(57)【要約】  【課題】トナー減少時に、トナーボトルの正転のみでトナーボトルに振動を生じさせる。【解決手段】トナーボトル１１０の外面には、一周に亘って規則的に配列された複数の窪みからなる歯車１１１が設けられている。この歯車１１１にモータ４０からの駆動力が伝達されトナーボトル１１０が回転する。トナーボトル１１０が回転すると、トナーボトル１１０内のトナーがトナーボトル１１０から搬出される。そして、トナーボトル１１０内のトナーの量が減ると底部１１０ａが持ち上がり、歯車１１０１１１に干渉部材１６０が干渉して、トナーボトル１１０に振動を与える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体が内部に収納され、回転によって当該粉体が内部から外部へと搬出される、外面に、凹部および凸部の少なくとも一方である凹凸構造が設けられた収納容器と、
前記収納容器を回転可能に支持すると共に、当該収納容器内の粉体の減少に伴って当該収納容器の姿勢を変更させる支持手段と、
前記収納容器が第１姿勢である場合には前記凹凸構造には接触せず、当該第１姿勢よりも粉体が減った第２姿勢である場合には当該凹凸構造に接触する位置に固定された、当該第２姿勢における当該収納容器の回転に伴う当該凹凸構造との接触で当該収納容器を振動させる接触物と、
を備えたことを特徴とする粉体供給装置。
【請求項２】
前記収納容器が、回転によって内部の粉体を搬出方向へと移動させるものであり、
前記支持手段が、当該収納容器の重心移動に伴って当該収納容器の姿勢を変更させるものであることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置。
【請求項３】
前記支持手段が、前記収納容器を支持すると共に、当該収容器を回転駆動させる駆動機も支持することを特徴とする請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項４】
前記支持手段が、前記収納容器を、当該収容器を回転駆動させる駆動機とは別に支持し、
前記収納容器は、当該収納容器の姿勢変更にかかわらず駆動力の伝達が可能な伝達機構を介して前記駆動機から駆動力を受けることを特徴とする請求項２に記載の粉体供給装置。
【請求項５】
前記収納容器は、前記凹凸構造として、当該収納容器の回転方向に複数並んだ凹凸構造が設けられたものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項６】
前記凹凸構造が、前記収納容器を回転させる駆動力を伝達する歯車を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置。
【請求項７】
前記接触物が弾性体であることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置。
【請求項８】
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置と、
前記粉体供給装置から供給された粉体を用いて画像を形成する画像形成部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、粉体供給装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成用などの粉体を現像器などに供給するための粉体供給装置が知られている。
【０００３】
例えば特許文献１には、トナーエンプティ近傍時におけるトナーボトルの回転動作の制御として、通常回転方向に約３／４回転した後、速やかに通常回転方向とは逆方向に約３／４回転するトナー補給方法が開示されている。
【０００４】
また、例えば特許文献２には、トナー容器をトナー補給動作時における正方向とは逆の逆方向にも回転駆動できるように構成して、トナー像が担持される感光体ドラムの表面に潜像が形成されないタイミングで、トナー容器を逆方向に回転駆動しながら、少なくともトナー容器を正方向に回転駆動するときよりも大きな振動をトナー容器に与えるトナー補給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００５−１７３１０１号公報
【特許文献１】特開２０１５−２００７６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、粉体減少時に、収納容器の正転のみで収納容器に振動を生じさせることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１は、
粉体が内部に収納され、回転によって当該粉体が内部から外部へと搬出される、外面に、凹部および凸部の少なくとも一方である凹凸構造が設けられた収納容器と、
前記収納容器を回転可能に支持すると共に、当該収納容器内の粉体の減少に伴って当該収納容器の姿勢を変更させる支持手段と、
前記収納容器が第１姿勢である場合には前記凹凸構造には接触せず、当該第１姿勢よりも粉体が減った第２姿勢である場合には当該凹凸構造に接触する位置に固定された、当該第２姿勢における当該収納容器の回転に伴う当該凹凸構造との接触で当該収納容器を振動させる接触物と、
を備えたことを特徴とする粉体供給装置である。
【０００８】
請求項２は、
