トナー補給装置および画像形成装置
【課題】
トナー収容器の破損を防ぎつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
トナーを収容しながら回転するトナー収容器２１１を備えるトナー補給装置２０に、トナー収容器２１１の外壁面に臨む衝撃付与部材２４と、トナー収容器２１１に着脱自在に設けられ、衝撃付与部材２４と接触して該衝撃付与部材２４を持ち上げた後、該衝撃付与部材２４から離間して該衝撃付与部材２４を落下させて、該衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１とを衝突させる駆動源側連結部２２１とを設ける。
トナー収容器の破損を防ぎつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】
トナーを収容しながら回転するトナー収容器２１１を備えるトナー補給装置２０に、トナー収容器２１１の外壁面に臨む衝撃付与部材２４と、トナー収容器２１１に着脱自在に設けられ、衝撃付与部材２４と接触して該衝撃付与部材２４を持ち上げた後、該衝撃付与部材２４から離間して該衝撃付与部材２４を落下させて、該衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１とを衝突させる駆動源側連結部２２１とを設ける。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー補給装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の分野では、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、回転型トナー補給装置が一般に知られている。回転型トナー補給装置は、有底円筒状のトナー収容器を軸線まわりに回転させることで、該トナー収容器内のトナーを、該トナー収容器に形成されたトナー排出口から排出するトナー補給装置である。この回転型トナー補給装置は、トナー収容器が回転することにより、トナーの凝集を防ぎつつ、トナーホッパや現像装置内にトナーを円滑に補給することができる。
【０００３】
ただし、凝集力の強い小粒径トナーを用いた場合、トナー収容器の内壁面にトナーが付着して排出されずにトナー収容器内に残ることがある。このような問題を解決するために、特許文献１，２では、トナー収容器の側壁部に外側から衝撃を付与する機構を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９５６３１号公報
【特許文献２】特開平８−３１４２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の機構は、トナー収容器の側壁部の外壁面に、弾性力によって圧接する衝撃付与部材を備えている。この衝撃付与部材は、トナー収容器の回転時において、トナー収容器に形成される突起部に接触すると、トナー収容器の径方向外方に持ち上げられ、その後、突起部と衝撃付与部材とが離間したときに、弾性力によって、トナー収容器の径方向内方に落下し、トナー収容器の側壁部に衝突する。これにより、トナー収容器に衝撃が付与され、トナー収容器の内壁面に付着したトナーを効率良く排出することができ、トナーを無駄なく使用することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に記載の衝撃付与部材は、トナー収容器の側壁部に圧接しており、トナー収容器の回転時には、上記の落下の瞬間を除いて、常に、トナー収容器の側壁部の外周面を摺動している。したがって、トナー収容器の回転時のほとんどの時間中、トナー収容器の側壁部に摩擦が生じているので、摩擦によってトナー収容器が破損してしまう場合がある。トナー収容器が破損してしまった場合、トナー収容器にトナーが残存していても、新たなトナー収容器に交換する他なく、トナーを無駄なく使用するという目的を達成することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、トナー収容器の破損を防ぎつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで設けられる衝撃付与部材と、
前記トナー収容器に着脱自在に設けられる持上げ部材であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記衝撃付与部材と接触して該衝撃付与部材を持ち上げた後、該衝撃付与部材から離間して該衝撃付与部材を落下させ、該衝撃付与部材と前記トナー収容器とを衝突させる持上げ部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置である。
【０００９】
また本発明は、前記衝撃付与部材は、
前記トナー収容器と接触可能に設けられる第１棒状部と、
前記持上げ部材と接触可能に設けられ、前記第１棒状部に連なる第２棒状部であって、前記第１棒状部よりも短く形成される第２棒状部とを含み、
前記第１棒状部と前記第２棒状部とが連なる部分を中心として角変位可能に構成され、
前記持上げ部材は、前記衝撃付与部材と接触可能に設けられる突起部であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記第２棒状部と接触して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を持ち上げた後、前記第２棒状部から離間して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を落下させ、該第１棒状部と前記トナー収容器とを衝突させる突起部を有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記衝撃付与部材は、前記トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、
前記第２棒状部は、前記角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成され、
前記持上げ部材は、前記トナー収容器に装着時に、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に臨むように形成される基部を含み、
前記突起部は、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部と前記基部との間において、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に向かって前記基部から突出して形成され、前記持上げ部材の前記トナー収容器への装着時には、前記トナー収容器とともに、前記回転中心軸線まわりに回転することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記持上げ部材は、前記突起部を複数有し、前記トナー収容器が１回転するときに、前記衝撃付与部材と前記トナー収容器とを複数回衝突させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、前記トナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トナー収容器に対して着脱自在な持上げ部材によって、衝撃付与部材を持ち上げるので、衝撃付与部材の持ち上げの際、トナー収容器には、衝撃付与部材との間で摩擦が生じない。これによって、トナー収容器を破損し難くしつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができる。
【００１４】
また本発明によれば、衝撃付与部材は、第１棒状部と第２棒状部とから構成され、第２棒状部と持上げ部材の突起部とが接触することにより、衝撃付与部材が角変位し、第２棒状部に連なる第１棒状部が持ち上げられる。このとき、第１棒状部は第２棒状部よりも長く形成されるので、第１棒状部の移動量は、第２棒状部の移動量よりも大きくなる。したがって、突起部の高さが低くても、第１棒状部の持ち上げられる高さを充分に高くすることができ、突起部を低く形成することが可能となり、突起部を低くすることで、突起部の剛性を高め、持上げ部材を破損し難くすることができる。
【００１５】
また本発明によれば、衝撃付与部材は、トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、第２棒状部は、この角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成される。そして、持上げ部材の突起部は、トナー収容器の回転中心軸線方向一端部と基部との間において、トナー収容器に向かって基部から突出して形成され、トナー収容器とともに、回転中心軸線まわりに回転する。したがって、突起部は、第２棒状部が延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部に接触することになり、第２棒状部と突起部との接触面積が小さくなる。これによって、第２棒状部と突起部との間の摩擦を小さくし、第２棒状部を含む衝撃付与部材を破損し難くすることができる。
【００１６】
また本発明によれば、トナー収容器が１回転するときに、衝撃付与部材とトナー収容器とを複数回衝突させることができる。
【００１７】
また本発明によれば、前記トナー補給装置のトナー収容器内のトナーは、衝撃付与部材によってトナー収容器に衝撃が付与されることで、流動性が高められているので、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】トナー補給装置２０の構成を示す図であり、
【図３】筺体２３を除いたときのトナー補給装置２０の側面を示す図であ
【図４】トナー補給装置２０を引き出して駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させたときの様子を示す図である。
【図５】補給装置本体部２１の分解斜視図である。
【図６】衝撃付与部材２４と駆動源側連結部２２１とを拡大して示す図である。
【図７】駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子を説明するための図である。
【図８】駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
はじめに、本発明の実施形態であるトナー補給装置２０を備える画像形成装置１０について説明する。図１は、画像形成装置１０の構成を示す模式図である。画像形成装置１０は、電子写真方式によって、記録用紙などの記録媒体の表面に画像を形成して、印刷物を得る装置である。画像形成装置１０は、記録媒体を供給する記録媒体供給部５０と、原稿などから画像情報を読み取るスキャナ４３と、スキャナ４３が読み取った画像情報や画像形成装置１０の外部の装置から入力された画像情報に基づいて、供給された記録媒体に画像を形成する電子写真プロセス部６０とを備える。電子写真プロセス部６０は、感光体ドラム４４と、帯電部４５と、露光ユニット４６と、現像ユニット７０と、転写部４８と、クリーニング部４９と、定着ユニット５１とを含む。
【００２０】
感光体ドラム４４は、円筒状や円柱状の導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される感光層とを含み、図示しない回転駆動源によって、導電性基体の軸線回りに回転可能に設けられる。導電性基体は、たとえばアルミニウムから形成される。感光層は、光を照射されることで導電性を示す材料であり、たとえば有機感光層が用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層されたものであってもよいし、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。
【００２１】
帯電部４５は、感光体ドラム４４の表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部４５としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを用いることができ、本実施形態では、たとえば、ローラ型帯電装置が用いられる。
