JP2005300911A - トナー容器とその口金部材及びアダプタ、及び、それらを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 トナー収容体21のトナー吐出口27に設置される口金部材30であって、トナー収容体21に対向する方向に開口するトナー送入口と、トナー送入口とは異なる方向に開口するとともにトナー送入口に連通するトナー排出口41と、を備える。この口金部材30は、トナー収容体21に対して着脱自在に構成される。
【選択図】 図4
Description
そして、それらのトナー容器は、収容したトナーがなくなるたびに新品のものと交換されている。
詳しくは、トナー容器の容器本体は、内部に収容したトナーが吸引により排出されることで、コンパクトに変形する。これにより、トナー容器のリサイクルをおこなうために使用済みのトナー容器を回収する場合であっても、トナー容器の容量がかさんで回収コスト(運搬コスト)が高額になる不具合が解消される。
上述した特許文献1等のトナー容器は、袋状のトナー容器本体の開口部に、トナー排出口を備えた口金部材が接着等によって固設されている。また、口金部材のトナー排出口には、十字状のスリットが形成されたシール部材が設置されている。そして、画像形成装置本体にトナー容器を設置すると、トナー容器の口金部材のトナー排出口に、画像形成装置本体に設置されたノズルが挿入される。このノズルを介して、トナー容器内のトナーが現像部に向けて搬送されることになる。なお、口金部材に設置されたシール部材は、装置本体のノズルが挿設されるトナー排出口からのトナー飛散を防止するものである。
以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
図1において、1は画像形成装置としてのカラープリンタの装置本体、2は転写紙等の被転写材が収納される給紙部、3は作像プロセスがおこなわれる作像部、7は各色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、8Y、8M、8C、8BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナー像が形成される感光体ドラム、9は画像情報に基づいたレーザ光を発する露光部(書込み部)、10は被転写材を中間転写ベルト7の位置まで搬送するレジストローラ、11は中間転写ベルト7上に形成されたトナー像を被転写材に転写する第2転写バイアスローラ、12は被転写材上の未定着画像を定着する定着部、13は定着工程後の被転写材が載置される排紙トレイ、20Y、20M、20C、20BKは各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)のトナーが収容されたトナー容器を示す。
作像部3の4つの感光体ドラム8Y、8M、8C、8BKは、それぞれ、図1の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム8Y、8M、8C、8BKの表面は、帯電部との対向位置で、一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム8Y、8M、8C、8BK表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム8Y、8M、8C、8BK表面は、現像部との対向位置に達する。そして、各現像部から感光体ドラム8Y、8M、8C、8BK上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム8Y、8M、8C、8BK上の潜像が現像される。
その後、感光体ドラム8Y、8M、8C、8BK表面は、除電部を通過して、感光体ドラム8Y、8M、8C、8BKにおける一連の作像プロセスが終了する。
その後、中間転写ベルト7表面は、中間転写ベルトクリーニング部の位置に達する。そして、中間転写ベルト7上の未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部に回収されて、中間転写ベルト7上の一連の転写プロセスが完了する。
