JP4985024B2 - 粉体搬送用回転体及びトナーカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の複写機やプリンタ、ファクシミリまたはこれらの複合機等の画像形成装置に使用されるトナーカートリッジ及びトナー等の粉体の撹拌・搬送に適用される粉体搬送用回転体に関するものである。

電子写真方式の複写機やプリンタなどの画像形成装置には、作像によって消費されたトナーを補給するためのトナーカートリッジが装着されている。
この種のトナーカートリッジでは、現像部へのトナー補給を円滑に行うために、収容されているトナーの容器本体内でのブロッキングを防止する必要がある。このため、容器本体内にトナー撹拌・搬送用のアジテータ（粉体搬送用回転体）を設け、このアジテータを回転することにより容器本体内のトナーを撹拌しながら現像部へ搬送するように構成されている（例えば、特許文献１参照）。

従来のトナーカートリッジについて図１を参照して説明する。
この図１に示すトナーカートリッジ１は、筒状の容器本体２と、この容器本体２の内部に回転可能に配設され、容器本体２内のトナー３を撹拌しつつ容器本体２の長手方向の一端部に設けられた開口４へ搬送するアジテータ５とを備える。
上記アジテータ５は、金属製の細線を螺旋状に折り曲げて形成され、このアジテータ５の一端部は、容器本体２の長手方向の他端に設けた側壁２ａに回転可能に支持されており、さらに、側壁２ａから突出するアジテータ５の一端は、これに設けられたカップリング６を介して図示省略の駆動手段に連結され、この駆動手段によりアジテータ５を回転駆動するようになっている。
特開２００４−８５８１２号公報

このような従来のトナーカートリッジに使用されるアジテータは、金属細線を螺旋状に折り曲げ加工しただけの構造であるため、トナーを撹拌しながら容器本体の開口方向へ搬送する時に発生する搬送負荷がアジテータにかかると、このアジテータの外径が拡大方向に変化する。したがって、トナーの撹拌・搬送時にアジテータの外径が最大に拡大されても、アジテータの外周面が容器本体の内壁面に接触しないようにアジテータの外径寸法を容器本体の内壁径より十分に小さく設計し加工しておく必要がある。

しかしながら、上記のようなアジテータは、これにかかる搬送負荷が小さくなると、アジテータの外径寸法も小さくなって、アジテータの外周面と容器本体の内壁面との間のクリアランスが拡大され、その結果、アジテータによる容器本体内壁面のトナー拭き残し量が増大するとともに、トナーの搬送能力も低下するという問題がある。

また、アジテータは金属細線を螺旋状に折り曲げ加工したものであるとともに、容器本体内に片持ち支持されるものであるため、長手方向に変形され易く、かつ振れ回転され易い。その結果、トナーの撹拌・搬送時にアジテータが容器本体の内壁面に部分的に接触して、トナーの搬送に支障を来たすほか、容器本体内壁の摩耗粉がトナーに混入されてしまうというおそれがある。

本発明は上記のような従来の問題を解決するためになされたもので、粉体の撹拌・搬送に伴う外径変化を微小にし、低負荷トルク化を可能にするとともに、粉体の拭き残し量の低減及び粉体の安定した搬送を可能にした粉体搬送用回転体及びこれを用いたトナーカートリッジを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために請求項１の発明は、粉体の撹拌・搬送に用いられる粉体搬送用回転体であって、直線状の回転支持軸と、前記回転支持軸の長手方向に分離された形で該回転支持軸の全長に亘り配列された複数の撹拌・搬送片を備え、前記複数の撹拌・搬送片は、前記回転支持軸の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径上に位置して該回転支持軸の外周に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、かつ前記複数の撹拌・搬送片は該撹拌・搬送片毎に前記回転支持軸に複数の箇所で連結片により連結し支持され、前記複数の撹拌・搬送片のうち、前記任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片を有することを特徴とする。

請求項２の発明は、請求項１記載の粉体搬送用回転体において、前記回転支持軸を一周する長さ乃至前記回転支持軸を１／３周する長さの範囲に設定されていることを特徴とする。
請求項３の発明は、請求項１記載の粉体搬送用回転体において、前記回転支持軸の一端に設けた回転伝達用結合部側の端部に前記回転支持軸の半径方向に突出する補助撹拌片が設けられていることを特徴とする。

