(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
未使用粉体を収容した複数の粉体収容袋と、
複数の前記粉体収容袋を縦方向に配列した状態で収容する第１の未使用粉体収容部と、
該第１の未使用粉体収容部内に収容された一の前記粉体収容袋の対向する２つの端縁と、他の前記粉体収容袋の対向する２つの端縁とを夫々上下方向へ連接する２つの連接シートと、
最上部に位置する前記粉体収容袋を破断して未使用粉体を排出させる破断部材と、
前記破断部材によって破断された最上部の前記粉体収容袋を前記各連接シートを介して前記第１の未使用粉体収容部の外部に退避させることにより下段の他の粉体収容袋を最上部に上昇させる移動手段と、
前記第１の未使用粉体収容部の外側に位置して前記破断部材によって破断された前記粉体収容袋から排出された前記未使用粉体を収容する第２の未使用粉体収容部と、を備えたことを特徴とする粉体収容容器。
【請求項２】
前記第１の未使用粉体収容部には、前記破断部材により前記粉体収容袋を破断することにより排出した粉体を前記第２の未使用粉体収容部に誘導する誘導手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の粉体収容容器。
【請求項３】
最下部に位置する前記粉体収容袋の下方には上下方向へ伸縮自在であり、下部適所を前記第１の未使用粉体収容部に固定された使用済み粉体収容袋が配置されており、
該使用済み粉体収容袋の上部は、前記最下部の粉体収容袋と共に上昇して内部容積を拡大するように構成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体収容容器。
【請求項４】
前記移動手段は、前記連接シートを巻き上げる巻上げ機構部を備え、前記粉体収容容器が装着された粉体消費手段による粉体消費量に関する情報に基づいて前記巻上げ機構部の回転量が制御手段により制御されることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体収容容器。
【請求項５】
前記未使用粉体を前記粉体消費手段に排出するための排出用開口部に、前記粉体の供給量を調整する粉体補給部材を備えたことを特徴とする請求項１に記載の粉体収容容器。
【請求項６】
請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉体収容容器と、
表面に帯電された電荷を露光して潜像を形成する像担持体と、
該像担持体の表面を一様に帯電する帯電手段と、
前記像担持体にトナーを供給して現像する現像手段と、
前記像担持体の残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、
該クリーニング手段により回収された廃トナーを前記使用済み粉体収容部へ搬送する廃トナー搬送手段と、
を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項６に記載のプロッセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体に形成された潜像をトナー等の微小粒体により現像し、転写後に発生した廃トナーを回収する機構を備えたトナー搬送装置、このトナー搬送装置を有するプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、感光体上に形成された潜像をトナーで可視像化することが行われているが、現像装置から感光体へ供給されたトナーは、可視像化のために１００％使われるわけではなく、現像後に、感光体上にトナーが残留することは避けられない。感光体上に残留したトナーは除去されて廃トナーとして回収される。このため、現像装置へ供給される補給用トナーの収容部の他に、廃トナー収容部が必要となる。近年においては、省スペース化を図る観点から、本来補給用トナーの収容部として存在したトナーカートリッジ（トナーボトルとも称される）に廃トナー収容部の機能を兼ね備えたものが提案されている。
例えば特許文献１では、補給用トナー収容部と廃トナー回収部を仕切る仕切り部材に、可撓性の弾性部材を用いた構造を持つ現像装置一体型のプロセスカートリッジが提案されている。この例では、補給トナーが消費され、廃トナー回収量が多くなるに従って廃トナー収容部のスペースが大きくなるようになっている。
