JPH11311902A - トナーカートリッジ及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスカートリッジからトナー収納部分だ
けを独立分離して交換可能とするとともに、リサイクル
トナー中に含まれる紙粉等の異物を事前に除去して画質
の悪化が発生しないようにした消耗品カートリッジ及び
画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体上の転写残トナーを回収し再利用
するトナーリサイクル機構を有する画像形成装置に使用
され、現像器Ｄに着脱自在に装着されると共に現像器に
装着された状態で回転することにより排出口からトナー
を現像器側に排出するトナーカートリッジ２０を備えた
ものにおいて、トナーカートリッジの排出口２１ａの近
傍に、トナーリサイクル機構からのリサイクルトナーを
受入れかつリサイクルトナー中の異物を除去する異物除
去装置２２を着脱可能に装備し、異物除去装置は、受入
れたリサイクルトナー中から異物を除去するメッシュ状
の仕切り部材２４と、仕切り部材面に沿って転動して目
詰まりを防止する遊動振動子２３ｂと、からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は複写機、プリンタ、
ファクシミリ装置等の画像形成装置及びそれに用いる消
耗品の改良に関し、詳細にはリサイクルトナーを有効活
用する為の異物除去部材を具備したユーザー交換可能な
消耗品カートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等
の電子写真式画像形成装置は、種々の消耗品を備えてい
る。消耗品の交換方法として現在広く普及しているもの
は、像担持体、帯電手段、現像手段、トナー収納部、ク
リーニング手段、廃トナー収納部などを一体構成のユニ
ットとし、トナーがなくなった時点でユニット全体を交
換するいわゆるプロセスカートリッジによる交換方式で
ある。この交換方法はトナーがなくなった時点でユニッ
ト化された全ての寿命部品を一挙に交換可能である為に
メンテナンス作業の簡素化を図れるという利点を有する
が、ユーザサイドにおける画像形成装置の使用条件によ
っては印刷枚数とトナー消費量とが必ずしも一定の関係
になく、使用枚数が少ないにもかかわらずトナー消費量
が多くなってトナーエンドとなった場合には、寿命到来
までに十分余裕のある構成部品についても、トナーがな
くなった時点で同時に交換されてしまうという欠点を有
している。この欠点を補う方法としてプロセスカートリ
ッジからトナー収納部分だけを独立分離して交換可能と
した消耗品カートリッジタイプの画像形成装置が提案さ
れている。また近年、環境問題への配慮から資源の有効
活用の促進方法として、使用済み消耗品を回収し再使用
する取り組みが盛んである。その取り組みの一つとし
て、従来転写残としてクリーニング手段により回収され
消耗品交換時に一緒に廃棄されていた廃トナーを再使用
するトナーリサイクル機構を備えた画像形成装置が実施
されている。この種の画像形成装置は、廃トナータンク
をなくしてプロセスカートリッジの小型化を図り、回収
の際の回収性の容易化や、回収コストを少なくするとい
う利点を有する。しかし、この種の画像形成装置はリサ
イクルトナー中に異物（特に紙粉）が混入し異常画像が
発生し易いという欠点を有している。特に、トナーをト
ナー担持体に直接供給するいわゆる一成分現像方式（現
像器の小型化が可能）や、二成分現像方式であって現像
剤担持体に直接トナーを供給し現像するタイプにあって
は、異物、特に紙粉の影響が大きくなる。一成分現像方
式ではトナー担持体上のトナーを薄層部材で薄層化する
必要があり、この薄層化部材とトナー担持体との間に紙
粉が詰まることに起因して異常画像が発生する。また、
現像剤担持体に直接トナーを供給し現像する二成分現像
方式では、現像器の小型化を図る為に、現像剤量を少な
くすると共に現像剤収納室を小さくすると、紙粉が溜ま
った場合の影響度が大きくなって異常画像が発生する。
このような不具合が発生するために、従来現像装置を小
型化し、かつリサイクル機構を備えた画像形成装置を提
供することができなかった。このような問題点を備えた
従来例として、例えば特開平５−０５５１６１号公報
（京セラ）、特開平６２−１５４４６３号公報（リコ
ー）、特開平８−０８７１６４号公報（アスモ）を挙げ
ることができる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記に鑑みて
なされたものであり、トナーリサイクル機構を有し、装
置の小型化が可能であり、且つプロセスカートリッジの
欠点を解消する着脱可能なサプライカートリッジを有す
る画像形成装置を提供する。具体的には、プロセスカー
トリッジからトナー収納部分だけを独立分離して交換可
能とするとともに、リサイクルトナー中に含まれる紙粉
等の異物を事前に除去して画質の悪化が発生しないよう
にした消耗品カートリッジを提供する。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する為、
請求項１の発明は、感光体上の転写残トナーを回収し再
利用するトナーリサイクル機構を有する画像形成装置に
使用され、現像器に着脱自在に装着されると共に現像器
に装着された状態で回転することにより排出口からトナ
ーを現像器側に排出するトナーカートリッジを備えたも
のにおいて、トナーカートリッジの排出口の近傍に、ト
ナーリサイクル機構からのリサイクルトナーを受入れか
つリサイクルトナー中の異物を除去する異物除去装置を
着脱可能に装備し、上記異物除去装置は、受入れたリサ
イクルトナー中から異物を除去するメッシュ状の仕切り
部材と、仕切り部材面に沿って転動して目詰まりを防止
する遊動振動子と、からなることを特徴とする。請求項
２の発明は、上記異物除去装置は、上記消耗品に対して
着脱可能であることを特徴とする。請求項３の発明は、
上記異物除去装置の回転中心を、トナーカートリッジの
回転中心に対して同軸上に設けたことを特徴とする。請
求項４の発明は、請求項１、請求項２又は請求項３のト
ナーカートリッジを用いたことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１(a) は本発明の一形態例
のプロセスカートリッジの正面縦断面図、(b) は図１
(a) の背面図である。同図において符号１は像担持体
（感光体）、２は感光体を帯電する為の帯電手段、３は
露光手段による露光光路、４は現像剤担持体で内部に磁
界発生手段を有している。現像剤担持体４によって搬送
される現像剤は磁性粒子からなるキャリアとトナーを混
合した２成分現像剤であり、現像剤の層厚を規制するド
クター５によって進行を妨げられた現像剤は現像剤収納
室６に収納される。現像剤収納室６に隣接してトナー収
納室７を設け、その内部にトナー撹拌手段８を有してい
る。この現像剤担持体４、ドクター５、現像剤収納室
６、トナー収納室７、攪拌手段８等は、現像器Ｄを構成
している。現像剤中のトナー濃度が上昇すると現像剤の
嵩が増加し、現像担持体４を備えた現像剤収納室６の入
り口６ａ付近にトナーの滞留部を形成する。現像剤収納
室６とトナー収納室７は、入り口６ａ付近において連通
しており、現像剤中のトナー濃度に応じて形成される現
像剤の滞留状態によって、トナー収納室７内のトナーは
現像剤担持体４によって搬送される現像剤との接触を断
たれ、現像剤収納室６内のトナー濃度が一定の範囲にコ
ントロールされている。９はクリーニング手段、１０は
クリーニング手段９によって回収されたトナーを搬送す
る第一の搬送手段であり、第一の搬送手段１０は螺旋形
状をなし回転駆動することによりトナーを紙面と直交す
る方向に搬送し、図１(b) に示した第二の搬送手段１１
に送る。第二の搬送手段１１は例えばコイルスクリュー
からなる搬送手段であり、トナーをカートリッジ装着室
１５に着脱自在に装着されるトナーカートリッジ２０に
供給する。具体的には、トナーカートリッジ２０（図
２）に設けた異物除去装置２２に回収トナーを搬送す
る。第一及び第二の搬送手段１０、１１はトナーリサイ
クル機構を構成している。