【００２２】
露光ユニット４６は、レーザ光を出射する装置であり、露光ユニット４６から出射された光は、帯電部４５と現像ユニット７０との間を通過して感光体ドラム４４の表面に照射される。帯電状態にある感光体ドラム４４の表面にレーザ光が照射されることによって、その表面に、画像情報に対応する静電潜像が形成される。露光ユニット４６としては、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いることができる。また、露光ユニット４６としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００２３】
現像ユニット７０は、トナー補給装置２０と、トナーホッパ１３と、現像装置４７とを含む。トナー補給装置２０は、トナーホッパ１３および現像装置４７よりも鉛直方向上方（以下では、「鉛直方向上方Ｙ１」と称し、これとは反対の方向を、「鉛直方向下方Ｙ２」と称し、２つの方向を合わせて、「鉛直方向Ｙ」と称する）に配置され、未使用のトナーを収容する。トナー補給装置２０は、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源に接続される回転型のトナー補給装置であり、現像装置４７内のトナーが消費されて少なくなると、未使用のトナーをトナーホッパ１３へ供給する。トナー補給装置２０の詳細については後述する。
【００２４】
トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０の鉛直方向下方Ｙ２において、現像装置４７に隣接して設けられる。トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０から供給されたトナーを攪拌して、現像装置４７へ供給する。
【００２５】
現像装置４７は、感光体ドラム４４上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム４４上にトナー像を形成する装置である。現像装置４７は、現像槽、現像ローラ、搬送スクリュー、およびトナー濃度検知センサを備える。現像槽は、その内部空間にトナーを収容する。現像槽内には、現像ローラおよび搬送スクリューが、回転可能に支持される。現像槽は、感光体ドラム４４に臨む位置に開口部が形成され、この開口部を挟んで感光体ドラム４４に対向する位置に、現像ローラが設けられる。
【００２６】
現像ローラは、感光体ドラム４４との最近接部において感光体ドラム４４表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給のときには、現像ローラ表面に、トナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。
【００２７】
搬送スクリューは、現像ローラ周辺にトナーを供給する部材である。搬送スクリューによって、トナーは攪拌搬送されて、帯電した状態で現像ローラに供給される。
【００２８】
トナー濃度検知センサは、現像槽の底面に設けられる。トナー濃度検知センサは、現像槽中のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサとしては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
【００２９】
トナー濃度検知センサは、トナー濃度制御部に電気的に接続される。トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサによるトナー濃度値が所定の設定値よりも低くなると、トナー補給装置２０に接続される回転駆動源が作動し、トナー補給装置２０内のトナーがトナーホッパ１３へ供給される。
【００３０】
転写部４８は、感光体ドラム４４の表面に圧接するローラ部材であり、図示しない回転駆動源によって軸線回りに回転可能に設けられる。感光体ドラム４４上に担持されて搬送されるトナー像は、転写部４８と感光体ドラム４４との圧接部において、後述する記録媒体供給部５０から供給される記録媒体に転写される。
【００３１】
クリーニング部４９は、感光体ドラム４４から記録媒体へトナー像が転写された後に、感光体ドラム４４の表面に残留するトナーや転写の際に付着した紙粉などを除去し、感光体ドラム４４の表面を清浄化する部材である。クリーニング部４９としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
【００３２】
記録媒体供給部５０は、記録媒体を収容する収容部と、記録媒体を搬送する搬送ローラとを含む。収容部に収容される記録媒体は、搬送ローラによって、感光体ドラム４４と転写部４８との圧接部に送給され、トナー像が転写された後、定着ユニット５１に送給される。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００３３】
定着ユニット５１は、加熱ローラおよび加圧ローラを含む。加熱ローラは、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラは、加熱ローラに圧接するローラである。加熱ローラは、加圧ローラとともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、画像形成装置１０の外部に搬送され、画像形成動作が完了する。
【００３４】
次に、トナー補給装置２０について詳細に説明する。図２は、トナー補給装置２０の構成を示す図であり、図３は、筺体２３を除いたときのトナー補給装置２０の側面を示す図であり、図４は、トナー補給装置２０を引き出して駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させたときの様子を示す図であり、図５は、補給装置本体部２１の分解斜視図である。
【００３５】
トナー補給装置２０は、トナー収容器２１１、連結部２１２、支持部材２１３、および支持台２１４を有する補給装置本体部２１と、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２、ギア２２３、および押しばね２２４を有する駆動力伝達部２２と、２つのガイド部材２３１を有する筺体２３と、衝撃付与部材２４とを備える。
【００３６】
筺体２３は、補給装置本体部２１の一部、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２、および押しばね２２４を収容する内部空間が形成され、鉛直方向下方Ｙ２の端部が開放される箱状部材である。ギア２２３は、筺体２３の外側に配置される。筺体２３の、所定の一方向（以下では、Ｘ１方向と称する）端部となる壁部２３ａには、第１貫通孔２３ａａが形成され、Ｘ１方向とは反対の方向（以下では、Ｘ２方向と称する）の端部となる壁部２３ｂには、第２貫通孔２３ｂａが形成される。第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさの孔であり、トナー補給装置２０の使用時には、補給装置本体部２１のＸ１方向端部が挿通されている。第２貫通孔２３ｂａは、回転軸部材２２２が挿通される孔であり、第２貫通孔２３ｂａにおいて、回転軸部材２２２の周りには、図示しない軸受が設けられる。
【００３７】
トナー収容器２１１は、周壁部２１１ａと２つの底壁部２１１ｂ，２１１ｃとによって内部空間を形成する略円筒状の部材であり、その内部空間にトナーを収容する。トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１は、Ｘ１方向およびＸ２方向に延びている。周壁部２１１ａには、トナーを排出するための開口部であるトナー排出口２１１ａａが形成される。
【００３８】
周壁部２１１ａは、内径が５０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、外径が５２ｍｍ〜１５４ｍｍであり、中心軸線Ｓ１方向における長さが４００ｍｍ〜６００ｍｍである。トナー排出口２１１ａａは、周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１方向における中央部に形成される。トナー排出口２１１ａａの形状は正方形状であり、この正方形状の一辺の長さは１０ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００３９】
周壁部２１１ａの内壁面には、中心軸線Ｓ１に向かって、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度突出するトナー搬送突起部２１１ａｂが形成される。トナー搬送突起部２１１ａｂは、周壁部２１１ａの内壁面において、中心軸線Ｓ１を中心として螺旋状に形成されている。この螺旋の進む方向は、トナー排出口２１１ａａよりもＸ１方向側の部分と、トナー排出口２１１ａａよりもＸ２方向側の部分とで、互いに逆になっている。後述するように、トナー収容器２１１は、中心軸線Ｓ１まわりの回転方向Ｇに、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源によって、５ｒｐｍ〜１５ｒｐｍで回転するように構成されており、トナー搬送突起部２１１ａｂは、トナー収容器２１１が回転するときに、トナー収容器２１１内のトナーをトナー排出口２１１ａａに向けて搬送する。
【００４０】
底壁部２１１ｂは、周壁部２１１ａのＸ１方向端部に固定され、底壁部２１１ｃは、周壁部２１１ａのＸ２方向端部に固定される。底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、直径５０ｍｍ〜１５０ｍｍの円盤状の部材であり、この円盤の中心軸線と、周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１とは一致する。
【００４１】
周壁部２１１ａおよび底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。周壁部２１１ａおよび底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、これらの材料から一体成形されてもよい。
【００４２】
底壁部２１１ｃには、連結部２１２が形成される。連結部２１２は、底壁部２１１ｃのＸ２方向側の面に形成され、Ｘ１方向に退避する凹部であり、この凹部は、Ｘ１方向に見たときの形状が略Ｌ字状である。
【００４３】
支持部材２１３は、略円筒状のトナー収容器２１１を、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を回転軸線として回転可能に支持する、トナー収容器２１１よりも径が大きな略円筒状の部材であり、支持台２１４に着脱可能に構成される。中心軸線Ｓ１方向における支持部材２１３の長さは、１００ｍｍ〜１５０ｍｍであり、支持部材２１３は、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１方向中央部を支持する。トナー補給装置２０の使用時には、支持部材２１３は支持台２１４に装着されている。支持部材２１３には、その鉛直方向下部に、トナー排出口２１１ａａと同じ形状・大きさの第１連通口２１３ａが形成される。第１連通口２１３ａは、トナー収容器２１１が回転することでトナー排出口２１１ａａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ａａと連通するように形成される。
【００４４】
支持台２１４は、支持部材２１３が装着可能に構成される装着部２１４ａと、装着部２１４ａの鉛直方向下部に固定される略矩形平板状の台座部２１４ｂとを含む。台座部２１４ｂは、Ｘ１方向およびＸ２方向に長く延び、トナーホッパ１３の鉛直方向上方Ｙ１に配置される。台座部２１４ｂには、第１連通口２１３ａと同じ形状・大きさの第２連通口２１４ｂａが形成される。第２連通口２１４ｂａは、支持台２１４に支持部材２１３が装着されているときに、第１連通口２１３ａと連通するように形成される。
