JP2011107617A - トナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 搬送部材の端部が支持される支持部材の周辺であって、その搬送部材と容器の後端部との間に、後端部に沿って残留するトナーの量を低減し得るトナーカートリッジを提供することを目的とする。
【解決手段】 トナーを収容する円筒状の容器本体３５ａと、トナーを攪拌し搬送する容器本体３５ａ内部の搬送部材３５ｅと、容器本体３５ａの後端部に突設され、搬送部材３５ｅの一端を引っ掛けることにより搬送部材３５ｅを支持する支持部材３５ｄと、を含み、搬送部材３５ｅの一部が後端部に沿って残留するトナーを掻き崩す形状であることを特徴としている。
【選択図】 図４

Description

本発明は、トナーカートリッジに関する。

画像形成装置にトナーを補給するためのトナーカートリッジが知られている。トナーカートリッジは、画像形成装置と着脱可能である。画像形成装置内のトナーが不足した場合、トナーカートリッジは交換される。

例えば特許文献１では、トナーを収容する容器本体に加え、容器本体の内部のトナーを攪拌し、補給口までトナーを搬送する搬送部材を含むトナーカートリッジが記載されている。トナーは補給口を通じて画像形成装置内（より詳しくは、リザーブタンク）に補給される。

上述した搬送部材は、容器本体の内部で軸方向に沿って螺旋形状となっている。螺旋形状の部分は、容器本体の円筒部内面に近接している。搬送部材の一端は、容器本体の後端部に突設された支持部材に回転可能に支持されている。支持部材が回転すると、回転力が搬送部材に伝達され、搬送部材が容器本体内で回転する。容器本体に収容されたトナーは、回転する搬送部材によって攪拌されながら補給口の方向へ搬送される。搬送されたトナーは補給口から排出され、排出し切れなかった分については、容器本体の後端部に残留する。

特公平７−５０３５２号公報

本発明は、搬送部材の端部が支持される支持部材の周辺であって、その搬送部材と容器の後端部との間に、後端部に沿って残留するトナーの量を低減し得るトナーカートリッジを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、トナーを収容する円筒状の容器本体と、トナーを攪拌し搬送する容器本体内部の搬送部材と、容器本体の後端部に突設され、搬送部材の一端を引っ掛けることにより搬送部材を支持する支持部材と、を含み、搬送部材の一部が後端部に沿って残留するトナーを掻き崩す形状であることを特徴としている。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、搬送部材の一部は、容器本体の後端部と非並行である形状を含むことを特徴としている。

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の発明において、搬送部材の一部は、容器本体の円筒部と後端部との接合部付近で鋭角に曲げられた形状を含むことを特徴としている。

請求項４に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、搬送部材は、容器本体内部の中心軸に沿って軸方向に延伸する第１の部分、容器本体の内壁に沿って近接し軸方向に延伸する第２の部分、及び、第１の部分の一端と第２の部分の一端を接続する第３の部分、を含み、第２の部分の他端は、容器本体の後端部に近接した後、後端部から離間して延伸され、支持部材に引っ掛けられる形状であることを特徴としている。

請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、第２の部分の他端の少なくとも一部が、容器本体の後端部に近接することを特徴としている。

請求項１乃至５に記載の発明によれば、本発明を採用しない場合と比較して、搬送部材の端部が支持される支持部材の周辺であって、その搬送部材と容器の後端部との間に、後端部に沿って残留するトナーの量が低減される。

画像形成装置の構成図の一例である。 トナーカートリッジが装着されたトナーカートリッジ装着部の斜視図である。 トナーカートリッジ装着部の斜視図である。 トナーカートリッジ及びトナーカートリッジ装着部の模式断面図である。 容器本体の後端側の部分斜視図である。 容器本体の後端側の部分断面図である。 トナーが掻き崩される様子を説明するための図である。 搬送部材の第２の部分の他端の形状の一例である。 搬送部材の第２の部分の他端の形状の他の一例である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。

図１は、画像形成装置１００の構成図の一例である。
画像形成装置１００は、制御部１０、画像形成ユニット２０、中間転写体４０、二次転写装置５０、入力部７０を少なくとも含む。尚、図１において、タンデム型の画像形成装置１００を示しているが、ロータリー型の画像形成装置１００であってもよい。

