(57)【要約】【課題】トナーブロッキングすることなく、且つトナー汚れの少ないトナー補給容器を提供する。【解決手段】画像形成装置に装着されてトナーを補給するためのトナー補給容器において、トナーを収容する容器本体１と、容器本体１に設けられ、トナーを落下させて排出するための開口を有するトナー排出部１ａと、を有し、前記トナー排出部１ａの近傍は可撓性部材で構成され、前記開口はトナーが凝集状態にあっては自然落下不能な小径に構成され、前記電子写真画像形成装置からの作用力により前記可撓性部材で構成されたトナー排出部近傍を変形または変位させることにより、前記開口からトナーを落下排出することを特徴とする。【選択図】図５
2009020233.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置に装着されて現像剤を補給するための現像剤補給容器において、
現像剤を収容する容器本体と、
容器本体に設けられ、現像剤を落下させて排出するための開口を有する現像剤排出部と、
を有し、
前記現像剤排出部の近傍は可撓性部材で構成され、
前記開口は現像剤が凝集状態にあっては自重落下不能な大きさに構成され、
前記電子写真画像形成装置からの作用力により前記可撓性部材で構成された現像剤排出部の近傍を変形または変位させることにより、前記開口から現像剤を落下排出することを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項２】
電子写真画像形成装置に装着されて現像剤を補給するための現像剤補給容器において、
現像剤を収容する容器本体を構成する第１の容器部と、
前記第１の容器部と一体となって前記容器本体を構成する第２の容器部と、
前記第２の容器部に設けられ、現像剤を落下させて排出するための開口を有する現像剤排出部と、
を有し、
前記第２の容器部は可撓性部材で構成され、
前記開口は現像剤が凝集状態にあっては自重落下不能な大きさに構成され、
前記電子写真画像形成装置からの作用力により前記第２の容器部を変形または変位させることにより、前記開口から現像剤を落下排出することを特徴とする現像剤補給容器。
【請求項３】
前記現像剤排出部は筒状に構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給容器。
【請求項４】
前記現像剤排出部は、電子写真画像形成装置本体からの作用力を受けるための力受け部を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
【請求項５】
前記作用力は捻り力、回転力、偏心運動、振動のいずれかであることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
【請求項６】
前記可撓性部材の材質が、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はエラストマーであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の現像剤補給容器。
【請求項７】
前記現像剤補給容器は画像形成装置本体からの駆動力を受けて回転することで現像剤を補給する現像剤補給容器であって、前記容器本体と前記現像剤排出部が同一の回転軸線上にあることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の現像剤補給容器。
【請求項８】
前記第１の容器部は円筒形状に構成され、
前記第２の容器部は円錐形状に構成され、
前記現像剤排出部は前記第２の容器部の円錐形状の頂部に設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項３に記載の現像剤補給容器。
【請求項９】
前記開口の径と前記第１の容器部の径との直径比が1：10〜1：40の範囲であることを特徴とする請求項８記載の現像剤補給容器。
【請求項１０】
前記第１の容器部と前記第２の容器部との境界に鍔部が形成されていることを特徴とする請求項２記載の現像剤補給容器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真画像形成装置に現像剤を補給するための現像剤補給容器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置には現像剤としての微粉末のトナーが使用されている。そして、電子写真画像形成装置本体のトナーが消費された場合には、現像剤補給容器（トナー補給容器）を用いて画像形成装置本体へトナーを補給することが行われている。
