JP2003337465A - トナーカートリッジおよび画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】トナーがブロック化していても、モーターや撹
拌部材に過大な負荷をかけることなく、安定したトナー
供給が可能で構成が簡易なトナーカートリッジを提供す
る。 【解決手段】電子写真方式の画像形成装置に着脱自在に
装着されるトナーカートリッジであって、内部に充填さ
れたトナーを撹拌するための撹拌部材６を、その軸方向
にスライド自在となるように設け、かつ、前記画像形成
装置への装入動作により、撹拌部材６が、前記画像形成
装置側に設けた押し込み部材に当接して、未使用時とは
異なる使用時の位置にスライドされるように構成する。

Description

【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、プリンタ
等の電子写真方式の画像形成装置に使用される着脱自在
なトナーカートリッジ、及び、そのトナーカートリッジ
を使用して画像形成をおこなう画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般的な複写機、プリンタ等の電子写真
方式の画像形成装置では、印字パターンに応じた静電潜
像が形成される感光体の表面に現像剤を供給することに
よって、記録用紙上に画像を転写した後、熱、圧力等を
加えることにより、画像を定着させる方式を採用してい
る。

【０００３】その現像剤には、磁性トナーからなる１成
分磁性現像剤、非磁性トナーからなる１成分非磁性現像
剤、非磁性トナーと磁性キャリアとからなる２成分現像
剤があり、使用する現像剤に応じて現像スリーブの材質
が選択される。

【０００４】磁気ブラシ法に使用される磁性現像剤に
は、強磁性キャリアとトナー粒子の混合物からなる２成
分現像剤が多く用いられている。この強磁性キャリア
は、鉄粉、フェライト粉末、ニッケル粉末等若しくはそ
れらの表面を有機重合体で被覆したものであり、また、
トナー粒子は樹脂中に着色顔料や染料等の添加物を分散
させたものである。

【０００５】トナーとキャリアからなる２成分現像を用
いた画像形成装置におけるトナー濃度の制御では、２成
分現像剤を透磁率センサーで検知し、トナー濃度が低い
と判断されればトナーを補給することによって、常に一
定のトナー濃度を保持できるようにしている。

【０００６】このようなトナー濃度の制御においては、
トナー濃度が所定時間以上低い状態が続いた場合には、
トナーホッパー内にトナーが無いと判断してトナーエン
ドを決定し、ユーザーにカートリッジの交換或いはトナ
ー補充を促し、ユーザーは、装置本体からそのカートリ
ッジを取り出し、新しいものと取り替えることで印字を
続行可能な状態に復帰させるようにしていた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述のようなトナー濃
度の制御では、カートリッジ内のトナーが限度まで消費
されてしまうと、印字が行えなくなるように制御動作が
設定されていた。これは、画質劣化によるミスプリント
の発生を事前に防止するためであるが、プリント不能時
間をできるだけ短縮するために、ユーザーサイドで交換
用のトナーカートリッジを常備している場合が多い。

【０００８】しかし、新しいトナーカートリッジが様々
な環境の下で長期間保管されていると、普段は粉体であ
るはずのトナーが、カートリッジ内でパッキングするこ
とがあり、ついにはブロック化してしまうこともあっ
た。

【０００９】このようなカートリッジを装置本体に装填
すると、撹拌搬送部材の位置によっては凝集したトナー
をさらに凝集する方向に回転させようとする場合もあ
り、その際には撹拌搬送部材を駆動するためのモーター
や駆動力を伝達するギヤ類への負荷が過大になってしま
う。

【００１０】最悪の場合には、モーターのロックや撹拌
搬送部材の変形、破損、ギヤ類の歯飛び等により、つい
には、装置を使用できなくなってしまうことがあった。
近年、高画質化のためのトナー粒子の小粒径化や、環境
問題対策の低温定着による低融点化等により、放置によ
るトナーの凝集化の傾向が顕著になっていることから、
上記のようなトラブルが発生しやすくなっている。

【００１１】そのため、ユーザーは新しいトナーカート
リッジをセッティングする際に、事前にカートリッジ内
のトナーをほぐさなければならなくなった。つまり、ユ
ーザーは、装着前に、カートリッジ内で固まってしまっ
たトナーを粉体の状態に戻すための作業が必要とされ、
カートリッジを持って上下に揺動する面倒な作業を強い
られていた。

【００１２】そこで、このような作業を不要とするため
に、例えば、特開平６−３３７５８７号公報には、カー
トリッジを現像装置に装着する動作に連動させて、トナ
ーケース内に設けたアジテータを回転させることによ
り、トナーを撹拌してほぐせるように構成したトナーケ
ースが提案されている。

