(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、
上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有しており、
上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第２の螺旋部により、上記トナーボトル内の第２の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第１の螺旋部の形成領域に向けて搬送することを特徴とするトナー補給機構。
【請求項２】
請求項１記載のトナー補給機構において、第２の螺旋部の高さは第１の螺旋部の高さより高いことを特徴とするトナー補給機構。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを上記一方向に回転駆動することを特徴とするトナー補給機構。
【請求項４】
請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量は、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略１０％であることを特徴とするトナー補給機構。
【請求項５】
請求項１ないし４の何れか１つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量は、略２０００〜３０００回の画像形成に使用する量であることを特徴とするトナー補給機構。
【請求項６】
請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー補給機構を有する画像形成装置。
【請求項７】
請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、
上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有していることを特徴とするトナーボトル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光プリンター、複写機、ファクシミリ等の、静電潜像の形成とトナーによる現像とを行う画像形成装置の現像装置にトナーを供給するためのトナーカートリッジ、特に円筒状で内周面にスパイラル状の突起を持つトナーボトル及びこれを備えたトナー補給機構及びこれを備えたかかる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記の如き画像形成装置の現像装置にトナーを供給するためのトナーカートリッジ、特に円筒状で内周面にスパイラル状の突起を持つトナーボトルを備えたトナー補給機構においては、通常トナーボトルを横向きに倒した状態で載置し、トナーボトルを回転駆動することによって内部のトナーをスパイラルに沿ってトナー吐出口へ向けて移動し、吐出されたトナーを現像装置に供給する。
【０００３】
画像形成が繰り返し行われるに従い、トナーボトル内のトナーは消費されていくが、トナーが完全になくなって初めてトナーエンドになったことが分かったのでは、替えのトナーボトルを用意していない場合などは特に、ユーザーにとって不都合この上ない。そのため、従来、予めトナーエンドが近いことすなわちニアエンドであることを検知してユーザーに知らせる技術が知られている。ニアエンドを検知する手段としては、通常、現像装置に配設されたトナー濃度センサが用いられている。すなわち、トナー濃度センサにより現像装置内のトナー濃度が低下したことを検知するとトナーボトルを回転駆動して現像装置にトナーを供給するが、トナーボトルを回転駆動してもトナー濃度の回復が遅い場合にはニアエンドであることが検知されるようになっている。
【０００４】
しかし、ニアエンドをかかる従来の手段により検知した場合、ニアエンド検知からトナーエンドまでの画像形成可能枚数が数１０枚から数１００枚と非常に少ない。よってユーザーは、替えのトナーボトルをニアエンドになってからすぐに用意しなければならないのであるが、トナーエンドまでに間に合わないことがある。また例えば、画像形成装置がファクシミリであって、夜間に多用されるような場合には、ニアエンドであることをある程度余裕を持って検知しなければ、夜間に受信不可能となる可能性が高く、業務に支障を来しかねない。
【０００５】
そこで、ニアエンド検知からトナーエンドまでの画像形成可能枚数を増加するための技術が、特開平１０−９７１２９号公報、特開平１１−１０９７３７号公報において提示されている。前者は、トナーボトルに相当するトナー供給装置内にトナーを蓄留する蓄留部材を設け、トナーエンド時に蓄留部材を駆動することによりトナーを供給してさらに画像形成が可能となるようにしたものである。後者は、ニアエンドを検知したときにトナーボトルに振動を与えてトナーボトル内周面に付着したトナーを剥離し、剥離したトナーを画像形成に使用することでトナーエンドまでの画像形成可能枚数を増加するものである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、前者の技術では、蓄留部材を配設するための構成及びこれを駆動するための構成を要するため、構造が複雑となるとともに、かかる構造をトナーボトルに適用することが難しいという問題がある。また後者の構成では、ニアエンド検知後の画像形成可能枚数がトナーボトル内周面に付着したトナー量に依存するため、ニアエンド検知後、必ずしも十分な枚数の画像形成を行うことができないという問題がある。
