JP2007052287A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー供給口やトナー排出口を、弾性遮断部材付きのシャッタでシール性を確保しながら閉鎖可能とする構成において、シャッタ閉鎖時における弾性遮断部材のめくれを防止して、トナー漏れをなくす。
【解決手段】トナー供給口３が開口された着脱部８と、着脱部８に対してスライド自在に装着されトナー供給口３を開閉可能とするシャッタ７と、シャッタ７の内面に貼着されトナー供給口３の閉鎖時に、トナー通過口３を密閉するスポンジ１１と、を備えるトナーカートリッジ１において、トナー供給口３の開放時に、トナー供給口３に対する手前側に位置するスポンジ１１の端面１１ｃと、スポンジ１１に対する奥側に位置するトナー供給口３の端面３ｃとが、トナー供給口３の幅方向に沿って、面方向が互いに相反する斜め方向の平面に形成される。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナーカートリッジが着脱自在に設けられる画像形成装置に関する。

従来より、ファクシミリ、コピー機などプリンタを備える画像形成装置には、現像装置にトナーを供給するトナーカートリッジや、廃トナー搬送スクリュー装置から廃トナーを回収する廃トナーＢＯＸが、着脱式で設けられている。
トナーカートリッジにはトナーの供給口が形成され、廃トナーＢＯＸにはトナーの排出口が形成されているが、このようなトナー供給口やトナー排出口は、開閉自在なシャッタで覆われている。例えば、特許文献１に開示される技術である。
また、シャッタにスポンジ（弾性遮断部材）を設け、シャッタを閉鎖した際に、トナー供給口やトナー排出口のシールを確実にして、トナー漏れを防止したものも知られている。例えば、特許文献２に開示される技術である。
特開平７−１８１７９３号公報 特開２００５−３１２２９号公報

ここで、シール性を高めるべく、シャッタにスポンジを設ける構成において、シャッタがトナー供給口やトナー排出口を閉じる際に、シャッタの内側に貼着されたスポンジがめくれて、トナー供給口やトナー排出口が確実に閉鎖されず、トナー漏れが起こることがある。

図５（ａ）には、着脱式のトナーカートリッジが画像形成装置に装着された状態において、トナーカートリッジの筒体２０８に形成されたトナー供給口２０３が、画像形成装置の現像装置の開口２０４に対向している状態を図示している。この筒体２０８には、シャッタ２０７がスライド自在に設けられ、シャッタ２０７の内面にはスポンジ２１１が貼着されている。
図５（ｂ）に示すように、トナーカートリッジが画像形成装置より取り外されて、トナー供給口２０３がシャッタ２０７により閉鎖されるとき、スポンジ２１１はトナー供給口２０３内に膨れ出そうとする。この膨れ出しを利用して、スポンジ２１１によるトナー供給口２０３の密封を行なうものである。
ところが、図３（ｃ）に示すように、スポンジ２１１の端面２１１ｃ（開放時にトナー供給口２０３に対して手前側の端面）と、膨れ出したスポンジ２１１の端面２１１ｃが当接するトナー供給口２０３の端面２０３ｃ（開放時にスポンジ２１１に対して奥側の端面）とが平行に形成されていると、両端面２１１ｃ・２０３ｃが線接触（正確には端面２１１ｃの膨れ出し部分の全体が端面２０３ｃに面接触）する。接触時に受ける抵抗力は接触面積に比例して大きくなるため、この抵抗力をスポンジ２１１は端面２０３ｃより最大限受けてしまうことになり、スポンジ２１１がシャッタ２０７からめくれてしまうという不具合が発生する。

