JP2006243432A - トナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 トナーを積極的に混合・攪拌させるとともに、そのトナーがはまり込む可能性の少ないリブ構成を実現することにより、均一な品質のまま最後までトナーを使い切ることのできるトナーカートリッジを提供すること。
【解決手段】 感光体ドラム表面の静電潜像を現像するトナーの収容空間Ｓを備えて、現像ロータリーユニットによる回転により、その静電潜像を現像する現像ローラ３３に収容トナーを案内・供給する現像カートリッジ１４であって、トナーの収容空間を画成する上下のハウジング３１、３２内に、現像ローラの延在方向の中央部でリブ列の存在しない収容トナーの混合空間Ｓｍと、この混合空間の両側で収容トナーを現像ローラの延在方向に往復搬送するように傾斜する上下のリブ３６、３７が並列された搬送部と、を設ける。
【選択図】 図５

Description

本発明は、トナーカートリッジに関し、詳しくは、収容するトナーを効果的に攪拌・混合するとともに、収容トナーを内部に残留させることなく、使い切ることのできるものに関する。

従来より、感光体により作製した担持体の表面に静電潜像を露光形成する電子写真記録方式の画像形成装置が知られており、この画像形成装置では、その静電潜像をトナー現像して担持させた担持体表面のトナー像を、記録用紙などの記録媒体に転写して画像形成する。このトナー像は、担持体表面に対面する現像ローラ（現像部材）を回転させてそのローラの外周面上のトナーを、その担持体表面の静電潜像に選択的に乗り移らさせて付着させることによりトナー現像する。

この電子写真記録方式を採用する画像形成装置は、トナーを収容するカートリッジを挿脱可能に装着して、適宜、そのトナーカートリッジを交換することにより、トナーを補充するようになっており、そのトナーカートリッジは、担持体に対面させる現像ローラやその現像ローラにトナーを供給する供給ローラなどがトナーの収容空間内に内装される構造やその収容空間の外部に外装される構造に設計される。

また、このトナーカートリッジは、ロータリーユニット内に複数収納可能に構成される場合もあり、そのロータリーユニットの回転軸を中心に回転することにより、担持体に現像ローラを対面させる現像位置のカートリッジを切り換えることができる。このことから、トナーカートリッジとして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーをそれぞれ収容してロータリーユニットに収納（装着）可能な画像形成装置では、トナーカートリッジを順次に切り換えて各色トナーを重ねたカラー画像を形成することができる。なお、この構成では、一色のトナーによる単色画像、例えば、ブラック（Ｋ）のトナーによる白黒のモノクロ画像（以下、単にモノクロ画像ともいう）を形成することができることはいうまでもない。

そして、担持体表面の静電潜像を現像する現像ローラには、その現像に伴って消費するトナーをその現像ローラの軸方向に均等に供給する必要があり、そのために、トナーの収容空間内にオーガー装置やアジテータ装置を配設して、その収容トナーを攪拌しつつ搬送して現像ローラの外周面に均等に供給する構成を採用する画像形成装置がある。ただし、このようにオーガー装置やアジテータ装置を配設するのでは、トナーの収容空間が占有されてしまうとともに、トナーがはまり込んでしまうデットスペースができてしまって、トナーのすべてを搬出することができない場合がある。

これに対して、ロータリーユニットに複数のトナーカートリッジを収納して回転させることにより現像位置に停止させて担持体に対面させる構成を採用する画像形成装置では、回転時に天地が逆転して収容トナーを攪拌することができ、また、トナーの収容空間内にリブを形成することにより、その回転時における収容トナーの動きを利用して、現像ローラの軸方向にその収容トナーを搬送して均等に現像ローラに供給することを実現することが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００２−２２１８４５号公報

この文献１に記載のトナーカートリッジは、図６（ａ）に示す上ハウジング１０１と、図６（ｂ）に示す下ハウジング１０２と、を互いの開口面を付き合わせるように組み立てることにより、それぞれに形成されている上リブ１０１ａおよび下リブ１０２ａが図６（ｃ）に示す位置関係になって、トナーを収容する空間Ｓを画成している。ここで、図６では、トナーカートリッジ１００が担持体に対面してその表面の静電潜像を現像する現像ローラに収容トナーを供給する際の姿勢を基準にして、上下を決めており、図６（ａ）は、上リブ１０１ａに掛からない位置を切断面として上ハウジング１０１を下方から見た断面図であり、図６（ｂ）は、下リブ１０２ａに掛からない位置を切断面として下ハウジング１０２を上方から見た断面図であり、図６（ｃ）は、上ハウジング１０１と下ハウジング１０２とを組み立てた状態でその上ハウジング１０１のリブ１０１ａに掛かる位置を切断面として上方から見たときの断面図である。

