JP4022351B2

JP4022351B2 - 現像剤収納容器

Info

Publication number: JP4022351B2
Application number: JP2000011948A
Authority: JP
Inventors: 伸夫笠原; 智村松; 純一松本; 信夫岩田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2000-01-20
Filing date: 2000-01-20
Publication date: 2007-12-19
Anticipated expiration: 2020-01-20
Also published as: JP2001201926A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー、もしくはトナーとキャリアからなる現像剤等の剤を収納する容器にして、該容器に少なくとも１つの開口が設けられている現像剤収納容器に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トナーボトルやトナーカートリッジ等のトナーを収納するトナー収納容器を画像形成装置本体にセットし、その容器から現像部へトナーを補給するものが良く知られている。この種のトナー収納容器は、トナー排出口がキャップやシールで閉じられており、容器交換時にはユーザーがそのキャップやシールを外さねばならなかった。しかし、かかる作業はトナー飛散やトナー汚れを生じさせるため、ユーザーとって敬遠されている作業となっており、このためトナー収納容器の交換作業をより快適に行い得るように、従来から様々な工夫や提案がなされている。
【０００３】
例えば、トナー収納容器のトナー排出口に自閉栓を設けた容器が既に提案されている。かかるトナー収納容器では、キャップやシール等を外すことなく、装置にセットすることができるものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した自閉栓付トナー収納容器は、交換時にその自閉栓からトナーこぼれやトナー飛散が生じ易く、またトナー収納容器の密閉性も悪く長期間の放置時や設置・保存環境に温湿度の影響を受け、収納したトナーの品質が変質し易い等の不具合があった。
【０００５】
本発明は、上記した従来の問題を解消し、交換時のトナー汚染を軽減するとともに容器の密閉性を向上することができ、しかも容器の減容を可能にして回収・リサイクル性を高めた現像剤収納容器を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明は、内部に収納した粉体の現像剤を排出するための開口を有する現像剤収納容器において、前記開口は、シール手段によって覆われており、該シール手段は現像剤を排出するための挿入部材が抜き差しされる一点で交差する放射状のスリットが形成された複数のシール部材を重ねて構成され、かつ、重ねられたシール部材の１つは他の少なくとも１つのシール部材と前記放射状のスリットの交差位置が異なることを特徴とする現像剤収納容器を提案する。
【０００７】
なお、本発明は、前記シール手段は重ねられた前記シール部材における放射状のスリットの位相がそれぞれ異なると、効果的である。
さらに、本発明は、前記シール部材に前記開口の中心で交差するスリットが形成され、他の少なくとも１つのシール部材に前記開口の中心から離れた位置で交差するスリットが形成されていると、効果的である。
【０００８】
さらに、本発明は、前記複数のシール部材が発泡スポンジからなり、該シール部材の少なくとも１つが非通気性材料で作られていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記非通気性材料で作られたシール部材が圧縮発泡スポンジ製シールであると、効果的である。
【０００９】
さらにまた、本発明は、前記非通気性材料で作られたシール部材が非通気性フィルム製シールであると、効果的である。
【発明の実施の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る現像剤収納容器としてのトナー収納容器が用いられるトナー補給機構を示す構成図、図２はそのトナーが補給される側である現像装置の一部を示す断面図である。
【００１１】
