JP2011164359A - Toner cartridge and image forming apparatus including the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、トナーカートリッジ、およびこのトナーカートリッジを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner cartridge and an image forming apparatus including the toner cartridge.
電子写真方式の画像形成装置は、現像装置に収容されるトナーによって現像を行うことで、画像を形成する。このような画像形成装置の分野において、従来から、現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジが知られている。トナーカートリッジは、現像装置内のトナーが画像形成により消費されて少なくなると、トナーカートリッジに収容されるトナーを現像装置内に補給するように構成されている。 An electrophotographic image forming apparatus forms an image by developing with toner contained in a developing device. In the field of such an image forming apparatus, conventionally, a toner cartridge for supplying toner to a developing device is known. The toner cartridge is configured to replenish the toner contained in the toner cartridge into the developing device when the toner in the developing device is consumed and reduced due to image formation.
たとえば、特許文献1には、トナーを収容するトナー収容部と、トナー排出口が設けられ、トナー収容部に延設されるトナー排出部と、トナー収容部のトナーをトナー排出口へ搬送するトナー搬送部とを備えるトナーカートリッジが記載されている。
For example, in
特許文献1に記載のトナーカートリッジによれば、トナー排出部は、トナー排出口、およびトナー収容部の内部空間とトナー排出部の内部空間とを連通する連通孔以外において、トナーカートリッジ内壁によって囲まれているので、効率良くトナーをトナー排出口から排出することができる。しかしながら、特許文献1に記載のトナーカートリッジには、トナー排出部がトナーカートリッジ内壁によって囲まれた形状であるが故の課題がある。すなわち、トナー排出口において外部に排出されずにトナー排出口を通り過ぎ、トナーカートリッジ内壁まで搬送されたトナーは、その後の行き場が無いために、トナー搬送部によって圧縮されてしまうという課題がある。特に、長期間搬送されたり長期間放置されたりすることによってトナーの流動性が低下すると、トナーが排出されずにトナーカートリッジ内壁まで搬送される頻度が高くなり、過度にトナーが圧縮されてしまう。トナーが過度に圧縮されると、押し固められたトナーの塊がトナーカートリッジ内壁に固着して、トナー搬送部の回転駆動の際の抵抗となり、最悪の場合には、トナー搬送部が回転駆動不可能になってしまう。
According to the toner cartridge described in
本発明は、上述した課題を解決するためになされたものであって、トナーの圧縮を抑えることができるトナーカートリッジ、およびこのトナーカートリッジを備える画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY An advantage of some aspects of the invention is to provide a toner cartridge capable of suppressing toner compression and an image forming apparatus including the toner cartridge.
本発明は、トナーを収容するトナー収容部と、
回転軸と該回転軸を取り巻いて設けられる搬送羽根とを備え、かつ、前記トナー収容部に設けられるトナー搬送部であって、前記回転軸の軸線回りに回転することによって、前記トナー収容部に収容されるトナーを、前記回転軸の軸線方向に搬送するトナー搬送部と、
前記回転軸の軸線方向において前記トナー収容部に延設されるトナー排出部であって、前記トナー搬送部によって搬送されるトナーを排出するためのトナー排出口が設けられるトナー排出部とを備え、
前記搬送羽根が、少なくとも前記トナー排出口近傍の部分が、弾性スポンジから形成されることを特徴とするトナーカートリッジである。
The present invention includes a toner container that contains toner;
A toner conveying portion provided in the toner accommodating portion, wherein the toner accommodating portion rotates around the axis of the rotating shaft, and is provided in the toner accommodating portion. A toner transport unit for transporting the contained toner in the axial direction of the rotation shaft;
A toner discharge portion extending to the toner storage portion in the axial direction of the rotation shaft, and a toner discharge portion provided with a toner discharge port for discharging the toner conveyed by the toner conveyance portion;
In the toner cartridge, at least a portion near the toner discharge port is formed of an elastic sponge.
また本発明は、前記弾性スポンジが、導電剤を含む導電性スポンジであることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the elastic sponge is a conductive sponge containing a conductive agent.
また本発明は、前記弾性スポンジが、連続気泡を含む連泡性スポンジであることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the elastic sponge is an open-cell sponge including open cells.
また本発明は、前記弾性スポンジが、ウレタンから形成されるウレタンスポンジであることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the elastic sponge is a urethane sponge formed of urethane.
また本発明は、前記搬送羽根の前記弾性スポンジから形成される部分が、前記トナーカートリッジの内壁に接触するように設けられることを特徴とする。 Further, the invention is characterized in that a portion formed of the elastic sponge of the conveying blade is provided so as to contact an inner wall of the toner cartridge.
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補給するトナーカートリッジとして、前記トナーカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置である。
The present invention also provides an electrophotographic image forming apparatus including a developing device.
An image forming apparatus comprising the toner cartridge as a toner cartridge for supplying toner to the developing device.
本発明によれば、搬送羽根が弾性スポンジから形成されるので、トナー排出部でトナーが過度に圧縮されることを抑えることができる。 According to the present invention, since the conveying blade is formed of an elastic sponge, it is possible to prevent the toner from being excessively compressed at the toner discharge portion.
また本発明によれば、弾性スポンジが導電性スポンジであるので、弾性スポンジと、トナーやトナーカートリッジ内壁との間に摩擦が生じても、該弾性スポンジは帯電し難い。したがって、弾性スポンジがトナーを静電吸着することを抑えることができる。 According to the present invention, since the elastic sponge is a conductive sponge, even if friction occurs between the elastic sponge and the inner wall of the toner or toner cartridge, the elastic sponge is difficult to be charged. Therefore, it is possible to suppress the elastic sponge from electrostatically adsorbing the toner.
また本発明によれば、連泡性スポンジは、単泡性スポンジと比較して圧縮または変形し易いので、トナーの過度な圧縮を抑えることができる。 Further, according to the present invention, the continuous foam sponge is easily compressed or deformed as compared with the single foam sponge, and therefore, excessive compression of the toner can be suppressed.
また本発明によれば、弾性スポンジとして耐摩耗性に優れるウレタンスポンジを用いることによって、トナーカートリッジを長期間使用することができる。 Further, according to the present invention, the toner cartridge can be used for a long time by using the urethane sponge having excellent wear resistance as the elastic sponge.
また本発明によれば、搬送羽根の弾性スポンジから形成される部分がトナーカートリッジの内壁に接しながら回転することで、該内壁と搬送羽根との隙間が少なくなるので、より多くのトナーを搬送することができる。また、搬送羽根とトナーカートリッジ内壁とによって圧縮されるトナーを減らすことができる。 Further, according to the present invention, since the portion formed of the elastic sponge of the conveying blade rotates while contacting the inner wall of the toner cartridge, the gap between the inner wall and the conveying blade is reduced, so that more toner is conveyed. be able to. Further, it is possible to reduce toner compressed by the conveying blade and the inner wall of the toner cartridge.
また本発明によれば、上記トナーカートリッジによって、トナーを長期間安定して、現像装置に補給できる。したがって、本発明に係る画像形成装置は、長期間安定して画像を形成することができる。 According to the invention, the toner cartridge can replenish toner to the developing device stably for a long period of time. Therefore, the image forming apparatus according to the present invention can form an image stably for a long period of time.
