JP2012128359A - トナー攪拌部材、これを備えたトナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置 - Google Patents

トナー攪拌部材、これを備えたトナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】攪拌羽根を容易に取り外し可能なトナー攪拌部材を提供する。
【解決手段】トナー攪拌部材206は、第1挿入用孔304bを有する可撓性のシートで形成された攪拌羽根208aと、シートを差し込み及び引き抜き可能に挟持する挟持部218、及び、第1挿入用孔304bに挿入される傾斜突起207bを有する回転軸208bと、を備え、シートが挟持部218に挟持され、かつ、第1挿入用孔304bに傾斜突起207bが挿入された状態にて、攪拌羽根208aが回転軸208bに固定される。傾斜突起207bは、シートを挟持部218から引き抜く方向に向かって傾斜する第1傾斜面303を備えている。
【選択図】図1

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものであり、特に、画像形成装置に備えられるトナーカートリッジに関するものである。
電子写真方式を利用して画像を形成する画像形成装置は、簡易な操作で高画質画像を形成でき、保守管理も容易である。そのため、複写機、プリンタ、ファクシミリなどに多用され、広く普及している。一般的な電子写真方式の画像形成装置は、静電潜像を形成する感光体ドラムと、静電潜像を現像してトナー像を形成する現像装置と、トナー像をシートに写す転写装置と、トナー像をシートの上に定着する定着装置とを含む。
このような画像形成装置にて消費されるトナーは、消費し尽くされた時点で補給できるようになっている。ただし、トナーは非常に軽く細かい粒子であるため、画像形成装置にトナーを補給する際にトナーが空中に飛散したり、手が汚れたりする問題があった。この問題に対して、近年ではトナー粒子が空中に飛散しないように、トナーを収容するトナーカートリッジを画像形成装置に対して着脱可能にし、そのまま交換する方法が、主流になってきている。この方法では、画像形成装置から空になったトナーカートリッジを取り外し、新しいトナーカートリッジを装着する。そして、空になったトナーカートリッジに再びトナーを充填し、再使用する。あるいは、空になったトナーカートリッジは、近年の環境問題に対する意識の高まりから、廃棄せずに樹脂材料として再利用するマテリアルリサイクルが推進されている。
ところで、トナーカートリッジを装着する画像形成装置においては、トナーカートリッジを装置内に長期間放置すると、トナーの流動性が低下し、トナーカートリッジから現像装置または中間トナーホッパーへのトナー補給が困難になるという問題が生じていた。この問題に対して、例えば特許文献1には、トナーの流動性を向上させるため、トナー収容容器内に攪拌羽根を有するトナー攪拌部材を備えるトナーカートリッジが提案されている。
特開2006−106045号公報(公開日:2006年4月20日)
攪拌羽根を有するトナー攪拌部材を備えたトナーカートリッジでは、攪拌羽根は、トナー収容容器内で回転し、容器内側を掃くようにトナーを攪拌する。そのため、トナーカートリッジを構成する他の部材に比べて劣化しやすい。そのため、トナーカートリッジの再使用の際に、劣化した攪拌羽根を交換することがある。
また、マテリアルリサイクルする際にも、攪拌羽根をトナー収容容器から取り外す必要がある。それは、攪拌羽根はトナー収容容器を構成する樹脂材料と異なる可撓性の材料で形成されている場合が多く、トナー収容容器と一緒にマテリアルリサイクルできないからである。
ここで、特許文献1のようなトナーカートリッジでは、攪拌羽根をトナー収容容器から外すには、トナー収容容器の壁を一部分解する必要が生じる。このように、攪拌羽根の取り外しは手間のかかる作業となっていた。
そこで、本発明は上記の問題点に鑑みてなされ、本発明の目的は、攪拌羽根を容易に取り外し可能なトナー攪拌部材、これを備えたトナーカートリッジ、現像装置、画像形成装置を提供することである。
上記課題を解決するために、本発明のトナー攪拌部材は、挿入用孔を有する可撓性のシートで形成された撹拌羽根と、前記シートを差し込み及び引き抜き可能に挟持する挟持部、及び、前記挿入用孔に挿入される突起部を有する回転軸と、を備え、前記シートが前記挟持部に挟持され、かつ、前記挿入用孔に前記突起部が挿入された状態にて、前記攪拌羽根が前記回転軸に固定されるトナー攪拌部材であり、前記突起部は、前記シートを前記挟持部から引き抜く方向に向かって傾斜している第1傾斜面を備えたことを特徴としている。
上記構成によると、攪拌羽根を成す可撓性のシートが有する挿入用孔に挿入される、回転軸の突起部は、シートを挟持部から引き抜く方向に向かって傾斜している第1傾斜面を備えている。そのため、突起部が挿入用孔に挿入されている状態(挿入状態)において、シートを挟持部から引き抜く方向に力をかけると、挿入用孔におけるシートを引き抜く方向下流の端面が、第1傾斜面に沿ってスライドする。よって、攪拌羽根を回転軸から比較的小さな力で容易に外すことができる。
従って、攪拌羽根が劣化した場合に、容易に、作業時間を短縮して、攪拌羽根を交換することができる。また、攪拌羽根を比較的小さな力で容易に回転軸から取り外すことができるため、攪拌羽根が部分的に破断して一部がトナー収容容器内に残ることを防止できる。よって、手間のかかる処理をすることなく、マテリアルリサイクルをすることができる。
また、攪拌羽根を成すシートが回転軸の挟持部に挟持され、かつ、シートの挿入用孔に回転軸の突起部が挿入された状態にて、攪拌羽根が回転軸に固定される。そのため、トナー撹拌時には攪拌羽根が回転軸から外れにくいという効果を奏する。
なお、第1傾斜面は、前記シートを前記挟持部から引き抜く方向に向かって、当該突起部の先端の断面が小さくなるように傾斜している、と言うこともできる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記シートを前記挟持部から引き抜く方向は、前記回転軸の軸方向に平行な方向であるのが好ましい。
上記構成によると、シートを挟持部から引き抜く方向が、回転軸の軸方向に平行な方向である。ここで、トナー攪拌時には、シートに回転軸の軸方向には力がかかり難い。よって、トナー攪拌時には、シートを挟持部から引き抜く方向には力がかかり難く、攪拌羽根は、回転軸から容易に外れず、好適にトナーを攪拌できる。