【００４５】
ギア２２３は、画像形成装置１０が備える回転駆動源と係合し、５ｒｐｍ〜１５ｒｐｍで回転する。回転軸部材２２２は、円柱状の部材であり、ギア２２３が回転するときに円柱の中心軸線まわりの回転方向Ｇに回転するように、ギア２２３に接続される。この円柱の中心軸線は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１と一致する。
【００４６】
駆動源側連結部２２１は、ねじ等で回転軸部材２２２に接続される基部２２１ａと、基部２２１ａからＸ１方向に突出する連結用突起部２２１ｂとを有する。連結用突起部２２１ｂは、Ｘ２方向に見たときの形状が、連結部２１２と同じく略Ｌ字状である。トナー補給装置２０の使用時には、連結用突起部２２１ｂのＸ１方向端部が、連結部２１２に嵌合し、これによって、トナー収容器２１１が駆動源側連結部２２１に装着される。駆動源側連結部２２１の基部２２１ａは、回転軸部材２２２に接続されるので、回転軸部材２２２が回転するのに伴って、駆動源側連結部２２１も回転し、その結果、トナー収容器２１１も回転する。駆動源側連結部２２１については、衝撃付与部材２４とともに、後に詳述する。
【００４７】
押しばね２２４は、コイルスプリングからなり、壁部２３ｂと駆動源側連結部２２１との間において、回転軸部材２２２が挿通される。押しばね２２４は、回転軸部材２２２および駆動源側連結部２２１の回転を阻害することなく、駆動源側連結部２２１が壁部２３ｂから離間するように、Ｘ１方向へのばね力を付与する。これによって、駆動源側連結部の連結用突起部２２１ｂが連結部２１２に嵌合する際に、駆動源側連結部２２１が連結部２１２によって押されて、駆動源側連結部２２１に接続される回転軸部材２２２、および、回転軸部材２２２に接続されるギア２２３が、Ｘ２方向に移動してしまうのを防いでいる。
【００４８】
２つのガイド部材２３１は、補給装置本体部２１、より詳細には、支持台２１４の台座部２１４ｂを、Ｘ１方向およびＸ２方向に移動可能に支持する。２つのガイド部材２３１は、壁部２３ｂから、第１貫通孔２３ａａを通って、筺体２３の外部まで、Ｘ１方向に延びて設けられる。
【００４９】
上述したように、第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさであり、トナー補給装置２０の非使用時には、補給装置本体部２１をＸ１方向に引くことで、図４に示すように、連結部２１２と駆動源側連結部２２１との嵌合状態を解除し、駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させて、補給装置本体部２１を、第１貫通孔２３ａａから引き出すことができる。補給装置本体部２１を引き出した後は、支持台２１４から、トナー収容器２１１および支持部材２１３を取り外して、新たなトナー収容器２１１に交換することができる。トナー収容器２１１の交換後は、補給装置本体部２１をＸ２方向に押すことで、補給装置本体部２１を押し入れることができる。このとき、連結部２１２と駆動源側連結部２２１とが嵌合して、トナー収容器２１１が駆動源側連結部２２１に装着され、トナー補給装置２０が使用可能となる。
【００５０】
以上のように構成されるトナー補給装置２０によれば、補給装置本体部２１の連結部２１２と、画像形成装置１０が備える回転駆動源とが、駆動力伝達部２２を介して連結される。これによって、連結部２１２が形成される略円筒状のトナー収容器２１１は、その中心軸線Ｓ１まわりに回転する。トナー収容器２１１が回転すると、トナー収容器２１１のトナー排出口２１１ａａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ａａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａが連通し、このときに、トナー収容器２１１に収容されるトナーは、トナー排出口２１１ａａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａを経て、トナーホッパ１３へ供給される。トナー収容器２１１内のトナーが無くなったときには、補給装置本体部２１をＸ１方向に引き出して、トナー収容器２１１を新たなトナー収容器２１１へと交換することができる。
【００５１】
次に、衝撃付与部材２４および駆動源側連結部２２１について説明する。衝撃付与部材２４は、図２に示すように、トナー収容器２１１の外壁面に臨んで設けられる。図６に、この衝撃付与部材２４と駆動源側連結部２２１とを拡大して示す。
【００５２】
衝撃付与部材２４は、第１棒状部２４ａと、第２棒状部２４ｂと、接続部２４ｃと、支持軸部材２４ｄとを含む。接続部２４ｃは、略円筒状の部材であり、円柱状の支持軸部材２４ｄが挿通される。支持軸部材２４ｄは、その中心軸線Ｓ２が、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む鉛直面に対して垂直な線となるように、その中心軸線Ｓ２方向両端部が筺体２３に固定される。第１棒状部２４ａおよび第２棒状部２４ｂは、接続部２４ｃの側面にそれぞれ垂直に連なり、延びる方向が互いに直交する略直方体棒状の部材であり、第２棒状部２４ｂは第１棒状部２４ａよりも短く形成される。第１棒状部２４ａと第２棒状部２４ｂとの長さの比率は、たとえば、２〜５：１である。なお、本発明の他の実施形態としては、第１棒状部２４ａおよび第２棒状部２４ｂは、円柱状であってもよい。
【００５３】
第１棒状部２４ａ、第２棒状部２４ｂ、および接続部２４ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、ＳＵＳなどの金属材料から形成され、これらの材料から一体成形されることが好ましい。
【００５４】
本実施形態では、第１棒状部２４ａの、接続部２４ｃから遠い側の端部には、衝突部２４ａａが形成される。衝突部２４ａａは、剛性が高く比重の大きい、アルミニウム、ＳＵＳなどの金属材料から形成される、半球状の部材である。なお、本発明の他の実施形態としては、衝突部２４ａａを、上記樹脂材料や、ゴムなどの弾性材料から形成してもよい。
【００５５】
第１棒状部２４ａ、第２棒状部２４ｂ、および接続部２４ｃは、支持軸部材２４ｄの中心軸線Ｓ２まわりに角変位可能に構成されている。そして、第１棒状部２４ａは、角変位可能な範囲内において、端部に形成される衝突部２４ａａが、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの外壁面に接触可能に設けられている。また、第２棒状部２４ｂは、角変位可能な範囲内において、トナー収容器２１１の底壁部２１１ｃが装着される駆動源側連結部２２１に接触可能に設けられている。より詳細には、第２棒状部２４ｂは、後述する駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃに接触して乗り上げることが可能に設けられており、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃに乗り上げている状態では、第１棒状部２４ａの衝突部２４ａａは、周壁部２１１ａの外壁面から離間し、第１棒状部２４ａの衝突部２４ａａが周壁部２１１ａの外壁面に接触している状態では、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃから離間する。
【００５６】
駆動源側連結部２２１は、円盤状の基部２２１ａと、基部２２１ａの主面から突出する略Ｌ字状の連結用突起部２２１ｂと、基部２２１ａの同一主面から突出する持上げ突起部２２１ｃａ，２２１ｃｂ，２２１ｃｃ，２２１ｃｄとを有する。持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄについて、総称する場合には、持上げ突起部２２１ｃと称する。
【００５７】
持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄは、同一形状に形成される所定の厚さの部材である。持上げ突起部２２１ｃの厚さ、すなわち、突出する方向における長さは、連結用突起部２２１ｂよりも小さい。したがって、トナー収容器２１１を駆動源側連結部２２１に装着したとき、基部２２１ａおよび持上げ突起部２２１ｃは、トナー収容器２１１から離間する。このとき、基部２２１ａの中心軸線とトナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１とは一致し、駆動源側連結部２２１は、中心軸線Ｓ１まわりの回転方向Ｇに回転する。
【００５８】
持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄは、それぞれ、傾斜部Ｍと平坦部Ｎとを有する。平坦部Ｎは、基部２２１ａの中心軸線を中心とする１／１２円環状部分であり、各持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄの平坦部Ｎは、基部２２１ａの中心軸線を中心とする同心円に沿って、等間隔に離間して配置される。傾斜部Ｍは、基部２２１ａの主面と平坦部Ｎとを滑らかに接続する部分である。傾斜部Ｍは、基部２２１ａの回転方向Ｇにおいて、平坦部Ｎの下流側に形成される。持上げ突起部２２１ｃの傾斜部Ｍと、回転方向Ｇにおける下流側においてこの持上げ突起部２２１ｃに隣接する他の持上げ突起部２２１ｃの平坦部Ｎとの間の距離Ｌ１は、衝撃付与部材２４の第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２と同程度であり、たとえば、距離Ｌ１は、幅Ｌ２の１倍〜２倍程度である。
【００５９】
傾斜部Ｍおよび平坦部Ｎを含む持上げ突起部２２１ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料から形成される。持上げ突起部２２１ｃは、基部２２１ａと一体成形されることが好ましい。なお、本発明の他の実施形態としては、持上げ突起部２２１ｃを金属材料から形成してもよい。
【００６０】
また、本発明の他の実施形態としては、持上げ突起部２２１ｃの数は、１〜３個であってもよいし、５個以上であってもよい。さらに、平坦部Ｎは、１／１２円環状でなくてもよく、たとえば矩形状であってもよい。
【００６１】
このように形成される持上げ突起部２２１ｃは、基部２２１ａがトナー収容器２１１とともに回転するときに、衝撃付与部材２４と接触して該衝撃付与部材２４を持ち上げた後、該衝撃付与部材２４から離間して該衝撃付与部材２４をトナー収容器２１１に向けて落下させ、該衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１とを衝突させる機能を有する。より詳細には、駆動源側連結部２２１は、衝撃付与部材２４の第１棒状部２４ａを鉛直方向上方Ｙ１に持ち上げるための持上げ部材であり、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃが回転方向Ｇに回転することで、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃに乗り上げ、それによって、第２棒状部２４ｂを含む衝撃付与部材２４全体が中心軸線Ｓ２まわりに角変位し、その結果、第１棒状部２４ａが鉛直方向上方Ｙ１に持ち上げられる。その後、持上げ突起部２２１ｃが回転方向Ｇにさらに進むことで持上げ突起部２２１ｃが第２棒状部２４ｂから離間し、それによって、第１棒状部２４ａが自重によって落下し、トナー収容器２１１と衝突する。
【００６２】
図７および図８を用いて、駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子をより詳しく説明する。図７（ａ）および図８（ａ）は、図６の線Ａ−Ａを切断面線とするときの断面図であり、図７（ｂ）および図８（ｂ）は、図６の線Ｂ−Ｂを切断面線とするときの断面図である。
【００６３】
図７（ｂ）に示すように、衝突部２４ａａがトナー収容器２１１の周壁部２１１ａに接している状態では、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃから離間している。この状態のとき、第２棒状部２４ｂは、基部２２１ａと底壁部２１１ｃとの間において、底壁部２１１ｃからも離間している。
