(57)【要約】【課題】減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけることが可能なトナー補給装置を提供することを課題とする。【解決手段】柔軟性のトナー収納容器２０と、トナー収納容器２０内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブ１１１を設ける。バルブ１１１は、トナー搬送経路より、上方に位置する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置に用いる柔軟性のトナー収納容器と、
トナー収納容器内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、
略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、
トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、
前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブを設ける
ことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記バルブは、トナー搬送経路より、上方に位置する
ことを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項３】
前記トナー搬送経路と前記バルブとの間に、トナーを遮断する通気性フィルタを設ける
ことを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のトナー補給装置。
【請求項４】
前記バルブは、トナーの吸引が終了した直後に解放する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトナー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、特に２成分現像剤または１成分現像剤を用いたプリンター、ファクシミリ、あるいは複写機等に用いられる現像装置のトナー補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、電子写真に用いる乾式のトナー（またはキャリア、トナーとキャリアの混合物。以下省略してトナーと記述する）収納容器として、ハードボトルが一般的である。
【０００３】
従来のトナー補給方式は、収容器内部にトナー攪拌手段兼排出手段としてのアジテータを設けたものや、容器壁面に螺旋溝を設けて容器を回転させることにより内部のトナーを移動させ排出するもの、または排出機構を持たずに手で補給するもの等がある。しかし近年環境問題が重視され、トナー収納容器の回収、リサイクル性が求められている。そこで、フレキシブルな材料で作られた、特許文献１、２に記載されているように、減容可能なソフト容器の提案がされているが、電子写真用乾式トナーは一般に流動性が悪く、凝集しやすい性質があるために、ソフト容器からの排出が非常に困難とされている。容器がソフトであるために、アジテータや排出機構を付加しにくく、あるいは排出機構を設けると減容が妨げられる、または手で補給するにもハンドリング性が悪い等のためである。
そこで、フレキシブル容器内のトナーを吸引型の粉体ポンプ（一軸偏心スクリューポンプ）によりトナーを吸引排出し、さらにトナーが排出されるとともにトナー容器を減容させることも考えられるが、自動減容型トナー搬送装置におけるトナー容器は、トナーの残量が少なくなってくると、容器側面の折り畳まれるシート部（特にトナーの吸引口から離れた位置）にトナーが挟まり、落下できず残量となってしまう場合がある。特にトナーの流動性が悪い（架橋しやすい）とトナー残量が増えるという問題がある。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−７２６４９号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけることが可能なトナー補給装置を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の本発明は、電子写真画像形成装置に用いる柔軟性のトナー収納容器と、トナー収納容器内のトナーを負圧力によって所定の場所に搬送するための吸引手段と、略密閉されたトナー搬送経路とを具備し、トナー収納容器がトナーの吸引に伴って減容されるトナー補給装置において、前記トナー搬送経路に搬送経路外から空気を流入させるバルブを設けることを特徴とするトナー補給装置である。
【０００７】
請求項２に記載の本発明は、前記バルブが、トナー搬送経路より、上方に位置することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置である。
【０００８】
請求項３に記載の本発明は、前記トナー搬送経路と前記バルブとの間に、トナーを遮断する通気性フィルタを設けることを特徴とする請求項１または２のいずれかに記載のトナー補給装置である。
【０００９】
請求項４に記載の本発明は、前記バルブが、トナーの吸引が終了した直後に解放することを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のトナー補給装置である。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施例を図に基づいて説明する。