このようにしてスポンジ（弾性遮断部材）がめくれると、トナー供給口やトナー排出口を確実に閉じることができずに、トナー漏れの原因となる。
そこで、解決しようとする課題は、トナー供給口やトナー排出口を、弾性遮断部材付きのシャッタでシール性を確保しながら閉鎖可能とする構成において、シャッタ閉鎖時における弾性遮断部材のめくれを防止して、トナー漏れをなくすことにある。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、
トナーを供給又は排出するためのトナー通過口が開口された容器と、
前記容器に対してスライド自在に装着され、前記トナー通過口を開閉可能とするシャッタと、
前記シャッタの内面に貼着され、前記トナー通過口の閉鎖時に、前記トナー通過口を密閉する弾性遮断部材と、
を備えるトナー収容器が、
着脱自在に設けられる画像形成装置であって、
前記トナー通過口の開放時に、前記トナー通過口に対する手前側に位置する前記弾性遮断部材の端面と、前記弾性遮断部材に対する奥側に位置する前記トナー通過口の端面とが、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が互いに異なる方向の平面に形成される、ものである。

請求項２においては、
前記弾性遮断部材の前記端面と、
前記トナー通過口の前記端面とは、
それぞれ、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が互いに相反する斜め方向の平面に形成される、ものである。

請求項３においては、
前記弾性遮断部材の前記端面と、
前記トナー通過口の前記端面とは、
それぞれ、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が異なる複数の平面を折れ線状に連結して構成される、ものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１、２、３においては、シャッタの開閉作動時に、弾性遮断部材がめくれることなく、トナー漏れを防止できる。

次に、発明の実施の形態を説明する。

本発明の実施形態である画像形成装置１００は、プリンタ装置である。本発明の画像形成装置としては、プリンタの機能を有する装置であれば、複写機、ファクシミリなど、プリンタ機能に加えて他の機能も設けられた複合機であっても良い。
画像形成装置１００の機構部の主要構成は、記録紙や原稿の用紙を搬送する用紙搬送部、静電潜像の形成された感光体に引きつけられたトナーを記録紙に転写する作像部、転写されたトナー像を記録紙上に固定する定着部、定着された用紙の記録紙を収納する排紙部、及びこれらを保持し制御する構造体や電送部よりなる。

図１（ａ）に示すトナーカートリッジ１は、画像形成装置１００内の本体フレーム内に対して着脱自在であって、画像形成装置１００に備える現像装置にトナーを補給するために用いられるものである。
このトナーカートリッジ１には、トナーが収容される容器本体２０と、この容器本体２０より外側へ突出する円筒状の着脱部８と、が備えられている。着脱部８の内部と容器本体２０の内部とは連通接続されると共に、着脱部８に形成されるトナー供給口３を除いて、着脱部８および容器本体２０の内部は外部に対して密閉されている。
容器本体２０内から着脱部８内に向けて、容器本体２０の内部に収納されたトナーを搬送するアジテータ（攪拌軸）４が設けられている。アジテータ４の駆動により、容器本体２０内に収容されているトナーが、着脱部８のトナー供給口３にまで送り出される。

円筒状の着脱部８の同軸上外側には、トナー供給口３を開閉するシャッタ７が装着されている。シャッタ７は、着脱部８の円筒の軸方向に沿ってスライド自在であって、着脱部８と同じく円筒形状である。
シャッタ７と容器本体２０との間にはスプリング１０が設けられており、シャッタ７はスプリング１０により、着脱部８の先端部へ向けて付勢されている。なお、着脱部８の先端部は、シャッタ７の脱落を防止すべく、他の部分よりも径が太く形成されており、シャッタ７が着脱部８より脱落することはない。

図２に示すように、シャッタ７は、外力を加えられない状態では、スプリング１０により着脱部８の先端部に押し付けられて、トナー供給口３を閉鎖する位置にある。このため、トナーカートリッジ１が画像形成装置１００内の本体フレームから取り外された状態で、トナー供給口３が、勝手に開放されることはない。