【０００７】
本発明は、構造を複雑にすることなく、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるトナー補給機構及びこれを有する画像形成装置及びこれらに用いるトナーボトルを提供することを課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有しており、上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第２の螺旋部により、上記トナーボトル内の第２の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第１の螺旋部の形成領域に向けて搬送することを特徴とする。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナー補給機構において、第２の螺旋部の高さは第１の螺旋部の高さより高いことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを上記一方向に回転駆動することを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量は、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略１０％であることを特徴とするトナー補給機構。
【００１３】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか１つに記載のトナー補給機構において、上記回転駆動手段が上記トナーボトルを上記一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量は、略２０００〜３０００回の画像形成に使用する量であることを特徴とする。
【００１４】
請求項６記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー補給機構を有する画像形成装置にある。
【００１５】
請求項７記載の発明は、請求項１ないし５の何れか１つに記載のトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有していることを特徴とする。
【００１６】
【実施例】
図１は、本発明を適用したトナー補給機構を備えた画像形成装置の概略構成例を示している。同図において、画像形成装置２は、図示しない画像形成装置本体に着脱自在に装着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に着脱自在に装着されるトナー補給機構としてのトナー補給装置６を備えており、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、現像手段としての現像装置１０とが一体的に収納されている。
【００１７】
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１８，２０、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１中、符号２６はトナーリサイクルベルトを、符号２８は検出手段としてのトナー濃度センサを示している。
【００１８】
作像動作は次のように行なわれる。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２２上の負極性トナーが上記画像部分に付着する。
【００１９】
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像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、再び次の作像工程へ移る。
【００２０】
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、一体の感光体回りケース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図示しないプーリと同軸に設けられたトナー搬送コイル２９により、紙面を貫く方向上の位置に設けられたトナーリサイクルベルト２６の位置まで搬送される。そして、トナーリサイクルベルト２６により攪拌スクリュー１８，２０を有する現像剤攪拌部へ送られ、トナーがリサイクルされる仕組みになっている。
【００２１】
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２２とともに移動する。現像剤は、キャリアと呼ばれる小さな鉄粉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して消費されるので、適宜補給する必要がある。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発生するので、現像剤の流入量を規制するドクターブレード２４が配置されている。
【００２２】
図１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３８を収容するトナー受台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。開口部４８の外方にはトナー導入カバー５２が取り付けられており、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。
