JP7494132B2 - トナー搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、トナー搬送装置およびそれを用いた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、トナーカートリッジと現像装置の間に接続され、現像装置に補給されるトナーを搬送するトナー搬送装置が使用される。このようなトナー搬送装置には、トナーカートリッジから排出されるトナーを貯蔵するバッファ部を持ち、貯蔵しているトナーを現像ユニットへ中継搬送するトナーホッパーがある。また、バッファ部を持たないパイプ状のトナー搬送装置もある。

従来のトナー搬送装置は、その上部において、トナー受入口からの異物混入を防止するためのシャッター機構を有している。このようなシャッター機構は、バネによる付勢力によって閉じられるシャッター部材を有し、トナー搬送装置へのトナー補給時には、挿入されるトナーカートリッジにシャッター部材が押されてトナー受入口を開放するようになっている。トナー搬送装置からトナーカートリッジが外されたときは、シャッター部材はバネの付勢力によって再び閉じられる。

従来のシャッター機構は、画像形成装置の輸送時の振動や向き変更などによる内部のトナーの逆流（現像装置に貯蔵されている現像剤の逆流）に対して、トナー受入口からのトナー漏れを完全に防ぐほどの封止力を有するものではなかった。これは、トナー封止力を高めるためにはシャッター部材によるシール部材の潰し量（圧縮量）を大きくする必要があり、その状態でシャッターを自動で閉じる機構を維持するためには強いバネ（バネ圧の強化）が必要になるためである。このバネ圧の強化には、トナーカートリッジの挿入性を悪化させるという課題があった。

この課題に対し、特許文献１には、輸送時におけるトナー漏れを効果的に防止することのできるトナーカートリッジや現像装置が開示されている。特許文献１では、トナーカートリッジのトナー供給口や現像装置のトナー受入口などの開口部において、平行にスライド移動可能なシャッター部材を設け、このシャッター部材に段部を設けている。シャッター部材は、開口部に配されたシール部材に対し、第１閉塞位置または第２閉塞位置で開口部を閉じることができ、かつ、シャッター部材の段差により、第２閉塞位置では第１閉塞位置に比べてシール部材への圧縮量を大きくすることができる。これにより、輸送時などでは、シャッター部材を第２閉塞位置とすることで、トナー漏れを効果的に防止することができる。

特開２０１２－１０３４８６号公報

しかしながら、特許文献１のトナーカートリッジや現像装置では、第１閉塞位置および第２閉塞位置のそれぞれにおいて、開口部と対向するシャッター面が異なるため、シャッター部材の面積が大きくなり、スライド移動距離も大きくなる。このため、トナーカートリッジや現像装置においてシャッター部材の配置のための大きなスペースを必要とし、また、長いストロークのバネも必要になるといった課題がある。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、輸送時などにおいてトナー封止力を高めることができ、かつ、シャッター機構の省スペース化を図ることのできるトナーホッパーおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の第１の態様であるトナー搬送装置は、画像形成装置に備えられ、トナーカートリッジと現像装置の間に接続され、前記現像装置に補給されるトナーを搬送するトナー搬送装置であって、前記トナーカートリッジの装着状態で、前記トナーカートリッジからトナーを受け入れるためのトナー受入口と、前記トナーカートリッジの非装着状態で、前記トナー受入口を塞ぐシャッター機構とを有しており、前記シャッター機構は、前記トナー受入口の周囲に配されるシール部材と、前記トナーカートリッジの着脱に応じて前記トナー受入口を開閉するシャッター部材と、前記シャッター部材を閉鎖方向へ付勢するバネ部材とを有しており、前記シャッター部材は、先端側の厚みが小さく、根本側の厚みが大きい係合爪を有しており、当該トナー搬送装置の装置本体は、前記シャッター機構のシャッターを閉じている状態で、前記係合爪と係合する係合穴を有しており、前記シャッター機構は、シャッターを閉じている状態で、前記係合爪の先端部を前記係合穴に係合させてシャッターを閉じる第１閉塞状態と、前記係合爪を前記係合穴に対して奥まで差し込んで係合させ、前記シャッター部材による前記シール部材の圧縮量が前記第１閉塞状態よりも大きくなる状態でシャッターを閉じる第２閉塞状態とを取りうることを特徴としている。