詳しくは、被転写材を収納する給紙部2から、給紙ローラにより給送された被転写材が、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ10に導かれる。レジストローラ10に達した被転写材は、中間転写ベルト7上のトナー像とタイミングを合わせて、第2転写バイアスローラ11の位置に向けて搬送される。
そして、定着工程後の被転写材は、排紙ローラによって、排紙トレイ13上に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。
なお、トナー補給部は、トナー色ごとに装置本体1に設置されている。4つのトナー補給部は、作像プロセスに用いられるトナーの色が異なる以外はほぼ同一構造であるので、トナー容器及び感光体ドラムにおける符号のアルファベット(Y、M、C、BK)を省略して図示する。
詳しくは、トナー容器20が装置本体1の設置部にセットされると、トナー容器20と設置部のトナー搬送管110(ノズル)とが接続される。このとき、トナー容器20の口金部材30に挿設された口栓部材50は、口金部材30のトナー排出口を開放する。これにより、トナー容器20のトナー収容体21内に収容されたトナーが、口金部材30を介して、トナー搬送管110内に搬送されることになる。
紛体ポンプ60は、ロータ61、ステータ62、吸引口63、ユニバーサルジョイント64、モータ66等で構成される。ロータ61は、金属材料からなる軸が螺旋状にねじれたように形成されている。ロータ61の一端は、ユニバーサルジョイント64を介して、モータ66に回転自在に連結されている。ステータ62は、ゴム材料からなり、その穴部が長円形の断面が螺旋状にねじれたように形成されている。ステータ62の穴部には、ロータ61が挿着されている。
現像ローラ19は、図2中の矢印方向に回転している。現像部14内の現像剤は、間に仕切部材17を介在するように配設された第1搬送スクリュ15及び第2搬送スクリュ16の矢印方向の回転によって、トナー補給部から補給口68を介して補給されたトナーとともに撹拌混合されながら長手方向に循環する(図2の紙面垂直方向の循環である。)。そして、摩擦帯電してキャリアに吸着したトナーは、キャリアとともに現像ローラ19上に担持される。
その後、現像領域において、現像剤中のトナーが、感光体ドラム8表面に形成された静電潜像に付着する。詳しくは、レーザ光が照射された画像部の潜像電位(露光電位)と、現像ローラ19に印加された現像バイアスとの、電位差(現像ポテンシャル)によって形成される電界(現像電界)によって、トナーが潜像に付着する。
図3及び図4を参照して、トナー容器20は、主として、トナー収容体21と口金部材30とで構成される。
トナー容器20のトナー収容体21は、袋部22とアダプタ25とからなる。トナー収容体21の袋部22は、図3を参照して、ポリエチレン、ナイロン等からなる80〜200μm程度の厚みをもつ複数のフレキシブルなシート22a〜22eを熱溶着して形成したものである。袋部22は、側方のシート22c、22dと上方のシート22eとに、それぞれ、折り目23が設けられている。これにより、トナー収容体21内に収容されたトナーが排出されるのにともない、袋部22は折り目23にならってコンパクトに折り畳まれることになる。
このように構成されたトナー収容体21は、内部に収容されたトナーがアダプタ25のトナー吐出口27から吐出されることになる。
なお、本願において「連通する」状態とは、単にトナーが直接的に搬送されるトナー搬送路として連通する状態の他に、トナー搬送管110等を介してトナーが間接的に搬送されるトナー搬送路として連通する状態等も含むものである。すなわち、「連通する」状態とは、一続きの通路となっている状態をいう。
図5に示すように、口金部材30は、主として、第1部材45、第2部材46、口栓部材50、リップパッキン42、Oリング43、ICチップ70等で構成される。第1部材45と第2部材46とは、それぞれ、樹脂材料で形成されていて、分離可能に構成されている。
まず、Oリング43及びリップパッキン42が設置された第1部材45と、ICチップ70と、を、第2部材46の凹部35に挿設する。このとき、トナー送入口33aからトナー排出口41までが、トナー搬送路として連通する。そして、トナー収容体21内に収容されたトナーは、トナー吐出口27を介してトナー送入口33aから送入されて、その送入方向と直交する方向に開口するトナー排出口41から排出されることになる。詳しくは、トナー排出口41及び貫通穴44aに装置本体1のトナー搬送管110が係合して、トナー送入口33aから送入されたトナーがトナー搬送管110を介して排出される。
