JP2005037708A - カートリッジ清掃装置、カートリッジ清掃方法、及びトナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 作業環境を悪化させることなく、効率良くしかも良好に残留トナーを除去できるカートリッジ清掃装置、カートリッジ清掃方法及びトナーカートリッジを得ることが目的である。
【解決手段】 本カートリッジ清掃装置１０では、載置板１８上に載置したプロセスカートリッジ２４のカートリッジ本体２６の供給口６０に、孔部６２が一部に形成された無端ベルト５８を対向させる。開口部６８からダクト６６を介して集塵機によりカートリッジ本体２６の内気を吸引する。これにより、カートリッジ本体２６の内部に負圧が発生すると、供給口６０と孔部６２とが重なり合う非閉塞部分９２を介して外気がカートリッジ本体２６の内部に取り込まれて気流Ｗが発生する。ここで、供給口６０より小さな閉塞部分９２を介して外気が取り込まれることで気流Ｗは比較的強くなる。しかも、無端ベルト５８を回転させることで、供給口６０の長手方向に沿って開口部６８へ接近するように非閉塞部分９２が移動するため、効率良くしかも良好に残留トナーを集塵機で吸引排出できる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ等のトナーカートリッジ、及びこのようなトナーカートリッジを清掃するためのカートリッジ清掃装置並びにカートリッジ清掃方法に関する。

電子写真プロセスを用いた複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置では、形成する画像に対応して電子写真感光体（以下、単に「感光体」と称する）の像担持面が所定電位に帯電され、これにより、所謂「静電潜像」が感光体に形成される。静電潜像が形成されたする感光体にはトナーが付着させられる。トナーが付着された感光体は、トナーの除去が行なわれるが、静電潜像が形成された部位ではトナーが保持され、この静電潜像に対応してトナーが付着した感光体に対して所定の熱及び圧力を付与することで、感光体に画像が形成される構成となっている。

一方で、画像形成装置には、上述した感光体の像担持面を所定電位に帯電する帯電器、トナーを収容したトナーカートリッジ、感光体へのトナー像の転写完了後に残留トナーを回収するクリーニング器の少なくとも１つが感光体と共に一体的に支持されたプロセスカートリッジを備えたものがある。

このようなプロセスカートリッジは、メンテナンスを容易にするため画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に装着されており、構成部品のうち何れかの耐用期間が経過した場合には、ユーザ、サービスエンジニア等により新しいものに交換される。

画像形成装置から取り外されたプロセスカートリッジは、多くの場合、ユーザからメーカーへ返却され、メーカーにより分解、検査、清掃、耐用期間が経過した部品の交換、再組立等のリサイクル工程を経て、市場へ再出荷される。

ところで、上記のように、メーカに返却されたプロセスカートリッジに設けられたトナーカートリッジは、リサイクルされるにあたり、その内部に残留するトナーを除去するための清掃が行なわれる。この清掃の工程では、これまで所謂集塵ブース内にてトナーカートリッジの内側に高圧の空気を吹き付け、トナーカートリッジの内部に残留したトナーを吹き飛ばす所謂「エアブロー」が行なわれていた。

しかしながら、このようなエアブローでは、集塵ブース内で吹き飛ばされたトナーが舞い散るため作業環境が悪くなり、しかも、舞い散ったトナーが再度トナーカートリッジの内外に付着する可能性もあり、作業性の面でも問題があった。

このような問題を解決するための一手段が下記特許文献１及び特許文献２に開示されている。

特許文献１に開示されている技術では、トナー容器の軸方向一端の側壁に通常はキャップにより閉止された吸引口が形成されている。また、トナー容器の軸方向他端の側には、通常はシール状の開閉部材により閉止された矩形の空気流入口が形成されている。

トナー容器内に残留しているトナーを除去する際には、空気流入口から開閉部材を外して空気流入口を開放すると共に、吸引口のキャップを外してバキュームクリーナ等の吸引手段を装着する。この状態で、吸引手段を作動させると、空気流入口から吸引口へ流れる気流が生じ、この気流によりトナー容器内に残留したトナーが吸引手段に吸引される構成となっている。

一方、特許文献２に開示されている技術では、トナー容器の底板を切断して開口を形成し、この開口を吸引カバーで覆う。吸引カバーは筒状のダクトを介して集塵機に接続されており、集塵機を作動させると、ダクトを介してトナー容器内の空気を集塵機が吸い込む。さらに、吸引カバーにはエアノズルが装着されており、エアノズルからは空気がトナー容器の底部へ向けて噴射されている。エアノズルから噴射された空気はトナー容器の底部や底部に形成されたリブに沿って流れ、これにより、トナー容器の内面等に付着して残留しているトナーが付着部位から離脱する。付着部位から離脱したトナーは、吸引カバー及びダクトを介して作動している集塵機により吸い込まれる。

以上のような特許文献１、２に開示された構成で残留したトナーを除去することにより、上記のようにトナーが飛散することを防止できる。
特開平７-３０６５７６号公報 特開２０００-２９３０８０公報

ところで、上記特許文献１及び特許文献２に開示された構造は、何れもバキュームクリーナや集塵機等の吸引手段でトナー容器内の空気を吸い込むことにより、トナー容器内に気流を生じさせ、この気流に乗ったトナーを吸い込み除去している。しかしながら、トナー容器内を流れる気流が弱い（遅い）と充分に気流にトナー乗せることができず、充分にトナーを除去できない。また、空気の流入口及び吸引手段での吸入口等の形成位置や大きさが全て一定であるため、トナー容器の内部では一定の気流しか流れず、トナー容器内部において気流が行き渡らない部分が生じ、このような部分ではトナーを充分に除去できない。

