トナーカートリッジ
【課題】本発明は、限られた高さの範囲内でトナーの充填量を増大させることができ、交換頻度を少なくできるトナーカートリッジを得ることにある。
【解決手段】トナーカートリッジは、トナーを収容する第１のトナー収容部および第２のトナー収容部と、トナーを排出するトナー排出口と、第１のトナー収容部に収容され、トナーを攪拌するように第１のトナー収容部内で回転する第１の攪拌部材と、第２のトナー収容部に収容され、トナーを攪拌するように第２のトナー収容部内で回転する第２の攪拌部材と、第１のトナー収容部と第２のトナー収容部との間に設けられ、第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーをトナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を備えている。第２のトナー収容部の底は、第１のトナー収容部の底よりも下方において搬送部材の下端と同じ位置又は搬送部材の下端よりも高い位置に設けられている。
【解決手段】トナーカートリッジは、トナーを収容する第１のトナー収容部および第２のトナー収容部と、トナーを排出するトナー排出口と、第１のトナー収容部に収容され、トナーを攪拌するように第１のトナー収容部内で回転する第１の攪拌部材と、第２のトナー収容部に収容され、トナーを攪拌するように第２のトナー収容部内で回転する第２の攪拌部材と、第１のトナー収容部と第２のトナー収容部との間に設けられ、第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーをトナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を備えている。第２のトナー収容部の底は、第１のトナー収容部の底よりも下方において搬送部材の下端と同じ位置又は搬送部材の下端よりも高い位置に設けられている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つのトナー収容部を有するトナーカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー複写機やプリンタのような画像形成装置は、現像器にトナーを供給するトナーカートリッジを備えている。トナーカートリッジは、画像形成装置のカートリッジ収容部に取り外し可能に装着されて、トナーカートリッジ内のトナーが使い尽くされた時に、ユーザが簡単に交換できるようになっている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているトナーカートリッジは、トナーを収容する細長い筒状のカートリッジ本体と、カートリッジ本体の内部に収容された攪拌部材と、カートリッジ本体の底に配置されたスクリューとを備えている。カートリッジ本体は、トナーを充填する充填口と、トナーを現像器に向けて排出する排出口とを有する。攪拌部材は、カートリッジ本体内で回転することによりトナーを攪拌する。スクリューは、カートリッジ本体内で回転することにより、トナーを排出口に向けて搬送する。
【０００４】
この種のトナーカートリッジでは、トナーの充填量を増やしてトナーカートリッジの交換頻度を少なくすることが望ましい。トナーの充填量を増やす方策として、カートリッジ本体の内部に二つのトナー収容部を形成することが試されている。二つのトナー収容部がカートリッジ本体の幅方向に並んでいる場合、トナー収容部の高さ（深さ）を大きくすることで、トナーの充填量を充分に確保することができる。
【特許文献１】特開２００７−３１０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーカートリッジが装着されるカートリッジ収容部は、画像形成部や用紙を搬送する搬送経路のような画像形成装置の主要な構成要素と隣り合っている。このため、画像形成装置の種類によっては、カートリッジ収容部の高さがカートリッジ収容部と隣り合う構成要素によって制限されることがある。
【０００６】
カートリッジ収容部の高さが制限されてしまうと、トナーカートリッジの二つのトナー収容部の高さも制限されることになる。よって、トナーカートリッジの大容量化を図る上での妨げとなる。
【０００７】
本発明の目的は、限られた高さの範囲内でトナーの充填量を増大させることができ、交換頻度を少なくできるトナーカートリッジを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るトナーカートリッジは、
トナーを収容する第１のトナー収容部と、トナーを収容する第２のトナー収容部と、トナーを排出するトナー排出口と、上記第１のトナー収容部に収容され、上記第１のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第１の攪拌部材と、上記第２のトナー収容部に収容され、上記第２のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第２の攪拌部材と、上記第１のトナー収容部と上記第２のトナー収容部との間に設けられ、上記第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーを上記トナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を具備している。上記第２のトナー収容部の底は、上記第１のトナー収容部の底よりも下方において上記搬送部材の下端と同じ位置又は上記搬送部材の下端よりも高い位置にあることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１および第２のトナー収容部の高さ（深さ）を変えることで、限られた高さの範囲内でトナーの充填量を増大させることができる。そのため、トナーカートリッジの交換頻度を少なくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明の実施の形態を、図１ないし図１０にもとづいて説明する。
【００１１】
図１は、例えば４連タンデム方式のカラー複写機のような画像形成装置１を概略的に示している。画像形成装置１は、装置本体２を備えている。装置本体２の上部に、原稿から文字等の画像情報を光学的に読み取るスキャナ３と、スキャナ３に原稿を自動的に送り込む自動原稿送り装置４と、排紙トレイ５が配置されている。
【００１２】
装置本体２の下部に複数の給紙カセット６が配置されている。給紙カセット６は、搬送経路７を介して排紙トレイ５に接続されている。搬送経路７は、給紙カセット６に収容された用紙を一枚づつ排紙トレイ５に導くためのものである。搬送経路７は、給紙カセット６から上向きに延びる第１の経路７ａと、第１の経路７ａの上端から排紙トレイ５に向けて水平に延びる第２の経路７ｂとを有する。第１の経路７ａに下方から順に複数の給紙ローラ９、レジストローラ１０、転写ローラ１１および定着器１２が配置されている。第２の経路７ｂに複数の排紙ローラ１３が配置されている。
【００１３】
図１に示すように、画像形成部１５が装置本体２の中段に配置されている。画像形成部１５は、ブラック画像を形成するための第１の画像形成ユニット１６、シアン画像を形成するための第２の画像形成ユニット１７、マゼンダ画像を形成するための第３の画像形成ユニット１８およびイエロー画像を形成するための第４の画像形成ユニット１９を備えている。第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９は、装置本体２の幅方向に沿うように水平に一列に並んでいる。
【００１４】
第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９は、夫々感光体ドラム２０と、感光体ドラム２０の外周面を一様に帯電させる帯電器２１と、感光体ドラム２０の外周面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器２２と、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト２３に転写させる中間転写ローラ２４とを備えている。帯電器２１、現像器２２および中間転写ローラ２４は、感光体ドラム２０を取り囲むように配置されている。
【００１５】
中間転写ベルト２３は、複数のローラ２５の間に無端状に巻き掛けられて、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の上方に配置されている。中間転写ベルト２３は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の並び方向に沿って水平に走行する水平走行部２６を有する。水平走行部２６は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０と中間転写ローラ２４との間を通過している。さらに、中間転写ベルト２３は、一つのローラ２５を介して搬送経路７上の転写ローラ１１に押し付けられている。
【００１６】
図１に示すように、装置本体２は、カートリッジ収容部２７を備えている。カートリッジ収容部２７は、搬送経路７の第２の経路７ｂと中間転写ベルト２３との間に設けられている。カートリッジ収容部２７は、画像形成装置１の種類によっては高さ制限が厳しくなる傾向にある。
【００１７】
第１ないし第４のトナーカートリッジ２８，２９，３０，３１がカートリッジ収容部２７に取り外し可能に収容されている。第１のトナーカートリッジ２８は、黒色のトナーを第１の画像形成ユニット１６の現像器２２に供給する。第２のトナーカートリッジ２９は、青緑色のトナーを第２の画像形成ユニット１７の現像器２２に供給する。第３のトナーカートリッジ３０は、赤紫色のトナーを第３の画像形成ユニット１８の現像器２２に供給する。第４のトナーカートリッジ３１は、黄色のトナーを第４の画像形成ユニット１９の現像器２２に供給する。
【００１８】
第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の下方にレーザユニット３３が配置されている。レーザユニット３３は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０に画像情報に応じた光を照射する。この結果、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０の外周面に、現像すべき色の静電潜像が形成される。
