| 【発明の名称】 |
トナー補給装置及び該装置を用いた画像形成装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 秀樹
|
| 【要約】 |
【課題】トナー収容部材に回転駆動力を伝達する場合に、従来構成に比べ該トナー収容部材の振動を軽減させて、トナー供給量の安定化を図ることができるトナー補給装置及び該装置を用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーを収容するトナーボトル１０を備え、このトナーボトル１０を回転させ、トナーボトル１０の開口部からトナーを排出して画像形成装置の現像部にトナーを補給するトナー補給装置において、駆動軸１６からの回転駆動力をトナーボトル１０に伝達する中継部材として中継板１５を備えた。トナーボトル１０の軸方向から駆動力を伝達するので、ギヤで周面から回転駆動力を伝達する構成に比べトナーボトル１０の振動を軽減できる。また中継板１５が駆動軸１６の振動を緩和するので、駆動軸１６の回転駆動力をトナーボトル１０に直接伝達する構成に比べ、トナーボトル１０の振動を軽減できる。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】トナーを収容するトナー収容部材を備え、該トナー収容部材を回転させて該トナー収容部材の開口部から該トナーを排出し、画像形成装置の現像部に該トナーを補給するトナー補給装置において、駆動源からの回転駆動力を受け取る駆動受け取り部と、上記トナー収容部材に該トナー収容部材の回転軸方向から係合して該トナー収容部材を回転させる駆動受け渡し部とを有する中継部材を設けたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】請求項１のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を覆う外装部材を設けたことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項３】請求項１又は２のトナー補給装置において、上記トナー収容部材と上記中継部材とが、該トナー収容部材の回転軸芯と垂直な方向に相対的に移動可能に係合されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】請求項１，２又は３のトナー補給装置において、上記中継部材を略円板状に形成すると共に、上記トナー収容部材を略円筒状に形成し、該中継部材の直径をＤ１、該トナー収容部材の外径をＤ２としたときに、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たすことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項５】請求項１，２，３又は４のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を再使用するときに、再使用前とは異なる色の中継部材を用いることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項６】請求項１，２，３，４又は５のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を主材料としてポリエチレンテレフタレートを用いて構成したことを特徴とするトナー補給装置。
【請求項７】潜像を担持する潜像担持体と、該潜像を現像する現像装置と、該現像装置に現像剤を供給するトナー補給装置とを備え、該潜像担持体上の潜像を該現像装置によって現像して画像を形成する画像形成装置において、上記トナー補給装置として、請求項１，２，３，４，５又は６のトナー補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置及び該画像形成装置に用いられるトナー補給装置に係り、詳しくは、トナーを収容するトナー収容部材を備え、該トナー収容部材を回転させて該トナー収容部材の開口部から該トナーを排出し、画像形成装置の現像部に該トナーを補給するトナー補給装置及び該装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トナー補給装置に使用されるトナーボトルの材質としては、主にポリエチレン（以下、「ＰＥ」という。）が使用されていた。しかし、近年ではコストの面からポリエチレンテレフタレート（以下、「ＰＥＴ」という。）が使用される例が増えてきている。トナーボトルの材質をＰＥＴとすることによってコスト的には有利になるが、強度的にはＰＥより劣ってしまう。このため、ＰＥＴからなるトナーボトルは、衝撃等により変形や破損が生じやすいおそれがある。
