JP5732856B2 - トナー補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又はそれらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置にトナーを補給するための円筒状のトナー収納容器（トナーボトル）が知られている。トナーボトルの形状としてはボトルの内周面（内壁）に螺旋状の突起が設けられていて、トナーボトルの端部に装着される頭部にはトナーを排出するためのトナー排出口が設けられている。そして、トナーボトルが回転駆動されることにより、トナーボトル内に収容されているトナーがトナー排出口から外部に排出される。トナーボトルから排出されたトナーは、トナー排出口と対向配置されているトナー受入口からトナー搬送路を介して、現像装置に補給されることになる。

このように構成されたトナーボトルは、その頭部にトナー排出口を設けているために、ボトル本体の周面にトナー排出口を設けたものに比べて、トナーボトルから排出されたトナーを現像装置まで搬送するトナー搬送路の構造を比較的簡易にできるとともに、装置全体のレイアウトの自由度が高くなる。また、袋状のトナー容器等に比べて、機械的な強度が大きくリサイクル性にも優れるということが既に知られている。

近年、画質の向上を目的としたトナーの小粒径化やＴＥＣ値といった観点から、低温定着を可能とするトナーも台頭してきており、トナーの搬送性能は使用するトナーごとに異なっている。トナーの搬送性能の違いは使用する環境で顕著に表れ、特に高温高湿といった環境下ではトナーボトル内に凝集体や内壁へのこびりつきが発生しやすい。この内壁へのこびりつきによりトナーボトル内のトナーが減ってくると多量のトナーが残っているにも関らず、トナーボトルからトナーが排出されずトナーエンドが検知されてしまうという場合がある。

そこで、特許文献１〜５には、円筒状のトナーボトルに衝撃を与えることを目的として、トナーボトルの螺旋溝に弾性部材を当接させてボトルに振動を与えることで、凝集体や内壁へのこびりつきの低減を図る構成が開示されている。

しかし、特許文献１〜５のように、トナーボトルに振動を与えてトナーボトルに大きな衝撃を与える場合、異音の発生、螺旋溝に当接する部材の負荷からトナーボトルにねじれが生じ、トナーボトルを回転駆動するモータなどの駆動系への過大な負荷等の問題が生じてしまう。無論、螺旋溝によるトナー搬送ではなく、例えばアジテータなどの搬送部材をトナーボトル内に配置すれば、このような課題はなくなるが、今度はリサイクル時にトナーボトルと搬送部材を分離しなければならず、作業工数が増えてしまう。
本発明は、リサイクル時の作業工数が少なく、異音や駆動系へ過大な負荷も与えずにトナー収納容器内に収容されているトナーの残量を減らしてトナーの無駄を省き、トナー収納容器１本あたりのイールドを向上することを目的とする。

本発明に係るトナー補給装置は、装置本体に装着されて回転駆動されることで、円筒状の容器本体の内部に収納されているトナーをトナー排出口から排出するトナー収納容器と、トナー収納容器から排出されたトナーを現像装置に搬送する搬送部とを備え、容器本体は、その内壁に容器本体一端から容器本体他端に掛けて形成された凹状の螺旋部と、容器本体の外壁に、その内壁に形成された螺旋状の突起に対向する螺旋状の溝を有し、かつ同容器本体の長手方向に延在するように形成された複数の凹部を有し、装置本体は、容器本体一端または容器本体他端側の外壁に撓んで圧接するように配置され、螺旋状の溝に係合することなく、複数の凹部に周期的に外壁に撓んで圧接する撓みの復元作用で係合する係合部を有する弾性部材を備えていることを特徴としている。
本発明に係るトナー補給装置において、複数の凹部は、容器本体の周方向に不等間隔で容器本体の外壁に配置されていることを特徴としている。
本発明に係るトナー補給装置において、弾性部材は、係合部が凹部に水平方向から圧接するように設けられていることを特徴としている。

本発明にかかる、像担持体、像担持体にトナー像を形成する現像装置、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置は、トナー補給装置としては、上記何れかのトナー補給装置を備えていることを特徴としている。

