JP2004264475A - トナーカートリッジ及び現像器 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】トナーカートリッジ50の外周長手方向に沿う領域R3はテーパが付けられておらず、また現像器10の内壁において、領域R3に対応する領域R1にもテーパが付けられていないことで、両者の間にガタツキが発生することが防止され、トナーカートリッジ50を摺動させるときに現像器10のトナー補給口のシャッタを確実に閉めることができ、トナーが漏れて画像形成装置を汚染することが防止される。
【選択図】 図1
Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーカートリッジ、又はトナーカートリッジ及び現像器に関する。
【0002】
【従来の技術】
プリンタやファクシミリ、複写機等の各種画像形成装置には、感光体ドラムの表面に帯電によりトナーを付着させる現像器と、現像器内に挿入されトナーを収納するトナーカートリッジとが設けられている。
【0003】
トナーカートリッジ及び現像器には、トナーカートリッジ内のトナーを現像器へ補給するためのトナー補給口がそれぞれ設けられている。トナーカートリッジを現像器内へ挿入するときの摺動動作により、トナーカートリッジ側のトナー補給口を閉じていたシャッタが現像器側のシャッタ近傍の端部に押されて開き、またトナーカートリッジ側のトナー補給口の端部が現像器側のトナー補給口を閉じていたシャッタを開く。逆に、現像器内に収納されていたトナーカートリッジを引き外すときの摺動動作により、トナーカートリッジ側のトナー補給口において、押されて開いていたシャッタが開放されてバネにより閉じ、またトナーカートリッジ側に設けられている爪が現像器側のトナー補給口のシャッタ付近の端部を引っ掛けて閉じるように動作し、その後爪がシャッタの端部から外れて開放され、トナーカートリッジが現像器から引き外される。
【0004】
以下に、従来のトナーカートリッジを開示する文献を示す。
【0005】
【特許文献】
実開平03−69162号公報
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかし図11(a)に示されたように、従来のトナーカートリッジ201の外周及び現像器200の内壁は、射出成形用の金型形状を考慮し、金型移動方向(長手方向)に離形しやすいように、図中右側(画像形成装置の前面側)の前端付近から図中左側の後端付近に至るほぼ全領域に渡って、抜き勾配形状が設けられていた。
【0007】
このようなテーパを有する外形形状であると、図11(a)において矢印で示された方向に、現像器200の内部へトナーカートリッジ201を挿入するときには大きなガタツキは発生しない。よって、トナーカートリッジ201のトナー補給口のシャッタが開く動作、また現像器200のトナー補給口のシャッタが開く動作に支障を与えない。トナーカートリッジ201を現像器200内に収納した状態における両者の隙間をY1とする。
【0008】
ところが、図11(b)に示された矢印の方向に、現像器200内に挿入されているトナーカートリッジ201を引き外す際に、現像器200の内壁とトナーカートリッジ201の外周との間に上記隙間Y1より大きい隙間Y2が生じ、大きくガタツキが発生する。このような場合であっても、トナーカートリッジ201のトナー補給口のシャッタは、閉じる方向にバネにより付勢されているため、確実に閉じることができる。しかし、現像器200のトナー補給口のシャッタは、トナーカートリッジ201の爪が現像器200のトナー補給口のシャッタ付近の端部からはずれて閉じることができず、現像器からトナーが漏れて画像形成装置内部を汚染する虞があった。
【0009】
本発明は上記事情に鑑み、トナーカートリッジを引き外す際の現像器内との間でのガタツキを防止し、現像器のトナー補給口のシャッタを確実に閉めることが可能なトナーカートリッジ、トナーカートリッジ及び現像器、並びにこれらを有する画像形成装置を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】
本発明のトナーカートリッジは、外周部の長手方向に沿って、前端付近から所定位置までテーパが付いていない非テーパ領域と、前記所定位置から後端付近までテーパが付いたテーパ領域とを有することを特徴とする。
