JP6332241B2 - 粉体収容装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体収容装置および画像形成装置に関する。

特許文献１〜３には、自転することでトナーを排出するトナーボトルと、ボトル口部と接合しトナー排出口を有するフランジを備えたトナーカートリッジが開示されている。

特許文献１に開示されたトナーカートリッジの場合、トナーボトルの回転は、トナーボトル端部に設けた溝に嵌入する画像成形装置側の駆動部材により行なわれる。

特許文献２，３に開示されたトナーカートリッジの場合、トナーボトルの回転はトナーボトルに設けたギアを回転駆動することにより行なわれる。

特開２００９−２７１２８０号公報 特開２００６−０８４７５５号公報 特開２００６−０７１７６２号公報

本発明は、省スペース化と駆動系の構成の簡易化が図られた粉体収容装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１は、
一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
前記蓋部材を回転軸方向に貫通した駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする粉体収容装置である。

請求項２は、
一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、該駆動力受部がそのまま回転軸となって前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする粉体収容装置である。

請求項３は、前記連結部が、前記軸部から前記中空部の内壁面に向かって延びる２本の柱状の部材からなり、前記羽根部が、該２本の柱状の部材どうしを繋ぐ梁形状の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体収容装置である。

請求項４は、前記攪拌部が、前記流出口から常時離間していることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置である。

請求項５は、前記攪拌部は、鉛直上方の投影空間上において前記流出口と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置である。
請求項６は、前記軸部と前記羽根部との間に形成された開口は、粉体が通過可能な開口であることを特徴とする特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置である。

請求項７は、粉体を収容する粉体収容装置を備え、前記粉体収容装置から粉体を取り出し該粉体を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
前記粉体収容装置が、
一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
前記蓋部材を回転軸方向に貫通した駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項８は、粉体を収容する粉体収容装置を備え、前記粉体収容装置から粉体を取り出し該粉体を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
前記粉体収容装置が、
一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、該駆動力受部がそのまま回転軸となって前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１および請求項２の粉体収容装置、並びに、請求項７および請求項８の画像形成装置によれば、粉体容器にギアを設けて駆動する場合と比べ、省スペース化と駆動系の構成の簡易化が図られる。

請求項３の粉体収容装置によれば、羽根部を備えていない場合と比べ、粉体の凝集が抑えられる。

請求項４の粉体収容装置によれば、流出口から攪拌部材が常時離間していない場合と比べ、流出口周りの粉体の凝集を抑えられる。

請求項５の粉体収容装置によれば、攪拌部が鉛直上方において流出口と重なる位置に配置されていない場合と比べ、粉体の排出を容易に行える。

請求項６の粉体収容装置によれば、空間を粉体が通過不可能な場合と比べ、粉体の攪拌が容易に行える。

本発明の第１実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。 図１に外観を示す画像形成装置の内部構成を示した模式図である。 比較例としてのトナーカートリッジの分解斜視図である。 図３に示す比較例としてのトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。 図３に示す比較例としてのトナーカートリッジおける課題の１つを説明するための模式図である。 図１，図２に示す画像形成装置に採用される、第１実施形態としてのトナーカートリッジの斜視図である。 図６に示すトナーカートリッジの分解斜視図である。 図６に示すトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。 第２実施形態のトナーカートリッジの斜視図である。 図９に示すトナーカートリッジの分解斜視図である。 図９に示すトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。

以下、本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の第１実施形態としての画像形成装置の外観斜視図である。

この画像形成装置１は、スキャナ１０とプリンタ２０を備えている。

スキャナ１０は、この画像形成装置１の骨組みである装置筐体９０の上に載せられており、プリンタ２０は、装置筐体９０内に構成されている。

図２は、図１に外観を示した画像形成装置の内部構成を示した模式図である。

プリンタ２０は、ほぼ横に１列に配列された４つの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋを有する。これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋでは、それぞれ、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），黒（Ｋ）の各色トナーによるトナー像が形成される。ここでは、これらの像形成部５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに共通の説明については、トナーの色の区別を表わす、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの符号を省略し、像形成部５０と表記する。像形成部以外の他の構成要素についても同様である。

各像形成部５０には、感光体５１が備えられている。この感光体５１は、駆動力を受けて矢印Ａ方向に回転しながら、その表面に静電潜像が形成され、さらに現像によりトナー像が形成される。

