JPH09251240A - 現像装置及びトナーボトル - Google Patents
現像装置及びトナーボトルInfo
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Abstract
のトナーの付着(滞留)抑制機能を集約して構成の簡易
化を図る。 【解決手段】 現像装置にはホッパ部26が一体に形成
されており、スクリュウタイプのトナーボトル28が装
着されるようになっている。トナーボトル28の底部側
にはボトルギヤ28dが形成されており、これに対応し
て装置本体側には駆動ギヤ44が設けられている。駆動
ギヤ44は中継ギヤ48を介して装置本体側のギヤ列に
接続されており、駆動源の一元化が図られている。ボト
ルギヤ28dと駆動ギヤ44との噛み合い遊び(ガタ)
によってトナーボトル28は振動し、この振動によって
ボトル内のトナー滞留が抑制される。
Description
ける現像装置及びトナーボトルに関し、詳しくは、スク
リュウタイプのトナーボトル及びこれをホッパ部に装着
してトナー補給を行う方式の現像装置に関する。
像担持体に形成された静電潜像を可視画像する現像装置
には、その現像部にトナーを供給するためのトナー補給
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14に示すような構成を有している。同
図において、符号80は感光体ドラム、82は現像装
置、84は現像ローラ、86はパドルローラをそれぞれ
示しており、現像装置82には、トナーを収容するトナ
ーカートリッジ88とトナーを補給するトナーホッパ部
90が設けられ、トナーカートリッジ88内のトナー
は、アジテータ92によりトナーホッパ部90へ補給さ
れる。一旦、トナーホッパ部90へトナーを補給するの
は、トナー補給ローラ94による現像部82aへのトナ
ー補給量をできるだけ一定にし、現像部82a内のトナ
ー濃度を一定にするためである。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設けられたホ
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。スクリュウタイ
プのトナーボトルを使用する画像形成装置では、一般的
に、トナーボトルを回転させる独自の駆動源を持ってお
り、駆動源からトナーボトルへの回転入力方法は、ホッ
パ部とトナーボトルの開口部とを連結するジョイント部
材としての「前フランジ」に回転を入力し、その回転を
トナーボトルに伝達する形態となっている。他の入力形
態としては、ボトル径全面が開口されたトナーボトルの
開口部側外面にギヤを形成し、このギヤを現像装置本体
側の駆動ギヤに噛み合わせるものがある。また、トナー
ボトル内のトナーの付着による滞留を防止する観点か
ら、トナーボトルに振動を与えるべく、トナーボトルを
叩く機構を別途備えている。
の底部側に別部材のギヤを取付け、このギヤを現像装置
側の駆動ギヤに噛み合わせて回転駆動するようになって
いる。ギヤは底部側の外周面に一体成形された抜け止め
突起を介して圧入されるようになっている。
タイプのトナーボトルでは、トナーの搬送方向が一方向
であるためにボトル内で滞留を生じ易く、ボトル内のト
ナー量により補給量が異なるという現象を生じる。これ
を無くすために上述のようにトナーボトルを叩く構成を
設けている。しかしながら、トナーボトルを叩く機構を
別途設けることは、画像形成装置の小型化・簡易化が切
望される今日望ましいものではなく、また、トナーボト
ルを回転させるための独自の駆動源を設けることも同様
の観点から望ましくない。
ボトルとギヤ(=ボトルギヤ、以下同じ)とを分解する
必要があるが、トナーボトルからギヤを取り外す場合、
ギヤを引っ張ると手にギヤの歯が触れて痛みを感じるこ
とがあり、分解作業は容易ではない。この場合、ギヤを
取り外し易いように抜け止め突起の高さを低くすること
が考えられるが、このようにした場合、ユーザーが交換
時に直接触れる部分であるため、取付強度を小さくする
と交換作業時に容易に外れてしまうという問題がある。