【００１９】
このような画像形成装置１によると、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０の外周面に形成された静電潜像は、現像器２２で所望する色のトナーにより現像されて、トナー像として可視化される。第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９により形成された四色のトナー像は、中間転写ローラ２４を介して中間転写ベルト２３に順次転写されるとともに、この中間転写ベルト２３の上で重ね合わされる。
【００２０】
中間転写ベルト２３に対する四色のトナー像の重ね合わせが完了すると、一つの給紙カセット６から搬送経路７の第１の経路７ａに供給された用紙がレジストローラ１０を介して中間転写ベルト２３の位置に導かれる。これにより、中間転写ベルト２３の上で重ね合わされた四色のトナー像が転写ローラ１１を介して用紙に転写される。用紙に転写されたフルカラー画像は、定着器１２により用紙に定着される。フルカラー画像が定着された用紙は、搬送経路７の第２の経路７ｂを通じて排紙トレイ５に導かれる。
【００２１】
次に、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９にトナーを供給する第１ないし第４のトナーカートリッジ２８〜３１について説明する。第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１は、上記特許文献１に開示されたトナーカートリッジと同様の構成を有する。このため、第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１については、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
黒色のトナーを収容する第１のトナーカートリッジ２８は、第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１との比較においてトナーの消耗が早い。そのため、第１のトナーカートリッジ２８は、交換頻度を少なくするためトナーの充填量を増大させる構成が採用されている。以下、第１のトナーカートリッジ２８について詳細に説明する。
【００２３】
図２ないし図５に示すように、第１のトナーカートリッジ２８は、合成樹脂製のカートリッジ本体３５を備えている。カートリッジ本体３５は、画像形成装置１の奥行き方向に沿う長軸Ｌ１と、画像形成装置１の幅方向に沿う短軸Ｓ１とを有する細長い箱状である。カートリッジ本体３５は、画像形成装置１の前面からカートリッジ収容部２７に取り出し可能に挿入される。
【００２４】
カートリッジ本体３５は、容器３６とトップカバー３７とで構成されている。容器３６は、左右の側壁３８ａ，３８ｂ、底壁３９、後壁４０、前壁４１および開口部４２を有する細長い箱状である。側壁３８ａ，３８ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って延びるとともに、短軸Ｓ１の方向に互いに向かい合っている。底壁３９は、側壁３８ａの下端と側壁３８ｂの下端との間に跨っている。後壁４０は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う一端に位置している。前壁４１は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う他端に位置している。開口部４２は、側壁３８ａ，３８ｂの上縁、後壁４０の上縁および前壁４１の上縁により規定された長方形の開口形状を有するとともに、底壁３９と向かい合っている。
【００２５】
カートリッジ本体３５の後壁４０は、カートリッジ本体３５を画像形成装置１のカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７の終端に位置する図示しないカップリングと向かい合う。カップリングは、画像形成装置１の装置本体２に設けられた駆動装置によって駆動される。
【００２６】
トップカバー３７は、容器３６の開口部４２を密閉している。トップカバー３７は、容器３６と協働してカートリッジ本体３５の内側に黒色のトナーを収容するためのトナー室４３を構成している。トップカバー３７は、トナー室４３に露出するフラットな内面３７ａを有している。
【００２７】
図２ないし図４に示すように、容器３６の前壁４１に凹部４４が形成されている。凹部４４は、前壁４１から後壁４０に向けて凹んでいる。そのため、カートリッジ本体３５の前端部は、階段状に形成されている。
【００２８】
容器３６の前壁４１に充填口４５およびハンドル４６が形成されている。充填口４５は、黒色のトナーをトナー室４３に充填するためのものであり、凹部４４と隣り合っている。充填口４５は、トナーの充填が完了した後、キャップ４７により密閉されている。ハンドル４６は、カートリッジ本体３５をカートリッジ収容部２７から引き出す時に、手の指先を引っ掛けるためのものである。ハンドル４６は、充填口４５の周囲に位置するとともに、前壁４１からカートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に突出している。
【００２９】
図５、図８および図９に示すように、トナー室４３は、第１のトナー収容部５０ａおよび第２のトナー収容部５０ｂを有する。第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って延びているとともに、カートリッジ本体３５の短軸Ｓ１の方向に隣り合うように並んでいる。容器３６の充填口４５は、第１のトナー収容部５０ａの前端に開口している。容器３６の凹部４４は、第２のトナー収容部５０ｂの前端に位置している。そのため、第２のトナー収容部５０ｂは、凹部４４の分だけ第１のトナー収容部５０ａよりもカートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う長さ寸法が短くなっている。
【００３０】
図８および図９に示すように、容器３６の底壁３９は、第１のトナー収容部５０ａの底となる第１の底部５１ａと、第２のトナー収容部５０ｂの底となる第２の底部５１ｂとを有する。第１および第２の底部５１ａ，５１ｂは、互いに隣り合うとともに、容器３６の下方に向けて張り出すように円弧状に湾曲している。本実施の形態によると、第１の底部５１ａの曲率と第２の底部５１ｂの曲率は、互いに同等である。
【００３１】
第２の底部５１ｂは、第１の底部５１ａよりも容器３６の下方に向けて張り出している。このため、第２の底部５１ｂは、第１の底部５１ａよりも低い位置に設けられている。
【００３２】
第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１は、トップカバー３７の内面３７ａと第１の底部５１ａの最下部との間で規定されている。同様に、第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２は、トップカバー３７の内面３７ａと第２の底部５１ｂの最下部との間で規定されている。第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２は、第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１よりも大きい。
【００３３】
言い換えると、カートリッジ本体３５は、第１のトナー収容部５０ａに対応する箇所の高さと第２のトナー収容部５０ｂに対応する箇所の高さが互いに異なっている。これにより、容器３６の凹部４４の分だけ第２のトナー収容部５０ｂの長さ寸法が短いにも拘らず、第２のトナー収容部５０ｂに充填されるトナーの量を充分に確保できる。
【００３４】
図８および図９に示すように、容器３６は、トナー搬送部５２を有している。トナー搬送部５２は、容器３６の底壁３９に形成された溝５３によって規定されている。溝５３は、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａと第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂとの間に設けられているとともに、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿って真っ直ぐに延びている。溝５３は、トナー室４３に開口している。
【００３５】
容器３６の底壁３９は、トナー搬送部５２の底となる第３の底部５４を有している。第３の底部５４は、容器３６の下方に向けて張り出すように円弧状に湾曲されているとともに、第１および第２の底部５１ａ，５１ｂよりも容器３６の下方に張り出している。
【００３６】
第３の底部５４は、図９に示すトナー排出口５５を有している。トナー排出口５５は、トナー室４３に充填されたトナーをカートリッジ本体３５の外に排出するためのものである。トナー排出口５５は、容器３６の前壁４１に隣接する位置に設けられているとともに、シャッター５６によって開閉される。
【００３７】
容器３６の底壁３９を容器３６の外側から見た場合に、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間の境界は、第１の窪み部５７によって規定されている。同様に、第２の底部５１ｂと第３の底部５４との間の境界は、第２の窪み部５８によって規定されている。第１および第２の窪み部５７，５８は、容器３６の下方に向けて開口するとともに、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びている。
【００３８】