【００１３】このような構造によれば、ブロック化の程
度が軽度であれば撹拌効果を期待することができるが、
長期の保存や度重なる微振動等によって高密度にブロッ
ク化してしまった場合には、ラック等の駆動力伝達部に
大きな負荷が作用するため、各部材に求められる強度や
剛性が大となり、コスト高になる難点がある。

【００１４】また、例えば、特開平６−３４８１２６号
公報には、撹拌部材を分割し、時間差を設けて各撹拌部
材に駆動力を伝達することにより、初期稼動時における
過大な負荷の発生を防止するようにした現像装置が提案
されている。

【００１５】しかし、この場合には、筐体が縦置き状態
に保存されていると、負荷のバランスが長手方向に不均
一になるため、特に従動側の撹拌部材のまわりに密度の
高いトナーブロックが偏って形成されていると、駆動力
を伝達する連結部分に大きな負荷が作用し破損してしま
う虞がある。

【００１６】また、撹拌部材を分割しているため装置が
複雑化する上に、トナーが凝集化した場合には、駆動側
端部のみにトナーが偏って供給されやすくなるため、現
像装置へのトナーの供給が不均一となり画質が劣化した
り、現像装置からのトナー飛散による機内汚染を引き起
こす虞もある。

【００１７】本発明は、このような実情に鑑みてなさ
れ、トナーがブロック化していても、モーターや撹拌部
材に過大な負荷をかけることなく、安定したトナー供給
が可能で構成が簡易なトナーカートリッジおよび画像形
成装置を提供することを目的とする。

【００１８】

【課題を解決するための手段と効果】本発明は、上述の
課題を解決するための手段を以下のように構成してい
る。

【００１９】（１）電子写真方式の画像形成装置に着脱
自在に装着されるトナーカートリッジであって、内部に
充填されたトナーを撹拌するための撹拌部材を、その軸
方向にスライド自在となるように設け、かつ、前記画像
形成装置への装入動作により、前記撹拌部材が、前記画
像形成装置側に設けた押し込み部材に当接して、未使用
時とは異なる使用時の位置にスライドされるように構成
したことを特徴とする。

【００２０】この構成においては、トナーカートリッジ
を画像形成装置に装入する動作により、撹拌部材が、前
記画像形成装置側に設けた押し込み部材に当接して、未
使用時とは異なる使用時の位置にスライドされるので、
撹拌部材が、ブロックトナーによるホールド状態から開
放され、起動初期の負荷を効果的に軽減することが可能
となり、トナーを速やかに撹拌することができる。ま
た、画像形成装置のモータへの負担も軽減され、駆動系
のトラブルを少なくすることができる。

【００２１】しかも、その撹拌部材のスライド動作は、
トナーカートリッジの画像形成装置への装着完了直前で
あるので、カートリッジには押し込み方向への慣性力が
作用しているため、ユーザーにとって、装着時の負担が
軽減される。

【００２２】さらに、撹拌部材を軸方向にスライドさせ
るため、特に、大きな強度、剛性は必要とされず、構造
を簡素化することができ、安価に提供することができ
る。

【００２３】（２）前記撹拌部材を、前記未使用時の位
置に固定しておくためのロック手段を設けたことを特徴
とする。

【００２４】この構成においては、未使用時には、ロッ
ク手段によって、撹拌部材を、未使用時の位置に固定し
ておくので、出荷後の運搬等による衝撃で設定がずれる
ことがなくなり、装着後に安定したスライド量を確保す
ることができ、トナーのほぐし効果が良好となり、ま
た、トナーの漏出を防ぐための対策も容易となる。

【００２５】（３）前記ロック手段のロック状態を解除
するための解除部材を設け、かつ、前記画像形成装置側
に設けたカートリッジ案内受け台に載せると、前記解除
部材が、前記カートリッジ案内受け台に設けた当接部材
に当接して、前記ロック手段のロック状態を解除するよ
うに構成したことを特徴とする。

【００２６】この構成においては、トナーカートリッジ
を装着する際に、画像形成装置側に設けたカートリッジ
案内受け台に載せると、解除部材によって、ロック手段
のロック状態が解除されるので、画像形成装置への速や
かなトナー供給が可能となり、装着時の操作も容易とな
る。

【００２７】（４）前記カートリッジ案内受け台から取
り外すと、前記ロック手段により、前記撹拌部材が、使
用後の位置に固定保持されるように構成したことを特徴
とする。

【００２８】この構成においては、トナーカートリッジ
をカートリッジ案内受け台から取り外すと、ロック手段
により、撹拌部材が、使用後の位置に固定保持されるの
で、使用後の取り扱い時、運搬時等でトナーが外部に漏
出するような不具合の発生を防止しやすくなる。

