JP4871641B2

JP4871641B2 - トナーカートリッジ

Info

Publication number: JP4871641B2
Application number: JP2006139192A
Authority: JP
Inventors: 勤佐藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba TEC Corp
Priority date: 2006-05-18
Filing date: 2006-05-18
Publication date: 2012-02-08
Anticipated expiration: 2026-05-18
Also published as: CN101075115B; US7957680B2; CN101075115A; JP2007310150A; US20070269238A1

Description

本発明は、画像形成装置にトナーを補給するためのトナーカートリッジに関する。

従来のトナーカートリッジとして、トナーを収容するとともに内部のトナーを排出するための排出口が設けられた容器体と、容器体内に回転可能に軸支されるとともに、回転駆動することにより収容部内に収容されたトナーを撹拝しながら内壁に沿って搬送し、排出口から送り出すミキサとを有するものがあり、スクリューは、これの外周部が、収容部の内壁に近接した位置に配置されるように構成されている。

しかしながら、上記従来のトナーカートリッジにおいては、ミキサと容器体の内壁との間に隙間が形成されているため、容器体内のトナーの残量が少なくなるにつれ、容器体の内壁とミキサとの間の隙間にトナーが溜まり、このトナーを排出することができないという課題がある。

この課題を解決するものとして、トナーを収容すると共に内部のトナーを排出するための排出口が設けられた収容部と、前記収容部内に軸支された回転軸に連結され、該回転軸が回転駆動することによって前記収容部内に収容されたトナーを撹絆しながら、トナーを内壁に沿って搬送して前記送出口から送り出す攪拌部材とを備えており、前記攪拌部材が、所定の弾性変形を有する前記回転軸側の基部と、該基部の半径方向外側に配置されて前記収容部の内壁を摺擦し、該基部よりも弾性変形が大きい先端部とを有する搬送部材を備えたものがある(例えば、特許文献1参照。)。
特開平１０―２８２７７４号公報

しかしながら、この場合、搬送部材の先端部が収容部の内壁を摺擦する際に、先端部と収容部の摺動摩擦により、内壁に溜まっていたトナーにストレスが加わり、トナーの性質に変化が生じ、クランプ(いわゆる粗大粉)が発生する場合がある。このようなクランプの発生は、用紙の印字面におけるクランフ画像の発生につながり、画像形成処理における画質向上の妨げとなっていた。

本発明は、上述した問題点を解決するためになされたものであり、画像形成装置に装着されるトナーカートリッジにおけるトナー収容部の底部へのトナーの残留を防止し、ひいては画像形成処理における画質の向上に寄与することのできるトナーカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決し目的を達成するために、本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に装着され、前記画像形成装置にトナー補給するトナーカートリッジにおいて、トナーを収容するとともに収容しているトナーを排出するための排出口が設けられた、底部に所定の曲率を有する形状の収容部と、前記収容部内のトナーを前記排出口に搬送する搬送部材と、前記収容部内で回転軸を中心として回転し、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材と、前記攪拌部材に、先端部が前記収容部の底部と接触するように設けられ、前記先端部に前記収容部の底部と略同じ曲率を有する部分が形成されたシート部材とを有する。

本発明によれば、画像形成装置に装着されるトナーカートリッジにおけるトナー収容部の底部へのトナーの残留を防止し、ひいては画像形成処理における画質の向上に寄与する。

以下、本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す概略図を示す斜視図である。図１に示すように、この画像形成装置１は４連タンデム方式のカラーコピー機であり、複写機本体１００、プラテンカバー２００、コントロールパネル３００、及び複数の給紙カセット４００を備えている。

複写機本体１００は、画像形成に関する主な役割を担うものであり、その前面にはカバー１００ａが開閉可能に設けられている。このカバー１００ａを開くと、その上部側には第１〜第４のトナーカートリッジ５０１〜５０４が並設されている。プラテンカバー２００は、複写機本体１００上に一側端を中心として回動可能に設けられている。コントロールパネル３００は、コピー操作のための入力部であり、複写機本体１００の上面に設けられている。給紙カセット４００は、用紙を収納するためのものであり、複写機本体１００の下側に着脱可能に設けられている。また、排紙ユニット６００は、第１〜第４のトナーカートリッジ５０１〜５０４が並設された上部に設けられている。

それぞれ第１〜第４のトナーカートリッジ５０１〜５０４は、カートリッジ保持機構５０５に対して着脱可能に設けられている。第１〜第４のトナーカートリッジ５０１〜５０４は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを補給するものである。