【0011】
前記非テーパ領域と前記テーパ領域との境界領域に、両者の段差を接続する傾斜面が設けられていてもよい。
【0012】
また本発明のトナーカートリッジは、外周部の長手方向に沿って、前端付近から後端付近に至るまでテーパが付けられており、前端から所定位置までの領域に、前記長手方向に直交する寸法が前記長手方向に沿って一定となるようなリブ形状を有するリブ部が複数箇所設けられていることを特徴とする。
【0013】
前記トナーカートリッジは、現像器内に収納したときにトナーを補給するためのトナー補給口と、前記トナー補給口を開閉するシャッタとを有し、前記所定位置は前記トナー補給口の位置付近であってもよい。
【0014】
本発明の現像器は、外周部に、前端付近から所定位置までテーパが付いていない第1の非テーパ領域と、前記所定位置から後端付近までテーパが付いたテーパ領域とを有するトナーカートリッジを収容可能であって、前記トナーカートリッジを収納するトナーカートリッジガイド内壁を有し、前記トナーカートリッジガイド内壁は、前記トナーカートリッジを収納したときの前記トナーカートリッジの前記第1の非テーパ領域に対応する領域に、テーパが付いていない第2の非テーパ領域を有することを特徴とする。
【0015】
また、本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に対して着脱可能に設けられるトナーカートリッジであって、前記トナーカートリッジは、その長手方向に沿って、前記画像形成装置に対して挿入および引き抜かれるよう構成され、かつその外周に、前記長手方向に沿って傾斜するテーパ部と、引き抜かれる方向に対して実質的に平行な非テーパ部とを有することを特徴とする。
【0016】
ここで前記トナーカートリッジは、その外周に、トナーを前記画像形成装置に補給するための補給口と、この補給口を覆うシャッタ部材とを有し、前記トナーカートリッジを画像形成装置本体に対し着脱する際に、前記補給口を前記シャッタ部材が開閉するものであってもよい。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
先ず、図10を参照して、本発明の適用が可能な画像形成装置101の概略構成について説明する。
【0018】
この画像形成装置101は、プロセスユニット104、給紙ユニット106、両面ユニット108、手差しユニット109を収容した筐体103を有する。
【0019】
プロセスユニット104は、画像形成装置101のフロント−リア方向(紙面に垂直な方向)に延びた管軸を有する感光体ドラム111(像担持体)を有する。
【0020】
感光体ドラム111の周囲には、帯電装置112、露光装置113、ブラック(K)現像器114、リボルバ115、中間転写ベルト116及びドラムクリーナ117が、感光体ドラム111の回転方向(図中、矢印方向)に沿って設けられている。
【0021】
帯電装置112は、感光体ドラム111の外周のドラム表面111aを所定電位に帯電させる。
【0022】
露光装置113は、プロセスユニット104の下端近くに配設され、所定電位に帯電されたドラム表面111aを露光して画像データに基づく静電潜像を形成する。カラー画像を形成する本装置では、露光装置113は色分解した画像データに基づいてドラム表面111aを露光し、ドラム表面111aに各色の静電潜像を形成する。
【0023】
ブラック現像器114は、感光体ドラム111と露光装置113との間、即ち感光体ドラム111に対して重力方向下方から対向配置されている。ブラック現像器114は、露光装置113によってドラム表面111aに形成されたブラック用の静電潜像にブラック現像剤を供給して現像し、ドラム表面111aにブラック現像剤像を形成する。そして、ブラック現像器114はトナーカートリッジ114aからトナー及び現像剤を供給される。
【0024】
リボルバ115は、感光体ドラム111の図中左側に隣接して回転可能に設けられている。リボルバ115は、基本的にブラック現像器114と同じ構造のイエロー現像器10Y、マゼンタ現像器10M、シアン現像器10Cを有する。各現像器は、リボルバ115の回転方向に沿って、リボルバ115内に脱着自在に収容されている。
【0025】
