JP2024058597A - トナーカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】従来の構成をさらに発展させる。【解決手段】トナーカートリッジは、トナー収容室と、トナー排出室と、連通路と、前記トナー排出室に設けられる排出口と、外部から駆動力を受けるカップリングと、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、前記トナー排出室内に設けられ、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを排出する第1シート及び第2シートと、を備える。前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放されるように構成され、前記第2シートは、前記第1シートに対して変位可能かつ接触可能に構成される。【選択図】図37
Description
本発明は、記録媒体に画像を形成するために用いられる画像形成装置と、画像形成装置に用いられるトナーカートリッジに関するものである。
一般に、電子写真方式による画像形成装置では、画像形成に伴って消費されるトナー(現像剤)を補給するために、トナーを収容したトナーカートリッジを、画像形成装置本体に着脱可能に設ける構成が知られている。
従来、トナーカートリッジにポンプを配置しポンプを用いてトナーカートリッジから画像形成装置本体へトナーを補給する方法が提案されている(特許文献1参照)。また、トナーを搬送するスクリューにシートを取り付け、該シートによって補助的にトナーを排出口から排出するトナーカートリッジが提案されている。
更に、トナー収容容器内のトナーを撹拌するトナー撹拌部材と、トナー収容容器内のトナーを、トナー排出口を介して外部に排出するトナー搬送部材と、を備えたトナーカートリッジが提案されている(特許文献2参照)。トナー搬送部材は、トナー排出口に臨む位置に配置された矩形状の排出羽根を有している。
本発明は従来の構成をさらに発展させたものである。
本発明は、外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、トナーを収容するトナー収容室と、前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、外部から駆動力を受けるカップリングと、前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、前記トナー排出室内に設けられ、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する第1シート及び第2シートと、を備え、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放されるように構成され、前記第2シートは、前記第1シートに対して変位可能かつ接触可能に構成される。
本発明によれば、従来技術を発展させることができる。
<第1の実施の形態>
以下に図面を参照して第1の実施形態について説明する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
以下に図面を参照して第1の実施形態について説明する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
[画像形成装置の全体構成]
第1の実施の形態に係る画像形成装置100の全体構成について図1を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態に係る電子写真方式のプリンタである画像形成装置100を示す概略図である。本実施の形態において、プロセスカートリッジ1、及び、トナーカートリッジ13は画像形成装置100の装置本体100Bに対して着脱可能となっている。なお、画像形成装置100から各カートリッジ(1、13)を除いた部分を、画像形成装置100の本体若しくは装置本体100Bと呼ぶ場合がある。装置本体100Bは、トナーカートリッジ13から排出されたトナーを受けるように構成されている。
第1の実施の形態に係る画像形成装置100の全体構成について図1を用いて説明する。図1は、第1の実施の形態に係る電子写真方式のプリンタである画像形成装置100を示す概略図である。本実施の形態において、プロセスカートリッジ1、及び、トナーカートリッジ13は画像形成装置100の装置本体100Bに対して着脱可能となっている。なお、画像形成装置100から各カートリッジ(1、13)を除いた部分を、画像形成装置100の本体若しくは装置本体100Bと呼ぶ場合がある。装置本体100Bは、トナーカートリッジ13から排出されたトナーを受けるように構成されている。
本実施の形態では、第1~4の画像形成部の構成と動作は、形成する画像の色が異なることを除いて実質的に同じである。したがって、以下において、特に区別を必要としない場合は、添え字であるY~Kを省略して総括的に説明する。
第1~第4のプロセスカートリッジ1は水平方向に並んで配置されている。各プロセスカートリッジ1は、クリーニングユニット4と現像ユニット6から形成される。クリーニングユニット4は像担持体としての感光ドラム7と、感光ドラム7の表面を均一に帯電する帯電手段としての帯電ローラ8、及び、クリーニング手段としてのクリーニングブレード10を有する。現像ユニット6は、現像ローラ11と現像剤(以下、トナー)Tを収容し、感光ドラム7上に静電潜像を現像する現像手段を有する。クリーニングユニット4と現像ユニット6は、互いに揺動可能に支持されている。なお、第1のプロセスカートリッジ1Yは現像ユニット6内にイエロー(Y)のトナーを収容している。同様に、第2のプロセスカートリッジ1Mはマゼンタ(M)、第3のプロセスカートリッジ1Cはシアン(C)、第4のプロセスカートリッジ1Kはブラック(K)のトナーを収容している。
プロセスカートリッジ1は、画像形成装置100の本体に設けられた装着ガイド(不図示)、位置決め部材(不図示)などの装着手段を介して、画像形成装置100の本体に着脱可能になっている。また、プロセスカートリッジ1の下方には静電潜像を形成するためのスキャナユニット12が配置されている。さらに、画像形成装置においてプロセスカートリッジ1より後方(プロセスカートリッジ1の挿入方向において、プロセスカートリッジ1よりも下流)に廃トナー搬送ユニット23が配置されている。
第1~第4のトナーカートリッジ13は、各プロセスカートリッジ1に収容されるトナーの色と対応した順序で、プロセスカートリッジ1の下方にそれぞれ水平方向に並んで配置されている。なお、以降の説明において、トナーカートリッジ13を単にカートリッジ13と呼ぶ場合がある。
第1のカートリッジ13Yはイエロー(Y)のトナーを収容しており、同様に、第2のカートリッジ13Mはマゼンタ(M)、第3のカートリッジ13Cはシアン(C)、第4のカートリッジ13Kはブラック(K)のトナーを収納している。そして、各カートリッジ13は、同色のトナーを収容したプロセスカートリッジ1にトナーを補給する。
カートリッジ13によるトナーの補給動作(供給動作)は、画像形成装置100の装置本体100Bに設けられた残量検知部(不図示)が、プロセスカートリッジ1内のトナー残量不足を検知した際に行われる。カートリッジ13は、画像形成装置100の本体に設けられた装着ガイド(不図示)、位置決め部材(不図示)などの装着手段を介して、画像形成装置100に着脱可能になっている。
また、トナーカートリッジ13とプロセスカートリッジ1とを区別して呼ぶ際に、両者の一方を第1のカートリッジ、他方を第2のカートリッジなどと呼ぶ場合もある。なお、プロセスカートリッジ1、カートリッジ13の詳細説明は後述する。
画像形成装置100の本体内部には、第1~第4のカートリッジ13の下方に、第1~第4のトナー搬送装置14が各カートリッジ13に対応するように配置される。プロセスカートリッジ1の上方には、中間転写体としての中間転写ユニット19が設けられている。中間転写ユニット19は、一次転写部S1側を下方にして略水平に配置されている。各感光ドラム7に対向する中間転写ベルト18は、回転可能な無端状のベルトであり、複数の張架ローラに張架されている。中間転写ベルト18の内面には、一次転写部材として一次転写ローラ20が中間転写ベルト18を介して各感光ドラム7と一次転写部S1を形成する位置にそれぞれ配置されている。また、二次転写部材である二次転写ローラ21は、中間転写ベルト18に接触し、中間転写ベルト18を介して対向側のローラと二次転写部S2を形成している。さらに、左右方向(二次転写部S2と中間転写ベルトが張架される方向)において、二次転写部S2と反対側にクリーニングユニット22が配置される。
中間転写ユニット19のさらに上方には、定着ユニット25が配置されている。定着ユニット25は、加熱ユニット26と、加熱ユニット26に圧接する加圧ローラ27と、で構成される。また、装置本体100Bの上面には、排出トレイ32が配設されており、排出トレイ32と中間転写ユニット19の間に廃トナー回収容器24が配設されている。さらに、装置本体100Bの最下部には記録材3を収容するための給紙トレイ2が配設されている。
図2は、画像形成装置100の装置本体100Bに搭載されたトナー搬送装置14の概要構成を示している。なお、図2は、トナー搬送装置14の内部構成を示すために一部形状を切り欠いて表示している。供給部としてのトナー搬送装置14は、大きく分けて、上流側搬送部110と下流側搬送部120によって構成されている。
上流側搬送部110の上面には受入口247(図34参照)が配置されている。トナーカートリッジ13から供給されるトナー(すなわち後述する図8(a)の排出口52から排出されるトナー)が、受入口247を通って、上流側搬送部110内部の貯蔵容器109に供給される。なお、トナーカートリッジ13が装置本体100Bに装着された状態では、排出口52は、下方に開口している。
貯蔵容器109に供給されたトナーは、貯蔵容器109に覆われた上流側スクリュー105によって搬送される。上流側スクリュー105は、上流側駆動ギア103によって、回転駆動され、下流側搬送部120へ向けてトナーを搬送する。
下流側搬送部120には、下流側壁面123が設けられており、下流側壁面123の内部には、下流側スクリュー124が配置されている。下流側搬送部120の最上流部は、上流側搬送部110の最下流部に接続されており、上流側搬送部110によって搬送されてきたトナーが、下流側スクリュー124によって搬送される。
下流側スクリュー124は、下流側駆動ギア122によって回転駆動され、重力に対して逆方向(Y1方向)にトナーを搬送する。下流側スクリュー124は、重力に対して逆方向(Y1方向)に搬送されたトナーを、本体排出口121を通して図1に図示したプロセスカートリッジ1にトナーを補給するようになっている。
詳細を説明すると、本体排出口121から排出されたトナーは、後述する図5(b)に示したカートリッジとしてのプロセスカートリッジ1の現像ユニット6に設けられた受入口40を通して、現像ユニット6内に補給される。
このように画像形成装置の装置本体は、トナーカートリッジ13から排出されたトナーを一旦、貯蔵容器109において受け入れた後、そのトナーを上流側スクリュー105や、下流側スクリュー124を使ってプロセスカートリッジ1に供給する。これによって、異なるカートリッジ13,1の間で、トナーが搬送される。
[画像形成プロセス]
次に、画像形成装置100における画像形成動作について、図1及び図3を用いて説明する。画像形成時には、感光ドラム7は図3の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。中間転写ベルト18は、矢印Bの方向(感光ドラム7の回転に順方向)に回転駆動される。
次に、画像形成装置100における画像形成動作について、図1及び図3を用いて説明する。画像形成時には、感光ドラム7は図3の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。中間転写ベルト18は、矢印Bの方向(感光ドラム7の回転に順方向)に回転駆動される。
まず、感光ドラム7の表面が帯電ローラ8によって一様に帯電される。次に、スキャナユニット12から照射されたレーザー光によって感光ドラム7の表面が走査露光されることで、感光ドラム7上に画像情報に基づいた静電潜像が形成される。感光ドラム7上に形成された静電潜像は、現像ユニット6によってトナー像として現像される。このとき、現像ユニット6は画像形成装置100本体に設けられた現像加圧ユニット(不図示)によって加圧されている。そして、感光ドラム7上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ20によって中間転写ベルト18上に一次転写される。
例えば、フルカラー画像の形成時には、第1~4の一次転写部である画像形成部S1Y~S1Kにおいて上述したプロセスが順次に行われることで、中間転写ベルト18上に各色のトナー像が順次に重ね合わされる。
一方、給紙トレイ2に収容されている記録材3は、所定の制御タイミングで給送され、中間転写ベルト18の移動と同期して二次転写部S2へと搬送される。そして、記録材3を介して中間転写ベルト18に当接している二次転写ローラ21によって、中間転写ベルト18上の4色トナー像は一括して記録材3上に二次転写される。
その後、トナー像が転写された記録材3は定着ユニット25に搬送される。定着ユニット25において記録材3が加熱・加圧されることで記録材3にトナー像が定着される。その後、トナー像が定着された記録材3が排出トレイ32に搬送されることで画像形成動作が完了する。
また、一次転写工程後に感光ドラム7上に残留した一次転写残トナー(廃トナー)は、クリーニングブレード10によって除去される。二次転写工程後に中間転写ベルト18上に残留した二次転写残トナー(廃トナー)は、クリーニングユニット22によって除去される。クリーニングブレード10、及び、クリーニングユニット22によって除去された廃トナーは、装置本体に設けられる廃トナー搬送ユニット23によって搬送され、廃トナー回収容器24に蓄積される。なお、画像形成装置100は、所望の単独またはいくつか(全てではない)の画像形成部のみを用いて、単色またはマルチカラーの画像を形成することもできるようになっている。
[プロセスカートリッジ]
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100の本体に装着されるプロセスカートリッジ1の全体構成について図3乃至図5(b)を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ1の断面図である。図4は、プロセスカートリッジ装着方向における上流側から見たときのプロセスカートリッジ1の斜視図である。図5(a)(b)は、プロセスカートリッジ装着方向における下流側から見たときのプロセスカートリッジ1の斜視図である。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100の本体に装着されるプロセスカートリッジ1の全体構成について図3乃至図5(b)を用いて説明する。図3は、本実施の形態に係るプロセスカートリッジ1の断面図である。図4は、プロセスカートリッジ装着方向における上流側から見たときのプロセスカートリッジ1の斜視図である。図5(a)(b)は、プロセスカートリッジ装着方向における下流側から見たときのプロセスカートリッジ1の斜視図である。
プロセスカートリッジ1は、クリーニングユニット4と現像ユニット6から形成される。クリーニングユニット4と現像ユニット6は回転支持ピン30を中心として、揺動可能に結合される。
クリーニングユニット4は、クリーニングユニット4内の各種部材を支持するクリーニング枠体5を有する。また、クリーニングユニット4内には、感光ドラム7、帯電ローラ8、クリーニングブレード10の他に、感光ドラム7の回転軸線方向に平行な方向に延びる廃トナー搬送スクリュー15を有する。クリーニング枠体5には、クリーニング軸受33が、クリーニングユニット4の長手両端にそれぞれ配設されており、これらのクリーニング軸受33によって感光ドラム7が回転可能に支持される。プロセスカートリッジ装着方向上流側のクリーニング軸受33には感光ドラム7から廃トナー搬送スクリュー15に駆動を伝達するためのクリーニングギア列31を備えている。
クリーニングユニット4に設けられる帯電ローラ8は、感光ドラム7に向かって、両端に配置された帯電ローラ加圧ばね36で矢印C方向に付勢されている。帯電ローラ8は感光ドラム7に対して従動するように設けられ、感光ドラム7が画像形成時に矢印A方向に回転駆動されると、矢印Dの方向(感光ドラム7の回転に順方向)に回転する。
クリーニングユニット4に設けられるクリーニングブレード10は、一次転写後に感光ドラム7の表面に残った転写残トナー(廃トナー)を除去するための弾性部材10aと、弾性部材10aを支持するための支持部材10bとから構成されている。クリーニングブレード10によって感光ドラム7の表面から除去された廃トナーは、クリーニングブレード10とクリーニング枠体5により形成される廃トナー収容室9に収容される。廃トナー収容室9に収容された廃トナーは、廃トナー収容室9内に設置される廃トナー搬送スクリュー15によって画像形成装置100の後方(プロセスカートリッジ1の着脱方向下流側)に向かって搬送される。搬送された廃トナーは、廃トナー排出部35から排出され、画像形成装置100の本体に設けられた廃トナー搬送ユニット23(図1参照)へと受け渡される。
現像ユニット6は、現像ユニット6内の各種部材を支持する現像枠体16を有する。現像枠体16は、現像ローラ11と供給ローラ17とが内部に設けられる現像室16aと、トナーが収容され、撹拌部材29が内部に設けられるトナー収納室16bとに分けられる。
現像室16aには、現像ローラ11、供給ローラ17、現像ブレード28が設けられている。現像ローラ11は、トナーを担持しており、画像形成時は矢印E方向に回転し、感光ドラム7と接触することで感光ドラム7にトナーを搬送する。また、現像ローラ11は、その長手方向(回転軸線方向)の両端部において現像軸受ユニット34によって回転可能に現像枠体16に支持されている。供給ローラ17は現像ローラ11と接触していて、かつ現像軸受ユニット34によって回転可能に現像枠体16に支持されており、画像形成時は矢印F方向に回転する。さらに、現像ローラ11上に形成されるトナー層の厚みを規制する、層厚規制部材としての現像ブレード28が、現像ローラ11の表面に当接するように配置されている。