図１は、本発明に係わるトナー補給装置を使用する画像形成装置の外観図である。
トナーは画像の形成量に応じて消費されるため、トナー容器が空になったときに交換するが、交換は図のように、トナー容器着脱用扉１００を手前に引いて図に示すように開け、空となった容器を取り出してから、新しいトナー収納容器をセットして扉を閉めることによって行われる。
【００１１】
図２は、トナー容器から現像器へのトナー供給の手段を示す図である。
感光体ドラム２は、図示しない帯電器及び光書込み装置によって表面に静電潜像が形成される。現像器を構成するケーシング１４は、この内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５、１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しており、この部分にはトナーとキャリアとを混合した現像剤が入っている。搬送オーガによって、例えばスクリュー１５では現像剤が図中手前から奥側に現像剤が搬送され、スクリュー１６では現像剤が奥側から手前に搬送され奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられて、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げ、吸着され、ドクターブレード１８で厚さが均一にされてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成するものである。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つために、トナー補給口６７より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【００１２】
トナー補給部の構成は、新しいトナーを収容するトナー収納容器２０があり、トナー収納容器２０内のトナーを粉体ポンプ手段６０（一軸スクリューポンプ）で吸引排出して現像器のトナー補給口６７に供給する。バルブ１１１は、電気信号によって内部が開閉され、トナー搬送経路と外気を導通、または遮断する。
【００１３】
トナー収納容器２０は、トナーを収納する袋状の柔軟なトナー容器２１とその最下部に接続された口金部３０とにより構成される。口金部３０には、吸引用のノズル１１０が挿入される。
シャッター５０は、ノズル１１０が挿入されないときにトナー流出を止めるためのものである。
また、シール材４２は、ノズル１１０又はシャッター５０の両側に配置され気密性を保つためのものである。
【００１４】
ノズルには粉体ポンプ手段６０がチューブ６５を介して接続される。粉体ポンプ手段６０は一軸偏芯スクリューポンプといわれる構成である。ローター６９、ステータ６２はポンプを構成する２つの主要部品であり、ローター６９は円形断面が螺旋状にねじれた形状をしており、硬い材質である。一方、ステータ６２はゴム状の柔軟な材料で出来ており、長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有している。また、ステータ６２の螺旋のピッチはローター６９の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ローター６９側を回転する事でローター６９とステータ６２との間に出来るスペースに入ったトナーを移送する物である。モーター６６は、ユニバーサルジョイント６４を介して、ローター６９を回転駆動するためのものである。トナーは図の左から右に吸引搬送されてトナー排出口６７から下方に落下し、落下したトナーが現像器１４に供給される構成である。ノズル１１０から現像器１４に至る部分は本体装置に固定され、トナー収納容器２０は内部のトナーが消費されて無くなる毎に、新しいトナー収納容器２０と交換される。交換の都度、ノズル１１０の着脱が行われるために、着脱時の汚れやエアーの漏れを防ぐ為には口金部３０とノズル１１０との間の密閉性が非常に重要である。
【００１５】
図３は、トナー容器２１にトナーを充填した状態の斜視図である。
図４は、トナー容器２１内部のトナーが排出されて減容した（しぼんだ）状態を示す正面図である。
トナー容器２１を形成するシートは、内側が溶着するためのポリエチレン、外側がナイロンで構成される２層シートである。シートは強度を向上させるために、外側にアルミや、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）を設けることもできる。またシート厚は、５０〜２１０μｍである。
【００１６】
図５は、口金部３０の分解斜視図である。
口金部３０はシートと熱溶着される口金４０、口金４０と系合されるキャップ４３、シャッター５０、シャッター５０との密着性を保持するシール４２で構成される。キャップ４３の底面には円形の凹部４６があり、凹部にフィルタが貼り付けてあり、容器内部と外気がフィルタを介して空気が導通している。
この口金方式の特徴は、シャッター５０が口金内部から外側に押し出される方式であり、トナーの流路の妨げにならないこと、また、口金の外にシャッター５０を退避させる為にシャッター５０の退避スペースを口金に設ける必要が無い為口金を極コンパクトに出来ること、又、トナーの流路（圧力）に直交して配置してある為に容器圧力によってシャッター５０が押し出されることが無く安定で有ることが上げられる。
