JP4926103B2 - Toner cartridge and image forming apparatus using the same - Google Patents
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本発明は、電子写真方式の画像形成装置に着脱自在に装着されるトナーカートリッジ及びそれを用いた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a toner cartridge that is detachably attached to an electrophotographic image forming apparatus and an image forming apparatus using the same.
レーザプリンタ、複写機、複合機などの電子写真方式の画像形成装置では、トナーを収容するトナーカートリッジが着脱自在に装着され、トナーカートリッジ内のトナーが印字処理で徐々に消費されて行く。トナーカートリッジ内のトナーが尽きると、トナーカートリッジが新たなトナーカートリッジに交換されて、この新たなトナーカートリッジからトナーの供給が継続される。 In an electrophotographic image forming apparatus such as a laser printer, a copying machine, or a multifunction machine, a toner cartridge that contains toner is detachably mounted, and the toner in the toner cartridge is gradually consumed in a printing process. When the toner in the toner cartridge is exhausted, the toner cartridge is replaced with a new toner cartridge, and the supply of toner from the new toner cartridge is continued.
図7(a)及び(b)は、従来のトナーカートリッジを示す背面図、及びトナーカートリッジの背面近傍を示す断面図である。このトナーカートリッジ101は、トナーを収容したカートリッジ本体筐体102と、カートリッジ本体筐体102内に設けられ、回転自在に支持されたトナー攪拌部材103とを備えている。このトナーカートリッジが画像形成装置に着脱自在に装着されると、画像形成装置の回転出力軸(図示せず)がトナー攪拌部材103の回転軸部104の連結端104aに係合して連結され、画像形成装置の回転出力軸からトナー攪拌部材103の回転軸部104へと回転駆動力が伝達されて、トナー攪拌部材103が回転され、カートリッジ本体筐体102内のトナーが攪拌される。
7A and 7B are a rear view showing a conventional toner cartridge and a cross-sectional view showing the vicinity of the back of the toner cartridge. The
また、回転軸部104の一端には、駆動ギア105が固定されており、駆動ギア105が回転軸部104と共に回転する。この駆動ギア105は、トナー攪拌部材103と同様に回転自在に軸支されたトナー搬送部材(図示せず)の回転軸部に固定されたギアと歯合して、回転駆動力をトナー搬送部材に伝達する。
A
ここで、トナー攪拌部材103の回転軸部104は、カートリッジ本体筐体102の側壁102aの軸受け孔102bを挿通し、かつ側壁102aに固定されたスリーブ106の軸受け孔106aを挿通し、各軸受け孔102b、106aにより回転自在に軸支されている。
Here, the
このようにトナー攪拌部材103の回転軸部104の一端側を2つの軸受け孔102b、106aにより支持していることから、回転軸部104を高精度で軸支して、回転軸部104のブレを抑えることができる。
Since one end side of the rotating
また、周知のように種々の高精度な軸受け部が提案されている。例えば、特許文献1では、電動ルーツ型圧縮機のロータを軸支するためにベアリングを用いており、このベアリングとその周辺部材を同一の材料で構成して、これら部材の熱膨張率を一致させ、温度変化による各部材間のクリアランス変化を抑えて、ロータの軸支精度を高くしている。
ところで、カートリッジ本体筐体102内のトナーは、吸湿等により固化し易い。トナーが固化すると、トナー攪拌部材103が回転し難くなり、トナー攪拌部材103の回転軸部104を含む回転駆動力の伝達経路に大きな回転負荷が作用する。
By the way, the toner in the
特に、トナー攪拌部材103の回転軸部104の一端側を軸支する軸受け孔106aでは、回転軸部104に大きな回転負荷が作用すると、軸受け孔106aの内周面に回転軸部104の外周面が押し付けられて密接し、これらの内周面と外周面間の接触面積が広くなり、両者間に大きな抵抗が生じた。これにより、回転軸部104の回転トルクが非常に大きくなり、様々な問題が生じた。例えば、回転軸部104の連結端104aに大きな回転トルクが作用し、連結端104aが変形して歯飛びが起きたり、また画像形成装置側のギアユニットで歯飛びが起こり、これらが原因となって、回転ブレ、回転ロス、回転ムラが生じた。
In particular, in the
仮に、軸受け孔106aの内径を大きくして、回転軸部104と軸受け孔106a間のクリアランスを広くすれば、軸受け孔106aの内周面と回転軸部104の外周面間の抵抗を低減させることができるが、この場合は、回転軸部104のブレが大きくなる。
If the inner diameter of the
また、特許文献1のようなベアリングを軸受けとして適用すれば、回転軸部104の回転トルクの増大を抑えることができるが、トナーカートリッジの部品点数やコストが増大し、画像形成装置のメンテナンス費用が高くなる。
Further, if a bearing such as Patent Document 1 is applied as a bearing, an increase in rotational torque of the rotating
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、部品点数やコストの増大を招くことなく、トナーカートリッジの回転軸部に作用する回転負荷の増大を抑えることが可能なトナーカートリッジ及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and is a toner capable of suppressing an increase in rotational load acting on the rotation shaft portion of the toner cartridge without causing an increase in the number of parts or cost. It is an object of the present invention to provide a cartridge and an image forming apparatus using the cartridge.