また各現像器は、それぞれの色のトナー及び現像剤を収容したトナーカートリッジ50Y、50M、50Cを有する。各色の現像器10Y、10M、10Cがリボルバ115を時計周り方向に回転させることにより、感光体ドラム111の側方から選択的に感光体ドラム表面111aに対向配置される。
【0026】
中間転写ベルト116が、感光体ドラム111に対して重力方向上方から転接する位置に配置され、駆動ローラ116a、転写前ローラ116b、転写対向ローラ116c、及びテンションローラ116dに巻回されて張設されている。中間転写ベルト116の内側には、中間転写ベルト116をドラム表面111aに転接させるとともに、ドラム表面111aに形成された現像剤像を中間転写ベルト116に転写させるための1次転写ローラ121が設けられている。
【0027】
2次転写ローラ124が、中間転写ベルト116を介して、転写対向ローラ116Cとの間で、転写用紙を搬送する縦搬送路126を挟む位置に設けられている。この縦搬送路126上には、転写用紙上に転写された現像剤像を加熱及び加圧して定着させる定着装置138が設けられている。
【0028】
初期動作として、ブラック現像器114が下方に移動されドラム表面111aから離間され、リボルバ115が時計周り方向に回転されてイエロー現像器10Yがドラム表面111aに対向される。2次転写ローラ124が縦搬送路126から離間する方向(図中右方向)に移動され、中間転写ベルト116から離間される。
【0029】
スキャナユニット102を介して図示されていない原稿から画像データが読み取られ、あるいは図示されていない外部装置から画像データが入力される。感光体ドラム111が時計周り方向に回転されてドラム表面111aが帯電装置112によって所定電位に一様に帯電される。
【0030】
色分解したイエロー用の画像データに基づいて露光装置113が動作され、ドラム表面111a上にイエロー用の静電潜像が形成される。イエロー現像器10Yを介してドラム表面111a上の静電潜像にイエロー用のトナー及び現像剤が供給され、イエロー用の静電潜像が現像されてドラム表面111a上にイエロー現像剤像が形成される。ドラム表面111a上に形成されたイエロー現像剤像が、感光体ドラム111の回転によって移動され、中間転写ベルト116に転接した1次転写領域を通過し、ドラム表面111a上のイエロー現像剤像が中間転写ベルト116上に転写される。イエロー現像剤像が中間転写ベルト116上に転写された後、転写されずにドラム表面111aに残留したイエロー現像剤がドラムクリーナ117によって除去される。
【0031】
ドラム表面111a上にマゼンタ用の静電潜像を形成するため、ドラム表面111aが帯電装置112によって一様に帯電され、リボルバ115が回転してマゼンタ現像器10Mがドラム表面111aに対向される。
【0032】
上述した露光、現像、中間転写ベルト116への転写がなされ、マゼンタ現像剤像が中間転写ベルト116上でイエロー現像剤像に重ねて転写される。マゼンタ現像剤像が転写された後、同様のプロセスを経てシアン現像剤像が重ねて転写される。
【0033】
いずれの現像器10Y、10M、10Cもドラム表面111aに対向しないホームポジションにリボルバ115が回転し、ブラック現像器114が上昇してドラム表面111aに対向される。この状態で、上述した同様のプロセスにより、ブラック現像剤像がイエロー現像剤像、マゼンタ現像剤像、シアン現像剤像上に重ねて中間転写ベルト116上に転写される。
【0034】
このようにして、全ての色の現像剤像が中間転写ベルト116上で重ねられ、2次転写ローラ124が図中左方向に移動されて中間転写ベルト116に転接される。この状態で、中間転写ベルト116上で重合された全ての色の現像剤像が、中間転写ベルト116の回転によって移動され、2次転写ローラ124との間の2次転写領域を通過する。そして、転写用紙が縦搬送路126を上方に搬送され、2次転写領域へ送り込まれて、2次転写ローラ124を介して、中間転写ベルト116上の各色の現像剤像が転写される。
【0035】
全色の現像剤像が転写された転写用紙は、定着装置138を通過して加熱及び加圧され、全色の現像剤像が定着されてカラー画像が形成される。
【0036】
ところで、トナーカートリッジのケーシングは、上述したように射出成形金型形状を考慮し、金型移動方向、即ちケーシングの長手方向に離形しやすいように、前端付近から後端付近へ向かって抜き勾配形状が設けられている。