以下に、本発明に係るトナーカートリッジの第1実施形態であるトナーカートリッジ10A、および本発明に係る画像形成装置の実施形態である画像形成装置30について説明する。
Hereinafter, the
まず、画像形成装置30の全体構成について説明する。図1は、画像形成装置30の全体の構成を示す説明図である。図1に示すように、画像形成装置30は、トナーカートリッジ10A、感光体ドラム17、現像装置20、給紙カセット21、露光装置22、定着装置23、転写装置24、帯電装置25、クリーニング装置26、給紙ローラ27、排紙ローラ28、排紙トレイ29、およびスキャナユニット31を備える。
First, the overall configuration of the
スキャナユニット31は、図示しない原稿セットトレイ、図示しない自動反転原稿搬送装置(RADF、Reversing Automatic Document Feeder)、および図示しない原稿読取装置を備える。
The
原稿セットトレイは、原稿読取装置の原稿載置台に載置させたい原稿をセットするためのトレイである。自動反転原稿搬送装置は、原稿セットトレイに載置された原稿を原稿読取装置の原稿載置台に搬送する装置である。原稿読取装置は、原稿載置台と、原稿走査装置と、反射部材と、光電変換素子(CCD、Charge Coupled Device)を含むラインセンサなどから構成され、原稿載置台に載置された原稿の画像情報を、複数ラインごと、たとえば10ラインごとに読み取る装置である。 The document setting tray is a tray for setting a document to be placed on the document placing table of the document reading apparatus. The automatic reversing document conveyance device is a device that conveys a document placed on a document set tray to a document placement table of a document reading device. The document reading device includes a document placement table, a document scanning device, a reflection member, a line sensor including a photoelectric conversion element (CCD, Charge Coupled Device), and the like, and image information of a document placed on the document placement table. Is a device that reads out every plural lines, for example, every ten lines.
原稿載置台は、画像情報を読み取る対象になる原稿を載置するための、ガラス製板状部材である。原稿走査装置は、図示しない光源と第1の反射ミラーとを含み、原稿載置台の鉛直方向下面に沿って平行に一定速度Vで往復移動し、原稿載置台に載置された原稿の画像形成面に光を照射する。このような光の照射によって反射光像が得られる。光源は、原稿載置台に載置された原稿に照射する光の光源である。第1の反射ミラーは、反射光像を反射部材に向けて反射する。 The document placing table is a glass plate-like member for placing a document on which image information is to be read. The document scanning device includes a light source (not shown) and a first reflection mirror, and reciprocates at a constant speed V in parallel along the lower surface in the vertical direction of the document placement table, thereby forming an image of the document placed on the document placement table. Irradiate the surface with light. A reflected light image is obtained by such light irradiation. The light source is a light source for irradiating the document placed on the document table. The first reflecting mirror reflects the reflected light image toward the reflecting member.
反射部材は、図示しない第2の反射ミラーと第3の反射ミラーと光学レンズとを含み、原稿走査装置で得られた反射光像を光電変換素子ラインセンサ上で結像させる。反射部材は、原稿走査装置の往復移動に追随してV/2の速度で往復移動する。第2の反射ミラーおよび第3の反射ミラーは、原稿走査装置で得られた反射光像を、光学レンズに向けて反射させる。光学レンズは、第2の反射ミラーおよび第3の反射ミラーによって反射された反射光像を、光電変換素子ラインセンサ上に結像させる。 The reflecting member includes a second reflecting mirror, a third reflecting mirror, and an optical lens (not shown), and forms a reflected light image obtained by the document scanning device on the photoelectric conversion element line sensor. The reflecting member reciprocates at a speed of V / 2 following the reciprocating movement of the document scanning device. The second reflection mirror and the third reflection mirror reflect the reflected light image obtained by the document scanning device toward the optical lens. The optical lens forms the reflected light image reflected by the second reflecting mirror and the third reflecting mirror on the photoelectric conversion element line sensor.
CCDラインセンサは、図示しないCCD回路を含む。CCD回路は、光学レンズによって結像された反射光像を電気信号に光電変換し、画像情報である電気信号を、画像形成装置30の図示しない画像処理部に出力する。画像処理部は、原稿読取装置またはパーソナルコンピュータなどの外部装置から入力された画像情報を電気信号に変換し、露光装置22に出力する。
The CCD line sensor includes a CCD circuit (not shown). The CCD circuit photoelectrically converts the reflected light image formed by the optical lens into an electrical signal, and outputs an electrical signal as image information to an image processing unit (not shown) of the
感光体ドラム17は、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動可能に支持され、その表面に静電潜像ひいてはトナー像が形成されるローラ状部材である。感光体ドラム17としては、たとえば、図示しない導電性基体と、該導電性基体の表面に形成される感光層とを含むローラ状部材を使用できる。導電性基体の形状は、円筒状、円柱状、シート状などが挙げられ、その中でも円筒状であることが好ましい。感光層としては、有機感光層や無機感光層などが挙げられる。
The
有機感光層としては、電荷発生物質を含む樹脂層である電荷発生層と電荷輸送物質を含む樹脂層である電荷輸送層とが積層された感光層や、1つの樹脂層中に電荷発生物質と電荷輸送物質とを含む単層の感光層などが挙げられる。無機感光層としては、酸化亜鉛、セレン、アモルファスシリコンなどから選ばれる1種または2種以上を含む感光層が挙げられる。 Examples of the organic photosensitive layer include a photosensitive layer in which a charge generation layer, which is a resin layer containing a charge generation material, and a charge transport layer, which is a resin layer containing a charge transport material, and a charge generation material in one resin layer. And a single photosensitive layer containing a charge transport material. Examples of the inorganic photosensitive layer include a photosensitive layer containing one or more selected from zinc oxide, selenium, amorphous silicon and the like.
なお、導電性基体と感光層との間には下地膜が介在してもよい。また、感光層の表面には感光層を保護するための表面膜(保護膜)が設けられてもよい。 A base film may be interposed between the conductive substrate and the photosensitive layer. Further, a surface film (protective film) for protecting the photosensitive layer may be provided on the surface of the photosensitive layer.
