JP3904246B2 - トナー補給装置及び現像装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、トナーを用いて例えば静電潜像を可視像化する複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトナー補給装置としては、例えば収容する補給用のトナーを排出する排出口が形成され、収容しているトナーを撹拌する撹拌部材が内部に設けられ、かつ装置本体に着脱自在に構成された補給トナー収容器と、駆動源に連結された駆動力伝達部材と、該撹拌部材の回動軸に取り付けられ、該補給トナー収容器が装置本体に装着されることにより、該駆動力伝達部材と係合可能に構成された係合部材とを有し、該補給トナー収容器を装置本体に装着して該係合部材と該駆動力伝達部材とを係合させた状態で、外部の駆動源からの駆動力により該撹拌部材を回動させることによって、現像装置へトナーを補給するように構成したものが、実開昭６１−１５７９６２号公報などに開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記実開昭６１−１５７９６２号公報に示されたような構成のトナー補給装置において、撹拌部材の回動軸に外部の駆動源からの駆動力を伝えるための係合部材が補給トナー収容器外部で回動軸に固定して取り付けられていると、該補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合、該係合部材を破損してしまうことがあるという問題点があった。
【０００４】
また、補給トナー収容器内のトナーが例えば固化しているときに撹拌搬送部材を回動させようとすると、固化したトナーにより撹拌部材に過度の負荷がかかり、該撹拌部材の回動軸が折れるなどするという問題点もあった。
【０００５】
ここで、本発明者の実験によれば、一般的に使用されている上記のような構成のトナー補給装置においては、２０ｋｇｃｍ以上の負荷がかかった場合に上記回動軸の折れが発生することが多かった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも、外部の駆動源からの駆動力を該補給トナー収容器に設けられた撹拌部材の回動軸に伝えるための係合部材が破損することを防止できるトナー補給装置を提供することである。
【０００７】
また、特に請求項２の発明の目的とするところは、補給トナー収容器内のトナーを撹拌する撹拌部材の回動軸に過剰な負荷がかかった場合でも、該回動軸の破損等の不具合を防止できるトナー補給装置を提供することである。
【０００８】
また、特に請求項３あるいは４の発明の目的とするところは、撹拌部材の回動軸に過剰な負荷をかける原因である補給トナー収容器内でのトナーの固化を防止できるトナー補給装置を提供することである。
また、請求項５の発明の目的は、以上の各目的を達成できるトナー補給装置を用いた現像装置を提供することである。
【０００９】
なお、ここで、現像装置に供給するトナーを収容するトナー供給容器内に、回転軸により回動自在に軸支され、回動により内部に収容した予備トナーを上方に形成された開口部からトナー供給容器内に補給する予備トナー収容部を設け、スプリングの弾性力により互いに係合する突起と溝部とを回転軸とトナー供給容器側面とに配設し、このスプリングの弾性力に抗して突起と溝部との係合を解除することにより回転軸を回動可能にしたものが知られている（例えば、実開昭６１−１９２５７号公報参照）。
【００１０】
また、トナーを固化させることなく良好な状態で現像装置に補給するために、現像装置にトナーを補給するトナー補給部に連通配設され、かつ該トナー補給部に供給するためのトナーを収容したトナー収容部に備えられた撹拌部材にスプリングを介して連設された回転部材を、間欠回転駆動機構を介して駆動源に結合させたものも知られている（例えば、実開昭６０−１７６４４８号公報参照）。
【００１１】
また、現像装置に補給するトナーを収容した貯蔵槽の下部排出口に設けられたトナー供給用の回転子に、回転軸方向の急激な振動を与え、該貯蔵槽内に発生するトナーの架橋現象を防止するようにしたものも知られている（例えば、実公昭５３−２１９６５号公報参照）。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、収容する補給用のトナーを排出する排出口が形成され、収容しているトナーを撹拌する撹拌部材が内部に設けられ、かつ装置本体に着脱自在に構成された補給トナー収容器と、駆動源に連結された駆動力伝達部材と、該撹拌部材の回動軸に取り付けられ、該補給トナー収容器が装置本体に装着されることにより、該駆動力伝達部材と係合可能に構成された係合部材とを有するトナー補給装置であって、該係合部材を、該補給トナー収容器の装置本体への装着時の該回動軸長手方向における該駆動力伝達部材との係合位置の方向に付勢する弾性部材を介して該撹拌部材の回動軸に取り付け、該回動軸に対しその長手方向に進退可能に構成するとともに、該係合部材及び該駆動伝達部材の駆動伝達のための係合面を、該係合部材が係合面同士で滑りを生じさせながら該回転軸に対して移動可動なように、該係合部材及び該駆動伝達部材の該回転軸長手方向に平行な面部分に該回転軸長手方向に対して傾斜させて形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記係合部材及び上記駆動力伝達部材の係合部の係合面を互いに傾斜させて構成し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合した状態で該係合部材に対して、上記弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働いたとき、該係合部材が該逆方向に移動することによって、該係合部材と該駆動力伝達部材との係合を解除するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２のトナー補給装置において、上記係合部材と上記駆動力伝達部材との係合が解除された状態で該駆動力伝達部材が回転して、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったとき、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記補給トナー収容器の端面に対向するように上記回動軸に取り付けられ、該回動軸の回動に伴って回転する回転部材を設け、該回転部材の回転により断続的に係合する凹部と凸部とを該端面及び該回転部材の対向面に形成したことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、潜像担持体上に形成された潜像を現像するための現像部と、該現像部へトナーを補給するトナー補給装置とを有する現像装置において、該トナー補給装置として、請求項１、２、３又は４のトナー補給装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
請求項１乃至５の発明においては、補給トナー収容器が装置本体に装着されると、弾性部材の付勢力により撹拌部材の回動軸の長手方向における駆動力伝達部材との係合位置に付勢され、該回動軸に取り付けられた係合部材が該駆動力伝達部材と係合する。
ここで、補給トナー収容器が装置本体に装着されたとき、駆動力伝達部材に対する係合部材の、回動軸の軸線回りの方向における位置がずれていて、駆動力伝達部材に係合部材が係合できなかった場合でも、係合部材が弾性部材により回動軸の長手方向における該駆動力伝達部材との係合位置の方向に付勢されているため、駆動力伝達部材が回転して該駆動力伝達部材及び該係合部材の該回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったところで、該係合部材が該弾性部材により該係合位置の方向に移動し、該駆動力伝達部材と該係合部材とは互いに係合する。
そして、この状態で駆動源が駆動を継続すると、駆動力が駆動力伝達部材と係合部材とを介して撹拌搬送部材の回動軸に伝えられて該撹拌部材が回転し、トナーを撹拌する。
【００１７】
特に請求項１の発明において、補給トナー収容器側に設けられた係合部材は、弾性部材を介して撹拌部材の回動軸に取り付けられており、かつ該回転軸の長手方向に進退可能に構成されているので、例えば補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも、該係合部材に加わる衝撃を該弾性部材の弾性力によってやわらげることができる。
また、係合部材及び駆動伝達部材の駆動伝達のための係合面を、係合部材が係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して移動可動なように、係合部材及び駆動伝達部材の回転軸長手方向に平行な面部分に該回転軸長手方向に対して傾斜させて形成したので、所定以上の負荷がかかった場合に、係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して係合部材を移動させて係合を解除でき、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００１８】
