JP7218541B2 - 現像剤収容容器 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に用いられる現像剤収容容器に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、感光体または中間転写ベルトなどにトナー像を形成し、形成したトナー像を転写部によって用紙に転写する。そして、転写したトナー像を定着部によって用紙に定着させる。

また、画像形成装置には、現像部に現像剤を供給する現像剤収容容器が装着される。現像剤収容容器には、トナーおよびキャリアが配合された現像剤が収容されている。現像剤収容容器は、画像形成装置に対して容器本体を横向きに配置するものが多く用いられている。なお、現像剤収容容器は、「トナーボトル」と呼ばれることがある。

容器本体の内周面には、収容された現像剤を搬送するために、螺旋状の突起部が設けられている。そして、容器本体を回転させることによって、収容された現像剤を容器本体の先端部に設けられている排出口まで搬送し、現像部へ排出する。

容器本体に収容されている現像剤の量が多いほど、排出口から排出される現像剤の量よりも排出口に搬送される現像剤の量が多くなりやすい。すると、排出口の近傍の空間において現像剤の密度が高くなり、現像剤の流動性が低下しやすい。したがって、排出口から現像剤が排出されにくくなってしまう。

そこで、特許文献１に記載される現像剤収容容器が提案されている。この現像剤収容容器は、容器本体と、排出部材と、規制部材と、を備えている。規制部材は、容器本体と排出部材で形成される空間内に配置され、空間を容器本体内に現像剤が収容される収容空間と、排出口から排出する現像剤を収容する排出側空間に仕切る。さらに、規制部材５、現像剤が通過する通過孔を形成し、収容空間から排出側空間に搬送される現像剤の量を規制する。

特開２０１５－４５８１５号公報

ところで、特許文献１に記載される現像剤収容容器によると、ある範囲の流動性を有する現像剤であれば、排出口の近傍で現像剤が凝集されることを抑制するとともに、排出口から現像剤が出にくくなることを防ぐことができる。

しかし、流動性が異なるトナーが配合されている現像剤であれば、排出口から現像剤が出にくくなることがある。

本発明は、このような問題点に鑑み、ある流動性を有する現像剤が、現像剤収容容器から排出する際に排出口の近傍で凝集されるのを、従来よりも軽減することを、目的とする。

本発明の一形態に係る現像剤収容容器は、現像剤を収容し、前記現像剤を搬送する搬送方向の下流側に前記現像剤を排出するための出口を有し、前記搬送方向に直交する断面が円い側壁部を有し、さらに特定の巻きの方向で螺旋状に前記下流側へ連続的にまたは断続的に続きかつ前記側壁部の内側の面に設けられる第一の突部を有する容器本体と、前記出口よりも前記搬送方向の上流側に連なりかつ前記上流側から前記出口に繋がる空間が前記側壁部との間に確保されるように前記容器本体の前記下流側の端である下流端に設けられる規制部材と、を備え、前記規制部材または前記側壁部は、前記空間の第一の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積を前記空間の第二の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積よりも狭くするための第二の突部を有し、前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、前記規制部材は、円柱である。

本発明の他の一形態に係る現像剤収容容器は、現像剤を収容し、前記現像剤を搬送する搬送方向の下流側に前記現像剤を排出するための出口を有し、前記搬送方向に直交する断面が円い側壁部を有し、さらに特定の巻きの方向で螺旋状に前記下流側へ連続的にまたは断続的に続きかつ前記側壁部の内側の面に設けられる第一の突部を有する容器本体と、前記出口よりも前記搬送方向の上流側に連なりかつ前記上流側から前記出口に繋がる空間が前記側壁部との間に確保されるように前記容器本体の前記下流側の端である下流端に設けられる規制部材と、を備え、前記規制部材または前記側壁部は、前記空間の第一の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積を前記空間の第二の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積よりも狭くするための第二の突部を有する。さらに、前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、前記規制部材は、底面が前記下流端に設けられる斜切円柱である。または、前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、前記規制部材は、互いの半径が等しい円柱と円錐とを有し、前記円柱の一方の端面が前記下流端に設けられ、前記円柱の他方の端面に前記円錐の底面が設けられる。

