JPH09197783A - トナーボトル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トナーボトル内のトナー量に拘わらず安定し
たトナー補給が行えるようにする。 【解決手段】 トナーボトル３８にはトナー吐出口３８
ａが形成されているとともに、内壁面には螺旋状の突起
部３８ｄが形成されている。突起部３８ｄは、トナー吐
出口３８ａから遠ざかるに従い緩やかにピッチ間隔が狭
くなるように形成されている。これによって底部側の搬
送量は低減する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリン
タ、ファクシミリ等の画像形成装置に係り、詳しくは、
トナー補給装置におけるトナー収容体としてのトナーボ
トルに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
において、像担持体に形成された静電潜像を可視化する
現像装置には、その現像部にトナーを供給するためにト
ナー補給装置が設けられている。最も一般的な現像装置
のトナー補給装置は、図１１に示すような構成を有して
いる。同図において、符号１００は感光体ドラム、１０
２は現像装置、１０４は現像ローラ、１０６はパドルロ
ーラをそれぞれ示しており、現像装置１０２には、トナ
ーを収容するトナーカートリッジ１０８と、トナーを補
給するためのトナーホッパ部１１０が設けられ、トナー
カートリッジ１０８内のトナーは、アジテータ１１２に
よりトナーホッパ部１１０へ補給される。一旦、トナー
ホッパ部１１０へトナーを補給するのは、トナー補給ロ
ーラ１１４による現像部１０２ａへのトナー補給量をで
きるだけ一定にし、現像部１０２ａ内のトナー濃度を一
定にするためである。

【０００３】近年においては、スクリュウタイプのトナ
ーボトルを現像装置に形成されたトナーホッパ部に水平
状態に装着してトナー補給を行う小型・小スペース構造
のものが開発されている。このスクリュウタイプのトナ
ーボトルは、内壁面に螺旋状の突起部を有しており、ト
ナー吐出口側をトナーホッパ部に装着して回転駆動され
る。突起部のスクリュウ作用によって、内部のトナーは
底部側からトナー吐出口側へ向かって一方向に搬送され
て吐出されるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
スクリュウタイプのトナーボトルでは、ボトル内のトナ
ー量によって補給量が異なってしまい、現像部への安定
した補給ができない問題が指摘されている。

【０００５】本発明者の考察によれば、これは、ボトル
内でトナーを一方向へ搬送する構造のため、トナーの量
が多い場合には、トナー吐出口側では底部側の突起部の
スクリュウ作用がトナー自体を介しても伝達され、すな
わち、トナー自体がスクリュウの一部分的機能を呈し、
この結果、スクリュウ作用が増幅されて多量のトナーが
吐出される、と予測される。換言すれば、補給量の不安
定には螺旋状の突起部の形状等が関係しており、トナー
の量が少ないときはトナー自体がスクリュウ作用の伝達
部材となるチャンスが少ないためにその影響は極めて小
さいが、トナーの量が多いときには顕著となる、と予測
される。

【０００６】本発明は、ボトル内のトナーの量に拘わり
なく、一定のトナー補給機能を発揮することができるト
ナーボトルの提供を、その目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明は、底部側のスク
リュウ作用を減殺すれば、トナーの量が多い場合でもト
ナー吐出口側でスクリュウ作用が増幅されることがな
く、安定した補給機能が得られる、という考えに基づい
ている。具体的には、請求項１記載の発明では、底部側
における突起部のピッチ間隔を狭くして搬送量を減殺す
る、という構成を採っている。請求項２記載の発明で
は、底部側における突起部の山高さを低くして搬送力を
減殺する、という構成を採っている。請求項１記載の発
明では、底部側における突起部の山形の立ち上がり角度
を緩やかにして搬送量を減殺する、という構成を採って
いる。

【０００８】

【実施例】以下、本発明の一実施例を図１乃至図８に基
づいて説明する。図２及び図３に示すように、画像形成
装置２には、図示しない画像形成装置本体に着脱自在に
配設されるプロセスカートリッジ４と、このプロセスカ
ートリッジ４に着脱自在に配設されるトナー補給装置６
が備えられており、プロセスカートリッジ４には、像担
持体としての感光体８と、現像装置１０とが一体的に収
納されている。感光体８の周囲には、帯電ローラ１２、
転写ローラ１４、クリーニングブレード１６等が備えら
れており、現像装置１０には、攪拌スクリュー１８，２
０、現像スリーブ２２、ドクターブレード２４等が備え
られている。図３中、符号２６はトナーリサイクルベル
トを、符号２８はトナー濃度センサを示しており、トナ
ーリサイクルベルト２６はトナー搬送コイル３０に連絡
されている。

