JP3889477B2 - トナー補給装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置におけるトナー補給装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置におけるトナー補給装置の一種に、円筒状の容器本体の一端側中央部にトナー吐出口が形成され内壁面に螺旋状の突起部(リブ)が設けられたスクリューボトルタイプのトナーボトルを、現像部へのトナー導入部に連通させた状態で保持手段により略水平向きに保持するとともに、この保持手段に保持された該トナーボトルを回転駆動手段により回転させることにより、該螺旋状の突起部のトナー搬送作用によってトナーボトル内部のトナーをそのトナー吐出口から吐出させて、画像形成装置の現像部へのトナー補給を行うようにしたトナー補給装置が知られている。
【0003】
複写機等の画像形成装置では、その本体に定着装置のような熱を発生する部分(熱源)があるため、この熱によって上記トナーボトル内の収容トナーが溶融してしまう不具合が発生する場合がある。
トナーが溶融しない場合でも、トナーボトルが高温となるため、その収容トナーの流動性が低下し、トナー補給量の減少や、トナーカートリッジの内壁に付着するトナーが多くなることにより起こるトナーエンド時のトナー残量の増大等の不具合が発生していた。このような不具合は、感光体及びその周辺機器をコンパクトなケース内にユニット化して収容した構成の、通常、プロセスカートリッジと呼ばれている小型化された画像形成装置においては、そのトナー補給装置と熱源との距離が近接するため、より顕著となる。
【0004】
このような不具合、すなわち、トナーボトル内壁のトナー付着による補給不良や残留トナーが多くなることを防止するために、トナーボトルを叩いて振動を与えることが行われている。
具体的には、叩き部材をバネ部材等でトナーボトルの外側面に常時押圧し、トナーボトルの回転時に該トナーボトルの外側面に設けた突起を叩き部材が乗り越えて落ち込むときに衝撃を与える構成が主流となっている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来構成では、叩き部材が非常に強く当たる構成であるため、衝撃音が大きく、耳障りであり、OA機器の静音化という観点からも問題があった。
また、衝撃音が大きいことに比例して、叩き部材が突起を乗り越える時の抵抗が大きく、これがトナーボトルの回転駆動において大きな負荷となっていた。このため、収容トナーを吐出させるためのトナーボトルの回転駆動力を本来よりも大きくする必要があった。
【0006】
そこで、本発明は、叩き部材の衝撃音を小さくできるとともに、本来のトナーボトルの回転駆動への影響を極力少なくできるトナー補給装置の提供を、その目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
本発明は、従来技術における衝撃音の発生が、トナーボトルの外側面に対する叩き部材の弾性力を一気に消費する構成に起因すると認識し、叩き部材の弾性力の分散化を図ったものである。
具体的には、請求項1記載の発明では、トナーボトルを回転させて該トナーボトル内に収容されたトナーを吐出させ、画像形成装置の現像部へ補給するようにしたトナー補給装置において、上記トナーボトルの外側面に振動を与える叩き部材が備えられ、該叩き部材は外周面に複数の突起を有し、且つ、上記トナーボトルの外側面に対して、該叩き部材を支持する支持部材の弾性変形によって弾力的に当接し、上記トナーボトルが回転されると、該叩き部材は上記トナーボトルの外側面との接触摩擦により、該外側面に対して、上記突起1つによる接触と、上記突起2つによる接触とを繰り返しながら回転する、という構成を採っている。
【0010】
【実施例】
以下、本発明の実施例を図に基づいて詳細に説明する。先ず、図1乃至図3を参照して、本発明のトナー補給装置が使用される画像形成装置(ここでは、複写機)の作像系について説明する。図1乃至図3において、感光体1は、矢印方向に回転移動しながら、除電光7により除電され、表面電位が0〜−150Vの基準電位に平均化される。次に、感光体1は、帯電装置2により帯電され、表面電位が−900V前後となる。帯電された感光体1は、露光部で画像光3が照射され、その画像光3の照射されない部分(画像部分)が、現像部における現像スリーブ4上のトナーによりトナー像化される。この時、現像スリーブ4には、−200V前後のバイアスがかけられているが、感光体1の画像光3の照射されない部分(画像部分)の表面電位が−500〜−850Vに維持されるので、この画像部分に現像スリーブ4上のトナーが付着する。