なお、第1部材45の貫通穴44aとトナー排出口41との間には、リップパッキン42が介在されているために、第1部材45と第2部材46との間のトナーに対するシール性が確保されている。したがって、ICチップ70の表面がトナーで汚れる等の不具合が抑止される。
なお、本実施の形態では、口栓部材50を円柱形に形成したが、口栓部材50を円筒形に形成することもできる。すなわち、口栓部材50の外周面の形状を円形にすることで、リップパッキン42によるトナー排出口41位置のシールが可能になる。
以下、トナー容器20の組み付け手順について説明する。
まず、アダプタ25を備えたトナー収容体21内に、専用の充填機によって、アダプタ25のトナー吐出口27からトナーが充填される。このとき、重力方向に開口する充填機の充填口に対して、アダプタ25のトナー吐出口27を上方に向けてセットする。これにより、充填機の充填口より自重落下するトナーが、トナー吐出口27を介してストレートにトナー収容体21内に充填されることになる。
なお、トナー収容体21は、アダプタ25の溶着面28(図5を参照できる。)と、袋部22の開口部22Aとを熱溶着して、アダプタ25及び袋部22を一体化したものである。
詳しくは、トナー収容体21のトナー吐出口27を上向きにして、まず、アダプタ25のトナー吐出口27に口金部材30の起立部33を挿入する。このとき、図5を参照して、アダプタ25に対して口金部材30が、トナー送入口33aの中心軸を中心に所定角度回転した状態で取り付けられる。
これにより、起立部33をトナー吐出口27bに挿入したある位置で、起立部33に設置したOリング43とトナー吐出口27b(テーパ部)の内壁とが密着して、アダプタ25と口金部材30とのシール性が確保される。すなわち、アダプタ25と口金部材30との間からトナーが漏出する不具合が抑止される。なお、トナー吐出口27における袋部22側の一部27aは、袋部22の開口部22A近傍の形状にならって、上述のテーパ部27bとは逆方向のテーパが設けられている。
なお、本実施の形態では、アダプタ25と口金部材30との係合を回転移動によっておこなった。これに対して、アダプタ25と口金部材30との対向面上(トナー吐出口27を有する平面上である。)をスライド移動(平行移動)させて双方の部材を係合させるように、アダプタ25及び口金部材30を構成することもできる。
図7に示すように、画像形成装置本体1には、トナー容器20を設置するための設置部100が設けられている。設置部100には、4色のトナー容器20をそれぞれ設置するための4つの開閉ドア103が設けられている。そして、トナー容器20を着脱する際に、対応する開閉ドア103を開閉することになる。
なお、口金部材30が設置されるトナー収容体21については、収容されるトナーの色が異なる以外は各色共通の形状になっている。すなわち、トナー容器20は、共通化されたトナー収容体21と、非共通化された口金部材30と、で構成されている。これにより、トナー色による非互換性が担保されたトナー容器を、比較的安価に提供することができる。
まず、図9を参照して、開放ドア103の取っ手120をもって、設置部100の設置部本体101から開閉ドア103を開放する。ここで、開閉ドア103は、回転軸102を中心にして開閉自在に構成されている。そして、開放した開閉ドア103の開口からトナー容器20を装着する(図9の状態である。)。なお、図9及び図10において、トナー容器20のトナー収容体21の図示は省略して、トナー容器20の口金部材30のみを図示している。
ここで、開閉ドア103には、トナー搬送管110、トナー搬送管110を図9の右方向に付勢するスプリング113、スライダ106、スライダ106を図9の右方向に付勢するスプリング107等が設置されている。
なお、本実施の形態では、口金部材30を設置部100の位置決め部材に係合する構成として、トナー容器20の位置決めをおこなった。これに対して、トナー収容体21(例えば、アダプタ25である。)を設置部100の位置決め部材に係合する構成として、トナー容器20の位置決めをおこなうこともできる。