また、突起部及び挿入用孔が複数あると、シートを回転軸から取り外す時間が長くなる。しかし、上記構成によると、複数の突起部が有する第1傾斜面の方向が、回転軸の軸方向に揃うことになる。そのため、シートを回転軸の軸方向に引っ張ることにより、一回の動作で突起部と挿入用孔との挿入状態を解除でき、撹拌羽根を回転軸から素早く取り外すことができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記突起部は、前記シートを前記挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する第2傾斜面を備えていてもよい。
上記構成によると、突起部がシートを挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する第2傾斜面を有しているため、突起部をシートの挿入用孔に容易に挿入させることができる。つまり、挿入用孔におけるシートを挟持部に差し込む方向上流の端部を、突起部の第2傾斜面に沿わせて差し込むことで、容易に挿入用孔と突起部とを挿入状態にでき、攪拌羽根を回転軸に容易に固定することができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記回転軸は、円柱または角柱形状の柱状突起部を有し、前記シートは、当該柱状突起部の突出方向の断面と一致する形状の、前記柱状突起部が挿入される孔である断面形状孔を有していてもよい。
上記構成によると、柱状突起部が、柱状突起部の突出方向の断面と一致する形状の断面形状孔に挿入されることで、トナー撹拌中にシートに突発的な力が働いた場合において、撹拌羽根が回転軸の軸方向にずれることを防止できる。それとともに、柱状突起部と断面形状孔との挿入状態を解除するだけで、容易に撹拌羽根を回転軸から取り外すことができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記突起部及び前記挿入用孔を複数有し、前記突起部及び前記柱状突起部は、回転軸の軸方向に沿って、当該柱状突起部が端部になるように設けられていてもよい。
上記構成によると、柱状突起部と複数の突起部とが回転軸の軸方向に沿って、また、柱状突起部が端部になるよう設けられている。そのため、端部に設けられた柱状突起部と断面形状孔との挿入状態を解除し、後は、シートを挟持部から引き抜く方向に引っ張るだけで、素早く撹拌羽根を回転軸から取り外すことができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記シートは、前記断面形状孔における前記シートを前記挟持部から引き抜く方向下流の端部に、スリットまたは切り込み線を有していてもよい。
上記構成によると、断面形状孔におけるシートを挟持部から引き抜く方向下流の端部に、スリットまたは切り込み線が設けられていることで、シートを挟持部から引き抜く際に、断面形状孔が広がる。よって、柱状突起部が断面形状孔に挿入された状態を、弱い力で素早く解除することができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記柱状突起部は、前記シートを前記挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する傾斜面を備えていてもよい。
上記構成によると、柱状突起部がシートを挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する傾斜面を有しているため、柱状突起部をシートの断面形状孔に容易に挿入させることができる。つまり、断面形状孔におけるシートを挟持部に差し込む方向上流の端部を、柱状突起部の傾斜面に沿わせて差し込むことで、容易に断面形状孔と柱状突起部とを挿入状態にでき、攪拌羽根を回転軸に固定することができる。
本発明のトナー攪拌部材では、上記構成に加え、前記シートは、0.1mm以上0.3mm以下の厚みを有するポリエチレンテレフタレートで形成されていてもよい。
上記構成によると、可撓性のシートが0.1mm以上0.3mm以下の厚みを有するポリエチレンテレフタレートで形成されていると、剛性と可撓性のバランスがよく、トナーを適切に攪拌できる。また、攪拌羽根の交換時、あるいはリサイクル時においては、比較的小さい力でシートを撓ませて、回転軸から外すことができるので、作業性が向上する。
上記課題を解決するために、本発明のトナーカートリッジは、上記いずれか1つのトナー攪拌部材と、前記攪拌羽根が前記回転軸周りに回転可能に設置されるトナー収容容器と、を備えることを特徴としている。
上記構成によると、攪拌羽根を比較的小さな力で容易に外すことができるので、トナーカートリッジのリサイクル時間を短縮できる。
さらに、本発明のトナーカートリッジを備えた現像装置、当該現像装置を備えた画像形成装置も本願発明に含まれる。
本発明のトナー攪拌部材は、以上のように、挿入用孔を有する可撓性のシートで形成された撹拌羽根と、前記シートを差し込み及び引き抜き可能に挟持する挟持部、及び、前記挿入用孔に挿入される突起部を有する回転軸と、を備え、前記シートが前記挟持部に挟持され、かつ、前記挿入用孔に前記突起部が挿入された状態にて、前記攪拌羽根が前記回転軸に固定されるトナー攪拌部材であり、前記突起部は、前記シートを前記挟持部から引き抜く方向に向かって傾斜している第1傾斜面を備えている。
上記構成によると、攪拌羽根を成す可撓性のシートが有する挿入用孔に挿入される、回転軸の突起部は、シートを挟持部から引き抜く方向に向かって傾斜している第1傾斜面を備えている。そのため、突起部が挿入用孔に挿入されている状態(挿入状態)において、シートを挟持部から引き抜く方向に力をかけると、挿入用孔におけるシートを引き抜く方向下流の端部が、第1傾斜面に沿ってスライドする。よって、攪拌羽根を回転軸から比較的小さな力で容易に外すことができる。
従って、攪拌羽根が劣化した場合に、容易に、作業時間を短縮して、攪拌羽根を交換することができる。また、攪拌羽根を比較的小さな力で容易に取り外すことができるため、攪拌羽根が部分的に破断して一部がトナー収容容器内に残ることを防止できる。よって、手間のかかる処理をすることなく、マテリアルリサイクルをすることができる。
また、攪拌羽根を成すシートが回転軸の挟持部に挟持され、かつ、シートの挿入用孔に回転軸の突起部が挿入された状態にて、攪拌羽根が回転軸に固定される。そのため、トナー撹拌時には攪拌羽根が回転軸から外れにくいという効果を奏する。
