JP3835509B2

JP3835509B2 - トナーカートリッジ

Info

Publication number: JP3835509B2
Application number: JP26343499A
Authority: JP
Inventors: 克巳岡本
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 1999-09-17
Filing date: 1999-09-17
Publication date: 2006-10-18
Anticipated expiration: 2019-09-17
Also published as: JP2001083787A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、特に、現像装置にトナーを供給するためのトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記方式の画像形成装置においては、回転駆動される感光体等の像担持体と、この感光体上に静電潜像を順次形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、感光体上の複数色のトナー像を記録媒体に転写する転写装置を備えている。
【０００３】
従来、上記現像装置において、感光体に接する現像ローラを備える現像器と、この現像器に着脱自在に装着され、現像器側にトナーを供給するトナーカートリッジを備える方式がある。例えば、実公平３−５３２３２号公報においては、カートリッジ内に設けた回転軸に、トナー排出口部分においては内部のトナーを排出する掻上げ板を、それ以外の部分には端部付近のトナーをトナー排出口に向けて軸方向に移送させるスパイラル状の掻出し板を設けることにより、トナー排出口の大きさ如何にかかわりなくトナーカートリッジを可及的に大きくし、そのトナー収容量を増加して交換頻度を少なくすることができるトナーカートリッジを提案している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のトナーカートリッジにおいては、一つの回転軸で掻上げ板および掻出し板を回転させトナーをかき回しているだけなので、トナー粒子間の圧縮度合いが緩く、トナーと空気の接触面積が大きいため、湿度の影響によりトナーの排出量にばらつきが生じ、安定したトナー排出量が得られないという問題を有している。また、同様の理由でカートリッジの姿勢によってトナー排出量が異なるという問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記問題を解決するものであって、トナーを圧縮してトナー排出口に移送する構成にすることにより、安定したトナー排出量を得ることができるトナーカートリッジを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明のトナーカートリッジは、ケース本体（１３ａ）の中央部に形成されたトナー排出口（１３ｂ）と、トナー排出口側に配設されケース本体に回転自在に支持される回転軸（１５ａ）にトナー排出口に対向してロッド（１５ｅ）で支持され前記回転軸（１５ａ）の回りに９０°間隔で配置される水平板（１５ｄ）で形成される送り出し部材（１５ｂ）と、送り出し部材（１５ｂ）の両側で回転軸（１５ａ）に半円板を交互に傾斜させて一体成形した圧縮羽根（１５ｃ）とを備えた回転圧縮部材（１５）と、該回転圧縮部材（１５）の上流側のケース本体に回転自在に支持される回転軸（１４ａ）にプレート状の搬送板（１４ｂ）を固定した回転搬送部材（１４）とを備え、前記ケース本体は、回転搬送部材側の断面積が回転圧縮部材の断面積よりも大きく、かつ両者の間に突部（１３ｃ）が形成され、前記回転搬送部材（１４）および前記回転圧縮部材（１５）の回転軸（１４ａ）（１５ａ）の一端に球状部（１６）を形成し、前記球状部（１６）をケース本体（１３ａ）に形成した軸受け部（１ｄ）に枢支し、前記回転搬送部材（１４）によりトナーを回転圧縮部材（１５）に搬送し、前記回転圧縮部材（１５）によりトナーを圧縮してトナー排出口（１３ｃ）に搬送し、送り出し部材（１５ｂ）によりトナー排出口（１３ｃ）から排出させることを特徴とする。
以上
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明のトナーカートリッジの１実施形態を示し、画像形成装置の全体構成図である。この画像形成装置は、４色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体等の像担持体にトナー像を形成する方式の画像形成装置の全てに適用可能である。
【０００８】
感光体１は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２、感光体１上に静電潜像を形成するための露光ユニット３、静電潜像を現像するための現像器ユニット４、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための中間転写装置５、感光体１上に残留するトナーを除去するための感光体クリーニング装置６が配置されている。
【０００９】
現像器ユニット４は、イエロー用現像器４Ｙ、シアン用現像器４Ｃ、マゼンタ用現像器４Ｍおよびブラック用現像器４Ｋからなり、各現像器は、現像ハウジング４ａ内に配設された現像ローラ４ｂを備えている。そして、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはそれぞれ感光体１に対して揺動可能に配設され、感光体１の１回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラ４ｂのみが感光体１に当接可能にされている。
【００１０】
中間転写装置５は、中間転写ベルト７を走行させるための駆動ローラ９、一次転写用バックアップローラ１０、二次転写用バックアップローラ１１等から構成され、これら各ローラの周りに無端状の中間転写ベルト７が張架されている。中間転写ベルト７は、感光体１側に一次転写用バックアップローラ１０により付勢されており、ここに一次転写部Ｔ１が形成されている。また、二次転写用バックアップローラ１１には中間転写ベルト７を介在して二次転写ローラ１２が対向配置され、ここに二次転写部Ｔ２が形成されている。
【００１１】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体１、現像器ユニット４の各現像ローラ４ｂおよび中間転写ベルト７が回転駆動される。先ず、感光体１の外周面が帯電ローラ２によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の外周面に、露光ユニット３によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００１２】
