JP4871641B2 - トナーカートリッジ - Google Patents

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Description

本発明は、画像形成装置にトナーを補給するためのトナーカートリッジに関する。
従来のトナーカートリッジとして、トナーを収容するとともに内部のトナーを排出するための排出口が設けられた容器体と、容器体内に回転可能に軸支されるとともに、回転駆動することにより収容部内に収容されたトナーを撹拝しながら内壁に沿って搬送し、排出口から送り出すミキサとを有するものがあり、スクリューは、これの外周部が、収容部の内壁に近接した位置に配置されるように構成されている。
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、ミキサと容器体の内壁との間に隙間が形成されているため、容器体内のトナーの残量が少なくなるにつれ、容器体の内壁とミキサとの間の隙間にトナーが溜まり、このトナーを排出することができないという課題がある。
この課題を解決するものとして、トナーを収容すると共に内部のトナーを排出するための排出口が設けられた収容部と、前記収容部内に軸支された回転軸に連結され、該回転軸が回転駆動することによって前記収容部内に収容されたトナーを撹絆しながら、トナーを内壁に沿って搬送して前記送出口から送り出す攪拌部材とを備えており、前記攪拌部材が、所定の弾性変形を有する前記回転軸側の基部と、該基部の半径方向外側に配置されて前記収容部の内壁を摺擦し、該基部よりも弾性変形が大きい先端部とを有する搬送部材を備えたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開平10―282774号公報
しかしながら、この場合、搬送部材の先端部が収容部の内壁を摺擦する際に、先端部と収容部の摺動摩擦により、内壁に溜まっていたトナーにストレスが加わり、トナーの性質に変化が生じ、クランプ(いわゆる粗大粉)が発生する場合がある。このようなクランプの発生は、用紙の印字面におけるクランフ画像の発生につながり、画像形成処理における画質向上の妨げとなっていた。
本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像形成装置に装着されるトナーカートリッジにおけるトナー収容部の底部へのトナーの残留を防止し、ひいては画像形成処理における画質の向上に寄与することの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。
上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に装着され、前記画像形成装置にトナー補給するトナーカートリッジにおいて、トナーを収容するとともに収容しているトナーを排出するための排出口が設けられた、底部に所定の曲率を有する形状の収容部と、前記収容部内のトナーを前記排出口に搬送する搬送部材と、前記収容部内で回転軸を中心として回転し、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材に、先端部が前記収容部の底部と接触するように設けられ、前記先端部に前記収容部の底部と略同じ曲率を有する部分が形成されたシート部材とを有する。
本発明によれば、画像形成装置に装着されるトナーカートリッジにおけるトナー収容部の底部へのトナーの残留を防止し、ひいては画像形成処理における画質の向上に寄与する。
以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。
図1は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置1の内部構造を示す概略図を示す斜視図である。図1に示すように、この画像形成装置1は4連タンデム方式のカラーコピー機であり、複写機本体100、プラテンカバー200、コントロールパネル300、及び複数の給紙カセット400を備えている。
複写機本体100は、画像形成に関する主な役割を担うものであり、その前面にはカバー100aが開閉可能に設けられている。このカバー100aを開くと、その上部側には第1〜第4のトナーカートリッジ501〜504が並設されている。プラテンカバー200は、複写機本体100上に一側端を中心として回動可能に設けられている。コントロールパネル300は、コピー操作のための入力部であり、複写機本体100の上面に設けられている。給紙カセット400は、用紙を収納するためのものであり、複写機本体100の下側に着脱可能に設けられている。また、排紙ユニット600は、第1〜第4のトナーカートリッジ501〜504が並設された上部に設けられている。
