JP2016033588A - トナー収容容器、プロセスカートリッジ、現像装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナーカートリッジを安定した状態で支持して切断することが可能な現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び安定した状態で装置内部に供給されるトナーカートリッジを提供する。
【解決手段】トナーを収容するトナー収容容器９を装置本体１０１内部で保持する複数の容器保持部材３１，３２と、装置本体１０１内部に保持されたトナー収容容器９に接触してトナー収容容器９を切断し、トナー収容容器９を開封させて内部のトナーを排出させる切断手段１９４とを備えた現像装置２０に取り付けられるトナー収容容器９であって、容器保持部材３１，３２に保持される複数の被保持部２１，２２を有するトナー収容容器９。
【選択図】図８

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これら複数の機能を備えた複合機に用いられる現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及びこれ等に用いられるトナー収容容器に関する。

電子写真方式の画像形成装置において消耗品であるトナーの補給方法としては、作像部とトナー収容部とを一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジや、プロセスカートリッジもしくは画像形成装置本体に着脱可能なトナー収容容器であるトナーカートリッジを交換する方法が知られている。このような交換式のカートリッジでは、着脱時のトナーこぼれが発生するという問題があった。そして、これを解消すべく装置収容後または装置収容中に切断手段によってトナーカートリッジを開封してトナーを補充する技術が知られている（例えば「特許文献１」参照）。

しかし今までの技術では、装置収容中にトナーカートリッジを切断手段によって切断する際に、トナーカートリッジの支持状態が不安定であることからトナーカートリッジの姿勢が変化し、うまく切断できずにカートリッジ内部にトナーが残存してしまうという問題点があった。
本発明は上述の問題点を解決し、トナーカートリッジを安定した状態で支持して切断することが可能な現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置、及び安定した状態で装置内部に供給されるトナーカートリッジの提供を目的とする。

請求項１記載の発明は、トナーを収容するトナー収容容器を装置本体内部で保持する容器保持部材と、装置本体内部に保持された前記トナー収容容器に接触して前記トナー収容容器を切断し、前記トナー収容容器を開封させて内部のトナーを排出させる切断手段とを備え、前記容器保持部材が複数設けられ、前記複数の容器保持部材により前記トナー収容容器の複数箇所を保持することを特徴とする。

本発明によれば、一方の被保持部のみが容器保持部材に保持され他方の被保持部が容器保持部材に対して非接触であるので、トナー収容容器を安定した状態で保持することができる。また、他方の被保持部によってトナー収容容器の姿勢が規制されるので、トナー収容容器の姿勢が悪化して切断手段により適正な開封動作が行われないといった不具合の発生を防止することができ、トナー収容容器からのトナーの排出を確実に行うことができる。

本発明の一実施形態を適用可能な画像形成装置の概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるプロセスカートリッジを説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるプロセスカートリッジを説明する概略図である。 被保持部を一つのみ有するトナーカートリッジを説明する概略図である。 本発明の一実施形態におけるトナーカートリッジの収納を説明する概略図である。 被保持部を一つのみ有するトナーカートリッジの開封状態を説明する概略図である。 被保持部を一つのみ有するトナーカートリッジの収納時における問題点を説明する概略図である。 本発明の一実施形態に用いられるトナーカートリッジの概略図である。 被保持部を二つ有するトナーカートリッジの問題点を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の変形例を説明する概略図である。 本発明の一実施形態の他の変形例を説明する概略図である。

図１は、本発明の一実施形態に用いられる画像形成装置としてのモノクロプリンタ（以下プリンタという）の概略構成図である。プリンタ１００は、装置本体１０１、トナーＴが封入された現像装置２０を有するプロセスカートリッジ１、書込装置２、転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５等を備え、一般的な電子写真方式の作像プロセスに従って画像を形成する。

装置本体１０１には、前カバー７と後カバー８が開閉自在に設けられている。プロセスカートリッジ１、書込装置２、転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５等の構成部材は基本的には装置本体１０１に配置されている。これらプロセスカートリッジ１、書込装置２、転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５による画像形成プロセスは、図示しない制御手段によって制御されて行われる。このため、これら構成部材は制御手段と信号線を介して各種情報の送受信が行われている。