各像形成部５０に備えられている各感光体５１の周りには、帯電器５２、露光器５３、現像器５４、１次転写器６２、およびクリーナ５５が備えられている。ここで、１次転写器６２は、感光体５１との間に、後述する中間転写ベルト６１を挟んだ位置に置かれている。この１次転写器６２は、像形成部５０ではなく、後述する中間転写部６０に備えられている要素である。

帯電器５２は、感光体５１の表面を一様に帯電する。

露光器５３は、一様に帯電された感光体５１に、画像信号に基づいて変調された露光光を照射して、感光体５１上に静電潜像を形成する。

現像器５４は、感光体５１上に形成された静電潜像を、各像形成部５０に応じた色のトナーで現像して、感光体５１上にトナー像を形成する。

１次転写器６２は、感光体５１上に形成されたトナー像を、後述する中間転写ベルト６１上に転写する。

クリーナ５５は、転写後の感光体５１上の残留トナー等を感光体５１上から取り除く。

４つの像形成部５０の上部には、中間転写部６０が配置されている。そして、この中間転写部６０には、中間転写ベルト６１が備えられている。この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａ、従動ロール６３ｂ、張架ロール６３ｃ等の複数のロールに支持されている。そして、この中間転写ベルト６１は、駆動ロール６３ａに駆動されて、４つの像形成部５０に備えられている４つの感光体５１に沿う経路を含む循環経路上を、矢印Ｂ方向に循環移動する。

各感光体５１上のトナー像は１次転写器６２の作用により、中間転写ベルト６１上に順次重なるように転写される。そして、中間転写ベルト６１上に転写されたトナー像は、その中間転写ベルト６１により、２次転写位置Ｔ２に搬送される。この２次転写位置Ｔ２には２次転写器７１が備えられており、中間転写ベルト６１上のトナー像は、その２次転写
器７１の作用により、その２次転写位置Ｔ２に搬送されてきた用紙Ｐ上に転写される。用紙Ｐの搬送については後述する。用紙Ｐへのトナー像の転写後の中間転写ベルト６１上に残存するトナー等は、クリーナ６４により、その中間転写ベルト６１から取り除かれる。

中間転写部６０の上部には、各色のトナーが収容されたトナーカートリッジ１００が備えられている。現像器５４内のトナーが現像により消費されると、対応する色のトナーを収容したトナーカートリッジ１００から、トナーが、不図示のトナー補給路を通って現像器５４に補給される。トナーカートリッジ１００は装置筐体９０に対し着脱自在に構成されており、空になると取り出されて、新たなトナーカートリッジ１００が装着される。

用紙トレイ２１からは、ピックアップロール２４により用紙Ｐが１枚取り出され、搬送ロール２５により、搬送路９９上を矢印Ｃ方向に、タイミング調整ロール２６まで搬送される。このタイミング調整ロール２６まで搬送されてきた用紙Ｐは、そのタイミング調整ロール２６により、中間転写ベルト６１上のトナー像が２次転写位置Ｔ２に到達するタイミングに合わせて２次転写位置Ｔ２に到達するように、その２次転写位置に向かって送り出される。タイミング調整ロール２６により送り出された用紙Ｐは、２次転写位置Ｔ２において、２次転写器７１の作用により、中間転写ベルト６１からトナー像の転写を受ける。トナー像の転写を受けた用紙Ｐは、さらに矢印Ｄ方向に搬送されて定着器７２を通過する。用紙Ｐ上のトナー像は、この定着器７２により加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上に定着される。これにより、用紙Ｐ上には、定着されたトナー像からなる画像がプリントされる。定着器７２によりトナー像の定着を受けた用紙は、搬送ロール２７によりさらに搬送され、排紙ロール２８により、排紙口２９から排紙トレイ２２上に送り出される。

次に、トナーカートリッジ１００の構造について説明する。

ここでは先ず、本発明の実施形態としてのトナーカートリッジの説明の前に、先ず比較例としてのトナーカートリッジについて説明する。その後、その比較例の説明を踏まえて、本発明の実施形態としてのトナーカートリッジについて説明する。