【０００９】次に、図２に基づいて画像形成装置２にお
ける作像動作を説明する。感光体８は除電光３２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。次に帯電ローラ１２により帯電され、表面電
位が−１１００Ｖ前後となる。次に露光光３４で露光さ
れ、光が照射された部分（画像部）は表面電位が０〜−
２９０Ｖとなる。現像スリーブ２２には−８００Ｖ前後
のバイアス電圧がかけられているため、現像スリーブ２
２上のトナーが上記画像部分に付着する。トナー像が作
られた感光体８は回転移動し、図示しない給紙部より用
紙先端部と画像先端部とが転写ローラ１４部位で一致す
るようなタイミングで転写紙が送られ、転写ローラ１４
部で感光体８の表面のトナー像が転写紙へ転写される。
その後転写紙は図示しない定着部へ送られ、熱と圧力に
よりトナーが転写紙へ融着されてコピーとして排出され
る。感光体８上に残った残留トナーはクリーニングブレ
ード１６により掻き落とされ、その後感光体８は除電光
３２により残留電荷を除電されてトナーの無いまっさら
な状態となり、再び次の作像工程ヘ移る。

【００１０】上述した感光体８、帯電ローラ１２、現像
装置１０及びクリーニングブレード１６等は、図３に示
すように、一体の感光体回りケース３６内に納められて
いる。クリーニングブレード１６を有するクリーニング
装置で回収された残留トナーはトナー搬送コイル３０で
搬送され、トナーリサイクルベルト２６で攪拌スクリュ
ー１８，２０を有する現像剤攪拌部ヘ送られ、トナーが
リサイクルされる仕組みになっている。

【００１１】次に、現像装置１０について説明する。現
像スリーブ２２は、内部に５極の磁石を配置した固定軸
を有し、この外周面を非磁性のパイプ材で覆う構成で、
このパイプ材が回転することで現像剤が現像スリーブ２
２上を移動する。現像剤は、キャリアと呼ばれる小さな
鉄球とトナーより構成される２成分タイプである。現像
剤は攪拌スクリュー１８，２０で攪拌されながら循環
し、これによってトナーは電荷を持ち、キャリアに付着
して感光体８表面まで運ばれ、静電気力の作用で感光体
８へ付着可能となる。現像剤のうち、キャリアは循環し
ているが、トナーは感光体８上の画像部分へ付着するの
で消費される。従って、適宜補給する必要がある。ま
た、現像剤は感光体８への供給量を一定にしないと、画
像濃度不良や濃度ムラを来すので、現像剤の流入量を規
制する上記ドクターブレード２４が配置されている。

【００１２】図２に示すように、トナー補給装置６に
は、概略、トナー収容容器としてのトナーボトル３８
と、トナーホッパ部４０を一体に有してトナーボトル３
８を収容する受台４２と、トナーホッパ部４０に装着さ
れてトナーボトル３８と一体的に回転するボトル保持部
材４４が備えられており、ボトル保持部材４４は複数の
押し出し部材４６を有している。トナーホッパ部４０に
は開口部４８が形成されており、この開口部４８の外面
にはトナー補給量を適正にするための弾性を有する補給
量規制部材５０が設けられている。また、開口部４８の
外方にはトナー導入カバー５２が取付けられており、こ
のトナー導入カバー５２の下端には水平状に開口するト
ナー供給口５４が形成されている。トナー供給口５４は
現像装置１０のトナー導入部５５に対応している。

【００１３】トナーボトル３８のトナー吐出口からトナ
ーホッパ部４０に流出したトナーは（矢印Ａ）、ボトル
保持部材４４の押し出し部材４６で押し上げられ（矢印
Ｂ）、開口部４８を通ってトナー導入カバー５２に入り
込み（矢印Ｃ）、連通状態にあるトナー供給口５４とト
ナー導入部５５を通って現像装置１０内へ補給される
（矢印Ｄ）。