このトナーカートリッジ１００は、ロータリーユニットによる回転に伴って、上下のハウジング１０１、１０２が画成する空間Ｓ内の収容トナーを攪拌しつつ横向きに倒れる際に、上下のハウジング１０１、１０２の上下のリブ１０１ａ、１０２ａが傾斜方向の異なる斜面として機能することにより、その収容トナーを図中の左右方向に搬送して均一化した後に、担持体に対面する現像位置の手前で現像ローラ側に連通する空間Ｓ２に収容トナーを補充する。

しかしながら、このような従来のトナーカートリッジ１００にあっては、下ハウジング１０２の下リブ１０２ａが中央部の壁面１０２ｂとの間に上側のみが開口するスペースＳｃを画成してしまっていることから、このスペースＳｃの両側のトナーが混合することを妨げてしまう。また、上下のハウジング１０１、１０２の上下のリブ１０１ａ、１０２ａは、図６（ｃ）に投影図として示すように、互いに交差する位置関係にないので斜面を滑らせるトナーを相手側の背面側に積極的に進入させることがなく、ここでも混合率が低い。

さらに、下ハウジング１０２の下リブ１０２ａが中央部に画成するスペースＳｃは、小さな容量で深くなっていることから、そのスペースＳｃ内に収容トナーがはまり込んでしまう可能性がある。また、この下ハウジング１０２の下リブ１０２ａは、上ハウジング１０１の上リブ１０１ａと同等の間隔で中央部まで形成されているとともに、現像ローラ側への連通空間Ｓ２に隣接するために幅の狭い空間内に形成されているので、トナー残量が多いまま下リブ１０２ａが下側になる姿勢になると、その下リブ１０２ａ間に入り込んだ収容トナーは上側に逃げられずに横方向に圧粉されることになり、下リブ１０２ａと壁面１０２ｂとの間に画成される狭い角度のスペースＳｎの先端にその収容トナーがはまり込んでしまう可能性がある。

このように、トナーカートリッジ１００内で収容トナーのはまり込みが生じてしまうと、トナーエンドの検出精度が低下してしまい、トナーエンドの検出前にトナーカートリッジ１００の交換要求が出てしまったり、トナーエンドの検出前に文字等の画像にカスレが生じてしまう場合がある。また、はまり込んでいた収容トナーが突然復帰すると、他の収容トナーのように劣化していないことから画像ムラなどが生じてしまう場合がある。

その一方で、このトナーカートリッジ１００では、上下のリブ１０１ａ、１０２ａが上下のハウジング１０１、１０２の強度を確保する補強リブとしても機能することから、無くすことはできない。

そこで、本発明は、基本構成は変更することなく、収容トナーをより積極的に混合・攪拌させるとともに、その収容トナーがはまり込む可能性の少ないリブ構成を実現することにより、均一な品質のまま最後まで収容トナーを使い切ることができるようにして、画像形成装置を快適に稼動させることのできるトナーカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するトナーカートリッジの第１の発明は、担持体表面に形成された静電潜像に担持させてトナー現像するトナーの収容空間を備えて、該静電潜像をトナー現像する現像部材の延在方向を回転軸とする回転機構に装着されて回転することにより、収容トナーを該現像部材の延在方向に案内して当該現像部材に供給するトナーカートリッジであって、トナーの収容空間を画成するハウジング部材内の対向する位置で現像部材の延在方向に並列される第１、第２リブを備えて、ハウジング部材のトナーの収容空間に、現像部材の延在方向の両端部の間に配置されて該第１、第２リブを設けないことにより収容トナーの混合を許容する混合部と、該混合部の両側に配置されて収容トナーを現像部材の延在方向に搬送するように傾斜する該第１、第２リブが並列されている搬送部と、を設けることを特徴とするものである。

この発明では、ハウジング部材の収容空間内のトナーは、回転機構の回転に伴って、搬送部の第１、第２リブの傾斜する斜面により現像部材の延在方向に搬送されるとともに、その第１、第２リブのない混合部内に一部が滑り込む。この混合部は、搬送部の間に位置して、収容トナーがはまり込むスペースを画成するリブが形成されることなく、同時に、その搬送部の間でトナーの移動する方向に制限を加えることもない。したがって、収容トナーは、現像部材の延在方向への搬送や回転機構による回転に伴って、はまり込むことなく、また、制限なく移動することができ、積極的に混合・攪拌させることができる。