特に請求項２の発明においては、係合部材と駆動力伝達部材とが係合した状態で該係合部材に対して、弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働くと、係合部材及び駆動力伝達部材の係合部の係合面が互いに傾斜して構成されていることで、駆動力伝達部材の回転により係合部材が該逆方向に移動されて、該係合部材と該駆動力伝達部材との係合が解除される。
【００１９】
特に請求項３の発明においては、上記のように係合部材と駆動力伝達部材との係合が解除された後でも、駆動力伝達部材が回転して、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったときは、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが互いに係合する。
【００２０】
特に請求項４の発明においては、回動軸が回動すると補給トナー収容器の端面に対向するように該回動軸に取り付けられた回転部材が回転する。ここで、該端面及び該回転部材の対向面には、該回転部材の回転により断続的に係合する凹部と凸部とが形成されているので、該回転部材の回転により該凸部が該凹部に落ち込んだり、該凸部が該凹部から離脱したりする動作を繰り返す。この動作により、回動軸を振動させることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に採用される現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置に適用した一実施例について説明する。
図１は本実施例に係るトナー補給装置を有する現像装置の一例を示す正面図である。像担持体としての感光体ドラム１の右側方に現像装置２が配設されている。感光体ドラム１の周囲には、電子写真プロセスを実施するために、周知の帯電装置、露光光学系、転写分離装置、クリーニング装置、除電装置（いずれも不図示）が配設されている。
【００２２】
この例の現像装置２は、上記露光光学系で静電潜像が形成されている感光体ドラム１の表面に対向した現像器３と、該現像器３に付設されたトナー補給装置４とから構成されている。
【００２３】
上記現像器３は感光体ドラム１表面に向けた開口Ａを備えたケーシング３１と、該開口Ａから一部が露出している現像ローラ３２と、該現像ローラ３２表面にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を供給するとともにケーシング３１内の現像剤を撹拌する撹拌ローラ３３と、該撹拌ローラ３３で現像ローラ３２表面に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制手段としてのドクタ３４と、該ドクタ３４で規制されてケーシング３１下部へ還流する現像剤をガイドするセパレータ３５とを有している。このセパレータ３５にはケーシング３１内で、感光体ドラム１軸方向に現像剤を撹拌するための搬送スクリュー３５ａ及び撹拌セパレータ３５ｂが設けられている。
【００２４】
上記トナー補給装置４は、ケーシング３１の右上部に、トナー消費に伴ってこのケーシング３１内に補給するトナーを一旦収容するホッパー４０と、このホッパー４０のケーシング３１内に向いた開口に配設されたトナー補給ローラ４１と、ホッパー４０に供給するトナーを収容したトナーカートリッジ４２と、トナーカートリッジ４２をホッパー４０の図中右側に脱着自在に支持するホルダー４３とを有している。なお、このホルダー４３はトナーカートリッジ４２の外形よりもやや大きな円筒状の空洞を有している。
【００２５】
上記トナーカートリッジ４２はトナー放出用開口４２０が形成され、内部にアジテータ４２１が設けられている。
上記トナー補給ローラ４１及び上記アジテータ４２１は現像装置２側からの駆動で回転駆動される。
【００２６】
また、上記現像ローラ３２は、例えば円筒形状の現像スリーブ３２１と、その内部に収容された複数の磁極を有する磁界形成手段としてのマグネットローラ３２２とから構成されている。
【００２７】
次に、上記トナーカートリッジ４２の一構成例を説明する。図２は一構成例に係るトナーカートリッジ４２についての斜視図である。また、図３は同トナーカートリッジ４２の長手方向の断面図である。
上述のトナー放出用開口４２０はトナーカートリッジ４２の長手方向中央部に形成されている。
【００２８】
また、上述のアジテータ４２１は、トナーカートリッジ４２の長手方向両端部に設けられた両側板４２２に回転可能に支持された回動軸４２１ａと、該回動軸４２１ａに取り付けられたトナー掻き上げ板４２１ｂ及びトナー掻き出し板４２１ｃとから構成されている。
上記トナー掻き上げ板４２１ｂは、回動軸４２１ａのトナー放出用開口４２０に対向する中央部に取り付けられる。上記トナー掻き出し板４２１ｃは、トナー放出用開口４２０に対向しない回動軸４２１ａ両端部に設けられ、回動軸４２１ａの回転によってトナーをトナー放出用開口４２０に向けて搬送するように、螺旋状に形成されている。
【００２９】
そして、上記回動軸４２１ａの一端部は側板４２２から外部に突出しており、該一端部に、外部の回転駆動機構と係合する係合部材５００が取り付けられている。
【００３０】
次に、係合部５及び駆動力伝達部６の一構成例について説明する。図４は一構成例に係る係合部５ついての概略構成図であり、また図５は一構成例に係る駆動力伝達部６についての概略構成図である。
係合部５は、回動軸４２１ａに取り付けられる側と反対側が開口した有底円筒状の係合部材５００で構成され、該係合部材５００の円筒部内面には駆動力伝達部６と係合する係合板５００ａが複数設けられている。この係合部５は、回転駆動機構としての駆動力伝達部６と係合することによって駆動源からの駆動を回動軸４２１ａに伝える。
【００３１】
また、駆動力伝達部６は、図示しない駆動源に接続され回転する駆動軸６００と、中央部に形成された孔に駆動軸６００が挿入され、Ｅリング６０１ａにより該駆動源側への移動が規制された円盤状部材（以下、スペーサという）６０２と、中央部に形成された孔に駆動軸６００が挿入され、Ｅリング６０１ｂにより駆動軸６００端部方向への移動が規制された係合爪部材６０３と、スペーサ６０２と係合爪部材６０３との間に配設されたコイルバネ６０４とで構成される。
係合爪部材６０３には、上記係合部材５００内部に入り込み、上記係合板５００ａに係合可能に構成された爪部６０３ａが設けられている。そして、この係合爪部材６０３は、上記Ｅリング６０１ｂによって、コイルバネ６０３の付勢力で駆動軸６００から外れないようにされている。
そして、このような構成に係る駆動力伝達部６は、トナーカートリッジ４２を装置本体の所定の位置に取り付けることによって、トナーカートリッジ４２の端部に設けられた上記係合部材５００の円筒部内に係合爪部材６０３が入り込むような所定の位置に設けられている。
【００３２】
次に、上記構成に係るトナーカートリッジ４２の装置本体への装着方法を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、トナー補給装置４に設けられたホルダー４３（図１参照）の手前側の開口部から、トナー放出用開口４２０を上に向けた状態で、上記係合部材５００が設けられたトナーカートリッジ４２端部を差し込む。そして、図６（ｂ）に示すように、トナー放出用開口４２０を覆うように貼付られたシール４２３を剥がしながら、トナーカートリッジ４２を更に奥側に押し込む。トナーカートリッジ４２をその手前側端部までホルダー４３内に押し込んだら、図６（ｃ）に示すように、更に奥まで押しながらトナーカートリッジ４２手前側端部に付けられたマーク４２４が右になるまで反時計回りに回す。
【００３３】
上記のようにしてトナーカートリッジ４２が装置本体へ装着されると、上記係合爪部材６０３が係合部材５００の円筒部内に入り込む。そして、この状態で現像装置２側の駆動源から伝達された回転駆動力を駆動力伝達部６が受けて駆動軸６００が回転すると、係合爪部材６０３の爪部６０３ａが係合板５００ａに係合して係合部材５００を回転させ、この係合部材５００の回転によって回動軸４２１ａが回転する。この回動軸４２１ａの回転によってトナー掻き上げ板４２１ｂは、トナーを掻き上げてトナー放出用開口４２０に送りこむ。そして、このトナーはその後、ホッパー４０から現像器３に補給される。
【００３４】
ところで、例えば、長期間トナーカートリッジ４２を室温に放置したような場合、トナーカートリッジ４２内のトナーは、固形化して流動性が低下することがある。
ここで、トナーが上記のように固形化して流動性が低下したままの状態でトナーカートリッジ４２を装置本体へ装着すると、該固形化して流動性が低下したトナーによってアジテータ４２１にかかる負荷が、固形化しておらず流動性が良い状態のトナーをアジテータ４２１が掻き上げる際に要する回転力より上回り、アジテータ４２１がトナーを掻き上げられない場合がある。そして、この場合、駆動源からの回転駆動力をかけ続けると、回動軸４２１ａが折れるなどして破損することがある。また、トナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃが破損してしまうことがある。
（以下、余白）
