JP2007271684A

JP2007271684A - トナーカートリッジおよびこれを備えた画像形成装置

Info

Publication number: JP2007271684A
Application number: JP2006093926A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Sato; 勤佐藤
Original assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tec Corp
Current assignee: Toshiba Corp; Toshiba Tec Corp
Priority date: 2006-03-30
Filing date: 2006-03-30
Publication date: 2007-10-18
Also published as: US20070231017A1

Abstract

【課題】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技術を提供する。
【解決手段】シートに転写するトナー像を形成するためのトナーを供給するトナーカートリッジであって、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収容部と、前記収容部内における所定位置に位置するトナーを前記排出口に導く搬送部材と、前記収容部内にて所定の回転軸を中心として回転することにより、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌しつつ前記所定位置へと導くための攪拌部材と、前記攪拌部材の回転半径方向外側端部に前記所定の回転軸と略平行に延びるように設けられ、それぞれの分割部分が独立して弾性変形可能なように前記回転軸と略平行な方向において複数に分割されている弾性シート部材とを備えてなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成処理に関し、特に画像形成処理における画質を向上させる技術に関するものである。

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収容部と、収容部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攪拌しながら内壁に沿って搬送し、排出口から送り出す攪拌部材とを有するものがあり、攪拌部材は、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、攪拌部材と収容部の内壁との間に隙間が形成されているため、収容部内のトナーの残量が少なくなり、収容部の内壁と攪拌部材との間の隙間にトナーが溜まり、このトナーを攪拌部材により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送出するための送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攪拌しながら、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、搬送手段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プ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技術を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するため、本発明に係るトナーカートリッジは、シートに転写するトナー像を形成するためのトナーを供給するトナーカートリッジであって、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収容部と、前記収容部内における所定位置に位置するトナーを前記排出口に導く搬送部材と、前記収容部内にて所定の回転軸を中心として回転することにより、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌しつつ前記所定位置へと導くための攪拌部材と、前記攪拌部材の回転半径方向外側端部に前記所定の回転軸と略平行に延びるように設けられ、それぞれの分割部分が独立して弾性変形可能なように前記回転軸と略平行な方向において複数に分割されている弾性シート部材とを備えてなる構成となっている。

また、本発明に係る画像形成装置は、上述のような構成のトナーカートリッジと、前記トナーカートリッジから供給されるトナーにより、感光体の感光面上にトナー像を形成する現像部と、前記現像部により前記感光面上に形成されたトナー像をシートに転写させる転写部とを備えてなる構成となっている。

以上、詳述したように本発明によれば、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ことのできる技術を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、実施の形態によるトナーカートリッジを示す分解斜視図、図２は、組み立てられたトナーカートリッジの側面図、図３は、トナーカートリッジの断面斜視図、図４は、掃出しシート、攪拌パドル及びケースの各構成を示す断面図である。本実施の形態によるトナーカートリッジは、シートに転写するトナー像を形成するためのトナーを供給する役割を有している。

トナーカートリッジ１０は、ケース（収容部）１２とケース１２の開口部を封鎖する蓋（収容部）１４と、により密閉空間が構成され、この密閉空間内にトナーが収納される。ケース１２内には、ケース１２内にて所定の回転軸を中心として回転することによりケース１２内に収容されているトナーを攪拌しつつ所定位置（後述の溝２０近傍）へと導くための攪拌パドル（攪拌部材）１６が配設され、攪拌パドル１６の両端部はケース１２の両端壁の中心部にそれぞれ回転可能に支持される。ケース１２の一方の側壁の底部には収容しているトナーをケース１２外に排出する排出口１８と、一方の側壁のほぼ全長に亘って排出口１８まで続く溝２０と、が形成されており、この溝２０には、溝２０の全長に亘ってオーガ（搬送部材）２２が回転可能に配設されている。オーガ２２には、これの全長に亘ってらせん状の羽根２２ａが設けられており、オーガ２２が回転駆動することにより溝２０内のトナー（所定位置に位置するトナー）を排出口１８に導く。ケース１２の底部には排出口１８の開閉の切り替えを行うシャッター２４がスライド可能にはめ込まれており、ケース１２の図１中左端面には補給口キャップ２５が圧入される。

ケース１２の図２中右端部の外壁には、大ギヤ２６とカップリングギヤ２８とが互いに噛合って配設されており、カップリングギヤ２８は図示してない駆動源からの駆動力により回転駆動可能である。カップリングギヤ２８にはオーガ２２の一端が一体に回転するように連結されており、カップリングギヤ２８の回転駆動によりオーガ２２が回転してトナーを排出口１８に導くとともに、大ギヤ２６を回転駆動させる。大ギヤ２６には攪拌パドル１６が一体回転するように連結されており、攪拌パドル１６は大ギヤ２６と一体に回転してケース１２に収納されたトナーを適度に攪拌するとともにオーガ２２に送り出す。