【０００３】
トナーは極めて微細な粉末であるため、トナー補給作業時には、トナーが飛散しないようにトナー補給容器を画像形成装置本体内の内部に据え置いて少量ずつトナーを排出する方式が知られている。
【０００４】
こうしたトナーは数ミクロンという粒径の微細な粉末であることから凝集性が高く、物流・輸送過程を経た場合や、放置しておくだけでもブロッキング（固まる）してしまい、補給性能を阻害するといった問題があった。
【０００５】
こうした課題を解決するため、従来から幾つかの公知技術が開示されており、例えば特許文献１や特許文献２に記載してあるような方法が提案されている。この特許文献１及び特許文献２にはトナー補給容器の側壁の一部を弾性部材で構成し、この弾性部材を間欠的に変形させて内壁に付着したトナーを落とすことでトナーブロッキングを防止するという方法が提案されている。
【０００６】
また、特許文献３には容器全体がゴムなどの弾性部材やフィルムなどの可撓性部材を用いた袋状の容器本体とその下部にトナー補給口を有しており、トナー補給口を揺動運動させることでトナーを補給するといった方法が提案されている。
【０００７】
【特許文献１】実開平５−２９０５９号公報
【特許文献２】特開平１０−６３０７２号公報
【特許文献３】特開２００３−１０７８７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら上述した特許文献１及び２の方法においては、ブロッキングを崩すためだけの補助的な手段としてトナー補給容器の側壁を変形させている。そして、トナー補給そのものはスクリューや搬送ローラ等の別の搬送機構を用いている。したがって、こうしたトナー搬送機構とは別にブロッキング防止機構を画像形成装置本体側に設ける必要があった。
【０００９】
一方、特許文献３の方法では、トナー補給口近傍を変形させて補給口近傍のトナーブロッキングを解消しながらトナーを補給するという方法のため、画像形成装置本体側の駆動機構が一つで済む利点がある。しかし、補給口を左右に大きく揺動させるため、補給口受け口を大きくする必要があり、本体側のコンパクト化を阻害する要因の一つになっていた。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、トナーブロッキングすることなく、且つ現像剤汚れの少ない現像剤補給容器を提供するものである。
【００１１】
本発明の他の目的は、安価な構成で定量補給性に優れた現像剤補給容器を提供するものである。
【００１２】
さらに本発明の他の目的は、物流効率に優れた現像剤補給容器を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、電子写真画像形成装置に装着されて現像剤を補給するための現像剤補給容器において、現像剤を収容する容器本体と、容器本体に設けられ、現像剤を落下させて排出するための開口を有する現像剤排出部と、を有し、前記現像剤排出部の近傍は可撓性部材で構成され、前記開口は現像剤が凝集状態にあっては自然落下不能な大きさに構成され、前記電子写真画像形成装置からの作用力により前記可撓性部材で構成された現像剤排出部近傍を変形または変位させることにより、前記開口から現像剤を落下排出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
上記したように本発明においては、開口が形成された現像剤排出部を有し、その近傍が可撓性部材で構成されていることにより、画像形成装置本体からの作用を受けることで排出部近傍の現像剤を順次崩しながら補給する。これにより、現像剤のブロッキングを防止しつつ汚れの少ない現像剤補給が実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明の一実施形態に係る現像剤補給容器について、図面を参照して具体的に説明する。
【００１６】
〔第１実施形態〕
まず、本発明の第１実施形態に係る現像剤補給容器としてのトナー補給容器が装着される画像形成装置の一例である電子写真画像形成装置の構成について、図１に基づいて説明する。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタなど）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサー等が含まれる。