【００６４】
基部２２１ａが回転方向Ｇに回転すると、持上げ突起部２２１ｃａは、図７（ａ）に示す状態から、回転方向Ｇ下流側へ移動する。これによって、図８（ａ）に示すように、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍの上へ乗り上げる。第２棒状部２４ｂは、中心軸線Ｓ２に対して垂直に延びており、中心軸線Ｓ２は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む鉛直面に対して垂直な線であるので、持上げ突起部２２１ｃａは、第２棒状部２４ｂが延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部２４ｂに接触することになる。たとえば、図８（ａ）に示すように、略直方体棒状の第２棒状部２４ｂの角部と、持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍとが接触して、該傾斜部Ｍ上に第２棒状部２４ｂが乗り上げる。したがって、第２棒状部２４ｂと傾斜部Ｍとの接触面積は小さい。
【００６５】
第２棒状部２４ｂが傾斜部Ｍ上に乗り上げると、図８（ｂ）に示すように、衝撃付与部材２４全体が中心軸線Ｓ２まわりに角変位して、第１棒状部２４ａが持ち上げられる。このとき、第１棒状部２４ａが持ち上げられ過ぎると、第１棒状部２４ａがトナー収容器２１１とは反対側に落下してしまうので、持上げ突起部２２１ｃの高さは、第１棒状部２４ａが反対側に落下しない程度の高さに設定される。さらに、基部２２１ａと底壁部２１１ｃとの間隔は、衝撃付与部材２４が充分に角変位できる大きさであり、かつ、第２棒状部２４ｂが傾斜部Ｍに乗り上げたときの勢いで第１棒状部２４ａが反対側に落下してしまわないような大きさに設定される。
【００６６】
持上げ突起部２２１ｃａの回転方向Ｇ下流側への移動に伴い、持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍによって、第１棒状部２４ａは徐々に持ち上げられ、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃａの平坦部Ｎに乗り上げると、衝撃付与部材２４の角変位が止まり、第１棒状部２４ａは所定の高さとなる。持上げ突起部２２１ｃａがさらに回転方向Ｇ下流側へ移動する一定の期間、この高さが維持される。
【００６７】
持上げ突起部２２１ｃａの平坦部Ｎが第２棒状部２４ｂから離間すると、第１棒状部２４ａは、自重によって落下し、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの外壁面に衝突する。衝突による振動で、トナー収容器２１１の内壁面に固着したトナーは、該内壁面から脱落し、トナー排出口２１１ａａから排出可能になる。このようにして、トナー補給装置２０は、トナー収容器２１１内に残るトナーの量を少なくし、トナーを無駄なく使用することができる。また、トナー補給装置２０は、振動によって、トナー収容器２１１内のトナーの流動性を高めることもできる。
【００６８】
なお、持上げ突起部２２１ｃａから離間した後、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃｂに乗り上げることになる。本実施形態では、４つの持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄがあるので、トナー収容器２１１が１回転するごとに、衝撃付与部材２４をトナー収容器２１１に４回衝突させることができる。
【００６９】
以上のように構成されるトナー補給装置２０では、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１によって持ち上げられるのではなく、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃによって持ち上げられる。したがって、衝撃付与部材２４の持ち上げの際、トナー収容器２１１には、衝撃付与部材２４との間で摩擦が生じない。さらに、本実施形態では、隣接する持上げ突起部２２１ｃ間の距離Ｌ１は、第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２と同程度（第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２の１倍〜２倍）であるので、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１に衝突した瞬間以外は、ほとんどトナー収容器２１１から離間していることになり、トナー収容器２１１との間で摩擦が生じ難い。このように、トナー補給装置２０は、衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１との間での摩擦の発生を少なくすることができるので、トナー収容器２１１を破損し難くしつつ、トナー収容器２１１に充分な衝撃を付与して、トナー収容器２１１内のトナーを無駄なく使用することができる。
【００７０】
そして、トナー収容器２１１と駆動源側連結部２２１とは、着脱自在に構成されており、衝撃付与部材２４と接触する駆動源側連結部２２１がたとえ破損しても、新たな駆動源側連結部２２１に交換することができるので、トナー収容器２１１を交換することなく、トナー収容器２１１内のトナーを使い切ることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、衝撃付与部材２４は、第１棒状部２４ａと第２棒状部２４ｂとから構成され、第２棒状部２４ｂと駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃとが接触することにより、衝撃付与部材２４が角変位し、第２棒状部２４ｂに連なる第１棒状部２４ａが持ち上げられる。このとき、第１棒状部２４ａは第２棒状部２４ｂよりも長く形成されるので、第１棒状部２４ａの移動量は、第２棒状部２４ｂの移動量よりも大きくなる。したがって、持上げ突起部２２１ｃの高さが低くても、第１棒状部２４ａの持ち上げられる高さを充分に高くすることができ、持上げ突起部２２１ｃを低く形成することが可能となり、持上げ突起部２２１ｃを低く形成することで、持上げ突起部２２１ｃの剛性を高め、持上げ突起部２２１ｃを破損し難くすることができる。これにより、駆動源側連結部２２１の交換の頻度を低くすることができる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む一平面に対して垂直な中心軸線Ｓ２まわりに角変位するように構成され、第２棒状部２４ｂは、この中心軸線Ｓ２に対して垂直に延びて形成される。そして、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃは、トナー収容器２１１の底壁部２１１ｃと基部２２１ａとの間において、トナー収容器２１１に向かって突出して形成され、トナー収容器２１１とともに、中心軸線Ｓ１まわりに回転する。したがって、持上げ突起部２２１ｃａは、第２棒状部２４ｂが延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部２４ｂに接触することになり、第２棒状部２４ｂと持上げ突起部２２１ｃａとの接触面積が小さくなる。これによって、第２棒状部２４ｂと持上げ突起部２２１ｃａとの間の摩擦を小さくし、第２棒状部２４ｂを破損し難くすることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、持上げ突起部２２１ｃには平坦部Ｎが形成される。平坦部Ｎにより、トナー収容器２１１の回転時における一定期間中は、衝撃付与部材２４の角変位が止まり、衝撃付与部材２４が常には角変位しなくなるので、衝撃付与部材２４を破損し難くすることができる。すなわち、衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１との接触期間を少なくするために隣接する持上げ突起部２２１ｃ間の距離Ｌ１と第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２とを同程度にし、かつ、平坦部Ｎを設けない場合、トナー収容器２１１の回転時におけるほとんどの時間中、衝撃付与部材２４は角変位することになり、接続部２４ｃと支持軸部材２４ｄとの間の摩擦によって生じる摩擦熱が大気中に拡散し難くなり、衝撃付与部材２４が破損するおそれがあるが、本実施形態では、それを防ぐことができる。本実施形態では、衝撃付与部材２４は、まず、中心軸線Ｓ２まわりの一方向へ角変位し、次に、平坦部Ｎによって、一定期間角変位が止まり、その後、平坦部Ｎから離間して、中心軸線Ｓ２まわりの逆方向へ角変位して、トナー収容器２１１に衝突することになる。よって、角変位が止まっている一定期間中に、接続部２４ｃと支持軸部材２４ｄとの間の摩擦熱を大気中に拡散することができ、衝撃付与部材２４の破損を防ぐことができる。
【００７４】
以上のように、本発明に係るトナー補給装置２０は、トナー補給時にトナー収容器２１１に充分な振動を与え、トナーを無駄なく使用することができるとともに、トナー収容器２１１、駆動源側連結部２２１、および衝撃付与部材２４の破損を防ぎ、トナー補給装置２０についてのメンテナンスの頻度を低くすることができる。また、トナー収容器２１１に振動が与えられると、トナー収容器２１１内のトナーの流動性が向上するので、トナー補給装置２０を備える画像形成装置１０によれば、良好な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 画像形成装置
１３ トナーホッパ
２０ トナー補給装置
２１ 補給装置本体部
２２ 駆動力伝達部
２３ 筺体
２４ 衝撃付与部材
２４ａ 第１棒状部
２４ｂ 第２棒状部
４７ 現像装置
７０ 現像ユニット
２１１ トナー収容器
２１１ａ 周壁部
２１１ａａ トナー排出口
２１１ｂ，２１１ｃ 底壁部
２２１ 駆動源側連結部
２２１ｃ 持上げ突起部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トナー補給装置および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置の分野では、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置として、回転型トナー補給装置が一般に知られている。回転型トナー補給装置は、有底円筒状のトナー収容器を軸線まわりに回転させることで、該トナー収容器内のトナーを、該トナー収容器に形成されたトナー排出口から排出するトナー補給装置である。この回転型トナー補給装置は、トナー収容器が回転することにより、トナーの凝集を防ぎつつ、トナーホッパや現像装置内にトナーを円滑に補給することができる。
【０００３】
ただし、凝集力の強い小粒径トナーを用いた場合、トナー収容器の内壁面にトナーが付着して排出されずにトナー収容器内に残ることがある。このような問題を解決するために、特許文献１，２では、トナー収容器の側壁部に外側から衝撃を付与する機構を設けることが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−９５６３１号公報
【特許文献２】特開平８−３１４２５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１，２に記載の機構は、トナー収容器の側壁部の外壁面に、弾性力によって圧接する衝撃付与部材を備えている。この衝撃付与部材は、トナー収容器の回転時において、トナー収容器に形成される突起部に接触すると、トナー収容器の径方向外方に持ち上げられ、その後、突起部と衝撃付与部材とが離間したときに、弾性力によって、トナー収容器の径方向内方に落下し、トナー収容器の側壁部に衝突する。これにより、トナー収容器に衝撃が付与され、トナー収容器の内壁面に付着したトナーを効率良く排出することができ、トナーを無駄なく使用することができる。