独自の駆動源を設ける必要がなく、よって構成の簡易
化、小型化を図れる現像装置の提供を、その目的とす
る。また、本発明は、トナーボトルを回転させる独自の
駆動源を設けることによって構成の簡易化が促進されな
くても、トナーボトルの叩き機能を向上させてより安定
したトナー補給を行える現像装置の提供を、その目的と
する。
持したまま使用後の分解作業が容易なトナーボトルの提
供を、その目的とする。
ば、トナーボトルを回転させるためのギヤの噛み合い粗
さによってもトナーボトルに振動を与えることができ、
また、振動を与える部分は、振動の影響をボトル全体に
効率的に及ぼす観点から、トナーの搬送方向の上流側が
効果的である。また、現像装置が本来備える駆動源によ
ってトナーボトルを回転させることも可能であり、これ
によって駆動源の一元化が得られ、構成の簡易化が図ら
れる。これが、本発明の一方の趣旨である。トナーボト
ルからギヤを外す場合、トナーボトルの底部側とギヤの
嵌合形状を利用してギヤに対する手の痛みが少ない操作
で大きな取り外し力を得る。これが、本発明の他方の趣
旨である。具体的には、請求項1記載の発明では、スク
リュウタイプのトナーボトルを装置本体側に形成された
ホッパ部に装着し、該トナーボトルを回転駆動してトナ
ー補給を行う現像装置において、上記トナーボトルのホ
ッパ部側と反対側の底部側外面にボトルギヤが形成さ
れ、これに対応して装置本体側には上記トナーボトルを
装着した時に上記ボトルギヤに噛み合う駆動ギヤが設け
られている、という構成を採っている。
構成において、上記駆動ギヤが、現像スリーブ等を駆動
する装置本体の駆動源に中継ギヤを介して接続されてい
る、という構成を採っている。請求項3記載の発明で
は、請求項1又は2記載の構成において、上記ボトルギ
ヤと駆動ギヤのモジュールがそれぞれ1.25以上に設
定されている、という構成を採っている。請求項4記載
の発明では、請求項1記載の構成において、上記トナー
ボトルを回転駆動する独立の駆動源を備え、該駆動源
は、所定のタイミングで上記駆動ギヤを逆回転させる制
御手段によって制御される、という構成を採っている。
置側の駆動ギヤと噛み合う別部材のギヤが取り付けられ
ているとともに、該ギヤの抜け落ちを止める抜け止め突
起を有しているトナーボトルにおいて、上記ギヤの取付
部位に該ギヤの回りを止める回り止め突起が形成され、
該回り止め突起の回転駆動力を受けない側の面は上記ギ
ヤの取り外し方向に傾斜している、という構成を採って
いる。請求項6記載の発明では、底部側に現像装置側の
駆動ギヤと噛み合う別部材のギヤが取り付けられている
とともに、該ギヤの抜け落ちを止める抜け止め突起を有
しているトナーボトルにおいて、上記ギヤの取付部位に
該ギヤの回りを止める回り止め突起が形成され、該回り
止め突起はボトルの回転方向に次第に薄肉となるテーパ
を有している、という構成を採っている。請求項7記載
の発明では、請求項5又は6記載の構成において、上記
回り止め突起がボトルの円周上の1箇所に形成されてい
る、という構成を採っている。
づいて説明する。図2乃至図4に示すように、画像形成
装置2には、概略、感光体ドラム4と、現像装置6が備
えられており、感光体ドラム4の周囲には、帯電チャー
ジャ8、イレーサ10、転写装置12、クリーニングブ
レード14、トナー搬送コイル16がそれぞれ備えられ
ている。現像装置6には、概略、感光体ドラム4にトナ
ーを供給するための現像スリーブ18と、この現像スリ
ーブ18と共に水平に配置され、現像ケーシング24内
の現像剤を異なる方向に攪拌・混合・搬送する2つの攪
拌スクリュウ20,22と、現像ケーシング24に一体
に形成されたホッパ部26と、ホッパ部26に装着され
るスクリュウタイプのトナーボトル28とが備えられて
おり、現像スリーブ18の上部にはドクターブレード3
0が配置されている。攪拌スクリュウ20,22の間に
はこれらに沿って延びる仕切部材32が設けられてお
り、仕切部材32の前後端側に形成された連絡通路を介
して現像剤G(図2において点々で表示)が循環移動す
るようになっている。また、ホッパ部26寄りの攪拌ス
