JP6031417B2 - トナー容器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー容器および画像形成装置に関する。

レーザープリンター等の画像形成装置は、例えば特許文献１に開示されているように、トナーが収容されたトナー容器（トナーカートリッジ）を備えている。トナー容器には、トナーを現像器に供給するトナーの排出口と、該排出口を開閉する開閉部材（シャッター）とが設けられている。画像形成装置では、最初の使用時（トナー容器の装着時）に、トナー容器の開閉部材を開けてトナー容器からトナーを排出し現像器に充填する。

特開平５−２４１４４３号公報

ところで、上述したようなトナー容器では、排出口周りにあるトナーは開閉部材を開けても直ぐには排出口から排出されにくい。特に、長時間使用されずに保管されているトナー容器の場合、トナーが固まったりするので、トナーがより排出されにくくなる。そのため、開閉部材を開けた直後においてはトナーの排出量を充分には稼げない。その結果、トナーを現像器に充填する時間が長くなってしまうという問題があった。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、排出口の開閉部材を開けた直後においてトナーの排出量を充分に稼ぐことが可能なトナー容器および画像形成装置を提供することにある。

本発明に係るトナー容器は、上述した目的を達成するために、開閉部材の開動作に合わせて排出口周辺のトナーを掻き落とすようにしたものである。

具体的に、本発明に係るトナー容器は、トナーが収容されると共に、底部に上記トナーの排出口が設けられた筐体と、上記筐体内に設けられ、上記排出口を開閉する開閉部材と、上記筐体内において上記排出口の上方に設けられ、上記開閉部材の開動作に連動して上記排出口に近づく方向へ回動する回動片と、上記開閉部材の開動作時の動力を上記回動片の回動力として該回動片に伝達する動力伝達機構と、を備え、上記開閉部材は、円弧面を有し、該円弧面の周方向に回動して該円弧面で上記排出口を開閉するように構成され、 上記動力伝達機構は、上記開閉部材の回動力を上記回動片の回動力として該回動片に伝達するように構成されている。

上記の構成によると、排出口の上方に設けられた回動片が排出口に近づく方向へ回動することによって、排出口周辺にあるトナーが排出口に向かって掻き落とされる。つまり、排出口周辺のトナーが回動片によって強制的に排出口へ供給（搬送）される。そして、回動片は開閉部材の開動作に連動して回動するため、排出口が開くと直ぐに多量のトナーが排出される。

また、上記の構成によると、動力伝達機構によって、開閉部材の動力が回動片の回動力として該回動片に伝達されるため、確実に開閉部材の開動作に連動して回動片を回動させることが可能になる。したがって、確実に排出口が開くと直ぐに多量のトナーを排出させることができる。また、動力伝達機構を備えているため、回動片を回動させるための駆動源を個別に設ける必要がない。

また、上記の構成によると、動力伝達機構は開閉部材の回動力を同様の回動力として回動片に伝達するものであるため、動力伝達機構の構成が簡易なものとなる。

また、本発明に係るトナー容器は、端部が上記排出口の上方に位置する状態で上記筐体内に設けられ、回転することによって上記トナーを上記排出口まで搬送するスクリュー軸を備え、上記回動片は、上記スクリュー軸の上方に設けられ、先端が該スクリュー軸の外周面近傍を回動するように構成されていることが好ましい。

排出口の上方にスクリュー軸が存在すると、スクリュー軸の上方にあるトナーは特に排出されにくい。この点、上記の構成によると、スクリュー軸の上方に設けられた回動片の端部がスクリュー軸の外周面近傍を回動するので、スクリュー軸の上方にあるトナーを確実に排出口へ掻き落とすことが可能になる。

また、本発明に係る画像形成装置は、上述したトナー容器を備えている。したがって、トナー容器において排出口を開くと直ぐに多量のトナーを排出させることが可能な画像形成装置を提供することが可能である。

以上説明したように、本発明によれば、排出口が開くと直ぐに多量のトナーが排出されるので、排出口が開いた直後において充分なトナー排出量を稼ぐことが可能になる。その結果、例えば、トナー容器から現像器へのトナー充填に懸かる時間を短縮することができる。