【０００３】衝撃等によるトナーボトルの変形や破損を防止し得るものとして、特開平６−１９４９５０号公報において、外筒部と、この内部に位置させた内筒部とからなる二重構造のスクリュータイプのトナーボトルが開示されている。このトナーボトルは内筒部内のトナーを熱や湿度から守ることを主な目的としているが、外筒部が衝撃等から内筒部を保護し該内筒部の変形や破損を防ぐこともできる。また、特開平１０−６９１６０号公報において、スクリュータイプのトナーボトルを覆うように角型形状の外装部材を設けたものが開示されている。このトナーボトルは外装部材で保護されるため、衝撃などによる変形、破損に対しては極めて強い構造を有している。
【０００４】ここで、スクリュータイプのトナーボトルは回転することで内部のトナーを開口部から排出するようになっているため、トナーボトルに対して回転駆動力を伝達する必要がある。上記特開平６−１９４９５０号公報及び特開平１０−６９１６０号公報で開示されたスクリュータイプのトナーボトルでは、トナーボトルに対する回転駆動力の伝達を、トナーボトル周面に嵌合したギヤに画像形成装置本体側に設けられた駆動ギヤを連結することによって行なっている。ところが、ギヤでトナーボトルの周面に回転駆動力を伝達すると、トナーボトルが振動してトナー供給量が不安定となるおそれがある。
【０００５】そこで、ギヤでトナーボトルの周面に回転駆動力を伝達する回転駆動方式に替えて、トナーボトル底面と係合しトナーボトルの回転軸と同軸上で回転する駆動部材によりトナーボトル底面に回転駆動力を伝達する回転駆動方式を用いたものが知られている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】上記駆動部材でトナーボトル底面に回転駆動力を伝達する回転駆動方式は、ギヤでトナーボトルの周面に回転駆動力を伝達する回転駆動方式に比べて、トナーボトルの振動を軽減することができる。しかし、駆動源の振動が直接トナーボトルに加わるため、トナー供給量の安定化を図るには不十分な面もあった。
【０００７】本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、トナー収容部材に回転駆動力を伝達する場合に、従来構成に比べ該トナー収容部材の振動をより軽減させて、トナー供給量の安定化を図ることができるトナー補給装置及び該装置を用いた画像形成装置を提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するために、請求項１の発明は、トナーを収容するトナー収容部材を備え、該トナー収容部材を回転させて該トナー収容部材の開口部から該トナーを排出し、画像形成装置の現像部に該トナーを補給するトナー補給装置において、駆動源からの回転駆動力を受け取る駆動受け取り部と、上記トナー収容部材に該トナー収容部材の回転軸方向から係合して該トナー収容部材を回転させる駆動受け渡し部とを有する中継部材を設けたことを特徴とするものである。また、請求項２の発明は、請求項１のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を覆う外装部材を設けたことを特徴とするものである。また、請求項３の発明は、請求項１又は２のトナー補給装置において、上記トナー収容部材と上記中継部材とが、該トナー収容部材の回転軸芯と垂直な方向に相対的に移動可能に係合されていることを特徴とするものである。また、請求項４の発明は、請求項１，２又は３のトナー補給装置において、上記中継部材を略円板状に形成すると共に、上記トナー収容部材を略円筒状に形成し、該中継部材の直径をＤ１、該トナー収容部材の外径をＤ２としたときに、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たすことを特徴とするものである。また、請求項５の発明は、請求項１，２，３又は４のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を再使用するときに、再使用前とは異なる色の中継部材を用いることを特徴とするものである。また、請求項６の発明は、請求項１，２，３，４又は５のトナー補給装置において、上記トナー収容部材を主材料としてポリエチレンテレフタレートを用いて構成したことを特徴とすることを特徴とするものである。請求項１乃至６のトナー補給装置では、トナー収容部材の軸方向から駆動力を伝達するので、ギヤを用いてトナー収容部材の周面から回転駆動力を伝達する従来構成に比べ、該トナー収容部材の振動を軽減することができる。また、駆動源の回転駆動力を中継部材を介してトナー収容部材に伝達するので、該中継部材が該駆動源の振動を緩和し、該中継部材を設けずに該駆動源の回転駆動力を該トナー収容部材に直接伝達する場合に比べ、該トナー収容部材の振動をより軽減することができる。このように、トナー収容部材の振動を軽減することができるので、トナー供給量の安定化を図ることができる。
