JP4862702B2 - トナーカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、トナーカートリッジ、特に、所定量のトナーを現像ユニットに向けて補給するために補給用トナーを収容したトナーカートリッジに関する。

複写機やプリンタなどの電子写真法による画像形成装置にあっては、現像ユニットに消費量に見合ったトナーを補給するために、補給用トナーを収容したトナーカートリッジを備えている。トナーの補給量を一定に保つためにはトナーの計量部を設ける必要があり、近年では、画像形成装置の小型化の要請によって、この計量部は交換部品であるトナーカートリッジの内部に設けられている。

例えば、特許文献１では、トナー容器本体の内部に、底部に補給口を形成した円筒状のトナー計量部を設け、該計量部をスクリューの回転にてトナーを搬送することで、単位時間当たりに補給されるトナー量の安定化を図るようにしたトナー補給装置が提案されている。

ところで、前記トナー補給装置にあっては、長期の保管などによりトナーが固化することがあるため、容器本体の大容量貯留部に収容されているトナーを、撹拌搬送ブレードの回転によって撹拌しつつ計量部側に送り込むように構成されている。しかしながら、撹拌搬送ブレードによって計量前のトナーの嵩密度が変化し、変化した嵩密度のトナーがそのまま計量部に搬送されるのでトナーの補給量安定化という目的が達成されないという問題点を有している。
特開２００５−７７５７２号公報

そこで、本発明の目的は、嵩密度の変化したトナーがそのまま計量部に搬送されることを防止し、トナー補給量の安定化を達成することのできるトナーカートリッジを提供することにある。

前記目的を達成するため、本発明は、所定量のトナーを現像ユニットに向けて補給するために補給用トナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
トナーを貯蔵する貯蔵部と、
前記貯蔵部に貯蔵されているトナーを補給のために所定量に計量する計量部と、
前記計量部にトナーを搬送するための搬送羽根を有する搬送部材と、
前記貯蔵部のトナーを撹拌するとともに前記搬送部材側に送る撹拌部材と、
を備え、
前記計量部は前記搬送羽根の外径とほぼ同じ内径の管状部を有し、該管状部の一端には補給口が形成され、
前記計量部の入口近傍には、前記搬送部材と前記撹拌部材とを仕切り、前記搬送羽根とほぼ同じ高さ又は高く形成された壁部が設けられ、
前記撹拌部材にはフィルム材が取り付けられ、該フィルム材には前記壁部を摺動する部分を他の部分から区画するスリットが形成されていること、
を特徴とする。

本発明に係るトナーカートリッジにおいては、計量部の入口近傍に、搬送部材と撹拌部材とを仕切る壁部を設け、該壁部は搬送羽根とほぼ同じ高さ又は高く設けられているため、撹拌部材によって嵩密度が変化したトナーが計量部にそのまま搬送されることがなく、現像ユニットへのトナー補給量が安定化する。さらに、撹拌部材に取り付けたフィルム材には前記壁部を摺動する部分を他の部分から区画するスリットが形成されているため、壁部を摺動するフィルム材部分は柔軟性を保持し、撹拌部材の回転負荷の上昇を未然に防止でき、トナーの撹拌作用が安定化し、補給量の精度が向上し、かつ、トナー補給装置の大型化が回避される。

以下、本発明に係るトナーカートリッジの実施例について添付図面を参照して説明する。

（複写機の全体構成）
図１に本発明に係るトナーカートリッジが着脱自在な複写機の概略構成を示す。この複写機は、電子写真方式によってタンデム式でカラー画像を形成するもので、概略、複写機本体１と、画像読取りユニット２とで構成されている。

画像読取りユニット２は、周知のもので、図示しない原稿台ガラス上に載置された原稿の画像、あるいは、図示しない原稿搬送機構で搬送される原稿の画像を光学的に読み取り、ＲＧＢの三原色に分解して電気信号に変換する。この電気信号は制御部３に転送されて各種のデータ処理を受けるとともに、ＹＭＣＫ（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）の各再現色に変換される。また、制御部３にはパソコンなどから画像データが転送される。

複写機本体１は、感光体ドラム３１、レーザ走査光学ユニット３２、現像ユニット３３、図示しない帯電器、残留トナーや残留電荷のクリーニング器などを含むイメージングユニット３０（３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ）が中間転写ベルト１０の直下に並置されている。各イメージングユニット３０においては、レーザ走査光学ユニット３２が制御部３から画像データの転送を受け、感光体ドラム３１上に潜像を形成し、現像ユニット３３によって各色のトナー画像を形成する。このような画像形成プロセスは周知であり、その説明は省略する。