制御部１０は、例えば、ＣＰＵ、ＳＲＡＭ(Static Random Access Memory)、ＤＲＡＭ(Dynamic RAM)やＳＤＲＡＭ（Synchronous DRAM）、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）等のＲＡＭ、フラッシュメモリ等のＲＯＭ(Read Only Memory)及び入出力Ｉ／Ｆ（Interface）等がバスにより接続されたハードウェア構成により構成される。制御部１０は、入力部７０に入力された信号に基づいて、画像形成ユニット２０を構成する各構成要素、中間転写体（例えばベルト状に形成された転写ベルト）４０、二次転写装置５０の動作を制御する。このような制御は、ＣＰＵがＲＯＭ等の記憶装置に格納された所要のプログラムを読み込み、当該プログラムに従った演算を行うことにより、実現される。

画像形成ユニット２０は、露光手段の一例としてＬＥＤをアレイ状に並べたＬＰＨ（LED Printing Head）２１、クリーニング手段の一例としてクリーニングブレード２２、帯電手段の一例として帯電装置２３、像保持体の一例として感光体ドラム２５、一次転写手段の一例として転写ローラ２６、現像手段の一例として現像装置２７、現像装置２７へトナーを供給する手段の一例として内部に不図示のトナーを搬送する手段を備えたディスペンサ２９を含む。

図１において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット２０は同様の構成を有する。このため、ディスペンサ２９は、マゼンタ、シアン、ブラックについても構成されるが、イエロー以外の色については省略して示している。また、ディスペンサ２９と接続されるトナーカートリッジ装着部３６及びトナーカートリッジ３５についても、イエロー以外の色については省略して示している。以下の説明では、一例として、イエローの画像形成ユニット２０を説明する。

ＬＰＨ２１は、ＬＥＤアレイ、駆動ＩＣ、ロッドレンズアレイを含む。ＬＰＨ２１は、制御部１０による露光量の制御に基づいて、感光体ドラム２５に対して多数のＬＥＤを発光させることで露光を行う。

帯電装置２３は、例えば導電性弾性ローラで構成される。帯電装置２３は、制御部１０の電位制御に基づいて、感光体ドラム２５を帯電させる。具体的には、帯電装置２３を感光体ドラム２５に接触させて電圧を印加すると、感光体ドラム２５は極性がプラスとなって帯電する。

感光体ドラム２５は、表面に光半導体（例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン））の層が形成された円柱型のアルミニウムにより構成される。感光体ドラム２５は、制御部１０の制御に基づいて、上面（又は底面）の中心を軸に回転（図１では左回転）する。感光体ドラム２５は、上述したように、帯電装置２３によって帯電し、ＬＰＨ２１が発光すると、走査された部分の帯電が消失する。そして、後述する現像装置２７から供給されるトナーが感光体ドラム２５に付着する。この結果、感光体ドラム２５は、画像情報に基づいて生成されたトナー像を保持する。

転写ローラ２６は、感光体ドラム２５に付着したトナー像を中間転写体４０に一次転写させる。転写ローラ２６は、制御部１０の転写電位に関する制御に基づいて、中間転写体４０にプラスの帯電を行う。この結果、感光体ドラム２５に付着したマイナス電位のトナーは、中間転写体４０に転写される。転写ローラ２６は、感光体ドラム２５と同じ方向に移動するように回転（図１では右回転）するために、中間転写体４０が矢印の方向に押し出されるように移動する。尚、一次転写された後に感光体ドラム２５にトナーが残像している場合、そのトナーは感光体ドラム２５と接触するクリーニングブレード２２によって掻き取られる。

現像装置２７は、磁石（マグネットロール）を内蔵した筒状のアルミニウム（以下、現像ロールという。）を含む。現像装置２７には、トナーカートリッジ３５からディスペンサ２９を介して供給されるトナーが補給される。トナーカートリッジ３５は、トナーカートリッジ装着部３６に着脱可能に装着されている。補給されたトナーは、金属性のキャリアと攪拌されてマイナスに帯電する。このトナーとキャリアのように現像に供される粉体を現像剤という。現像剤はマグネットロールの磁力により現像ロール上に磁気ブラシ状となり、感光体ドラム２５と接触する。そして、制御部１０の現像装置２７に対する電位制御に基づいて、現像ロール上のトナーを感光体ドラム２５に現像する。これにより、感光体ドラム２５上には、トナー像が形成され、このトナー像が中間転写体４０に一次転写される。