本発明によれば、容器本体の外壁にその内壁に形成された螺旋状の突起に対向する螺旋状の溝と、容器本体の長手方向に延在するように複数の凹部を形成し、容器本体一端または容器本体他端側の外壁に撓んで圧接するように配置され、螺旋状の溝に係合することなく、複数の凹部に周期的に外壁に撓んで圧接する撓みの復元作用で係合する係合部を有する弾性部材を備えているので、容器本体が回転駆動されると、係合部と凹部との係合によって周期的に容器本体に振動が加わるため、緩凝集したトナーがほぐされるとともに内壁への付着も抑制される。このため容器本体内のトナー量が少なくなってきても、トナー排出口からトナーを排出し続けることができるので、異音発生や駆動系への過大な負荷を与えることなく容器本体内に収容されているトナーの残量を減らしてトナーの無駄を省き、トナー収納容器１本あたりのイールドを伸ばすことができる。

本発明の一実施形態である画像形成装置の概略構成図である。 現像装置を有するプロセスカートリッジの概略構成を示す拡大図である。 本発明の一実施形態であるトナー補給装置の構成を示す平面図である。 本発明の一実施形態であるトナー補給装置の構成を示す側面図である。 トナー補給装置の構成と動作を説明する模式図である。 トナー補給装置のトナー搬送部近傍の構成を示す拡大図である。 トナー収納容器の構成とトナー補給装置を示す分解斜視図である。 トナー収納容器を底面側から見た拡大斜視図である。 弾性部材と容器本体の構成を示す拡大斜視図である。 （ａ）は弾性部材の係合部と容器本体の凹部との係合前の状態を示す概略図、（ｂ）は弾性部材の係合部と容器本体の凹部との係合状態を示す概略図である。 （ａ）は容器本体の凹部が周方向に等間隔に配置された状態を示す図、（ｂ）は容器本体の凹部が周方向に不等間隔に配置された状態を示す図である。 （ａ）は周方向に等間隔に配置された凹部と係合部との係合時に発生する振動特性を示す図、（ｂ）は周方向に不等間隔に配置された凹部と係合部との係合時に発生する振動特性を示す図である。

本発明では、螺旋部を有するトナー収納容器の回転によるトナー搬送に際し、トナー収納容器に設けられた凹部に、弾性部材となる板ばねに形成した係合部が周期的に当接することにより、トナー収納容器に振動が加わることが特徴になっている。また本発明では、凹部をトナー収納容器の周方向に不等間隔に設けるとともに、凹部をトナー収納容器の長手方向に延在するように形成し、板ばねを操作性にはほとんど影響のない容器端部に配置して作用するようにした。

以下、本発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付し、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１を用いて画像形成装置の全体構成と動作について説明する。図１に示す画像形成装置は、装置本体１００の上方にトナー容器収容部３１が配置されている。トナー容器収容部３１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。

トナー容器収容部３１の下方には中間転写ユニット１５が配設されている。その中間転写ユニット１５の中間転写体となる中間転写ベルト８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが並設されている。トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの下方には、それぞれトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋが配設されている。そして、トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの内部に収容されたトナーは、それぞれトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋによって、作像部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが備えている現像装置５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ内に供給（補給）される。

図２を参照して、イエローに対応した作像部６Ｙの構成を代表して説明する。作像部６Ｙは、像担持体となる感光体ドラム１Ｙと、感光体ドラム１Ｙの周囲に配設された帯電部４Ｙ、現像装置５Ｙ（現像部）、クリーニング部２Ｙ、除電部（不図示である。）等で構成されている。そして、感光体ドラム１Ｙ上で、周知の作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）が行われて、感光体ドラム１Ｙ上にイエロー画像が形成されることになる。なお、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部６Ｙとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。

以下、他の３つの作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部６Ｙのみの説明を行う。図２を参照して、感光体ドラム１Ｙは、不図示の駆動モータによって図２中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部４Ｙの位置で、感光体ドラム１Ｙの表面が一様に帯電される（帯電工程である）。

感光体ドラム１Ｙの表面は、露光装置７（図１を参照）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される（露光工程である）。感光体ドラム１Ｙの表面は、現像装置５Ｙとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像が形成される（現像工程である）。