(a)は、トナーカートリッジの斜視図、(b)は、トナー攪拌部材の斜視図、(c)は、(b)のトナー攪拌部材のBB’矢視断面図、(d)は、(c)のトナー攪拌部材のCC’矢視断面図、(e)は、(d)のトナー攪拌部材の突起をD方向から見た図、(f)は、(d)のトナー攪拌部材の突起をE方向から見た図、(g)は、他の突起の構成を示す図、(h)は、シートを示す図、(i)は、他のシートを示す図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 図1の画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジを具備するトナーカートリッジユニットの構成を示す斜視図である。 (a)は、トナーカートリッジの横断面図、(b)は、(a)のトナーカートリッジのAA’矢視断面図である。
以下に、本発明の実施の一形態について図面を参照して詳細に説明する。
<画像形成装置>
まず、本発明に係るトナー攪拌部材を有するトナーカートリッジが備えられた画像形成装置の全体構成について説明する。図2は本実施形態に係る画像形成装置100の全体の構成を示す説明図である。
以下の実施形態では、本発明に係る画像形成装置を、通信ネットワーク等を介して外部から伝達された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、記録用紙または記録用フィルム等のシートに対して、多色または単色の可視画像を、トナーを用いて形成する画像形成装置100に適用する場合について説明する。ただし、本発明の適用対象はこれに限るものではなく、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置であり、トナーカートリッジとして後述する本発明に係るトナー攪拌部材を有するトナーカートリッジを備えた画像形成装置であれば適用することができる。
画像形成装置100は、図2に示すように、露光ユニットE、4つの画像形成部(画像形成ステーション)55A〜55D、中間転写ベルト11、一次転写ローラ13、二次転写ローラ14、定着装置15、用紙搬送路P1,P2,P3、給紙カセット16、手差し給紙トレイ17、排紙トレイ18、およびトナーカートリッジユニット20等を備えている。さらに、画像形成装置100の上方にスキャナ等を備えてもよい。なお、画像形成装置100に備えられる各部材の動作は、図示しないCPU等からなる主制御部によって制御される。
画像形成装置100は、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)及びイエロー(Y)の色成分毎の画像データを取り扱い、画像形成部55(55a〜55d)で、黒画像、シアン画像、マゼンタ画像、イエロー画像の可視画像をそれぞれ形成し、各々の色成分の画像を重畳することでカラー画像を形成する。
従って、画像形成装置100は、図2に示すように、各色成分の画像を形成するように、現像装置102(102A,102B,102C,102D)、感光体(像担持体)101(101A,101B,101C,101D)、帯電装置103(103A,103B,103C,103D)、クリーニングユニット104(104A,104B,104C,104D)がそれぞれ4つずつ設けられている。言い換えると、現像装置102と感光体101と帯電装置103とクリーニングユニット104とを1つずつ含む画像形成部55(55A〜55D)が、CMYKの色成分毎に設けられている。これら4つの画像形成部55A〜55Dによって形成された4色のトナー画像が中間転写ベルト711上で重ね合わされる。
各画像形成部55A〜55Dは、同様の構成であり、A〜Dの符号は、Aが黒画像形成用の部材、Bがシアン画像形成用の部材、Cがマゼンタ画像形成用の部材、Dがイエロー画像形成用の部材であることを示すものとする。本実施形態では、黒画像形成用の部材、シアン画像形成用の部材、マゼンタ画像形成用の部材、イエロー画像形成用の部材において、同じ機能を有する部材には、簡略してA〜Dの符号を沿えずに説明する。
画像形成部55では、トナー画像担持体である回転可能に備えられた感光体101の周囲に、帯電装置103、現像装置102、及びクリーニングユニット104が感光体3の回転方向に沿ってこの順で配置されている。そして、各画像形成部55A〜55Dは、中間転写ベルト11の移動方向(副走査方向)に一列に配列されている。
感光体101は、露光ユニットEの上方に配設され、本実施形態では略円筒形状の像担持体(感光体ドラム)であり、不図示の駆動手段と制御手段により所定方向に回転するように制御されている。感光体101は、基材上に光導電層が形成されて構成されている。例えば、アルミニウム等で製作された金属ドラムを基材として、その外周面に、アモルファスシリコン(a−Si)、セレン(Se)や有機光半導体(OPC)等の光導電層が薄膜状に形成されている。なお、感光体101の構成は、上述の構成に特に限定されない。
帯電装置103は、感光体101の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電装置103としては、図2に示す接触ローラ型の帯電器の他、接触ブラシ型の帯電器、或いは非接触チャージャー型の帯電器などを使用してもよい。
現像装置102は、静電潜像が形成された感光体101の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置102A〜102Dのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体101A〜101Dのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。
クリーニングユニット104は、現像・画像転写後における感光体101上の表面に残留したトナーを除去し回収する。
トナーカートリッジユニット20は、現像装置102の上方に配され、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各未使用トナー(粉体状のトナー)を貯蔵しているトナーカートリッジ200A〜200Dを着脱可能に備えている。トナーカートリッジ200から現像装置102へトナー補給パイプ105を介してトナーが供給されるようになっている。トナーカートリッジの詳細は後述する。
露光ユニットEは、帯電装置103によって帯電された感光体101を画像データに応じて露光することにより、感光体101の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する。露光ユニットEは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー4、第1反射ミラー7、および第2反射ミラー8等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体101A〜101Dのそれぞれに照射する。よって、感光体101A〜101Dのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