前記収納容器が、回転によって内部の粉体を搬出方向へと移動させるものであり、
前記支持手段が、当該収納容器の重心移動に伴って当該収納容器の姿勢を変更させるものであることを特徴とする請求項１に記載の粉体供給装置である。
【０００９】
請求項３は、前記支持手段が、前記収納容器を支持すると共に、当該収容器を回転駆動させる駆動機も支持することを特徴とする請求項２に記載の粉体供給装置である。
【００１０】
請求項４は、
前記支持手段が、前記収納容器を、当該収容器を回転駆動させる駆動機とは別に支持し、
前記収納容器は、当該収納容器の姿勢変更にかかわらず駆動力の伝達が可能な伝達機構を介して前記駆動機から駆動力を受けることを特徴とする請求項２に記載の粉体供給装置である。
【００１１】
請求項５は、
前記収納容器は、前記凹凸構造として、当該収納容器の回転方向に複数並んだ凹凸構造が設けられたものであることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置である。
【００１２】
請求項６は、前記凹凸構造が、前記収納容器を回転させる駆動力を伝達する歯車を兼ねていることを特徴とする請求項５に記載の粉体供給装置である。
【００１３】
請求項７は、
前記接触物が弾性体であることを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置である。
【００１４】
請求項８は、
請求項１から７のうちのいずれか１項に記載の粉体供給装置と、
前記粉体供給装置から供給された粉体を用いて画像を形成する画像形成部とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１の粉体供給装置および請求項８の画像形成装置によれば、粉体減少時に、収納容器の正転のみで収納容器に振動を生じさせることができる。
【００１６】
請求項２の粉体供給装置によれば、重心移動によって自ずと姿勢が変更される。
【００１７】
請求項３の粉体供給装置によれば、駆動機から収納容器への駆動力伝達が容易である。
【００１８】
請求項４の粉体供給装置によれば、姿勢が変更されても駆動力伝達が維持される。
【００１９】
請求項５の粉体供給装置によれば、連続的な振動が発生できる。
【００２０】
請求項６の粉体供給装置によれば、凹凸構造が歯車を兼ねていない場合に較べ、構造が簡素化する。
【００２１】
請求項７の粉体供給装置によれば、弾性体でない場合に較べ、振動が大きいとともに収納容器の回転も妨げない。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。
【図２】図１に外観を示した画像形成装置の内部構成を示した模式図である。
【図３】第１実施形態としてのトナーカートリッジおよびトナーの補給路の構造を示した模式図である。
【図４】第１実施形態としてのトナーカートリッジおよびトナーの補給路の構造を示した模式図である。
【図５】第２実施形態の主要部を示した模式図である。
【図６】第３実施形態の主要部を示した模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図１は、本発明の一実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。
【００２５】
この画像形成装置１は、スキャナ１０とプリンタ２０を備えている。
【００２６】
スキャナ１０は、この画像形成装置１の骨組みである装置筐体９０の上に載せられており、プリンタ２０は、装置筐体９０内に構成されている。
【００２７】
図２は、図１に外観を示した画像形成装置の内部構成を示した模式図である。
【００２８】
プリンタ２０は、ほぼ横に１列に配列された４つの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを有する。これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋでは、それぞれ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色トナーによるトナー像が形成される。ここでは、これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに共通の説明については、トナーの色の区別を表わす、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略し、像形成部５０と表記する。像形成部以外の他の構成要素についても同様である。
【００２９】
各像形成部５０には、感光体５１が備えられている。この感光体５１は、駆動力を受けて矢印Ａ方向に回転しながら、その表面に静電潜像が形成され、さらに現像によりトナー像が形成される。
【００３０】
各像形成部５０に備えられている各感光体５１の周りには、帯電器５２、露光器５３、現像器５４、１次転写器６２、およびクリーナ５５が備えられている。ここで、１次転写器６２は、感光体５１との間に、後述する中間転写ベルト６１を挟んだ位置に置かれている。この１次転写器６２は、像形成部５０ではなく、後述する中間転写部６０に備えられている要素である。
【００３１】
帯電器５２は、感光体５１の表面を一様に帯電する。
【００３２】
