JP4797874B2 - トナーカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナーを供給可能に収容するトナーカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、トナーカートリッジのシール構造の改良に関するものである。

特許第３３１３９００号公報

一般に、複写機などに用いられるトナーカットリッジにおいては、トナーをトナー容器から現像機構に送り出す必要がある。そして、このトナー容器は、使用前の状態においてフィルム等を用いて密封されており、トナーが容器外へ漏れないようになっている。すなわち、このようなトナー封止用のフィルムを採用しているトナーカートリッジにおいては、当該フィルムを剥がすことでトナーが供給されるようになっている。

従来、上記構成のトナーカットリッジでは、密封方法として、フィルムを熱溶着等で貼り付けており、また、使用する際に、簡単にフィルムが剥がせるように、フィルムの一端を折り返していた。また、このようなトナー漏れを防止するためのシール材を備えたユニットが既に提案されている（例えば、特許文献１参照）。

例えば、特許文献１には、ハウジングに舌片状のシール材を一体成形しトナーの漏れを防止すると共に、像担持体、帯電器、現像器、クリーニング部等の画像形成ユニットを一体構造としたプロセスユニットが開示されている。

ところで、一般に、トナー封止用のフィルムを採用しているトナーカートリッジにおいては、フィルム部材の熱溶着のための設備や工程が必要となり、また、フィルム部材の折り返しが必要となるため、この分だけコストアップしてしまうといった課題が生じていた。

そこで、本発明の目的は、フィルム部材の折り返しを省略すると共に、フィルム部材の熱溶着工程を省略し、材料コスト及び作業コストの低減を可能とするトナーカートリッジ及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明のトナーカートリッジは、（１）その表面にシール部が形成された開口部を有し、トナーを供給可能に収容するトナー容器と、前記開口部と対向し、その対向面にシール部が形成されていると共に、前記開口部に取り付けられる中空のカバー部材と、前記開口部を封止するシート状のフィルム部材とを備え、前記フィルム部材は、前記トナー容器の開口部に対して摺動可能なように、前記カバー部材と前記トナー容器との間に介装されていることを特徴とするものである。

（２）また、前記（１）に記載のトナーカートリッジにおいて、前記フィルム部材は、前記カバー部材とトナー容器との間で、折り返すことなく平面状に配置されていてもよい。

（３）さらに、前記（１）又は（２）に記載のトナーカートリッジにおいて、前記シール部は、熱可塑性の弾性樹脂で形成されていると共に、対応するカバー部材及びトナー容器のそれぞれと一体に二色成型されていてもよい。

（４）また、本発明に係る画像形成装置は、前記（１）ないし（３）のいずれかに記載のトナーカートリッジと、該トナーカートリッジから供給されるトナーにより記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とするものである。

上記（１）に記載の発明によれば、フィルム部材が、トナー容器の開口部に対して摺動可能なように、カバー部材とトナー容器との間に介装されているので、従来のシール用フィルム部材の折り返しを省略すると共に、フィルム部材の熱溶着工程を省略し、材料コスト及び作業コストの低減が可能となる。

また、上記（２）に記載の発明によれば、フィルム部材が、カバー部材とトナー容器との間で、摺動可能なように折り返すことなく平面状に配置されているので、従来のシール用フィルム部材のように引き抜きのための折り返しを設けることなく、フィルム部材の一方向への引き抜きが可能となる。

また、上記（３）に記載の発明によれば、シール部が、熱可塑性の弾性樹脂で形成されていると共に、対応するカバー部材及びトナー容器のそれぞれと一体に二色成型されているので、従来のシール部材の手作業による貼り付け工程を省略すると共に、シール部の成形精度を向上させることができる。

また、上記（４）に記載の発明によれば、上記いずれかのトナーカートリッジを備えた画像形成装置にも好適に適用可能となる。

以下に、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。

まず、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は本発明に係わるタンデム型カラー画像形成装置１００の概略構成図である。

この画像形成装置１００においては、画像読取装置１０２より読み取られたカラー原稿のカラー画像情報、図示しないパーソナルコンピュータや画像データ入力装置等から送られてくるカラー画像情報等が入力され、入力された画像情報に対して画像処理が行われるようになっている。

