(57)【要約】      （修正有）【課題】横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなし各Ｕ字状内空間にそれぞれ回転撹拌パドルと中空コイル状アジテータを内蔵したトナーカートリッジの再使用を図る場合に、短時間で内部残留トナーをクリーンに清掃する。【解決手段】長手方向の一方の端面にトナー充填口４０と内部清掃口５０とを並列に設け、トナー充填口４０は回転撹拌パドル２０の作動断面領域外の位置に設け、内部清掃口４０はアジテータ３０の中空断面内の位置に設け、気体送入ノズル及び気体排出ノズルを挿入して清掃するようにした。【選択図】図１（ａ）
2006091032.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなし各Ｕ字状内空間にそれぞれ撹拌パドルと中空コイル状アジテータを内蔵したトナーカートリッジにおいて、
長手方向の一方の端面にトナー充填口と内部清掃口とを並列に設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記トナー充填口は撹拌パドルの作動断面領域外の位置に設けたことを特徴とする請求項１記載のトナーカートリッジ。
【請求項３】
前記内部清掃口は前記アジテータの中空断面内の位置に設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のトナーカートリッジ。
【請求項４】
前記トナー充填口は充填口の内径が３５ｍｍφ以下であり、前記トナー充填口と前記内部清掃口との中心距離が３０ｍｍ以上であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載のトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項１記載のトナーカートリッジの内部を清掃するに当たり、内部清掃口のある端面を底面としてトナーカートリッジをほぼ鉛直に立設し、トナー充填口から気体挿入ノズルを、内部清掃口からトナー排出ノズルをそれぞれトナーカートリッジ内部に挿入し、双方のノズルを交互に昇降させながら気体送入及びトナー排出を行うことを特徴とするトナーカートリッジの清掃方法。
【請求項６】
前記双方のノズルは長手方向側面に複数の開口を有するノズルであることを特徴とする請求項５記載のトナーカートリッジの清掃方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置等に用いるトナーカートリッジ及びその清掃方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置等に用いるトナーのトナーカートリッジは、使用後交換される。このようなトナーカートリッジのリサイクルは、再使用、資源化の両方が実施されている。再使用については、大きな工数を必要としている。中でもトナーカートリッジ内の残留トナーを清掃する工程では、エアブローで実施しているが、十分にクリーンにできない場合があり、清掃工程を数回繰り返すこともある。
【０００３】
トナーカートリッジのトナー充填口からトナー保管部内に、吸引と吐き出しの２本のノズルを挿入しトナーカートリッジを回転させて内部を清掃する技術がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
この技術はトナーカートリッジ内の残留トナーを効率よく排出することができるが、その技術を適用することができるトナーカートリッジは、主要横断面が円形又はその類似形であるものに限られる。
【０００５】
近年、薄型のトナーカートリッジが用いられ、例えば、横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなし各Ｕ字状内空間にそれぞれ撹拌パドルと中空コイル状のアジテータを設けたトナーカートリッジ等がある。このような形状構造では、上記解決手段は適用できないため、別の手段を検討しなければならない。
【０００６】
また、カラートナーのトナーカートリッジでは、色ごとの制約をなくするために、トナーカートリッジ内の清掃口から遠方の先端部におけるトナー汚れを十分にとる手段が必要である。