【０００６】
しかしながら、特許文献１，２に記載の衝撃付与部材は、トナー収容器の側壁部に圧接しており、トナー収容器の回転時には、上記の落下の瞬間を除いて、常に、トナー収容器の側壁部の外周面を摺動している。したがって、トナー収容器の回転時のほとんどの時間中、トナー収容器の側壁部に摩擦が生じているので、摩擦によってトナー収容器が破損してしまう場合がある。トナー収容器が破損してしまった場合、トナー収容器にトナーが残存していても、新たなトナー収容器に交換する他なく、トナーを無駄なく使用するという目的を達成することができなくなってしまう。
【０００７】
本発明は、上述した課題を解決するためのものであり、トナー収容器の破損を防ぎつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができるトナー補給装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで設けられる衝撃付与部材と、
前記トナー収容器に着脱自在に設けられる持上げ部材であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記衝撃付与部材と接触して該衝撃付与部材を持ち上げた後、該衝撃付与部材から離間して該衝撃付与部材を落下させ、該衝撃付与部材と前記トナー収容器とを衝突させる持上げ部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置である。
【０００９】
また本発明は、前記衝撃付与部材は、
前記トナー収容器と接触可能に設けられる第１棒状部と、
前記持上げ部材と接触可能に設けられ、前記第１棒状部に連なる第２棒状部であって、前記第１棒状部よりも短く形成される第２棒状部とを含み、
前記第１棒状部と前記第２棒状部とが連なる部分を中心として角変位可能に構成され、
前記持上げ部材は、前記衝撃付与部材と接触可能に設けられる突起部であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記第２棒状部と接触して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を持ち上げた後、前記第２棒状部から離間して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を落下させ、該第１棒状部と前記トナー収容器とを衝突させる突起部を有することを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記衝撃付与部材は、前記トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、
前記第２棒状部は、前記角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成され、
前記持上げ部材は、前記トナー収容器に装着時に、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に臨むように形成される基部を含み、
前記突起部は、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部と前記基部との間において、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に向かって前記基部から突出して形成され、前記持上げ部材の前記トナー収容器への装着時には、前記トナー収容器とともに、前記回転中心軸線まわりに回転することを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記持上げ部材は、前記突起部を複数有し、前記トナー収容器が１回転するときに、前記衝撃付与部材と前記トナー収容器とを複数回衝突させることを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、前記トナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、トナー収容器に対して着脱自在な持上げ部材によって、衝撃付与部材を持ち上げるので、衝撃付与部材の持ち上げの際、トナー収容器には、衝撃付与部材との間で摩擦が生じない。これによって、トナー収容器を破損し難くしつつ、トナー収容器に衝撃を付与することができる。
【００１４】
また本発明によれば、衝撃付与部材は、第１棒状部と第２棒状部とから構成され、第２棒状部と持上げ部材の突起部とが接触することにより、衝撃付与部材が角変位し、第２棒状部に連なる第１棒状部が持ち上げられる。このとき、第１棒状部は第２棒状部よりも長く形成されるので、第１棒状部の移動量は、第２棒状部の移動量よりも大きくなる。したがって、突起部の高さが低くても、第１棒状部の持ち上げられる高さを充分に高くすることができ、突起部を低く形成することが可能となり、突起部を低くすることで、突起部の剛性を高め、持上げ部材を破損し難くすることができる。
【００１５】
また本発明によれば、衝撃付与部材は、トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、第２棒状部は、この角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成される。そして、持上げ部材の突起部は、トナー収容器の回転中心軸線方向一端部と基部との間において、トナー収容器に向かって基部から突出して形成され、トナー収容器とともに、回転中心軸線まわりに回転する。したがって、突起部は、第２棒状部が延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部に接触することになり、第２棒状部と突起部との接触面積が小さくなる。これによって、第２棒状部と突起部との間の摩擦を小さくし、第２棒状部を含む衝撃付与部材を破損し難くすることができる。
【００１６】
また本発明によれば、トナー収容器が１回転するときに、衝撃付与部材とトナー収容器とを複数回衝突させることができる。
【００１７】
また本発明によれば、前記トナー補給装置のトナー収容器内のトナーは、衝撃付与部材によってトナー収容器に衝撃が付与されることで、流動性が高められているので、良好な画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】画像形成装置１０の構成を示す模式図である。
【図２】トナー補給装置２０の構成を示す図であり、
【図３】筺体２３を除いたときのトナー補給装置２０の側面を示す図であ
【図４】トナー補給装置２０を引き出して駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させたときの様子を示す図である。
【図５】補給装置本体部２１の分解斜視図である。
【図６】衝撃付与部材２４と駆動源側連結部２２１とを拡大して示す図である。
【図７】駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子を説明するための図である。
【図８】駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
はじめに、本発明の実施形態であるトナー補給装置２０を備える画像形成装置１０について説明する。図１は、画像形成装置１０の構成を示す模式図である。画像形成装置１０は、電子写真方式によって、記録用紙などの記録媒体の表面に画像を形成して、印刷物を得る装置である。画像形成装置１０は、記録媒体を供給する記録媒体供給部５０と、原稿などから画像情報を読み取るスキャナ４３と、スキャナ４３が読み取った画像情報や画像形成装置１０の外部の装置から入力された画像情報に基づいて、供給された記録媒体に画像を形成する電子写真プロセス部６０とを備える。電子写真プロセス部６０は、感光体ドラム４４と、帯電部４５と、露光ユニット４６と、現像ユニット７０と、転写部４８と、クリーニング部４９と、定着ユニット５１とを含む。
【００２０】
感光体ドラム４４は、円筒状や円柱状の導電性基体と、この導電性基体の表面に形成される感光層とを含み、図示しない回転駆動源によって、導電性基体の軸線回りに回転可能に設けられる。導電性基体は、たとえばアルミニウムから形成される。感光層は、光を照射されることで導電性を示す材料であり、たとえば有機感光層が用いられる。有機感光層は、電荷発生物質を含む電荷発生層と電荷輸送物質を含む電荷輸送層とが積層されたものであってもよいし、電荷発生物質と電荷輸送物質とを１つの層に含むものであってもよい。
【００２１】
帯電部４５は、感光体ドラム４４の表面を所定の極性および電位に帯電させる装置である。帯電部４５としては、ブラシ型帯電装置、ローラ型帯電装置、コロナ放電装置、イオン発生装置などを用いることができ、本実施形態では、たとえば、ローラ型帯電装置が用いられる。
【００２２】
露光ユニット４６は、レーザ光を出射する装置であり、露光ユニット４６から出射された光は、帯電部４５と現像ユニット７０との間を通過して感光体ドラム４４の表面に照射される。帯電状態にある感光体ドラム４４の表面にレーザ光が照射されることによって、その表面に、画像情報に対応する静電潜像が形成される。露光ユニット４６としては、たとえば、レーザ照射部および複数の反射ミラーを備えるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いることができる。また、露光ユニット４６としては、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）アレイ、液晶シャッタと光源とを適宜組み合わせたユニットなどを用いてもよい。
【００２３】
現像ユニット７０は、トナー補給装置２０と、トナーホッパ１３と、現像装置４７とを含む。トナー補給装置２０は、トナーホッパ１３および現像装置４７よりも鉛直方向上方（以下では、「鉛直方向上方Ｙ１」と称し、これとは反対の方向を、「鉛直方向下方Ｙ２」と称し、２つの方向を合わせて、「鉛直方向Ｙ」と称する）に配置され、未使用のトナーを収容する。トナー補給装置２０は、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源に接続される回転型のトナー補給装置であり、現像装置４７内のトナーが消費されて少なくなると、未使用のトナーをトナーホッパ１３へ供給する。トナー補給装置２０の詳細については後述する。
【００２４】
トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０の鉛直方向下方Ｙ２において、現像装置４７に隣接して設けられる。トナーホッパ１３は、トナー補給装置２０から供給されたトナーを攪拌して、現像装置４７へ供給する。
【００２５】
現像装置４７は、感光体ドラム４４上に形成された静電潜像をトナーによって現像することで、感光体ドラム４４上にトナー像を形成する装置である。現像装置４７は、現像槽、現像ローラ、搬送スクリュー、およびトナー濃度検知センサを備える。現像槽は、その内部空間にトナーを収容する。現像槽内には、現像ローラおよび搬送スクリューが、回転可能に支持される。現像槽は、感光体ドラム４４に臨む位置に開口部が形成され、この開口部を挟んで感光体ドラム４４に対向する位置に、現像ローラが設けられる。
【００２６】
現像ローラは、感光体ドラム４４との最近接部において感光体ドラム４４表面の静電潜像にトナーを供給する部材である。トナーの供給のときには、現像ローラ表面に、トナーの帯電電位とは逆極性の電位が現像バイアス電圧（現像バイアス）として印加される。これによって、現像ローラ表面のトナーが静電潜像に円滑に供給される。現像バイアスの値を変更することによって、静電潜像に供給されるトナー量（トナー付着量）を制御することができる。
【００２７】
搬送スクリューは、現像ローラ周辺にトナーを供給する部材である。搬送スクリューによって、トナーは攪拌搬送されて、帯電した状態で現像ローラに供給される。
【００２８】