現像工程を終えた感光体ドラム１Ｙの表面は、中間転写ベルト８及び第１転写バイアスローラ９Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上のトナー像が中間転写ベルト８上に転写される（１次転写工程である）。このとき、感光体ドラム１Ｙ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。１次転写後の感光体ドラム１Ｙの表面は、クリーニング部２Ｙとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって機械的に回収される（クリーニング工程である）。そして最後に、感光体ドラム１Ｙの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１Ｙ上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム１Ｙ上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。なお、上述した作像プロセスは、他の作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋでも、イエロー作像部６Ｙと同様に行われる。

すなわち、作像部の下方に配設された露光部７から、画像情報に基いたレーザ光Ｌが、各作像部６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に向けて照射される。詳しくは、露光部７は、光源からレーザ光Ｌを発して、そのレーザ光Ｌを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上に照射する。その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト８上にカラー画像が形成される。

ここで、図１を参照して、中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、複数のテンションローラ、中間転写クリーニング部等で構成されている。中間転写ベルト８は、複数のローラ部材によって張架・支持されるとともに、１つのローラ部材１２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。

これら１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋには、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋとの対向部に形成される１次転写ニップを順次通過する。

こうして、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト８上に重ねて１次転写される。その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト８は、２次転写ローラ１９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ１２が、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された転写紙等の記録媒体Ｐ上に転写される。

このとき、中間転写ベルト８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。その後、中間転写ベルト８は、中間転写クリーニング部（不図示である）の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト８上の未転写トナーが回収される。こうして中間転写ベルト８上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。

２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１００の下方に配設された給紙部２６から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等を経由して搬送されたものである。詳しくは、給紙部２６には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。レジストローラ対２８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト及び加圧ローラによる熱と圧力とにより表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。定着後の記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対２９によって装置外に排出された記録媒体Ｐは、出力画像としてスタック部３０上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２を用いて作像部における現像装置の構成・動作について、現像装置５Ｙを例にさらに詳しく説明する。現像装置５Ｙは、感光体ドラム１Ｙに対向する現像ローラ５１Ｙ、現像ローラ５１Ｙに対向するドクターブレード５２Ｙ、現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内に配設された２つの搬送スクリュ５５Ｙ、現像剤収容部５４Ｙの現像剤Ｇ中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ５６Ｙ等で構成されている。

現像ローラ５１Ｙは、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙ内には、キャリアとトナーとからなる２成分の現像剤Ｇが収容されている。現像剤収容部５４Ｙは、その上方に形成された開口を介してトナー落下経路６４Ｙに連通している。

このように構成された現像装置５Ｙは、次のように動作する。現像ローラ５１Ｙのスリーブは、図２の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、スリーブの回転にともない現像ローラ５１Ｙ上を移動する。ここで、現像装置５Ｙ内の現像剤Ｇは、現像剤中のトナーの割合（トナー濃度）が所定の範囲内になるように調整される。 詳しくは、現像装置５Ｙ内のトナー消費に応じて、トナー収納容器３２Ｙに収容されているトナーＴが、トナー補給装置６０Ｙ（図３等を参照）を介して現像剤収容部５４Ｙ内に補給される。なお、トナー補給装置の構成・動作については、後で詳しく説明する。

現像剤収容部５４Ｙ内に補給されたトナーＴは、２つの搬送スクリュ５５Ｙによって、現像剤Ｇとともに混合・撹拌されながら、２つの現像剤収容部５３Ｙ、５４Ｙを循環する（図２の紙面垂直方向の移動である）。そして、現像剤Ｇ中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ５１Ｙ上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ５１Ｙ上に担持される。

現像ローラ５１Ｙ上に担持された現像剤Ｇは、図２中の矢印方向に搬送されて、ドクターブレード５２Ｙの位置に達する。そして、現像ローラ５１Ｙ上の現像剤Ｇは、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム１Ｙとの対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム１Ｙ上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ５１Ｙ上に残った現像剤Ｇはスリーブの回転にともない現像剤収容部５３Ｙの上方に達して、この位置で現像ローラ５１Ｙから離脱される。

次にトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋについて説明する。図３、図４において、装置本体１００のトナー容器収容部３１内に設置されるトナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内のトナーは、各色の現像装置内のトナー消費に応じて、トナー色ごとに設けられたトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋによって適宜に各現像装置内に補給される。トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋは、その支持部１１５（図７参照）がトナー容器収容部３１内に臨むように装置本体１００に装着されている。このため、トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内は、画像形成装置全体としてみれば装置本体１００に着脱自在に装着されることになり、トナー補給装置を中心に見ればトナー補給装置の装置本体となる支持部１１５に着脱自在に装着されることになる。

なお、４つのトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋやトナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、イエローに対応したトナー補給装置５０Ｙとトナー収納容器３２Ｙのみの説明を行ない、他の３つの色に対応したトナー補給装置６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋやトナー収納容器３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの説明を適宜に省略する。

トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋが装置本体１００のトナー容器収容部３１のトナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋに装着されると、その装着動作に連動してトナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの図示しないシャッタ部材が移動してトナー排出口Ｗが開放される。これにより、トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋ内に収容されたトナーが、トナー排出口Ｗから排出されて、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋのトナータンク部内に貯溜されることになる。ここで、図５の模式図を参照すると、トナー収納容器３２Ｙは、略円筒状のトナーボトルであって、その内壁に螺旋状の突起が設けられている（外壁側から見ると螺旋状の溝となっている。）。この螺旋状の突起は、駆動系７１Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）によってトナー収納容器３２Ｙを図５の矢印方向に回転駆動してトナー排出口Ｗからトナーを排出する。

すなわち、駆動系７１Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）によってトナー収納容器３２Ｙの略円筒状の容器本体３２Ｙ２が適宜に回転駆動されることで、トナー収納容器３２Ｙ内のトナーが排出されてトナータンク部６１Ｙに適宜に供給される。なお、トナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋは、それぞれ、寿命に達したとき（収容するトナーがほとんどすべて消費されて空になったとき）に新品のものに交換される。

図５、図６に示すように、トナー補給装置６０Ｙ（６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋ）は、トナータンク部６１Ｙ、トナー搬送部、トナー落下経路６４Ｙ、撹拌部材６５Ｙ、トナーエンドセンサ６６Ｙを備えている。トナータンク部６１Ｙは、トナー収納容器３２Ｙのキャップ部３２Ｙ１に形成されたトナー排出口Ｗの下方に配設されていて、トナー排出口Ｗから排出されたトナーが補給口６０Ｙａを介して貯留される。トナータンク部６１Ｙの底部は、トナー搬送部の上流部に接続されている。トナータンク部６１Ｙの上部にはトナー補給口６０Ｙａが形成されていて、トナー収納容器３２Ｙが支持部１１５（装置本体１００）に装着されて回転したときに、トナー収納容器３２Ｙのトナー排出口Ｗと一致するように構成されている。

トナー搬送部は、所定方向に回転駆動してトナーを搬送するトナー搬送スクリュ６２Ｙと、トナー搬送スクリュ６２Ｙに近接する内壁を有するトナー搬送管６３Ｙ等で構成される。トナー搬送スクリュ６２Ｙ（スクリュ部材）は、軸部に螺旋状にスクリュが形成されたものであって、軸受を介してトナー搬送管６３Ｙに回転自在に支持されている。トナー搬送管６３Ｙは、その上流側がトナータンク部６１Ｙに連通していて、その下流側が落下口６４Ｙａを介してトナー落下経路６４Ｙに連通している。トナー搬送部は、トナータンク部６１Ｙの底部（最下点）から現像装置５Ｙの上方（落下口６４Ｙａの位置である。）に向けてトナーを直線的に搬送する。トナー搬送スクリュ６２Ｙとトナー搬送管６３Ｙによって搬送されたトナー（落下口６４Ｙａの位置に達したトナーである）は、トナー落下経路６４Ｙを自重落下して現像装置５Ｙ（現像剤収容部５４Ｙ）内に補給される。

トナータンク部６１Ｙの壁面（底部から所定高さの位置である。）には、トナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーが所定量以下になったことを検知する圧電センサ等をトナーエンドセンサ６６Ｙが設置されている。