【００３５】
そこで、本実施例においては、上記のような回動軸４２１ａやトナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃの破損を防止するために、係合部５及び駆動力伝達部６を以下のように構成した。以下、本実施例に係る係合部５及び駆動力伝達部６について説明する。図７は本実施例に係る係合部５を有するトナーカートリッジ４２の概略構成図である。図８は本実施例に係る駆動力伝達部６の概略構成図である。
本実施例に係る係合部５は、側板４２２から外部に突出している回動軸４２１ａ端部がそれぞれ挿入される円盤状のスペーサ５０、コイルバネ５１、及び有底円筒状の係合部材５２と、コイルバネ５１の付勢力で係合部材５２が回動軸４２１ａから外れないようにこの係合部材５２を抑えるためのワッシャ５３及びネジ５４とで構成される。
【００３６】
ここで、本実施例においては、回動軸４２１ａは断面が四角に形成されており、またスペーサ５０及び係合部材５２の、該回動軸４２１ａが挿入される孔も該回動軸４２１ａの断面形状に合わせて四角に形成されている。これにより、スペーサ５０及び係合部材５２は、回動軸４２１ａの軸線回りの方向への回動が規制され、回動軸４２１ａの長手方向にのみ移動可能にされる。
【００３７】
また、係合部材５２は、コイルバネ５１により回動軸４２１ａ端部方向に付勢されている。
【００３８】
また、本実施例に係る駆動力伝達部６は、図示しない駆動源に接続され回転する駆動軸６０と、該駆動軸６０端部に設けられ、上記係合部材５２と係合する側が開口した有底円筒状の連結部材６１とで構成される。
【００３９】
ここで、上記係合部材５２及び連結部材６１の構成について詳細に説明する。図９（ａ）は、図７中の矢印Ａ方向からみた係合部材５２の概略構成図、図９（ｂ）は、図９（ａ）中の矢印Ｂ方向からみた係合部材５２の概略構成図である。図９に示すように係合部材５２は、四角の孔が形成された端壁部５２ａを有し、他端にコイルバネ５１が入り込む開口５２ｂが形成された有底円筒状部材で構成されており、周壁面上には凸条部５２ｃが設けられている。この凸条部５２ｃは、その各部が、上記開口５２ｂ側から端壁部５２ａ側に向かうにつれて、図９（ｂ）中に示した上記連結部材６１による回転方向Ｃ下流側に位置するように、傾斜させて形成されている。
【００４０】
また、図１０（ａ）は、図８中の矢印Ｄ方向からみた連結部材６１の概略構成図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＥ−Ｅ線矢印方向からみた連結部材６１の断面図である。図１０に示すように連結部材６１は、駆動軸６０が取り付けられた端壁部６１ａを有し、他端に上記係合部材５２が入り込む開口６１ｂが形成された有底円筒状部材で構成されている。
【００４１】
この連結部材６１の周壁内部は、途中から端壁部６１ａにかけての部分が開口６１ｂ側よりも開口径が小さい小口径部６１ｄになっており、該開口６１ｂ側の大口径部６１ｅとの境に段差面６１ｃが生じている。
【００４２】
そして、この小口径部６１ｄの内周面部に、上記係合部材５２の凸条部５２ｃが入り込み得るように、その各部が、開口６１ｂ側から端面６１ａ側に向かうにつれて、図１０中に示した上記連結部材６１による回転方向Ｃ下流側に位置するように、傾斜させて形成された凹条部６１ｆが形成されている。なお、上記大口径部６１ｅの口径は、上記図９（ｂ）中のＷ1と同程度（好ましくはＷ1より若干大きめ）に設定され、上記小口径部６１ｄの口径は、上記図９（ｂ）中のＷ2と同程度（好ましくはＷ2より若干大きめ）に設定されている。
【００４３】
以上の構成に係る係合部材５２を備えたトナーカートリッジ４２及び連結部材６１においては、上記図６に示した方法でトナーカートリッジ４２を装置本体に装着し、トナーカートリッジ４２に設けられた係合部材５２の凸条部５２ｃが連結部材６１の凹条部６１ｆに入り込むとともに、係合部材５２本体が連結部材６１の小口径部６１ｄに入り込むことで、係合部材５２と連結部材６１とが係合される。
そして、この状態で図示しない駆動源からの駆動力により連結部材６１が図１０中の矢印Ｃ方向に回転して係合部材５２も回転すると、この係合部材５２の回転によって回動軸４２１ａが回転し、トナー掻き上げ板４２１ｂがトナーを掻き上げてトナー放出用開口４２０に送りこむ。そして、このトナーはその後、ホッパー４０から現像器３に補給される。
【００４４】
ここで、トナーカートリッジ４２内のトナーが固形化して流動性が低下しているなどの理由でアジテータ４２１に過剰な負荷がかかると、この負荷によって回動軸４２１ａの回転が完全に停止する前に、係合部材５２の凸条部５２ｃと連結部材６１の凹部６１ｆとの間に滑りが生じはじめ、連結部材６１の回転により、係合部材５２がコイルバネ５１の付勢力に抗して移動し、係合部材５２と連結部材６１との係合が解除される。これによって、アジテータ４２１に過剰な負荷がかかっても回動軸４２１ａの折れや、トナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃの破損を防止できる。
【００４５】
以下、上記のような係合部材５２と連結部材６１との係合が解除される原理について説明する。図１１において、Ｆは連結部材６１の回転により凹条部６１ｆが係合部材５２の凸条部５２ｃを押す力であり、ｆ1は上記Ｆの回動軸線方向の分力、つまり凸条部５２ｃを押し出す方向の力であり、ｆ2は上記Ｆのｆ1以外の分力である。
ここで、Ｆはトナーの負荷に応じて増減し、これに伴ってｆ1，ｆ2も増減する。そして、コイルバネ５１の付勢力がｆ1以上である通常負荷範囲では、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態は維持される。しかし、トナー負荷の増大によりＦが増大し、ｆ1がコイルバネ５１の付勢力より大きくなると、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合面で滑りを生じさせながら、ｆ1により凹条部６１ｆ内から凸条部５２ｃを押出し、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態が解除される。
【００４６】
ここで、本発明者の実験によれば、一般的に使用されているトナーカートリッジにおいては、２０ｋｇｃｍ以上の負荷がかかった場合に上記回動軸の折れが発生することが多かったので、係合部材５２の凸条部５２ｃ及び連結部材６１の凹部６１ｆそれぞれの形成角度、あるいはコイルバネ５１の付勢力を、１５ｋｇｃｍ以上の負荷がかかったときに係合部材５２と連結部材６１との係合が解除されるように設定することで、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００４７】
また、上記構成においては、トナーカートリッジ４２が装置本体に装着されたとき、係合部材５２の凸条部５２ｃと連結部材６１の凹部６１ｆとの位置がずれていて該凸条部５２ｃが上記連結部材６１の段差面６１ｃに当たり、係合部材５２と連結部材６１とが係合できなかった場合でも、係合部材５２はコイルバネ５１により回動軸４２１ａ端部方向に付勢されているため、連結部材６１が回転して該凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとの位置が合ったところで、係合部材５２の凸条部５２ｃは連結部材６１の凹条部６１ｆに入り込み、係合部材５２は連結部材６１と係合できる。
このことにより、トナーカートリッジ４２を装置本体に対して容易に装着することができるようになる。
【００４８】
また、本実施例に係るトナーカートリッジ４２に取り付けられた係合部材５２は回動軸４２１ａ長手方向に移動可能に構成され、かつ係合部材５２とスペーサ５０との間にはコイルバネ５１が設けられているので、例えばトナーカートリッジ４２を不注意で落してしまったような場合でも、コイルバネ５１の弾性力によって衝撃をやわらげ、係合部材５２が破損することを抑えることができる。
【００４９】
ところで、本実施例に係るトナーカートリッジ４２においては、回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１が振動するように構成されており、該アジテータ４２１の振動によってトナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩し、またトナーの固化を防止し、これによりアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、また現像器３へのトナー補給をスムーズに行えるようにしている。
【００５０】
以下、回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１を振動させるための構成について説明する。図１２（ａ）はトナーカートリッジ４２の端部の断面図、図１２（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｄ方向からみた側板４２２の部分概略構成図である。側板４２２には、図１２に示すように、上記スペーサ５０に対向する箇所の少なくとも一部に凸部４２２ａが形成されている。
【００５１】