容器３６の底壁３９を容器３６の内側から見た場合、上記第１の窪み部５７は、底壁３９から上向きに突出する第１の突起部６０を構成している。同様に、上記第２の窪み部５８は、底壁３９から上向きに突出する第２の突起部６１を構成している。第１の突起部６０は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間を仕切っている。上記第２の突起部６１は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びて、第２の底部５１ｂと第３の底部５４との間を仕切っている。第３の底部５４に対する第２の突起部６１の高さは、第３の底部５４に対する第１の突起部６０の高さよりも高くなっている。第１および第２の突起部６０，６１は、溝５３を間に挟んで互いに向かい合っている。
【００３９】
図３ないし図５に最もよく示されるように、第１のトナーカートリッジ２８は、トナー室４３に充填されたトナーをトナー排出口５５に搬送するスクリュー６３と、トナー室４３に充填されたトナーを攪拌する攪拌機構６４と、をさらに備えている。
【００４０】
スクリュー６３は、搬送部材の一例である。スクリュー６３は、回転軸６５と、回転軸６５の外周面に形成された螺旋状の案内羽６６とを有する。図８および図９に示すように、スクリュー６３は、溝５３に収容されて第１の突起部６０と第２の突起部６１との間からトナー室４３の底に露出している。スクリュー６３は、トナー排出口５５の上を横切っている。スクリュー６３の回転軸６５は、容器３６の後壁４０と前壁４１との間に跨ることで、容器３６に回転自在に支持されている。
【００４１】
トナー搬送部５２の底となる第３の底部５４は、スクリュー６３の案内羽６６の外周縁が描く回転軌跡に沿うように円弧状に湾曲している。さらに、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂの最下部は、スクリュー６３の回転中心となる回転軸６５よりも低い位置にある。本実施の形態によると、第２の底部５１ｂの最下部は、スクリュー６３の外周縁の下端と同じ高さ位置、又はスクリュー６３の下端よりもやや高い位置にあることが望ましい。
【００４２】
スクリュー６３の回転軸６５の後端にシールリング６８を介して駆動歯車６９が同軸状に固定されている。駆動歯車６９は、容器３６の後壁４０の外側に位置している。図１０に示すように、駆動歯車６９は、一対の係合突起６９ａ，６９ｂを有する。係合突起６９ａ，６９ｂは、第１のトナーカートリッジ２８をカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７内のカップリングと噛み合う。この噛み合いにより、スクリュー６３が駆動装置のトルクを受けて回転するようになっている。
【００４３】
攪拌機構６４は、第１および第２の攪拌部材７０，７１と、第１および第２の歯車７２，７３とを有する。第１の攪拌部材７０は、第１のトナー収容部５０ａに配置されている。第１の攪拌部材７０は、回転軸７４と、パドル部７５とを含む。回転軸７４は、容器３６の後壁４０と前壁４１との間に跨っている。パドル部７５は、複数の棒状部材をトラス状に組み立てたものであり、回転軸７４の軸方向に延びる二本の外枠７６ａ，７６ｂを有する。外枠７６ａ，７６ｂは、回転軸７４と平行に配置されているとともに、回転軸７４を間に挟んで互いに向かい合っている。そのため、パドル部７５は、回転軸７４を直径方向に横断するような形状を有している。
【００４４】
第１の攪拌部材７０は、回転軸７４を介して容器３６に支持されて、回転軸７４を中心に回転する。第１の攪拌部材７０が回転すると、パドル部７５の外枠７６ａ，７６ｂが第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａとの間に僅かな隙間を存して移動する。そのため、第１の底部５１ａは、外枠７６ａ，７６ｂが描く回転軌跡Ｒ１に沿うように湾曲している。
【００４５】
さらに、パドル部７５は、螺旋状の搬送羽７７を有している。搬送羽７７は、トナー排出口５５の真横に位置して、トナーをトナー排出口５５に向けて送り込む。
【００４６】
第２の攪拌部材７１は、第２のトナー収容部５０ｂに配置されている。第２の攪拌部材７１は、回転軸７９とパドル部８０とを含む。回転軸７９は、容器３６の後壁４０と前壁４１の凹部４４との間に跨っている。パドル部８０は、複数の棒状部材をトラス状に組み立てたものであり、回転軸７９の軸方向に延びる二本の外枠８１ａ，８１ｂを有する。外枠８１ａ，８１ｂは、回転軸７９と平行に配置されているとともに、回転軸７９を間に挟んで互いに向かい合っている。そのため、パドル部８０は、回転軸７９を直径方向に横断するような形状を有している。
【００４７】
第２の攪拌部材７１は、回転軸７９を介して容器３６に支持されて、回転軸７９を中心に回転する。第２の攪拌部材７１が回転すると、パドル部８０の外枠８１ａ，８１ｂが第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂとの間に僅かな隙間を存して移動する。そのため、第２の底部５１ｂは、外枠８１ａ，８１ｂが描く回転軌跡Ｒ２に沿うように湾曲している。
【００４８】
第１の攪拌部材７０のパドル部７５および第２の攪拌部材７１のパドル部８０は、基本的に同一の構成を有し、回転軸７４，７９の径方向に沿う長さが同等となっている。図５に示すように、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１は、カートリッジ本体３５の短軸Ｓ１の方向に互いに間隔を存して平行に配置されている。第１の攪拌部材７０の回転軸７４と第２の攪拌部材７１の回転軸７９との間の軸間距離Ｘは、回転するパドル部７５，８０が互いに干渉しないような値に設定されている。
【００４９】
第２の攪拌部材７１の回転軸７９は、第１の攪拌部材７０の回転軸７４よりも下方にずれている。これにより、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂが第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａよりも容器３６の下方に張り出しているにも拘らず、第２の底部５１ｂとパドル部８０の外周部との間の間隔が第１の底部５１ａとパドル部７５の外周部との間の間隔と同等に保たれている。
【００５０】
さらに、本実施の形態によると、第１の攪拌部材７０の回転中心Ｏ１からスクリュー６３の回転中心Ｏ２までの距離Ａ１は、第２の攪拌部材７１の回転中心Ｏ３からスクリュー６３の回転中心Ｏ２までの距離Ａ２よりも短くなっている。したがって、図８および図９に示すように、第１の攪拌部材７０のパドル部７５が水平となった時、パドル部７５の外周部がスクリュー６３の真上に位置している。言い換えると、第１の攪拌部材７０の外周部が描く回転軌跡Ｒ１がスクリュー６３の真上を通過している。
【００５１】
第１の攪拌部材７０の一方の外枠７６ａにスクレーパ８２が取り付けられている。スクレーパ８２は、パドル部７５の全長に亘って延びている。スクレーパ８２は、第１の攪拌部材７０が回転した時に、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａに接触しながら移動する。
【００５２】
第２の攪拌部材７１の一方の外枠８１ａにスクレーパ８３が取り付けられている。スクレーパ８３は、パドル部８０の全長に亘って延びている。スクレーパ８３は、第２の攪拌部材７１が回転した時に、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂに接触しながら移動する。
【００５３】
図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、例えば円盤状をなす共通の部品であり、容器３６の後壁４０の外側に配置されている。第１の歯車７２は、第１の攪拌部材７０の回転軸７４の後端に同軸状に固定されている。第２の歯車７３は、第２の攪拌部材７１の回転軸７９の後端に同軸状に固定されている。回転軸７４，７９に対する第１および第２の歯車７２，７３の固定構造は互いに共通となっているので、第１の歯車７２と回転軸７４との固定構造を代表して説明する。
【００５４】
図６に示すように、第１の歯車７２は、その回転中心部に筒状の嵌合部８５を有する。嵌合部８５は、後壁４０に開けた軸受孔８６を貫通するとともに、回転軸７４の後端に形成した嵌合孔８７に嵌め込まれている。これにより、第１の歯車７２が回転軸７４に一体的に結合されて、この回転軸７４と一緒に回転するようになっている。嵌合部８５は、ワッシャ８８およびシールリング８９を貫通している。シールリング８９は、後壁４０と第１の歯車７２との間に介在されて、軸受孔８６からのトナーの漏洩を防いでいる。
【００５５】
図２および図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、容器３６の外側で互いに噛み合っている。この噛み合いにより、第１および第２の攪拌部材７０，７１が互いに同期して逆回転するようになっている。本実施の形態では、第１の攪拌部材７０は、図８に矢印Ｙで示す反時計回り方向に回転し、第２の攪拌部材７１は、図８に矢印Ｚで示す時計回り方向に回転する。
【００５６】
画像形成装置１の駆動装置のトルクがカップリングから駆動歯車６９に伝わると、駆動歯車６９を介してスクリュー６３が回転する。さらに、駆動歯車６９は、第１の歯車７２と噛み合っている。このため、駆動装置のトルクが駆動歯車６９から第１および第２の歯車７２，７３を通じて第１および第２の攪拌部材７０，７１に伝わり、第１および第２の攪拌部材７０，７１が回転する。第１および第２の攪拌部材７０，７１は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂ内のトナーを攪拌するとともに、トナーをスクリュー６３に向けて送り出す。
【００５７】
第１および第２の攪拌部材７０，７１に固定されたスクレーパ８２，８３は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂの第１および第２の底部５１ａ，５１ｂに接しながら移動する。このため、第１および第２の攪拌部材７０，７１と第１および第２の底部５１ａ，５１ｂとの間の隙間に位置するトナーや第１および第２の底部５１ａ，５１ｂに付着したトナーをスクレーパ８２，８３によってスクリュー６３の方向に掻き出すことができる。よって、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂに充填されたトナーを無駄なく有効にスクリュー６３に供給することができる。
