トナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置
【課題】トナーカートリッジ内のトナーが片寄って停滞するのを防止し、トナーを攪拌且つ循環させながら排出口に搬送するトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トナーカートリッジ２１は、本体ケーシング４２の一端側にトナーを現像器へ供給するトナー排出口４９が形成され、その一端側の端面にはトナーカートリッジ２１がプリンタ１に装着された時プリンタ１側の駆動系と係合するカップリング４４を備えている。本体ケーシング４２の内部には長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネ５２ａと、その内側に螺旋状に延設された小径コイルバネ５２ｂとが配置され、それぞれの一端はカップリング４４の駆動軸４８に係止され、駆動軸４８により同一方向に回転駆動されると大径コイルバネ５２ａはトナーをトナー排出口４９方向に搬送し、小径コイルバネ５２ｂはトナーをトナー排出口４９から遠ざかる方向へ搬送する。
【解決手段】トナーカートリッジ２１は、本体ケーシング４２の一端側にトナーを現像器へ供給するトナー排出口４９が形成され、その一端側の端面にはトナーカートリッジ２１がプリンタ１に装着された時プリンタ１側の駆動系と係合するカップリング４４を備えている。本体ケーシング４２の内部には長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネ５２ａと、その内側に螺旋状に延設された小径コイルバネ５２ｂとが配置され、それぞれの一端はカップリング４４の駆動軸４８に係止され、駆動軸４８により同一方向に回転駆動されると大径コイルバネ５２ａはトナーをトナー排出口４９方向に搬送し、小径コイルバネ５２ｂはトナーをトナー排出口４９から遠ざかる方向へ搬送する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられるトナーカートリッジに係り、特に現像部に供給するためのトナーを収容して着脱自在に画像形成装置本体に交換可能に取付けられるトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを用いて電子写真方式でトナー像を感光体上に形成し、このトナー像をベルトに一次転写し、その一次転写画像を用紙に二次転写し、この転写トナー像を定着器で用紙に定着してモノクロ又はフルカラーの画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、現像器の現像槽に収容されているトナーが印刷によって消費され、現像槽内のトナー残量がある一定以下になると、残量検知装置が働いてトナー無しがユーザに通知され装置の運転が停止される。
【０００４】
ユーザはトナーが空になったトナーカートリッジを現像器から取り除き、新しいトナーカートリッジと交換して、印刷作業を再開する。このトナーカートリッジの交換では、通常、画像形成装置本体の前扉を開け、トナーカートリッジを現像器の長手方向に、つまり開けた扉の前方向に引き出して、新しいトナーカートリッジと交換する。
【０００５】
ところで、一般的な筒形状のトナーカートリッジにおいて、例えば奥側にトナー排出口（現像器へのトナー供給口）を設けている場合、容器内のトナーを手前側から奥側へ搬送させるために、長い軸にフィンが付いたスクリューや、螺旋状のコイルバネ等を用いているのが一般的である。
【０００６】
しかし、上記の搬送方法は、経時的に見ると、トナーが奥側へ追いやられて嵩比が増すことにより、トナーに締まりが生じて、スクリューやコイルバネを回転させる駆動トルクが重くなり、場合によってはロックしてしまうという問題点があった。
【０００７】
この問題を解決するために、すなわち、トナーカートリッジのトナー排出口付近のトナーが固まることにより、トナー搬送スクリューがロックすることを防止するために、トナーカートリッジのトナー排出口付近を狭めた形状にすることが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、トナー排出口付近の形状を狭めて排出口付近のトナーを排出口に搬送しやすくしただけであり、狭めた形状の境目より広いほうでトナーが固まった場合のことについては考慮されていない。
【００１０】
また、特許文献１の技術では、トナー排出口付近の形状を狭めるために、トナーカートリッジの形状が段差付きの角型容器になっている。このような形状のトナーカートリッジは、形状に変化があるため、装置本体への着脱時の取扱いに制約を受ける可能性が高い。
【００１１】
また、トナーカートリッジの形状に大きな変化が付いていると、トナーカートリッジそのものはもちろん、トナーカートリッジの装着部の設計にも制約を受け、また、トナーカートリッジや装着部の成形に複雑な金型を用いるためコストの上昇を招くという問題もある。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、簡単な構成でトナーカートリッジ内のトナーが排出口等に片寄って停滞することを防止し、トナーを常に攪拌し且つ循環させながら排出口に搬送するトナーカートリッジ及びそれを用いる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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、一端側に上記トナーを上記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、上記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、上記トナーカートリッジ本体が上記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、を備え、上記搬送コイルバネは、上記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、上記大径コイルバネの巻回方向に対し上記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、ように構成される。