クリュウ22の途中下部には現像剤Gの透磁率を測定す
る透磁率測定センサ34が備えられており、この検出デ
ータに基づいて現像ケーシング24内のトナー濃度を制
御するようになっている。図2において、符号36はト
ナーリサイクル搬路を示す。
概略を説明する。先ず、感光体ドラム4は除電光により
除電され、表面電位が0〜−150Vの基準電位に平均
化される。次に帯電チャージャ8により帯電され、表面
電位が−900V前後となる。次に露光部で露光され
る。光が照射されない部分(画像部)は表面電位が−5
00〜−850Vに維持されるため、現像スリーブ18
に−200V前後のバイアス電圧がかけられていても、
現像スリーブ18上のトナーは画像部分に付着する。ト
ナー像が作られた感光体ドラム4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が転写装置12
で一致するようなタイミングで転写紙が送られ、転写装
置12で感光体ドラム4表面のトナー像が転写紙へ転写
される。この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。一方、感光体ドラム4上に残った残留トナー
は、クリーニングブレード14により掻き落とされる。
その後除電光により感光体ドラム4の残留電荷の除電が
なされ、トナーの無いまっさらな状態となり、再び次の
作像工程へ移る。
装置6、及びクリーニング装置は、一体の感光体回りケ
ース38(現像ケーシング24を一部として含む。)に
納められている。この中で、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16で搬送され、リ
サイクルトナー搬送部へ送られた後トナーリサイクル搬
路36を通ってホッパ部26寄りの攪拌スクリュウ22
へ送られる。これによってトナーがリサイクルされる仕
組みになっている。
リーブ18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18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。攪拌スク
リュウ20,22による循環移動でトナーが電荷を持
ち、キャリアに付着して感光体ドラム4表面まで運ば
れ、静電気力の作用で感光体ドラム4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
は感光体ドラム4の画像部分へ付着するので消費され
る。従って、適宜補給がなされる。また、現像剤は感光
体ドラム4へ供給する量を一定にしないと画像濃度不良
や濃度ムラを発生するので、かかる観点から現像剤の流
入量を規制する上記ドクターブレード30が配置されて
いる。
は、トナーボトル28を装着するための装着凹部40が
トナーボトル28の外面に沿う形状に一体に形成されて
おり、これによってトナーボトル28は現像スリーブ1
8や攪拌スクリュウ20,22等と共に水平配置されて
いる。
には、トナーボトル28内のトナーを現像ケーシング2
4内に連通させる操作手段としてのハンドル42が備え
られており、トナーボトル28はハンドル42を上方に
上げた状態で装着される。トナー収容容器としてのトナ
ーボトル28には、その内壁面に螺旋状の突起部28a
が形成されており、回転させることによりトナー吐出口
28bからトナーを吐出する。このトナー吐出口28b
には、トナーが外に吐出するのを防止するキャップ28
cが填め込まれている。また、トナーボトル28の後端
部(底部側)には、トナーボトル28を回転させるため
のボトルギヤ28dが備えられており、一方、装着凹部
40にはトナーボトル28を装着したときにボトルギヤ
28dに噛み合う駆動ギヤ44が一部外面に露出する状
態に備えられている。この駆動ギヤ44は、攪拌スクリ
ュウ20,22等を駆動する本体側歯車列46に中継ギ
ヤ48を介して連絡されている。すなわち、トナーボト
ル28のセット方向を感光体ドラム4等と略平行とする
とともに水平配置し、且つ、本体側の駆動源でトナーボ
トル28を駆動することによって駆動源の一元化を図