トナー収納室16bには、収納されたトナーTを撹拌するとともに、現像室連通口16cを介して供給ローラ17へトナーを搬送するための撹拌部材29が設けられている。撹拌部材29は、現像ローラ11の回転軸線方向に平行な回転軸29aと、可撓性を有するシートである撹拌シート29bとを有する。撹拌シート29bの一端が回転軸29aに取り付けられ、撹拌シート29bの他端が自由端となっており、回転軸29aが回転して撹拌シート29bが矢印G方向に回転することで、撹拌シート29bによってトナーが撹拌される。
現像ユニット6は、現像室16aとトナー収納室16bとを連通する現像室連通口16cを有する。本実施の形態では、現像ユニット6が通常使用される姿勢(使用時の姿勢)において、現像室16aは、トナー収納室16bの上方に位置している。撹拌部材29によって汲み上げられたトナー収納室16b内のトナーは、現像室連通口16cを通って現像室16aに供給される。
さらに、現像ユニット6には、カートリッジ1の挿入方向における下流の一端に受入口40が設けられる。受入口40の上部には、受入口シール部材45と、前後方向に移動可能な受入口シャッタ41が配置されている。受入口40は、プロセスカートリッジ1が画像形成装置100の本体に装着されていない場合は受入口シャッタ41によって閉じられている。受入口シャッタ41は、プロセスカートリッジ1の着脱動作に連動し、画像形成装置100の本体に付勢されて開く構成となっている。
現像ユニット6には、受入口40に連通する受入搬送路42が設けられ、受入搬送路42の内部には受入搬送スクリュー43が配置されている。さらに、現像ユニット6の長手中央付近にはトナー収納室16bへトナーを供給するための収納室連通口44が設けられ、収納室連通口44は、受入搬送路42とトナー収納室16bを連通している。受入搬送スクリュー43は、現像ローラ11や供給ローラ17の回転軸線方向と平行に延びており、受入口40から受け入れたトナーを、収納室連通口44を介してトナー収納室16bに搬送する。
なお本実施の形態では、1つのプロセスカートリッジ1が、感光ドラム7と現像ローラ11の両方を有していたが、必ずしもこのような構成に限られるわけではない。例えば、感光ドラム7を有するクリーニングユニット4と、現像ローラ11を有する現像ユニット6と、が連結されておらず、それぞれ別のカートリッジである場合もある。この場合はクリーニングユニット4によるカートリッジをドラムカートリッジ、現像ユニット6によるカートリッジを現像カートリッジ、などと呼ぶ場合がある。この場合、カートリッジ13からトナーが供給されるのは現像ユニット6の現像カートリッジとなる。
[トナーカートリッジの全体構成]
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100に装着されるトナーカートリッジ13の全体構成について図6(a)乃至図10(b)を用いて説明する。図6(a)は、トナーカートリッジ13を示す斜視図である。図6(b)は、トナーカートリッジ13を示す正面図である。図7は、補給枠体50の蓋部分50bを取り外した状態のトナーカートリッジ13をY2方向に見た平面図である。図8(a)は、図7の8A-8A断面を示す断面図である。図8(b)は、図7の8B-8B断面を示す断面図である。図9は、図8(b)の拡大図である。図10(a)は、補給枠体50の蓋部分50b及びスクリューケース80を取り外した状態のトナーカートリッジ13をY2方向に見た平面図である。図10(b)は、スクリュー54及び排出シート171,172,173,174を示す斜視図である。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置100に装着されるトナーカートリッジ13の全体構成について図6(a)乃至図10(b)を用いて説明する。図6(a)は、トナーカートリッジ13を示す斜視図である。図6(b)は、トナーカートリッジ13を示す正面図である。図7は、補給枠体50の蓋部分50bを取り外した状態のトナーカートリッジ13をY2方向に見た平面図である。図8(a)は、図7の8A-8A断面を示す断面図である。図8(b)は、図7の8B-8B断面を示す断面図である。図9は、図8(b)の拡大図である。図10(a)は、補給枠体50の蓋部分50b及びスクリューケース80を取り外した状態のトナーカートリッジ13をY2方向に見た平面図である。図10(b)は、スクリュー54及び排出シート171,172,173,174を示す斜視図である。
トナーカートリッジ13は、その内部空間51にトナー(現像剤)を収容しており、トナーを画像形成装置100の装置本体100B(図1参照)に供給(補給)するために、装置本体100Bに装着される。
なお、トナーカートリッジ13を説明する際に、特に断りがないときには、トナーカートリッジ13が通常の姿勢、すなわち装置本体内部に装着される際の姿勢をとることを前提としつつ、以下のように方向(X1,X2,Y1,Y2,Z1,Z2)を定義する。
上下方向をY軸で示す。矢印Y1で示されるのは、上方向であり、矢印Y2で示されるのは下方向である。トナーカートリッジ13のY1方向の端に設けられた面を天面(上面)と呼び、Y2方向の端に設けられた面を底面(底部、下部、下端)と呼ぶ。トナーカートリッジ13の天面は上(Y1方向)を向いており、底面は下(Y2方向)を向いている。Y1方向、Y2方向を総称して上下方向、高さ方向、鉛直方向、重力方向、あるいはY方向、Y軸方向と呼ぶ場合がある。
前後方向をZ軸で示す。トナーカートリッジ13を画像形成装置100の本体に装着する際の装着方向において上流に向かう方向を矢印Z1で示し、装着方向の下流側に向かう方向をZ2方向とする。便宜上、Z1方向を前、Z2方向を後ろとする。つまり、トナーカートリッジ13のZ1方向の端に設けられた面をトナーカートリッジ13の前面(前部、前端)と呼び、Z2方向の端に設けられた面を後面(背面、後端、後部)と呼ぶ。また、トナーカートリッジ13のZ1方向側を非駆動側、トナーカートリッジ13のZ2方向側を駆動側と呼ぶ場合がある。
トナーカートリッジ13の前面は前(Z1方向)を向いており、後面は後ろ(Z2方向)を向いている。トナーカートリッジ13は、前面から後面までの広がり(Z軸方向の広がり)を長手方向とする。Z1方向、Z2方向を総称して、前後方向、長手方向、縦方向、あるいはZ方向、Z軸方向と呼ぶ場合がある。
更に左右方向をX軸で示す。便宜上、トナーカートリッジ13を画像形成装置100の装置本体100Bから取り外す際の取り外し方向(すなわちZ1方向)に沿って見た時に左になる方向を矢印X1で示し、右になる方向を矢印X2で示す。トナーカートリッジ13のX1方向の端に設けられた面を左側面(左面、左端、左部)と呼び、X2方向の端に設けられた面を右側面(右面、右部、右端)と呼ぶ。トナーカートリッジ13の左側面は左方向(X1方向)に面し、右側面は右方向(X2方向)に面している。トナーカートリッジ13は、左側面から右側面へ向かう方向(すなわちX軸の広がり)を短手方向とする。X1方向、X2方向を総称して、左右方向、短手方向、横方向、X方向、X軸方向、などと呼ぶことがある。
つまり、トナーカートリッジ13の前面と後面の距離は、右側面と左側面の距離よりも長く、また、上面と底面の距離よりも長い。ただしこのような構成に限られるわけではない。例えば、トナーカートリッジ13の右側面と左側面の距離を一番長くしてもよいし、あるいは、上面と底面の距離を一番長くしてもよい。
X軸、Y軸、Z軸は互いに垂直な関係である。たとえばX軸は、Y軸に対して垂直であり、かつ、Z軸に対しても垂直である。また、X軸に垂直な平面をYZ平面、Y軸に垂直な平面をZX平面、Z軸に垂直な平面をXY平面と呼ぶことがある。例えば、ZX平面は、水平面である。X方向、Z方向は、水平面であるZX平面に沿った方向であり、すなわち水平方向である。
なお、本実施の形態においては、黒以外のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の色のトナーが収容される第1~第3のカートリッジ(13Y、13M、13C)を例に用いて説明を行う。
ブラック(K)のトナーが収容される第4のカートリッジ(13K)は第1~第3のカートリッジ(13Y、13M、13C)と比べてトナー容量が大きいのみの構成でありその他には実質的な違いがない。したがって、第4のトナーカートリッジ13Kの説明は省略する。
トナーカートリッジ13によって画像形成装置100の装置本体に補給されたトナーは、上記したようにトナー搬送装置14(図2参照)によってプロセスカートリッジ1に補給される。つまりトナーカートリッジ13は、プロセスカートリッジ1に供給(補給)するためのトナーを収容している。
図6(a)乃至図10(a)に示すように、本実施の形態のトナーカートリッジ13(13Y、13M、13C)は、ケーシングとしての補給枠体50を有する。補給枠体50は、容器部分50aと蓋部分50bを有していて、容器部分50aに蓋部分50bを取り付けることで構成される。また容器部分50aと蓋部分50bによって、補給枠体50の内側に内部空間51を形成している。蓋部分50bは、トナーカートリッジ13のY1方向の端部に位置し、トナーカートリッジ13並びに補給枠体50の天面を形成する。
トナーカートリッジ13は、補給枠体50の内部空間51の中にそれぞれ配置されるスクリューユニット140及び撹拌ユニット150を有している。スクリューユニット140は、図7、図9及び図10(a)(b)に示すように、スクリュー54と、スクリュー54に固定される複数(本実施の形態では4つ)の排出シート171~174と、スクリューケース80と、を有している。スクリュー54は、スクリューケース80を貫通するように配置されており、スクリューケース80は、スクリュー54の一部及び排出シート171~174の全部を覆っている。
スクリューケース80によって、補給枠体50の内部空間51は、複数の領域に仕分けられている。つまり、内部空間51は、スクリューケース80によって、トナー収容室49、連通路48、トナー排出室57という複数の部屋に分かれている。トナー収容室49はトナーを収容するための部屋(収容室)である。トナー排出室57は、スクリューケース80及び補給枠体50によって排出シート171~174が覆われた部屋であり、トナー収容室49よりも容積が小さい。
また、トナー排出室57は、スクリューケース80及び補給枠体50によって形成され、図8(a)に示す排出口52が設けられている。トナー排出室57は、Z2方向において連通路48よりも下流に配置され、排出口52を介してトナーカートリッジ13の外部に連通する。トナー排出室57は、スクリューケース80のZ2方向における下流端部が開口部(連通口、連通路)48b(図8(b)参照)によって開放されていることにより、開口部48bを介してトナー収容室49に連通している部屋である。また、トナー排出室57内には、排出シート171~174が収容され、これら排出シート171~174は、スクリュー54と共に回転軸線99(図37(a)参照)を中心に回転し、トナー排出室57内に搬送されたトナーを排出口52から勢いよくトナーカートリッジ13の外部に排出する機能を有する。
連通路48は、スクリューケース80によってスクリュー54の一部が覆われた部屋であり、トナー収容室49とトナー排出室57とを連通させているトナーの経路である。なお、補給枠体50の内部空間51が上記のように区分けされるのはあくまで一例であって、必用に応じて適宜レイアウトを変更することが可能である。
図7及び図8(a)に示すように、撹拌ユニット150は、補給枠体50に回転可能に支持される撹拌軸151と、撹拌軸151に固定される撹拌シート152と、を有している。撹拌軸151は、Z方向に延びている。撹拌ユニット150は、回転することで、トナー収容室49に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナーをスクリュー54に向けて搬送する。
図7乃至図10(b)に示すように、補給枠体50の容器部分50aには、上方(Y1方向)に立ち上がり、X方向において並設される2つの壁50a1,50a2が設けられている。Z方向に延びるスクリュー54は、壁50a1,50a2に近接して配置され、かつX方向において壁50a1,50a2に挟まれるように配置される。スクリュー54は、壁50a1,50a2によって挟まれることで、その周囲のトナーを安定的に搬送できる。また、壁50a1,50a2と補給枠体50の蓋部分50bとの間には、空間が空いている。このため、撹拌ユニット150は、壁50a1,50a2と蓋部分50bとの間の空間を通してトナーをスクリュー54に送ることができる。
トナー収容室49内のトナーは、撹拌ユニット150によってスクリュー54に向けて送られ、さらにスクリュー54によって、連通路(連通口)48に搬送される。連通路48のトンネル形状は、スクリュー54の外形に対応して形成されている。つまりスクリュー54の周囲を囲み、スクリュー54に沿ってZ軸方向に延びるトンネル形状を連通路48は有している。連通路48は、スクリュー54によって搬送されるトナーをすり切って、連通路48の内部を通過するトナー量の規制する。つまり連通路48はトナーを定量搬送する役割をもっている。通過するトナー量をより精度よく制御するために、連通路48はトナーの搬送方向であるZ方向に沿って長く延びているのが好適であるが、必ずしもこれに限られない。例えば、トナーの搬送方向における連通路48の長さがごく短くてもよい。
スクリュー54によって搬送されるトナーの一部は、連通路48の内部に進入してトナー排出室57まで移動することができるが、残りのトナーは連通路48に入ることができず、トナー収容室49に残される。連通路48が形成するトンネルの開口の大きさと、スクリュー54の大きさの比率を適当に設定することによって連通路48の内部に進入するトナーの量を適当に決めることができる。つまり、スクリュー54が連通路48の内部を通ることによって、所望の量のトナーだけをトナー排出室57に供給することができる。
スクリュー54は、回転軸54aと、回転軸54aと一体に形成される第1ラセン54b及び第2ラセン54cと、を有する。第1ラセン54bは、トナーカートリッジ13の前面(前端)から後面(後端)に向かう方向(Z2方向)にトナーを搬送する。第2ラセン54cは、トナーカートリッジ13の後面(後端)から前面(前端)に向かう方向(Z1方向)にトナーを搬送する。第1ラセン54bは、回転軸54aのZ1方向の下流端部から、Z2方向において排出シート171~174よりも下流の位置まで形成されている。一方で、第2ラセン54cは、回転軸54aのZ2方向における下流端部にのみ形成され、スクリューケース80の外部に配置されている。
スクリュー54の第1ラセン54bによって連通路48を通ってトナー排出室57内に搬送されたトナーは、排出シート171~174によって排出口52から勢いよくトナーカートリッジ13の外部に排出される。そして、トナー排出室57内に残ったトナーの一部は、第1ラセン54bによって更にZ2方向に搬送され、開口部48bからスクリューケース80の外部、すなわちトナー収容室49に搬送される。すなわち、搬送部材としてのスクリュー54は、トナー収容室49から連通路48を介してトナー排出室57へ、後述するカップリング87B(図14(b)参照)の軸線方向であるZ方向(Z2方向)にトナーを搬送する。
上述したように、トナー排出室57は、Z1方向及びZ2方向の端部において、連通路48及びトナー収容室49にそれぞれ連通している。すなわち、トナー排出室57は、スクリューケース80及び補給枠体50によって密閉される空間ではない。例えばスクリュー54によって連通路48から搬送されてきたトナーの量が排出口52から排出されるトナーの量よりも多い場合には、トナー排出室57内のトナーを開口部48bを介してトナー収容室49へと逃がすことができる。これにより、トナー排出室57内でトナーが詰まってしまうことを抑制できる。
そして、トナー収容室49内において、第1ラセン54bによってZ2方向に搬送されるトナーと、第2ラセン54cによってZ1方向に搬送されるトナーと、がぶつかり、これらのトナーは、スクリュー54の回転軸方向(Z方向)に直交する径方向に進むように促される。これにより、トナーが再び撹拌ユニット150に循環し、補給枠体50内のトナーを効率よく撹拌することができる。また、第2ラセン54cによってトナーをZ1方向に搬送するので、トナー収容室49から駆動列160側(図11参照)にトナーが漏れ出ることを抑制できる。
なおスクリュー54によって連通路48からトナー排出室57へと搬送されるトナーの量が排出口52から外部に排出されるトナーの量に対して少ない場合にはトナー排出室57内でのトナーの詰まりが発生しにくいことがある。この場合にはトナー排出室57内のトナーをトナー収容室49へと逃がさなくてもよいので、開口部48bを介してトナー排出室57をトナー収容室49に連通させなくても良く、開口部48bは不要になる。すなわち、トナー排出室57内部へと搬送されるトナーの量に応じて、開口部48bの有無を適宜決定すればよい。
また、図6(a)乃至図10(a)に示すように、補給枠体50のZ2方向側の端部(後端、後面)には、後述する駆動列160(図11参照)と、駆動列160を覆うサイドカバー62と、が取り付けられている。更に、補給枠体50のY2方向側の端部である底面50dには、シャッタ部材241が取り付けられている。補給枠体50の底面50d(図6(a)参考)には、シャッタ部材241をZ方向に移動可能に、かつX方向及びY方向には移動不能に支持するシャッタ支持部50g(図6(a)、図8参考)と、ばね座50jと、が形成されている。
シャッタ部材241は、排出口52を遮蔽可能に設けられる遮蔽部241aと、ばね座50jとの間でシャッタばね243を支持するばね支持部241bと、シャッタ孔241cと、を有する。なお、遮蔽部241aには、平板形状の弾性を有するシャッタシールが接着されていてもよい。
