(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真法を利用する画像形成装置用のトナーを収容するトナーカートリッジであって、
前記トナーを収容し、前記トナーを前記画像形成装置に向けて排出するトナー排出口を有するケース本体と、
前記ケース本体に回動可能に支持されるトナー搬送軸と、
略楕円形状を有し、前記トナーを前記トナー排出口に向けて前記トナー搬送軸の軸方向に搬送する複数の円弧羽根と
を備え、
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸上において前記軸方向に所定の間隔をおいて前記トナー搬送軸から延びており、
前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記トナー搬送軸から前記円弧羽根の円弧部分までの距離は、略楕円形状の長軸方向と短軸方向とで異なり、
前記円弧羽根の円弧部分から前記ケース本体の内壁までの間隔は、略楕円形状の短軸方向の方が長軸方向よりも、広い
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸を軸とした螺旋に概ね一致するように、前記トナー搬送軸に対して傾いて配置されることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項３】
前記円弧羽根は、略平面状に設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載のトナーカートリッジ。
【請求項４】
前記複数の円弧羽根のうち隣接する２つの円弧羽根の互いに近接する側の端部を接合する接合部をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
【請求項５】
前記接合部及び前記トナー搬送軸を含む略平面上における前記２つの円弧羽根の間に、前記トナーが通過可能な開口部をさらに備えることを特徴とする請求項４に記載のトナーカートリッジ。
【請求項６】
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記２つの円弧羽根が前記トナー搬送軸に対して略対称な位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
【請求項７】
トナー排出口を有するトナー容器内のトナーを攪拌する攪拌器であって、
前記トナー容器に回動可能に支持されるトナー搬送軸と、
略楕円形状を有し、前記トナーを前記トナー排出口に向けて前記トナー搬送軸の軸方向に搬送する複数の円弧羽根と
を備え、
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸上において前記軸方向に所定の間隔をおいて前記トナー搬送軸から延びており、
前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記トナー搬送軸から前記円弧羽根の円弧部分までの距離は、略楕円形状の長軸方向と短軸方向とで異なり、
前記円弧羽根の円弧部分から前記ケース本体の内壁までの間隔は、略楕円形状の短軸方向の方が長軸方向よりも、広い
ことを特徴とする攪拌器。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナーカートリッジ及び攪拌器に関する。特に、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に供給されるトナーを攪拌する攪拌器及び攪拌器を有するトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記方式の画像形成装置は、回転駆動される感光体等の像担持体と、この感光体上に静電潜像を順次形成する潜像形成手段と、静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、感光体上の複数色のトナー像を記録媒体に転写する転写装置とを備える。
【０００３】
従来、上記現像装置において、感光体に接する現像ローラを備える現像器と、この現像器に着脱自在に装着され、現像器側にトナーを供給するトナーカートリッジを備える方式がある。例えば、実公平３−５３２３２号公報は、図１（Ａ）に示すように、円筒状のトナーカートリッジ１１０内に回転可能に支持された回転軸１００と、回転軸上に固定されトナー排出口１０２の近傍に装着されて内部のトナーを排出する掻上げ板１０４と、同じく回転軸上の掻上げ板１０４以外の部分に固定され、トナーカートリッジの両端部付近のトナーをトナー排出口１０２に向けて軸方向に移送させるスパイラル状の掻出し板１０６が設けられた構造のトナーカートリッジを提案している。この構造を有するトナーカートリッジにおいては、トナー排出口の大きさ如何にかかわりなくトナーカートリッジを可及的に大きくし、そのトナー収容量を増加して交換頻度を少なくすることができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
図１（Ａ）に示すような円筒形のトナーカートリッジでは、トナーの収容量を増加させる場合に、円筒の半径を長くすることによって体積を増加させる。そのため、トナーカートリッジを画像形成装置に装着する場合、トナーカートリッジを装着する場所の形状によってトナーカートリッジの大型化は制限される。
【０００５】
一方、トナーカートリッジ自体を小型化すれば画像形成装置内部における装着場所の問題は解決されるが、トナー収容量が減少するためトナーカートリッジの交換回数が増加してメンテナンスが煩雑になるという別の問題が生じてしまう。従って、従来型の円筒形のカートリッジをフルカラーの画像形成装置に用いると、トナー収容量を減少させることなく装置自体を小型化することができないという問題がある。
【０００６】
一方、図１（Ａ）に示した従来のトナーカートリッジにおいては、一つの回転軸１００で掻上げ板１０４及び掻出し板１０６の両方を回転させてトナーをかき回しているだけなので、図１（Ｂ）に示すようにトナー粒子間の圧縮度合いが低く、また回転トルクが大きい。