また、特許文献２では、現像装置とトナーカートリッジを別体として設けて、トナー収容容器のみを交換パーツとして、現像装置は使いまわす構造のものが提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１に開示されている従来技術は、現像装置も一体化しているため、交換単位はプロセスカートリッジごとであり、印刷一枚あたりのコストが高くなるといった課題をもっている。また、補給用トナーを収容したプロセスカートリッジが現像装置の上部に配置されており、現像によってトナーが消費されると、重力によってトナーが少しずつ下方向に下がってきて、長期期間使用しているうちに補給用トナーが自重で凝集を起こしやすいという問題点がある。そのため、プロセスカートリッジの中に入れられる補給用トナーの量には自ずと限界があり、プロセスカートリッジの交換頻度を高めていた要因の一つでもあった。
また、特許文献２に開示されている従来技術は、トナーのみを交換できるため１枚あたりのコストを下げられるメリットはあるが、交換されたトナーカートリッジ内のトナーは重力によって一気に現像装置内の空間に落とされるため、長期使用において、徐々にトナー自体の自重によってトナーが凝集してしまう問題が残っている。
本発明は、かかる課題に鑑みてなされたものであり、トナー収容容器と廃トナー収容容器の容積を可変とすることで、省スペース、省資源化に貢献するとともに、トナーがトナー収容容器内で凝集することを防止することができるトナー収容容器及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明はかかる課題を解決するために、請求項１は、未使用粉体を収容した複数の粉体収容袋と、複数の前記粉体収容袋を縦方向に配列した状態で収容する第１の未使用粉体収容部と、該第１の未使用粉体収容部内に収容された一の前記粉体収容袋の対向する２つの端縁と、他の前記粉体収容袋の対向する２つの端縁とを夫々上下方向へ連接する２つの連接シートと、最上部に位置する前記粉体収容袋を破断して未使用粉体を排出させる破断部材と、前記破断部材によって破断された最上部の前記粉体収容袋を前記各連接シートを介して前記第１の未使用粉体収容部の外部に退避させることにより下段の他の粉体収容袋を最上部に上昇させる移動手段と、前記第１の未使用粉体収容部の外側に位置して前記破断部材によって破断された前記粉体収容袋から排出された前記未使用粉体を収容する第２の未使用粉体収容部と、を備えたことを特徴とする。
本発明の特徴は、粉体が凝集するのを防ぐために、粉体を複数の粉体収容袋に収容して、各粉体収容袋が小分けにされている点である。また、それらの粉体収容袋を移動手段により上部に移動して、破断部材により粉体収容袋を破断して粉体を排出させて供給する。これにより、時間経過による粉体の凝集を防止し、且つ粉体が吸湿することを防止することができる。
【０００５】
請求項２は、前記第１の未使用粉体収容部には、前記破断部材により前記粉体収容袋を破断することにより排出した粉体を前記第２の未使用粉体収容部に誘導する誘導手段を備えたことを特徴とする。
粉体収容袋を破断しても、内部の粉体の全てが効率的に排出されるとは限らない。そこで本発明では、破断することにより排出した粉体を第２の未使用粉体収容部に誘導する誘導手段を備える。これにより、粉体収容袋から排出した粉体をスムーズに第２の未使用粉体収容部に移動させることができる。
【０００６】
請求項３は、最下部に位置する前記粉体収容袋の下方には上下方向へ伸縮自在であり、下部適所を前記第１の未使用粉体収容部に固定された使用済み粉体収容袋が配置されており、該使用済み粉体収容袋の上部は、前記最下部の粉体収容袋と共に上昇して内部容積を拡大するように構成されていることを特徴とする。
移動手段により粉体収容袋が移動すると、粉体収容袋の最下部に間隙が生じる。本発明では、この間隙を利用して使用済み粉体収容袋を配置した。これにより、使用済み粉体を収容するスペースを確保することができる。
【０００７】
請求項４は、前記移動手段は、前記連接シートを巻き上げる巻上げ機構部を備え、前記粉体収容容器が装着された粉体消費手段による粉体消費量に関する情報に基づいて前記巻上げ機構部の回転量が制御手段により制御されることを特徴とする。
粉体を供給するタイミングは、粉体消費量により異なる。即ち、消費量が大きい場合は、粉体の供給を早めなければならず、消費量が少ない場合は、逆に粉体の供給を遅くしなければならない。粉体消費量は、例えば、粉体がトナーであれば、画像の内容によって求めることができる。この求めた量に基づいて巻上げ機構部の回転量を制御する。これにより、粉体を適正量にして供給することができる。
【０００８】
請求項５は、前記未使用粉体を前記粉体消費手段に排出するための排出用開口部に、前記粉体の供給量を調整する粉体補給部材を備えたことを特徴とする。
粉体を供給する量は、常に一定であることが好ましい。そこで本発明では、粉体を排出する排出用開口部に粉体の供給量を一定量に調整する粉体補給部材を備える。これにより、長期間使用しないときに発生する粉体凝集を低減することができる。
【０００９】