上記課題を解決するために、本発明のトナーカートリッジは、トナーを収容したカートリッジ本体筐体と、カートリッジ本体筐体内に設けられ、回転自在に支持されたトナー攪拌部材とを備え、画像形成装置に着脱自在に装着された状態で、画像形成装置からの回転駆動力をトナー攪拌部材の回転軸部に受けて、トナー攪拌部材を回転させ、カートリッジ本体筐体内のトナーを攪拌するトナーカートリッジにおいて、前記カートリッジ本体筐体は、トナー攪拌部材の回転軸部を支持する複数の軸受けを有し、各軸受けの少なくとも1つの内周面に回転軸部の外周面に接して該回転軸部を回転自在に支持する複数の突起を設けている。 In order to solve the above-described problems, a toner cartridge of the present invention includes a cartridge body housing that contains toner, and a toner stirring member that is provided in the cartridge body housing and is rotatably supported. In the toner cartridge that receives the rotational driving force from the image forming apparatus on the rotating shaft portion of the toner stirring member in a detachably mounted state, rotates the toner stirring member, and stirs the toner in the cartridge body housing. The cartridge body housing has a plurality of bearings that support the rotating shaft portion of the toner agitating member, and at least one inner peripheral surface of each bearing is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft portion so that the rotating shaft portion can freely rotate. A plurality of supporting protrusions are provided.
また、前記トナー攪拌部材の回転軸部に接する前記各突起の先端は、丸められて曲面形状となっている。 Further, the tips of the protrusions that are in contact with the rotating shaft portion of the toner stirring member are rounded to have a curved shape.
更に、前記カートリッジ本体筐体の各軸受けと前記トナー攪拌部材の回転軸部間のクリアランスは、回転軸部の中央に近い軸受けについては狭くされ、回転軸部の中央から離れた軸受けについては広くされている。 Further, the clearance between each bearing of the cartridge body housing and the rotating shaft portion of the toner agitating member is narrowed for a bearing close to the center of the rotating shaft portion and widened for a bearing away from the center of the rotating shaft portion. ing.
また、前記トナー攪拌部材の回転軸部は、ポリアセタール樹脂からなる。 The rotating shaft portion of the toner stirring member is made of polyacetal resin.
更に、前記カートリッジ本体筐体に設けられ、前記トナー攪拌部材と共に回転駆動されるトナー搬送部材を備えている。 Further, a toner conveying member provided in the cartridge main body casing and driven to rotate together with the toner stirring member is provided.
一方、本発明のトナーカートリッジを用いた画像形成装置は、上記本発明のトナーカートリッジが着脱自在に装着される。 On the other hand, an image forming apparatus using the toner cartridge of the present invention is detachably mounted with the toner cartridge of the present invention.
