JP5354312B2 - 粉体供給装置および画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、粉体供給装置および画像形成装置に関する。
特許文献1には、粉体容器に収容している粉体を排出する開口の向きを不使用時には粉体の漏れや流出しない向きにしておき、搬送部材の回転でその向きを変える構造が開示されている。
特許文献2には、トナーカートリッジのトナー放出口がシールリングで閉塞され、そのトナーカートリッジが画像形成装置に装着された後、画像形成装置から伝達される動力を用いてシールリングを駆動する構造が開示されている。
特許文献3には、トナー貯留部に貯留したトナーを開口部から掻き出す掻き出し部材を備え、開口部が蓋で覆われ、掻き出し部材の駆動でその蓋を開放する構造が開示されている。
特許文献4には、現像剤収容室とトナー収容室との間に円筒状のトナー搬送室を設け、そのトナー搬送室の、トナー収容室との間の隔壁にトナー取り入れ口が設けられており、そのトナー取入口が円筒状の曲面に沿って嵌められた遮蔽部材で塞がれ、その遮蔽部材をトナー搬送部材の回転で回転させてトナー取り入れ口を開放する構造が示されている。
特開2000−098724号公報 特開2008−216925号公報 特開平5−127524号公報 特開2011−227532号公報
本発明は、シャッタを移動させる構造によって、粉体の搬送が乱されることを防止する粉体供給装置および画像形成装置を提供することを目的とする。
請求項1は、粉体を受入れる開口が設けられた筐体と、
前記開口に受け入れられた粉体を搬送する搬送部と前記粉体の進入が阻止された非搬送部とを備え、前記筐体内で回転する搬送部材と、
前記搬送部材の回転による前記非搬送部の作用を受け、前記開口を前記筐体の内面側から閉鎖した位置から前記粉体とは接触しない位置に移動して前記開口を開放するシャッタとを備えた粉体搬送装置である。
請求項2は、請求項1記載の粉体搬送装置において、開口は、搬送部と対向し、非搬送部は、搬送部の開口と対向した部分よりも、粉体の搬送方向の上流側にある粉体搬送装置である。
請求項3は、請求項1又は2記載の粉体搬送装置において、搬送部材は、粉体の搬送方向の下流側に向かって斜めに下るよう配置された粉体搬送装置である。
請求項4は、請求項1乃至3の何れかに記載の粉体搬送装置において、搬送部と非搬送部は、共通の軸を中心に回転する粉体搬送装置である。
請求項5は、請求項4に記載の粉体搬送装置において、前記搬送部には、螺旋に形成された羽根が設けられ、前記非搬送部には、前記羽根とは逆向に旋回している螺旋溝が設けられている請求項4に記載の粉体搬送装置である。
請求項6は、請求項5に記載の粉体搬送装置において、前記シャッタは、前記搬送部材の回転の作用を受ける突起部を有し、
前記非搬送部は、前記螺旋溝に繋がって周回方向に一周し、前記シャッタが前記開口を閉鎖した位置において前記突起部が入り込む周回溝を有し、
前記周回溝が、前記搬送部材を逆回転させたときに前記突起部を前記螺旋溝よりも浅い位置から前記螺旋溝に落ち込ませる段差を有する溝である粉体搬送装置である。
請求項は、請求項1乃至の何れかに記載の粉体搬送装置において、前記搬送部と前記非搬送部との境界には、前記軸の周方向の一周に渡って羽根が形成された粉体搬送装置である。
請求項は、請求項1乃至の何れかに記載の粉体搬送装置において、前記開口が開放された位置においては、前記シャッタに前記搬送部が作用しない粉体搬送装置である。
請求項1の粉体供給装置によれば、シャッタを移動させる構造によって、粉体の搬送が乱されることが防止できる。
請求項2の粉体供給装置によれば、シャッタを移動させる構造によって、粉体の搬送が乱されることが防止できる。
請求項3の粉体供給装置によれば、粉体の非搬送部への侵入が防止される。
請求項4の粉体供給装置によれば、搬送部と非搬送部とを共通の軸としない場合に比べて、構造が簡単になる。
請求項5の粉体供給装置によれば、軸を一方向に回転させることで、粉体の搬送とシャッタ部材の移動とを行うことができる。