また、図１３（ａ）は図７中の矢印Ｆ方向からみたスペーサ５０の概略構成図、図１３（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｇ方向からみたスペーサ５０の概略構成図、図１３（ｃ）は（ｂ）中のＨ−Ｈ線矢印方向からみたスペーサ５０の断面図である。スペーサ５０には、図１３に示すように、上記側板４２２の一部に形成された凸部４２２ａに対向する箇所に凹部５０ａが形成されている。
ここで、スペーサ５０は、上記コイルバネ５１により側板４２２側に付勢されているため、凹部５０ａ形成面が上記側板４２２に形成された凸部４３ａに押し当てられる。
【００５２】
上記構成において、回動軸４２１ａが回転すると、該回動軸４２１ａに取り付けられたスペーサ５０が上記側板４２２に形成された凸部４２２ａに接触しながら回転する。ここで、スペーサ５０の該凸部４２２ａに対向する面には凹部５０ａが形成されているので、該スペーサ５０の回転により該凸部４２２ａが該凹部５０ａに落ち込んだり、該凸部４２２ａが該凹部５０ａから離脱したりする動作を繰り返す。この動作により、アジテータ４２１はトナー掻き上げ板４２１ｂがトナーカートリッジ４２内でトナーをたたくような振動をすることになる。このアジテータ４２１の振動によって、トナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩し、またトナーの固化を防止し、これによりアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、また現像器３へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【００５３】
ここで、上記のように回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１を振動させるために、側板４２２に凸部４２２ａを形成し、スペーサ５０に凹部５０ａを形成するのに代えて、側板４２２に凹部を形成し、スペーサ５０に凸部を形成してもよい。
【００５４】
また、上記実施例に係る構成の係合部材５２及び連結部材６１においては、トナー負荷の増大により凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態が解除された後、更に連結部材６１が回転して凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとの位置が合うと、コイルバネ５１の付勢力によって凸条部５２ｃが凹条部６１ｆに勢い良く入り込んで係合部材５２と連結部材６１とが係合する。そして、凸条部５２ｃが凹条部６１ｆに入り込む際には、回動軸４２１ａに大きな振動が与えられることになる。従って、この振動によっても、トナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩してアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、現像器３へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【００５５】
なお、本実施例における係合部材５２及び連結部材６１は、凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとによって係合可能に構成されているが、これに代えて端面同志で係合可能なように構成してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、補給トナー収容器側に設けられた係合部材は、弾性部材を介して撹拌部材の回動軸に取り付けられており、かつ該回転軸の長手方向に進退可能に構成されていることにより、例えば補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも衝撃がやわらげられるので、係合部材の破損を防止できる。
また、所定以上の負荷がかかった場合に、係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して係合部材を移動させて係合を解除でき、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００５７】
請求項２の発明によれば、係合部材に対して、弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働くと、該駆動力伝達部材と該係合部材との係合が解除されることによって、該過剰な負荷が回動軸にかかり続けることを防止できるので、該回動軸の破損等の不具合を防止できる。
【００５８】
請求項３の発明によれば、係合部材と駆動力伝達部材との係合が解除された後でも、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合えば、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが互いに係合するので、該係合の際に回動軸に対して振動を与え、この振動によって、補給トナー収容器内で固化したトナーを崩し、回動軸に係る負荷を軽減し、また現像装置へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
また、装置本体に対する補給トナー収容器の装着時に係合部材及び駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置がずれていても、駆動力伝達部材の回動により係合部材と駆動力伝達部材とを自動的に係合させることができるので、補給トナー収容器の装置本体に対する装着を容易に行うことができる。
【００５９】
請求項４の発明によれば、回動軸の回動毎に、該回動軸を振動させることができるので、補給トナー収容器内で固化したトナーを崩すことができ、またトナーの固化を防止できる。そして、これにより回動軸に係る負荷を軽減でき、また現像装置へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るトナー補給装置を有する現像装置の一例を示す正面図。
【図２】一構成例に係るトナーカートリッジについての斜視図。
【図３】同トナーカートリッジの長手方向の断面図。
【図４】一構成例に係る係合部についての概略構成図。
【図５】一構成例に係る駆動力伝達部についての概略構成図。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）はトナーカートリッジの複写機本体への装着方法についての説明図。
【図７】実施例に係る係合部を有するトナーカートリッジの概略構成図。
【図８】実施例に係る駆動力伝達部の概略構成図。
【図９】（ａ）は、図７中の矢印Ａ方向からみた係合部材の概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｂ方向からみた係合部材の概略構成図。
【図１０】（ａ）は、図８中の矢印Ｄ方向からみた連結部材の概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中のＥ−Ｅ線矢印方向からみた連結部材の断面図。
【図１１】係合部材と連結部材との係合が解除される原理についての説明図。
【図１２】（ａ）は、トナーカートリッジの端部の断面図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｄ方向からみた側板の部分概略構成図。
【図１３】（ａ）は、図７中の矢印Ｆ方向からみたスペーサの概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｇ方向からみたスペーサの概略構成図。
（ｃ）は、（ｂ）中のＨ−Ｈ線矢印方向からみたスペーサの断面図。
【符号の説明】
４ トナー補給装置
４０ ホッパー
４１ トナー補給ローラ
４２ トナーカートリッジ
４２０ トナー放出用開口
４２１ アジテータ
４２１ａ 回動軸
４２１ｂ トナー掻き上げ板
４２１ｃ トナー掻き出し板
４２２ 側板
４２２ａ 凸部
５ 係合部
５０ スペーサ
５０ａ 凹部
５１ コイルバネ
５２ 係合部材
５２ａ 端壁部
５２ｂ 開口
５２ｃ 凸条部
５３ ワッシャ
５４ ネジ
６ 駆動力伝達部
６０ 駆動軸
６１ 連結部材
６１ａ 端壁部
６１ｂ 開口
６１ｃ 段差面
６１ｄ 小口径部
６１ｅ 大口径部
６１ｆ 凹条部
【産業上の利用分野】