本実施形態では、露光ユニットEは、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット(LSU)を用いている。ただし、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、EL(エレクトロルミネッセンス)やLED書込みヘッドを用いてもよい。
感光体101の上方に配置されている中間転写ベルト11は、駆動ローラ11aと従動ローラ11bとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト11の外周面は、感光体101D、感光体101C、感光体101Bおよび感光体101Aにこの順に対向する。
中間転写ベルト11を挟んで各感光体101A〜101Dに対向する位置に、一次転写ローラ13A〜13Dが配置されている。つまり、一次転写ローラ13A〜13Dは、中間転写ベルト11の裏側(内周面)に配置されている。中間転写ベルト11が感光体101A〜101Dに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。中間転写ベルト11は、例えば、厚さ100〜150μm程度のフィルムで無端状に形成されている。
一次転写ローラ13A〜13Dには、感光体101A〜101Dの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト11上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体101A〜101Dに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト11の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト11の外周面にフルカラーのトナー像(多色トナー像)が形成される。
但し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、4つの感光体101A〜101Dのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体101のみにおいて、静電潜像およびトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体101Aのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト11の外周面には、ブラックのトナー像のみが転写される。
各一次転写ローラ13A〜13Dは、例えば、直径8〜10mmの金属(例えば、ステンレス)を素材とする軸の表面を導電性の弾性材(例えば、EPDM、発泡ウレタン等)により被覆して構成されている。この導電性の弾性材によって中間転写ベルト11に均一に高電圧を印加する。本実施形態では、転写電極としてローラ型の一次転写ローラ13A〜13Dを使用しているが、それ以外にブラシ型の電極なども使用可能である。
以上のように各一次転写位置において中間転写ベルト11の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト11の回転によって、二次転写ローラ14との対向位置である二次転写位置に搬送される。そして、別途搬送されてきた用紙に二次転写ローラ14により転写される。
二次転写ローラ14は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ11aの周面に接触する中間転写ベルト11の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。当該ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ14若しくは駆動ローラ11aの何れか一方は、金属等の硬質材料からなり、他方は、弾性ローラ等の軟質材料(弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等)からなる。
給紙カセット16または手差し給紙トレイ17から給紙された用紙が、搬送され、二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間を通過する際に、二次転写ローラ14にトナーの帯電極性(−)とは、逆極性(+)の高電圧が印加される。このように、各感光体101(101A〜101D)上の静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト11上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト11の回転によって、搬送されてきた用紙と中間転写ベルト11との接触位置に移動し、この位置に配置されている二次転写ローラ14によって、中間転写ベルト11の外周面から用紙上にトナー像が転写される。
中間転写ベルト11と感光体101との接触により中間転写ベルト11に付着したトナー、および中間転写ベルト11から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに、中間転写ベルト11上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となる。そのため、中間転写ベルトクリーニングユニット12によって除去されて回収される。
中間転写ベルトクリーニングユニット12には、中間転写ベルト11に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト11は、裏側から従動ローラ11bにて支持されている。
可視画像としてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ15aと加圧ローラ15bを備える定着装置15に導かれる。そして、加熱ローラ15aと加圧ローラ15bとの間を通過して、加熱および加圧処理を受ける。これによって、可視画像となるトナー像が用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ18aによって排紙トレイ18上に排出される。
給紙カセット16は、画像形成に使用する用紙(シート、記録材)を蓄積しておくためのものである。給紙カセット16は、本実施形態では、各画像形成部31A〜31D及び露光ユニットEの下方に設けられている。また、手差し給紙トレイ17は、画像形成装置100の側壁に折り畳み自在に設けられ、手差しによる給紙を行うためのものである。一方、画像形成装置100の上部に設けられている排紙トレイ18は、画像形成済みの用紙を載置するためのものである。
