JP5910104B2 - 現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び現像剤再充填方法 - Google Patents

現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び現像剤再充填方法 Download PDF

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Description

本発明は、現像剤容器、現像装置、プロセスカートリッジ、画像形成装置及び現像剤再充填方法に関する。
電子写真方式を用いたプリンタ、複写機等の画像形成装置では、現像装置が感光体ドラム等に形成された静電潜像にトナーを付与することで顕像化するプロセスを経て、記録媒体の表面に画像形成を行う。この様な画像形成装置における現像装置には、トナーを収容するトナーカートリッジから適宜トナー補給を受けるものや、予め現像装置内に収容されたトナーを消費していくもの等がある。内部に収容したトナーが消費された使用済みのトナーカートリッジや現像装置等はトナーが充填された新品に交換される。
ここで、使用済みのトナーカートリッジや現像装置の内部には少なからずトナー等の現像剤が残留しており、トナーカートリッジや現像装置と共に残留している現像剤も再利用することが省資源化の観点から望ましい。
そこで、例えば特許文献1には、現像装置に現像剤を再充填して再生産する現像装置の再生産方法が開示されている。特許文献1に係る現像装置の再生産方法によれば、簡易な方法で現像装置を再生産することが可能である。
また、例えば特許文献2に開示されているカートリッジ清掃装置によれば、効率良くしかも良好に残留トナーを集塵機で吸引排出することで、カートリッジを再利用することが可能である。
しかしながら、特許文献1に係る現像装置の再生産方法では、現像装置内に残留する現像剤と、再充填される現像剤とが混在することになる。現像装置内に使用履歴が異なる現像剤が混在すると帯電特性に差異が生じ、面積が大きい低濃度画像(グレー画像)の画像形成時に濃度むら等の画像不良が生じる場合がある。
また、特許文献2に係るカートリッジ清掃装置を用いてカートリッジを清掃することで、使用履歴が異なるトナー等の現像剤が混在することによる不具合を防止することができるが、残留トナーを集塵するための装置が必要になり、コスト増になる虞がある。
上記した様に、トナー等の現像剤を収容する現像剤容器を再利用する上で、使用履歴が異なる現像剤が混在することによる不具合を防止し、一定の画像品質を担保することが望ましい。しかし一方では、グレー画像の濃度むら等の画像品質の低下を許容し、画像品質が低くても安価なリサイクル品を求めるユーザも存在することから、この様なユーザ向けに使用履歴が異なる現像剤を集めてトナーカートリッジや現像装置に再充填して利用することも有効である。
本発明は上記に鑑みてなされたものであって、残留トナーを無駄なく集めて再利用すると共に、効率的なリサイクルが可能な現像剤容器を提供することを目的とする。
本発明の一態様は、他の現像剤容器との間で現像剤の受け渡しを行う現像剤容器であって、前記他の現像剤容器と連結し、前記現像剤が受け渡される開口部と、前記現像剤を搬送し、前記開口部から前記現像剤を受け渡す搬送手段と、を備え、前記開口部は、互いに嵌り合う形状の第1開口部と第2開口部とを備え、前記開口部を備える前記他の現像剤容器との間で、前記第1開口部が前記他の現像剤容器の前記第2開口部と連結し、前記第2開口部が前記他の現像剤容器の前記第1開口部と連結して前記現像剤の受け渡しを行う
本発明の実施形態によれば、残留トナーを無駄なく集めて再利用すると共に、効率的なリサイクルが可能な現像剤容器を提供できる。
第1の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。 第1の実施形態に係るトナーカートリッジを例示する断面概略図である。 第1の実施形態におけるトナーカートリッジの連結状態を例示する部分拡大図である。 第1の実施形態において連結したトナーカートリッジ間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。 第2の実施形態に係るトナーカートリッジを例示する断面概略図である。 第2の実施形態におけるトナーカートリッジの連結状態及びトナーカートリッジ間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。 第3の実施形態に係る現像装置を例示する断面概略図である。 第3の実施形態における現像装置の連結状態及び現像装置間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。 第3の実施形態に係る現像装置の他の構成例及び現像装置の連結状態を例示する概略図である。 第4の実施形態に係るプロセスカートリッジを例示する断面概略図である。 第4の実施形態におけるプロセスカートリッジの連結状態及びプロセスカートリッジ間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。 第4の実施形態に係るプロセスカートリッジの他の構成例及びプロセスカートリッジの連結状態を例示する概略図である。
