JP2004145336A - 画像形成用消耗品の容器 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー粒子は、攪拌器との繰り返し接触で破損などを起こし性能劣化することがある。
【解決手段】流動可能材料を蓄える容器は、第１の室を備えており、第１の室と分離された第2の室には、流動可能材料分配機構がある。計量機構が、第１の室から前記第２の室へ流動可能材料を選択的に移送可能とする。
【選択図】図１

Description

　本発明は、一般に、画像形成システム内の消耗品の貯蔵および定量供給に関する。具体的には、本発明は、静電印刷（ＥＰ：ｅｌｅｃｔｒｏｓｔａｔｉｃ　ｐｒｉｎｔｉｎｇ）画像形成システムのカートリッジのホッパ内のトナーの貯蔵に関する。

　プリンタ、ファックス、複写機などの画像形成システムは、実質的にどこにでもあり、世界中の家庭とオフィスに見ることができる。そのようなシステムの開発によって、コミュニケーションの改善が促進され、その改善が、人々の生活の仕方や働き方を大きく変化させてきた。しかし、電気通信、「仮想」オフィス、およびオフィス内ネットワークは、現代の画像形成システムによって実現された進歩のほんのわずかな例を現しているにすぎない。

　静電印刷を使用する画像形成システムは、広く受け入れられている。静電印刷において、ホッパ内に蓄えられたトナーが、媒体シートに付着され、次にその媒体シートに熱で溶融される。ホッパ内には、トナーの合体または「凝集」を防ぐことによってトナーを微粒子の形態に維持する攪拌器がある。また、この攪拌器は、トナーを現像ドラムの方に送り、トナーを粉状にして、現像ローラがトナーを現像ローラ表面に引き付けるのを支援する働きをする。

　ホッパ攪拌器の１つの例は、トナー材料を収容する働きをする概略Ｕ字型またはトラフ型の部材を含むトナー送出および計量装置である（特許文献１）。乾燥した非磁性トナー粒子が、振動式または回転式の攪拌ブレードによってかき混ぜられすなわち攪拌され、トナー供給ロッドの側壁の間で渡される。トナー供給ロッドは、トラフ型部材の底に回転可能に取り付けられており、トラフ部材内の下側開口部における制御された振動および撹拌運動によって、塗布装置および帯電ローラの表面にトナー粒子を移す働きをする。

　代表的なカラー・トナー粒子は、有色重合体の表面に接着された静電印刷（ＥＰ）用強化粒子状物質からなる。機械式攪拌器は、移される微粒子だけでなくホッパ内に残っている微粒子とも接触するため、ホッパ内の微粒子が、攪拌器の構成部品と繰り返し不必要に接触することがある。微粒子と重合体の間の結合は、機械式攪拌器との接触によって破損することがあり、それによりトナーがＥＰ工程と整合しないように働く。この不整合によって、印刷品質が低下し、カートリッジ／トナーの寿命が短くなる。

　攪拌器と微粒子の接触を少なくする試みとして、ほとんどのトナーと接触する主攪拌器をあまり頻繁に使用せずに、それよりも小さい補助攪拌器が従来のように絶え間なく動作しているホッパが開発された。

　既知の「２段階」攪拌によって、微粒子の破損がある程度減少するが、そのような機構は、攪拌器と微粒子が常に接触しているため、微粒子の余分な破損が生じる。以上から、トナー・ホッパ内の微粒子の破損を最小限に抑えるための簡単で安価な機構が必要であることが分かる。
米国特許第５，８５４，９６１号（Ｈｏｂｅｒｏｃｋ）

　本発明は、静電印刷などの画像形成において使用されるトナーが、攪拌によって微粒子に維持される際に、不必要なトナーの破損を簡単な機構で抑えようとするものである。

　本発明は、流動可能材料を蓄える第１の小室を備えた、流動可能材料のための容器を対象としている。第２の小室が、容器内で第１の小室と分離され、攪拌器を備えている。計量機構が、第１の小室から第２の小室に流動可能材料を選択的に移すことを可能にしている。

　図１に、本発明の原理による容器１０の実施形態を示す。容器１０は、画像形成システム（図示せず）に使用するために、トナー１２などの所定量の消耗する流動可能な材料を保持するように構成されている。

　傾斜した隔壁１４が、容器１０の内部を第１の貯蔵室１６と第２の分配室１８に分割している。分配室１８内には、帯電ローラ２０などの分配機構がある。帯電ローラ２０は、分配室１８内からトナーを受け取り、そのトナーを、画像形成シート材料に転写するためにＥＰドラム２２に分配する。攪拌器２４は、攪拌器溜め２６内で回転してトナー１２の均一な分配を促進する。