図１において、１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー画像を形成する画像形成ユニットであり、複数の張架ロールにより張架された無端状の中間転写ベルト９の進行方向に沿って１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの順で直列に配設されている。また、中間転写ベルト９は、これらの画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋで順次形成された各色のトナー像が、互いに重ね合わされた状態で転写される中間転写体であり、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応する静電潜像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋのそれぞれに対向して配設される一次転写ロール６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとの間に挿通され、矢印方向に循環移動可能に形成されている。そして、中間転写ベルト９上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙カセット１７等から給紙された記録媒体としての記録用紙１８上に一括して転写された後、定着装置１５によって記録用紙１８上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１８が外部に排出されるようになっている。

ここで、画像読取装置１０２は、プラテンガラス上に載置された原稿を不図示の光源によって照明し、原稿からの反射光像を、走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子によって所定の解像度で読み取るように構成されている。

また、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する像担持体である感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋと、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと、当該感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ上に形成された静電潜像を現像する現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋと、着脱自在に配設され現像装置５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋに所定の色のトナーを供給するトナーカートリッジ１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋと、ドラムクリーニング装置７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋ等とから構成されている。

さらに、本実施の形態において、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、矢印方向に回転する金属製ドラムの表面に有機系感光材料、アモルファスセレン系感光材料、アモルファスシリコン系感光材料等からなる感光層が被膜形成されており、帯電ロール３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋは、この感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面と接触し、直流電圧／電流に交流電圧／電流を重畳したバイアスにより、該感光層を所定の電位に帯電するように構成されている。

このように構成した画像形成装置における画像形成工程について、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット１Ｙを代表例として説明する。

まず、感光体ドラム２Ｙは、所定の直流電圧／電流に交流電圧／電流が重畳されたバイアス電圧／電流が帯電ロール３Ｙに印加されることにより、その表面（感光層）が一様に帯電される。次に、例えば、画像読取装置１０２によって読み取られた画像情報に基づき、露光装置４Ｙから出力されるレーザービームによりイエロー画像に対応する走査露光がなされ、感光体ドラム２Ｙの表面（感光層）にはイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

このイエロー画像に対応する静電潜像は、対応するトナーカートリッジ１０Ｙから供給されたイエロートナーを用いて現像装置５Ｙによってイエロートナー像となり、一次転写手段の一部を構成する一次転写ロール６Ｙの圧接力及び静電吸引力によって中間転写ベルト９上に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム２Ｙ上に残留したイエロートナーは、ドラムクリーニング装置７Ｙよって掻き取られる。その後、感光体ドラム２Ｙの表面は除電装置８Ｙによって除電された後、次の画像形成サイクルのために帯電ロール３Ｙにより再び帯電される。

多色のカラー画像形成を行う本画像形成装置１００では、各画像形成ユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、上記と同様の画像形成工程が画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにおいても行われ、中間転写ベルト９上にフルカラートナー像が重ね合わされた状態で形成される。この中間転写ベルト９としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。

中間転写ベルト９上に一次転写されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置へと搬送される記録用紙１８上に、中間転写ベルト９を支持するバックアップロール１３と、このバックアップロール１３に所定のタイミングで圧接する二次転写ロール１２との圧接力及び静電吸引力によって二次転写される。

一方、記録用紙１８は、画像形成装置１００内の下部に配置された記録用紙収容部としての給紙カセット１７から、所定のサイズのものが給紙ロール１７ａによって給紙される。給紙された記録用紙１８は、複数の搬送ロール１９及びレジストロール２０によって、所定のタイミングで中間転写ベルト９の二次転写位置まで搬送される。そして、記録用紙１８には、上述したように、二次転写手段としてのバックアップロール１３と二次転写ロール１２とによって、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が一括して転写される。

また、中間転写ベルト９上からフルカラートナー像が二次転写された記録用紙１８は、中間転写ベルト９から分離された後、二次転写手段の下流側に配設された定着装置１５へと搬送され、この定着装置１５によって熱及び圧力でトナー像が記録用紙１８上に定着されるようになっている。定着後の記録用紙１８は、排出ロール２３を介して、排出トレイ２４上に排出される。