以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
[第1の実施形態]
<画像形成装置の構成>
図1は、第1の実施形態に係る画像形成装置100の構成例を示す概略図である。
図1に示す様に、画像形成装置100は、感光体22と、感光体22に対向する現像装置31と、現像装置31の上部に配設された現像剤容器としてのトナーカートリッジ41等を有する作像部を4つ並設したカラー画像形成装置である。
感光体22(22a,22b,22c,22d)の周囲には、感光体22の表面を所定の電位に帯電させる帯電ローラ21(21a,22b,22c,22d)、表面が帯電された感光体22に静電潜像を形成する露光装置36(36a,36b,36c,36d)、静電潜像にトナーを付与する現像装置31(31a,31b,31c,31d)、感光体22表面の転写残トナーを除去するクリーニングブレード23(23a,23b,23c,23d)等が設けられている。
また、感光体22と当接・離間する中間転写ベルト28が、駆動ローラ26、従動ローラ27及び1次転写ローラ29(29a,29b,29c,29d)に架け渡されて回転駆動する様に構成された中間転写ユニットが配設されている。
画像形成時には、まず帯電ローラ21が回転駆動する感光体22の表面を所定の電位に帯電し、次に露光装置36が帯電された感光体22の表面を入力された画像データに基づいて露光することで、感光体22の表面に静電潜像を形成する。
感光体22の表面に形成された静電潜像は、現像装置31の現像ローラ32に対向する位置を通過する際に、表面に帯電されたトナーを担持して回転する現像ローラ32との間の電位差によりトナーを付与されてトナー像として顕像化される。感光体22の表面に現像されたトナー像は、1次転写ローラ29に対向する位置でバイアスが印加されて中間転写ベルト28表面に転写される。中間転写ベルト28上には、各感光体22a,22b,22c,22dから異なる色のトナー像が重ねて転写されることで、フルカラートナー像が形成される。トナー像を中間転写ベルト28に転写した感光体22は、クリーニングブレード23により表面の転写残トナーが除去され、次回の画像形成に供される。
中間転写ベルト28上のトナー像は、駆動ローラ26と2次転写ローラ39との間に印加されるバイアスにより、搬送される記録媒体上に2次転写される。トナー像が2次転写された記録媒体は、さらに搬送されて定着装置71を通過する際に熱と圧力を加えられることで、表面にトナー像が溶融定着した状態で機外に排出される。
画像形成装置100は、上記したプロセスを経て記録媒体の表面にフルカラー画像を印刷することができる。なお、第1の実施形態に係る画像形成装置100は所謂タンデムタイプのカラープリンタであるが、本発明の実施形態はこれに限るものではなく、リボルバータイプのカラープリンタや、1つの作像部からなるモノクロプリンタ、或いは原稿読み取り装置を備える複写機やファックス等といった画像形成装置であっても良い。
<トナーカートリッジの構成>
図2は、第1の実施形態に係るトナーカートリッジ41を例示する断面概略図である。
トナーカートリッジ41は、画像形成に使用される現像剤としてのトナーを収納する現像剤容器である。トナーカートリッジ41には、トナーを搬送する搬送手段としての搬送スクリュ51が回転自在に設けられている。搬送スクリュ51の一端はトナーカートリッジ41の外部に露出しており、露出部分にはギヤ52が設けられている。搬送スクリュ51は、連結するギヤ52が画像形成装置100のギヤと噛み合うことで駆動力が伝達されて回転する。搬送スクリュ51が回転することで、トナーカートリッジ41内のトナーは図中矢印A方向に搬送され、トナー補給口53から落下することで現像装置31へのトナー補給が行われる。
また、トナーカートリッジ41は、トナー補給口53のトナー補給時におけるトナー搬送方向上流側に、2つの開口部54,55を備えている。第1開口部54はオス型,第2開口部55はメス型の形状であり、互いに嵌り合う形状となっている。
開口部54,55には、シート状の封止部材56が設けられており、通常使用時には開口部54,55を封止することでトナー漏れを防いでいる。このシート状の封止部材56は、トナーカートリッジ41の側面に沿って引き抜くことが出来る様に設けられており、封止部材56を引き抜くことで開口部54,55を開放することができる。
使用済みのトナーカートリッジ41は、同一構造の他のトナーカートリッジと開口部54,55を介して連結し、内部の残留トナーを他のトナーカートリッジに受け渡すか、他のトナーカートリッジの残留トナーを受け入れることができる。