【０００７】
トナーカートリッジの排出口から一定量のトナーをスムーズに現像器側に供給するには、トナー排出口付近でトナーが適度に圧密されていることが必要である。ただし、圧密が高すぎると、トナー排出口付近でトナーが固まってしまい安定した一定量のトナー供給ができない。
【０００８】
また、図１（Ａ）に示す従来のトナーカートリッジにおいては、トナーが過度にかき回されてしまい、トナーと空気の接触面積が大きくなる傾向がある。このため、図１（Ｃ）に示すように空気中の水分子による吸着により、トナーが局所的に固まってしまう。従って、トナーの排出量にばらつきが生じ、安定したトナー排出量が得られないという問題がある。
【０００９】
安定した一定量のトナー排出量を実現するにあたって、トナーはトナーカートリッジ内に局所的に固まらず、トナー成分の均一な分散とトナー排出口付近で適度に圧密されていることが好ましい。従って、トナーには、何らかの搬送部材による「適度なほぐし」とトナー排出口付近での「適度な圧密」の両方が必要とされる。このようにトナーカートリッジ内で、トナーには「適度なほぐし」と「適度な圧密」という相反する２つの状態が要求される。
【００１０】
本発明は、上記の問題を解決するためになされたものである。すなわち、本発明の第１の目的は、トナーを圧縮してトナー排出口に搬送する構成にすることにより、安定したトナー排出量を得ることができるトナーカートリッジを提供することである。
【００１１】
本発明の他の目的は、空気中の水分子に吸着してトナーが固まる影響を受けないトナーカートリッジを提供することである。
【００１２】
さらに、本発明の他の目的は、トナーカートリッジ内でのトナーのスムーズな流れを実現するための回転部材の駆動トルクを低減させるトナーカートリッジを提供することである。
【００１３】
そこで本発明は、上記の課題を解決することのできるトナーカートリッジ及び攪拌器を提供することを目的とする。この目的は特許請求の範囲における独立項に記載の特徴の組み合わせにより達成される。また従属項は本発明の更なる有利な具体例を規定する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
即ち、本発明の第１の形態によると、電子写真法を利用する画像形成装置用のトナーを収容するトナーカートリッジであって、前記トナーを収容し、前記トナーを前記画像形成装置に向けて排出するトナー排出口を有するケース本体と、前記ケース本体に回動可能に支持されるトナー搬送軸と、略楕円形状を有し、前記トナーを前記トナー排出口に向けて前記トナー搬送軸の軸方向に搬送する複数の円弧羽根とを備える。前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸上において前記軸方向に所定の間隔をおいて前記トナー搬送軸から延びている。前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記トナー搬送軸から前記円弧羽根の円弧部分までの距離は、略楕円形状の長軸方向と短軸方向とで異なる。前記円弧羽根の円弧部分から前記ケース本体の内壁までの間隔は、略楕円形状の短軸方向の方が長軸方向よりも、広い。
【００１５】
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸を軸とした螺旋に概ね一致するように、前記トナー搬送軸に対して傾いて配置されてもよい。
【００１６】
前記円弧羽根は、略平面状に設けられていてもよい。
【００１７】
前記複数の円弧羽根のうち隣接する２つの円弧羽根の互いに近接する側の端部を接合する接合部をさらに備えてもよい。
【００１８】
前記接合部及び前記トナー搬送軸を含む略平面上における前記２つの円弧羽根の間に、前記トナーが通過可能な開口部をさらに備えてもよい。
【００１９】
前記円弧羽根は、略半円状に設けられていてもよい。また、前記円弧羽根は、略楕円形状に設けられていてもよい。
【００２０】
前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記２つの円弧羽根が前記トナー搬送軸に対して略対称な位置に配置されてもよい。
【００２１】
前記円弧羽根は、円弧に対応する中心角が１８０度以下に設けられていてもよい。
【００２２】
本発明の第２の形態によると、トナー排出口を有するトナー容器内のトナーを攪拌する攪拌器であって、前記トナー容器に回動可能に支持されるトナー搬送軸と、略楕円形状を有し、前記トナーを前記トナー排出口に向けて前記トナー搬送軸の軸方向に搬送する複数の円弧羽根とを備える。前記複数の円弧羽根は、前記トナー搬送軸上において前記軸方向に所定の間隔をおいて前記トナー搬送軸から延びている。前記トナー搬送軸の軸方向から見た場合に、前記トナー搬送軸から前記円弧羽根の円弧部分までの距離は、略楕円形状の長軸方向と短軸方向とで異なる。前記円弧羽根の円弧部分から前記ケース本体の内壁までの間隔は、略楕円形状の短軸方向の方が長軸方向よりも、広い。
【００２３】
なお上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではなく、これらの特徴群のサブコンビネーションも又発明となりうる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態はクレームにかかる発明を限定するものではなく、又実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。
【００２５】
図２は、トナーカートリッジ２０及びトナーカートリッジ２０を装着した画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、４色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明のトナーカートリッジ２０は、これに限定されるものではなく、感光体等の像担持体にトナー像を形成する方式の画像形成装置の全てに適用可能である。