感光体１には、イエロー用現像器４Ｙの現像ローラ４ｂのみが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体１上に形成される。中間転写ベルト７には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１上に形成されたトナー像が、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７上に転写される。感光体１上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置６によって除去された後、感光体１の外周面は除電手段（図示せず）により除電される。
【００１３】
上記の動作が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、感光体１と中間転写ベルト７の１回転による潜像形成、現像が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト７上において重ね会わされて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写部Ｔ２に達するタイミングで、シートＳが矢印方向から二次転写部Ｔ２に供給され、このとき、転写ローラ１２が中間転写ベルト７に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像が記録媒体Ｓ上に転写される。
【００１４】
そして、本発明に係わるトナーカートリッジ１３が、現像器４Ｙの現像ハウジング４ａに着脱自在に装着可能にされている。なお、他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｋについても同様である。トナーカートリッジ１３は、ケース本体１３ａと、ケース本体１３ａに形成されたトナー排出口１３ｂを備え、トナーカートリッジ１３を現像ハウジング４ａに装着したとき、トナー排出口１３ｂから現像ハウジング４ａのトナー注入口４ｃにトナーが供給されるように構成されている。そして、ケース本体１３ａ内には、その上流側に回転搬送部材１４が配設され、下流側に回転圧縮部材１５が配設されている。
【００１５】
図２（Ａ）は、図１のトナーカートリッジの水平断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の回転圧縮部材をＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１６】
図２には、図１で説明したケース本体１３ａ、ケース本体１３ａの中央部に設けられたトナー排出口１３ｂ、回転搬送部材１４および回転圧縮部材１５が示されている。ケース本体１３ａの底部には突部１３ｃが形成されており、ケース本体１３ａは、回転搬送部材１４側の断面積が回転圧縮部材１５の断面積よりも大きく設計されている。
【００１７】
回転搬送部材１４は、ケース本体１３ａに回転自在に支持される回転軸１４ａと、回転軸１４ａに固定された複数のプレート状の搬送板１４ｂとを備えている。また、回転圧縮部材１５は、ケース本体１３ａに回転自在に支持される回転軸１５ａと、回転軸１５ａにトナー排出口１３ｂに対向して固定される送り出し部材１５ｂと、送り出し板１５ｂの両側で回転軸１５ａに一体成形された圧縮羽根１５ｃとを備えている。
【００１８】
前記送り出し部材１５ｂは、回転軸１５ａの回りに９０°間隔で水平板１５ｄをロッド１５ｅで支持した構造となっており、また、圧縮羽根１５ｃは、半円板を交互に傾斜させて回転軸１５ａに連結させた構造となっている。回転搬送部材１４および回転圧縮部材１５の回転軸１４ａ、１５ａの一端には球状部１６が形成されており、この球状部１６はケース本体１３ａに形成された軸受部１ｄに枢支され、回転軸１４ａ、１５ａの他端には被駆動歯車（図示せず）が連結されている。前記球状部１６は軸受部１ｄに点で接触されるため、回転軸１４ａ、１５ａに作用するトルクを低減させることができる。
【００１９】
上記構成からなる本発明の作用について説明する。トナーカートリッジ１３内に充填されているトナーは、回転搬送部材１４の搬送板１４ｂにより回転圧縮部材１５側に搬送され、トナーは両部材１４、１５の間で圧縮され、次いで、回転圧縮部材１５の両サイドの圧縮羽根１５ｃの作用により、トナーは圧縮されながら中央に寄せられて送り出し部材１５ｂによりトナー排出口１３ｂから排出され、現像器４Ｙ側のトナー注入口４ｃに供給される。これにより、回転圧縮部材１５の１回転で掻き出すトナー量が増加し、また、圧縮されているため、空気との接触面積が減少し湿度の影響を受けることがなく、安定したトナー排出量が得られる。
【００２０】
また、トナーカートリッジ１３は、回転搬送部材１４側の断面積が回転圧縮部材１５の断面積よりも大きく設計されているため、トナーカートリッジ１３内のトナーは、現像器に装着される前までは回転搬送部材１４側に多く充填されている。そして、トナーカートリッジ１３を現像器に装着して回転搬送部材１４を回すと、トナーが下流側の回転圧縮部材１５側に多く送られ、このとき回転圧縮部材１５側の断面積が小さいため、トナーが圧縮され易くなる。また、回転圧縮部材１５の圧縮羽根１５ｃは、半円板を交互に傾斜させて回転軸１５ａに連結させた構造となっているため、従来のスパイラル状（螺旋状）のものより、トナーが半円板の連結部から逃げやすく、これにより回転軸１５ａに作用するトルクを低減させることができる。また、回転搬送部材１４と回転圧縮部材１５間に突部１３ｃが形成されているため、下流側に送ったトナーは上流側に戻りにくく、トナー搬送量を安定させるとともに、カートリッジ内に残るトナー量を少なくさせることができる。
【００２１】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように本発明によれば、トナーを圧縮してトナー排出口に移送する構成にすることにより、安定したトナー排出量を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のトナーカートリッジの１実施形態を示し、画像形成装置の全体構成図である。
【図２】図２（Ａ）は図１のトナーカートリッジの水平断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の回転圧縮部材をＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１３…トナーカートリッジ
１３ａ…ケース本体
１３ｂ…トナー排出口
１３ｃ…突部
１４…回転搬送部材
１５…回転圧縮部材
１５ａ…回転軸
１５ｂ…送り出し部材
１５ｃ…圧縮羽根