一方、図１（ａ）に示すように、トナーカートリッジ１が画像形成装置１００内の本体フレームに装着された状態では、着脱部８が前記本体フレームに形成されるトナー受け入れ開口部５に挿入される。
ここで、シャッタ７の外側面には、シャッタ７よりも大径の係止部材９が突出形成されている。着脱部８がトナー受け入れ開口部５内へ挿入される際には、係止部材９がトナー受け入れ開口部５を形成するフレーム部分に係合して、シャッタ７は着脱部８に追従することが制止される。このようにしてシャッタ７は容器本体２０側に押し込まれることになり、トナーカートリッジ１が画像形成装置１００内の本体フレームに完全に装着された状態では、トナー供給口３が開放された状態となる。

また、シャッタ７の内面（着脱部８の外面に対向する面）には、着脱部８の外面に圧接し、シャッタ７がトナー供給口３を閉鎖した際に、トナー供給口３を密閉するスポンジ１１が貼着されている。
スポンジ１１の面積は、トナー供給口３の開口面積よりも大であり、シャッタ７によるトナー供給口３の閉鎖時には、トナー供給口３の全体がスポンジ１１により被覆される構成である。

図３を用いて、トナー供給口３およびスポンジ１１の形状および、トナー供給口３の開閉時におけるこれらの位置関係を説明する。
図３（ａ）に示すように、トナー供給口３は、着脱部８に形成された台形状の貫通孔であり、着脱部８の厚み方向（図３の紙面に垂直な方向）の切断面は、四つの端面３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄより構成される。端面３ｂ・３ｄは、着脱部８の軸方向（シャッタ７のスライド方向）と平行に形成される端面である。端面３ａ・３ｃは、着脱部８の周方向（トナー供給口３の幅方向）に沿って形成される端面である。特に端面３ａは前記周方向と平行に形成されるが、端面３ｃは前記周方向に対して斜め方向（螺旋方向）に形成されている。
また、図３（ａ）に示すように、スポンジ１１は、厚みが一定の台形状の部材であり、四つの端面１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄを有している。端面１１ｂ・１１ｄは、着脱部８の軸方向（シャッタ７のスライド方向）と平行に形成される端面である。端面１１ａ・１１ｃは、着脱部８の周方向（トナー供給口３の幅方向）に沿って形成される端面である。特に端面１１ａは前記周方向と平行に形成されるが、端面１１ｃは前記周方向に対して斜め方向（螺旋方向）に形成されている。

以上構成において、スポンジ１１の端面１１ｃと、トナー供給口３の端面３ｃとは、共に、着脱部８の周方向（トナー供給口３の幅方向）に沿って形成される端面であるが、面方向が互いに相反する斜め方向に形成される端面となっている。
なお、本願において、面方向とは、その面の広がる方向を指すものであり、さらに言えば、その面内に含まれるあらゆる方向の集合体を指す。面方向が異なるとは、一対の面が平行でない状態を指す。また、面方向が双反するとは、一対の面において、何らかの基準線（例えば着脱部８の周方向）もしくは基準面に対する傾斜角度が、同じ角度である状態を指す。
加えて、トナー供給口３の開状態（図３（ａ））において、スポンジ１１の端面１１ｃは、トナー供給口３に対する手前側に位置し、トナー供給口３の端面３ｃは、スポンジ１１に対する奥側に位置している。

図３（ａ）は、トナー供給口３の開状態を示している。
ここで、スポンジ１１の厚さよりも、着脱部８の外面とシャッタ７の内面との隙間の方が狭く形成されており、スポンジ１１が着脱部８の外面と重複する位置にあるときは、弾性を有するスポンジ１１は、着脱部８の外面に押し付けられて縮んだ状態にある。

一方、図３（ｂ）に示すように、スポンジ１１がトナー供給口３側（閉鎖側）へ移動して、スポンジ１１の一部がトナー供給口３と重複する状態となると、スポンジ１１の有する弾性のため、重複部分のスポンジ１１はトナー供給口３内（着脱部８の厚み方向）へと膨れ出すことになる。

また、トナー供給口３がシャッタ７により完全に閉じられてスポンジ１１により被覆された状態では、トナー供給口３内にスポンジ１１が膨れ出した状態となって、トナー供給口３が完全に密閉され、トナー漏れが防止される。