【００１７】
＜電子写真画像形成装置＞
図１に示す電子写真画像形成装置本体（以下、「装置本体」という）の画像形成部の主要構成断面図である。同図はカラー複写機の場合を示しており、４つの現像ユニット（Ｂｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙ）を並列に配置した場合の一例である。
【００１８】
図１において、まず帯電装置（帯電ローラ）101により像担持体（感光ドラム）100の表面が均一帯電し、その後、不図示の露光装置により出力画像に応じた露光を行うことで受光部分に静電像が形成される。感光ドラム100に形成された静電潜像が現像装置103の現像スリーブ102へ至ると、現像スリーブ102から現像剤（以下「トナー」という）が供給されて、静電像が可視化される。そして不図示の転写ローラにより、静電潜像を現像したトナー画像は中間転写ベルト107に一次転写される。これを各色毎に行い一つのカラー画像を形成する。形成されたカラー画像はやがて二次転写ローラ108にて不図示のシートに二次転写され、その後、定着装置（不図示）にて熱と圧力により定着されて画像として出力される。
【００１９】
転写後に感光ドラム100表面に残ったトナーはクリーナ部106にて除去回収され、廃トナー部へ回収される。
【００２０】
＜現像剤補給容器＞
次に、本実施形態における現像剤補給容器としてのトナー補給容器について図２乃至図４を用いて説明する。図２は現像剤補給容器の部分断面斜視図、図３は正面断面図、図４は現像剤補給容器を本体ケーシングにセットする時の様子を示した図であり、(A)は装着前、(B)は装着完了後の状態を示した図である。
【００２１】
トナー補給容器は略円筒形状に形成された剛体の第１の容器部である容器上部１Ａと、可撓性部材で形成された第２の容器部である容器下部１Ｂとの２つの異なる材質で構成されている。なお、可撓性部材の材質としては、弾性変形可能のものであればよく、ポリエチレン、ポリプロピレン、又はエラストマー等が好適に用いられる。
【００２２】
前記容器下部１Ｂは下に向かって円錐形状を有しており、その頂部（下部先端）には、内部にトナーを排出する開口が形成された細い略円筒状の現像剤排出部（以下、単に「排出部」という）１ａが設けられている。前記容器上部１Ａには円周上であって、容器下部１Ｂとの境界に鍔部１ｂが形成されており、本体に挿入した際の位置決めストッパになるとともに、容器が回転する際の摺動面になる。この容器上部１Ａはユーザのハンドリング性を考慮して、ある程度の強度を有する。このため、本実施形態においては一般的なプラスチック成形品で構成している。
【００２３】
一方、容器下部１Ｂは可撓性を有する部材で構成されており、自由に変形可能な状態となっている。
【００２４】
排出部１ａの外周部には画像形成装置本体からの作用力を受けるための駆動力受け部２（以下「カップリング部材」という）が設けられている。また、このカップリング部材２の外周面はギア形状を有しており、画像形成装置本体の本体駆動部104と係合して回転駆動力を伝達する。本体駆動部104は、装置本体が備える駆動装置からの駆動力が伝達されている。
【００２５】
また、このカップリング部材２は、図４に示すように、前記排出部１ａの開閉を担うシャッタ機能も果たしている。カップリング部材２は、通常の状態では排出部１ａを塞いだ状態でロックされている（図４(A)）。そして、トナー補給容器を画像形成装置本体にセットした際にカップリング部材２がスライドすることで排出部１ａを開口し、トナー補給可能な状態になる（図４(B)）。
【００２６】
トナー補給容器本体内にはトナーが収容されているが、トナーが凝集状態にあってはトナーが実質的に自重落下不能な程度に開口の大きさとなるように、小径に構成されている。このため、本実施形態のトナー補給容器は、シャッタが開いた状態でも、トナーの凝集性によって自重でトナーが排出されてしまうことはない。よって、シャッタが開いただけの状態では排出部１ａからトナーが排出されない状態となっている。トナーを補給する際は、画像形成装置本体からの作用を受けて、カップリング部材２が後述するような所定の動作をすることによって排出部１ａからトナーを補給する。
【００２７】
＜トナー補給容器の補給動作＞
次に図５を用いて本実施形態におけるトナー補給容器の補給動作について説明する。
【００２８】