【００５８】
スクリュー６３は、第１および第２の攪拌部材７０，７１から送られるトナーをトナー排出口５５に向けて搬送する。トナー排出口５５に搬送されてきたトナーは、トナー排出口５５から第１の画像形成ユニット１６の現像器２２に供給される。
【００５９】
図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、カートリッジ本体３５の外に露出する円形の端面７２ａ，７３ａを有する。端面７２ａ，７３ａの中央部に夫々円筒体９１が一体に形成されている。円筒体９１は、第１および第２の歯車７２，７３の端面７２ａ，７３ａからカートリッジ本体３５とは逆方向に同軸状に突出している。円筒体９１は、例えば上記特許文献１に開示されたトナーカートリッジと同様の手法で第１のトナーカートリッジ２８の種類を光学的に検出するためのものである。
【００６０】
具体的には、円筒体９１は、四つのスリット９２を有する。スリット９２は、円筒体９１の軸方向に延びるとともに、円筒体９１の周方向に等間隔に並んでいる。円筒体９１は、第１のトナーカートリッジ２８を画像形成装置１のカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７の終端に配置された光検出器（図示せず）と合致する。
【００６１】
上記特許文献１に開示されているように、光検出器は、発光素子と受光素子とを含んでいる。発光素子と受光素子は、互いに間隔を存して向かい合っている。発光素子は、円筒体９１の回転中心部に位置するとともに、受光素子は円筒体９１の外側に位置している。
【００６２】
円筒体９１が第１および第２の歯車７２，７３と一緒に回転すると、スリット９２が発光素子と受光素子との間を次々に通過する。受光素子は、スリット９２が受光素子と発光素子との間に介在された時に、発光素子からの光を受ける。光検出器は、受光素子が発光素子からの光を受けた時に第１の信号を制御部に出力し、発光素子から受光素子に向かう光が円筒体９１によって遮られた時に、第２の信号を制御部に出力する。
【００６３】
制御部は、光検出器が第１の信号を出力した時の時間Ｌおよび第２の信号を出力した時の時間Ｈを検出する。さらに、制御部は、時間Ｌ／時間Ｈの値が予め決められた値の範囲内にある時に、第１のトナーカートリッジ２８が製造元が推奨する純正品であると判定する。時間Ｌ／時間Ｈの値が予め決められた値の範囲を外れている時に、制御部は、第１のトナーカートリッジ２８が純正品でないと判定する。この制御部による判定結果は、画像形成装置１のコントロールパネル上に表示される。
【００６４】
本発明の実施の形態によると、第１のトナーカートリッジ２８のカートリッジ本体３５は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂを有している。第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に延びるとともに、短軸Ｓ１の方向に並んでいる。そのため、第１のトナーカートリッジ２８は、従来の筒形のカートリッジが二つ並んだ形態となり、その分、トナーの充填量が倍増する。
【００６５】
さらに、第１のトナーカートリッジ２８のカートリッジ本体３５は、第２のトナー収容部５０ｂに対応する箇所の高さ（深さ寸法Ｄ２）が、第１のトナー収容部５０ａに対応する箇所の高さ（深さ寸法Ｄ１）よりも大きくなっている。
【００６６】
これにより、第１のトナーカートリッジ２８が挿入されるカートリッジ収容部２７に高さ制限が課せられていた場合でも、トナーの充填量を充分に確保できる。したがって、第１のトナーカートリッジ２８の交換頻度を少なくすることができ、画像形成装置１のメンテナンスが容易となる。
【００６７】
一方、本実施の形態の第１のトナーカートリッジ２８によると、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１は、回転軸７４に固定した第１の歯車７２と、回転軸７９に固定した第２の歯車７３とを噛み合わせることで互いに同期して回転する。しかも、第１および第２の歯車７２，７３は、同じ大きさの共通の部品であるので、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１との間の軸間距離Ｘは、固定的に定まっている。
【００６８】
このような構成を有する第１のトナーカートリッジ２８において、第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１を第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２と同等とすれば、トナーの充填量をより増やすことが可能となる。
【００６９】
これを実現するためには、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａを第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂと同等の位置まで低くするとともに、この第１の底部５１ａの位置に対応するように第１の攪拌部材７０の位置も低くすることが必要となる。しかしながら、スクリュー６３が第１の攪拌部材７０の外周部の真下に位置するので、第１の攪拌部材７０を下げると、パドル部７５とスクリュー６３とが干渉し合うといった問題が発生する。
【００７０】
加えて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間を仕切る第１の突起部６０の高さを確保することもできなくなる。これにより、トナー搬送部５２と第１のトナー収容部５０ａの底との間の仕切りが不明確となって、スクリュー６３が回転した時にトナー搬送部５２に沿って送られるトナーが第１のトナー収容部５０ａに逃げてしまう。このため、トナーの充填量を増やすことはできても、トナーの円滑な搬送が妨げられてしまう。よって、第１の画像形成ユニット１６に効率よくトナーを供給することができなくなる。
【００７１】
これに対し、上記実施の形態では、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂのみを低くしているので、第１の攪拌部材７０がスクリュー６３と干渉することもない。加えて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間の高低差を維持できるので、第１のトナー収容部５０ａの底とトナー搬送部５２との間を仕切る第１の突起部６０の高さを確保できる。
【００７２】
このため、スクリュー６３が回転してトナーを搬送する時に、トナーがトナー搬送部５２から第１のトナー収容部５０ａに逃げるのを防止できる。よって、トナー搬送部５２内のトナーをトナー排出口５５に効率よく導くことができる。
【００７３】
このことから、第１のトナー収容部５０ａの底と第２のトナー収容部５０ｂの底との間にスクリュー６３が位置する第１のトナーカートリッジ２８において、トナーの搬送を妨げることなくトナーの充填量を増やすことができる。したがって、第１のトナーカートリッジ２８の交換頻度を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を概略的に示す側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るトナーカートリッジの斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るトナーカートリッジを分解して示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態において、第１および第２の攪拌部材およびスクリューを収容した容器の斜視図。
【図５】本発明の実施の形態において、第１および第２の攪拌部材およびスクリューを収容した容器の平面図。
【図６】図５のF6-F6線に沿う断面図。
【図７】図５のF7-F7線に沿う断面図。
【図８】図５のF8-F8線に沿う断面図。
【図９】図５のF9-F9線に沿う断面図。
【図１０】本発明の実施の形態において、第１および第２の歯車が互いに噛み合った状態を示すトナーカートリッジの斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１６…画像形成ユニット（第１の画像形成ユニット）、２２…現像器、２８…トナーカートリッジ（第１のトナーカートリッジ）、５０ａ…第１のトナー収容部、５０ｂ…第２のトナー収容部、５１ａ…第１の底部、５１ｂ…第２の底部、５４…第３の底部、５５…トナー排出口、６３…搬送部材（スクリュー）、７０…第１の攪拌部材、７１…第２の攪拌部材。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、二つのトナー収容部を有するトナーカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、カラー複写機やプリンタのような画像形成装置は、現像器にトナーを供給するトナーカートリッジを備えている。トナーカートリッジは、画像形成装置のカートリッジ収容部に取り外し可能に装着されて、トナーカートリッジ内のトナーが使い尽くされた時に、ユーザが簡単に交換できるようになっている。
【０００３】
例えば、特許文献１に開示されているトナーカートリッジは、トナーを収容する細長い筒状のカートリッジ本体と、カートリッジ本体の内部に収容された攪拌部材と、カートリッジ本体の底に配置されたスクリューとを備えている。カートリッジ本体は、トナーを充填する充填口と、トナーを現像器に向けて排出する排出口とを有する。攪拌部材は、カートリッジ本体内で回転することによりトナーを攪拌する。スクリューは、カートリッジ本体内で回転することにより、トナーを排出口に向けて搬送する。
【０００４】
この種のトナーカートリッジでは、トナーの充填量を増やしてトナーカートリッジの交換頻度を少なくすることが望ましい。トナーの充填量を増やす方策として、カートリッジ本体の内部に二つのトナー収容部を形成することが試されている。二つのトナー収容部がカートリッジ本体の幅方向に並んでいる場合、トナー収容部の高さ（深さ）を大きくすることで、トナーの充填量を充分に確保することができる。