感光体1が更に回転移動する間に、図示しない給紙部より転写紙が給紙される。この転写紙は、その先端と感光体1上に作られたトナー像の先端とが、転写部で一致するようなタイミングで給紙され、この転写部で転写装置5により感光体1上のトナー像を転写される。トナー像の転写された転写紙は、図示しない定着部へ送られ、図示しない定着装置の熱と圧力によりトナー像を融着された後、コピーとして機外に排出される。一方、転写紙に転写されずに感光体1上に残留したトナーは、クリーニング部のクリーニングブレード6により掻き落される。これにより、感光体1は、トナーの付着していない初期状態となり、再び次の作像工程へ移る。
【0011】
本実施例における感光体、及び、感光体周辺に配置される帯電装置、現像部としての現像装置、クリーニング装置などの作像装置は、通常、プロセスカートリッジと呼ばれている一体の感光体回りケース40内に、ユニット化されて納められている。このプロセスカートリッジは、図1に示すような外観を有しており、クリーニングブレード6により感光体1から掻き落された残留トナーを、図3に示すように、トナー搬送コイル8によりケース40の手前側のリサイクルトナー搬送部へ送り、このリサイクルトナー搬送部に配設されているトナーリサイクルベルト9により、現像装置の現像剤撹拌部に送り込んで、リサイクルトナーとして再使用する仕組になっている。なお、本発明の適用対象である画像形成装置において、図2から明らかなように、上記帯電装置2及び転写装置5としてローラ型を示したが、これに限定される趣旨ではなく、ワイヤーを用いてコロナ放電をさせるタイプを備えたもので良い。
【0012】
次に、このプロセスカートリッジ内の現像装置について説明する。図2及び図3において、現像スリーブ4は、内部に5極の磁石を配置した固定軸を有し、その外周面をアルミなどの非磁性のパイプ材で覆うように構成されており、パイプ材が回転することで、現像容器(ケース40)内に収容されている現像剤(小さな鉄球からなるキャリアとトナーとからなる2成分現像剤)が、磁石の磁力により現像スリーブ4上に汲み上げられて、感光体1の現像部に移動される。この現像スリーブ4による感光体1への現像剤の供給量は、その過不足による画像濃度不良や濃度ムラの発生を防止するために、ドクターブレード10により現像スリーブ4上の感光体1側への流入量が一定量となるように規制されている。
【0013】
また、ケース40と一体に形成された現像容器には、現像剤を撹拌・循環させるための一対の撹拌スクリュー11が設けられており、これらの撹拌スクリュー11の回転により、現像容器内の現像剤が撹拌されながら現像スリーブ4の軸方向に沿ってループを描くように循環搬送される。ここで、この循環により感光体1の現像部に移動された現像剤のうち、キャリアは現像スリーブ4の回転により現像容器内に取り込まれて再び循環されるが、撹拌により帯電されキャリアに付着して感光体1の現像部まで運ばれたトナーは、感光体1上に形成された画像部分に静電気力により付着して消費される。従って、この種の画像形成装置におけるトナーは、周知のように、その消費に応じて適時補給する必要があり、このプロセスカートリッジのケース40の現像容器上部には、図1及び図2に示すように、現像容器内に新規トナーを取り込むためのトナー補給口12が設けられている。
【0014】
このトナー補給口12への新規トナーの補給が、カートリッジタイプのトナー補給装置により行なわれる。本実施例におけるトナー補給装置1000は、図4に示すように、トナー収容部材としてのスクリューボトル構造のトナーボトル100と、トナーボトル100の開口部又はトナー排出部としてのボトル口部114cに装着されて、トナーボトル100のトナー吐出口114dに連通するトナー補給制御機構(トナー補給部材)の設けられた蓋部材200と、トナーボトル100を収納する外装部材300とを一体に組付けて構成されている。なお、蓋部材200と外装部材300とを合わせて、分割された一つの外装部材と捉えることもできる。
また、本実施例における蓋部材200及び外装部材300は、その外形が共に角形状(ここでは略四角形状としたが、他の多角形状であってもよい)に形成されている。このため、横置きにしても転がりにくく、取り扱いに優れている。
このトナー補給装置1000の組付けは、先ず、外装部材300を直立させた状態とし、次いで、トナー吐出口114dが開口された状態(キャップの付いていない状態)のトナーボトル100を外装部材300の中に挿入し、このトナーボトル100及び外装部材300に蓋部材200を取付けて組付ける。このとき、蓋部材200と外装部材300とは、蓋部材200の外側端部に設けられた爪部201dが、外装部材300の内側端部に設けられた爪部303dに係合することによって固定されるようになっている。従って、その組付けに際して接着剤等を使用する必要がなく、部品の組立や分解(リサイクル資源化)が容易となる。