図１において、電子写真法による画像形成装置は、現像装置１０により像担持体１に形成された静電潜像がトナー像として現像される。この現像装置１０には、現像剤収納容器としてのトナーを収納したトナー収納容器２０から現像剤移送手段としての粉体ポンプ手段４０および移送チューブ１６を介してトナーが補給される。
【００１２】
現像装置１０には、図１ないし図３に示すように、感光体１に対向配置された現像スリーブ１１と、第１攪拌スクリュー１２、第２攪拌スクリュー１３とが備えられている。現像装置１０内での現像剤は、第１攪拌スクリュー１２によって図３の左から右へ搬送され、第２攪拌スクリュー１３によって右から左へ搬送されるようにして循環される。この循環の間に搬送路の途中で現像スリーブ１１に移送された現像剤により感光体１上に形成された静電潜像を現像する。なお、符号１８はトナー濃度センサである。
【００１３】
この現像装置１０には、図２ないし図４に明示するように、その上部に粉体ポンプ手段４０が設けられ、該手段は吸い込み型の一軸偏芯スクリューポンプ４１を具備している。このスクリューポンプ４１の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ４２と、ゴム等の弾性体で内側に２条スクリュー形状に作られ固定されて設置されるステータ４３と、これらを包みかつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料等から作られたホルダ４４とを有している。そして、本実施形態では第１攪拌スクリュー１２と一体連結され、図示していない駆動装置に駆動連結された歯車１６と、上記ロータ４２とピン継ぎ手により連結された駆動軸４３ａに一体連結された歯車４５とが噛み合っているとともに、歯車４５には歯車１６による回転駆動を断続する断続手段としての電磁クラッチ４６を介在させている。
【００１４】
ところで、第１および第２攪拌スクリュー１２、１３は画像形成時に常時回転駆動させているものであり、したがって１軸偏芯スクリューポンプ４１と第１攪拌スクリュー１２とを一体連結して駆動すると、第１攪拌スクリュー１２の駆動時にトナーが補給されてしまい、現像剤の濃度制御に基づいてトナー補給を行う現像装置に適用できなくなる。
【００１５】
そこで、スクリューポンプ４１への駆動伝達を電磁クラッチ４６で制御することで、現像装置１０内の現像剤濃度を一定に保つように制御する方式の現像装置に適用させることができる。本例の場合、現像装置１０には透磁率検出器１８が設けられており、該検出器１８により現像装置１０内のトナーとキャリアの混合比の変化を検知し、その際トナーが少ないと検知されると、電磁クラッチ４６がオンし、１軸偏芯スクリューポンプ４１を作動してトナーを補給する。そして、現像装置１０内の現像剤の濃度が所定濃度に達すると、電磁クラッチ４６がオフし、第１攪拌スクリュー１２が回転駆動されていてもスクリューポンプ４１は作動せず、トナー補給はされない。なお、現像装置１０は感光体上に形成したトナー像の反射濃度を検知してトナー補給量を制御する等の適宜の方法を採用することもできる。
【００１６】
このスクリューポンプ４１は、ロータ４２の回転により強い自吸力が生じ、トナー収納容器２０からトナーを吸い込むことができる。吸い込まれたトナーは、スクリューポンプ４１と第１攪拌スクリュー１２との間に形成された供給孔１７により現像装置１０内に移送され、そして２成分現像方式を用いている場合にはこの移送工程中に補給されたトナーが現像装置１０内の現像剤と攪拌混合され、均一な剤濃度と適正な帯電量になる。なお、現像装置には脱気孔１４ａとその脱気孔１４ａを覆うフィルター１４が設けられ、空気のみを現像装置１０から脱気し、現像時に発生する装置の昇圧を抑え、トナー補給の安定化と現像装置からのトナー飛散を防止するように構成している。１軸偏芯スクリューポンプ４１の吸い込み部に接続したチューブ１５は、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効である。
【００１７】
図５は、トナー補給機構の主要部を示す断面説明図であって、符号５０は画像形成装置本体に設けられたトナー収納容器２０がセットされるセット部である。このセット部５０には、ほぼ真上方向に延在するトナー収納容器２０内に入り込む挿入部材としてのノズル５１が一体または脱着可能であるが位置固定に設けられている。ノズル５１は、円筒状に形成されているとともに、上部に設けられた尖端部５２に続いてトナー受け入れ口５３が設けられ、トナー受け入れ口５３は軸芯部に設けられ、先端において上記チューブ１５が接続されたトナー排出路５４に続いている。
【００１８】