付勢部としてのシャッタばね243(図9参照)は、ばね支持部241bに軽圧入されており、シャッタ部材241と、補給枠体50のばね座50jとの間で縮設されている。シャッタ部材241は、シャッタばね243の付勢力により、トナーカートリッジ13の装着方向(Z2方向)に付勢されている。そして、トナーカートリッジ13が画像形成装置100に装着されていない時は、シャッタばね243によって付勢されたシャッタ部材241は、サイドカバー62のストッパ62aに突き当たることで遮蔽位置に位置決めされる。
シャッタ部材241は、トナーカートリッジ13が画像形成装置100に装着される際に、画像形成装置100に設けられた不図示の押圧部によって押圧される。これにより、シャッタ部材241は、シャッタばね243の付勢力に抗して、遮蔽位置から開放位置に移動される。
トナーカートリッジ13が画像形成装置100に装着されていない状態では、シャッタ部材241は、シャッタばね243の付勢力によって遮蔽位置に位置決めされている。この時、シャッタ部材241の遮蔽部241aは、補給枠体50の底面50dに形成された排出口52(図8(a)参照)を遮蔽し、トナーカートリッジ13からのトナーの排出を規制している。言い換えれば、シャッタ部材241が遮蔽位置に位置する時には、底面視において、遮蔽部241aは排出口52に重なるように配置され、かつ、シャッタ孔241c(図6参照)は排出口52に重ならないように配置されている。つまり排出口52は、遮蔽位置に位置するシャッタ部材241の遮蔽部241aによって閉鎖・遮蔽されている。
トナーカートリッジ13が画像形成装置100の装置本体100Bに装着されると、シャッタ部材241が装置本体100Bの押圧部によって押圧されることで、シャッタ部材241は、遮蔽位置から開放位置に移動する。シャッタ部材241が開放位置に移動することで、遮蔽部241aは排出口52を開放し、トナーカートリッジ13からトナーを排出することができるようになる。言い換えれば、シャッタ部材241が開放位置に位置する時には、底面視において、遮蔽部241aは排出口52に重ならないように配置され、かつ、シャッタ孔241cは排出口52に重なるように配置されている。つまり、排出口52は、シャッタ孔241cを介してトナーカートリッジ13の外部に連通している。シャッタ部材241はシャッタ孔241cによって排出口52を開放している状態である。
なお排出口52はトナーカートリッジ13の補給枠体50に設けられた枠体開口(容器開口)である。本実施の形態のようにシャッタ部材241にシャッタ孔241cが設けられた構成の場合には、シャッタ部材241が開位置にあるときに排出口52(枠体開口・容器開口)とシャッタ孔241cが連通するのでシャッタ孔241cも排出口52の一部とみなしてもよい。
また、シャッタ部材241はシャッタ孔241cを有していたがこれは必須ではない。例えばシャッタ部材241が開放位置に位置する時にシャッタ部材241の全体が排出口52と重ならないようにしてもよい。こうすればシャッタ部材241がシャッタ孔241cを有しなくても排出口52を開放できる。
また、シャッタ部材241自体も必須ではない。ただしトナーカートリッジ13が画像形成装置100の装置本体100Bに着脱される際や、トナーカートリッジ13が画像形成装置100の装置本体100Bから取り外されている際に、トナーが排出口52から飛散することを抑えるうえでは排出口52を閉じるためのシャッタ部材241をトナーカートリッジ13が有していることが望ましい。
[トナーカートリッジの詳細構成]
次に、図11乃至図32を用いて、トナーカートリッジ13の各部品の詳細構成について説明する。図11は、サイドカバー62を取り外した状態のトナーカートリッジ13を示す分解斜視図である、図12(a)は、補給枠体50の容器部分50aを示す斜視図である。図12(b)は、容器部分50aによる駆動列160の支持構成を示す斜視図である。図13(a)は、サイドカバー62を示す斜視図であり、図13(b)は、サイドカバー62を示す他の斜視図である。
次に、図11乃至図32を用いて、トナーカートリッジ13の各部品の詳細構成について説明する。図11は、サイドカバー62を取り外した状態のトナーカートリッジ13を示す分解斜視図である、図12(a)は、補給枠体50の容器部分50aを示す斜視図である。図12(b)は、容器部分50aによる駆動列160の支持構成を示す斜視図である。図13(a)は、サイドカバー62を示す斜視図であり、図13(b)は、サイドカバー62を示す他の斜視図である。
図11及び図12(b)に示すように、補給枠体50の容器部分50aのZ2方向における端面50mには、Z2方向に突出する第1円筒部81、第2円筒部82、第3円筒部83、第1円柱部84、第2円柱部85及びボス部90が設けられている。更に、端面50mには、2つのビス孔91,92が設けられており、ビス孔92は、第1円柱部84の軸中心に設けられている。
第1円筒部81は、スクリュー54(図7参照)に駆動力を伝達するスクリューギア86を回転可能に支持している。第2円筒部82は、撹拌軸151(図7参照)に駆動力を伝達する撹拌ギア87を回転可能に支持している。第1円柱部84及び第2円柱部85は、アイドラギア88,89をそれぞれ回転可能に支持している。アイドラギア88は、撹拌ギア87及びアイドラギア89に噛合し、アイドラギア89は、アイドラギア88及びスクリューギア86に噛合している。すなわち、撹拌ギア87の回転は、アイドラギア88,89を介して、スクリューギア86に伝達される。
図12(a)(b)に示すように、補給枠体50の容器部分50aは、長四角の箱形状を有しており、天面側が開放されている。容器部分50aのZ1方向側、すなわち非駆動側の端部には、スクリュー54及び撹拌軸151の一端部をそれぞれ回転可能に支持する円筒部93,94が設けられている。容器部分50aの底面50dには、上述した壁50a1,50a2及び排出口52と、Z方向に間隔を開けて並設される2つのボス95,96が設けられている。更に、容器部分50aのY1方向における端面には、X1方向の側に2つの角穴97,98が設けられている。
排出口52は、容器部分50aのZ方向における中央よりも駆動側(Z2方向下流側)寄りに配置されている。また、スクリュー54を支持する円筒部93は、排出口52よりもX2方向における下流に配置されている。言い換えれば、排出口52は、スクリュー54の回転軸線99に対してX方向にずれて配置されており、より具体的には、回転軸線99よりもX1方向における下流に配置されている。
図13(a)に示すように、サイドカバー62のZ1方向側(非駆動側)の面には、第1角凹部101、第1円筒部102、第2円筒部133及び第3円筒部104が設けられている。第1角凹部101及び第1円筒部102は、それぞれ補給枠体50の容器部分50aに形成されたボス部90及び第3円筒部83に係合する。これにより、サイドカバー62は、容器部分50aに対して位置決めされる。第2円筒部133及び第3円筒部104は、それぞれアイドラギア89及び撹拌ギア87の抜け止めとして機能する。
図13(b)に示すように、サイドカバー62のZ2方向側(駆動側)の面には、第2角凹部135、第4円筒部106及び長丸円筒部107が設けられている。また、サイドカバー62には、貫通孔108,119,139が設けられている。第2角凹部135には、メモリタグ111(図39参照)が設置されている。第4円筒部106及び長丸円筒部107は、トナーカートリッジ13を装置本体100B(図1参照)に位置決めするために用いられる。貫通孔108には、装置本体100Bの不図示のカップリングが挿入される。また、貫通孔108の周囲には、第3円筒部104が形成されている。貫通孔119,139には、サイドカバー62を補給枠体50の容器部分50aに対して固定するためのビスが挿入される。具体的には、図11、図12(b)及び図13(b)に示すように、2つの不図示のビスが、貫通孔139,119を通って、容器部分50aのビス孔91,92に螺合することで、サイドカバー62は容器部分50aに固定される。
次に、駆動列160(図11参照)を構成する各ギアについて、図14(a)乃至図16(b)を用いて詳述する。図14(a)(b)は、撹拌ギア87を示す斜視図である、図15は、アイドラギア88,89を示す斜視図である。図16(a)(b)は、スクリューギア86を示す斜視図である。図14(a)(b)に示すように、撹拌ギア87は、ギア部87aと、ギア部87aと同軸でZ2方向に延びる第1円筒部87bと、ギア部87aと同軸でZ1方向に延びる第2円筒部87cと、を有している。ギア部87aは、斜歯ギアから構成されている。
第1円筒部87bの内部には、第1円筒部87bの回転軸線に向かって突出し、かつZ方向に延びる3本のリブ(凸部)87hが設けられる。これら第1円筒部87bと3本のリブ(突起)87hは、装置本体100Bの不図示の駆動軸(本体側カップリング、駆動力付与部材)から駆動力を受けるカップリング87B(駆動力受け部材)を構成する。すなわち、トナーカートリッジ13のカップリング87Bは、外部から駆動力を受ける。カップリング87Bが受けた駆動力によって、カップリング87Bを備える撹拌ギア87が回転する。
カップリング87Bは、第1円筒部87bの内部に非円形の開口を有する凹形状のカップリングであり、凸形状のカップリングと係合が可能である。すなわち、装置本体100Bの駆動軸は、その外周に複数の溝が形成された凸形状のカップリングであり、トナーカートリッジ13のカップリング87Bと係合可能である。トナーカートリッジ13を装置本体100Bに装着すると、装置本体100Bの駆動軸は、第1円筒部87bの内部に進入する。駆動軸の外周に形成された3つの溝に、第1円筒部87bの内周に設けられた3つのリブ87hが係合し、駆動軸とカップリング87Bとが連結する。カップリング87Bは、駆動力受け部である3つのリブ87hを介して駆動軸から駆動力を受ける。安定的な駆動伝達の上では3つのリブ87hがカップリング87Bにあるのが好適であるが、これに限られず、リブ87hの数が1つや2つ、あるいは4つ以上であってもよい。また本実施の形態において、カップリング87Bは第1円筒部87bの内部に複数のリブ87hが設けられることによって、非円形の凹形状を有していた。しかしカップリング87Bが、別の形状であってもよい。例えば、トナーカートリッジ13に三角形の凸部から構成されたカップリングを設け、装置本体100Bの駆動軸の先端に三角形の凹形状のカップリングを設けて、これらカップリング同士を連結させてもよい。あるいは、駆動力受け部材としてカップリングではなくギアを採用してもよい。その場合は、駆動列160を構成するトナーカートリッジ13のギアの一つに、装置本体100Bのギアをかみ合わせて、駆動伝達すればよい。
更に、撹拌ギア87は、第2円筒部87cの内方に位置し、Z1方向に延びる第1円柱部87dと、第1円柱部87dよりも小径に構成され、第1円柱部87dからZ1方向に延びる第2円柱部87eと、第2円柱部87eよりも小径に構成され、第2円柱部87eからZ1方向に延びる第3円柱部87fと、を有する。これら第1円柱部87d、第2円柱部87e及び第3円柱部87fは、ギア部87a、第1円筒部87b及び第2円筒部87cと同軸上にある。第3円柱部87fのZ1方向における先端部は、2面取り形状となっている。
図15に示すように、アイドラギア88,89は、円筒形状の斜歯ギアである。図16(a)(b)に示すように、スクリューギア86は、ギア部86aと、ギア部86aと同軸でZ2方向に延びる第1円筒部86bと、ギア部86aと同軸でZ1方向に延びる第1円柱部86c、第2円柱部86d及び第3円柱部86eと、を有している。ギア部86aは、斜歯ギアから構成されている。第1円柱部86cは、ギア部86aからZ1方向に延び、第2円柱部86dは、第1円柱部86cよりも小径に構成され、第1円柱部86cからZ1方向に延びている。第3円柱部86eは、第2円柱部86dよりも小径に構成され、第2円柱部86dからZ1方向に延びており、Z1方向における先端部が1面取り形状となっている。
次に、図17乃至図18(c)を用いて、撹拌ユニット150について説明する。図17は、蓋部分50bが取り外された状態のトナーカートリッジ13を示す斜視図である。図18(a)は、撹拌ユニット150を示す斜視図であり、図18(b)は、撹拌軸151を示す正面図であり、図18(c)は、撹拌シート152を示す正面図である。
図17及び図18(a)に示すように、撹拌ユニット150は、撹拌ギア87から駆動力が伝達されて回転する撹拌軸151と、撹拌軸151に固定されて撹拌軸151と一体に回転する撹拌シート152と、から構成される。図18(a)(b)に示すように、撹拌軸151は、Z1方向における端部に設けられる円柱部151aと、Z2方向における端部に設けられるギア装着部151bと、を有している。ギア装着部151bは、内部に2面取り形状の孔151cを有しており、孔151cと円柱部151aは、撹拌軸151の回転軸線153と同心である。
また、撹拌軸151は、回転軸線153と平行な直線上に並んだ複数のボス154と、2つの位置決めボス155a,155bと、を有している。2つの位置決めボス155a,155bは、回転軸線153と平行な直線上に並んでいるが、回転軸線153の軸線方向に直交する径方向において複数のボス154に対してわずかにずれて配置されている。
撹拌シート152は、図18(a)(c)に示すように、略矩形状かつシート状に形成されている。撹拌シート152は、撹拌軸151の回転軸線153と平行な直線上に並んだ複数の長丸孔156と、位置決め孔157aと、位置決め長丸孔157bと、を有している。位置決め孔157a及び位置決め長丸孔157bは、Z方向に並んで配置されているが、回転軸線153の軸線方向に直交する径方向において複数の長丸孔156に対してわずかにずれて配置されている。長丸孔156や位置決め孔157a、位置決め長丸孔157bは、撹拌シート152の固定端に配置される。
また、撹拌シート152は、径方向において複数の長丸孔156とは反対側の端部158を有している。端部158は撹拌シート152の自由端であり、径方向において回転軸線153から遠い側の端部である。端部158は、Z方向に延びる第1直線部158aと、Z方向に対して傾斜した第2直線部158bと、を有している。第1直線部158aは、Z1方向において第2直線部158bよりも下流に配置されている。第2直線部158bは、Z2方向に向かうほど、回転軸線153や撹拌シート152の固定端に近づくように延びている。
更に、撹拌シート152は、その自由端からその回転軸線やその固定端に向かって延びる2つのスリット159a,159bを有している。すなわちスリット159a,159bは、撹拌シート152の自由端である端部158から、複数の長丸孔156が設けられた撹拌シート152の固定端や、撹拌シート152の回転軸線153に向けて延びる。スリット159a,159bは、互いに平行に延びており、Z2方向に向かうほど、回転軸線153や撹拌シート152の固定端に近づくように、Z方向に対して傾斜して延びている。これらスリット159a,159bは、Z2方向側(駆動側)寄りに配置されている。
撹拌ユニット150を組み付ける際には、撹拌軸151の位置決めボス155a,155bは、それぞれ撹拌シート152の位置決め孔157a及び位置決め長丸孔157bに挿し込まれる。これにより、撹拌軸151及び撹拌シート152が互いにZ方向及びZ方向に直交する径方向に相対的に位置決めされる。その後、撹拌シート152の複数の長丸孔156に対して、撹拌軸151の複数のボス154が挿し込まれる。この状態で、複数のボス154が熱により溶かされることでつぶされて、撹拌シート152が撹拌軸151に対して抜け止めされる。
次に、図19乃至図21(b)を用いて、スクリューユニット140の詳細な構成について説明する。図19は、スクリューユニット140を示す拡大斜視図である。図20(a)は、スクリューケース80の第1ケース141を示す斜視図であり、図20(b)は、スクリューケース80の第2ケース142を示す斜視図である。図20(c)は、スクリュー54及び排出シート171~174を示す分解斜視図である。図21(a)は、スクリューユニット140の分解斜視図であり、図21(b)は、組み付け後のスクリューユニット140を示す斜視図である。
図19に示すように、スクリュー54は、スクリューケース80によって一部が覆われ、スクリューケース80は、上述した連通路48及びトナー排出室57を形成している。スクリュー54のZ2方向における下流端部は、スクリューケース80から突出しており、上述の第2ラセン54c及びギア装着部54dが設けられている。第2ラセン54cは、第1ラセン54bと同一径である。ギア装着部54dは、スクリューギア86が装着される断面略D字状の穴部を有している。
図20(c)に示すように、スクリュー54は角ボス54eを有する。図20(c)には一つの角ボス54eが図示されているが、実際にはスクリュー54は、周方向において180度位相を異にして配置される1対の角ボス54eが設けられていて、もう一方の角ボス54eは不図示である。なお、本実施の形態では、スクリュー54に1対の角ボス54eが設けられているが、角ボス54eを1つだけ設けてもよい。
1対の角ボス54eのいずれか一方には、排出シート171~174が組付けられる。具体的には、排出シート171~174は、例えばポリカーボネートによって形成されたシートであって、厚みが250μmであり、可撓性を有している。
排出シート171~174には、それぞれスクリュー54の取付け部としての角ボス54eに挿入される角孔171a~174aが形成されている。排出シート171~174は、排出シート174から順にスクリュー54の角ボス54eに組付けられる。すなわち、排出シート174は、排出シート171~174の中で最もスクリュー54の回転軸54aに近接し、排出シート171は、最も回転軸54aから遠い位置になるように配置されている。そして、排出シート171~174は、角孔171a~174aとは反対側の先端部171b~174bが先細り形状となっている。そして、これら先端部171b~174bのZ方向における長さは、いずれも6mm以下となっている。本実施の形態においては排出シート171~174は、Z方向の幅はいずれも同じだが、必ずしもこれに限られない。