本発明は、トナーを用いて例えば静電潜像を可視像化する複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に採用される現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種のトナー補給装置としては、例えば収容する補給用のトナーを排出する排出口が形成され、収容しているトナーを撹拌する撹拌部材が内部に設けられ、かつ装置本体に着脱自在に構成された補給トナー収容器と、駆動源に連結された駆動力伝達部材と、該撹拌部材の回動軸に取り付けられ、該補給トナー収容器が装置本体に装着されることにより、該駆動力伝達部材と係合可能に構成された係合部材とを有し、該補給トナー収容器を装置本体に装着して該係合部材と該駆動力伝達部材とを係合させた状態で、外部の駆動源からの駆動力により該撹拌部材を回動させることによって、現像装置へトナーを補給するように構成したものが、実開昭６１−１５７９６２号公報などに開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記実開昭６１−１５７９６２号公報に示されたような構成のトナー補給装置において、撹拌部材の回動軸に外部の駆動源からの駆動力を伝えるための係合部材が補給トナー収容器外部で回動軸に固定して取り付けられていると、該補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合、該係合部材を破損してしまうことがあるという問題点があった。
【０００４】
また、補給トナー収容器内のトナーが例えば固化しているときに撹拌搬送部材を回動させようとすると、固化したトナーにより撹拌部材に過度の負荷がかかり、該撹拌部材の回動軸が折れるなどするという問題点もあった。
【０００５】
ここで、本発明者の実験によれば、一般的に使用されている上記のような構成のトナー補給装置においては、２０ｋｇｃｍ以上の負荷がかかった場合に上記回動軸の折れが発生することが多かった。
【０００６】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも、外部の駆動源からの駆動力を該補給トナー収容器に設けられた撹拌部材の回動軸に伝えるための係合部材が破損することを防止できるトナー補給装置を提供することである。
【０００７】
また、特に請求項２の発明の目的とするところは、補給トナー収容器内のトナーを撹拌する撹拌部材の回動軸に過剰な負荷がかかった場合でも、該回動軸の破損等の不具合を防止できるトナー補給装置を提供することである。
【０００８】
また、特に請求項３あるいは４の発明の目的とするところは、撹拌部材の回動軸に過剰な負荷をかける原因である補給トナー収容器内でのトナーの固化を防止できるトナー補給装置を提供することである。
また、請求項５の発明の目的は、以上の各目的を達成できるトナー補給装置を用いた現像装置を提供することである。
【０００９】
なお、ここで、現像装置に供給するトナーを収容するトナー供給容器内に、回転軸により回動自在に軸支され、回動により内部に収容した予備トナーを上方に形成された開口部からトナー供給容器内に補給する予備トナー収容部を設け、スプリングの弾性力により互いに係合する突起と溝部とを回転軸とトナー供給容器側面とに配設し、このスプリングの弾性力に抗して突起と溝部との係合を解除することにより回転軸を回動可能にしたものが知られている（例えば、実開昭６１−１９２５７号公報参照）。
【００１０】
また、トナーを固化させることなく良好な状態で現像装置に補給するために、現像装置にトナーを補給するトナー補給部に連通配設され、かつ該トナー補給部に供給するためのトナーを収容したトナー収容部に備えられた撹拌部材にスプリングを介して連設された回転部材を、間欠回転駆動機構を介して駆動源に結合させたものも知られている（例えば、実開昭６０−１７６４４８号公報参照）。
【００１１】
また、現像装置に補給するトナーを収容した貯蔵槽の下部排出口に設けられたトナー供給用の回転子に、回転軸方向の急激な振動を与え、該貯蔵槽内に発生するトナーの架橋現象を防止するようにしたものも知られている（例えば、実公昭５３−２１９６５号公報参照）。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、収容する補給用のトナーを排出する排出口が形成され、収容しているトナーを撹拌する撹拌部材が内部に設けられ、かつ装置本体に着脱自在に構成された補給トナー収容器と、駆動源に連結された駆動力伝達部材と、該撹拌部材の回動軸に取り付けられ、該補給トナー収容器が装置本体に装着されることにより、該駆動力伝達部材と係合可能に構成された係合部材とを有するトナー補給装置であって、該係合部材を、該補給トナー収容器の装置本体への装着時の該回動軸長手方向における該駆動力伝達部材との係合位置の方向に付勢する弾性部材を介して該撹拌部材の回動軸に取り付け、該回動軸に対しその長手方向に進退可能に構成するとともに、該係合部材及び該駆動伝達部材の駆動伝達のための係合面を、該係合部材が係合面同士で滑りを生じさせながら該回転軸に対して移動可動なように、該係合部材及び該駆動伝達部材の該回転軸長手方向に平行な面部分に該回転軸長手方向に対して傾斜させて形成したことを特徴とするものである。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記係合部材及び上記駆動力伝達部材の係合部の係合面を互いに傾斜させて構成し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合した状態で該係合部材に対して、上記弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働いたとき、該係合部材が該逆方向に移動することによって、該係合部材と該駆動力伝達部材との係合を解除するようにしたことを特徴とするものである。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項２のトナー補給装置において、上記係合部材と上記駆動力伝達部材との係合が解除された状態で該駆動力伝達部材が回転して、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったとき、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合するようにしたことを特徴とするものである。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記補給トナー収容器の端面に対向するように上記回動軸に取り付けられ、該回動軸の回動に伴って回転する回転部材を設け、該回転部材の回転により断続的に係合する凹部と凸部とを該端面及び該回転部材の対向面に形成したことを特徴とするものである。
請求項５の発明は、潜像担持体上に形成された潜像を現像するための現像部と、該現像部へトナーを補給するトナー補給装置とを有する現像装置において、該トナー補給装置として、請求項１、２、３又は４のトナー補給装置を用いたことを特徴とするものである。
【００１６】
【作用】
請求項１乃至５の発明においては、補給トナー収容器が装置本体に装着されると、弾性部材の付勢力により撹拌部材の回動軸の長手方向における駆動力伝達部材との係合位置に付勢され、該回動軸に取り付けられた係合部材が該駆動力伝達部材と係合する。
ここで、補給トナー収容器が装置本体に装着されたとき、駆動力伝達部材に対する係合部材の、回動軸の軸線回りの方向における位置がずれていて、駆動力伝達部材に係合部材が係合できなかった場合でも、係合部材が弾性部材により回動軸の長手方向における該駆動力伝達部材との係合位置の方向に付勢されているため、駆動力伝達部材が回転して該駆動力伝達部材及び該係合部材の該回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったところで、該係合部材が該弾性部材により該係合位置の方向に移動し、該駆動力伝達部材と該係合部材とは互いに係合する。
そして、この状態で駆動源が駆動を継続すると、駆動力が駆動力伝達部材と係合部材とを介して撹拌搬送部材の回動軸に伝えられて該撹拌部材が回転し、トナーを撹拌する。
【００１７】
特に請求項１の発明において、補給トナー収容器側に設けられた係合部材は、弾性部材を介して撹拌部材の回動軸に取り付けられており、かつ該回転軸の長手方向に進退可能に構成されているので、例えば補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも、該係合部材に加わる衝撃を該弾性部材の弾性力によってやわらげることができる。
また、係合部材及び駆動伝達部材の駆動伝達のための係合面を、係合部材が係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して移動可動なように、係合部材及び駆動伝達部材の回転軸長手方向に平行な面部分に該回転軸長手方向に対して傾斜させて形成したので、所定以上の負荷がかかった場合に、係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して係合部材を移動させて係合を解除でき、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００１８】
特に請求項２の発明においては、係合部材と駆動力伝達部材とが係合した状態で該係合部材に対して、弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働くと、係合部材及び駆動力伝達部材の係合部の係合面が互いに傾斜して構成されていることで、駆動力伝達部材の回転により係合部材が該逆方向に移動されて、該係合部材と該駆動力伝達部材との係合が解除される。
【００１９】