それぞれ第1〜第4のトナーカートリッジ501〜504は、カートリッジ保持機構505に対して着脱可能に設けられている。第1〜第4のトナーカートリッジ501〜504は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを補給するものである。
次に図2を参照しながら第1のトナーカートリッジ501の構成について説明する。なお、第2〜第4のトナーカートリッジ502〜504は、第1のトナーカートリッジ501と殆んど構成が同じであるため、その説明を省略することとする。
図2は同実施形態に係る第1のトナーカートリッジ501の全体構成を前面側から示す斜視図である。ここで、第1のトナーカートリッジ501についてキャップ501nがある面を前面側、攪拌部材としてのミキサギア501lがある面を背面側とする。
図2に示すように、第1のトナーカートリッジ501は、トナーを収容するトナー収容部としてのカートリッジ本体501aを備えている。このカートリッジ本体501aは、容器体501bと蓋体501cから構成され、その背面側にはトナー情報を判別するための第1、第2の判別突起部601、602が設けられている。
容器体501bは断面U字状、蓋体501cは矩形板状をしている。容器体501bの前面側には、カートリッジ本体501a内のトナーを排出し、画像形成装置1にトナーを供給するトナー補給口としての排出部501gが設けられている。この排出部501gは、容器体501bの底面から下方に突出しており、その下端部には排出部501gに形成された排出口(図示しない)を開閉するシャッター501hが設けられている。
容器体501bの内底部には、カートリッジ本体501a内のトナーを排出部501gに搬送するための搬送部材としてのスクリュー501iが設けられている。スクリュー501iの背面側の端部の先端部には駆動部材としてのカップリング部材501jが設けられている。このカップリング部材501jは、複写機本体100に設けられた図6に示す駆動装置700に連結され、トナー補給のたびに回転駆動される。
カートリッジ本体501aの内部には、カートリッジ本体501a内のトナーを攪拌するためのミキサ501kが設けられている。ミキサ501kの背面側の端部には、ミキサギア501lが設けられている。このミキサギア501lは、スクリュー501iに設けられたギアとしてのカップリング部材501jと噛合しており、スクリュー501iを回転させると、それに連動してミキサ501kが回転するようになっている。
容器体501bの前面側には、カートリッジ本体501aにトナーを充填するための充填口501mが形成されている。この充填口501mは円形をしており、キャップ501nにより密閉されている。
図3は、第1のトナーカートリッジ501を上面から見た図である。また、図4は、図3の1−1に沿った第1のトナーカートリッジ501の断面図を示す。ミキサ501kの固定は、以下のようになされている。第1のトナーカートリッジ501の背面側では、ミキサ501kは、ミキサギア501lとカップリング部を介して接続している。また、第1のトナーカートリッジ501の前面側では、ミキサ501kは、凸状に形成された凸部501tを端部に有し、容器体の前面側に設けられた凹部501sに嵌っている。
ここで、凹部501sの内径は、凸部501tの外径より僅かに大きい径を有している。そのため、ミキサ501kが回転してトナーを攪拌すると、凸部501tと凹部501sとの僅かな隙間にトナーが入り込む。これにより、凸部501tと凹部501sの摩擦は軽減し、潤滑にミキサ501kが回転することが可能となる。
図5は、図3の2―2に沿った第1のトナーカートリッジ501の断面図を示す。蓋体501cは、蓋体突起部501qを有している。蓋体突起部501qは、蓋体501cを容器体501bに装着したときの容器体501bの上端に設けられている。蓋体突起部501qは、蓋体501cと容器体501bとの接合部から幅方向に所定長の辺a、蓋体501cと容器体501bとの接合部から容器体501bに向かって、辺aとほぼ直交関係にある所定長の辺b、そして、これら2辺から決定される斜辺cで囲まれた断面三角形状の突起である。
また、蓋体突起部501qの所定長の辺bと蓋体501cの長手方向で囲まれる面は、蓋体501cを容器体501bに装着したときに、容器体501bとの間に隙間が生じることなく接するように形成されている。