上記課題を解決するトナーカートリッジの第２の発明は、上記第１の発明の特定事項に加え、前記搬送部は、トナーの搬送方向が第１リブと第２リブとで反対方向に設計されていることを特徴とするものである。

この発明では、ハウジング部材の収容空間内のトナーは、回転機構の回転に伴って、搬送部の第１、第２リブの反対方向に傾斜する斜面によりそれぞれで反対方向に搬送されて現像部材の延在方向に往復搬送される。したがって、収容トナーは、収容空間内の端部付近や中央部付近に集まってしまうことなく、現像部材の延在方向にできるだけ均等に分散させることができる。

上記課題を解決するトナーカートリッジの第３の発明は、上記第１または第２の発明の特定事項に加え、前記搬送部は、第１、第２リブの傾斜する斜面の側方から見た投影図で該第１、第２リブが少なくとも一箇所または二箇所以上で重なるように設計されていることを特徴とするものである。

この発明では、搬送部の第１、第２リブが傾斜する斜面を交差させており、ハウジング部材の収容空間内のトナーは、その第１、第２リブの傾斜する斜面を滑って隣接する第１、第２リブの斜面側と裏面側とに受け渡される。したがって、収容トナーは、第１、第２リブの斜面の間を大部分が往復してしまうことなく、隣接する第１、第２リブの並列方向に移動させて積極的に混合・攪拌させるとともに、現像部材の延在方向に積極的に均等に分散させることができる。

上記課題を解決するトナーカートリッジの第４の発明は、上記第１から第３のいずれかの発明の特定事項に加え、前記第１、第２リブの一方が他方よりも狭い空間に設置される場合には、該一方同士の離隔間隔を該他方同士の離隔間隔よりも広く設計されていることを特徴とするものである。

この発明では、狭い空間側に設置された第１、第２リブの一方の斜面を滑る収容トナーは、他方の斜面間よりも広い間隔で画成される収容空間内を現像ローラの延在方向に滑ることになり、できるだけ圧粉されてしまうことを回避することができる。したがって、狭いスペースにはまり込ませてしまうことなく、収容トナーを混合・攪拌しつつ搬送することができる。

上記課題を解決するトナーカートリッジの第５の発明は、上記第１から第４のいずれかの発明の特定事項に加え、前記回転機構の回転軸の周囲に開口する複数箇所の収納位置に装着可能に形成されて、該回転機構の回転軸を中心に回転して担持体表面の静電潜像を現像する現像部材に収容トナーを供給する位置にいずれかが停止するタイミングに、当該収容トナーの供給位置以外に位置する際に、第１、第２リブが傾斜する斜面として機能する姿勢となるように設計されていることを特徴とするものである。

この発明では、回転機構に複数装着して回転軸周りで回転させる構造を採用する画像形成装置に装着される場合でも、同様の作用効果を得ることができ、例えば、現像位置以外で第１、第２リブが傾斜する斜面として機能する姿勢となるときに、現像動作に伴う振動が加えられても圧粉されてはまり込んでしまうことがない。したがって、現像位置の現像部材を切り換える回転動作に伴って、収容トナーを信頼性高く混合・攪拌しつつ搬送することができる。

このように本発明によれば、収容トナーを、回転に伴って、搬送部の第１、第２リブの斜面を適宜滑らせて現像部材の延在方向に搬送するとともに、その搬送部の間の混合部では、その移動に制限を加えることなく、また、はまり込ませてしまうことなく、積極的に混合・攪拌することができる。したがって、収容空間内で均一な品質に調製しつつ収容トナーを最後まで現像部材の延在方向に均等に供給して使い切ることができる。この結果、トナーエンドの検出精度を低下させることなく、また、画像にカスレが生じたりムラが生じることなく、画像形成装置を快適に稼動させることができる。

以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づいて説明する。図１〜図５は本発明に係るトナーカートリッジの一実施形態を搭載する画像形成装置の一例を示す図である。

図１において、画像形成装置は、画像形成する文字等の画像データを受け取って電子写真方式により記録用紙（記録媒体）Ｐの一面側または両面側に記録形成する画像記録装置１０と、積載する複数枚の記録用紙Ｐをこの画像記録装置１０に一枚ずつ分離搬送するとともに画像を記録形成されたその記録用紙Ｐを装置外に搬出して積載する用紙搬送装置２０と、を備えて構成されている。