このような構成のトナーカートリッジによれば、トナー攪拌部材の回転軸部を支持する複数の軸受けを有し、各軸受けの少なくとも1つの内周面に回転軸部の外周面に接して該回転軸部を回転自在に支持する複数の突起を設けている。この軸受けの各突起は、回転軸部の外周面に点接触もしくは線接触に近い状態で接触し、回転軸部を軸受けの内周面から浮かせて支持する。このため、トナーが固化して、トナー攪拌部材の回転軸部に大きな回転負荷が作用しても、回転軸部の外周面が軸受けの内周面に押し付けられて密接することはなく、回転軸部の回転トルクが大きくなることもない。従って、画像形成装置からの回転駆動力を受けるトナー攪拌部材の回転軸部の連結端が変形することはなく、また画像形成装置側のギアユニットで歯飛びを起こすこともなく、これらが原因となって、回転ブレ、回転ロス、回転ムラが生じることもない。 According to the toner cartridge having such a configuration, the rotating shaft portion of the toner agitating member has a plurality of bearings, and at least one inner peripheral surface of each bearing is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft portion. A plurality of protrusions for rotatably supporting the portion are provided. Each protrusion of the bearing contacts the outer peripheral surface of the rotating shaft portion in a state close to a point contact or a line contact, and supports the rotating shaft portion while floating from the inner peripheral surface of the bearing. For this reason, even if the toner is solidified and a large rotational load acts on the rotating shaft portion of the toner stirring member, the outer peripheral surface of the rotating shaft portion is not pressed against and closely contacted with the inner peripheral surface of the bearing. The rotational torque of the part does not increase. Therefore, the connecting end of the rotating shaft portion of the toner agitating member that receives the rotational driving force from the image forming apparatus is not deformed, and the gear unit on the image forming apparatus side does not cause tooth skipping. Thus, there is no rotation blur, rotation loss, or rotation unevenness.
また、トナー攪拌部材の回転軸部に接する各突起の先端が丸められて曲面形状となっているので、回転軸部と各突起との接触面積が小さくなり、この接触が点接触もしくは線接触により近づいて、回転軸部の回転トルクの増大を確実に防止することができる。 In addition, since the tip of each protrusion that contacts the rotating shaft portion of the toner agitating member is rounded and has a curved surface, the contact area between the rotating shaft portion and each protrusion is reduced, and this contact is caused by point contact or line contact. It is possible to reliably prevent an increase in the rotational torque of the rotating shaft portion.
更に、軸受けと回転軸部間のクリアランスは、回転軸部の中央に近い軸受けについては狭くされ、回転軸部の中央から離れた軸受けについては広くされている。このため、回転軸部の中央近くでは、回転軸部の回転ブレを抑え、同時に回転軸部の中央から離れた部位では、回転軸部の回転ブレを吸収することができる。 Further, the clearance between the bearing and the rotating shaft portion is narrowed for a bearing close to the center of the rotating shaft portion, and is widened for a bearing away from the center of the rotating shaft portion. For this reason, the rotation blur of the rotation shaft portion can be suppressed near the center of the rotation shaft portion, and at the same time, the rotation blur of the rotation shaft portion can be absorbed at a portion away from the center of the rotation shaft portion.
また、回転軸部がポリアセタール樹脂からなる。この樹脂は、トナーに対する耐性が強く、また機械的強度にも優れているため、回転軸部の寿命が長くなり、また機械的にも精度が高いため、トナー攪拌部材の高精度な回転が可能となる。 The rotating shaft portion is made of polyacetal resin. This resin is highly resistant to toner and has excellent mechanical strength, so the life of the rotating shaft is prolonged and the mechanical accuracy is high, so the toner stirring member can be rotated with high precision. It becomes.
更に、トナー攪拌部材と共にトナー搬送部材を回転させているので、トナー搬送部材によりトナー供給を安定的に行うことができる。 Furthermore, since the toner conveying member is rotated together with the toner agitating member, the toner can be stably supplied by the toner conveying member.