画像形成装置100の内部には、給紙カセット16に収納されている用紙を二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間および定着装置15を経由して排紙トレイ18に送るための略垂直方向の用紙搬送路P1が設けられている。
用紙搬送路P1には、給紙カセット16内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路P1内に繰り出すピックアップローラ16a、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラr10、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導くレジストローラ19、および、用紙を排紙トレイ18に排出する排紙ローラ18aが配置されている。
また、画像形成装置100の内部には、手差し給紙トレイ17からレジストローラ19に至る間に、ピックアップローラ17aおよび搬送ローラr10を配置した用紙搬送路P2が形成されている。さらに、排紙ローラ18aから用紙搬送路P1におけるレジストローラ19の上流側に至る間には、用紙搬送路P3が形成されている。
排紙ローラ18aは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第2面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ18に排出する。
一方、両面画像形成における第1面画像形成時には、排紙ローラ18aは、用紙の後端が定着装置15を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路P3内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路P1に導かれる。
レジストローラ19は、給紙カセット16若しくは手差し給紙トレイ17から給紙され、または用紙搬送路P3を経由して搬送された用紙を中間転写ベルト11の回転に同期したタイミングで二次転写ローラ14と中間転写ベルト11との間に導く。このため、レジストローラ19は、感光体101や中間転写ベルト11の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト11の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ19に当接させた状態で用紙搬送路P1内における移動を停止する。この後、レジストローラ19は、二次転写ローラ14と中間転写ベルト11とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト11上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
なお、画像形成部55A〜55Dの全てにおいて、画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ13A〜13Dが中間転写ベルト11を感光体101A〜101Dの全てに圧接させる。一方、画像形成部55Aのみにおいて、画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ13Aのみが中間転写ベルト11を感光体101aに圧接させる。
<トナーカートリッジ>
次に、本発明に係るトナー攪拌部材を有するトナーカートリッジの構成について図面を参照して詳細に説明する。
図3は本実施形態に係る画像形成装置100に搭載されるトナーカートリッジ200A〜200Dを具備するトナーカートリッジユニット20の構成を示す斜視図である。ここで、各トナーカートリッジ200A〜200Dは、同様の構成であり、A〜Dの符号は、上記同様、黒、シアン、マゼンタ、イエローに対するものを示している。つまり、例えば、トナーカートリッジ200Aは、現像装置102Aに対してトナーを補給するトナーカートリッジであり、ブラックトナーを収納している。各トナーカートリッジ200A〜200Dは、同じ機能を有するため、以下では、簡略してA〜Dの符号を沿えずに説明する。
図4(a)は、画像形成装置100に装着される前のトナーカートリッジ200の側面の断面図であり、図4(b)は、図4(a)のトナーカートリッジ200のAA’矢視断面図である。
トナーカートリッジ200A〜200Dは、図3に示すように、トナーカートリッジユニット20に並んで着脱可能に載置されている。トナーカートリッジ200は、図3に示すように、ロックレバー20aを持ち上げることにより、トナー収容容器(トナー収容部)201を図の矢印F方向に移動させ、ストッパプレート20bに押し当てた状態で保持されるようになっている。この時、トナーカートリッジ200では、トナー収容容器201が、図2に示すように、トナー補給パイプ105に対して略水平方向に移動することによりシャッター203が略水平方向に移動する。そして、トナー排出口204aがトナー補給パイプ105と対向する位置に配置された時に開放されて、トナー補給パイプ105の上面から現像装置102へとトナーを補給可能な状態となる。
トナーカートリッジ200は、図4(a)、(b)に示すように、トナーを収容するトナー収容容器201、オーガスクリュー202、トナー排出口204a、シャッター203、トナー攪拌部材206、オーガスクリュー支持軸受209を備えている。
トナー収容容器201は、一方端に前方後円形の断面を有する略円筒状のトナー排出部204を備え、トナーを収容する略角柱状の容器であり、その内部にオーガスクリュー202とトナー攪拌部材206とを回転自在に支持している。なお、トナー収容容器201は、ABSやPS(例えば、肉厚1.5mm程度)を用いて形成される。
オーガスクリュー202は、回転軸202a、螺旋羽根202b、駆動ギア202cを備え、回転することによりトナー収容容器201内部のトナーをトナー排出口204aに向けて搬送する。
トナー攪拌部材206は、回転軸208bの周りに1枚の攪拌羽根208aを有し、トナー収容容器201内で回転軸208bの周に回転することにより、トナー収容容器201内のトナーを解す。トナー攪拌部材206の詳細については後述する。
シャッター203は、トナー排出口204aを閉鎖する位置にスライド可能に設けられる略四角形の板状の開閉弁部材であり、画像形成装置100に装着された際に、トナー排出口204aを開放するようになっている。
<トナー攪拌部材>
次に、本実施形態のトナー攪拌部材206について説明する。