請求項６は、請求項１乃至５の何れか一項に記載の粉体収容容器と、表面に帯電された電荷を露光して潜像を形成する像担持体と、前記像担持体にトナーを供給して現像する現像手段と、前記像担持体の残留トナーをクリーニングするクリーニング手段と、該クリーニング手段により回収された廃トナーを前記使用済み粉体収容部へ搬送する廃トナー搬送手段と、を備えたことを特徴とする。
プロセスカートリッジに、トナー収容容器、像担持体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段、及び廃トナー搬送手段を備えたので、装置の小型化とメンテナンスの容易性を実現することができる。
【００１０】
請求項７は、請求項６に記載のプロッセスカートリッジを備えた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、トナー収容容器と廃トナー収容容器の容積を可変とすることで、省スペース、省資源化に貢献することができる。
また、トナー収納容器を小分けにすることで、トナーがトナー収容容器内で凝集することを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明のトナー容器および作像ユニットを有する画像形成装置の模式図である。
【図２】（ａ）は本発明の実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する断面図、（ｂ）は本発明の実施形態に係るトナーカートリッジの斜視図、（ｃ）は誘導手段の一例を示す図である。
【図３】（ａ）は袋状容器の破断ついて説明する図、（ｂ）はトナー供給について説明する図である。
【図４】（ａ）は、本発明のトナーカートリッジおよび作像ユニットの断面模式図、（ｂ）は、（ａ）の矢印方向（Ａ視）からみた模式図である。
【図５】本発明の廃トナー回収機構について説明する断面図、（ａ）は廃トナーが無い場合の図、（ｂ）は廃トナーが回収された図である。
【図６】（ａ）はトナー補給補助部材にトナーを供給した図、（ｂ）はトナー補給補助部材の外観斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。
【００１４】
図１は、本発明のトナー容器および作像ユニットを有する画像形成装置の模式図である。画像形成装置であるカラー電子写真装置は、機枠体のほぼ中央部に作像ユニット１０（１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙ）を並べており、作像ユニット１０の上側には感光ドラム１に潜像を形成するための露光装置１２を配置している。転写ベルト３５は駆動ローラ３０と従動ローラ３１に張架され、各作像ユニット１０Ｋ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｙには、転写ベルト３５を介して、一次転写ローラ３２Ｋ、３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙが配置されており、感光体１上のトナー像を転写ベルト３５上に転写させることができる。また転写ベルト３５には、最上流の作像ユニットよりさらに上流にクリーニング装置３４を配置している。感光体１の周りには、帯電ローラ４Ｋ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｙ、感光体クリーニングブレード５Ｋ、５Ｃ、５Ｍ、５Ｙ、現像ローラ２Ｋ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｙが配置されている。作像の一連の動作としては、まず帯電ローラ４によって感光体１が帯電され、次に露光装置１２によって感光体１上に静電潜像が形成される。現像ローラ２によって静電潜像にトナーにより現像し、一次転写ローラ３２によって感光体１から転写ベルト３５へトナー像を静電的に転写させる。転写ベルト３５に一次転写されなかった残留（転写残）トナーまたは上流からき逆転写トナーは、感光体クリーニングブレード５によって感光体１から除去され、廃トナー回収スクリュー６および廃トナー搬送装置９により、後に説明する廃トナー収容容器に回収される。感光体１より転写ベルト３５に転写されたトナー像は、二次転写ローラ３３と転写ベルト３５のなすニップにおいて不図示の給紙装置より給紙された記録媒体Ｐに静電的に転写される。トナーを転写した後、不図示の定着器を通って記録媒体Ｐにトナー像を熱的に定着させ、画像形成装置より排紙させる。記録媒体Ｐに転写されなかった転写残や画像濃度調整モードなどに用いられたテストパターンのトナーは、クリーニング装置３４に回収される。
【００１５】