帯電装置25は、感光体ドラム17表面を帯電させる装置であり、たとえば鋸歯型帯電器などである。帯電装置25には図示しない電源が接続され、帯電装置25は該電源から電圧の印加を受けて、感光体ドラム17表面を所定の極性および電位に帯電させる。帯電装置25としては、鋸歯型帯電器以外にも、チャージャー型帯電器、帯電ブラシ型帯電器、ローラ状帯電器、スポンジなどの接触方式の帯電器などが使用できる。
The charging
露光装置22は、スキャナユニット31において読み取られた原稿の画像情報または外部機器からの画像情報が入力され、画像情報に応じた信号光を帯電状態にある感光体ドラム17表面に照射する。これによって、感光体ドラム17表面に、画像情報に応じた静電潜像が形成される。露光装置22としては、たとえば、光源を含むレーザスキャニング装置が用いられる。レーザスキャニング装置は、たとえば、光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射ミラーなどを組み合せた装置である。光源としては、たとえば、半導体レーザ、LED(Light Emitting Diode)アレイ、エレクトロルミネッセンス(EL)素子などを使用できる。
The
現像装置20は、現像槽11、現像ローラ12、第1搬送ローラ13、および第2搬送ローラ14を備える。現像槽11は、たとえば現像剤としてトナーとキャリアとからなる2成分現像剤を収容するとともに、現像ローラ12、第1搬送ローラ13、および第2搬送ローラ14を回転自在に支持する。
The developing
現像ローラ12は、ローラ状部材で構成され、現像剤を担持して感光体ドラム17へと搬送する部材であり、図示しない駆動部によって軸線回りに回転駆動する。現像ローラ12は、現像槽11の開口部を介して感光体ドラム17に対向するように設けられる。
The developing
現像ローラ12によって担持された現像剤は、現像ローラ12と感光体ドラム17とが最も近接する位置で、感光体ドラム17に接触する。この接触領域が現像ニップ部であり、現像ニップ部では、現像ローラ12に接続される図示しない電源から現像ローラ12に対して現像バイアス電圧が印加される。これによって、現像ローラ12表面のトナーは感光体ドラム17表面の静電潜像へ供給される。
The developer carried by the developing
第1搬送ローラ13および第2搬送ローラ14は、たとえばオーガスクリューのような搬送部材で構成され、図示しない駆動部によって回転駆動し、現像槽11内に収容される現像剤を互いに逆方向へ搬送する。
The first conveyance roller 13 and the
また、現像装置20は、第1搬送ローラ13の鉛直方向下方において、現像槽11の底面に、図示しないトナー濃度検知センサを備える。トナー濃度検知センサはセンサ面が現像槽11の内部に露出するように設けられる。トナー濃度検知センサは、図示しない制御部に電気的に接続される。制御部は、トナー濃度検知センサによる検知結果が予め定めるトナー濃度設定値よりも低いと判断すると、後述するトナーカートリッジ10Aに設けられるトナー搬送部3を回転駆動させる図示しない駆動部に、制御信号を送る。トナー搬送部3が回転することにより、トナーカートリッジ10A内のトナーが現像槽11内に補給される。トナーカートリッジ10Aについては後に詳述する。
Further, the developing
転写装置24は、ローラ状部材で構成され、図示しない支持部によって回転自在に支持され、かつ図示しない駆動部によって回転可能に設けられる。転写装置24は、感光体ドラム17に圧接するように設けられる。
The
転写装置24としては、たとえば、直径8mm〜10mmの金属製芯金と、該金属製芯金の表面に形成される導電性弾性層とを含むローラ状部材が用いられる。金属製芯金を形成する金属としては、ステンレス鋼、アルミニウムなどが用いられる。導電性弾性層としては、エチレンプロピレンジエンゴム(EPDM)、発泡EPDM、発泡ウレタンなどのゴム材料にカーボンブラックなどの導電材を配合したゴム材料を使用できる。
As the
転写装置24は、感光体ドラム17と転写装置24との圧接部(転写ニップ部)において、感光体ドラム17上に現像されたトナー像を、後述する給紙カセット21から搬送されてくる記録媒体に転写する部材である。記録媒体が転写ニップ部を通過することによって、感光体ドラム17上のトナー像が記録媒体に転写される。トナー像が転写された記録媒体は、後述する定着装置23へ搬送される。
The
また、転写装置24には図示しない電源が接続され、トナー像を記録媒体に転写する際に、トナー像を構成するトナーの帯電極性とは逆極性の電圧が転写装置24に印加される。これによって、トナー像が記録媒体に円滑に転写される。
Further, a power supply (not shown) is connected to the
クリーニング装置26は、トナー像を転写した後の感光体ドラム17表面をクリーニングする部材である。クリーニング装置26は、図示しないクリーニングブレードと、図示しないトナー貯留槽とを備える。クリーニングブレードは、感光体ドラム17の軸線方向に沿って平行に延設される板状部材で構成され、該板状部材の幅方向の一端が感光体ドラム17表面に当接するように設けられる。クリーニングブレードは、回転する感光体ドラム17表面に当接することで、記録媒体にトナー像を転写した後に感光体ドラム17表面に残留するトナーや紙粉などを、感光体ドラム17表面から取り除くことができる。トナー貯留槽は、容器状部材で構成され、クリーニングブレードによって除去されたトナーなどを一時的に貯留する。
The
給紙カセット21は、普通紙、コート紙、カラーコピー用紙、OHPフィルムなどの記録媒体を収容するトレイである。
The
給紙ローラ27は、給紙カセット21と転写ニップ部との間に設けられるローラ対であり、給紙カセット21に収容される記録媒体を、1枚ずつ、定着ニップ部に向けて搬送する。給紙ローラ27は、感光体ドラム17上のトナー像の所定位置が転写ニップ部に搬送される時期と、記録媒体の所定位置が転写ニップ部に搬送される時期とが一致するように、記録媒体を搬送する。
The
定着装置23は、転写ニップ部から搬送された記録媒体に担持される未定着トナー像を構成するトナーを加熱し、溶融させて該記録媒体に定着させる部材である。定着装置23は、定着ローラ32と、加圧ローラ33とを備える。定着ローラ32は、図示しない支持部によって回転自在に支持されるローラ状部材であり、かつ図示しない駆動部によって軸線回りに回転可能に設けられる。定着ローラ32は、たとえば、芯金と、芯金の表面に形成される弾性層とを含むローラ状部材から構成される。芯金は、鉄、ステンレス、アルミニウムなどの金属によって形成される。弾性層は、たとえば、シリコーンゴム、フッ素ゴムなどの弾性材料で形成される。
The fixing
定着ローラ32は、その内部に図示しない加熱部を有する。加熱部は、図示しない電源から電圧印加を受けて発熱する。加熱部としては、たとえば、ハロゲンランプ、赤外線ランプなどを使用できる。
The fixing
加圧ローラ33は、図示しない支持部によって回転自在に支持されるローラ状部材であり、かつ図示しない加圧部によって定着ローラ32に対して圧接するように設けられる。加圧ローラ33は、定着ローラ32の回転に従動回転するように構成される。定着ローラ32と加圧ローラ33との圧接部を定着ニップ部と称する。
The
加圧ローラ33は、定着ローラ32により溶融状態にあるトナーに向けて記録媒体を押圧することによって、トナー像の記録媒体への定着を促進する。加圧ローラ33としては、定着ローラ32と同一構成のローラ状部材を使用できる。また、加圧ローラ33の内部には、定着ローラ32と同様の加熱部を設けてもよい。
The
このような定着装置23によれば、トナー像が転写された記録媒体が定着ニップ部を通過することで、トナー像を構成するトナーが溶融し、トナー像が記録媒体に定着する。トナー像が定着した記録媒体は、排紙ローラ28に向けて搬送される。
According to such a
排紙ローラ28は、定着ニップ部と排紙トレイ29との間に設けられるローラ対であり、定着ニップ部においてトナー像が定着した記録媒体を、排紙トレイ29に向けて搬送する。排紙トレイ29は、トナー像が定着しれた記録媒体を、フェイスダウンで載置するトレイである。
The
次に、トナーカートリッジ10Aについて、詳細に説明する。図2は、トナーカートリッジ10Aの構成を示す断面図であり、トナーカートリッジ10Aの正面の壁部を取り外した場合の正面図に対応する。図3は、図2のA−Aを切断面線とするトナーカートリッジ10Aの断面図であり、トナーカートリッジ10Aの上面の壁部を取り外した場合の平面図に対応する。図4は、図2のB−Bを切断面線とするトナーカートリッジ10Aの断面図であり、トナーカートリッジ10Aの右側面の壁部を取り外した場合の右側面図に対応する。トナーカートリッジ10Aは、トナー収容容器1と、トナー搬送部3と、トナー汲上げ部8とを備え、トナーを現像装置20に補給する。
Next, the
トナー収容容器1は、トナー貯蔵部1aと、トナー収容部1bと、トナー排出部1cとを含む。トナー貯蔵部1aは、略半円柱状の内部空間を有しており、その内部空間にトナーを収容するとともに、トナー汲上げ部8を回転自在に支持する。