【００２９】（５）前記画像形成装置に装着した後の前
記撹拌部材への駆動力伝達時の初期に、前記撹拌部材
を、前記押し込み部材から離間させるための離間手段を
設けたことを特徴とする。

【００３０】この構成においては、離間手段により、撹
拌部材への駆動力伝達時の初期に、撹拌部材を押し込み
部材から離間させるので、トナーが高密度化していて
も、撹拌部材の起動初期に要する負荷を効果的に低減す
ることができ、また、画像形成装置側のモーターへの負
担を軽減することもできる。

【００３１】（６）請求項１ないし５のいずれかに記載
のトナーカートリッジを装着して画像形成をおこなうこ
とを特徴とする。

【００３２】この構成においては、前記（１）〜（５）
項に記載したような作用効果を奏するトナーカートリッ
ジを装着して画像を形成するので、カートリッジ交換後
も、直ちに、安定した画像品位を得ることができる。ま
た、画像形成装置のモータへの負担も軽減され、長寿命
化が可能となる。

【００３３】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施形態に係る
電子写真方式の画像形成装置について図面を参照しつつ
詳細に説明する。

【００３４】図１は電子写真方式の画像形成装置におけ
る画像形成部の構成を示す。その基本的な工程は、帯
電、露光、現像、転写、定着、及びクリーニング工程等
からなり、感光体ドラム１の表面は、帯電手段であるコ
ロナチャージャーや接触ローラ帯電器によって所定の帯
電量に均一に帯電され、露光手段で所定の静電潜像ポテ
ンシャルを形成することによって静電潜像を担持する。

【００３５】感光体ドラム１は、金属または樹脂製の導
電性基体と、その表面に形成される下引き層と、その上
に形成される感光層とを含んで構成される。その感光層
は、下引き層上に形成される比較的薄いキャリア発生層
（ＣＧＬ）と、最外層に形成されるポリカーボネイト等
を主成分としたキャリア移動層（ＣＴＬ）とで構成され
る。

【００３６】露光によってキャリア発生層でキャリアが
発生し、キャリア移動層中を移動した該キャリアによっ
て感光体ドラム１の表面に帯電した電荷が相殺されて前
記静電潜像ポテンシャルが形成される。感光体ドラム１
に担持された静電潜像は、該感光体ドラム１が回転する
ことによって現像ユニット（現像手段）２の現像剤担持
体９上に付着した現像剤１０と接触する現像領域に搬送
される。

【００３７】そして、現像剤担持体９に担持された現像
剤中のトナーが感光体ドラム１の静電潜像に従って移動
し付着することによって静電潜像が顕像化され現像され
る。現像剤担持体９には、図示しない接続された電源か
ら所定のバイアス電圧が印加されており、現像後、感光
体ドラム１に付着したトナーは、所定の転写領域に搬送
される。

【００３８】転写領域には給紙手段によって紙などの記
録材が供給されており、感光体ドラム１上にトナー像と
同期して接触する。転写領域に設けられる転写手段に
は、高圧電源を具備したチャージャ型や接触ローラ型が
あり、トナーが転写される側の極性の電圧が感光体ドラ
ム１に印加される。

【００３９】これによって、トナーが記録材に移動し、
トナー像が転写される。記録材が剥離手段により感光体
ドラム１から分離された後、該記録材上のトナーは定着
手段によって、たとえば、熱融解や圧力等によって定着
される。

【００４０】そして、装置外部に排紙される。また、転
写後の感光体ドラム１の表面は、クリーニング手段によ
って清掃される。現像手段２内の現像剤濃度はトナー濃
度センサー３により監視され、濃度が基準値を下回ると
トナーカートリッジ４から現像手段２内へのトナー供給
が行われる。

【００４１】図２は、装着した状態のトナーカートリッ
ジ４を平面的に見た要部構成を示し、このトナーカート
リッジ４には、供給ローラー５、撹拌ローラー（撹拌部
材）６が設けられ、これらが、画像形成装置側に設けた
カートリッジ駆動モータ７と伝動連結され、トナー補給
信号により、カートリッジ駆動モータ７を駆動させる
と、撹拌ローラー６によってトナーカートリッジ４内の
トナーが撹拌され、かつ、撹拌されたトナーが、供給ロ
ーラー５の回転によって現像ユニット２に送り込まれる
ように構成されている。

【００４２】トナーカートリッジ４内のトナー１１は、
この様に印字枚数を重ねる毎に消費され現像ユニット２
内のトナー１１が空になるまで繰り返される。空になれ
ばトナー濃度センサー３により現像ユニット２内のトナ
ー濃度が回復しなくなることを検知し、ユーザーに対し
てカートリッジ交換のメッセージを表示すると共に、プ
リント不能状態となる。