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、装置本体に配設された現像器へトナーを供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジとして、上記のトナーカートリッジを備えて構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、簡単な構成でトナーカートリッジ内のトナーが排出口に片寄って停滞することを防止し、トナーを常に攪拌し且つ循環させながら排出口に搬送するトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係るトナーカートリッジを備えたフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るトナーカートリッジの断面図である。
【図３】(a),(b)は図２のトナーカートリッジを、見る角度を約９０度変えて見た外観斜視図である。
【図４】図３(a),(b)に示すトナーカートリッジの内部構造である搬送コイルバネをリンク部材と共に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係るトナーカートリッジを備えたフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２０】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２１】
上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００２２】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。
【００２３】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００２４】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００２５】
この現像器１４には、転写ベルトユニット３の上方に配置されているトナー供給部４のトナーカートリッジ２１から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。
【００２６】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２２と従動ローラ２３を備えている。
【００２７】
駆動ローラ２２には、転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接し、ここに搬送されて来る転写媒体である用紙に対し、転写ベルト８上の一次転写トナー像を二次転写する二次転写部を形成している。
【００２８】
上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し、転写ベルト８を挟むように配置されている。
【００２９】
一次転写ローラ２５は、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、上記の二次転写部まで搬送する。
【００３０】
また、転写ベルト８には、従動ローラ２３に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方にはベルトクリーナ２６が転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。
【００３１】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている前述した４個のトナーカートリッジ２１で構成されている。このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３２】
トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２１は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを収容している。
【００３３】
これらのトナーカートリッジ２１は、プリンタ１本体に対し前面方向に、すなわち図の紙面奥行き方向手前側に挿脱して着脱自在である。トナーカートリッジ２１には図１では断面図のため見えないが、現像器９にトナーを補給するためのトナー排出口が形成されている。
【００３４】
トナー排出口は、トナーカートリッジ２１がプリンタ１本体に装着されたとき、現像器９の後方から上に延びだしているトナー補給路に連通し、このトナー補給路を介して現像器９にトナーを補給する。尚、図１では断面図のため見えないが、トナー補給路は転写ベルトユニット３の後方に回り込んで配置されている。
【００３５】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から上方にかけて電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。
【００３６】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１（３１ａ、３１ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。