【特許文献１】特開２００７−３１０１４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
トナーカートリッジが装着されるカートリッジ収容部は、画像形成部や用紙を搬送する搬送経路のような画像形成装置の主要な構成要素と隣り合っている。このため、画像形成装置の種類によっては、カートリッジ収容部の高さがカートリッジ収容部と隣り合う構成要素によって制限されることがある。
【０００６】
カートリッジ収容部の高さが制限されてしまうと、トナーカートリッジの二つのトナー収容部の高さも制限されることになる。よって、トナーカートリッジの大容量化を図る上での妨げとなる。
【０００７】
本発明の目的は、限られた高さの範囲内でトナーの充填量を増大させることができ、交換頻度を少なくできるトナーカートリッジを得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一つの形態に係るトナーカートリッジは、
トナーを収容する第１のトナー収容部と、トナーを収容する第２のトナー収容部と、トナーを排出するトナー排出口と、上記第１のトナー収容部に収容され、上記第１のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第１の攪拌部材と、上記第２のトナー収容部に収容され、上記第２のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第２の攪拌部材と、上記第１のトナー収容部と上記第２のトナー収容部との間に設けられ、上記第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーを上記トナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を具備している。上記第２のトナー収容部の底は、上記第１のトナー収容部の底よりも下方において上記搬送部材の下端と同じ位置又は上記搬送部材の下端よりも高い位置にあることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１および第２のトナー収容部の高さ（深さ）を変えることで、限られた高さの範囲内でトナーの充填量を増大させることができる。そのため、トナーカートリッジの交換頻度を少なくすることができる。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下本発明の実施の形態を、図１ないし図１０にもとづいて説明する。
【００１１】
図１は、例えば４連タンデム方式のカラー複写機のような画像形成装置１を概略的に示している。画像形成装置１は、装置本体２を備えている。装置本体２の上部に、原稿から文字等の画像情報を光学的に読み取るスキャナ３と、スキャナ３に原稿を自動的に送り込む自動原稿送り装置４と、排紙トレイ５が配置されている。
【００１２】
装置本体２の下部に複数の給紙カセット６が配置されている。給紙カセット６は、搬送経路７を介して排紙トレイ５に接続されている。搬送経路７は、給紙カセット６に収容された用紙を一枚づつ排紙トレイ５に導くためのものである。搬送経路７は、給紙カセット６から上向きに延びる第１の経路７ａと、第１の経路７ａの上端から排紙トレイ５に向けて水平に延びる第２の経路７ｂとを有する。第１の経路７ａに下方から順に複数の給紙ローラ９、レジストローラ１０、転写ローラ１１および定着器１２が配置されている。第２の経路７ｂに複数の排紙ローラ１３が配置されている。
【００１３】
図１に示すように、画像形成部１５が装置本体２の中段に配置されている。画像形成部１５は、ブラック画像を形成するための第１の画像形成ユニット１６、シアン画像を形成するための第２の画像形成ユニット１７、マゼンダ画像を形成するための第３の画像形成ユニット１８およびイエロー画像を形成するための第４の画像形成ユニット１９を備えている。第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９は、装置本体２の幅方向に沿うように水平に一列に並んでいる。
【００１４】
第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９は、夫々感光体ドラム２０と、感光体ドラム２０の外周面を一様に帯電させる帯電器２１と、感光体ドラム２０の外周面に形成された静電潜像をトナーで現像する現像器２２と、感光体ドラム２０上のトナー像を中間転写ベルト２３に転写させる中間転写ローラ２４とを備えている。帯電器２１、現像器２２および中間転写ローラ２４は、感光体ドラム２０を取り囲むように配置されている。
【００１５】
中間転写ベルト２３は、複数のローラ２５の間に無端状に巻き掛けられて、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の上方に配置されている。中間転写ベルト２３は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の並び方向に沿って水平に走行する水平走行部２６を有する。水平走行部２６は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０と中間転写ローラ２４との間を通過している。さらに、中間転写ベルト２３は、一つのローラ２５を介して搬送経路７上の転写ローラ１１に押し付けられている。
【００１６】
図１に示すように、装置本体２は、カートリッジ収容部２７を備えている。カートリッジ収容部２７は、搬送経路７の第２の経路７ｂと中間転写ベルト２３との間に設けられている。カートリッジ収容部２７は、画像形成装置１の種類によっては高さ制限が厳しくなる傾向にある。
【００１７】
第１ないし第４のトナーカートリッジ２８，２９，３０，３１がカートリッジ収容部２７に取り外し可能に収容されている。第１のトナーカートリッジ２８は、黒色のトナーを第１の画像形成ユニット１６の現像器２２に供給する。第２のトナーカートリッジ２９は、青緑色のトナーを第２の画像形成ユニット１７の現像器２２に供給する。第３のトナーカートリッジ３０は、赤紫色のトナーを第３の画像形成ユニット１８の現像器２２に供給する。第４のトナーカートリッジ３１は、黄色のトナーを第４の画像形成ユニット１９の現像器２２に供給する。
【００１８】
第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の下方にレーザユニット３３が配置されている。レーザユニット３３は、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０に画像情報に応じた光を照射する。この結果、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０の外周面に、現像すべき色の静電潜像が形成される。
【００１９】
このような画像形成装置１によると、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９の感光体ドラム２０の外周面に形成された静電潜像は、現像器２２で所望する色のトナーにより現像されて、トナー像として可視化される。第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９により形成された四色のトナー像は、中間転写ローラ２４を介して中間転写ベルト２３に順次転写されるとともに、この中間転写ベルト２３の上で重ね合わされる。
【００２０】
中間転写ベルト２３に対する四色のトナー像の重ね合わせが完了すると、一つの給紙カセット６から搬送経路７の第１の経路７ａに供給された用紙がレジストローラ１０を介して中間転写ベルト２３の位置に導かれる。これにより、中間転写ベルト２３の上で重ね合わされた四色のトナー像が転写ローラ１１を介して用紙に転写される。用紙に転写されたフルカラー画像は、定着器１２により用紙に定着される。フルカラー画像が定着された用紙は、搬送経路７の第２の経路７ｂを通じて排紙トレイ５に導かれる。
【００２１】
次に、第１ないし第４の画像形成ユニット１６〜１９にトナーを供給する第１ないし第４のトナーカートリッジ２８〜３１について説明する。第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１は、上記特許文献１に開示されたトナーカートリッジと同様の構成を有する。このため、第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１については、その詳細な説明を省略する。
【００２２】
黒色のトナーを収容する第１のトナーカートリッジ２８は、第２ないし第４のトナーカートリッジ２９〜３１との比較においてトナーの消耗が早い。そのため、第１のトナーカートリッジ２８は、交換頻度を少なくするためトナーの充填量を増大させる構成が採用されている。以下、第１のトナーカートリッジ２８について詳細に説明する。
【００２３】
図２ないし図５に示すように、第１のトナーカートリッジ２８は、合成樹脂製のカートリッジ本体３５を備えている。カートリッジ本体３５は、画像形成装置１の奥行き方向に沿う長軸Ｌ１と、画像形成装置１の幅方向に沿う短軸Ｓ１とを有する細長い箱状である。カートリッジ本体３５は、画像形成装置１の前面からカートリッジ収容部２７に取り出し可能に挿入される。
【００２４】
カートリッジ本体３５は、容器３６とトップカバー３７とで構成されている。容器３６は、左右の側壁３８ａ，３８ｂ、底壁３９、後壁４０、前壁４１および開口部４２を有する細長い箱状である。側壁３８ａ，３８ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って延びるとともに、短軸Ｓ１の方向に互いに向かい合っている。底壁３９は、側壁３８ａの下端と側壁３８ｂの下端との間に跨っている。後壁４０は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う一端に位置している。前壁４１は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う他端に位置している。開口部４２は、側壁３８ａ，３８ｂの上縁、後壁４０の上縁および前壁４１の上縁により規定された長方形の開口形状を有するとともに、底壁３９と向かい合っている。
