JP7328097B2 - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
先ず、図1~図7を用いて本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置の第1実施形態の構成について説明する。
図1を用いて画像形成装置CとプロセスカートリッジAの構成について説明する。図1は、本実施形態の画像形成装置Cの構成を示す断面図である。尚、以下の説明において、図1の上下方向(鉛直方向)をY軸方向、図1の水平方向をX軸方向、図1の奥行き方向をZ軸方向とした座標系を用いて説明する場合もある。図1に示す画像形成装置Cは、電子写真形成プロセスを用いて紙等の記録材Sに画像を形成する画像形成装置である。図1に示す画像形成装置Cの中央部には、画像形成装置Cの装置本体C1に対して着脱可能なプロセスカートリッジAが設けられている。
図1を用いてプロセスカートリッジAの構成について説明する。ここで、プロセスカートリッジAとは、像担持体としての感光ドラム11と、感光ドラム11に作用する各種のプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば、感光ドラム11の表面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ12がある。更に、プロセス手段としては、感光ドラム11の表面に形成された静電潜像に現像剤としてのトナーを供給してトナー像として現像する現像装置3がある。更に、プロセス手段としては、転写後に感光ドラム11の表面に残留した残トナーを除去するためのクリーニング手段としてのクリーニングブレード14がある。
図1及び図2を用いて画像形成装置Cに使用される現像剤補給装置としてのトナーカートリッジBの構成について説明する。図2は、本実施形態のトナーカートリッジBの構成を示す断面図である。図1及び図2に示すトナーカートリッジBは、画像形成装置Cの装置本体C1に対して着脱可能に設けられている。
次に、図4及び図5を用いて、ポンプ部21の構成について説明する。図4(a)は、本実施形態のポンプ部21の駆動部20の構成を示す分解斜視図である。図4(b)は、本実施形態のポンプ部21が拡張したときの様子を示す側面図である。図4(c)は、本実施形態のポンプ部21が収縮したときの様子を示す側面図である。図5(a)は、本実施形態のポンプ部21を組み立てる前の断面図である。図5(b)は、本実施形態のポンプ部21を組み立てた後の断面図である。
図4(a)~(c)に示すように、ポンプ部21は、駆動部20により駆動されて容積が変化する。ポンプ部21は、駆動部20により、搬送経路部24の境界G1(接続口)から排出口23までの総容積よりも、ポンプ部21の容積変化量が大きくなるように駆動されている。駆動部20は、ポンプ駆動ギヤ27と、往復部材28とを有して構成されている。ポンプ駆動ギヤ27と、往復部材28とを介して、図4(c)に示すように、下方向に圧縮し、図4(b)に示すように、上方向に拡張する。ポンプ駆動ギヤ27は、ギヤ部27aとカム部27bを有し、画像形成装置Cから入力された駆動力をギヤ部27aで受けて図4(b),(c)の矢印D3方向に回転する。
ポンプ部21の容積を、搬送経路部24の容積と本体経路部1の容積とを合わせた容積よりも大きく設定する。これによりポンプ部21の伸縮動作によりトナー収容部22の連通開口部25から搬送経路部24に運ばれたトナーを、搬送経路部24から排出口23の外まで搬送することができる。更に、本体経路部1を介してトナー収容部17に設けられた受け入れ部18まで搬送し、トナー収容部17内にトナーを補給することができる。本実施形態では、ポンプ部21の容積を約10ccとし、搬送経路部24の容積と本体経路部1の容積とを合わせた容積を約3ccとしている。これによりポンプ部21の容積を搬送経路部24の容積の2倍以上に設定している。
次に、図2及び図6を用いて、搬送経路部24の構成について説明する。図6(a)は、本実施形態のポンプ部21と搬送経路部24の構成を示す断面図である。図6(b)は、図6(a)のH部の拡大図である。
図6を用いて、第一の搬送経路領域24aの構成について説明する。図6(a)に示す第一の搬送経路領域24aは、ポンプ部21に接続される漏斗形状部24a1と、漏斗形状部24a1に接続される管状の屈曲部24a2と、屈曲部24a2に接続される管状の直線部24a3とを有して構成されている。これらの各部は滑らかにつながっている。第一の搬送経路領域24aの両端部の断面積を考慮すると、境界G1の断面積をG1a、境界G2の断面積をG2aとすると、以下の数1式で示される関係としている。
G1a>G2a
前述したように、第一の搬送経路領域24aは、屈曲部24a2を有することでポンプ部21の位置を自在に配置することができる。また、屈曲部24a2を有することでポンプ部21の接続口となる境界G1を鉛直方向下向きにすることができる。これによりトナーがポンプ部21内に入り難くできる。