【特許文献１】特開２００２−２０７３６５号公報（第２−４頁、図２７）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、薄型のトナーカートリッジの再使用を図る場合に、短時間で的確に内部残留トナーをクリーンに清掃することができるトナーカートリッジの構造及びその清掃方法を提供することを目的とするものである。
【０００８】
本発明の課題を整理すると次の通りである。
１．トナーカートリッジ内の残留トナーを清掃する工程において、トナーカートリッジを回転させることなく清掃効果が十分にあがる手段を達成すること。
２．トナーカートリッジ内部の清掃口から遠方の先端部における効果的な清掃効果手段を確立すること。
３．トナーカートリッジを再使用に供するために、清掃によってトナーカートリッジの機能に影響を及ぼさない構造及び清掃方法を樹立すること。例えば、トナー充填能力を低下させることなく、また清掃用のノズルを挿入した時に回転撹拌パドルやアジテータ等の内蔵部品に損傷を与えない構造及び清掃方法とすること。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので、次の技術手段を講じたことを特徴とするトナーカートリッジである。すなわち、本発明は、横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなし各Ｕ字状内空間にそれぞれ回転撹拌パドルと中空コイル状アジテータを内蔵したトナーカートリッジにおいて、長手方向の一方の端面にトナー充填口と内部清掃口とを並列に設けたことを特徴とするトナーカートリッジである。
【００１０】
本発明のトナーカートリッジは後述のように、トナー充填口と内部清掃口からそれぞれ気体送入ノズルとトナー排出ノズルとを並列に挿入して効率よく清掃を行うことができる。またトナー充填の際に内部清掃口を空気抜きとして利用することができ、トナー充填の時間短縮と充填量の増加を図ることができる。
【００１１】
上記トナーカートリッジにおいて、前記トナー充填口は回転撹拌パドルの作動断面領域外の位置に設けると、トナーの充填が円滑で容易であり、清掃のときにも回転撹拌パドルを損傷しないので好ましい。また、後述の清掃工程において、気体送入ノズル及びトナー排出ノズルを昇降させて清掃するときに部品を傷つけることがなく、清掃装置の設定が容易である。
【００１２】
前記内部清掃口は前記アジテータの中空断面内の位置に設けると、清掃工程でアジテータや回転撹拌パドルのフィルムを傷つけるおそれのない中央部にノズルを挿入でき、清掃ノズルの挿入が容易である。
【００１３】
前記トナー充填口は充填口の内径が３５ｍｍφ以下とするとよい。また、前記トナー充填口と前記内部清掃口との中心距離を３０ｍｍ以上とすると、後述の清掃方法において、清掃効率が高くなるので、好適である。
【００１４】
上記本発明のトナーカートリッジの内部の清掃を好適に実施するための本発明方法は、内部清掃口のある端面を底面としてトナーカートリッジをほぼ鉛直に立設し、トナー充填口から気体送入ノズルを、内部清掃口からトナー排出ノズルをそれぞれトナーカートリッジ内部に挿入し、双方のノズルを交互に昇降させながら気体送入及びトナー排出を行う、トナーカートリッジの清掃方法である。
【００１５】
この場合に、前記ノズルは、長手方向側面に複数の開口を有するノズルとすると、トナーカートリッジの内壁を効率よく、クリーンになるように清掃することができる。また、一定圧力の気体送入によって清掃を行うと好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、薄型のトナーカートリッジの内部残留トナーを短時間で的確にクリーンに清掃することができ、トナーカートリッジを容易に再使用に供することができるようになった。
【００１７】
すなわち、トナーカートリッジに気体送入ノズルとトナー排出ノズルが入る挿入口をそれぞれ設け、清掃工程において、トナーカートリッジを回転させることなく十分清掃効果があがり、清掃口から遠方の先端部における効果的清掃が可能となった。また、ノズル挿入時にパドル、アジテータ等の内蔵部品に傷をつけることがなく、トナーカートリッジを再使用するために機能に影響を及ぼさないという優れた効果を奏する。