請求項6の粉体搬送装置によれば、開口を開きぎみの位置に移動したシャッタを、搬送部材を逆回転させることで、開口を閉鎖した位置に戻すことができる。
請求項の粉体供給装置によれば、粉体の非搬送部への侵入が防止される。
請求項の粉体供給装置によれば、開口が開放された後はシャッタが移動しない。
本発明の粉体供給装置の一実施形態であるトナー供給装置を備えた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。 プロセスカートリッジを図1とは異なる面で断面し、図1の紙面の裏側から見たときの、プロセスカートリッジの断面図である。 トナーカートリッジが装着された状態のプロセスカートリッジを感光体側から見たときの外観斜視図である。 図2に示す円Rの部分の拡大図である。 シャッタ部材の斜視図である。 シャッタ部材の内面側を示した斜視図である。 搬送部材の斜視図である。 モータからトナー供給装置に至る駆動力伝達機構を示した斜視図である。 モータからトナー供給装置に至る駆動力伝達機構を示した正面図である。
以下、本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の粉体供給装置の一実施形態であるトナー供給装置を備えた、本発明の画像形成装置の一実施形態であるプリンタの概略構成図である。
図1に示すプリンタ1は、用紙P上に電子写真方式により画像をプリントするプリンタであり、図1において右側の側面が装置の前面となっている。このプリンタ1は、プリンタ本体11に、プロセスカートリッジ2が装置の前面側から着脱自在に装着される構成となっている。さらにこのプロセスカートリッジ2には、このプロセスカートリッジ2がプリンタ本体11に装着された状態のままであっても、トナーカートリッジ3が装置の前面側から着脱自在に装着される。
トナーカートリッジ3には、補給用のトナーが収容されている。このトナーは本発明にいう粉体の一例に相当する。トナーカートリッジ3内のトナーは撹拌部材31の回転により撹拌され凝集が防止されている。この撹拌部材31には、プリンタ本体11に備えられたモータ111からギア(後述する)を介して駆動力が伝達される。このトナーカートリッジ3内のトナーは、プロセスカートリッジ2に備えられている現像器21に供給される。
プロセスカートリッジ2には、現像器21のほか、感光体22、帯電器23、クリーナ24が備えられており、それら現像器21や感光体22とトナーカートリッジ3との間には、クリーナ24で感光体22上から掻き取られた廃トナーを収容する廃トナー収容室25が設けられている。
さらに、プリンタ本体11には、感光体22に向けて露光光112aを照射する露光器112および、感光体22と対向する位置に配置された転写器113が備えられている。
感光体22は、矢印A方向に回転しながら、以下に説明する各種の作用を受ける。
帯電器23は、感光体22の表面をあらかじめ定められた電位に帯電する。
露光器112は、感光体22の、帯電された表面に画像信号に応じた露光光112aを照射して感光体22の表面に静電潜像を形成する。
現像器21にはキャリアとトナーとを含む現像剤が収容されており、2本のオーガ211,212の回転で図1の紙面に垂直な方向に循環移動している。この現像器21内の現像剤は、矢印B方向に回転する現像ロール213によって感光体22に対向した現像位置に運ばれ、その現像剤中のトナーにより感光体22上の静電潜像が現像されて感光体22上にトナー像が形成される。感光体22上に形成されたトナー像は、後述するようにして搬送されてきた用紙P上に、転写器113の作用により転写される。その用紙P上のトナー像は、プリンタ本体11に備えられ定着器114により加熱および加圧を受けてその用紙P上に定着される。
