JP4197283B2 - 現像剤収納容器及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成に用いられるトナーを収納するトナー収納容器、および前記トナー収納容器を着脱可能に装着される画像形成装置に関するものである。

複写機やファクシミリ、プリンタ等の電子写真方式を利用した画像形成装置には、該画像形成装置に着脱自在に装着されたトナー供給容器を用いて、トナーが供給される。従来より、トナー供給容器から画像形成装置へのトナーの供給を好適に行うために、種々のトナー供給容器が提案されている。

例えば、特許文献１、２、３には、従来技術にかかるトナーボトルが開示されている。上記トナーボトルは、トナーを収納しており、機械的に回転されることによって該トナーボトルに設けられている溝により開口部からトナーを画像形成装置に供給するようになっている。

また、特許文献４には、断続的に形成されている溝を有するトナーボトルが開示されている。
特開平７−２０７０５号公報 特開平８−３３９１１５号公報 特開平６−３４８１２７号公報 特開平１０−１７１２２７号公報

しかしながら、トナーは、画像形成装置において静電潜像を現像する差際に帯電されて使用されため、非常に凝集しやすい。特に小粒径のトナーは、凝集しやすく、トナーが凝集したまま画像形成装置に供給されると、画像形成装置で形成される画質の低下を招くという問題があった。上記特許文献１〜４では、溝は単にトナーを搬送する手段であり、トナーの凝集を考慮して形成されたものではない。

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、凝集していないほぐれたトナーを画像形成装置に供給することができる現像剤収納容器、およびその現像剤収納容器を着脱可能に装着することができる画像形成装置を提供することにある。

本発明に係る現像剤収納容器は、上記課題を解決するために、円筒形であって、現像剤を収納すると共に、回転されることにより、円周面に略螺旋状に断続して形成された現像剤搬送手段よって搬送される現像剤を、放出口から放出する現像剤収納容器において、上記現像剤搬送手段の端部に、該端部の半径方向に対して、１０°以上、７０°以下の角度を有する傾斜部を備えていることを特徴としている。

本発明に係る現像剤収納容器は、上記の構成に加えて、上記現像剤の粒径は、７μｍ以下であってよい。

本発明に係る画像形成装置は、上記現像剤収納容器を着脱可能に装着されていることを特徴としている。

本発明に係る現像剤収納容器は、以上のように、上記現像剤搬送手段の端部に、該端部の半径方向に対して、１０°以上、７０°以下の角度を有する傾斜部を備えているので、上記傾斜部には、現像剤収納容器が回転されることにより収納されている現像剤が放出口に搬送される際に、凝集した現像剤が衝突し、ほぐれる。これにより、現像剤収納容器内の現像剤の移動や現像剤収納容器からの現像剤の放出を円滑に行うことができる。したがって、画像形成装置では、高品質の画像を形成することができる。

また、本発明に係る現像剤収納容器は、さらに、上記現像剤の粒径は、７μｍ以下であってよい。このような粒径の小さい現像剤であっても、上記の構成とすることにより、凝集した場合でも十分ほぐすことができる。

また、本発明の画像形成装置は、以上のように、上記の現像剤供給容器を着脱可能に装着することができる。

本発明の一実施形態に係るトナーボトル（現像剤収納容器）について、図１ないし図５に基づいて説明すると以下の通りである。

図１に示すように、本実施の形態にかかるトナーボトル１は、トナー（現像剤）を収納する第１容器部２および第２容器部３を備え、さらに第１容器部（容器本体）２と第２容器部（容器本体）３との間にトナー供給部（現像剤供給部）４を備えている。このトナー供給部４は、画像形成装置にトナーを放出（供給）する放出口５を備えている。また、上記第１容器部２、第２容器部３およびトナー供給部４は、それぞれ軸Ｌを中心軸とする円筒形であり、互いに連通している。

また、上記第１容器部２および第２容器部３には、収納されているトナーをトナー供給部４の放出口５に搬送（案内）する、ほぼ一定の深さの溝（現像剤搬送手段）６・７が設けられている。これら溝６・７は、上記第１容器部２および第２容器部３の内方に向かって形成された凹部である。上記凹部は、言い換えれば、第１容器部２および第２容器部３の内面における凸部となっている。

上記トナーボトル１は、上記第１容器部２、第２容器部３およびトナー供給部４の円周方向に（軸Ｌに沿って）回転されることにより、第１容器部２および第２容器部３に収納されているトナーが上記溝６・７によってトナー供給部４の放出口５に搬送されるようになっている。本実施の形態では、上記溝６・７は、第１容器部２および第２容器部３における円筒部の周面において、軸Ｌの放出口５に向かう方向、かつトナーボトル１が回転される方向に略螺旋状に、断続的に途切れて形成されている。