Claims

ケース本体（１３ａ）の中央部に形成されたトナー排出口（１３ｂ）と、トナー排出口側に配設されケース本体に回転自在に支持される回転軸（１５ａ）にトナー排出口に対向してロッド（１５ｅ）で支持され前記回転軸（１５ａ）の回りに９０°間隔で配置される水平板（１５ｄ）で形成される送り出し部材（１５ｂ）と、送り出し部材（１５ｂ）の両側で回転軸（１５ａ）に半円板を交互に傾斜させて一体成形した圧縮羽根（１５ｃ）とを備えた回転圧縮部材（１５）と、該回転圧縮部材（１５）の上流側のケース本体に回転自在に支持される回転軸（１４ａ）にプレート状の搬送板（１４ｂ）を固定した回転搬送部材（１４）とを備え、前記ケース本体は、回転搬送部材側の断面積が回転圧縮部材の断面積よりも大きく、かつ両者の間に突部（１３ｃ）が形成され、前記回転搬送部材（１４）および前記回転圧縮部材（１５）の回転軸（１４ａ）（１５ａ）の一端に球状部（１６）を形成し、前記球状部（１６）をケース本体（１３ａ）に形成した軸受け部（１ｄ）に枢支し、前記回転搬送部材（１４）によりトナーを回転圧縮部材（１５）に搬送し、前記回転圧縮部材（１５）によりトナーを圧縮してトナー排出口（１３ｃ）に搬送し、送り出し部材（１５ｂ）によりトナー排出口（１３ｃ）から排出させることを特徴とするトナーカートリッジ。