一方、本発明のトナーカートリッジを用いた画像形成装置では、上記本発明のトナーカートリッジが着脱自在に装着されるので、上記本発明のトナーカートリッジと同様の作用効果を奏する。 On the other hand, in the image forming apparatus using the toner cartridge of the present invention, since the toner cartridge of the present invention is detachably mounted, the same effects as the toner cartridge of the present invention are exhibited.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の一実施形態である画像形成装置を示す断面図である。本実施形態の画像形成装置は、カラー画像を記録用紙に記録するカラーレーザープリンタであり、露光ユニット1、各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pd、中間転写ベルトユニット2、定着ユニット3、用紙搬送装置4、給紙トレイ5、及び排紙トレイ6等を備えている。
FIG. 1 is a sectional view showing an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus according to the present embodiment is a color laser printer that records a color image on a recording sheet, and includes an exposure unit 1, each image forming station Pa, Pb, Pc, Pd, an intermediate
この画像形成装置において、記録用紙は、給紙トレイ5に積載収容されており、ピックアップローラ7-1により1枚ずつ給紙トレイ5から引き出されて、搬送ローラ4-1によりレジストローラ8へと搬送される。あるいは、記録用紙は、手差しトレイ9に載置され、ピックアップローラ7-2により引き出されて、各搬送ローラ4-4〜4-6によりレジストローラ8へと搬送される。レジストローラ8は、記録用紙を一旦停止させて、記録用紙の先端を揃え、記録用紙の先端が中間転写ベルトユニット2の中間転写ベルト11上に形成されるトナー像の先端に重なるタイミングで、記録用紙を2次転写ローラ12へと搬送する。
In this image forming apparatus, the recording paper is stacked and accommodated in the
各画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは、黒(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)のトナー像をそれぞれ形成して、各色のトナー像を中間転写ベルトユニット2の中間転写ベルト11に転写する。これらの画像形成ステーションPa、Pb、Pc、Pdは、各現像装置21a〜21d、各トナーカートリッジ22a〜22d、各感光体ドラム23a〜23d、各帯電器24a〜24d、及び各クリーナユニット25a〜25d等を備えている。
The image forming stations Pa, Pb, Pc, and Pd respectively form black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y) toner images, and transfer the toner images of the respective colors to the intermediate transfer belt unit. 2 is transferred to the
各感光体ドラム23a〜23dは、中間転写ベルト11を介してそれぞれの1次転写ローラ26a〜26dに押圧されており、矢印方向Bに周回移動する中間転写ベルト11と同一の周速度で回転される。また、各1次転写ローラ26a〜26dも、矢印方向Bに周回移動する中間転写ベルト11と同一の周速度で、中間転写ベルト11に追従回転する。
Each of the
各帯電器24a〜24dは、各感光体ドラム23a〜23dに接触するローラ型やブラシ型のもの、あるいはチャージャー型のものであり、各感光体ドラム23a〜23d表面を一様に帯電させる。
Each of the
露光ユニット1は、各感光体ドラム23a〜23dへのそれぞれのレーザー光を出射するレーザー光源1a、及び各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム23a〜23dに導く複数のミラー1b等を有しており、画像データに応じて各レーザー光を変調しつつ、各レーザー光をそれぞれの感光体ドラム23a〜23d表面に照射して、各感光体ドラム23a〜23d表面にそれぞれの静電潜像を形成する。この露光ユニット1として、ELやLED等の発光素子をアレイ状に並べた書き込みヘッドを用いても良い。
The exposure unit 1 includes a
各トナーカートリッジ22a〜22dは、黒(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のトナーを収容しており、これらのトナーカートリッジ22a〜22dから各現像装置21a〜21dの現像剤槽21fへとそれぞれの色のトナーが補給される。
Each of the toner cartridges 22a to 22d contains black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) toners, and the toner cartridges 22a to 22d are connected to the developing
