(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置に装着されて使用されるトナー収納容器において、
フレキシブルな樹脂製のシートの周囲を熱溶着して袋状に形成した収納容器に、収納したトナーを排出されるトナー吸い込みパイプと、収納したトナーを流動化させるエアーが供給されるエアー供給ノズルとを設け、
前記収納容器には前記エア供給ノズルと連通し、かつ収納したトナーにエアーを供給するためのエアー用の流通路が容器形成と同時に熱溶着によって形成されていることを特徴とするトナー収納容器。
【請求項２】
請求項１に記載のトナー収納容器において、前記エアー用の流通路は、該流通路にエアーが供給される前記エアー供給ノズルの径よりも小さい径に形成されていることを特徴とするトナー収納容器。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトナー収納容器において、前記エアー用の流通路には複数のエアー吹き出し用開口が形成されていることを特徴とするトナー収納容器。
【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に使用する粉体のトナーを収納するトナー収納容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光導電性感光体に静電潜像を形成し、この潜像を粉体トナーによって現像し、得られた像を転写紙へ転写する電子写真方式を利用する複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置は広く使用されている。このような画像形成装置においては、内蔵する現像ユニットに粉体トナーを供給するために、ハードケースで形成されたトナーを充填した収納容器が装着されてトナーが供給される。このトナー収納容器の殆どは、トナーが充填された状態で、画像形成装置本体とは別個の独立した商品として販売され、顧客に供給されている。
【０００３】
また、従来のトナー収納容器はカートリッジ、ボトルといったハードボトルで作られているために、トナー収納容器の交換に伴う使用済み容器の廃棄に大きな課題を生じていた。すなわち、使用済みトナー収納容器はユーザー先からメーカーが引き取り、再生、再利用、焼却処理が行われるが、該容器は容量が嵩み、回収するまでの物流コストに高額を要していた。
【０００４】
ところで、未だ公知ではないが、トナー収納容器に空気を供給し、その空気もしくは空気と粉体ポンプの吸引力とによりトナーを該容器から排出させ、そのトナーを現像ユニットに補給する機構が本願出願人より提案されている。そして、この場合のトナー収納容器は、折り畳み可能な容器で構成しても機能上何ら問題なく、このようなフレキシブルのトナー収納容器は上記した運搬効率の悪化を大幅に改善できるとともに、ハードケースのものより、トナー容器内でのトナー凝固が生じにくいという利点があることが判明した。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した空気を供給するトナー収納容器において、空気を送り込む際、パイプを用いているものがある。しかし、このようなパイプ付き容器はそのパイプが容器減容の妨げになるだけでなく、コストアップや使用済み容器の再生や再利用を困難にさせているという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した事情に鑑み、パイプを用いることなく収納容器内に空気を送り込むことができるトナー収納容器を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の目的を達成するため、本発明は、電子写真方式の画像形成装置に装着されて使用されるトナー収納容器において、フレキシブルな樹脂製のシートの周囲を熱溶着して袋状に形成した収納容器に、収納したトナーを排出されるトナー吸い込みパイプと、収納したトナーを流動化させるエアーが供給されるエアー供給ノズルとを設け、前記収納容器には前記エア供給ノズルと連通し、かつ収納したトナーにエアーを供給するためのエアー用の流通路が容器形成と同時に熱溶着によって形成されていることを特徴とするトナー収納容器を提案する。
【０００８】
なお、本発明は、前記エアー用の流通路は、該流通路にエアーが供給される前記エアー供給ノズルの径よりも小さい径に形成されていると、効果的である。
【０００９】