【００３７】
待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００３８】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００３９】
両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
【００４０】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃを有する返送路３９を備えている。
【００４１】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３１ｂに対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。
【００４２】
図２は、上記構成のプリンタ１に装着して用いられるトナーカートリッジ２１の断面図である。
【００４３】
図３(a),(b)は、図２のトナーカートリッジ２１を、見る角度を約９０度変えて見た外観斜視図である。
【００４４】
図４は、図３(a),(b)に示すトナーカートリッジ２１の内部構造である搬送コイルバネをリンク部材と共に示す斜視図である。
【００４５】
図２、図３に示すように、トナーカートリッジ２１は、円筒形状の本体ケーシング４２を備えている。トナーカートリッジ２１のプリンタ１本体の装着部に装着されるとき奥側（図の右方）となる端部には、サイドカバー４３が配設されている。
【００４６】
そして、そのサイドカバー４３の中央には、カップリング４４が配設されている。カップリング４４は、外部側では、トナーカートリッジ２１のプリンタ１本体の装着部に装着されたときプリンタ１本体側の駆動系に係合して回転駆動される。
【００４７】
また、カップリング４４のプリンタ１本体の装着部に装着されるとき手前側（図の左方）となる端部には、図２に示すトナー装填口４５が形成されており、このトナー装填口４５には、図２、図３、図４に示す装填口キャップ４６が嵌め込まれている。
【００４８】
そして、填口キャップ４６よりも外側の本体ケーシング４２の端部には、円環状縁部４７ａと、この円環状縁部４７ａの中心を通って直径方向に形成された板状体４７ｂとから成る取っ手４７が取り付けられている。
【００４９】
一方、上記のカップリング４４の中心からは、駆動軸４８が本体ケーシング４２の内部のトナー排出口４９よりもやや端部寄りの位置まで延びだしている。その駆動軸４８の先端には、直径方向と軸方向に沿った切り込み５１が形成されている。
【００５０】
トナーカートリッジ２１の内部には、図２及び図４(a),(b)に示すように、カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大小２つの搬送コイルバネ５２が配設されている。
【００５１】
２つの搬送コイルバネ５２は、大径コイルバネ５２ａと、この大径コイルバネ５２ａの内側に延設された小径コイルバネ５２ｂとで構成されている。そして、大径コイルバネ５２ａの巻回方向に対し小径コイルバネ５２ｂの巻回方向は逆に形成されている。
【００５２】
より分かりやすくいえば、大径コイルバネ５２ａの巻回方向はトナーをトナー補給口４９方向へ搬送する巻き方向とし、小径コイルバネ５２ｂの巻回方向はトナーをトナー補給口４９から遠ざかる方向へ搬送する巻き方向となっている。
【００５３】
これら２つの搬送コイルバネ５２は、トナーカートリッジ２１の奥側、すなわちトナー排出口４９側の端部は、直径方向内側に折り曲げられて、図２及び図４(b)に示すように、カップリング４４の駆動軸４８の先端の切り込み５１に係止している。
【００５４】
なお、２つの搬送コイルバネ５２は、カップリング４４の駆動軸４８の先端で一括して保持されているので、２つの搬送コイルバネ５２を、それぞれ別部品とせず、一体部品として構成しても良い。
【００５５】
また、２つの搬送コイルバネ５２の手前側の端部は、図２及び図４(a)に示すように、大径コイルバネ５２ａでは、トナー装填口４５の内側に伸びる縁の外周を軸受ボスとし、小径コイルバネ５２ｂでは、装填口キャップ４６の内側に突出する封止部の外周を軸受ボスとしている。
【００５６】
これら２つの搬送コイルバネ５２は、カップリング４４の駆動軸４８により一括して同一方向に回転駆動される。この駆動により、図２に示すように、大径コイルバネ５２ａは、本体ケーシング４２の内周面を長手方向に沿って外側矢印で示すようにトナーをトナー排出口４９に搬送する。
【００５７】
他方の小径コイルバネ５２ｂは、本体ケーシング４２の内周面よりも内側で、つまり大径コイルバネ５２ａの内側で、本体ケーシング４２の長手方向に沿って内側矢印で示すようにトナーをトナー排出口４９のある一端側から他端側へ搬送する。
【００５８】
このように、本例のトナーカートリッジ２１によれば、円筒状の本体ケーシング４２内のトナーを攪拌しながら循環させることが出来るため、トナーがトナー排出口近傍に片寄って停滞することがない。したがって、カップリング４４の駆動トルクが安定し、搬送系のロックが防止される。
【００５９】
また、トナーカートリッジ２１の本体ケーシング４２が円筒状であるので、プリンタ１本体に装着するときは、トナーカートリッジ２１を単に装着部の奥まで挿入してカップリング４４がプリンタ１本体側の駆動系に係合するように取っ手４７で回転させながら押し込むだけでよい。
【００６０】
このように、本例のトナーカートリッジ２１は、装着部への着脱時の取扱いが簡単で特段の制約を受けることがない。また、本体ケーシング４２が円筒状であるので、設計も成形も容易であり、共に特段の制約を受けることがない。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【００６２】