図１は、画像形成装置の概略構成を示すブロック図である。 図２は、トナーコンテナの構成を蓋部を省略して示す斜視図である。 図３は、トナーコンテナの要部を示す斜視図である。 図４は、トナーコンテナを示す側面図である。 図５は、トナーコンテナの要部についてシャッターの閉動作が完了した状態を示す斜視図である。 図６は、トナーコンテナの要部についてシャッターが開動作中の状態を示す図５相当図である。 図７は、トナーコンテナの要部についてシャッターの開動作が完了した状態を示す図５相当図である。 図８は、トナーコンテナの要部についてシャッターが閉動作中の状態を示す図５相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。
〈画像形成装置〉

本実施形態の画像形成装置１は、例えばインクジェットプリンターであり、用紙を搬送しながら、端末等（図示省略）から送信される画像データに基づいて用紙に画像を形成するように構成されている。図１に示すように、画像形成装置１は、給紙部２と、画像形成部３と、定着部４と、排紙部５と、トナー容器であるトナーコンテナ１０とを備えている。

給紙部２は、用紙を画像形成部３へ供給するカセット給紙部や手差しトレイである。画像形成部３は、図示しないが、感光ドラムや、その感光ドラムの周囲に配置された帯電器、現像器、転写ローラー、光走査装置（ＬＳＵ）などを備えている。現像器には、トナーコンテナ１０からトナーが供給される。画像形成部３では、給紙部２から供給された用紙にトナー像を転写するようになっている。定着部４は、図示しないが、互いに圧接されて回転する定着ローラーおよび加圧ローラーを備えている。定着部４は、画像形成部３で用紙に転写された画像（トナー像）をその用紙に定着させるように構成されている。排紙部５は、定着部４から画像形成された用紙が供給される排紙トレイ（図示省略）を有している。
〈トナーコンテナの構成〉

トナーコンテナ１０は、上述したようにトナーを画像形成部３へ供給するものである。図２および図３に示すように、トナーコンテナ１０は、筐体１１と、それぞれ筐体１１に設けられる攪拌機構２０、搬送機構３０、開閉機構４０および供給機構５０とを備えている。

筐体１１は、上部が開放された容器状のコンテナ本体１２と、コンテナ本体１２の開放部分を閉塞する蓋部（図示省略）とを有しており、トナーが収容される。コンテナ本体１２の底部には、トナーが排出される排出口１３が設けられている。排出口１３から排出されたトナーは画像形成部３の現像器へ供給される。

攪拌機構２０は、コンテナ本体１２に装着されて、トナーを攪拌するものである。いる。攪拌機構２０は、筐体１１の内部で回転駆動されるシャフト２１と、シャフト２１に取り付けられた攪拌シート２２とを有している。

シャフト２１の一端は、コンテナ本体１２に回転可能に支持され、他端は、コンテナ本体１２の外部に設けられた駆動ギア２３に連結されている。シャフト２１は、駆動ギア２３を介して伝達された駆動力によって回転駆動される。攪拌シート２２は、弾性を有するシート部材からなり、例えばプラスチックフィルム等によって形成されている。筐体１１内のトナーは、シャフト２１と共に回転する攪拌シート２２によって攪拌される。

搬送機構３０は、コンテナ本体１２に装着されて、トナーを排出口１３まで搬送するものである。搬送機構３０は、コンテナ本体１２の内部において攪拌機構２０のシャフト２１と平行に配置されたスクリュー軸３１を備えている。スクリュー軸３１の外周には、軸方向に亘って搬送羽根３２が形成されている。

スクリュー軸３１の一端には、コンテナ本体１２の外部に設けられた駆動ギア３３に連結されている。また、スクリュー軸３１は、駆動ギア３３に連結されている側とは反対側の端部が排出口１３の上方に位置している。スクリュー軸３１は、駆動ギア３３を介して伝達された駆動力によって回転駆動されることにより、搬送羽根３２がトナーを排出口１３まで搬送するようになっている。

開閉機構４０は、コンテナ本体１２に装着されて、排出口１３を開閉するものである。開閉機構４０は、コンテナ本体１２内に設けられ、排出口を開閉する開閉部材としてのシャッター４１を備えている。シャッター４１は、細長い略円筒状に形成され、排出口１３の直上に配置されている。シャッター４１の両端は、第１支持部材４４および第２支持部材４５に回動可能に支持されている。