上記の構成によれば、シャッター部材を第２閉塞状態としたときに高いトナー封止力を得ることができ、輸送時などにおいてもトナー受入口からのトナー漏れを完全に防止することができる。一方、シャッター部材を第１閉塞状態としたときには、トナーカートリッジの挿入性を悪化させないようにすることができる。

また、上記トナー搬送装置は、前記トナーカートリッジを抜き取って前記装着状態から前記非装着状態にした際には、前記シャッター機構が前記第１閉塞状態となる構成とすることができる。

上記の構成によれば、トナーカートリッジが一旦装着された後は、常にシャッター部材を第１閉塞状態と開放状態との間で開閉することができ、トナーカートリッジの挿入性を悪化させない。

シャッター機構において、第１閉塞状態と第２閉塞状態との相違は、係合穴に対する係合爪の挿入量によって決定づけられる。そして、第１閉塞状態および第２閉塞状態において、係合穴に対する係合爪の挿入量の差はごく僅かである。その結果、第１閉塞状態と第２閉塞状態との間でのシャッター部材の変位量を小さくすることができ、シャッター機構の省スペース化を図ることができる。

また、上記トナー搬送装置では、前記シャッター部材は、長手方向の一端側に回動軸を有し、前記回動軸周りの回動によって前記トナー受入口を開閉するものであり、前記係合爪は、前記シャッター部材の長手方向の他端側に設けられている構成とすることができる。

また、上記トナー搬送装置では、前記装置本体は、前記係合爪が前記係合穴から外れた状態において、前記シャッター部材の高さを規制する規制部を有している構成とすることができる。

上記の構成によれば、シャッター部材が開放状態から第１閉塞状態に変位する際、シャッター部材の高さ変化を抑制することで、係合爪が係合穴に対して確実に差し込まれるようにすることができる。

また、本発明の第２の態様である画像形成装置は、上記記載のトナー搬送装置を備えていることを特徴としている。

本発明のトナー搬送装置および画像形成装置は、シャッター機構においてシャッターを閉じるときに、トナーカートリッジの挿入性を悪化させない第１閉塞状態と、高いトナー封止力を得る第２閉塞状態とを取りうることができる。そして、第１閉塞状態と第２閉塞状態との間での、シャッター部材の変位量を小さくすることで、シャッター機構の省スペース化を図ることができるといった効果を奏する。

本発明の一実施形態を示すものであり、トナーホッパーおよびトナーカートリッジの斜視図である。 トナーカートリッジを外した状態のトナーホッパーの斜視図である。 シャッター部材を斜め上から見た斜視図である。 シャッター部材を斜め下から見た斜視図である。 シャッター部材が第１閉塞状態であるときのトナーホッパーの上面図である。 シャッター部材が開放状態であるときのトナーホッパーの上面図である。 シャッター部材が第２閉塞状態であるときのトナーホッパーの上面図である。 シャッター部材が第１閉塞状態であるときの部分拡大図である。 シャッター部材が第２閉塞状態であるときの部分拡大図である。

〔実施の形態１〕
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。本実施の形態に係る画像形成装置（以下、本装置と称する）は、電子写真方式にて画像形成装置を行うものであり、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像機構を備えている。また、本装置における現像機構は、感光体ドラムの周囲に配される現像ユニット（現像装置）とトナーカートリッジとの間に接続され、現像ユニットに補給されるトナーを中継搬送するトナー搬送装置を備えている。このようなトナー搬送装置には、トナーカートリッジから排出されるトナーを一時的に貯蔵するバッファ部を持ち、貯蔵しているトナーを現像ユニットへ搬送するトナーホッパーがある。以下の説明では、トナー搬送装置としてトナーホッパーを例示するが、本発明はこれに限定されるものではなく、バッファ部を持たないパイプ状のトナー搬送装置であってもよい。

図１は、本装置におけるトナーホッパー１０およびトナーカートリッジ２０の斜視図（トナーホッパー１０にトナーカートリッジ２０が装着された状態）である。図２は、トナーカートリッジ２０を外した状態のトナーホッパー１０の斜視図である。トナーカートリッジ２０は、トナーホッパー１０に対して挿抜方向（図１中の矢印Ａ方向）に抜き差しすることでトナーホッパー１０に対して着脱可能となっている。