【００１８】
さらに、トナー充填時に内部清掃口をカートリッジ内の空気抜き孔として利用することにより、トナー充填時間の短縮、トナー充填量の増加等の効果もある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明は、横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなし各Ｕ字状内空間にそれぞれ撹拌パドルと中空コイル状アジテータを内蔵したトナーカートリッジに適用されるものである。トナーカートリッジの長手方向の一方の端面にトナー充填口と内部清掃口とを並列に設けた。トナー充填口と内部清掃口はシール性の高い密閉蓋構造とすることができる。
【００２０】
トナー充填時には内部清掃口をあけてトナー充填作業性の向上と充填量の増加を図ることができ、清掃時には清掃用の２本のノズルの挿入口として用いる。
【００２１】
このため両方の用途に適切に使用できるように、トナー充填口は撹拌パドルの作動断面領域外の位置に設け、内部清掃口は前記アジテータの中空断面内の位置に設けた。このような構造は合成樹脂製品によって容易に製造可能である。
【００２２】
このトナーカートリッジは内部を清掃するとき、内部清掃口のある端面を底面としてほぼ鉛直に立設し、トナー充填口から気体挿入ノズルを、内部清掃口からトナー排出ノズルをそれぞれトナーカートリッジ内部に挿入し、双方のノズルを交互に昇降させながら気体送入及びトナー排出を行う。このとき、双方のノズルは長手方向側面に複数の開口を有するノズルとした。
【００２３】
以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００２４】
図３は本発明の適用されるトナーカートリッジ１０の一例を示す平面図、図４はその側面断面図、図５は図３のＡ−Ａ矢視図、図６は図３のＢ−Ｂ矢視図である。このトナーカートリッジ１０は、横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなすケーシング１１と、上蓋１２とで囲まれた断面形状を有し、例えば、幅９０ｍｍ、高さ４０ｍｍ、長さ４５０ｍｍ程度のものである。ケーシング１１内の各Ｕ字状内空間にそれぞれ回転撹拌パドル２０と中空コイル状アジテータ３０を内蔵している。
【００２５】
上蓋１２は、上面に吊り手１３を備え、機器への挿入方向矢印１４が示されている。ケーシング１１の下側にはトナー排出口１５を備えており、挿入手前側の端部には把手１６を備えている。また、端部外側に駆動歯車が装着されている。
【００２６】
図１（ａ）、図１（ｂ）は本発明の実施例のトナーカートリッジ１０を示す斜視図である。図１（ａ）は横断面がダブルＵ字状のかまぼこ型をなすトナーカートリッジ１０の上面の蓋を取外いて内部を見た斜視図である。ケーシング１１がダブルＵ字状をなし、その内部空間にそれぞれ回転撹拌パドル２０と中空コイル状アジテータ３０を内蔵している。図１（ｂ）は図１（ａ）を矢印６０方向から見た斜視図である。回転撹拌パドル２０はギア２４によって回転を与えられ、半径方向に延出したマイラー（フィルム状掻上板）２１が一方のＵ字状ケーシング内のトナーを掻き上げる。ギア３２によって回転を与えられる中空コイル状アジテータ３０はトナーを軸方向に送り、Ｕ字状ケーシングの長手方向端部の下面に設けられた排出口１５（図４参照）からトナーを排出する。
【００２７】
図２は、回転攪拌パドル２０及び中空コイル状アジテータ３０をケーシング１１から取出して示した斜視図である。
【００２８】
回転攪拌パドル２０は、長手方向に多数配設された攪拌パドル２２及び長手方向に長い１枚のマイラー（フィルム状の掻上げ板）２１を、軸２３から半径方向に延出している。回転攪拌パドル２０は、ギア２４により回転方向２５（図６参照）方向に回転し、トナーを攪拌すると共に、中空コイル状アジテータ３０側のＵ字状空間内にトナーを送出する。
【００２９】
中空コイル状アジテータ３０は、鋼線３１を螺旋コイル状に巻回して形成されたものである。一端に回転駆動ギア３２を備え他端３３は自由端になっている。鋼線３１からなる螺旋コイルはＵ字状トラフ内面に沿って回転する。この回転によりトナーを長手方向に搬送し、トナーは排出口１５から排出される。
【００３０】