【００２５】
カートリッジ本体３５の後壁４０は、カートリッジ本体３５を画像形成装置１のカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７の終端に位置する図示しないカップリングと向かい合う。カップリングは、画像形成装置１の装置本体２に設けられた駆動装置によって駆動される。
【００２６】
トップカバー３７は、容器３６の開口部４２を密閉している。トップカバー３７は、容器３６と協働してカートリッジ本体３５の内側に黒色のトナーを収容するためのトナー室４３を構成している。トップカバー３７は、トナー室４３に露出するフラットな内面３７ａを有している。
【００２７】
図２ないし図４に示すように、容器３６の前壁４１に凹部４４が形成されている。凹部４４は、前壁４１から後壁４０に向けて凹んでいる。そのため、カートリッジ本体３５の前端部は、階段状に形成されている。
【００２８】
容器３６の前壁４１に充填口４５およびハンドル４６が形成されている。充填口４５は、黒色のトナーをトナー室４３に充填するためのものであり、凹部４４と隣り合っている。充填口４５は、トナーの充填が完了した後、キャップ４７により密閉されている。ハンドル４６は、カートリッジ本体３５をカートリッジ収容部２７から引き出す時に、手の指先を引っ掛けるためのものである。ハンドル４６は、充填口４５の周囲に位置するとともに、前壁４１からカートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に突出している。
【００２９】
図５、図８および図９に示すように、トナー室４３は、第１のトナー収容部５０ａおよび第２のトナー収容部５０ｂを有する。第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って延びているとともに、カートリッジ本体３５の短軸Ｓ１の方向に隣り合うように並んでいる。容器３６の充填口４５は、第１のトナー収容部５０ａの前端に開口している。容器３６の凹部４４は、第２のトナー収容部５０ｂの前端に位置している。そのため、第２のトナー収容部５０ｂは、凹部４４の分だけ第１のトナー収容部５０ａよりもカートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿う長さ寸法が短くなっている。
【００３０】
図８および図９に示すように、容器３６の底壁３９は、第１のトナー収容部５０ａの底となる第１の底部５１ａと、第２のトナー収容部５０ｂの底となる第２の底部５１ｂとを有する。第１および第２の底部５１ａ，５１ｂは、互いに隣り合うとともに、容器３６の下方に向けて張り出すように円弧状に湾曲している。本実施の形態によると、第１の底部５１ａの曲率と第２の底部５１ｂの曲率は、互いに同等である。
【００３１】
第２の底部５１ｂは、第１の底部５１ａよりも容器３６の下方に向けて張り出している。このため、第２の底部５１ｂは、第１の底部５１ａよりも低い位置に設けられている。
【００３２】
第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１は、トップカバー３７の内面３７ａと第１の底部５１ａの最下部との間で規定されている。同様に、第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２は、トップカバー３７の内面３７ａと第２の底部５１ｂの最下部との間で規定されている。第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２は、第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１よりも大きい。
【００３３】
言い換えると、カートリッジ本体３５は、第１のトナー収容部５０ａに対応する箇所の高さと第２のトナー収容部５０ｂに対応する箇所の高さが互いに異なっている。これにより、容器３６の凹部４４の分だけ第２のトナー収容部５０ｂの長さ寸法が短いにも拘らず、第２のトナー収容部５０ｂに充填されるトナーの量を充分に確保できる。
【００３４】
図８および図９に示すように、容器３６は、トナー搬送部５２を有している。トナー搬送部５２は、容器３６の底壁３９に形成された溝５３によって規定されている。溝５３は、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａと第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂとの間に設けられているとともに、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に沿って真っ直ぐに延びている。溝５３は、トナー室４３に開口している。
【００３５】
容器３６の底壁３９は、トナー搬送部５２の底となる第３の底部５４を有している。第３の底部５４は、容器３６の下方に向けて張り出すように円弧状に湾曲されているとともに、第１および第２の底部５１ａ，５１ｂよりも容器３６の下方に張り出している。
【００３６】
第３の底部５４は、図９に示すトナー排出口５５を有している。トナー排出口５５は、トナー室４３に充填されたトナーをカートリッジ本体３５の外に排出するためのものである。トナー排出口５５は、容器３６の前壁４１に隣接する位置に設けられているとともに、シャッター５６によって開閉される。
【００３７】
容器３６の底壁３９を容器３６の外側から見た場合に、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間の境界は、第１の窪み部５７によって規定されている。同様に、第２の底部５１ｂと第３の底部５４との間の境界は、第２の窪み部５８によって規定されている。第１および第２の窪み部５７，５８は、容器３６の下方に向けて開口するとともに、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びている。
【００３８】
容器３６の底壁３９を容器３６の内側から見た場合、上記第１の窪み部５７は、底壁３９から上向きに突出する第１の突起部６０を構成している。同様に、上記第２の窪み部５８は、底壁３９から上向きに突出する第２の突起部６１を構成している。第１の突起部６０は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間を仕切っている。上記第２の突起部６１は、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１に沿って真っ直ぐに延びて、第２の底部５１ｂと第３の底部５４との間を仕切っている。第３の底部５４に対する第２の突起部６１の高さは、第３の底部５４に対する第１の突起部６０の高さよりも高くなっている。第１および第２の突起部６０，６１は、溝５３を間に挟んで互いに向かい合っている。
【００３９】
図３ないし図５に最もよく示されるように、第１のトナーカートリッジ２８は、トナー室４３に充填されたトナーをトナー排出口５５に搬送するスクリュー６３と、トナー室４３に充填されたトナーを攪拌する攪拌機構６４と、をさらに備えている。
【００４０】
スクリュー６３は、搬送部材の一例である。スクリュー６３は、回転軸６５と、回転軸６５の外周面に形成された螺旋状の案内羽６６とを有する。図８および図９に示すように、スクリュー６３は、溝５３に収容されて第１の突起部６０と第２の突起部６１との間からトナー室４３の底に露出している。スクリュー６３は、トナー排出口５５の上を横切っている。スクリュー６３の回転軸６５は、容器３６の後壁４０と前壁４１との間に跨ることで、容器３６に回転自在に支持されている。
【００４１】
トナー搬送部５２の底となる第３の底部５４は、スクリュー６３の案内羽６６の外周縁が描く回転軌跡に沿うように円弧状に湾曲している。さらに、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂの最下部は、スクリュー６３の回転中心となる回転軸６５よりも低い位置にある。本実施の形態によると、第２の底部５１ｂの最下部は、スクリュー６３の外周縁の下端と同じ高さ位置、又はスクリュー６３の下端よりもやや高い位置にあることが望ましい。
【００４２】
スクリュー６３の回転軸６５の後端にシールリング６８を介して駆動歯車６９が同軸状に固定されている。駆動歯車６９は、容器３６の後壁４０の外側に位置している。図１０に示すように、駆動歯車６９は、一対の係合突起６９ａ，６９ｂを有する。係合突起６９ａ，６９ｂは、第１のトナーカートリッジ２８をカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７内のカップリングと噛み合う。この噛み合いにより、スクリュー６３が駆動装置のトルクを受けて回転するようになっている。
【００４３】
攪拌機構６４は、第１および第２の攪拌部材７０，７１と、第１および第２の歯車７２，７３とを有する。第１の攪拌部材７０は、第１のトナー収容部５０ａに配置されている。第１の攪拌部材７０は、回転軸７４と、パドル部７５とを含む。回転軸７４は、容器３６の後壁４０と前壁４１との間に跨っている。パドル部７５は、複数の棒状部材をトラス状に組み立てたものであり、回転軸７４の軸方向に延びる二本の外枠７６ａ，７６ｂを有する。外枠７６ａ，７６ｂは、回転軸７４と平行に配置されているとともに、回転軸７４を間に挟んで互いに向かい合っている。そのため、パドル部７５は、回転軸７４を直径方向に横断するような形状を有している。
【００４４】
第１の攪拌部材７０は、回転軸７４を介して容器３６に支持されて、回転軸７４を中心に回転する。第１の攪拌部材７０が回転すると、パドル部７５の外枠７６ａ，７６ｂが第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａとの間に僅かな隙間を存して移動する。そのため、第１の底部５１ａは、外枠７６ａ，７６ｂが描く回転軌跡Ｒ１に沿うように湾曲している。