装置本体１０１の前面側に設けられた前カバー７の上方には、表示手段としての表示パネル６が設けられている。表示パネル６は図示しない制御手段と信号線等を介して接続されていて、様々な情報を表示してユーザに報知するように構成されている。例えば、制御手段はプロセスカートリッジ１の交換が必要なときはその旨を表示パネル６に表示する。ユーザは、プロセスカートリッジ１の交換表示がなされると、装置本体１０１の前カバー７を矢印Ａで示す方向に開放してプロセスカートリッジ１を取り出して交換する。ユーザは、表示パネル６に紙詰まり発生情報が表示されると、前カバー７をＡ方向もしくは前カバー７と反対側に設けられた後カバー８を矢印Ｂ方向に開放して記録材となる図示しない用紙を除去する。

図１においては、プロセスカートリッジを１色分のみで構成したモノクロプリンタを例に説明しているが、プロセスカートリッジを複数用いたカラープリンタにおいても同様の構成を採用することができる。

次に図２、図３を用いてプロセスカートリッジ１の構成について説明する。プロセスカートリッジ１は、トナー収容容器としてのトナーカートリッジ９からトナーＴを補給可能なものであり、装置本体１０１に対して脱着可能とされている。プロセスカートリッジ１は、像担持体としてのドラム状の感光体１１を中心とした画像形成部１０と、トナーカートリッジ９を収納する容器収納部としてのトナーカートリッジ収容部１９とを備えている。またプロセスカートリッジ１は、トナーカートリッジ収容部１９内のトナーカートリッジ９からトナーＴが補給されて貯留されるトナー収容部１８を備えている。本実施形態におけるトナーＴは、粉砕トナー・重合トナーの何れでもよい。トナーＴの外添材料については、シリコンオイル含有シリカが含まれていてもよい。シリコンオイル含有シリカの外添の例としては、粉砕トナーもしくは重合トナー１００部に対して疎水シリカＲＹ５０（アエロジル製）もしくはＭＳＰ００９（テイカ製）を２〜４部程度添加した。そして、２０Ｌヘンシェルミキサで周速４０ｍｍ／ｓｅｃ、５分間の混合処理を行なった後、目開き７５μｍの篩で篩って得られるものである。外添量、外添剤の種類、外添装置及び外添時間について上述の例は一例であり、本発明はこれに限られることはない。

画像形成部１０には、感光体１１の周囲に、帯電ローラ１２、感光体１１に接触してトナーを供給する現像ローラ１３、供給ローラ１５、感光体１１上の転写残トナーを掻き取るクリーニングブレード１７が配置されている。現像ローラ１３の周囲には、現像ローラ１３が保持するトナー量を規制するための規制ブレード１４が配置されている。供給ローラ１５は、トナー収容部１８から搬送されるトナーを現像ローラ１３に供給するものである。

トナー収容部１８は紙面垂直方向に延びる筒状空間であって、その内部中央にはトナーＴを攪拌しながら供給ローラ１５へと搬送する攪拌部材としてのアジテータ１６が回転可能に配置されている。プロセスカートリッジ１では、電子写真方式の周知の１成分現像プロセスに従ってトナー像を感光体１１の表面に形成する。

なお本実施形態では、プロセスカートリッジ１がトナー単体で構成された１成分現像剤による１成分現像プロセスを用いるものを例示した。しかしプロセスカートリッジ１の構成は、１成分現像プロセスに対応したものに限定されるものではなく、トナーとキャリアを備えた２成分現像剤による２成分現像プロセスを用いるプロセスカートリッジであっても良い。

本実施形態に係るプロセスカートリッジ１は、トナー収容部１８の上方にトナーカートリッジ収容部１９が配設されている。トナーカートリッジ収容部１９はケーシング１９１によって正面以外を覆われており、ケーシング１９１の正面には開口部１９１ａが形成されている。開口部１９１ａには、開閉カバー１９２が開閉自在に設けられている。開口部１９１ａは、トナーカートリッジ９をトナーカートリッジ収容部１９に装着及び取り外しする際の作業口である。本実施形態において、現像ローラ１３、規制ブレード１４、供給ローラ１５、トナー収容部１８、トナーカートリッジ収容部１９によって現像装置２０が構成されている。

