トナー撹拌機構、トナーカートリッジ、および画像形成装置
【課題】効率的なトナーの撹拌を行えるトナー撹拌機構を提供すること。
【解決手段】トナー収納容器３００に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構（２００，３３０）であって、トナー撹拌機構は、回転部材（２１０，２２０）と、回転部材に根元側縁部が保持された回転羽根２２ａとを有しており、回転羽根２２ａの側縁の根元側に設けられた当接部（２１２，２１３）と、トナー収納容器の内壁に設けられた、当接部がその外周面に接触するリング状ガイド部材３３０とを備え、回転部材は、回転軸２２１と、その回転軸に固定された回転フレーム２２０とを有し、回転羽根は回転フレームに回動自在に保持されており、リング状ガイド部材は、回転軸を支持する軸受け部３２０を囲むように設けられており、当接部が接触しながら移動するリング状ガイド部材３３０の外周面と、回転軸２２１の中心との距離が、当接部の移動場所によって異なる。
【解決手段】トナー収納容器３００に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構（２００，３３０）であって、トナー撹拌機構は、回転部材（２１０，２２０）と、回転部材に根元側縁部が保持された回転羽根２２ａとを有しており、回転羽根２２ａの側縁の根元側に設けられた当接部（２１２，２１３）と、トナー収納容器の内壁に設けられた、当接部がその外周面に接触するリング状ガイド部材３３０とを備え、回転部材は、回転軸２２１と、その回転軸に固定された回転フレーム２２０とを有し、回転羽根は回転フレームに回動自在に保持されており、リング状ガイド部材は、回転軸を支持する軸受け部３２０を囲むように設けられており、当接部が接触しながら移動するリング状ガイド部材３３０の外周面と、回転軸２２１の中心との距離が、当接部の移動場所によって異なる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、およびファクシミリなどの画像形成装置、および画像形成装置に用いる、トナー撹拌機構、トナーカートリッジ、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に使用される、トナーカートリッジ用アジテータ（トナー撹拌機構）を内蔵したトナーカートリッジが広く知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
このような従来のトナーカートリッジのアジテータとしては、トナーカートリッジの内壁面に接触しながら移動する撹拌羽根を、トナーカートリッジ内に回転自在に配置された回転軸に固定した構成が一般的である。また、トナーカートリッジの奥側の外壁部には、アジテータを回転駆動させる動力を画像形成装置の駆動源から伝達するためのギア等の動力伝達部が設けられている。更に、トナーカートリッジの側壁には、現像装置側にトナーを補給するためのトナー補給口が設けられている。
【０００４】
上記構成の下で、上記動力伝達部からの回転力により、上記回転軸がトナーカートリッジの内部で回転する。それに伴い、上記回転軸に固定された可撓性を有する撹拌羽根が、トナーカートリッジの内壁面と接触して湾曲しながら回転移動する。その撹拌羽根の回転移動により、トナーカートリッジの内部に収容されたトナーが撹拌されながら、トナー補給口側へと搬送される。一方、撹拌羽根の先端部は、トナー補給口の近くまで来ると、上記回転による湾曲状態から開放されて元の形状に戻ろうとして、再び、トナーカートリッジの内側の天井部分に接触する。そのときに、撹拌羽根で撹拌されていたトナーが、湾曲状態が開放された反動で上記トナー補給口側へと掻き上げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７８６９８号公報
【特許文献２】特開２００８−５８８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のトナーカートリッジの構成では、撹拌羽根が、トナー補給口の近くで湾曲状態から開放されて元の形状に戻ろうとする反動でトナーを掻き上げた後、撹拌羽根の先端部分が再びトナーカートリッジの内側の天井部分に接触する際に、撹拌羽根と天井部分との間で「はたき音」が発生する。このはたき音は、トナーカートリッジ内のトナーの残量が少なくなるにつれて顕著になり、装置本体の騒音の一因になるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来のトナーカートリッジの課題を考慮して、従来に比べて騒音を低減できるトナーカートリッジ、及び、それを用いた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】
【０００８】
請求項１に係る本願発明は、
トナー収納部に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構であって、