The
トナー汲上げ部8は、回転することにより、トナー貯蔵部1a内に収容されるトナーをトナー収容部1bに供給する。トナー汲上げ部8は、回転軸8a、汲上げギア8b、汲上げ板8c、および汲上げブレード8dが一体的に設けられ、汲上げギア8bを介して、図示しない駆動モータおよび歯車伝達機構からの駆動力によって、回転軸8aを中心に回転するように構成される。
The
回転軸8aは、トナー貯蔵部1aの軸線方向に沿って設けられる円柱状部材であり、その軸線方向一端部に汲上げギア8bが設けられる。汲上げ板8cは、矩形の板状部材であり、その幅方向中央部において、長手方向に貫通する貫通孔が設けられる。汲上げ板8cの貫通孔に回転軸8aが挿入され固定される。汲上げブレード8dは、可撓性を有する0.5mm〜2mm程度の厚さのポリエチレンテレフタレート(PET)シートからなり、汲上げ板8cの幅方向両端部に設けられる。
The
トナー汲上げ部8によれば、回転軸8aの回転に伴って汲上げ板8cおよび汲上げブレード8dが回転することで、トナー貯蔵部1a内のトナーがトナー収容部1bへ汲み上げられる。このとき、汲上げブレード8dは、その可撓性によってトナー貯蔵部1aの内壁に摺接しながら変形しつつ回転し、回転方向下流側のトナーを汲み上げる。
According to the
トナー収容容器1には、板状部材からなる隔壁4が、トナー貯蔵部1aの軸線方向に沿って設けられる。隔壁4は、トナー汲上げ部8によって汲み上げられたトナーを、トナー収容部1bに適量保持する機能を有する。
The
トナー収容部1bは、隔壁4を挟んでトナー貯蔵部1aに沿って設けられる。トナー収容部1bは、トナー貯蔵部1aの内部空間よりも小さな、略半円柱状の内部空間を有し、その内部空間に、トナー搬送部3を回転自在に支持し、トナー汲上げ部8によって供給されたトナーを収容する。トナー搬送部3は、トナー搬送部3の軸線方向のうちの一方の方向である搬送方向Cに、トナー収容部1bに収容されたトナーを搬送するように設けられる。トナー搬送部3については後述する。
The
トナー排出部1cは、略半円柱状の内部空間を有し、トナー収容部1bの搬送方向C下流においてトナー収容部1bに延設される。トナー排出部1cは、トナー収容部1bの内部空間とトナー排出部1cの内部空間とが連通するように設けられる。トナー排出部1cには、トナー搬送部3によって搬送されたトナーを排出することによって該トナーを現像装置20に補給するためのトナー排出口2が設けられる。トナー排出口2と、現像装置20の図示しないトナー供給口とが、直接または図示しないパイプを介して接続されることで、トナー排出口2から排出されたトナーが現像装置20に補給されるようになる。本実施形態では、トナー排出口2は、トナー排出部1cの鉛直方向下面に設けられる略矩形状の開口である。
The
上記のように、トナー搬送部3によってトナー排出部1cに搬送されたトナーは、トナー排出口2においてトナーカートリッジ10Aの外部に排出される。トナーカートリッジ10Aでは、トナー排出部1cは、トナー排出口2、およびトナー収容部1bの内部空間とトナー排出部1cの内部空間とを連通する連通孔以外は、トナーカートリッジ10Aの内壁によって囲まれている。したがって、効率良くトナーをトナー排出口2から排出することができる。また、トナーカートリッジ10Aでは、トナー収容部1bではなくトナー排出部1cにトナー排出口2が設けられるので、トナー汲上げ部8により汲み上げられたトナーが現像装置20に一気に流れ込むことが抑えられる。したがって、適量のトナーの補給を行うことができる。
As described above, the toner transported to the
次に、トナー搬送部3について説明する。トナー搬送部3は、回転軸3aと、搬送ギア3bと、搬送羽根3cとを備え、回転軸3aの軸線回りに回転することでトナー収容部1b内のトナーを搬送方向Cに搬送する。回転軸3aおよび搬送ギア3bは、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、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。
Next, the
回転軸3aは、半径2mm〜5mmの円柱状部材であり、トナー収容部1bの軸線方向に沿って、トナー収容部1b端部からトナー排出部1cの端部までに亘って設けられる。回転軸3aの搬送方向C下流側端部には搬送ギア3bが設けられる。回転軸3aは、搬送ギア3bを介して、図示しない駆動モータおよび歯車伝達機構からの駆動力によって、60rpm〜200rpmで回転するように構成される。
The
搬送羽根3cは、回転軸3aを取り巻いて設けられる。搬送羽根3cは、回転軸3aの回転に伴って回転することにより、トナー収容部1b内のトナーを搬送方向Cに搬送する部材である。
The conveying
先に、従来の搬送羽根について説明する。従来の搬送羽根は、剛性の高い樹脂などから成型される。従来の搬送羽根も、本実施形態の搬送羽根3cと同様に、搬送方向Cにトナーを搬送することで、トナー排出口2からトナーを排出する。搬送羽根に搬送されるトナーは、鉛直方向下方にあるものから順に、トナー排出口2から排出される。ここで、一般的に、トナーは、長期間搬送されたり放置されたりすると、流動性が低下する傾向にある。トナーの流動性が低下している場合、鉛直方向下方のトナーが排出されても、鉛直方向上方にあったトナーは排出されることなくトナーカートリッジ10Aの搬送方向C下流側内壁まで搬送される場合がある。このような場合、従来の搬送羽根では、その剛性が高いために、搬送羽根とトナーカートリッジ10A内壁とによってトナーが過度に圧縮され、押し固められてしまう。トナーが押し固められてしまうと、搬送羽根が回転できなくなるおそれがある。
First, a conventional conveying blade will be described. Conventional conveying blades are molded from a highly rigid resin or the like. Similarly to the
これに対して、本実施形態では、搬送羽根3cは、すべて弾性スポンジからなる。弾性スポンジとは、トナーを搬送するのに必要最小限の剛性を有するスポンジであって、トナー排出口2において排出されずにトナーカートリッジ10A内壁と搬送羽根3cとによって挟まれたトナーを過度に圧縮しないように、搬送羽根3cが圧縮または変形するような弾性を有するスポンジである。具体的には、弾性スポンジは、たとえば、圧縮変形率が50%以上80%以下の材質である。ここで、圧縮変形率は、1辺1cmの立方体の試料に対して厚さ方向に毎秒0.1N/cm2の荷重を加えた際の該試料の厚さの最小値をF[cm]とするとき、下記式(1)で与えられる。
圧縮変形率[%]=(1−F)×100[%] …(1)
On the other hand, in this embodiment, the
Compression deformation rate [%] = (1−F) × 100 [%] (1)
本実施形態の搬送羽根3cは、このような弾性スポンジからなるので、トナー排出部1cでトナーが過度に圧縮されることを抑えることができる。これによって、トナーを長期間安定して、現像装置20に補給できる。したがって、画像形成装置30は、長期間安定して画像を形成することができる。
Since the
弾性スポンジの各開口部は、開口にトナーが入り込まない程度の大きさであることが好ましい。具体的には、開口面積で表わせば、たとえば、1μm2以上10μm2以下である。また、開口径で表わせば、たとえば、1μm以上3μm以下である。このような大きさの開口部が設けられることにより、トナーが開口に入り込むことを抑えながら、トナーと弾性スポンジとの摩擦を大きくすることができる。これによって、トナーは、搬送羽根3cとともに回転し易くなる。したがって、流動性の低下によってトナー排出口2から排出されなかった鉛直方向上方のトナーを、鉛直方向下方へ移動させることができ、トナー排出口2から排出され易くすることができる。
Each opening of the elastic sponge is preferably sized so that toner does not enter the opening. Specifically, for example, the opening area is 1 μm 2 or more and 10 μm 2 or less. Moreover, when expressed by the opening diameter, for example, it is 1 μm or more and 3 μm or less. By providing the opening having such a size, the friction between the toner and the elastic sponge can be increased while suppressing the toner from entering the opening. This makes it easier for the toner to rotate with the conveying