シャッター４１の一部は、横断面が円弧状（略半円）に形成された円弧状部４２となっている。つまり、円弧状部４２は円筒形状の周方向の一部が切除された形状となっている。シャッター４１では、円弧状部４２が回動することによって排出口１３を開閉するようになっている。円弧状部４２には、開口４２ａが形成されている（図５〜図８参照）。円弧状部４２が回動することによって、開口４２ａが排出口１３と連通すると排出口１３が開き、円弧状部４２の外周面（円弧面）で排出口１３を塞ぐと排出口１３が閉じられる。つまり、円弧状部４２がその外周面（円弧面）の周方向に回動することによって円弧状部４２の外周面（円弧面）で排出口１３を開閉する。

図４に示すように、コンテナ本体１２の外部には、シャッター４１を回動させる操作レバー４７および一対のギア４６，４８が設けられている。操作レバー４７は駆動ギア４６に取り付けられ、従動ギア４８はシャッター４１の第２支持部材４５側の端部に連結されている。こうして、操作レバー４７を回動させると駆動ギア４６が回動し、その駆動ギア４６の回動力が従動ギア４８を介してシャッター４１に伝達される。これにより、シャッター４１が回動する。

シャッター４１には、その軸方向に第１支持部材４４側からスクリュー軸３１が挿入されている。そして、スクリュー軸３１は円弧状部４２においてほぼ軸方向全体に位置している。したがって、トナーはスクリュー軸３１によって円弧状部４２の内部へ搬送され、円弧状部４２に搬送されたトナーは円弧状部４２の開口４２ａを介して排出口１３から排出される。

シャッター４１には、後述する供給機構５０の従動カム５２に動力を伝達する駆動カム４３が設けられている。駆動カム４３は、シャッター４１における円弧状部４２よりも第２支持部材４５側に設けられており、シャッター４１の回動に伴って回動する。

供給機構５０は、コンテナ本体１２に装着されて、シャッター４１の開動作に連動して排出口１３周辺のトナーを排出口１３へ供給（搬送）するものである。供給機構５０は、回動軸５１と回動片５３を備えている。

回動軸５１は、コンテナ本体１２内においてスクリュー軸３１およびシャッター４１よりも上方の位置にスクリュー軸３１と平行に配置されている。回動軸５１の両端は、第１支持部材５４および第２支持部材５５に回転可能に支持されている。なお、第１支持部材５４は開閉機構４０の第１支持部材４４に設けられており、第２支持部材５５はコンテナ本体１２に設けられている。

回動片５３は、回動軸５１の一部分に設けられており、回動軸５１と共に回動するものである。回動片５３は、略長方形状の板部材であり、一方の長辺部が回動軸５１に固定されている。回動片５３は、コンテナ本体１２内において排出口１３の上方であってスクリュー軸３１の上方に位置している。

回動軸５１には、回動片５３よりも第２支持部材５５側に従動カム５２が設けられている。従動カム５２は、開閉機構４０の駆動カム４３と接触して、駆動カム４３から伝達されたシャッター４１の回動力を回動軸５１（回動片５３）に伝達するものである。つまり、駆動カム４３および従動カム５２は、シャッター４１の開動作時の回動力（動力）を回動片５３の回動力として該回動片５３に伝達する動力伝達機構を構成している。

上記の動力伝達機構によって、回動片５３は、シャッター４１の開動作に連動して排出口１３に近づく方向（図３において手前側から視て反時計回り）へ回動するようになっている。より具体的に、回動片５３は、その先端がスクリュー軸３１の外周面近傍を回動するようになっている。つまり、回動片５３は、シャッター４１の開動作に連動して回動し、スクリュー軸３１の上方にあるトナーを下方（即ち、排出口１３）へ掻き落とすように構成されている。開閉機構４０および供給機構５０の詳細な動作は後述する。
〈トナーコンテナの動作〉

トナーコンテナ１０の動作について図５〜図８を参照しながら説明する。尚、ここでいう「時計回り」、「反時計回り」、「スクリュー軸３１の右」、「スクリュー軸３１の左」とは、図５〜図８において手前側から視たときの方向をいう。