【００２６】
本図を用いて、画像形成装置の構成及び動作を説明する。画像形成装置は、感光体１、帯電ローラ２、露光ユニット３、現像器ユニット４、中間転写装置５、及び感光体クリーニング装置６を備える。帯電ローラ２、露光ユニット３、現像器ユニット４、中間転写装置５、及び感光体クリーニング装置６は、感光体１の周囲に配置される。さらにトナーカートリッジ２０は、現像器ユニット４に装着される。帯電ローラ２は、感光体１を帯電させ、露光ユニット３は、感光体１に静電潜像を形成する。現像器ユニット４は、静電潜像を現像する。中間転写装置５は、感光体１に形成されたトナー像をシートＳ上に転写する。
【００２７】
感光体１は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。
【００２８】
現像器ユニット４は、イエロー用現像器４Ｙ、シアン用現像器４Ｃ、マゼンタ用現像器４Ｍおよびブラック用現像器４Ｋを有する。各現像器は、現像ハウジング４ａ内に配設された現像ローラ４ｂを備える。これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋは、揺動可能であって、それぞれ感光体１に対して離当接し、感光体１の１回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラ４ｂのみが感光体１に当接する。
【００２９】
中間転写装置５は、中間転写ベルト７、中間転写ベルト７を走行させるための駆動ローラ９、感光体１に形成されたトナー像を中間転写ベルト７に転写する一転写部Ｔ１、一次転写用バックアップローラ１０、二次転写用バックアップローラ１１等を有し、これら各ローラの周りに無端状の中間転写ベルト７が張架されている。一次転写部Ｔ１において、中間転写ベルト７は、一次転写用バックアップローラ１０によって感光体１側に付勢される。二次転写部Ｔ２において、二次転写用バックアップローラ１１及び二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト７を介在して、対向する位置に配置されている。
【００３０】
次に、上記の画像形成装置の動作について説明する。図示しないコンピュータから画像形成信号が入力されると、感光体１、現像器ユニット４の各現像ローラ４ｂおよび中間転写ベルト７が回転駆動される。先ず、感光体１の外周面が帯電ローラ２によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の外周面に、露光ユニット３によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００３１】
感光体１には、イエロー用現像器４Ｙの現像ローラ４ｂのみが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体１上に形成される。中間転写ベルト７には上記トナーの帯電性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１上に形成されたトナー像が、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７上に転写される。感光体１上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置６によって除去された後、感光体１の外周面は除電手段（図示せず）により除電される。
【００３２】
上記の動作が画像形成信号の例えば、第２色目（シアン）、第３色目（マゼンタ）、第４色目（ブラック）に対応して、感光体１と中間転写ベルト７の１回転による潜像形成、現像が繰り返され、画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト７上において重ね合わされて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写部Ｔ２に達するタイミングで、シートＳが矢印方向から二次転写部Ｔ２に供給され、このとき、転写ローラ１２が中間転写ベルト７に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像が記録媒体Ｓ上に転写される。なお、上記の画像形成信号の処理では第１色目（イエロー）、第２色目（シアン）、第３色目（マゼンタ）、第４色目（ブラック）としたが、処理の順序はこれに限定されるものではない。
【００３３】
トナーカートリッジ２０は、現像器４Ｙの現像ハウジング４ａに着脱自在に装着される。４つのトナーカートリッジ２０は、現像器ユニット４に装着される場合に、感光体１を中心とした略放射状に配置される。トナーカートリッジ２０は、本図に示す断面を有する筒状のケース本体２２を備える。ケース本体２２は、トナー排出口２４、突部２６を有する。ケース本体２２は、内側に突部２６を境界として、トナー排出口２４から離れた方の領域に第１のトナー収容室９０、及びトナー排出口２４を有する側の領域に第２のトナー収容室９２を有する。第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２は、略円筒形に設けられており、ここにトナーが収容される。
【００３４】
第２のトナー収容室９２は、本図に示す断面の断面積が、本図に示す位置の第１のトナー収容室９０の断面積よりも小さくなるように設けられている。第２のトナー収容室９２は、現像器ユニット４に装着される場合に、周りを他の部材に占有される。このため、第２のトナー収容室９２は占有する空間を制限される。これに対して、第１のトナー収容室９０は、現像器ユニット４から離れた位置に配置されるので、第１のトナー収容室９０に比べて断面積をより大きく設計することができる。このように、ケース本体２２は、第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２で構成されるので、混み合った現像器ユニット４に装着する場合でも、空間を有効に利用し、より多くのトナーを収容することができる。また、周囲の部材による制限を受けないので、第２のトナー収容室９２をさらに大きくすることが可能である。従って、より多くのトナーを収容できるトナーカートリッジ２０を装着させることができる。