【００１４】次に、トナー補給装置６を図５乃至図８に
基づいて詳細に説明する。図５はトナー補給装置６をプ
ロセスカートリッジ４に装着した状態の要部外観図であ
り、図６はトナー補給装置６の部品構成図である。トナ
ー補給装置６は、図５に示すように、装置本体前側板５
７と装置本体後側板５８に取付けられたガイド板（図示
しない）により保持されている。このガイド板の前部に
はトナー補給装置６の抜け止め防止用のストッパ５９が
取付けられている。トナーボトル３８は、装置本体後側
板５８に固定された駆動部６０によって回転駆動され
る。この駆動部６０は、ジョイント６２、スプリング６
４、モータ及び軸を内蔵したケース部６６から構成され
ており、ジョイント６２の先端には凹部６２ａと凸部６
２ｂ，６２ｂが形成されている。これに対応してトナー
ボトル３８の底部（後端）には、ジョイント６２の凹部
６２ａに入り込む円柱状凸部３８ｂと、凸部６２ｂの側
面に係合する角柱凸部３８ｃが形成されている。円柱状
凸部３８ｂの凹部６２ａへの嵌入によってトナーボトル
３８の底部が保持され、凸部６２ｂに対する角柱凸部３
８ｃの係合によってトナーボトル３８の回転が得られる
ものである。駆動部６０のジョイント６２が矢印Ｅ方向
に回転すると、トナーボトル３８も同一方向に回転する
（図５）。

【００１５】トナーボトル３８にはその内壁面に螺旋状
の突起部３８ｄが形成されており、回転させることによ
り突起部３８ｄのスクリュウ作用によってボトル内のト
ナーは底部側からトナー吐出口側方向に搬送され、トナ
ー吐出口３８ａから吐出する。トナー吐出口３８ａには
トナーが不使用時に吐出するのを防止するキャップ６８
が填め込まれている。ボトル保持部材４４の先端側には
複数のリブ４４ａが一体に形成されており、これらのリ
ブ４４ａに上記押し出し部材４６が両面テープ等で貼り
付けられている。押し出し部材４６はマイラーやゴム等
の弾性材から成る。ボトル保持部材４４の内壁面にはリ
ブ４４ｂが形成されており、このリブ４４ｂがトナーボ
トル３８の頭部に設けられた平面部３８ｅに引っ掛かっ
て両者が一体的に回転するようになっている。

【００１６】図６において、符号７０はキャップ６８を
摘んだり離したりするコレットチャックで、円筒ケース
７２内に内蔵され、ネジ７４によって軸部材７６と一体
化されている。符号７８はシール材、８０はシール部
材、８２はコレットチャック７０、円筒ケース７２、軸
部材７６等の一連の部品をトナーボトル３８側へ常時加
圧するコイルバネを示す。これらの組付品はトナーホッ
パ部４０内に保持されている。符号８４はキャップ６８
を開閉栓するためのハンドルであり、一体に形成された
軸部８４ａが受台４２の先端部に形成された軸穴４２ａ
に支持されて回転可能となっている。符号４２ｂ，４２
ｃは、前記ガイド板に設けられた位置決め用のピンと係
合する穴を示す。また、符号８６は軸部材７６に形成さ
れた穴７６ａに入るスライド軸であり、ハンドル８４に
形成されたカム部８４ｂに接触しており、ハンドル８４
を図５に示すＦ方向ヘ回転させ、前記コレットチャック
７０等の一連の部品をトナーボトル３８から離れる方向
にスライドさせると、キャップ６８がトナー吐出口３８
ａから抜けてトナーボトル３８内のトナーがトナーホッ
パ部４０内へ流出する（図７，８）。これについての詳
細は後述する。図６に示すように、トナーホッパ部４０
の開口部４８に設けられる補給量規制部材５０はマイラ
ーやゴム等の弾性材料で形成されており、スリット穴５
０ａ（縦幅ｗの細長い角穴）を有している。このスリッ
ト穴５０ａの幅設定によりトナー補給量を適正にしてい
る。なお、補給量規制部材５０は開口部４８に両面テー
プ等で貼り付けられている。