次に図２を参照しながら第１のトナーカートリッジ５０１の構成について説明する。なお、第２〜第４のトナーカートリッジ５０２〜５０４は、第１のトナーカートリッジ５０１と殆んど構成が同じであるため、その説明を省略することとする。

図２は同実施形態に係る第１のトナーカートリッジ５０１の全体構成を前面側から示す斜視図である。ここで、第１のトナーカートリッジ５０１についてキャップ５０１ｎがある面を前面側、攪拌部材としてのミキサギア５０１ｌがある面を背面側とする。

図２に示すように、第１のトナーカートリッジ５０１は、トナーを収容するトナー収容部としてのカートリッジ本体５０１ａを備えている。このカートリッジ本体５０１ａは、容器体５０１ｂと蓋体５０１ｃから構成され、その背面側にはトナー情報を判別するための第１、第２の判別突起部６０１、６０２が設けられている。

容器体５０１ｂは断面Ｕ字状、蓋体５０１ｃは矩形板状をしている。容器体５０１ｂの前面側には、カートリッジ本体５０１ａ内のトナーを排出し、画像形成装置１にトナーを供給するトナー補給口としての排出部５０１ｇが設けられている。この排出部５０１ｇは、容器体５０１ｂの底面から下方に突出しており、その下端部には排出部５０１ｇに形成された排出口（図示しない）を開閉するシャッター５０１ｈが設けられている。

容器体５０１ｂの内底部には、カートリッジ本体５０１ａ内のトナーを排出部５０１ｇに搬送するための搬送部材としてのスクリュー５０１ｉが設けられている。スクリュー５０１ｉの背面側の端部の先端部には駆動部材としてのカップリング部材５０１ｊが設けられている。このカップリング部材５０１ｊは、複写機本体１００に設けられた図６に示す駆動装置７００に連結され、トナー補給のたびに回転駆動される。

カートリッジ本体５０１ａの内部には、カートリッジ本体５０１ａ内のトナーを攪拌するためのミキサ５０１ｋが設けられている。ミキサ５０１ｋの背面側の端部には、ミキサギア５０１ｌが設けられている。このミキサギア５０１ｌは、スクリュー５０１ｉに設けられたギアとしてのカップリング部材５０１ｊと噛合しており、スクリュー５０１ｉを回転させると、それに連動してミキサ５０１ｋが回転するようになっている。

容器体５０１ｂの前面側には、カートリッジ本体５０１ａにトナーを充填するための充填口５０１ｍが形成されている。この充填口５０１ｍは円形をしており、キャップ５０１ｎにより密閉されている。

図３は、第１のトナーカートリッジ５０１を上面から見た図である。また、図４は、図３の１−１に沿った第１のトナーカートリッジ５０１の断面図を示す。ミキサ５０１ｋの固定は、以下のようになされている。第１のトナーカートリッジ５０１の背面側では、ミキサ５０１ｋは、ミキサギア５０１ｌとカップリング部を介して接続している。また、第１のトナーカートリッジ５０１の前面側では、ミキサ５０１ｋは、凸状に形成された凸部５０１ｔを端部に有し、容器体の前面側に設けられた凹部５０１ｓに嵌っている。

ここで、凹部５０１ｓの内径は、凸部５０１ｔの外径より僅かに大きい径を有している。そのため、ミキサ５０１ｋが回転してトナーを攪拌すると、凸部５０１ｔと凹部５０１ｓとの僅かな隙間にトナーが入り込む。これにより、凸部５０１ｔと凹部５０１ｓの摩擦は軽減し、潤滑にミキサ５０１ｋが回転することが可能となる。

図５は、図３の２―２に沿った第１のトナーカートリッジ５０１の断面図を示す。蓋体５０１ｃは、蓋体突起部５０１ｑを有している。蓋体突起部５０１ｑは、蓋体５０１ｃを容器体５０１ｂに装着したときの容器体５０１ｂの上端に設けられている。蓋体突起部５０１ｑは、蓋体５０１ｃと容器体５０１ｂとの接合部から幅方向に所定長の辺ａ、蓋体５０１ｃと容器体５０１ｂとの接合部から容器体５０１ｂに向かって、辺ａとほぼ直交関係にある所定長の辺ｂ、そして、これら２辺から決定される斜辺ｃで囲まれた断面三角形状の突起である。

また、蓋体突起部５０１ｑの所定長の辺ｂと蓋体５０１ｃの長手方向で囲まれる面は、蓋体５０１ｃを容器体５０１ｂに装着したときに、容器体５０１ｂとの間に隙間が生じることなく接するように形成されている。