【０００６】図１(a) は正面図であるため、トナーカー
トリッジ２０は、排出口２１ａを奥側へ向けた状態でト
ナーカートリッジ装着室１５内に装着される。トナーカ
ートリッジ装着室１５内には、図示しないチャック手段
があり、このチャック手段によりトナーカートリッジ先
端を閉止するキャップ３０をチャックして軸方向へ移動
させて排出口を開放する。異物除去装置２２に搬送され
たリサイクルトナーは、トナーカートリッジ装着室１５
内におけるトナーカートリッジ（ボトル）２０の回転に
伴ってメッシュ状の仕切り部材２４により異物除去され
る。異物を除去されたリサイクルトナーが現像器のトナ
ー収納室７に搬送される。トナーカートリッジ２０の回
転に際しては、現像器Ｄ内のトナー収納室７内のトナー
量を検知する検知部材１２がトナー量の検知を行い、図
示しない制御部はこの検知結果に基づいて図示しない駆
動装置を制御し、駆動装置からの駆動によりカートリッ
ジの回転がＯＮ−ＯＦＦする。トナーカートリッジが回
転するときに、新トナー排出口２１ａから新トナーがト
ナー収納室７に補給され、リサイクルトナー排出口２５
からのリサイクルトナーがトナー収納室７に補給され
る。

