JP3856962B2 - トナーボトル及びキャップ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置の現像装置に補給するトナーを収容したトナーボトル及びそのキャップに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトナー補給機構において、例えば、特開平７−２０７０５号公報に開示されているように、画像形成装置の小型化を図れるトナー補給機構が知られている。このトナー補給機構では、トナーボトルを載置する容器載置ホルダ−（ボトルホルダー）を水平な状態にしたままトナーボトルを交換できるものであり、ボトル本体に形成されている開口部にキャップをしたままのトナーボトルを、ボトルホルダーに載置し、そのキャップをボトル装着動作に連動するコレットチャックを用いて自動的に開栓するようになっている。この技術によれば、トナーボトルをボトルホルダーに載置したり、ボトルホルダーからトナーボトルを取り出したりするトナーボトル交換等の際には、キャップで開口部を封止したままの状態でトナーボトルを着脱することができるので、開口部に付着したトナーが落下してボトル交換者の手や衣服を汚すことがないという利点がある。
【０００３】
ところが、図７および図８（ａ），（ｂ）に示すように、トナーボトル１は、キャップ５０を取り外す機構を備えたトナー補給ユニットに用いることによって上記のような種々の利点が得られるが、その機構上、開口部３を円筒部をなすボトル本体２よりも小径にしなければならない。このように開口部３を小径にすると、開口部３付近でのトナーＴの流動性が悪化するため、トナーＴの物性によっては図７に示すように、トナーＴで開口部３を閉塞してしまう。このため、流動性の良いトナーＴしか使用することができず、使用可能なトナーＴの種類が限定されてしまう。したがって、前記したようなトナーＴの種類の制限により、画像形成装置においては、キャップ５０を取り外すトナー補給ユニットを機構上採用できないという不具合があった。さらに、常温では問題のない流動性の良いトナーＴでも高温環境下では図８（ａ），（ｂ）に示すように、トナーＴが開口部３の内周面に付着・凝集してその開口面積を小さくしてしまい、これによりトナーＴの補給量が減少するという不具合も有していた。
【０００４】
そこで、本願出願人は、特開平９−９６９５９号公報において、上記各不具合を解決できる新規なトナーボトルに係る技術を提案したが、そのうちの請求項４記載の発明には、トナーが排出されやすい方向に（ボトル本体の回転方向と逆方向の）ねじりを形成したほぐし部材の構成が記載されている。
【０００５】
しかしながら、前記発明に係る構成およびその実施例（前記公報の図６（ａ），（ｂ），（ｃ）参照）では、ほぐし部材のねじりが、トナーの抵抗、開口部の内周面との摺接負荷等によって戻され、トナー排出を十分に行えない場合もあり得る。すなわち、ほぐし部材がトナーの抵抗、開口部の内周面との摺接負荷等によってたわんだ場合、その傾きはトナーをボトル本体の内部に送る向きとなる。このため、開口部でのトナー詰まりの防止には効果的であるが、トナーの十分な補給量を確保するには不利な構成となっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本出願人は、特願平１０−１０９１１９号において、ボトルの開口部からボトル本体内部へ向けて延在する基部と、この基部の先端部に連接されボトル本体内部から開口部へ向けて延在する連接部とを備えたほぐし部材をキャップに設け、連接部がトナーを掻き出す向きにたわむようにして、このたわみによりトナー供給を良好に行う構成を提案している。
【０００７】
しかし、この構成では、キャップに固定される基部も、トナーによる回転抵抗や、連設部が開口部内周面に当接する構成において発生する連設部における回転抵抗によって、たわんでしまい、基部は、たわんだ状態において開口部に搬送されてきたトナーをボトル内に戻す向きの搬送作用を与え、トナー供給の妨げとなる。また基部がたわむと、その先端部が開口部側に位置することとなるため、ボトル奥側におけるトナーのほぐし動作が不完全となり、トナーの供給不足や供給トナーの状態不良といった問題を生ずる。
【０００８】
本発明は、ほぐし部材の基部のたわみを防止して良好なトナー補給を行うことができるトナーボトル及びキャップを提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、内部にトナーを収容したボトル本体と、このボトル本体に形成されたトナー供給用の開口部と、この開口部を開閉するキャップとを有し、上記ボトル本体が、その回転により収容したトナーを上記開口部へ向けて搬送する搬送手段を有するトナーボトルにおいて、