トナーカートリッジ本体５０１ａのトナー量が少なくなると、ミキサ５０１ｋの外周部と容器体５０１ｂの内壁との間には隙間が生じるため、この隙間に残ったトナーはミキサ５０１ｋにより搬送することはできない。しかし、この実施形態であると、蓋体突起部５０１ｑは、容器体５０１ｂと蓋体５０１ｃの接合部に生じる隙間を埋めるため、この隙間へのトナーの残留を防ぐことができる。

さらに、蓋体突起部５０１ｑは、斜辺ｃを有した面が設けられているため、蓋体突起部５０１ｑに付着したトナーは、容器体５０１ｂの底部に流れ落ちやすくなり、トナーの付着も起きにくい。

また、図５に示すように、掃出しシート５０１ｏは、ミキサ５０１ｋの外周部である取付面５０１ｒに固定されている。また、掃出しシート５０１ｏの取付面５０１ｒに固定されていない自由端である掃出し部５０１ｐは、ミキサ５０１ｋの外周部から更に延在方向に突出している。ミキサ５０１ｋは、第１のトナーカートリッジ５０１を前面側から見た断面図である図５において反時計回りで回転する。そのため、掃出し部５０１ｐは、容器体５０１ｂの底部に接触する。

さらに、図２に示すようにミキサ５０１ｋの取付面５０１ｒには、長手方向にわたって掃出しシート５０１ｏが取り付けられている。また、掃出しシート５０１ｏには、回転軸と略平行な方向において、幅方向全長に亘って所定間隔、ここでは５ｍｍ間隔で、図２に示す複数の切り込み部５０１ｘが形成されている。そのため、掃出しシート５０１ｏの分割部分は、独立して弾性変化可能となる。

図５に示すように、掃き出シート５０１ｏは、ミキサ５０１ｋの回転軸に略直交する平面上において、ミキサ５０１ｋの回転半径方向から回転方向後側に約４５度だけ傾斜する角度で、ミキサ５０１ｋの回転半径方向外側端部の取付面５０１ｒに貼り付けられている。掃き出シート５０１ｏは、取付面５０１ｒに対して、その一端が両面テープ等で取り付けられている。掃き出シート５０１ｏは、厚さ寸法が約０．０５ｍｍの弾性変化可能な帯状のＰＥＴシートである。

図６に示す駆動装置７００から駆動力が伝達されカップリング部材５０１ｊが回転駆動すると、これと一体にスクリュー５０１ｉが回転駆動するとともに、ミキサギア５０１ｌを介してミキサ５０１ｋが回転駆動する。これにより、ミキサ５０１ｋがトナーを撹拝するとともにスクリュー５０１ｉに送り出し、搬送されてきたトナーをスクリュー５０１ｉが排出部５０１ｇまで搬送する。そして、トナーは、排出部５０１ｇから排出される。第１のトナーカートリッジ５０１の使い始めの頃は、容器体５０１ｂ内のトナー量は多いが、ミキサ５０１ｋと一体に掃出しシート５０１ｏが回転しても、掃出し部５０１ｐに当接するトナーは、切り込み部５０１ｘを通って掃出し部５０１ｐの後方へ流動するため、掃出しシート５０１ｏがミキサ５０１ｋの回転の抵抗となることはない。

また、第１のトナーカートリッジ５０１のトナー量が少なくなると、ミキサ５０１ｋの外周部と容器体５０１ｂの内壁との間には隙間が形成されているため、この隙間に残ったトナーはミキサ５０１ｋにより搬送することはできない。しかし、掃出しシート５０１ｏが、容器体５０１ｂの底部に接触するため、隙間に残ったトナーをスクリュー５０１ｉへ送り出すことができる。これにより、第１のトナーカートリッジ５０１のトナー残量を減少させることができる。

次に、本実施形態の重要な部分である掃出しシート５０１ｏの形状について説明する。図７は、図３の２―２に沿ったトナーカートリッジ５０１の断面図を示している。ここで、取付面５０１ｒに固定されていない自由端である掃出しシート５０１ｏにおいて、掃出し部５０１ｐの容器体５０１ｂの底部に接触する部分を特に先端部５０１ｕとする。

図７は、掃出しシート５０１ｏの先端部５０１ｕが容器体５０１ｂの底部に接触している図である。先端部５０１ｕの断面形状について、容器体５０１ｂの底部に接触する先端部５０１ｕの外縁は、例えば容器体５０１ｂ底部と同じ曲率で予め形成されている。本実施形態では、第１のトナーカートリッジ５０１の容器体５０１ｂの底部を、半径約３３ｍｍにて形成した。このため、掃出しシート５０１ｏの先端部５０１ｕも容器体５０１ｂの底部とほぼ同じ曲率で形成してある。また、第１のトナーカートリッジ５０１の容器体５０１ｂの底部の半円筒形状の内壁に接触する掃出しシート５０１ｏの先端部５０１ｕの長さ寸法は、１．１ｍｍが好適である。先端部５０１ｕをこの寸法に固定するために、掃き出し部５０１ｐの長さ寸法は、５．４ｍｍに設定されている。