【０００７】次に、本発明の形態例の消耗品（トナーカ
ートリッジ）の構成について図１(a) (b) 、図２(a)
(b) に基づいて説明する。このトナーカートリッジ２０
は、新トナーを収納するトナー収納室２１と、リサイク
ルトナーを受け入れて異物を除去する異物除去装置２２
とを有し、トナーカートリッジ装着室１５内に装着され
た状態で回転することにより新トナーとリサイクルトナ
ーを現像器側に排出するように構成されている。これを
詳述すると、トナーカートリッジ２０の先端面中央には
小径筒状に突出する新トナー排出口２１ａが設けられ、
この新トナー排出口２１ａの外周には同軸状に異物除去
装置２２が取り付けられている。異物除去装置２２は、
上記第二の搬送手段１１の下流側（図１(b) では上端
部）と接続され、第一の搬送手段１０、第二の搬送手段
１１を介して搬送されてきたリサイクルトナーを受け入
れる。異物除去装置２２は、環状のリサイクルトナー収
納室２３と、リサイクルトナー収納室２３の前面に設け
られて第二の搬送手段１１の下流側端部と連通可能なリ
サイクルトナー受入れ口２３ａと、リサイクルトナー収
納室２３内に転動自在に配置された円筒状の遊動振動子
２３ｂと、リサイクルトナー収納室２３の外径側に位置
しメッシュ状の仕切り部材２４を介してリサイクルトナ
ー収納室２３と連通したリサイクルトナー排出口２５
と、を有する。リサイクルトナー受入れ口２３ａは、異
物除去装置の前面にほぼ３６０度に亙って延在する環状
の穴であり、リサイクルトナー受入れ口２３ａを３６０
度に亙る環状穴とすることによっても、排出口２５側に
リブを設ける等の手段により異物除去装置の前面を補強
することは可能である。