画像記録装置１０は、簡単に説明すると、図１に示すように、画像データに基づいてレーザ光Ｌを走査するレーザ光走査装置１１と、このレーザ光走査装置１１からのレーザ光Ｌを照射・走査されて画像データに基づく静電潜像が表面に露光・形成される感光体ドラム（担持体）１２と、レーザ光Ｌの照射により静電潜像を形成可能に感光体ドラム１２の外周表面を帯電させる帯電器１３と、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容して感光体ドラム１２表面の静電潜像に付着させることによりトナー現像する各色毎の現像カートリッジ１４と、この現像カートリッジ１４をその各色毎の設置空間内に収納して回転軸１５ａを中心に回転する現像ロータリーユニット（回転機構）１５と、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を受け取って記録用紙Ｐ上に転写記録可能なトナー画像（モノクロ画像あるいはカラー画像）を形成する中間転写ベルト１６と、搬送されてきた記録用紙Ｐを中間転写ベルト１６との間で挟むように圧接（ニップ）することによりその中間転写ベルト１６が担持するトナー像を転写させるとともにその記録用紙Ｐを挟持しつつ下流へと搬送する転写ローラ１７と、トナー像を転写されて搬送されてきた記録用紙Ｐを加熱圧接することによりそのトナー画像を定着させるとともにその記録用紙Ｐをさらに下流側へと挟持搬送する定着ローラ対１８と、感光体ドラム１２上に残留するトナーをブレード１９ａにより回収して貯留する廃トナータンク１９と、を備えている。なお、中間転写ベルト１６のユニットにも、そのベルト１６上に残留するトナーをブレードにより回収して貯留する廃トナータンクが設けられている。

これにより、画像記録装置１０は、レーザ光走査装置１１により感光体ドラム１２表面に形成された画像データに基づく静電潜像を、その画像データに応じて切り換えられた現像ロータリーユニット１５内の現像カートリッジ１４がトナー現像するようになっておりこの後に、その感光体ドラム１２上のトナー像を、中間転写ベルト１６に一次転写して用紙搬送装置２０により搬送されてきた記録用紙Ｐに二次転写して記録した後に定着ローラ対１８が加熱圧接して定着させることにより画像形成する。

用紙搬送装置２０は、簡単に説明すると、図１に示すように、装置本体下部に着脱可能にセットされて複数枚の記録用紙Ｐを積載する用紙カセット２１と、この用紙カセット２１の底面の昇降板２１ａにより上昇された記録用紙Ｐの束に圧接して回転することにより最上の記録用紙Ｐを引き出して搬送経路ｆへと送り出すピックアップローラ２２と、このピックアップローラ２２により送り出されてきた記録用紙Ｐを受け取ってさらに下流の搬送経路ｆへと挟持搬送する中継搬送ローラ対２３と、この中継搬送ローラ対２３が搬送する搬送経路ｆ内の記録用紙Ｐを受け取って画像記録装置１０の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７による画像の記録形成位置に挟持搬送するレジストローラ対２４と、このレジストローラ対２４から中間転写ベルト１６および転写ローラ１７の間や定着ローラ対１８間を経る搬送経路ｆを搬送されることにより一面側に定着画像が形成された記録用紙Ｐを受け取ってさらに下流の搬送経路ｆへと挟持搬送する中継搬送ローラ対２５と、この中継搬送ローラ対２５が搬送する搬送経路ｆ内の記録用紙Ｐを受け取って装置本体上部の排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する排紙ローラ対２６と、を備えている。なお、画像記録装置の中間転写ベルト１６および転写ローラ１７や、定着ローラ対１８は、記録用紙Ｐを搬送する機能も備えることから、この用紙搬送装置２０の一部をも構成している。

これにより、用紙搬送装置２０は、用紙カセット２１内からピックアップローラ２２により引き出された記録用紙Ｐを、中継搬送ローラ対２３を介してレジストローラ対２４に受け渡した後に、そのレジストローラ対２４が画像記録装置１０の動作に同期するように、中間転写ベルト１６と転写ローラ１７が圧接する画像の記録形成位置に給紙するようになっており、その中間転写ベルト１６上のトナー像を転写記録して定着ローラ対１８を介して画像データに基づく画像を定着（記録形成）させた記録用紙Ｐを、中継搬送ローラ対２５や排紙ローラ対２６が受け取って排紙テーブル２９上に搬出・排紙して積載する。

