(57)【要約】【課題】設置に大きなスペースが必要な装置を設けることなく、トナー補給不良、異常画像を防止する。【解決手段】トナーカートリッジは、ボトル５０内に外部から回転駆動されるトナー搬送用の羽根部材５５を備える。キャップ５１には、トナーを外部に排出する排出口５９を備え排出口５９に一定の大きさ以下のトナーだけを通過させ、羽根部材５５の回転中心を軸とする曲面をなすメッシュ部材６１を配置する。また、羽根部材５５には、ウレタンシート５６を配置し、羽根部材５５の回転によりメッシュ部材６１に捕捉された異物やトナー凝集体を取り除く。メッシュ部材６１は絶縁体で構成することができ、またボトル５０には、トナーと磁性体キャリアとを格納することができる。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能に装着されるトナーカートリッジにおいて、
内部にトナーを収納するボトルと、
このボトルの開口部を密閉すると共に、トナー排出口を備えたキャップ部材と、
前記ボトル内に配置され、前記ボトル内に収納されたトナーを前記トナー排出口まで搬送する羽根部材と、
前記羽根部材が接触するように配置され、予め定めた大きさ以下のトナーだけを前記トナー排出口まで通過させる異物除去部材と、
を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１のトナーカートリッジにおいて、
前記異物除去部材がメッシュ部材であることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載のトナーカートリッジにおいて、
前記異物除去部材の前記羽根部材との接触面が前記羽部材の回転軸を中心とする曲面として形成されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前羽根部材には、前記異物除去部材に接触して前記異物除去部材に捕集された異物を取り除く捕集物除去部材を配置したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項１から請求項４のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、
前記異物除去部材が絶縁物質で構成されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載のトナーカートリッジトナーカートリッジにおいて、
前記ボトルにはトナーと磁性キャリアを収納したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか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搬送したトナーで記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７に記載の画像形成装置において、トナーカートリッジを少なくとも２本備え、カラー画像形成を行う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、現像装置に供給するトナーを収容するトナーカートリッジ、及びこのトナーカートリッジを備える複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式で画像を形成する画像形成装置において、トナーカートリッジに収納されるトナーは、トナー補給装置により現像装置へ供給される。このトナーカートリッジ内に異物が含まれていたり、トナーが凝集したトナー凝集体が含まれたりしていると、この異物やトナー凝集体がトナー補給装置のトナー搬送路で詰まり、トナー補給不良を起こすことがある。このような場合、画像形成装置は、修理が必要となり、この修理の間使用できないこととなる。また、トナー補給不良を起こすほどの大きさでなくても、トナーカートリッジ内に異物やトナー凝集体が含まれていると、これらが現像装置に搬送されて画像形成時に異常画像の原因となることがある。
【０００３】
この問題を解決するために、異物やトナー凝集体を除去して現像装置へトナーを補給するものが提案されている。例えば、特許文献１には、感光体上に残留したトナーを回収するクリーニング装置、及びその回収した残留トナーを現像ユニットやトナーカートリッジ等の現像システムの一部へ返送するトナー返送手段を有する画像形成装置において、トナー返送手段による返送途中に電界を形成する電界形成手段と、その電界中を通過して凝集したトナーを選別するトナー選別手段とを備えた画像形成装置が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし特許文献１に記載の画像形成装置においては、感光体上から回収されたトナー中の凝集体を除去して現像システムに返送されるものであるから、画像形成装置においては、異物やトナー凝集体の除去を対象とするトナーがリサイクルトナーに限られる。すなわち、トナーカートリッジに格納されたトナー中の異物やトナー凝集体は排除されず、この異物やトナー凝集体による異常画像やトナー補給不良を発生するおそれがある。また、トナーの返送途中にトナー選別手段を設けているので、画像形成装置内にこのトナー選別手段を配置するスペースが必要となり、装置が大型化するという問題がある。
【０００５】
本発明は以上の問題点にかんがみてなされたものであり、設置に大きなスペースが必要な装置を設けることなく、トナー補給不良、異常画像を防止できるトナーカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するための請求項１の発明は、画像形成装置に着脱可能に装着されるトナーカートリッジにおいて、内部にトナーを収納するボトルと、このボトルの開口部を密閉すると共に、トナー排出口を備えたキャップ部材と、前記ボトル内に配置され、前記ボトル内に収納されたトナーを前記トナー排出口まで搬送する羽根部材と、前記羽根部材が接触するように配置され、予め定めた大きさ以下のトナーだけを前記トナー排出口まで通過させる異物除去部材とを備えたことを特徴とするトナーカートリッジである。
【０００７】
同じく請求項２の発明は、請求項１のトナーカートリッジにおいて、前記異物除去部材がメッシュ部材であることを特徴とする。
【０００８】
同じく請求項３の発明は、請求項１または請求項２に記載のトナーカートリッジにおいて、前記異物除去部材の前記羽根部材との接触面が前記羽部材の回転軸を中心とする曲面であることを特徴とする。
【０００９】
同じく請求項４の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前羽根部材には、前記異物除去部材に接触して前記異物除去部材に捕集された異物を取り除く捕集物除去部材を配置したことを特徴とする。
【００１０】