り、画像形成装置2の小型化・小スペース化を図ってい
る。
と、駆動ギヤ44はそれぞれモジュールが1.25以上
に設定されており、トナーボトル28の回転駆動時、粗
い噛み合い状態を呈するようになっている。このため、
回転中、トナーボトル28は振動し、ボトル内でのトナ
ーの付着(滞留)が防止されてトナーの搬送性が向上
し、ボトル内のトナーの量に左右されることなく安定し
たトナー補給を行うことができる。また、振動源がトナ
ーの搬送方向の上流側に位置するので、トナーの滞留抑
制機能が高められる。このように、ギヤの噛み合い粗さ
によって振動を付与する構成とすれば、トナーボトル2
8の回転と振動(叩き)を一つの構成で行うことがで
き、構成の簡易化を図ることができる。なお、モジュー
ルを1.25より小さいと、搬送性は得られるが、噛み
合わせによる振動が小さいため、トナーの滞留を防ぎに
くい。
の断面図)に示すように、現像ケーシング24と一体成
形されるベース50と、このベース50のトナーボトル
28側に係合された前フランジ52と、軸部材54と、
この軸部材54に一体に設けられた円筒ケース56と、
この円筒ケース56内に内蔵されて軸部材54と一体に
設けられたコレットチャック58と、軸部材54,円筒
ケース56,コレットチャック58等の一連の部材をト
ナーボトル28側へ常に加圧するコイルバネ60とから
主として構成されている。コレットチャック58はキャ
ップ28cを摘んだり離したりする機能を有するもの
で、キャップ28cの開閉栓はハンドル42の操作によ
って行われる。これを具体的に説明すると、図5(図3
において矢印R側からみた概要断面図)に示すように、
ハンドル42にはカム部62が形成されているととも
に、軸部材54には穴が形成されて該穴にはカム部62
に接触するスライド軸64が支持されており、ハンドル
42の回転により上記コレットチャック58等の一連の
組部品をトナーボトル28から離れる方向にスライドさ
せることができる。
50には、トナーボトル28のトナー吐出口28bから
吐出されるトナーを現像装置6のトナー導入部に連通さ
せるための開口部が形成されており、この開口部には、
PET(ポリエチレンテレフタレート、以下同じ。)、
あるいはゴム等の弾性材料から成るスリット穴66a
(細長い角穴)を有する弾性部材66が両面テープ等で
張り付けられている。このスリット穴66aの幅により
トナー補給量を適量化している。
トル挿入口側にテーパ状に拡がる装着案内部52aを有
しており、トナーボトル28の装着が容易になされるよ
うになっている。また、装着案内部52aの小径側には
リブ52bが形成されており、一方、トナーボトル28
の装着頭部には、図5に示すように、リブ52bに引っ
掛かる頭部突起28eが形成されている。これによって
前フランジ52とトナーボトル28は一体的に回転す
る。また、前フランジ52のトナーボトル28と反対側
にはリブ52cが突設されており、このリブ52cには
現像部へトナーを送るためのパドル68が取り付けられ
ている。このパドル68は、PET、あるいはゴム等の
弾性材料から成る押し出し部材で、リブ52cに両面テ
ープ等で張り付けられている。なお、この実施例ではパ
ドル68を3枚設けている。また、図5に示すように、
現像ケーシング24の装着凹部40部位内方は複数のリ
ブ24aで補強されている。
ので、上記実施例と異なり、装置本体側の駆動源を利用
することによる構成の簡易化を犠牲にしても、回転時の
トナーボトル28の振動を高めて滞留抑制機能をより一
層向上させようとするものである。トナーボトル28等
の構成は上記実施例と同様であるので省略する。画像形
成装置2には、マイクロコンピュータとしての制御手段
70が備えられており、この制御手段70は例えば画像
形成終了検知センサ72からの信号を取り込んで装置本
体側での画像形成終了を判断するようになっている。ま
た、トナーボトル28を回転駆動するための専用の駆動
源74が備えられており、駆動ギヤ44はこの駆動源7
4に接続されている。制御手段70が画像形成終了を判
断した場合、制御手段70は所定のタイミングで一定時