このように、中間転写体４０には、イエローのトナー像のほか、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー像が一次転写される。これら各色のトナー像は、単独で又は重なりあって画像を構成する。トナー像が重なり合う場合には、中間転写体４０が駆動し、例えば、イエローのトナー像が一次転写された部分に、マゼンタ、シアンが一次転写され、カラー画像が形成される。

中間転写体４０は、トナー像の一次転写がなされた後も駆動を続け、一次転写された部分は、二次転写装置５０に到達する。二次転写装置５０は、中間転写体４０に一次転写されたトナー像を記録媒体６０に二次転写する。記録媒体６０には、記録用紙の他、ポリエステルを含むフィルムも含まれる。

二次転写装置５０は、制御部１０の転写電位に関する制御に基づいて、記録媒体６０にプラスの帯電を行う。この結果、中間転写体４０に付着していたマイナス電位のトナー像は、記録媒体６０に吸着する。記録媒体６０に吸着したトナー像は、図示しない定着装置によって記録媒体６０に定着する。

入力部７０は、例えば操作パネルや操作ボタンによって構成される。画像形成装置１００の利用者は、入力部７０に対して入力すると、入力部７０は入力された内容に基づいて、制御部１０に信号を出力する。

続いて、上述したトナーカートリッジ３５の詳細について図２及び図３を参照して説明する。
図２は、トナーカートリッジ３５が装着されたトナーカートリッジ装着部３６の斜視図、図３は、トナーカートリッジ装着部３６の斜視図である。

トナーカートリッジ装着部３６は、図２及び図３に示すように、半円筒部３６ａと後端壁３６ｂを有する。半円筒部３６ａの内面の下部には、後端壁３６ｂの近傍に開口部３６ｃが形成されている。後端壁３６ｂには、円弧状の２個の位置決めピン挿入孔３６ｄが形成されている。後端壁３６ｂの中央部には、ベアリング３６ｅ（図４参照）を介して回転軸３６ｆ（図４参照）が回転可能に支持されている。後端壁３６ｂを貫通する回転軸３６ｆの前端にはカプラ３６ｇが固定されており、後端には歯車３６ｈが固定されている。歯車３６ｈは、画像形成装置１００内に設けられた不図示のモータの駆動に従って回転する。

図４は、トナーカートリッジ３５及びトナーカートリッジ装着部３６の模式的な断面図、図５は、容器本体３５ａの後端側の部分斜視図、図６は、容器本体３５ａの後端側の部分断面図、図７は、トナーが掻き崩される様子を説明するための図である。

図４において、トナーカートリッジ３５は、補給用のトナーが収容される容器本体３５ａを有する。本実施形態においては、補給用のトナーとして、トナーカートリッジ３５にトナーを収容する場合を想定するが、これに限らず、トナーカートリッジ３５内のトナーに一定量のキャリアを混入させておき、現像装置２７内の劣化キャリアを、トナーカートリッジ３５からの現像剤の補給により交換させるようにしてもよい。

容器本体３５ａの前端部の前面には、操作用の取っ手３５ｂが設けられている。容器本体３５ａの後端部には２本の位置決めピン３５ｃが後方に突出して設けられている。容器本体３５ａの後端部の中央部には支持部材３５ｄが貫通して突出おり、支持部材３５ｄの後端にはカプラ３５ｈが設けられている。容器本体３５ａの円筒部の後方にはトナー補給用の補給口３５ｆが設けられている。支持部材３５ｄの前端には、例えばスパイラルアジテータなどと呼ばれる搬送部材３５ｅの端部が引っ掛けられて連結されている。