また、各排出シート171~174をそれらの長手方向に沿って測った寸法、すなわち各排出シート171~174の表面に沿ってそれぞれの被固定部である角孔(171a~174a)から、それぞれの自由端である先端部171b~174bまで測った長さは、互いに異なる。排出シート171~174の内では、排出シート174が最も長さが長く、排出シート171が最も短く形成される。例えば、排出シートの長手方向に関して、第1シートとしての排出シート171は、第2シートとしての排出シート172よりも短い。
排出シート171~174がスクリュー54の角ボス54eにはめ込まれた後、角ボス54eは、熱によって溶かされ、排出シート171~174が角ボス54eから抜け出さないように構成される。これにより、排出シート171~174は、その長手方向における一端、すなわち固定端がスクリュー54に対して固定される。この状態において、排出シート171~174は、互いに独立して移動可能かつ変位可能に構成されている。つまり各々の排出シートは、角ボス54eによってその固定端側がスクリュー54に固定されている一方、排出シート171~174の先端部171b~174bは自由端として互いに移動可能である。排出シート同士は重ね合わせられているだけであって、互いを固定しあっているわけではない。
また、排出シート171~174は、隣接する排出シートに接触可能となるように重ねて配置されている。スクリュー54の第1ラセン54bは、角ボス54eを挟んでZ2方向における上流側及び下流側の両方に設けられている。そして、角ボス54eのZ2方向における下流に配置された第1ラセン54bよりも更に下流側には、第2ラセン54cが設けられている。
なおスクリュー54に対する排出シート171~174の固定方法は角ボスを熱で溶かす方法だけに限らず、接着、溶着、挟み込み等の手段でも良く特に限定されない。
図19乃至図20(b)に示すように、スクリューケース80は、第1ケース141及び第2ケース142によって構成されている。図19及び図20(a)に示すように、第1ケース141は、円筒部141aと、取付部141bと、端部141cと、を有している。円筒部141aは、Z方向に延びており、内部に連通路48(図7参照)を形成している。取付部141bは、円筒部141aから径方向外側に延びており、底面に長丸穴141b1及び丸穴141b2が設けられている。
端部141cは、Z2方向において円筒部141a及び取付部141bの下流に配置されており、円筒部141aに接続されている。端部141cは、Z2方向における端面141c1と、端面141c1からZ1方向に窪んだ凹部141c2と、を有している。凹部141c2は、円筒部141aを中心とする断面略円形に形成されている。端面141c1には、凹部141c2を挟むように配置される2つのボス143,144と、凹部141c2に対してボス144と同じ側に配置されるビス孔145と、が設けられている。
図19及び図20(b)に示すように、第2ケース142は、板状に形成されたプレート部142aと、プレート部142aからZ2方向に突出する円筒部142bと、を有している。プレート部142aには、円筒部142bを挟むように配置された丸孔146及び長丸孔147と、第1ケース141のビス孔145に対応する位置に配置される孔148と、が設けられている。円筒部142bは、半円状の切り欠き部149を有している。
図21(a)(b)に示すように、第1ケース141は、円筒部141aにスクリュー54が挿入されるように、スクリュー54に対してZ2方向に挿し込まれる。第2ケース142は、円筒部142bにスクリュー54が挿入されるように、スクリュー54に対してZ1方向に挿し込まれる。そして、排出シート171~174が第1ケース141及び第2ケース142によって囲われるように、第1ケース141及び第2ケース142が合わされる。この時、第1ケース141のボス143,144が第2ケース142の丸孔146及び長丸孔147にそれぞれ挿入され、第2ケース142が第1ケース141に対して位置決めされる。この状態で、第1ケース141のビス孔145並びに第2ケース142の孔148に不図示のビスが取り付けられ、第2ケース142が第1ケース141に対して固定される。これにより、第1ケース141の端部141cと第2ケース142のプレート部142aによってトナー排出室57(図7参照)が形成され、該トナー排出室57に排出シート171~174が収容される。
[トナーカートリッジの組付け手順]
次に、トナーカートリッジ13の組付け手順を説明する。図22(a)は、スクリューユニット140を補給枠体50に組み付ける様子を示す斜視図であり、図22(b)は、スクリューユニット140を補給枠体50に組み付ける様子を示す断面図である。図23は、スクリューユニット140が補給枠体50に組付けられた様子を示す断面図である。
次に、トナーカートリッジ13の組付け手順を説明する。図22(a)は、スクリューユニット140を補給枠体50に組み付ける様子を示す斜視図であり、図22(b)は、スクリューユニット140を補給枠体50に組み付ける様子を示す断面図である。図23は、スクリューユニット140が補給枠体50に組付けられた様子を示す断面図である。
図22(a)(b)に示すように、スクリューユニット140は、補給枠体50の容器部分50aに対して、Z1方向における下流端部から組付けられる。すなわち、スクリューユニット140のスクリュー54のZ1方向における下流端に設けられた円柱部54fが、容器部分50aの円筒部93に挿入される。そして、円筒部93に係合した円柱部54fを中心に回動させながら、ギア装着部54dが補給枠体50の容器部分50aに挿入される。この時、スクリュー54は、変形させられながら容器部分50aに挿入される。
そして、図22(a)乃至図23に示すように、スクリューユニット140の第1ケース141の底面に設けられた長丸穴141b1及び丸穴141b2に、容器部分50aの底面に設けられた2つのボス95,96が挿入される。これにより、スクリューユニット140は、補給枠体50の容器部分50aに対して位置決めされる。なお、スクリューユニット140は、容器部分50aに対してZ方向にガタを有している。すなわち、スクリュー54の円柱部54fは、容器部分50aの円筒部93の底面に突き当たるまでZ1方向に移動可能であり、スクリュー54のギア装着部54dは、容器部分50aの側面に突き当たるまでZ2方向に移動可能である。これらスクリュー54と容器部分50aとのZ方向におけるガタ(隙間)の合計は、約1mmに設定されている。
図24(a)は、スクリューケース80が補給枠体50の容器部分50aに接着された様子を示す斜視図であり、図24(b)は、スクリューケース80の底面側を示す斜視図である。図24(b)に示すように、スクリューケース80は、接着剤によって容器部分50aに接着される接着部80aを有しており、該接着部80aは、図24(b)において一点鎖線で例示されている。そして、該接着部80aが容器部分50aに接着されることで、スクリューケース80と容器部分50aとの隙間が埋められる。これにより、トナー排出室57内のトナーが、スクリューケース80と容器部分50aとの隙間から漏れ出ることが抑制され、トナー排出室57に適正量のトナーを貯留することができる。
次に、図25に示すように、撹拌ユニット150が、補給枠体50の容器部分50aに装着される。図25は、撹拌ユニット150が容器部分50aに装着される様子を示す斜視図である。図12(a)、図18(a)及び図25に示すように、撹拌ユニット150の撹拌軸151のZ1方向における端部に設けられた円柱部151aは、容器部分50aに設けられた円筒部94に取り付けられる。
次に、駆動列160の各ギアが補給枠体50の容器部分50aに組付けられる。図26(a)は、駆動列160の各ギア及び容器部分50aを示す分解斜視図であり、図26(b)は、組付けられた駆動列160を示す正面図である。図27(a)は、スクリューギア86がスクリューユニット140のギア装着部54dに装着された様子を示す斜視図である。図27(b)は、スクリューギア86を示す斜視図であり、図27(c)は、スクリュー54のギア装着部54dを示す斜視図である。図28(a)は、撹拌ギア87が撹拌ユニット150のギア装着部151bに装着された様子を示す斜視図である。図28(b)は、撹拌ギア87を示す斜視図であり、図28(c)は、撹拌軸151のギア装着部151bを示す斜視図である。
図26(a)(b)に示すように、駆動列160の撹拌ギア87、アイドラギア88,89及びスクリューギア86は、補給枠体50の容器部分50aに設けられた第2円筒部82、第1円柱部84、第2円柱部85及び第1円筒部81にそれぞれ組付けられる。
図27(b)(c)に示すように、上述したスクリューギア86の第3円柱部86e及びスクリュー54のギア装着部54dの穴部は、それぞれ1面取りされて断面略D字状に形成されている。そして、第1円筒部81に組付けられたスクリューギア86の第3円柱部86eは、第1円筒部81を通過して、容器部分50aの内部に突出している。図27(a)に示すように、該スクリューギア86の第3円柱部86eは、スクリュー54のギア装着部54dに嵌め込まれる。これにより、スクリュー54は、スクリューギア86と一体に回転するように構成される。
図28(b)(c)に示すように、上述した撹拌ギア87の第3円柱部87f及び撹拌軸151のギア装着部151bの孔(穴部)151cは、それぞれ2面取り形状となっている。そして、第2円筒部82に組付けられた撹拌ギア87の第3円柱部87fは、第2円筒部82を通過して、容器部分50aの内部に突出している。図28(a)に示すように、該撹拌ギア87の第3円柱部87fは、撹拌軸151のギア装着部151bの孔151cに嵌め込まれる。これにより、撹拌軸151は、撹拌ギア87と一体に回転するように構成される。このように駆動列160が組付けられることによって、装置本体100Bの不図示のカップリングから撹拌ギア87に伝達された回転は、駆動列160の各ギアに伝達される。駆動列160の各ギアは、図26(b)の矢印方向にそれぞれ回転する。
次に、補給枠体50の容器部分50a内にトナーが充填され、蓋部分50bが容器部分50aに溶着や接着などの方法によって接合される。図29(a)は、補給枠体50を示す分解斜視図であり、図29(b)は、容器部分50aと蓋部分50bとの位置決め構成を示す拡大図である。図29(a)(b)に示すように、補給枠体50の容器部分50aの天面には、位置決め穴55a,55bが形成されており、蓋部分50bの底面には、位置決めボス56a,56bが設けられている。蓋部分50bの位置決めボス56a,56bは、容器部分50aの位置決め穴55a,55bにそれぞれ嵌め込まれる。これにより、蓋部分50bは、容器部分50aに対して位置決めされる。この状態で、容器部分50aの天面と蓋部分50bの底面とが溶着又は接着され、容器部分50aと蓋部分50bとが一体化する。
最後に、図11乃至図13(b)に示すように、サイドカバー62が駆動側から補給枠体50に取り付けられる。そして、2つの不図示のビスが、サイドカバー62の貫通孔139,119を通って、容器部分50aのビス孔91,92に螺合することで、サイドカバー62は容器部分50aに固定される。以上により、トナーカートリッジ13の組付けが完了する。
[各部品のZ方向における位置決め]
次に、図26(b)、図30、図31及び図32を用いて、トナーカートリッジ13の各部品のZ方向(軸線方向)における位置決め構成について説明する。図30は、図26(b)の30A-30A断面を示す断面図である。図31は、図26(b)の31A-31A断面を示す断面図である。図32は、図26(b)の32A-32A断面を示す断面図である。
次に、図26(b)、図30、図31及び図32を用いて、トナーカートリッジ13の各部品のZ方向(軸線方向)における位置決め構成について説明する。図30は、図26(b)の30A-30A断面を示す断面図である。図31は、図26(b)の31A-31A断面を示す断面図である。図32は、図26(b)の32A-32A断面を示す断面図である。
図14(a)(b)、図26(b)及び図30に示すように、撹拌ギア87は、装置本体100Bの不図示の駆動軸(駆動力付与部材、本体側カップリング)から回転駆動されることによって、次のようにしてZ1方向に押圧される。撹拌ギア87のギア部87a(図14(a)(b)参照)は、回転することによってアイドラギア88に回転力を伝達する。その際にギア部87aはアイドラギア88から回転負荷の反力を受ける。ギア部87aは斜歯ギアであるため、この反力の一部はZ1方向に働くことになる。このZ1方向に働く分力、すなわち推力(スラスト)により、撹拌ギア87の底面87gは、補給枠体50の第2円筒部82の端面82aに突き当たり、撹拌ギア87がZ方向に位置決めされる。
Z方向に直交するXY平面においては、撹拌ギア87の第2円筒部87cの内周面が、補給枠体50の第2円筒部82の外周面に支持される。なお、補給枠体50の第2円筒部82の底面部には、例えば円筒状のスポンジから構成される撹拌シール82bが設置されてもよい。撹拌シール82bは、撹拌ギア87の第1円柱部87dによってZ1方向に押しつぶされ、第2円柱部87eによってZ方向に直交する径方向に押しつぶされる。このような撹拌シール82bを設置することにより、補給枠体50に充填されたトナーがトナーカートリッジ13の外部に漏れだすことを抑制することができる。
また、図15、図26(b)及び図31に示すように、アイドラギア88は、斜歯ギアから構成されているため、Z2方向にスラスト力を受ける。これにより、アイドラギア88の端面88aは、サイドカバー62の端面62bに突き当たり、アイドラギア88がZ方向に位置決めされる。Z方向に直交するXY平面においては、アイドラギア88の内周面が、補給枠体50の第1円柱部84の外周面に支持される。また、図32に示すように、アイドラギア89は、Z1方向にスラスト力を受ける。これにより、アイドラギア89の端面89aは、補給枠体50の側面に突き当たり、アイドラギア89がZ方向に位置決めされる。
また、図16(a)(b)、図26(b)及び図32に示すように、スクリューギア86は、Z2方向にスラスト力を受ける。これにより、スクリューギア86の第1円筒部86bの端面86fは、サイドカバー62に突き当たり、Z方向に位置決めされる。スクリュー54は、スクリューギア86と補給枠体50との間のガタの範囲で移動可能に構成されている。
Z方向に直交するXY平面においては、スクリューギア86の第1円柱部86cの外周面が、補給枠体50の第1円筒部81の内周面に支持される。なお、補給枠体50の第1円筒部81の底面部には、例えば円筒状のスポンジから構成されるスクリューシール81bが設置されてもよい。スクリューシール81bは、スクリューギア86の第1円柱部86cによってZ1方向に押しつぶされ、第2円柱部86dによってZ方向に直交する径方向に押しつぶされる。このようなスクリューシール81bを設置することにより、補給枠体50に充填されたトナーがトナーカートリッジ13の外部に漏れだすことを抑制することができる。
[画像形成装置のトナー受入構成]
次に、図33及び図34を用いて、トナーカートリッジ13から排出されたトナーを受け入れる画像形成装置100のトナー受入構成について説明する。図33は、トナー搬送装置14及びトナーカートリッジ13を示す側面図である。図34は、図33の34A-34A断面を示す一部拡大図である。
次に、図33及び図34を用いて、トナーカートリッジ13から排出されたトナーを受け入れる画像形成装置100のトナー受入構成について説明する。図33は、トナー搬送装置14及びトナーカートリッジ13を示す側面図である。図34は、図33の34A-34A断面を示す一部拡大図である。
図33及び図34に示すように、画像形成装置100の内部において、装着されるトナーカートリッジ13に対向する位置には、円筒形状の受入部246が設けられている。受入部246は、弾性を有するシール部材から構成されており、トナーカートリッジ13から排出されるトナーを受け入れる受入口247を有している。
図34に示すように、トナーカートリッジ13の排出口52から落下したトナーは、受入口247へ向けて排出される。受入口247を通過したトナーは、画像形成装置100に設けられたL字状に屈曲したパイプ部248に流入する。そして、パイプ部248から上流側搬送部110及び下流側搬送部120を通って、プロセスカートリッジ1にトナーが供給される。すなわち、トナー搬送装置14は、屈曲したパイプ部248を有する。
本実施の形態では、排出口52から排出されるトナーを、排出シート171~174によって勢いよくパイプ部248に流入させることができる。その結果、トナーがパイプ部248の内部を円滑に通過できるようにしている。このようなパイプ部248は、装置本体100Bの内部におけるトナー搬送経路のレイアウトの一例である。パイプ部248を、L字に屈曲させずに、細い管形状の構成にしたり、あるいは、複雑なカーブを描く構成としたりすることも可能である。装置本体100Bの内部にこのようなトナー搬送経路を設けた場合においても、排出口52から排出されるトナーを、排出シート171~174によって勢いよく排出することで円滑に通過させることができる。このようなトナーカートリッジ13を用いれば、装置本体100Bの内部において、トナー搬送経路のレイアウトの自由度を高めることができ、ひいては装置本体100Bの設計の自由度を高めやすくなる。
また、本実施の形態の上流側搬送部110は、貯蔵容器109の壁面の一部に設けられるトナー排出検知窓251と、該トナー排出検知窓251を介して、上流側搬送部110内にトナーカートリッジ13からトナーが排出されたことを検知する、光センサ等から構成される不図示の検知部と、を有している。更に、上流側搬送部110は、上流側スクリュー105に?み合って回転する回転部材252と、回転部材252に固定されるふき取り部材253と、を有している。このため、上流側スクリュー105と共に回転部材252が回転することで、ふき取り部材253がトナー排出検知窓251を清掃することが可能となっている。これにより、例えばトナー排出検知窓251にトナーが付着し、検知部によるトナー排出の検知精度が低下することを抑制できる。
[排出シートによるトナーの排出]