中間転写ベルト１０は、各種ローラに無端状に張り渡され、矢印Ａ方向に回転駆動される。また、複写機本体１の下段には、複数枚の用紙を積層して収容する給紙カセット２０が設置されている。用紙はこの給紙カセット２０から給紙ローラ２１と捌きローラ２２によって１枚ずつ上方に給紙され、タイミングローラ２３にて２次転写部１８に搬送される。

各感光体ドラム３１上に形成されたトナー画像は中間転写ベルト１０上に順次１次転写されて合成され、この合成画像は２次転写部１８にて転写ローラ１９から付与される電界にて用紙上に２次転写される。その後、用紙は定着ユニット２５に搬送されてトナーの加熱・定着を施され、排出ローラ２６から複写機本体１の上面である排紙部４に排出される。

以上の構成からなる複写機本体１において、補給用トナーを収容したトナーカートリッジ５０は各イメージングユニット３０に対応して複写機本体１の上段部に着脱自在に並置されている。各トナーカートリッジ５０に充填されている補給用トナーは、トナー補給信号に基づいて、各補給口６７ａから下方に排出され、各現像ユニット３３に搬送される。

（トナーカートリッジの構成）
次に、本発明に係るトナーカートリッジの一実施例について説明する。このトナーカートリッジ５０は、複写機本体１の正面から背面側に延在する長尺の筒状体をなすカートリッジ本体５１（図３参照）を備えている。カートリッジ本体５１は、トナーを貯蔵する主貯蔵部５５と、補給のためにトナーを所定量に計量する計量部６５と、該計量部６５の上方から側方にわたって主貯蔵部５５と連通する副貯蔵部６０とから構成されている。

主貯蔵部５５の底部は断面円弧形状をなし（図４（Ａ）参照）、この底部には撹拌部材５６が矢印ａ方向に回転駆動可能に設置されている。撹拌部材５６は、断面十文字形状の羽根部材５６ａからなり、該羽根部材５６ａの一つにポリエステルフィルム５７が取り付けられている。このフィルム５７は所定の幅及び羽根部材５６ａと同じ長さを有している。

計量部６５は、主貯蔵部５５の一端部に位置し、主貯蔵部５５と平行に配置した搬送部材６６と、該搬送部材６６の螺旋状をなす搬送羽根６６ａの外径とほぼ同じ内径の管状部６７とで構成され、管状部６７の一端には補給口６７ａ（図３（Ｂ）参照）が形成されている。搬送部材６６は主貯蔵部５５と平行に形成された底部が断面円弧形状の搬送部６８（図３（Ｂ）、図４（Ａ）参照）に配置され、その一端部は管状部６７に挿入されている。

撹拌部材５６と搬送部材６６はそれぞれの一端に設けたギヤ７１，７２（図３参照）にて連結され、搬送部材６６の他端に取り付けた結合部材７３から回転駆動力が伝達される。搬送部材６６は矢印ａ’方向に回転駆動され、トナーを矢印ｃ方向に搬送する。撹拌部材５６は矢印ａ方向に回転駆動され、トナーを主貯蔵部５５で撹拌するとともに搬送部材６６側に送り込む。

ところで、副貯蔵部６０は計量部６５の上方から底部までトナーが落下可能な傾斜面６１（図２、図４（Ａ）参照）を有し、かつ、その底部には前記撹拌部材５６と同軸に設けた搬送部材６２が配置されている。搬送部材６２は螺旋状の搬送羽根６２ａを有し、矢印ａ方向への回転に伴って副貯蔵部６０の底部でトナーを主貯蔵部５５に向かって矢印ｄ方向に搬送する。即ち、搬送部材６２はトナーを搬送部材６６によるトナー搬送方向（矢印ｃ方向）とは逆方向に搬送する。

計量部６５の入口部近傍には、図２、図４（Ａ）に示すように、搬送部材６６と撹拌部材５６とを仕切る壁部６９が設けられ、この壁部６９は搬送羽根６６ａより若干高く形成されている。また、前記撹拌部材５６に取り付けたポリエステルフィルム５７は、矢印ａ方向の回転に基づいて壁部６９を摺動する部分５７ａを他の部分から区画するスリット５７ｂ（図２参照）が形成されている。なお、このスリット５７ｂの作用については後述する。

また、カートリッジ本体５１の一端部には、補給用トナーを充填する際に使用される穴が形成され、この穴は充填後にキャップ５２にて閉止されている。

（トナーの補給動作）
ここで、以上の構成からなるトナーカートリッジ５０によるトナー補給動作について説明する。

主貯蔵部５５及び副貯蔵部６０には８分目ほどに補給用トナーが充填されており、トナー補給信号が発せられると、撹拌部材５６及び搬送部材６６が所定回転数だけ回転駆動される。このとき、撹拌部材５６は矢印ａ方向に回転駆動され、トナーを撹拌しつつ主貯蔵部５５から搬送部６８へ送り込む。トナーは搬送部６８において搬送部材６６の矢印ａ’方向の回転に基づいて矢印ｃ方向に搬送され、管状部６７に送り込まれて補給口６７ａから落下する。