図1(a)に示すようにトナーカートリッジ200の側面にはトナーをトナー収容容器201内に充填する時に用いられる内部と外部とを連通する第1開口部301が設けられている。第1開口部301には、通常はトナーの漏れを防止する為にキャップ部材が組み付けられ、密閉されている。
図1(b)にトナー攪拌部材206を示す。トナー攪拌部材206は、攪拌羽根208aと回転軸208bと備えている。図1(c)は、図1(b)のBB’矢視断面図である。また、図1(d)は、図1(c)のCC’矢視断面図である。
攪拌羽根208aは、複数個の挿入用孔304a,304bを有する可撓性シートから形成される略長方形の部材である。可撓性シートとしては、0.1mm以上0.3mm以下の厚さを有するポリエチレンテレフタレートが好ましく用いられる。
攪拌羽根208aを成す可撓性シートが、上記厚さのポリエチレンテレフタレートであると、剛性と可撓性の点でバランスがよく、トナーを適切に攪拌できる。また、攪拌羽根の交換時、あるいはリサイクル時においては、比較的小さい力でシートを撓ませて、回転軸から外すことができるので、作業性が向上する。攪拌羽根208aの回転軸208bからの外し方については後述する。
攪拌羽根208aを成す可撓性シートに設けられた複数の挿入用孔304a,304bは、図1(h)に示すように、端部に設けられた円形形状の第1挿入用孔(断面形状孔)304aと、その他複数の楕円形状の第2挿入用孔(挿入用孔)304bとを有している。
回転軸208bは、例えば、トナー収容容器201と同様に、ABSやPSを用いて形成される。回転軸208bは、図1(b)に示すように、複数の突起207a,207bを有している。複数の突起207a,207bは、回転軸208bの端部に設けられる柱状突起(柱状突起部)207aと、その他複数の傾斜突起(突起部)207bとを有し、攪拌羽根208aの複数個の挿入用孔304a,304bにそれぞれ挿入されるようになっている。
また、回転軸208bは、図1(c)に示すように、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを差し込み及び引き抜き可能に挟持する挟持部218を有している。挟持部218は、攪拌羽根208aの一方の面を支える第1挟持部218aと、攪拌羽根208aの他方の面を支える第2挟持部218bとを有する。本実施形態では、図1(c)に示すように、突起207a,207bの底部を支える土台が、第1挟持部218aを兼ねている。
トナー攪拌部材206は、攪拌羽根208aを成す可撓性シートが挟持部218に挟持され、かつ、複数の挿入用孔304a,304bに複数の突起207a,207bが挿入された状態にて、攪拌羽根208が回転軸208bに固定される。
傾斜突起207bは、円柱形状の突起であり、図1(d)に示すように、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向(シート引き抜き方向)に向かって傾斜している第1傾斜面303を備えている。図1(f)は、傾斜突起207bを、図1(d)の矢印Eの方向から見た図(傾斜突起207bを先端から見た図)である。
また、第1傾斜面303は、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向に向かって、当該傾斜突起207bの先端の断面が小さくなるように傾斜している、と言い換えることもできる。
また、本実施形態では、回転軸208bの軸方向(長手方向)かつ、第1開口部301に向かう方向が、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向である。よって、第1傾斜面303は、回転軸208bの軸方向に、第1開口部301に向かって傾斜していると言い換えることもできる。
なお、例えば、回転軸208bの軸方向(長手方向)かつ、トナー排出部204に向かう方向が、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向であってもよい。この場合には、第1傾斜面303は、回転軸208bの軸方向に、トナー排出部204向かって傾斜している。
傾斜突起207bが第1傾斜面303を備えていることにより、傾斜突起207bが第2挿入用孔304bに挿入されている挿入状態において、可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向に力をかけると、第2挿入用孔304bにおける可撓性シートを引き抜く方向下流の端部が、第1傾斜面303に沿ってスライドする。よって、攪拌羽根208aを回転軸208bから比較的小さな力で容易に外すことができる。
従って、攪拌羽根208aが劣化した場合に、容易に、作業時間を短縮して、攪拌羽根208aを交換することができる。また、攪拌羽根208aを比較的小さな力で容易に回転軸208bから取り外すことができるため、攪拌羽根208aが部分的に破断して一部がトナー収容容器201内に残ることを防止できる。よって、手間のかかる処理をすることなく、マテリアルリサイクルをすることができる。
また、攪拌羽根208aを成す可撓性シートが回転軸208bの挟持部218に挟持され、かつ、上記可撓性シート複数の挿入用孔304a,304bに複数の突起207a,207bが挿入された状態にて挿入された状態にて、攪拌羽根208aが回転軸208bに固定されているため、トナー撹拌時には攪拌羽根208aが回転軸208bから外れにくいという効果を奏する。
ここで、トナー攪拌時には、攪拌羽根208aを成す可撓性シートには、回転軸208bに固定されている短手方向の一端を中心に回転するので、攪拌羽根208aを成す可撓性シートには、回転軸208bの軸方向には力がかかり難い。本実施形態では、回転軸の軸方向と上記可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向とが平行であるので、トナー攪拌時には、上記可撓性シートには、挟持部218から引き抜く方向には力がかかり難くいということである。よって、攪拌羽根208aは、回転軸208bから容易に外れず、好適にトナーを攪拌できる。
また、傾斜突起207b及び第2挿入用孔304bが複数あるため、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを回転軸208bから取り外す時間が長くなる。しかし、本実施形態では、複数の傾斜突起207bが有する第1傾斜面303の方向が、回転軸208bの軸方向に揃っている。そのため、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを回転軸208bの軸方向に引っ張ることにより、一回の動作で傾斜突起207bと第2挿入用孔304bとの挿入状態を解除でき、攪拌羽根208aを回転軸208bから素早く取り外すことができる。