また、従来のトナーボトルと蓋部材だけのものよりも、全体の組み付け強度を大きくすることができるるとともに、外装部材300はトナーで汚染されないのでその再使用時の清掃が一切不要となり、そのままリサイクルに使用することができる。
【0015】
トナーボトル100には、図4に示すように、そのボトル部114の内方に突出する螺旋状の突起部114fが形成されており、ボトル部114が回転することによるこの突起部114fのトナー搬送作用によって、そのボトル口部114cのトナー吐出口114dから、収容されているトナーを吐出するように構成されている。また、このトナーボトル100のボトル部114の底部には、後述するトナーカートリッジ駆動ギヤ115と噛み合うボトルギヤ142が取付けられている。
【0016】
トナーボトル100のボトル口部114cには、蓋部材200が装着される。この蓋部材200の蓋部材本体201の内側面には、図2及び図6に示すように、開口部201eが形成されており、この開口部201eには、トナー補給量を適正化するためのスリット穴(細長い角穴)219aの穿たれたPETフィルムあるいはゴム等の弾性材料からなるゲート219が、両面テープ等により貼り付けられている。更に、このゲート219の上には、未使用状態におけるトナー補給装置1000のゲート219のスリット穴219aからのトナー漏れを防止するためのゲートシール210が貼り付けられている(図6)。このゲートシール210は、画像形成装置本体へのトナー補給装置1000のセット後にユーザが手前に引き抜いて取り外すことができるように、蓋部材本体201の手前に設けられたシール引抜きスリット201aを通して、その手前側端部が外方に露出している。つまり、トナー補給装置1000の使用に際して、このゲートシール210を引き抜くことにより、トナー補給が可能となる。
【0017】
また、蓋部材本体201の外側開口面には、図7に示すように、蓋部材本体側のトナー補給口となるゲート219を覆うようにして、トナー排出カバー204が取り付けられている。このトナー排出カバー204には、PETフィルムからなるシャッタシート206が両面テープ等により貼り付けられたシャッタ205と、シャッタ開閉スプリング214とが組み付けられている。シャッタ205は、シャッタ開閉スプリング214の伸長性弾力によって、装置本体にトナー補給装置1000がセットされていない状態では、トナー排出カバー204の下方側に押し付けられており、これによって、蓋部材200側のトナー吐出口となるトナー排出カバー204の下部のトナー排出口204aが、シャッタシート206により閉じられている。一方、画像形成装置本体にトナー補給装置1000がセットされた状態では、画像形成装置本体側に設けられている図示しないシャッタ開閉スロープに沿って、シャッタ205の腹部に形成された突起205aが押し上げられることにより、シャッタシート206がトナー排出口204aを塞ぐ位置から退避して、蓋部材200からのトナー補給が可能となる。このシャッタ機構はトナー補給装置1000の操作時におけるトナー漏れを防ぐ目的で設けられたものであり、その輸送時等におけるトナー漏れに対してのシール性は、前述のゲートシール210によって確保されている。
【0018】
また、このトナー排出カバー204には、蓋部材本体201のシール引抜きスリット200aからのトナー漏れを防ぐための発泡ポリウレタンからなるシール部材208と、このトナー排出カバー204と蓋部材本体201の下面との間のシール性を確保するための発泡ポリウレタンからなるシール部材207が、それぞれ両面テープ等で貼り付けられている。
【0019】
更に、この蓋部材200には、その蓋部材本体201にトナー排出カバー204を取り付けた状態で、画像形成装置本体にトナー補給装置1000をセットして、蓋部材200側のトナー排出口204aと現像装置側のトナー補給口12とを合わせた際の、トナー補給口12とトナー排出口204aとの間のシール性を確保するためのシール部材212が両面テープで貼り付けられている。