本実施形態において、開閉カバー１９２は図の左右方向にスライド可能にケーシング１９１に支持されている。トナーカートリッジ収容部１９の底部となるケーシング１９１の下壁１９１ｂは、トナー収容部１８との仕切りを構成すると共に、トナーカートリッジ９のトナーＴをトナー収容部１８に補給するトナー補給口１９３が形成されている。トナーカートリッジ収容部１９内には、セットされたトナーカートリッジ９を開封するためのカッタ等の切断手段１９４が設けられている。開閉カバー１９２が開口部１９１ａを閉じている図２の状態では、トナーカートリッジ収容部１９に対してトナーカートリッジ９を装着できない。また、開閉カバー１９２を右方向に引き出して開口部１９１ａが解放されている図３の状態では、トナーカートリッジ収容部１９に対してトナーカートリッジ９を装着（セット）できる。トナー収容部１８内のトナー残量は、図示しない残量検知手段で検知される。トナーＴが所定量より少なくなると、図１に示した表示パネル６にトナー補給を促すメッセージが表示され、ユーザは開閉カバー１９２を引き出してトナーカートリッジ９をトナーカートリッジ収容部１９内に収納する。

次に、被保持部である穴９２を一つのみ有するトナーカートリッジ９３の構成について図４を用いて説明する。トナーカートリッジ９３は内部にトナーＴを収容する四面体で構成されるトナー収容部９１と、トナー収容部９１の上辺を接着した接着部９６とを有している。接着部９６は、後述する容器保持部材によって保持される被保持部である穴９２を形成するために接着幅を広く形成されている。トナーカートリッジ９３は、可撓性を有するポリエチレン等で構成された１枚のシート材を用いて四面体となるようにトナー収容部９１を形成しており、その上端を紙で形成した接着部９６によって封止されている。

図６は、上述のトナーカートリッジ９３を、容器保持部材であるワイヤを１本のみ有するトナーカートリッジ収容部内部に保持させて切断手段１９４によって開封する様子を示している。トナーカートリッジ９３は、トナーカートリッジ収容部に設けられた容器保持部材である１本のワイヤ９４によって保持され、収容部内部に案内された際に切断手段１９４に接触することにより開封される。しかしこの構成では、トナーカートリッジ９３を保持するワイヤ９４が１本のみであるため、トナーカートリッジ９３を収容部に収容する際に図７に示すようにトナーカートリッジ９３がふらついてしまう。この場合には、切断手段１９４がトナーカートリッジ９３に接触しなかったりずれた位置で開封したりしてしまう虞があり、確実なトナー補給が行われないという問題点がある。

そこで、上述の問題点を解決する本発明の一実施形態に用いられるトナーカートリッジ９の構成について図８を用いて説明する。トナーカートリッジ９は内部にトナーＴを収容する四面体で構成されるトナー収容部２３と、トナー収容部２３の上辺を接着した接着部２４とを有している。接着部２４は、後述する容器保持部材によって保持される被保持部である穴２１，２２を形成するために接着幅を広く形成されている。穴２１は接着部２４のほぼ中央に形成されており、穴２２は穴２１よりも下方であって接着部２４の一端近傍に形成されている。トナーカートリッジ９は、可撓性を有するポリエチレン等で構成された１枚のシート材を用いて四面体となるようにトナー収容部２３を形成しており、その上端を紙で形成した接着部２４によって封止されている。

次に、本発明の一実施形態に用いられる装置本体１０１側の構成について図２、図３、図５を用いて説明する。本実施形態では、トナーカートリッジ９を装着するトナーカートリッジ収容部１９がプロセスカートリッジ１に直接設けられている。このため本実施形態では、装置本体側とはプロセスカートリッジ１を示すことになる。しかしトナーカートリッジ収容部１９の設置形態としては、プロセスカートリッジ１に対して個別となるように装置本体１０１に配置した形態であってもよい。この場合、トナーカートリッジ収容部１９とトナー収容部１８とは図示しない連結路で連結し、トナーカートリッジ収容部１９内でトナーカートリッジ９内から排出されたトナーＴを、連結路を介してトナー収容部１８に供給する構成とすればよい。