請求項４の発明は、トナーを収容し一端部にトナー供給口を有する容器本体と、前記容器本体の内部に回転可能に配設され該容器本体内のトナーを撹拌しつつ前記トナー供給口へ搬送する粉体搬送用回転体とを有するトナーカートリッジであって、前記粉体搬送用回転体は、前記容器本体内に回転可能に支持された直線状の回転支持軸と、前記回転支持軸の長手方向に分離された形で該回転支持軸の全長に亘り配列された複数の撹拌・搬送片を備え、前記複数の撹拌・搬送片は、前記回転支持軸の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径上に位置して該回転支持軸の外周に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、かつ前記複数の撹拌・搬送片は該撹拌・搬送片毎に前記回転支持軸に複数の箇所で連結片により連結し支持され、前記複数の撹拌・搬送片のうち、前記任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片を有することを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４記載のトナーカートリッジにおいて、前記回転支持軸を一周する長さ乃至前記回転支持軸を１／３周する長さの範囲に設定されていることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項４記載のトナーカートリッジにおいて、前記容器本体の一端部に前記トナー供給口から搬出されるトナーを受けるトナーホッパが設けられていることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項４記載のトナーカートリッジにおいて、前記回転支持軸の一端に設けた回転伝達用結合部側の端部に前記回転支持軸の半径方向に突出する補助撹拌片が設けられていることを特徴とする。

本発明にかかる粉体搬送用回転体及びトナーカートリッジによれば、回転支持軸の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径上に位置して回転支持軸の外周面に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さの撹拌・搬送片を回転支持軸の長手方向に分離された形で回転支持軸の全長に亘り配列し、そして、これら撹拌・搬送片を連結片により回転支持軸に別々に支持する分割構造にしたので、粉体の撹拌・搬送に伴い発生する負荷が各撹拌・搬送片に累積荷重されることがなくなり、これにより、各撹拌・搬送片の外径変化が微小になり、撹拌・搬送片と容器本体のない壁面との間のクリアランスを小さく設定できるとともに、粉体の拭き残し量の低減及び安定した粉体の搬送が可能になる。

また、本発明によれば、任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片を有し、この撹拌・搬送用補助片により互いに隣り合う撹拌・搬送片の間における容器本体内の粉体の拭き残し量を削減することができる。

また、本発明によれば、回転支持軸の回転伝達用結合部側端部に回転支持軸の半径方向に突出する補助撹拌片を設けることで、回転伝達用結合部側端部におけるトナー等の粉体の固集及び滞留をなくし得る。

（第１の実施の形態）
次に、本発明にかかる粉体搬送用回転体及びこれを用いたトナーカートリッジの第１の実施の形態について図２〜図５を参照して説明する。なお、本発明の粉体搬送用回転体及びトナーカートリッジは、以下に説明する実施の形態に限定されるものではない。

図２は本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体の外観図、図３は本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体の平面図、図４は本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体を容器本体内に装着した状態を示す要部の斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体を内蔵したトナーカートリッジの全体の斜視図、図６は図５の矢印Ａ側から見たトナーカートリッジの全体の斜視図である。

この第１の実施の形態に示す粉体搬送用回転体１０は、トナー等の粉体の撹拌・搬送に用いられるもので、図２及び図３に示すように、直線状の回転支持軸１１と、この回転支持軸１１の長手方向に分離された形で、かつ回転支持軸１１の全長に亘り任意の間隔Ｌ１で配列された複数のロット状撹拌・搬送片１２を備え、この複数の撹拌・搬送片１２は、回転支持軸１１の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径Ｒ１上に位置して回転支持軸１１の外周面に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、さらに、この複数の撹拌・搬送片１２は、撹拌・搬送片１２毎に回転支持軸１１に連結片１３により複数の箇所で連結し支持されている。上記螺旋状の撹拌・搬送片１２の長さは、例えば回転支持軸１１の半径Ｒ１上で回転支持軸１１の周囲を一周する長さに設定されている。