このように、上記の特許文献１、２に開示された構成では、良好にトナーを除去すると言う観点から見ると未だ改良の余地が多分に残されている。

本発明は、上記事実を考慮して、作業環境を悪化させることなく、効率良くしかも良好に残留トナーを除去できるカートリッジ清掃装置、カートリッジ清掃方法及びトナーカートリッジを得ることが目的である。

請求項１に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジに適用され、使用済みの前記トナーカートリッジの内部に残留するトナーを除去して前記トナーカートリッジの内部を清掃するためのカートリッジ清掃装置であって、前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口を閉塞可能に形成されると共に、前記外気流入口よりも開口面積が小さく前記外気流入口の閉塞状態で前記外気流入口と重なり合う孔部が形成され、当該孔部及び前記外気流入口を介して前記トナーカートリッジの内外を連通させる閉塞手段と、前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記トナーカートリッジの内気を吸引して負圧を発生させ、前記トナーカートリッジの内部で前記外気流入口から前記排気口へ向けて流れる気流を生じさせる吸引手段と、を備えることを特徴としている。

請求項１に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置では、使用済みのトナーカートリッジに形成されているトナー吐出用の供給口及びこの供給口とは別にトナーカートリッジに形成されている開口部の何れか一方のである外気流入口が、閉塞手段により閉塞される。この閉塞手段による外気流入口の閉塞状態で、供給口及び開口部の何れか他方の開口（すなわち、閉塞手段によって閉塞されていない方の開口）である排気口に吸引手段が装着される。

この状態で吸引手段を作動させると、トナーカートリッジの内部の空気（内気）が排気口から吸引される。これにより、トナーカートリッジの内部に負圧が発生する。

ここで、上記の閉塞手段には孔部が形成されており、閉塞手段が閉塞している外気流入口の一部に重なり合っている。孔部の開口面積は外気流入口よりも小さく、外気流入口の側では、基本的に外気流入口と孔部とが重なり合った部分でのみトナーカートリッジの内外が連通する（以下、外気流入口と孔部とが重なり合った部分を、便宜上、「非閉塞部分」と称する）。

したがって、上記のように、排気口から吸引手段によりトナーカートリッジの内気を吸引することでトナーカートリッジの内部に負圧を生じさせると、非閉塞部分から外気がトナーカートリッジの内部に流入する。これにより、外気流入口側から排気口側へ向けて流れる気流がトナーカートリッジの内部に生じる。このようにして生じた気流がトナーカートリッジの内部を流れることで、トナーカートリッジの内部に残留したトナーが、気流に導かれて排気口を介して吸引手段に吸引されて排出される。

ところで、本発明に係るカートリッジ清掃装置では、上記のように、外気流入口が、非閉塞部分を除いて閉塞手段により閉塞される。このため、外気流入口の開口面積が実質的に減少する。吸引手段が作動してトナーカートリッジ内に負圧が発生することにより外気流入口を通過してトナーカートリッジ内に流れ込む空気の量が一定であるならば、外気流入口の開口面積が実質的に小さくなることで、外気流入口を通過する気流の速度が速くなる。これにより、トナーカートリッジ内に残留するトナー、特に、トナーカートリッジの内壁に付着したトナーを効率良く外部に排出できる（すなわち、吸引手段によって吸引できる）。

請求項２に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、請求項１に記載の本発明において、前記外気流入口の開口方向に対して略直交する方向に沿って前記閉塞手段を変位させる移動手段を備える、ことを特徴としている。

請求項２に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置では、上記のように、非閉塞部分を除いて外気流入口が閉塞される。さらに、本発明に係るカートリッジ清掃装置では、この閉塞手段による閉塞状態で、移動手段によって閉塞手段が前記外気流入口の開口方向に対して略直交する方向に変位させられる。このように閉塞手段が変位することで、孔部の位置が変位し、外気流入口において閉塞手段により閉塞される部分及び非閉塞部分の位置が漸次変化する。

このように、非閉塞部分の位置が変化することで、トナーカートリッジにおける外気の流入口が変わることになり気流が変化する。このため、それまで、トナーカートリッジ内において比較的気流が弱くなる（遅くなる）部分にも強い（速い）気流を流すことができ、トナーカートリッジ内に残留するトナーを効果的に外部に排出できる。

請求項３に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、請求項２に記載の本発明において、可撓性を有した帯状で且つ無端の環状に形成されると共に周方向に沿った一部に前記孔部が形成され、厚さ方向一方の面が前記外気流入口と対向する無端ベルトを前記閉塞手段とし、前記無端ベルトが掛け回された複数のプーリを有すると共に、当該複数のプーリのうち、少なくとも何れか１つに直接又は間接的に回転力を付与する駆動手段を含めて前記移動手段を構成した、ことを特徴としている。

請求項３に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置では、閉塞手段が無端ベルトにより構成される。無端ベルトは可撓性を有する帯状で且つ無端環状とされており、厚さ方向一方の面が外気流入口に対向させられる。

また、本発明に係るカートリッジ清掃装置では、移動手段を構成する複数のプーリに無端ベルトが掛け回されており、これらのプーリと共に移動手段を構成する駆動手段が駆動すると、複数のプーリのうちの少なくとも何れか１つが回転する。このようにプーリが回転することで、無端ベルトがその周方向に回転する。無端ベルトの周方向一部には孔部が形成されており、上記のように無端ベルトが回転することで、非閉塞部分が無端ベルトの回転方向に沿って漸次変化する。

また、上記のように、閉塞手段を無端ベルトで構成することで、孔部は常に同一軌道上を移動し、しかも、無端ベルトが一周することで孔部が元の位置に戻る。このため、複数のトナーカートリッジを清掃するにあたっては、例えば、初期位置から外気吸入孔上の所定範囲を孔部が通過した後に、元の初期位置に孔部が戻るまでの間にトナーカートリッジを取り替えることで、容易で且つ効率良くトナーカートリッジの清掃ができる。