トナーカートリッジ３５が前方から後方に挿入されると、図４に示すように、トナーカートリッジ３５のシャッタ３５ｇはトナーカートリッジ装着部３６の突起３６ｊによって移動が停止する。さらに図４に示す状態から、トナーカートリッジ３５を後方に挿入すると、シャッタ３５ｇの移動が停止したまま、ピン３５ｃは円弧状の位置決めピン挿入孔３６ｄにそれぞれ挿入される。すなわち、シャッタ３５ｇは突起３６ｊによって容器本体３５ａの前方にスライドさせられ、補給口３５ｆが開口する。その挿入状態では、トナーカートリッジ３５のカプラ３５ｈとトナーカートリッジ装着部３６のカプラ３６ｇとが結合する。このとき、補給口３５ｆは開口部３６ｃに通じる位置に位置決めされる。開口部３６ｃは不図示のリザーブタンクに通じているので、トナーカートリッジ３５内部の補給用のトナーを補給口３５ｆ及び開口部３６ｃから、リザーブタンク内に自重落下で供給することが可能となる。

また、図４に示すように、容器本体３５ａの内部には、トナーを搬送する針金状の搬送部材３５ｅが設けられている。搬送部材３５ｅは、容器本体３５ａの内部で軸方向に沿って螺旋形状（スパイラル状）となっている。螺旋形状の部分は、容器本体３５ａの円筒部内面に近接している。

搬送部材３５ｅの一端は、支持部材３５ｄ付近で自由端となっている。搬送部材３５ｅの他端は、容器本体３５ａの後端部に突設された支持部材３５ｄに回転可能に支持されている。支持部材３５ｄが回転すると、回転力が搬送部材３５ｅに伝達され、搬送部材３５ｅが容器本体３５ａ内で回転する。容器本体３５ａに収容されたトナーは、回転する搬送部材３５ｅによって攪拌されながら補給口３５ｆの方向へ搬送される。

この搬送部材３５ｅの一部は、容器本体３５ａの後端部と非並行な形状となっており、後端部に残留するトナーを掻き崩す形状となっている。具体的には、搬送部材３５ｅの一部は、容器本体３５ａの円筒部と後端部との接合部付近で鋭角に曲げられた形状を含んでいる。

さらに詳しく説明すれば、搬送部材３５ｅは、容器本体３５ａ内部の中心軸に沿って軸方向に延伸する第１の部分３５ｅ１、容器本体３５ａの内面に沿って近接し軸方向に延伸する第２の部分３５ｅ２、及び、第１の部分３５ｅ１の一端と第２の部分３５ｅ２の一端を接続する第３の部分３５ｅ３を含み、第２の部分３５ｅ２の他端は、容器本体３５ａの後端部に近接した後、後端部から離間して延伸され、支持部材３５ｄに引っ掛けられる形状となっている。

また、図５及び図６に示すように、容器本体３５ａの後端部３５ａ１から容器本体３５ａの前方方向に５ｍｍ〜１０ｍｍ程度（例えば、７ｍｍ）離れた位置に、支持部材３５ｄの引っ掛け口３５ｄ１が設けられている。この引っ掛け口３５ｄ１に搬送部材３５ｅの後端が引っ掛けられる。この５ｍｍ〜１０ｍｍ程度の距離は、搬送部材３５ｅの円滑な回転動作を確保することなどから設計されている。

したがって、上述したように搬送部材３５ｅの第２の部分３５ｅ２が容器本体３５ａの後端部３５ａ１と平行となるように直角に折れ曲がっている場合、容器本体３５ａの後端部３５ａ１の内面と支持部材３５ｄの引っ掛け口３５ｄ１との間に、容器本体３５ａの前方から後方に向けて順次搬送されてくるトナーのうち、補給口３５ｆから落下し切れなかったトナーがこの間に残留し易くなる。特に、この間に残留したトナーは、搬送部材３５ｅの第２の部分３５ｅ２が支持部材３５ｄを中心に回転することで凝縮していく。このため、トナーを有効利用すべく、この間に残留するトナーを掻き崩すことが望ましい。