【００２３】
一方、プロセスカートリッジ４側には、現像装置１０の攪拌スクリュー２０の上部位置をもって、同じく水平状に開口するトナー受入口５６が形成されており、トナー補給装置６の装着位置でトナー供給口５４とトナー受入口５６は対向するようになっている。
【００２４】
トナーボトル３８のトナー吐出口３８ａ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とトナー受入口５６を通って現像装置１０内へ補給される（矢印Ｄ）。そして、これらのトナー供給口５４とトナー受入口５６はそれぞれ後述するシャッター部材で開閉されるようになっている。
【００２５】
次に、トナー補給装置６を図２乃至図１１に基づいて詳細に説明する。図２はトナーボトル３８をトナー補給装置６に装着した状態の外観図であり、図３はトナー補給装置６の部品構成図である。トナーボトル３８は、装置本体後側板５８に固定された回転駆動手段としての駆動部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、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、図４に示すように、ジョイント６２の先端側の面には係合部としての直方体状の４つの凸部６２ａと円柱状凸部６２ｂとが形成されている。これに対応してトナーボトル３８の後端である底部３８ｈには、凸部６２ａに係合する被係合部としての４つの凸部３８ｃと、凸部６２ｂが入り込む凹部３８ｂとが形成されている。円柱状凸部６２ｂの高さは凸部６２ａの高さよりも高く、円柱状凸部６２ｂの凹部３８ｂへの嵌入によってトナーボトル３８の底部が保持される。
【００２６】
図４、１１に示すように、各凸部６２ａの、矢印Ｅ方向における前方側及び後方側の面はそれぞれ、ジョイント６２の先端側の面に対して略垂直な面６２ｄ、６２ｃをなしているので、付勢手段としてのスプリング６４によるトナーボトル３８と駆動部６０とを当接させる方向への付勢力とジョイント６２の矢印Ｅ方向またはその逆方向Ｈへの回転とにより、凸部６２ａが凸部３８ｃに係合してトナーボトル３８の回転が得られる。よって図４及び図１１の（ａ）、（ｂ）それぞれに示すように、駆動部６０のジョイント６２が矢印Ｅ方向または矢印Ｈ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。
【００２７】
図１２、１３、１４に示すように、トナーボトル３８にはその内壁面に螺旋状の突起３８ｄが形成されており、図２、３，８、１５に示すようにこの突起３８ｄは、トナーボトル３８の周面に溝３８ｋとなって現れている。突起３８ｄは、トナーボトル３８のＥ方向への回転によりトナーをトナー吐出口３８ａへ向けて搬送する、トナー吐出口３８ａ側に設けられた第１の螺旋部としての螺旋部３８ｊと、螺旋部３８と逆巻き方向の螺旋状をなし、トナー吐出口３８ａの反対側である底部３８ｈ側に設けられた第２の螺旋部としての逆螺旋部３８ｉとを有している。トナーボトル３８の長手方向すなわち図１２における紙面左右方向における、螺旋部３８ｊが設けられた領域である第１の貯留部としての貯留部３８ｍの長さと、逆螺旋部３８ｉが設けられた領域である第２の貯留部としての貯留部３８ｎの長さとの比は９：１とされている。逆螺旋部３８ｉの高さＬ１は、螺旋部３８ｊの高さＬ２より高い。
【００２８】
したがって、トナーボトル３８をＥ方向に回転させることにより貯留部３８ｍに存するトナーが螺旋部３８ｊによりトナー吐出口３８ａへ向けて搬送され吐出する。このＥ方向への回転時には、貯留部３８ｎに存するトナーは逆螺旋部３８により底部３８ｈ側へ搬送する作用を受けるので、貯留部３８ｎに留め置かれる。貯留部３８ｎに留め置かれるトナーの量は、トナーボトル３８が新規な状態に置いて収容できるトナーの量の略１０％である。この量は、略２０００〜３０００回の画像形成に使用するトナー量に相当する。貯留部３８ｎに留め置かれるかかるトナーの量は、逆螺旋部３８ｉの高さＬ１及び貯留部３８、その他トナーボトルの径等により決定されている。なお、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がはめ込まれるようになっている。
【００２９】
ボトル保持部材４４の先端側には複数のリブ４４ａが一体形成されており、これらのリブ４４ａに押し出し部材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料から成る。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あるいは凸片部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。
【００３０】
図３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。これらの組付部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を示す。ハンドル８４はこれと一体に形成された軸部８４ａがトナー受台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。
【００３１】