間、駆動ギヤ44が逆回転するように駆動源74に動作
信号を出力するようになっている。このように、トナー
ボトル28を逆回転させた場合、噛み合わせが逆になる
ため、ボトルギヤ28dと駆動ギヤ44は噛み合いにく
く、トナーボトル28は上方へせり上がる運動をする。
これによってトナーボトル28の振動は大きくなり、ト
ナーの滞留抑制機能が一層向上する。
ついて説明する。なお、本実施例におけるトナーボトル
28はポリエチレン樹脂をブロー成形して形成されてい
る。図8に示すように、トナーボトル28(回転方向は
矢印R方向)の底部側には別部材としてのギヤ28dを
取り付けるための取付部28fが形成されており、取付
部28fの外周面には、径方向の対向位置をもってギヤ
28dの回りを止める回り止め突起76が形成されてい
る。また、取付部28fにはギヤ28dの抜け落ちを阻
止する抜け止め突起77が環状に形成されている。回り
止め突起76は、図8(c)から明らかなように、回転
方向に略直角となる当接面76aと、ギヤ28dの取り
外し方向(矢印T方向)に対して傾斜する傾斜面76b
とから成る略台形の平面形状に形成されている。これに
対応してギヤ28dには回り止め突起76に密接に係合
する係合凹部78が対応する2箇所に形成されている
(請求項5)。
ボトルの底側に傾斜面77aを有するとともにボトルの
頭部側に垂直な係止面77bを有する断面略台形に形成
されており、トナーボトル28と同一材料で一体成形さ
れている。従って、傾斜面77a側からギヤ28dを押
し込むと、抜け止め突起77の弾性変形によってギヤ2
8dは抜け止め突起77を乗り越え、その後、係止面7
7bによって抜け落ちを阻止される。図10は、取付部
28fにギヤ28dを取り付けた状態を示しており、回
転方向(R方向)においてはギヤ28dは当接面76a
によって回りを完全に阻止されている。かかる状態でギ
ヤ28dを回転方向と反対方向(矢印N方向)に回す
と、傾斜面76bの抗力の分力によって推力Fが生じ、
この推力Fによってギヤ28dは抜け止め突起77を乗
り越え、取付部28fから外れる。ギヤ28dを取外し
方向に引っ張ると手が痛いが、回す方向には歯の食い込
みはないのであまり痛くない状態で容易に取り外すこと
ができることになる。
もので、取付部28fには径方向に対向する位置をもっ
て回り止め突起79が一体に形成されている。回り止め
突起79は、当接面79aと、トナーボトル28の回転
方向に次第に薄肉となるテーパを有する傾斜面79bと
から成る形状に形成されており、これに対応してギヤ2
8dには回り止め突起79に密接に係合する係合凹部7
1が対応する2箇所に成されている。本実施例の場合、
ギヤ28dをトナーボトル28の回転方向と反対方向に
回すと、ギヤ28dの内面が回り止め突起79を乗り越
えるため、トナーボトル28の底部側は、図12に示す
ように圧力で変形し、これによってギヤ28dは容易に
抜け易くなる。
もので、図8で示した略台形の平面形状の回り止め突起
76を取付部28fの円周上の1箇所のみに形成してい
る。当然、ギヤ28dの嵌合凹部78も1箇所に形成さ
れている。このように1箇所に形成した場合には、径方
向の対向位置をもって2箇所設ける場合に比べて、環状
の抜け止め突起77の1か所に取外し力が集中するた
め、抜け止め突起77を乗り越えるためのきっかけが容
易に生じる利点を有する。なお、本実施例では回り止め
突起76を対象としたが、回り止め突起79においても
同様に1箇所構成とすることができる。
トルの底部側に回転のためのギヤを設ける構成としたの
で、トナーボトルの回転を得ることができるとともに、
ギヤの噛み合い遊びのガタ(底部側振動)によってボト
ル内のトナー付着を効率的に抑制することができる。ま
た、トナーボトルを回転させるためのギヤがトナーボト
ルを叩く機能を兼ね備えるので、構成の簡易化を図るこ
とができる。請求項2記載の発明によれば、駆動ギヤ
を、現像スリーブ等を駆動する装置本体の駆動源に中継
ギヤを介して接続する構成としたので、駆動源の一元化
を図ることができ、よってより一層の構成の簡易化を図