つまり、ミキサ５０１ｋが回転し、それと共に掃出しシート５０１ｏ及び先端部５０１ｐも反時計回りで回転するが、先端部５０１ｕは、容器体５０１ｂの底部とちょうど滑らかに接する様に形成される。そのため、先端部５０１ｕがミキサ５０１ｋの回転に伴いミキサ５０１ｋの軸を中心に一回転しても、先端部５０１ｐは、容器体５０１ｂの底部を圧接することなく接するのみであり、先端部５０１ｐは容器体５０１ｂ及び蓋体５０１ｃとの接触によって弾性変化させられることはない。また、予め容器体５０１ｂの底部とほぼ同じ曲率が形成されているので、曲率が形成されていないシートを用いた場合に容器体５０１ｂの底部を掃出しシート５０１ｏが打ち付けるような形で接触することがなく、掃出しシート５０１ｏの回転に伴い第１のトナーカートリッジ５０１に不要な振動などを与えることもない。

したがって、先端部５０１ｕが上記のような形状を有することで、先端部５０１ｕは、ミキサ５０１ｋが回転するときに、容器体５０１ｂとの間で摩擦を生じさせることはなく、先端部５０１ｕがミキサ５０１ｋの回転に対して抵抗することはない。また、先端部５０１ｕは、容器体５０１ｂとの間で摩擦を生じさせないため、先端部５０１ｕがトナーを掃き出すときに、トナーの性質を変化させることも防げる。そのため、クランプが発生することを防ぐことができ、用紙の印字面におけるクランプ画像の発生も防げ、画像形成処理における画質向上が可能となる。

本発明は、前記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、前記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

本発明の一実施の形態に係る電子写真複写機の内部構造を示す概略図。同実施の形態に係るトナーカートリッジを前面上方から見た斜視図。同実施の形態に係るトナーカートリッジを上方から見た平面図。同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を示す横断面図。同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を示す縦断面図。同実施の形態に係る電子写真複写機の内部を前面上方から見た斜視図。同実施の形態に係るトナーカートリッジの内部構成を拡大して示す縦断面図。

符号の説明

１…画像形成装置、１００…複写機本体、２００…プラテンカバー、３００…コントロールパネル、４００…給紙カセット、５０１…第１のトナーカートリッジ、５０１ａ…トナーカートリッジ本体、５０１ｂ…容器体、５０１ｃ…蓋体、５０１ｇ…排出部、５０１ｈ…シャッター、５０１ｉ…スクリュー、５０１ｊ…カップリング部材、５０１ｋ…ミキサ、５０１ｌ…ミキサギア、５０１ｍ…充填口、５０１ｎ…キャップ、５０１ｏ…掃出しシート、５０１ｐ…掃出し部、５０１ｑ…蓋体突起部、５０１ｒ…取付面、５０１ｓ…凹部、５０１ｔ…凸部、５０１ｕ…先端部、５０１ｘ…切り込み部、５０１ｙ…ギアカバー、５０２…第２のトナーカートリッジ、５０３…第３のトナーカートリッジ、５０４…第４のトナーカートリッジ、５０５…カートリッジ保持機構、６０１…第１の判別突起部、６０２…第２の判別突起部、６００…排紙ユニット、７００…駆動装置。

Claims

画像形成装置に装着され、前記画像形成装置にトナー補給するトナーカートリッジにおいて、
トナーを収容するとともに収容しているトナーを排出するための排出口が設けられた、底部に所定の曲率を有する形状の収容部と、
前記収容部内のトナーを前記排出口に搬送する搬送部材と、
前記収容部内で回転軸を中心として回転し、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌する攪拌部材と、
回転方向後側に所定角度傾斜する角度で前記攪拌部材に設けられ、前記収容部の底部と接触する先端部に前記収容部の底部と略同じ曲率を有する部分が予め形成されたシート部材と、
を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
前記シート部は、前記攪拌部材の外周部から前記シート部の先端部にかけて、前記攪拌部材が前記回転軸を中心として回転する回転方向に対して逆向きに前記曲率で形成され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。
前記シート部材は、長手方向に間隔をおいて、幅方向に切り込まれた複数の切れ込み部を有することを特徴とする請求項２記載のトナーカートリッジ。
前記シート部材は、弾性変形することを特徴とする請求項３記載のトナーカートリッジ。