符号８６は軸部材７６に形成された穴７６ａに入るスライド軸を示す。スライド軸８６は、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２に示すＦ方向へ回転させ、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３８ａ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内へ吐出する（図９，図１０）。これについての詳細は後述する。
【００３２】
次にトナー供給口５４を開閉するシャッター部材等について説明する。図３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５０ａ（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。
【００３３】
開口部４８の外方に取り付けられるトナー導入カバー５２の内方にはトナー供給口５４を開閉するシャッター部材８８が上下方向に移動可能に、すなわち、水平状に開口されたトナー供給口５４に対して垂直状態（交差状態）に設けられている。シャッター部材８８は、シャッター本体としての湾曲可能な弾性部材９０と、これを支持する支持部材９２と、この支持部材９２に一体化された円柱状の突起部９４とから構成されており、支持部材９２はシャッター部材８８を常時閉じるように付勢するバネ部材９６を有している。この実施例では弾性部材９０はマイラー等のポリエステルフィルムで形成されており、両面テープ等で支持部材９２に貼り付けられている。トナー導入カバー５２には突起部９４が移動するための移動用孔５２ａが形成されている。
【００３４】
トナー導入カバー５２には、図５に示すように、底面にトナー供給口５４が形成されているとともに、シャッター部材８８の弾性部材９０を案内する円弧状のガイド部９８，９８が一体に形成されている。また、ガイド部９８の終端側には、弾性部材９０の先端を食い込ませてトナー飛散を防止するための弾性シール部材としてのスポンジシール部材１００が設けられている。
【００３５】
図３において、開口部４８の近傍に表示される符号１０４は、後述する第２シャッター部材を駆動するための水平方向に台形状に突出する第２案内リブを示しており、符号１０６は弾性部材９０の背面側を支持する変形規制ガイドを示している。
【００３６】
図６に示すように、受台４２はガイド板１０８上を矢印Ｇ方向に着脱可能となっており、ガイド板１０８は装置本体後側板５８と装置本体前側板５９に図示しないネジで固定されている。装置本体前側板５９には位置決めピン１０９が形成されており、この位置決めピン１０９がトナー受台４２の位置決め穴４２ｂに入り込むことによってガイド板１０８とトナー補給装置６との位置決めがなされる。この他にも装置本体前側板５９には位置決めピンが形成されており、これは受台４２の位置決め穴４２ｃに入り込むようになっている。また、ガイド板１０８の先端には、ガイド板１０８に固定された板バネ１１０で支持された抜け止め用ストッパ１１２が設けられており、この抜け止め用ストッパ１１２を下方に押し下げた状態でトナー補給装置６を装着し、装着後抜け止め用ストッパ１１２を戻すと、図７に示すように、抜け止め用ストッパ１１２が受台４２の先端部に係合し、トナー補給装置６は抜け止め状態に保持される。
【００３７】
図８はトナー補給装置６を引き出した状態を示していて、この状態のもとで、トナーボトル３８はトナー補給装置６に対して着脱される。この場合の抜け止めは、図６に示すように、トナー受台４２に形成された４２ｄ，４２ｅの段部がガイド板１０８に形成された切欠部１０８ａ，１０８ｂに引っ掛かることによってなされる。なお、プロセスカートリッジ４は、装置本体後側板５８と装置本体前側板５９に設けられた図示しない位置決めピンにより位置決め、保持され、上ケース４１に一体に形成されたストッパ１１３によって抜け止めされている（図８参照）。
【００３８】
図８に示す状態においてトナーボトル３８をトナー受台４２に載せ、トナー補給装置６を装置本体内に押し込んでセットする。この場合、トナー補給装置６を押し込む前は、シャッター部材８８は、バネ部材９６の付勢力でトナー導入カバー５２の底部に形成したトナー供給口５４を閉じた状態にあり、弾性部材９０は円弧状のガイド部９８に沿って湾曲し、その先端はスポンジシール部材１００に食い込んでいる。このため、トナーホッパ部４０の開口４８とトナー供給口５４との間はトナー漏れを生じない状態にシールされている。
【００３９】
かかる状態からトナー補給装置６の押し込み操作がなされると、支持部材９２に一体に形成された突起部９４の円柱部分が現像部上ケース４３に一体に形成された案内リブの上り傾斜面１１４ａに当接し、バネ部材９６の付勢力に抗して押し上げられ、最終的に案内リブの平坦な頂部で静止する。この動作に伴って弾性部材９０もガイド部９８に沿って上昇（退避）し、トナー供給口５４は開口される。トナー補給装置６を引き出すと、突起部９４が傾斜面１１４ａを下ることになるので、バネ部材９６の付勢力でシャッター部材８８は自動的に閉じる方向に移動し、弾性部材９０が垂直状態からトナー供給口５４に沿うように湾曲して閉状態となる。
【００４０】