請求項４に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、請求項２に記載の本発明において、厚さ方向一方の面が前記外気流入口に対向した状態で前記外気流入口を閉塞可能なシート状又は板状に形成されると共に、厚さ方向に沿って貫通した前記孔部が所定部位に形成された閉塞板を前記閉塞手段とした、ことを特徴としている。

請求項４に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置では、閉塞手段を構成する閉塞板は、シート状又は板状とされており、厚さ方向一方の面が外気流入口に対向させられることで外気流入口が閉塞される。閉塞板の一部には孔部が形成されており、閉塞板が外気流入口を閉塞した状態では孔部が外気流入口の一部と重なり合う。

この状態で、例えば、外気流入口の開口方向に対して略直交する方向に閉塞板をスライドさせると、非閉塞部分は閉塞板のスライド方向に漸次変位する。

したがって、本発明に係るカートリッジ清掃装置では、吸引手段によりトナーカートリッジの内気を吸引しつつ外気流入口の開口方向に対して略直交する方向に閉塞板をスライドさせることでトナーカートリッジ内に残留するトナーを効果的に外部に排出できる。

なお、本発明において、閉塞板を移動させるための構成や方法に関して特に限定するものではない。したがって、モータ等の駆動手段の駆動力によって閉塞板を移動させてもよいし、作業者が手動により閉塞板を移動させてもよい。

請求項５に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載の本発明において、前記孔部が漸次前記排気口へ接近する方向へ向けて前記移動手段が前記閉塞手段を移動させる、ことを特徴としている。

請求項５に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置では、閉塞手段の移動方向は孔部が排気口に接近する方向に設定される。すなわち、本発明に係るカートリッジ清掃装置では、実質的な外気の流入口である非閉塞部分が、排気口へ漸次接近する。

このため、非閉塞部分が過ぎ去った部位の近傍には、残留トナーを含む気流が新たに流れることはなく、これにより、気流に含まれる残留トナーが新たに付着して残留することを効果的に防止又は軽減できる。

請求項６に記載の本発明に係るカートリッジ清掃方法は、内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジに適用され、使用済みの前記トナーカートリッジの内部に残留するトナーを除去して前記トナーカートリッジの内部を清掃するためのカートリッジ清掃方法であって、前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口のうち、一部の非閉塞部分を除いて前記外気流入口を閉塞し、前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記トナーカートリッジの内気を吸引し、前記トナーカートリッジの内部に負圧を発生させて、前記外気流入口から前記排気口へ向かう気流を生じさせ、当該気流により前記トナーカートリッジ内に残留するトナーを前記排気口から外部に排出する、ことを特徴としている。

請求項６に記載の本発明に係るカートリッジ清掃方法では、使用済みのトナーカートリッジに形成されているトナー吐出用の供給口及びこの供給口とは別にトナーカートリッジに形成されている開口部の何れか一方のである外気流入口が、一部の非閉塞部分を除いて閉塞される。この外気流入口の閉塞状態で、供給口及び開口部の何れか他方（すなわち、閉塞手段によって閉塞されていない方の開口）である排気口からトナーカートリッジの内部の空気（内気）が排気口から吸引される。これにより、トナーカートリッジの内部に負圧が発生する。

上記のように、トナーカートリッジに形成されている外気流入口は、非閉塞部分を除いて閉塞されるため、実質的に外気流入口を介してトナーカートリッジの内外が連通する部分は、上記の非閉塞部分だけになる。

したがって、上記のように、排気口からトナーカートリッジの内気を吸引することでトナーカートリッジの内部に負圧を生じさせると、外気流入口の非閉塞部分から外気がトナーカートリッジの内部に流入する。これにより、外気流入口側から排気口側へ向けて流れる気流がトナーカートリッジの内部に生じる。このようにして生じた気流がトナーカートリッジの内部を流れることで、トナーカートリッジの内部に残留したトナーが、気流に導かれ、排気口を介して外部に排出される。

ところで、本発明に係るカートリッジ清掃方法では、上記のように、非閉塞部分を除いて外気流入口が閉塞手段により閉塞される。このため、外気流入口の面積が実質的に減少する。トナーカートリッジ内に負圧が発生することにより外気流入口を通過してトナーカートリッジ内に流れ込む空気の量が一定であるならば、外気流入口の開口面積が実質的に小さくなることで、外気流入口を通過する気流の速度が速くなる。これにより、トナーカートリッジ内に残留するトナー、特に、トナーカートリッジの内壁に付着したトナーを効率良く外部に排出できる。

請求項７に記載の本発明に係るカートリッジ清掃方法は、請求項６に記載の本発明において、前記外気流入口の閉塞部分を漸次変化させることで、前記非閉塞部分を漸次変位させる、ことを特徴としている。

請求項７に記載の本発明に係るカートリッジ清掃方法では、上記のようにトナーカートリッジの外気流入口が非閉塞部分を除いて閉塞されるが、この閉塞される部分が漸次変化させられ、これにより、非閉塞部分が漸次変位させられる。

このように、非閉塞部分の位置が変化することで、トナーカートリッジにおける外気の流入口が変わることになり気流が変化する。このため、それまで、トナーカートリッジ内において比較的気流が弱くなる（遅くなる）部分にも強い（速い）気流を流すことができ、トナーカートリッジ内に残留するトナーを効果的に外部に排出できる。

請求項８に記載の本発明に係るカートリッジ清掃装置は、請求項７に記載の本発明において、前記非閉塞部分の変位方向を、前記排気口に接近する方向とした、ことを特徴としている。

請求項８に記載の本発明に係るカートリッジ清掃方法では、上記のように外気流入口のうち、閉塞される部分が漸次変化させられ、これにより、非閉塞部分が漸次変位させられるが、この非閉塞部分の変位方向が排気口に接近する方向に設定される。

このため、非閉塞部分が過ぎ去った部位の近傍には、残留トナーを含む気流が新たに流れることはなく、これにより、気流に含まれる残留トナーが新たに付着して残留することを効果的に防止又は軽減できる。