図５に示すように、トナーコンテナ１０は、未使用時（画像形成装置１に装着されていないとき）は排出口１３がシャッター４１によって閉じられている（全閉状態）。つまり、シャッター４１の円弧状部４２の外周面によって排出口１３が塞がれている。この状態において、駆動カム４３と従動カム５２とは接触しておらず、回動軸５１は自由に回動できる状態にある。そのため、回動軸５１は回動片５３の先端が下方に向いた状態で止まる。このとき、回動片５３の先端はスクリュー軸３１の右寄りに位置している。

最初の使用時（トナーコンテナ１０の画像形成装置１への装着時）に、操作レバー４７を回動することによって排出口１３が開く。図６に示すように、操作レバー４７を回動すると、シャッター４１が反時計回りに回動する。そうすると、円弧状部４２も同様に反時計回りに回動し、円弧状部４２の開口４２ａが排出口１３と連通し始める。この状態では、円弧状部４２の内部にあるトナーが排出口１３から徐々に排出される。一方、駆動カム４３もシャッター４１の回動に伴って反時計回りに回動する。そして、駆動カム４３が従動カム５２に接触すると、従動カム５２が時計回りに回動する。この従動カム５２の回動に伴って、回動軸５１および回動片５３が時計回りに回動する。つまり、回動片５３が上方へ向かって回動する。さらに言うと、回動片５３の先端はスクリュー軸３１の右側から左側へ移動する。

そして、操作レバー４７を所定位置まで回動すると、図７に示すように、排出口１３が完全に開いた状態（全開状態）になる。つまり、円弧状部４２の開口４２ａが排出口１３と完全に連通して、円弧状部４２の内部と排出口１３とが完全に連通する。これによって、シャッター４１の開動作が終了する。

排出口１３が全開状態になる直前までは、駆動カム４３と従動カム５２とが接触し続けて、回動片５３が時計回りに回動し続ける。そして、排出口１３が全開状態になると、駆動カム４３と従動カム５２とが離隔する（非接触状態になる）。そうすると、回動軸５１は自由に回動できる状態になるため、回動片５３が自身の重力によって反時計回りに回動して元の位置（図５に示す位置）に戻る。つまり、回動片５３が排出口１３に近づく方向へ回動し、これによって、回動片５３の先端がスクリュー軸３１の左側から右側へ移動する。このとき、回動片５３の先端はスクリュー軸３１の外周面近傍を通過する。

この回動片５３の反時計回りの回動によって、スクリュー軸３１の上方にあるトナーが下方（円弧状部４２の内部）に掻き落とされる。しかも、回動片５３はスクリュー軸３１の外周面近傍を回動するため、スクリュー軸３１の上方にあるトナーが効果的に掻き落とされる。円弧状部４２の内部に掻き落とされたトナーは、全開状態となった排出口１３から排出される。なお、シャッター４１の開動作時は攪拌機構２０および搬送機構３０も駆動されている。

トナーコンテナ１０の交換時は、操作レバー４７を回動することによって排出口１３が閉じられる。図８に示すように、操作レバー４７を開動作時とは反対側に回動すると、シャッター４１が時計回りに回動する。つまり、シャッター４１が閉動作を行う。そうすると、円弧状部４２も同様に時計回りに回動し、円弧状部４２の外周面が排出口１３を塞ぎ始める。一方、駆動カム４３もシャッター４１の回動に伴って時計回りに回動する。そして、駆動カム４３が従動カム５２に接触すると、従動カム５２が反時計回りに回動する。この従動カム５２の回動に伴って、回動軸５１および回動片５３が反時計回りに回動する。そして、操作レバー４７を所定位置まで回動すると、図５に示すように、排出口１３が円弧状部４２によって完全に閉じられて、シャッター４１の閉動作が終了する。

以上のように、本実施形態のトナーコンテナ１０によれば、シャッター４１の開動作に連動して、スクリュー軸３１の上方にあるトナーを回動片５３の回動により下方に掻き落とすことができる。即ち、排出口１３が開くのに伴って、排出口１３周辺のトナーを排出口１３へ供給することができる。そのため、排出口１３が開くと直ぐに多量のトナーを排出させることが可能になる。したがって、排出口１３が開いた直後において充分なトナー排出量を稼ぐことが可能になるので、トナーコンテナ１０から画像形成部３の現像器へのトナー充填に懸かる時間を短縮することが可能である。