本発明のトナーカートリッジ１０は、図１（ａ）に示すように、長手方向の一方の端面に、中央にトナー充填口４０を設け、その右側に内部清掃口５０を並列に設けている。トナー充填時は、トナーをカートリッジ１０内に充填する充填口としてトナー充填口４０を用い、内部清掃口５０を空気抜きとして用いる。
【００３１】
トナーカートリッジ１０の内部を清掃するときは、トナー充填口４０及び内部清掃口５０からトナーカートリッジ１０内に空気送入ノズルと空気排出ノズルを挿入して内部清掃を行う。
【００３２】
内部清掃口５０は、鋼線３１を中空の螺旋状に形成した中空コイル状アジテータ３０の中心位置に設置されている。従って、ノズルを内部清掃口５０からトナーカートリッジ１０内に挿入すると、障害物がなくノズル先端をトナーカートリッジ１０内の最奥端まで到達させることができる。
【００３３】
トナー充填口４０はダブルＵ字状の内空間の中央部に設けられており、この中央部は、パドル２０とアジテータ３０と上面蓋１２との間の隙間を利用している。トナー充填口４０から挿入したノズルの先端は、トナーカートリッジ１１内の最奥端まで到達することができる。
【００３４】
図７に本発明トナーカートリッジ１０の清掃工程の模式図を示した。
【００３５】
本発明のトナーカートリッジ１０の清掃工程では、トナーカートリッジ１０を、その長手方向をほぼ鉛直に立設した姿勢に保って、その下端のトナー充填口４０と内部清掃口５０のいずれか一方の口より気体送入ノズル６１を挿入し、気体６３を送って噴出孔６２から噴出させ、他方の口より気体排出ノズル７１を挿入し、側面に設けた孔７２から、トナーと共に気体を排出７３する。
【００３６】
このとき、矢印６４、７４に示すようにノズル６１、７１を上下に交互に昇降させつつ気体送入、気体吸引を行う。かくして、トナーカートリッジ１０の長手方向に沿ってあらゆる部分の残留トナーを完全に清掃することができる。
【００３７】
ノズルの昇降は、気体送入ノズル６１を昇降させ、気体排出ノズル７１を中央部近傍にに固定させておいてもよい。また、気体送入ノズル６１の先端と中央に気体噴出口開口を設け、気体吸引ノズルの吸引口をトナーカートリッジのほぼ中央の高さ位置に固定することとしても可である。
【００３８】
本発明では、トナーカートリッジ１０を回転させなくても高い清掃効果が得られ、トナーカートリッジ１０のアジテータ側、パドル側とも清掃が十分になる。
【００３９】
上記作業をノズル挿入口を入れ替えて再度実施することによりさらに精度の高い優れた洗浄効果を得ることができる。
【００４０】
内部清掃作業において、気体送入ノズル６１の先端がトナーカートリッジ１０の内部奥まで届き、送入気体により吹きとばしたトナー粒子を気体排出ノズル７１の先端でキャッチすることにより、トナーが他場所に移行するのを防止することができ、トナーカートリッジ１０内の奥部におけるクリーンな清掃効果を簡単に得ることができる。
【００４１】
ノズル６１、７１は、内径３ｍｍφ程度、外径５ｍｍφ程度であり、全長はカートリッジ内部奥行きまで到達する長さとする。カートリッッジ１０の口を下にしてトナーカートリッジ１０を清掃台上に取り付けてほぼ鉛直に固定して清掃を実施する。
【００４２】
トナーカートリッジ１０のトナー充填口４０、内部清掃口５０を閉止するキャップは、再使用のための清掃工程において取外すことになるが、例えば軟質のポリエチレン等の材質で製作し、シール機能を十分に備えた構造とすると共に容易に外すことができる構造とし、取外しの際にトナーカートリッジ１０の本体側の開口のシール機能を損なったり、傷をつける危険がないように十分に配慮した構造とする。
【００４３】
本発明のトナーカートリッジ１０は、内部清掃口５０を備えたので、トナー充填口４０のサイズを大きくしなくても、２本のノズルを挿入して十分に機能させることができる。そして清掃時に気体送入ノズルと気体排出ノズルのそれぞれのノズル間の距離を適切に離すことによって発塵トナーを効率よく捕捉することができる。１例では、この場合のトナー充填口４０と内部清掃口５０との中心距離を３４．５ｍｍとしたが、ノズルを交互に昇降させることによって満遍なく残留トナーをほぼ完全に捕捉することができた。
【００４４】