図２（ａ）は本発明の実施形態に係るトナーカートリッジについて説明する断面図である。本発明のトナーカートリッジ（粉体収容容器）２０は、未使用トナー（未使用粉体）を収容した複数のトナー収容袋（粉体収容袋）４２と、複数のトナー収容袋４２を縦方向に配列した状態で収容する第１の未使用トナー収容部（第１の未使用粉体収容部）４８と、第１の未使用トナー収容部４８内に収容された各トナー収容袋４２の対向する２つの端縁間を上下方向へ連接する２つの連接シート５０と、最上部に位置するトナー収容袋４２を破断して未使用トナーを排出させるカッター（破断部材）４４と、カッター４４によって破断された最上部のトナー収容袋４２を各連接シート５０を介して第１の未使用トナー収容部４８の外部に退避させることにより下段の他のトナー収容袋を最上部に上昇させる巻取ローラ（移動手段）４３と、第１の未使用トナー収容部４８の外側に位置してカッター４４によって破断されたトナー収容袋から排出された未使用トナーを収容する第２の未使用トナー収容部４７と、カッター４４によりトナー収容袋４２を破断することにより排出したトナー（粉体）を第２の未使用トナー収容部４７に誘導する誘導手段４５と、トナーを現像器に供給するトナー補給補助部材４６と、を備えて構成されている。
即ち、本実施形態の特徴は、トナーが凝集するのを防ぐために、トナーを複数のトナー収容袋４２に収容して、各トナー収容袋４２が小分けにされている点である。また、それらのトナー収容袋４２を巻き取りローラ４３により上部に移動して、カッター４４によりトナー収容袋４２破断してトナーを排出させて供給する。これにより、時間経過によるトナーの凝集を防止し、且つトナーが吸湿することを防止することができる。
【００１６】
また、トナーを同じ容器に収容すると、自重によりトナーが凝集してしまう。これを防止するために、本実施形態では、トナーを小分けにしてトナー収容袋４２に収容し、互いに自重がかからないように連接シート５０に保持する。そして、連接シート５０は巻き上げローラ４３により巻き上げられる。これにより、トナー収容袋４２内のトナーは、その中に収容されているトナーの自重だけがかかるので、凝集する可能性を低くすることができる。
また、トナー収容袋４２を破断しても、内部のトナーの全てが効率的に排出されるとは限らない。そこで本実施形態では、破断することにより排出したトナーを第２の未使用粉体収容部４７に誘導する誘導手段４５を備える。これにより、トナー収容袋４２から排出したトナーをスムーズに第２の未使用粉体収容部４７に移動させることができる。
また、トナーを供給するタイミングは、トナー消費量により異なる。即ち、消費量が大きい場合は、トナーの供給を早めなければならず、消費量が少ない場合は、逆にトナーの供給を遅くしなければならない。トナー消費量は、例えば、画像の内容によって求めることができる。この求めた量に基づいて巻上げローラ４３の回転量を図示しない制御手段が制御する。これにより、トナーを適正量供給することができる。
【００１７】
図２（ａ）において、トナーカートリッジ２０中央の外壁４１の中に、トナーが袋に小分けにされたトナー収容袋４２がある。トナー収容袋４２内のトナーは小分けにされ、かつトナー収容袋４２内には少し空間があるため、自重による圧が従来のトナーカートリッジよりも小さくなるので、トナーの凝集を防止できる。小分けにされたトナー収容袋４２の端（図２（ａ）の丸で囲ったＳ部分）は巻き取りのためのトナー収容袋４２と接着されており、巻き取りローラ４３で矢印のように巻きとることによって、トナー収容袋４２が上方へ移動する。上方へ移動したトナー収容袋４２はカッター４４によりミシン目２２（図２（ｂ）のようにトナー収容袋４２の周囲を囲うように設けてある）に沿って、上のトナー収容袋４２から順次破断される。カッター４４はミシン目２２に沿って、切断方向に長さを持っている。また、トナーカートリッジ２０内の上部には、図２（ｃ）のようにトナーをならすための例えば、回転羽根のような誘導手段４５が備えられている。
【００１８】
図３（ａ）はトナー収容袋の破断について説明する図である。巻き取りローラ４３でトナー収容袋４２を巻き上げることにより、最上位にあるトナー収容袋４２ａには、力Ｆ１が加わる。Ｆ１は水平方向にかかる力で、この力Ｆ１とカッター４４により、トナー収容袋４２ａについたミシン目２２に沿ってトナー収容袋４２ａが破断され、トナーＴが排出される。一方、トナー収容袋４２ａの下にあるトナー収容袋４２ｂは、外部を外壁４１で囲まれているため、水平方向の力はかからず、鉛直上向き方向の力Ｆ２がかかる。このため、トナー収容袋４２ｂは破断することなく上方へ移動する。破断されたトナー収容袋４２ａは、巻き取りローラ４３により、トナー収容袋４２ａを巻き上げることで回収される。
図３（ｂ）はトナー供給について説明する図である。巻き取りローラ４３によりかかる力Ｆ１とカッター４４により破断され外部にむき出しとなったトナーＴは、誘導手段４５により、トナー上部から順次、外側の第２の未使用トナー収容部４７を落下して、トナー補給補助部材４６からトナーＴが供給される。また、巻き取りローラ４３の回転数を、トナー消費量情報として制御することができる。