各現像装置21a〜21dは、それぞれの現像剤槽21f内でトナー及び磁性体キャリアからなる2成分現像剤を混合攪拌して、トナー及び磁性体キャリアを摩擦帯電させており、各感光体ドラム23a〜23d表面の静電潜像にそれぞれの色の帯電トナーを付着させて、各感光体ドラム23a〜23d表面にそれぞれの色のトナー像を形成する。これらのトナー像は、各感光体ドラム23a〜23dから中間転写ベルト11に転写されて重ね合わせられる。
Each of the developing
中間転写ベルトユニット2は、中間転写ベルト11、各1次転写ローラ26a〜26d、駆動支持ローラ31と従動支持ローラ32、及び2次転写ローラ12等を備えており、中間転写ベルト11を駆動支持ローラ31と従動支持ローラ32に掛け渡して周回移動可能に支持し、各1次転写ローラ26a〜26d及び2次転写ローラ12を中間転写ベルト11に押し付けている。
The intermediate
中間転写ベルト11は、例えば合成樹脂フィルムにより形成される。2次転写ローラ12は、左右に移動可能に支持されて、右方向に付勢されており、駆動支持ローラ31との間に中間転写ベルト11を挟み込んで、ニップ域を形成する。駆動支持ローラ31は、2次転写ローラ12のバックアップローラとしての役目を果たしつつ、各1次転写ローラ26a〜26dと各感光体ドラム23a〜23d間のそれぞれのニップ域を下流側にして回転駆動され、中間転写ベルト11を引っ張って矢印方向Bに周回移動させる。これにより、各ニップ域が安定的に維持される。
The
各1次転写ローラ26a〜26dと各感光体ドラム23a〜23d間のそれぞれのニップ域をより安定的に形成するために、各1次転写ローラ26a〜26d及び各感光体ドラム23a〜23dのうちの一方を硬質材料で形成し、他方を弾性材料で形成するのが好ましい。
Of the
各1次転写ローラ26a〜26dは、例えば金属製の軸の外周を導電性の弾性材(EPDM、発泡ウレタン等)により被覆したものである。各1次転写ローラ26a〜26dは、該各1次転写ローラ26a〜26dと各感光体ドラム23a〜23d間のニップ域に中間転写ベルト11を挟み込んだ状態で、トナーの帯電極性とは逆極性のバイアス電圧を印加され、それぞれの電界を中間転写ベルト11を介して各感光体ドラム23a〜23d表面のトナーに作用させ、各感光体ドラム23a〜23d表面のトナーを中間転写ベルト11へと引き付けて転写させる。これにより、各色のトナー像が中間転写ベルト11に転写されて重ね合わせられる。各1次転写ローラ26a〜26dとして、ローラの代わりに、ブラシ等を用いても構わない。
Each of the
クリーニングユニット34は、例えば中間転写ベルト11表面に摺接するクリーニングブレードであり、中間転写ベルト11表面に残留したトナーを除去して、次回に印字される画像のカブリ等を防止する。
The
こうして中間転写ベルト11に転写され重ね合わせられた各色のトナー像は、中間転写ベルト11の周回移動に伴い、駆動支持ローラ31と2次転写ローラ12間のニップ域へと搬送される。そして、中間転写ベルト11上の各色のトナー像の先端とレジストローラ8により搬送されて来た記録用紙の先端が重ねられ、各色のトナー像と記録用紙が重ね合わせられて、各色のトナー像が記録用紙に転写される。
The toner images of the respective colors transferred and superimposed on the
引き続いて、記録用紙は、定着ユニット3へと搬送され、ここで加圧ローラ3aと加熱ローラ3b間に挟み込まれる。これにより、記録用紙上の各色のトナーが加熱溶融されて混合され、各色のトナー像が記録用紙上にカラー画像として定着される。
Subsequently, the recording paper is conveyed to the fixing
更に、記録用紙は、用紙搬送装置4により排紙トレイ6へと搬送されて、ここにフェイスダウンで排出される。
Further, the recording paper is transported to the
尚、画像形成ステーションPaだけを用いて、モノクロ画像を形成し、モノクロ画像を中間転写ベルトユニット2の中間転写ベルト11に転写することも可能である。このモノクロ画像も、カラー画像と同様に、中間転写ベルト11から記録用紙に転写され、記録用紙上定着される。
Note that it is also possible to form a monochrome image using only the image forming station Pa and transfer the monochrome image to the
また、記録用紙の表面だけではなく、両面の印字を行う場合は、記録用紙の表面の画像を定着ユニット3により定着した後に、記録用紙を用紙搬送装置4の搬送ローラ4-3により搬送する途中で、搬送ローラ4-3を停止させてから逆回転させ、記録用紙を用紙搬送装置4の反転経路4rに通して、記録用紙の表裏を反転させてから、記録用紙をレジストローラ8へと導き、記録用紙の表面と同様に、記録用紙の裏面に画像を記録して定着し、記録用紙を排紙トレイ6に排出する。
Further, when printing on both sides of the recording paper as well as on both sides, the image on the surface of the recording paper is fixed by the fixing
ところで、本実施例の画像形成装置では、各トナーカートリッジ22a〜22d(以下符号22a〜22dを符号22で総称する)をそれぞれの現像装置21a〜21d(以下符号21a〜21dを符号21で総称する)から取り外すことができ、各トナーカートリッジ22a〜22dを新たなものに交換することにより各色のトナーが補給される。これらのトナーカートリッジ22a〜22dは、カートリッジ内のトナー残量が少なくなったときに、ユーザー又はサービスマンにより着脱されて、新しいものに交換される。