【００３５】
ケース本体２２には、トナーを現像器ユニット４に排出するトナー排出口２４が形成されている。トナー排出口２４は、トナーカートリッジ２０を現像ハウジング４ａに装着したとき、トナー排出口２４から現像ハウジング４ａのトナー注入口４ｃにトナーが供給されるように構成されている。なお、他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｋにも、同様にトナーカートリッジ２０が着脱自在に装着される。トナーカートリッジ２０については、図３以降で詳述する。
【００３６】
図３（Ａ）は、図２のトナーカートリッジ２０のＡ−Ａ線に沿った断面を示す。図３（Ｂ）は、トナーカートリッジ２０の図３（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿った断面を軸方向２００に見た図である。
【００３７】
図３（Ａ）のケース本体２２の内側に示した実線は、突部２６に対応する。突部２６は、ケース本体２２内部の空間を第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２に分割する。すなわち、ケース本体２２は、内部に第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２が連通した２部屋を有する。
【００３８】
第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２それぞれにトナー撹拌部材４０及びトナー搬送部材６０が備えられている。第１のトナー収容室９０は、トナー撹拌部材４０及びトナー撹拌部材４０を回動可能に保持する軸受け部２８ａを有する。第２のトナー収容室９２は、トナー搬送部材６０、トナー搬送部材６０を回動可能に保持する軸受け部２８ｂ、及びトナーを現像器ユニット４に向けて排出するトナー排出口２４を有する。
【００３９】
トナー撹拌部材４０は、ケース本体２２に回動可能に支持されるトナー撹拌軸４２、トナー撹拌軸４２から延びる中央可撓性フィン４４及び中央可撓性フィン４４の両端に設けられた２つの側部可撓性フィン４６，４７を有する。中央可撓性フィン４４及び側部可撓性フィン４６はプレート状に設けられている。中央可撓性フィン４４及び側部可撓性フィン４６は、トナー撹拌軸４２から１８０度異なる方向に延びる。トナー撹拌軸４２が回動すると、中央可撓性フィン４４及び側部可撓性フィン４６は、トナー撹拌軸４２とともに回動する。
【００４０】
中央可撓性フィン４４及び側部可撓性フィン４６は、いずれも切り込みを有する２枚構造をしており、外側のフィンは撓みやすく内側のフィンは撓みにくい。各フィンの可撓性の程度は、トナーを運ぶときに適度に撓んで、トナーの荷重を分散する程度に設定されるのが好ましい。また、中央可撓性フィン４４及び側部可撓性フィン４６のなす角度は、１８０度に限定されない。
【００４１】
トナー搬送部材６０は、ケース本体２２に回動可能に支持されるトナー搬送軸６２、トナー搬送軸６２から延びる複数の円弧羽根６４及び２枚の掻き出しフィン６８を有する。複数の円弧羽根６４は、トナー搬送軸６２の軸方向２００に所定の間隔をおいてトナー搬送軸６２から延びる。掻き出しフィン６８は、トナー搬送軸６４のうちトナー排出口２４に対応する位置に設けられている。トナー搬送軸６２は回動し、円弧羽根６４及び掻き出しフィン６８は、トナー搬送軸６２とともに回動する。トナー撹拌軸４２及びトナー搬送軸６２は、ともに、軸方向２００に見て左回り２１０に回動する。
【００４２】
次に、以上の部材によって実現されるトナーカートリッジ２０の内側におけるトナーの流れを説明する。
【００４３】
図４は、トナーカートリッジ２０の内側におけるトナーの流れを模式的に示す。図４（Ａ）は、図２のトナーカートリッジ２０のＢ−Ｂ線に沿った断面を示す。図４（Ｂ）は、軸方向２００から見た、トナーカートリッジ２０の図４（Ａ）のＤ−Ｄ線に沿った断面を示す。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、第１のトナー収容室９０に収容されたトナーは、軸方向２００に垂直な方向に搬送され、第２のトナー収容室９２に移動する。図４（Ｂ）は、このときのトナーの流れを示す。本図に示すように、第１のトナー収容室９０に収容されたトナーは、トナー撹拌軸４２の左回りの回動によって、回動方向２１０に搬送される。第１のトナー収容室９０の底部９０ａに搬送されたトナーは、突部２６を乗り越えて、第２のトナー収容室９２に搬送される。このように、第１のトナー収容室９０に収容されたトナーは、トナー撹拌軸４２の回動によって、第２のトナー収容室９２に搬送される。
【００４５】
次に第２のトナー収容室９２におけるトナーの流れを説明する。図４（Ａ）に示すように、トナー搬送軸６２の両端部から延びる円弧羽根６４によって、両端部に収容されるトナーは、トナー搬送軸６２の軸方向２００及び軸方向２００と反対の方向に搬送される。すなわち、トナー排出口２４に向けて搬送される。トナー排出口２４付近に対応するトナー搬送軸６２からは、掻き出しフィン６８が延びる。トナー排出口２４付近に搬送されたトナーは、この掻き出しフィン６８によって、図４（Ａ）に示すように、軸方向２００に垂直な方向に搬送される。以上の流れでケース本体２２に収容されたトナーは、トナー排出口２４から排出される。
【００４６】
また、ケース本体２２は、トナー排出口２４を下側に向けて、現像器ユニット４に装着される。従って、トナー排出口２４付近に収容されるトナーは、トナー自体の重さによって、適度な圧密状態を保つことができる。
【００４７】