図３は、比較例としてのトナーカートリッジの分解斜視図である。

また、図４は、図３に示す比較例としてのトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。

このトナーカートリッジ２００は、トナーボトル２１０、攪拌部材２２０、シール部材２３０．およびフランジ２４０を有する。このトナーカートリッジ２００は、トナーボトル２１０内にトナーが収容されて組み立てられた状態で、画像形成装置内に、矢印Ｉの向きに差し込まれる。このトナーカートリッジ２００は、比較例であって、図１，図２に示す本実施形態としての画像形成装置１には差し込まれない。ただし、このトナーカートリッジ２００が挿し込まれる画像形成装置も、図１，図２に示すレベルの図では、図１，図２と同一に表わされる。そこで、ここでは、このトナーカートリッジ２００も図１，図２に示す画像形成装置１に挿し込まれるものとして説明する。また、このトナーカートリッジ２００は、トナーボトル２１０が空になると、矢印Ｅの向きに引き抜かれ、新たなトナーカートリッジ２００が挿し込まれる。

トナーボトル２１０は、略円筒形を成し、その一端に開口２１１を有し、内部にトナーが収容される。また、もう一方の端には、画像形成装置１からこのトナーカートリッジ２００を引き抜くときの把っ手２１２が設けられている。さらに、このトナーボトル２１０の外周面２１０ａには、螺旋形に延びる溝２１３ａが形成されている。この溝２１３ａは、図４に示すように、トナーボトル２１０の内周面２１０ｂに突き出ている。すなわち、内周面２１０ｂには、螺旋形の突条２１３ｂが形成されている。また、このトナーボトル２１０の外周面２１０ａには、開口２１１の近傍にギア２１４が形成されている。このギア２１４には、このトナーカートリッジ２００が画像形成装置１に装着されたときに装置筐体９０内に備えられている画像形成装置本体側のギア９１（図４参照）が噛み合う。そして、本体側のモータ（不図示）からの回転駆動力を受けてトナーボトル２１０が矢印Ｒの向きに回転する。このトナーボトル２１０内にはトナーが充填されており、トナーボトル２１０が回転すると、内周面２１０ｂの螺旋形の突条２１３ｂによりトナーが開口２１１側に搬送される。

また、開口２１１の周面には、複数のキー溝２１５が形成されている。これらのキー溝２１５には、攪拌部材２２０のキー２２１が入り込む。したがって、トナーボトル２１０が回転すると攪拌部材２２０も一体に回転する。

この攪拌部材２２０は、円環状の基部２２２を有し、その基部２２２からトナーボトル２１０側に複数のキー２２１が突き出ている。また、攪拌部材２２０は、基部２２２からフランジ２４０側に突き出た攪拌羽根２２３が設けられている。

ここで、フランジ２４０には、図４に示すように、トナーボトル２１０側に対向する向きに開いた中空の筒状部２４１が形成されている。攪拌部材２２０の攪拌羽根２２３は、フランジ２４０の筒状部２４１内に配置される。この攪拌羽根２２３は、トナーボトル２１０の開口２１１からフランジ２４０内に移動したトナーを撹拌して、トナーの凝集を防ぐ役割を担っている。攪拌羽根２２３の先端からは軸２２４が突き出ている。この軸２２４は、フランジ２４０の軸受部２４２に入り込んで、攪拌部材２２０の姿勢を保持している。このフランジ２４０の筒状部２４１は、トナーボトル２１０側が一段大きな円筒に形成されていて、その段部にリング形状のシール部材２３０が入り込んでいる。このシール部材２３０は、トナーボトル２１０の開口２１１の縁２１１ａに押されて潰れた状態にある。このシール部材２３０は、トナーボトル２１０とフランジ２４０との隙間からのトナーの洩れを防止している。

フランジ２４０は、トナーが流出する流出口２４３を有する。その流出口２４３の周囲は、もう１つのシール部材２４４で覆われている。さらに、その流出口２４３とシール部材２４４は、シャッタ２４５で覆われている。このトナーカートリッジ２００が画像形成装置に差し込まれるとシャッタ２４５が開いて、流出口２４３を開放する。また、このフランジ２４０は、画像形成装置１内に非回転状態に保持される。