トナーカートリッジ本体501aのトナー量が少なくなると、ミキサ501kの外周部と容器体501bの内壁との間には隙間が生じるため、この隙間に残ったトナーはミキサ501kにより搬送することはできない。しかし、この実施形態であると、蓋体突起部501qは、容器体501bと蓋体501cの接合部に生じる隙間を埋めるため、この隙間へのトナーの残留を防ぐことができる。
さらに、蓋体突起部501qは、斜辺cを有した面が設けられているため、蓋体突起部501qに付着したトナーは、容器体501bの底部に流れ落ちやすくなり、トナーの付着も起きにくい。
また、図5に示すように、掃出しシート501oは、ミキサ501kの外周部である取付面501rに固定されている。また、掃出しシート501oの取付面501rに固定されていない自由端である掃出し部501pは、ミキサ501kの外周部から更に延在方向に突出している。ミキサ501kは、第1のトナーカートリッジ501を前面側から見た断面図である図5において反時計回りで回転する。そのため、掃出し部501pは、容器体501bの底部に接触する。
さらに、図2に示すようにミキサ501kの取付面501rには、長手方向にわたって掃出しシート501oが取り付けられている。また、掃出しシート501oには、回転軸と略平行な方向において、幅方向全長に亘って所定間隔、ここでは5mm間隔で、図2に示す複数の切り込み部501xが形成されている。そのため、掃出しシート501oの分割部分は、独立して弾性変化可能となる。
図5に示すように、掃き出シート501oは、ミキサ501kの回転軸に略直交する平面上において、ミキサ501kの回転半径方向から回転方向後側に約45度だけ傾斜する角度で、ミキサ501kの回転半径方向外側端部の取付面501rに貼り付けられている。掃き出シート501oは、取付面501rに対して、その一端が両面テープ等で取り付けられている。掃き出シート501oは、厚さ寸法が約0.05mmの弾性変化可能な帯状のPETシートである。
図6に示す駆動装置700から駆動力が伝達されカップリング部材501jが回転駆動すると、これと一体にスクリュー501iが回転駆動するとともに、ミキサギア501lを介してミキサ501kが回転駆動する。これにより、ミキサ501kがトナーを撹拝するとともにスクリュー501iに送り出し、搬送されてきたトナーをスクリュー501iが排出部501gまで搬送する。そして、トナーは、排出部501gから排出される。第1のトナーカートリッジ501の使い始めの頃は、容器体501b内のトナー量は多いが、ミキサ501kと一体に掃出しシート501oが回転しても、掃出し部501pに当接するトナーは、切り込み部501xを通って掃出し部501pの後方へ流動するため、掃出しシート501oがミキサ501kの回転の抵抗となることはない。
また、第1のトナーカートリッジ501のトナー量が少なくなると、ミキサ501kの外周部と容器体501bの内壁との間には隙間が形成されているため、この隙間に残ったトナーはミキサ501kにより搬送することはできない。しかし、掃出しシート501oが、容器体501bの底部に接触するため、隙間に残ったトナーをスクリュー501iへ送り出すことができる。これにより、第1のトナーカートリッジ501のトナー残量を減少させることができる。
次に、本実施形態の重要な部分である掃出しシート501oの形状について説明する。図7は、図3の2―2に沿ったトナーカートリッジ501の断面図を示している。ここで、取付面501rに固定されていない自由端である掃出しシート501oにおいて、掃出し部501pの容器体501bの底部に接触する部分を特に先端部501uとする。
図7は、掃出しシート501oの先端部501uが容器体501bの底部に接触している図である。先端部501uの断面形状について、容器体501bの底部に接触する先端部501uの外縁は、例えば容器体501b底部と同じ曲率で予め形成されている。本実施形態では、第1のトナーカートリッジ501の容器体501bの底部を、半径約33mmにて形成した。このため、掃出しシート501oの先端部501uも容器体501bの底部とほぼ同じ曲率で形成してある。また、第1のトナーカートリッジ501の容器体501bの底部の半円筒形状の内壁に接触する掃出しシート501oの先端部501uの長さ寸法は、1.1mmが好適である。先端部501uをこの寸法に固定するために、掃き出し部501pの長さ寸法は、5.4mmに設定されている。