露光器５３は、一様に帯電された感光体５１に、画像信号に基づいて変調された露光光を照射して、感光体５１上に静電潜像を形成する。
【００３３】
現像器５４は、感光体５１上に形成された静電潜像を、各像形成部５０に応じた色のトナーで現像して、感光体５１上にトナー像を形成する。
【００３４】
１次転写器６２は、感光体５１上に形成されたトナー像を、後述する中間転写ベルト６１上に転写する。
【００３５】
クリーナ５５は、転写後の感光体５１上の残留トナー等を感光体５１上から取り除く。
【００３６】
４つの像形成部５０の上部には、中間転写部６０が配置されている。そして、この中間転写部６０には、中間転写ベルト６１が備えられている。この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａ、従動ロール６３ｂ、張架ロール６３ｃ等の複数のロールに支持されている。そして、この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａに駆動されて、４つの像形成部５０に備えられている４つの感光体５１に沿う経路を含む循環経路上を、矢印Ｂ方向に循環移動する。
【００３７】
各感光体５１上のトナー像は１次転写器６２の作用により、中間転写ベルト６１上に順次重なるように転写される。そして、中間転写ベルト６１上に転写されたトナー像は、その中間転写ベルト６１により、２次転写位置Ｔ２に搬送される。この２次転写位置Ｔ２には２次転写器７１が備えられており、中間転写ベルト６１上のトナー像は、その２次転写器７１の作用により、その２次転写位置Ｔ２に搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐの搬送については後述する。用紙Ｐへのトナー像の転写後の中間転写ベルト６１上に残存するトナー等は、クリーナ６４により、その中間転写ベルト６１から取り除かれる。
【００３８】
中間転写部６０の上部には、各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ１００が備えられている。現像器５４内のトナーが現像により消費されると、対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ１００がモータ４０（図３参照）からの駆動力を受けて回転して、そのカートリッジ１００から、トナーが、リザーブタンク１３０（図３参照）を経由して現像器５４に補給される。トナーカートリッジ１００は装置筐体９０に対し着脱自在に構成されており、空になると取り出されて、新たなトナーカートリッジ１００が装着される。
【００３９】
用紙トレイ２１からは、ピックアップロール２４により用紙Ｐが１枚取り出され、搬送ロール２５により、搬送路９９上を矢印Ｃ方向に、タイミング調整ロール２６まで搬送される。このタイミング調整ロール２６まで搬送されてきた用紙Ｐは、そのタイミング調整ロール２６により、中間転写ベルト６１上のトナー像が２次転写位置Ｔ２に到達するタイミングに合わせて２次転写位置Ｔ２に到達するように、その２次転写位置に向かって送り出される。タイミング調整ロール２６により送り出された用紙Ｐは、２次転写位置Ｔ２において、２次転写器７１の作用により、中間転写ベルト６１からトナー像の転写を受ける。トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｄ方向に搬送されて定着器７２を通過する。用紙Ｐ上のトナー像は、この定着器７２により加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上に定着される。これにより、用紙Ｐ上には、定着されたトナー像からなる画像がプリントされる。定着器７２によりトナー像の定着を受けた用紙は、搬送ロール２７によりさらに搬送され、排紙ロール２８により、排紙口２９から排紙トレイ２２上に送り出される。
【００４０】
また、この画像形成装置１には制御部３０が備えられている。この制御部３０は、プログラムを実行する情報処理機能を有していて、この画像形成装置１の全体の制御を担っている。
【００４１】
次に、トナーカートリッジ１００の構造およびトナーの補給路の構造について説明する。
【００４２】
図３および図４は、第１実施形態としてのトナーカートリッジおよびトナーの補給路の構造を示した模式図である。ここで、図３は、図２の紙面に垂直な方向が矢印Ｒ−Ｌで示す方向となる向きに示した図である。また、図４は、図２と同じ向きに示した図である。
【００４３】
図３に示すように、トナーカートリッジ１００は、トナーボトル１１０とフランジ１２０とを有する。トナーボトル１１０は、本発明にいう収納容器の一例に相当する。トナーボトル１１０内にはトナー（不図示）が収容されている。フランジ１２０はトナーボトル１１０の蓋の役割を担っている。トナーボトル１１０とフランジ１２０との間には、トナーが漏れないようにシール部材１２１が配置されている。トナーボトル１１０は後述するようにして回転するが、フランジ１２０は回転せずに固定されている。トナーボトル１１０の内壁面には螺旋状に延びる不図示の突起が形成されていて、トナーボトル１１０が回転すると、その螺旋状の突起に押されてトナーボトル１１０内のトナーが、その螺旋状の突起に押されて矢印Ｌの向きに送られ、フランジ１２０内に移動する。