上記弾性スポンジとしては、ウレタンスポンジ、ゴムスポンジ、ポリエチレンスポンジなどを使用でき、この中でも耐摩耗性に優れるウレタンスポンジが好ましい。弾性スポンジとしてウレタンスポンジを用いることによって、トナーカートリッジ10Aを長期間使用することができる。また、上記弾性スポンジとしては、連続気泡を有する連泡性スポンジが好ましい。連泡性スポンジは、単泡性スポンジと比較して圧縮または変形し易いので、トナーの過度な圧縮を抑えることができる。連泡性スポンジは、たとえば、炭酸カルシウムの微粉末を練り込んだ材料を射出成形後、成形品を塩酸水中に浸漬して、粉末炭酸カルシウムを分解溶出する方法や、水溶性の塩を練り込み成形した後、水中で塩を溶出して連泡体にする方法、または樹脂に予め発泡剤を添加しておき発泡成形後に、物理的に気泡の壁を破る方法などの方法により得られる。
As the elastic sponge, urethane sponge, rubber sponge, polyethylene sponge and the like can be used, and among them, urethane sponge having excellent abrasion resistance is preferable. By using urethane sponge as the elastic sponge, the
さらに、上記弾性スポンジとしては、カーボンブラックなどの導電剤を含む導電性スポンジが好ましい。導電性スポンジは、トナーやトナーカートリッジ10A内壁と摩擦が生じても帯電し難いので、トナーを静電吸着することを抑えることができる。
Further, the elastic sponge is preferably a conductive sponge containing a conductive agent such as carbon black. Since the conductive sponge is difficult to be charged even if friction occurs with the toner or the inner wall of the
なお、本実施形態では、搬送羽根3cは、一続きの螺旋羽根であり、回転軸3aの外周を取り巻いて所定のリード角θXで回転軸3aの軸線方向に進む図示しない第1仮想螺線に沿って設けられる。ここで、螺線において「リード角」とは、該螺線上の任意の点における接線と、該螺線が取り巻く仮想的な円柱の軸線方向に垂直な面へ該接線を射影した直線と、がなす角である。リード角は、0°より大きく90°より小さい角度である。上記リード角θXは、たとえば20°〜70°の範囲内で適宜設定できる。
In the present embodiment, the conveying
本発明において、「螺旋羽根」とは、概略的にはいわゆるオーガスクリューの羽根部分であり、より詳細には螺旋羽根面を主面とする部材である。本発明において、「螺旋羽根面」とは、仮想円柱K1(半径をr1とする)の側面上を取り巻く1つの螺線C1(リード角をθ1とする)に沿って、1つの線分L1を、仮想円柱K1の径方向における該線分L1の長さm1、および取付角度αを保ったまま、仮想円柱K1の軸線に平行な一方向Dに移動させたときの、該線分L1の軌跡がなす面である。「取付角度α」とは、仮想円柱K1の軸線と線分L1とを含む面において、該線分L1と、該線分L1と仮想円柱K1との接点から一方向Dに延びる半直線と、のなす角度であって、0°より大きく180°より小さい角度である。 In the present invention, the term “spiral blade” generally refers to a blade portion of a so-called auger screw, and more specifically, a member having a spiral blade surface as a main surface. In the present invention, the “spiral blade surface” refers to one spiral C 1 (with a lead angle θ 1 ) surrounding the side surface of the virtual cylinder K 1 (radius is r 1 ). a line segment L 1, while keeping the length m 1, and the mounting angle α line segment L 1 in the radial direction of the virtual cylinder K 1, is moved in parallel direction D to the axis of the virtual cylinder K 1 when a plane formed trajectory of the line segment L 1. The "attachment angle α", in a plane containing the axis and the line segment L 1 of the virtual cylinder K 1, a line segment L 1, the direction D from the contact point between the line segment L 1 and the virtual cylinder K 1 An angle formed by the extending half line and an angle greater than 0 ° and less than 180 °.
以下に、螺旋羽根面の一例として、螺線の2分の1周期の部分に沿って線分を移動させたときの螺旋羽根面(「2分の1周期の螺旋羽根面」と表す。他の周期についても同様)を示す。図5は、2分の1周期の螺旋羽根面について説明するための図である。図5(a)は、仮想円柱K1の側面と、仮想円柱K1の側面上の螺線C1と、螺線C1上を一方向Dに移動する線分L1の開始位置および終了位置と、を示している。図5(a)の紙面において左側に示す線分L1は移動の際の開始位置を示し、右側に示す線分L1は終了位置を示している。図5(a)に示すように、仮想円柱K1の径方向における線分L1の長さm1と、取付角度α(図5ではα=90°)とを一定に保ちながら、螺線C1に沿って一方向Dに、線分L1を移動させるとき、該線分L1の軌跡は図5(b)に示す螺旋羽根面n1となる。図5(b)において斜線部で示す面が、螺旋羽根面n1である。 Hereinafter, as an example of the spiral blade surface, the spiral blade surface when the line segment is moved along the half-cycle portion of the spiral (referred to as “half-cycle spiral blade surface”). The same applies to the period of. FIG. 5 is a diagram for explaining a spiral blade surface having a half cycle. 5 (a) is a side surface of the virtual cylinder K 1, and virtual spiral C 1 on the side of the cylinder K 1, the start position and end of the line segment L 1 that moves on the spiral C 1 in one direction D And position. 5 line L 1 shown on the left side on the paper of (a) indicates the start position during movement, the line segment L 1 shown on the right side indicates the end position. As shown in FIG. 5 (a), the length m 1 of the segment L 1 in the radial direction of the virtual cylinder K 1, the attachment angle alpha while keeping constant the (In FIG. 5 α = 90 °), spirals in one direction D along the C 1, when moving the segment L 1, the trajectory of the line segment L 1 becomes spiral blade surface n 1 shown in Figure 5 (b). Surface indicated by the hatched portion in FIG. 5 (b) is a spiral blade surface n 1.