画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
一端側に前記トナーを前記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、前記トナーカートリッジ本体が前記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、
を備え、
前記搬送コイルバネは、前記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、前記大径コイルバネの巻回方向に対し前記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
[付記２]
【００６３】
前記大径コイルバネは、前記カートリッジ本体の内周面を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口に搬送し、前記小径コイルバネは、前記カートリッジ本体の前記内周面よりも内側を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口のある前記一端側から他端側へ搬送する、
ことを特徴とする付記１記載のトナーカートリッジ。
[付記３]
【００６４】
前記大径コイルバネ及び前記小径コイルバネは、それぞれの被駆動端部が前記駆動系に係合する１個のカップリングに一体に取り付けられている、
ことを特徴とする付記１記載のトナーカートリッジ。
[付記４]
【００６５】
装置本体に配設された前記現像器へ前記トナーを供給するための前記トナーを収容したトナーカートリッジとして、付記１、２又は３に記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、現像部に供給するためのトナーを収容して着脱自在に画像形成装置本体に交換可能に取付けられるトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行面
８ｂ 裏面
９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２１ トナーカートリッジ
２２ 駆動ローラ
２３ 従動ローラ
２４ 二次転写ローラ
２５ 一次転写ローラ
２６ ベルトクリーナ
２７ 廃トナー回収容器
２９ 電装部
３１（３１ａ、３１ｂ） 給紙カセット
３２ 用紙取出ローラ
３３ 給送ローラ
３４ 捌きローラ
３５ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 円筒形状の本体ケーシング
４３ サイドカバー
４４ カップリング
４５ トナー装填口
４６ 装填口キャップ
４７ 取っ手
４７ａ 円環状縁部
４７ｂ 板状体
４８ 駆動軸
４９ トナー排出口
５１ 切り込み
５２ 搬送コイルバネ
５２ａ 大径コイルバネ
５２ｂ 小径コイルバネ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ファクシミリ装置、プリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられるトナーカートリッジに係り、特に現像部に供給するためのトナーを収容して着脱自在に画像形成装置本体に交換可能に取付けられるトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、トナーを用いて電子写真方式でトナー像を感光体上に形成し、このトナー像をベルトに一次転写し、その一次転写画像を用紙に二次転写し、この転写トナー像を定着器で用紙に定着してモノクロ又はフルカラーの画像を形成する画像形成装置が知られている。
【０００３】
このような画像形成装置においては、現像器の現像槽に収容されているトナーが印刷によって消費され、現像槽内のトナー残量がある一定以下になると、残量検知装置が働いてトナー無しがユーザに通知され装置の運転が停止される。
【０００４】
ユーザはトナーが空になったトナーカートリッジを現像器から取り除き、新しいトナーカートリッジと交換して、印刷作業を再開する。このトナーカートリッジの交換では、通常、画像形成装置本体の前扉を開け、トナーカートリッジを現像器の長手方向に、つまり開けた扉の前方向に引き出して、新しいトナーカートリッジと交換する。
【０００５】
ところで、一般的な筒形状のトナーカートリッジにおいて、例えば奥側にトナー排出口（現像器へのトナー供給口）を設けている場合、容器内のトナーを手前側から奥側へ搬送させるために、長い軸にフィンが付いたスクリューや、螺旋状のコイルバネ等を用いているのが一般的である。
【０００６】
しかし、上記の搬送方法は、経時的に見ると、トナーが奥側へ追いやられて嵩比が増すことにより、トナーに締まりが生じて、スクリューやコイルバネを回転させる駆動トルクが重くなり、場合によってはロックしてしまうという問題点があった。
【０００７】
この問題を解決するために、すなわち、トナーカートリッジのトナー排出口付近のトナーが固まることにより、トナー搬送スクリューがロックすることを防止するために、トナーカートリッジのトナー排出口付近を狭めた形状にすることが提案されている。（例えば、特許文献１参照。）
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１３４３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の技術では、トナー排出口付近の形状を狭めて排出口付近のトナーを排出口に搬送しやすくしただけであり、狭めた形状の境目より広いほうでトナーが固まった場合のことについては考慮されていない。
【００１０】