トナーエンドセンサ６６Ｙによってトナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーが所定量以下になったことが図５に示した制御部７０にて検知（トナーエンド検知）されると、制御部７０の制御により駆動系７１Ｙ（Ｍ、Ｃ、Ｋ）によってトナー収納容器３２Ｙが所定時間回転駆動してトナータンク部６１Ｙへのトナー補給が行われる。さらに、このような制御を繰り返してもトナーエンドセンサ６６Ｙによるトナーエンド検知が解除されない場合には、トナー収納容器３２Ｙ内にトナーがないものとして、装置本体１００の表示部（不図示である）にトナー収納容器３２Ｙの交換を促す旨の表示を行なう。また、トナータンク部６１Ｙの中央（トナーエンドセンサ６６Ｙの近傍である。）には、トナータンク部６１Ｙに貯留されたトナーの凝集を防ぐ撹拌部材６５Ｙが設置されている。撹拌部材６５Ｙは、軸部に可撓性部材６５Ｙａが設置されたものであって、回転することによりトナータンク部６１Ｙ内のトナーを撹拌する。

図４、図７に示すように、各駆動系（７１Ｙ、７１Ｍ、７１Ｃ、７１Ｋ）は、トナー補給装置６０Ｙ、６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋの奥側（トナー容器の着脱方向奥側である）に配置されている。各駆動系は、駆動モータ８０、駆動カップリング９０、複数のギア等で構成されている。駆動カップリング９０は、図８に示すように、トナー収納容器３２Ｙの底部に形成された係合部３２Ｙ２ｂに係合するものである。図８では代表してイエローのトナー収納容器３２Ｙを示す。他のトナー収納容器の底部にも係合部３２Ｙ２ｂに対応する係合部がそれぞれ形成されている。駆動カップリング９０には駆動モータ８０の駆動力が２段ギアを介して伝達され、駆動カップリング９０が回転することによってトナー収納容器３２Ｙの容器本体３２Ｙ２が所定方向に回転駆動される。駆動モータ８０は、図示しないギアを介して図６に示すトナー搬送スクリュ６２Ｙや撹拌部材６５Ｙに駆動力が伝達されて、両部材を回転駆動するように構成されている。

次にトナー収納容器３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｋの構成について、イエローのトナー収納容器３２Ｙを例示して説明する。図７、図８に示すように、トナー収納容器３２Ｙは、円筒状のトナー容器であって、キャップ部３２Ｙ１と円筒状の容器本体３２Ｙ２とで構成されていて、トナー補給装置６０Ｙの装置本体となる保持部１１５に装着される。容器本体３２Ｙ２は、その内周面となる内壁に容器本体一端３２Ｙ２ｃから容器本体他端３２Ｙ２ｄに掛けて凹状の螺旋部となる螺旋溝３２Ｙ２ａが形成されている。容器本体他端３２Ｙ２ｄに形成されたボトル頭部の端面には、図９に示すように容器本体内部のトナーを外部に排出するための開口部３２Ｙ２ｅが形成されていて、キャップ部３２Ｙ１の内部に連通している。容器本体３２Ｙ２は、図８に示す容器本体３２Ｙ２の底部に設けられた係合部３２Ｙ２ｂに係合する図７に示す駆動カップリング９０から駆動力を受けて所定方向に回転することで、内部に収容されたトナーがキャップ部３２Ｙ１に向けて、すなわち、容器本体一端３２Ｙ２ｃから容器本体他端３２Ｙ２ｄに向けて搬送される。容器本体３２Ｙ２の開口部３２Ｙ２ｅから排出されたトナーは、キャップ部３２Ｙ１（トナー収納容器３２Ｙ）の周面に設けられたトナー排出口Ｗから排出されて、トナー補給装置６０Ｙのトナータンク部６１Ｙに補給される。

キャップ部３２Ｙ１は、トナー補給装置６０Ｙの保持部１１５（装置本体１００）に対する装着操作によってトナー補給装置６０Ｙの保持部１１５に固定保持される。すなわち、トナー補給装置６０Ｙへのセットが完了した後のキャップ部３２Ｙ１は、回転駆動されることなく、キャップ部３２Ｙ１に対して回転自在に設置された容器本体３２Ｙ２のみが回転駆動されることになる。キャップ部３２Ｙ１と容器本体３２Ｙ２とのシール性は、図示しないシール部材によって確保されている。キャップ部３２Ｙ１には、トナー排出口Ｗと、トナー補給装置６０Ｙ（画像形成装置本体１００）に対するトナー収納容器３２Ｙの着脱操作に連動してトナー排出口Ｗを開閉する図示しないシャッタ部材が設けられていて、トナー収納容器３２Ｙがトナー補給装置６０Ｙに装着されると、トナー排出口Ｗが開いてトナータンク部６１Ｙのトナー補給口６０Ｙａと連通するように構成されている。