請求項９に記載の本発明に係るトナーカートリッジは、カートリッジ本体内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジであって、前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口のうち、一部の非閉塞部分を除いて前記外気流入口を閉塞し、前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記カートリッジ本体の内気を吸引し、前記カートリッジ本体の内部に負圧を発生させて、前記外気流入口から前記排気口へ向かう気流を生じさせ、当該気流により前記カートリッジ本体内に残留するトナーを前記排気口から外部に排出して、前記カートリッジ本体の内部に残留した前記トナーを除去した、ことを特徴としている。

請求項９に記載の本発明に係るトナーカートリッジでは、使用済みのカートリッジ本体に形成されているトナー吐出用の供給口及びこの供給口とは別にカートリッジ本体に形成されている開口部の何れか一方のである外気流入口が、一部の非閉塞部分を除いて閉塞される。この外気流入口の閉塞状態で、供給口及び開口部の何れか他方（すなわち、閉塞手段によって閉塞されていない方の開口）である排気口からカートリッジ本体の内部の空気（内気）が排気口から吸引される。これにより、カートリッジ本体の内部に負圧が発生する。

上記のように、カートリッジ本体に形成されている外気流入口は、非閉塞部分を除いて閉塞されるため、実質的に外気流入口を介してカートリッジ本体の内外が連通する部分は、上記の非閉塞部分だけになる。

したがって、上記のように、排気口からカートリッジ本体の内気を吸引することでカートリッジ本体の内部に負圧を生じさせると、外気流入口の非閉塞部分から外気がカートリッジ本体の内部に流入する。これにより、外気流入口側から排気口側へ向けて流れる気流がカートリッジ本体の内部に生じる。このようにして生じた気流がカートリッジ本体の内部を流れることで、カートリッジ本体の内部に残留したトナーが、気流に導かれ、排気口を介して外部に排出される。

ところで、本発明に係るトナーカートリッジでは、上記のように、非閉塞部分を除いて外気流入口が閉塞手段により閉塞される。このため、外気流入口の面積が実質的に減少する。カートリッジ本体内に負圧が発生することにより外気流入口を通過してカートリッジ本体内に流れ込む空気の量が一定であるならば、外気流入口の開口面積が実質的に小さくなることで、外気流入口を通過する気流の速度が速くなる。これにより、カートリッジ本体内に残留するトナー、特に、カートリッジ本体の内壁に付着したトナーを効率良く外部に排出できる。

以上説明したように、本発明によれば、残留トナーが外部に飛散して作業環境を悪化するようなことなく、効率良くしかも良好に残留したトナーを除去できる。

＜本実施の形態の構成＞
図１には本発明の一実施の形態に係るカートリッジ清掃装置１０（本発明の一実施の形態に係るカートリッジ清掃方法を実現するカートリッジ清掃装置１０）の構成の概略が正面図により示されており、図２には本カートリッジ清掃装置１０の構成の概略が側面図によって示されている。

これらの図に示されるように、本カートリッジ清掃装置１０は基台１２を備えている。基台１２は全体的略平板状に形成されており、その裏面の各コーナ部にはそれぞれ脚部１４が略一体的に設けられ、本カートリッジ清掃装置１０の配置位置にて接地されている。

基台１２の表面上には複数本の支持脚１６が基台１２の長手方向（図２の左右方向）に沿って並んで立設されている。なお、支持脚１６に関しては、その構造を特に限定しないが、例えば、支持脚１６は単なる一体の棒状部材であってもよいし、長手方向（上下方向）の一端と他端との間の長さを変えることができる構造としてもよい。

支持脚１６の上方には載置板１８が配置されている。載置板１８は基台１２の長手方向に沿って長手にとなるように形成されていると共に、基台１２との対向方向、すなわち、本カートリッジ清掃装置１０の上下方向に沿って厚さ方向に形成された略平板状とされている。載置板１８の長手方向一端側では、複数の支持脚１６のうちの１本の上端が機械的に一体となるように連結されており、載置板１８の長手方向他端側では、複数の支持脚１６のうちの別の１本の上端が機械的に一体となるように連結されている。これにより、載置板１８は、各支持脚１６によって基台１２から上方に離間した位置で支持されている。

また、載置板１８の幅方向一端側における長手方向両端側には、それぞれ保持片２０が一体的に取り付けられている。各保持片２０は、上下方向に沿った中間部よりも上側が、上方に対して載置板１８の幅方向外方側へ傾斜するように屈曲形成されている。この保持片２０の屈曲部分よりも上側は支持部２２とされており、トナーカートリッジとしての（或いはトナーカートリッジを含めて構成される）プロセスカートリッジ２４のカートリッジ本体２６（図３及び図４参照）を載置板１８上に載置した際に、カートリッジ本体２６の一方の下側斜面部２８に支持部２２が下方から当接する。

一方、図１に示されるように、載置板１８の長手方向中間部（本実施の形態では、長手方向略中央部）には開口部３０が形成されている。この開口部３０は、略上下方向に貫通しており、保持片３２が貫通配置されている。保持片３２は保持片２０とは異なり、その下端部が略直角に屈曲されて上記の基台１２に一体的に固定されている。

また、保持片３２の載置板１８よりも上側では、上方に対して保持片２０の支持部２２とは反対方向に傾斜するように屈曲されている。この屈曲部分よりも上側は支持部３４とされており、カートリッジ本体２６を載置板１８上に載置して保持片２０の支持部２２がカートリッジ本体２６の一方の下側斜面部２８に当接した状態で、支持部３４がカートリッジ本体２６の他方の下側斜面部３６に下方から当接する。

このように、下側斜面部２８、３６に保持片２０、３２の支持部２２、３４が下方から当接することで、載置板１８の幅方向の沿ったカートリッジ本体２６の変位が規制される構造となっている。