このプリンタ本体11の下部には、用紙カートリッジ115が、図1中右側に引き出し自在に装着されており、この用紙カートリッジ115には、プリント前の用紙Pが複数枚積み重ねられた状態で収容されている。プリントにあたっては、この用紙カートリッジ115内に収容されている用紙Pのうちの最も上に積み重ねられている用紙Pが取出しロール116により取り出され、用紙Pが複数枚重なったまま取り出された場合であっても捌きロール117により確実に一枚だけに分離されて搬送路d1上を搬送され、レジストレーションロール118に至る。このレジストレーションロール118は、搬送されてきた用紙の姿勢を正すとともにその後の搬送タイミングを調整して、その用紙をさらに下流側に送り出す役割りを担っている。このレジストレーションロール118からは、感光体22上のトナー像の転写のタイミングに合うように用紙が送り出され、感光体22上のトナー像がその用紙上に転写される。トナー像の転写を受けた用紙は、さらに搬送路d2上を搬送され定着器114を通過してトナー像の定着を受け、排紙ロール119により、プリンタ本体11の上部に設けられた排紙台120上に排出される。
用紙の両面にプリントするときは、上記と同様にして片面にプリントされた用紙が排紙ロール119により途中まで送り出され、その後排紙ロール119が逆回転して、今度は搬送路d3上を搬送されて、再びレジストレーションロール118に達する。その後は、上記のプリント動作が再度繰り返され、両面にプリントされた用紙が排紙ロール119により排紙台120上に排出される。
このプリンタ本体11のカバーのうちの一部のカバー121は、ヒンジ部121aを中心に矢印C−D方向、つまり装置の前面側に開閉自在となっている。このカバー121を開き、さらに、プロセスカートリッジ2に備えられた半円筒形の固定部材26の把手261を手で持ってその固定部材26を矢印E方向に回転させると、トナーカートリッジ3を着脱するための着脱開口が開き、トナーカートリッジ3の把手32を引いてトナーカートリッジ3を取り出すことができる。このトナーカートリッジ3をプロセスカートリッジ2に装着する際は上記と逆の操作が行われる。すなわち、トナーカートリッジ3の把手32を手に持ってそのトナーカートリッジ3をプロセスカートリッジ2に装着し、そのプロセスカートリッジ2の固定部材26の把手261に持ち替えて固定部材26を矢印F方向に回す。固定部材26を矢印F方向に回すとトナーカートリッジ3がプロセスカートリッジ2内のあらかじめ定めれた位置に固定される。その後、カバー121を矢印D方向に閉じる。
また例えば感光体22が劣化したときなど、プロセスカートリッジ2自体を交換するときは、カバー121を開けた後、そのプロセスカートリッジ2の把手27を持って、トナーカートリッジ3の有無にかかわらず、プロセスカートリッジ2を引き抜き、それとは逆の操作により新たなプロセスカートリッジ2を装着することも可能である。
図2は、プロセスカートリッジを図1とは異なる面で断面し、図1の紙面の裏側から見たときの、プロセスカートリッジの断面図である。
トナーカートリッジ3には、装着状態における下部に、内部のトナーを現像器21に向けて供給するための開口310aが形成されている。この開口310aは、トナーカートリッジ3が単体で存在しているときはシャッタで閉じられており、そのトナーカートリッジ3がプロセスカートリッジ2に装着されてそのプロセスカートリッジ2の固定部材26を矢印F方向に回すと、そのシャッタが開く構造となっている。
トナーカートリッジ3に収容されているトナーは、開口310aを通って矢印G方向に送り出され、トナー供給装置4の筐体41に設けられた開口41aからこの筐体41内に受け入れられ、その筐体41内に配置された搬送部材42の回転により矢印Hで示す搬送方向に搬送され、さらに矢印J方向に落下して現像器21内に供給される。
このトナー供給装置4は、本発明の粉体供給装置の一例に相当するとともに本発明の画像形成装置における粉体供給部の一例に相当する。また、現像器21は、本発明の粉体供給装置における被供給体の一例に相当する。
このトナー供給装置4の詳細については後述する。
図3は、トナーカートリッジが装着された状態のプロセスカートリッジを感光体側から見たときの外観斜視図である。