特に請求項３の発明においては、上記のように係合部材と駆動力伝達部材との係合が解除された後でも、駆動力伝達部材が回転して、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったときは、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが互いに係合する。
【００２０】
特に請求項４の発明においては、回動軸が回動すると補給トナー収容器の端面に対向するように該回動軸に取り付けられた回転部材が回転する。ここで、該端面及び該回転部材の対向面には、該回転部材の回転により断続的に係合する凹部と凸部とが形成されているので、該回転部材の回転により該凸部が該凹部に落ち込んだり、該凸部が該凹部から離脱したりする動作を繰り返す。この動作により、回動軸を振動させることができる。
【００２１】
【実施例】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に採用される現像装置に対してトナーを補給するトナー補給装置に適用した一実施例について説明する。
図１は本実施例に係るトナー補給装置を有する現像装置の一例を示す正面図である。像担持体としての感光体ドラム１の右側方に現像装置２が配設されている。感光体ドラム１の周囲には、電子写真プロセスを実施するために、周知の帯電装置、露光光学系、転写分離装置、クリーニング装置、除電装置（いずれも不図示）が配設されている。
【００２２】
この例の現像装置２は、上記露光光学系で静電潜像が形成されている感光体ドラム１の表面に対向した現像器３と、該現像器３に付設されたトナー補給装置４とから構成されている。
【００２３】
上記現像器３は感光体ドラム１表面に向けた開口Ａを備えたケーシング３１と、該開口Ａから一部が露出している現像ローラ３２と、該現像ローラ３２表面にトナーとキャリアとからなる二成分現像剤を供給するとともにケーシング３１内の現像剤を撹拌する撹拌ローラ３３と、該撹拌ローラ３３で現像ローラ３２表面に供給された現像剤の量を規制する現像剤規制手段としてのドクタ３４と、該ドクタ３４で規制されてケーシング３１下部へ還流する現像剤をガイドするセパレータ３５とを有している。このセパレータ３５にはケーシング３１内で、感光体ドラム１軸方向に現像剤を撹拌するための搬送スクリュー３５ａ及び撹拌セパレータ３５ｂが設けられている。
【００２４】
上記トナー補給装置４は、ケーシング３１の右上部に、トナー消費に伴ってこのケーシング３１内に補給するトナーを一旦収容するホッパー４０と、このホッパー４０のケーシング３１内に向いた開口に配設されたトナー補給ローラ４１と、ホッパー４０に供給するトナーを収容したトナーカートリッジ４２と、トナーカートリッジ４２をホッパー４０の図中右側に脱着自在に支持するホルダー４３とを有している。なお、このホルダー４３はトナーカートリッジ４２の外形よりもやや大きな円筒状の空洞を有している。
【００２５】
上記トナーカートリッジ４２はトナー放出用開口４２０が形成され、内部にアジテータ４２１が設けられている。
上記トナー補給ローラ４１及び上記アジテータ４２１は現像装置２側からの駆動で回転駆動される。
【００２６】
また、上記現像ローラ３２は、例えば円筒形状の現像スリーブ３２１と、その内部に収容された複数の磁極を有する磁界形成手段としてのマグネットローラ３２２とから構成されている。
【００２７】
次に、上記トナーカートリッジ４２の一構成例を説明する。図２は一構成例に係るトナーカートリッジ４２についての斜視図である。また、図３は同トナーカートリッジ４２の長手方向の断面図である。
上述のトナー放出用開口４２０はトナーカートリッジ４２の長手方向中央部に形成されている。
【００２８】
また、上述のアジテータ４２１は、トナーカートリッジ４２の長手方向両端部に設けられた両側板４２２に回転可能に支持された回動軸４２１ａと、該回動軸４２１ａに取り付けられたトナー掻き上げ板４２１ｂ及びトナー掻き出し板４２１ｃとから構成されている。
上記トナー掻き上げ板４２１ｂは、回動軸４２１ａのトナー放出用開口４２０に対向する中央部に取り付けられる。上記トナー掻き出し板４２１ｃは、トナー放出用開口４２０に対向しない回動軸４２１ａ両端部に設けられ、回動軸４２１ａの回転によってトナーをトナー放出用開口４２０に向けて搬送するように、螺旋状に形成されている。
【００２９】
そして、上記回動軸４２１ａの一端部は側板４２２から外部に突出しており、該一端部に、外部の回転駆動機構と係合する係合部材５００が取り付けられている。
【００３０】
次に、係合部５及び駆動力伝達部６の一構成例について説明する。図４は一構成例に係る係合部５ついての概略構成図であり、また図５は一構成例に係る駆動力伝達部６についての概略構成図である。
係合部５は、回動軸４２１ａに取り付けられる側と反対側が開口した有底円筒状の係合部材５００で構成され、該係合部材５００の円筒部内面には駆動力伝達部６と係合する係合板５００ａが複数設けられている。この係合部５は、回転駆動機構としての駆動力伝達部６と係合することによって駆動源からの駆動を回動軸４２１ａに伝える。
【００３１】
また、駆動力伝達部６は、図示しない駆動源に接続され回転する駆動軸６００と、中央部に形成された孔に駆動軸６００が挿入され、Ｅリング６０１ａにより該駆動源側への移動が規制された円盤状部材（以下、スペーサという）６０２と、中央部に形成された孔に駆動軸６００が挿入され、Ｅリング６０１ｂにより駆動軸６００端部方向への移動が規制された係合爪部材６０３と、スペーサ６０２と係合爪部材６０３との間に配設されたコイルバネ６０４とで構成される。
係合爪部材６０３には、上記係合部材５００内部に入り込み、上記係合板５００ａに係合可能に構成された爪部６０３ａが設けられている。そして、この係合爪部材６０３は、上記Ｅリング６０１ｂによって、コイルバネ６０３の付勢力で駆動軸６００から外れないようにされている。
そして、このような構成に係る駆動力伝達部６は、トナーカートリッジ４２を装置本体の所定の位置に取り付けることによって、トナーカートリッジ４２の端部に設けられた上記係合部材５００の円筒部内に係合爪部材６０３が入り込むような所定の位置に設けられている。
【００３２】
次に、上記構成に係るトナーカートリッジ４２の装置本体への装着方法を説明する。まず、図６（ａ）に示すように、トナー補給装置４に設けられたホルダー４３（図１参照）の手前側の開口部から、トナー放出用開口４２０を上に向けた状態で、上記係合部材５００が設けられたトナーカートリッジ４２端部を差し込む。そして、図６（ｂ）に示すように、トナー放出用開口４２０を覆うように貼付られたシール４２３を剥がしながら、トナーカートリッジ４２を更に奥側に押し込む。トナーカートリッジ４２をその手前側端部までホルダー４３内に押し込んだら、図６（ｃ）に示すように、更に奥まで押しながらトナーカートリッジ４２手前側端部に付けられたマーク４２４が右になるまで反時計回りに回す。
【００３３】
上記のようにしてトナーカートリッジ４２が装置本体へ装着されると、上記係合爪部材６０３が係合部材５００の円筒部内に入り込む。そして、この状態で現像装置２側の駆動源から伝達された回転駆動力を駆動力伝達部６が受けて駆動軸６００が回転すると、係合爪部材６０３の爪部６０３ａが係合板５００ａに係合して係合部材５００を回転させ、この係合部材５００の回転によって回動軸４２１ａが回転する。この回動軸４２１ａの回転によってトナー掻き上げ板４２１ｂは、トナーを掻き上げてトナー放出用開口４２０に送りこむ。そして、このトナーはその後、ホッパー４０から現像器３に補給される。
【００３４】
ところで、例えば、長期間トナーカートリッジ４２を室温に放置したような場合、トナーカートリッジ４２内のトナーは、固形化して流動性が低下することがある。
ここで、トナーが上記のように固形化して流動性が低下したままの状態でトナーカートリッジ４２を装置本体へ装着すると、該固形化して流動性が低下したトナーによってアジテータ４２１にかかる負荷が、固形化しておらず流動性が良い状態のトナーをアジテータ４２１が掻き上げる際に要する回転力より上回り、アジテータ４２１がトナーを掻き上げられない場合がある。そして、この場合、駆動源からの回転駆動力をかけ続けると、回動軸４２１ａが折れるなどして破損することがある。また、トナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃが破損してしまうことがある。
（以下、余白）
【００３５】
そこで、本実施例においては、上記のような回動軸４２１ａやトナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃの破損を防止するために、係合部５及び駆動力伝達部６を以下のように構成した。以下、本実施例に係る係合部５及び駆動力伝達部６について説明する。図７は本実施例に係る係合部５を有するトナーカートリッジ４２の概略構成図である。図８は本実施例に係る駆動力伝達部６の概略構成図である。
本実施例に係る係合部５は、側板４２２から外部に突出している回動軸４２１ａ端部がそれぞれ挿入される円盤状のスペーサ５０、コイルバネ５１、及び有底円筒状の係合部材５２と、コイルバネ５１の付勢力で係合部材５２が回動軸４２１ａから外れないようにこの係合部材５２を抑えるためのワッシャ５３及びネジ５４とで構成される。
【００３６】