トナーボトル２１０の外周面２１０ａに設けられたギア２１４は、画像形成装置本体側のギア９１に駆動される。この駆動により、トナーボトル２１０が回転するとそのトナーボトル２１０内のトナーが開口２１１側に搬送され、その開口２１１から搬出されてフランジ２４０内に入り込む。攪拌部材２２０は、トナーボトル２１０と一体的に回転している。このため、フランジ２４０内に入り込んだトナーは、攪拌部材２２０の攪拌羽根２２３により攪拌されながら、流出口２４３から、このトナーカートリッジ２２０の外部に流出する。

ここでは、比較例としてのトナーカートリッジ２００について説明しているが、このトナーカートリッジ２００は、図２に示すトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋのそれぞれに対応するものである。すなわち、このトナーカートリッジから流出したトナーは、不図示のトナー補給路を経由して対応する現像器５４に補給され、トナー像の形成に供される。

図５は、図３に示す比較例としてのトナーカートリッジおける課題の１つを説明するための模式図である。

上述の通り、このトナーカートリッジ２００が画像形成装置内に差し込まれると、トナーボトル２１０の外周面２１０ａに形成されたギア２１４と本体側のギア９１とが噛み合う。このため、このトナーカートリッジ２００に隣接した位置には、本体側のギア９１を配置するスペースが必要となる。このギア９１は、図３に実線で示す位置であっても、一点鎖線で示すいずれの位置に配置した場合であっても、かなり大きなスペースを必要とする。このスペースを如何にして小さくし、あるいは無くすかが１つの大きな課題である。

図４に戻って、この比較例におけるもう１つの課題を説明する。

また、このトナーカートリッジ２００を構成するトナーボトル２１０は、その形状からブロー成形（中空成形）で製造される。このブロー成形は、トナーボトル２１０のような筒状体の成形に適した成形方法であるが、そのブロー成形で製造された部品（ここでは）トナーボトル２１０）の寸法の高精度化は期待できない。ここで、リング状のシール部材２３０は、フランジ２４０内に配置され、トナーボトル２１０に押されて潰れることにより、フランジ２４０とトナーボトル２１０との隙間を塞いでいる。また、その状態でトナーボトル２１０が回転するため、トナーボトル２１０は、このシール部材２３０に対し摺動しながら回転する。ここで、トナーボトル２１０はブロー成形で形成されるため寸法精度が悪く、そのトナーカートリッジ２００によって、シール部材２３０が強く押し潰されたり、押し潰し量が不足することが生じる。強く押し潰され過ぎるとトナーボトル２１０とシール部材２３０との間の摩擦力が大きくなって、トナーボトル２１０の円滑な回転が妨げられるおそれがある。このため、その大きな摩擦力に打ち勝つだけの大きなトルクのモータを使ってトナーボトル２１０を回転させる必要があり、モータのコスト高、外形寸法の増大、および消費電力の増大を招くおそれがある。また、シール部材２３０の押し潰し量が不足すると、フランジ２４０とトナーボトル２１０との間からトナーが漏れ出るおそれがある。したがって、シール部材２３０の押し潰し量を如何にして一定にするかが、この比較例におけるもう１つの課題である。

比較例のトナーカートリッジ２００についての以上の説明を踏まえ、次に本願発明の実施形態としてのトナーカートリッジについて説明する。

図６は、図１，図２に示す画像形成装置に採用される、第１実施形態としてのトナーカートリッジの斜視図である。

また、図７は、図６に示すトナーカートリッジの分解斜視図である。

さらに、図８は、図６に示すトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。

このトナーカートリッジ１００は、トナーボトル１１０、攪拌部材１２０、シール部材１３０、フランジ１４０、もう１つのシール部材１５０、およびカップリング１６０を有する。このトナーカートリッジ１００は、本発明にいう粉体収容装置の一例に相当する。また、トナーボトル１１０は、粉体容器の一例に相当する。さらに、攪拌部材１２０とカップリング１６０を合わせたものが、駆動力伝達部材の一例に相当し、そのうちのカップリング１６０は、継手部材の一例および駆動力受部の一例に相当する。さらに、フランジ１４０は、蓋部材の一例に相当する。

このトナーカートリッジ１００は、トナーボトル１１０内にトナーが収容されて図６に示す状態に組み立てられ、その組み立てられた状態のトナーカートリッジ１００が、図１，図２に示す画像形成装置１内に差し込まれる。また、このトナーカートリッジ１００は、トナーボトル１１０が空になると矢印Ｅの向きに引き抜かれ、新たなカートリッジ１００が差し込まれる。