第１のトナー収容室９０及び第２のトナー収容室９２の間に突部２６が設けられているので、第１のトナー収容室９０に収容されたトナーが第２のトナー収容室９２に移動するのを防ぐことができる。従って、トナーの消費が進み、ケース本体２２に収容されるトナーの量が少なくなった場合でも、残りのトナーを確実にトナー排出口２４に搬送することができる。このように、ケース本体２２に収容されたトナーを最後まで効率よく、かつ無駄なく利用することができる。また、突部２６は、適切な高さに設定されているので、第２のトナー収容室９２から第１のトナー収容室９０に過剰にトナーを搬送するのを避けることができる。
【００４８】
図５は、トナー搬送部材６０の円弧羽根６４示す図である。本図を用いて、本実施の形態に特徴的な、円弧羽根６４の構成を説明する。図５（Ａ）は、円弧羽根６４をトナー搬送軸６２の軸に垂直な方向から見た図である。図５（Ｂ）は、図５（Ａ）に示す円弧羽根６４をトナー搬送軸６２の軸に沿って９０°回転し、図５（Ａ）と同方向から見た図である。
【００４９】
トナー搬送部材６０は、トナー搬送軸６２、及び略半円型の略平面状に設けられた複数の円弧羽根６４を有する。複数の円弧羽根６４は、トナー搬送軸６２上に所定の間隔をおいて、トナー搬送軸６２から、トナー搬送軸６２の半径方向に延びる。トナー搬送軸６２の軸方向２００に見た場合に、隣接する第１及び第２の円弧羽根６４ａ，ｂは、前記トナー搬送軸に対して略対称な位置に配置される。円弧羽根６４は、複数の円弧羽根６４の円弧部分が描く曲線がトナー搬送軸６２を軸とした螺旋に概ね一致するように、トナー搬送軸６２に対して傾いて配置される。このときの、円弧羽根６４の取り付け位置、ピッチ、及び角度は同一でなくてもよい。
【００５０】
隣接する第１の円弧羽根６４ａ及び第２の円弧羽根６４ｂは、互いに近接する側の端部を連結部６６を介して接合する。このように、円弧羽根６４の端部は、それぞれ隣接する円弧羽根６４の端部と連結部６６の接合点で固定されている。このように円弧羽根６４は、連結部６６を有するので、トナーの圧力を受けた場合でも、比較的圧力による影響を受けにくい。従って、円弧羽根６４の耐久性を高めることができる。
【００５１】
トナー搬送部材６０は、さらに連結部６６及びトナー搬送軸６２を含む略平面上における第１及び第２の円弧羽根６４ａ，ｂの間に、トナーが通過可能な羽根間開口部６５を有する。円弧羽根６４がトナー搬送軸６２と供に回動した場合に、第１の円弧羽根６４ａによって搬送されるトナーの一部は、羽根間開口部６５を通過する。すなわち、トナーの一部は、第１の円弧羽根６４ａから第２の円弧羽根６４ｂに搬送されない。このように、一部のトナーは羽根間開口部６５を通過するので、トナー排出口２４に向けて過剰な量のトナーが搬送されるのを避けることができる。従って、両端から搬送されてトナー排出口２４付近に位置するトナーの圧密状態を一定に保つことができる。すなわち、過度にトナーが搬送され、トナー排出口２４付近で、トナーが過度に圧縮されるのを防ぐことができる。さらに、トナーが過度に圧縮されることがないので、トナー搬送軸６２を回転駆動する余分なトルクが生じるのを防ぐことができる。
【００５２】
トナー排出口２４付近のトナーは、適度な圧密状態に維持される。従って、トナー排出口２４付近においてトナーが過疎の状態になり、空気との接触面積が増加し、水分子の影響を受けるのを避けることができる。このように、ケース本体２２の内部に収容される量に関わらず、トナー排出口２４付近のトナーを一定量及び一定の圧密状態に保つことができる。
【００５３】
トナー排出口２４に搬送されるトナーの単位時間あたりの搬送量は、トナー搬送軸６２に対する円弧羽根６４の傾きが狭くなると増加する。すなわち複数の円弧羽根６４がトナー搬送軸６２上に密に並べられ、並列した複数の円弧羽根６４の円弧部分が描く螺旋のピッチが狭くなると増加する。トナー排出口２４に搬送されるトナーの単位時間あたりの搬送量は、予め定められており、複数の円弧羽根６４のトナー搬送軸６２上における間隔は、このトナーの搬送量に基づいて決定される。このように、円弧羽根６４のトナー搬送軸６２に対する傾きの程度を変化させることによって、トナーの搬送量を調節することができる。
【００５４】
また、羽根間開口部６５が大きくなると、搬送量は増加する。羽根間開口部６５の大きさは、予め定められたトナー搬送量に基づいて決定される。さらに円弧羽根６４は、開口部６６が所定の大きさになるように、トナー搬送軸６２に対して傾いて配置される。このように、羽根間開口部６５の大きさをかえることによってトナーの搬送量を調節することができる。
【００５５】
図６は、円弧羽根６４の他の形態を示す斜視図である。本図の円弧羽根１６０は、１２０度の中心角２３０に対応する円弧を有し、１２０度ずつずらして軸方向２００に並べられている。図５の円弧羽根６４は、半円型の平面状の部材であって、１８０度ずつずらして軸方向２００に並べられていたが、これにかえて、円弧に対応する中心角２３０が１８０度以下に設けられた円弧羽根１６０が軸方向２００方向に並べられている。複数の円弧羽根１６０の円弧部分が描く曲線は、略螺旋に概ね一致する。本図に示す円弧羽根１６０は、図２から図５を用いて説明した円弧羽根６４と同様に、トナーをトナー排出口２４に向けて搬送する場合に、トナー排出口２４付近においてトナーを適度な圧密状態に保つことができる。
【００５６】
隣接する円弧羽根１６０ａ，ｂの端部は連結部６６を介して接合しており、連結部６６とトナー搬送軸６２の間に羽根間開口部６５を有する。円弧に対応する中心角２３０の大きさを変更すると、トナー搬送軸６２の軸方向における一定の距離に設けられる羽根間開口部６５の数が変化する。従って、円弧羽根の中心角の大きさを調節することによって、適切な量のトナーをトナー排出口２４に向けて搬送することができる。
【００５７】
図７は、円弧羽根６４のまた他の形態を示す。図７（Ａ）は、円弧羽根６４の他の形態を示す斜視図である。図５の円弧羽根６４は、半円型の平面状に設けられていたが、これにかえて略楕円型の平面状に設けられている。この場合、トナー搬送軸６２から掻き出しフィン６８の先端までの距離は、略楕円の長軸方向、及び短軸方向で異なる。従って、掻き出しフィン６８のうち短軸方向の円弧部分とケース本体２２の内壁との間の空間１８０ｂは、掻き出しフィン６８のうち長軸方向の円弧部分とケース本体２２の内壁との空間１８０ａよりも広い。