容器本体３２Ｙ２の外周面となる外壁には、図９、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように容器本体３２Ｙ２の長手方向に延在するように形成された複数の凹部２００が形成されている。本形態において凹部２００は４本形成されている。

図７に示すように、トナー補給装置６０Ｙの保持部１１５（装置本体１００）には、複数の凹部２００に周期的に係合する係合部２０１を有する弾性部材２０２が設けられている。弾性部材２０２は板ばねであって、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、保持部１１５にトナー収納容器３２Ｙが装着されて保持固定された際に、係合部２０１が、容器本体３２Ｙ２の外壁に水平方向から弾性変形して接触するように構成されている。本形態において、弾性部材２０２は容器本体３２Ｙ２の容器本体一端３２Ｙ２側に配置され、同容器本体一端側を水平方向から押圧するように保持部１１５より上方に突出するように設けられている。弾性部材２０２による容器本体３２Ｙ２への押圧位置は、容器本体一端３２Ｙ２ｃ側ではなく容器本体他端３２Ｙ２ｄ側であってもよい。

螺旋溝３２Ｙ２ａのあるトナー収納容器３２Ｙでは使用条件や環境によって壁面にトナーが付着したり、緩凝集が発生したりといった狙いのトナー搬送が得られなくなる場合がある。しかし本形態では、容器本体３２Ｙ２の外壁に容器本体の長手方向に延在するように複数の凹部２００を形成し、容器本体一端３２Ｙ２ｃ側に複数の凹部２００に周期的に係合する係合部２０１を有する弾性部材２０２を備えているので、容器本体３２Ｙ２が回転駆動されると、容器本体３２Ｙ２の外壁に圧接している係合部２０１が凹部２００内に進入して係合し、この係合時の振動が容器本体３２Ｙ２に与えられる。また、係合部２０１が凹部２００から離脱すると係合部２０１が容器本体３２Ｙ２の外壁によって外方に押されて弾性変形して撓む。そして再度凹部２００内へ進入すると、撓んだ係合部２０１の復元作用による振動により容器本体３２Ｙ２に振動が与えられる。

このような係合部２０１と凹部２００との係合によって周期的な振動が容器本体３２Ｙ２に加わるため、緩凝集したトナーがほぐされるとともに容器本体３２Ｙ２の内壁への付着も抑制される。このため容器本体３２Ｙ２内のトナー量が少なくなってきても、トナー排出口Ｗからトナーを排出し続けることができるので、異音発生や駆動系７１Ｙへの過大な負荷を与えることなく容器本体３２Ｙ２内に収容されているトナーの残量を減らしてトナーの無駄を省き、トナー収納容器１本あたりのイールドを伸ばすことができる。特に本形態では係合部２０１が、凹部２００に水平方向から圧接するので、ねじれ方向に余分な力が働かず各駆動モータへの負荷が低減できる。

また、本形態では容器本体３２Ｙ２の端部となる容器本体一端３２Ｙ２ｃ側に係合部２０１を有する弾性部材２０２を配置しているので、トナー収納容器３２Ｙを保持部１１５（装置本体１００）に装着する際のセット性も損なわれることがなく、単純なレイアウトで大型もしくは複雑な機械構成が不要となる。さらに、トナーエンド時のトナー残量を抑えることができるため、トナー収納容器３２Ｙを購入したユーザーからの、トナーの残量へのクレーム発生件数も減少することになる。無論他のトナー補給装置６０Ｍ、６０Ｃ、６０Ｋについても、トナー補給装置６０Ｙと同一の構成とすることで、同様の効果を得ることができる。