また、本実施形態のトナーコンテナ１０によれば、シャッター４１の開動作時の動力を回動片５３の回動力として伝達する動力伝達機構（駆動カム４３および従動カム５２）を備えている。即ち、シャッター４１の開動作によって回動片５３を回動させている。そのため、確実にシャッター４１の開動作に連動して回動片５３を回動させることが可能になる。したがって、確実に排出口１３が開くと直ぐに多量のトナーを排出させることができる。また、動力伝達機構を備えているため、回動片５３を回動させるための駆動源を個別に設ける必要がない。

また、本実施形態の動力伝達機構は、シャッター４１の回動力を同様の回動力として回動片５３に伝達するものであるため、カム機構（駆動カム４３および従動カム５２）といった簡易な構成にすることができる。

また、排出口１３の上方にスクリュー軸３１が存在すると、スクリュー軸３１の上方にあるトナーは特に排出されにくい。この点、本実施形態のトナーコンテナ１０によれば、回動片５３をスクリュー軸３１の上方に設けて回動させるようにしているので、スクリュー軸３１の上方にあるトナーを確実に排出口１３へ掻き落とすことが可能になる。
−その他の実施形態−

上記実施形態では、動力伝達機構として、カム機構（駆動カム４３および従動カム５２）を用いたが、本発明はこれに限らず、例えば、歯車機構やリンク機構を用いてシャッター４１の回動力を回動片５３に伝達するようにしてもよい。

また、上記実施形態では、シャッター４１の開動作時の動力によって回動片５３を回動させるようにしたが、本発明は次のような構成としてもよい。例えば、１つの操作レバーを回動させることでシャッター４１および回動片５３のそれぞれに個別に回動力が伝達される伝達経路を構成するようにしてもよいし、回動片５３のための個別の動力源（モータ等）を設け、操作レバー４７が回動されると上記動力源を駆動して回動片５３を回動させるようにしてもよい。

また、上記実施形態によれば、シャッター４１は回動することによって排出口１３を開閉するものであるが、本発明はこれに限らず、スライド移動することによって排出口１３を開閉するシャッターであってもよい。その場合、動力伝達機構はシャッターのスライド移動を回動片５３の回動力に変換して伝達するように変更される。

また、上記実施形態では、画像形成装置１の一例として、インクジェットプリンターについて説明したが、本発明に係る画像形成装置１は、これに限らず、例えば複写機、スキャナ装置、または複合機等であってもよい。

以上説明したように、本発明は、トナーの排出口を開閉する開閉部材を有するトナー容器およびそれを備えた画像形成装置について有用である。

１ 画像形成装置
１０ トナーコンテナ（トナー容器）
１１ 筐体
１３ 排出口
３１ スクリュー軸
４１ シャッター（開閉部材）
４３ 駆動カム（動力伝達機構）
５２ 従動カム（動力伝達機構）
５３ 回動片

Claims (3)

1. トナーが収容されると共に、底部に上記トナーの排出口が設けられた筐体と、
   上記筐体内に設けられ、上記排出口を開閉する開閉部材と、
   上記筐体内において上記排出口の上方に設けられ、上記開閉部材の開動作に連動して上記排出口に近づく方向へ回動する回動片と、
   上記開閉部材の開動作時の動力を上記回動片の回動力として該回動片に伝達する動力伝達機構と、を備え、
   上記開閉部材は、円弧面を有し、該円弧面の周方向に回動して該円弧面で上記排出口を開閉するように構成され、
   上記動力伝達機構は、上記開閉部材の回動力を上記回動片の回動力として該回動片に伝達するように構成されている、トナー容器。
2. トナーが収容されると共に、底部に上記トナーの排出口が設けられた筐体と、
   上記筐体内に設けられ、上記排出口を開閉する開閉部材と、
   上記筐体内において上記排出口の上方に設けられ、上記開閉部材の開動作に連動して上記排出口に近づく方向へ回動する回動片と、
   端部が上記排出口の上方に位置する状態で上記筐体内に設けられ、回転することによって上記トナーを上記排出口まで搬送するスクリュー軸とを備え、
   上記回動片は、上記スクリュー軸の上方に設けられ、先端が該スクリュー軸の外周面近傍を回動するように構成されている、トナー容器。
3. 請求項１又は２に記載のトナー容器を備えている、画像形成装置。

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