【００４３】図３は、カートリッジの交換手順を示す。
ユーザーはカートリッジ交換手順に従い、画像形成装置
本体内に収納されているカートリッジ案内受け台２７を
停止位置まで引き出し、使用していたトナーカートリッ
ジ４に設けられている取手８を掴み矢印方向（上方）に
引き上げ、そのトナーカートリッジ４を回収する。

【００４４】次に、ユーザーは、用意した新しいトナー
カートリッジ（図示省略）をカートリッジ案内受け台２
７に載置し、カートリッジ案内受け台２７と共に画像形
成装置本体内に装入すれば交換作業は完了する。

【００４５】新しいトナーカートリッジ４の装着が完了
すると、トナー濃度センサー３によって検出されるトナ
ー濃度が、指定の基準値になるまで現像ユニット２内に
トナーが送り込まれ、画像形成装置が印字可能な状態に
復帰する。

【００４６】図４は、トナーカートリッジ４の駆動系連
結部の概略構成を示す。図示のように、このトナーカー
トリッジ４は、それぞれ両端を軸受１２，１２を介して
ハウジング４ａに軸支された供給ローラー５と、撹拌ロ
ーラー６，６（本図例では２本使用）を、具備してい
る。

【００４７】その供給ローラー５の駆動側の軸端部に
は、回り止めされた被動ギア３５が固定され、撹拌ロー
ラー６，６の駆動側の軸端部には、回り止めされた被動
ギア１６，１６が固定されており、その被動ギア３５，
１６および１６が、ハウジング４ａに軸支されたカップ
リング付き歯車１３，１３に噛み合っている。

【００４８】このカップリング付き歯車１３，１３は、
トナーカートリッジ４が画像形成装置に装着されると、
画像形成装置側に設けたトナーモータ７の出力軸に固定
されている駆動連結部材７ａに接続（連結）されて駆動
力の伝達を受け、供給ローラー５と撹拌ローラー６，６
が駆動可能な状態となる。

【００４９】図５は、撹拌ローラー６の両端部の軸受部
分を示す。図示のように、撹拌ローラー６の軸受１２，
１２よりも内側の部位にフランジ形状部６ｄ，６ｄを形
成して、そのフランジ形状部６ｄ，６ｄと、軸受１２，
１２との間に形成される周溝に、リング状のシール部材
１４，１４を嵌挿し、軸受内部へのトナー１１の侵入を
防止している。また、軸受１２，１２の外周部とハウジ
ング４ａの内壁との間には、ゴムシート１５を貼付け、
ハウジング４ａから外部へのトナーの漏出を防止してい
る。

【００５０】その軸受１２の内側には、リング状の突出
部１２ａを形成して、これを撹拌ローラー６のフランジ
形状部６ｄ，６ｄに当接させる一方、撹拌ローラー６の
軸端における軸受１２の外側には止め輪２１を位置固定
の状態に被嵌させている。

【００５１】このような構成により、撹拌ローラー６の
軸方向にスラスト荷重が作用しても、駆動側および従動
側共に、フランジ形状部６ｄ，６ｄと、軸受１２，１２
との間に形成される周溝を所定の幅に保持してシール部
材１４，１４のつぶれを防止することができ、かつ、撹
拌ローラー６と軸受１２，１２との間で、常に適正なギ
ャップを維持することができ、円滑な回転状態を確保す
ることができる。

【００５２】また、撹拌ローラー６の駆動側から突出し
た軸端部６ｂには、駆動力伝達用の被動ギヤ１６を設
け、この被動ギヤ１６を回転止めピン１７（図６参照）
により所定の遊転幅を設けて感光体ドラム１に固定して
いる。なお、回転止めピン１７の作用効果については、
後述する。

【００５３】次いで、撹拌ローラー６のトナーカートリ
ッジ４に対する対応位置関係について説明する。図５に
示すように、トナーカートリッジ４の長手方向（軸方
向）の取り付け部外寸法Ｌａよりも、撹拌ローラー６の
取り付け内寸法Ｌｂ（本構成上では軸受１２のフランジ
間の内寸法）を長く設定している。通常では、取り付け
作業上、突っ張りが生じない程度（０．５ｍｍ〜１ｍｍ
程度）であるが、本構成では、敢えて、その差を３ｍｍ
に設定している。つまり、Ｌｂ−Ｌａ＝３ｍｍに設定し
ている。

【００５４】従って、撹拌ローラー６は両軸受１２，１
２と共に、その軸方向に３ｍｍだけ移動可能となり、こ
れにより、後述するように、ブロックトナーを崩壊する
ために必要な撹拌ローラー６の軸方向への移動幅を確保
している。つまり、撹拌ローラー６が、図５に示す未使
用時の位置とその位置から所定の移動幅（３ｍｍ）だけ
図示下方に移動した使用時の位置との間でスライド自在
となっている。