By the way, in the image forming apparatus according to the present embodiment, the toner cartridges 22a to 22d (hereinafter, the reference numerals 22a to 22d are collectively referred to as the reference numeral 22) and the developing
図2は、現像装置21及びトナーカートリッジ22を側方から見て示す断面図である。図2に示すようにトナーカートリッジ22は、現像装置21に着脱自在に装着されて用いられ、カートリッジ22内のトナーをカートリッジ22底部の補給孔22fを通じて現像装置21の現像剤槽21fへと補給する。
FIG. 2 is a sectional view showing the developing
トナーカートリッジ22は、トナーを収容するカートリッジ本体筐体41と、カートリッジ本体筐体41内に設けられ、回転駆動されるトナー攪拌部材42及びトナー搬送部材43とを備えている。トナーカートリッジ22が現像装置21に装着されたときには、トナー攪拌部材42の回転軸部44の一端が画像形成装置側の回転出力軸(図示せず)に着脱自在に連結される。この状態で、画像形成装置側の回転出力軸の回転駆動力がトナー攪拌部材42の回転軸部44に伝達され、トナー攪拌部材42及び回転軸部44が回転する。また、搬送部材43の軸部45にも、画像形成装置側からの回転駆動力が伝達され、この搬送部材43が回転する。
The
回転軸部44の両端近傍は、回転自在に軸支されることから、その断面形状が円形となっているが、両端近傍を除く部位が四角柱になっており、この四角柱の一側面にフィルム状のトナー攪拌部材42が固定されている。回転軸部44が回転すると、フィルム状のトナー攪拌部材42も回転し、このフィルム状のトナー攪拌部材42によりカートリッジ本体筐体41内のトナーが攪拌される。
Since the vicinity of both ends of the
トナー搬送部材43は、その軸部45の外周にらせん状のスクリュー羽根を有しており、軸部45が回転すると、スクリュー羽根も回転し、このスクリュー羽根によりカートリッジ本体筐体41内のスクリュー羽根上部のトナーが搬送される。このトナーの搬送に伴い、トナーがカートリッジ22底部の補給孔22fから現像装置21の現像剤槽21fへと落下して補給される。
The
図3(a)、(b)、及び(c)は、トナーカートリッジ22を正面方向から見て示す斜視図、トナーカートリッジ22を背面方向から見て示す斜視図、及びトナーカートリッジ22を示す背面図である。また、図4は、トナーカートリッジ22の背面側近傍を図3(c)のA−Aに沿って破断して示す断面図である。
3A, 3 </ b> B, and 3 </ b> C are perspective views of the
図3(a)〜(c)、図4に示すようにトナーカートリッジ22のカートリッジ本体筐体41は、四角柱状の筐体41aの上側開口部を蓋体41bにより閉じたものであり、その背面側の側壁46に第1軸受け孔46aが形成され、また側壁46の外側に2つのスリーブ47、48が同心状に突設され、スリーブ47内側が第2軸受け孔47aとなり、スリーブ48内側が第3軸受け孔48aとなっている。第1軸受け孔46aの内径が第2軸受け孔47aの内径よりも小さく、第2軸受け孔47aの内径が第3軸受け孔48aの内径よりも小さくされている。
As shown in FIGS. 3A to 3C and FIG. 4, the cartridge
回転軸部44は、四角柱部分51と、四角柱部分51の一端に固定されたギア部分52とからなる。ギア部分52は、駆動ギア53、大径軸54、中径軸55、小径軸56、及び突起部57からなり、これらを一体成形したものである。
The
このギア部分52の突起部57は、カートリッジ本体筐体41の側壁46の第1軸受け孔46aを通じて、四角柱部分51一端の係合穴51aに差し込まれている。これにより、四角柱部分51の一端にギア部分52が連結固定され、両者が一体化される。同時に、ギア部分52の小径軸56がカートリッジ本体筐体41の側壁46の第1軸受け孔46aに挿入され、ギア部分52の中径軸55がスリーブ47の第2軸受け孔47aに挿入され、ギア部分52の大径軸54がスリーブ48の第3軸受け孔48aに挿入される。従って、回転軸部44の一端は、第1軸受け孔46a、第2軸受け孔47a、及び第3軸受け孔48aにより軸支されていることになる。
The
ギア部分52は、図4上の右側に開口部が形成されて、中空構造となっており、中径軸55の内側中空箇所に連結部材58が固定されている。
The
回転軸部44材質としては、ナイロン樹脂、ポリアセタール樹脂、フェノール樹脂、ポリプロピレン樹脂等が好ましいが、特にポリアセタール樹脂が良い。このポリアセタール樹脂は、トナーに対する耐性が強く、また機械的強度にも優れているため、回転軸部の寿命が長くなり、また機械的にも精度が高いため、トナー攪拌部材42の高精度な回転が可能となる。
As the material of the
尚、回転軸部44の他端近傍は、カートリッジ本体筐体41の他方の側壁(図示せず)に設けられた1つ以上の軸受け孔により軸支されている。
The vicinity of the other end of the
図5は、カートリッジ本体筐体41の蓋体41bを取り外して、カートリッジ本体筐体41の内部が見えるようにした斜視図である。
FIG. 5 is a perspective view in which the