【００１７】トナーボトル３８の内壁面に形成される突
起部３８ｄは、図１に示すように、そのピッチ間隔がト
ナー吐出口３８ａから遠ざかるにつれて、換言すれば、
底部側へ近づくにつれて緩やかに狭くなるように形成さ
れている。この実施例では、Ｐ₁ ＝２０ｍｍ，Ｐ₂ ＝１
７ｍｍ，Ｐ₃ ＝１４ｍｍ，Ｐ₄ ＝１１ｍｍ，Ｐ₅ ＝９ｍ
ｍに設定している。トナーボトル３８が回転すると、突
起部３８ｄのスクリュウ作用によって、内部のトナーは
底部側からトナー吐出口３８ａ側へ向けて一方向に送ら
れるが、底部側では突起部３８ｄのピッチが狭くなって
いるので、トナー吐出口３８ａ側に比べて搬送速度が遅
く、搬送量が少ない。このため、トナー量が多いときで
も、底部側からの搬送量の多さによるトナー吐出口３８
ａ側での過剰吐出が抑制される。なお、トナー量が少な
い場合には、トナー自体がスクリュウ作用の伝達部材と
なるチャンスが少ないためにピッチ間隔を狭めた影響は
ほとんどない。従って、ボトル内のトナー量に拘わら
ず、常に安定したトナー補給を行うことができる。

【００１８】次に、トナー補給装置６からプロセスカー
トリッジ４へのトナー補給について説明する。図７はト
ナー補給装置６及びプロセスカートリッジ４を画像形成
装置本体に装着した状態を示している。トナーボトル３
８の頭部は、球形の突起３８ｆとボトル保持部材４４と
の係合及びボトル保持部材４４のリブ４４ｃへの当接に
よって位置決めされている。この状態から、図５に矢印
Ｆで示すようにハンドル８４を下方向に回動させると、
カム部８４ｂがスライド軸８６を図７に示すＪ方向に引
っ張る。これによって軸部材７６もＪ方向に移動し始
め、コレットチャック７０が円筒ケース７２の突起７２
ａに突き当たるようになり、これに伴ってコレットチャ
ック７０が閉じ始めてキャップ６８を摘む。この状態で
さらにＪ方向の移動が進行すると、図８に示すように、
コレットチャック７０によってトナーボトル３８のキャ
ップ６８が取り外され、トナーボトル３８内のトナーが
受台４２のトナーホッパ部４０内に流出する（トナーボ
トル３８内のトナーが少ない場合には流出しない）。こ
の状態がトナー補給装置６のセット完了の状態である。

【００１９】トナー補給は、トナー濃度センサ２８によ
り現像装置１０内のトナー濃度を検出することによって
なされる。検出値が基準濃度以下になったら、駆動部６
０が作動し、ジョイント６２を矢印Ｅ方向に回転させ
る。これによってジョイント６２がトナーボトル３８の
底部に係合し、トナーボトル３８も同一方向に回転す
る。トナーボトル３８が回転すると、トナー吐出口３８
ａからトナーが吐出して、トナーホッパ部４０内に溜ま
る。一方、トナーボトル３８の回転はボトル保持部材４
４と一体のリブ４４ｂを介して伝達され、押し出し部材
４６がトナーホッパ部４０内の内壁面を摺動回転するこ
とになり、トナーホッパ部４０内に溜まったトナーを掻
き上げる。押し出し部材４６が補給量規制部材５０のス
リット穴５０ａを通過するときにトナーがスリット穴５
０ａから押し出される。押し出されたトナーは、トナー
導入カバー５２内で落下し、下方に位置するトナー供給
口５４及びトナー導入部５５を通って現像装置１０内に
補給される。

【００２０】図９は、請求項２に対応する実施例を示す
ものである。この例で示すトナーボトル３９はトナー吐
出口３９ａを有しており、内壁面には螺旋状の突起部３
９ｂが形成されている。突起部３９ｂは等間隔のピッチ
で形成されているが、突起部３９ｂの山高さがトナー吐
出口３９ａから遠ざかるに従い緩やかに低くなるように
形成されている。具体的には、ｈ₁ ＝５ｍｍ，ｈ₂ ＝
４．７ｍｍ，ｈ₃ ＝４．４ｍｍ，ｈ₄ ＝４．１ｍｍ，ｈ
₅ ＝３．８ｍｍに設定されている。この例の場合も上記
実施例と同様に、底部側の搬送量が少なくなるので、ボ
トル内のトナー量が多いときでも、トナー吐出口３９ａ
側での過剰吐出が抑制される。