図２に示すように、トナーホッパー１０はホッパー本体（装置本体）の一部として天板１１を有しており、この天板１１に対してスライド移動させるようにしてトナーカートリッジ２０を挿抜可能となっている。天板１１には、トナーカートリッジ２０の装着状態において、トナーカートリッジ２０からトナーを受け入れるためのトナー受入口１２（図５参照）が設けられている。また、天板１１には、トナー受入口１２を開閉するシャッター機構（以下、本シャッター機構と称する）として、トナー受入口１２の周囲に配されるシール部材１３と、トナーカートリッジ２０の着脱に応じてトナー受入口１２を開閉するシャッター部材１４と、シャッター部材１４を閉鎖方向へ付勢するためのバネ部材１５とが設けられている。

図３Ａは、シャッター部材１４を斜め上から見た斜視図である。図３Ｂは、シャッター部材１４を斜め下から見た斜視図である。図３Ａおよび図３Ｂに示すように、シャッター部材１４は、長手方向を有する板状部材であり、長手方向の一端側に回動軸穴１４１を有し、長手方向の他端側に係合爪１４２を有している。係合爪１４２は、下面側は平坦面であるが、上面側は先端側のテーパ面１４２ａと根本側の平坦面１４２ｂとによって形成されている。テーパ面１４２ａの形成により、係合爪１４２は、先端側の厚みが小さく、根本側の厚みが大きくなっている。

シャッター部材１４の下面の一部は、シール部材１３に対して摺動可能であり、シャッターを閉じたときにトナー受入口１２に対向してこれを塞ぐシャッター面１４３とされている。シャッター部材１４の下面には、バネ部材１５の一端を固定するバネ固定部１４４も設けられている。また、シャッター部材１４の側面の一部は、カートリッジガイド部１４５が形成されている。

シャッター部材１４は、図２に示すように、回動軸穴１４１に通される回動軸１６（例えば、ボルト）によって天板１１に取り付けられ、回動軸１６周りに回動することでトナー受入口１２を開閉する。バネ部材１５は、本装置においては、回動軸１６の周囲に嵌められた捩じりバネとされている。バネ部材１５の一端はシャッター部材１４のバネ固定部１４４に固定され、他端は天板１１において固定される。これにより、バネ部材１５は、シャッター部材１４に対して閉鎖方向への付勢力を与える。尚、バネ部材１５は、シャッター部材１４に対して閉鎖方向への付勢力を与えるものであれば、バネの種類や取り付け箇所は特に限定されるものではない。また、シャッター部材１４におけるバネ固定部１４４の形成箇所も特に限定されるものではない。

シャッター部材１４における係合爪１４２は、シャッターを閉じたときに、シャッター部材１４によるシール部材１３の圧縮量を決定づける箇所である。天板１１には、係合爪１４２に対応して係合部１１１が設けられている。係合部１１１には、シャッターを閉じたときに、係合爪１４２が挿入される係合穴１１１ａ（図７および図８参照）が形成されている。

続いて、本シャッター機構の開閉動作について、図４ないし図８を参照して詳細に説明する。本シャッター機構において、シャッター部材１４は、第１閉塞位置、第２閉塞位置および開放位置の３つの位置を取りうる。図４はシャッター部材１４が第１閉塞位置にある状態（第１閉塞状態）でのトナーホッパー１０の上面図、図５はシャッター部材１４が開放位置にある状態（開放状態）でのトナーホッパー１０の上面図、図６はシャッター部材１４が第２閉塞位置にある状態（第２閉塞状態）でのトナーホッパー１０の上面図である。図７は、シャッター部材１４が第１閉塞状態であるときの部分拡大図である。図８は、シャッター部材１４が第２閉塞状態であるときの部分拡大図である。

本シャッター機構において、シャッターが通常に閉じられるときは、シャッター部材１４が図４に示す第１閉塞状態となる。第１閉塞状態は、バネ部材１５のバネ圧によってシャッターが閉じられた状態である。このとき、シャッター部材１４の係合爪１４２は、係合穴１１１ａに対して奥まで差し込まれず、先端部のみが係合された状態となる。すなわち、図７に示すように、係合穴１１１ａに対してシャッター部材１４のテーパ面１４２ａが係合された状態となる。これにより、第１閉塞状態では、シャッター部材１４によるシール部材１３の圧縮量が比較的小さくなる（例えば、０．３ｍｍ）。

本装置において、トナーカートリッジ２０が装着された状態では、シャッター部材１４は図５に示す開放状態となる。尚、図５では、説明の便宜上、トナーカートリッジ２０の図示を省略している。