【００５５】そして、この撹拌ローラー６の従動側に、
ロック手段としてのストッパー１８を設け、図示のよう
に、撹拌ローラー６を駆動側に３ｍｍだけ突出させた状
態として、その軸方向への移動を規制している。詳しく
は、平板状のストッパー１８の中間部を、トナーカート
リッジ４の縦壁に設けた支点部４ｂに対して、支点用段
付きビス１９で回動自在に枢着させると共に、その枢支
点の近傍位置に、ピン軸２０ｂを介して、解除板（解除
部材）２０を回動自在に取り付けている（図８（ａ）参
照）。

【００５６】この解除板２０は、その下部両側が、ハウ
ジング４ａに設けた一対のリブ３３，３３に挟まれ、か
つ、その上下方向に形成した長孔２０ａに、ハウジング
４ａに設けた段付きビス３４を挿通させることで、横方
向の振れが規制されており、その下端部２０ｃを、ハウ
ジング４ａの底部に開設された孔部４ｃに臨ませてい
る。

【００５７】また、ストッパー１８は、図８（ａ）に示
すように、一端をハウジング４ａに掛止されたスプリン
グ３１によって、図示時計回りに付勢され、かつ、ハウ
ジング４ａに設けた規制リブ３２によって、その回動が
規制されており、両方の撹拌ローラー６，６の従動側の
軸端部６ｃ，６ｃを軸支している軸支１２，１２の外側
にオーバーラップする位置状態に保持され、上述のよう
に、両撹拌ローラー６，６のスラスト方向への移動が規
制されている。

【００５８】このような構成により、トナーカートリッ
ジ４を装着する前に、振動や落下等の衝撃により、所定
の移動幅を見込んだ両撹拌ローラー６，６の軸方向の初
期位置の設定（図５参照）がずれるのを防止することが
できる。

【００５９】図６は、撹拌ローラー６への駆動力伝達部
の斜視図で、画像形成装置本体側からの駆動力はカップ
リングギヤ１３に伝達され、同ギヤ１３は矢印Ａ方向に
回転し、これと噛み合っている被動ギヤ１６が矢印Ｂ方
向に回転する。

【００６０】その被動ギヤ１６のハブ１６ｂには、撹拌
ローラー６の軸心に対して傾斜した方向に向けて長孔１
６ｃが形成７が遊嵌されている。その回転止めピン１７
は、カートリッジ４の未使用の状態では、図示のよう
に、長孔１６ｃの内側端部に位置するように、組立時に
設定されている。

【００６１】このような長孔１６ｃと回転止めピン１７
からなる離間手段としてのカム機構を設けたことによ
り、トナーカートリッジ４を画像形成装置に装着して、
カップリングギヤ１３に駆動力が伝達され被動ギヤ１６
が始動すると、回転止めピン１７は外側端部まで移動す
るが、その間、撹拌ローラー６は回転せず、被動ギヤ１
６が撹拌ローラー６と共に、矢印Ｃ方向に移動し、回転
止めピン１７が長孔１６ｃの外側端部に当接した時点
で、初めて撹拌ローラー６が回転し始める。

【００６２】なお、上述の矢印Ｃ方向への移動幅は、長
孔１６ｃの長さと傾斜角度とによって決定されるが、そ
の値は、トナーブロックを崩壊させた後の撹拌ローラー
６の始動時に、後述する押し込み軸（押し込み部材）３
０（図７参照）から撹拌ローラー６を完全に離間させる
ために必要な値に設定される。また、離間手段は、上述
したようなカム機構に限定されることなく、トナー４を
画像形成装置２２に装着した後の撹拌部材６への駆動力
伝達時の初期に、その撹拌部材６を、押し込み部材３０
から離間させることができれば別の構成であってもよ
く、押し込み部材３０の側に設けられてもよい。

【００６３】図７は、画像形成装置２２からカートリッ
ジ案内受け台２７を引き出した状態を示し、図示のよう
に、画像形成装置２２の骨格は、前フレーム２８、後フ
レーム２６及び、ステー２３，２９により構成されてい
る。

【００６４】カートリッジ案内受け台２７は、前フレー
ム２８に取り付けられたコロ２４と、カートリッジ案内
受け台２７に取り付けられたコロ２５と、によって、画
像形成装置２２に対して押し込み・引き出し自在となっ
ている。

【００６５】トナー切れ等のメッセージにより、ユーザ
ーは、このカートリッジ案内受け台２７を引き出して、
使用済みのカートリッジを取り出し、未使用のカートリ
ッジを載置し、画像形成装置２２内に押し込むことによ
り、カートリッジの交換作業が完了する。