このシール部材212は、図5に示すように、PETフィルムからなる薄板212aと、トナー補給口12に直接貼付られる発泡ポリウレタンからなるスポンジ部材212bとから構成されている。スポンジ部材212bはトナー補給口12とトナー排出口204aとの間における弾力的な密着性を確保するもので、その中央部にはトナー排出口204aよりも大きな開口212eが形成されている。一方、薄板212aにはトナー排出口204aに対応する開口周囲において複数の切り込み212cが形成されており、折り曲げ可能な面212dが形成されている。
【0020】
本実施例におけるトナー排出口204a部位には、図8(a)に示すように、下方側、すなわち、トナー補給口12側にテーパ面204cが形成されており、スポンジ部材212bの開口212eはこのテーパ面204cを塞がない大きさに設定されている。
トナー排出口204aにスポンジ部材212bを貼り付け、さらにその上に薄板212aを貼付た後、図8(b)に示すように、薄板212aの折り曲げ可能な面212dが指で折り曲げられてテーパ面204cに貼り付けられる。これによってシール性を有する面取り構造の連絡路が構成される。
トナー排出口204aとトナー補給口12との間の連絡路を垂直側面を有する形状とした場合、スポンジ部材212bにトナーが付着し易く、トナー補給装置1000の交換時に付着したトナーTが振動によって落下し、トナー汚染を来し易い。
これに対し、本構成によれば、トナーが付着しにくい平滑面を有する薄板212aでスポンジ部材212bのトナー付着領域が覆われるとともに、全体的なテーパ形状によってトナー付着面積が小さくなっているので、上記トナー汚染を防止することができるとともに良好なシール機能をも得ることができる。
【0021】
蓋部材200の蓋部材本体201の内側部は、図2に示すように、円筒状に形成されており、この内側部には、トナー補給フランジ216が回転自在に装着されている。このトナー補給フランジ216は、図9及び図10に示すように、円筒キャップ状に形成されており、その手前側面の略中央には、トナーボトル100のボトル口部114cが挿通されることにより、このトナーボトル100のトナー吐出口114dに連通する開口216dが穿たれている。この開口216dの周囲の側面には、手前側に突出するように2個のブラケット216aがそれぞれ一体に形成されており、これらのブラケット216aには、PETフィルムなどの可撓性を有する部材からなる2枚のトナー押出し部材217が、両面テープによりそれぞれ貼り付けられている。
このトナー押出し部材217は、図2に示すように、蓋部材本体201の内側部にトナー補給フランジ216を装着した状態で、その延出端が蓋部材本体201の内側部の内周面に対して弾力的に密着するように形成されている。
【0022】
また、トナー補給フランジ216の外周面には、この外周面と蓋部材本体210の内側部の内周面との隙間をシールするための、発泡ポリウレタンからなる帯状のシール部材209が貼付されている。更に、トナーボトル100のトナー吐出口114dに連通するトナー補給フランジ216の開口216dの周囲には、この開口216dとトナーボトル100のボトル口部114cとの隙間をシールするための、発泡ポリウレタンからなるリング状のシール部材が両面テープにより貼り付けられている。
【0023】
また、筒状の蓋部材本体201の底部には、図11に示すように、断面T字状の突縁201gが、トナーボトル100がセットされた時にトナー吐出口114d内の上方部付近に位置するように形成されている。そして、この突縁201gの中央の突縁には、トナー吐出口114dの周面のトナーを掻き落すためのシート状のスクレーパ1001が、トナーボトル100の回転方向であるN方向において上記突縁の前面側に両面テープで貼り付けられている。
スクレーパ1001はPETフィルムで形成されており、図6に示すように、貼付部1001aと、エッジ1001bを有する掻取部1001cとから構成されている。トナーボトル100がセットされると、スクレーパ1001がトナー吐出口114d内に入り込み、その周面にエッジ1001bが接触する。トナーボトル100の回転に伴ってエッジ1001bがトナー吐出口114dの周面をスクレープする。これによって、トナー吐出口114dでのトナー滞留が防止され、安定したトナー補給量が得られる。トナーボトル100に対してはスクレーパ1001のみが撓んだ状態で接触するように設けてあるので、摺動抵抗が極めて小さく、トナーボトル100の駆動トルクにはほとんど影響を与えない。また、スクレーパ1001はトナーボトル100の回転方向における上記突縁の前面側に貼り付けられているので、トナー吐出口114dに対する摺動抵抗は貼り付けを助長するようし作用し、よって突縁から剥がれにくくなっている。
【0024】
次に、上記スクレーパ1001の存在理由を説明する。