【００１９】
図４（ａ）は、トナーカートリッジおよび作像ユニットの断面模式図である。図４（ｂ）は、図４（ａ）の矢印方向（Ａ視）からみた模式図である。作像ユニット１０には、感光体１、帯電ローラ４、感光体クリーニングブレード５、現像ローラ２が配置されている。現像器内には、現像ローラ２へトナーを供給する供給ローラ３および現像ローラ２に供給されたトナーを現像ローラ２上で薄層化するトナー規制ブレード７を有する。また、供給ローラ３の上方には、現像器内のトナーを攪拌するアジテータ８を有する。転写ベルト３５に一次転写されなかった転写残トナーおよび逆転写トナーは、感光体クリーニングブレード５によって感光体１から除去され、廃トナー回収スクリュー６によって廃トナー搬送装置９の方向へ送られる。その後、廃トナー搬送装置９により、作像ユニット１０の上方へ持ち上げられる。ここで図４（ａ）に示す廃トナー搬送装置９は、特許文献１（特開２００８−０９６８１０）に代表されるようなキャタピラ型の搬送ベルト方式である。廃トナー搬送装置９により、作像ユニット１０の上方へ持ち上げられた廃トナーは、廃トナー供給スクリュー１１によって、作像ユニット１０の外へ排出される。トナーカートリッジ２０は、廃トナー供給スクリューか１１ら排出された廃トナーを回収する開口部を有する。尚、トナーカートリッジ２０の構成は図２で説明しているので、ここでは省略する。
【００２０】
図５は本発明の廃トナー回収機構について説明する断面図である。最下部に位置するトナー収容袋の下方には上下方向へ伸縮自在であり、下部適所を第１の未使用トナー収容部４８に固定された使用済みトナー収容袋２１が配置されており、使用済みトナー収容袋２１の上部は、最下部のトナー収容袋と共に上昇して内部容積を拡大するように構成されている。即ち、巻き取りローラ４３によりトナー収容袋４２が移動すると、トナー収容袋４２の最下部に間隙が生じる。本実施形態では、この間隙を利用して使用済みトナー収容袋２１を配置した。これにより、使用済みトナーを収容するスペースを確保することができる。
廃トナー回収袋２１はトナー収容袋４２の下方に位置し、初期は図５（ａ）のように折りたたまれてある。トナーの消費に応じて巻き取りローラ４３でトナー収容袋４２を巻き取ることで、廃トナー回収袋２１の大きさが大きくなる。また、廃トナー回収袋２１には、廃トナーを回収する開口部１１とそれに連結して、廃トナーを搬送する搬送スクリューが付いている。巻き上げローラ４３によりトナー収容袋４２が移動すると、トナー収容袋４２の最下部に間隙が生じる。本実施形態では、この間隙を利用して廃トナー回収袋２１を配置した。これにより、使用済みトナーを収容するスペースを確保することができる。
【００２１】
また、排出用開口部４９の下には、トナーの補給量を制御するためのトナー補給補助部材４６を有する（図６（ａ）、（ｂ）参照）。図６（ａ）は、中空円筒を半分に割った形状をしている。図６（ｂ）は、ＰＥＴなどからなる短冊状のフィラーが軸周りに複数個取り付けられている。図６（ａ）、（ｂ）のトナー補給補助部材４６は駆動ギアを有しており、外部からの動力源によって回転することで、一定量のトナーを現像器内に補給することができる。トナーを供給する量は、常に一定であることが好ましい。そこで本実施形態では、トナーを排出する排出用開口部４９にトナーの供給量を一定量に調整するトナー補給部材４６を備える。これにより、長期間使用しないときに発生するトナー凝集を低減することができる。
【符号の説明】
【００２２】
１  感光体、２  現像ローラ、３  供給ローラ、４  帯電ローラ、５  感光体クリーニングブレード、６  廃トナー回収スクリュー、７  トナー規制ブレード、８  アジテータ（現像器内）、９  廃トナー搬送装置、１０  作像ユニット、１１  受入れ用開口部、１２  露光装置、２０  トナーカートリッジ、２１  使用済みトナー収容部、２２  ミシン目、４１  外壁、４２  トナー収容袋、４３  巻き取りローラ、４４  カッター、４５  誘導手段、４６  トナー補給補助部材、４７  第２の未使用トナー収容部、４８  第１の未使用トナー収容部、４９  排出用開口部、５０  連接シート、５１  廃トナー
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２３】
【特許文献１】特開２００８−０９６８１０公報
【特許文献２】特許第３８２４７５６号
【図１】
0005729032.tif 000002
【図２】
0005729032.tif 000003
【図３】
0005729032.tif 000004
【図４】
0005729032.tif 000005
【図５】
0005729032.tif 000006
【図６】
0005729032.tif 000007