なお、本実施の形態において保持片３２はその上下方向に沿った長さが変化しない構成であるが、上記のように支持脚１６の長さを変えることができる構造とした場合には、保持片３２の屈曲部よりも下側の長さを変えられる構造とすることが好ましい。

また、本実施の形態では、保持片２０を載置板１８上に固定して、保持片３２を基台１２上に固定した構造であるが、この保持片２０、３２の固定に関しては、例えば、ボルト等の締結手段による固定により着脱可能とし、カートリッジ本体２６の形状（仕様）に応じて適宜に保持片２０、３２を取り替えることができる構造としてもよい。

一方、載置板１８の幅方向他端部の側方では、支持板３８が基台１２上に立設されている。支持板３８は、載置板１８の幅方向に沿って厚さ方向とされている。これらの支持板３８には駆動シャフト４０が設けられている。駆動シャフト４０は軸方向が載置板１８の表面に対して略平行で、載置板１８の幅方向に沿っており、その先端側は支持板３８の載置板１８側の面から突出して載置板１８の長手方向一端側で載置板１８又は基台１２の上方へ突出している。また、支持板３８の載置板１８側では、複数のプーリの１つとして移動手段を構成する駆動プーリ４２が、駆動シャフト４０に同軸的且つ一体的に取り付けられている。

また、支持板３８の裏面側（載置板１８とは反対側）には、駆動手段としてのモータアクチュエータ４４が取り付けられている。モータアクチュエータ４４は、電動のモータ、モータの駆動力を減速する減速ギヤ等により構成される減速手段、及びモータの回転速度を制御する制御回路等を含めて構成されている。モータアクチュエータ４４は、モータの駆動力を受けて回転する図示しない出力軸を備えている。この出力軸には上記の駆動シャフト４０が直接又は間接的に連結されており、モータアクチュエータ４４のモータが駆動すると、出力軸を介して駆動シャフト４０が回転し、これにより駆動プーリ４２が回転する構造となっている。

さらに、駆動シャフト４０の下方では支持板３８にシャフト４６が設けられている。シャフト４６はその軸方向が駆動シャフト４０と同方向とされており、その先端側が支持板３８の表面（載置板１８側の面）から突出している。このシャフト４６には、駆動プーリ４２と共に複数のプーリの１つとして移動手段を構成する従動プーリ４８が同軸的且つシャフト４６に対して回転自在に軸支されている。

また、図１に示されるように、載置板１８の長手方向他端側では、シャフト５０、５２が支持板３８に取り付けられている。これらのシャフト５０、５２もまたシャフト４６と同様に、その軸方向が駆動シャフト４０と同方向とされており、その先端側が支持板３８の表面（載置板１８側の面）から突出している。さらに、シャフト５０は載置板１８の長手方向に沿って駆動シャフト４０と対向する如く設けられており、シャフト５２は載置板１８の長手方向に沿ってシャフト４６と対向する如く設けられている。

シャフト５０には駆動プーリ４２及び従動プーリ４８と共に複数のプーリの１つとして移動手段を構成する従動プーリ５４が同軸的で且つシャフト５０に対して回転自在に軸支されている。これに対して、シャフト５２には駆動プーリ４２及び従動プーリ４８、５４と共に複数のプーリの１つとして移動手段を構成する従動プーリ５６が同軸的で且つシャフト５２に対して回転自在に軸支されている。

これらの駆動プーリ４２及び従動プーリ４８、５４、５６には、閉塞手段としての無端ベルト５８が掛け回されている。無端ベルト５８は、可撓性を有する帯状部材の長手方向両端を連結することで無端環状に形成されており、駆動プーリ４２が回転することで、その回転方向に応じた方向に無端ベルト５８が回転し、この回転に追従して駆動プーリ４２と共に無端ベルト５８を支持する従動プーリ４８〜５６が回転する構造となっている。

なお、この無端ベルト５８に関して更に言えば、無端ベルト５８は、厚さ方向内側面にギヤ歯が周方向に沿って一定間隔毎に形成された所謂「ギヤベルト」であってもよいし、単なる帯状のベルトであってもよい。無端ベルト５８をギヤベルトで構成する場合には、上記の駆動プーリ４２及び従動プーリ４８〜５６は無端ベルト５８のギヤ歯に噛合可能な外歯を有するギヤになる。また、無端ベルト５８を単なる帯状のベルトで構成する場合には、駆動プーリ４２及び従動プーリ４８〜５６は外周形状が円形の円筒又は円柱になる。

このように駆動プーリ４２及び従動プーリ４８〜５６に掛け回された無端ベルト５８は、従動プーリ４８、５８の間で厚さ方向一方の面（厚さ方向外側面）が載置板１８の表面に対して略平行になる。しかも、無端ベルト５８の従動プーリ４８、５８の間の長さは、載置板１８上に載置されるカートリッジ本体２６に、トナー吐出用として形成されると共に特許請求の範囲で言うところの外気流入口としてのスリット状の供給口６０の長手方向寸法と略同じ程度とされており、載置板１８上にカートリッジ本体２６が載置された状態では、従動プーリ４８、５８の間で無端ベルト５８が供給口６０を覆うことができる。

また、無端ベルト５８の長手方向（周方向）一部には、無端ベルト５８の厚さ方向に貫通した孔部６２が形成されている。無端ベルト５８の長手方向（周方向）に沿った孔部６２の開口寸法は、上記の供給口６０の長手方向寸法、すなわち、載置板１８上にカートリッジ本体２６が載置された状態では載置板１８の長手方向に沿った供給口６０の寸法よりも充分に短くなるように設定されている。