上記キャップは、上記開口部へ入り込む方向にその基端が結合された弾性を有する、上記開口部から上記ボトル本体内部へ向けて延在する基部と、この基部の先端部に連接された上記ボトル本体内部から上記開口部へ向けて延在する連接部とを備えたほぐし部材を有し、上記トナー補給時に少なくとも上記基部がその形状を維持するよう、上記基部の曲げ剛性を上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とするトナーボトル。
【００１０】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナーボトルにおいて、上記基部の幅及び厚さをそれぞれ、上記連接部の幅及び厚さよりも大きくすることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のトナーボトルにおいて、上記基部に、上記基端から上記先端部にかけて上記ボトル本体の回転方向とほぼ平行に突出したリブを設けることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナーボトルにおいて、上記連設部は上記開口部の内周面に摺接することを特徴とする。
【００１４】
【実施例】
以下、図を参照して実施例を説明する。各実施例において、同一の機能および形状等を有する構成部品等については、同一符号を付すことによりその説明を省略する。図１ないし図４を参照して、本発明の第１の実施例を説明する。図１は、第１の実施例においてトナーボトルのキャップを、取り外し機構により取り外し保持した状態を表している。トナーボトル１は、従来の技術で説明したキャップ５０に代えて、新規な構成を具備したキャップ５を有することのみ相違する。
【００１５】
トナーボトル１は、図１に示すように、内部にトナーを収容したボトル本体２と、ボトル本体２に形成されたトナー供給用の開口部３と、開口部３を開閉するキャップ５とを有している。ボトル本体２は、その回転により内部に収容したトナーに一方向すなわち開口部３側への搬送作用を与える搬送手段としての螺旋状の突条１５を有している。
【００１６】
ボトル本体２の一端面の略中央部には、ボトル本体２の円筒部よりも小径のカラー４がボトル本体２から外側へ突出して一体的に成形されている。開口部３は、カラー４の内側に形成され、ボトル本体２の内部と外部とを連通している。トナーボトル１の不使用時には、通常、開口部３がキャップ５で封止され、開口部３が閉じられている状態にある。キャップ５の図１において右側の端部中央には、球状に膨らんだ摘み部６が一体形成されている。
【００１７】
キャップ５には、開口部３へ入り込む方向にその基端２０ｂが結合された弾性を有するほぐし部材２０が設けられている。ほぐし部材２０は、開口部５からボトル本体２内部へ向けて延在する基部３１と、基部３１の先端部３２に連設されボトル本体２内部から開口部へ向けて延在する連設部３３とを有しており、その基端２０ｂ側に形成されている基部３１はキャップ５が開栓位置を占めているときにも開口部３よりボトル本体２に入り込みその先端部がボトル２内に位置し、また同開栓位置において、連設部３３は、その先端部３２とは反対側の自由端２０ａが開口部３の出口側に位置するよう、先端部３２から折り返されるようにして形成されている。よってほぐし部材２０は、図１に示すキャップ５が上記進退移動手段のチャック１０により開栓位置に位置固定で保持されている状態にあるときでも、カラー４および開口部３を突き抜ける長さを有している。
【００１８】
ほぐし部材２０は、キャップ５の円周上を２等分する位置に２箇所配設されていて、正面視略Ｍ字状をなしている。また、各ほぐし部材２０の先端部３２には、ボトル本体２の回転中心に向かうにつれてボトル本体２の底部側に近づく傾斜部２０ｃがそれぞれ形成されている。各ほぐし部材２０の連設部３３は、その外周端面が開口部３におけるカラー４の内周面に摺接する摺接部２０ｄをそれぞれ有する。
【００１９】
各ほぐし部材２０は、トナー補給時に少なくとも基部３１がその形状を維持するよう、基部３１の曲げ剛性が、連接部３３の曲げ剛性よりも大きくなっている。具体的に、本実施例においては、図４に示すように、基部３１の幅ｂ及び厚さａをそれぞれ、連接部の幅ｄ及び厚さｃよりも大きくし、ａ＞ｃ、ｂ＞ｄの関係とすることにより、基部３１の曲げ剛性を、連接部３３の曲げ剛性よりも大きくしている。
【００２０】
本実施例において、ａ＝２ｍｍ、ｂ＝５ｍｍ、ｃ＝０．３ｍｍ、ｄ＝４ｍｍであるが、基部３１の曲げ剛性が連接部３３のそれよりも大きくなるのであれば、ａ、ｂ、ｃ、ｄの各値はこれに限られず、ａ＞ｃかつｂ＞ｄを必ずしも満たさずとも良く、またトナー補給時に少なくとも基部３１がその形状を維持するよう、好ましくは、トナー補給時に基部３１のみがその形状を維持するように選択されるものである。ａ＝２ｍｍ、ｂ＝５ｍｍ、ｃ＝０．３ｍｍ、ｄ＝４ｍｍとした場合には、トナー補給時に基部３１のみがその形状を維持するようになっている（他の実施例において同じ）。キャップ５およびほぐし部材２０は、適宜のプラスチック材料、例えばポリエチレン樹脂（ＰＥ）で一体成型することにより作られている。