【００４４】
フランジ１２０内に移動したトナーは、トナー流出口１２２を通ってリザーブタンク１３０に移動し、そのリザーブタンク１３０に一旦貯留される。フランジ１２０と、リザーブタンク１３０への供給路１３１との間には、パッキン１２３が配置されている。以下に説明するように、トナーカードリッジ１００は、トナーボトル１１０内のトナーが減少すると、トナーボトル１１０とフランジ１２０が一体となって例えば５°あるいは１０°程度だけ少し傾くが、パッキン１２３は、この程度の傾きがあっても、フランジ１２０とリザーブタンク１３０への供給路１３１との間からトナーが漏れないようにその厚み等が調整されている。
【００４５】
リザーブタンク１３０内に一旦貯留されたトナーは、現像器５１５４内のトナーの減少に合わせて、その減少分を補てんする量だけ、補給路１３２を通って現像器５４に補給される。
【００４６】
このトナーカートリッジ１１０は、ガイドレール１４０上に載っている。このガイドレール１４０は、トナーカートリッジ１００の着脱の際にトナーカートリッジ１００をガイドする部材である。このガイドレール１４０は、図３の、矢印Ｌで示す左側が装置筐体９０に支持されて矢印Ｒの向きに片持ち梁形状に延びている。このガイドレール１４０は、トナーカートリッジ１００が載っていないときは、矢印Ｕの向きに持ち上がった姿勢となっている。そして、このガイドレール１４０は、トナーカートリッジ１００が載ると、その重みで、この図３に示す、ほぼ水平の姿勢となる。本実施形態では、このガイドレール１４０が、本発明にいう支持手段の一例に相当する。
【００４７】
トナーボトル１１０の外面には、一周に亘って規則的に配列された複数の窪みからなる歯車１１１が設けられている。この歯車１１１は、本発明にいう凹凸構造の一例に相当する。この歯車１１１には、モータ４０からの駆動力が歯車４１を介して伝達され、トナーボトル１１０は、この伝達された駆動力により回転する。モータ４０は、圧縮バネ４２を介して装置筐体９０に支持されている。このモータ４０は、本発明にいう駆動機の一例に相当する。
【００４８】
図５（Ｂ）には、トナーボトル１１０内にトナーＴがほぼ満杯に収容されている状態が示されている。また、図５（Ｃ）には、トナーボトル１１０内にトナーＴがほぼ空になった状態のトナーボトル１１０が示されている。トナーボトル１１０内のトナーＴの量が図５（Ｃ）に示すように減少すると、トナーボトル１１０が軽くなり、また、トナーボトル１１０が単に軽くなるだけではなく残りのトナーＴがフランジ１２０側に寄ることもあって、トナーカートリッジ１００がガイドレール１４０に押されて矢印Ｕの向きに少し傾き、これによって、トナーボトル１１０の底部１１０ａが少し持ち上がる。トナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上がると、モータ４０も圧縮バネ４２に押されて矢印Ｖの向きに持ち上がるため、モータ４０の駆動力は引き続きトナーボトル１１０に伝達されてトナーボトル１１０が回転する。
【００４９】
トナーボトル１１０の、歯車１１１の直ぐ上には、例えば弾性部材からなる干渉部材１６０が配置されている。この干渉部材１６０は、本発明にいう接触物にの一例に相当する。この干渉部材１６０は、トナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上がると歯車１１１を構成している窪みに入り込む。この干渉部材１６０は例えば弾性体からなり、この干渉部材１６０が窪みに入り込む高さまでトナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上がると、トナーボトル１１０の回転に伴って窪みとの干渉でトナーボトル１１０を振動させる。この振動で、トナーボトル１１０の内壁面に貼り付いていたいたトナーがトナーボトル１１０内で落下し、トナーボトル１１０の回転によりフランジ１２０側に搬送されてフランジ１２０内に移動する。ここで、このトナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上がる前のほぼ水平の姿勢が、本発明にいう第１姿勢の一例に相当し、干渉部材１６０が歯車１１１を構成している窪みに入り込むまでトナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上がった姿勢が、本発明にいう第２姿勢の一例に相当する。
【００５０】
フランジ１２０からリザーブタンク１３０へのトナーの供給路１３１には、トナーカートリッジ１００からトナーが供給されなくなったこと、すなわちトナーカートリッジ１００内のトナーが空になったことを検知する空検知センサ１３３が備えられている。この空検知センサ１３３によりトナーの空が検知されるよりも前には、トナーボトル１１０に振動が与えられているため、検知センサ１３３によりトナーの空が検知された時点では、トナーボトル１１０内には極めて少ない量のトナーしか残っていない。
【００５１】
この空検知センサ１３３によりトナーカートリッジ１００内のトナーが空になったことが検知されると、トナーカートリッジ１００を交換すべきことがユーザに通知される。ユーザは、その通知を確認して、トナーカートリッジ１００を交換する。