この図3には、左下に円筒形の感光体22があらわれており、右上にはトナーカートリッジ3とその把手32があらわれている。このトナーカートリッジ3はその大半の部分がプロセスカートリッジ2に備えられている半円筒形の固定部材26により覆われている。この固定部材26は、この図3では、図1,図2に示す矢印F方向に回転してトナーカートリッジ3をこのプロセスカートリッジ2に固定した状態にある。この図3には、その固定部材26を回すための把手261や、プロセスカートリッジ2の全体をプリンタ本体11(図1参照)から引き抜くための把手27も示されている。
図4は、図2に示す円Rの部分の拡大図である。以下、図2とこの図4以降の各図とを参照してトナー供給装置4について詳述する。
このトナー供給装置4は、筐体41と搬送部材42を備えている。筐体41は、トナーカートリッジ3からトナーを受け入れる開口41aを有し、受け入れたトナーの供給先である現像器21に向かって延びる中空の筒形状の筐体である。
なお、筒形状とは少なくとも筐体41の内部が略円筒形状であればよく、外周の形状は円形状に限られるものではない。また、筐体41はプロセスカートリッジ3と一体であっても別体であってもよい。
また、搬送部材42は、筐体41内に配置されてトナーを搬送する搬送方向に延び、モータ111(図1参照)からの駆動力を受けて回転して、開口41aから筐体41内に受け入れたトナーを現像器21に向けて搬送する。
さらに、このトナー供給装置4はシャッタ部材43を備えている。このシャッタ部材43は、搬送部材42の初回の回転前、すなわち、プロセスカートリッジ2が新品の状態にあるときは、開口42aを閉鎖した閉鎖位置にある。そしてこのシャッタ部材43は、搬送部材42の初期の回転により搬送部材42から力を受けて開口42aを開放した開放位置に移動する。したがって、プリンタ1の稼動前はトナー供給装置4の筐体41内にはトナーは存在せず、そのトナー供給装置4内でトナーが凝集して搬送部材42が有効に作用せずにトナーの供給不良が生じるといった事態が回避される。
ここで搬送部材42は、トナーの搬送に寄与する搬送部42Aと、トナーの搬送には寄与せずにシャッタ部材43の開放位置への移動を担当する非搬送部42Bとを有する。本実施形態では、この非搬送部42Bは、トナーの搬送方向(図2に示す矢印H方向)に関し、搬送部42Aの上流側に設けられている。シャッタ部材43は、搬送部材42の非搬送部42Bの作用を受けて開放位置に移動する。
シャッタ部材43の移動を搬送部材42のトナーの搬送を担う部分に担わせると、シャッタ部材43が開放位置に移動した後シャッタ部材43をその位置にとどめるための構造をトナーの搬送を担う部分に設ける必要があり、その構造によりトナーの流れが乱されるおそれがある。本実施形態では、シャッタ部材43の移動を担わせる非搬送部42Bをトナーの搬送に用いる搬送部42Aとは別に設けてあるため、シャッタ部材43を移動させて開放位置にとどめる構造によりトナーの搬送の流れを乱すことが防止される。
図5は、シャッタ部材の斜視図である。また図6は、図5と同じシャッタ部材の、内面側を示した斜視図である。
このシャッタ部材43は、円弧状のシャッタ面431を有し、搬送部材42の初回の回転前において、このシャッタ面431で開口41aを閉鎖している。
また、このシャッタ部材43の内面には、搬送部材42に向かって突き出た突起部432を有する。
図7は、搬送部材の斜視図である。
この搬送部材42は、全体として棒状に延び、モータ111(図1参照)からの駆動力を受けて矢印I方向に回転する。この搬送部材42は、上述の通り、搬送部42Aと、非搬送部42Bとを有する。
搬送部42Aには、この搬送部材42の回転中心線の周りに螺旋に形成された羽根421が設けられており、この搬送部材42が矢印I方向に回転すると、その搬送部42Aの周りのトナーを矢印H方向に搬送する。また、この搬送部42Aを構成する、羽根421を除いた軸426には、太径の部分426aや細径の部分426bが設けられている。これは、周囲のトナーを筐体41の内壁に押し当てたり、緩めたりすることでトナーの搬送性を向上させるための工夫である。