図３（ｂ）は、トナー供給口３の閉鎖が始まって、スポンジ１１の端面１１ｃとトナー供給口３の端面３ｃとが、接触した状態を示している。
前述したように、スポンジ１１の厚みは、着脱部８の外面とシャッタ７の内面との隙間より狭いため、スポンジ１１はトナー供給口３内に膨れ出た状態にある。このため、スポンジ１１における端面１１ｃの膨れ出し部分が、トナー供給口３の端面３ｃに必ず接触する。
ここで、端面１１ｃと端面３ｃとは、互いに相反する斜め方向の端面に形成されているため、端面１１ｃと端面３ｃとが全面的に面接触（図３の視点で線接触）することはなく、接触部Ａ１で点接触（正確にはスポンジ１１の厚み方向での線接触）するのみである。トナー供給口３の閉鎖に伴って、接触部Ａ１の位置が、徐々に着脱部８の先端側に進んで行くが、この間、端面１１ｃと端面３ｃとは点接触するだけである。

このため、トナー供給口３の閉鎖時に、スポンジ１１の端面１１ｃがトナー供給口３の端面３ｃから受ける力が、端面１１ｃ・３ｃ同士が全面的に面接触（図３の視点で線接触）する場合と比べて最小化される。

図４を用いて、第二実施例の画像形成装置におけるトナー供給口１０３およびスポンジ１１１の形状および、トナー供給口１０３の開閉時におけるこれらの位置関係を説明する。
第二実施例の画像形成装置は、第一実施例の画像形成装置におけるトナー供給口３およびスポンジ１１の形状を変更したのみで、他の点については同一であり、以下では、両実施例で同一部分の説明は省略する。第一実施例におけるトナー供給口３およびスポンジ１１に相当するものは、第二実施例におけるトナー供給口１０３およびスポンジ１１１である。

図４（ａ）に示すように、トナー供給口１０３は、着脱部１０８（第一実施例の着脱部８に相当）に形成された貫通孔であり、その形状は矩形の一辺側を三角形状に切り込んで形成されたＭ字状（内側に凸）の五角形である。トナー供給口１０３の端面（着脱部１０８の厚み方向の切断面）は、五つの端面１０３ａ・１０３ｂ・１０３ｃ・１０３ｄ・１０３ｅより構成される。端面１０３ｂ・１０３ｅは、着脱部１０８の軸方向（シャッタ７のスライド方向）と平行に形成される端面である。端面１０３ａ・１０３ｃ・１０３ｄは、着脱部８の周方向（トナー供給口３の幅方向）に沿って形成される端面である。特に端面１０３ａは前記周方向と平行に形成されるが、端面１０３ｃ・１０３ｄは前記周方向に対して斜め方向（螺旋方向）で、面方向が異なる方向に形成されている。

また、図４（ａ）に示すように、スポンジ１１１は、厚みが一定で矩形の一辺側を三角形状に突出させて形成された五角形であり、五つの端面１１１ａ・１１１ｂ・１１１ｃ・１１１ｄ・１１１ｅを有している。端面１１１ｂ・１１１ｅは、着脱部８の軸方向（シャッタ７のスライド方向）と平行に形成される端面である。端面１１１ａ・１１１ｃ・１１１ｄは、着脱部１０８の周方向（トナー供給口１０３の幅方向）に沿って形成される端面であり、特に端面１１１ａは前記周方向と平行に形成されるが、端面１１１ｃ・１１１ｄは前記周方向に対して斜め方向（螺旋方向）で、面方向が異なる方向に形成されている。

以上構成において、スポンジ１１１の端面１１１ｃと、トナー供給口１０３の端面１０３ｃとは、共に、着脱部１０８の周方向（トナー供給口１０３の幅方向）に沿って形成される端面であるが、面方向が互いに相反する斜め方向に形成される端面となっている。同じく、スポンジ１１１の端面１１１ｄと、トナー供給口１０３の端面１０３ｄとも、共に、着脱部１０８の周方向（トナー供給口１０３の幅方向）に沿って形成される端面であるが、面方向が互いに相反する斜め方向に形成される端面となっている。
加えて、トナー供給口１０３の開状態（図４（ａ））において、スポンジ１１１の端面１１１ｃ・１１１ｄは、トナー供給口１０３に対する手前側に位置し、トナー供給口１０３の端面１０３ｃ・１０３ｄはスポンジ１１１に対する奥側に位置している。