さらに、傾斜突起207bは、図1(c)、(f)に示すように、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218に差し込む方向に向かって傾斜する第2傾斜面302を備えている。よって、攪拌羽根208aを回転軸208bに取り付ける際には、傾斜突起207bの第2傾斜面302に沿って、攪拌羽根208をスライドさせることにより、第2挿入用孔304bに容易に挿入させることができる。つまり、第2挿入用孔304bにおける上記可撓性シートを挟持部218に差し込む方向上流の端部を、傾斜突起207bの第2傾斜面302に沿わせて差し込むことで、容易に第2挿入用孔304bと傾斜突起207bとを挿入状態にでき、攪拌羽根208aを回転軸208bに容易に固定することができる。
柱状突起207aは、円柱形状を有し、円形の第1挿入用孔304aに挿入する。柱状突起207aは、円形の第1挿入用孔304aに挿入することで、攪拌羽根208aの位置決め用突起として機能する。
柱状突起207aが挿入される第1挿入用孔304aは、図1(h)に示すように、柱状突起207aの突出方向の断面と一致する形状である。柱状突起207aが、柱状突起207aの突出方向の断面と一致する形状の第1挿入用孔304aに挿入されることで、トナー撹拌中に攪拌羽根208aに突発的な力が働いた場合において、攪拌羽根208aが回転軸208bの軸方向にずれることを防止できる。それとともに、柱状突起207aと第1挿入用孔304aとの挿入状態を解除するだけで、容易に攪拌羽根208aを回転軸208bから取り外すことができる。
また、図1(b)に示すように、柱状突起207aと複数の傾斜突起207bとは、回転軸208bの軸方向に沿って、柱状突起207aが端部になるよう設けられている。そのため、端部に設けられた柱状突起207aと第1挿入用孔304aとの挿入状態を解除し、後は、回転軸208bの軸方向かつ、第1開口部301に向かう方向(攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向)に引っ張るだけで、素早く攪拌羽根208aを回転軸208bから取り外すことができる。なお、本実施形態では、柱状突起207aは、回転軸208bのトナー補給部204側の端部に設けているが、第1開口部301側の端部に設けてもよい。
ここで、柱状突起207aと傾斜突起207bとの間隔、複数の傾斜突起207b同士の間隔については、制約はない。例えば30−60mmピッチで設けてもよい。また、複数の傾斜突起207bの数についても、制約はない。図(b)では7つであるが、これは、単なる一例である。
さらに、図1(h)に示すように、攪拌羽根208aを成す可撓性シートには、第1挿入用孔304aにおける当該可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向(法線方向)下流の端部に、スリットまたは切り込み線が設けられている。このようにスリットまたは切り込み線が設けられていることで、攪拌羽根208aを挟持部218から引き抜く際に、第1挿入用孔304aが広がる。よって、柱状突起207aが第1挿入用孔304aに挿入された状態を、弱い力で素早く解除することができる。
さらに、柱状突起207aは、図1(c)に示すように、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218に差し込む方向に向かって傾斜する第2傾斜面(傾斜面)302を備えている。図1(e)は、柱状突起207aを、図1(d)の矢印Dの方向から見た図(柱状突起207aを先端から見た図)である。よって、攪拌羽根208aを回転軸208bに取り付ける際には、柱状突起207aの第2傾斜面302に沿って、攪拌羽根208をスライドさせることにより、第1挿入用孔304aに容易に挿入させることができる。つまり、第1挿入用孔304aにおける上記可撓性シートを挟持部218に差し込む方向上流の端部を、柱状突起207aの第2傾斜面302に沿わせて差し込むことで、容易に第1挿入用孔304aと柱状突起207aとを挿入状態にでき、攪拌羽根208aを回転軸208bに容易に固定することができる。
攪拌羽根208aを回転軸208bに取り付ける際は、図1(c)に示すように、攪拌羽根208aは図中の「シート差し込み方向」に差し込まれる。このとき、傾斜突起207b及び柱状突起207aには、第2傾斜面302が設けられているため、攪拌羽根208aの先端のエッジ(差し込み方向下流のエッジ)が、回転軸208bの傾斜突起207b及び柱状突起207aには引っ掛からずにスライドする。そして、傾斜突起207b及び柱状突起207aは、それぞれ、第2挿入用孔及び第1挿入用孔に挿入され、かつ、攪拌羽根208aを成す可撓性シートは、挟持部218挟持されて、固定される。
攪拌羽根208aを回転軸208bから外す際は、図1(b),(d)に示すように、攪拌羽根208aは、図中「シート引き抜き方向」で示される、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向、つまり、回転軸208bの軸方向、かつ、第1開口部301に向かう方向、に引き抜かれる。
ここで、柱状突起207aは、図1(d)に示すように、トナー攪拌中における攪拌羽根208aの回転軸208bからの外れや脱落を防止するため、第1開口部301側と反対側に、傾斜面を設けていない。しかし、第1挿入用孔304aにスリットが設けけられているので、「シート引き抜き方向」に引くことで、容易に柱状突起207aと第1挿入用孔304aとの挿入状態を解除できる。
傾斜突起207bは、図1(d)に示すように、図中「シート引き抜き方向」に向かって、第1開口部301側と反対側に、第1傾斜面303を有している。よって、「シート引き抜き方向」に引くことで、第2挿入用孔304bが、傾斜突起207bに突っ掛からず、スライドして、容易に傾斜突起207bと第2挿入用孔304bとの挿入状態を解除できる。
このように、傾斜突起207bに第1傾斜面303を設けることで、回転軸208bから攪拌羽根208aを外す際に、攪拌羽根208aが有する第2挿入用孔304bが、傾斜突起207bに突っかからないので、引き抜き力を低減させることが可能となる。
以上により、攪拌羽根208aを回転軸208bから比較的小さな力で容易に外すことができる。なお、柱状突起207aにスリットが設けけられていない場合には、柱状突起207aと第1挿入用孔304aとの挿入状態を解除した後に、「シート引き抜き方向」に引くことで、攪拌羽根208aを回転軸208bから比較的小さな力で容易に外すことができる。