トナー収納容器２０は、図５および図６の（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、保護ケースとしての外箱２１と、その外箱２１内に収容されたトナー袋２２とを有するバックインボックスタイプに構成されている。この外箱２１は、剛性を有する紙、段ボール、樹脂等の材料から作られ、トナー袋２２が殆ど隙間なく収まる程度の内部空間を持つ。
【００１９】
また、トナー袋２２は下部中央に口金部材２３が一体または固着により設けられている。このトナー袋２２は、ポリエチレンやナイロン等の樹脂製または紙製のシート状（８０〜１２５μｍ程度の厚み）のフレキシブルなシート材を単層または複層構成にして折り紙製作のように作られた空気の流入出が無い密閉された袋状容器形状のものである。
【００２０】
このトナー袋２２は、トナーが排出され易くするため、上下方向の適宜中間部より底部の口金部材２３に向かって絞り込まれた形状に形成されている。そして、この絞り込まれた部分に折れが生ずると、多量のトナーが残留する。このため、トナー袋２２の傾斜した部分には図６（ｃ）に明示する高剛性を有するシート状補強部材２４が口金部材２３の上部の位置に接着などにより取り付けられている。このシート状補強部材２４は、トナー袋２２と同一材料で厚みを増したものや、外箱２１と同じ材質ものを使用することがリサイクル上有利である。また、これらシート材の表面にＡｌ蒸着処理を施すことは静電気対策や防湿対策に有効である。
【００２１】
上記口金部材２３は、図５に示すように、本体ケース２５とシール手段３０とからなり、この本体ケース２５はポリエチレンやナイロン等の樹脂製であって、そのほぼ中央に形成された開口に向かって漏斗状の形状をなしている。開口は、トナーを排出するためのものであり、シール手段３０はこの開口に嵌合装着されている。なお、本体ケース２５はトナー袋２２のシート材と同一材料もしくは同一系統の材料を使用することがリサイクルの観点で望ましい。
【００２２】
図７は、シール手段３０の構成を示す斜視図である。
シール手段３０は、複数、本例では２つの円盤状に形成されたシール部材３１，３２より構成されている。
【００２３】
シール部材３１は、軸芯で交差する十字の貫通したスリット３３が形成されている。これに対し、シール部材３２は軸芯に対してズレた位置、すなわち偏芯された位置で交差する十字の貫通したスリット３４が形成されている。シール部材３１のスリット３３の長さは、図８に示すノズル５１の外径と同径かそれより長くても最大で２mm程度大径の軸芯を中心とした円Ａの直径の長さとし、シール部材３２のスリット３４はその１つがシール部材３１と同じ円Ａの直径の長さに作られ、他の１つが円Ａに内接するがそれよりも短く設定されている。これらシール部材３１，３２は、各々の十字状スリット３３，３４が重ならないように位相をズラした位置に取り付けられている。この場合、シール部材３１と３２、及びシール部材３２とケース２５をそれぞれ接着位置はスリット形成円Ａの外側となる位置において、両面接着テープなどの接着手段により接着されて組み立てられている。シール部材３１，３２の材質は発泡スポンジ等の弾性体で作られ、耐トナー性と空気の透過が非常に少ない、クリープに優れた強度を有したものを使用する。具体的には、ブリジストン社製ポリエステル系ポリウレタンフォームＳＴ、イノアック社製モルトプレンＳＭ６５、ＳＭ５５が適している。
【００２４】
トナー収納容器２０は、セット部５０への装填すると、シール部材３１，３２のスリット３３，３４がノズル５１により軸方向に押し広げられる。また、トナー収納容器２０をセット部５０から離脱すると、押し広げられたスリット３３，３４は元の状態に復元し、トナー袋２２を密閉する自閉弁の役割をはたす。そして、シール部材３１，３２のスリット３３，３４は位相がズレた位置で、かつスリット３４が偏芯しているので、シール部材３１のスリット３３がシール部材３２によりシールされる。よって、トナー収納容器２０はトナー排出のための開口が確実に密閉され、非装填時にスリット３３からトナーが外部に飛散することがない。
【００２５】
図９は、本発明の他の実施形態を示す斜視図で、本例の場合、シール部材３２上にシール部材３５を設けている。
シール部材３５は、非通気性材料、例えばポリエステルフィルム製の厚さ２５〜５０μｍで作られた薄板円盤状に形成されており、シール部材３１のスリット３３と同形状の貫通するスリット３６が設けられている。このシール部材３５は、シール部材３２にスリットに影響しない位置で両面接着テープなどの接着手段により取り付けられている。