図4及び図5に示すように回転軸部44の四角柱部分51の一側面には、フィルム状のトナー攪拌部材42が重ね合わせられ、複数のビス61によりフィルム状のトナー攪拌部材42が固定されている。フィルム状のトナー攪拌部材42には、複数の開口部42aが形成されており、フィルム状のトナー攪拌部材42の回転によりトナーが攪拌されるときに、トナーがトナー攪拌部材42の各開口部42aを通過するようにしている。これにより、トナーの攪拌が効率的に行われる。トナー攪拌部材42の材質としては、例えばPETフィルムが好ましい。
As shown in FIGS. 4 and 5, a film-like
また、図5から明らかなようにトナー搬送部材43は、らせん状のスクリュー羽根43aを有している。
Further, as apparent from FIG. 5, the
更に、トナー搬送部材43の軸部45は、カートリッジ本体筐体41の背面側の側壁46に形成された軸受け孔により軸支されており、この軸部45の一端が軸受け孔を介して外側に突出し、この突出した軸部45の一端に駆動ギア62が固定されている。
Further, the
このトナー搬送部材43の軸部45の駆動ギア62は、トナー攪拌部材42の回転軸部44の駆動ギア53に歯合している。
The
このような構成のトナーカートリッジ22は、先に述べたように現像装置21に着脱自在に装着される。このとき、トナー攪拌部材42の回転軸部44の連結部材58に画像形成装置側の回転出力軸が係合して、トナー攪拌部材42の回転軸部44と画像形成装置側の回転出力軸が着脱自在に連結される。そして、画像形成装置側の回転出力軸が回転すると、トナー攪拌部材42の回転軸部44も回転し、トナー攪拌部材42が回転して、トナー攪拌部材42によりカートリッジ本体筐体41内のトナーが攪拌される。同時に、トナー攪拌部材42の回転軸部44の回転が各駆動ギア53、62を介してトナー搬送部材43の軸部45に伝達されて、トナー搬送部材43が回転し、カートリッジ本体筐体41内のトナーが搬送され、トナーがカートリッジ22底部の補給孔22fから現像装置21の現像剤槽21fへと補給される。
The
ところで、カートリッジ本体筐体41内のトナーが吸湿等により固化すると、トナー攪拌部材42が回転し難くなり、トナー攪拌部材42の回転軸部44に大きな回転負荷が作用する。このとき、回転軸部44の最も端寄りの大径軸54を軸支する第3軸受け孔48aの内周面と該大径軸54の外周面間に大きな抵抗が生じ易く、この大きな抵抗を低減することができなければ、回転軸部44の回転トルクが非常に大きくなり、画像形成装置からの回転駆動力を受ける回転軸部44の連結部材58が変形したり、また画像形成装置側のギアユニットで歯飛びを起こす可能性がある。
By the way, when the toner in the cartridge
そこで、本実施形態では、第3軸受け孔48aの内周面と回転軸部44の大径軸54の外周面間に大きな抵抗が生じないように、図4に示すように第3軸受け孔48aの内周面に複数のリブ71を設け、これらのリブ71を大径軸54の外周面に線接触に近い状態で接触させ、大径軸54を第3軸受け孔48aの内周面から浮かせて支持している。これにより、第3軸受け孔48aの内周面と大径軸54の外周面間に大きな抵抗が生じなくなる。
Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the
図6(a)、(b)は、第3軸受け孔48aの内周面が見易くなるようにギア部分52を外した状態のトナーカートリッジ22を示す斜視図及び背面図である。
FIGS. 6A and 6B are a perspective view and a rear view showing the
図6(a)、(b)から明らかなように第3軸受け孔48aの内周面には、8本のリブ71が軸周りで等間隔に配置されかつ回転軸部44の長手方向に沿って形成されている。各リブ71は、半円柱状であり、その頂部が丸められた曲面となっている。各リブ71は、回転軸部44の大径軸54の外周面に線接触に近い状態で接触し、大径軸54を第3軸受け孔48aの内周面から浮かせて支持する。このため、トナーが固化して、トナー攪拌部材42の回転軸部44に大きな回転負荷が作用しても、大径軸54の外周面が第3軸受け孔48aの内周面に押し付けられて密接することはなく、回転軸部44の回転トルクが過大になることもない。従って、画像形成装置からの回転駆動力を受ける回転軸部44の連結部材58が変形することはなく、また画像形成装置側のギアユニットで歯飛びを起こすこともなく、これらが原因となって、回転ブレ、回転ロス、回転ムラが生じることもない。
As is clear from FIGS. 6A and 6B, eight
また、本実施形態では、回転軸部44の小径軸56外周と第1軸受け孔46a内周間のクリアランスを第1クリアランスC1とし、回転軸部44の中径軸55外周と第2軸受け孔47a内周間のクリアランスを第2クリアランスC2とし、回転軸部44の大径軸54外周と第3軸受け孔48a内周間のクリアランスを第3クリアランスC3とすると、第1クリアランスC1を0.05mmと狭くし、第3クリアランスC3を0.1mmと広くし、第2クリアランスC2を第1及び第2クリアランスC1、C2の中間値としている。すなわち、回転軸部44の中央に近い軸受けについてはクリアランスを狭くし、回転軸部44の中央から離れた軸受けについてはクリアランスを広くしている。このため、回転軸部44の中央近くでは、回転軸部44の回転ブレを抑え、同時に回転軸部44の中央から離れた部位では、回転軸部44の回転ブレを吸収することができる。
In the present embodiment, the clearance between the outer periphery of the small-
このように本実施形態では、第3軸受け孔48aの内周面に8本のリブ71を形成するだけで、回転軸部44の回転トルクが過大になることを防止することができ、回転軸部44の回転ブレ、回転ロス、回転ムラ等を防止することができる。
