JP4017320B2 - 粉体収納容器および画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体収納容器および画像形成装置、特に、電子写真方式の画像形成装置において使用する粉体トナーを収納するトナー収納容器およびプリンター、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、粉体トナーを収納しているトナー収納容器は、カートリッジ、ボトルといったハードボトルで作られているために、トナー収納容器の交換に伴う使用済み容器の廃棄に大きな課題を生じていた。すなわち、使用済みトナー収納容器はユーザー先からメーカーが引き取り、再生、再利用、焼却処理が行われるが、該容器は容量が嵩み、回収するまでの物流コストに高額を要していた。なお、従来においてもトナー収納容器の容積が減容可能となるものの提案がある。
【０００３】
しかしながら、容積が減容可能なトナー収納容器は該容器からトナー補給装置を用いて補給する際、補給性能を安定して維持することができなかった。また、運搬時にのみ減容可能な容器を使用することも提案されているが、この場合もハードボトルやトナーホッパーにトナーを移し替えるときに、トナー飛散等による汚染を招く等の問題が解決されておらず、実用化に至っていないのが現状である。
【０００４】
ところで、本願出願人は、樹脂、紙等のフレキシブルなシートからなる容積が減容可能なトナー収納容器を用いても補給性能を安定して維持することができ、しかも該容器から離れた現像装置にトナーの補給が可能なトナー補給装置を既に提案している。かかるトナー補給装置では、トナー収納容器のトナー排出口を下方に向けてノズルに突き刺しており、このため、トナー収納容器の排出口にはノズルの挿入で開き、ノズルが抜けると閉まる圧縮発泡スポンジ製のシール弁を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記説明したトナー収納容器は、スポンジであるシール弁に長期間ノズルが挿入されていて、その後、容器が空等によって取り出すときにスポンジが元の状態に戻りきらず、トナー排出口が多少開いたままになってしまうことがある。このとき、取り出すトナー収納容器はトナー排出口が下方に向いているので、トナー飛散が発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記した問題に鑑み、粉体収納容器の交換時におけるトナー汚染を軽減することができる粉体収納容器および画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、内部に収納した粉体を排出するための１つの開口部を有する粉体収納容器において、前記開口部を閉じて粉体漏れを防止し、かつ、抜き差し可能なノズルの差し込みによって前記開口部を開放する複数のシャッタ手段が設けられ、該シャッタ手段として、前記ノズルが抜き差しされるスリットが形成されたシール部材と、コイル部が密着されたコイル状のスプリングシャッタとが設けられていることを特徴とする粉体収納容器を提案する。
【０００８】
なお、本発明は、前記シール部材のノズル挿入方向下流側に前記スプリングシャッタが配置されていると、効果的である。
【００１４】
また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１または２に記載の粉体収納容器を用いる画像形成装置において、前記粉体収納容器がトナーを収納したトナー収納容器であり、該容器の開口部を下に向けて装着する装着部にノズルが設けられていることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【００１６】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る粉体収納容器としてトナー収納容器を用いた画像形成装置のトナー補給機構を示す説明図である。
【００１７】
図１において、符号４０は現像装置であり、現像装置４０の近傍または一体に吸い込み型の粉体ポンプ４１である一軸偏芯スクリューポンプが設けられている。この粉体ポンプ４１の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ４２と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ４３と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ４４とを有している。上記ロータ４２は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸４５に一体連結された歯車４６を介して回転駆動される。なお、符号４７は電磁クラッチであり、該クラッチにより粉体ポンプ４１の稼働が制御されている。
【００１８】