本発明によると、ある流動性を有する現像剤が、現像剤収容容器から排出する際に排出口の近傍で凝集されるのを、従来よりも軽減することができる。

画像形成装置の外観の例を示す図である。 画像形成装置へ現像剤収容容器をセットした際の様子の例を示す図ある。 現像剤収容容器の外観の例を示す斜視図である。 現像剤収容容器を分解した様子の例を示す図である。 容器本体の先端部およびその付近、排出部材、ならびに規制部材を回転軸に平行にかつ水平面に垂直に断面した様子を示す図である。 規制部材および連結部を分離したときの状態を示す図である。 図５のＡ－Ａ線で切断した断面図である。 規制部材およびその付近における、現像剤の流れの例を示す図である。 現像剤収容容器の第一の変形例を示す図である。 現像剤収容容器の第二の変形例を示す図である。 現像剤収容容器の第三の変形例を示す図である。 現像剤収容容器の第四の変形例を示す図である。 現像剤収容容器の第五の変形例を示す図である。

図１は、画像形成装置６の外観の例を示す図である。図２は、画像形成装置６へ現像剤収容容器１をセットした際の様子の例を示す図ある。

図１に示す画像形成装置６は、複合機、複写機、プリンタ、またはファクシミリ端末などの電子写真方式の画像形成装置であって、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの４色のトナーを使用して画像を用紙に印刷する。画像形成装置６には、４色それぞれの現像剤収容容器１が装着され、４色それぞれの現像剤がそれぞれの現像剤収容容器１から供給される。現像剤は、主にトナーおよびキャリアが配合されたものである。

現像剤収容容器１は、図２に示すように、現像剤収容容器１の長手方向が略水平になるように寝かした状態で画像形成装置６に装着される。そして、回転軸Ｌを中心に回転しながら画像形成装置６へ現像剤を供給する。

シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのいずれの現像剤収容容器１の構成も、共通している。そこで、以下、ある特定の１色の現像剤収容容器１を例に、現像剤収容容器１の構成および働きなどを説明する。

〔現像剤収容容器１の構成〕
図３は、現像剤収容容器１の外観の例を示す斜視図である。図４は、現像剤収容容器１を分解した様子の例を示す図である。

現像剤収容容器１は、図３または図４に示すように、容器本体２、排出部材３、キャップ４、および規制部材５などによって構成される。以下、現像剤収容容器１においてキャップ４が設けられるほうの端を「容器先端」と記載し、容器先端の反対側の端を「容器後端」と記載する。

排出部材３は、容器本体２の容器先端側に取り付けられる。キャップ４は、排出部材３の容器先端側に取り付けられる。規制部材５は、容器本体２と排出部材３との間に設けられる。

〔容器本体２〕
容器本体２には、現像剤が収容される。容器本体２は、中空の略円柱状に形成されており、容器先端側に開口部２１が設けられている。

図２に示すように、容器本体２の長手方向に垂直に切断した断面の半径は、開口部２１から容器後端側へ一定の距離のところまでの部分（以下、「先方部２００」と記載する。）は、一定の半径ｒ１を保つ。そこからさらに一定の距離のところまでの部分（以下、「テーパ部２０１」と記載する。）は、断面の半径が徐々に長くなる。そして、容器後端までの残りの部分（以下、「後方部２０２」と記載する。）は、断面の半径が一定の半径ｒ２を保つ。

また、容器本体２の側壁２２には、容器本体２の内側に向けて突出する突条部２２１が螺旋状に連続的にまたは断続的に形成されている。突条部２２１は、容器後端側の端部から容器先端側の端部まで形成されている。なお、突条部２２１の螺旋の向き（巻きの方向）は、容器本体２の回転方向に対応させて設定される。

容器本体２が回転軸Ｌを中心に回転することによって、突条部２２１は、容器本体２に収容された現像剤を開口部２１まで搬送する。しかし、開口部２１に排出部材３および規制部材５が設けられており、後述するように、現像剤の、開口部２１を通過する量が、排出部材３および規制部材５によって制限される。

〔排出部材３〕
図５は、容器本体２の先端部およびその付近、排出部材３、ならびに規制部材５を回転軸Ｌに平行にかつ水平面に垂直に断面した様子を示す図である。図６は、規制部材５および連結部３５を分離したときの状態を示す図である。図７は、図５のＡ－Ａ線で切断した断面図である。

排出部材３は、容器本体２の開口部２１を塞ぐように容器本体２に取り付けられている。図５に示すように、排出部材３は、口部３１、排出部３２、搬送羽根３３、被覆部３４、および連結部３５などによって構成される。

口部３１は、容器先端側のほうが容器後端側よりも半径が短い２つの円筒をそれぞれの中心が一致するように重ねたような形状である。口部３１は、容器先端側の円筒の側面にネジ部３１１を有し、容器後端側の円筒の側面に係止部３１２を有する。