従来は色の異なるトナーのカートリッジは色ごとに分けて再利用していたが、トナーコンタミ量（残留トナーによるコンタミネーション（汚染）量）が許容範囲内であれば、使用していた色の履歴に関係なく任意の色のトナーを充填して使用することが可能である。
【００４５】
また実施例では、内部清掃口５０を回転撹拌パドル２０側でなく、中空コイル状アジテータ３０側に設置したので、回転攪拌パドル２０のマイラー（フィルム状掻上板）が外れたり、傷がついたりすることがなく、再使用するカートリッジ数の比率が高くなる。
【００４６】
回転撹拌パドルのマイラー（フィルム状掻上板）の回転方向の取付位置を回転攪拌パドル２０の駆動歯車２３のリム部に設けた孔により確認することができるので、清掃作業用のノズルを挿入する時にマイラー（フィルム状掻上板）の停止位置決めを適切に定めることができ、その損傷を防ぐことができる。
【実施例】
【００４７】
実施例のトナーカートリッジの再利用プロセスは次の通りである。
【００４８】
トナーカートリッジの把手１６を外す。図１（ａ）に示すようにトナー充填口４０と内部清掃口５０が露出する。それらのキャップを外す。トナーカートリッジ１０内に残留しているトナーを除去するためトナー充填口４０を下にしてトナーを落下させる。
【００４９】
次に、気体送入ノズル６１と気体排出ノズル７１を備えた清掃機の上にトナーカートリッジ１０をセットする。このセットは治具を用いて、ほぼ鉛直状態にワンタッチで行うことができる。
【００５０】
スイッチをＯＮにする。清掃時間は、１５秒程度でよく、次いでノズルの挿入口を変更して清掃を実施する。トナー排出口１５のシャッターを外し仕上げ拭きをする。必要に応じて、シャッターを新品に交換する。検査し出荷する。
【００５１】
気体送入ノズル６１は、先端から上方吹き出しとすることもでき、側面に噴出孔を設けたものでもよい。トナーカートリッジ１０の一番奥の部分の清掃の場合、気体送入ノズル先端の側面噴出孔を設けると清掃効果が向上する。
【００５２】
トナー充填口４０からトナーを封入する充填作業時に、内部清掃口５０を開放して空気抜きとしておけば、トナー充填能率を向上させ、トナー充填量を増加することができる。このことは、特に乳化重合トナー等、充填が容易でない種類のトナーに対して効果が大きい。例えば、従来のトナーカートリッジでは充填量が６００ｇであったものが、内部清掃口５０を設けた実施例で、内部清掃口５０を空気抜きとして利用した場合、トナー充填量が６５０ｇとなり、約１割の増加が見られた。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１（ａ）】実施例のトナーカートリッジの上蓋を除いて示した斜視図である。
【図１（ｂ）】図１（ａ）の逆側から見た斜視図である。
【図２】実施例のトナーカートリッジの内蔵品の斜視図である。
【図３】実施例のトナーカートリッジの平面図である。
【図４】実施例のトナーカートリッジの側面断面図である。
【図５】図３のＡ−Ａ矢視図である。
【図６】図３のＢ−Ｂ矢視図である。
【図７】実施例の清掃工程を示す模式図である。
【符号の説明】
【００５４】
１０    トナーカートリッジ
１１    ケーシング
１２    上蓋
１３    吊り手
１４    矢印
１５    トナー排出口
１６    把手
２０    回転撹拌パドル
２１    マイラー（フィルム状掻上板）
２２    パドル
２３    軸
２４    ギア
３０    中空コイル状アジテータ
３１    鋼線
３２    ギア
３３    他端
４０    トナー充填口
５０    内部清掃口
６０    矢印
６１    空気送入ノズル
６２    噴出口
６３    気体
６４    矢印
７１    空気排出ノズル
７２    孔
７３    排出
７４    矢印
【図１（ａ）】
2006091032.tif 000003
【図１（ｂ）】
2006091032.tif 000004
【図２】
2006091032.tif 000005
【図３】
2006091032.tif 000006
【図４】
2006091032.tif 000007
【図５】
2006091032.tif 000008
【図６】
2006091032.tif 000009
【図７】
2006091032.tif 000010