次に、図35乃至図40(b)を用いて、排出シート171~174によってトナーカートリッジ13の排出口52からトナーが排出されるための構成及び動作について詳しく説明する。図35は、スクリューユニット140を示す断面図である。図36(a)は、図35の36A-36A断面を示す断面図であり、図36(b)は、図35の36B-36B断面を示す断面図である。図37(a)(b)は、排出シート171~174の動作を説明するための断面図である。図38は、ジャンプ台183の配置を説明するための断面図である。図39は、トナーカートリッジ13を示す側面図である。図40(a)は、トナーカートリッジ13を示す側面図であり、図40(b)は、図40(a)の40B-40B断面を示す断面図である。
次に、図35乃至図40(b)を用いて、排出シート171~174によってトナーカートリッジ13の排出口52からトナーが排出されるための構成及び動作について詳しく説明する。図35は、スクリューユニット140を示す断面図である。図36(a)は、図35の36A-36A断面を示す断面図であり、図36(b)は、図35の36B-36B断面を示す断面図である。図37(a)(b)は、排出シート171~174の動作を説明するための断面図である。図38は、ジャンプ台183の配置を説明するための断面図である。図39は、トナーカートリッジ13を示す側面図である。図40(a)は、トナーカートリッジ13を示す側面図であり、図40(b)は、図40(a)の40B-40B断面を示す断面図である。
図35に示すように、トナー収容室49内のトナーは、スクリュー54によって、連通路48を介してトナー排出室57に搬送される。図36(a)に示すように、スクリュー54の外径は、連通路48を形成する円筒部141aの内径よりも僅かに小さく設定されている。このため、スクリュー54によって搬送されるトナーは、円筒部141aの開口部48a(図35参照)によって擦り切られ、連通路48内に搬送されるトナー量が制限される。これにより、一定量のトナーを、連通路48を介して、トナー排出室57に供給することができる。
この時、図36(a)(b)に示すように、連通路48内の空間の断面積SA1は、トナー排出室57内の空間の断面積SA2よりも小さく設定される(SA1<SA2)。断面積SA1は、連通路48において、円筒部141aとスクリュー54との間の空間のYX平面における断面積である。断面積SA2は、トナー排出室57において、第1ケース141の端部141cとスクリュー54との間の空間のYX平面における断面積である。
好ましくは、Z方向に直交するYX平面に平行な断面において、連通路48内の空間の最小の断面積SA1は、トナー排出室57内の空間の最大の断面積SA2の半分よりも小さい(SA1min<(SA2max)/2)。本実施の形態では、断面積SA2は、断面積SA1の12倍程度に設定されている。
上述したように、連通路48においては、一定量のトナーを搬送するために、トナーが、密度が高い状態でスクリュー54によって押し込まれる。そして、連通路48において圧縮されたトナーは、スクリュー54によって連通路48からトナー排出室57に排出される。この時、トナー排出室57の断面積SA2は、連通路48の断面積SA1よりも大きいため、連通路48から排出されたトナーは、トナー排出室57内の空気と混ぜ合わさり、密度が低くなる。すなわち、トナー排出室57に搬送されたトナーは、ほぐされた状態となり、凝集しておらず、排出口52から排出されやすくなる。
図20(a)及び図36(b)に示すように、第1ケース141の内周面には、接触面としての円周面181と、離間面としての平面182と、円周面181と平面182との境界部分であるジャンプ台183と、が設けられている。円周面181は、スクリュー54の回転軸線99を中心に形成される円弧状の面であり、排出シート171~174が接触可能である。平面182は、円周面181に連続し、略水平方向に延びる面である。すなわち、平面182は、回転軸線99から離れる方向に延びている。スクリューケース80が補給枠体50に接着されることで、平面182は、補給枠体50の側壁50cまで延びている。したがって、本実施の形態におけるジャンプ台183は、円周面181と平面182との間に設けられた屈曲部として機能し、スクリュー54の回転軸線99からの距離が変化する領域である。このため、例えば、図36(b)に図示する平面上で、スクリュー54が時計回りに回転している際に、スクリュー54の回転軸線99からトナー排出室57の内壁までの距離がジャンプ台183を境に変化する。具体的には、回転軸線99と直交する平面において、回転軸線99から平面182の最遠部までの距離の方が、回転軸線99から円周面181までの距離よりも長い。
図37(a)に示すように、スクリュー54及びスクリュー54に取り付けられた排出シート171~174は、矢印R1方向に回転する。排出シート171~174は、矢印R1方向における上流側に位置するものほど長さが長く、下流側に位置するものほど長さが短い。なお、ここで言及した排出シート171~174の長さとは、排出シート171~174自身の長手方向に沿って測った長さである。
また、排出シート171~174は、外力が作用していない状態では直線状となって湾曲しておらず、互いに独立して変位可能に構成されている。ここで、スクリュー54の回転軸線99からジャンプ台183までの距離を距離D1とし、排出シートの長手方向において、回転軸線99から自然状態の排出シート171~174のそれぞれの先端部171b~174b(図20c、図36(b)参照)までの距離を距離L1~L4とする。この時、距離D1は、距離L1~L4のいずれよりも短い。
このように距離D1,L1~L4が設定されているため、スクリュー54が矢印R1方向に回転すると、排出シート171~174は、円周面181に擦接する。この時、例えば排出シート171,172は、共に円周面181に接触している際に、互いに接触可能である。そして、排出シート171~174は、円周面181との間の摩擦力により、角ボス54eと先端部171b~174bの間において、矢印R1方向における下流に膨出するように円弧状に撓む。
そして、排出シート171の先端部171bがジャンプ台183を通過すると、先端部171bは、第1ケース141の円周面181を含む内周面(内壁)から離間する。先端部171bと円周面181との間の摩擦力がなくなるため、排出シート171は、直線状となるべく弾性復帰しようとする。言い換えれば、排出シート171は、回転軸線99を中心に1回転する際に、トナー排出室57の内壁に接触することで撓んだ後に、該内壁から離間することで撓みが解放される。この時の排出シート171の弾性復帰力により、排出シート171の先端部171bは、排出口52の周囲にあるトナーを空気と共に勢いよく排出口52へと送り込む。
図37(a)(b)に示すように、排出シート171の先端部171bがジャンプ台183を通過した後、次に排出シート172の先端部172b、排出シート173の先端部173b、及び排出シート174の先端部174bが順にジャンプ台183を通過する。排出シート172は、排出シート171に対して変位可能且つ接触可能に構成されている。そして、先端部172b~174bは、先端部171bと同様に、第1ケース141の円周面181を含む内周面から離間し、各排出シート172~174の弾性復帰力により、排出口52の周囲にあるトナーを空気と共に勢いよく排出口52へと送り込む。つまり各排出シート172~174は、自身の弾性変形を少なくとも部分的に解放するようことによって、トナーを排出口52に向けて加速させる。また、先端部171b~174bは、排出口52内に進入可能となるようにそれぞれ先細り形状となっているので、トナーを効率よく排出口52へ送り込むことができる。なお、本実施の形態に係る排出シート171~174は、先端が先細り形状を採用したが、これに限定されるものではない。例えば、排出シート171~174の形状は、排出口52からのトナーの排出量が大きく減少するなどの影響がなければ、どのような形を採用してもよい。例えば、排出シート171~174の幅は、スクリュー54の回転軸線に近い根元側から先端部171b~174bまで同じ寸法であってもよい。また、排出シート171~174のそれぞれが、先端部171b~174bの先細りの度合い(寸法)を異ならせる構成であってもよい。すなわち、本実施の形態に係る排出シート171~174は、回転時のあるタイミングでジャンプ台183などと接触することで撓み、そして、その後の回転が進行したタイミングで排出シートの撓みが解放される構成であればよい。
このように、4枚の排出シート171~174により、連続してトナーを排出口52に送り込むことで、スクリュー54が1回転する際に排出口52に送り込まれるトナーを分散することができ、画像形成装置100のパイプ部248(図34参照)でのトナー詰まりを低減することができる。また、排出シート171~174のそれぞれが勢いよく押し込むことが可能なトナーだけを排出口52に送り込むので、トナー詰まりを低減することができる。また、4回に分けて排出シート171~174によってトナーを排出口52から排出するので、スクリュー54が1回転する際に排出口52に送り込まれる合計のトナー量を増大できる。
また、本実施の形態では、排出シート171~174によってトナー排出室57内のトナーを排出口52に向けて送り込む構成であるため、ポンプ等を用いてトナーを排出する構成に比して、簡易にかつ安価に構成することができる。
また、本実施の形態では、排出シート171~174を角ボス54eの1か所で重ねあわすように設置し、かつ矢印R1で示される回転方向における上流に位置する排出シートほど、排出シートの長手方向の長さが長くなっている。このため、排出シート171~174を短期間にかつ連続的にジャンプ台183を通過させ、弾性復帰(撓みを解放)させることができる。このため、例えば1枚目の排出シート171が排出口52に到達した直後に、2枚目の排出シート172が排出口52に到達し、排出口52付近の適量のトナーを確実に排出口52へ送り込むことができる。また、1枚目の排出シート171と2枚目の排出シート172との時間的な間隔が空くと、排出口52の周囲のトナーが過剰に排出口52へ流入する。しかしながら、本実施の形態では、1枚目の排出シート171と2枚目の排出シート172との時間的な間隔が短いので、排出口52へ過剰なトナーが流入することを抑制できる。すなわち、排出シート171~174は、スクリュー54が1回転する際に、一定量のトナーを複数回(本実施の形態では4回)に分けて、勢いよく排出口52に送り込むことができる。
排出シート171~174の自由端である先端部171b~174bがジャンプ台183を通過する前の状態では、排出シート171~174は先端部171b~174bを矢印R1で示される回転方向において上流に変位させるように変形している。一方、先端部171b~174bがジャンプ台183を通過した直後に、排出シート171~174は変形を解消させる。つまり、排出シート171~174は、その弾性力(弾性復帰力)によって、回転方向の上流に変位していた先端部171b~174bを回転方向の下流へ向けて移動させる。先端部171b~174bが回転方向の下流にむけて加速することを利用して、排出シート171~174は先端部171b~174bの周囲のトナーを排出口52に向けて加速させることが可能である。別の言い方をすると、排出シート171~174は、自身の弾性力(弾性復帰力)をトナーに加えることにより、ジャンプ台183から回転方向下流の排出口52に向けてトナーを移動させる。
なお排出シート171~174がジャンプ台183を通過した際に、排出シート171~174の撓み・弾性変形が必ずしも完全に解放される必要はない。排出シート171~174の撓み・弾性変形が少なくとも部分的に解放されれば、その過程において排出シート171~174はその周囲のトナーを排出口52に送りこむことが可能である。
排出シート171~174において矢印R1で示される回転方向の下流に位置するものほど、外力を受けない自然状態における長さや半径が短い。すなわち、排出シート171は、回転軸線99から先端部171bまでの距離が一番短く、排出シート174は、回転軸線99から先端部174bまでの距離が一番長い。その結果、回転方向の下流に位置する排出シートほど、その先端部がトナー排出室57の内壁から離れるタイミングが早く、上流に位置する排出シートほど、その先端部がトナー排出室57の内壁から離れるタイミングが遅い。回転方向の下流にある排出シートから順次、撓みが解放されるようにそのタイミングをずらすことで、ジャンプ台183の周囲から排出口52に向けて連続的にトナーを搬送することができる。そして、排出シート171~174が一回転する時間のうち、排出口52に向かってトナーが移動している時間帯を長くとることができる。
本実施の形態では、回転方向の上流に配置される排出シートほど径方向の長さが長くなるように構成されている。つまり、排出シート171~174の各々の径方向の長さL1,L2,L3,L4が、L1<L2<L3<L4となるように段階的に異なる。すべての排出シートの組み合わせにおいて回転方向の上流に配置されるシートほど径方向の長さが長い関係が満たされると特に好適である。しかし、必ずしもすべての排出シートの組み合わせにおいて上述の関係が満たされていなくてもよい。
例えば、排出シート172の長さL2と排出シート173の長さL3を同じにして、L1<L2=L3<L4とすることが考えられる。この場合、排出シート172と排出シート173の間では上述の関係性が満たされていないが、そのほかのシートの組み合わせでは上述の関係性を満たしているといえる。排出シート173の働きが低減される可能性があるが、排出シート171、172、174によって必要量のトナーを搬送し得ればこのような構成でもよい。
あるいは、排出シート172の長さL2を一番短くして、L2<L1<L3<L4としてもよい。この場合、排出シート172と他の排出シートの間では上記関係が満たされない。しかし、排出シート171、173、174の間では上記関係が満たされる。排出シート172の働きが低減される可能性があるが、排出シート171、173、174によって必要な量のトナーを搬送し得ればこのような構成でもよい。
このように重ねられた複数の排出シートの中で、第1シートと、第1シートよりも長く第1シートよりも回転方向の上流に位置する第2シートと、の組み合わせが少なくとも1つあればよい。ただし最下流に配置された排出シート171が一番長いシートとなることは避けて、排出シート171よりも長い排出シートが他にあることがより望ましい。つまり最下流の排出シート171の長さよりも、上流に配置された排出シート172、173、174のいずれかの長さの方が長いことがより望ましい。なお、複数の排出シート171~174の長さが略同一であってもよい。排出シート171~174のスクリュー54の回転軸線99から離れる方向への長さとしては、排出口52から排出されるトナー量が極端に少なくならなければ、どのような長さを採用してもよい。
また、本実施の形態では、ジャンプ台183において、円周面181と平面182との間に段差が形成されており、該ジャンプ台183を排出シート171~174の先端部171b~174bが通過することで、排出シート171~174の撓みが解放される。すなわち、スクリュー54が1回転する際に、排出シート171~174が撓んだ状態から撓みが一気に解放されるように構成される。このためには、ジャンプ台183のような段差がトナー排出室57内に形成されることが好ましい。
例えば、トナー排出室57の内壁(第1ケース141の内周面及び側壁50cを含む)において、回転軸線99からの距離が、上記距離L1よりも短い箇所と、上記距離L4よりも長い箇所と、が存在することが好ましい。例えば、図37(a)に示すように、回転軸線99と側壁50cの下端までの距離D2は、距離L4よりも長いと好ましい。但し、ジャンプ台183を通過した先端部171b~174bが排出口52に至るまでに、トナー排出室57の内壁に接触しないのであれば、距離D2が距離L4以下に設定されてもよい。
各排出シートの回転軸線99から内壁までの距離を測ると、矢印R1で示される回転方向においてジャンプ台183の下流における距離D2の方が、ジャンプ台183の上流における距離D1よりも長い。そして各排出シートの回転軸線99から内壁までの距離が、ジャンプ台183を境界として非連続に変化している。これは長さの異なる排出シート171~174それぞれの先端部171b~174bをジャンプ台183において確実にトナー排出室57の内壁から離間させるうえでは好適である。なお、本実施の形態では、各排出シート171~174を撓ませ、そして、撓んだ状態から解放するための部分として、ジャンプ台183を設ける構成について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、回転軸線99と直交する平面において、トナー排出室57の内壁に平面182を設けなくてもよい。例えば、トナー排出室57の内壁と回転軸線99との間の距離が、滑らかに(連続的に)変化するようにトナー排出室57の内壁を構成してもよい。そして、この場合に、円周面181から回転軸線99側に突出する突起部を設け、各排出シート171~174の回転に応じて、当該突起部と接触することで各排出シート171~174が撓み、当該突起部を乗り越えることで排出シート171~174の撓みが解放される構成とすればよい。すなわち、ジャンプ台183と同じ機能を備えた別の部材を採用する構成であってもよい。この構成であれば、突起を乗り越えて各排出シート171~174が回転する際の排出シート171~174の移動力により、トナーを効果的に排出することができる。
なお、排出シート171~174の先端部171b~174bがジャンプ台183を通過したあと排出口52に至るまでの途中の段階において、先端部171b~174bがトナー排出室57の内壁に接触する場合が考えられる。例えば先端部171b~174bが排出口52に至る前に、トナー排出室57の内壁と一時的に接触したり、あるいはごく軽く接触することも考えられる。そのような場合であっても、このような接触が排出シート171~174の撓みの解消に与える影響が比較的小さいのであれば、排出シート171~174によるトナーの搬送性を保つことができる。