トナーカートリッジ収容部１９には、トナーカートリッジ９に設けられた穴２１，２２を介してトナーカートリッジ９を保持する容器保持部材である第１軸部材３１と第２軸部材３２とが設けられている。各軸部材３１，３２はそれぞれの一端をケーシング１９１に固着された片持ち梁状態で配設されており、他端とケーシング１９１との間には隙間３３が形成されている。第１軸部材３１は、第２軸部材３２よりもその配設位置が上方となるように設定されている。開閉カバー１９２はケーシング１９１に設けられた図示しないレール部材上に配設されており、開口部１９１ａを開閉可能に構成されている。開閉カバー１９２には、各軸部材３１，３２上にトナーカートリッジ９が保持された際に、その閉動作に伴いトナーカートリッジ９をトナーカートリッジ収容部１９内部に移動させる移動端部１９２ａが設けられている。

トナーカートリッジ１９の内部であって下壁１９１ｂの上方には切断手段１９４が配設されている。切断手段１９４は、トナーカートリッジ９がトナーカートリッジ収容部１９内に収納されたときに、トナーカートリッジ９の下辺に対向する位置に配置されている。切断手段１９４は三角形状の切断刃と図示しない保持部材とを有しており、図示しない保持部材が下壁１９１ｂに固定配置されている。切断手段１９４の切断刃は、鋭角状に形成されたその自由端部をトナーカートリッジ９に相対するように配置されており、その基端部の下端はトナーカートリッジ９の下辺よりも下方に位置するように配置されている。切断手段１９４は、トナーカートリッジ９がトナーカートリッジ収容部１９内部側に移動すると、トナーカートリッジ９の下辺近傍を切り裂く位置に配置されている。

トナーカートリッジ９は、開閉カバー１９２が全開された状態で、開口部１９１ａからトナーカートリッジ収容部１９内に挿入され、接着部２４を隙間３３から挿入して各軸部材３１，３２に対して各穴２１，２２を嵌合させる。この状態から開閉カバー１９２を閉じると、移動端部１９２ａがトナーカートリッジ９に接触してトナーカートリッジ９を所定の収納位置へと押し込んでいく。この押し込み時に切断手段１９４がトナーカートリッジ９の下辺に接触し、トナーカートリッジ９が開封される。

上記構成において、穴２１が接着部２４のほぼ中央に形成され、穴２２が穴２１よりも下方であって接着部２４の一端近傍に形成されていることから、各軸部材３１，３２によって保持されたトナーカートリッジ９は図８に示す態様となる。すなわち、第１軸部材３１が上方に位置することから、トナーカートリッジ９はカートリッジ収容部１９内に安定して保持されている場合において穴２１のみが第１軸部材３１によって保持され、穴２２は第２軸部材３２によって保持されない。同じ高さに軸部材３４，３５を備えてトナーカートリッジ９に対して穴２５，２６を平行に形成する構成では、図９（ａ）に示すように、穴２５，２６が水平に形成された場合には問題がない。しかし、図９（ｂ）に示すように、穴２５，２６が水平からずれた状態で形成されると、トナーカートリッジ９の保持姿勢が水平状態からずれるため、切断手段１９４によって適切な位置を切断することができなくなる。

上述したように本発明によれば、第１軸部材３１と第２軸部材３２とがトナーカートリッジ９を保持するので、トナーカートリッジ９のふらつきを防止して良好な開封動作を行うことができる。また、第１軸部材３１のみがトナーカートリッジ９を保持し第２軸部材３２がトナーカートリッジ９に対して非接触であるので、トナーカートリッジを安定した状態で保持することができる。また、第２軸部材３２によってトナーカートリッジ９の姿勢が規制されるので、トナーカートリッジ９の姿勢が悪化して切断手段１９４により適正な開封動作が行われないといった不具合の発生を防止することができる。これにより、トナーカートリッジ９からのトナーＴの排出を確実に行うことができる。なお、穴２１，２２の径を大きくしすぎるとトナーカートリッジ９のふらつきに対しては弱くなってしまうが、操作性の観点から穴２１を第１軸部材３１よりも２ｍｍ大きく、穴２２を第２軸部材３２よりも４ｍｍ大きく形成することが望ましい。また、トナーカートリッジ９のふらつきを防止する観点から、各穴２１，２２の距離をできるだけ大きく取ることが望ましい。