図5(b)に示すように、螺旋羽根面n1の外周部は、仮想円柱K1と軸線が一致する仮想円柱K2を取り巻く螺線C2(リード角をθ2とする)に沿う。仮想円柱K2の半径R1は、仮想円柱K1の半径r1と、仮想円柱K1の径方向における線分L1の長さm1と、の和に等しい。仮想円柱K1の側面を展開した矩形t1と、仮想円柱K2の側面を展開した矩形t2とを図5(c)に示す。図5(c)に示すように、矩形t1,t2において螺線C1,C2に対応する線は、各矩形t1,t2中で斜めに延びる線分q1,q2になる。この2つの線分q1,q2はそれぞれ、2分の1周期の螺旋羽根面n1の内周部に沿う螺線C1および外周部に沿う螺線C2に対応するので、矩形t1,t2の横方向X1において、この2つの線分q1,q2の長さは、それぞれ矩形t1,t2の横の辺の長さの半分となる。また、図5(c)に示すように、螺線C1,C2の一方向Dにおける長さは等しいので、矩形t1,t2の縦方向Y1において、この2つの線分q1,q2の長さは等しくなる。したがって、螺旋羽根面を搬送方向C下流側に有するトナー搬送部を軸線回りに回転させた場合、縦方向Y1において2つの線分q1,q2の長さが等しいので、該トナー搬送部の外周部側でのトナーの搬送速度と、内周部側でのトナーの搬送速度とは略同一になる。
As shown in FIG. 5B, the outer peripheral portion of the spiral blade surface n 1 is along a spiral C 2 (lead angle is θ 2 ) surrounding the virtual cylinder K 2 whose axis coincides with the virtual cylinder K 1. . Radius R 1 of the virtual cylinder K 2 is the radius r 1 of the virtual cylinder K 1, and the length m 1 of the segment L 1 in the radial direction of the virtual cylinder K 1, equal to the sum of. A rectangular t 1 obtained by developing the side surface of the virtual cylinder K 1, showing the rectangular t 2 when the expansion of the side surface of the virtual cylinder K 2 in FIG. 5 (c). As shown in FIG. 5 (c), the line corresponding to the
なお、この2つの線分q1,q2と矩形t1,t2の横の辺とのなす角度は、それぞれリード角θ1,θ2である。縦方向Y1における2つの線分q1,q2の長さLY1を、θ1やθ2を用いて表わすと、LY1=π・r1・tanθ1=π・R1・tanθ2(式中、πは円周率を表す)となる。また、θ2をθ1で表わすと、θ2=tan−1(r1・tanθ1/R1)となる。 The angles formed by the two line segments q 1 and q 2 and the sides of the rectangles t 1 and t 2 are lead angles θ 1 and θ 2 , respectively. When the length L Y1 of the two line segments q 1 and q 2 in the longitudinal direction Y 1 is expressed using θ 1 and θ 2 , L Y1 = π · r 1 · tan θ 1 = π · R 1 · tan θ 2 (Wherein π represents the circular ratio). Further, when θ 2 is expressed by θ 1 , θ 2 = tan −1 (r 1 · tan θ 1 / R 1 ).
本実施形態のように搬送羽根3cとして用いる場合、螺旋羽根は、仮想円柱K1の半径r1が回転軸3aの半径rに等しく、かつ、螺線C1のリード角θ1が第1仮想螺線のリード角θXに等しくなるように構成される。さらに、螺旋羽根は、螺旋羽根面が搬送方向C下流側になり、かつ、該螺旋羽根の内周部に沿う螺線C1が第1仮想螺線に一致するように設けられる。このように構成されてさえいれば、螺旋羽根はどのような形状であってもよい。たとえば、取付角度αは90°でなくともよく、30°〜150°の範囲内で適宜設定できる。また、リード角θ1は、たとえば20°〜70°の範囲内で適宜設定できる。また、仮想円柱K1の径方向における線分L1の長さm1、すなわち、径方向における螺旋羽根の長さは、たとえば2mm〜20mmの範囲内で適宜設定できる。
When used as a conveying
本実施形態では、搬送羽根3cは、8周期の螺旋羽根面を有する螺旋羽根であり、該螺旋羽根の搬送方向Cにおける長さ、すなわち該螺旋羽根の厚さは1.2mmで一様である。本実施形態では、8周期のうち、7周期分がトナー収容部1bに存在し、1周期分がトナー排出部1cに存在するように、搬送羽根3cが構成される。なお、螺旋羽根の周期や厚さなどは、トナーの搬送速度やトナーカートリッジ10Aの大きさなどに応じて適宜設定できる。たとえば、搬送羽根3cとして用いられる螺旋羽根の厚さは、0.5〜3mmの範囲内で適宜設定できる。
In this embodiment, the
次に、本発明に係るトナーカートリッジの第2実施形態であるトナーカートリッジ10Bについて説明する。トナーカートリッジ10Bの正面断面図は、図2と同様であるので省略する。図6は、図3に対応するトナーカートリッジ10Bの断面図である。図7は、図4に対応するトナーカートリッジ10Bの断面図である。トナーカートリッジ10Bは、トナー収容容器1と、トナー搬送部9と、トナー汲上げ部8とを備え、トナーを現像装置20に補給する。トナーカートリッジ10Bは、トナー搬送部3の代わりにトナー搬送部9を備えること以外は、トナーカートリッジ10Aと同様に構成されるので、トナー搬送部9以外についての説明は省略する。
Next, a
トナー搬送部9は、回転軸9aと、搬送ギア9bと、搬送羽根9cとを備え、回転軸9aの軸線回りに回転することで、トナー収容部1b内のトナーを搬送方向Cに搬送する。回転軸9aおよび搬送ギア9bは、たとえば、ポリエチレンや、ポリプロピレン、ハイインパクトポリスチレン、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。
The toner transport unit 9 includes a
回転軸9aは、半径2mm〜5mmの円柱状部材であり、トナー収容部1bの軸線方向に沿って、トナー収容部1bの端部からトナー排出部1cの端部までに亘って設けられる。回転軸9aの搬送方向C下流側端部には搬送ギア9bが設けられる。回転軸9aは、搬送ギア9bを介して、図示しない駆動モータおよび歯車伝達機構からの駆動力によって、60rpm〜200rpmで回転するように構成される。
The
搬送羽根9cは、回転軸9aを取り巻いて設けられる。本実施形態では、搬送羽根9cは、上記弾性スポンジからなるスポンジ部9caと、樹脂やセラミクス、または金属などからなる非スポンジ部9cbとを含む。スポンジ部9caは、搬送羽根9cにおいて、少なくともトナー排出口2近傍の部分に設けられる。具体的には、たとえば、トナー排出部1cの搬送方向C下流側端部からトナー排出口2の搬送方向C上流側の縁までの領域において、搬送羽根9cはスポンジ部9caから構成される。
The conveying blade 9c is provided around the
本実施形態の搬送羽根9cは、非スポンジ部9cbがトナー収容部1bに存在し、スポンジ部9caがトナー排出部1cに存在するように、構成される。このように、本実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、搬送羽根9cの一部だけが上記弾性スポンジから形成されているけれども、搬送羽根9cの少なくともトナー排出口2近傍の部分は弾性スポンジからなるスポンジ部9caであるので、上記第1実施形態と同様に、トナーが過度に圧縮されることを抑えることができる。
The conveying blade 9c of the present embodiment is configured such that the non-sponge part 9cb exists in the
また、本実施形態では、上記第1実施形態とは異なり、搬送羽根9cにおいて弾性スポンジからなる部分、すなわちスポンジ部9caが、トナーカートリッジ10Bの内壁に接するように設けられる。スポンジ部9caがトナーカートリッジ10B内壁に接しながら回転することで、該内壁と搬送羽根9cとの隙間が少なくなるので、より多くのトナーを搬送することができる。また、搬送羽根9cとトナーカートリッジ10B内壁とによって圧縮されるトナーの量を減らすことができる。なお、スポンジ部9caは、圧縮または変形することができるので、トナーカートリッジ10B内壁との摩擦が生じても、破損するおそれが少ない。これに対して、従来の剛性の高い搬送羽根を、トナーカートリッジ10Bの内壁に接するように設けると、摩擦によって搬送羽根およびトナーカートリッジ10B内壁が破損するおそれがある。
Further, in the present embodiment, unlike the first embodiment, a portion made of an elastic sponge, that is, a sponge portion 9ca in the conveying blade 9c is provided so as to be in contact with the inner wall of the
また、本実施形態では、搬送羽根9cの非スポンジ部9cbは、一続きの螺旋羽根であり、回転軸9aの外周を取り巻いて所定のリード角θXで回転軸9aの軸線方向に進む図示しない第1仮想螺線に沿って設けられる。搬送羽根9cのスポンジ部9caは、ねじり羽根であり、第1仮想螺線に沿って設けられ、かつ、その外周部が図示しない第2仮想螺線に沿うように設けられる。スポンジ部9caの外周部とは、該スポンジ部9caにおいて回転軸9aから最も離間した部分である。第2仮想螺線とは、回転軸9aと軸線が一致する仮想的な円柱を取り巻いて所定のリード角θYで回転軸9aの軸線方向に進む螺線であって、第2仮想螺線が取り巻く仮想的な円柱の半径をR(>r)とするときに、下記式(2)を満たすような螺線である。
0[°]<θY[°]<tan−1(r・tanθX/R)[°]<90[°]…(2)
Further, in the present embodiment, the non sponges 9cb of conveying blade 9c is bout a helical blade, not shown, surrounds the outer periphery of the
0 [°] <θ Y [°] <tan −1 (r · tan θ X / R) [°] <90 [°] (2)
ここで、第1仮想螺線のリード角θXは、たとえば20°〜70°の範囲内で適宜設定でき、第2仮想螺線のリード角θYは、たとえば0°〜60°の範囲内で適宜設定できる。 Here, the lead angle θ X of the first virtual spiral can be set as appropriate within a range of 20 ° to 70 °, for example, and the lead angle θ Y of the second virtual spiral is within a range of 0 ° to 60 °, for example. Can be set as appropriate.