さらに、本発明は、前記エアー用の流通路には複数のエアー吹き出し用開口が形成されていると、効果的である。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係るトナー収納容器を使用するのに最適な画像形成装置のトナー補給機構を示す構成図、図２はそのトナーが補給される側である現像装置の一部を示す断面図である。
【００１３】
図１において、本実施形態の剤補給装置は現像装置１０にトナーを補給するものであって、トナーを収納した収納手段としてのトナー収納容器２０、該トナー収納容器２０に収納されたトナーを現像装置１０に移送するための粉体ポンプ手段４０とを有している。
【００１４】
現像装置１０には、図１および図２に示すように、像担持体としての感光体１に対向配置された現像剤担持体としての現像スリーブ１１と、この現像スリーブ１１と軸線が平行な搬送部材としての第１攪拌スクリュー１２、第２攪拌スクリュー１３とが備えられている。現像装置１０内での現像剤は、第１攪拌スクリュー１２によって図２の左から右へ搬送され、第２攪拌スクリュー１３によって右から左へ搬送されるようにして循環される。この循環の間に搬送路の途中で現像スリーブ１１に移送された現像剤のトナーにより感光体１上に形成された静電潜像を現像する。
【００１５】
この現像装置１０には、図２に明示するように、装置の手前側端部において粉体ポンプ手段４０が設けられ、該手段は吸い込み型の一軸偏芯スクリューポンプ４１を具備している。このスクリューポンプ４１の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ４２と、ゴム等の弾性体で内側に２条スクリュー形状に作られ固定されて設置されるステータ４３と、これらを包みかつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ４４とを有している。そして、符号４６はロータ４２を駆動する駆動手段としてのモータであり、例えばステッピングモータ、サーボモータ等が用いられている。
【００１６】
上記現像装置１０には、透磁率検出器１８が設けられており、該検出器１８により現像装置１０内のトナーとキャリアの混合比の変化を検知する。そして、この透磁率検出器１８によりトナーが少ないと検知されると、モータ４６が正転し、１軸偏芯スクリューポンプ４１が作動されることによりトナー収納容器２０内のトナーが吸引されて補給される。そして、現像装置１０内の現像剤の濃度が所定濃度に達すると、モータ４６の駆動がオフされ、トナー補給が停止される。なお、現像装置１０は感光体上に形成したトナー像の反射濃度を検知してトナー補給量を制御する方法等を採用することもできる。
【００１７】
このスクリューポンプ４１は、ロータ４２の回転により強い自吸力が生じ、トナー収納容器２０からトナーを吸い込むことができる。吸い込まれたトナーは、スクリューポンプ４１と第１攪拌スクリュー１２との間に形成された供給孔１７により現像装置１０内に移送され、そして２成分現像方式を用いている場合にはこの移送工程中に補給されたトナーが現像装置１０内の現像剤と攪拌混合され、均一な剤濃度と適正な帯電量になる。なお、現像装置には脱気孔１４ａとその脱気孔１４ａを覆うフィルター１４が設けられ、トナーとともに移送される空気を現像装置１０から脱気し、現像装置１０からのトナー飛散を防止するように構成している。１軸偏芯スクリューポンプ４１の吸い込み部に接続したトナー移送管としてのチューブ１５は例えば直径４〜１０ｍｍ、肉厚１〜２ｍｍ程のチューブ状であって、フレキシブルでかつ耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効である。
【００１８】
トナー移送管としてフレキシブルなチューブ１５を用いれば、現像装置１０に対するトナー収納容器２０の設置上の制約が少なくなり、設置場所の有功活用がはかれ、また機械メンテナンス等の作業性も向上する。なお、スクリューポンプ４１の吸引量はロータ４２の回転数、ロータ４２の断面積や偏心量、またトナーの流動性等に依存するが、本実施形態で用いているスクリューポンプ４１はトナー吸引距離１ｍ程度の性能を持っており、トナーの移送方向を上下左右任意の方向へ自由に選択することができる。
【００１９】
図３は、トナー収納手段２０の一例を示す断面説明図である。
図３において、トナー収納手段２０は袋状に形成されたトナー収納容器２１を有し、トナー収納容器２１は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製で、８０〜１２０μｍ程度の厚味を持ったフレキシブルなシートを単層または複層の構成にして周囲を熱溶着することにより作られている。なお、これらシートの表面にアルミ蒸着処理することは静電気対策に有効である。