【００２１】
トナーボトル１からキャップ５を取り外す機構は、キャップ保持手段としてのチャック１０と、このチャック１０をトナーボトル１に対して進退移動させる板カム部材１４を備えた進退移動手段とを備えている。このキャップ５を取り外す機構は、チャック１０は、トナーボトル１を支持するボトルホルダー８の一部に形成された支持壁１１の孔部１２で進退自在に支持されている。チャック１０は、図１よりも図の右側に退いた位置のフリー状態にあっては、その先端部に形成されている挾持部１３が拡がるように付勢されている。また、トナーボトル１がボトルホルダー８のセット位置に置かれたときには、上記進退移動手段によりトナーボトル１に対してより離れた位置へと移動されるときに、チャック１０の外周の大径部が孔部１２の内周面で押されて挾持部１３が狭められ、これにより、キャップ５の摘み部６を挾持するようになっている。
【００２２】
チャック１０は、キャップ５の摘み部６を保持した状態で、図１に示すように、開口部３を完全に開放できる位置までキャップ５を移動させる。この位置がキャップ５の開栓位置であり、キャップ５はトナーボトル１が正規の位置に装着されている間、その開栓位置に位置固定された状態で保持される。トナーＴの補給は、キャップ５が開口部３を開く開栓位置に位置固定で保持された状態で行う。
【００２３】
前記のキャップ５を取り外す機構を、画像形成装置における現像部のトナー補給ユニットに設けることにより、キャップ５で開口部３を封止したままの状態のトナーボトル１をボトルホルダー８に載置することができる。また、トナーボトル１中のトナーが消費され空になったトナーボトル１をボトルホルダー８から取り出す際、上記進退移動手段によりチャック１０を逆に移動させて、空になったトナーボトル１の開口部３にキャップ５を取り付けるようにすることもできる。
【００２４】
したがって、空になったトナーボトル１をボトルホルダー８から取り出す際には、開口部３がキャップ５で封止された状態なので、開口部３に付着したトナーが落下してボトル交換者の手や衣服を汚すことがない。なお、キャップ５を取り外す機構の詳細は、特開平９−９６９５９号公報の図１（ａ），（ｂ），（ｃ）に示されているものと略同様となっていることを付け加えておく。
【００２５】
図１に示すように、トナーボトル１がボトルホルダー８にセットされた状態では、キャップ５とトナーボトル１とは、上記進退移動手段のチャック１０によりキャップ５が開栓位置に固定保持されているため、トナーボトル１の回転時には、相対的な回転を行うこととなり、固定されたトナーボトル１に対してほぐし部材２０を回転する場合と同じように、ほぐし部材２０により開口部３でのトナーがほぐされると同時に、開口部３およびカラー４内壁面に付着・凝集しているトナーＴ掻き落されて開口部３より排出される。
【００２６】
このようなほぐし部材２０によるほぐし作用によって、開口部３およびカラー４部分でのトナーの流路が拡がり、トナーがより流れやすくなり、トナー補給量減少の不具合が発生せず、より効果的に開口部３でのトナーブロッキングを防止できる。また、ほぐし部材２０が適度の弾性を有し、ほぐし部材２０の自由端２０ａが開口部３の出口側に位置するように形成され、基部３１のみがその形状を維持する形状とされているので、開口部３におけるカラー４の内周面との摺接抵抗によって、図２において２点鎖線で示すように、トナーボトル１の回転時に、基部３１がたわむことなく連設部３３のみがたわみ、その自由端２０ａが常にトナーを掻き出す方向に傾くため、トナーをより確実に開口部３の外に掻き出し排出することができる。
【００２７】
したがって、流動性の良くない物性のトナーでも支障なく使用することができる。この結果、使用できるトナーが限定されないので、キャップ取り外し機構を備えたトナー補給ユニットを種々の形式の画像形成装置に採用することが可能となる。また、ほぐし部材２０には傾斜部２０ｃが形成されていることにより、キャップ５のセット時において、ほぐし部材２０の基端２０ｂ側先端部が開口部３およカラー４にひっかかることがなく、かつ、キャップ５が開口部３に対して芯ずれを生じていても傾斜部２０ｃによって修正されるので、キャップ５のセット性が大幅に向上する。これに加えて、ほぐし部材２０が上記した弾性を有するので、キャップ５のセット方向の自由度が増し、キャップ５を開口部３の斜めからセットすることも可能となる。
【００２８】