補給口６７ａから落下したトナーは、図１に点線で示す水平搬送路から垂直搬送路に落とし込まれ、前記現像ユニット３３に補給される。なお、水平搬送路及び垂直搬送路は従来から用いられているものであり、その説明は省略する。また、１回のトナー補給において、搬送部材６６の回転数を所定値に制御することで、所定量のトナーを現像ユニット３３に補給することができる。

主貯蔵部５５でのトナー残量が少なくなるに伴って副貯蔵部６０のトナーも少なくなっていく。このとき、副貯蔵部６０の計量部６５の上方には傾斜面６１が形成されているため、トナーは傾斜面６１から副貯蔵部６０の底部へ落下し、搬送部材６２によって主貯蔵部５５に搬送される。それゆえ、副貯蔵部６０のトナーも確実に補給に供されることになる。仮に、計量部６５の上方が平坦であれば、この部分のトナーは主貯蔵部５５に搬送されることなくデッドトナーとなってしまう。しかし、本トナーカートリッジ５０においては、デッドトナーを生じることなく、経済的である。換言すれば、計量部６５の上方から側方にわたってトナーを余分に貯蔵することができ、トナーカートリッジ５０の容量を有効に活用して補給用トナーの貯蔵量を増加させることができる。

また、保管が長期化したりして貯蔵トナーが固化した場合であっても、撹拌部材５６の回転によって主貯蔵部５５に存在するトナーが撹拌され、流動化が図られる。この場合、フィルム５７の回転によってトナーの嵩密度が変化したとしても、このようなトナーは壁部６９に遮られ、直接的には計量部６５の入口近傍に送り込まれることがない。即ち、嵩密度が変化したトナーが計量部６５に搬送されることがなく、トナー補給量が安定化する。

さらに、フィルム５７には壁部６９を摺動する部分５７ａを他の部分と区画するスリット５７ｂが形成されているため、壁部６９を摺動する部分５７ａは柔軟性（良好な可撓性）を保持し、撹拌部材５６の回転負荷が必要以上に上昇することがない。従って、トナーの撹拌作用が安定するとともに補給精度が向上し、かつ、撹拌部材５６の駆動源のパワーが小さくて済むのでトナー補給装置の大型化が回避される。

（他の実施例）
なお、本発明に係るトナーカートリッジは、前記実施例に限定されるものではなく、その要旨の範囲内で種々に変更することができる。

特に、トナーカートリッジ５０の構造の細部、撹拌部材５６や搬送部材６２，６６の形状などは任意である。また、壁部６９は搬送羽根６６ａのほぼ同じ高さ又は高く形成されていればよい。さらに、フィルム５７には壁部６９と摺動する部分５７ａを区画するスリット５７ｂ以外に、他の部分にスリットが形成されていてもよい。

本発明の一実施例であるトナーカートリッジを装着した複写機を示す概略構成図である。 前記トナーカートリッジの要部を示す斜視図である。 前記トナーカートリッジを示し、（Ａ）は図２のＸ−Ｘ断面図、（Ｂ）は図２のＹ−Ｙ断面図である。 前記トナーカートリッジを示し、（Ａ）は図３（Ａ）のＡ−Ａ断面図、（Ｂ）は図３（Ａ）のＢ−Ｂ断面図である。

符号の説明

３３…現像ユニット
５０…トナーカートリッジ
５１…カートリッジ本体
５５…主貯蔵部
５６…撹拌部材
５７…フィルム
５７ｂ…スリット
６０…副貯蔵部
６５…計量部
６６…搬送部材
６６ａ…搬送羽根
６７…管状部
６７ａ…補給口
６９…壁部

Claims (1)

1. 所定量のトナーを現像ユニットに向けて補給するために補給用トナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
   トナーを貯蔵する貯蔵部と、
   前記貯蔵部に貯蔵されているトナーを補給のために所定量に計量する計量部と、
   前記計量部にトナーを搬送するための搬送羽根を有する搬送部材と、
   前記貯蔵部のトナーを撹拌するとともに前記搬送部材側に送る撹拌部材と、
   を備え、
   前記計量部は前記搬送羽根の外径とほぼ同じ内径の管状部を有し、該管状部の一端には補給口が形成され、
   前記計量部の入口近傍には、前記搬送部材と前記撹拌部材とを仕切り、前記搬送羽根とほぼ同じ高さ又は高く形成された壁部が設けられ、
   前記撹拌部材にはフィルム材が取り付けられ、該フィルム材には前記壁部を摺動する部分を他の部分から区画するスリットが形成されていること、
   を特徴とするトナーカートリッジ。

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