トナーボトル１１０は、略円形を成し、その一端に開口１１１を有し、内部にはトナーが収容される。また、もう一方の端には、このトナーカートリッジ１００を画像形成装置１から引き抜くときに把持する把っ手１１２が設けられている。また、このトナーボトル１１０の外周面１１０ａには螺旋状に延びる溝１１３ａが形成されている。この溝１１３ａは、トナーボトル１１０の内周面１１０ｂに突き出ている。すなわち、このトナーボトル１１０の内周面１１０ｂには螺旋形に延びる突条１１３ｂが形成されている。このトナーボトル１１０は、後述するようにして、図６，図７に示す矢印Ｒの向きに回転する。このトナーボトル１１０内にはトナー（不図示）が充填されており、トナーボトル１１０が回転するとその内周面１１０ｂの螺旋形の突条１１３ｂによりトナーが開口１１１側に搬送される。また、このトナーボトル１１０の外周面１１０ａには、その開口１１１の近傍に、雄ねじ１１４が形成されている。この雄ねじ１１４には、攪拌部材１２０の雌ねじ１２２（図８参照）がねじ止めされ、トナーボトル１１０に攪拌部材１２０が固定される。したがって、トナーボトル１１０と攪拌部材１２０は一体に回転する。

この攪拌部材１２０は、トナーボトル１１０側に開口した円筒部１２１を有し、その円筒部１２１の内周面には雌ねじ１２２が形成されている。また、この攪拌部材１２０には、フランジ１４０側に突き出た攪拌羽根１２３が設けられている。ここで、フランジ１４０にも、図８に示すようにトナーボトル１１０側に対面する向きに開いた中空の筒状部１４１が形成されている。攪拌部材１２０の攪拌羽根１２３は、フランジ１４０の筒状部１４１内に配置される。この攪拌羽根１２３は、トナーボトル１１０の開口１１１からフランジ１４０内に移動してきたトナーを撹拌して、トナーの凝集を防ぐ役割を担っている。攪拌羽根１２３の先端には嵌合穴１２４が設けられている。一方、フランジ１４０の、嵌合穴１２４に対面する位置には、通し孔１４２が形成されている。この通し孔１４２には、このフランジ１４０の外側（フランジ４０の、トナーボトル１１０に対面する側とは反対側、図８の左側）からカップリング１６０が差し込まれて嵌合穴１２４に嵌め込まれている。このトナーカートリッジ１００が画像形成装置１（図１，図２参照）に差し込まれると、カップリング１６０が装置本体側のカップリング（不図示）と結合する。そして、このカップリング１６０は、装置本体に備えられているモータ（不図示）により、その装置本体側のカップリングを介して回転駆動され、そのカップリング１６０がそのまま回転軸となって回転する。このカップリング１６０は、攪拌部材１２０の嵌合穴１４２に嵌め込まれていて、そのカップリング１６０が回転すると攪拌部材１２０も一体に回転する。また、攪拌部材１２０はトナーボトル１１０に固定されているため、攪拌部材１２０が回転するとトナーボトル１１０も、カップリング１６０を回転軸として一体に回転する。

攪拌部材１２０には、その外周面１２０ａに周回方向に一周する係止溝１２５が設けられている。一方、フランジ１４０には、この係止溝１２３に嵌め込まれる係止爪１４６が設けられている。この係止溝１４６は、フランジ１４０を回転軸方向（図８の左右方向）には攪拌部材１２０に固定しながら、回転方向（図６，図７に示す矢印Ｒ方向）には係止溝１２３と摺動する。このトナーカートリッジ１００が画像形成装置１に差し込まれると、フランジ１４０はその装置本体に対し非回転状態に固定される。したがって、攪拌部材１２０は、フランジ１４０の係止爪１４６と摺動しながら回転する。

リング状のシール部材１３０は、攪拌部材１２０とフランジ１４０との間に挟まれて、フランジ部材１４０の円形の突条１４７に押し潰されている。このシール部材１３０は、攪拌部材１２０とフランジ１４０との間からトナーが洩れ出るのを防止している。また、もう１つのリング状のシール部材１５０は、フランジ１４０の通し孔１４２を取り巻く位置に配置されて、フランジ１４０の通し孔１４２からトナーの洩れを防止している。