トナーホッパー１０にトナーカートリッジ２０が装着されるとき、挿入されるトナーカートリッジ２０の一部がシャッター部材１４のカートリッジガイド部１４５に当接し、シャッター部材１４はバネ部材１５のバネ圧に抗して開放方向に回動する。トナーカートリッジ２０が完全に装着されると、トナーカートリッジ２０のトナー供給口がトナー受入口１２に対向し、トナーカートリッジ２０からトナーホッパー１０へのトナー供給が可能となる。

また、天板１１には、開放状態におけるシャッター部材１４の高さを規制する規制部１１２が設けられている。規制部１１２は、係合爪１４２が係合穴１１１ａから外れた状態において、シャッター部材１４の上面に当接することでシャッター部材１４の浮き上がりを抑制する。これにより、シャッター部材１４が開放状態から第１閉塞状態に変位する際、係合爪１４２が係合穴１１１ａに対して確実に差し込まれる。

トナーホッパー１０からトナーカートリッジ２０が外されると、シャッター部材１４はバネ部材１５のバネ圧によって第１閉塞状態に戻る。すなわち、本シャッター機構では、トナーホッパー１０に対するトナーカートリッジ２０の通常の着脱動作では、シャッター部材１４は第１閉塞状態と開放状態との間で変位する。バネ部材１５のバネ圧は、第１閉塞状態から開放状態への変位時において、トナーカートリッジ２０の挿入性を悪化させない程度のバネ圧に設定されている。

本装置が、出荷時の輸送を受けるとき、トナーカートリッジ２０が装着されておらず、かつ、トナーホッパー１０の内部にトナーが入っている場合がある。この場合、輸送時の振動や向き変更などによる内部のトナーの逆流に対して、トナー受入口１２からのトナー漏れを完全に防止できるよう、本シャッター機構はトナー封止力を高めることが好ましい。但し、上述の第１閉塞状態では、バネ部材１５のバネ圧が大きくないことから、十分なトナー封止力を得ることができない。

このため、本装置の輸送時、本シャッター機構では、シャッター部材１４が図２に示す第２閉塞状態とされる。第２閉塞状態では、シャッター部材１４の係合爪１４２が、係合穴１１１ａに対して奥まで差し込まれ係合される。すなわち、図８に示すように、係合穴１１１ａに対してシャッター部材１４の平坦面１４２ｂが係合された状態となる。これにより、第２閉塞状態では、シャッター部材１４によるシール部材１３の圧縮量が第１閉塞状態よりも大きくなる（例えば、０．８ｍｍ）。

その結果、第２閉塞状態では、第１閉塞状態よりも高いトナー封止力を得ることができ、本装置の輸送時などにおいても、トナー受入口１２からのトナー漏れを完全に防止することができる。

尚、第２閉塞状態では、シール部材１３の圧縮量が大きくなることから、シャッター部材１４の回動時にシール部材１３から受ける抵抗も大きくなる。そのため、バネ部材１５のバネ圧では、シャッター部材１４を第２閉塞状態とすることができない。本装置では、出荷前の段階において、作業者が手でシャッター部材１４を奥まで押し込むことにより、シャッター部材１４が第２閉塞状態とされる。

また、本装置の設置後、最初にトナーカートリッジ２０を装着するときには、シャッター部材１４は、第２閉塞状態から開放状態へと変位する必要があるが、このときにはシール部材１３の抵抗によってトナーカートリッジ２０の挿入性は悪化する。但し、本装置の設置後における最初のトナーカートリッジ２０の装着作業は、通常はサービスマンによって行われるため特に問題はない。また、トナーカートリッジ２０が一旦装着された後は、トナーカートリッジ２０の挿入性の悪化はない。

以上のように、本シャッター機構では、シャッター部材１４を第２閉塞状態としたときに高いトナー封止力を得ることができ、輸送時などにおいてもトナー受入口１２からのトナー漏れを完全に防止することができる。また、トナーカートリッジ２０が一旦装着された後は、シャッター部材１４が第１閉塞状態と開放状態との間で開閉するため、トナーカートリッジ２０の挿入性を悪化させない。