トナー補給装置６が押し込まれると、トナー補給装置６のトナー受台４２に形成された水平方向に突出する第２案内リブ１０２の傾斜面に円柱状の第２突起部１１８が当接し、シャッター本体１１６は閉状態から水平方向に退避する。第２突起部１１８が傾斜面を通過した時点でトナー受入口５６は完全に開口され、さらにトナー導入カバー５２の側面中央部位に達すると、トナー受入口５６とトナー供給口５４が対向する。このシャッター１１６の開動作とシャッター部材８８の開動作は同時に起こるので、現像装置１０とトナー補給装置６間は連通状態となる。
【００４１】
図９はトナー供給口５４、トナー受入口５６が開いた状態、すなわち、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３８の頭部は、球形の突起３８ｆとボトル保持部材４４との係合及びホッパ部４０に係合しているボトル保持部材４４のリブ４４ｃへの当接によって位置決めされている。
【００４２】
この状態から、図２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９に示すように矢印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７２ａ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方向の移動が進と、図１０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内のトナーがトナー受台４２のトナーホッパ部４０内に流出可能な状態になる。
【００４３】
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知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、トナー濃度センサ２８および駆動部６０に接続されており、トナー濃度センサ２８とともに検知手段をなす図示しない制御部による制御によって、図２に示すように駆動部６０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Ｅ方向に回転する。トナーボトル３８が回転すると、貯留部３８ｍに存するトナーが吐出口３８ａから吐出され、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４４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。
【００４４】
押し出し部材４６が補給量規制部材５０のスリット穴を通過するときにトナーがスリット穴から押し出される。押し出されたトナーは、トナー導入カバー５２内で落下し、下方に位置して開口状態にあるトナー供給口５４及びトナー受入口５６を通って現像装置１０内に補給される。
【００４５】
制御部は内部にタイマーを有しており、駆動部６０を一定時間作動させてトナー補給を行ってもトナー濃度センサ２８による検出値が基準濃度以上とならない場合には、トナー残量の少ないことが検知される。画像形成が繰り返し行われトナーボトル３８からトナーが繰り返し供給されると、図１３に示すように、貯留部３８ｍのトナーがほとんど消費された状態となる。この場合にはトナーボトル３８をＥ方向に回転しても現像装置１０内のトナー濃度は上昇せず、トナーボトル３８内のトナー残量の少ないことが検知される。
【００４６】
この場合は、ニアエンドの表示が画像形成装置２の外部に備えられた図示しない表示部においてニアエンドである旨がユーザーに向けて告知されるとともに、図４に示すように、ジョイント６２を、トナーボトル３８からトナーを吐出させるための回転方向Ｅとは逆のＨ方向に回転する。すると、面６２ｄと凸部３８ｃとの係合が解除され、凸部６２ａはそれまで係合していた凸部３８ｃの隣の凸部３８ｃの方へ移動し、図１１（ｂ）に示すように、面６２ｃが凸部３８ｃに係合する。ジョイント６２がさらにＨ方向に移動すると、図１４に示すように、貯留部３８ｎにおいて留め置かれていたトナーは逆螺旋部３８ｉにより貯留部３８ｍに搬送される。
【００４７】
トナーボトル３８は貯留部３８ｎのトナーが貯留部ｍに搬送されるに十分な時間Ｈ方向に回転駆動された後、再びＥ方向に回転駆動される。貯留部３８ｎから貯留部３８ｍに搬送されたトナーはトナー吐出口３８ａから吐出され現像装置１０に供給される。貯留部３８ｎに留め置かれていたトナー量は２０００〜３０００枚の画像形成に使用するトナー量に相当するため、トナーボトル３８内のトナーが完全に消費されるまでの時間は、新規なトナーボトル３８を準備するに十分な時間となっている。トナーボトル３８のＨ方向への回転の後のＥ方向への回転は、Ｈ方向への回転に連続して所定時間行われる。したがって、貯留部３８ｎから貯留部３８ｍに搬送されたトナーはトナー吐出口３８ａ近傍に貯留されるとともに、現像装置１０へのトナー補給が速やかに行われる。
【００４８】
【発明の効果】