【００２０】
トナー収納容器２１の上部には、トナー通路であるトナー吸い込みパイプ２２とエアー供給ノズル２３が超音波等により溶着されて一体的に結合されている。このトナー吸い込みパイプ２２の下端は、トナー収納容器２１の底部近くまで達し、また上端はトナー収納容器２１から多少飛び出した位置に達している。また、エアー供給ノズル２３は容器の上端部までであり、容器内は隔壁２５によって形成されたエアー流通路２４に連通されている。なお、トナー吸い込みパイプ２２は図示していないが、上記チューブ１５が連結され、またエアー供給ノズル２３も図示していないエアーポンプからのチューブ(図示せず)が連結されている。
【００２１】
本実施形態におけるエアー流通路２４は、トナー収納容器２１を製造する際、同時に容器の側縁に近づいた位置で該側縁に沿うようにして熱溶着により形成されている。そして、本例のエアー流通路２４の下部はトナー収納容器２１の底部近くに達し、該位置がエアー吹き出し口２６となっている。
【００２２】
このように構成されたトナー収納容器２１は、スクリューポンプ４０およびエアーポンプが作動されると、エアー流通路２４のエアー吹き出し口２６からエアーが供給され、該エアーによって容器内のトナーが流動化されるので、トナーがそのエアー力およびスクリューポンプ４０の吸引力によってスムーズに該容器から現像装置１０に移送される。そして、エアー流通路２４はトナー収納容器２１自体を用いて形成されているので、エアー供給用のパイプ等が不要である。しかも、エアー流通路２４は容器製造時に工程を追加することなく熱溶着によって簡単に作ることができる。
【００２３】
図４は、本発明の他の実施形態を示す説明図であって、本実施形態ではエアー供給ノズル２３の径よりもエアー流通路２４の径が小さくなるように設定されている。すなわち、エアー流通路２４における横断面の開口面積が、エアー供給ノズル２３のそれよりも小さくなるように設定されている。
【００２４】
このように構成することにより、トナー収納容器２１内に供給されるエアーはエアー流通路２４に絞られるため、エアーポンプを強力にしてエアー量を増大させることなくエアー吹き出し力をアップさせることができる。よって、必要以上の量のエアーを供給することなく、エアーによるトナーほぐす作用を促進することができる。
【００２５】
図５は、本発明のさらに他の実施形態を示す説明図であって、本実施形態ではエアー流通路２４を形成する隔壁２５に、複数のエアー吹き出し用の開口としてエアー吹き出し口２６，２７，２８が形成されている。この場合、エアー流通路２４は図３と同様に上部から底部近くまで達するように延在されており、各エアー吹き出し口２６，２７２，２８は吹き出す高さ位置を変えて設けられている。
【００２６】
このように構成すると、各エアー吹き出し口２６，２７，２８からエアーを吹き出すことができるので、トナー収納容器２１内の広範囲でエアーを吹き出し、トナーのほぐし効果を高められる。
【００２７】
ところで、図５に示すように、エアー吹き出し口２６，２７，２８をエアー流通路２４の側部に設けると、そのトナー収納容器２１にトナーを充填したときにそのエアー吹き出し口２６，２７，２８からトナーがエアー流通路２４に侵入し、該流通路を塞ぎ、例えば下方のエアー吹き出し口２６等からエアーが供給されないという問題が生ずる恐れがある。
【００２８】
図６に示す実施形態は、かかる問題の発生を抑制できるものである。
図６において、エアー流通路２４にはエアー吹き出し口２６，２７，２８が設けられているが、各エアー吹き出し口２６，２７，２８のエアー吹き出し方向とトナーの充填方向とでなす角度をθとしたとき、角度θが９０度以下に設定している。なお、トナー充填時は先端が容器の底部近くに達しているパイプ２２でなく、本図に示すような短いパイプが用いられる。この場合、この充填時のパイプはその先端が容器内に深く入り込まなければ良いので、位置を変えたトナー吸い込みパイプ２２を利用することができる。
【００２９】
このように構成すると、エアー吹き出し口２６，２７，２８が横ないし下方へ向けられ、上方より充填されるトナーが吹き出し口２６，２７，２８に侵入しにくくなる。この場合、上記角度θが可能な限り小さくすることが好都合である。
【００３０】