【0037】
図1(a)に示されたように、画像形成装置における現像器10内にトナーカートリッジ50を収納するための空洞があり、図1(b)に示されたトナーカートリッジ50が現像器10内の空洞に挿入される。トナーカートリッジ50は、トナーを収納するため内部が空洞になっているケーシング51と、ケーシング51の前端側の開口部を閉じる蓋60とを有し、蓋60には操作者が矢印Aの方向に引っ張るための取っ手61が設けられている。
【0038】
そして、矢印Bで示されたように、トナーカートリッジ50が長手方向に摺動することで、現像器10に対して着脱動作する。
【0039】
図2に示されたように、現像器10にはトナー補給口11が設けられている。トナーカートリッジ50が挿入されると、トナーカートリッジ50側のトナー補給口と、現像器10側のトナー補給口11とが連結することにより、トナーカートリッジ50内のトナーが現像器10に移動し補給される。
【0040】
現像器10のトナー補給口11はシャッタを有し、トナーカートリッジ50が挿入方向に摺動することにより、トナーカートリッジのトナー補給口のシャッタの端部が現像器10のシャッタを押して開く。
【0041】
トナーカートリッジ50のトナー補給口のシャッタは、トナー補給口を閉じる方向にスプリングにより付勢されている。また、現像器10のトナー補給口11の付近には、トナーカートリッジ50の爪と係止する端部12と、トナーカートリッジ50の引き外し時に爪が端部12と係止してトナー補給口11のシャッタを閉じた後に爪と端部12との係止を開放するための斜面13とが設けられている。
【0042】
図3の縦断面図に、現像器10内にトナーカートリッジ50が挿入されたときの外観を示し、図3における楕円Cで囲まれた前端側の部分を拡大して図4に示す。
【0043】
図4に示されたように、トナーカートリッジ50が現像器10内に装着される際に、トナーカートリッジ50側のトナー補給口付近の端部が現像器10側のトナー補給口11のシャッタを押すことにより、現像器10のシャッタが開く。同様に、トナーカートリッジ50側のトナー補給口におけるバネで閉じるように付勢されたシャッタが、現像器10側のトナー補給口付近の端部により押されることにより、トナーカートリッジ50のシャッタが開く。また、トナーカートリッジ50には、上述したように現像器10のトナー補給口11のシャッタを閉じるための爪52がある。
【0044】
現像器10からトナーカートリッジ50を矢印X方向に引いて取り外すが、取り外す途中の段階における現像器10及びトナーカートリッジ50の縦断面図を図5に示し、図5における楕円Dで囲まれた前端側の部分を拡大して図6に示す。
【0045】
取り外す際には、図6に示されたように、トナーカートリッジ50の爪52により現像器10のトナー補給口11付近における端部12を引っ掛けて、トナー補給口11のシャッタ52を閉じる方向(図4におけるX方向)に移動させる。そして、現像器10のトナー補給口11のシャッタが閉まる位置において、爪52がトナー補給口11付近に設けられた斜面13によって端部12から外れる方向に持ち上がるように移動する。これにより、トナーカートリッジ50が現像器10のシャッタを閉じる動作から開放され、外部へ引き外される。
【0046】
このように、トナーカートリッジ50が引き外される際の摺動によって現像器10のトナー補給口11のシャッタが閉じる。このため、トナーカートリッジ50が摺動する際に、現像器10のトナーカートリッジを収納するトナーカートリッジガイドの内壁との間で上下左右方向にガタツキが発生すると、爪52が現像器10のシャッタの端部12から外れて、シャッタが確実に閉じない可能性がある。
【0047】
現像器10のシャッタが閉じないと、カラー複写機において複数のカラー毎に現像器がリボルバ構造で取り付けられている場合、各現像器から現像剤、トナーが多量にもれて画像形成装置内を著しく汚染し、印字に悪影響を及ぼすことが懸念される。
【0048】
ここで、上述したようにトナーカートリッジの外形形状は、金型の構造上、長手方向にテーパが施された形状となっている。
【0049】
通常のテーパは、蓋が付いた前端(画像形成装置の前面側)から後端へ向かって長手方向に直交する寸法が減少する方向に、長手方向に沿って傾斜角度が例えば0.5度から3度程度となっている。
【0050】