【００５８】
図７（Ｂ）は、隣り合う第１の円弧羽根１６２ａ及び第２の円弧羽根１６２ｂを軸方向２００から見た図である。このように短軸方向の円弧部分とケース本体２２の内壁と間の第１の空間１８０ａは、長軸方向の円弧部分とケース本体２２の内壁との間の第２の空間１８０ｂよりも広い。従って、第１の円弧羽根１６２ａによってトナーが搬送される場合、搬送されるトナーの一部は、円弧羽根１６２ｂに搬送されず第２の空間１８０ｂに残留する。このように、第１の円弧羽根１６２ａによって搬送されるトナーの一部は、第１の円弧羽根１６２ａから第２の円弧羽根１６２ｂに搬送されないので、トナー排出口２４に過剰な量のトナーが搬送されるのを避けることができる。
【００５９】
図８は、トナー搬送部材６０のうちトナー搬送軸６２に固定された掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０を示す斜視図である。トナー搬送部材６０は、複数の掻き出しフィン６８ａ，ｂを備える。複数の掻き出しフィン６８ａ，ｂは、それぞれトナー搬送軸６２の異なる半径方向に接続される。すなわち、トナー搬送軸６２には、２つの掻き出しフィン６８ａ，ｂが互いに１８０度異なる位置からトナー搬送軸６２の半径方向に延びる。掻き出しフィン６８ａ，ｂは、トナー搬送軸６２とともに回動し、トナー排出口２４付近のトナーをトナー排出口２４の外部に搬送する。このように複数の掻き出しフィン６８ａ，ｂを備えるので、一定の時間により多くのトナーを排出することができる。
【００６０】
さらにフィン支持部８０ａ，ｂには、それぞれ掻き出しフィン６８ａ，ｂが固定される。本図を用いて、本実施の形態に特徴的な掻き出しフィン６８の構成を説明する。掻き出しフィン６８は、トナー排出口２４に対応する位置に設けられている。これによって、効率的にトナー排出口２４からトナーを排出することができる。
【００６１】
フィン支持部８０は、その一端をトナー搬送軸６２に固定し、トナー搬送軸６２の半径方向に延びる。フィン支持部８０は、延びた先端部分に、トナー搬送軸６２に略平行なフィン取付部８４を有する。フィン取付部８４は、可搬性の掻き出しフィン６８を固定する。
【００６２】
フィン支持部８０は、トナー搬送軸６２からフィン取付部８４の間の略平面の部分に、トナーが通過可能な羽根間開口部６５を有する。トナー搬送軸６２が回動した場合、トナーは、この羽根間開口部６５を通過する。このため、フィン支持部８０がトナー搬送軸６２の回動方向に搬送するトナーの量は少ない。従って、過剰量のトナーを搬送するために、トナー搬送軸６２を回動するトルクが増加するのを防ぐことができる。
【００６３】
掻き出しフィン６８は、プレート状の可撓性部材で形成される。掻き出しフィン６８は、先端縁７０側を切り欠いた少なくとも１つの切り欠き部７１を有するパルス状に設けられている。掻き出しフィン６８は、掻き出しフィン６８にかかるトナーの荷重を分散する程度に撓むように設けられているのが好ましい。掻き出しフィン６８は、フィン取付部８４に固定され、フィン取付部８４、フィン支持部８０が延びる方向に対して略垂直な方向に延びる。このように掻き出しフィン６８の平面は、回動方向に垂直な方向に面するので、トナー搬送軸６２が回動した場合でも、掻き出しフィン６８の平面は、トナーの重さを比較的受けにくい。従って、掻き出しフィン６８の耐久性を向上させることができる。
【００６４】
掻き出しフィン６８は、トナー搬送軸６２と供に、軸方向２００に見た左回りに回動する。フィン支持部８０は、掻き出しフィン６８の先端縁７０側がフィン支持部６５に対して回動方向２１０の下流側を向くように掻き出しフィン６８を固定する。すなわち、フィン支持部８０は、フィン取付部８４に掻き出しフィン６８を固定する。このように、掻き出しフィン６８の先端縁７０側が回動方向２１０の下流に位置するので、回動するときにトナーの圧力を受けにくい。従って、掻き出しフィン６８の耐久性を向上させることができる。
【００６５】
図９は、掻き出しフィン６８及びトナー排出口２４を模式的に示す。ケース本体２２は、トナー搬送軸６２の軸方向２００に並んだ、軸方向２００の幅の異なる複数のトナー排出口２４を有する。掻き出しフィン６８は、複数のトナー排出口２４に対応する複数の掻き出し片７２ａ，ｂ，ｃ，ｄを有する。本図は、掻き出しフィン６８がトナー排出口２４に対応する位置にあるときの掻き出しフィン６８を示す。このように、掻き出し片７２がトナー排出口２４から突出し、トナーをトナー排出口２４の外部に搬送する。掻き出しフィン６２は、トナー排出口２４に対応する位置に、トナー排出口２４の軸方向２００の幅と同一、またはそれより狭い幅の掻き出し片７２を有する。このように、トナー排出口２４とケース本体２２との境界は、軸から先端縁７０までの距離が長い、掻き出し片７２と切り欠き部７１との境界７３に対応する。従って、掻き出し片７２は、ケース本体２２に当たることなく、トナー排出口２４から突出することができる。
【００６６】
このように、掻き出しフィン６８は、トナー排出口２４の形状に合わせた形状に設けられているので、トナー排出口２４と長端部７２の間に隙間が生じない。従って、トナー排出口２４付近にトナーが残留するのを避けることができる。
【００６７】
掻き出し片７２は、掻き出しフィン６８がトナー排出口２４に対向する位置にある場合に、先端縁７０がトナー排出口２４からトナーカートリッジ２０の外部に突出可能な長さに設けられている。これによって、掻き出し片７２は、トナーをトナーカートリッジ２０の外部に誘導することができる。
【００６８】
掻き出し片７２は、トナーをトナー排出口２４に搬送する。一方、切り欠き部７１は、トナーを圧密する。このように、掻き出しフィン６８は、トナーを適度に圧密しながら、トナー排出口２４から排出することができる。
【００６９】