ることができる。請求項3記載の発明によれば、ギヤの
モジュールを1.25以上としたので、噛み合い粗さに
よる高い振動を得ることができ、ボトル内におけるトナ
ーの付着防止機能を確実に得ることができる。請求項4
記載の発明によれば、所定のタイミングで逆回転させる
構成としたので、トナーボトルの振動性を一層高めるこ
とができ、トナーの付着防止機能をさらに向上させるこ
とができる。
力を取外し力に変換することができるので、従来の抜け
止め強度を保ったままで手を痛めることなく容易に取り
外すことができ、よって使用後の分解に係るリサイクル
性の向上を図ることができる。 請求項6記載の発明に
よれば、ギヤの回転力をトナーボトル底部の変形力に変
換することができるので、従来の抜け止め強度を保った
ままで手を痛めることなく容易に取り外すことができ、
よって使用後の分解に係るリサイクル性の向上を図るこ
とができる。請求項7記載の発明によれば、回り止め突
起を1箇所に設ける構成としたので、抜け止め突起を乗
り越える切り口(きっかけ)が容易に生じ、よって取外
しがより一層容易となる。
ル装着前の概要側面図である。
図である。
る。
(a)は側面図、(b)は一部省略の底面図、(c)は
(a)の状態から90度回転させた側面図、(d)は取
外し状態のギヤの側面図である。
る。
(a)は要部側面図、(b)は一部省略の底面図、
(c)は(a)の状態から90度回転させた要部側面
図、(d)は取外し状態のギヤの側面図である。
(a)は要部側面図、(b)は一部省略の底面図であ
る。
ル装着前の概要側面図である。
図である。
る。
(a)は側面図、(b)は一部省略の底面図、(c)は
(a)の状態から90度回転させた側面図、(d)は取
外し状態のギヤの側面図である。
る。
(a)は要部側面図、(b)は一部省略の底面図、
(c)は(a)の状態から90度回転させた要部側面
図、(d)は取外し状態のギヤの側面図である。
し時の変形状態を示す底面図である。
(a)は要部側面図、(b)は一部省略の底面図であ
る。
Claims (7)
- 【請求項1】スクリュウタイプのトナーボトルを装置本
体側に形成されたホッパ部に装着し、該トナーボトルを
回転駆動してトナー補給を行う現像装置において、 上記トナーボトルのホッパ部側と反対側の底部側外面に
ボトルギヤが形成され、これに対応して装置本体側には
上記トナーボトルを装着した時に上記ボトルギヤに噛み
合う駆動ギヤが設けられていることを特徴とする現像装
置。 - 【請求項2】上記駆動ギヤが、現像スリーブ等を駆動す
る装置本体の駆動源に中継ギヤを介して接続されている
ことを特徴とする請求項1記載の現像装置。 - 【請求項3】上記ボトルギヤと駆動ギヤのモジュールが
それぞれ1.25以上に設定されていることを特徴とす
る請求項1又は2記載の現像装置。 - 【請求項4】上記トナーボトルを回転駆動する独立の駆
動源を備え、該駆動源は、所定のタイミングで上記駆動
ギヤを逆回転させる制御手段によって制御されることを
特徴とする請求項1記載の現像装置。 - 【請求項5】底部側に現像装置側の駆動ギヤと噛み合う
別部材のギヤが取り付けられているとともに、該ギヤの
抜け落ちを止める抜け止め突起を有しているトナーボト
ルにおいて、 上記ギヤの取付部位に該ギヤの回りを止める回り止め突
起が形成され、該回り止め突起の回転駆動力を受けない
側の面は上記ギヤの取り外し方向に傾斜していることを
特徴とするトナーボトル。 - 【請求項6】底部側に現像装置側の駆動ギヤと噛み合う
別部材のギヤが取り付けられているとともに、該ギヤの
抜け落ちを止める抜け止め突起を有しているトナーボト
ルにおいて、 上記ギヤの取付部位に該ギヤの回りを止める回り止め突
起が形成され、該回り止め突起はボトルの回転方向に次
第に薄肉となるテーパを有していることを特徴とするト
ナーボトル。 - 【請求項7】上記回り止め突起がボトルの円周上の1箇
所に形成されていることを特徴とする請求項5又は6記
載のトナーボトル。
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