段を有することを特徴とする請求項５又は８に記載の現像剤供給装置。
10. 請求項１乃至９の何れか１項に記載の現像剤供給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

Images