本発明によれば、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルと、このトナーボトルの底部に係合しこのトナーボトルを一方向に回転駆動することによって上記トナー吐出口からトナーを吐出させる回転駆動手段とを有するトナー補給機構において、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有しており、上記トナーボトル内のトナー残量を検知する検知手段により上記トナーボトル内のトナーの残量の少ないことが検知されたときに、上記回転駆動手段は、上記トナーボトルを上記一方向とは逆の方向に回転駆動し、第２の螺旋部により、上記トナーボトル内の第２の螺旋部の形成領域にあるトナーを、上記トナーボトル内の第１の螺旋部の形成領域に向けて搬送するので、特別な機構を用いることなく通常のトナー補給動作では消費されないトナーをトナーボトル内に貯留しておくことができるから、コストの上昇及び構造の複雑化を招くことなく、簡易な構成で、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるとともに、ニアエンドになって初めて第２の螺旋部が保持しているトナーを第１の螺旋部へ向けて送ることができ、第２の螺旋部が保持しているトナーによってニアエンド後の画像形成を行うことができるトナー補給機構を提供することができる。
【００４９】
第２の螺旋部の高さを第１の螺旋部の高さより高くすれば、通常のトナー補給動作では消費されないトナーの量を増量することができるとともに、ニアエンド後の画像形成枚数を設定できるトナー補給機構を提供することができる。
【００５１】
回転駆動手段が、トナーボトルを逆の方向に回転駆動した後連続して同トナーボトルを一方向に回転駆動すれば、第２の螺旋部が保持していたトナーによって速やかに画像形成を行うことができるトナー補給機構を提供することができる。
【００５２】
回転駆動手段がトナーボトルを一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量が、新規の上記トナーボトル内のトナーの量の略１０％であれば、ニアエンドまでの画像形成枚数とニアエンド後の画像形成枚数とのバランスが良く、新規のトナーボトルを準備するまでの時間を十分にとることができるトナー補給機構を提供することができる。
【００５３】
回転駆動手段がトナーボトルを一方向に回転駆動する状態において第２の螺旋部が保持可能なトナーの量が、略２０００〜３０００回の画像形成に使用する量であれば、新規のトナーボトルを準備するまでの時間を十分にとることができるトナー補給機構を提供することができる。
【００５４】
本発明によれば、かかるトナー補給機構を有する画像形成装置であるので、上述の各効果を奏する画像形成装置であって、例えば画像形成装置がファクシミリであって、夜間に多用されるような場合にも、ニアエンドであることを余裕を持って検知することが可能となり、夜間に受信不可能となって業務に支障を来すということを回避できるから、ユーザーの信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【００５５】
本発明によれば、かかるトナー補給機構に用いられるトナーボトルであって、トナー吐出口と、その内周面に形成された螺旋状の突起とを有するトナーボトルにおいて、上記螺旋状の突起は、上記一方向への回転によりトナーを上記トナー吐出口に向けて搬送する、上記トナー吐出口側に設けられた第１の螺旋部と、この第１の螺旋部と逆巻き方向の、上記トナー吐出口の反対側に設けられた第２の螺旋部とを有しているので、特別な構造とすることなく通常のトナー補給動作では消費されないトナーを内部に貯留しておくことができるから、コストの上昇及び構造の複雑化を招くことなく、簡易な構成で、ニアエンドからトナーエンドまでの画像形成枚数を十分に確保することができるトナーボトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の概略の断面図である。
【図２】トナー補給機構の斜視図である。
【図３】トナー補給機構の分解斜視図である。
【図４】トナーボトル底部およびジョイントの拡大斜視図である。
【図５】トナー供給口を有するトナー導入カバーの斜視図である。
【図６】トナー補給機構のトナー受台と装置本体側のガイド板との関係を説明した斜視図である。
【図７】抜け止め用ストッパによるトナー受台の係止状態を説明した斜視図である。
【図８】トナー補給装置を画像形成装置本体から引き出した状態を説明した斜視図である。
【図９】トナー補給機構におけるトナー補給動作を示す図で、トナー収納容器をトナーホッパ部に装着した状態の断面図である。
【図１０】トナー補給機構におけるトナー補給動作を示す図で、トナー収納容器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１１】トナーボトル底部とジョイントと係合状態を示す概略構成図である。
【図１２】トナーボトル内部の構造を示す断面図である。
【図１３】トナーボトルの一方向への回転によりトナーが消費された状態を示す断面図である。
【図１４】トナーボトルの一方向とは逆の方向への回転により第２の螺旋部がトナーをトナー吐出口に向けて搬送した状態を示す断面図である。
【図１５】トナー供給口を有するトナー導入カバーの斜視図である。
【符号の説明】
２        画像形成装置
６        トナー補給機構
２８      検知手段
３８      トナーボトル
３８ａ    トナー吐出口
３８ｄ    螺旋状の突起
３８ｈ    底部
３８ｉ    第２の螺旋部
３８ｊ    第１の螺旋部
６０      回転駆動手段
Ｅ    トナーボトルの１つの回転方向
Ｈ    トナーボトルの逆への回転方向
Ｌ１    第２の螺旋部の高さ
Ｌ２    第１の螺旋部の高さ
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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