前記トナー撹拌機構は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された板状部材とを有しており、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面に接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なることを特徴とするトナー攪拌機構である。
【０００９】
また、請求項２に係る本願発明は、
前記板状部材は可撓性を有しており、前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動することを特徴とする請求項１に係る本願発明のトナー攪拌機構である。
【００１０】
また、請求項３に係る本願発明は、
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
請求項１又は２に係る本願発明のトナー撹拌機構と、を備えたことを特徴とするトナーカートリッジである。
【００１１】
また、請求項４に係る本願発明は、
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する請求項３に係る本願発明のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
前記収納されたトナーを撹拌しながら前記トナー補給口に搬送するための撹拌部と、を備え、
前記撹拌部は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された可撓性を有する板状部材とを有しており、
前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動し、前記内壁面から離れて開放された後、前記内壁面と再び接触する部分に、前記回転部材の回転軸の方向に凹凸が形成されている、トナーカートリッジであって、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面と接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なる、トナーカートリッジである。
【００１３】
また、第２の本発明は、前記内壁面と再び接触する部分は、前記板状部材の先端側縁部が湾曲状態から開放されたときの復元力により前記内壁面を弾く部分である、上記第１の本発明のトナーカートリッジである。
【００１４】
また、第３の本発明は、
前記内壁面と再び接触する部分は、前記トナー補給口の近傍の前記トナー収納部の天井部分である、上記第１又は第２の本発明のトナーカートリッジである。
【００１５】
また、第４の本発明は、
前記先端側縁部から前記根元側縁部に向けて複数のスリットが設けられており、
前記凹凸の凸部は、前記先端側縁部が前記開放された後、前記スリットとスリットの間の前記板状部材の中央部と接触する位置に配置されている、上記第１、第２又は第３の本発明のトナーカートリッジである。
【００１６】
また、第５の本発明は、
前記先端側縁部は、少なくとも一部に曲線部又は折れ曲がり部を有している、上記第４の本発明のトナーカートリッジである。
【００１７】
また、第６の本発明は、
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する上記第１〜５の何れかの本発明のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、従来に比べて騒音を低減できるトナーカートリッジ、及び、それを用いた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】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の内部構造を説明するためのトナーカートリッジ本体の斜視図
【図２】図１に示したトナーカートリッジ本体を奥側から見た斜視図
【図３】図１のトナーカートリッジ本体２０の天井部分を覆うための蓋３０の内側の構造を説明する斜視図
【図４】本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の奥側の分離羽根２２ａ１、２２ｂ１の位置で切断して、手前側から見た概略断面図
【図５】本実施の形態２における撹拌部２００の構造を説明するための斜視図
【図６】（ａ）本実施の形態２におけるトナー収納容器３００の内側壁の構造を説明するための斜視図：（ｂ）図６（ａ）のトナー収納容器３００に図５で説明した撹拌部２００を取り付けた状態を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態２における撹拌部２００の動作原理を示す、図６（ｂ）の図中左斜め上奥側から図中右斜め下手前側を見た状態での説明図
【図８】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態における分離羽根の先端側縁部の変形例を示す説明図