また、上記ホルダ４４の先端、すなわち、図１５の右端にはトナー吸い込み部４８が設けられ、トナー吸い込み部４８と後述するノズル６０に設けられたトナー用接続口６５とトナー移送チューブ４９によって接続されている。このトナー移送チューブ４９としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。 このように構成されたトナー補給装置は、粉体ポンプ４１である１軸偏芯スクリューポンプが、高い固気比で連続定量移送が可能であって、ロータ４２の回転数に比例した正確なトナーの移送量が得られることが知られている。そこで、画像濃度検知等によりトナー補給指令が発せられると、粉体ポンプ４１が作動し、要求された量のトナーが現像装置４０に補給される。
【００１９】
一方、トナー収納容器１がセットされる画像形成装置本体に設けられたセット部５０は、現像装置４０と別体のユニットとして構成されている。このセット部５０には、トナー袋２内に挿入される断面が円形のノズル６０が立設され、トナー収納容器１は上方から画像形成装置本体のセット部５０へセットされる。セット部５０に設けられたノズル６０は、上部に断面錐状に形成された尖端部材６１が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材６１に続いてエアー供給路６２とトナー供給路６３とが設けられている。ノズル６０の内部は、２重管構造になっており、トナー供給路６３はノズル６０の下端において図の左方へ曲げられてその先端にトナー移送チューブ４９が接続されたトナー用接続口６５が設けられている。また、エアー供給路６２は、トナー供給路６３よりも上方で図の右方へ曲げられ、エアー接続口６４に達している。
【００２０】
エアー接続口６４は、本実施形態の場合、エアー供給手段としてのエアーポンプ５１にエアー移送パイプ５２を介して接続されている。このエアーポンプ５１が作動すると、該ポンプからエアー移送パイプ５２およびエアー供給路６２を介してトナー収納容器１内にエアーが噴出される。そして、トナー収納容器１内に噴出されたエアーは、トナー層を通過することによりトナーを拡散しながら流動化させる。
【００２１】
このように構成されたトナー補給装置に用いられるトナー収納容器１は、図２に示すように、保護ケースとしての外箱２と、その外箱２内に収容されたトナー袋３とを有するバッグインボックスタイプに構成されている。この外箱２は、剛性を有する紙、段ボール、樹脂等の材料から作られ、トナー袋３がほぼ隙間なく収まる程度の内部空間を持つ。
【００２２】
また、トナー袋３は下部中央に射出成形等により作られた樹脂製の口金部材４が一体または固着により設けられている。このトナー袋３は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製または紙製のシート状（８０〜１２５μｍ程度の厚み）のフレキシブルなシート材を単層または複層に構成された袋状容器形状のものである。
【００２３】
このトナー袋３は、収納したトナーが排出し易くするため、上下方向の適宜中間部より底部の口金部材４に向かって絞り込まれた形状に形成されている。口金部材４には、上記ノズル６０が挿入される開口部５が形成され、この開口部５にシャッタ手段が設けられている。
【００２４】
本実施形態では、第１のシャッタ手段としてコイル状のスプリングシャッタ１０と、第２のシャッタ手段として圧縮発泡スポンジ製のシール弁２０とを具備している。スプリングシャッタ１０は、スプリングシャッタ線が弾性的に密着して隙間のない円筒状に形成されたコイル部１１を有し、該コイル部１１の上端には突き当て部１２が設けられている。この突き当て部１２は、スプリングシャッタ１０自体、すなわち、コイル部１１の上端の巻き加工をより形成して構成することもできるし、コイル部１１の上端に円板状の板を取り付けて構成することもできるが、何れの構成においてもコイル部１１に隙間なく設けることが肝要である。他方、スプリングシャッタ１０の下部は、コイル部１１の径より大径に形成された台座部１３が設けられている。この台座部１３も突き当て片１２と同様にスプリングシャッタ１０自体の下端を大径に形成して構成することもできるし、コイル部１１の下端にリング状の板を取り付けて構成することもできる。
【００２５】
このスプリングシャッタ１０は、その軸線を開口部５の軸線と一致させるようにして台座部１３が口金部材４に固定されている。また、シール弁２０は、開口部５の軸芯で交差する十字の貫通したスリット（図示せず）が形成されている。
【００２６】
このように構成されたトナー収納容器１は、開口部５の下に向けてセット部５０への装填し、ノズル６０が開口部５に挿入される。挿入されるノズル６０は、まずシール弁２０のスリットを広げて侵入し、そしてその先端がスプリングシャッタ１０の突き当て部１２当たってこれを押し上げる。スプリングシャッタ１０は、突き当て部１２がノズル６０によって押し上げられると、図３に示すように、コイル部１１に隙間が形成されて開いた状態になる。なお、ノズル６０はスプリングシャッタ１０の自然長より長い挿入長を有するように設定されている。
【００２７】
かくして、トナー収納容器１の装填に基づくノズル６０の挿入により、スプリングシャッタ１０およびシール弁２０はともに開いてトナーの排出が可能となる。そして、トナー収納容器１のトナーがほぼ空になると、トナー収納容器１は新品のものと交換するため、装填していた容器を取り出さねばならない。トナー収納容器１を取り出すとき、装填時と同様に開口部５が下に向いた状態であるため、シャッタ手段の閉まりが悪いとトナー飛散をもたらす。スポンジで作られたシール弁２０の場合、長期間スリットにノズル６０が挿入されていると、ノズル６０が抜かれても瞬時に元の閉まった状態に戻らず、かつ完全に初期の状態に戻ることもなくて多少スリットが開き気味になる。よって、シール弁２０の場合、閉まり状態になるまでの間にトナーが漏れたり、完全に戻りきらないことにより、トナー収納容器１に何らかの振動や衝撃があったときにトナーが漏れることがある。