なお、本実施形態では、回転軸208bの軸方向かつ、第1開口部301に向かう方向が、攪拌羽根208aを成す可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向と一致しているので、第1開口部301よりトナー攪拌部材206が見えるように配置されていると、攪拌羽根208aだけを第1開口部301より引き抜くことができる。
また、第1開口部301に一番近い端部の傾斜突起207bのみ、図1(g)に示すように、第1傾斜面303が、第1開口部301からトナー排出部204に向かう方向に傾斜して、つまり第1開口部301側に、設けられていてもよい。この場合、回転軸208bから攪拌羽根208aを外す際には、次のようにすればよい。まず、端部の傾斜突起207bを、「シート引き抜き方向」とは反対方向(第1開口部301からトナー排出部204に向かう方向)に、攪拌羽根208aをスライドさせて、この端部の傾斜突起207bと第2挿入用孔304との挿入状態を解除する。その後、「シート引き抜き方向」に引くことで、残りの傾斜突起207bと第2挿入用孔304との挿入状態、柱状突起207aと第1挿入用孔304aとの挿入状態を解除することができる。
このように、端部の傾斜突起207bのみ第1傾斜面303が第1開口部301側に、設けられていることで、この端部の傾斜突起207bと第2挿入用孔304との挿入状態を容易に解除することで、攪拌羽根208aを成す可撓性シートの持ち手を確保し、その後、「シート引き抜き方向」に引き抜くことで、小さな力で容易に攪拌羽根208aを回転軸208bから外すことができる。
本実施形態では、上記のように、柱状突起207aおよび傾斜突起207bの形状は、円柱形状をベースにしているが、これは、一例であり、例えば、角柱形状であってもよい。また、柱状突起207aおよび傾斜突起207bは、先端が平坦である形状をベースとしているが、例えば、先端が丸まった形状であってもよい。
また、本実施形態では、上記のように、第1挿入用孔304aおよび第2挿入用孔304bの形状として、円形や楕円形をベースとして形成されているが、長方形やひし形(図1(i)参照)などであってもよい。
また、本実施形態では、攪拌羽根208aを成す可撓性シートは、第1挿入用孔304aにおける可撓性シートを挟持部218から引き抜く方向下流の端部(第1挿入用孔304aの法線方向)に、切り込み線を設けている。しかし、切り込み線の代わりに、例えば、法線方向に長方形状あるいはV字状のスリットを設けてもよい。
本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、種々の変更が可能である。すなわち、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更した技術的手段を組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。
本発明は、電子写真方式の画像形成装置、例えば、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機(MFP:Multi Function Printer)等で使用されるトナーカートリッジが備えるトナーを攪拌するためのトナー攪拌部材に利用することができる。
100 画像形成装置
102 現像装置
200 トナーカートリッジ
201 トナー収容容器
206 トナー攪拌部材
207a 柱状突起(柱状突起部)
207b 傾斜突起(突起部)
208a 攪拌羽根
208b 回転軸
218 挟持部
218a 第1挟持部
218b 第2挟持部
302 第2傾斜面(第2傾斜面、傾斜面)
303 第1傾斜面(第1傾斜面)
304a 第1挿入用孔(断面形状孔)
304b 第2挿入用孔(挿入用孔)

Claims (11)

  1. 挿入用孔を有する可撓性のシートで形成された攪拌羽根と、
    前記シートを差し込み及び引き抜き可能に挟持する挟持部、及び、前記挿入用孔に挿入される突起部を有する回転軸と、を備え、
    前記シートが前記挟持部に挟持され、かつ、前記挿入用孔に前記突起部が挿入された状態にて、前記攪拌羽根が前記回転軸に固定されるトナー攪拌部材であり、
    前記突起部は、前記シートを前記挟持部から引き抜く方向に向かって傾斜している第1傾斜面を備えたことを特徴とするトナー攪拌部材。
  2. 前記シートを前記挟持部から引き抜く方向は、前記回転軸の軸方向に平行な方向であることを特徴とする請求項1に記載のトナー攪拌部材。
  3. 前記突起部は、前記シートを前記挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する第2傾斜面を備えていることを特徴とする請求項1または2に記載のトナー攪拌部材。
  4. 前記回転軸は、円柱または角柱形状の柱状突起部を有し、
    前記シートは、当該柱状突起部の突出方向の断面と一致する形状の、前記柱状突起部が挿入される孔である断面形状孔を有する、ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のトナー攪拌部材。
  5. 前記突起部及び前記挿入用孔を複数有し、
    前記突起部及び前記柱状突起部は、回転軸の軸方向に沿って、当該柱状突起部が端部になるように設けられていることを特徴とする請求項4に記載のトナー攪拌部材。
  6. 前記シートは、前記断面形状孔における前記シートを前記挟持部から引き抜く方向下流の端部に、スリットまたは切り込み線を有することを特徴とする請求項4または5に記載のトナー攪拌部材。
  7. 前記柱状突起部は、前記シートを前記挟持部に差し込む方向に向かって傾斜する傾斜面を備えていることを特徴とする請求項4から6のいずれか1項に記載のトナー攪拌部材。
  8. 前記シートは、0.1mm以上0.3mm以下の厚みを有するポリエチレンテレフタレートで形成されていることを特徴とする請求項1から7のいずれか1項に記載のトナー攪拌部材。
  9. 請求項1から8のいずれか1項に記載のトナー攪拌部材と、前記攪拌羽根が前記回転軸周りに回転可能に設置されるトナー収容容器と、を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
  10. 請求項9に記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とする現像装置。
  11. 請求項10に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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