ここで、この用紙搬送装置２０は、詳細には図示していないが、一面側に画像形成された記録用紙Ｐを反転させてレジストローラ対２４の上流側の搬送経路ｆに送り出すための再搬送経路やその経路に配設された中継搬送ローラ対２７を備えており、中継搬送ローラ対２５と排紙ローラ対２６が反転することによりその再搬送経路内に送られてきた記録用紙Ｐを中継搬送ローラ対２７が受け取ってレジストローラ対２４に受け渡すことにより、記録用紙Ｐの両面に画像形成することができる。

そして、画像記録装置１０の現像カートリッジ１４は、現像ロータリーユニット１５の回転軸１５ａを中心に回転する区画フレーム１５ｂにより区画された複数の設置空間内に収納可能に作製されており、現像ロータリーユニット１５が回転軸１５ａを中心に回転することにより、感光体ドラム１２に対面する現像カートリッジ１４が切り換えられて記録用紙の片面または両面に転写・定着させて画像形成するトナー像を現像することができる。

例えば、この画像記録装置１０は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色トナーを収容する現像カートリッジ１４を現像ロータリーユニット１５内に収納して感光体ドラム１２上の静電潜像を現像するトナーの色を切り換えることにより、受け取った画像データに基づいてその各色のトナーを色重ねしたり選択してカラー画像から単色画像までを印字形成することができる。また、この画像記録装置１０は、すべての現像カートリッジ１４内に同色のトナーを収容して現像ロータリーユニット１５に収納しても画像形成することができ、例えば、同色のブラック（Ｋ）のトナーを収容する４本の現像カートリッジ１４を収納することにより、感光体ドラム１２上の静電潜像を現像する現像カートリッジ１４を順次に切り換えてモノクロ画像を連続印字して形成する専用機として利用することができる。

詳細には、現像カートリッジ１４は、図２に示すように、上ハウジング３１と、下ハウジング３２と、現像ローラ（現像部材）３３と、供給ローラ（供給部材）３４と、仕切り板３５と、上リブ３６と、下リブ３７と、を備えている。上ハウジング３１および下ハウジング３２は、互いの開口部を付き合わせることにより、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容する空間Ｓを画成する容器を構成するようになっており、この上下のハウジング３１、３２を組み立てたときに、現像ロータリーユニット１５の区画フレーム１５ｂにより区画された各収納空間（位置）内に収納可能に相似形状の容器になるように形成されている。現像ローラ３３は、現像ロータリーユニット１５の回転軸１５ａから離隔する下ハウジング３２の外周側の半分外部で回転可能に支持されており、対面する感光体ドラム１２と同期回転することにより、上下のハウジング３１、３２内の収容トナーをその感光体ドラム１２表面の静電潜像に選択的に付着させてトナー現像する。供給ローラ３４は、下ハウジング３２の外周側の回転軸１５ａ側で現像ローラ３３に隣接しつつ回転可能に支持されており、その現像ローラ３３に圧接回転することにより周囲の収容トナーを磨耗帯電させて供給する。仕切り板３５は、供給ローラ３４を囲うように設置されており、下ハウジング３２内における回転軸１５ａ側の空間Ｓ１と供給ローラ３４の設置空間Ｓ２との間を、その回転方向上部の上ハウジング３１内の空間Ｓ３により連通させる状態で仕切ることにより、トナーの収容空間を区画するように設計されている。