本発明において、「ねじり羽根」とは、概略的には上記螺旋羽根をねじったような形状の部材であり、より詳細には、ねじり羽根面を主面とする部材である。本発明において、「ねじり羽根面」とは、仮想円柱K1の側面上を取り巻く1つの螺線C1(リード角をθ1とする)に沿って、1つの線分L2を、仮想円柱K1の径方向における該線分L2の長さを保ったまま、取付角度βを連続的に一定の割合で大きくなるように変化させながら、仮想円柱K1の軸線に平行な一方向Dに移動させたときの、該線分L2の軌跡がなす面である。「取付角度β」とは、仮想円柱K1の軸線と線分L2とを含む面において、該線分L2と、該線分L2と仮想円柱K1との接点から一方向Dに延びる半直線と、のなす角度であって、0°より大きく180°より小さい角度である。 In the present invention, the “twisted blade” is a member roughly shaped like the spiral blade is twisted, and more specifically, a member having a torsion blade surface as a main surface. In the present invention, the term "twist blade surface", along one spiral C 1 surrounding the upper surface of the virtual cylinder K 1 (the lead angle and theta 1), one of the line segments L 2, virtual cylinder while keeping the length of the line segment L 2 in the radial direction of the K 1, the mounting angle while continuously changing so as to increase at a constant rate of beta, axis direction parallel to the D virtual cylinder K 1 when moving, the locus of the line segment L 2 is a plane formed by the. The "attachment angle β", in a plane containing the axis and the line segment L 2 of the virtual cylinder K 1, a line segment L 2, in one direction D from the contact point of the line segment L 2 and the virtual cylinder K 1 An angle formed by the extending half line and an angle greater than 0 ° and less than 180 °.
以下に、ねじり羽根面の一例として、螺線の2分の1周期の部分に沿って線分を移動させたときのねじり羽根面(「2分の1周期のねじり羽根面」と表す。他の周期についても同様)を示す。図8は、2分の1周期のねじり羽根面について説明するための図である。図8(a)は、仮想円柱K1の側面と、仮想円柱K1の側面上の螺線C1と、螺線C1上を一方向Dに移動する線分L2の開始位置および終了位置と、を示している。図8(a)の紙面において左側に示す線分L2は移動の際の開始位置を示し、右側に示す線分L2は終了位置を示している。図8(a)に示すように、仮想円柱K1の径方向における線分L2の長さm1を保ったまま、取付角度βを連続的に一定の割合で大きくなるように変化させながら(図8では、開始位置においてβ=60°、終了位置においてβ=120°)、螺線C1に沿って一方向Dに、線分L2を移動させるとき、該線分L2の軌跡は図8(b)に示すねじり羽根面n2となる。図8(b)において斜線部で示す面が、ねじり羽根面n2である。 Hereinafter, as an example of the torsion blade surface, it is expressed as a torsion blade surface when the line segment is moved along a half-cycle portion of the spiral (“twist cycle blade surface”). The same applies to the period of. FIG. 8 is a diagram for explaining a torsional blade surface having a half cycle. 8 (a) is a side surface of the virtual cylinder K 1, and virtual spiral C 1 on the side of the cylinder K 1, the start position and end of the line segment L 2 moving on spiral C 1 in one direction D And position. Line segment L 2 shown on the left side in the plane of FIG. 8 (a) shows the starting position for the movement, the line segment L 2 shown on the right side indicates the end position. As shown in FIG. 8A, while maintaining the length m 1 of the line segment L 2 in the radial direction of the virtual cylinder K 1 , the attachment angle β is continuously changed to increase at a constant rate. (in FIG. 8, beta = 60 ° at the starting position, beta = 120 ° at the end position), the direction D along the spiral C 1, when moving a line segment L 2, the locus of the line segment L 2 Is the torsional blade surface n 2 shown in FIG. Surface indicated by the hatched portion in FIG. 8 (b) is a torsion blade surface n 2.
図8(b)に示すように、ねじり羽根面n2の外周部は、仮想円柱K1と軸線が一致する仮想円柱K2を取り巻く螺線C3(リード角をθ3とする)に沿う。仮想円柱K2の半径R1は、仮想円柱K1の半径r1と、仮想円柱K1の径方向における線分L2の長さm1と、の和に等しい。仮想円柱K1の側面を展開した矩形t1と、仮想円柱K2の側面を展開した矩形t3とを図8(c)に示す。図8(c)に示すように、矩形t1,t3において螺線C1,C3に対応する線は、各矩形t1,t3中で斜めに延びる線分q1,q3となる。この2つの線分q1,q3はそれぞれ、2分の1周期のねじり羽根面n2の内周部に沿う螺線C1および外周部に沿う螺線C3に対応するので、矩形t1,t3の横方向X1において、この2つの線分q1,q3の長さは、それぞれ矩形t1,t3の横の辺の長さの半分になる。また、図8(c)に示すように、取付角度βが終了位置で大きくなることに起因して、螺線C1の一方向Dにおける長さは、螺線C3の一方向Dにおける長さよりも大きくなるので、矩形t1,t3の縦方向Y1において、螺線C1に対応する線分q1の方が、螺線C3に対応する線分q3よりも長くなる。これによって、ねじり羽根面を搬送方向C下流側に有するトナー搬送部を軸線回りに回転させた場合、縦方向Y1において螺線C3に対応する線分q3の方が短いので、該トナー搬送部の内周部側でのトナーの搬送速度よりも、外周部側でのトナーの搬送速度の方が遅くなる。
As shown in FIG. 8B, the outer peripheral portion of the torsional blade surface n 2 is along a spiral C 3 (lead angle is θ 3 ) surrounding the virtual cylinder K 2 whose axis coincides with the virtual cylinder K 1. . Radius R 1 of the virtual cylinder K 2 is the radius r 1 of the virtual cylinder K 1, and the length m 1 of the segment L 2 in the radial direction of the virtual cylinder K 1, equal to the sum of. FIG. 8C shows a rectangle t 1 in which the side surface of the virtual cylinder K 1 is expanded and a rectangle t 3 in which the side surface of the virtual cylinder K 2 is expanded. As shown in FIG. 8 (c), the line corresponding to the
なお、この2つの線分q1,q3と矩形t1,t3の横の辺とのなす角度は、それぞれリード角θ1,θ3である。縦方向Y1における線分q1の長さLY1を、θ1を用いて表わすと、LY1=π・r1・tanθ1(式中、πは円周率を表す)となる。また、縦方向Y1における線分q3の長さLY2を、θ3を用いて表わすと、LY2=π・R1・tanθ3(式中、πは円周率を表す)となる。上述したように、LY1>LY2であるので、θ3<tan−1(r1・tanθ1/R1)となる。このことから、ねじり羽根面を搬送方向C下流側に有するトナー搬送部は、θ3<tan−1(r1・tanθ1/R1)であるので、該トナー搬送部の内周部側でのトナーの搬送速度よりも外周部側でのトナーの搬送速度の方が遅くなることがわかる。
The angles formed by the two line segments q 1 and q 3 and the sides of the rectangles t 1 and t 3 are the lead angles θ 1 and θ 3 , respectively. The longitudinal direction Y length L Y1 of the segment q 1 in 1, expressed using θ 1, L Y1 = π ·