また、特許文献１の技術では、トナー排出口付近の形状を狭めるために、トナーカートリッジの形状が段差付きの角型容器になっている。このような形状のトナーカートリッジは、形状に変化があるため、装置本体への着脱時の取扱いに制約を受ける可能性が高い。
【００１１】
また、トナーカートリッジの形状に大きな変化が付いていると、トナーカートリッジそのものはもちろん、トナーカートリッジの装着部の設計にも制約を受け、また、トナーカートリッジや装着部の成形に複雑な金型を用いるためコストの上昇を招くという問題もある。
【００１２】
本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、簡単な構成でトナーカートリッジ内のトナーが排出口等に片寄って停滞することを防止し、トナーを常に攪拌し且つ循環させながら排出口に搬送するトナーカートリッジ及びそれを用いる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】
【００１３】
上記課題を解決するために、本発明のトナーカートリッジは、画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、一端側に上記トナーを上記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、上記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、上記トナーカートリッジ本体が上記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、を備え、上記搬送コイルバネは、上記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、上記大径コイルバネの巻回方向に対し上記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、ように構成される。
【００１４】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、装置本体に配設された現像器へトナーを供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジとして、上記のトナーカートリッジを備えて構成される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明は、簡単な構成でトナーカートリッジ内のトナーが排出口に片寄って停滞することを防止し、トナーを常に攪拌し且つ循環させながら排出口に搬送するトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施例１に係るトナーカートリッジを備えたフルカラーの画像形成装置（プリンタ）の内部構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るトナーカートリッジの断面図である。
【図３】(a),(b)は図２のトナーカートリッジを、見る角度を約９０度変えて見た外観斜視図である。
【図４】図３(a),(b)に示すトナーカートリッジの内部構造である搬送コイルバネをリンク部材と共に示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
図１は、本発明の実施例１に係るトナーカートリッジを備えたフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタという）の内部構成を説明する断面図である。
【００１９】
図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。
【００２０】
上記画像形成部２は、転写ベルトユニット３の転写ベルト８の下部走行面８ａに接して同図の右から左へ４個の現像装置９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設して構成される。この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００２１】
上記４個の現像装置９のうち上流側（図の左側）の３個の現像装置９ｃ、９ｍ及び９ｙは、それぞれ減法混色の三原色であるシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の色トナーによるモノカラー画像を形成し、現像装置９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。
【００２２】
上記の各現像装置９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の現像装置９ｙを例にしてその構成を説明する。
【００２３】
現像装置９は、最上部に感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に接して又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。
【００２４】
現像器１４は、外部を覆う筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。
【００２５】
この現像器１４には、転写ベルトユニット３の上方に配置されているトナー供給部４のトナーカートリッジ２１から、同図にＫ、Ｃ、Ｍ、Ｙで示すブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のいずれかのトナーが供給される。
【００２６】
転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２２と従動ローラ２３を備えている。
【００２７】