ここで、本実施例においては、回動軸４２１ａは断面が四角に形成されており、またスペーサ５０及び係合部材５２の、該回動軸４２１ａが挿入される孔も該回動軸４２１ａの断面形状に合わせて四角に形成されている。これにより、スペーサ５０及び係合部材５２は、回動軸４２１ａの軸線回りの方向への回動が規制され、回動軸４２１ａの長手方向にのみ移動可能にされる。
【００３７】
また、係合部材５２は、コイルバネ５１により回動軸４２１ａ端部方向に付勢されている。
【００３８】
また、本実施例に係る駆動力伝達部６は、図示しない駆動源に接続され回転する駆動軸６０と、該駆動軸６０端部に設けられ、上記係合部材５２と係合する側が開口した有底円筒状の連結部材６１とで構成される。
【００３９】
ここで、上記係合部材５２及び連結部材６１の構成について詳細に説明する。図９（ａ）は、図７中の矢印Ａ方向からみた係合部材５２の概略構成図、図９（ｂ）は、図９（ａ）中の矢印Ｂ方向からみた係合部材５２の概略構成図である。図９に示すように係合部材５２は、四角の孔が形成された端壁部５２ａを有し、他端にコイルバネ５１が入り込む開口５２ｂが形成された有底円筒状部材で構成されており、周壁面上には凸条部５２ｃが設けられている。この凸条部５２ｃは、その各部が、上記開口５２ｂ側から端壁部５２ａ側に向かうにつれて、図９（ｂ）中に示した上記連結部材６１による回転方向Ｃ下流側に位置するように、傾斜させて形成されている。
【００４０】
また、図１０（ａ）は、図８中の矢印Ｄ方向からみた連結部材６１の概略構成図、図１０（ｂ）は、図１０（ａ）中のＥ−Ｅ線矢印方向からみた連結部材６１の断面図である。図１０に示すように連結部材６１は、駆動軸６０が取り付けられた端壁部６１ａを有し、他端に上記係合部材５２が入り込む開口６１ｂが形成された有底円筒状部材で構成されている。
【００４１】
この連結部材６１の周壁内部は、途中から端壁部６１ａにかけての部分が開口６１ｂ側よりも開口径が小さい小口径部６１ｄになっており、該開口６１ｂ側の大口径部６１ｅとの境に段差面６１ｃが生じている。
【００４２】
そして、この小口径部６１ｄの内周面部に、上記係合部材５２の凸条部５２ｃが入り込み得るように、その各部が、開口６１ｂ側から端面６１ａ側に向かうにつれて、図１０中に示した上記連結部材６１による回転方向Ｃ下流側に位置するように、傾斜させて形成された凹条部６１ｆが形成されている。なお、上記大口径部６１ｅの口径は、上記図９（ｂ）中のＷ1と同程度（好ましくはＷ1より若干大きめ）に設定され、上記小口径部６１ｄの口径は、上記図９（ｂ）中のＷ2と同程度（好ましくはＷ2より若干大きめ）に設定されている。
【００４３】
以上の構成に係る係合部材５２を備えたトナーカートリッジ４２及び連結部材６１においては、上記図６に示した方法でトナーカートリッジ４２を装置本体に装着し、トナーカートリッジ４２に設けられた係合部材５２の凸条部５２ｃが連結部材６１の凹条部６１ｆに入り込むとともに、係合部材５２本体が連結部材６１の小口径部６１ｄに入り込むことで、係合部材５２と連結部材６１とが係合される。
そして、この状態で図示しない駆動源からの駆動力により連結部材６１が図１０中の矢印Ｃ方向に回転して係合部材５２も回転すると、この係合部材５２の回転によって回動軸４２１ａが回転し、トナー掻き上げ板４２１ｂがトナーを掻き上げてトナー放出用開口４２０に送りこむ。そして、このトナーはその後、ホッパー４０から現像器３に補給される。
【００４４】
ここで、トナーカートリッジ４２内のトナーが固形化して流動性が低下しているなどの理由でアジテータ４２１に過剰な負荷がかかると、この負荷によって回動軸４２１ａの回転が完全に停止する前に、係合部材５２の凸条部５２ｃと連結部材６１の凹部６１ｆとの間に滑りが生じはじめ、連結部材６１の回転により、係合部材５２がコイルバネ５１の付勢力に抗して移動し、係合部材５２と連結部材６１との係合が解除される。これによって、アジテータ４２１に過剰な負荷がかかっても回動軸４２１ａの折れや、トナー掻き上げ板４２１ｂあるいはトナー掻き出し板４２１ｃの破損を防止できる。
【００４５】
以下、上記のような係合部材５２と連結部材６１との係合が解除される原理について説明する。図１１において、Ｆは連結部材６１の回転により凹条部６１ｆが係合部材５２の凸条部５２ｃを押す力であり、ｆ1は上記Ｆの回動軸線方向の分力、つまり凸条部５２ｃを押し出す方向の力であり、ｆ2は上記Ｆのｆ1以外の分力である。
ここで、Ｆはトナーの負荷に応じて増減し、これに伴ってｆ1，ｆ2も増減する。そして、コイルバネ５１の付勢力がｆ1以上である通常負荷範囲では、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態は維持される。しかし、トナー負荷の増大によりＦが増大し、ｆ1がコイルバネ５１の付勢力より大きくなると、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合面で滑りを生じさせながら、ｆ1により凹条部６１ｆ内から凸条部５２ｃを押出し、凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態が解除される。
【００４６】
ここで、本発明者の実験によれば、一般的に使用されているトナーカートリッジにおいては、２０ｋｇｃｍ以上の負荷がかかった場合に上記回動軸の折れが発生することが多かったので、係合部材５２の凸条部５２ｃ及び連結部材６１の凹部６１ｆそれぞれの形成角度、あるいはコイルバネ５１の付勢力を、１５ｋｇｃｍ以上の負荷がかかったときに係合部材５２と連結部材６１との係合が解除されるように設定することで、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００４７】
また、上記構成においては、トナーカートリッジ４２が装置本体に装着されたとき、係合部材５２の凸条部５２ｃと連結部材６１の凹部６１ｆとの位置がずれていて該凸条部５２ｃが上記連結部材６１の段差面６１ｃに当たり、係合部材５２と連結部材６１とが係合できなかった場合でも、係合部材５２はコイルバネ５１により回動軸４２１ａ端部方向に付勢されているため、連結部材６１が回転して該凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとの位置が合ったところで、係合部材５２の凸条部５２ｃは連結部材６１の凹条部６１ｆに入り込み、係合部材５２は連結部材６１と係合できる。
このことにより、トナーカートリッジ４２を装置本体に対して容易に装着することができるようになる。
【００４８】
また、本実施例に係るトナーカートリッジ４２に取り付けられた係合部材５２は回動軸４２１ａ長手方向に移動可能に構成され、かつ係合部材５２とスペーサ５０との間にはコイルバネ５１が設けられているので、例えばトナーカートリッジ４２を不注意で落してしまったような場合でも、コイルバネ５１の弾性力によって衝撃をやわらげ、係合部材５２が破損することを抑えることができる。
【００４９】
ところで、本実施例に係るトナーカートリッジ４２においては、回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１が振動するように構成されており、該アジテータ４２１の振動によってトナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩し、またトナーの固化を防止し、これによりアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、また現像器３へのトナー補給をスムーズに行えるようにしている。
【００５０】
以下、回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１を振動させるための構成について説明する。図１２（ａ）はトナーカートリッジ４２の端部の断面図、図１２（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｄ方向からみた側板４２２の部分概略構成図である。側板４２２には、図１２に示すように、上記スペーサ５０に対向する箇所の少なくとも一部に凸部４２２ａが形成されている。
【００５１】
また、図１３（ａ）は図７中の矢印Ｆ方向からみたスペーサ５０の概略構成図、図１３（ｂ）は（ａ）中の矢印Ｇ方向からみたスペーサ５０の概略構成図、図１３（ｃ）は（ｂ）中のＨ−Ｈ線矢印方向からみたスペーサ５０の断面図である。スペーサ５０には、図１３に示すように、上記側板４２２の一部に形成された凸部４２２ａに対向する箇所に凹部５０ａが形成されている。
ここで、スペーサ５０は、上記コイルバネ５１により側板４２２側に付勢されているため、凹部５０ａ形成面が上記側板４２２に形成された凸部４３ａに押し当てられる。
【００５２】