トナー濃度検知センサは、現像槽の底面に設けられる。トナー濃度検知センサは、現像槽中のトナー濃度を検知する。トナー濃度検知センサとしては、一般的なトナー濃度検知センサを使用でき、たとえば、透過光検知センサ、反射光検知センサ、透磁率検知センサなどが挙げられる。これらの中でも、透磁率検知センサが好ましい。
【００２９】
トナー濃度検知センサは、トナー濃度制御部に電気的に接続される。トナー濃度制御部は、トナー濃度検知センサによるトナー濃度値が所定の設定値よりも低くなると、トナー補給装置２０に接続される回転駆動源が作動し、トナー補給装置２０内のトナーがトナーホッパ１３へ供給される。
【００３０】
転写部４８は、感光体ドラム４４の表面に圧接するローラ部材であり、図示しない回転駆動源によって軸線回りに回転可能に設けられる。感光体ドラム４４上に担持されて搬送されるトナー像は、転写部４８と感光体ドラム４４との圧接部において、後述する記録媒体供給部５０から供給される記録媒体に転写される。
【００３１】
クリーニング部４９は、感光体ドラム４４から記録媒体へトナー像が転写された後に、感光体ドラム４４の表面に残留するトナーや転写の際に付着した紙粉などを除去し、感光体ドラム４４の表面を清浄化する部材である。クリーニング部４９としては、たとえば、トナーを掻き取るための板状部材と、掻き取ったトナーを回収する容器状部材とが用いられる。
【００３２】
記録媒体供給部５０は、記録媒体を収容する収容部と、記録媒体を搬送する搬送ローラとを含む。収容部に収容される記録媒体は、搬送ローラによって、感光体ドラム４４と転写部４８との圧接部に送給され、トナー像が転写された後、定着ユニット５１に送給される。記録媒体としては、普通紙、カラーコピー用紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート、葉書などがある。
【００３３】
定着ユニット５１は、加熱ローラおよび加圧ローラを含む。加熱ローラは、所定の定着温度となるように制御される。加圧ローラは、加熱ローラに圧接するローラである。加熱ローラは、加圧ローラとともに記録媒体を加熱しながら挟持することにより、トナー像を構成するトナーを溶融させて記録媒体上に定着させる。トナー像が定着した記録媒体は、画像形成装置１０の外部に搬送され、画像形成動作が完了する。
【００３４】
次に、トナー補給装置２０について詳細に説明する。図２は、トナー補給装置２０の構成を示す図であり、図３は、筺体２３を除いたときのトナー補給装置２０の側面を示す図であり、図４は、トナー補給装置２０を引き出して駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させたときの様子を示す図であり、図５は、補給装置本体部２１の分解斜視図である。
【００３５】
トナー補給装置２０は、トナー収容器２１１、連結部２１２、支持部材２１３、および支持台２１４を有する補給装置本体部２１と、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２、ギア２２３、および押しばね２２４を有する駆動力伝達部２２と、２つのガイド部材２３１を有する筺体２３と、衝撃付与部材２４とを備える。
【００３６】
筺体２３は、補給装置本体部２１の一部、駆動源側連結部２２１、回転軸部材２２２、および押しばね２２４を収容する内部空間が形成され、鉛直方向下方Ｙ２の端部が開放される箱状部材である。ギア２２３は、筺体２３の外側に配置される。筺体２３の、所定の一方向（以下では、Ｘ１方向と称する）端部となる壁部２３ａには、第１貫通孔２３ａａが形成され、Ｘ１方向とは反対の方向（以下では、Ｘ２方向と称する）の端部となる壁部２３ｂには、第２貫通孔２３ｂａが形成される。第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさの孔であり、トナー補給装置２０の使用時には、補給装置本体部２１のＸ１方向端部が挿通されている。第２貫通孔２３ｂａは、回転軸部材２２２が挿通される孔であり、第２貫通孔２３ｂａにおいて、回転軸部材２２２の周りには、図示しない軸受が設けられる。
【００３７】
トナー収容器２１１は、周壁部２１１ａと２つの底壁部２１１ｂ，２１１ｃとによって内部空間を形成する略円筒状の部材であり、その内部空間にトナーを収容する。トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１は、Ｘ１方向およびＸ２方向に延びている。周壁部２１１ａには、トナーを排出するための開口部であるトナー排出口２１１ａａが形成される。
【００３８】
周壁部２１１ａは、内径が５０ｍｍ〜１５０ｍｍであり、外径が５２ｍｍ〜１５４ｍｍであり、中心軸線Ｓ１方向における長さが４００ｍｍ〜６００ｍｍである。トナー排出口２１１ａａは、周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１方向における中央部に形成される。トナー排出口２１１ａａの形状は正方形状であり、この正方形状の一辺の長さは１０ｍｍ〜２５ｍｍである。
【００３９】
周壁部２１１ａの内壁面には、中心軸線Ｓ１に向かって、５ｍｍ〜１０ｍｍ程度突出するトナー搬送突起部２１１ａｂが形成される。トナー搬送突起部２１１ａｂは、周壁部２１１ａの内壁面において、中心軸線Ｓ１を中心として螺旋状に形成されている。この螺旋の進む方向は、トナー排出口２１１ａａよりもＸ１方向側の部分と、トナー排出口２１１ａａよりもＸ２方向側の部分とで、互いに逆になっている。後述するように、トナー収容器２１１は、中心軸線Ｓ１まわりの回転方向Ｇに、画像形成装置１０が備える図示しない回転駆動源によって、５ｒｐｍ〜１５ｒｐｍで回転するように構成されており、トナー搬送突起部２１１ａｂは、トナー収容器２１１が回転するときに、トナー収容器２１１内のトナーをトナー排出口２１１ａａに向けて搬送する。
【００４０】
底壁部２１１ｂは、周壁部２１１ａのＸ１方向端部に固定され、底壁部２１１ｃは、周壁部２１１ａのＸ２方向端部に固定される。底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、直径５０ｍｍ〜１５０ｍｍの円盤状の部材であり、この円盤の中心軸線と、周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１とは一致する。
【００４１】
周壁部２１１ａおよび底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂（ハイインパクトポリスチレン樹脂）、ＡＢＳ樹脂（アクリロニトリル−ブタジエン−スチレン共重合合成樹脂）などの材料から形成される。周壁部２１１ａおよび底壁部２１１ｂ，２１１ｃは、これらの材料から一体成形されてもよい。
【００４２】
底壁部２１１ｃには、連結部２１２が形成される。連結部２１２は、底壁部２１１ｃのＸ２方向側の面に形成され、Ｘ１方向に退避する凹部であり、この凹部は、Ｘ１方向に見たときの形状が略Ｌ字状である。
【００４３】
支持部材２１３は、略円筒状のトナー収容器２１１を、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を回転軸線として回転可能に支持する、トナー収容器２１１よりも径が大きな略円筒状の部材であり、支持台２１４に着脱可能に構成される。中心軸線Ｓ１方向における支持部材２１３の長さは、１００ｍｍ〜１５０ｍｍであり、支持部材２１３は、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの中心軸線Ｓ１方向中央部を支持する。トナー補給装置２０の使用時には、支持部材２１３は支持台２１４に装着されている。支持部材２１３には、その鉛直方向下部に、トナー排出口２１１ａａと同じ形状・大きさの第１連通口２１３ａが形成される。第１連通口２１３ａは、トナー収容器２１１が回転することでトナー排出口２１１ａａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ａａと連通するように形成される。
【００４４】
支持台２１４は、支持部材２１３が装着可能に構成される装着部２１４ａと、装着部２１４ａの鉛直方向下部に固定される略矩形平板状の台座部２１４ｂとを含む。台座部２１４ｂは、Ｘ１方向およびＸ２方向に長く延び、トナーホッパ１３の鉛直方向上方Ｙ１に配置される。台座部２１４ｂには、第１連通口２１３ａと同じ形状・大きさの第２連通口２１４ｂａが形成される。第２連通口２１４ｂａは、支持台２１４に支持部材２１３が装着されているときに、第１連通口２１３ａと連通するように形成される。
【００４５】
ギア２２３は、画像形成装置１０が備える回転駆動源と係合し、５ｒｐｍ〜１５ｒｐｍで回転する。回転軸部材２２２は、円柱状の部材であり、ギア２２３が回転するときに円柱の中心軸線まわりの回転方向Ｇに回転するように、ギア２２３に接続される。この円柱の中心軸線は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１と一致する。
【００４６】
駆動源側連結部２２１は、ねじ等で回転軸部材２２２に接続される基部２２１ａと、基部２２１ａからＸ１方向に突出する連結用突起部２２１ｂとを有する。連結用突起部２２１ｂは、Ｘ２方向に見たときの形状が、連結部２１２と同じく略Ｌ字状である。トナー補給装置２０の使用時には、連結用突起部２２１ｂのＸ１方向端部が、連結部２１２に嵌合し、これによって、トナー収容器２１１が駆動源側連結部２２１に装着される。駆動源側連結部２２１の基部２２１ａは、回転軸部材２２２に接続されるので、回転軸部材２２２が回転するのに伴って、駆動源側連結部２２１も回転し、その結果、トナー収容器２１１も回転する。駆動源側連結部２２１については、衝撃付与部材２４とともに、後に詳述する。
【００４７】
押しばね２２４は、コイルスプリングからなり、壁部２３ｂと駆動源側連結部２２１との間において、回転軸部材２２２が挿通される。押しばね２２４は、回転軸部材２２２および駆動源側連結部２２１の回転を阻害することなく、駆動源側連結部２２１が壁部２３ｂから離間するように、Ｘ１方向へのばね力を付与する。これによって、駆動源側連結部の連結用突起部２２１ｂが連結部２１２に嵌合する際に、駆動源側連結部２２１が連結部２１２によって押されて、駆動源側連結部２２１に接続される回転軸部材２２２、および、回転軸部材２２２に接続されるギア２２３が、Ｘ２方向に移動してしまうのを防いでいる。
【００４８】
２つのガイド部材２３１は、補給装置本体部２１、より詳細には、支持台２１４の台座部２１４ｂを、Ｘ１方向およびＸ２方向に移動可能に支持する。２つのガイド部材２３１は、壁部２３ｂから、第１貫通孔２３ａａを通って、筺体２３の外部まで、Ｘ１方向に延びて設けられる。
【００４９】
上述したように、第１貫通孔２３ａａは、補給装置本体部２１が挿通可能な大きさであり、トナー補給装置２０の非使用時には、補給装置本体部２１をＸ１方向に引くことで、図４に示すように、連結部２１２と駆動源側連結部２２１との嵌合状態を解除し、駆動力伝達部２２から補給装置本体部２１を脱離させて、補給装置本体部２１を、第１貫通孔２３ａａから引き出すことができる。補給装置本体部２１を引き出した後は、支持台２１４から、トナー収容器２１１および支持部材２１３を取り外して、新たなトナー収容器２１１に交換することができる。トナー収容器２１１の交換後は、補給装置本体部２１をＸ２方向に押すことで、補給装置本体部２１を押し入れることができる。このとき、連結部２１２と駆動源側連結部２２１とが嵌合して、トナー収容器２１１が駆動源側連結部２２１に装着され、トナー補給装置２０が使用可能となる。
【００５０】
以上のように構成されるトナー補給装置２０によれば、補給装置本体部２１の連結部２１２と、画像形成装置１０が備える回転駆動源とが、駆動力伝達部２２を介して連結される。これによって、連結部２１２が形成される略円筒状のトナー収容器２１１は、その中心軸線Ｓ１まわりに回転する。トナー収容器２１１が回転すると、トナー収容器２１１のトナー排出口２１１ａａが鉛直方向下方Ｙ２に位置したときに、トナー排出口２１１ａａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａが連通し、このときに、トナー収容器２１１に収容されるトナーは、トナー排出口２１１ａａ、第１連通口２１３ａ、および第２連通口２１４ｂａを経て、トナーホッパ１３へ供給される。トナー収容器２１１内のトナーが無くなったときには、補給装置本体部２１をＸ１方向に引き出して、トナー収容器２１１を新たなトナー収容器２１１へと交換することができる。