この構成により、現像カートリッジ１４は、仕切り板３５により仕切られた上下のハウジング３１、３２の外周側の空間Ｓ２内のトナーを供給ローラ３４が圧接回転する現像ローラ３３に供給する。また、この現像カートリッジ１４は、現像ロータリーユニット１５の回転に伴って、感光体ドラム１２に現像ローラ３３を対面させる図３（ａ）に示す正立姿勢から反時計回り方向に９０度ずつ回転して図３（ｂ）に示す横臥姿勢を経由して１８０度回転することにより、図４（ｃ）に示す倒立姿勢になって現像ロータリーユニット１５の回転軸１５ａ側および供給ローラ３４側の空間Ｓ１、Ｓ２内の収容トナーＴを仕切り板３５の上部の空間Ｓ３内で一緒にすることができる。この後に、現像カートリッジ１４は、さらに９０度ずつ回転して図４（ｄ）に示す横臥姿勢を経由して図３（ａ）に示す正立姿勢に戻ることにより、その収容トナーＴを攪拌してリフレッシュさせるとともに、その収容トナーＴを現像ローラ３３に供給可能に供給ローラ３４側の空間Ｓ２内に集めることができる。このため、このように回転する現像ロータリーユニット１５に装着する現像カートリッジ１４においては、その回転により収容トナーＴが供給ローラ３４側に攪拌されつつ補給されるので、収容トナーＴを攪拌・補給などする調整動作を行うための調整装置（所謂、アジテータ装置やオーガー装置）を適宜省略することができる。すなわち、この現像カートリッジ１４は、現像ローラ３３などを内装するとともにオーガー装置などが省かれた構造に設計されて、その感光体ドラム１２に対面する現像ローラ３３と同一方向の回転軸１５ａを中心に現像ロータリーユニット１５により回転することにより、収容トナーＴを現像ローラ３３の外周面に案内して供給するトナーカートリッジを構成している。ただし、この現像カートリッジ１４は、調整装置を省略する場合には、少なくとも現像ローラ３３に供給するトナーＴが供給ローラ３４の周囲からなくなる前に、例えば、トナーカウンターによるカウント値、画像のドット数、積算する現像動作（画像形成）時間、積算する現像枚数、あるいは実測するトナーＴの残量などにより検出するトナーの使用量が予め設定されている値を超えたときに、現像ロータリーユニット１５を回転させてトナーＴの補給・攪拌動作を行う必要がある。なお、図２中の３９は、現像ローラ３３の外周面に圧接する規制ブレードであり、この規制ブレード３９が現像ローラ３３の外周面に付着するトナーＴを先端側エッジで掻き落としつつその厚さが一定になるように規制する。

また、この現像カートリッジ１４の上下のリブ３６、３７は、図５に示すように、それぞれ上下のハウジング３１、３２内で現像ローラ３３の延在方向に並列するリブ列を構成するように形成されて補強構造として機能するとともに、仕切り板３５により仕切られた下ハウジング３２内の回転軸１５ａ側の空間Ｓ１と上ハウジング３１内の空間Ｓ３を現像ローラ３３の延在方向にさらに細かく複数の区画に仕切って収容トナーＴが現像ローラ３３の延在方向に自由に移動することを制限するように設計されている。ここで、図５（ａ）は上ハウジング３１を開口部側から見た図２におけるＡ矢視図、図５（ｂ）は下ハウジング３２を開口部側から見た図２におけるＢ矢視図、図５（ｃ）は上下のハウジング３１、３２の図２におけるＣ−Ｃ断面図である。

上下のリブ３６、３７は、それぞれ上下のハウジング３１、３２内で図２に示す状態のときに上下方向に直立する壁部材になるように設計されており、その上下のハウジング３１、３２が互いの開口部を付き合わせるように組み立てられることから、互いに対向する上辺同士の間に隙間ｔ１を開けることにより、ある程度の収容トナーＴが現像ローラ３３の延在方向（図２の紙面に対して表裏の方向）に移動することを許容する。また、上下のリブ３６、３７は、上下のハウジング３１、３２を補強するように機能する必要があるとともに、後述するように、現像ロータリーユニット１５による回転で現像カートリッジ１４が横向きに倒れた状態（横臥姿勢）になる際に収容トナーＴを滑らせる斜面として機能することから、それぞれの傾斜面がハウジング３１、３２や仕切り板３５との間に形成する挟角αが略４５度になるように設計されている。

そして、この上下のハウジング３１、３２は、現像ローラ３３の延在方向における中央部にそのリブ３６、３７によるリブ列を形成しないで収容トナーＴの移動方向を規制することなく積極的に混合させる混合空間Ｓｍを配置するように設計されており、混合空間Ｓｍの左右に並列する上下のリブ３６、３７は、その混合空間Ｓｍを中心にして左右対称に傾斜するように形成されているとともに、図５（ｃ）に示すように、上下のハウジング３１、３２を組み合わせた状態では、互いに反対方向に傾斜するように設計されている。