上記溝について、図２（ａ）（ｂ）に基づいてより詳細に説明する。

上記溝６は、図２（ａ）（ｂ）に示すように、該溝６におけるＡ−Ａ´線に沿って切断した断面において、底部６ａと、該底部６ａの端部から第１容器部２の周面に到達する傾斜部６ｂ・６ｃとからなっている。上記底部６ａは、第１容器部２の周面に対して半径方向にほぼ一定の深さを有している。また、上記傾斜部６ｂ・６ｃは、上記断面において、第１容器部２における軸Ｌとの交点と底部６ａの端部とを結ぶ線（以下、便宜上単に半径方向とする）に対して、所定の角度α（以下、傾斜部の角度αと称する）を有している。

上記傾斜部６ｂ・６ｃには、トナーボトル１が回転されることにより収納されているトナーが放出口５に搬送される際、凝集したトナーが衝突し、凝集したトナーがほぐれる。これにより、トナーボトル内のトナーの移動やトナーボトルからのトナーの放出を円滑に行うことができる。さらに、上記トナーボトル１では、ほぐれたトナーを画像形成装置に供給することができる。したがって、画像形成装置では、高品質の画像を形成することができる。また、所定の角度αを有しているため、トナーの搬送をほぼ妨げることがない。特に角度αが９０°より大きくなると、トナーの搬送を妨げる可能性が高くなる。

さらに、上記低部６ａの放出口５に向かう方向とは反対側の端部における傾斜部６ｂのみが所定の角度αを有していてもよい。この傾斜部６ｂは、トナーが搬送される方向に面しているため、トナーが衝突しやすくなっている。そのため、この傾斜部６ｂにより凝集したトナーがほぐされ易くなっている。

なお、第２容器部３における溝７は、上記溝６と同様の構成である。

また、上記トナーボトル１は、第１容器部２と第２容器部３とを備えているため、トナーを放出口５まで搬送する距離が短くなる。しかしながら、上記のトナーボトル１では、トナーが搬送される放出口５までの距離が短くても十分トナーがほぐされるため、ほぐれたトナーを画像形成装置に供給することができる。

上記のトナーボトル１を用いて、該トナーボトル１に収納したトナーの凝集について、傾斜部の角度αとの関係を検討した結果を以下に示す。

本検討では、トナーとしてシャープ社製ＡＲ−Ｓ２８０用トナー（粒径８．７μｍ）を１４８０ｇ用いて実験を行った。

まず、トナーをトナーボトルに収納し、該トナーボトルを３０ｃｍ〜５０ｃｍの高さから５００回タッピングして、トナーを凝集させる。次いで、トナーボトルを５ｒｐｍで１５回転させ、トナーボトル内のトナーの塊を検査する。この際、判定基準として５ｍｍ以下の塊の割合が９０％以上のものをＯＫ、それ未満のものをＮＧとした。なお、上記検査は、目視によって行った。

上記トナーボトルにおける傾斜部の角度αを０〜９０°まで変化させ、その角度における検査の結果を表１および図３に示す。

上記の結果から、傾斜部の角度αを１０°以上にすることが好ましく、３０°以上にすることがより好ましいことがわかった。また、傾斜部の角度αを７０°以下にすることが好ましく、５５°以下にすることがより好ましいことがわかった。

また、上記溝６は、図４に示すように、底部６ａと傾斜部６ｃとの間に、第１容器部２における軸Ｌとの交点と底部６ａの端部とを結ぶ線に沿った壁部６ｄを有していてもよい。また、図示していないが、同様に、底部６ａと傾斜部６ｂとの間に、壁部を有していてもよい。

さらに、上記溝６は、図５に示すように、傾斜部６ｃに代えて、第１容器部２における軸Ｌとの交点と底部６ａの端部とを結ぶ線に対して、所定の角度αを有する複数の傾斜部を有する階段状傾斜部６ｅを有していてもよい。また、図示していないが、同様に、傾斜部６ｂに代えて、所定の角度αを有する複数の傾斜部を有する階段状傾斜部を有していてもよい。

また、溝７についても溝６と同様の構成とすることができる。

さらに、上記トナーボトル１に収納されるトナーは、例えば、７μｍ以下というように、粒径の小さい凝集しやすいものであってもよい。このような粒径の小さいトナーであっても、上記の構成とすることにより、例え凝集した場合に十分ほぐすことができる。

ここで、上記本実施の形態にかかるトナーボトルが装着される画像形成装置について図６および図７に基づいて説明する。

図６に示すように、本実施の形態にかかる画像形成装置７０は、トナーホッパ７２、現像部２００、記録紙カセット２０１、定着部２０５、およびトレイ２０６を備えている。また、現像部２００は、感光体ドラム２０２、帯電部２０３、レーザ露光部２０４を備えている。