こうして、トナー容器20内のトナーは、トナー搬送管110を介して、図2で説明したように、トナー補給部によって現像部14に補給されることになる。
すなわち、開閉ドア103を開放すると、スプリング113の付勢力によってトナー搬送管110は口金部材30から退避する方向に移動するとともに、スプリング107の付勢力によってスライダ106は口栓部材50を図9の右方向に移動させる。こうして、口金部材30のトナー排出口41は、口栓部材50によって閉鎖される。さらに、口金部材30と設置部100の位置決め部材との係合が解除されて、開閉ドア103からのトナー容器20の取出が可能になる。
これに対して、トナー収容体21がトナー吐出口27を有するノズル部を備え、そのノズル部をトナー送入口33aに挿入することでトナー吐出口27がトナー排出口41に連通するように、トナー容器20を構成することもできる。
8Y、8M、8C、8BK 感光体ドラム、 9 露光部(書込み部)、
20、20Y、20M、20C、20BK トナー容器、
21 トナー収容体、 22 袋部、 22A 開口部、
25 アダプタ、 27、27a、27b トナー吐出口、
30、30Y、30M 口金部材、 33 起立部、
33a トナー送入口、 33a1 中心軸、
41 トナー排出口、 42 リップパッキン、 43 Oリング(パッキン)、
45 第1部材、 46 第2部材、
48、48Y、48M 凹凸部(非互換形状部)、 50 口栓部材、
70、70Y、70M ICチップ(メモリ手段)、 100 設置部、
101 設置部本体、 103 開閉ドア、 110 トナー搬送管、
131Y、131M 係合部、 132 接続端子。
Claims (39)
- トナー収容体のトナー吐出口に設置される口金部材であって、
前記トナー収容体に対向する方向に開口するトナー送入口と、
前記トナー送入口とは異なる方向に開口するとともに当該トナー送入口に連通するトナー排出口と、を備えたことを特徴とする口金部材。 - 前記トナー送入口は、前記トナー吐出口に連通して前記トナー収容体内のトナーが送入され、
前記トナー排出口は、前記トナー送入口から送入されたトナーを送入方向とは異なる方向に排出することを特徴とする請求項1に記載の口金部材。 - 前記トナー収容体に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の口金部材。
- 画像形成装置本体に設けられた設置部に対して着脱自在に構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項3のいずれかに記載の口金部材。
- 前記トナー排出口は、その断面が円形に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の口金部材。
- 前記トナー排出口に係合可能に構成されて当該トナー排出口の開閉をおこなう口栓部材を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項5のいずれかに記載の口金部材。
- 前記口栓部材は、円柱形又は円筒形に形成されたことを特徴とする請求項6に記載の口金部材。
- 前記トナー排出口は、前記口栓部材の周面に当接するパッキンを備えたことを特徴とする請求項7に記載の口金部材。
- 前記パッキンは、リップパッキンであることを特徴とする請求項8に記載の口金部材。
- 前記トナー送入口を有する第1部材と、前記トナー排出口を有する第2部材と、を分離可能に備え、
前記リップパッキンは、前記第1部材における前記トナー排出口との対向面に設置されたことを特徴とする請求項9に記載の口金部材。 - 前記トナー収容体に収容されるトナーに係わる情報及びリサイクルに係わる情報のうち少なくとも一方が記憶されたメモリ手段を備えたことを特徴とする請求項1〜請求項10のいずれかに記載の口金部材。
- 前記メモリ手段は、ICチップであることを特徴とする請求項11に記載の口金部材。
- 前記トナーに係わる情報は、トナー色、製造番号、製造年月日のうち少なくとも1つであることを特徴とする請求項11又は請求項12に記載の口金部材。
- 前記トナー収容体に収容されるトナーのトナー色ごとに形状が異なる非互換形状部を設けたことを特徴とする請求項1〜請求項13のいずれかに記載の口金部材。