【００２１】図１０は、請求項３に対応する実施例を示
すものである。この例で示すトナーボトル４１はトナー
吐出口４１ａを有しており、内壁面には螺旋状の突起部
４１ｂが形成されている。突起部４１ｂは等間隔のピッ
チで形成されているが、突起部４１ｂの山形の立ち上が
り角度がトナー吐出口４１ａから遠ざかるに従い緩やか
に傾倒するように形成されている。具体的には、θ₁ ＝
４０°，θ₂ ＝４５°，θ₃ ＝５０°，θ₄ ＝５５°，
θ₅ ＝６０°に設定されている。この例の場合も上記各
実施例と同様に、底部側の搬送量が少なくなるので、ボ
トル内のトナー量が多いときでも、トナー吐出口４１ａ
側での過剰吐出が抑制される。

【００２２】

【発明の効果】請求項１記載の発明によれば、トナーボ
トルの内壁面に形成される螺旋状の突起部のピッチ間隔
が、トナー吐出口側から遠ざかるに従い緩やかに狭くな
る構成としたので、底部側の搬送量が低減され、これに
よってボトル内のトナー量が多い場合でもトナー吐出口
からの過剰吐出を防止でき、安定したトナー補給を行う
ことができる。請求項２記載の発明によれば、トナーボ
トルの内壁面に形成される螺旋状の突起部の山高さが、
トナー吐出口側から遠ざかるに従い緩やかに低くなる構
成としたので、底部側の搬送量が低減され、これによっ
てボトル内のトナー量が多い場合でもトナー吐出口から
の過剰吐出を防止でき、安定したトナー補給を行うこと
ができる。請求項３記載の発明によれば、トナーボトル
の内壁面に形成される螺旋状の突起部の山形の立ち上が
り角度が、トナー吐出口側から遠ざかるに従い緩やかに
傾倒する構成としたので、底部側の搬送量が低減され、
これによってボトル内のトナー量が多い場合でもトナー
吐出口からの過剰吐出を防止でき、安定したトナー補給
を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例を示すトナーボトルの側面図
である。

【図２】画像形成装置の概要断面図である。

【図３】プロセスカートリッジの一部省略の斜視図であ
る。

【図４】プロセスカートリッジの斜視図である。

【図５】トナー補給装置の斜視図である。

【図６】トナー補給装置の分解斜視図である。

【図７】トナー補給装置におけるトナー補給動作を示す
図で、トナーボトルをトナーホッパ部に装着した状態の
断面図である。

【図８】トナー補給装置におけるトナー補給動作を示す
図で、トナーボトルのキャップがコレットチャックで引
き抜かれてトナーがトナーホッパ部内に流出した状態の
断面図である。

【図９】請求項２に対応する実施例を示すトナーボトル
の側面図である。

【図１０】請求項３に対応する実施例を示すトナーボト
ルの側面図である。

【図１１】従来のトナー補給装置の概要断面図である。

【符号の説明】

３８ｄ，３９ｂ，４１ｂ 突起部 ３８ａ，３９ａ，４１ａ トナー吐出口 ４０ トナーホッパ部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】内壁面に螺旋状の突起部を有し、トナー吐
   出口側を画像形成装置のトナーホッパ部に装着した状態
   で回転駆動されて底部側から上記トナー吐出口側方向へ
   トナーを搬送するトナーボトルにおいて、 上記突起部のピッチ間隔が、上記トナー吐出口側から遠
   ざかるに従い緩やかに狭くなるように形成されているこ
   とを特徴とするトナーボトル。
2. 【請求項２】内壁面に螺旋状の突起部を有し、トナー吐
   出口側を画像形成装置のトナーホッパ部に装着した状態
   で回転駆動されて底部側から上記トナー吐出口側方向へ
   トナーを搬送するトナーボトルにおいて、 上記突起部の山高さが、上記トナー吐出口側から遠ざか
   るに従い緩やかに低くなるように形成されていることを
   特徴とするトナーボトル。
3. 【請求項３】内壁面に螺旋状の突起部を有し、トナー吐
   出口側を画像形成装置のトナーホッパ部に装着した状態
   で回転駆動されて底部側から上記トナー吐出口側方向へ
   トナーを搬送するトナーボトルにおいて、 上記突起部の山形の立ち上がり角度が、上記トナー吐出
   口側から遠ざかるに従い緩やかに傾倒するように形成さ
   れていることを特徴とするトナーボトル。