ただし排出シート171~174によるトナーの搬送性をより高めるうえでは、先端部171b~174bがトナー排出室57の内壁から離間しているタイミングがあることが望ましい。特に、ジャンプ台183を通過してから排出口52が形成された面(底面)や排出口52の縁に接触するまでの間に、先端部171b~174bが全く内壁に接触しないのがより望ましい。
図38では、X方向における補給枠体50の容器部分50aの中心を中央部としての中心線CPで表している。中心線CPは、容器部分50aのX1方向における上流端と下流端との中央を通り、Y方向に延びる直線である。中心線CPに対して、スクリュー54の回転軸線99と排出口52は、同じ側に配置されている。また、X方向において、中心線CPと排出口52の縁との間の距離D4は、中心線CPと回転軸線99との間の距離D3よりも長い。言い換えれば、排出口52を下方に向けたトナーカートリッジ13の姿勢においてZ方向(軸線方向)に沿って見たとき、X方向(水平方向)において、回転軸線99は、排出口52よりもトナーカートリッジ13の中心線CPに近い。
また、ジャンプ台183は、排出口52を下方に向けたトナーカートリッジ13の姿勢においてZ方向(軸線方向)に沿って見たとき、X方向(水平方向)において回転軸線99に対して排出口52と同じ側に位置する。つまりZ方向(軸線方向)に沿って使用時の姿勢のトナーカートリッジ13を見た図38において、ジャンプ台183は排出口52と同じく、回転軸線99に対して右側に位置する。更に、本実施の形態では、排出口52は、ジャンプ台183の直下に配置されている。言い換えれば、ジャンプ台183は、X方向(水平方向)において排出口52にオーバーラップする位置に配置されている。このような配置により、ジャンプ台183によって撓みが解放されて勢いづいた排出シート171~174が、排出口52に衝突する。そして、排出シート171~174によってトナーを空気と共に排出口52に勢いよく送り込み、トナー詰まりを抑制することができる。なお、排出口52は、ジャンプ台183の直下に配置するのが好適であるが、そのように配置されなくてもよい。回転軸線99に対してジャンプ台183と排出口52が同じ側に配置されていれば、ほぼ同様の効果を得ることが可能である。
また、図38では、回転軸線99を通過し、X方向(水平方向)に延びる直線を直線HLで表している。本実施の形態では、ジャンプ台183は、排出口52を下方に向けたトナーカートリッジ13の姿勢においてZ方向(軸線方向)に沿って見たとき、Y方向(鉛直方向)においてスクリュー54と少なくとも一部がオーバーラップする位置に配置される。つまりジャンプ台183はスクリュー54の一部と同じ高さに位置する。より詳しくは、ジャンプ台183は、直線HL上に配置されており、すなわち鉛直方向において回転軸線99と実質的に同じ高さに位置する。なお、ジャンプ台183の望ましい配置はこれに限られない。例えば、ジャンプ台183は、直線HLから矢印R1方向における上流側に角度θ1、直線HLから矢印R1方向における下流側に角度θ2の範囲に配置されれるのが望ましい。角度θ1、θ2については次に説明する。
図38は、回転軸線99からジャンプ台183までの距離が、本実施の形態と同じ距離D1(図37(a)参照)である。ジャンプ台183を距離D1を半径とする仮想円上に配置する場合、排出シート171~174によってジャンプ台183から搬送されるトナーの移動方向は次のようになる。排出シート171~174に弾き出されたトナーはジャンプ台183における該仮想円の接線方向とおおむね同じ方向に向かって、ある程度、放射状に広がってジャンプ台183から移動する。排出口52はジャンプ台183に対してY2方向の下流にあるため、接線方向とY2方向とのなす角度を小さくすると、ジャンプ台183から排出口52に向かうトナーの量を増やす事ができ、排出口52から排出されるトナーの勢いを保ちやすい。
これを踏まえると図38に示すように、ジャンプ台183は、位置Q1と位置Q2との間に配置されることが望ましい。位置Q1,Q2は、回転軸線99を中心とする所定の半径(距離D1)の円上に配置される。そして、位置Q1における該円の接線N1は、側壁50cの下端50eを通過する。位置Q2における該円の接線N2は、排出口52の縁部を通過する。このような位置Q1,Q2を設定したとき、角度θ1は15°、角度θ2は30°である。より好ましくは、ジャンプ台183は、角度θ1が15°、角度θ2が15°の範囲に配置される。より好ましくは、ジャンプ台183は、回転軸線99から水平方向に延びる直線HLに近い位置に配置される。
排出口52を下方に向けたトナーカートリッジ13の姿勢においてZ方向(軸線方向)に沿って見たとき、ジャンプ台183におけるトナー排出室57の内壁の接線が次のようになるのも好適である。すなわちジャンプ台183における接線が排出口52もしくは、排出口52が設けられたトナー排出室57の底面(下面、床面)と交わるのは好適である。図38においては、ジャンプ台183を位置Q2に配置した場合に、ジャンプ台183における接線N2が排出口52を通過する例を図示している。またジャンプ台183を位置Q1に配置した際に、接線N1がトナー排出室57の底面を通過する例を示している。
なお、図38において、トナー排出室57の接線N1が底面と交点K1において交わる場合に、水平方向(X方向)において、交点K1と回転軸線99とが排出口52に対して互いに反対の側にあると好適である。つまり、排出口52に対して回転軸線99はX2方向の下流にある一方、排出口に対して交点K1はX1方向の下流にある。
図39に示すように、カップリング87Bやそのリブ87h(図14参照)は、Z方向に直交する水平方向であるX方向において、メモリタグ111と排出口52との間に配置されている。言い換えれば、カップリング87Bは、X方向において、メモリタグ111と、排出口52の排出シート171と当接する当接部52aと、の間に配置されている。記憶部としてのメモリタグ111には、トナーカートリッジ13に関する情報、例えば該トナーカートリッジ13が使用済みか未使用かに関する情報や、トナーカートリッジ13内のトナー残量等が記憶されている。
また、図40(a)(b)に示すように、カップリング87Bやそのリブ87h(図14参照)は、Y方向およびZ方向においても、メモリタグ111と排出口52との間に配置されている。言い換えれば、カップリング87Bやそのリブ(駆動力受け部)115a87hは、Y方向及びZ方向においても、メモリタグ111と、当接部52a(図39参照)と、の間に配置されている。
カップリング87Bは、トナーカートリッジ13を装置本体100Bに装着したときには、装置本体100Bの不図示のカップリング(駆動力付与部材、駆動軸)と接続される。このため、当接部52aに排出シート171~174が繰り返し衝突することで発生する振動は、装置本体100Bのカップリングによって保持されるカップリング87Bで抑えられ、該振動のメモリタグ111への影響を低減できる。情報読み取りのために装置本体100Bに設けられた電気接点(本体側接点)に対してメモリタグ111を安定的に電気的に接触させるためには、メモリタグ111に振動を与えない方が望ましい。カップリング87Bは、装置本体100Bの駆動軸(駆動付与部材、本体側カップリング)と接触する接触部を有するため、装置本体100Bに対するトナーカートリッジ13の動きを抑制する。振動発生源である当接部52aと、振動を受けない方が望ましいメモリタグ111との間に、トナーカートリッジ13の動きを抑制する作用のあるカップリング87Bを配置することで、メモリタグ111に振動が伝わるのを抑えることができる。このため、メモリタグ111が本体側接点に対して振動することが抑えられるので、メモリタグ111の摩耗を抑えて長寿命化できるし、メモリタグ111と本体側接点との間の電気的接続を安定化できる。
なお、最後に本実施の形態における各寸法を一例として示すと、D1=13mm、D2=21.9mm、D3=19.7mm、D4=26.8mm、L1=19mm、L2=20mm、L3=22mm、L4=23.5mmとなっている。
<第2の実施の形態>
次いで、本発明の第2の実施の形態について説明するが、第2の実施の形態は、第1の実施の形態の排出シート171~174に代えて、排出シート271,272を設けて構成したものである。このため、第1の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。
次いで、本発明の第2の実施の形態について説明するが、第2の実施の形態は、第1の実施の形態の排出シート171~174に代えて、排出シート271,272を設けて構成したものである。このため、第1の実施の形態と同様の構成については、図示を省略、又は図に同一符号を付して説明する。
[スクリューユニット]
図41は、第2の実施の形態に係るトナーカートリッジ13Bを示す断面図である。図42(a)は、スクリューユニット240を示す斜視図であり、図42(b)は、スクリューユニット240を示す他の斜視図である。図43(a)は、スクリューユニット240を示す分解斜視図であり、図43(b)は、排出シート271,272を示す斜視図である。
図41は、第2の実施の形態に係るトナーカートリッジ13Bを示す断面図である。図42(a)は、スクリューユニット240を示す斜視図であり、図42(b)は、スクリューユニット240を示す他の斜視図である。図43(a)は、スクリューユニット240を示す分解斜視図であり、図43(b)は、排出シート271,272を示す斜視図である。
図41乃至図43(b)に示すように、トナーカートリッジ13Bは、補給枠体50と、撹拌ユニット150と、スクリューユニット240と、を有している。スクリューユニット240は、スクリュー54と、スクリューケース80と、排出シート271,272と、を有している。スクリュー54には、第1の実施の形態と同様に、周方向において180度位相を異にして配置される第1取付け部及び第2取付け部としての1対の角ボス54eが設けられている。1対の角ボス54eには、排出シート271,272がそれぞれ取り付けられている。1対の角ボス54eは、スクリュー54に設けられているため、回転軸線99を中心に回転可能であり、Z方向(軸線方向)に見て、回転軸線99を間に挟んで互いに離間している。
排出シート271,272は、例えばポリカーボネートによって形成されたシートであり、厚みが250μmであり、可撓性を有している。排出シート271を第1シートと呼び、排出シート272を第2シートと呼ぶことがある。排出シート271,272は、スクリューケース80及び補給枠体50によって形成されるトナー排出室57に収容されている。なお、スクリューケース80、トナー排出室57及び連通路48(図35参照)は、第1の実施の形態と同様の構成を有している。
図43(a)(b)に示すように、排出シート271,272は、スクリュー54の角ボス54eに挿入される角孔271a,272aをそれぞれ有している。排出シート271,272がスクリュー54の1対の角ボス54eにはめ込まれた後、1対の角ボス54eは、熱によって溶かされる。これにより、排出シート271,272が1対の角ボス54eから抜け出さないように構成され、排出シート271,272は、それらの長手方向における一端(固定端)がスクリュー54に固定される。1対の角ボス54eは、スクリュー54の周方向において、互いに180度反対側に配置されているので、これらの角ボス54eにそれぞれ固定される角孔271a、271bも互いに180度反対側に配置される。その結果、排出シート271,272は、回転軸54aの厚みの分だけ、互いに離れて配置されていて、互いの表面の間に隙間をあけている。すなわち、排出シート271,272は、少なくとも排出シート271,272が撓んでいない自然状態において、互いに接触していない。
排出シート271の角孔271aとは反対側の先端部271bは、先細り形状となっている。一方で、排出シート272の角孔272aとは反対側の先端部272bは、先細り形状となっておらず、短手方向に一様の幅を有している。また、先端部272bは、排出口52に進入不能に構成されている。先端部271bのZ方向における長さは、6mm以下となっている。排出シート272は、排出シートの長手方向において、排出シート271よりも短い。つまり撓みが解放された自然状態において、回転軸線99から排出シート271の先端部271bまでの距離よりも、回転軸線99から排出シート272の先端部271bまでの距離の方が短い。
[排出シートによるトナーの排出]
次に、図44(a)乃至図47(b)を用いて、排出シート271,272によってトナーカートリッジ13Bの排出口52からトナーが排出されるための構成及び動作について詳しく説明する。図44(a)乃至図45(b)は、排出シート271,272の動作を説明するための断面図である。図46(a)は、自然状態の排出シート271,272を示す断面図であり、図46(b)は、ジャンプ台183を通過した直後の排出シート271,272を示す断面図である。図47(a)は、比較例としての排出シート1271,1272を示す断面図であり、図47(b)は、ジャンプ台183を通過した直後の排出シート1271,1272を示す断面図である。
次に、図44(a)乃至図47(b)を用いて、排出シート271,272によってトナーカートリッジ13Bの排出口52からトナーが排出されるための構成及び動作について詳しく説明する。図44(a)乃至図45(b)は、排出シート271,272の動作を説明するための断面図である。図46(a)は、自然状態の排出シート271,272を示す断面図であり、図46(b)は、ジャンプ台183を通過した直後の排出シート271,272を示す断面図である。図47(a)は、比較例としての排出シート1271,1272を示す断面図であり、図47(b)は、ジャンプ台183を通過した直後の排出シート1271,1272を示す断面図である。
図44(a)に示すように、スクリュー54及びスクリュー54に取り付けられた排出シート271,272は、矢印R1方向に回転する。ここで、スクリュー54の回転軸線99からジャンプ台183までの距離を距離D1(図44(b)参照)とし、排出シートの長手方向において、回転軸線99から自然状態の排出シート271,272のそれぞれの先端部271b,272bまでの距離を距離L5,L6(図46(a)参照)とする。この時、距離D1は、距離L5,L6のいずれよりも短い。
このように距離D1,L5,L6が設定されているため、スクリュー54が矢印R1方向に回転すると、排出シート271,272は、円周面181に擦接する。そして、排出シート271,272は、円周面181との間の摩擦力により、角ボス54eと先端部271b,272bの間において、矢印R1方向における下流に膨出するように円弧状に撓む。
そして、排出シート271の先端部271bがジャンプ台183を通過すると、先端部271bは、第1ケース141の円周面181を含む内周面から離間する。先端部271bと円周面181との間の摩擦力がなくなるため、排出シート271は、直線状となるべく弾性復帰しようとする。言い換えれば、第1シートとしての排出シート271は、回転軸線99を中心に1回転する際に、トナー排出室57の内壁に接触することで撓んだ後に、該内壁から離間することで撓みが解放される。この時の排出シート271の弾性復帰力により、排出シート271の先端部271bは、排出口52の周囲にあるトナーを空気と共に勢いよく排出口52へと送り込む。
また、矢印R1方向において排出シート271の上流に配置された排出シート272の長さは、上述したように排出シート271よりも短い。更に、第2シートとしての排出シート272は、排出シート271に対して変位可能かつ接触可能に構成されている。より詳しくは、排出シート271,272は、共に円周面181に接触している際に、互いに部分的に接触可能である。すなわち排出シート271,272は互いの先端部同士が接触可能である。このため、排出シート271の先端部271bがジャンプ台183を通過するのとほぼ同時に、排出シート272の先端部272bもジャンプ台183を通過する。この時、図44(b)に示すように、弾性復帰しようとする排出シート272の先端部272bは、排出シート271を矢印R1方向における上流側から押圧する。つまり排出シート271がその撓みをジャンプ台183において解放してから排出口52に向かって移動する間に、排出シート272の一部が排出シート271に接触することになる。これにより、排出シート271の弾性復帰がアシストされ、排出シート271の先端部271bは、より勢いよく排出口52へ送り込むことができる。
本実施の形態では、排出シート272の先端部272bは、排出口52へ進入せず、排出シート271を押圧するのみなので、先細り形状となっていない。このため、排出シート272は、排出シート271を安定して押圧することができる。また、排出シート271の先端部271bは、排出口52内に進入可能となるように先細り形状となっているので、トナーを効率よく排出口52へ送り込むことができる。
なお、本実施の形態では、排出シート271の先端部271bがジャンプ台183を通過するのとほぼ同時に、排出シート272の先端部272bもジャンプ台183を通過するように、排出シート271,272の長さが設定されている。これにより、排出シート271が排出シート272によって後押しされ、排出シート271の先端部271bが排出口52へ向かう勢いを増大することができる。なお、排出シート271が排出口52へ到達する前に、排出シート272が排出シート271に接触するのであれば、排出シート271と排出シート272がジャンプ台183を通過するタイミングは、ずれていてもよい。
このように、後続の排出シート272によって先行する排出シート271の勢いをアシストすることで、スクリュー54が1回転する際に一度に所望の量のトナーを勢いよく排出口52に送り込むことができ、画像形成装置100のパイプ部248(図34参照)でのトナー詰まりを低減することができる。
また、図45(a)に示すように、排出口52を通過した排出シート271,272の間において、トナーTが矢印R1方向に搬送される。そして、図45(b)に示すように、排出シート271,272の間のトナーTは、排出シート271,272からZ方向にこぼれ落ちる。この時、スクリュー54の回転軸54aよりもX1方向における下流側にこぼれ落ちたトナーTは、排出口52の近傍に落下する。これにより、排出シート271の先端部271bによって排出口52へ勢いよく送り込まれるトナーの量を増大することができる。