【００５１】
次に、衝撃付与部材２４および駆動源側連結部２２１について説明する。衝撃付与部材２４は、図２に示すように、トナー収容器２１１の外壁面に臨んで設けられる。図６に、この衝撃付与部材２４と駆動源側連結部２２１とを拡大して示す。
【００５２】
衝撃付与部材２４は、第１棒状部２４ａと、第２棒状部２４ｂと、接続部２４ｃと、支持軸部材２４ｄとを含む。接続部２４ｃは、略円筒状の部材であり、円柱状の支持軸部材２４ｄが挿通される。支持軸部材２４ｄは、その中心軸線Ｓ２が、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む鉛直面に対して垂直な線となるように、その中心軸線Ｓ２方向両端部が筺体２３に固定される。第１棒状部２４ａおよび第２棒状部２４ｂは、接続部２４ｃの側面にそれぞれ垂直に連なり、延びる方向が互いに直交する略直方体棒状の部材であり、第２棒状部２４ｂは第１棒状部２４ａよりも短く形成される。第１棒状部２４ａと第２棒状部２４ｂとの長さの比率は、たとえば、２〜５：１である。なお、本発明の他の実施形態としては、第１棒状部２４ａおよび第２棒状部２４ｂは、円柱状であってもよい。
【００５３】
第１棒状部２４ａ、第２棒状部２４ｂ、および接続部２４ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料や、アルミニウム、ＳＵＳなどの金属材料から形成され、これらの材料から一体成形されることが好ましい。
【００５４】
本実施形態では、第１棒状部２４ａの、接続部２４ｃから遠い側の端部には、衝突部２４ａａが形成される。衝突部２４ａａは、剛性が高く比重の大きい、アルミニウム、ＳＵＳなどの金属材料から形成される、半球状の部材である。なお、本発明の他の実施形態としては、衝突部２４ａａを、上記樹脂材料や、ゴムなどの弾性材料から形成してもよい。
【００５５】
第１棒状部２４ａ、第２棒状部２４ｂ、および接続部２４ｃは、支持軸部材２４ｄの中心軸線Ｓ２まわりに角変位可能に構成されている。そして、第１棒状部２４ａは、角変位可能な範囲内において、端部に形成される衝突部２４ａａが、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの外壁面に接触可能に設けられている。また、第２棒状部２４ｂは、角変位可能な範囲内において、トナー収容器２１１の底壁部２１１ｃが装着される駆動源側連結部２２１に接触可能に設けられている。より詳細には、第２棒状部２４ｂは、後述する駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃに接触して乗り上げることが可能に設けられており、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃに乗り上げている状態では、第１棒状部２４ａの衝突部２４ａａは、周壁部２１１ａの外壁面から離間し、第１棒状部２４ａの衝突部２４ａａが周壁部２１１ａの外壁面に接触している状態では、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃから離間する。
【００５６】
駆動源側連結部２２１は、円盤状の基部２２１ａと、基部２２１ａの主面から突出する略Ｌ字状の連結用突起部２２１ｂと、基部２２１ａの同一主面から突出する持上げ突起部２２１ｃａ，２２１ｃｂ，２２１ｃｃ，２２１ｃｄとを有する。持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄについて、総称する場合には、持上げ突起部２２１ｃと称する。
【００５７】
持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄは、同一形状に形成される所定の厚さの部材である。持上げ突起部２２１ｃの厚さ、すなわち、突出する方向における長さは、連結用突起部２２１ｂよりも小さい。したがって、トナー収容器２１１を駆動源側連結部２２１に装着したとき、基部２２１ａおよび持上げ突起部２２１ｃは、トナー収容器２１１から離間する。このとき、基部２２１ａの中心軸線とトナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１とは一致し、駆動源側連結部２２１は、中心軸線Ｓ１まわりの回転方向Ｇに回転する。
【００５８】
持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄは、それぞれ、傾斜部Ｍと平坦部Ｎとを有する。平坦部Ｎは、基部２２１ａの中心軸線を中心とする１／１２円環状部分であり、各持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄの平坦部Ｎは、基部２２１ａの中心軸線を中心とする同心円に沿って、等間隔に離間して配置される。傾斜部Ｍは、基部２２１ａの主面と平坦部Ｎとを滑らかに接続する部分である。傾斜部Ｍは、基部２２１ａの回転方向Ｇにおいて、平坦部Ｎの下流側に形成される。持上げ突起部２２１ｃの傾斜部Ｍと、回転方向Ｇにおける下流側においてこの持上げ突起部２２１ｃに隣接する他の持上げ突起部２２１ｃの平坦部Ｎとの間の距離Ｌ１は、衝撃付与部材２４の第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２と同程度であり、たとえば、距離Ｌ１は、幅Ｌ２の１倍〜２倍程度である。
【００５９】
傾斜部Ｍおよび平坦部Ｎを含む持上げ突起部２２１ｃは、ポリエチレン、ポリプロピレン、ＨＩＰＳ樹脂、ＡＢＳ樹脂などの樹脂材料から形成される。持上げ突起部２２１ｃは、基部２２１ａと一体成形されることが好ましい。なお、本発明の他の実施形態としては、持上げ突起部２２１ｃを金属材料から形成してもよい。
【００６０】
また、本発明の他の実施形態としては、持上げ突起部２２１ｃの数は、１〜３個であってもよいし、５個以上であってもよい。さらに、平坦部Ｎは、１／１２円環状でなくてもよく、たとえば矩形状であってもよい。
【００６１】
このように形成される持上げ突起部２２１ｃは、基部２２１ａがトナー収容器２１１とともに回転するときに、衝撃付与部材２４と接触して該衝撃付与部材２４を持ち上げた後、該衝撃付与部材２４から離間して該衝撃付与部材２４をトナー収容器２１１に向けて落下させ、該衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１とを衝突させる機能を有する。より詳細には、駆動源側連結部２２１は、衝撃付与部材２４の第１棒状部２４ａを鉛直方向上方Ｙ１に持ち上げるための持上げ部材であり、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃが回転方向Ｇに回転することで、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃに乗り上げ、それによって、第２棒状部２４ｂを含む衝撃付与部材２４全体が中心軸線Ｓ２まわりに角変位し、その結果、第１棒状部２４ａが鉛直方向上方Ｙ１に持ち上げられる。その後、持上げ突起部２２１ｃが回転方向Ｇにさらに進むことで持上げ突起部２２１ｃが第２棒状部２４ｂから離間し、それによって、第１棒状部２４ａが自重によって落下し、トナー収容器２１１と衝突する。
【００６２】
図７および図８を用いて、駆動源側連結部２２１が衝撃付与部材２４を持ち上げるときの様子をより詳しく説明する。図７（ａ）および図８（ａ）は、図６の線Ａ−Ａを切断面線とするときの断面図であり、図７（ｂ）および図８（ｂ）は、図６の線Ｂ−Ｂを切断面線とするときの断面図である。
【００６３】
図７（ｂ）に示すように、衝突部２４ａａがトナー収容器２１１の周壁部２１１ａに接している状態では、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃから離間している。この状態のとき、第２棒状部２４ｂは、基部２２１ａと底壁部２１１ｃとの間において、底壁部２１１ｃからも離間している。
【００６４】
基部２２１ａが回転方向Ｇに回転すると、持上げ突起部２２１ｃａは、図７（ａ）に示す状態から、回転方向Ｇ下流側へ移動する。これによって、図８（ａ）に示すように、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍの上へ乗り上げる。第２棒状部２４ｂは、中心軸線Ｓ２に対して垂直に延びており、中心軸線Ｓ２は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む鉛直面に対して垂直な線であるので、持上げ突起部２２１ｃａは、第２棒状部２４ｂが延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部２４ｂに接触することになる。たとえば、図８（ａ）に示すように、略直方体棒状の第２棒状部２４ｂの角部と、持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍとが接触して、該傾斜部Ｍ上に第２棒状部２４ｂが乗り上げる。したがって、第２棒状部２４ｂと傾斜部Ｍとの接触面積は小さい。
【００６５】
第２棒状部２４ｂが傾斜部Ｍ上に乗り上げると、図８（ｂ）に示すように、衝撃付与部材２４全体が中心軸線Ｓ２まわりに角変位して、第１棒状部２４ａが持ち上げられる。このとき、第１棒状部２４ａが持ち上げられ過ぎると、第１棒状部２４ａがトナー収容器２１１とは反対側に落下してしまうので、持上げ突起部２２１ｃの高さは、第１棒状部２４ａが反対側に落下しない程度の高さに設定される。さらに、基部２２１ａと底壁部２１１ｃとの間隔は、衝撃付与部材２４が充分に角変位できる大きさであり、かつ、第２棒状部２４ｂが傾斜部Ｍに乗り上げたときの勢いで第１棒状部２４ａが反対側に落下してしまわないような大きさに設定される。
【００６６】
持上げ突起部２２１ｃａの回転方向Ｇ下流側への移動に伴い、持上げ突起部２２１ｃａの傾斜部Ｍによって、第１棒状部２４ａは徐々に持ち上げられ、第２棒状部２４ｂが持上げ突起部２２１ｃａの平坦部Ｎに乗り上げると、衝撃付与部材２４の角変位が止まり、第１棒状部２４ａは所定の高さとなる。持上げ突起部２２１ｃａがさらに回転方向Ｇ下流側へ移動する一定の期間、この高さが維持される。
【００６７】
持上げ突起部２２１ｃａの平坦部Ｎが第２棒状部２４ｂから離間すると、第１棒状部２４ａは、自重によって落下し、トナー収容器２１１の周壁部２１１ａの外壁面に衝突する。衝突による振動で、トナー収容器２１１の内壁面に固着したトナーは、該内壁面から脱落し、トナー排出口２１１ａａから排出可能になる。このようにして、トナー補給装置２０は、トナー収容器２１１内に残るトナーの量を少なくし、トナーを無駄なく使用することができる。また、トナー補給装置２０は、振動によって、トナー収容器２１１内のトナーの流動性を高めることもできる。
【００６８】
なお、持上げ突起部２２１ｃａから離間した後、第２棒状部２４ｂは、持上げ突起部２２１ｃｂに乗り上げることになる。本実施形態では、４つの持上げ突起部２２１ｃａ〜２２１ｃｄがあるので、トナー収容器２１１が１回転するごとに、衝撃付与部材２４をトナー収容器２１１に４回衝突させることができる。
【００６９】