【００６６】このような構成にあって、本実施形態で
は、カートリッジ案内受け台２７の底部に、解除板２０
を作動させるための突起（当接部材）２７ａ（図８
（ａ）（ｂ）参照）を設ける一方、画像形成装置２２の
後フレーム２６には、両方の撹拌ローラー６，６を移動
幅だけ押し込むための押し込み軸３０，３０を設け、ト
ナーカートリッジ４を画像形成装置に装着する動作で、
トナーブロックを崩壊させることができるようにしてい
る。

【００６７】以上のように構成されるトナーカートリッ
ジ４と画像形成装置２２のカートリッジ交換時における
具体的な作用と効果について、以下に、順を追ってに説
明する。

【００６８】まず、ユーザーは、トナー切れのメッセー
ジによりカートリッジ案内受け台７を画像形成装置２２
から引き出し、使用済みトナーカートリッジを取り出
し、準備した新しいトナーカートリッジ４をカートリッ
ジ案内受け台７に載置する。そうすると、図８（ｂ）に
示すように、解除板２０の下端部２０ｃが、カートリッ
ジ案内受け台２７の底部に設けた突起２７ａに当接し
て、解除板２０が上方に押し上げられる。

【００６９】この解除板２０の上方への移動動作によ
り、ストッパー１８が、ピン軸２０ｂを中心として、図
示反時計回りに回動し、両軸受１２，１２を含む撹拌ロ
ーラー６，６のハウジング４ａに対する軸方向の移動規
制が解除される。

【００７０】このような解除板２０により、トナーカー
トリッジ４をカートリッジ案内受け台２７に載置しない
限り、両撹拌ローラー６，６を、軸受１２，１２と共
に、その軸方向の移動幅だけ駆動側に寄せた状態を常時
保つことができる。従って、比較的大きな移動幅を設定
しても、落下、振動等の衝撃による軸受部からのトナー
漏れが防止できる。特に、高密度化したトナーブロック
を崩壊させるために、通常よりも大きな軸方向への移動
幅を確保したい場合には、このような構成が極めて有利
となる。

【００７１】トナーカートリッジ４をカートリッジ案内
受け台２７に載置した後、次にユーザーは、カートリッ
ジ案内受け台２７を画像形成装置２２内に押し込む。そ
うすると、後フレーム２６に設けた押し込み軸３０，３
０に、両方の撹拌ローラー６，６の駆動側の軸端部が当
接して、設定されている移動幅（３ｍｍ）だけ、撹拌ロ
ーラー６，６が従動側に移動する。

【００７２】この移動によって、トナーカートリッジ４
内で凝集してブロック化したトナーがほぐされる。しか
し、高密度化した重度の凝集トナーは、ほぐれる状態に
はならないが、少なくとも、トナーに埋没した撹拌ロー
ラー６のまわりに空間が発生するため、撹拌ローラー６
の始動が可能となり、以後の撹拌動作でほぐすことがで
きる。

【００７３】上述のように、新しいトナーカートリッジ
４が画像形成装置２２に装着されると、現像ユニット２
に取り付けたトナー濃度センサー３からのトナー補給指
示により、現像ユニット２へのトナーの補給が開始され
るが、トナーブロックが高密度化し手いる場合に、極端
にタッピングされると、押し込み軸３０によって押し込
まれた撹拌ローラー６の軸端部（および被動ギヤ１６）
に反発力が残ってしまう場合がある。

【００７４】すなわち、当初、撹拌ローラー６の移動幅
を、例えば３ｍｍに設定しても、実際には２ｍｍしか移
動せず、残りの１ｍｍ分が反力として押し込み軸３０と
撹拌ローラー６の軸端部（および被動ギヤ１６）の接触
面に残留してしまう。このような状態で撹拌ローラー６
を回転させると、起動トルクが大となり、撹拌ローラー
６の円滑な回転が阻害され、かつ、被動ギヤ１６の摩耗
による削れ屑が発生し装置内を汚染する可能性がある。

【００７５】そこで、本実施形態では、前述したよう
に、カップリングギヤ１３に駆動力が伝達され、被動ギ
ヤ１６が始動すると、回転止めピン１７が長孔１６ｃの
外側端部まで移動する間に、被動ギヤ１６が撹拌ローラ
ー６と共に、内側（矢印Ｃ方向）に移動する。この移動
動作が完了してから撹拌ローラー６が回転動作を開始す
る。従って、撹拌ローラー６が回転する前に、被動ギヤ
１６を押し込み軸３０から確実に離間させることがで
き、上述のような不具合の発生を効果的に防止して、撹
拌ローラー６の円滑な回転を確保することができる。