トナーの物性によってはトナー吐出口114dにおけるトナーの流動性が悪化するため、トナーによってトナー吐出口114dが閉塞されてしまう。このため、流動性の良いトナーしか使用することができず、使用できるトナーの種類が限定されてしまう。また、常温では流動性の良いトナーでも高温環境下ではトナー吐出口114dに付着し易くなり、トナー補給量が減少する。
上記スクレーパ1001を設ける構成とすれば、トナーの種類、環境の変動に拘らずトナーの付着を防止できるので、適用対象(画像形成装置)の種別に制限がないという利点がある。
【0025】
また、蓋部材200がトナー補給部材を備える構成としたので、画像形成装置側に開閉栓機構を設ける必要がなく、よって装置本体の構成を簡素化でき、装置本体の小型化及び低コスト化を図ることができる。
また、蓋部材200にトナー補給部材を設けることにより、そのトナー補給部材のシール部材等の耐久性の必要な部分の性能が低下する前に、トナー補給装置の交換により同時にトナー補給部材も新たなものとなるので、安定したトナー補給を実現できるとともに、そのトナー補給部材のシール部材等の耐久性の必要な部分に低コストの部材を使用することが可能となる。
また、トナーの収容されるトナーボトル100と、これとは別体の外装部材300との二重構造としたので、トナー補給装置内部の摺動音等の動作音を遮音でき、低騒音のトナー補給装置を得ることができる。
また、装置本体の定着装置等の熱源からの熱が、外装部材300によって遮蔽されるので、トナーの収容されているトナーボトル100に伝わりにくくなり、トナーの溶融等の熱によって発生する不具合を防止できる。
また、トナーの充填もトナー補給装置にトナー充填口を設けて専用の設備で行なう必要がなく、既存の充填設備によりトナーの充填されたトナーボトルを外装部材300内にセットするだけでよいので、トナー補給装置の生産性を向上させることができる。また、トナー漏れに対するシール部材が、トナーボトルの開口部のみで済むので、外装部材300へのシールが不要となり、トナー補給装置を簡単且つ低コストに構成できる。
また、スクリューボトルからなるトナーボトル100を用いているので、収容トナーの排出にアジテータ等のトナー搬送部材を別途設ける必要がなく、トナー補給装置の構成を簡素化できる。
【0026】
外装部材300は、図12に示すように、軸受301と、上部ケース302と、下部ケース303とから構成されている。ここで、上部ケース302と下部ケース303とは、上部ケース302に設けられた爪部302aが、下部ケース303に設けられた穴部303bに係合することによって固定されるので、その組付けに際して接着剤等を使用する必要がなく、部品の組立や分解(リサイクル資源化)が容易となる。
【0027】
上部ケース302はポリスチレン(PS)で形成されており、爪部302aの厚みは約1.5mmに設定されている。また、図13(上部ケース302の裏返し状態の部分図)に示すように、爪部302aの強度を維持するために、また、成形(製造)上、所定の精度を持たせることが困難なために、各爪部302aの根元部には補強リブ302cが一体に形成されている。この補強リブ302cの角度θは45度に設定されている。補強リブ302cの補強作用によって、爪部302aと穴部303bとの係合によるロック機能が長期に亘って保障される。
また、図13に示すように、上部ケース302の下面には、その長手方向及び短手方向に延びる複数の補強リブが形成されているとともに、外周近傍には下部ケース303の壁厚に相当するゆとりをもつ位置に、且つ、周囲全体に亘って、厚肉の嵌合用リブ302dが形成されている。これに対応して、下部ケース303には、補強リブ303fと側面との間に切欠凹部303eが形成されている。
嵌合用リブ302dの存在によって上部ケース302自体の強度が更に高まることになる。また、嵌合用リブ302dと切欠凹部303eとの係合によって、下部ケース303の長手方向の両壁面間の距離が所定寸法より短くてもあるいは長くても、上部ケース302を嵌めることで確実な寸法、位置決めが得られ、上部ケース302を嵌めた後は下部ケース303の長手方向の壁面を内側に押してもつぶれることがない。すなわち、嵌合用リブ302dの存在によって、分割構造とした場合の弱点が補完されることになり、外装部材300全体のケース強度が確保される。また、上述のように寸法誤差があっても上部ケース302を嵌めた後に確実な寸法、位置決めが得られので、製造精度が緩和され、生産性の向上にも寄与することとなる。
【0028】