As described above, in this embodiment, it is possible to prevent the rotational torque of the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、軸受け内周の突起として、円柱状のリブを示しているが、この代わりに、半円球状の突起を適用しても構わない。更に、回転軸部を浮かして支持し、軸受け内周面と回転軸部外周面との摩擦抵抗を低減することができるのであれば、他の形状の突起を適用しても構わない。また、回転軸部を軸支する1つの軸受け孔だけではなく、2つ以上の軸受け孔の内周面に、回転軸部を浮かして支持する複数の突起を設けても良い。更に、画像形成装置として、レーザプリンタを例示しているが、複写機、ファクシミリ、これらの複合機であっても、またモノクロの画像形成装置であっても、本発明を適用することができる。 For example, a cylindrical rib is shown as the protrusion on the inner periphery of the bearing, but a semicircular protrusion may be applied instead. Furthermore, as long as the rotating shaft part is floated and supported and the frictional resistance between the inner peripheral surface of the bearing and the outer peripheral surface of the rotating shaft part can be reduced, protrusions of other shapes may be applied. Moreover, you may provide not only one bearing hole which supports a rotating shaft part but the several protrusion which floats and supports a rotating shaft part in the internal peripheral surface of two or more bearing holes. Further, although a laser printer is illustrated as an image forming apparatus, the present invention can be applied to a copying machine, a facsimile, a complex machine of these, or a monochrome image forming apparatus.
1 露光ユニット
2 中間転写ベルトユニット
3 定着ユニット
4 用紙搬送装置
5 給紙トレイ
6 排紙トレイ
21a〜21d 現像装置
22、22a〜22d トナーカートリッジ
23a〜23d 感光体ドラム
24a〜24d 帯電器
25a〜25d クリーナユニット
41 カートリッジ本体筐体
42 トナー攪拌部材
43 トナー搬送部材
44 回転軸部
45 軸部
46 側壁
46a 第1軸受け孔
47、48 スリーブ
47a 第2軸受け孔
48a 第3軸受け孔
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (6)
前記カートリッジ本体筐体は、トナー攪拌部材の回転軸部を支持する複数の軸受けを有し、各軸受けの少なくとも1つの内周面に回転軸部の外周面に接して該回転軸部を回転自在に支持する複数の突起を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。 A cartridge main body housing containing toner, and a toner agitating member provided in the cartridge main body housing and rotatably supported, and rotated from the image forming apparatus while being detachably attached to the image forming apparatus. In the toner cartridge that receives the driving force on the rotating shaft portion of the toner stirring member, rotates the toner stirring member, and stirs the toner in the cartridge body housing.
The cartridge body housing has a plurality of bearings that support the rotating shaft portion of the toner agitating member, and at least one inner peripheral surface of each bearing is in contact with the outer peripheral surface of the rotating shaft portion so that the rotating shaft portion can freely rotate. And a plurality of protrusions for supporting the toner cartridge.
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