【０００８】異物除去装置２２は、トナーカートリッジ
先端に着脱可能な環状部材であり、円筒状に突出した新
トナー排出口２１ａの外周に嵌着できるように、クリッ
ク部２６を有する。クリック部２６は、例えばトナーカ
ートリッジ先端面に設けた穴内に異物除去装置２２側に
設けた突起を弾性的に嵌着させる連結部である。リサイ
クルトナー排出口２５を構成する異物除去装置の外径側
内壁にはらせん状に延びる突起２８が設けられ、この突
起２８は収納室２３からメッシュ２４を通過して排出口
２５側へ移動してきたリサイクルトナーがトナーカート
リッジ（ボトル）２０の回転に伴ってリサイクルトナー
排出口２５から排出される際のガイドとなる。リサイク
ルトナー収納室２３内には、仕切り部材２４の軸方向長
さと同等の長さを有した円柱形状の遊動振動子２３ｂが
入っており，メッシュ状仕切り部材２４と常に接してト
ナーを掻取る、或は押し出すことにより、仕切り部材２
４にトナーが詰まることを防止している。また異物除去
装置２２の回転中心はトナーカートリッジ（ボトル）の
回転中心の同軸状に配置してありトナーカートリッジの
回転にともなって異物除去部材である仕切り部材２４や
遊動振動子２３ｂが回転する。遊動振動子２３ｂは回転
（公転）ばかりでなく自転する。更に新トナー収納室２
１と異物除去装置２２はクリック部２６の作用で着脱可
能な構成となっている。新トナーの排出口２１ａとリサ
イクルトナーの排出口２５は，着脱可能なキャップ３０
で閉栓されている。キャップ３０はトナーカートリッジ
２０がトナーカートリッジ装着室１５にセットされ、装
置本体側の図示しないドアが閉止されたたとき等に、図
示しないチャックを備えた開栓機構により引き抜かれ
る。また、排出口２１ａ側を奥に向けてトナーカートリ
ッジ２０を装着室１５内に押し込む過程で、キャップ３
０が図示しないチャックによりチャックされて軸方向奥
側へ開放されるが、キャップ３０には第二の搬送手段１
１を構成するパイプの先端を受入れる穴３０ａが形成さ
れているので、この穴３０ａを介してパイプの先端は受
入れ穴２３ａ内に突出し、リサイクルトナー収納室２３
内にリサイクルトナーを排出することができる。

【０００９】次に、図３は本発明の変形例であり、リサ
イクルトナー収納室２３にメッシュ状の仕切り部材２４
を２段配置することにより、リサイクルトナー収納室２
３（２３Ａ、２３Ｂ）を２つの室から構成し、各室内に
夫々転動自在に遊動振動子２３ｂを配置した点が特徴的
である。この形態例によれば、２段の仕切り部材により
リサイクルトナー中の異物を除去するので、異物除去効
率が倍増する。しかも内側の室２３Ａの外径側に設けた
仕切り部材と、外側の室２３Ｂの外径側に設けた仕切り
部材のメッシュ径を異ならせることにより、異なった径
の異物を夫々除去し、最終的に目詰まりの少ない異物除
去装置を得ることが可能となる。

【００１０】近年資源の有効活用の観点からトナーカー
トリッジの再使用が進められているが、トナーカートリ
ッジをこのような構成とすることで、新トナーを収納す
る収納器と、リサイクルトナーを収納する室とを分離す
ることが可能となり、しかもリサイクルトナー中から異
物を除去する除去装置を着脱設けることにより、リサイ
クルのための作業時に各収納器の構成部品の洗浄が容易
になる効果がある。また、トナーカートリッジから現像
器側に排出されるリサイクルトナーは、排出前に紙粉等
の異物がメッシュ状の仕切り部材により除去された状態
にあるので、現像器側に異物が混入することによる不具
合をなくすることができる。しかも、異物除去装置は現
像器側に設けるのではなく、トナーカートリッジ先端に
設けられるスペース、すなわち円筒状の突出部２１ａの
外径側の空間に設けるので、現像器やトナーカートリッ
ジに対する大きな改変を行わずに異物除去装置を付加す
ることが可能となる。