駆動ローラ２２には、転写ベルト８を介して二次転写ローラ２４が圧接し、ここに搬送されて来る転写媒体である用紙に対し、転写ベルト８上の一次転写トナー像を二次転写する二次転写部を形成している。
【００２８】
上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２５がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２５は感光体ドラム１０に対し、転写ベルト８を挟むように配置されている。
【００２９】
一次転写ローラ２５は、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく、上記の二次転写部まで搬送する。
【００３０】
また、転写ベルト８には、従動ローラ２３に掛け渡されている表面に当接してベルトクリーナ２６が配置されている。ベルトクリーナ２６の下方にはベルトクリーナ２６が転写ベルト８から除去した廃トナーを収容する廃トナー回収容器２７が着脱自在に配置されている。
【００３１】
トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行面の上方に配置されている前述した４個のトナーカートリッジ２１で構成されている。このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。
【００３２】
トナー供給部４の４個のトナーカートリッジ２１は、それぞれブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）のトナーを収容している。
【００３３】
これらのトナーカートリッジ２１は、プリンタ１本体に対し前面方向に、すなわち図の紙面奥行き方向手前側に挿脱して着脱自在である。トナーカートリッジ２１には図１では断面図のため見えないが、現像器９にトナーを補給するためのトナー排出口が形成されている。
【００３４】
トナー排出口は、トナーカートリッジ２１がプリンタ１本体に装着されたとき、現像器９の後方から上に延びだしているトナー補給路に連通し、このトナー補給路を介して現像器９にトナーを補給する。尚、図１では断面図のため見えないが、トナー補給路は転写ベルトユニット３の後方に回り込んで配置されている。
【００３５】
このトナー供給部４の左方には、ベルトクリーナ２６の左方から上方にかけて電装部２９が配設されている。電装部２９には、複数の電子部品からなる制御装置が搭載された回路基盤が装着されている。
【００３６】
給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３１（３１ａ、３１ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３１の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３２、給送ローラ３３、捌きローラ３４、待機搬送ローラ対３５が配置されている。
【００３７】
待機搬送ローラ対３５の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、前述した二次転写部が形成されている。この二次転写部の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置されている。
【００３８】
ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。
【００３９】
両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。
【００４０】
この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する開始返送路３９ａ、それから下方に曲がる中間返送路３９ｂ、更に左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる終端返送路３９ｃを有する返送路３９を備えている。
【００４１】
また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記終端返送路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３１ｂに対応する待機搬送ローラ対３５への搬送路に合流している。
【００４２】
図２は、上記構成のプリンタ１に装着して用いられるトナーカートリッジ２１の断面図である。
【００４３】
図３(a),(b)は、図２のトナーカートリッジ２１を、見る角度を約９０度変えて見た外観斜視図である。
【００４４】
図４は、図３(a),(b)に示すトナーカートリッジ２１の内部構造である搬送コイルバネをリンク部材と共に示す斜視図である。
【００４５】
図２、図３に示すように、トナーカートリッジ２１は、円筒形状の本体ケーシング４２を備えている。トナーカートリッジ２１のプリンタ１本体の装着部に装着されるとき奥側（図の右方）となる端部には、サイドカバー４３が配設されている。
【００４６】
そして、そのサイドカバー４３の中央には、カップリング４４が配設されている。カップリング４４は、外部側では、トナーカートリッジ２１のプリンタ１本体の装着部に装着されたときプリンタ１本体側の駆動系に係合して回転駆動される。
【００４７】
また、カップリング４４のプリンタ１本体の装着部に装着されるとき手前側（図の左方）となる端部には、図２に示すトナー装填口４５が形成されており、このトナー装填口４５には、図２、図３、図４に示す装填口キャップ４６が嵌め込まれている。
【００４８】
そして、填口キャップ４６よりも外側の本体ケーシング４２の端部には、円環状縁部４７ａと、この円環状縁部４７ａの中心を通って直径方向に形成された板状体４７ｂとから成る取っ手４７が取り付けられている。