なお、ほぐし部材２０はその摺接部２０ｄにおけるその外側端面ないしは外側端縁部を開口部３およびカラー４の内周面に摺接させた場合、その接触圧が大きすぎるとトナーボトル１回転時の負荷が大きくなって、キャップ５が変形したり、チャック１０が破損したりする等の問題が生じる恐れがある。ところが、第１の実施形態におけるほぐし部材２０は、適度の弾性を有しているので、開口部３およびカラー４の内周面に摺接させても接触圧を小さくすることができ、上記問題が発生する恐れはない。
【００２９】
このように、ほぐし部材２０の形状、弾性は、上述したトナー排出作用を向上するように付与されており、上記したプラスチック材料に限らず、ある程度の剛性を有するプラスチックで製作したときには、上述の条件を満たす範囲でその肉厚を適宜選択することによってほぐし部材２０に適度の弾性を与えることができる。
【００３０】
なお、開口部３およびカラー４内壁面に付着・凝集しているトナーを掻き落す作用効果をそれ程望まなくても良いのであれば、ほぐし部材２０の摺接部２０ｄを不要にしてほぐし部材２０を開口部３およびカラー４の内周面に接触させないように形成したものでもよいし、先端部３２が開口部３内に位置するものであってもよい。このようにほぐし部材２０を形成した場合にも、開口部３等でのトナー凝集を確実に防止することができると共に、トナーボトル１回転中のほぐし動作時に、トナーの抵抗によってほぐし部材２０がトナーを排出する方向に傾くので、トナーをより排出させやすくなり、十分な補給量を得ることができる。
【００３１】
第５、６図に本発明の第２の実施例を示す。本実施例が第１の実施例と異なるのは、ほぐし部材２０の形状である。本実施例においては、基部３１と連接部３３との幅、厚さはともにほぼ同じであり、図６に明らかなように、基部３１の、ボトル本体２の回転中心側に、基部３１から先端部３２にかけてボトル本体２の回転方向とほぼ平行な方向に突出したリブ３４を設けている。リブ３４はボトル本体２の回転方向における下流側に設けられているが、図６において２点鎖線で示すように同方向における上流側に設けてもよいし、また上流側、下流側に設けて断面Ｔ字状となる形状としてもよい。リブ３４の幅、厚さ等の寸法は、トナー補給時に基部３１がその形状を維持するよう、基部３１の曲げ剛性が、連接部３３の曲げ剛性よりも大きくなるように設計される。
【００３２】
以上本発明の各実施例について説明したが、本発明は、第１、第２の実施例に限定されず、ほぐし部材２０の形成箇所を、例えばキャップ５の円周上を３等分する位置に３箇所配設したり、それ以上のたとえば４等分する位置に４箇所配設したりすることももちろん可能であるし、第１の実施例のように基部と連設部との幅、厚さを異ならせた構成に第２の実施例におけるリブを設けたものとしてもよい。
【００３３】
他にも、キャップをチャックでつかんで引き離すことで開栓位置に固定保持する構成に代えて、キャップはボトル本体に螺合され、キャップを回すことで開栓位置へ移動させ固定保持するものにも適用することができる等、種々改変できるものであるし、また、ほぐし部材を開口部およびカラー内周面に摺接させる場合、ほぐし部材の内周面側の縁にブラシ等の摺接部材を取り付け、その摺接部材を介してほぐし部材を開口部およびカラー内周面に摺接させるようにしてもよい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、内部にトナーを収容したボトル本体と、このボトル本体に形成されたトナー供給用の開口部と、この開口部を開閉するキャップとを有し、上記ボトル本体が、その回転により収容したトナーを上記開口部へ向けて搬送する搬送手段を有するトナーボトルにおいて、上記キャップは、上記開口部へ入り込む方向にその基端が結合された弾性を有する、上記開口部から上記ボトル本体内部へ向けて延在する基部と、この基部の先端部に連接された上記ボトル本体内部から上記開口部へ向けて延在する連接部とを備えたほぐし部材を有し、上記トナー補給時に少なくとも上記基部がその形状を維持するよう、上記基部の曲げ剛性を上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたので、トナー補給時に少なくとも基部がたわむことがないから、ボトル本体の開口部でのトナー凝集等の防止と同時に、ほぐし部材によってほぐしたり、開口部の内周面から掻き取ったりしたトナーを、より排出しやすくして十分な補給量を得ることができ、開口部等でのトナー凝集を確実に防止することができると共に、トナーボトル回転中のほぐし動作時に、基部が傾くことがないので、基部がトナーをボトル内に戻す向きの搬送作用を与えることがなく良好なトナー補給を行うことができるうえに開口部の奥側のほぐし機能を確実にすることができ、また、トナーの抵抗によって連接部がトナーを排出する方向に傾くと、トナーをより排出させやすくなり、十分な補給量を得ることができる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、上記基部の幅及び厚さをそれぞれ、上記連接部の幅及び厚さよりも大きくすることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたので、基部の剛性が高くなり、トナーボトル回転中のほぐし動作時に、基部が傾くことがないので、基部がトナーをボトル内に戻す向きの搬送作用を与えることがなく良好なトナー補給を行うことができるうえに開口部の奥側のほぐし機能を確実にすることができ、また、トナーの抵抗によって連接部がトナーを排出する方向に傾くと、トナーをより排出させやすくなり、十分な補給量を得ることができる。