また、上記複数の撹拌・搬送片１２のうち、回転支持軸１１の長さ方向に任意の間隔Ｌをおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片１２の端部に相手側の撹拌・搬送片１２に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片１４を有しており、この撹拌・搬送用補助片１４の先端部分１４ａは、図２及び図３に示すようにｄの範囲でオーバラップするように構成されている。

また、回転支持軸１１の一端部には、図２及び図３に示すように、回転支持軸１１の半径方向に任意の長さに突出するコ字状の補助撹拌片１５が設けられている。さらに、回転支持軸１１の一端部には、図２及び図３に示すように、図４に示すカップリング２３を介して図示省略の駆動手段に連結される回転伝達用の結合部１６が設けられている。
なお、上記粉体搬送用回転体１０はＡＢＳ等の合成樹脂材により成形される。

図４〜図６において、トナーカートリッジ２０は、トナーを収容しトナー供給口２２を有する容器本体２１を備え、この容器本体２１の内部には、上記図２及び図３に示すように構成された粉体搬送用回転体１０が回転可能に装着されている。この粉体搬送用回転体１０は、容器本体２１内のトナーを撹拌しつつトナー供給口２２へ搬送するものである。

上記容器本体２１は、粉体搬送用回転体１０を回転可能に収容し得るように略半円筒状を呈する本体部２１１と、この本体部２１１の開口２１１ａを閉鎖する円弧状のカバー部材２１２とから構成されている。そして、本体部２１１の一方の側壁２１１ｂには、カップリング２３を回転可能に支持する筒状の支持部２４が設けられおり、さらに、本体部２１１の他方の側壁２１１ｃには、トナー供給口２２が形成されている。また、容器本体２１のトナー供給口２２側端には、トナー供給口２２から搬出されるトナーを受けるトナーホッパ２５が着脱可能に設けられている。
なお、略半円筒状を呈する本体部２１１の内周径は、粉体搬送用回転体１０を構成する撹拌・搬送片１２の外周面が本体部２１１の内周面に接触しないように撹拌・搬送片１２の外周径より僅かに小さい寸法に設定されている。

このように構成された第１の実施の形態による粉体搬送用回転体１０及びこれを用いたトナーカートリッジ２０においては、回転支持軸１１の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径Ｒ１上に位置して回転支持軸１１の外周面に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さ、例えば回転支持軸１１の半径Ｒ１上で回転支持軸１１の周囲を一周する長さの撹拌・搬送片１２を回転支持軸１１の全長に亘り任意の間隔Ｌ１をおいて配列し、そして、これら撹拌・搬送片１２を連結片１３により回転支持軸１１に別々に支持する分割構造にしたので、粉体の撹拌・搬送に伴い発生する負荷が各撹拌・搬送片１２に累積荷重されることがなくなり、これにより、各撹拌・搬送片１２の外径変化が微小になり、撹拌・搬送片１２と容器本体２１の内壁面との間のクリアランスを小さく設定できるとともに、粉体の拭き残し量の低減でき、しかも安定した粉体の搬送が可能になるほか、撹拌・搬送片１２が容器本体２１の内壁面と接触して、その内壁面を損傷するのを未然に防止できる。

また、撹拌・搬送片１２は分割構造であるため、各撹拌・搬送片１２に対し搬送負荷の累積荷重による応力集中がなくなり、撹拌・搬送片１２の耐破損性を向上できる。また、粉体搬送用回転体１０をＡＢＳ等の単一材料で成形することにより、製造コストを低減することができる。

また、本実施の形態によれば、任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片１２の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片１４を有し、この撹拌・搬送用補助片１４の先端部分１４ａがオーバラップされるように構成したので、この撹拌・搬送用補助片１４により互いに隣り合う撹拌・搬送片１２の間における容器本体内の粉体の拭き残し量を削減することができる。

また、本実施の形態によれば、回転伝達用結合部１６がある回転支持軸１１の一端部に回転支持軸１１の半径方向に突出する撹拌補助片１５を設けたので、回転伝達用の結合部１６側端部におけるトナー等の粉体の固集及び滞留をなくすことができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明にかかる粉体搬送用回転体の第２の実施の形態について図７〜図９を参照して説明する。
図７は本発明の第２の実施の形態における粉体搬送用回転体の外観図、図８は本発明の第２の実施の形態における粉体搬送用回転体の平面図、図９は図８の矢印Ｂの方向から見た側面図である。