さらに、二次転写手段により記録用紙１８上に転写できなかった中間転写ベルト９上の残トナーは、そのまま中間転写ベルト９上に付着した状態でベルトクリーニング装置１４まで搬送され、このベルトクリーニング装置１４により中間転写ベルト９上から除去されて次の画像形成に備える。

次に、本発明に係るトナーカートリッジの構成について、従来構成のトナーカートリッジと対比し、図２〜図４を参照して説明する。ここで、図２は、本発明に係るトナーカートリッジの組立前の状態を示す模式図であり、図３は、本発明に係るトナーカートリッジの組立後の状態を示す模式図である。また、図４は、従来のトナーカートリッジを示す模式図である。ここで、各トナーカートリッジ１０Ｙ〜１０Ｋは同様な構成であるので、以下、簡単のため各符号は総称表記（例えば、トナーカートリッジ１０）とする。

先ず、従来のトナーカートリッジ２００では、図４に模式的に示すように、樹脂製のフィルム部材２５０を、トナー容器２１０の開口面２１０Ｓに熱溶着した上で折り返し、トナーの封止を行っていた。そして、トナーカートリッジ２００を使用する際には、トナーカートリッジを画像形成装置１００にセットした後、このフィルム部材２５０を引き剥がすことにより、開口部２１５を開放し、トナー容器２１０内部に収容されているトナーを使用可能としていた。

ここで、フィルム部材２５０を折り返しているのは、トナーカートリッジ２００の周辺には、例えば、筐体や画像形成ユニットといった他の構成機器が配置されており、フィルム部材２５０の一端を把持して回転させて引き剥がすような作業スペースが確保できないため、フィルム部材２５０を一方向に引き抜いて、当該フィルム部材２５０を引き剥がすためである。

しかし、このように構成した従来のトナーカートリッジ２００においては、フィルム部材２５０を開口部２１５に熱溶着するための工程や、フィルム部材２５０を折り返す工程といった付帯的な工程、あるいは、熱溶着のための設備やフィルム部材２５０を折り返すための長いフィルム部材といった余分な材料が必要となり、コストアップするといった問題が生じていた。

そこで、本発明に係るトナーカートリッジ１０では、次のようにして、フィルム部材の溶着工程やフィルム部材の折り返しを省略し、コストダウンを図っている。

本実施の形態に係るトナーカートリッジ１０は、図２に示すように、中空の略直方体形状のトナー容器１１０を有し、このトナー容器１１０の一面には開口部（本例では、トナー容器１１０の上面）１１５が形成されている。さらに、この開口部１１５の表面（本例では、上表面）には、シール部１２０が形成されている。ここで、シール部１２０は、スポンジ等のシール部材を開口部１１５に貼り付けて形成しても良いし、エラストマー等の熱可塑性の弾性樹脂を、トナー容器１１０（開口部１１５）を形成する樹脂と一体に二色成型して形成してもよい。但し、シール部材の手作業による貼り付け工程を省略すると共に、シール部の成形精度を向上させるという観点からは、トナー容器１１０を形成する樹脂と一体に二色成型することが好ましい。

また、このトナー容器１１０には、開口部１１５と対向する、枠状のカバー部材１３０が取り付けられるようになっており、このカバー部材１３０にも、トナー容器１１０の開口部１１５と同様な開口部１３５が形成されていると共に、トナー容器１１０側のシール部１２０と対向する表面（本例では、下表面）には、同様なシール部１４０が形成されている。さらに、本実施の形態において、カバー部材１３０には、トナー容器１１０に取り付けるための固定ツメ１３７が、長手方向の対向辺にそれぞれ２個ずつ設けられている。なお、カバー部材側のシール部１４０についても、トナー容器１１０側に設けたシール部１２０と同様に、スポンジ等のシール部材をカバー部材１３０の下面に貼り付けて枠状に形成しても良いし、エラストマー等の熱可塑性の弾性樹脂をカバー部材１３０を形成する樹脂と一体に二色成型して枠状に形成してもよい。

さらに、本実施の形態において、トナー容器１１０とカバー部材１３０との間には、折り返すことなく平面状に配置されたシート状のフィルム部材１５０が、トナー容器１１０に対して摺動可能なように介装されている。具体的には、トナー容器１１０にカバー部材１３０を取り付ける際に、両者の間にシート状のフィルム部材１５０を挟んで、当該フィルム部材１５０が両側のシール部１２０，１４０に対して摺動可能となるように取り付けられている。