また非搬送部42Bは、上述の通りトナーの搬送には寄与せずにシャッタの開放位置への搬送に寄与する部分である。この非搬送部42Bには、この搬送部材42の回転中心線の周りに螺旋に形成された螺旋溝422を有する。この螺旋溝422は、搬送部42Aに設けられた羽根421とは逆向きに旋回している。この螺旋溝422には、シャッタ部材43の突起部432(図6参照)が入り込み、搬送部材42が回転すると、突起部432が螺旋溝422に案内されてシャッタ部材43がトナーの搬送方向(矢印H方向)に関し上流側に向かって移動する。したがって開放位置に移動した状態のシャッタ部材43は、搬送部42Aによるトナーの搬送の邪魔にはならず、トナーの搬送の流れを乱すことはない。
図2に示すように、本実施形態のトナー供給装置4の筐体41および搬送部材42は、現像器21に向かって斜めに下る姿勢に配置されている。したがって、搬送部材42の非搬送部42Bは、シャッタ部材43を、その斜めに下る方向とは逆方向、すなわち、斜め上に向けて移動させる。
このように、搬送部材42は、現像器21に向かって下る姿勢に配置されているため、搬送部42Aによるトナーの搬送が一層円滑に行われるとともに、搬送部42A内のトナーが非搬送部42Bに進入することが抑えられる。
この螺旋溝422は、以下に説明する始点位置から終点位置まで螺旋に延びている。始点位置は、シャッタ部材43が開口41a(図2,図4参照)を閉鎖する閉鎖位置にあるときにシャッタ部材43の突起部432が入り込む位置であり、この始点位置には、その螺旋溝422に繋がって周回方向に一周する始点側周回溝423が形成されている。また終点位置は、シャッタ部材43が開口41aを開放した開放位置にあるときにシャッタ部材43の突起部432が入り込む位置であり、この終点位置にもその螺旋溝422に繋がって周回方向に一周する終点側周回溝424が形成されている。
シャッタ部材43が開放位置まで移動してくるとシャッタ部材43の突起部432は終点側周回溝424に入り込んで、突起部432との関係では搬送部材42が空回りし、シャッタ部材42はその開放位置から移動することなく、その開放位置に留まる。
また、始点側周回溝423には深さ方向の段部423a(図4参照)が形成されている。この段部423aは、搬送部材42を逆回転させたときにシャッタ部材43の突起部432を螺旋溝422よりも浅い位置から螺旋溝422に落ち込ませる段差を有する。図3に示すプロセスカートリッジ2の組立時に搬送部材42を不用意に回転させてしまうことなどにより、シャッタ部材43が閉鎖位置から開放位置側に少し移動してしまい開口41aが開きぎみになってしまうことがあり得る。本実施形態では、そのような状況が発生したときには、搬送部材42を手動で逆回転させる。すると、シャッタ部材43の突起部432が螺旋溝422に案内されてシャッタ部材43が閉鎖位置に移動し、突起部432が始点側周回溝423に入り込む。仮に始点側周回溝423が形成されていないとすると、突起部432が螺旋溝422の始点位置まで移動した時点で突起部432が搬送部材42に突き当たり、搬送部材42をそれ以上回すことができない状態となる。この場合、搬送部材42を力を入れて回そうとすると突起部432が折れるなどの事故が生じかねない。そこで、ここでは、始点側周回溝423を形成して突起部432が突き当たったりせずに搬送部材42が空回りするようにしている。また、この始点側周回溝423には段部423aが形成されているため、この搬送部材42が正規の方向(図7に矢印Iで示す方向)に回転すると、始点側周回溝423内にある突起部432は、段部423aに当たり、その段部423aに案内されて螺旋溝422に入り込み、その螺旋溝422に終点位置まで案内される。
また、この搬送部材42には、搬送部42Aと非搬送部42Bとの境界の部分に、周回方向一周に渡って筐体41の内壁に近接するまで太径に形成された鍔部425を有する。この鍔部425は、搬送部42A側から非搬送部42B側へのトナーの進入を阻止する役割りを担っており、非搬送部42Bへのトナーの進入が防止される。