軸受301は、図14に示すように、その軸方向に沿うように形成されたスナップ爪301bを、図12に示す外装部材300の下部ケース303の軸受支持部303aに対してスナップフィットさせることにより、下部ケース303に固定される。スナップ爪301bの根元部分には、図14(a)、(b)に示すように、スナップ爪301bが内側に倒れて引っ掛りが弱くなるのを防止するために、倒れを規制するリブ301cが形成されている。
また、この軸受301の軸心の下側には、図14(c)に示すように、テーパ部301aが設けられており、このテーパ部301aは、図15に示すように、画像形成装置本体内にトナー補給装置1000を挿入した際に、画像形成装置本体側に配設されているトナーカートリッジ駆動ギヤ115の駆動軸116の延出端部を、その傾斜面に沿って下から上に移動させるようになっている。これにより、トナーカートリッジ駆動ギヤ115が、トナーボトル100のボトル部114に設けられたボトルギヤ142に対して、その回転軸心と直交する方向から噛み合うので、従来のトナーボトルのように、ボトルギヤとその駆動ギヤとを互いに平行な軸方向から噛み合わせる場合に生じる、ギヤ同士の干渉がなくなり、画像形成装置本体に対してトナー補給装置1000を極めてスムーズにセットできるようになる。
【0029】
外装部材300の下ケース303には、図12に示すように、周面に突起としてのラチェット状の歯319aを複数有する叩き部材319が、板バネからなる支持ブラケット320を介して取り付けられている。叩き部材319はその軸部319bを下ケース303に取付けられる支持ブラケット320の穴部320aに挿通されて回転可能に支持されている。
この叩き部材319は、外装部材300にトナーボトル100を組み付けた状態で、ボトル部114の外側面に対して、支持ブラケット320の弾性変形によって弾力的に当接するようになっている。
後述するトナー補給動作によりトナーボトル100が回転されると、図16に示すように、叩き部材319も接触摩擦によって転がる。この場合、ボトル部114の外側面に対して、歯319aが1つの接触と、歯319aが2つの接触とを繰り返しながら当たるので、トナーボトル100に振動を与え、これによってボトル内壁へのトナー付着が防止される。転がりによる当接であるので、衝撃音も小さい。
図17に示す参考例のように、ボトル部114の外側面に段差114gを形成した場合でも、叩き部材319は回転可能、すなわち、揺動可能に設けられているので、歯319a1を支点として回動(移動)しながら段階的に319a2が着地するので、一気に着地するのに比べて衝撃音が低減される。仮に叩き部材319が滑って回転しない場合でも同様の段階的乗り越えが行われる。
【0030】
上記のように周面に複数の突起319aを設けた叩き部材319の場合には、接触摩擦による回転の他に、トナーボトル100の外側面の凹み(螺旋溝)や成型時のバリ等によっても回転するので、叩き動作を得るためにわざわざ段差を設ける必要がない。
また、叩き部材319は回転可能に支持されているので、トナーボトル100に対する押圧力が強すぎた場合でも、トナーボトル100に伴って連れ回りすることができ、これによって接触抵抗も小さくなるのでトナーボトル100の外周面の摩耗を防止することができるとともに、トナーボトル100の回転駆動力の妨げとなる負荷を小さくすることができる。
突起319aの形状としてのは、上記ラチェット状の他に、例えば図18に示す三角形のものや、図19に示す台形状のものを採用することができる。
【0031】
図20に叩き部材の他の参考例を示す。
本参考例における叩き部材330は、直方体状に形成されており、軸部330aを介して支持ブラケット320に回転可能に支持されている。図21に示すように、叩き部材330がボトル部114の段差114gを乗り越える場合、まず、図21(b)に示すように叩き部材330の後半部330bが段差114gに接触した状態で回動しながら前半部330cの先端が着地し、トナーボトル100に振動を与える。その後、図21(c)に示すように、後半部330bが着地して振動を与える。このように、段差114gを揺動構成によって段階的に乗り越えるので、上記実施例のように円形状でなくてもトナーボトル100に振動を与えることができるとともに、衝撃音を低減することができる。
【0032】
なお、上記各実施例ではトナーボトルが一体に組付けられるトナー補給装置1000への叩き部材319,330の適用を説明したが、これに限定されるものではなく、トナーボトル100が着脱可能なトナー補給装置においても同様に適用できるものである。
【0033】