図４（ａ）は、トナー供給口１０３の開状態を示している。
また、図４（ｂ）は、トナー供給口１０３の閉鎖が始まって、スポンジ１１１の端面１１１ｃとトナー供給口１０３の端面１０３ｃとが接触し、スポンジ１１１の端面１１１ｄとトナー供給口１０３の端面１０３ｄとが接触した状態を示している。
ここで、端面１１１ｃと端面１０３ｃとは互いに相反する斜め方向の端面に形成され、端面１１１ｄと端面１０３ｄとは互いに相反する斜め方向の端面に形成されている。このため、端面１１１ｃと端面１０３ｃとが全面的に面接触（図４の視点で線接触）することはなく、接触部Ｂ１で点接触（正確には厚み方向の線接触）するのみである。また、端面１１１ｄと端面１０３ｄとが全面的に面接触（図４の視点で線接触）することはなく、接触部Ｂ２で点接触（正確には厚み方向の線接触）するのみである。トナー供給口１０３の閉鎖に伴って、接触部Ｂ１・Ｂ２の位置が、徐々に着脱部１０８の先端側に進んで行くが、スポンジ１１１とトナー排出口１０３とは二点で点接触（正確には厚み方向の線接触）するだけである。

本実施の形態（第二実施例）では、端面１０３ｃ・１０３ｄの境界線の位置と、端面１１１ｃ・１１１ｄの境界線の位置とは、共に、着脱部１０８の軸方向の同一線上にあり、端面１１１ｃと端面１０３ｄとが接触したり、端面１１１ｄと端面１０３ｃとが接触したりすることはない。
なお、スポンジ１１１の手前側端面の境界線と、トナー供給口３の奥側端面の境界線の位置とは、必ずしも、着脱部１０８の軸方向の同一線上に設ける必要はない。

以上構成により、トナー供給口１０３の閉鎖時に、スポンジ１１１の端面１１１ｃ・１１１ｄがトナー供給口１０３の端面３ｃ・３ｄから受ける力が、端面１１１ｃ・１０３ｃ同士が全面的に面接触（図４の視点で線接触）する場合と比べて最小化される。

従来、シャッタ７が開閉作動する際に、スポンジ１１（１１１）とトナー供給口３（１０３）は線接触しており、スポンジ１１（１１１）が剥がれやすかったが、上述の２つの実施例のように、シャッタ７の閉鎖時に接触する端面同士の面方向を変え、点接触（正確には線接触）させることによって、端面同士の接触によるスポンジ１１（１１１）の剥がれの発生を防止している。
これによって、トナー供給口３・１０３の閉鎖時に、シャッタ７に取り付けられたスポンジ１１・１１１がめくれることがなく、トナーの漏れを防止することができる。

また、トナー供給口の開放時に、トナー供給口に対して手前側に位置するスポンジの端面と、スポンジに対して奥側に位置するトナー供給口の端面とは、面方向で互いに相反する角度である必要は無く、要は、面方向が異なる角度であればよい。スポンジの手前側の端面（例えば端面１１ｃ）とトナー供給口の奥側の端面（例えば端面３ｃ）とが、平行でなく、異なる角度にさえ形成されていれば、シャッタ７のスライドに応じて、これらの両端面（例えば端面１１ｃ・３ｃ）が線接触（正確には面接触）することは無く、必ず点接触（正確には厚み方向の線接触）となる。