このフランジ２４０は、トナーボトル１１０に対する蓋としての役割を有するとともに、トナーが流出する流出口１４３を有する。その流出口１４３の周囲は、もう１つのシール部材１４４で覆われている。さらに、その流出口１４３とシール部材１４４は、シャッタ１４５で覆われている。このシャッタ１４５は、このトナーカートリッジ１００を画像形成装置１に差し込んだ際に開放され、抜き取る際に閉鎖される。上述の通り、このトナーカートリッジ１００が画像形成装置１に差し込まれると、シャッタ１４５が開かれるとともに、さらにフランジ２４０が非回転状態に保持される。さらに、装置本体側のカップリング（不図示）とこのトナーカートリッジ１００のカップリング１６０が結合する。このカップリング１６０は、装置本体側のモータにより装置本体側のカップリングを介して回転駆動される。そして、その回転駆動により、トナーカートリッジ１００の攪拌部材１２０とトナーボトル１１０が回転する。トナーボトル１１０の回転によりそのトナーボトル１１０内のトナーが開口１１１側に搬送され、その開口１１１から搬出されてフランジ１４０内に入り込む。フランジ１４０内に入り込んだトナーは攪拌部材１２０の攪拌羽根１２３により攪拌されながら、流出口１４３から、このトナーカートリッジ１２０外部に流出する。

ここで説明している第１実施形態としてのトナーカートリッジ１００は、図２に示すトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｍ，１００Ｃ，１００Ｋを代表している。すなわち、このトナーカートリッジ１００から流出したトナーは対応する現像器５４に供給され、トナー像の形成に供される。

ここで、この第１実施形態のトナーカートリッジ１００は、回転軸上に設けられたカップリング１６０を介して回転駆動される。したがって、前述した従来例のトナーカートリッジ２００（図３，図４参照）と比べ、トナーカートリッジを回転駆動するための駆動系の構成が簡易化される。また、図２に示す４個のトナーカートリッジ１００Ｙ，１００Ｍ,１００Ｃ，１００Ｋどうしの間にギア（図３参照）等の配置スペースは不要であり、省スペース化が図られる。

また、本実施形態のトナーカートリッジ１００においても、トナーボトル１１０はブロー成形により製造される。ただし、このトナーカートリッジ１００の場合、シール部材１３０は、攪拌部材１２０とフランジ１４０とに挟まれた位置にあり、シール部材１３０の押し潰し量はトナーボトル１１０の精度とは無関係である。攪拌部材１２０とフランジ１４０は、いずれも射出成形により製造される。このため、これら攪拌部材１２０やフランジ１４０はブロー成形で製造されるトナーボトル１１０と比べ高い寸法精度を有する。したがって、シール部材１３０の押し潰し量が安定化し、トナーの洩れの防止や摺動性の悪化が避けられる。

また、もう１つのリング状のシール部材１５０についても同様である。このシール部材１５０は、カップリング１６０とフランジ１４０とに挟まれている。カップリング１６０とフランジ１４０は、射出成形により製造される。このため、このシール部材１５０の押し潰し量も高精度に制御され、トナーの洩れとカップリング１６０が回転する際の摺動性の悪化が避けられている。

また、本実施形態のトナーカートリッジ１００は、装置本体内に、図６，図７に示す矢印Ｉ方向に挿し込まれ、把っ手１１２を引くことにより装置本体から矢印Ｅ方向に抜き取られる。

このため、このトナーカートリッジ１００を回転駆動する駆動部は、装置本体の奥側（矢印Ｉ方向先端側）に備えられていて、このトナーカートリッジ１００は、矢印Ｉ方向先端側に備えられているカップリング１６０を介して回転駆動される。

仮に、前掲の特許文献１のように、このトナーカートリッジ１００を把っ手側から回転駆動しようとすると、複雑な構造の駆動部を、トナーカートリッジ１００の着脱操作を行なう側に備える必要があり、装置全体の構造が極めて複雑となるおそれがある。本実施形態の場合、トナーカートリッジ１００の装着の奥側に駆動部が備えられるため、手前側（把っ手１１２側）に駆動部を備える場合と比べ、装置の構造が簡易化される。