この様に、使用済みの2つのトナーカートリッジを連結し、一方のトナーカートリッジに残留トナーを再充填し、他方のトナーカートリッジは残留トナーを除去して新たにトナーを充填することができる。残留トナーを除去して新トナーを再充填されたトナーカートリッジは、高品質画像を形成可能なトナーカートリッジとして再利用することができ、他の使用済みトナーカートリッジから残留トナーを集めて再充填されたトナーカートリッジは、安価なリサイクル品として提供することが可能になる。
<トナーの再充填>
使用済みのトナーカートリッジ41aの残留トナーを、他の使用済みトナーカートリッジ41bに再充填する方法について説明する。
残留トナーを使用済みトナーカートリッジに再充填するために、まずトナーカートリッジ41aとトナーカートリッジ41bとを連結する。図3は、第1の実施形態に係るトナーカートリッジ41の連結状態を例示する部分拡大図である。
図3に示す様に、トナーカートリッジ41a,41bは、図2に示す開口部54,55を有する使用済みのトナーカートリッジであり、開口部54,55を介して連結することができる。2つのトナーカートリッジ41a,41bは、トナーカートリッジ41aの開口部54aをトナーカートリッジ41bの開口部55bに、トナーカートリッジ41bの開口部54bをトナーカートリッジ41aの開口部55aにそれぞれ挿入することで連結できる。開口部54,55が互いに嵌り合う形状を有することから、特別な部材等を用いることなく、2つのトナーカートリッジを確実に連結させることが可能である。
2つの使用済みトナーカートリッジ41a,41bを連結した状態で、それぞれのシート状の封止部材56a,56bを引き抜くことで、トナーカートリッジ41a,41bの内部が連通状態になり、現像剤の受け渡しが可能になる。
次に、それぞれのトナーカートリッジ41a,41bの搬送スクリュ51a,51bを駆動させることで、残留トナーの再充填を行う。図4は、第1の実施形態において連結したトナーカートリッジ41a,41bの間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。
トナーカートリッジ41a,41bを連結した状態で、駆動源としてのモータ58a,58bを、搬送スクリュ51a,51bを回転させることが出来る様に、ギヤ57a,57bが搬送スクリュ51a,51bのギヤ52a,52bにそれぞれ噛み合う様に設置する。
図4に示す様に構成した状態で、モータ58aがトナーカートリッジ41a内部の残留トナーが図中矢印A方向に移動する様に搬送スクリュ51aを回転させ、残留トナーをトナーカートリッジ41bに開口部54,55を介して排出する方向に搬送する。
トナーカートリッジ41bでは、開口部54,55を介して受け入れた残留トナーが開口部54,55から離れる方向(図中矢印B方向)に移動する様に、モータ58bが搬送スクリュ51bを回転させる。トナーカートリッジ41bの搬送スクリュ51bを矢印B方向に残留トナーが搬送される様に回転させることで、残留トナーが開口部54,55で滞留するのを防止し、残留トナーを速やかに受け入れることが可能になる。
なお、残留トナーを排出するトナーカートリッジ41aを鉛直上方に、残留トナーを受け入れるトナーカートリッジ41bを鉛直下方に配置することで、トナーカートリッジ41aの内部にトナーが残るのを防止できる。
トナーカートリッジ41aからトナーカートリッジ41bへの残留トナーの再充填を終えると、次に異なる使用済みトナーカートリッジ41c,41d,…から順次トナーカートリッジ41bへの残留トナーの再充填を行う。
残留トナーをトナーカートリッジ41bに排出したトナーカートリッジ41a,41c,41d,…は、新たにトナーを再充填してトナーカートリッジとして再利用することが可能である。新たにトナーが再充填されることで、再利用に際して使用履歴の異なるトナーが混在することによる濃度むら等の画像品質の低下等を招くことがなく、高品質画像を形成可能なトナーカートリッジとして再利用することが可能になる。
また、残留トナーが再充填されたトナーカートリッジ41bは、使用履歴が異なるトナーが混在することによってグレー画像等に濃度むらが生じる可能性はあるが、文字やベタ画像等の画像品質を出力する分には問題が無い、安価なトナーカートリッジとして残留トナーと共に再利用することが可能になる。
[第2の実施形態]
次に、第2の実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
図5は、第2の実施形態に係るトナーカートリッジ41を例示する断面概略図である。
トナーカートリッジ41は、図1に示す画像形成装置100に使用される現像剤としてのトナーを収納する現像剤容器である。トナーカートリッジ41には、トナーを搬送する搬送手段としての搬送スクリュ51が回転自在に設けられている。また、搬送スクリュ51の一端はトナーカートリッジ41の外部に露出しており、露出部分にはギヤ52が設けられている。搬送スクリュ51は、連結するギヤ52が画像形成装置100のギヤと噛み合うことで駆動力が伝達されて回転する。搬送スクリュ51が回転することで、トナーカートリッジ41内のトナーは図中矢印A方向に搬送され、トナー補給口53から落下することで現像装置31にトナー補給が行われる。