一方、載置板１８の長手方向一端側の側方には、支持板６４が設けられている。支持板６４はその厚さ方向が載置板１８の長手方向に沿っており、載置板１８の幅方向に沿った支持板６４の一端は上記の支持板３８に機械的且つ一体的に連結されている。この支持板３８には、円筒状のダクト６６が取り付けられている。ダクト６６はその一端側が支持板６４に形成された図示しない装着孔を貫通して載置板１８側に突出している。

また、このダクト６６の一端側における外径寸法は、上記のカートリッジ本体２６の長手方向一方の側の側壁に、例えば、トナー充填用として形成された特許請求の範囲で言うところの排気口としての円形の開口部６８よりも極僅かに小さい程度とされ、ダクト６６の一端を圧入等により開口部６８に装着することができる構造となっている。

さらに、ダクト６６の他端にはホース７０の一端が装着されている。ホース７０の他端は吸引手段としての集塵機７２に接続されており、集塵機７２を作動させるとダクト６６の一端から空気が吸入される構造となっている。

一方、載置板１８の長手方向他端側の側方には、支持板７４が設けられている。支持板７４はその厚さ方向が載置板１８の長手方向に沿っており、その下端はベース板７６に一体的に連結されている。ベース板７６には載置板１８の長手方向に沿って長手とされたガイド手段としてのガイドシャフト７８が貫通しており、ガイドシャフト７８に案内されてベース板７６は基台１２を載置板１８の長手方向に沿って所定範囲スライドできる構造となっている。

また、支持板７４には図示しない支持孔が形成されており、支持板３８の厚さ方向に沿って軸方向とされた駆動シャフト８０が回転自在に軸支されている。さらに、支持板７４を介して載置板１８とは反対側には、モータアクチュエータ８２が設けられている。モータアクチュエータ８２は、電動のモータ、モータの駆動力を減速する減速ギヤ等により構成される減速手段、及びモータの回転速度を制御する制御回路等を含めて構成されている。

モータアクチュエータ８２は、モータの駆動力を受けて回転する出力軸８４を備えている。この出力軸８４には上記の駆動シャフト８０が同軸的且つ一体的に連結されており、モータアクチュエータ８２のモータが駆動すると、出力軸を介して駆動シャフト８０が回転する構造となっている。

また、支持板７４の載置板１８側の面から突出した駆動シャフト８０の先端には略円板状のクラッチプレート８６が駆動シャフト８０に対して同軸的且つ一体的に取り付けられている。クラッチプレート８６は、ゴム材又はゴム材程度の弾性を有する合成樹脂材により形成されている。

クラッチプレート８６は、上記のカートリッジ本体２６が載置板１８上に載置された状態で、カートリッジ本体２６の長手方向他方の側壁に設けられた外歯のギヤ８８に対して略同軸的に対向し、ギヤ８８の軸方向一方の面にクラッチプレート８６が圧接することで、モータアクチュエータ８２から出力された回転力をギヤ８８に伝えて回転させることができる構造となっている。

なお、このギヤ８８は、カートリッジ本体２６内でその長手方向を軸方向とする軸周りに回転自在に設けられたトナー撹拌用の撹拌ブレード９０（図４参照）に直接又は間接的に連結されており、ギヤ８８が回転することで撹拌ブレード９０がカートリッジ本体２６の内部で回転する構造となっている。

＜本実施の形態の作用、効果＞
次に、図３及び図４を用いて本カートリッジ清掃装置１０の動作を説明し、この説明を通して本発明の一実施の形態に係るカートリッジ清掃方法及びその作用、効果について説明する。

本カートリッジ清掃装置１０によって、カートリッジ本体２６（プロセスカートリッジ２４）の内部に残留したトナーを除去する際には、先ず、供給口６０が上方を向いた状態で載置板１８上にカートリッジ本体２６が載置される。

カートリッジ本体２６の長手方向と載置板１８の長手方向とが略同方向となるように、載置板１８上にカートリッジ本体２６が載置されると、保持片２０、３２の支持部２２、３４がカートリッジ本体２６の下側斜面部２８、３６に下方から当接する。これにより、載置板１８上に載置されたカートリッジ本体２６は、載置板１８の幅方向に沿った変位が規制されると共に、カートリッジ本体２６の長手方向を軸方向とする軸周りの転動が規制され、載置板１８の長手方向とカートリッジ本体２６の長手方向とが略一致した状態で位置決めされる。

次いで、この状態でダクト６６の一端を開口部６８に圧入すると共に、ベース板７６を載置板１８側へスライドさせてクラッチプレート８６をギヤ８８に圧接させる。

次に、この状態で、モータアクチュエータ４４、８２をそれぞれ駆動させると共に集塵機７２を作動させる。上述したように、集塵機７２を作動させると、ダクト６６の一端から空気が吸入される。ダクト６６の一端は開口部６８に圧入されているため、ダクト６６の一端から空気が吸入されることで、カートリッジ本体２６の内気が吸入される。これにより、カートリッジ本体２６内に負圧が発生する。

カートリッジ本体２６内に負圧が発生すると、供給口６０から外気が取り込まれる。このようにして供給口６０から外気が取り込まれることで、供給口６０と対向している無端ベルト５８の厚さ方向外側面が供給口６０に接し、供給口６０が無端ベルト５８により閉塞される。

但し、上記のようにモータアクチュエータ４４が駆動させられていることで、駆動プーリ４２が図３の左周り方向（図３の矢印Ａ方向）に回転しているため、無端ベルト５８が左周り方向（図３の矢印Ｂ方向）に回転する。これにより、カートリッジ本体２６の長手方向他端側、すなわち、カートリッジ本体２６の長手方向に沿って開口部６８が形成された側とは反対側から無端ベルト５８に形成された孔部６２が供給口６０に重なり合う。