【００４５】
さらに、パドル部７５は、螺旋状の搬送羽７７を有している。搬送羽７７は、トナー排出口５５の真横に位置して、トナーをトナー排出口５５に向けて送り込む。
【００４６】
第２の攪拌部材７１は、第２のトナー収容部５０ｂに配置されている。第２の攪拌部材７１は、回転軸７９とパドル部８０とを含む。回転軸７９は、容器３６の後壁４０と前壁４１の凹部４４との間に跨っている。パドル部８０は、複数の棒状部材をトラス状に組み立てたものであり、回転軸７９の軸方向に延びる二本の外枠８１ａ，８１ｂを有する。外枠８１ａ，８１ｂは、回転軸７９と平行に配置されているとともに、回転軸７９を間に挟んで互いに向かい合っている。そのため、パドル部８０は、回転軸７９を直径方向に横断するような形状を有している。
【００４７】
第２の攪拌部材７１は、回転軸７９を介して容器３６に支持されて、回転軸７９を中心に回転する。第２の攪拌部材７１が回転すると、パドル部８０の外枠８１ａ，８１ｂが第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂとの間に僅かな隙間を存して移動する。そのため、第２の底部５１ｂは、外枠８１ａ，８１ｂが描く回転軌跡Ｒ２に沿うように湾曲している。
【００４８】
第１の攪拌部材７０のパドル部７５および第２の攪拌部材７１のパドル部８０は、基本的に同一の構成を有し、回転軸７４，７９の径方向に沿う長さが同等となっている。図５に示すように、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１は、カートリッジ本体３５の短軸Ｓ１の方向に互いに間隔を存して平行に配置されている。第１の攪拌部材７０の回転軸７４と第２の攪拌部材７１の回転軸７９との間の軸間距離Ｘは、回転するパドル部７５，８０が互いに干渉しないような値に設定されている。
【００４９】
第２の攪拌部材７１の回転軸７９は、第１の攪拌部材７０の回転軸７４よりも下方にずれている。これにより、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂが第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａよりも容器３６の下方に張り出しているにも拘らず、第２の底部５１ｂとパドル部８０の外周部との間の間隔が第１の底部５１ａとパドル部７５の外周部との間の間隔と同等に保たれている。
【００５０】
さらに、本実施の形態によると、第１の攪拌部材７０の回転中心Ｏ１からスクリュー６３の回転中心Ｏ２までの距離Ａ１は、第２の攪拌部材７１の回転中心Ｏ３からスクリュー６３の回転中心Ｏ２までの距離Ａ２よりも短くなっている。したがって、図８および図９に示すように、第１の攪拌部材７０のパドル部７５が水平となった時、パドル部７５の外周部がスクリュー６３の真上に位置している。言い換えると、第１の攪拌部材７０の外周部が描く回転軌跡Ｒ１がスクリュー６３の真上を通過している。
【００５１】
第１の攪拌部材７０の一方の外枠７６ａにスクレーパ８２が取り付けられている。スクレーパ８２は、パドル部７５の全長に亘って延びている。スクレーパ８２は、第１の攪拌部材７０が回転した時に、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａに接触しながら移動する。
【００５２】
第２の攪拌部材７１の一方の外枠８１ａにスクレーパ８３が取り付けられている。スクレーパ８３は、パドル部８０の全長に亘って延びている。スクレーパ８３は、第２の攪拌部材７１が回転した時に、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂに接触しながら移動する。
【００５３】
図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、例えば円盤状をなす共通の部品であり、容器３６の後壁４０の外側に配置されている。第１の歯車７２は、第１の攪拌部材７０の回転軸７４の後端に同軸状に固定されている。第２の歯車７３は、第２の攪拌部材７１の回転軸７９の後端に同軸状に固定されている。回転軸７４，７９に対する第１および第２の歯車７２，７３の固定構造は互いに共通となっているので、第１の歯車７２と回転軸７４との固定構造を代表して説明する。
【００５４】
図６に示すように、第１の歯車７２は、その回転中心部に筒状の嵌合部８５を有する。嵌合部８５は、後壁４０に開けた軸受孔８６を貫通するとともに、回転軸７４の後端に形成した嵌合孔８７に嵌め込まれている。これにより、第１の歯車７２が回転軸７４に一体的に結合されて、この回転軸７４と一緒に回転するようになっている。嵌合部８５は、ワッシャ８８およびシールリング８９を貫通している。シールリング８９は、後壁４０と第１の歯車７２との間に介在されて、軸受孔８６からのトナーの漏洩を防いでいる。
【００５５】
図２および図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、容器３６の外側で互いに噛み合っている。この噛み合いにより、第１および第２の攪拌部材７０，７１が互いに同期して逆回転するようになっている。本実施の形態では、第１の攪拌部材７０は、図８に矢印Ｙで示す反時計回り方向に回転し、第２の攪拌部材７１は、図８に矢印Ｚで示す時計回り方向に回転する。
【００５６】
画像形成装置１の駆動装置のトルクがカップリングから駆動歯車６９に伝わると、駆動歯車６９を介してスクリュー６３が回転する。さらに、駆動歯車６９は、第１の歯車７２と噛み合っている。このため、駆動装置のトルクが駆動歯車６９から第１および第２の歯車７２，７３を通じて第１および第２の攪拌部材７０，７１に伝わり、第１および第２の攪拌部材７０，７１が回転する。第１および第２の攪拌部材７０，７１は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂ内のトナーを攪拌するとともに、トナーをスクリュー６３に向けて送り出す。
【００５７】
第１および第２の攪拌部材７０，７１に固定されたスクレーパ８２，８３は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂの第１および第２の底部５１ａ，５１ｂに接しながら移動する。このため、第１および第２の攪拌部材７０，７１と第１および第２の底部５１ａ，５１ｂとの間の隙間に位置するトナーや第１および第２の底部５１ａ，５１ｂに付着したトナーをスクレーパ８２，８３によってスクリュー６３の方向に掻き出すことができる。よって、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂに充填されたトナーを無駄なく有効にスクリュー６３に供給することができる。
【００５８】
スクリュー６３は、第１および第２の攪拌部材７０，７１から送られるトナーをトナー排出口５５に向けて搬送する。トナー排出口５５に搬送されてきたトナーは、トナー排出口５５から第１の画像形成ユニット１６の現像器２２に供給される。
【００５９】
図１０に示すように、第１および第２の歯車７２，７３は、カートリッジ本体３５の外に露出する円形の端面７２ａ，７３ａを有する。端面７２ａ，７３ａの中央部に夫々円筒体９１が一体に形成されている。円筒体９１は、第１および第２の歯車７２，７３の端面７２ａ，７３ａからカートリッジ本体３５とは逆方向に同軸状に突出している。円筒体９１は、例えば上記特許文献１に開示されたトナーカートリッジと同様の手法で第１のトナーカートリッジ２８の種類を光学的に検出するためのものである。
【００６０】
具体的には、円筒体９１は、四つのスリット９２を有する。スリット９２は、円筒体９１の軸方向に延びるとともに、円筒体９１の周方向に等間隔に並んでいる。円筒体９１は、第１のトナーカートリッジ２８を画像形成装置１のカートリッジ収容部２７に挿入した時に、カートリッジ収容部２７の終端に配置された光検出器（図示せず）と合致する。
【００６１】
上記特許文献１に開示されているように、光検出器は、発光素子と受光素子とを含んでいる。発光素子と受光素子は、互いに間隔を存して向かい合っている。発光素子は、円筒体９１の回転中心部に位置するとともに、受光素子は円筒体９１の外側に位置している。
【００６２】
円筒体９１が第１および第２の歯車７２，７３と一緒に回転すると、スリット９２が発光素子と受光素子との間を次々に通過する。受光素子は、スリット９２が受光素子と発光素子との間に介在された時に、発光素子からの光を受ける。光検出器は、受光素子が発光素子からの光を受けた時に第１の信号を制御部に出力し、発光素子から受光素子に向かう光が円筒体９１によって遮られた時に、第２の信号を制御部に出力する。
【００６３】
制御部は、光検出器が第１の信号を出力した時の時間Ｌおよび第２の信号を出力した時の時間Ｈを検出する。さらに、制御部は、時間Ｌ／時間Ｈの値が予め決められた値の範囲内にある時に、第１のトナーカートリッジ２８が製造元が推奨する純正品であると判定する。時間Ｌ／時間Ｈの値が予め決められた値の範囲を外れている時に、制御部は、第１のトナーカートリッジ２８が純正品でないと判定する。この制御部による判定結果は、画像形成装置１のコントロールパネル上に表示される。
【００６４】
本発明の実施の形態によると、第１のトナーカートリッジ２８のカートリッジ本体３５は、第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂを有している。第１および第２のトナー収容部５０ａ，５０ｂは、カートリッジ本体３５の長軸Ｌ１の方向に延びるとともに、短軸Ｓ１の方向に並んでいる。そのため、第１のトナーカートリッジ２８は、従来の筒形のカートリッジが二つ並んだ形態となり、その分、トナーの充填量が倍増する。
【００６５】
さらに、第１のトナーカートリッジ２８のカートリッジ本体３５は、第２のトナー収容部５０ｂに対応する箇所の高さ（深さ寸法Ｄ２）が、第１のトナー収容部５０ａに対応する箇所の高さ（深さ寸法Ｄ１）よりも大きくなっている。
【００６６】
これにより、第１のトナーカートリッジ２８が挿入されるカートリッジ収容部２７に高さ制限が課せられていた場合でも、トナーの充填量を充分に確保できる。したがって、第１のトナーカートリッジ２８の交換頻度を少なくすることができ、画像形成装置１のメンテナンスが容易となる。