上記現像部２００では、トナーホッパ７２から供給されるトナーにより現像が行われる。そして、このトナーホッパ７２に、トナーボトルが装着されるようになっている。

現像部２００では、上記感光体ドラム２０２が、上記帯電部２０３により帯電される。この帯電された感光体ドラム２０２には、上記レーザ露光部２０４によりレーザ光が露光され、静電潜像が形成される。上記感光体ドラム２０２に形成された静電潜像は、現像され、トナー像となる。

このトナー像は、定着部２０５にて記録紙カセット２０１から給紙された記録紙に転写され、定着される。そして、トナー像が定着されて画像が形成された記録紙は、上記トレイ２０６に排出される。

上記トナーホッパ７２について、図７に基づいてより詳細に説明する。

トナーホッパ７２は、現像部２００にトナーを供給するものである。このトナーホッパ７２は、このトナーボトル１が着脱可能に装着され、トナー供給部７８にトナー供給するトナーボトル収容部７７と、該トナーボトル収容部７７から供給されたトナーを攪拌するとともに現像部２００にトナー供給するトナー供給部７８とを備えている。

上記トナーボトル収容部７７は、トナーボトル１を支持するトナーボトル支持部５４、およびトナーボトル１の放出口５から放出されるトナーをトナー供給部７８に供給するトナー供給部８１を備えている。このトナーボトル収容部７７には、図示していないが、上記連結部３１が備えられており、モータ等の駆動手段により上記連結部３１を回転させるようになっている。

上記トナー供給部７８は、トナーを攪拌する攪拌部材７５および現像部２００に攪拌されたトナーを供給する供給ローラ７６を備えている。

本発明の現像剤供給容器は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に装着されて用いられる。

本発明の実施の一形態にかかるトナーボトルの正面図である。 （ａ）は上記トナーボトルの第１容器部の拡大図であり、（ｂ）はトナーボトルのＡ−Ａ´線に沿って切断した断面図である。 上記トナーボトルにおける溝の傾斜部の角度とほぐれたトナーの割合との関係を示すグラフである。 上記溝の変形例を示す断面図である。 上記溝のさらに他の変形例を示す断面図である。 本発明の実施の一形態にかかる画像形成装置の断面図である。 上記画像形成装置のトナーホッパの断面図である。

符号の説明

１ トナーボトル（現像剤供給容器）
２ 第１容器部（容器本体）
３ 第２容器部（容器本体）
４ トナー供給部（現像剤供給部）
５ 放出口
６ 溝
６ａ 底部
６ｂ，６ｃ 傾斜部

Claims (6)

1. 円筒形であって、現像剤を収納すると共に、内周面に、断続して螺旋状に形成された、容器の内方に向かって突出する複数の凸部よりなる現像剤搬送部を有し、回転されることにより、前記現像剤搬部によって搬送される現像剤を、放出口から放出する現像剤収納容器において、
   前記現像剤搬送部をなす複数の凸部は、それぞれが周方向の同じ位置に形成されると共に軸方向に並ぶ第１凸部の群と、それぞれが周方向の同じ位置に形成されると共に軸方向に並ぶ第２凸部の群とを含み、前記第１凸部の群と前記第２凸部の群とは、それぞれに属する各第１凸部と各第２凸部とが軸方向に交互に、かつ、互いの長手方向の端部同士が軸方向において重なり合うように周方向にずれて配置され、現像剤は、軸方向にそれぞれ隣り合う前記第１凸部同士の間及び第２凸部同士の間を搬送されるようになっており、
   さらに、前記各第１凸部の長手方向の端部、及び前記各第２凸部の長手方向の端部に、凝集した現像剤が搬送される際に衝突して凝集をほぐすための傾斜部が設けられていることを特徴とする現像剤収納容器。
2. 前記傾斜部が備える傾斜面は、前記端部の半径方向に対して１０°以上７０°以下の角度を有することを特徴とする請求項１に記載の現像剤収納容器。
3. 前記現像剤の粒径は、７μｍ以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像剤収納容器。
4. 前記傾斜部は、前記内周面から前記各第１凸部及び各第２凸部の頂上に至る途中の位置まで傾斜が付与された傾斜面と、前記途中の位置から前記頂上に至る傾斜のない壁部とで構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像剤収納容器。
5. 前記傾斜部は、複数の傾斜面が階段状に配されてなることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の現像剤収納容器。
6. 請求項１〜５の何れか１項に記載の現像剤収納容器を着脱可能に装着されていることを特徴とする画像形成装置。

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