図５は画像形成装置及びトナー補給容器の斜視図である。まず図５(A)はトナー補給容器を容器装着部（本体ケーシング）105内に向けてセットした状態を示している。トナー補給容器が本体内にセットされると、カップリング部材２が本体駆動ギア104と係合状態になる。そして、図５(B)に示すように、矢印ａ方向に本体駆動ギア104が回転すると、それに伴ってカップリング部材２も回転する。このとき、排出部１ａ近傍の可撓性部材はカップリング部材２に引っ張られて変形する。このため、変形した近傍のトナーの凝集状態が崩れる。つまり、排出部１ａ近傍は若干捩れを伴って変形することで、その近傍のトナー凝集を崩すのである。さらに回転が続くと、図５(C)に示したように、少し遅れて容器上部１Ａも回転をし始め、トナー容器全体が回転する。このとき、容器上部１Ａの鍔部１ｂと本体ケーシング105との間には不図示の回転コロが設けられており、スムーズに容器本体１が回転する構成になっている。
【００２９】
トナー補給容器が回転することで容器全体のトナーが崩れ、容器内は流動性の良い状態となる。このため、排出部１ａから定量的にトナーが落下排出される。トナー補給容器が回転している間はこの状態が維持されるのでトナーが補給され続ける。そして、トナー補給容器の回転が止まるとトナーの自重によってトナーが沈降し、容器内部の流動性が低くなり、凝集したトナーが自然に排出部１ａを塞ぐことで補給が自動的に停止される。したがって従来のようにその都度、排出部１ａを塞ぐような機構が必要なく、コンパクトで安価な構成を実現できる。
【００３０】
上記のように、排出部１ａの近傍を変形させることにより、トナーの凝集状態を崩し、そのトナーを排出部１ａから排出可能とする。このことから、可撓性部材で構成して変形可能とする「排出部の近傍」は該部分の変形により排出部開口を塞いでいる凝集トナーを崩し得る領域である。
【００３１】
本実施形態における排出部１ａの大きさはトナーの物性や充填量、または容器本体１の直径とのバランスなどから適宜設定すれば良いが、トナーの自重で排出されない程度に設定するのが好ましい。なお、本実施形態における検討結果からは、排出部の開口径：容器本体１の径の直径比率としては1：10〜1：40の範囲内であることが好ましいことがわかっている。
【００３２】
すなわち、開口径が容器本体径の１／10よりも大きくなると、トナーの自重で自然落下してしまい、トナーのボタ落ちが発生、周囲を汚してしまう可能性がある。
【００３３】
一方、開口径が容器本体径の１／40よりも小さくなると、排出開口が小さ過ぎてトナー排出がスムーズに行なわれなく可能性がある。したがって、開口径と容器本体の径は適度な範囲の比率で構成されていることが望ましい。
【００３４】
なお、本実施形態のトナー補給容器においては、前記開口径を５mm、容器本体径を100mmにしている。
【００３５】
上記のように、本実施形態においては従来のように単に容器内壁を変形させてブロッキングを崩すという補助的な機能だけでなく、可撓性を有する排出部１ａ近傍そのものに直接変形力及び回転駆動力を作用させる。これにより、排出部１ａ近傍の凝集したトナーを崩すと同時に、且つトナー補給容器自身をも回転駆動させることで、容器全体のトナー流動性を高め、定量的なトナー補給を実現することが可能となる。
【００３６】
したがって、トナー補給に必要な駆動機構は一箇所で済み、しかも回転駆動ギア104のみという極めて省スペースで低コストな駆動機構で優れたトナー補給性を実現できる。
【００３７】
さらに排出部１ａが非常に小さいことと、従来例のように排出部１ａが左右に揺動せずに排出部１ａの位置が容器本体１とほぼ同一の回転軸線上にある。このため、排出部１ａが常に一定で動かないためトナー飛散がほとんど無い。これにより、トナー汚れの発生を抑制してトナー補給が実現できる。
【００３８】
また、使用後、空になったトナー補給容器は前記可撓性部材で構成された容器下部１Ｂを容器上部１Ａに押し込むことで容積を減少させることが可能である。このため、容器を回収した際の物流効率がよくなる。したがってエコロジーで環境に優しいトナー補給容器を提供することができる。
【００３９】
上述したように、本実施形態のトナー補給容器において重要なポイントは、極小開口を有する排出部１ａと、その近傍に変形力を作用させるという点である。つまり、変形力を作用させる場所が重要である。
【００４０】
例えば、本実施形態におけるトナー補給容器の構成において、排出部１ａ近傍ではなく、もっと上の部分をいくら変形作用させても肝心の排出部１ａにあるトナー凝集を崩さない限りは全く意味をなさない。特に本実施形態に示したような極小開口を持つトナー補給容器においては、変形を作用させる場所が重要になってくる。