加えて、第二実施例で示したように、トナー供給口に対して手前側に位置するスポンジの端面は、一つの端面ではなく、面方向で異なる複数の平面を折れ線状に連結して構成されるものであってもよい。同様に、スポンジに対して奥側に位置するトナー供給口の端面も、一つの端面ではなく、複数の異なる角度の平面を折れ線状に連結して構成されるものであってもよい。

また、トナー供給口３がシャッタ７により完全に閉じられた状態において、トナー供給口３内に膨れ出すことでトナー供給口３を密閉する部材としては、スポンジ１１・１１１に限定されるものではなく、樹脂製容器の剛性との比較で弾性を発揮する部材（弾性遮断部材）であれば、他の部材であっても良い。

また、本実施の形態では、トナーカートリッジ１に形成されるトナー供給口と、このトナー供給口を閉鎖するシャッタに設けるスポンジとにおいて、端面形状を前述したような適切な形状としたものであるが、本発明はトナーカートリッジに限定されるものではない。廃トナーが回収される廃トナーＢＯＸにおいて、この廃トナーＢＯＸに形成されるトナー排出口と、このトナー排出口を閉鎖するシャッタに設けるスポンジとにおいて、端面形状を前述したような適切な形状とするものであってもよい。つまり、トナーを供給又は排出するためのトナー通過口が開口された容器と、前記容器に対してスライド自在に装着され、前記トナー通過口を開閉可能とするシャッタと、前記シャッタの内面に貼着され、前記トナー通過口の閉鎖時に、前記トナー通過口を密閉する弾性遮断部材と、を備えるトナー収容器であれば、限定されない。

本発明の第一実施例に係るトナーカートリッジのトナー供給口開状態を示す図であり、（ａ）図はトナー供給口の開口方向より見た図、（ｂ）図は（ａ）図のＡ−Ａ断面図。 本発明の第一実施例に係るトナーカートリッジのトナー供給口閉状態を示す図であり、（ａ）図はトナー供給口の開口方向より見た図、（ｂ）図は（ａ）図のＢ−Ｂ断面図。 本発明の第一実施例に係るトナー供給口とスポンジとの位置関係を示す図であり、（ａ）図はトナー供給口の開状態における図、（ｂ）図はトナー供給口の一部閉鎖状態における図。 本発明の第二実施例に係るトナー供給口とスポンジとの位置関係を示す図であり、（ａ）図はトナー供給口の開状態における図、（ｂ）図はトナー供給口の一部閉鎖状態における図。 従来構成におけるトナー供給口とスポンジとの位置関係を示す図であり、（ａ）図はトナー供給口の開状態における側面図、（ｂ）図はトナー供給口の一部閉鎖状態における側面図、（ｃ）図はトナー供給口の開状態における平面図。

符号の説明

１ トナーカートリッジ
３・１０３ トナー供給口
３ｃ・１０３ｃ・１０３ｄ 端面
７ シャッタ
８ 着脱部
１１・１１１ スポンジ
１１ｃ・１１１ｃ・１１１ｄ 端面
１００ 画像形成装置

Claims (3)

1. トナーを供給又は排出するためのトナー通過口が開口された容器と、
   前記容器に対してスライド自在に装着され、前記トナー通過口を開閉可能とするシャッタと、
   前記シャッタの内面に貼着され、前記トナー通過口の閉鎖時に、前記トナー通過口を密閉する弾性遮断部材と、
   を備えるトナー収容器が、
   着脱自在に設けられる画像形成装置であって、
   前記トナー通過口の開放時に、前記トナー通過口に対する手前側に位置する前記弾性遮断部材の端面と、前記弾性遮断部材に対する奥側に位置する前記トナー通過口の端面とが、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が互いに異なる方向の平面に形成される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記弾性遮断部材の前記端面と、
   前記トナー通過口の前記端面とは、
   それぞれ、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が互いに相反する斜め方向の平面に形成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記弾性遮断部材の前記端面と、
   前記トナー通過口の前記端面とは、
   それぞれ、前記トナー通過口の幅方向に沿って、面方向が異なる複数の平面を折れ線状に連結して構成される、
   ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
   

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