　貯蔵室１６と分配室１８の間に計量機構２８が設けられている。計量機構２８は、貯蔵室１６から分配室１８に流れるトナー１２の量を選択的に規制する。図１の実施形態において、計量機構２８は、貯蔵室１６と分配室１８の間のトナー１２の流れを制限するようなサイズに決められた、容器１０の外壁３２と隔壁１４との間隙３０である。必要に応じてトナーを供給するために、トナー１２は、間隙３０を通って攪拌器溜め２６に重力で送られる。攪拌器２４の回転によって、過剰なトナーが攪拌器溜め２６の外に「はね飛ばされ」、これにより適切な量のトナーが攪拌器２６に自由に流れることができる。

　図２に、本発明の原理を具体化する容器３４の別な実施形態を示す。容器３４の内部は、第１の貯蔵室３６と第２の分配室３８に分割されている。分配室３８内には、帯電ローラ４０などの分配機構がある。帯電ローラ４０は、分配室３８の内部からのトナーを受け取り、そのトナーを、画像形成シート材料に転写するためにＥＰドラム４２に分配する。攪拌器４４は、攪拌器溜め４６内で回転して、分配室３８内のトナー４８の均一な分配を促進し、かつトナーを帯電ローラ４０に送る。

　貯蔵室３６は、複数の貯蔵副室３６Ａ、３６Ｂに分割されている。貯蔵副室３６Ａ、３６Ｂは、貯蔵室３６内で、選択的に開く一連の閉鎖部材５０Ａ、５０Ｂによって構成されている。閉鎖部材５０Ａ、５０Ｂは、取り外し可能な隔壁の形で示されている。また、閉鎖部材５０Ａ、５０Ｂは、選択的に操作される間隙に向かって下方に傾いた傾斜底面を有する「ホッパ」として提供するができる。そのような特定の構造に関係なく、閉鎖部材は、分配室３８にトナーの新しい（機械的に攪拌されていない）「バッチ」を順次供給することができる計量機構を構成し、したがって、ある時間では１つのトナー・ゾーンだけが処理中となる。実際には、容器が最初に取り付けられたとき、分配室には、トナーの初期充填量５２が提供される。例えば充填量５２の枯渇のようなトリガ・イベントが生じたとき、あるいは画像形成システムによって所定数の画像が処理されたとき、閉鎖部材５０Ａが開き、したがって、副小室３６Ａに収容されているトナーの充填量５４が、分配室３８に流れ込むことができる。同様に、例えば充填量５４の枯渇のような第２のトリガ・イベントが生じたとき、あるいは画像形成システムによって追加の所定数の画像が処理されたとき、閉鎖部材５０Ｂが開き、したがって副小室３６Ｂに収容されているトナーの充填量５６が分配室３８に流れ込むことができる。

　図３に、本発明の原理による容器６０のもう１つの実施形態を示す。容器６０は、画像形成システム（図示せず）に使用するために、トナー６２などの所定量の消耗する流動可能材料を保持するように適合され構成されている。

　傾斜した隔壁６４が、容器６０の内部を第１の貯蔵室６６と第２の分配室６８に分割している。分配室６８内に、帯電ローラ７０などの分配機構がある。帯電ローラ７０は、分配室６８の内部からトナーを受け取り、そのトナーを、画像形成シート材料に転写するためのＥＰドラム２２に分配する。攪拌器７４は、攪拌器溜め７６内で回転して、トナー６２の均一な分配を促進する。

　貯蔵室６６と分配室６８の間に計量機構７８が設けられている。計量機構７８は、貯蔵室６６から分配室６８に流れるトナー６２の量を選択的に規制する。図３の実施形態において、計量機構７８は、隔壁６４と容器６０の外壁８４の間の間隙８２内にある外車（ｐａｄｄｌｅ　ｗｈｅｅｌ）８０の形をとる。外車８０は、回転して、分配室６８内へのトナーの個々の充填量または装填量を計量する。容器６０の取り外し、取り付け、および輸送の際の漏れを最少にするために、外車８０を「閉じた」位置で停止させることができる。また、オーガ（ａｕｇｅｒ）などの代替の供給機構を、同様に配置し動作させることができる。

　図４に、本発明を具体化する容器８６のもう１つの実施形態を示す。容器８６の内部は、第１の貯蔵室８８と第２の分配室９０に分割されている。分配室９０内には、帯電ローラ９２などの分配機構がある。帯電ローラ９２は、分配室９０の内部からトナーを受け取り、そのトナーを、画像形成シート材料に転写するためにＥＰドラム９４に分配する。攪拌器溜め９８内で回転される攪拌器９６が、分配室９０内でトナー１００の均一な分配を促進し、かつ帯電ローラ９２にトナーを送る。