図１０、図１１は、本発明の一実施形態の変形例を示している。この変形例は、上述した実施形態と比較すると、第２軸部材に代えて断面Ｌ字形状の第２軸部材３６または角棒からなる第２軸部材３７を用いる点において相違している。また、トナーカートリッジ９に、穴２２に代えて各軸部材３６，３７が貫通可能な穴２７，２８を形成する点において相違しており、他の構成は同一である。この構成により、上述した実施形態と同様の作用効果を奏すると共に、トナーカートリッジの別仕向先対応やカラー画像形成装置用の色非互換として機能させることも可能となる。

つまり、第２軸部材の形状及びこれが貫通する穴の形状が各色等で変えられており、それぞれの形状が一致した場合には穴に対して第２軸部材が貫通可能である。そして、穴の形状と第２軸部材の形状とが一致しない場合（例えば、入るべき色とは異なる色のトナー収容容器が入れられそうになった場合等）には、穴に第２軸部材が入らず（入ったとしても嵌合せず）に誤挿入を防ぐことができる。

上述した各実施形態では、現像装置としてプロセスカートリッジ１を示したが、本発明が適用可能な現像装置はこれに限られず、装置本体１０１に直接設けられた現像装置にも本発明は適用可能である。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上述した特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。
例えば、本発明を適用する画像形成装置は、上述のタイプの画像形成装置に限らず、他のタイプの画像形成装置であってもよい。すなわち、本発明を適用する画像形成装置は、プリンタ、ファクシミリの単体、あるいはこれらの複合機、これらに関するモノクロ機やカラー機等の複合機であってもよい。その他、本発明を適用する画像形成装置は、電気回路形成に用いられる画像形成装置、バイオテクノロジー分野において所定の画像を形成するのに用いられる画像形成装置であってもよい。

本発明の実施の形態に記載された効果は本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ プロセスカートリッジ
９ トナー収容容器（トナーカートリッジ）
２０ 現像装置
２１，２２，２７，２８ 被保持部（穴）
３１ 容器保持部材（第１軸部材）
３２ 容器保持部材（第２軸部材）
１００ 画像形成装置（プリンタ）
１０１ 装置本体
１９４ 切断手段

特開平８−２７２２０４号公報

Claims (8)

1. トナーを収容するトナー収容容器を装置本体内部で保持する容器保持部材と、装置本体内部に保持された前記トナー収容容器に接触して前記トナー収容容器を切断し、前記トナー収容容器を開封させて内部のトナーを排出させる切断手段とを備え、前記容器保持部材が複数設けられた現像装置に取り付けられるトナー収容容器において、
   前記容器保持部材に保持される複数の被保持部を有することを特徴とするトナー収容容器。
2. 請求項１記載のトナー収容容器において、
   前記複数の被保持部は、前記現像装置に安定して支持されているときにその一つのみが前記容器保持部材に接触し、その他は前記容器保持部材に非接触であることを特徴とするトナー収容容器。
3. 請求項２記載のトナー収容容器において、
   前記複数の被保持部は、前記容器保持部材に接触しているものと前記容器保持部材に非接触のものとでそれぞれ形状が異なることを特徴とするトナー収容容器。
4. 請求項２または３記載のトナー収容容器において、
   前記複数の被保持部はそれぞれの位置が高さ方向においてずれて配置されていることを特徴とするトナー収容容器。
5. 請求項１ないし４の何れか一つに記載のトナー収容容器が用いられることを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 請求項１ないし４の何れか一つに記載のトナー収容容器が用いられることを特徴とする現像装置。
7. 請求項１ないし４の何れか一つに記載のトナー収容容器が用いられることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項５記載のプロセスカートリッジまたは請求項６記載の現像装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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