上記構成において、回動軸４２１ａが回転すると、該回動軸４２１ａに取り付けられたスペーサ５０が上記側板４２２に形成された凸部４２２ａに接触しながら回転する。ここで、スペーサ５０の該凸部４２２ａに対向する面には凹部５０ａが形成されているので、該スペーサ５０の回転により該凸部４２２ａが該凹部５０ａに落ち込んだり、該凸部４２２ａが該凹部５０ａから離脱したりする動作を繰り返す。この動作により、アジテータ４２１はトナー掻き上げ板４２１ｂがトナーカートリッジ４２内でトナーをたたくような振動をすることになる。このアジテータ４２１の振動によって、トナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩し、またトナーの固化を防止し、これによりアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、また現像器３へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【００５３】
ここで、上記のように回動軸４２１ａが１回転する毎にアジテータ４２１を振動させるために、側板４２２に凸部４２２ａを形成し、スペーサ５０に凹部５０ａを形成するのに代えて、側板４２２に凹部を形成し、スペーサ５０に凸部を形成してもよい。
【００５４】
また、上記実施例に係る構成の係合部材５２及び連結部材６１においては、トナー負荷の増大により凹条部６１ｆと凸条部５２ｃとの係合状態が解除された後、更に連結部材６１が回転して凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとの位置が合うと、コイルバネ５１の付勢力によって凸条部５２ｃが凹条部６１ｆに勢い良く入り込んで係合部材５２と連結部材６１とが係合する。そして、凸条部５２ｃが凹条部６１ｆに入り込む際には、回動軸４２１ａに大きな振動が与えられることになる。従って、この振動によっても、トナーカートリッジ４２内で固化したトナーを崩してアジテータ４２１にかかる負荷を軽減し、現像器３へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【００５５】
なお、本実施例における係合部材５２及び連結部材６１は、凸条部５２ｃと凹条部６１ｆとによって係合可能に構成されているが、これに代えて端面同志で係合可能なように構成してもよい。
【００５６】
【発明の効果】
請求項１の発明によれば、補給トナー収容器側に設けられた係合部材は、弾性部材を介して撹拌部材の回動軸に取り付けられており、かつ該回転軸の長手方向に進退可能に構成されていることにより、例えば補給トナー収容器を不注意で落してしまったような場合でも衝撃がやわらげられるので、係合部材の破損を防止できる。
また、所定以上の負荷がかかった場合に、係合面同士で滑りを生じさせながら回転軸に対して係合部材を移動させて係合を解除でき、回動軸の折れなどの不具合を良好に防止できる。
【００５７】
請求項２の発明によれば、係合部材に対して、弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働くと、該駆動力伝達部材と該係合部材との係合が解除されることによって、該過剰な負荷が回動軸にかかり続けることを防止できるので、該回動軸の破損等の不具合を防止できる。
【００５８】
請求項３の発明によれば、係合部材と駆動力伝達部材との係合が解除された後でも、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合えば、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが互いに係合するので、該係合の際に回動軸に対して振動を与え、この振動によって、補給トナー収容器内で固化したトナーを崩し、回動軸に係る負荷を軽減し、また現像装置へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
また、装置本体に対する補給トナー収容器の装着時に係合部材及び駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置がずれていても、駆動力伝達部材の回動により係合部材と駆動力伝達部材とを自動的に係合させることができるので、補給トナー収容器の装置本体に対する装着を容易に行うことができる。
【００５９】
請求項４の発明によれば、回動軸の回動毎に、該回動軸を振動させることができるので、補給トナー収容器内で固化したトナーを崩すことができ、またトナーの固化を防止できる。そして、これにより回動軸に係る負荷を軽減でき、また現像装置へのトナー補給をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例に係るトナー補給装置を有する現像装置の一例を示す正面図。
【図２】一構成例に係るトナーカートリッジについての斜視図。
【図３】同トナーカートリッジの長手方向の断面図。
【図４】一構成例に係る係合部についての概略構成図。
【図５】一構成例に係る駆動力伝達部についての概略構成図。
【図６】（ａ）乃至（ｃ）はトナーカートリッジの複写機本体への装着方法についての説明図。
【図７】実施例に係る係合部を有するトナーカートリッジの概略構成図。
【図８】実施例に係る駆動力伝達部の概略構成図。
【図９】（ａ）は、図７中の矢印Ａ方向からみた係合部材の概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｂ方向からみた係合部材の概略構成図。
【図１０】（ａ）は、図８中の矢印Ｄ方向からみた連結部材の概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中のＥ−Ｅ線矢印方向からみた連結部材の断面図。
【図１１】係合部材と連結部材との係合が解除される原理についての説明図。
【図１２】（ａ）は、トナーカートリッジの端部の断面図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｄ方向からみた側板の部分概略構成図。
【図１３】（ａ）は、図７中の矢印Ｆ方向からみたスペーサの概略構成図。
（ｂ）は、（ａ）中の矢印Ｇ方向からみたスペーサの概略構成図。
（ｃ）は、（ｂ）中のＨ−Ｈ線矢印方向からみたスペーサの断面図。
【符号の説明】
４ トナー補給装置
４０ ホッパー
４１ トナー補給ローラ
４２ トナーカートリッジ
４２０ トナー放出用開口
４２１ アジテータ
４２１ａ 回動軸
４２１ｂ トナー掻き上げ板
４２１ｃ トナー掻き出し板
４２２ 側板
４２２ａ 凸部
５ 係合部
５０ スペーサ
５０ａ 凹部
５１ コイルバネ
５２ 係合部材
５２ａ 端壁部
５２ｂ 開口
５２ｃ 凸条部
５３ ワッシャ
５４ ネジ
６ 駆動力伝達部
６０ 駆動軸
６１ 連結部材
６１ａ 端壁部
６１ｂ 開口
６１ｃ 段差面
６１ｄ 小口径部
６１ｅ 大口径部
６１ｆ 凹条部
Claims (5)
- 収容する補給用のトナーを排出する排出口が形成され、収容しているトナーを撹拌する撹拌部材が内部に設けられ、かつ装置本体に着脱自在に構成された補給トナー収容器と、駆動源に連結された駆動力伝達部材と、該撹拌部材の回動軸に取り付けられ、該補給トナー収容器が装置本体に装着されることにより、該駆動力伝達部材と係合可能に構成された係合部材とを有するトナー補給装置であって、
該係合部材を、該補給トナー収容器の装置本体への装着時の該回動軸長手方向における該駆動力伝達部材との係合位置の方向に付勢する弾性部材を介して該撹拌部材の回動軸に取り付け、該回動軸に対しその長手方向に進退可能に構成するとともに、
該係合部材及び該駆動伝達部材の駆動伝達のための係合面を、該係合部材が係合面同士で滑りを生じさせながら該回転軸に対して移動可動なように、該係合部材及び該駆動伝達部材の該回転軸長手方向に平行な面部分に該回転軸長手方向に対して傾斜させて形成したことを特徴とするトナー補給装置。 - 上記係合部材及び上記駆動力伝達部材の係合部の係合面を互いに傾斜させて構成し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合した状態で該係合部材に対して、上記弾性部材の付勢力より大きい力が該弾性部材による付勢方向と逆の方向に働いたとき、該係合部材が該逆方向に移動することによって、該係合部材と該駆動力伝達部材との係合を解除するようにしたことを特徴とする請求項１のトナー補給装置。
- 上記係合部材と上記駆動力伝達部材との係合が解除された状態で該駆動力伝達部材が回転して、該係合部材及び該駆動力伝達部材の上記係合部の、回動軸の軸線回りの方向における位置が合ったとき、上記弾性部材の付勢力によって該係合部材が該駆動力伝達部材との係合位置の方向に移動し、該係合部材と該駆動力伝達部材とが係合するようにしたことを特徴とする請求項２のトナー補給装置。
- 上記補給トナー収容器の端面に対向するように上記回動軸に取り付けられ、該回動軸の回動に伴って回転する回転部材を設け、該回転部材の回転により断続的に係合する凹部と凸部とを該端面及び該回転部材の対向面に形成したことを特徴とする請求項１のトナー補給装置。
- 潜像担持体上に形成された潜像を現像するための現像部と、該現像部へトナーを補給するトナー補給装置とを有する現像装置において、
該トナー補給装置として、請求項１、２、３又は４のトナー補給装置を用いたことを特徴とする現像装置。
Priority Applications (10)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
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