次に凹部２００の形態としては、図１１（ａ）に示すように、隣接する凹部２００の位相角α、βを９０度にして周方向に等間隔に配置する場合と、図１１（ｂ）に示すように、隣接する凹部２００の位相角α、βが異なるようにして周方向に不等間隔に配置する場合とがあるが、本形態では、図１０（ａ）、図１０（ｂ）に示すように、位相角α、βが異なるようにして周方向に不等間隔で凹部２００を容器本体３２Ｙ２の外壁に形成している。

図１２は、凹部２００の配置間隔と振動との関係示す図である。図１２（ａ）は凹部２００を周方向に等間隔（α＝β）に配置した場合の振動の特性を示し、図１２（ｂ）は凹部２００を周方向に不等間隔（α＞β）に配置した場合の振動の特性を示す。両図において、縦軸は振動の大小を示し、横軸は時間を示す。また、図１２において得られた波形は、等速度で容器本体３２Ｙ２を回転させたときのものである。

ここで、トナー補給容器３２Ｙが回転してトナーを排出する最小補給間隔が同一であるとすると、凹部２００を等間隔（α＝β）に配置する場合よりも、不等間隔（α＞β）に配置した場合の方が、最小補給間隔において少なくとも複数回、凹部２００が係合部２０１と係合するようになり、単位時間当たりにより多くの振動を容器本体３２Ｙ２に与えることができ、結果的に大きな振動が加えられことになる。加えて隣接する凹部２００の間隔が近い部分においては、連続して凹部２００が係合部２０１と係合するので、最初の凹部２００と係合部２０１との係合による振動が減衰する前に、次の凹部２００が係合部２０１との係合による振動が加えられるため、高いレベルの振動をより多く連続して容器本体３２Ｙ２に与えることができるので、より緩凝集したトナーをほぐすことができるとともに容器本体３２Ｙ２の内壁への付着も抑制することができる。また、凹部２００と係合部２０１との関係は、凹部２００が等間隔か不等間隔であるかを除いてすべて同一構成としているので、凹部２００不等間隔であっても、発生する騒音は等間隔時と同等である。

１（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）像担持体
５（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）現像装置
３２（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）トナー収納容器
３２Ｙ２ 円筒状の容器本体
３２Ｙ２ａ 凹状の螺旋部
３２Ｙ２ｃ 容器本体一端
３２Ｙ２ｄ 容器本体他端
６０（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）トナー補給装置
６２，６３（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ）搬送部
１００（１１５） 装置本体
２００ 複数の凹部
２０１ 係合部
２０２ 弾性部材
Ｗ トナー排出口

特開平０８−０９５３６１号公報 特開平０８−３１４２５８号公報 特開平１０−０６９１５６号公報 特開平１０−０２０６４３号公報 特開平０５−０６１３４７号公報

Claims (4)

1. 装置本体に装着されて回転駆動されることで、円筒状の容器本体の内部に収納されているトナーをトナー排出口から排出するトナー収納容器と、
   前記トナー収納容器から排出されたトナーを現像装置に搬送する搬送部とを備えたトナー補給装置において、
   前記容器本体は、その内壁に容器本体一端から容器本体他端に掛けて形成された凹状の螺旋部と、
   前記容器本体の外壁に、その内壁に形成された螺旋状の突起に対向する螺旋状の溝を有し、かつ同容器本体の長手方向に延在するように形成された複数の凹部を有し、
   前記装置本体は、前記容器本体一端または容器本体他端側の外壁に撓んで圧接するように配置され、前記螺旋状の溝に係合することなく、前記複数の凹部に周期的に前記外壁に撓んで圧接する撓みの復元作用で係合する係合部を有する弾性部材を備えていることを特徴とするトナー補給装置。
2. 請求項１記載のトナー補給装置において、
   前記複数の凹部は、前記容器本体の周方向に不等間隔で、前記容器本体の外壁に配置されていることを特徴とするトナー補給装置。
3. 請求項１または２記載のトナー補給装置において、
   前記弾性部材は、前記係合部が前記凹部に水平方向から圧接するように設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
4. 像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナーを補給するトナー補給装置を備えた画像形成装置において、
   前記トナー補給装置が、請求項３記載のトナー補給装置であることを特徴とする画像形成装置。

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