このように、孔部６２と供給口６０とが重なり合うことで、カートリッジ本体２６の内外は孔部６２と供給口６０とが重なり合った非閉塞部分９２を介して連通する。

集塵機７２の吸引力によって外気がこの非閉塞部分９２から取り込まれることで、非閉塞部分９２からカートリッジ本体２６の底部（供給口６０が形成された側とは反対側）へ向かい、更に、カートリッジ本体２６の底部又は底部近傍から開口部６８側へ向きを変える気流Ｗがカートリッジ本体２６内に生じる。このように、カートリッジ本体２６内に気流Ｗを生じさせることで、カートリッジ本体２６内に残留したトナーは、気流Ｗに導かれて開口部６８からダクト６６及びホース７０を介して集塵機７２に吸引される（すなわち、カートリッジ本体２６の外部にトナーが排出される）。

ここで、集塵機７２の吸引力が同じであれば、基本的に供給口６０から取り込まれる外気の量は同じである。しかしながら、上記のように非閉塞部分９２を除いて供給口６０が無端ベルト５８より閉塞されることで、供給口６０の開口面積のうち、外気の取り入れに供される実質的な開口面積が減少する。

このように、供給口６０の実質的な開口面積が減少するにも拘わらず、集塵機７２が一定の吸引力でカートリッジ本体２６の内気を吸引することで、非閉塞部分９２を通過する外気の速度、すなわち、気流Ｗの速度が供給口６０を全開にした場合に比べて充分に速くなる。このように、カートリッジ本体２６内での気流Ｗの速度が向上することで、カートリッジ本体２６内に残留するトナーが効果的に気流Ｗに導かれて集塵機７２に吸引される。

また、上記のように、モータアクチュエータ４４を駆動させることで、無端ベルト５８は回転している。したがって、孔部６２もまた無端ベルト５８と共に回転する。無端ベルト５８は供給口６０と直接対向する部分においてカートリッジ本体２６の長手方向（すなわち、供給口６０の長手方向）に沿って移動するため、孔部６２は供給口６０の長手方向に沿って変位する。このように、上記の非閉塞部分９２の位置が供給口６０の長手方向に変化することで、外気の取入口の位置が変化する。

このため、図３に示されるように、供給口６０の近傍部分において気流Ｗが変化する。このように、気流Ｗが変化することで、カートリッジ本体２６の内部において、それまで気流Ｗの速度が遅かった部位に比較的速い気流Ｗを通過させることができる。これにより、気流Ｗの速度が遅い故に気流Ｗが流れても残留したトナーを気流Ｗと共にカートリッジ本体２６の外部に排出できる。

さらに、無端ベルト５８が回転することで、供給口６０と対向する孔部６２は、カートリッジ本体２６の長手方向一端側、すなわち、開口部６８の側へ漸次移動する（すなわち、孔部６２は開口部６８に対して漸次接近移動する）。したがって、外気の取り入れ部分である非閉塞部分９２が漸次開口部６８に接近する。

非閉塞部分９２が開口部６８に接近することで、非閉塞部分９２を介して開口部６８とは反対側ではトナーを含む気流Ｗが基本的に通過しない。このため、非閉塞部分９２の開口部３０とは反対側で気流Ｗに含まれるトナーが再付着することを防止又は効果的に軽減でき、極めて効果的且つ効率的にカートリッジ本体２６内の残留トナーを除去できる。

また、上述したように、モータアクチュエータ８２が作動することで、クラッチプレート８６が圧接しているギヤ８８が回転するため、カートリッジ本体２６の内部では撹拌ブレード９０がカートリッジ本体２６の内部で回転する。この撹拌ブレード９０の回転によりカートリッジ本体２６の内壁や撹拌ブレード９０に付着しているトナーが撹拌ブレード９０から剥離する。

このように、剥離されたトナーも気流Ｗに導かれて集塵機７２に吸引される。このため、より一層効果的且つ効率的にカートリッジ本体２６内の残留トナーを除去できる。

さらに、本カートリッジ清掃装置１０では、カートリッジ本体２６内のトナーはカートリッジ本体２６の内部からダクト６６及びホース７０を介して集塵機７２に吸引される。このため、カートリッジ本体２６の外部にトナーが飛散することがない。これにより、このようなカートリッジ本体２６内の残留トナーを除去するための作業工程における作業環境の悪化を効果的に防止できる。

しかも、カートリッジ本体２６内の残留トナーを除去するにあたって、カートリッジ本体２６を破断する等の作業が基本的に不要であるため、この意味でも作業効率がよい。

また、上記のように、無端ベルト５８を回転させることで、孔部６２は常に一定の周回軌道上を移動することになる。したがって、孔部６２が載置板１８上のカートリッジ本体２６とは反対側に回転した状態で載置板１８上からカートリッジ本体２６を取り外し、新たなカートリッジ本体２６を載置板１８上に載置するという簡単なカートリッジ本体２６の交換作業だけで連続的にカートリッジ本体２６内のトナーの除去作業を行なえる。したがって、この意味でも作業効率を効果的に向上させることができる。

さらに言えば、本実施の形態において、孔部６２の位置を光学的な位置検出手段で検出したり、また、孔部６２の側方に永久磁石を配置して、磁気センサ等の電磁気的な位置検出手段で孔部６２の位置を検出する構成とし、このような位置検出手段での検出結果に基づき、集塵機７２やモータアクチュエータ８２等の制御を行ない、例えば、孔部６２が載置板１８上のカートリッジ本体２６とは反対側に回転した場合に、集塵機７２やモータアクチュエータ８２を自動で停止させる構成としてもよい。このような構成にすることで、カートリッジ本体２６の交換作業にあたり、集塵機７２やモータアクチュエータ８２の操作が不要になるため、作業効率をより一層効果的に向上させることができる。

なお、本実施の形態では、上記のように孔部６２が形成された無端ベルト５８を、カートリッジ本体２６の供給口６０上で回転させることで孔部６２を供給口６０の長手方向に沿って移動させる構成とした。しかしながら、特許請求の範囲に記載した本発明の基本的な観点からすれば、本発明がこれまでに説明したカートリッジ清掃装置１０やこれを用いた清掃方法、更には、カートリッジ清掃装置１０により清掃されたプロセスカートリッジ２４に限定されるものではない。