これにより、現像カートリッジ１４が現像ロータリーユニット１５による回転に伴って感光体ドラム１２に対面する位置（図３（ａ）参照）から反時計回り方向に９０度ずつ回転して、図５（ｃ）に示すように現像ローラ３３を上側に位置させるように横向きに倒れた状態（図３（ｂ）参照）になるときには、上リブ３６は内側に向かって傾斜する斜面として機能することにより収容トナーＴを内側に寄せる方向に搬送する一方、下リブ３７は外側に向かって傾斜する斜面として機能することにより収容トナーＴを外側に広げる方向に搬送する。また、現像カートリッジ１４がその図５（ｃ）に示す状態からさらに１８０度回転して、逆に、現像ローラ３３を下側に位置させるように横向きに倒れた状態（図４（ｄ）参照）になるときには、上リブ３６は外側に向かって傾斜する斜面として機能することにより収容トナーＴを外側に広げる方向に搬送する一方、下リブ３７は内側に向かって傾斜する斜面として機能することにより収容トナーＴを内側に寄せる方向に搬送する。すなわち、混合空間Ｓｍが混合部を構成するのに対して、その左右に並列する上下のリブ３６、３７のリブ列が搬送部を構成しており、収容トナーＴは上下のハウジング３１、３２の両端部や中央部に溜まってしまうことなく、上下のリブ３６、３７のリブ列により往復搬送されつつ、その中央部の混合空間Ｓｍにおいて制限なく（はまり込むことなく）積極的に混合され、現像ローラ３３の延在方向に均等に分散される。

また、この上下のリブ３６、３７によるリブ列は、広めの上ハウジング３１側の空間Ｓ３に形成する上リブ３６が片側３列（両側で６列）であるのに対して、仕切り板３５により仕切られることにより狭くなっている下ハウジング３２側の空間Ｓ１に形成する下リブ３７が片側２列（両側で４列）にされて、下リブ３７同士の離隔間隔が上リブ３６同士の離隔間隔よりも長め（広め）に設定されている。また、この上下のリブ３６、３７によるリブ列は、上下のハウジング３１、３２を組み合わせた状態では、図５（ｃ）に示す上方からの投影Ｃ矢視図に示すように、上下のリブ３６、３７が少なくとも一箇所以上で交差するように互いの位置関係が設定されている。

これにより、現像カートリッジ１４が横向きに倒れた状態（図３（ｂ）または図４（ｄ）参照）になるときに、上下のリブ３６、３７の斜面により滑り落ちるように案内される収容トナーＴは、その上下のリブ３６、３７の傾斜に応じた方向に滑り落ちるが、そのすべてが上下のリブ３６、３７の斜面で滑り落ちることはできずに、隣接して対向する側にもこぼれ落ちることから、その対向して交差するリブ３６、３７の斜面側やその裏面側にも一部が進入することになる。よって、収容トナーＴは、対応する上下のリブ間で大部分が往復するだけとなってしまうことなく、上下のリブ３６、３７による狭い区画間でもその並列方向に移動して（搬送されて）渡り歩いて、より積極的に混合することができ、また、現像ローラ３３の延在方向に広がって均等に分散することができる。また、このときに、現像カートリッジ１４が図５（ｃ）に示すように現像ローラ３３を上側に位置させるように横向きに倒れた状態になるときには、下ハウジング３２の下リブ３７の形成される空間Ｓ２が下側に位置することになって、その下ハウジング３２と下リブ３７との間に画成される狭い挟角スペースＳｎに向かって収容トナーＴをその下リブ３７が案内することになるが、この下リブ３７同士の離隔間隔は広めに設定されているので、その挟角スペースＳｎで圧粉されてしまうことを緩和することができる。

したがって、現像カートリッジ１４内の収容トナーＴは、効率よく、かつ、信頼性高く、攪拌・混合させることができるとともに現像ローラ３３の延在方向に均等に分散させることができ、上下のハウジング３１、３２内ではまり込んでしまって、トナーエンドの検出精度を低下させてしまったり、トナーエンドの検出前に現像カートリッジ１４の交換が必要になったり、トナーエンドの検出前に文字等の画像にカスレが生じてしまうことがなく、また、はまり込んでいたトナーＴが突然解放されて他の収容トナーＴに混合して劣化の程度が異なることによる画像ムラなどを発生させてしまうことをなくすことができる。

このように本実施形態においては、現像カートリッジ１４内の収容トナーＴを、現像ロータリーユニット１５による回転に伴って、上下のハウジング３１、３２内の上下のリブ３６、３７の斜面により現像ローラ３３の延在方向に適宜往復搬送させて、均等に行き渡らせることができる。また、その上下のリブ３６、３７のリブ列間の混合空間Ｓｍでは、積極的に収容トナーを混合させるとともに、その上下のリブ３６、３７による搬送途中でも積極的に混合させて、均一に攪拌・搬送することができる。したがって、現像カートリッジ１４は、収容トナーＴを収容空間Ｓ内で均一な品質に調製しつつ最後まで現像ローラ３３に均一に供給して使い切ることができ、画像形成装置を快適に稼動させることができる。

これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。例えば、上述実施形態では、現像ローラを内装する現像カートリッジに適用した場合を一例に説明するが、これに限るものではなく、その現像ローラとは別体に装着されるトナーカートリッジにも適用できることは言うまでもない。また、複数本の現像カートリッジを現像ロータリーユニットに装着して回転させる場合を一例に説明するが、１本のトナーカートリッジが装着位置で回転する場合にも適用することができる。

本発明に係るトナーカートリッジの一実施形態を搭載する画像形成装置の一例を示す図であり、その概略全体構成を示す透視正面図である。 その現像カートリッジの構成を示す縦断面図である。 その現像ロータリーユニットによる回転時における現像カートリッジの姿勢を説明する図であり、（ａ）は正立時の状態を示す縦断面図、（ｂ）はその正立姿勢から横向きに倒れた状態（横臥姿勢）を示す縦断面図である。 その現像ロータリーユニットによる回転時における現像カートリッジの姿勢を説明する図３に続く図であり、（ｃ）はその横臥姿勢から天地の逆転する倒立時の状態を示す縦断面図、（ｄ）はその倒立姿勢から横向きに倒れた状態（横臥姿勢）を示す縦断面図である。 その現像カートリッジの構造を説明する図であり、（ａ）は上ハウジングを開口部側から見た図２におけるＡ矢視図、（ｂ）は下ハウジングを開口部側から見た図２におけるＢ矢視図、（ｃ）は上下のハウジングの図２におけるＣ−Ｃ断面図である。 その従来技術における現像カートリッジの構造を図５と同様に説明する図であり、（ａ）は上ハウジングを開口部側から見た矢視図、（ｂ）は下ハウジングを開口部側から見た矢視図、（ｃ）は上下のハウジングの断面図である。

符号の説明

１０……画像記録装置 １１……レーザ光走査装置 １２……感光体ドラム １４……現像カートリッジ １５……現像ロータリーユニット １５ａ……回転軸 １６……中間転写ベルト １７……転写ローラ １８……定着ローラ対 １９……廃トナータンク ２０……用紙搬送装置 ２１……用紙カセット ３１……上ハウジング ３２……下ハウジング ３３……現像ローラ ３４……供給ローラ ３５……仕切り板 ３６……上リブ ３７……下リブ Ｓ、Ｓ１〜Ｓ３……収容空間 Ｓｍ……混合空間 Ｔ……収容トナー

Claims (5)

1. 担持体表面に形成された静電潜像に担持させてトナー現像するトナーの収容空間を備えて、該静電潜像をトナー現像する現像部材の延在方向を回転軸とする回転機構に装着されて回転することにより、収容トナーを該現像部材の延在方向に案内して当該現像部材に供給するトナーカートリッジであって、
   トナーの収容空間を画成するハウジング部材内の対向する位置で現像部材の延在方向に並列される第１、第２リブを備えて、
   ハウジング部材のトナーの収容空間に、現像部材の延在方向の両端部の間に配置されて該第１、第２リブを設けないことにより収容トナーの混合を許容する混合部と、該混合部の両側に配置されて収容トナーを現像部材の延在方向に搬送するように傾斜する該第１、第２リブが並列されている搬送部と、を設けることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記搬送部は、トナーの搬送方向が第１リブと第２リブとで反対方向に設計されている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. 前記搬送部は、第１、第２リブの傾斜する斜面の側方から見た投影図で該第１、第２リブが少なくとも一箇所または二箇所以上で重なるように設計されていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記第１、第２リブの一方が他方よりも狭い空間に設置される場合には、該一方同士の離隔間隔を該他方同士の離隔間隔よりも広く設計されていることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
5. 前記回転機構の回転軸の周囲に開口する複数箇所の収納位置に装着可能に形成されて、該回転機構の回転軸を中心に回転して担持体表面の静電潜像を現像する現像部材に収容トナーを供給する位置にいずれかが停止するタイミングに、当該収容トナーの供給位置以外に位置する際に、第１、第２リブが傾斜する斜面として機能する姿勢となるように設計されていることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のトナーカートリッジ。

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