ネジ部３１１は、キャップ４の内側に設けられたネジ溝と螺合する。係止部３１２の内側には、口部３１の後端部から容器先端側向けて形成された係止溝３１２ａが設けられている。係止溝３１２ａには、容器本体２の先端部が挿入される。そして、係止部３１２は、容器本体２の先端部と係止する。これにより、排出部材３は、容器本体２と一体に回転する。また、口部３１の先端部には、排出部３２が設けられている。

排出部３２は、現像剤が容器外へ排出される排出口３２１と、掛止部３２２と、を有している。掛止部３２２は、略円板状に形成されている。この掛止部３２２には、後述する被覆部３４の先端部が一時的に掛止される。排出部３２の後端部には、搬送羽根３３が設けられている。

搬送羽根３３は、排出部３２に設けられ、口部３１の筒孔内に配置される。搬送羽根３３は、先端部が排出部３２の排出口３２１に連続し、後端部が口部３１の内壁に接近している。容器本体２および口部３１が回転すると、搬送羽根３３は、容器本体２から送られてきた現像剤をかき上げ、排出部３２の排出口３２１に現像剤を搬送する。これにより、現像剤の量が少なくなっても効率的に排出口３２１から現像剤を排出することができる。

被覆部３４は、略円筒形の蛇腹状の部材として形成されている。被覆部３４の先端部は、排出部３２の掛止部３２２に引っ掛けて止められている。被覆部３４の後端部は、口部３１の先端部に固定されている。

連結部３５は、図６に示すように、搬送羽根３３と一体的に形成され、口部３１の後端側に設けられている。

連結部３５は、略円板状に形成されているが、周の特定の位置に回転軸Ｌに平行に貫通する切欠部３５ａ、３５ｂを有する。連結部３５の直径は、口部３１の容器後端側の直径よりも小さく設定されている。

現像剤収容容器１が画像形成装置６に装着される前の状態では、被覆部３４は、排出部３２の排出口３２１を覆う。これにより、現像剤収容容器１を画像形成装置６に装着する前に、現像剤が排出口３２１から漏れ出ることを防ぐことができる。また、現像剤収容容器１を画像形成装置６に装着すると、被覆部３４の先端部が、掛止部３２２から取り外れるとともに、容器後端側へ縮む。その結果、排出部３２の排出口３２１が露出する。

〔キャップ４〕
キャップ４は、図４に示すように、中空の略円錐台形状に形成されている。キャップ４の内壁には、口部３１のネジ部３１１と螺合するネジ溝が設けられている。現像剤収容容器１を画像形成装置６に装着する前は、キャップ４は、図３に示すように、被覆部３４（図４参照）に被せられるように排出部材３に取り付けられている。そして、装着する際に排出部材３から取り外される。

〔規制部材５〕
規制部材５は、図６に示すように、ガイド部５１および規制板５２などによって構成される。

ガイド部５１は、円柱の形をした部材である。後述するようにガイド部５１の側面および容器本体２の突条部２２１によって現像剤が切欠部３５ａ、３５ｂへ案内される。ガイド部５１は、その底面の中心に回転軸Ｌが通るように、連結部３５に固定されている。そのため、容器本体２が回転すると、規制部材５は、容器本体２および排出部材３と一体に回転する。

規制板５２は、円盤の形をした部材であって、ガイド部５１の後端側に、ガイド部５１と一体的に形成されている。後述するように、切欠部３５ａ、３５ｂへ案内される現像剤の量が制限される。規制板５２の軸は、回転軸Ｌに一致する。

図５または図６に示すように、規制板５２の半径ｒ３は、ガイド部５１の底面の半径ｒ４よりも長い。しかし、先方部２００の断面の半径つまり半径ｒ１から突条部２２１の高さｈ５を引いた値よりも短い。つまり、ｒ３＜（ｒ１－ｈ５）、である。

規制部材５と側壁２２との間には、テーパ部２０１から繋がる空間Ｓができる。空間Ｓの、回転軸Ｌに垂直に交わる断面の面積は一定ではなく、規制板５２のところで狭くなる。

〔現像剤の排出動作〕
図８は、規制部材５およびその付近における、現像剤の流れの例を示す図である。

次に、現像剤収容容器１における現像剤の排出動作について、図８などを参照しながら説明する。

予め、容器本体２に現像剤が充填され、かつ、排出部材３に規制部材５が取り付けられている。そして、現像剤収容容器１は、キャップ４が取り外され、画像形成装置６に装着される。このとき、被覆部３４の先端部は、装着する際に連動して掛止部３２２から外れて、後端部側へ縮み、排出部３２の排出口３２１が露出する。

容器本体２が回転軸Ｌを軸として回転すると、排出部材３も容器本体２と一体に回転する。すると、現像剤が突条部２２１によって容器本体２から排出部材３へ少しずつ次のように搬送される。