また、トナーカートリッジ41は、トナー補給口53のトナー補給時におけるトナー搬送方向上流側に、開口部54を備えている。開口部54には、スライド式の封止部材56が設けられており、通常使用時には開口部54を封止することでトナー漏れを防いでいる。この封止部材56は、トナーカートリッジ41の側面に沿ってスライドする様に設けられており、封止部材56がスライドすることで開口部54を開放することができる。
使用済みのトナーカートリッジ41は、同一構造の他のトナーカートリッジと開口部54を介して連結し、内部の残留トナーを他のトナーカートリッジに排出するか、他のトナーカートリッジの残留トナーを受け入れて回収することができる。
図6は、第2の実施形態におけるトナーカートリッジ41a,41bの連結状態及びトナーカートリッジ間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。
図6に示す様に、トナーカートリッジ41a,41bは、連結部材59を介して開口部54a,54bを連結させることができる。連結部材59は、筒状の部材であり、内部に貫通孔を有して両端部がトナーカートリッジ41の開口部54に嵌り合う形状を有している。
また、トナーカートリッジ41a,41bの搬送スクリュ51a,51bを回転させる駆動源としてのモータ58a,58bを設け、モータ58a,58bにより残留トナーが図中矢印A,B方向に移動する様に搬送スクリュ51a,51bを回転させる。搬送スクリュ51a,51bの回転により、トナーカートリッジ41aの残留トナーを開口部54a,連結部材59の貫通孔及び開口部54bを通じてトナーカートリッジ41bに排出することができる。
この様に、使用済みの2つのトナーカートリッジ41a,41bを連結し、一方のトナーカートリッジ41bに残留トナーを再充填し、他方のトナーカートリッジ41aは残留トナーを除去して新たにトナーを充填することで、トナーカートリッジ41a,41b及び残留トナーを有効且つ効率的に再利用することが可能になる。
[第3の実施形態]
次に、第3の実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
図7は、第3の実施形態に係る現像装置31を例示する断面概略図である。
現像装置31は、図1に示す画像形成装置100に着脱可能に設けられ、トナーを収容するトナー収容室35、撹拌手段及び搬送手段としての撹拌部材34、現像ローラ32、現像ローラ32にトナーを供給する供給ローラ33、現像ローラ32側の側面に開口部36、開口部36を封止するスライド式の封止部材38を有している。
第1及び第2の実施形態におけるトナーカートリッジ41と同様に、図7に示す開口部36を有する2つの現像装置31を連結させることで、一方の現像装置31に残留トナーを再充填し、他方の現像装置31に新しいトナーを再充填することで、現像装置31及び残留トナーを有効に再利用することが可能になる。
図8は、第3の実施形態における現像装置31a,31bの連結状態及び現像装置31a,31bの間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。
図8に示す様に、現像装置31a,31bは、連結部材59を介して開口部36a,36bを連結させることができる。連結部材59は、筒状の部材であり、内部に貫通孔を有して両端部が現像装置31の開口部36に嵌合する形状をしている。
また、現像装置31a,31bの撹拌部材34a,34bを、残留トナーが図中矢印A,B方向に移動する様に回転させる。撹拌部材34a,34bの回転により、現像装置31aの残留トナーは開口部36a,連結部材59の貫通孔及び開口部36bを通じて現像装置31bに受け渡すことができる。
この様に、使用済みの2つの現像装置31a,31bを連結し、一方の現像装置31bに残留トナーを再充填し、他方の現像装置31aは残留トナーを除去して新たにトナーを充填することで、現像装置31a,31b及び残留トナーを有効に再利用することが可能である。
また、現像装置31にオス型形状の第1開口部36、メス型形状の第2開口部37を設け、図9に示す様に2つの使用済み現像装置31が開口部36,37を介して連結する様に構成することも可能である。
この様な構成により、同様に使用済みの2つの現像装置31a,31bを連結して一方に残留トナーを再充填することで、現像装置31a,31b及び残留トナーを効率良く、有効に再利用することが可能である。
[第4の実施形態]
次に、第4の実施形態について説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。
図10は、第4の実施形態に係るプロセスカートリッジ101を例示する断面概略図である。
プロセスカートリッジ101は、現像装置31、感光体22、帯電ローラ21、クリーニングブレード23が一体化されたユニットであり、図1に示す画像形成装置100に着脱可能に設けられている。