以上のように構成されるトナー補給装置２０では、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１によって持ち上げられるのではなく、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃによって持ち上げられる。したがって、衝撃付与部材２４の持ち上げの際、トナー収容器２１１には、衝撃付与部材２４との間で摩擦が生じない。さらに、本実施形態では、隣接する持上げ突起部２２１ｃ間の距離Ｌ１は、第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２と同程度（第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２の１倍〜２倍）であるので、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１に衝突した瞬間以外は、ほとんどトナー収容器２１１から離間していることになり、トナー収容器２１１との間で摩擦が生じ難い。このように、トナー補給装置２０は、衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１との間での摩擦の発生を少なくすることができるので、トナー収容器２１１を破損し難くしつつ、トナー収容器２１１に充分な衝撃を付与して、トナー収容器２１１内のトナーを無駄なく使用することができる。
【００７０】
そして、トナー収容器２１１と駆動源側連結部２２１とは、着脱自在に構成されており、衝撃付与部材２４と接触する駆動源側連結部２２１がたとえ破損しても、新たな駆動源側連結部２２１に交換することができるので、トナー収容器２１１を交換することなく、トナー収容器２１１内のトナーを使い切ることができる。
【００７１】
また、本実施形態では、衝撃付与部材２４は、第１棒状部２４ａと第２棒状部２４ｂとから構成され、第２棒状部２４ｂと駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃとが接触することにより、衝撃付与部材２４が角変位し、第２棒状部２４ｂに連なる第１棒状部２４ａが持ち上げられる。このとき、第１棒状部２４ａは第２棒状部２４ｂよりも長く形成されるので、第１棒状部２４ａの移動量は、第２棒状部２４ｂの移動量よりも大きくなる。したがって、持上げ突起部２２１ｃの高さが低くても、第１棒状部２４ａの持ち上げられる高さを充分に高くすることができ、持上げ突起部２２１ｃを低く形成することが可能となり、持上げ突起部２２１ｃを低く形成することで、持上げ突起部２２１ｃの剛性を高め、持上げ突起部２２１ｃを破損し難くすることができる。これにより、駆動源側連結部２２１の交換の頻度を低くすることができる。
【００７２】
さらに、本実施形態では、衝撃付与部材２４は、トナー収容器２１１の中心軸線Ｓ１を含む一平面に対して垂直な中心軸線Ｓ２まわりに角変位するように構成され、第２棒状部２４ｂは、この中心軸線Ｓ２に対して垂直に延びて形成される。そして、駆動源側連結部２２１の持上げ突起部２２１ｃは、トナー収容器２１１の底壁部２１１ｃと基部２２１ａとの間において、トナー収容器２１１に向かって突出して形成され、トナー収容器２１１とともに、中心軸線Ｓ１まわりに回転する。したがって、持上げ突起部２２１ｃａは、第２棒状部２４ｂが延びる方向に対して垂直な方向から、該第２棒状部２４ｂに接触することになり、第２棒状部２４ｂと持上げ突起部２２１ｃａとの接触面積が小さくなる。これによって、第２棒状部２４ｂと持上げ突起部２２１ｃａとの間の摩擦を小さくし、第２棒状部２４ｂを破損し難くすることができる。
【００７３】
また、本実施形態では、持上げ突起部２２１ｃには平坦部Ｎが形成される。平坦部Ｎにより、トナー収容器２１１の回転時における一定期間中は、衝撃付与部材２４の角変位が止まり、衝撃付与部材２４が常には角変位しなくなるので、衝撃付与部材２４を破損し難くすることができる。すなわち、衝撃付与部材２４とトナー収容器２１１との接触期間を少なくするために隣接する持上げ突起部２２１ｃ間の距離Ｌ１と第２棒状部２４ｂの幅Ｌ２とを同程度にし、かつ、平坦部Ｎを設けない場合、トナー収容器２１１の回転時におけるほとんどの時間中、衝撃付与部材２４は角変位することになり、接続部２４ｃと支持軸部材２４ｄとの間の摩擦によって生じる摩擦熱が大気中に拡散し難くなり、衝撃付与部材２４が破損するおそれがあるが、本実施形態では、それを防ぐことができる。本実施形態では、衝撃付与部材２４は、まず、中心軸線Ｓ２まわりの一方向へ角変位し、次に、平坦部Ｎによって、一定期間角変位が止まり、その後、平坦部Ｎから離間して、中心軸線Ｓ２まわりの逆方向へ角変位して、トナー収容器２１１に衝突することになる。よって、角変位が止まっている一定期間中に、接続部２４ｃと支持軸部材２４ｄとの間の摩擦熱を大気中に拡散することができ、衝撃付与部材２４の破損を防ぐことができる。
【００７４】
以上のように、本発明に係るトナー補給装置２０は、トナー補給時にトナー収容器２１１に充分な振動を与え、トナーを無駄なく使用することができるとともに、トナー収容器２１１、駆動源側連結部２２１、および衝撃付与部材２４の破損を防ぎ、トナー補給装置２０についてのメンテナンスの頻度を低くすることができる。また、トナー収容器２１１に振動が与えられると、トナー収容器２１１内のトナーの流動性が向上するので、トナー補給装置２０を備える画像形成装置１０によれば、良好な画像を形成することができる。
【符号の説明】
【００７５】
１０ 画像形成装置
１３ トナーホッパ
２０ トナー補給装置
２１ 補給装置本体部
２２ 駆動力伝達部
２３ 筺体
２４ 衝撃付与部材
２４ａ 第１棒状部
２４ｂ 第２棒状部
４７ 現像装置
７０ 現像ユニット
２１１ トナー収容器
２１１ａ 周壁部
２１１ａａ トナー排出口
２１１ｂ，２１１ｃ 底壁部
２２１ 駆動源側連結部
２２１ｃ 持上げ突起部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで設けられる衝撃付与部材と、
前記トナー収容器に着脱自在に設けられる持上げ部材であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記衝撃付与部材と接触して該衝撃付与部材を持ち上げた後、該衝撃付与部材から離間して該衝撃付与部材を落下させ、該衝撃付与部材と前記トナー収容器とを衝突させる持上げ部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記衝撃付与部材は、
前記トナー収容器と接触可能に設けられる第１棒状部と、
前記持上げ部材と接触可能に設けられ、前記第１棒状部に連なる第２棒状部であって、前記第１棒状部よりも短く形成される第２棒状部とを含み、
前記第１棒状部と前記第２棒状部とが連なる部分を中心として角変位可能に構成され、
前記持上げ部材は、前記衝撃付与部材と接触可能に設けられる突起部であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記第２棒状部と接触して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を持ち上げた後、前記第２棒状部から離間して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を落下させ、該第１棒状部と前記トナー収容器とを衝突させる突起部を有することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項３】
前記衝撃付与部材は、前記トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、
前記第２棒状部は、前記角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成され、
前記持上げ部材は、前記トナー収容器に装着時に、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に臨むように形成される基部を含み、
前記突起部は、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部と前記基部との間において、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に向かって前記基部から突出して形成され、前記持上げ部材の前記トナー収容器への装着時には、前記トナー収容器とともに、前記回転中心軸線まわりに回転することを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
【請求項４】
前記持上げ部材は、前記突起部を複数有し、前記トナー収容器が１回転するときに、前記衝撃付与部材と前記トナー収容器とを複数回衝突させることを特徴とする請求項２または３に記載のトナー補給装置。
【請求項５】
現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナーを収容しながら回転するトナー収容器であって、収容されたトナーを外部に排出可能な開口が形成されるトナー収容器と、
前記トナー収容器外において、前記トナー収容器の外壁面に臨んで設けられる衝撃付与部材と、
前記トナー収容器に着脱自在に設けられる持上げ部材であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記衝撃付与部材と接触して該衝撃付与部材を持ち上げた後、該衝撃付与部材から離間して該衝撃付与部材を落下させ、該衝撃付与部材と前記トナー収容器とを衝突させる持上げ部材とを備えることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
前記衝撃付与部材は、
前記トナー収容器と接触可能に設けられる第１棒状部と、
前記持上げ部材と接触可能に設けられ、前記第１棒状部に連なる第２棒状部であって、前記第１棒状部よりも短く形成される第２棒状部とを含み、
前記第１棒状部と前記第２棒状部とが連なる部分を中心として角変位可能に構成され、
前記持上げ部材は、前記衝撃付与部材と接触可能に設けられる突起部であって、前記トナー収容器に装着時には、該トナー収容器とともに回転し、前記第２棒状部と接触して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を持ち上げた後、前記第２棒状部から離間して前記衝撃付与部材を角変位させることで前記第１棒状部を落下させ、該第１棒状部と前記トナー収容器とを衝突させる突起部を有することを特徴とする請求項１に記載のトナー補給装置。
【請求項３】
前記衝撃付与部材は、前記トナー収容器の回転中心軸線を含む一平面に対して垂直な角変位中心軸線まわりに角変位するように構成され、
前記第２棒状部は、前記角変位中心軸線に対して垂直に延びて形成され、
前記持上げ部材は、前記トナー収容器に装着時に、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に臨むように形成される基部を含み、
前記突起部は、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部と前記基部との間において、前記トナー収容器の前記回転中心軸線方向一端部に向かって前記基部から突出して形成され、前記持上げ部材の前記トナー収容器への装着時には、前記トナー収容器とともに、前記回転中心軸線まわりに回転することを特徴とする請求項２に記載のトナー補給装置。
【請求項４】
前記持上げ部材は、前記突起部を複数有し、前記トナー収容器が１回転するときに、前記衝撃付与部材と前記トナー収容器とを複数回衝突させることを特徴とする請求項２または３に記載のトナー補給装置。
【請求項５】
現像装置を備える電子写真方式の画像形成装置において、
前記現像装置にトナーを供給するためのトナー補給装置として、請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナー補給装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１３−８３８３４（Ｐ２０１３−８３８３４Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２２４３０９（Ｐ２０１１−２２４３０９）
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月１１日（２０１１．１０．１１）
【出願人】（０００００５０４９）シャープ株式会社 (33,933)
【Ｆターム（参考）】
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