また掻き出しフィン６８がトナー搬送軸６２と共に回動するときに、長端部７２は、ケース本体２２の内壁に接する。従って、ケース本体２２の内壁に付着したトナーを掻き落とすことができる。
【００７０】
図１０は、掻き出しフィン６８がトナー排出口２４から突出するときの動作を示す。掻き出しフィン６８は、トナー搬送軸６２とともに回動方向２１０に移動する。図１０（Ａ）は、掻き出しフィン６８がトナー排出口２４から突出する前の掻き出しフィン６８を示す。このとき、掻き出しフィン６８は、フィン先端領域７０をケース本体２２の内壁に接触させ、回動方向２１０の下流側に反らせた状態で移動する。このように、内壁に接触した状態で移動するので、内壁に付着したトナーを掻き落とすことができる。
【００７１】
図１０（Ｂ）は、掻き出しフィン６８がトナー排出口２４から突出したときの掻き出しフィン６８を示す。掻き出しフィン６８は、フィン先端領域７０を図１０（Ａ）に示すように、ケース本体２２に接触させ、先端縁７０側を撓ませた状態で移動する。掻き出しフィン６８が、トナー排出口２４に対応する位置に達すると、掻き出し片７２は、トナー排出口２４から突出する。このとき、先端縁７０側は撓んだ状態から元に戻る。このときの先端縁７０側の回動方向２１０の復元力によって、トナーは、トナー排出口２４へ排出される。従って、トナー排出口２４付近にトナーが残留するのを避けることができる。
【００７２】
図１０（Ｃ）は、トナー排出口２４から突出し、さらに移動した掻き出しフィン６８を示す。掻き出しフィン６８は、トナー排出口２４から突出した後、さらにトナー搬送軸６２と供に回動する。このとき、再びフィン先端縁７０をケース本体２２の内壁に接触させ、回動方向２１０の下流側に反らせた状態で移動する。
【００７３】
図１１（Ａ）は、トナー搬送軸６２の軸方向２００から見た掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０を示す。掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０は、掻き出しフィン６８の先端縁７０がケース本体２２の内壁に到達する長さに設けられている。図１１（Ｂ）の掻き出しフィン６８の軸方向２００に垂直な方向の長さは、図１１（Ａ）の掻き出しフィン６８に比べて長い。このように、掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の長さを任意に変更しても、フィン先端領域７０がケース本体２２の内壁に到達する長さを実現することができる。
【００７４】
可撓性の掻き出しフィン６８の長さが変化すると、掻き出しフィン６８の撓みの程度が変化する。従って、掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の長さを変化させることによって、掻き出しフィン６８の可撓性の程度を変化させることができる。従って、設計時に掻き出しフィン６８を形成する部材の可撓性の程度による限定を受けずに、掻き出しフィン６８を選ぶことができる。
【００７５】
さらにトナー排出口２４から排出されるトナーは、撓んだ状態の掻き出しフィン６８が元に戻るときに掻き出しフィン６８から受ける付勢力によって加速される。従って、掻き出しフィン６８の可搬性の程度によって、トナー排出口２４から排出されるトナーの移動速度を変化させることができる。
【００７６】
掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の長さは、単位時間あたりにトナー排出口２４から排出されるトナーの排出量に基づいて決定される。排出量は、予め定められており、この予め定められたトナーの排出量に基づいて、掻き出しフィン６８のトナー搬送軸６２の略円周方向における長さ及びフィン支持部８０のトナー搬送軸の半径方向における長さが決定される。このように、設計時に予め定められた排出量に基づいて掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の長さを決定することができる。
【００７７】
また、掻き出し フィン６８及びフィン支持部８０の長さを調節することによって、搬送するトナー量を調節することができるので、ケース本体２２の形状及び体積を自由に設計することができる。
【００７８】
図１２は、掻き出しフィン６８の他の形態を示す。本図は、掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の斜視図である。本図の形態の掻き出しフィン６８は、先端縁７０側がトナー搬送軸６２側に湾曲している。このため、掻き出しフィン６８がトナー搬送軸６２と供に回動するときに、先端縁７０側は、先端縁７０側を湾曲させる力を受けにくい。従って、フィン先端領域７０の耐久性を向上させることができる。
【００７９】
図１３は、掻き出しフィン６８のさらに他の形態を示す。本図は、掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０の斜視図である。本図の掻き出しフィン６８は、先端縁７０側がトナー搬送軸６２側と反対側に湾曲している。掻き出しフィン６８がトナー搬送軸６２と供に回動するときに、先端縁７０は、ケース本体２２の内壁に接触する。このとき、先端縁７０側は、先端縁７０自体が湾曲する方向と逆向きの付勢力を受け、回動方向２１０に湾曲する。さらに、掻き出しフィン６８が、トナー排出口２４に対応する位置に達すると、先端縁７０側は、ケース本体２２から受けていた付勢力から開放され、トナー排出口２４からケース本体２２の外部に突出する。この付勢力によって、トナー排出口２４付近のトナーをケース本体２２の外部に搬送することができる。従って、トナー排出口２４付近にトナーが残留するのを防ぐことができる。
【００８０】
図１４は、掻き出しフィン６８のさらに他の形態を示す。図１４（Ａ）は、切り欠き部７１のトナー搬送軸６２に略垂直な縁に沿った切り込み７４を有する掻き出しフィン６８を示す。図１４（Ｂ）は、切り欠き部７１のトナー搬送軸６２に略垂直な縁に沿った切り込み７４を有する掻き出しフィン６８を示す。