【００７６】図９は、起動時における撹拌ローラー６の
負荷トルクについて、本実施形態のトナーカートリッジ
４と、トナーほぐし機構を設けていないトナーカートリ
ッジと比較して示したグラフである。なお、極端な凝集
状態を模擬的に作成するために、駆動側を下にしてタッ
ピング（地上高１００ｍｍより自由落下５００回）をお
こなった場合と、タッピングをおこなわない場合と、に
ついて、始動初期からのトルク推移を動トルクメーター
で測定したものであり、ほぐし機構のない従来のカート
リッジをＣＡ−１、ほぐし機構を設けた本実施形態のカ
ートリッジをＣＡ−２とする。また、横軸は時間（単
位：ｓｅｃ）、縦軸は駆動負荷（単位：ｋｇｆ・ｃｍ）
としている。

【００７７】同図から、タッピングをおこなわない場
合、ＣＡ−１、ＣＡ−２共に、２ｋｇｆ・ｃｍ前後で推
移している。電子写真方式の画像形成装置に使用してい
る一般的なトナーカートリッジ用駆動モーターとして、
８〜１０ｋｇｆ・ｃｍを採用しているので問題のない範
囲である。負荷上昇の起点の相違は、本実施形態のトナ
ーカートリッジ４が、図６の説明で述べた被動ギヤ１６
の長穴１６ｃに、回転止めピン１７を遊嵌させているた
めである。

【００７８】前述の条件でタッピング実施後の測定で
は、ＣＡ−１は初期の負荷が１５ｋｇｆ・ｃｍを超えて
おり歯車の歯飛びが発生した。数値的にも通常のモータ
ーの保証範囲外であり、３０秒後に復帰したが正常なト
ルクになるまで時間を要すことから故障が懸念される。

【００７９】これに対して、ＣＡ−２では、負荷ピーク
が４ｋｇｆ・ｃｍとかなり低くなっており、負荷の低減
効果が顕著に認められた。このような負荷低減効果につ
いては、従動側を下向き、横置き、天面を下向きにした
場合においても同様に認められた。

【００８０】以上の実験結果から明らかなように、タッ
ピングされた場合には、撹拌部材（撹拌ローラー６）は
トナーに埋没し一つの塊となってしまっているため、駆
動力はトナーカートリッジ４の全体に掛かってしまう。
従って、まず、撹拌部材とトナーを切り離してやる必要
があり、本実施形態のように、僅かでも撹拌部材とトナ
ーとの間に空間を発生させてやることで、初期駆動時の
ピーク負荷を効果的に抑えることができる。

【００８１】また、本実施形態では、このように極端に
凝集してしまった場合でもユーザーが通常行うカートリ
ッジ交換の動作に連動しており、かつ、トナーカートリ
ッジ４をカートリッジ案内受け台２７と共に装置本体に
挿入する際には、慣性のアシストもあるため、比較的軽
い操作力でよく、さらに撹拌部材の軸方向にほぐし力を
与えているため撹拌部材を含む周辺構成の材料特性に特
に高い剛性は必要とされず、比較的に安価な樹脂材料例
えば、汎用性のあるＡＢＳ、ＰＯＭ等を選択できるので
コスト安に製作することができる。

【００８２】ところで、トナーが無くなり使用済みとな
ったトナーカートリッジは、回収再生機関にて再利用さ
れる。その回収方法については様々であるが、使用済み
カートリッジといっても内部のトナーが完全に消費し尽
くされているわけではなく、従って、使用済みカートリ
ッジを再生機関に届けるまでの間に極端にカートリッジ
が汚れていることは好ましくない。

【００８３】そこで、例えば、図１０に示すように、軸
受１２に外フランジ２ｂを設け、トナーカートリッジ４
をカートリッジ案内受け台２７から取り去った後に、そ
の外フランジ２ｂに、初期状態に復帰しようとするスト
ッパー１３を掛止させるように構成すれば、撹拌ローラ
ー６を、図示の使用後の位置に、軸方向への移動を規制
した状態で保持することができ、輸送時のガタツキを抑
制し、良好なシール状態を保つことが可能となる。

【００８４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、以下の効果を奏する。

【００８５】（１）トナーカートリッジを画像形成装置
に装入する動作により、撹拌部材が、前記画像形成装置
側に設けた押し込み部材に当接して、未使用時とは異な
る使用時の位置にスライドされるので、撹拌部材が、ブ
ロックトナーによるホールド状態から開放され、起動初
期の負荷を効果的に軽減することが可能となり、トナー
を速やかに撹拌することができる。また、画像形成装置
のモータへの負担も軽減され、駆動系のトラブルを少な
くすることができる。

【００８６】しかも、その撹拌部材のスライド動作は、
トナーカートリッジの画像形成装置への装着完了直前で
あるので、カートリッジには押し込み方向への慣性力が
作用しているため、ユーザーにとって、装着時の負担が
軽減される。