同じく請求項５の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載のトナーカートリッジにおいて、前記異物除去部材が絶縁物質で構成されていることを特徴とする。
【００１１】
同じく請求項６の発明は、請求項１から請求項５のいずれかに記載のトナーカートリッジトナーカートリッジにおいて、前記ボトルにはトナーと磁性キャリアを収納したことを特徴とする。
【００１２】
同じく請求項７の発明は、請求項１から請求項６のいずれか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搬送したトナーで記録媒体に画像を形成する画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。
【００１３】
同じく請求項８の発明は、請求項７に記載の画像形成装置において、トナーカートリッジを少なくとも２本備え、カラー画像形成を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、異物やトナー凝集体はトナーカートリッジ内に配置された異物除去部材で除去され、異物やトナー凝集体による異常画像やトナー補給不良が発生しにくい。また、トーカートリッジ内に収納されたトナーを対象として異物除去を行い、異物除去部材を簡単な構成のものを使用することができる。画像形成装置内に異物等を除去する特別な手段を追加するスペースを不要にでき、装置の小型化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。
【図２】同じくトナーカートリッジの外観を示す平面図である。
【図３】同じくトナーカートリッジの要部を示す斜視図である。
【図４】同じくトナーカートリッジの要部を示すトナーカートリッジの軸線に沿う断面図である。
【図５】同じくトナーカートリッジの要部を示す斜視図である。
【図６】同じくトナーカートリッジの要部を示す軸線に垂直な面に沿う断面図である。
【図７】実施例１に係るトナーカートリッジにおけるメッシュ部材の目開き寸法とトナー凝集体の収集効率及び排出比を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
本発明の実施形態に係るトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱可能で装着されトナーを収納するボトルと、このボトルの開口部を密閉すると共に、トナー排出口を備えたキャップ部材と、前記ボトル内に配置され前記ボトル内に収納されたトナーを前記トナー排出口まで搬送する羽根部材とを備える。また、ボトルには、前記羽根部材が接触するように配置し、予め定めた大きさ以下のトナーだけを通過させる異物除去部材を配置し、この異物トナー凝集隊除去部材で異物やトナー凝集体をボトル内で捕捉する。
【実施例】
【００１７】
以下、本発明の実施例（以下では単に実施例と記載する）に係る画像形成装置について説明する。以下、いくつかの例について説明するが、本発明はこれらに限定されず、かつ本発明の真の趣旨及び範囲から逸脱せずに、数多くの改良、変更、変形、置換をなすこと及び応用例を想到することが当業者には可能であろう。
【００１８】
＜実施例１＞
以下、実施例１に係る画像形成装置としてタンデム型カラー複写機（以下、プリンタ１００という）を図面に基づいて説明する。図１は実施例１に係る画像形成装置の内部構成を示す概略構成図である。このプリンタ１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成するための複数の感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを備える。
【００１９】
感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは異なる色のトナーを用いるものであり、同一の構造を備える。各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、像担持体であるドラム状の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、各感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋを帯電する帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに形成された潜像を現像する現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋを備える。
【００２０】
また、各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の残留トナーをクリーニングするクリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを備える。この感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、それぞれ感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ、帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを一体に支持し、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとして構成される。
【００２１】
各感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの下方には、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋに露光により静電潜像を形成する発光素子４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋを備えた光学ユニット４０を備える。また、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋの上方には、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにより形成されたトナー画像が２次転写される中間転写ベルト２０を備える。
【００２２】
中間転写ベルト２０は、複数のローラにより張り巡らされ、感光体１０に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０に転写する一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋを備える。また、中間転写ベルト２０の周囲には、転写紙Ｐ上に転写されなかった中間転写ベルト２０上の転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置２６を備える。また、中間転写ベルト２０に転写されたトナー画像を転写紙Ｐに転写する二次転写ローラ２５、紙転写ベルト２７、転写紙上のトナー像を定着する定着ユニット６を備える。また、感光体ユニット３の上方には、各色のトナーを現像装置に補給するトナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備える。