この第２の実施の形態に示す粉体搬送用回転体３０は、トナー等の粉体の撹拌・搬送に用いられるもので、図７に示すように、直線状の回転支持軸３１と、この回転支持軸３１の長手方向に分離された形で、かつ回転支持軸３１の全長に亘り任意の間隔Ｌ２で配列された複数のロット状撹拌・搬送片３２を備え、この複数の撹拌・搬送片３２は、回転支持軸３１の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径Ｒ２上に位置して回転支持軸３１の外周面に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、さらに、この複数の撹拌・搬送片３２は、撹拌・搬送片１２毎に回転支持軸３１に連結片３３により複数の箇所で連結し支持されている。

また、上記複数の螺旋状撹拌・搬送片３２のうち、回転支持軸３１の他端部に位置する撹拌・搬送片３２Ａを除く他の撹拌・搬送片３２の長さは、例えば回転支持軸３１の半径Ｒ２上で回転支持軸３１の周囲を１／３周する長さ（約１２０度の範囲）に設定され、また、回転支持軸３１の他端部に位置する撹拌・搬送片３２Ａは回転支持軸３１の半径Ｒ２上で回転支持軸３１の周囲を１周する長さに設定されている。

また、回転支持軸３１の一端部には、図７に示すように、回転支持軸３１の半径方向に任意の長さに突出するコ字状の補助撹拌片３５が設けられている。さらに、回転支持軸３１の一端部には、図７に示すように、図３に示すカップリング２３を介して図示省略の駆動手段に連結される回転伝達用の結合部３６が設けられている。
なお、上記粉体搬送用回転体３０はＡＢＳ等の合成樹脂材により成形される。

このように構成された第２の実施の形態による粉体搬送用回転体３０においては、回転支持軸３１の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径Ｒ２上に位置して回転支持軸３１の外周面に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さ、例えば回転支持軸３１の半径Ｒ２上で回転支持軸３１の周囲を１／３周する長さの撹拌・搬送片３２を回転支持軸３１の全長に亘り任意の間隔Ｌ２をおいて配列し、そして、これら撹拌・搬送片３２を連結片３３により回転支持軸３１に別々に支持する分割構造にしたので、粉体の撹拌・搬送に伴い発生する負荷が各撹拌・搬送片３２に累積荷重されることがなくなり、これにより、各撹拌・搬送片３２の外径変化が微小になり、撹拌・搬送片３２と容器本体の内壁面との間のクリアランスを小さく設定できるとともに、粉体の拭き残し量の低減でき、しかも安定した粉体の搬送が可能になるほか、撹拌・搬送片３２が容器本体の内壁面と接触して、その内壁面を損傷するのを未然に防止できる。

また、撹拌・搬送片３２は分割構造であるため、各撹拌・搬送片３２に対し搬送負荷の累積荷重による応力集中がなくなり、撹拌・搬送片３２の耐破損性を向上できる。また、粉体搬送用回転体３０をＡＢＳ等の単一材料で成形することにより、製造コストを低減することができる。

また、容器本体のトナー供給口に隣接する撹拌・搬送片３２Ａの長さを回転支持軸３１の半径Ｒ２上で回転支持軸３１の周囲を１周する長さに設定したので、容器本体内のトナーをトナー供給口へ効率よく搬出させることができる。

また、本実施の形態によれば、回転伝達用の結合部３６がある回転支持軸３１の一端部に回転支持軸３１の半径方向に突出する撹拌補助片３５を設けたので、回転伝達用の結合部３６側端部におけるトナー等の粉体の固集及び滞留をなくすことができる。

なお、本発明にかかる粉体搬送用回転体の撹拌・搬送片の形状及び長さは、上記実施の形態に示す形状及び回転支持軸を一周する長さ乃至回転支持軸を１／３周する長さのものに限定されず、特許請求の範囲に記載した構成要件を逸脱しない範囲において種々に変更し変形できることは勿論である。

また、本発明にかかる粉体搬送用回転体の撹拌・搬送片は、回転支持軸の全長に亘り任意の間隔Ｌ１またはＬ２をおいて配列するものに限らず、その間隔はランダムに、かつ任意に設定されるものでも良い。