図46(a)に示すように、本実施の形態では、撓んでいない自然状態において、排出シート271,272は互いに離間してかつ平行に配置されている。このような排出シート271,272の配置関係では、図46(b)に示すように、排出シート272によって排出シート271をアシストすることができる。
一方で、図47(a)に示すように、比較例に係る排出シート1271,1272は、スクリュー254の角ボス254e,254eにそれぞれ取り付けられている。撓んでいない自然状態において、排出シート1271,1272は互いに離間してかつ非平行に配置されている。より具体的には、排出シート1271,1272がなす角は、角度θ3(≠0°)である。
例えば、角度θ3が30°の場合、本実施の形態と比べて、排出シート1271,1272の互いの先端部の間の距離が長くなる。そのため、図47(b)に示すように、排出シート1272は排出シート1271に接触せず、排出シート1271をアシストすることができない。このため、排出シート1272によって排出シート1271をアシストするためには、角度θ3は30°未満であることが望ましい。
即ち、排出シート1272が、ジャンプ台183を通過した際に排出シート1271に接触するために、角度θ3の範囲を30°未満とするのが好ましい。なお、角度θ3に下限は特になくマイナスであってもよい。角度θ3がマイナスの値の場合には、排出シート1271,1272の先端部同士の距離は、排出シート1271,1272の根元部同士の距離よりも短くなる。このように構成しても、排出シート1272によって排出シート1271をアシストすることができる。
図48は、ジャンプ台183の配置を説明するための断面図である。図38で説明したのと同様に、ジャンプ台183は、回転軸線99から水平方向に延びる直線HLに近い位置に配置されるのが好ましい。そして、ジャンプ台183は、直線HLから矢印R1方向における上流側に角度15°、直線HLから矢印R1方向における下流側に角度30°の範囲に配置されればよい。より好ましくは、直線HLから矢印R1方向における上流側に角度15°、直線HLから矢印R1方向における下流側に角度15°の範囲に配置される。好ましい角度範囲を設定した理由は、前述の第1の実施の形態について図38を用いて説明したものと同様である。
なお、本実施の形態におけるL5、L6を一例として示すと、L5=20mm、L6=13mmとなっている。
<その他の実施の形態>
なお、既述のいずれの形態においても、排出シート171~174,271,272はスクリュー54に取り付けられていたが、これに限定されない。例えば、スクリュー54とは別に、カップリング87Bからの駆動力によって回転する軸部材を設け、該軸部材に排出シート171~174,271,272を取り付けてもよい。
なお、既述のいずれの形態においても、排出シート171~174,271,272はスクリュー54に取り付けられていたが、これに限定されない。例えば、スクリュー54とは別に、カップリング87Bからの駆動力によって回転する軸部材を設け、該軸部材に排出シート171~174,271,272を取り付けてもよい。
また、第1の実施の形態では、スクリュー54に4枚の排出シート171~174を重ね合わせて配置されていたが、これに限定されない。例えば、スクリュー54の1箇所の角ボス54eに取り付けられる排出シートの枚数は、2~3枚でもよく、5枚以上でもよい。重ねられた状態でスクリュー54に取り付けられる排出シートの数が多いほうがトナーの搬送性が高くなる傾向があるが、重ねられた排出シート数が少ないほうがこれらを回転軸54aに固定するのが容易である。これを踏まえて第1の実施の形態では重ねられる排出シートの数を4枚としていた。
また、第2の実施の形態では、スクリュー54の1対の角ボス54eに排出シート271,272をそれぞれ取り付けていたが、これに限定されない。トナー排出室57に2枚を超える複数の排出シートが配置される場合がある。例えば、スクリュー54に3つ以上の角ボス54eを設け、これらの角ボス54eに排出シートをそれぞれ取り付けてもよい。また、1つの角ボス54eに1枚の排出シートを取り付けていたが、1つの角ボス54eに対して複数枚の排出シートを取り付けることも可能である。この場合、1対の角ボス54eのうちの一方に取り付けられている複数の排出シートのすくなくとも1つが、第2の実施形態における排出シート271に相当する。そして他方の角ボス54eに取り付けられている複数の排出シートの少なくとも1つが第2の実施形態における排出シート272に相当する。
また、本実施の形態の開示は、以下の構成例及び方法例を含む。
(構成1)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられ、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する第1シート及び第2シートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放されるように構成され、
前記第2シートは、前記第1シートに対して変位可能かつ接触可能に構成される、
トナーカートリッジ。
(構成2)
前記軸線方向に直交する断面において、前記連通路内の空間の最小の断面積は、前記トナー排出室内の空間の最大の断面積の半分よりも小さい、
構成1に記載のトナーカートリッジ。
(構成3)
前記第1シート及び前記第2シートは、前記搬送部材に取り付けられている、
構成1又は2に記載のトナーカートリッジ。
(構成4)
前記第1シートは、前記トナー排出室の前記内壁に接触することで撓んだ後に前記内壁から離間することによって撓みが解放されるように構成されている、
構成1乃至3のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成5)
前記内壁は、前記第1シート及び前記第2シートに接触可能な接触面と、前記軸線方向に見て、前記接触面に連続し、前記回転軸線から離れる方向に延びる離間面と、を有し、
前記第1シート及び前記第2シートは、前記接触面と前記離間面との境界部分から離間することで撓みを解放する、
構成1乃至4のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成6)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記搬送部材と少なくとも一部がオーバーラップする位置に配置される、
構成5に記載のトナーカートリッジ。
(構成7)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記回転軸線と実質的に同じ高さに位置する、
構成5又は6に記載のトナーカートリッジ。
(構成8)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記回転軸線に対して前記排出口と同じ側に位置する、
構成5乃至7のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成9)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記排出口にオーバーラップする位置に配置される、
構成8に記載のトナーカートリッジ。
(構成10)
前記第1シート及び前記第2シートは、共に前記接触面に接触している際に、互いに接触可能である、
構成5乃至9のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成11)
前記トナーカートリッジに関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において、前記カップリングは、前記軸線方向並びに前記軸線方向に直交する水平方向の両方にて、前記排出口の前記第1シートと当接する当接部と、前記記憶部と、の間に配置されている、
構成1乃至10のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成12)
前記第1シート及び前記第2シートは、前記第1シート及び前記第2シートの長手方向において互いに長さが異なる、
構成1乃至11のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成13)
前記第1シートは、前記長手方向において前記第2シートよりも短い、
構成12に記載のトナーカートリッジ。
(構成14)
前記第1シート及び前記第2シートの回転方向において、前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置する、
構成13に記載のトナーカートリッジ。
(構成15)
前記第1シート及び前記第2シートが取り付けられると共に、前記回転軸線を中心に回転可能な取付け部を備え、
前記第1シート及び前記第2シートは、少なくとも前記取付け部において重ねあわされている、
構成13又は14に記載のトナーカートリッジ。
(構成16)
前記取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
構成15に記載のトナーカートリッジ。
(構成17)
前記第1シート及び前記第2シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能である、
構成13乃至16のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成18)
前記第2シートは、前記長手方向において前記第1シートよりも短い、
構成12に記載のトナーカートリッジ。
(構成19)
前記第1シートおよび前記第2シートの回転方向において前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置しており、
前記第1シート及び第2シートは、互いの表面の間に間隔をあけるように配置されている、
構成18に記載のカートリッジ。
(構成20)
前記第1シートがその撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シート及び前記第2シートの回転方向における上流側から、前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
構成18又は19に記載のトナーカートリッジ。
(構成21)
前記第1シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第1取付け部と、
前記第2シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第2取付け部と、を備え、
前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記軸線方向に見て、前記回転軸線を間に挟んで互いに離間している、
構成18乃至20のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成22)
前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
構成21に記載のトナーカートリッジ。
(構成23)
前記第1シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能であり、
前記第2シートの前記長手方向における先端部は、前記排出口に進入不能に構成されている、
構成18乃至22のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成24)
前記排出口を遮蔽する遮蔽位置と、前記排出口を開放する開放位置と、に移動可能なシャッタ部材を備える、
構成1乃至23のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成25)
前記シャッタ部材を前記遮蔽位置に付勢する付勢部を備える、
構成24に記載のトナーカートリッジ。
(構成26)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
互いに重ねられた状態で前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放され、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、第1シート及び第2シートの撓みが解消されている状態において、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が長い、
トナーカートリッジ。
(構成27)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、
第1シート及び第2シートの撓みが解放されている状態では、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が短く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後にその撓みを解放するように構成され、
前記第1シートが、その撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シートの回転方向の上流側から前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
トナーカートリッジ。
(構成28)
構成1乃至27のいずれか1項に記載のトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジが装着されるように構成され、かつ、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを受けるように構成された装置本体と、を備える、
画像形成装置。
(構成29)
前記装置本体は、現像ローラを備えるカートリッジと、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを前記カートリッジに供給するように構成された供給部と、を有する、
構成28に記載の画像形成装置。
(構成30)
前記供給部は、屈曲したパイプ部を有し、
前記パイプ部には、前記排出口から排出されたトナーが流入する、
構成29に記載の画像形成装置。
(構成31)
前記排出口は、前記トナーカートリッジが前記装置本体に装着された状態で、下方に開口している、
構成28乃至30のいずれか1項に記載の画像形成装置。
(構成1)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられ、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する第1シート及び第2シートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放されるように構成され、
前記第2シートは、前記第1シートに対して変位可能かつ接触可能に構成される、
トナーカートリッジ。
(構成2)
前記軸線方向に直交する断面において、前記連通路内の空間の最小の断面積は、前記トナー排出室内の空間の最大の断面積の半分よりも小さい、
構成1に記載のトナーカートリッジ。
(構成3)
前記第1シート及び前記第2シートは、前記搬送部材に取り付けられている、
構成1又は2に記載のトナーカートリッジ。
(構成4)
前記第1シートは、前記トナー排出室の前記内壁に接触することで撓んだ後に前記内壁から離間することによって撓みが解放されるように構成されている、
構成1乃至3のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成5)
前記内壁は、前記第1シート及び前記第2シートに接触可能な接触面と、前記軸線方向に見て、前記接触面に連続し、前記回転軸線から離れる方向に延びる離間面と、を有し、
前記第1シート及び前記第2シートは、前記接触面と前記離間面との境界部分から離間することで撓みを解放する、
構成1乃至4のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成6)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記搬送部材と少なくとも一部がオーバーラップする位置に配置される、
構成5に記載のトナーカートリッジ。
(構成7)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記回転軸線と実質的に同じ高さに位置する、
構成5又は6に記載のトナーカートリッジ。
(構成8)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記回転軸線に対して前記排出口と同じ側に位置する、
構成5乃至7のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成9)
前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記排出口にオーバーラップする位置に配置される、
構成8に記載のトナーカートリッジ。
(構成10)
前記第1シート及び前記第2シートは、共に前記接触面に接触している際に、互いに接触可能である、
構成5乃至9のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成11)
前記トナーカートリッジに関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において、前記カップリングは、前記軸線方向並びに前記軸線方向に直交する水平方向の両方にて、前記排出口の前記第1シートと当接する当接部と、前記記憶部と、の間に配置されている、
構成1乃至10のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成12)
前記第1シート及び前記第2シートは、前記第1シート及び前記第2シートの長手方向において互いに長さが異なる、
構成1乃至11のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成13)
前記第1シートは、前記長手方向において前記第2シートよりも短い、