【００１１】

【発明の効果】本発明は以上のように、トナーリサイク
ル機構を有し、装置の小型化が可能であり、且つプロセ
スカートリッジの欠点を解消する着脱可能なサプライカ
ートリッジと、画像形成装置を提供するものであり、プ
ロセスカートリッジからトナー収納部分だけを独立分離
して交換可能とするとともに、リサイクルトナー中に含
まれる紙粉等の異物を事前に除去して画質の悪化が発生
しないようにしたものである。すなわち、請求項１のプ
ロセスカートリッジにおいては、メッシュ状の仕切り部
材と遊動振動子とからなる異物除去装置をトナーカート
リッジに設け、感光体等から回収されたリサイクルトナ
ーを異物除去装置内に一旦収納して異物を排除してから
現像装置側に排出するので、異物の混入による画質悪化
を防止できる。とくに、遊動振動子の作用によりメッシ
ュの目詰まりを防止しつつ異物を除去するので、異物の
ないリサイクルトナーを安定的に供給できる。また、ユ
ーザー交換可能なプロセスカートリッジを構成する寿命
の短いトナーカートリッジ側に異物除去装置を設けたこ
とにより、異物除去装置の交換サイクルが短くなり、ト
ナーカートリッジを交換する毎に異物除去装置が新しく
なり、異物除去作用が安定した状態で維持できる為に異
物による異常画像をなくし安定した画像品質を提供でき
る。請求項２の発明においては、消耗品としてのトナー
カートリッジに設けた異物除去装置を着脱可能にした為
に、消耗品のリサイクルを行う場合に各収納器の構成部
品の洗浄性が容易になる効果がある。請求項３の発明に
おいては、異物除去装置の回転中心をトナーカートリッ
ジの回転中心の同軸上に設けた為に、異物除去装置にリ
サイクルトナー搬送手段をセットした状態で、トナーカ
ートリッジの回転を異物除去装置（リサイクルトナー収
納室）に伝達することができ、異物除去機構のシンプル
化が図れる。請求項４の発明によれば、上記トナーカー
トリッジが備える全ての利点を備えた画像形成装置を提
供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】(a) 及び(b) は本発明の一形態例のプロセスカ
ートリッジの構成を示す正面縦断面図、及び背面断面図
である。

【図２】(a) 及び(b) はトナーカートリッジの一例の縦
断面図及びそのＡ−Ａ断面図。

【図３】他の形態例の異物除去装置の構成説明図。

【符号の説明】

１ 像担持体（感光体）、２ 帯電手段、３ 露光光
路、４ 現像剤担持体、５ ドクター、６ 現像剤収納
室、７ トナー収納室、８ 攪拌手段、Ｄ 現像器、９
クリーニング手段、１０ クリーニング手段、１１
第二の搬送手段、１５ カートリッジ装着室、２０ ト
ナーカートリッジ、２１ 新トナー収納室、２１ａ 排
出口、２２ 異物除去装置、２３ リサイクルトナー収
納室、２３ａ リサイクルトナー受入れ口，２３ｂ 遊
動振動子，２４ 仕切り部材、２５リサイクルトナー排
出口、

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体上の転写残トナーを回収し再利用
   するトナーリサイクル機構を有する画像形成装置に使用
   され、現像器に着脱自在に装着されると共に現像器に装
   着された状態で回転することにより排出口からトナーを
   現像器側に排出するトナーカートリッジにおいて、 トナーカートリッジの排出口の近傍に、トナーリサイク
   ル機構からのリサイクルトナーを受入れかつリサイクル
   トナー中の異物を除去する異物除去装置を着脱可能に装
   備し、 上記異物除去装置は、受入れたリサイクルトナー中から
   異物を除去するメッシュ状の仕切り部材と、仕切り部材
   面に沿って転動して目詰まりを防止する遊動振動子と、
   からなることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 【請求項２】 上記異物除去装置は、上記トナーカート
   リッジに対して着脱可能であることを特徴とする請求項
   １記載のトナーカートリッジ。
3. 【請求項３】 上記異物除去装置の回転中心を、トナー
   カートリッジの回転中心に対して同軸上に設けたことを
   特徴とする請求項１又は２記載のトナーカートリッジ。
4. 【請求項４】 請求項１、請求項２又は請求項３のトナ
   ーカートリッジを用いたことを特徴とする画像形成装
   置。