攪拌パドル１６の少なくとも一方の回転半径方向外側端部には、攪拌パドル１６の回転軸と略平行に延びるように設けられ、それぞれの分割部分が独立して弾性変形可能なように上記回転軸と略平行な方向において複数に分割されている掃出しシート（弾性シート部材）３０が配置されている。掃出しシート３０は、攪拌パドル１６の回転軸に略直交する平面上において、攪拌パドル１６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、攪拌パドル１６の回転半径方向外側端部の取付面１６ａに貼り付けられている。掃出しシート３０は、取付面１６ａに対して、その一端が両面テープ等で取付けられている。掃出しシート３０は、厚さ寸法が約０．０５ｍｍの弾性変形可能な帯状のＰＥＴシートである。

掃出しシート３０の取付面１６ａに固定されていない自由端である掃出し部３０ａは、攪拌パドル１６の外周部から更に外径方向に突出しており、その先端部３０ｃは、弾性変形してケース１２の底部に接触する。ケース１２の底部の半円筒形状の内壁に接触する先端部３０ｃの長さ寸法は１．１ｍｍが好適であり、先端部３０ｃをこの寸法に固定するために掃出し部３０ａの長さ寸法は５．４ｍｍに設定されている。掃出し部３０ａ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５ｍｍ間隔で複数の切り込み部３０ｂが形成されている。

次に、本実施の形態の作用について説明する。図示してない駆動源から駆動力が伝達され、カップリングギヤ２８が回転駆動すると、これと一体にオーガ２２が回転駆動するとともに、大ギヤ２６を介して搬送パドル１６が回転駆動する。これにより、搬送パドル１６がトナーを攪拌するとともにオーガ２２に送り出し、搬送されてきたトナーをオーガ２２が排出口１８まで搬送して、排出口１８からトナーが排出される。トナーカートリッジ１０の使い始めの頃は、ケース１２内のトナー量は多いが、搬送パドル１６と一体に掃出しシート３０が回転しても、掃出し部３０ａに当接するトナーは、切り込み部３０ｂを通って掃出し部３０ａの後方へ流動するため、掃出しシート３０が搬送パドル１６の回転の抵抗になることはない。

また、ケース１２内のトナー量が少なくなると、攪拌パドル１６の外周部とケース１２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攪拌パドル１６により搬送することはできないが、掃出しシート３０の先端部３０ｃが、ケース１２の底部に接触するため、この先端部３０ｃにより隙間に残ったトナーをオーガ２２へ送り出すことができる。これにより、ケース１２内のトナー残量を減少させることができる。

図５に、搬送パドル１６に掃出しシート３０を取付けない場合と、取付けた場合において取付角度を３種類に変化させた場合の実験結果を示す。

図中、掃出しシート３０の角度は、攪拌パドル１６の回転軸に直交するとともに攪拌パドル１６の外周部を結ぶ直線に対する角度であり、数値が大きいほど寝ている状態となる。

また、Ｂ案、Ｃ案、Ｄ案の「シートの自由長」すなわち掃出し部３０ａの長さ寸法は、ケース１２の底部に接触する先端部３０ｃの長さ寸法を１．１ｍｍに固定するための長さ寸法である。
残量（ｇ）は、使いきれなかったカートリッジ１０内のトナーの重量を示す。
また、残量（％）は、トナーの入れ目５５０ｇに対する残トナー重量の％で評価するものであり、５％以下が規格値とされる。
さらに、クランプレベルの確認の方法は、トナーカートリッジから排出したトナーを篩の上に置き、掃除機で裏から吸込み、残ったトナーの塊の様子を目視でチェックして評価する。

次に、各案に対する評価を説明する。Ａ案は、搬送パドル１６に掃出しシート３０を取付けていないため、掃出しシート３０の先端部３０ｃとケース１２との接触による摩擦がない。したがって、トナーにクランプは発生しないが、搬送パドル１６の外周部とケース１２との間の隙間にトナーが多く残ってしまい、残量が６．５５％と、規格値の５％を上回る結果になる。

Ｂ案は、掃出しシート３０の搬送パドル１６への取付角度が小さいため、ケース１２に接触する掃出しシート３０の先端部３０ｃの弾性変形量が大きくなる。このため、先端部３０ｃとケース１２との摩擦が大きくなり、ケース１２の底部に溜まったトナーをより多く掃出すことができるので、残量は２．００％と４つの案のうちでは最も小さいが、摩擦が大きい分、クランプは多く発生する。また、先端部３０ｃはオーガ２２の位置まで回転するとケース１２の内壁に接触しなくなるため、一端、元の直線状の形状に戻り、その後、回転してケース１２の内壁に再び接触する際に図４のように弾性変形する。このとき、Ｂ案の場合、先端部３０ｃの弾性変形量が大きいため、先端部３０ｃがケース１２に接触する際にケース１２を叩く音が発生する。