構成12に記載のトナーカートリッジ。
(構成14)
前記第1シート及び前記第2シートの回転方向において、前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置する、
構成13に記載のトナーカートリッジ。
(構成15)
前記第1シート及び前記第2シートが取り付けられると共に、前記回転軸線を中心に回転可能な取付け部を備え、
前記第1シート及び前記第2シートは、少なくとも前記取付け部において重ねあわされている、
構成13又は14に記載のトナーカートリッジ。
(構成16)
前記取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
構成15に記載のトナーカートリッジ。
(構成17)
前記第1シート及び前記第2シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能である、
構成13乃至16のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成18)
前記第2シートは、前記長手方向において前記第1シートよりも短い、
構成12に記載のトナーカートリッジ。
(構成19)
前記第1シートおよび前記第2シートの回転方向において前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置しており、
前記第1シート及び第2シートは、互いの表面の間に間隔をあけるように配置されている、
構成18に記載のカートリッジ。
(構成20)
前記第1シートがその撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シート及び前記第2シートの回転方向における上流側から、前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
構成18又は19に記載のトナーカートリッジ。
(構成21)
前記第1シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第1取付け部と、
前記第2シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第2取付け部と、を備え、
前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記軸線方向に見て、前記回転軸線を間に挟んで互いに離間している、
構成18乃至20のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成22)
前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
構成21に記載のトナーカートリッジ。
(構成23)
前記第1シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能であり、
前記第2シートの前記長手方向における先端部は、前記排出口に進入不能に構成されている、
構成18乃至22のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成24)
前記排出口を遮蔽する遮蔽位置と、前記排出口を開放する開放位置と、に移動可能なシャッタ部材を備える、
構成1乃至23のいずれか1項に記載のトナーカートリッジ。
(構成25)
前記シャッタ部材を前記遮蔽位置に付勢する付勢部を備える、
構成24に記載のトナーカートリッジ。
(構成26)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
互いに重ねられた状態で前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放され、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、第1シート及び第2シートの撓みが解消されている状態において、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が長い、
トナーカートリッジ。
(構成27)
外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、
第1シート及び第2シートの撓みが解放されている状態では、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が短く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後にその撓みを解放するように構成され、
前記第1シートが、その撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シートの回転方向の上流側から前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
トナーカートリッジ。
(構成28)
構成1乃至27のいずれか1項に記載のトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジが装着されるように構成され、かつ、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを受けるように構成された装置本体と、を備える、
画像形成装置。
(構成29)
前記装置本体は、現像ローラを備えるカートリッジと、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを前記カートリッジに供給するように構成された供給部と、を有する、
構成28に記載の画像形成装置。
(構成30)
前記供給部は、屈曲したパイプ部を有し、
前記パイプ部には、前記排出口から排出されたトナーが流入する、
構成29に記載の画像形成装置。
(構成31)
前記排出口は、前記トナーカートリッジが前記装置本体に装着された状態で、下方に開口している、
構成28乃至30のいずれか1項に記載の画像形成装置。
1:カートリッジ(プロセスカートリッジ)/11:現像ローラ/13,13B:トナーカートリッジ/14:供給部(トナー搬送装置)/48:連通路/49:トナー収容室/52:排出口/52a:当接部/54:搬送部材(スクリュー)/54e:取付け部、第1取付け部、第2取付け部(角ボス)/57:トナー排出室/99:回転軸線/100:画像形成装置/100B:装置本体/111:記憶部(メモリタグ)/171,271:第1シート(排出シート)/171b,172b,271b,272b:先端部/172,272:第2シート(排出シート)/181:接触面(円周面)/182:離間面(平面)/183:境界部分(ジャンプ台)/241:シャッタ部材/243:付勢部(シャッタばね)/248:パイプ部/CP:中央部(中心線)/SA1,SA2:断面積
Claims (31)
- 外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられ、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する第1シート及び第2シートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放されるように構成され、
前記第2シートは、前記第1シートに対して変位可能かつ接触可能に構成される、
トナーカートリッジ。 - 前記軸線方向に直交する断面において、前記連通路内の空間の最小の断面積は、前記トナー排出室内の空間の最大の断面積の半分よりも小さい、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートは、前記搬送部材に取り付けられている、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シートは、前記トナー排出室の前記内壁に接触することで撓んだ後に前記内壁から離間することによって撓みが解放されるように構成されている、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記内壁は、前記第1シート及び前記第2シートに接触可能な接触面と、前記軸線方向に見て、前記接触面に連続し、前記回転軸線から離れる方向に延びる離間面と、を有し、
前記第1シート及び前記第2シートは、前記接触面と前記離間面との境界部分から離間することで撓みを解放する、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記搬送部材と少なくとも一部がオーバーラップする位置に配置される、
請求項5に記載のトナーカートリッジ。 - 前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、鉛直方向において前記回転軸線と実質的に同じ高さに位置する、
請求項5に記載のトナーカートリッジ。 - 前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記回転軸線に対して前記排出口と同じ側に位置する、
請求項5に記載のトナーカートリッジ。 - 前記境界部分は、前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、前記水平方向において前記排出口にオーバーラップする位置に配置される、
請求項8に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートは、共に前記接触面に接触している際に、互いに接触可能である、
請求項5に記載のトナーカートリッジ。 - 前記トナーカートリッジに関する情報を記憶する記憶部を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において、前記カップリングは、前記軸線方向並びに前記軸線方向に直交する水平方向の両方にて、前記排出口の前記第1シートと当接する当接部と、前記記憶部と、の間に配置されている、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートは、前記第1シート及び前記第2シートの長手方向において互いに長さが異なる、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シートは、前記長手方向において前記第2シートよりも短い、
請求項12に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートの回転方向において、前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置する、
請求項13に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートが取り付けられると共に、前記回転軸線を中心に回転可能な取付け部を備え、
前記第1シート及び前記第2シートは、少なくとも前記取付け部において重ねあわされている、
請求項13に記載のトナーカートリッジ。 - 前記取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
請求項15に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シート及び前記第2シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能である、
請求項13に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第2シートは、前記長手方向において前記第1シートよりも短い、
請求項12に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シートおよび前記第2シートの回転方向において前記第1シートは前記第2シートよりも下流に位置しており、
前記第1シート及び第2シートは、互いの表面の間に間隔をあけるように配置されている、
請求項18に記載のカートリッジ。 - 前記第1シートがその撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シート及び前記第2シートの回転方向における上流側から、前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
請求項18に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第1取付け部と、
前記第2シートが取り付けられると共に前記回転軸線を中心に回転可能な第2取付け部と、を備え、
前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記軸線方向に見て、前記回転軸線を間に挟んで互いに離間している、
請求項18に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1取付け部及び前記第2取付け部は、前記搬送部材に設けられている、
請求項21に記載のトナーカートリッジ。 - 前記第1シートの前記長手方向における先端部は、先細り形状となっていると共に、前記排出口に進入可能であり、
前記第2シートの前記長手方向における先端部は、前記排出口に進入不能に構成されている、
請求項18に記載のトナーカートリッジ。 - 前記排出口を遮蔽する遮蔽位置と、前記排出口を開放する開放位置と、に移動可能なシャッタ部材を備える、
請求項1に記載のトナーカートリッジ。 - 前記シャッタ部材を前記遮蔽位置に付勢する付勢部を備える、
請求項24に記載のトナーカートリッジ。 - 外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
互いに重ねられた状態で前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後に撓みが解放され、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、第1シート及び第2シートの撓みが解消されている状態において、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が長い、
トナーカートリッジ。 - 外部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するトナー収容室と、
前記トナー収容室よりも容積が小さいトナー排出室と、
前記トナー収容室と前記トナー排出室とを連通する連通路と、
前記トナー排出室に設けられ、前記トナー排出室から前記トナーカートリッジの外部にトナーを排出可能な排出口と、
外部から駆動力を受けるカップリングと、
前記トナー収容室から前記連通路を介して前記トナー排出室へ、前記カップリングの軸線方向にトナーを搬送する搬送部材と、
前記トナー排出室内に設けられた複数のシートであって、前記カップリングからの駆動力により回転軸線を中心に回転することで、前記排出口を介してトナーを前記トナーカートリッジの外部に排出する複数のシートと、を備え、
前記排出口を下方に向けた前記トナーカートリッジの姿勢において前記軸線方向に沿って見たとき、水平方向において、前記回転軸線は、前記排出口よりも前記トナーカートリッジの中央部に近く、
前記複数のシートは、(i)第1シートと、(ii)前記第1シートよりも回転方向の上流にある第2シートと、を備えており、
第1シート及び第2シートの撓みが解放されている状態では、前記回転軸線から第1シートの先端部までの距離よりも前記回転軸線から前記第2シートの先端部までの距離の方が短く、
前記第1シートは、前記回転軸線を中心に1回転する際に、前記トナー排出室の内壁に接触することで撓んだ後にその撓みを解放するように構成され、
前記第1シートが、その撓みを解放してから前記排出口に向かって移動する間に、前記第1シートの回転方向の上流側から前記第2シートが前記第1シートに接触するように構成されている、
トナーカートリッジ。 - 請求項1乃至27のいずれか1項に記載のトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジが装着されるように構成され、かつ、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを受けるように構成された装置本体と、を備える、
画像形成装置。 - 前記装置本体は、現像ローラを備えるカートリッジと、前記トナーカートリッジから排出されたトナーを前記カートリッジに供給するように構成された供給部と、を有する、
請求項28に記載の画像形成装置。 - 前記供給部は、屈曲したパイプ部を有し、
前記パイプ部には、前記排出口から排出されたトナーが流入する、
請求項29に記載の画像形成装置。 - 前記排出口は、前記トナーカートリッジが前記装置本体に装着された状態で、下方に開口している、
請求項28に記載の画像形成装置。
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PCT/JP2023/036454 WO2024080227A1 (ja) | 2022-10-14 | 2023-10-02 | トナーカートリッジ及び画像形成装置 |
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---|---|---|---|
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JP2022165826 | 2022-10-14 |
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---|---|
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-
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- 2023-09-21 JP JP2023155615A patent/JP2024058597A/ja active Pending
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