【０００９】また、請求項７の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像を現像する現像装置と、該現像装置に現像剤を供給するトナー補給装置とを備え、該潜像担持体上の潜像を該現像装置によって現像して画像を形成する画像形成装置において、上記トナー補給装置として、請求項１，２，３，４，５又は６のトナー補給装置を用いたことを特徴とするものである。この画像形成装置では、トナー収容部材の振動を軽減してトナー供給量の安定化を図り、高品質な画像を形成することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真複写機（以下、単に複写機という）に適用した一実施形態について説明する。まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図５はこの複写機の概略構成図である。図示のように、本複写機は、原稿の画像情報を読み取るスキャナ部１００と、転写紙Ｐに画像を形成する画像形成部２００と、この画像形成部２００に転写紙Ｐを供給する給紙部３００とを備えている。また、複写機内の各装置の動作を制御する図示しない制御部も備えている。
【００１１】上記スキャナ部１００は、図示しないコンタクトガラス上に載置された原稿の画像情報を受光装置１０１で読み取り、読み取った画像情報を上記制御部に送る。
【００１２】上記制御部は、スキャナ部１００から受け取った上記画像情報に基づき、画像形成部２００のレーザ書き込みユニット２００Ａ内に配設された図示しないレーザダイオードやポリゴンミラー等を制御してプロセスカートリッジ２００Ｂの感光体ドラム１に向けてレーザ書き込み光Ｌを照射させる。この照射により、感光体ドラム１の表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。画像形成部２００は、これらレーザ書き込みユニット２００Ａ、プロセスカートリッジ２００Ｂの他、転写装置２００Ｃ、定着装置２００Ｄ、排紙装置２００Ｅ、回動軸２１４を中心に図中矢印方向に開閉可能なドア２００Ｆ、回動軸２１５を中心に図中前後方向に開閉可能なドア２００Ｇ、図示しない現像剤供給装置としてのトナー供給装置等も備えている。
【００１３】上記給紙部３００は、４つの給紙カセット３０１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、４つのレジストローラ３０２ａ、ｂ、ｃ、ｄ、４つの紙搬送ローラ対３０３ａ、ｂ、ｃ、ｄ等を備えている。
【００１４】４つの給紙カセット３０１ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ転写紙Ｐを載置収容するものであり、複写機本体に対して図５の前後方向に着脱されるように構成されている。
【００１５】上記レジストローラ３０２ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ給紙カセット３０１ａ、ｂ、ｃ、ｄに載置されている転写紙Ｐを１枚だけ排出させ、搬送ローラ対３０３ａ、ｂ、ｃ、ｄ等で構成される紙搬送経路に送る。
【００１６】上記制御部は、スキャナ部１００から上記画像情報を受け取ると、上述のようなレーザ書き込みや、後述の現像プロセスを実施させて感光体ドラム１上にトナー像を形成させるとともに、この画像情報に応じたサイズの転写紙Ｐを給紙させるべく、４つのレジストローラ３０２のうちの１つを作動させる。この作動により４つの給紙カセット３０１のうちの１つから転写紙Ｐが１枚排出され、紙搬送ローラ対３０３を経由した後、プロセスカートリッジ２００Ｂと転写装置２００Ｃとの間の転写位置に搬送される。この転写位置では、図示しないバイアス印加手段によって転写用バイアスを印加されている転写ローラが、感光体ドラム１に当接してニップを形成している。感光体ドラム１上で現像された上記トナー像は、このニップに挟まれた転写紙Ｐと重ね合わされる。そして、上記転写用バイアスの印加によってこのニップに形成されている転写用電界や、感光体ドラム１と上記転写ローラとの当接圧力などの影響を受けて転写紙Ｐ上に転写される。
【００１７】このようにしてトナー像が転写された転写紙Ｐは、定着装置２００Ｄ内に送られ、加圧ローラ２１６と加熱ローラ２１７との間における加圧力や加熱など影響を受けてトナー像が定着せしめられる。そして、転写装置２００Ｄから排出された後、排紙装置２００Ｅの排紙ローラ対の間を経由して機外へと排出される。
【００１８】次に、プロセスカートリッジ２００Ｂの現像ユニットについて説明する。図１は、プロセスカートリッジ２００Ｂの現像ユニットの現像部の概略構成図である。図１において、トナー供給口Ａよりトナーは現像ユニット内に補給される。補給されたトナーは第一搬送スクリュー４、第二搬送スクリュー５によって、現像スリーブ２の近傍に搬送される。上記現像ユニット内には、磁性体からなるキャリアが存在しており、現像スリーブ２内には磁石が存在し、キャリアを付着させている。トナーは電気的な力によって、このキャリアに付着し、ドクターブレード３によって規定の厚みに規制された後に、感光体ドラム１上の潜像に付着する。