トナーカートリッジを現像器内に装着させるときは、上述したように現像器内のトナーカートリッジガイドの内壁に対してガタツキが発生することなくトナーカートリッジを挿入し固定することができる。
【0051】
しかし、固定後にトナーカートリッジを引き外す方向に摺動させる場合は、従来は上下左右方向にガタが発生し、現像器のトナー補給口のシャッタを閉じるための端部とトナーカートリッジの爪とが係止せずに外れて、シャッタが閉じない場合があった。
【0052】
そこで本実施の形態では、図1、あるいは図3〜図7(a)〜(d)に示されたように、トナーカートリッジ50の外周部長手方向に沿って、蓋60が取り付けられている前端付近から、現像器10のシャッタを閉じるために必要なストローク長さに対応した領域R3に渡って、テーパの付いていない非テーパ領域R3が設けられている。非テーパ領域R3から後端付近に至る部分は、金型からの抜き勾配を付ける必要上、テーパ領域R4を設けている。非テーパ領域R3とテーパ領域R4との間には、両者の間に段差が生じてトナーカートリッジ50の摺動動作に支障を与えることがないように、滑らかな傾斜、C、あるいはRが付いた領域RM2が存在する。
【0053】
また、現像器10のトナーカートリッジガイド内側壁において、トナーカートリッジ50を受ける前端付近から、トナーカートリッジ50収納時における非テーパ領域R3に対応する部分に渡って、同様な非テーパ領域R1が設けられており、他の部分はテーパの付いたテーパ領域R2が設けられている。現像器10においてもトナーカートリッジ50と同様に、非テーパ領域R1とテーパ領域R2との間には、両者の間に段差が生じてトナーカートリッジ50の摺動動作に支障を与えないように、滑らかな傾斜、C、あるいはRが付いた領域RM1が存在する。
【0054】
このように、テーパが付いていない非テーパ領域R1、R3をトナーカートリッジの外周及び現像器のトナーカートリッジガイドの内壁に設けることで、トナーカートリッジを引き外す時における両者のガタツキが防止される。
【0055】
図8(a)に、本実施の形態による現像器10内にトナーカートリッジ50を挿入させる場合、図8(b)に現像器10内に収納されているトナーカートリッジ50を引き外す場合とを示す。
【0056】
図8(a)において、矢印で示された方向に現像器10の内部へトナーカートリッジ50を挿入する場合、両者の間の隙間Y11は一定に保たれ、大きなガタツキは発生しない。このため、トナーカートリッジ50のトナー補給口のシャッタが開く動作、また現像器10のトナー補給口11のシャッタが開く動作に支障は生じない。
【0057】
さらに図8(b)に示された矢印の方向に、現像器10内に挿入されているトナーカートリッジ50を引き外す場合も、現像器10のトナーカートリッジガイド内壁とトナーカートリッジ50の外周との間は、現像器10の非テーパ領域R1とトナーカートリッジ50の非テーパ領域R3とが存在することにより、隙間Y1が一定に保たれてガタツキの発生が防止される。このため、トナーカートリッジ50の爪52が現像器10のトナー補給口11付近の端部12から外れることなく引っ掛かり、トナーカートリッジ50の摺動に合わせて現像器10のシャッタを確実に閉じることができる。よって、現像器10からトナーや現像液が漏れて画像形成装置内部を汚染する事態が回避される。
【0058】
ここで、トナーカートリッジ50及び現像器10におけるそれぞれの非テーパ領域は、図4に示されたように、トナーカートリッジ50の前端付近から、トナーカートリッジ50の爪52と現像器10のトナー補給口11の端部12との係止位置に至る領域R11が含まれていることが望ましい。
【0059】
上述した実施の形態は一例であって、本発明を限定するものではなく、本発明の技術的範囲内において様々に変形することが可能である。例えば、上記実施の形態では、トナーカートリッジ50の非テーパ領域R3が、外周の長手方向に直交する全周に渡って均一に設けられている。しかしこれに限らず、図9に示されたように、トナーカートリッジ50の前端付近から後端付近に至るほぼ全領域R21+R22において全てテーパが付けられており、このうち前端付近から所定位置までの領域R11において、長手方向に直交する寸法が部分的に一定となるようなリブ形状を有するリブ部71を複数箇所に設けることによっても、同様な効果が得られる。