【００２６】
このように構成すると、トナー袋２２の気密性とトナー飛散の防止をさらに高められる。また、非通気性材料のシール部材３５としてはシール部材３１，３２の材質を通常の発泡スポンジを厚み方向に熱プレスにより圧縮して作られた、圧縮発泡スポンジを用いることでき、上記実施形態と同様にトナー袋２２の気密性向上に効果がある。圧縮発泡スポンジの具体例としては、ブリジストン社製ポリエステル系ポリウレタンフォームＳＴまたはイノアック社製モルトプレンＳＭ６５、ＳＭ５５の１/２圧縮品が有効であった。
【００２７】
このよう構成されたトナー収納容器２０は、ノズル５１に押し込むまたは引き抜くことでトナー収納容器２０の交換が行えるので、これら交換時の操作性が良い。同時にこれら交換時にて、上記したシール部材３１、３２，３５の効果によりトナー飛散や汚染の防止が図れる。また、トナー収納容器２０はシール性が良いので、トナー収納容器内のトナーは外気（特に湿度）の影響を受けずトナー品質特性の保護・維持がはかれる。さらに、そのシール方法は構成が簡易なので、トナー収納容器２０の簡易化、低コスト化ばかりでなくトナー補給装置の簡易化、低コスト化、機械メンテナンス性の向上にも寄与する。
【００２８】
また、外箱２１は剛性を有するので、トナー収納容器２０における画像形成装置のセット部への装填・離脱時の操作性を容易にするとともに、トナー収納容器２０内のトナー特性の損傷防止（トナー品質特性の保護・維持）にも有効である。
【００２９】
また、本発明はブロー成形法などにより形成された口金部材２３とトナー袋２２が一体構造をなすフレキシブルなトナー収納容器を用いることも可能であり、且つ本発明の意図に反しないこともいうまでもない。
【００３０】
図６（ｂ）、（ｃ）は、トナー収納容器２０内にトナーが充満されている時の状態を示している。この状態の容器をセット部５０に装填し、トナー補給動作行うと、トナー収納容器２０内のトナーは、粉体ポンプ手段４０が発生する吸引圧とトナーの重力により図５の矢印の方向に移動し、ノズル５１の先端部に設けられたトナー受け入れ口５３よりトナー排出路５４、さらにチューブ１５を経て粉体ポンプ４１に移送される。そして、現像装置１０にトナーが補給され、この動作を繰り返す毎に、トナー収納容器２０内の内圧は次第に減圧される。
【００３１】
トナー収納容器２０は、そのトナー袋２２が、粉体ポンプ手段４０が発生する吸引圧よりも小さい圧力で変形する材料又は構造にて作られている、すなわちフレキシブルな袋であると、トナー袋２２は減圧作用に従い大気圧とのバランスを保つためトナー袋２２はその体積を減じる。すなわち、トナー袋２２がトナー補給に応じて減容する。
【００３２】
本発明のトナー収納容器２０では、トナー袋２２をフレキシブル材料で作り、かつその一部にシート状補強部材２４を具備した構成をなす。よって、トナー袋２２はトナー補給されつづけると減容してゆく。トナー収納容器の減圧作用に従いトナー袋２２は、図１０に示すように、上部より減容し、減容が進むとシート状補強材２４は下部を支点としてその形を保ったまま容器の内側に移動する。
【００３３】
トナー収納容器２０のトナー袋２２内に収納されているトナーは、この減容作用とトナーの重力により一カ所に滞留することなく移動し、トナー補給時にトナーが排出されてできた袋内の空間を補填する。
【００３４】
袋内のトナーには、機械的な大きなストレスが加わらないのでトナー凝集も起こさず、且つ流動性の悪いトナーを使用してもトナー収納容器２０内で架橋現象の発生が防止され、トナー袋２２のトナー収納量の多少にかかわりなくトナー物性が常に安定した状態を維持でき、安定したトナー補給が可能となる。また、収納されているトナーはトナー袋２２内に残すことなく排出される。さらには、トナー収納容器２０のトナー袋２２はトナーがなくなった状態では、充満時と比べその容積が大幅に減容される。
【００３５】
シート状補強材２４は、上記したように、下部を支点としてその形を保ったまま容器の内側に移動するので、容器減容時に下部のトナー排出側の空間を維持し、トナー排出を妨げ無いのでより確実なトナー排出が得られる。トナー袋２２内のトナーは、吸引型粉体ポンプにより排出されるので、残留トナーがほとんど無く、経済的であり且つ使用後のトナー収納容器の処置が安全かつ衛生的に行える。
【００３６】