図8は、モータからトナー供給装置に至る駆動力伝達機構を示した斜視図である。また図9は、その駆動力伝達機構を示した正面図である。
モータ111(図1を合わせて参照)の軸111aには、ギア111bが設けられており、その軸111aの回転駆動力は、プリンタ本体11側のアイドルギア51,52を介してプロセスカートリッジ2側のギア53に伝達され、トナーカートリッジ3のギア54に伝達されて、トナーカートリッジ3内でトナーを撹拌する撹拌部材31(図1参照)を回転させる。
また、ギア53に伝達された回転駆動力は、図2,図4にも示すギア55にも伝達され、さらにギア56に伝達されてトナー供給装置4の搬送部材42を回転させる。
プロセスカートリッジ2は、プリンタ本体11に着脱自在であり、プロセスカートリッジ2がプリンタ本体11に装着されていない状態では、ギア53はプリンタ本体11側のギア52とは噛み合っていない。また、トナーカートリッジ3はプロセスカートリッジ2から取り外すことができ、トナーカートリッジ3が存在しない状態においては、ギア53はギア54とも噛み合っておらず、ギア53を手で回転させることができる。
シャッタ部材43が閉鎖位置から開放位置側に不用意に移動してしまったときは、このギア53を手で逆回転させる。すると、その逆回転の駆動力がギア55,56に伝達されて搬送部材42が逆回転し、シャッタ部材43が閉鎖位置に移動する。
上述の実施形態では、トナー供給装置4を単色のプリントを行なうプリンタ1に適用した例について説明したが、このトナー供給装置は、例えばカラー画像を形成するいわゆるタンデム型のプリンタなどにも適用することができる。
1 プリンタ
2 プロセスカートリッジ
3 トナーカートリッジ
4 トナー供給装置
11 プリンタ本体
31 撹拌部材
21 現像器
41 筐体
41a,42a,310a 開口
42 搬送部材
42A 搬送部
42B 非搬送部
43 シャッタ部材
111 モータ
431 シャッタ面
432 突起部
421 羽根
422 螺旋溝
423 始点側周回溝
423a 段部
424 終点側周回溝
425 鍔部

Claims (8)

  1. 粉体を受入れる開口が設けられた筐体と、
    前記開口に受け入れられた粉体を搬送する搬送部と前記粉体の進入が阻止された非搬送部とを備え、前記筐体内で回転する搬送部材と、
    前記搬送部材の回転による前記非搬送部の作用を受け、前記開口を前記筐体の内面側から閉鎖した位置から前記粉体とは接触しない位置に移動して前記開口を開放するシャッタとを備えた粉体搬送装置。
  2. 前記開口は、前記搬送部と対向し、
    前記非搬送部は、前記搬送部の前記開口と対向した部分よりも、粉体の搬送方向の上流側にある請求項1に記載の粉体搬送装置。
  3. 前記搬送部材は、前記粉体の搬送方向の下流側に向かって斜めに下るよう配置された請求項1又は2に記載の粉体搬送装置。
  4. 前記搬送部と前記非搬送部は、共通の軸を中心に回転する請求項1乃至3の何れかに記載の粉体搬送装置。
  5. 前記搬送部には、螺旋に形成された羽根が設けられ、前記非搬送部には、前記羽根とは逆向に旋回している螺旋溝が設けられている請求項4に記載の粉体搬送装置。
  6. 前記シャッタは、前記搬送部材の回転の作用を受ける突起部を有し、
    前記非搬送部は、前記螺旋溝に繋がって周回方向に一周し、前記シャッタが前記開口を閉鎖した位置において前記突起部が入り込む周回溝を有し、
    前記周回溝が、前記搬送部材を逆回転させたときに前記突起部を前記螺旋溝よりも浅い位置から前記螺旋溝に落ち込ませる段差を有する溝である請求項5記載の粉体搬送装置。
  7. 前記搬送部と前記非搬送部との境界には、前記軸の周方向の一周に渡って羽根が形成された請求項1乃至6の何れかに記載の粉体搬送装置。
  8. 前記開口が開放された位置においては、前記シャッタに前記搬送部が作用しない請求項1乃至7の何れかに記載の粉体搬送装置。
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