【００１９】また、第一搬送スクリュー４の直下にあるＴセンサ６で現像ユニット内のトナー量を監視し、あらかじめ設定された値になった場合には、複写機本体の制御系よりトナー補給の指示が出され、トナーボトル１０を回転させて、トナー供給口Ａよりトナーの補給を行う。さらに、このＴセンサ６によってトナーエンド、トナーニアエンドの監視も行っている。
【００２０】次に、本実施形態の特徴部であるトナー補給装置について説明する。図２はトナー補給のメカニズムを説明するためのトナー補給装置の斜視図である。また、図３はトナー補給装置の分解斜視図である。図３において、Ｔセンサ６（図１参照）のトナーエンド検知により、補給命令が出された場合、トナーボトル１０は回転し、トナーを現像ユニットに供給する。トナーボトル１０が回転することにより、そのスクリュー形状によって、トナーは開口部より排出される。トナーボトルケース１１はトナーボトル１０と一緒に回転する構成となっており、このトナーボトルケース１１に貼り付けられているトナー補給マイラ７（図２参照）によって、トナーは掻き揚げられ、トナー排出口１３よりトナー排出部１４を経て、現像ユニット内に供給される。なお、上記トナー排出部１４には、トナー補給装置を複写機に脱着する動きと同期して、開閉するシャッタが装備されている。
【００２１】また、上記トナー補給装置はトナーボトル１０、トナーボトルケース１１、中継部材としての中継板１５を下ケース８上にセットし、上ケース９にて蓋をした後に、ケース嵌合用部品１２にて完全に組み上げる。このとき、中継板１５の駆動受け取り部は、外装部材としての下ケース８及び上ケース９から露出している。このように、トナーボトル１０を外装部材としての下ケース８及び上ケース９で覆う二重構造となっているので、トナーボトル１０の主材質としてＰＥよりも強度の劣るＰＥＴを用いた場合であっても、先端が尖ったもの（例えばドライバーの先端部分）が突き刺さってトナーボトル１０に穴が開いて内部のトナーが飛散したり、輸送時の衝撃でトナーボトル１０が変形したりすることを防止できる。
【００２２】ここで、中継板１５の直径をＤ１、トナーボトル１０の外径をＤ２としたときに、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たすようにした。これにより、中継板１５とトナーボトル１０とが係合すると、トナーボトル１０の軸方向から見た場合に、中継板１５がトナーボトル１０の外周より内側に入り込んだ状態となる。この結果、駆動伝達時には中継板１５の外周面が下ケース８及び上ケース９に擦れることがなく、余計な負荷トルクの増大を防ぐことができる。直径Ｄ１と外径Ｄ２との差としては、１．０ｍｍ以上有ることが望ましい。トナーボトル１０は、複写機本体からの駆動をこの中継板１５を介して軸方向から受けることになる。
【００２３】図４（ａ）は、トナーボトル１０と、中継板１５と、駆動軸１６との係合を説明するための斜視図である。また、図４（ｂ）は、これらの係合状態を説明するための断面図である。図４（ｂ）に示すように、駆動軸１６の略カム形状の凸部が中継板１５の駆動受け取り部としての凹部に係合し、中継板１５の略カム形状の駆動受け渡し部としての凸部がトナーボトル１０の凹部に係合する。係合当初において、これら３つの部材が正規に係合しなかったとしても、駆動軸１６が回転することによって、正規に係合するようになっている。このように、トナーボトル１０に中継板１５を介して軸方向から駆動力を伝達するので、ギヤを用いてトナーボトルの周面から回転駆動力を伝達する従来構成に比べ、トナーボトル１０はその回転軸芯が略一定の位置で回転し、トナーボトル１０の振動が軽減される。また、駆動軸１６の回転駆動力を中継板１５を介してトナーボトル１０に伝達するので、中継板１５が駆動軸１６の振動を緩和し、中継板１５を設けずに駆動軸１６の回転駆動力をトナーボトル１０に直接伝達する場合に比べ、トナーボトル１０の振動をより軽減することができる。この結果、トナー供給量の安定化を図ることができる。
【００２４】ここで、駆動軸１６の回転軸芯とトナーボトル１０の回転軸芯とが若干ずれていたとしても、中継板１５が回転軸芯と垂直な方向に移動してフリージョイントとしての役割を果たし、駆動軸１６の駆動力をスムーズにトナーボトル１０に伝達することができる。これにより、駆動軸１６とトナーボトル１０との回転軸芯のずれに起因するトナーボトル１０の破損を防止することができる。また、中継板１５の軸方向の厚みを変えることによって、トナーボトル１０の軸方向長さが異なる（すなわちトナー収容量が異なる）ものを使用する場合でも、駆動軸１６の駆動力をスムーズにトナーボトル１０に伝達することができる。