次に、第２実施形態のトナーカートリッジについて説明する。

図９は、第２実施形態のトナーカートリッジの斜視図である。

また、図１０は、図９に示すトナーカートリッジの分解斜視図である。

さらに、図１１は、図９に示すトナーカートリッジの、フランジ近傍部分の断面図である。

これら図９〜図１１は、上述の第１実施形態における、図６〜図８にそれぞれ対応する図である。ここでは、上述の第１実施形態のトナーカートリッジ１００の要素と同一又は対応する要素には、図６〜図８において付した符号と同一の符号を付して示し、第１実施形態との相違点についてのみ説明する。

上述の第１実施形態のトナーカートリッジ１００の場合、図８に示すように、攪拌部材１２０に嵌合穴１２４が形成されていて、カップリング１６０がフランジ１４０の通し孔１４２にフランジ１４０の外側（図８の左側）から差し込まれて嵌合穴１２４に嵌め込まれている。

これに対し、ここで説明している第２実施形態のトナーカートリッジ３００の場合、図８に示す嵌合穴１２４に代わり、攪拌部材１２０に、回転軸上に棒状に突き出た駆動力受部１２５が設けられている。この攪拌部材１２０に設けられた駆動力受部１２５は、フランジ１４０に設けられた通し孔１４２をフランジ１４０の内側（フランジ１４０の、トナーボトル１１０に対面する側）から外向き（トナーボトルに対面する側とは反対側）に貫通している。これに伴い、リング状のシール部材１５０は、通し孔１４２の周りの、フランジ１４０の内側であって、そのフランジ１４０と攪拌部材１２０とに挟まれた位置に配置されている。

このトナーカートリッジ３００が差し込まれる画像形成装置には、攪拌部材１２０の駆動力受部１２５と嵌め合わされるカップリングが備えられていて、このトナーカートリッジ３００がその画像形成装置に差し込まれると、装置本体側のカップリングと、このトナーカートリッジ３００の攪拌部材１２０の駆動力受部１２５とが嵌め合わされる。このトナーカートリッジ３００が画像形成装置に差し込まれたときに、シャッタ１４５が開放され、また、フランジ１４０が非回転状態に固定される点は、上述の第１実施形態と同一である。このトナーカートリッジ３００が差し込まれる画像形成装置には、駆動力受部１２５と嵌め合せられるカップリングと、そのカップリングを回転駆動するモータが備えられている。そして、そのモータが回転すると、カップリングを介して駆動力受部１２５に回転駆動力が伝達され、その駆動力受部１２５がそのまま回転軸となって攪拌部材１２０およびトナーボトル１１０が回転する。この第２実施形態のトナーカートリッジ３００の場合、この攪拌部材１２０が駆動力伝達部材の一例に相当する。

この第２実施形態のトナーカートリッジ３００の、ここで説明した点以外の点は前述の第１実施形態のトナーカートリッジ１００と同一であり、重複説明は省略する。

この第２実施形態のトナーカートリッジ３００は、回転軸上に延びる駆動力受部１２５を介して回転駆動される。したがって、この第２実施形態のトナーカートリッジ３００も、前述の第１実施形態のトナーカートリッジ１００と同様、前述した従来例のトナーカートリッジ２００（図３，図４参照）と比べ、トナーカートリッジを回転駆動するための駆動系の構成が簡易化される。また、複数のトナーカートリッジどうしの内にギア（図３参照）等の配置スペースは不要であり、省スペース化が図られる。

また、この第２実施形態のトナーカートリッジ３００においても、前述の第１実施形態と同様、比較例と比べシール部材１３０，１５０の押し潰し量が安定化し、トナー洩れ防止および摺動性の安定化に寄与している。