次に、トナー補給装置1000におけるトナー補給動作について説明する。図2及び図3において、現像剤の透磁率を検知する透磁率センサからなるトナー濃度センサ34により、現像容器内を循環搬送される現像剤のトナー濃度が基準トナー濃度未満であると検知されると、図示しない装置本体側の駆動部が作動して、図15に示したトナーカートリッジ駆動ギヤ115が回転する。このトナーカートリッジ駆動ギヤ115は、前述したように、トナー補給装置1000が画像形成装置本体にセットされることにより、トナー補給装置1000内に収容されているトナーボトル100のボトルギヤ142と噛み合い、この状態でトナーカートリッジ駆動ギヤ115が回転することにより、トナーボトル100が所定方向に回転される。
【0034】
このとき、トナーボトル100の頭部に設けられた突起部114a(図4)が、蓋部材200のトナー補給フランジ216の内壁面に設けられたリブ216b(図10)に係合することにより、トナーボトル100とトナー補給フランジ216とが一体的に回転する。また、このトナー補給フランジ216には、トナーボトル100の頭部に設けられた突起部114aとトナー補給フランジ216の内壁面に設けられたリブ216bとの係合が、突起部114aの摩耗等により外れた場合のトナーボトル100の空回りを防止する目的で、トナーボトルの肩部の傾斜部114bに係合する突起1216cが、その内壁面に補助的に設けられている。
【0035】
このトナーボトル100の回転により、そのボトル部114の螺旋状の突起部114fのトナー搬送作用によって、トナーはトナー補給装置1000の端部の開口側へ搬送され、そのボトル口部114cのトナー吐出口114dから吐出されたトナーは、先ず、図2に示すように、蓋部材本体201とトナー補給フランジ216とで形成されるトナーホッパ部(トナー押出し部材217の回転経路内)に導入される。次いで、このトナーホッパ部に導入されたトナーは、トナー補給フランジ216の回転により、このトナー補給フランジ216と実質的に一体のトナー押出し部材217によって、蓋部材本体201の内側部の内周面に沿うように掻き上げられ、トナー押出し部材217がゲート219を通過する際に、このゲート219のスリット穴219aを通して、蓋部材本体201の内側部から押し出される。
【0036】
更に、蓋部材本体201の内側部から押し出されたトナーは、蓋部材本体201の側面に取り付けられたトナー排出カバー204の内側を落下し、トナー排出カバー204の下部に穿たれたトナー排出口204a、及び、このトナー排出口204aに対向する現像装置側のトナー補給口12を通して、現像装置内に補給される。この現像装置内へのトナー補給は、トナー濃度センサ34が、現像容器内を循環搬送される現像剤のトナー濃度が基準トナー濃度に達した状態を検知して、トナーカートリッジ駆動ギヤ115の駆動軸116の回転が停止されることによりストップされる。
【0037】
このようにして現像装置内へのトナー補給が適時行なわれ、トナーボトル100内のトナーがなくなると、画像形成装置本体に設けられている図示しないトナーエンド表示が点灯される。ユーザは、このトナーエンド表示の点灯を受けて、トナーのなくなった古いトナー補給装置を新しいトナー補給装置と交換する。このトナー補給装置の交換は、図22に示すような手順で行なわれる。すなわち、ユーザは、先ず、図22(a)に示すように、装置本体の前カバーを開け、ストッパ117を押し下げて古いトナー補給装置1000を画像形成装置本体から取り出す。次いで、図22(b)に示すように、新しいトナー補給装置1000を5、6回振り、トナーボトル100内のトナーをほぐす。次に、図22(c)に示すように、この新しいトナー補給装置1000を画像形成装置本体内にセットする。そして、このセットが適正に行なわれたか否かをストッパ117のロック音(あるいはロック位置)により確認し、図22(d)に示すように、この新しいトナー補給装置1000のゲートシール210を引き抜いて、トナー補給が可能な状態にした後、画像形成装置本体の前カバーを閉じる。
【0038】
一方、このトナー補給装置1000とプロセスカートリッジ及び画像形成装置本体との位置決めは、トナー補給装置1000の蓋部材200の取手部に設けられた位置決め穴201b(図5)と、プロセスカートリッジの位置決めピン118(図1)との嵌合、及び、トナー補給装置1000の蓋部材本体201の手前側に設けられた位置決め穴201c(図5)と、画像形成装置本体側の位置決めピン(図示せず)との嵌合によってそれぞれ行なわれる。蓋部材200が画像形成装置本体に位置決めされて固定されることにより、外装部材300も同時に画像形成装置本体に位置決めされて固定されることになる。蓋部材200と外装部材300を合わせたものを一つの外装部材と見做した場合も同様である。
【0039】