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、上記基部に、上記基端から上記先端部にかけて上記ボトル本体の回転方向とほぼ平行に突出したリブを設けることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたので、基部の剛性が高くなり、トナーボトル回転中のほぐし動作時に、基部が傾くことがないので、基部がトナーをボトル内に戻す向きの搬送作用を与えることがなく良好なトナー補給を行うことができるうえに開口部の奥側のほぐし機能を確実にすることができ、また、トナーの抵抗によって連接部がトナーを排出する方向に傾くと、トナーをより排出させやすくなり、十分な補給量を得ることができるとともに、リブをボトル本体の回転方向において上流側あるいは下流側の何れか一方にのみ設けるようにすれば、ほぐし部材がトナーの流れの妨げとなることが防止され、良好なトナー補給を行うことができる。
【００３７】
請求項４記載の発明によれば、上記連設部が上記開口部の内周面に摺接するので、開口部等に付着したトナーをボトル本体外へ掻き出して十分な補給量を得ることができると共に、ほぐし部材が開口部の内周面との摺接抵抗により、トナーボトル回転時に常にトナーを掻き出す方向に撓むので、トナーをより確実に掻き出すことができるトナーボトルを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したトナーボトル及びキャップと、これらを具備する現像装置の一部とを示し、トナーボトルのキャップを取り外し機構により取り外し開栓位置に固定保持した状態を示す部分断面を含む正断面図である。
【図２】図１に示したキャップの斜視図である。
【図３】図２に示したキャップの側断面図である。
【図４】（ａ）は、図３に示した基部の断面図、（ｂ）は、図３に示した連設部の断面図である。
【図５】キャップの別の実施例を示した断面図である。
【図６】図５に示したキャップの基部の断面図である。
【図７】従来のトナーボトルの問題点を説明する要部の端面図的な正断面図である。
【図８】（ａ）は、従来のトナーボトルの問題点を説明する要部の正断面図、（ｂ）は、その側面図である。
【符号の説明】
１ トナーボトル
２ ボトル本体
３ 開口部
５ キャップ
１５ 搬送手段
２０ ほぐし部材
２０ｂ ほぐし部材の基端
３１ 基部
３２ 先端部
３３ 連設部
３４ リブ
ａ 基部の厚さ
ｂ 基部の幅
ｃ 連設部の厚さ
ｄ 連設部の幅
Ｔ トナー

Claims (4)

1. 内部にトナーを収容したボトル本体と、このボトル本体に形成されたトナー供給用の開口部と、この開口部を開閉するキャップとを有し、
   上記ボトル本体が、その回転により収容したトナーを上記開口部へ向けて搬送する搬送手段を有するトナーボトルにおいて、
   上記キャップは、上記開口部へ入り込む方向にその基端が結合された弾性を有する、上記開口部から上記ボトル本体内部へ向けて延在する基部と、この基部の先端部に連接された上記ボトル本体内部から上記開口部へ向けて延在する連接部とを備えたほぐし部材を有し、上記トナー補給時に少なくとも上記基部がその形状を維持するよう、上記基部の曲げ剛性を上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とするトナーボトル。
2. 請求項１記載のトナーボトルにおいて、
   上記基部の幅及び厚さをそれぞれ、上記連接部の幅及び厚さよりも大きくすることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とするトナーボトル。
3. 請求項１または２記載のトナーボトルにおいて、
   上記基部に、上記基端から上記先端部にかけて上記ボトル本体の回転方向とほぼ平行に突出したリブを設けることにより、上記基部の曲げ剛性を、上記連接部の曲げ剛性よりも大きくしたことを特徴とするトナーボトル。
4. 請求項１ないし３の何れか１つに記載のトナーボトルにおいて、
   上記連接部は上記開口部の内周面に摺接することを特徴とするトナーボトル。

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