そして、トナーカートリッジ１０は、該トナーカートリッジ１０を画像形成装置１００に装着しない状態では、フィルム部材１５０により内部のトナーが漏れ出すことを防止し、トナーカートリッジ１０を画像形成装置１００に装着した状態では、フィルム部材１５０を一方向に引き抜くことにより、開口部１１５（１３５）を開放し、トナーカートリッジ１０内に収容されたトナーを、現像装置５に供給可能としている。なお、トナーカートリッジ１０を画像形成装置１００に取り付ける際には、開口部１１５（１３５）が下向きとなるようにセットされる。

また、本実施の形態では、カバー部材１３０を固定ツメ１３７によりトナー容器１１０に取り付けるように構成したが、カバー部材１３０をトナー容器１１０に圧入して取り付けるように構成してもよい。

このように構成した本実施の形態に係るトナーカートリッジ１０においては、図４に模式的に示すように、カバー部材１３０とトナー容器１１０との間に挟まれたフィルム部材１５０により、収容されているトナーの確実な封止を可能とすると共に、トナー容器１１０にカバー部材１３０が取り付けられた状態で、フィルム部材１５０を引き抜いて、開口部１１５（１３５）を開放することが可能となり、これにより、従来のフィルム部材２５０の熱溶着工程や、フィルム部材２５０の折り返しを省略することができ、コストダウンに寄与することができる。

なお、本実施の形態では、中空の直方体形状のトナー容器１１０の一面全域に渡って開口部を設け、当該開口部とカバー部材との間にフィルム部材を介装する形態を例示したが、本発明はこのような実施の形態に限定されるものではなく、例えば、任意の形状のトナー容器の一部に開口部が形成されている場合にも、当該開口部に本発明に係るカバー部材及びフィルム部材を適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の構成を示す模式図である。 本発明に係るトナーカートリッジの組立前の状態を示す模式図である。 本発明に係るトナーカートリッジの組立後の状態を示す模式図である。 従来のトナーカートリッジの構成を示す模式図である。

符号の説明

１Ｙ−１Ｋ：画像形成ユニット、２Ｙ−２Ｋ：感光体ドラム、３Ｙ−３Ｋ：帯電ロール、４Ｙ−４Ｋ：露光装置、５Ｙ−５Ｋ：現像装置、６Ｙ−６Ｋ：一次転写ロール、７Ｙ−７Ｋ：ドラムクリーニング装置、８Ｙ−８Ｋ：除電装置、９：中間転写ベルト、１０Ｙ−１０Ｋ：トナーカートリッジ、１２：二次転写ロール、１３：バックアップロール、１４：ベルトクリーニング装置、１５：定着装置、１７：給紙カセット、１８：記録用紙、１００：画像形成装置、１０２：画像読取装置、１１０：トナー容器、１１５，１３５：開口部、１２０，１４０：シール部、１３０：カバー部材、１３７：固定ツメ、１５０：フィルム部材

Claims (3)

1. その表面にシール部が形成された開口部を有し、トナーを供給可能に収容するトナー容器と、
   前記開口部に対向し、その対向面又は前記開口部にシール部が形成されていると共に、前記開口部に取り付けられる中空のカバー部材と、
   前記開口部を封止するシート状のフィルム部材と
   を備えたトナーカートリッジにおいて、
   前記フィルム部材は、前記開口部を封止した状態で前記トナーカートリッジの外装の一部を構成し、前記トナー容器の開口部に対して摺動可能なように、前記カバー部材と前記トナー容器との間に介装され、
   前記カバー部材と前記トナー容器とを、その両者の間にシート状のフィルム部材を挟んだ状態で、前記フィルム部材の摺動方向と交差する方向から取り付けることにより前記開口部が封止され、
   前記カバー部材と前記トナー容器とが取り付けられた状態において、前記フィルム部材は、前記カバー部材と前記トナー容器との間で、折り返すことなく平面状に配置されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記シール部は、熱可塑性の弾性樹脂で形成されていると共に、対応するカバー部材及びトナー容器のそれぞれと一体に二色成型されていることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 請求項１又は２に記載のトナーカートリッジと、該トナーカートリッジから供給されるトナーにより記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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