また、本実施例におけるトナーボトル100のボトル口部114cの肩部の形状は、図23(a)に示すように、そのトナーの搬送路となる螺旋状溝部114eの幅が、図23(b)に示す従来のトナーボトル100’の螺旋状溝部114e’の幅よりも広くなるように形成されている。従って、本実施例におけるトナーボトル100によれば、その1回転当りのトナー吐出量を、従来のトナーボトル100’よりも多くできるので、トナー補給装置1000の蓋部材200のトナーホッパ部に、十分な量のトナーを導入させることができ、トナー補給装置1000から現像装置へのトナー補給を常時安定させることができる。
【0040】
【発明の効果】
請求項1記載の発明によれば、トナーボトルに振動を与えてその内壁へのトナーの付着を防止できるとともに、衝撃音を軽減することができる。
トナーボトルとの接触摩擦が大きい場合でも連れ回りできるのでトナーボトルの外側面の摩耗を抑制することができ、また、トナーボトルの回転駆動に対する負荷を少なくできる。
トナーボトルの外側面の摩擦や凹み、あるいは成型時のバリ等によって回転して振動を与えることができるので、叩き動作を得るための段差をわざわざ設ける必要がない。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明のトナー補給装置が使用される画像形成装置(プロセスカートリッジ)の外観を示す斜視図である。
【図2】 上記プロセスカートリッジの内部構造を示す概略断面図である。
【図3】 上記プロセスカートリッジの上部ケースを取り除いた状態の内部構造を示す斜視図である。
【図4】 本発明のトナー補給装置の構成を示す分解斜視図である。
【図5】 本発明のトナー補給装置における蓋部材の構成を示す分解斜視図である。
【図6】 本発明のトナー補給装置における蓋部材の蓋部材本体の構成を示す分解斜視図である。
【図7】 本発明のトナー補給装置における蓋部材のトナー排出カバーの構成を示す分解斜視図である。
【図8】 本発明のトナー補給装置における蓋部材のトナー排出口部位のシール構造を示す断面図で(a)はシール構造の完成前の状態を示す断面図、(b)は完成後状態を示す断面図である。
【図9】 本発明のトナー補給装置における蓋部材のトナー補給フランジの構成を示す分解斜視図である。
【図10】 本発明のトナー補給装置における蓋部材のトナー補給フランジの構成を示す正面図、側面図、及び、要部断面図である。
【図11】 本発明のトナー補給装置における蓋部材の蓋部材本体の斜視図である。
【図12】 本発明のトナー補給装置における外装部材の構成を示す分解斜視図である。
【図13】 本発明のトナー補給装置における外装部材の上部ケースの裏面の一部分を示す斜視図である。
【図14】 本発明のトナー補給装置における外装部材の軸受の構成を示す平面図、正面図、断面図、及び、背面図である。
【図15】 本発明のトナー補給装置におけるトナーボトルのボトルギヤとトナーカートリッジ駆動ギヤとの噛み合いを説明するための概略側面図である。
【図16】 本発明のトナー補給装置における叩き部材とトナーボトルとの関係を示す概略側面図である。
【図17】 図16で示した叩き部材の参考例における動作を示す概略側面図である。
【図18】 図16で示した叩き部材の変形例を示す側面図である。
【図19】 図16で示した叩き部材のさらに他の変形例を示す側面図である。
【図20】 他の参考例における叩き部材の斜視図である。
【図21】 図20で示した叩き部材の動作を示す概略側面図である。
【図22】 本発明のトナー補給装置の装置本体へのセット操作の手順を示す概略工程図である。
【図23】 本発明のトナー補給装置におけるトナーボトルと従来のトナーボトルとの肩部の形状の違いを示す概略斜視図である。
【符号の説明】
100 トナーボトル
319,330 叩き部材
319a 突起
Claims (1)
- トナーボトルを回転させて該トナーボトル内に収容されたトナーを吐出させ、画像形成装置の現像部へ補給するようにしたトナー補給装置において、
上記トナーボトルの外側面に振動を与える叩き部材が備えられ、該叩き部材は外周面に複数の突起を有し、且つ、上記トナーボトルの外側面に対して、該叩き部材を支持する支持部材の弾性変形によって弾力的に当接し、上記トナーボトルが回転されると、該叩き部材は上記トナーボトルの外側面との接触摩擦により、該外側面に対して、上記突起1つによる接触と、上記突起2つによる接触とを繰り返しながら回転することを特徴とするトナー補給装置。
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