図５に示すように、容器本体２の開口部２１の近傍には、連結部３５および規制部材５が設けられている。そのため、図８に示すように、現像剤の一部が規制部材５の規制板５２に接触する。これにより、規制板５２よりも下流（容器先端側）への、現像剤の搬送の量が規制される。

また、ｒ３＞ｒ４、つまり、規制板５２がガイド部５１の底面よりも半径が大きいので、規制板５２の一部分がガイド部５１からはみ出る。この一部分によって、空間Ｓの体積における現像剤の密度を従来よりも下げることができる。

規制板５２と容器本体２の側壁２２との間を通過した現像剤は、突条部２２１に案内されてガイド部５１の側面に沿って連結部３５へ到達し、切欠部３５ａまたは切欠部３５ｂへ流れ込む。そして、搬送羽根３３によって排出口３２１へ搬送され、排出口３２１から排出される。

本実施形態によると、ある流動性を有する現像剤が、現像剤収容容器１から排出する際に排出口の近傍で凝集されるのを、従来よりも軽減することができる。これにより、現像剤の排出の不良または凝集物の生成により発生する画像の濃度の低下の発生を従来よりも確実に抑止することができる。

〔変形例〕
図９は、現像剤収容容器１の第一の変形例を示す図である。なお、図９（Ａ）は、規制部材５Ｂの斜視図であり、図９（Ｂ）は先方部２００およびその付近を回転軸Ｌに沿って切断した断面図である。

本実施形態では、図４～図８に示したように、連結部３５に規制部材５を設けた。規制部材５は、ガイド部５１およびその容器後端に設けられた規制板５２によって構成される。しかし、規制部材５の代わりに次のような部材を用いてもよい。

例えば、図９（Ａ）に示すような、円柱のガイド部５Ｂ１と、ガイド部５Ｂ１の容器後端に設けられた規制板５Ｂ２と、ガイド部５Ｂ１の側面の中央に設けられた輪型の規制板５Ｂ３とによって規制部材５Ｂを、図９（Ｂ）のように規制部材５の代わりに用いてもよい。なお、規制板５Ｂ３は容器本体２の側壁２２には接しない。

規制板５Ｂ３によると、切欠部３５ａ、３５ｂ付近における現像剤の密度をさらに下げることができる。

図１０は、現像剤収容容器１の第二の変形例を示す図である。なお、図１０（Ａ）は、現像剤収容容器１を分解した際の、容器本体２、規制部材５Ｃ、および排出部材３を示す斜視図である。図１０（Ｂ）は、先方部２００およびその付近を回転軸Ｌに沿って切断した断面図である。図１０（Ｃ）は、図１０（Ｂ）のＡ－Ａ矢視の断面図である。図１０（Ｄ）は、図１０（Ｂ）のＢ－Ｂ矢視の断面図である。

または、図１０（Ａ）に示すような、円柱の規制部材５Ｃを、図１０（Ｂ）のように規制部材５の代わりに用いてもよい。この場合は、容器本体２の先方部２００に、容器本体２の内側に向けて突出する突条部２２Ｃを設けるのが望ましい。突条部２２Ｃは、突条部２２１のように螺旋状ではなく、回転軸Ｌとの角が９０度をなすように設けられる。

本変形例では、規制板５２、５Ｂ２、または５Ｂ３の代わりに突条部２２Ｃが連結部３５への現像剤の量を規制する。

図１１は、現像剤収容容器１の第三の変形例を示す図である。なお、図１１（Ａ）は、現像剤収容容器１を分解した際の、容器本体２、規制部材５Ｄ、および排出部材３を示す斜視図である。図１１（Ｂ）は、先方部２００およびその付近を回転軸Ｌに沿って切断した断面図である。

または、図１１（Ａ）に示すような、斜切円柱の形状の規制部材５Ｄを、図１１（Ｂ）のように規制部材５の代わりに用いてもよい。この場合は、規制部材５Ｃを用いた場合と同様に、容器本体２の先方部２００に、容器本体２の内側に向けて突出する突条部２２Ｃを設けるのが望ましい。

図１２は、現像剤収容容器１の第四の変形例を示す図である。図１３は、現像剤収容容器１の第五の変形例を示す図である。なお、図１２（Ａ）は、現像剤収容容器１を分解した際の、容器本体２、規制部材５Ｅ、および排出部材３を示す斜視図である。図１２（Ｂ）は、先方部２００およびその付近を回転軸Ｌに沿って切断した断面図である。