つまり、ミキサ501kが回転し、それと共に掃出しシート501o及び先端部501pも反時計回りで回転するが、先端部501uは、容器体501bの底部とちょうど滑らかに接する様に形成される。そのため、先端部501uがミキサ501kの回転に伴いミキサ501kの軸を中心に一回転しても、先端部501pは、容器体501bの底部を圧接することなく接するのみであり、先端部501pは容器体501b及び蓋体501cとの接触によって弾性変化させられることはない。また、予め容器体501bの底部とほぼ同じ曲率が形成されているので、曲率が形成されていないシートを用いた場合に容器体501bの底部を掃出しシート501oが打ち付けるような形で接触することがなく、掃出しシート501oの回転に伴い第1のトナーカートリッジ501に不要な振動などを与えることもない。
したがって、先端部501uが上記のような形状を有することで、先端部501uは、ミキサ501kが回転するときに、容器体501bとの間で摩擦を生じさせることはなく、先端部501uがミキサ501kの回転に対して抵抗することはない。また、先端部501uは、容器体501bとの間で摩擦を生じさせないため、先端部501uがトナーを掃き出すときに、トナーの性質を変化させることも防げる。そのため、クランプが発生することを防ぐことができ、用紙の印字面におけるクランプ画像の発生も防げ、画像形成処理における画質向上が可能となる。
本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。
本発明の一実施の形態に係る電子写真複写機の内部構造を示す概略図。 同実施の形態に係るトナーカートリッジを前面上方から見た斜視図。 同実施の形態に係るトナーカートリッジを上方から見た平面図。 同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を示す横断面図。 同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を示す縦断面図。 同実施の形態に係る電子写真複写機の内部を前面上方から見た斜視図。 同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を拡大して示す縦断面図。
符号の説明
1…画像形成装置、100…複写機本体、200…プラテンカバー、300…コントロールパネル、400…給紙カセット、501…第1のトナーカートリッジ、501a…トナーカートリッジ本体、501b…容器体、501c…蓋体、501g…排出部、501h…シャッター、501i…スクリュー、501j…カップリング部材、501k…ミキサ、501l…ミキサギア、501m…充填口、501n…キャップ、501o…掃出しシート、501p…掃出し部、501q…蓋体突起部、501r…取付面、501s…凹部、501t…凸部、501u…先端部、501x…切り込み部、501y…ギアカバー、502…第2のトナーカートリッジ、503…第3のトナーカートリッジ、504…第4のトナーカートリッジ、505…カートリッジ保持機構、601…第1の判別突起部、602…第2の判別突起部、600…排紙ユニット、700…駆動装置。

Claims (4)

  1. 画像形成装置に装着され、前記画像形成装置にトナー補給するトナーカートリッジにおいて、
    トナーを収容するとともに収容しているトナーを排出するための排出口が設けられた、底部に所定の曲率を有する形状の収容部と、
    前記収容部内のトナーを前記排出口に搬送する搬送部材と、
    前記収容部内で回転軸を中心として回転し、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材と、
    回転方向後側に所定角度傾斜する角度で前記攪拌部材に設けられ、前記収容部の底部と接触する先端部に前記収容部の底部と略同じ曲率を有する部分が予め形成されたシート部材と、
    を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
  2. 前記シート部は、前記攪拌部材の外周部から前記シート部の先端部にかけて、前記攪拌部材が前記回転軸を中心として回転する回転方向に対して逆向きに前記曲率で形成されることを特徴とする請求項1記載のトナーカートリッジ。
  3. 前記シート部材は、長手方向に間隔をおいて、幅方向に切り込まれた複数の切れ込み部を有することを特徴とする請求項2記載のトナーカートリッジ。
  4. 前記シート部材は、弾性変形することを特徴とする請求項3記載のトナーカートリッジ。
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