次に、図6を用いて第二の搬送経路領域24bの構成について説明する。図6(a)に示す第二の搬送経路領域24bは、第三の搬送経路領域24cに接続される管状の直線部24b1と、直線部24b1に接続される管状の屈曲部24b2と、屈曲部24b2に接続される管状の直線部24b3とを有して構成されている。各部は滑らかにつながっている。
前述したように、第二の搬送経路領域24bは、屈曲部24b2を有することで排出口23の位置を自在に配置することができる。また、第二の搬送経路領域24bにおいて境界G3側が鉛直方向において最も低い位置に設けられている。これによりトナー収容部22内のトナーが第二の搬送経路領域24bの屈曲部24b2から直線部24b3までの領域に侵入し難くなるためトナーの搬送量の安定性を図ることができる。
次に、図2、図6及び図7を用いて第三の搬送経路領域24cの構成について説明する。図7(a)は、本実施形態のポンプ部21と搬送経路部24をZ軸方向から見た断面図である。図7(b)は、図7(a)のH部の拡大図である。図7(c)は、ポンプ部21を圧縮したときの空気の流れる方向に連通開口部25の搬送経路部24側の断面25cを投影したときの外形25c1と、境界G3を投影したときの外形G31とを示す図である。
次に、図8を用いて本実施形態の第1変形例のポンプ部21と搬送経路部24の構成について説明する。図8は、第1実施形態の第1変形例のポンプ部21と搬送経路部24の構成を示す断面図である。図8に示すトナーカートリッジBの第二の搬送経路領域24bは、第三の搬送経路領域24cに接続される管状の直線部24b1の端部に排出口23が設けられている。このように、第三の搬送経路領域24cから排出口23に至る第二の搬送経路領域24bを水平方向に配置しても良い。
次に、図9を用いて本実施形態の第2変形例のポンプ部21と搬送経路部24の構成について説明する。図9(a)は、本実施形態の第2変形例のポンプ部21と搬送経路部24をZ軸方向から見た断面図である。図9(b)は、図9(a)のH部の拡大図である。図9(c)は、外形25c1と、外形G31とを示す図である。図9(d)は、外形25c1と、外形G21とを示す図である。図9(e)は、外形25c1と、外形G31と、外形G21との3つを重ね合わせた図である。
次に、図10を用いて第2比較例のポンプ部21と搬送経路部24の構成について説明する。図10(a)は、本比較例のポンプ部21と搬送経路部24をZ軸方向から見た断面図である。図10(b)は、図10(a)のH部の拡大図である。図10(c)は、外形25c1と、外形G31とを示す図である。図10(d)は、外形25c1と、外形G21とを示す図である。図10(e)は、外形25c1と、外形G31と、外形G21との3つを重ね合わせた図である。
前述したように、第三の搬送経路領域24cは、トナー収容部22の下方に設けられている。このためトナーの重力を利用してトナー収容部22内のトナーを第三の搬送経路領域24c内に搬送できる。また、第三の搬送経路領域24cは、搬送経路部24の中で鉛直方向において最下部に配置される。このため前述したように、トナー収容部22内から重力により第三の搬送経路領域24c内に供給されたトナーが必要以上に第一の搬送経路領域24aや第二の搬送経路領域24bに侵入することを防ぐことができる。これにより搬送経路部24内を搬送されるトナーの搬送量の安定性を図ることができる。
次に、図1~図3を用いてトナーカートリッジBからプロセスカートリッジAへのトナー搬送動作について説明する。先ず、図2及び図3を用いて、トナーカートリッジBの中でのトナー搬送動作について説明する。図3に示すように、トナーカートリッジBには、搬送部31が設けられている。
次に、図11~図13を用いて本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置の第2実施形態の構成について説明する。尚、前記第1実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図11は、本実施形態の画像形成装置Cにおいて、トナーカートリッジBを装置本体C1に装着する様子を示す断面図である。図12は、本実施形態の画像形成装置Cにおいて、トナーカートリッジBを装置本体C1に装着した様子を示す断面図である。
次に、図13を用いて、本実施形態の第1変形例のトナーカートリッジBとプロセスカートリッジAの構成について説明する。図13(a)は、本実施形態の第1変形例のトナーカートリッジBとプロセスカートリッジAを分離した様子を示す分解斜視図である。図13(b)は、本実施形態の第1変形例のトナーカートリッジBとプロセスカートリッジAを連結した状態を示す断面図である。
次に、図14を用いて本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置の第3実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図14は、本実施形態の画像形成装置Cの構成を示す断面図である。
次に、図15を用いて本発明に係る現像剤補給装置及び画像形成装置の第4実施形態の構成について説明する。尚、前記各実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図15(a)は、本実施形態の画像形成装置Cの外部にトナー補給装置Eを連結した構成を示す断面図である。図15(b)は、画像形成装置Cの装置本体C1から取り外したトナー補給装置Eの構成を示す断面図である。