【００２３】
次に、プリンタ１００において、カラー画像を得る行程について説明する。まず、感光体ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおいて、感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋが帯電装置１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋによって一様に帯電される。その後、発光素子４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにより、画像情報に基づき走査露光されて感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ表面に静電潜像が形成される。
【００２４】
感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上の潜像は、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋの現像ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋに担持された各色のトナーによって現像されてトナー像として可視像化される。感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ上のトナー像は、各一次転写ローラ２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋの作用によって反時計回りに回転駆動される中間転写ベルト２０上に順次重ねて転写される。このときの各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト２０上の同じ位置に重ねて転写されるように、中間転写ベルト２０の移動方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
【００２５】
一次転写終了後の感光体１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、クリーニング装置１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋによってその表面がクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。一方、転写紙Ｐは、レジストローラ対２８によって所定のタイミングで中間転写ベルト２０と二次転写ローラ２５との間の２次転写部に搬送される。そして、二次転写部において、中間転写ベルト２０上に形成されたトナー画像が転写紙Ｐに転写される。トナー画像が転写された転写紙Ｐは、定着ユニット６を通過することで画像定着が行われ、装置外に排出される。感光体１０と同様に、中間転写ベルト２０上に残った転写残のトナーは、中間転写ベルト２０に接触するベルトクリーニング装置２６によってクリーニングされる。
【００２６】
トナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに充填されたトナーは、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ内にあるトナー濃度検知手段により現像装置内のトナー濃度が低いと判断された場合に、トナー補給装置８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋにより、現像装置１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ内の現像剤に補給される。
【００２７】
次に、実施例１に係るトナーカートリッジについて説明する。以下、トナーカートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋは、用いるトナーの色が異なる以外構造が同一であるので、トナーカートリッジ７として説明する。図２は実施例１に係るトナーカートリッジの外観を示す平面図、図３は同じくトナーカートリッジの要部を示す斜視図、図４は同じくトナーカートリッジの要部を示すトナーカートリッジの軸線に沿う断面図、図５はトナーカートリッジの要部を示す斜視図、図６はトナーカートリッジの要部を示す軸線に垂直な面に沿う断面図である。
【００２８】
トナーカートリッジ７は、トナーを収納するボトル５０と、ボトル５０を密閉するキャップ５１とから構成される。ボトル５０は、図２に示すように、一方の端部に底壁を、他方の端部に開口を形成した円筒形状の合成樹脂部材であり、その周壁には内側に向けトナー搬送のガイドとなる螺旋状の突起５７が形成される。また、図３及び図４に示すように、ボトル５０の他方側の端部開口の周囲にはリブ５２が形成され、キャップ５１に設けた爪部５３をリブ５２に引っ掛けることにより、キャップ５１をボトル５０に固定することができる。また、キャップ５１には、ボトル５０の先端と接触するようにスポンジシート５４を配置し、キャップ５１でボトル５０を密閉することができる。
【００２９】
また、ボトル５０の他端側、すなわちキャップ５１側の先端には、トナー搬送のための羽根部材５５が固定配置されている。また、ボトル５０には前記突起５７のほか、プリンタ１００のトナーカートリッジ駆動装置によりボトル５０と羽根部材５５を回転するためのギヤ歯５８が設けられている。また、キャップ５１にはトナー補給装置８（図示していない）へトナーを排出する排出口５９が開設され、排出口５９にはプリンタ１００への着脱時に開閉するシャッタ６０を備える。さらに、羽根部材５５の先端には捕集物除去部材として、ウレタンシート５６を貼り付けている。
【００３０】
また、キャップ５１には、排出口５９に隣接してトナー中の異物やトナー凝集体を除去する異物除去部材としてのメッシュ部材６１を配置している。このメッシュ部材６１は、所定粒径以上のものが通過できないよう、所定のメッシュ目開き寸法を備え、トナー中の異物やトナー凝集体を捕集する。またメッシュ部材６１の羽根部材５５側の面は、羽根部材５５と共の回転するウレタンシート５６がその全面に接触するよう羽根部材５５の回転軸を中心とする曲面をなすよう構成される。
【００３１】