使用後のトナー収納容器２０は、外箱２１とトナー袋２２が容易に分解でき、外箱２１は折り畳め、トナー袋２２はフレキシブルであるので、従来のカートリッジ、ボトルといったハードボトルに比較し、容器がかさばらないので運搬や保管時での取扱性が良く、運搬や保管時の収納スペースをとらないという利点を持つ。さらにまた、使用済み外箱２１、トナー袋２２は、ユーザー先からメーカーに引き取り、再生・再利用や焼却処理が行われるが、本トナー収納容器２０は上記のごとく固い材料は口金部材２３だけなので非常に小さく出来、容器を任意に丸めたり、折り畳むことができ、運搬や保管時での取扱性が良く、運搬や保管時の収納スペースをとらない（かさばらない）という利点が更に増長し、ユーザー先からメーカーへ回収物流コストの大幅な低減が可能となる。
【００３７】
本トナー補給装置は画像形成装置の現像装置に対して、フレキシブルなトナー移送パイプのみを接続するだけでよく、トナーの飛散がないので粉塵問題の発生も無く安全である。かつ現像装置に対するトナー補給装置の設置位置・場所の制約を持たないので、ユーザーのトナー収納（補給）容器の交換時の操作性が最もやり易い場所にトナー補給装置を設ける事が可能となる。
【００３８】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。
例えば、現像剤収納容器はトナーに限らず、トナーとキャリアからなる現像剤でもよく、さらにトナーにおいても２成分現像用のものでも、１成分分用のものでもよいことは当然である。
【００３９】
さらにまた、上記実施形態の挿入部材であるノズル５１は断面円形のものであるが、その形状は楕円、多角形等でもよく、但し多角形の場合、正多角形で、角に丸みを付けることが好ましい。
【００４０】
【発明の効果】
請求項１ないし３の構成によれば、容器の気密性を高められるとともに、挿入部材の装填・離脱時において剤漏れを発生を防止することができる。
【００４１】
請求項４ないし６の構成によれば、容器のより気密性を高められるので、上記した効果がより確実に得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の剤収納容器を用いたトナー補給機構を示す概略図である。
【図２】図１に示す現像装置の端部の部分平面図である。
【図３】図１に示す現像装置の部分平面図である。
【図４】図１に示す現像装置の側面図である。
【図５】トナー収納容器と粉体ポンプ手段の関係を示す説明図である。
【図６】本発明に係るトナー収納容器を示し、（ａ）は外観図、（ｂ）は外箱の一部を外した状態の説明図、（ｃ）はトナー袋の外観図である。
【図７】本発明に係るトナー収納容器の一実施形態を示すシール部の斜視図である。
【図８】図７の平面説明図である。
【図９】本発明に係るトナー収納容器の他の実施形態を示すシール部の斜視図である。。
【図１０】本発明に係るトナー収納容器の減容状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２０トナー収納容器
２２トナー袋
２３口金部材
３０シール手段
３１，３２，３５シール部材
３３，３４，３６スリット
５１ノズル

Claims

内部に収納した粉体の現像剤を排出するための開口を有する現像剤収納容器において、
前記開口は、シール手段によって覆われており、該シール手段は現像剤を排出するための挿入部材が抜き差しされる一点で交差する放射状のスリットが形成された複数のシール部材を重ねて構成され、かつ、重ねられたシール部材の１つは他の少なくとも１つのシール部材と前記放射状のスリットの交差位置が異なることを特徴とする現像剤収納容器。
請求項１に記載の現像剤収納容器において、前記シール手段は重ねられた前記シール部材における放射状のスリットの位相がそれぞれ異なることを特徴とする現像剤収納容器。
請求項１または２に記載の現像剤収納容器において、前記シール部材に前記開口の中心で交差するスリットが形成され、他の少なくとも１つのシール部材に前記開口の中心から離れた位置で交差するスリットが形成されていることを特徴とする現像剤収納容器。
請求項１ないし３のいずれかに記載の現像剤収納容器において、前記複数のシール部材が発泡スポンジからなり、該シール部材の少なくとも１つが非通気性材料で作られていることを特徴とする現像剤収納容器。
請求項４に記載の現像剤収納容器において、前記非通気性材料で作られたシール部材が圧縮発泡スポンジ製シールであることを特徴とする現像剤収納容器。
請求項４に記載の現像剤収納容器において、前記非通気性材料で作られたシール部材が非通気性フィルム製シールであることを特徴とする現像剤収納容器。