【００１７】
口金部３０を口金本体４０とキャップ４３とに分けてあるのは、容器内部にトナーを充填しやすくするためである。一体に構成するとトナーの充填経路が狭く、折れ曲がった状態となるのに対して、この様に分割することにより、トナーを充填するときは比較的大きな開口部からストレートにトナーを充填でき、充填後にキャップを取りつけ、その後にシャッター５０を挿入することでトナーの充填が容易に行うことが出来る。また、充填作業でシール材が汚れる等の不具合も解消できる。
シール４２はシャッター５０に軽く圧接するゴム材等で形成される。
シャッター５０は指等で押せば移動してしまうため、操作中にシャッター５０が移動してトナーが漏れ出す障害を防ぐ為には、指で誤って押すことの出来ない大きさであることが好ましく、少なくとも８ｍｍ四方以下、好ましくは６ｍｍ四方以下の断面積とする。
【００１８】
また、トナー補給時には、現像器１４内部のトナー濃度が不足したという信号により、電源Ｎよりモーターに通電し、一軸偏芯スクリューポンプ６０がＯＮになり、袋状の柔軟なトナー容器２１内のトナーを吸引して現像器１４の現像剤部に供給（落下）させる。一定量の補給が完了したらＯＦＦとする。
【００１９】
本補給システムでは、トナーが順次補給されていくと、シート状の容器が図４に示すように折り畳まれ減容されていく。
図６は、トナー容器の側面の折り畳まれる部位にトナーが挟まった状態を示す図である。
トナー残量が少なくなっていくと、トナー容器２１の側面の折り畳まれる部位に、図６に示すように、トナーが挟まることがある。トナーの流動性が高い場合はこのような現象は起きにくい。しかし、トナーの流動性が悪い場合、あるいは環境の変化（高温高湿状態）によってトナーの流動性が悪化すると、トナーが挟まり易くなる。このように一度側面にトナーが挟まれてしまうと、口金部３０のトナーの入り口にトナーが落下せず、滞留したままトナー残量となってしまう。このとき、粉体ポンプがトナーを吸引しようと負圧を発生させると、空気のみを吸引し、補給経路及び容器が負圧になり、側面の折り込み部に挟まれて落下しないトナーはさらに圧迫され、押し固められる可能性がある。そこで、この補給経路が負圧の状態になった時に、本発明の特徴であるバルブ１１１を解放すると、外気と補給経路は圧力差が生じるため、補給経路に空気が送り込まれる。すると袋状の柔軟な容器２１の内圧は大気圧に戻ろうとし、容器２１はわずかに膨らむ。これにより、折り込み部に挟まれたトナーは動き、落下する。このようにバルブ１１１によって、容器２１の折り込み部分にトナーが挟まれても、トナーを落下させることができ、またトナーの挟まり自体を未然に防止することも可能である。
【００２０】
トナー残量が少なくなった時に、ポンプの吸引−バルブの解放を繰り返せば、トナー残量が大幅に低減される。
吸引ポンプによる吸引が終わった直後は、最も経路の内圧が負圧になっているため、このときにバルブを解放すれば、空気の容器２１への流入速度が速まり、容器を動かす効果が最も高くなる。
バルブ１１１は、図２に示すように、補給経路より上方に設置すれば、補給経路のトナーがバルブ１１１に進入するのを防止することができる。さらにバルブ１１１と補給経路との間に、空気のみを通過させ、トナーを遮断するフィルタを設ければ、より確実にトナーの進入を防止できる。
【００２１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、減容型トナー搬送装置におけるトナー容器の内部で、トナーの残量が少なくなっても、トナーが容器側面に滞留することなく、スムーズに落下し、トナー残量を限りなくゼロに近づけて使い切ることが可能なトナー補給装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わるトナー補給装置を使用する画像形成装置の外観図である。
【図２】トナー容器から現像装置へのトナー供給の手段を示す図である。
【図３】トナー容器にトナーを充填した状態の斜視図である。
【図４】トナー容器内部のトナーが排出されて減容した状態を示す正面図である。
【図５】口金部の分解斜視図である。
【図６】トナー容器の側面の折り畳まれる部位にトナーが挟まった状態を示す図である。
【符号の説明】
１    画像形成装置
２    感光体ドラム
１４    現像装置
１５    スクリュー
１６    スクリュー
１７    中央の仕切り
１８    ドクターブレード
１９    現像ローラ
２０    トナー収納容器
２１    トナー容器
３０    口金部
４０    口金
４２    シール
４３    キャップ
５０    シャッター
６０    一軸偏心スクリューポンプ
６２    ステーター
６４    ユニバーサルジョイント
６５    チューブ
６６    モーター
６７    トナー補給口（排出口）
６９    ローター
１００    トナー収納容器着脱用扉
１１１    バルブ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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