すなわち、本実施の形態では、無端ベルト５８に孔部６２が形成されているため、孔部６２は常に一定の周回軌道上を移動する。しかしながら、例えば、請求項２や請求項７に記載の本願発明の観点からすれば、孔部６２が一定の周回軌道上を移動する構成でなくてもよい。したがって、例えば、図５に示されるような孔部６２が形成された閉塞板１１０を閉塞手段として用い、この閉塞板１１０で供給口６０を閉塞した状態で閉塞板１１０を適宜にスライドさせ、孔部６２と供給口６０とが重なり合った部分である非閉塞部分９２を変位させる構成としてもよい。

さらに、本実施の形態では、無端ベルト５８に１つの孔部６２を形成した構成であったが、無端ベルト５８の長手方向（周方向）に沿って一定間隔毎又は一定ではない所定間隔毎に開口面積が同じ又は異なる孔部６２を断続的に形成する構成としてもよい。

本発明の一実施の形態に係るカートリッジ清掃装置の構成の概略を示す正面図である。 本発明の一実施の形態に係るカートリッジ清掃装置の構成の概略を示す側面図である。 トナーカートリッジをセットした状態での図１に対応した正面図である。 トナーカートリッジをセットした状態での図２に対応した側面図である。 無端ベルトに代わる閉塞手段としての閉塞板を示す斜視図である。

符号の説明

１０ カートリッジ清掃装置
２４ プロセスカートリッジ（トナーカートリッジ）
２６ カートリッジ本体
４２ 駆動プーリ（プーリ、移動手段）
４８ 従動プーリ（プーリ、移動手段）
５４ 従動プーリ（プーリ、移動手段）
５６ 従動プーリ（プーリ、移動手段）
５８ 無端ベルト（移動手段）
６０ 供給口（外気流入口）
６２ 孔部
６８ 開口部（排気口）
７２ 集塵機（吸引手段）
９２ 非閉塞部分
１１０ 閉塞板（閉塞手段）
Ｗ 気流

Claims (9)

1. 内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジに適用され、使用済みの前記トナーカートリッジの内部に残留するトナーを除去して前記トナーカートリッジの内部を清掃するためのカートリッジ清掃装置であって、
   前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口を閉塞可能に形成されると共に、前記外気流入口よりも開口面積が小さく前記外気流入口の閉塞状態で前記外気流入口と重なり合う孔部が形成され、当該孔部及び前記外気流入口を介して前記トナーカートリッジの内外を連通させる閉塞手段と、
   前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記トナーカートリッジの内気を吸引して負圧を発生させ、前記トナーカートリッジの内部で前記外気流入口から前記排気口へ向けて流れる気流を生じさせる吸引手段と、
   を備えることを特徴とするカートリッジ清掃装置。
2. 前記外気流入口の開口方向に対して略直交する方向に沿って前記閉塞手段を変位させる移動手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ清掃装置。
3. 可撓性を有した帯状で且つ無端の環状に形成されると共に周方向に沿った一部に前記孔部が形成され、厚さ方向一方の面が前記外気流入口と対向する無端ベルトを前記閉塞手段とし、
   前記無端ベルトが掛け回された複数のプーリを有すると共に、当該複数のプーリのうち、少なくとも何れか１つに直接又は間接的に回転力を付与する駆動手段を含めて前記移動手段を構成した、
   ことを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ清掃装置。
4. 厚さ方向一方の面が前記外気流入口に対向した状態で前記外気流入口を閉塞可能なシート状又は板状に形成されると共に、厚さ方向に沿って貫通した前記孔部が所定部位に形成された閉塞板を前記閉塞手段とした、
   ことを特徴とする請求項２に記載のカートリッジ清掃装置。
5. 前記孔部が漸次前記排気口へ接近する方向へ向けて前記移動手段が前記閉塞手段を移動させる、
   ことを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１項に記載のカートリッジ清掃装置。
6. 内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジに適用され、使用済みの前記トナーカートリッジの内部に残留するトナーを除去して前記トナーカートリッジの内部を清掃するためのカートリッジ清掃方法であって、
   前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口のうち、一部の非閉塞部分を除いて前記外気流入口を閉塞し、
   前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記トナーカートリッジの内気を吸引し、前記トナーカートリッジの内部に負圧を発生させて、前記外気流入口から前記排気口へ向かう気流を生じさせ、
   当該気流により前記トナーカートリッジ内に残留するトナーを前記排気口から外部に排出する、
   ことを特徴とするカートリッジ清掃方法。
7. 前記外気流入口の閉塞部分を漸次変化させることで、前記非閉塞部分を漸次変位させる、
   ことを特徴とする請求項６に記載のカートリッジ清掃方法。
8. 前記非閉塞部分の変位方向を、前記排気口に接近する方向とした、
   ことを特徴とする請求項７に記載のカートリッジ清掃方法。
9. カートリッジ本体内部に充填されたトナーを外部に吐出して供給する供給口が所定部位に形成されると共に、前記供給口の形成部位とは異なる箇所に開口部が形成されたトナーカートリッジであって、
   前記供給口及び前記開口部の何れか一方である外気流入口のうち、一部の非閉塞部分を除いて前記外気流入口を閉塞し、
   前記供給口及び前記開口部の何れか他方である排気口から前記カートリッジ本体の内気を吸引し、前記カートリッジ本体の内部に負圧を発生させて、前記外気流入口から前記排気口へ向かう気流を生じさせ、
   当該気流により前記カートリッジ本体内に残留するトナーを前記排気口から外部に排出して、前記カートリッジ本体の内部に残留した前記トナーを除去した、
   ことを特徴とするトナーカートリッジ。

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