従来における粉体搬送用回転体の説明図である。 本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体の外観図である。 本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体の平面図である。 本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体を容器本体内に装着した状態を示す要部の斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における粉体搬送用回転体を内蔵したトナーカートリッジの全体の斜視図である。 図５の矢印Ａ側から見たトナーカートリッジの全体の斜視図である。 本発明の第２の実施の形態における粉体搬送用回転体の外観図である。 本発明の第２の実施の形態における粉体搬送用回転体の平面図である。 図８の矢印Ｂの方向から見た側面図である。

符号の説明

１０ 粉体搬送用回転体
１１ 回転支持軸
１２ 撹拌・搬送片
１３ 連結片
１４ 撹拌・搬送用補助片
１６ 結合部
２０ トナーカートリッジ
２１ 容器本体
２１１ 本体部
２１２ カバー部材
２２ トナー供給
２３ カップリング
２４ 支持部
２５ トナーホッパ
３０ 粉体搬送用回転体
３１ 回転支持軸
３２ 撹拌・搬送片
３３ 連結片
３５ 補助撹拌片
３６ 結合部

Claims (7)

1. 粉体の撹拌・搬送に用いられる粉体搬送用回転体であって、
   直線状の回転支持軸と、前記回転支持軸の長手方向に分離された形で該回転支持軸の全長に亘り配列された複数の撹拌・搬送片を備え、
   前記複数の撹拌・搬送片は、前記回転支持軸の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径上に位置して該回転支持軸の外周に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、
   かつ前記複数の撹拌・搬送片は該撹拌・搬送片毎に前記回転支持軸に複数の箇所で連結片により連結し支持され、
   前記複数の撹拌・搬送片のうち、前記任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片を有する
   ことを特徴とする粉体搬送用回転体。
2. 前記螺旋状の撹拌・搬送片の長さは、前記回転支持軸の半径上で該回転支持軸の周囲を一周する長さ乃至前記回転支持軸を１／３周する長さの範囲に設定されていることを特徴とする請求項１記載の粉体搬送用回転体。
3. 前記回転支持軸の一端に設けた回転伝達用結合部側の端部に前記回転支持軸の半径方向に突出する補助撹拌片が設けられていることを特徴とする請求項１記載の粉体搬送用回転体。
4. トナーを収容し一端部にトナー供給口を有する容器本体と、前記容器本体の内部に回転可能に配設され該容器本体内のトナーを撹拌しつつ前記トナー供給口へ搬送する粉体搬送用回転体とを有するトナーカートリッジであって、
   前記粉体搬送用回転体は、前記容器本体内に回転可能に支持された直線状の回転支持軸と、前記回転支持軸の長手方向に分離された形で該回転支持軸の全長に亘り配列された複数の撹拌・搬送片を備え、
   前記複数の撹拌・搬送片は、前記回転支持軸の中心から半径方向に任意の間隔離れた半径上に位置して該回転支持軸の外周に沿い螺旋状に折り曲げ加工された任意の長さを有し、かつ前記複数の撹拌・搬送片は該撹拌・搬送片毎に前記回転支持軸に複数の箇所で連結片により連結し支持され、
   前記複数の撹拌・搬送片のうち、前記任意の間隔をおいて互いに隣り合う撹拌・搬送片の端部に相手側の撹拌・搬送片に近づく方向に延在して形成された撹拌・搬送用補助片を有する
   ことを特徴とするトナーカートリッジ。
5. 前記撹拌・搬送片の長さは、前記回転支持軸の半径上で該回転支持軸の周囲を一周する長さ乃至前記回転支持軸を１／３周する長さの範囲に設定されていることを特徴とする請求項４記載のトナーカートリッジ。
6. 前記容器本体の一端部に前記トナー供給口から搬出されるトナーを受けるトナーホッパが設けられていることを特徴とする請求項４記載のトナーカートリッジ。
7. 前記回転支持軸の一端に設けた回転伝達用結合部側の端部に前記回転支持軸の半径方向に突出する補助撹拌片が設けられていることを特徴とする請求項４記載のトナーカートリッジ。