本シャッター機構において、第１閉塞状態と第２閉塞状態との相違は、係合穴１１１ａに対する係合爪１４２の挿入量によって決定づけられる。そして、第１閉塞状態および第２閉塞状態において、係合穴１１１ａに対する係合爪１４２の挿入量の差はごく僅かであり、トナー受入口１２に対向するシャッター面１４３も殆ど同じである。このため、シャッター部材１４は、トナー受入口１２に対向するシャッター面１４３を必要以上に大きくすることがなく、また、バネ部材１５において長いストロークのバネも必要にならない。その結果、本シャッター機構の省スペース化を図ることができ、トナーホッパー１０の小型化、ひいては本装置の小型化に寄与することができる。

〔実施の形態２〕
上記実施の形態１では、規制部１１２は、シャッター部材１４の上面に当接することでシャッター部材１４の浮き上がりを抑制する上規制とされている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、規制部１１２はシャッター部材１４を下規制によって高さ規制するものであってもよい。

上規制の場合、シャッター部材１４は、先端側が浮き上がるような付勢力を受ける状態で天板１１に取り付けられる。これに対し、下規制の場合、シャッター部材１４は、先端側が沈み込むような付勢力を受ける状態で天板１１に取り付けられる。そして、下規制によって高さ規制する規制部１１２は、係合爪１４２が係合穴１１１ａから外れた状態において、シャッター部材１４の下面に当接することでシャッター部材１４の沈み込みを抑制するものとされる。これによっても、シャッター部材１４が開放状態から第１閉塞状態に変位する際、係合爪１４２が係合穴１１１ａに対して確実に差し込まれる。

今回開示した実施形態は全ての点で例示であって、限定的な解釈の根拠となるものではない。したがって、本発明の技術的範囲は、上記した実施形態のみによって解釈されるものではなく、特許請求の範囲の記載に基づいて画定される。また、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれる。

１０ トナーホッパー（トナー搬送装置）
２０ トナーカートリッジ
１１ 天板（装置本体の一部）
１１１ 係合部
１１１ａ 係合穴
１１２ 規制部
１２ トナー受入口
１３ シール部材
１４ シャッター部材
１４１ 回動軸穴
１４２ 係合爪
１４２ａ テーパ面
１４２ｂ 平坦面
１４３ シャッター面
１４４ バネ固定部
１４５ カートリッジガイド部
１５ バネ部材
１６ 回動軸

Claims (5)

1. 画像形成装置に備えられ、トナーカートリッジと現像装置の間に接続され、前記現像装置に補給されるトナーを搬送するトナー搬送装置であって、
   前記トナーカートリッジの装着状態で、前記トナーカートリッジからトナーを受け入れるためのトナー受入口と、
   前記トナーカートリッジの非装着状態で、前記トナー受入口を塞ぐシャッター機構とを有しており、
   前記シャッター機構は、
   前記トナー受入口の周囲に配されるシール部材と、
   前記トナーカートリッジの着脱に応じて前記トナー受入口を開閉するシャッター部材と、
   前記シャッター部材を閉鎖方向へ付勢するバネ部材とを有しており、
   前記シャッター部材は、先端側の厚みが小さく、根本側の厚みが大きい係合爪を有しており、
   当該トナー搬送装置の装置本体は、前記シャッター機構のシャッターを閉じている状態で、前記係合爪と係合する係合穴を有しており、
   前記シャッター機構は、シャッターを閉じている状態で、
   前記係合爪の先端部を前記係合穴に係合させてシャッターを閉じる第１閉塞状態と、
   前記係合爪を前記係合穴に対して奥まで差し込んで係合させ、前記シャッター部材による前記シール部材の圧縮量が前記第１閉塞状態よりも大きくなる状態でシャッターを閉じる第２閉塞状態とを取りうることを特徴とするトナー搬送装置。
2. 請求項１に記載のトナー搬送装置であって、
   前記トナーカートリッジを抜き取って前記装着状態から前記非装着状態にした際には、前記シャッター機構が前記第１閉塞状態となることを特徴とするトナー搬送装置。
3. 請求項１または２に記載のトナー搬送装置であって、
   前記シャッター部材は、長手方向の一端側に回動軸を有し、前記回動軸周りの回動によって前記トナー受入口を開閉するものであり、
   前記係合爪は、前記シャッター部材の長手方向の他端側に設けられていることを特徴とするトナー搬送装置。
4. 請求項１から３の何れか１項に記載のトナー搬送装置であって、
   前記装置本体は、前記係合爪が前記係合穴から外れた状態において、前記シャッター部材の高さを規制する規制部を有していることを特徴とするトナー搬送装置。
5. 請求項１から４の何れか１項に記載のトナー搬送装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

Images