以上のような構成を備えるトナーカートリッジ７においては、現像装置１２内のトナー濃度が低いと判断された場合に、プリンタ１００のトナーカートリッジ駆動装置によりボトル５０と羽根部材５５とが一体となって回転し、ボトル５０内のトナーは突起５７でキャップ５１側に送られると共に、キャップ５１付近のトナーは、羽根部材５５でキャップ５１の排出口５９へ搬送される。その際に、トナーはメッシュ部材６１を通過し排出口５９からトナー補給装置８の補給経路へ搬送され、現像装置１２へ供給される。このとき、トナーカートリッジ７中に異物やトナー凝集体が含まれる場合は、これらはメッシュ部材６１を通過できず捕集され、トナー補給装置８へ搬送されることはない。
【００３２】
実施例１に係るトナーカートリッジ７においては、トナーカートリッジ７内に格納されたトナーのすべてがメッシュ部材６１を通過してトナー補給装置８へ搬送されるので、トナーカートリッジ７内のトナー凝集体や異物がプリンタ１００内のトナー補給装置８へ搬送されることがなく、補給不良や異常画像の発生を防止することができる。
【００３３】
また、トナー搬送力源である羽根部材５５の近傍にメッシュ部材６１を設けているために、メッシュ部材６１により正常トナーの搬送が妨げられることがなく、単位時間当たりのトナーカートリッジ７から排出されるトナー量が低下することがない。さらにメッシュ部材６１に異物やトナー凝集体が引っ掛かっても、羽根部材５５の先端に貼り付けたウレタンシート５６がメッシュ部材６１に接触するので異物やトナー凝集体をメッシュ部材６１上から取り除くことができ、トナー排出量の低下を防止できる。
【００３４】
さらに、メッシュ部材６１の羽根部材５５側の面は羽根部材５５の回転軸を中心とした曲面となっているので、メッシュ部材６１の全域にわたって均一にウレタンシート５６が接触し、異物・トナー凝集体をメッシュ部材６１上から取り除くことができる。なお、実施例１に係るトナーカートリッジ７では、トナー凝集体をメッシュ部材６１で粉砕して、小径にして正常なトナーとし、現像に使用できるものとできる。
【００３５】
図７は実施例１に係るトナーカートリッジにおけるメッシュ部材の目開き寸法とトナー凝集体の収集効率及び排出比を示すグラフである。このグラフでは、横軸をメッシュ部材６１の目開き寸法（Ｄμｍ）、縦軸をトナー凝集体収集効率及びメッシュ部材の有無でのトナー排出量比としている。図７から明らかなように、メッシュ部材６１の目開きが５Ｄ〜２０Ｄμｍでは、トナー凝集体収集効率が高く、メッシュ部材６１によるトナー排出量低下がほぼないことがわかる。
【００３６】
以上説明したように、実施例１に係るトナーカートリッジ、及び画像形成装置によれば、トナーカートリッジ内部にメッシュ部材を設けているので、搬送されるトナーから異物やトナー凝集体が除去され、異常画像やトナー補給不良を発生することがなくなる。また、トナーカートリッジ内にメッシュ部材を設けるようにしているので、画像形成装置内に異物除去用の手段を設けるスペースが必要なく、画像形成装置の小型化を図ることができる。また、もともと異物やトナー凝集体の混入が少ないトナーカートリッジ内に収納されたトナーのみを対象として異物を除去するので、簡単な構成のメッシュ部材を設けるだけすみ、構造を簡単なものとすることができる。さらに、メッシュ部材に捕集体除去部材としてウレタンシートを接触させメッシュ部材に残った異物やトナー凝集体を除去するので経時においてトナー補給量の減少を防止できる。
【００３７】
また、実施例１に係るトナーカートリッジによれば、異物除去部材としてメッシュ部材を用いるので、異物除去のため特別の電力や動力の必要がなく、メッシュ部材を両面テープで貼り付ける等の簡単な構成でよい。
【００３８】
また、ウレタンシートは、メッシュ部材の全面にわたって接触するので、異物除去部材全面から異物やトナー凝集体を効率よく取り除くことができ、トナー補給量の減少を防ぐことができ、また、メッシュ部材に大きな負荷を掛けることがない。
【００３９】
＜実施例２＞
次に実施例２について説明する。実施例２に係るトナーカートリッジは、異物除去部材としてのメッシュ部材を絶縁物質で構成するものである。実施例２に係るトナーカートリッジ７によれば、メッシュ部材６１へのトナーの付着を防止でき、より正常なトナーの排出量の低下を防止することができる。
【００４０】
＜実施例３＞
次に実施例３について説明する。実施例３に係るトナーカートリッジは、トナーと磁性キャリアを収納するものである。実施例３に係るトナーカートリッジは現像装置に現像剤量調整機構を設けたプリンタに用いることができる。
【符号の説明】
【００４１】
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ：感光体ユニット
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ：発光素子
６：定着ユニット
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ：トナーカートリッジ
８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ：トナー補給装置
１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ：感光体
１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ：帯電装置
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ：現像装置
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ：クリーニング装置
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ：現像ローラ
２０：中間転写ベルト
２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋ：一次転写ローラ
２５：二次転写ローラ
２６：ベルトクリーニング装置
２７：紙転写ベルト
２８：レジストローラ対
４０：光学ユニット
５０：ボトル
５１：キャップ
５２：リブ
５３：爪部
５４：スポンジシート
５５：羽根部材
５６：ウレタンシート（捕集物除去部材）
５７：突起
５８：ギヤ歯
５９：排出口
６０：シャッタ
６１：メッシュ部材（異物除去部材）
１００：プリンタ（画像形成装置）
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開平８−１１４９８４号公報
【図１】
2012173567.tif 000003
【図２】
2012173567.tif 000004
【図３】
2012173567.tif 000005
【図４】
2012173567.tif 000006
【図５】
2012173567.tif 000007
【図６】
2012173567.tif 000008
【図７】
2012173567.tif 000009