【0060】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のトナーカートリッジは、外周部の長手方向に沿って、前端付近から所定位置までテーパが付いていない非テーパ領域を有することにより、トナーカートリッジを現像器から引き外す際に、現像器のトナーカートリッジガイドの内壁との間でガタツキが防止され、現像器のトナー補給口のシャッタを閉じる動作に支障を与えずトナーの漏れを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態によるトナーカートリッジ及び現像器の外形形状を示した斜視図。
【図2】同現像器におけるトナー補給口付近の構造を示した斜視図。
【図3】同現像器内に同トナーカートリッジを収納させた状態を示した縦断面図。
【図4】図3における楕円Cにおける構造を拡大して示した部分拡大図。
【図5】同現像器内に収納した同トナーカートリッジを引き外すために摺動させた状態を示した縦断面図。
【図6】図5における楕円Dにおける構造を拡大して示した部分拡大図。
【図7】本発明の実施の形態によるトナーカートリッジの外形形状を示した斜視図。
【図8】同実施の形態によるトナーカートリッジを現像器に挿入する状態及び引き外す状態を示した縦断面図。
【図9】本発明の他の実施の形態によるトナーカートリッジの外形形状を示した斜視図。
【図10】本発明の適用が可能な画像形成装置の概略構成を示した縦断面図。
【図11】従来のトナーカートリッジを現像器に挿入する状態及び引き外す状態を示した縦断面図。
【符号の説明】
10 現像器
11 トナー補給口
12 端部
13 傾斜部
50 トナーカートリッジ
51 ケーシング
52 爪
60 蓋
61 取っ手
71 リブ
R1、R3 非テーパ領域
R2、R4 テーパ領域
Claims (7)
- 外周部の長手方向に沿って、前端付近から所定位置までテーパが付いていない非テーパ領域と、前記所定位置から後端付近までテーパが付いたテーパ領域とを有することを特徴とするトナーカートリッジ。
- 前記非テーパ領域と前記テーパ領域との境界領域には、両者の段差を接続する傾斜面が設けられてい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。
- 外周部の長手方向に沿って、前端付近から後端付近に至るまでテーパが付けられており、前端から所定位置までの領域に、前記長手方向に直交する寸法が前記長手方向に沿って一定となるようなリブ形状を有するリブ部が複数箇所設けられていることを特徴とするトナーカートリッジ。
- 前記トナーカートリッジは、現像器内に収納したときにトナーを補給するためのトナー補給口と、前記トナー補給口を開閉するシャッタとを有し、前記所定位置は前記トナー補給口の位置付近であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
- 外周部に、前端付近から所定位置までテーパが付いていない第1の非テーパ領域と、前記所定位置から後端付近までテーパが付いたテーパ領域とを有するトナーカートリッジを収容可能であって、
前記トナーカートリッジを収納するトナーカートリッジガイド内壁を有し、前記トナーカートリッジガイド内壁は、前記トナーカートリッジを収納したときの前記トナーカートリッジの前記第1の非テーパ領域に対応する領域に、テーパが付いていない第2の非テーパ領域を有することを特徴とする現像器。 - 画像形成装置に対して着脱可能に設けられるトナーカートリッジにおいて、
前記トナーカートリッジは、その長手方向に沿って、前記画像形成装置に対して挿入および引き抜かれるよう構成され、かつその外周に、前記長手方向に沿って傾斜するテーパ部と、引き抜かれる方向に対して実質的に平行な非テーパ部とを有することを特徴とするトナーカートリッジ。 - 前記トナーカートリッジは、その外周に、トナーを前記画像形成装置に補給するための補給口と、この補給口を覆うシャッタ部材とを有し、前記トナーカートリッジを画像形成装置本体に対し着脱する際に、前記補給口を前記シャッタ部材が開閉するものであることを特徴とする請求項6記載のトナーカートリッジ。
Priority Applications (4)
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