図７は、エアー流通路２４が塞がれることを防止する他の実施形態を示す説明図であって、本実施形態ではエアー吹き出し口２６，２７，２８に相当する部分を、エアー圧よりも弱く接着されたシール部２９によってシールされている。すなわち、エアー流通路２４付トナー収納容器２１を作る際に、エアー吹き出し口２６，２７，２８の部分を弱い熱溶着のシール部２９でシールし、その接着力がエアー圧より弱いことで、トナー補給時に吹き出すエアーで剥がせるように構成している。
【００３１】
このように構成すると、当初、各エアー吹き出し口２６，２７，２８はシール部２９によってシールされているので、充填時にトナーがエアー流通路２４に侵入することはなく、また使用を開始してエアーが供給されれば、シール部２９はエアー圧によって剥がされ、エアー吹き出し口２６，２７，２８からトナー収納容器２１内にエアーを吹き出すことができる。よって、エアー流通路２４へのトナーの侵入をより確実に防止することができる。
【００３２】
ところで、上記した実施形態のトナー収納容器２１は上部に設けられたエアー供給ノズル２３と、上方から容器内に挿入されたトナー吸い込みパイプ２２とを具備するものであるが、本発明は図８ないし図１０に示すように、下部に設けられたエアー供給ノズル２３およびトナー吸い込みパイプ２２を有するトナー収納容器２１にも適用できるものである。
【００３３】
なお、図８に示す実施形態は図３の実施形態に対応するもので、エアー流通路２４が袋体自体を熱溶着加工することで作られている。また、図９に示す実施形態は図４の実施形態に対応するもので、エアー流通路２４の径がエアー供給ノズル２３の径よりも小さくなるように設定されている。さらにまた、図１０に示す実施形態は図５の実施形態に対応するもので、エアー流通路２４に複数のエアー吹き出し口２６，２７，２８が設けられている。そして、図８〜図１０の実施形態はそれぞれ対応する図３〜図５の実施形態と同様の作用効果が得られ、さらにトナー吸い込みパイプ２２を短く容器内に殆ど挿入させないで済むので、該パイプが容器減容の妨げにならない。しかも、図８〜図１０の実施形態のトナー吸い込みパイプ２２はトナー充填時のパイプを位置を変えることなく兼用することができより有利である。
【００３４】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
例えば、上記実施形態ではトナー吸い込みパイプとエアー供給ノズルがともに上部または下部に並んで設けているが、トナー吸い込みパイプとエアー供給ノズルの一方が上で、他方が下に設けることもできる。特に、トナー吸い込みパイプを容器の下部でエアー供給ノズルを容器の上部に設けると、容器内にパイプが存在せず減容等の点で好ましい。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の構成によれば、容器内でエアー流通路をパイプ等の用いることなくトナーを流動化させるエアーを供給することができる。
【００３６】
請求項２の構成によれば、強力なエアーポンプ等を用いることなく、容器内に供給するエアーの圧を高められる。
【００３７】
請求項３の構成によれば、容器内の広範囲のトナー容易にほぐすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の容器が使用できるトナー移送の構成を説明するための説明図である。
【図２】現像装置のトナー受け入れ部を示す断面図である。
【図３】本発明に係るトナー収納容器の一実施形態を示す断面説明図である。
【図４】本発明に係るトナー収納容器の他の実施形態を示す断面説明図である。
【図５】本発明に係るトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す断面説明図である。
【図６】本発明に係るトナー収納容器のさらにまた他の実施形態を示す断面説明図である。
【図７】図６の改良例を示す断面説明図である。
【図８】容器の下部にトナー吸い込みパイプとエアー供給パイプを設けた図３の実施形態に対応した断面説明図である。
【図９】容器の下部にトナー吸い込みパイプとエアー供給パイプを設けた図４の実施形態に対応した断面説明図である。
【図１０】容器の下部にトナー吸い込みパイプとエアー供給パイプを設けた図４の実施形態に対応した断面説明図である。
【符号の説明】
２１  トナー収納容器
２２  トナー吸い込みパイプ
２３  エアー供給パイプ
２４  エアー流通路
２６，２７，２８  開口部
２９  シール部
【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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