ここで、前述の第１実施形態のトナーカートリッジ１００は、攪拌部材１２０およびトナーボトル１１０を回転させるために、カップリング１６０なる別の部材を備えている。これに対し、この第２実施形態のトナーカートリッジ３００は、攪拌部材１２０自体が駆動力受部１２５を備えている。したがって、この第３実施形態のトナーカートリッジ３００の場合、第１実施形態のトナーカートリッジ１００よりも部品点数が少なくて済み、コスト上有利である。ただし、この第２実施形態のトナーカートリッジ３００の場合、駆動力受部１２５の太さは通し孔１４２を貫通する太さとする必要がある。太径の駆動力受部１２５を備えると回転駆動力の伝達上有利であり、そのためには、大口径の通し孔１４２を形成する必要がある。大口径の通し孔１４２を設けると、その分トナー洩れが生じ易くなり、シール部材１５０の一層の工夫が必要となる、一方、前述の第１実施形態の場合、通し孔１４２自体は小径であっても、その通し孔１４２の外側において太径のカップリング部を設けることができ、この点では第１実施形態が有利である。すなわち、これらの得失を考慮して、第１実施形態のトナーカートリッジ１００あるいは第２実施形態のトナーカートリッジ３００が採用される。

１ 画像形成装置
１０ スキャナ
２０ プリンタ
５０ 像形成部
５１ 感光体
５４ 現像器
６０ 中間転写部
１００，２００，３００ トナーカートリッジ
７２ 定着器
９０ 装置筐体
９１ ギア
１１０，２１０ トナーボトル
１１０ａ，２１０ａ 外周面
１１０ｂ，２１０ｂ 内周面
１１２，２１２ 把っ手
１１４ 雄ネジ
１２０，２２０ 攪拌部材
１２１ 円筒部
１２２ 雌ねじ
１２４ 嵌合穴
１２５ 係止溝
１３０，１４４，１５０，２３０，２４４ シール部材
１４０，２４０ フランジ
１４２ 通し孔
１４６ 係止爪
１６０ カップリング
２１１ 開口
２１１ａ 縁
２１３ａ 溝
２１３ｂ 突条
２１４ ギア
２１５ キー溝
２２１ キー
２２２ 基部
２２３ 攪拌羽根
２４１ 筒状部
２４２ 軸受部
２４３ 流出口
２４５ シャッタ

Claims (8)

1. 一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
   前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
   前記蓋部材を回転軸方向に貫通した駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
   前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
   前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする粉体収容装置。
2. 一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
   前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
   駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、該駆動力受部がそのまま回転軸となって前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
   前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
   前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする粉体収容装置。
3. 前記連結部が、前記軸部から前記中空部の内壁面に向かって延びる２本の柱状の部材からなり、前記羽根部が、該２本の柱状の部材どうしを繋ぐ梁形状の部材であることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体収容装置。
4. 前記攪拌部が、前記流出口から常時離間していることを特徴とする請求項１から３のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置。
5. 前記攪拌部は、鉛直上方の投影空間上において前記流出口と重なる位置に配置されていることを特徴とする請求項１から４のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置。
6. 前記軸部と前記羽根部との間に形成された開口は、粉体が通過可能な開口であることを特徴とする特徴とする請求項１から５のうちのいずれか１項に記載の粉体収容装置。
7. 粉体を収容する粉体収容装置を備え、前記粉体収容装置から粉体を取り出し該粉体を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記粉体収容装置が、
   一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
   前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
   前記蓋部材を回転軸方向に貫通した駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
   前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
   前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする画像形成装置。
8. 粉体を収容する粉体収容装置を備え、前記粉体収容装置から粉体を取り出し該粉体を用いて画像を形成する画像形成装置であって、
   前記粉体収容装置が、
   一端に開口して内部に粉体を収容し、回転により該粉体を該開口に向けて搬送する突条を内周面に有する容器と、
   前記開口の内径と略同径を有し該開口に対面する向きに開いた中空部と、該中空部の下部に設けられた粉体の流出口とを有し、該開口を覆って非回転状態に保持される蓋部材と、
   駆動力受部と、前記中空部の内径に収まる寸法を有し、該中空部内の前記流出口の上部に位置し該中空部の内壁面とは非接触に回転して該中空部内の粉体を攪拌する攪拌部とを有し、該駆動力受部がそのまま回転軸となって前記容器に回転駆動力を伝達する駆動力伝達部材とを備え、
   前記開口と前記流出口との間で前記粉体が常時通過可能な空間を有し、
   前記攪拌部は、前記中空部の中央に位置する軸部と、該軸部から該中空部の内壁面に向かって延びる連結部と、該連結部から軸方向に延びる羽根部とからなり、該軸部と該羽根部の間に空間が形成された形状を有し、前記常時通過可能な空間の上部に存在するトナーを攪拌するものであることを特徴とする画像形成装置。

Images