または、図１２（Ａ）に示すような、円柱５Ｅ１およびその容器後端側に形成される円錐５Ｅ２を有する規制部材５Ｅを、図１１（Ｂ）のように規制部材５の代わりに用いてもよい。この場合は、規制部材５Ｃを用いた場合と同様に、容器本体２の先方部２００に、容器本体２の内側に向けて突出する突条部２２Ｃを設けるのが望ましい。なお、円柱５Ｅ１および円錐５Ｅ２それぞれの底面の半径は、等しい。または、円錐５Ｅ２のほうが半径が長くてもよい。

または、図１３のような、先方部２００およびテーパ部２０１に螺旋形状の突条部を複数（例えば、二重に）有する容器本体２Ｇを容器本体２の代わりに用いてもよい。

本実施形態では、現像剤の出口として切欠部３５ａ、３５ｂの２つが設けられたが、１つであってもよいし、３つ以上であってもよい。

その他、現像剤収容容器１の全体または各部の構成は、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１ 現像剤収容容器
２ 容器本体
２２ 側壁（側壁部）
２２１ 突条部（第一の突部）
２Ｆ８ 孔（出口）
３５ａ 切欠部（出口）
３５ｂ 切欠部（出口）
５ 規制部材
５１ ガイド部（円柱）
５２ 規制板（第二の突部）
５Ｂ１ ガイド部（円柱）
５Ｂ２ 規制板（第二の突部）
５Ｂ３ 規制板（第二の突部）
５Ｃ 規制部材
５Ｄ 規制部材（斜切円柱）
５Ｅ 規制部材
５Ｅ１ 円柱
５Ｅ２ 円錐
Ｓ 空間

Claims (4)

1. 現像剤を収容し、前記現像剤を搬送する搬送方向の下流側に前記現像剤を排出するための出口を有し、前記搬送方向に直交する断面が円い側壁部を有し、さらに特定の巻きの方向で螺旋状に前記下流側へ連続的にまたは断続的に続きかつ前記側壁部の内側の面に設けられる第一の突部を有する容器本体と、
   前記出口よりも前記搬送方向の上流側に連なりかつ前記上流側から前記出口に繋がる空間が前記側壁部との間に確保されるように前記容器本体の前記下流側の端である下流端に設けられる規制部材と、
   を備え、
   前記規制部材または前記側壁部は、前記空間の第一の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積を前記空間の第二の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積よりも狭くするための第二の突部を有し、
   前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、
   前記規制部材は、円柱である、
   ことを特徴とする現像剤収容容器。
2. 現像剤を収容し、前記現像剤を搬送する搬送方向の下流側に前記現像剤を排出するための出口を有し、前記搬送方向に直交する断面が円い側壁部を有し、さらに特定の巻きの方向で螺旋状に前記下流側へ連続的にまたは断続的に続きかつ前記側壁部の内側の面に設けられる第一の突部を有する容器本体と、
   前記出口よりも前記搬送方向の上流側に連なりかつ前記上流側から前記出口に繋がる空間が前記側壁部との間に確保されるように前記容器本体の前記下流側の端である下流端に設けられる規制部材と、
   を備え、
   前記規制部材または前記側壁部は、前記空間の第一の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積を前記空間の第二の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積よりも狭くするための第二の突部を有し、
   前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、
   前記規制部材は、底面が前記下流端に設けられる斜切円柱である、
   ことを特徴とする現像剤収容容器。
3. 現像剤を収容し、前記現像剤を搬送する搬送方向の下流側に前記現像剤を排出するための出口を有し、前記搬送方向に直交する断面が円い側壁部を有し、さらに特定の巻きの方向で螺旋状に前記下流側へ連続的にまたは断続的に続きかつ前記側壁部の内側の面に設けられる第一の突部を有する容器本体と、
   前記出口よりも前記搬送方向の上流側に連なりかつ前記上流側から前記出口に繋がる空間が前記側壁部との間に確保されるように前記容器本体の前記下流側の端である下流端に設けられる規制部材と、
   を備え、
   前記規制部材または前記側壁部は、前記空間の第一の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積を前記空間の第二の位置における前記搬送方向に直交する断面の面積よりも狭くするための第二の突部を有し、
   前記第二の突部は、前記規制部材の前記上流側の端部よりも前記下流側の、前記側壁部の内側の面に設けられ、
   前記規制部材は、互いの半径が等しい円柱と円錐とを有し、
   前記円柱の一方の端面が前記下流端に設けられ、前記円柱の他方の端面に前記円錐の底面が設けられる、
   ことを特徴とする現像剤収容容器。
4. 前記出口は、前記下流端に設けられる、
   請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の現像剤収容容器。
   

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