【００８７】さらに、撹拌部材を軸方向にスライドさせ
るため、特に、大きな強度、剛性は必要とされず、構造
を簡素化することができ、安価に提供することができ
る。

【００８８】（２）未使用時には、ロック手段によっ
て、撹拌部材を、未使用時の位置に固定しておくので、
出荷後の運搬等による衝撃で設定がずれることがなくな
り、装着後に安定したスライド量を確保することがで
き、トナーのほぐし効果が良好となり、また、トナーの
漏出を防ぐための対策も容易となる。

【００８９】（３）トナーカートリッジを装着する際
に、画像形成装置側に設けたカートリッジ案内受け台に
載せると、解除部材によって、ロック手段のロック状態
が解除されるので、画像形成装置への速やかなトナー供
給が可能となり、装着時の操作も容易となる。

【００９０】（４）トナーカートリッジをカートリッジ
案内受け台から取り外すと、ロック手段により、撹拌部
材が、使用後の位置に固定保持されるので、使用後の取
り扱い時、運搬時等でトナーが外部に漏出するような不
具合の発生を防止しやすくなる。

【００９１】（５）離間手段により、撹拌部材への駆動
力伝達時の初期に、撹拌部材を押し込み部材から離間さ
せるので、トナーが高密度化していても、撹拌部材の起
動初期に要する負荷を効果的に低減することができるた
め、撹拌部材の必要強度を低減でき、コスト安に提供す
ることができる。また、画像形成装置側のモーターへの
負担を軽減することもできる。併せて、駆動系のトラブ
ルの発生をより一層少なくすることができる。

【００９２】（６）前記（１）〜（５）項に記載したよ
うな作用効果を奏するトナーカートリッジを装着して画
像を形成するので、カートリッジ交換後も、直ちに、安
定した良好な画像品位を得ることができる。また、画像
形成装置のモータへの負担も軽減され、駆動系のトラブ
ルが少なくなり、長寿命化も可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形
成部の構成図である。

【図２】同装着後のトナーカートリッジの平断面図であ
る。

【図３】同カートリッジ交換時の画像形成装置の斜視図
である。

【図４】同トナーカートリッジの駆動系連結部の構成図
である。

【図５】同トナーカートリッジの要部拡大図である。

【図６】同トナーカートリッジの駆動系連結部の斜視図
である。

【図７】同カートリッジ案内受け台を引き出した状態の
構成説明図である。

【図８】同トナーカートリッジのロック手段の構成説明
図である。

【図９】同撹拌部材の条件別起動トルクを比較例と比較
したグラフである。

【図１０】同撹拌部材の軸受の断面図である。

【符号の説明】

４−トナーカートリッジ ６−撹拌部材 １１−トナー １６ｃ，１７−離間手段 １８−ロック手段 ２０−解除部材 ２２−画像形成装置 ２７−カートリッジ案内受け台 ２７ａ−当接部材 ３０−押し込み部材

フロントページの続き (72)発明者 須藤 輝敬 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シ ャープ株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AA02 AA05 AB01 AB12 AB18 AC03 AD06 BA01 BA02 BA08 BA09 DB14 DB18 GA04

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式の画像形成装置に着脱自在
   に装着されるトナーカートリッジであって、 内部に充填されたトナーを撹拌するための撹拌部材を、
   その軸方向にスライド自在となるように設け、かつ、 前記画像形成装置への装入動作により、前記撹拌部材
   が、前記画像形成装置側に設けた押し込み部材に当接し
   て、未使用時とは異なる使用時の位置にスライドされる
   ように構成したことを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記撹拌部材を、前記未使用時の位置に
   固定しておくためのロック手段を設けたことを特徴とす
   る請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 【請求項３】 前記ロック手段のロック状態を解除する
   ための解除部材を設け、かつ、 前記画像形成装置側に設けたカートリッジ案内受け台に
   載せると、前記解除部材が、前記カートリッジ案内受け
   台に設けた当接部材に当接して、前記ロック手段のロッ
   ク状態を解除するように構成したことを特徴とする請求
   項２に記載のトナーカートリッジ。
4. 【請求項４】 前記カートリッジ案内受け台から取り外
   すと、前記ロック手段により、前記撹拌部材が、使用後
   の位置に固定保持されるように構成したことを特徴とす
   る請求項２または３に記載のトナーカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記画像形成装置に装着した後の前記撹
   拌部材への駆動力伝達時の初期に、前記撹拌部材を、前
   記押し込み部材から離間させるための離間手段を設けた
   ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の
   トナーカートリッジ。
6. 【請求項６】 請求項１ないし５のいずれかに記載のト
   ナーカートリッジを装着して画像形成をおこなうことを
   特徴とする画像形成装置。