【図９】本実施の形態におけるトナーカートリッジに形成された突起の変形例を説明するための断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかるトナーカートリッジ、及びそれを用いた画像形成装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
まず最初に本実施の形態１のトナーカートリッジ１の構成について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の内部構造を説明するためのトナーカートリッジ本体の斜視図である。
【００２３】
図１に示す様に、本実施の形態のトナーカートリッジ本体２０は、現像装置（図示省略）へ適宜補給するためのトナーを収納するトナー収納容器１０を備えている。また、トナーカートリッジ本体２０は、その内部に回転自在に配置された回転部材２１ａ、２１ｂと、その回転部材２１ａ、２１ｂに固定された、ＰＥＴフィルムなどを用いた可撓性を有する撹拌羽根２２ａ、２２ｂを備えている。また、トナーカートリッジ本体２０の側壁には、現像装置側へトナーを補給するためのトナー補給口２３と、そのトナー補給口２３にトナーを送り込むための螺旋状の羽根を有する補給スクリュー２４を備えている。また、トナーカートリッジ本体２０は、その上面が大きく開口しており、その開口部分を取り囲む様に、後述する蓋３０（図３参照）を取り付けるフランジ部２９が設けられている。
【００２４】
また、撹拌羽根２２ａ、２２ｂには、トナーの撹拌性能を調整するためのスリット２５及び開口部２６が設けられている。また、撹拌羽根２２ａの先端側縁部は、スリット２５により分離されて、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７を形成している。同様に、撹拌羽根２２ｂの先端側縁部は、分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７を形成している。尚、この様に、スリット２５や開口部２６が設けられていることにより、撹拌羽根２２ａ、２２ｂに掛かる撹拌時のトルクを分散することが可能である。
【００２５】
図２は、図１に示したトナーカートリッジ本体を奥側上部から見た斜視図である。
【００２６】
図２に示す様に、トナーカートリッジ本体２０の奥側（図中では手前側）の外壁部には、回転部材２１ａ、２１ｂの軸に回転力を伝達するための、画像形成装置（図示省略）の駆動部と嵌合する嵌合突起２７を有するギア機構２８が設けられている。また、トナーカートリッジ本体２０の奥側の外壁部の端から突き出している嵌合軸２４ａは、補給スクリュー２４の端部と繋がっており、画像形成装置の駆動部と嵌合されて、補給スクリュー２４に回転力を伝達するためのものである。
【００２７】
図３は、図１のトナーカートリッジ本体２０の天井部分を覆うための蓋３０の内側の構造を説明する斜視図である。
【００２８】
蓋３０には、図３に示す様に、トナーカートリッジ本体２０のフランジ部２９と接合する平面部３５と、トナーカートリッジ本体２０側に飛び出した補強用凸部３６ａ〜３６ｅが設けられており、更に、その補強用凸部３６ａ〜３６ｅに囲まれた蓋の内壁面には長手補強用リブ３７Ｌ１、３７Ｌ２、及び短手補強用リブ３８Ｓ１、３８Ｓ２、・・・３８Ｓ１０が格子状に設けられている。
【００２９】
また、図３に示す様に、蓋３０の内壁面には、トナーカートリッジ本体２０の補給スクリュー２４に近い方から順に、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７の列と、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７の列と、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７の列が設けられている。これら各突起は、図１に示した回転羽根の各分離羽根の先端部の幅方向（撹拌羽根の回転軸に平行な方向）の中央部が接触する位置に配置されている。即ち、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７は、それぞれ撹拌羽根２２ａの各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部と最初に接触（衝突を含む）する位置に設けられており、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７は、それぞれ撹拌羽根２２ａの各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部と接触する位置に設けられている。