　貯蔵室８８は、複数の貯蔵副室８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄに分割されている。貯蔵副室８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄは、貯蔵室８８内の一連の仕切り１Ｏ２Ａ、１０２Ｂ、および１０２Ｃによって構成されている。選択的に格納可能な閉鎖膜１０４が、貯蔵副室８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄの底を封止している。膜１０４には、巻取りローラ・アセンブリ１０６などの格納機構が接続されている。格納機構は、貯蔵副室８８Ａ、８８Ｂ、８８Ｃ、８８Ｄのそれぞれの底から膜１０４を選択的に取り除いて、トナーの新しい（機械的に攪拌されていない）「バッチ」を分配室９０に順次供給するようになっており、それによりある時間に１つのトナー・ゾーンだけが処理中となる。格納機構は、画像形成システムの制御機構を介して、電子式あるいは減速歯車を介して歯車列と連結されて機械式に、操作できる。

　図５に、本発明を具体化する容器１０８のもう１つの代替実施形態を示す。容器１０８の内部は、第１の貯蔵室１１０と第２の分配室１１２に分割されている。前に説明したように、帯電ローラ、ＥＰドラムおよび攪拌器を含む分配機構が設けられている。

　貯蔵室１１０は、選択的に開く閉鎖部材１１４によって分配室１１２から分離されている。閉鎖部材１１４は、横方向に往復運動し、それにより分配室１１２にトナーの新しい（機械的に攪拌されていない）「バッチ」を供給し、その結果、ある時間において限定された量のトナーだけが処理中となる。トリガ・イベントが生じたとき、閉鎖部材１１４が短時間開き、それにより所定量のトナーが分配室１１２に流れ込むことができる。

　図６に、本発明による容器１１６のもう１つの実施形態を示す。容器１１６の内部は、第１の貯蔵室１１８と第２の分配室１２０に分割されている。前に説明したように、帯電ローラ、ＥＰドラムおよび攪拌器を含む分配機構が設けられている。

　貯蔵室１１８は、回転可能な仕切り１２２によって複数の副室１１８Ａ、１１８Ｂ、１１８Ｄに分けられている。仕切り１２２は、中央ハブ１２６から放射状に延在する複数の仕切り１２４Ａ、１２４Ｂ、１２４Ｃ、１２４Ｄを備えている。トナーが消費されたとき、仕切り１２２が回転し、それぞれの副室の内容物が保持室１２８内に分配される。

　保持室１２８と分配室１２０の間に計量機構１３０が設けられている。計量機構１３０は、保持室１２８と分配室１２０の間の間隙１３４内に配置された外車１３２の形をとる。外車１３２は回転して、分配室１２０内へのトナーの個々の充填量または装填量を計量する。外車１３２は、容器１１６の取り外し、取り付け、および輸送中の漏れを最少にするように、「閉じた」位置で停止することができる。また、オーガなどの代替の供給機構を同様に配置し操作することができる。

　本発明では、個別の量の流動可能材料を分離して必要に応じて分配機構に送るようにしている。本発明を特定の実施形態で説明したが、当業者は、特許請求の範囲に記載されているような本発明の範囲および趣旨から逸脱することなくこれらの実施形態に変更を行うことができる。

本発明による容器の概略断面図である。 本発明による容器の代替実施形態の概略断面図である。 本発明による容器の代替実施形態の概略断面図である。 本発明による容器の代替実施形態の概略断面図である。 本発明による容器の代替実施形態の概略断面図である。 本発明による容器の代替実施形態の概略断面図である。

符号の説明

　１０　容器
　１２　トナー
　１４　隔壁
　１６　貯蔵室
　１８　分配室
　２０　帯電ローラ
　２２　ＥＰ（静電印刷）ドラム
　２４　攪拌器
　２６　攪拌器溜め
　２８　計量機構
　３０　間隙
　３２　外壁

Claims (6)

1. 　容器内に流動可能材料を蓄える第１の室と、
   　前記第１の室と分離され、前記容器内にあり、少なくとも１つの流動可能材料分配機構を有する第２の室と、
   　前記第２の室内に配置された攪拌器と、
   　前記第１の室から前記第２の室へ流動可能材料の選択的な移送を可能にする計量機構とを備えた流動可能材料用の容器。
2. 　前記計量機構が、重力で供給される開口部であることを特徴とする請求項１に記載の容器。
3. 　計量機構が、選択的に開く閉鎖部材であることを特徴とする請求項１または２に記載の容器。
4. 　前記閉鎖部材が、取り外し可能な隔壁であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の容器。
5. 　前記攪拌器が、流動可能材料を塗布装置ローラに送ることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の容器。
6. 　前記攪拌器が、前記第２の室内で流動可能材料を塗布装置ローラに送ることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の容器。
   

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