【００２５】以上本実施形態によれば、トナーを収容するトナー収容部材としてのトナーボトルを備え、該トナーボトルを回転させて該トナーボトルの開口部から該トナーを排出し、画像形成装置の現像部に該トナーを補給するトナー補給装置において、駆動源からの回転駆動力を受け取る駆動受け取り部としての凹部と、上記トナーボトルに該トナーボトルの回転軸方向から係合して該トナーボトルを回転させる駆動受け渡し部としての凸部とを有する中継部材としての中継板を設けた。また、トナー収容部材としてのトナーボトルを覆う外装部材としての上ケース及び下ケースを設けた。よって、上ケース及び下ケースがトナーボトルを覆って保護するため、該トナーボトルの穴開き等の損傷を防いでトナー飛散等を防止することができる。また、トナー収容部材としてのトナーボトルと中継部材としての中継板とが、該トナーボトルの回転軸芯と垂直な方向に相対的に移動可能に係合されている。駆動源側の駆動部材の回転軸芯とトナーボトルの回転軸芯とずれていると、回転駆動力の伝達によりトナーボトルが破損するおそれがあるが、中継板がトナーボトルの回転軸芯と垂直な方向に移動してフリージョイントの役割を果たし、２つの軸芯間のずれを吸収しながら駆動力をスムーズに伝達することができる。これにより、駆動源側の回転軸芯とトナーボトルの回転軸芯とのずれに起因するトナーボトルの破損を防止することができる。また、中継部材としての中継板を略円板状に形成すると共に、トナー収容部材としてのトナーボトルを略円筒状に形成し、該中継板の直径をＤ１、該トナーボトルの外径をＤ２としたときに、Ｄ１＜Ｄ２の関係を満たす。よって、中継板とトナーボトルとが係合すると、トナーボトルの軸方向から見た場合に、該中継板が該トナーボトルの外周より内側に入り込んだ状態となる。この結果、駆動伝達時に中継板の外周面が上ケース及び下ケースに擦れることがなく、該中継板を追加したことによる、負荷トルクの増大を抑制することができる。また、トナー収容部材としてのトナーボトルを再使用するときに、再使用前とは異なる色の中継部材としての中継板を用いる。トナーボトルの再使用ごとに異なる色の中継板を用いることで、該トナーボトルのリサイクル回数の識別を容易に行うことができる。例えば、新品のときは白色、１回目の再利用のときは青色、２回目の再利用のときは黄色といった具合に異なる色の中継板を用いる。また、トナー収容部材としてのトナーボトルを主材料としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を用いて構成した。よって、例えばポリエチレン（ＰＥ）を用いて構成した場合に比べ、コストダウンを図ることができる。また、トナーボトルを外装部材としての上ケース及び下ケースで覆う構成では、ＰＥよりも強度の劣るＰＥＴからなるトナー収容部材を保護して損傷を防ぐことができる。また、潜像を担持する潜像担持体としての感光体と、該潜像を現像する現像装置と、該現像装置に現像剤を供給するトナー補給装置とを備え、該感光体上の潜像を該現像装置によって現像して画像を形成する画像形成装置において、該トナー補給装置として、上記記載のトナー補給装置を用いた。
【００２６】
【発明の効果】請求項１の発明によれば、中継部材を用いてトナー収容部材の軸方向から駆動力を伝達するので、例えばギヤを用いてトナー収容部材の周面から回転駆動力を伝達する従来構成に比べ、該トナー収容部材の振動を軽減することができ、トナー供給量の安定化を図ることができるという優れた効果がある。また、トナー収容量の違いから軸方向長さが異なるトナー収容部材であっても、中継部材の軸方向の厚さを変えることによって、駆動源から該トナー収容部材への回転駆動力を伝達することができるという優れた効果もある。さらに、一般的に、種類の異なる画像形成装置では、使用すべきトナーは相違する。このように使用すべきトナーが相違する複数種類の画像形成装置にて、トナー補給装置を共通利用する場合、他機種のトナーが使用されると適正な画像が形成されないため、他機種のトナー補給装置が装着されることを防止する必要がある。本発明は、トナー補給装置が中継部材を備えているため、使用すべきトナーが異なる複数種類の画像形成装置にて同一のトナー補給装置を共通利用する場合でも、中継部材を異種の画像形成装置の駆動源とは係合しないように形成することで、他機種のトナー補給装置が装着されることを防止できるという優れた効果もある。
【００２７】また、請求項７の発明によれば、トナー収容部材の振動を軽減してトナー供給量の安定化を図り、高品質な画像を形成することができるという優れた効果がある。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００６７４７
【氏名又は名称】株式会社リコー
|
| 【出願日】 |
平成１３年１０月１２日（２００１．１０．１２） |
| 【代理人】 |
【識別番号】１０００９８６２６
【弁理士】
【氏名又は名称】黒田 壽
|
| 【公開番号】 |
特開２００２−３５１２０５（Ｐ２００２−３５１２０５Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１４年１２月６日（２００２．１２．６） |
| 【出願番号】 |
特願２００１−３１５０９６（Ｐ２００１−３１５０９６） |
|