本実施形態のようにスポンジ部9caとして用いる場合、ねじり羽根は、仮想円柱K1の半径r1が回転軸9aの半径rに等しく、かつ、螺線C1のリード角θ1が第1仮想螺線のリード角θXに等しくなるように構成される。また、ねじり羽根は、ねじり羽根面が搬送方向C下流側になり、かつ、該ねじり羽根の内周部に沿う螺線C1が第1仮想螺線に一致するように設けられる。さらに、ねじり羽根は、該ねじり羽根の外周部に沿う螺線C3のリード角θ3が第2仮想螺線のリード角θYに等しく、かつ、該螺線C3が第2仮想螺線に一致するように設けられる。
When used as a sponge portion 9ca as in this embodiment, the torsion blades, virtual radius r 1 of the cylinder K 1 is equal to the radius r of the
上記のように、本実施形態では、スポンジ部9caとしてねじり羽根を設けることで、θY<tan−1(r・tanθX/R)を満たすように構成している。これによって、トナーの搬送速度は、トナー搬送部9の内周部側では速く、外周部側では遅くなる。したがって、鉛直方向最下方にあるトナーよりも、該トナーの鉛直方向上方にあるトナーの方が先に、搬送方向Cへ進み、トナー排出口2から排出される。これによって、本実施形態では、より効率良くトナーを排出することができ、トナーが過度に圧縮されることを抑えることができる。
As described above, the present embodiment is configured to satisfy θ Y <tan −1 (r · tan θ X / R) by providing a twisted blade as the sponge portion 9ca. As a result, the toner transport speed is fast on the inner peripheral side of the toner transport unit 9 and slow on the outer peripheral side. Therefore, the toner in the vertical direction above the toner in the vertical direction lower than the toner in the vertical direction, proceeds in the transport direction C and is discharged from the
上記のように構成されてさえいれば、ねじり羽根はどのような形状であってもよい。開始位置における取付角度βは60°である必要はなく、たとえば、20°〜150°の範囲内で適宜設定できる。また、終了位置における取付角度βは120°である必要はなく、たとえば、40°〜170°の範囲内で適宜設定できる。また、リード角θ1は、たとえば20°〜70°の範囲内で適宜設定でき、リード角θ3は、たとえば0°〜60°の範囲内で適宜設定できる。また、仮想円柱K1の径方向における線分L2の長さm1、すなわち、径方向におけるねじり羽根の長さm1は、たとえば2mm〜20mmの範囲内で適宜設定できる。 As long as it is configured as described above, the twisted blade may have any shape. The attachment angle β at the start position does not need to be 60 °, and can be appropriately set within a range of 20 ° to 150 °, for example. Further, the attachment angle β at the end position does not need to be 120 °, and can be appropriately set within a range of 40 ° to 170 °, for example. Further, the lead angle θ 1 can be set as appropriate within a range of 20 ° to 70 °, for example, and the lead angle θ 3 can be set as appropriate within a range of 0 ° to 60 °, for example. Further, the length m 1 of the line segment L 2 in the radial direction of the virtual cylinder K 1 , that is, the length m 1 of the torsion blade in the radial direction can be appropriately set within a range of 2 mm to 20 mm, for example.
本実施形態では、非スポンジ部9cbは、14周期の螺旋羽根面を有する螺旋羽根であり、該螺旋羽根の搬送方向Cにおける長さ、すなわち該螺旋羽根の厚さは1.2mmで一様である。また、本実施形態のスポンジ部9caは、2分の1周期のねじり羽根面を有するねじり羽根が、2つ連続して設けられたものである。2つのねじり羽根は同一形状であり、該ねじり羽根の搬送方向Cにおける長さ、すなわち該ねじり羽根の厚さは1.2mmで一様である。なお、上記螺旋羽根の周期や厚さ、および上記ねじり羽根の周期や設置数、厚さなどは、トナーの搬送速度、トナーカートリッジ10Bの大きさなどに応じて適宜設定できる。たとえば、非スポンジ部9cbとして用いられる螺旋羽根の厚さは、0.5〜3mmの範囲内で適宜設定でき、また、スポンジ部9caとして用いられるねじり羽根の厚さは、0.5〜3mmの範囲内で適宜設定できる。
In the present embodiment, the non-sponge portion 9cb is a spiral blade having a 14-cycle spiral blade surface, and the length of the spiral blade in the conveyance direction C, that is, the thickness of the spiral blade is 1.2 mm and uniform. is there. Moreover, the sponge part 9ca of this embodiment is provided with two continuous torsion blades having a torsion blade surface having a half cycle. The two torsion blades have the same shape, and the length of the torsion blades in the conveyance direction C, that is, the thickness of the torsion blades is uniform at 1.2 mm. The period and thickness of the spiral blade, and the period, number of installations, and thickness of the torsion blade can be appropriately set according to the toner conveyance speed, the size of the
1 トナー収容容器
1a トナー貯蔵部
1b トナー収容部
1c トナー排出部
2 トナー排出口
3 トナー搬送部
3a,9a 回転軸
3b,9b 搬送ギア
3c,9c 搬送羽根
9ca スポンジ部
9cb 非スポンジ部
10A,10B トナーカートリッジ
20 現像装置
30 画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (6)
回転軸と該回転軸を取り巻いて設けられる搬送羽根とを備え、かつ、前記トナー収容部に設けられるトナー搬送部であって、前記回転軸の軸線回りに回転することによって、前記トナー収容部に収容されるトナーを、前記回転軸の軸線方向に搬送するトナー搬送部と、
前記回転軸の軸線方向において前記トナー収容部に延設されるトナー排出部であって、前記トナー搬送部によって搬送されるトナーを排出するためのトナー排出口が設けられるトナー排出部とを備え、
前記搬送羽根は、少なくとも前記トナー排出口近傍の部分が、弾性スポンジから形成されることを特徴とするトナーカートリッジ。 A toner container for containing toner;
A toner conveying portion provided in the toner accommodating portion, wherein the toner accommodating portion rotates around the axis of the rotating shaft, and is provided in the toner accommodating portion. A toner transport unit for transporting the contained toner in the axial direction of the rotation shaft;
A toner discharge portion extending to the toner storage portion in the axial direction of the rotation shaft, and a toner discharge portion provided with a toner discharge port for discharging the toner conveyed by the toner conveyance portion;
The toner cartridge according to claim 1, wherein at least a portion in the vicinity of the toner discharge port is formed of an elastic sponge.
前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジとして、請求項1〜5のいずれか1つに記載のトナーカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。 In an electrophotographic image forming apparatus including a developing device,
An image forming apparatus comprising the toner cartridge according to claim 1 as a toner cartridge for supplying toner to the developing device.
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- 2010-02-09 JP JP2010027024A patent/JP2011164359A/en active Pending
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