Ｃ案は、トナー残量が４．１３％で、規格値以内であり、クランプレベルはＡ案よりは劣るが良好である。

Ｄ案は、トナー残量が３．９１％で、規格値以内であるとともにＣ案よりもトナー残量を少なくすることができる。また、クランプレベルはＡ案よりは劣るが、Ｃ案よりも良好な結果となっている。これにより、Ｄ案の４５度の掃出しシート３０の取付角度が最も好適であるといえる。このような実験結果から、掃出しシート３０の取付角度は、４０度から５０度の付近の角度（特に４５度）であることが好ましいことが分かる。掃出しシート３０は、０．０４ｍｍから０．０６ｍｍの付近の厚み（特に０．０５ｍｍ）を有するＰＥＴシートであることが好ましい。

なお、掃出しシート３０の寸法、取付角度、素材、形状などは上記実施の形態のものに限定されるものではなく、トナーカートリッジの大きさや、構成部品の変更などにより、適宜変更することができる。ただし、掃出しシート３０は、攪拌パドル１６の回転軸と直交する平面上における長さが、所定の押圧力で収容部の内壁に弾性的に接する長さに設定されていることが好ましい。

このように、本実施の形態によれば、収容部の内壁に付着しているトナーを掃き出すために、弾性変形可能な掃出し部の先端部を回転方向に対して斜め後方に傾斜させて収容部の内壁に接触させるため、先端部と内壁とに発生する摩擦力が小さくなる。これにより、収容部に残留しているトナー量が少なくなり、収容部の底部に残留しているトナーを掃出しシートにより掃出すことにより排出する場合に、掃出しシートの先端部により掃出されるトナーにストレスが加わり難くなる。これにより、トナーの性質の変化によるクランプの発生を抑えることができるため、用紙の印字面にクランプ画像が発生することを防止することができる。

また、収容部内に収容されているトナーが多い場合でも、攪拌部材と一体に弾性シート部材が回転しても掃出しシートに当接するトナーは切り欠き部を通って弾性シート部材の後方に流動していくため、掃出しシートが回転の抵抗になることがなく、攪拌部材を回転駆動するために必要な電力の増加を抑えることができる。

また、本実施の形態によれば、上述した構成を有するトナーカートリッジと、トナーカートリッジから供給されるトナーにより、感光体の感光面上にトナー像を形成する現像部と、現像部により感光面上に形成されたトナー像をシートに転写させる転写部とを備えてなる画像形成装置を提供することができる。

本発明を特定の態様により詳細に説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱しないかぎり、様々な変更および改質がなされ得ることは、当業者には自明であろう。

本発明を実施したトナーカートリッジを示す分解斜視図である。組み立てられたトナーカートリッジの側面図。トナーカートリッジの断面斜視図である。掃出しシート、攪拌パドル及びケースの各構成を示す断面図である。搬送パドルに掃出しシートを取付けない場合と、取付けた場合において取付角度を３種類に変化させた場合の実験結果を示す図である。

符号の説明

１２ケース（収容部）、１４蓋（収容部）、１６攪拌パドル（攪拌部材）、３０掃出しシート（弾性シート部材）、３０ｃ先端部。

Claims

シートに転写するトナー像を形成するためのトナーを供給するトナーカートリッジであって、
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収容部と、
前記収容部内における所定位置に位置するトナーを前記排出口に導く搬送部材と、
前記収容部内にて所定の回転軸を中心として回転することにより、前記収容部内に収容されているトナーを攪拌しつつ前記所定位置へと導くための攪拌部材と、
前記攪拌部材の回転半径方向外側端部に前記所定の回転軸と略平行に延びるように設けられ、それぞれの分割部分が独立して弾性変形可能なように前記回転軸と略平行な方向において複数に分割されている弾性シート部材と
を備えてなるトナーカートリッジ。
請求項１に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記収容部の内壁の底部近傍は半円筒形状であり、
前記弾性シート部材は、前記攪拌部材の回転軸と直交する平面上における長さが、所定の押圧力で前記収容部の内壁に弾性的に接する長さに設定されているトナーカートリッジ。
請求項１に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記弾性シート部材は、前記所定の回転軸に略直交する平面上において、前記攪拌部材の回転半径方向から回転方向後側に所定角度だけ傾斜する角度で配置されているトナーカートリッジ。
請求項３に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記所定角度は、４０度から５０度の間に設定されているトナーカートリッジ。
請求項１に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記弾性シート部材は、前記回転軸と略平行な方向における５ｍｍ間隔毎に切り込みが形成されているトナーカートリッジ。
請求項１に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記弾性シート部材は、０．０４ｍｍから０．０６ｍｍの間の厚みを有するＰＥＴシートであるトナーカートリッジ。
請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジから供給されるトナーにより、感光体の感光面上にトナー像を形成する現像部と、
前記現像部により前記感光面上に形成されたトナー像をシートに転写させる転写部と
を備えてなる画像形成装置。