図７（ａ）は、図４に示す搬送部材３５と対比して９０度回転したことにより、搬送部材３５ｅ２が紙面手前方向に位置することを示している。搬送部材３５ｄが回転を繰り返すと、搬送部材３５ｄの自由端に近い螺旋形状の部分に付着したトナーが支持部材３５ｄ上に落下していき、同図に示すように、搬送部材３５ｅと容器本体３５ａの後端部３５ｅとの間に、トナーＴｎが後端部３５ａ１に沿って積もるように残留もする。図７（ｂ）は、図７（ａ）に示す状態から搬送部材３５ｅが９０度回転した状態を示している。本実施形態では、上述したように、搬送部材３５ｅの一部は、容器本体３５ａの円筒部と後端部３５ａ１との接合部付近で鋭角に曲げられた形状を含んでいるため、第２の部分３５ｅ２の他端が、図７（ｂ）に示すように、残留したトナーＴｎを回転する度に掻き崩す。この結果、残留したトナーＴｎは、補給口３５ｆやその付近に落下する。したがって、支持部材３５ｄに残留していたトナーが使われていないという無駄が省け、トナーの有効活用が図れる。

例えば、容器本体３５ａの後端部３５ａ１が容器本体３５ａの円筒部と直交しておらず、後端部３５ａ１が支持部材３５ｄを中心とし、容器本体３５ａの前端部方向に傾斜した円錐台状、換言すれば、容器本体３５ａの前方に向けて末広がり状となっていれば、支持部材３５ｄの上にトナーが残留することが抑制されるが、容器本体３５ａ内部の空間が狭まり、トナーの収容量が減少し、望ましくない。

このように、本実施形態では、容器本体３５ａの後端部の形状を、トナーが残留しないような形状としないことで、容器本体３５ａにおけるトナーの収容量を低減せずに、トナーが残留することが解消される。特に、後述する第２の部分３５e２の他端の形状に比べて、凝縮したトナーが落下する際、落下した周辺のトナーもつられて崩れ落ちるため、後述する形状よりもこのような形状のほうが好ましい。また、支持部材３５ｄに下方に残留するトナーに至っては、残留するトナーの底の方が掻き崩され、積もっているトナーについても一気に崩落する可能性がある。

さらに、上述した第２の部分３５e２の他端の形状について種々の態様を説明する。
ここで、上述した第２の部分３５ｅ２の他端の形状は、支持部材３５ｄ上に残留するトナーを掻き崩す形状となっていればよいため、図４に示すような形状に限定されず、例えば、図８に示すような波型の形状や、図９に示すような、凹凸型の形状等、第２の部分３５ｅ２の他端の少なくとも一部が、容器本体３５ａの後端部に近接する形状であってもよい。また、これらの場合、波型の形状の数や凹凸型の形状の数は特に限定されない。

以上、本発明の好ましい実施形態について詳述したが、本発明に係る特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

１０ 制御部
２０ 画像形成ユニット
２１ ＬＰＨ
２２ クリーニングブレード
２３ 帯電装置
２５ 感光体ドラム
２６ 転写ローラ
２７ 現像装置
３５ トナーカートリッジ
３５ｅ 搬送部材
３６ トナーカートリッジ装着部
４０ 中間転写体
５０ 二次転写装置
６０ 記録媒体
７０ 入力部
１００ 画像形成装置

Claims (5)

1. トナーを収容する円筒状の容器本体と、
   前記トナーを攪拌し搬送する前記容器本体内部の搬送部材と、
   前記容器本体の後端部に突設され、前記搬送部材の一端を引っ掛けることにより前記搬送部材を支持する支持部材と、を含み、
   前記搬送部材の一部が前記後端部に沿って残留するトナーを掻き崩す形状であることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記搬送部材の一部は、前記容器本体の後端部と非並行である形状を含む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. 前記搬送部材の一部は、前記容器本体の円筒部と後端部との接合部付近で鋭角に曲げられた形状を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記搬送部材は、前記容器本体内部の中心軸に沿って軸方向に延伸する第１の部分、前記容器本体の内壁に沿って近接し軸方向に延伸する第２の部分、及び、前記第１の部分の一端と前記第２の部分の一端を接続する第３の部分、を含み、
   前記第２の部分の他端は、前記容器本体の後端部に近接した後、前記後端部から離間して延伸され、前記支持部材に引っ掛けられる形状であ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。
5. 前記第２の部分の他端の少なくとも一部が、前記容器本体の後端部に近接することを特徴とする請求項４に記載のトナーカートリッジ。
   
   

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