- 前記非互換形状部は、画像形成装置本体に設けられた設置部に係合する凹凸部であることを特徴とする請求項14に記載の口金部材。
- 前記トナー排出口は、前記トナー送入口と直交する方向に設けられたことを特徴とする請求項1〜請求項15のいずれかに記載の口金部材。
- 前記トナー送入口は、その断面が円形に形成され、
前記トナー送入口の中心軸に対して軸対象に形成されたことを特徴とする請求項1〜請求項16のいずれかに記載の口金部材。 - 前記トナー送入口の中心軸を中心に回転させて前記トナー収容体に着脱されることを特徴とする請求項17に記載の口金部材。
- 前記トナー吐出口を有する平面上をスライド移動させて前記トナー収容体に着脱されることを特徴とする請求項1〜請求項18のいずれかに記載の口金部材。
- 前記トナー収容体は、開口部を有する袋部と、前記開口部に熱溶着又は接着されるとともに前記トナー吐出口を有するアダプタと、を備え、
前記アダプタに係合するように構成されたことを特徴とする請求項1〜請求項19のいずれかに記載の口金部材。 - 前記トナー送入口が形成された起立部を備え、
前記起立部が前記アダプタの前記トナー吐出口に挿入されて当該アダプタと係合することを特徴とする請求項20に記載の口金部材。 - 前記起立部の外周面にパッキンを設置したことを特徴とする請求項21に記載の口金部材。
- 前記パッキンは、Oリングであることを特徴とする請求項22に記載の口金部材。
- 前記アダプタの前記トナー吐出口は、前記起立部の挿入方向に沿って口径が漸減するように形成されたことを特徴とする請求項21〜請求項23のいずれかに記載の口金部材。
- 前記起立部は、前記アダプタに挿入される先端部の外径が前記トナー吐出口の内径よりも小さく、前記先端部に対する根元部の外径が前記トナー吐出口の内径よりも大きくなるように形成されたことを特徴とする請求項21〜請求項24のいずれかに記載の口金部材。
- 前記アダプタとの対向面に平行する面上における投影面積が、前記アダプタの投影面積以上になるように形成されたことを特徴とする請求項20〜請求項25のいずれかに記載の口金部材。
- 請求項1〜請求項26のいずれかに記載の口金部材に係合するアダプタであって、
前記トナー吐出口を有するとともに、前記トナー収容体に一体化されることを特徴とするアダプタ。 - 前記トナー収容体は、開口部を有する袋部を備え、
前記袋部の前記開口部に熱溶着又は接着されることを特徴とする請求項27に記載のアダプタ。 - 前記口金部材は、前記トナー送入口が形成された起立部を備え、
前記トナー吐出口に前記起立部が挿入されて前記口金部材と係合することを特徴とする請求項27又は請求項28に記載のアダプタ。 - 前記トナー吐出口は、前記起立部の挿入方向に沿って口径が漸減するように形成されたことを特徴とする請求項29に記載のアダプタ。
- 前記トナー吐出口は、その内径が、前記起立部の先端部の外径よりも大きく、前記起立部の根元部の外径よりも小さくなるように形成されたことを特徴とする請求項29又は請求項30に記載のアダプタ。
- 前記口金部材との対向面に平行する面上における投影面積が、前記口金部材の投影面積以下になるように形成されたことを特徴とする請求項27〜請求項31のいずれかに記載のアダプタ。
- 請求項27〜請求項32のいずれかに記載のアダプタが一体化されたことを特徴とするトナー収容体。
- 画像形成装置本体に着脱自在に設置されるトナー容器であって、
請求項1〜請求項26のいずれかに記載の口金部材と前記トナー収容体とを備えたことを特徴とするトナー容器。 - 前記トナー収容体にトナーを収容したことを特徴とする請求項34に記載のトナー容器。
- 前記トナー収容体にキャリアをも収容したことを特徴とする請求項35に記載のトナー容器。
- 請求項34〜請求項36のいずれかに記載のトナー容器が設置される設置部を前記画像形成装置本体に備えたことを特徴とする画像形成装置。
- 前記設置部への前記トナー容器の着脱方向は、前記トナー排出口からトナーが排出される方向と同方向であることを特徴とする請求項37に記載の画像形成装置。
- 前記設置部は、前記トナー排出口に係合するトナー搬送管を備えたことを特徴とする請求項37又は請求項38に記載の画像形成装置。
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