現像装置31は、トナーを収容するトナー収容室35、撹拌手段及び搬送手段としての撹拌部材34、現像ローラ32、現像ローラ32にトナーを供給する供給ローラ33、供給ローラ33側の側面に開口部36、開口部36を封止するスライド式の封止部材38を有している。
図10に示す構成の使用済みのプロセスカートリッジ101を、現像装置31の開口部36を介して連結させることで、一方のプロセスカートリッジの現像装置31に残留トナーを再充填し、他方のプロセスカートリッジの現像装置31に新たにトナーを再充填することで、プロセスカートリッジ101及び残留トナーを有効に再利用することが可能である。
図11は、第4の実施形態におけるプロセスカートリッジ101a,101bの連結状態及びプロセスカートリッジ101a,101bの間でトナーの再充填を行う方法を例示する図である。
図11に示す様に、プロセスカートリッジ101a,101bは、連結部材59を介して現像装置31aの開口部36aと、現像装置31bの開口部36bとを連結させることができる。連結部材59は、筒状の部材であり、内部に貫通孔を有して両端部が現像装置31の開口部36に嵌合する形状をしている。
また、現像装置31a,31bの撹拌部材34a,34bを、残留トナーが図中矢印A,B方向に移動する様に回転させる。撹拌部材34a,34bの回転により、現像装置31aの残留トナーは開口部36a,連結部材59及び開口部36bを通じて現像装置31bに受け渡すことができる。
この様に、使用済みの2つのプロセスカートリッジ101a,101bを連結し、一方のプロセスカートリッジ101bの現像装置31bに残留トナーを再充填し、他方のプロセスカートリッジ101aの現像装置31aは残留トナーを除去して新たにトナーを充填することで、プロセスカートリッジ101a,101b及び残留トナーを有効に再利用することが可能である。
また、プロセスカートリッジ101の現像装置31にオス型形状の第1開口部36、メス型形状の第2開口部37を設け、図12に示す様に2つの使用済みプロセスカートリッジ101が現像装置31の開口部36,37を介して連結する様に構成することも可能である。
この様な構成により、同様に使用済みの2つのプロセスカートリッジ101a,101bを連結して一方に残留トナーを再充填することで、プロセスカートリッジ101a,101b及び残留トナーを効率良く、有効に再利用することが可能である。
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
31 現像装置
34,51 搬送スクリュ(搬送手段)
35 トナー収容室(現像剤収容室)
36,54 開口部(第1開口部)
37,55 開口部(第2開口部)
41 トナーカートリッジ(現像剤容器)
59 連結部材
100 画像形成装置
101 プロセスカートリッジ
特開2010−128184号公報 特開2005−037708号公報

Claims (5)

  1. 他の現像剤容器との間で現像剤の受け渡しを行う現像剤容器であって、
    前記他の現像剤容器と連結し、前記現像剤が受け渡される開口部と、
    前記現像剤を搬送し、前記開口部から前記現像剤を受け渡す搬送手段と、を備え、
    前記開口部は、互いに嵌り合う形状の第1開口部と第2開口部とを備え、
    前記開口部を備える前記他の現像剤容器との間で、
    前記第1開口部が前記他の現像剤容器の前記第2開口部と連結し、
    前記第2開口部が前記他の現像剤容器の前記第1開口部と連結して前記現像剤の受け渡しを行う
    ことを特徴とする現像剤容器。
  2. 他の現像装置との間で現像剤の受け渡しを行う現像装置であって、
    前記現像剤を収容する現像剤収容室を有し、
    前記現像剤収容室が、
    前記他の現像装置と連結し、前記現像剤が受け渡される開口部と、
    前記現像剤を搬送し、前記開口部から前記現像剤を受け渡す搬送手段と、
    を備えることを特徴とする現像装置。
  3. 画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
    請求項に記載の現像装置を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
  4. 請求項に記載の現像剤容器又は請求項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
  5. 他の現像剤容器と連結して現像剤が受け渡される開口部と、前記現像剤を搬送し、前記開口部から前記現像剤を受け渡す搬送手段と、を備える2つの現像剤容器を前記開口部により連結し、
    一方の前記現像剤容器において前記搬送手段が前記現像剤を前記開口部の方向に搬送し、
    他方の前記現像剤容器において前記搬送手段が前記現像剤を前記開口部から離れる方向に搬送し、
    前記一方の現像剤容器から前記他方の現像剤容器へと連結された前記開口部を介して前記現像剤を受け渡すことで、前記他方の現像剤容器に前記現像剤の再充填を行う
    ことを特徴とする現像剤再充填方法。
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