【００６７】
一方、本実施の形態の第１のトナーカートリッジ２８によると、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１は、回転軸７４に固定した第１の歯車７２と、回転軸７９に固定した第２の歯車７３とを噛み合わせることで互いに同期して回転する。しかも、第１および第２の歯車７２，７３は、同じ大きさの共通の部品であるので、第１の攪拌部材７０と第２の攪拌部材７１との間の軸間距離Ｘは、固定的に定まっている。
【００６８】
このような構成を有する第１のトナーカートリッジ２８において、第１のトナー収容部５０ａの深さ寸法Ｄ１を第２のトナー収容部５０ｂの深さ寸法Ｄ２と同等とすれば、トナーの充填量をより増やすことが可能となる。
【００６９】
これを実現するためには、第１のトナー収容部５０ａの第１の底部５１ａを第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂと同等の位置まで低くするとともに、この第１の底部５１ａの位置に対応するように第１の攪拌部材７０の位置も低くすることが必要となる。しかしながら、スクリュー６３が第１の攪拌部材７０の外周部の真下に位置するので、第１の攪拌部材７０を下げると、パドル部７５とスクリュー６３とが干渉し合うといった問題が発生する。
【００７０】
加えて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間を仕切る第１の突起部６０の高さを確保することもできなくなる。これにより、トナー搬送部５２と第１のトナー収容部５０ａの底との間の仕切りが不明確となって、スクリュー６３が回転した時にトナー搬送部５２に沿って送られるトナーが第１のトナー収容部５０ａに逃げてしまう。このため、トナーの充填量を増やすことはできても、トナーの円滑な搬送が妨げられてしまう。よって、第１の画像形成ユニット１６に効率よくトナーを供給することができなくなる。
【００７１】
これに対し、上記実施の形態では、第２のトナー収容部５０ｂの第２の底部５１ｂのみを低くしているので、第１の攪拌部材７０がスクリュー６３と干渉することもない。加えて、第１の底部５１ａと第３の底部５４との間の高低差を維持できるので、第１のトナー収容部５０ａの底とトナー搬送部５２との間を仕切る第１の突起部６０の高さを確保できる。
【００７２】
このため、スクリュー６３が回転してトナーを搬送する時に、トナーがトナー搬送部５２から第１のトナー収容部５０ａに逃げるのを防止できる。よって、トナー搬送部５２内のトナーをトナー排出口５５に効率よく導くことができる。
【００７３】
このことから、第１のトナー収容部５０ａの底と第２のトナー収容部５０ｂの底との間にスクリュー６３が位置する第１のトナーカートリッジ２８において、トナーの搬送を妨げることなくトナーの充填量を増やすことができる。したがって、第１のトナーカートリッジ２８の交換頻度を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を概略的に示す側面図。
【図２】本発明の実施の形態に係るトナーカートリッジの斜視図。
【図３】本発明の実施の形態に係るトナーカートリッジを分解して示す斜視図。
【図４】本発明の実施の形態において、第１および第２の攪拌部材およびスクリューを収容した容器の斜視図。
【図５】本発明の実施の形態において、第１および第２の攪拌部材およびスクリューを収容した容器の平面図。
【図６】図５のF6-F6線に沿う断面図。
【図７】図５のF7-F7線に沿う断面図。
【図８】図５のF8-F8線に沿う断面図。
【図９】図５のF9-F9線に沿う断面図。
【図１０】本発明の実施の形態において、第１および第２の歯車が互いに噛み合った状態を示すトナーカートリッジの斜視図。
【符号の説明】
【００７５】
１６…画像形成ユニット（第１の画像形成ユニット）、２２…現像器、２８…トナーカートリッジ（第１のトナーカートリッジ）、５０ａ…第１のトナー収容部、５０ｂ…第２のトナー収容部、５１ａ…第１の底部、５１ｂ…第２の底部、５４…第３の底部、５５…トナー排出口、６３…搬送部材（スクリュー）、７０…第１の攪拌部材、７１…第２の攪拌部材。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを収容する第１のトナー収容部と、
トナーを収容する第２のトナー収容部と、
トナーを排出するトナー排出口と、
上記第１のトナー収容部に収容され、上記第１のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第１の攪拌部材と、
上記第２のトナー収容部に収容され、上記第２のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第２の攪拌部材と、
上記第１のトナー収容部と上記第２のトナー収容部との間に設けられ、上記第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーを上記トナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を具備し、
上記第２のトナー収容部の底は、上記第１のトナー収容部の底よりも下方において上記搬送部材の下端と同じ位置又は上記搬送部材の下端よりも高い位置にある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の記載において、上記第１のトナー収容部の底と上記第２のトナー収容部の底との間に設けられたトナー搬送部をさらに備えており、上記トナー搬送部は、上記搬送部材を収容するとともに上記トナー排出口を有し、上記第１のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間に、上記第１のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間を仕切るように上向きに突出する第１の突起部が設けられ、上記第２のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間に、上記第２のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間を仕切るように上向きに突出する第２の突起部が設けられてい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２の記載において、上記第２の突起部は、上記第１の突起部よりも高く、上記搬送部材は、上記第１の突起部と上記第２の突起部との間に配置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１】
トナーを収容する第１のトナー収容部と、
トナーを収容する第２のトナー収容部と、
トナーを排出するトナー排出口と、
上記第１のトナー収容部に収容され、上記第１のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第１の攪拌部材と、
上記第２のトナー収容部に収容され、上記第２のトナー収容部内で回転することによりトナーを攪拌する第２の攪拌部材と、
上記第１のトナー収容部と上記第２のトナー収容部との間に設けられ、上記第１および第２の攪拌部材によって攪拌されたトナーを上記トナー排出口に向けて搬送する搬送部材と、を具備し、
上記第２のトナー収容部の底は、上記第１のトナー収容部の底よりも下方において上記搬送部材の下端と同じ位置又は上記搬送部材の下端よりも高い位置にある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の記載において、上記第１のトナー収容部の底と上記第２のトナー収容部の底との間に設けられたトナー搬送部をさらに備えており、上記トナー搬送部は、上記搬送部材を収容するとともに上記トナー排出口を有し、上記第１のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間に、上記第１のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間を仕切るように上向きに突出する第１の突起部が設けられ、上記第２のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間に、上記第２のトナー収容部の底と上記トナー搬送部との間を仕切るように上向きに突出する第２の突起部が設けられてい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２の記載において、上記第２の突起部は、上記第１の突起部よりも高く、上記搬送部材は、上記第１の突起部と上記第２の突起部との間に配置されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１０８５６６（Ｐ２０１２−１０８５６６Ａ）
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−５９３０１（Ｐ２０１２−５９３０１）
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【分割の表示】特願２００８−２２５０４１（Ｐ２００８−２２５０４１）の分割
【原出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月７日（２０１２．６．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年３月１５日（２０１２．３．１５）
【分割の表示】特願２００８−２２５０４１（Ｐ２００８−２２５０４１）の分割
【原出願日】平成２０年９月２日（２００８．９．２）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（０００００３５６２）東芝テック株式会社 (5,631)
【Ｆターム（参考）】
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