【００８１】
図１４（Ａ）に示すようにトナー搬送軸６２に略垂直に切り込み７４を設けることによって、切り欠き部７１及び掻き出し片７２はより撓みやすくなる。従って、トナーの圧密の程度を適切に保つことができる。
【００８２】
掻き出しフィン６８の切り欠き部７１の先端縁７０は、ケース本体２２の内壁に到達する長さに設けられている。掻き出しフィン６８は、先端縁７０から少なくともケース本体２２の内壁に対応する位置まで切り込まれている。このように、切り込み７４が設けられているので、切り欠き部７１の先端縁７０を長くすることができる。
【００８３】
図１４（Ｂ）に示すようにトナー搬送軸６２に略平行な切り込みを設けることによって、切り欠き部７１はトナー搬送軸６２方向の幅が増すので、撓みにくくなる。掻き出し片７２は切り込みによって先端縁７０が撓みやすくなる。従って、掻き出し片７２の先端縁７０は、トナーを適度にほぐし、切り欠き部７１は、トナーを圧密することができる。
【００８４】
このように、掻き出しフィン６８に切り込み７４を設けることによって、掻き出しフィン６８の弾性力を適度に保つことができる。従って、トナー排出口２４付近のトナーを適度な圧密状態に保つことができる。
【００８５】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的な範囲は上記の実施の形態の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることができる。そのような変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。
【００８６】
そうした第１の変更例は、本実施の形態の円弧羽根６４は、半円型の平面状に設けられていたが、円弧羽根６４は、窪みを有してもよい。円弧羽根６４は、本図に示すように軸方向２００と反対の方向に略円錐状の窪みを有する。窪みの形状は、例えは、略円錐状でもよく、また例えば、谷型でもよい。このように、円弧羽根は、搬送方向に窪みを有していればよく、窪みの形状は実施の形態に限定されない。
【００８７】
第２の変更例は、本実施の形態の掻き出しフィン６８は、トナー排出口２４に対応する軸方向２００の幅に設けられた掻き出し片７２を有したが、掻き出しフィン６８は、トナー排出口２４に対応する位置に切り欠き部７１を有してもよい。すなわち、トナー排出口２４に対応する領域に２つ以上の掻き出し片７２を有してもよい。また、本実施の形態に掻き出しフィン６８は、ケース本体２２に対応する位置に、切り欠き部７１を有したが、掻き出しフィン６８は、この位置に掻き出し片７２を有してもよい。
【００８８】
第３の変更例は、本実施の形態において図６を用いて１２０度の中心角に対応する円弧を有する円弧羽根１６０に付いて説明したが、円弧羽根の円弧に対応する中心角の大きさは本実施の形態に限定されない。円弧に対応する中心角の大きさに基づいた角度だけずらして、軸方向２００に円弧羽根１６０を並べればよい。すなわち、トナー搬送軸６２を軸とした螺旋に概ね一致するように、トナー搬送軸６２に対して傾けて配置すればよく、その設計の自由度は高い。また、軸方向２００に並べられる複数の円弧羽根１６０の円弧に対応する中心角の大きさは異なってもよい。
【００８９】
【発明の効果】
上記説明から明らかなように、本発明によれば排出するトナーを安定な圧密状態に保ち、トナーの排出量をほぼ一定に保つことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】従来例に係るトナーカートリッジを示す図である。
【図２】トナーカートリッジ２０及びトナーカートリッジ２０が装着された画像形成装置の概略断面図である。
【図３】トナーカートリッジ２０の断面図である。
【図４】トナーカートリッジの内側におけるトナーの流れを模式的に示す図である。
【図５】円弧羽根６４を示す斜視図である。
【図６】円弧羽根の他の形態を示す斜視図である。
【図７】円弧羽根のまた他の形態を示す斜視図である。
【図８】トナー搬送軸６２に固定された掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０を示す斜視図である。
【図９】掻き出しフィン６８及びトナー排出口２４を模式的に示す図である。
【図１０】掻き出しフィン６８がトナー排出口２４から突出するときの動作を示す図である。
【図１１】軸方向２００から見た掻き出しフィン６８及びフィン支持部８０を示す図である。
【図１２】掻き出しフィン６８の他の形態を示す図である。
【図１３】掻き出しフィン６８のさらに他の形態を示す図である。
【図１４】掻き出しフィン６８のさらに他の形態を示す図である。
【符号の説明】
１  感光体
２  帯電ローラ
３  露光ユニット
４  現像器ユニット
５  中間転写装置
Ｔ１  一次転写部
Ｔ２  二次転写部
２０  トナーカートリッジ
２２  ケース本体
２４  トナー排出口
２６  突部
２８  軸受け部
４０  トナー撹拌部材
４２  トナー撹拌軸
４４  中央可撓性フィン
４６  側部可撓性フィン
６０  トナー搬送部材
６２  トナー搬送軸
６４  円弧羽根
６５  羽根間開口部
６６  連結部
６８  掻き出しフィン
６９  フィン開口部
７０  先端縁
７１  切り欠き部
７２  掻き出し片
７４  切り込み
８０  フィン支持部
８２  フィン開口部
８４  フィン取付部
９０  第１のトナー収容室
９２  第２のトナー収容室
【図１】
0003654155.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
0003654155.tif 000009
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
0003654155.tif 000013
【図１３】
0003654155.tif 000014
【図１４】
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