【００２８】
これに対し、スプリングシャッタ１０はノズル６０が抜かれても瞬時に元の閉まった状態になり、しかも完全に初期の状態に戻るので、上記したトナー漏れを確実に防止することができる。したがって、トナー収納容器１のシャッタ手段としては良好なシャッタ機能を有するスプリングシャッタ１０だけを設けたものであっても良い。しかし、シール弁２０にはスプリングシャッタ１０に無いノズル６０に付着したトナーを清掃するという好ましいクリーニング作用を備えているので、トナー収納容器１のシャッタ手段としては、本実施形態のように、スプリングシャッタ１０とシール弁２０とを併用することが最も好ましいと言える。
【００２９】
ところで、スプリングシャッタ１０は図３に示すように、その内径とノズル６０の外径との間隔をＬとすると、その間隔Ｌはできる限り小さくすることが好ましい。この間隔Ｌが大きいと、スプリングシャッタ１０が閉じたとき、ノズル６０とスプリングシャッタ１０の間にトナーが残ってしまう。このトナーは、本実施形態の場合、スプリングシャッタ１０の下部にシール弁２０を設けているので、大きな問題にならないが、シャッタ手段としてスプリングシャッタ１０のみを設けたものでは間隔Ｌを小さくする。なお、この間隔Ｌはノズル６０の直径が９ｍｍで、スプリングシャッタ１０の内径が１０ｍｍのものであってもトナー排出等に支障を来すことがなく、よってＬはほぼ０．５ｍｍあれば十分である。また、スプリングシャッタ１０の強さは５００ｇｆ程度でコイル部１１に間隔ができるものであると、ノズル６０の挿入に大きな負荷とならず操作性が良かった。
【００３０】
図４は、本発明の他の実施形態を示す説明図であり、本実施形態ではシャッタ手段として設けたスプリングシャッタ１０のコイル部１１が錐形状に形成されている。このスプリングシャッタ１０は、所謂たけのこバネと称されるものであって、上端には突き上げ部を設けていないが、下端には台座部１３が設けられている。
【００３１】
このようなたけのこバネ１０でも、ノズル６０が挿入されると、図５に示すように、コイル部１１間が開きトナーを排出することができる。
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
【００３２】
例えば、粉体収納容器はトナーに限らず、トナーとキャリアからなる粉体でもよく、さらにトナーにおいても２成分現像用のものでも、１成分分用のものでもよいことは当然である。
【００３３】
さらにまた、上記実施形態の挿入部材であるノズル６０は断面円形のものであるが、その形状は楕円、多角形等でもよく、この場合、スプリングシャッタ１０もノズルの形状にあわせる。なお、ノズル６０を多角形にした場合、正多角形で、角に丸みを付けることが好ましい。
【００３４】
【発明の効果】
請求項１、２の構成によれば、粉体収納容器の開口部にシール弁とスプリングシャッタのシャッタ手段を設けているので、粉体収納容器の開口部からの粉体漏れを防止し、かつノズルに付着した粉体を自動的に清掃できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の粉体収納容器を用いた画像形成装置のトナー補給機構を示す説明図である。
【図２】図１に示すトナー収納容器の断面図である。
【図３】図１に示すスプリングシャッタの開状態を示す説明図である。
【図４】本発明の他の実施形態を示すスプリングシャッタの説明図である。
【図５】図４に示すスプリングシャッタの開状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１ トナー収納容器
３ トナー袋
４ 口金部材
５ 開口部
１０ スプリングシャッタ
１１ コイル部
１２ 突き当て部
１３ 台座部
２０ シール弁
６０ ノズル

Claims (3)

1. 内部に収納した粉体を排出するための１つの開口部を有する粉体収納容器において、
   前記開口部を閉じて粉体漏れを防止し、かつ、抜き差し可能なノズルの差し込みによって前記開口部を開放する複数のシャッタ手段が設けられ、該シャッタ手段として、前記ノズルが抜き差しされるスリットが形成されたシール部材と、コイル部が密着されたコイル状のスプリングシャッタとが設けられていることを特徴とする粉体収納容器。
2. 前記シール部材のノズル挿入方向下流側に前記スプリングシャッタが配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体収納容器。
3. 請求項１または２に記載の粉体収納容器を用いる画像形成装置において、
   前記粉体収納容器がトナーを収納したトナー収納容器であり、該容器の開口部を下に向けて装着する装着部にノズルが設けられていることを特徴とする画像形成装置。

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