【００４９】
一方、上記のカップリング４４の中心からは、駆動軸４８が本体ケーシング４２の内部のトナー排出口４９よりもやや端部寄りの位置まで延びだしている。その駆動軸４８の先端には、直径方向と軸方向に沿った切り込み５１が形成されている。
【００５０】
トナーカートリッジ２１の内部には、図２及び図４(a),(b)に示すように、カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大小２つの搬送コイルバネ５２が配設されている。
【００５１】
２つの搬送コイルバネ５２は、大径コイルバネ５２ａと、この大径コイルバネ５２ａの内側に延設された小径コイルバネ５２ｂとで構成されている。そして、大径コイルバネ５２ａの巻回方向に対し小径コイルバネ５２ｂの巻回方向は逆に形成されている。
【００５２】
より分かりやすくいえば、大径コイルバネ５２ａの巻回方向はトナーをトナー補給口４９方向へ搬送する巻き方向とし、小径コイルバネ５２ｂの巻回方向はトナーをトナー補給口４９から遠ざかる方向へ搬送する巻き方向となっている。
【００５３】
これら２つの搬送コイルバネ５２は、トナーカートリッジ２１の奥側、すなわちトナー排出口４９側の端部は、直径方向内側に折り曲げられて、図２及び図４(b)に示すように、カップリング４４の駆動軸４８の先端の切り込み５１に係止している。
【００５４】
なお、２つの搬送コイルバネ５２は、カップリング４４の駆動軸４８の先端で一括して保持されているので、２つの搬送コイルバネ５２を、それぞれ別部品とせず、一体部品として構成しても良い。
【００５５】
また、２つの搬送コイルバネ５２の手前側の端部は、図２及び図４(a)に示すように、大径コイルバネ５２ａでは、トナー装填口４５の内側に伸びる縁の外周を軸受ボスとし、小径コイルバネ５２ｂでは、装填口キャップ４６の内側に突出する封止部の外周を軸受ボスとしている。
【００５６】
これら２つの搬送コイルバネ５２は、カップリング４４の駆動軸４８により一括して同一方向に回転駆動される。この駆動により、図２に示すように、大径コイルバネ５２ａは、本体ケーシング４２の内周面を長手方向に沿って外側矢印で示すようにトナーをトナー排出口４９に搬送する。
【００５７】
他方の小径コイルバネ５２ｂは、本体ケーシング４２の内周面よりも内側で、つまり大径コイルバネ５２ａの内側で、本体ケーシング４２の長手方向に沿って内側矢印で示すようにトナーをトナー排出口４９のある一端側から他端側へ搬送する。
【００５８】
このように、本例のトナーカートリッジ２１によれば、円筒状の本体ケーシング４２内のトナーを攪拌しながら循環させることが出来るため、トナーがトナー排出口近傍に片寄って停滞することがない。したがって、カップリング４４の駆動トルクが安定し、搬送系のロックが防止される。
【００５９】
また、トナーカートリッジ２１の本体ケーシング４２が円筒状であるので、プリンタ１本体に装着するときは、トナーカートリッジ２１を単に装着部の奥まで挿入してカップリング４４がプリンタ１本体側の駆動系に係合するように取っ手４７で回転させながら押し込むだけでよい。
【００６０】
このように、本例のトナーカートリッジ２１は、装着部への着脱時の取扱いが簡単で特段の制約を受けることがない。また、本体ケーシング４２が円筒状であるので、設計も成形も容易であり、共に特段の制約を受けることがない。
【００６１】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]
【００６２】
画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
一端側に前記トナーを前記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、前記トナーカートリッジ本体が前記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、
を備え、
前記搬送コイルバネは、前記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、前記大径コイルバネの巻回方向に対し前記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
[付記２]
【００６３】
前記大径コイルバネは、前記カートリッジ本体の内周面を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口に搬送し、前記小径コイルバネは、前記カートリッジ本体の前記内周面よりも内側を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口のある前記一端側から他端側へ搬送する、
ことを特徴とする付記１記載のトナーカートリッジ。
[付記３]
【００６４】
前記大径コイルバネ及び前記小径コイルバネは、それぞれの被駆動端部が前記駆動系に係合する１個のカップリングに一体に取り付けられている、
ことを特徴とする付記１記載のトナーカートリッジ。
[付記４]
【００６５】
装置本体に配設された前記現像器へ前記トナーを供給するための前記トナーを収容したトナーカートリッジとして、付記１、２又は３に記載のトナーカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【産業上の利用可能性】
【００６６】
本発明は、現像部に供給するためのトナーを収容して着脱自在に画像形成装置本体に交換可能に取付けられるトナーカートリッジ及びそれを用いる画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００６７】
１ フルカラー画像形成装置（プリンタ）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行面