【００４１】
本実施形態では、上述したように、円筒形状の排出部１ａにカップリング部材２を設けることで、画像形成装置本体からの作用力を排出部１ａとその近傍に与え、容器内のトナー流動性を付与し、必要な時に必要なだけトナーを補給することができるのである。
【００４２】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係るトナー補給容器について図６を参照して説明する。なお、本実施形態の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００４３】
先に説明した第１実施形態との違いは、容器本体１が回転せずに、排出部１ａ近傍のみを偏心運動させてトナー補給を行う場合の例を示したものである。
【００４４】
図６に示すように、排出部１ａの先端部に設けたカップリング部材２は前述した第１実施形態とは異なり、ある所定量だけ偏心した位置に排出部１ａを設けた構成となっている。このカップリング部材２の中心から外れた位置には画像形成装置本体に設けた駆動軸109と係合するための係合穴２ａが設けられている。この係合穴２ａの内周面は駆動軸109と噛合し得る形状に形成されている。そして、前記駆動軸109と係合穴２ａの関係は、両者が係合したときに駆動軸109の軸方向にカップリング部材２がスライド可能であるが、駆動軸109が回転するときはカップリング部材２も一体的に回転するように構成されている。
【００４５】
そして、図６に示すように、容器のセットに伴って係合穴２ａが駆動軸109と係合する。駆動軸109が回転すると、カップリング部材２は偏心運動を行い、同時にカップリング部材２と一体に設けられている排出部１ａも同様に偏心運動を行う。この偏心運動により排出部１ａ近傍のトナー凝集を崩しながら、流動性の高まったトナーを落下排出させる。
【００４６】
本実施形態はトナー補給容器自身は回転しないので、容器本体形状が円筒形以外のものには好適である。例えば図６に示したようなスダンディングパウチ容器やその他の形状にも対応可能であり、画像形成装置本体内のスペース効率を優先する場合には有効である。
【００４７】
また、本実施形態は第１実施形態と異なり、容器自身が回転しないので、容器全体のトナー流動性を高めるには多少時間を要するが、補給性能自体はなんら変わらない。
【００４８】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では容器本体を変形させてトナーを排出する例を示したが、変形のみならず、容器本体を変位させてトナーを排出するようにしてもよい。
【００４９】
また、容器本体が画像形成装置本体から受ける作用力は、捻り力、回転力、偏心運動、のみによらず、振動を加えることでも同様な効果を発揮することができる。そのため、その作用力については特に限定するものではない。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明に係る画像形成装置の主要部の一実施形態を示す部分断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る現像剤補給容器の外観斜視図である。
【図３】本発明の第１実施形態における現像剤補給容器の部分断面図である。
【図４】本発明の第１実施形態における現像剤補給容器の装着動作を示した図である。
【図５】本発明の第１実施形態における補給動作を示した部分断面図であり、(A)挿入時、(B)初期の回転時、(C)補給回転時、状態を示したものである。
【図６】本発明の第２実施形態における現像剤補給容器の斜視図である。
【符号の説明】
【００５１】
１    …トナー補給容器
１Ａ  …容器上部
１Ｂ  …容器下部
１ａ  …排出口
１ｂ  …鍔部
２    …カップリング部材
２ａ  …係合穴
100   …感光ドラム
101   …帯電ローラ
102   …現像スリーブ
103   …現像器
104   …本体駆動部
105   …本体ケーシング
106   …クリーナ部
107   …中間転写ベルト
108   …二次転写ローラ
109   …駆動軸
【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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