22…トナー収容部(現像剤収容部)
23…排出口
24…搬送経路部
Claims (10)
- 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
容積可変なポンプ部と、
一端に前記ポンプ部に接続する接続口を有し、他端に前記カートリッジの外部に現像剤を排出するための排出口を有する、搬送経路部と、
前記搬送経路部の前記一端と前記他端の間に接続されると共に、現像剤を収容する現像剤収容部と、
を有し、
前記搬送経路部の前記接続口から前記排出口までの総容積よりも、前記ポンプ部の容積変化量が大きく、
前記カートリッジが前記装置本体に装着された姿勢を取る場合において、前記搬送経路部の前記接続口が前記排出口より上方にある、
ことを特徴とするカートリッジ。 - 前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分よりも前記ポンプ部側の部分において、
前記接続口の断面積は、
前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分の断面積よりも大きい、
ことを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。 - 前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分よりも前記排出口側の部分において、
前記搬送経路部の前記現像剤収容部が連通する側の一端は、
他端である前記排出口と鉛直方向で同じ高さか、もしくは低い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載のカートリッジ。 - 前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分よりも前記排出口側の部分において、
前記搬送経路部の前記現像剤収容部が連通する側の一端は、
鉛直方向で最も低い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分よりも前記ポンプ部側の部分において、
前記搬送経路部の前記現像剤収容部が連通する側の一端は、
鉛直方向で最も低い位置に配置される、
ことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 前記搬送経路部の前記現像剤収容部が接続される直線部における前記接続口から前記排出口に向かう方向において、
前記搬送経路部の、前記現像剤収容部が連通する部分の前記ポンプ部側の部分の断面を投影した外形は、
前記搬送経路部の、前記現像剤収容部が連通する部分の前記現像剤収容部側の部分の断面を投影した外形よりも
前記搬送経路部の、前記現像剤収容部が連通する部分の前記排出口側の部分の断面を投影した外形の方に重なる面積が大きい、
ことを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 前記接続口は、前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分よりも上方に配置され、
且つ、
前記ポンプ部の前記搬送経路部に接続する向きは下向きで、
前記現像剤収容部の下方に前記搬送経路部の前記現像剤収容部と連通する部分が配置される、
ことを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載のカートリッジ。 - 容積可変なポンプ部と、一端に前記ポンプ部に接続する接続口を有し、他端に現像剤を排出するための排出口を有する第一の搬送経路部と、前記第一の搬送経路部の前記一端と前記他端の間に接続されると共に現像剤を収容する第一の現像剤収容部と、を有する、カートリッジと、
前記カートリッジが着脱可能な装置本体であって、
前記ポンプ部の容積を変化させるように前記ポンプ部を駆動させる駆動ユニットと、現像剤を収容する第二の現像剤収容部と、前記第二の現像剤収容部に収容された現像剤を担持する現像ローラと、を有する現像ユニットと、前記カートリッジの前記排出口から前記現像ユニットまで現像剤を搬送するための第二の搬送経路部と、を有する装置本体と、
を有し、
前記第一の搬送経路部の前記接続口から前記排出口までの総容積よりも、前記ポンプ部の容積変化量が大きく、前記接続口が前記排出口より上方にある、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記現像ユニットが前記カートリッジより上方にある、
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。 - 前記第二の搬送経路部において現像剤が空気の流れにより搬送されるように構成されていることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
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