【００５２】
このように、この実施形態によれば、トナーボトル１１０を逆転させることなく、しかもトナーの量が減少してきたときのみ、トナーボトル１１０に振動が与えられる。
【００５３】
図５は、第２実施形態の主要部を示した模式図である。図５（Ａ）は斜視図、図５（Ｂ）は、トナーが満杯の時の側面図、図５（Ｃ）は、トナーの残量が少なくなってきたときの側面図である。ここでは、図３，図４に示した第１実施形態との相違点についてのみ、説明する。
【００５４】
この第２実施形態も、上述の第１実施形態と同じく、トナーボトル１１０に歯車１１１を設けモータ４０からの駆動力を歯車４１を介してトナーボトル１１の歯車１１１に伝える構成となっている。第１実施形態１１０の場合、トナーボトル１１０の底部１１０ａの持ち上げはガイドレール１４０が担い、圧縮バネ４２は、モータ４０の駆動力を伝えるためにモータ４０を持ち上げる役割となっている。これに対し、この第２実施形態の場合、ガイドレール１４０は、装置筐体９０に回転可能に支持されてトナーボトル１１０の下に置かれ、トナーボトル１１０を支えてはいるがトナーボトル１１０を持ち上げる力はない。そして、トナーボトル１１０内のトナーが満杯に近い状態のときは、トナーボトル１１０は、ガイドレール１４０と、モータ４０に連結された歯車４１とで支えられている。すなわち、この第２実施形態の場合、ガイドレール１４０と、圧縮バネ４２に支持されたモータ４０および歯車４１とを合わせた構成が、本発明にいう支持手段の一例に相当する。すなわち、この第２実施形態の支持手段は、トナーボトル１１０とモータ４０の双方を支持している。
【００５５】
トナーボトル１１０内のトナーが減ってくると、トナーボトル１１０内のトナーがガイドレール１４０の支持点１４１よりも左側に移動して相対的に左側が重くなり、図５（Ｃ）に示すように、トナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上げられる。このとき、モータ４０は圧縮バネ４２により持ち上げられて、トナーボトル１１０を引続き支持しながらトナーボトル１１０に駆動力を伝達する。
【００５６】
図６は、第３実施形態の主要部を示した模式図である。図６（Ａ）は斜視図、図６（Ｂ）は、トナーが満杯の時の側面図、図６（Ｃ）は、トナーの残量が少なくなってきたときの側面図である。ここでも相違点についてのみ、説明する。
【００５７】
このトナーボトル１１０には、歯車１１１（図５参照）は設けられていない。そして、このトナーボトル１１０には外向きに突き出た突起１１２が設けられている。この突起１１２は、トナーボトル１１０自体の突起であってもよく、トナーボトル１１０に貼り付けられたものであってもよい。この突起１１２は、本発明にいう凹凸構造の一例に相当する。
【００５８】
また、このトナーボトル１１０はガイドレール１４０とコロ１５０とで支持されている。コロ１５０は、圧縮バネ１５１を介して装置筐体９０に支持されている。
【００５９】
一方、モータ４０は直接に装置筐体９０に固定されている。すなわち、この第３実施形態の場合、支持手段は、トナーボトル１１０を、モータ４０とは別に支持している。そして、このモータ４０は、カップリング４３を介してトナーボトル１１０の底部１１０ａを回転駆動する。図６（Ｃ）に示すようにトナーボトル１１０が傾いても駆動を続けることができるように、カップリング４３として自在継手が採用されている。
【００６０】
この第３実施形態の場合、図６（Ｃ）に示すようにトナーボトル１１０の底部１１０ａが持ち上げられると、干渉部材１６０は突起１１２に干渉してトナーボトル１１０を振動させる。
【００６１】
なお、ここでは、トナーボトル１１０内のトナーの残量が減ってきたときにトナーボトル１１０が自動的に傾く構造について説明したが、トナーボトル１１０内のトナーの残量が減ってきたときに、例えばソレノイド等の動力源を使ってトナーボトル１１０を傾けてもよい。トナーボトル１１０内のトナーが減ってきたことは、トナーボトル１１０の回転数等で検知することができる。
【符号の説明】
【００６２】
１    画像形成装置
１０    スキャナ
２０    プリンタ
３０    制御部
４０    モータ
４１    歯車
４２    圧縮バネ
４３    カップリング
５０    像形成部
５１    感光体
５４    現像器
６０    中間転写部
７２    定着器
９０    装置筐体
１００    トナーカートリッジ
１１０    トナーボトル
１１０ａ  底部
１１１    歯車
１１２    突起
１２０    フランジ
１２１    シール部材
１２２    トナー流出口
１２３    パッキン
１３０    リザーブタンク
１３１    供給路
１３２    補給路
１３３    空検知センサ
１４０    ガイドレール
１４１    支持点
１５０    コロ
１５１    圧縮バネ
１６０    干渉部材
【図１】
2020154262.tif 000003
【図２】
2020154262.tif 000004
【図３】
2020154262.tif 000005
【図４】
2020154262.tif 000006
【図５】
2020154262.tif 000007
【図６】
2020154262.tif 000008