８ｂ 裏面
９（９ｙ、９ｍ、９ｃ、９ｋ） 現像装置
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ 筐体
１７ 隔壁
１５ 現像ローラ
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２１ トナーカートリッジ
２２ 駆動ローラ
２３ 従動ローラ
２４ 二次転写ローラ
２５ 一次転写ローラ
２６ ベルトクリーナ
２７ 廃トナー回収容器
２９ 電装部
３１（３１ａ、３１ｂ） 給紙カセット
３２ 用紙取出ローラ
３３ 給送ローラ
３４ 捌きローラ
３５ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 円筒形状の本体ケーシング
４３ サイドカバー
４４ カップリング
４５ トナー装填口
４６ 装填口キャップ
４７ 取っ手
４７ａ 円環状縁部
４７ｂ 板状体
４８ 駆動軸
４９ トナー排出口
５１ 切り込み
５２ 搬送コイルバネ
５２ａ 大径コイルバネ
５２ｂ 小径コイルバネ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
一端側に前記トナーを前記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、前記トナーカートリッジ本体が前記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、
を備え、
前記搬送コイルバネは、前記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、前記大径コイルバネの巻回方向に対し前記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記大径コイルバネは、前記カートリッジ本体の内周面を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口に搬送し、前記小径コイルバネは、前記カートリッジ本体の前記内周面よりも内側を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口のある前記一端側から他端側へ搬送する、
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】
前記大径コイルバネ及び前記小径コイルバネは、それぞれの被駆動端部が前記駆動系に係合する１個のカップリングに一体に取り付けられている、
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４】
装置本体に配設された前記現像器へ前記トナーを供給するための前記トナーを収容したトナーカートリッジとして、請求項１、２又は３に記載の前記トナーカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置に着脱自在に設けられ、該画像形成装置に配設された現像器へ供給するためのトナーを収容したトナーカートリッジにおいて、
一端側に前記トナーを前記現像器へ供給するための排出口が設けられたトナーカートリッジ本体と、
前記トナーカートリッジ本体の内部に配置され、前記トナーカートリッジ本体が前記画像形成装置に装着されたとき該画像形成装置に設けられた駆動系と係合して該駆動系から回転駆動力を伝達される搬送コイルバネと、
を備え、
前記搬送コイルバネは、前記カートリッジ本体の長手方向に沿って螺旋状に延設された大径コイルバネと、該大径コイルバネの内側に螺旋状に延設された小径コイルバネとを有し、前記大径コイルバネの巻回方向に対し前記小径コイルバネの巻回方向は逆に形成されている、
ことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記大径コイルバネは、前記カートリッジ本体の内周面を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口に搬送し、前記小径コイルバネは、前記カートリッジ本体の前記内周面よりも内側を前記長手方向に沿って前記トナーを前記排出口のある前記一端側から他端側へ搬送する、
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】
前記大径コイルバネ及び前記小径コイルバネは、それぞれの被駆動端部が前記駆動系に係合する１個のカップリングに一体に取り付けられている、
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４】
装置本体に配設された前記現像器へ前記トナーを供給するための前記トナーを収容したトナーカートリッジとして、請求項１、２又は３に記載の前記トナーカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２０１３−３７２５４（Ｐ２０１３−３７２５４Ａ）
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１７４５４９（Ｐ２０１１−１７４５４９）
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年２月２１日（２０１３．２．２１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年８月１０日（２０１１．８．１０）
【出願人】（０００１０４１２４）カシオ電子工業株式会社 (601)
【出願人】（０００００１４４３）カシオ計算機株式会社 (8,748)
【Ｆターム（参考）】
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