また、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７は、それぞれ撹拌羽根２２ｂの各分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の中央部と接触する位置に設けられている。更に、各突起の高さ、形状及び位置は、各分離羽根との接触により発生する「はたき音」や「摺擦音」が少なくなる様に調整されている。
【００３０】
尚、本発明のトナー収納部の一例が、本実施の形態のトナー収納容器１０と蓋３０を含む概念に相当する。本発明の板状部材の一例が、本実施の形態の撹拌羽根２２ａに相当し、本発明の撹拌部の一例が、本実施の形態の撹拌羽根２２ａと回転部材２１ａを含む概念に相当する。また、本実施の形態の第１の突起の列は、各突起が凸部であり、突起の無いところ（例えば、突起３１ａ１と突起３１ａ２の間）が凹部であると見れば、これら凸部と凹部は、撹拌羽根２２ａが湾曲状態から開放されて最初に衝突する蓋３０の内壁面の部分に、回転部材２１ａの回転軸の方向に交互に形成されていると言える。よって、本実施の形態の第１の突起３１ａ１〜３１ａ７の列が形成されている構成は、本願発明の、「前記内壁面と再び接触する部分に、前記回転部材の回転軸の方向に凹凸が形成されている」構成の一例である。
【００３１】
次に、本実施の形態のトナーカートリッジ１の動作について、主として図４を参照しながら説明する。
【００３２】
図４は、トナーカートリッジ１を、その奥側に配置された分離羽根２２ａ１、２２ｂ１の位置で切断して、手前側から見た概略断面図である。尚、説明の都合上、トナーの図示を省略した。
【００３３】
画像形成装置の駆動部からの回転力が、ギア機構２８（図２参照）を介して回転部材２１ａ、２１ｂに伝達されると、各回転部材は矢印Ｒで示す様に右回りに回転する。この回転動作に伴って、撹拌羽根２２ａの一部である分離羽根２２ａ１は、例えば、位置Ｐ１では、トナーカートリッジ本体２０の内壁面と接触しながらトナーを撹拌しているため、蓋３０側に凸になる様に反った湾曲状態に変形している。その後、分離羽根２２ａ１が更に回転してその先端部が位置Ｐ２を越え、内壁面から離れ湾曲状態から開放されると、その復元力によりトナーを補給スクリュー２４の方に掻き上げる。それと同時に、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の幅方向の中央部が、蓋３０の内壁に形成された第１の突起３１ａ１と位置Ｑにおいて、最初に衝突する。ここで、本発明の動作の理解を容易にするために、従来の構成の動作と比較しながら説明する。
【００３４】
即ち、従来のトナーカートリッジの構成では、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７が設けられていないので、撹拌羽根が図４の位置Ｐ２を越えたあたりで湾曲状態から開放されてトナーを掻き上げると同時に補強用凸部３６ａと長手方向（撹拌羽根の回転軸の沿った方向）に亘って広い範囲で衝突する。その為に、その衝突により発生するはたき音が問題となる。
【００３５】
これに対して、上述した様に、本実施の形態のトナーカートリッジ１の第１の突起３１ａ１〜３１ａ７は、その各突起の先端部が、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７と最初に衝突する様に、補強用凸部３６ａの長手方向に沿って飛び飛びに形成されている。そのため、各分離羽根の中央部が、図４の位置Ｐ２を越えたあたりで湾曲状態から開放されてトナーを掻き上げると同時に、補強用凸部３６ａの長手方向に沿って飛び飛びに形成された第１の突起３１ａ１〜３１ａ７と最初に衝突するので、その衝突の範囲が、従来のトナーカートリッジに比べて大幅に小さくでき、はたき音の発生を抑制できる。また、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７がトナーカートリッジ本体２０の底面側に向けて突き出すように形成されているため、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７が湾曲状態から開放されると直ぐに各突起の先端部と最初に衝突するので、そのような突起が形成されていない従来の場合と比べて、分離羽根が開放されたときの戻りの速度を抑え、衝撃を小さくすることが出来る。
【００３６】
また、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の中央部が各突起と最初に衝突した後、その中央部以外の分離羽根の部分が、時間的に少し遅れて蓋３０の内壁面と接触したとしても、分離羽根２２ａ１の戻りの速度が既に十分抑制されているので、中央部の最初の衝突に比べて緩やかであり、はたき音として問題になることは無い。他の分離羽根２２ａ２〜２２ａ７と、第１の突起３１ａ２〜３１ａ７との衝突についても、上記説明と同様である。
【００３７】
従って、本実施の形態の分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の衝突により発生する「はたき音」は、この様な突起３１ａ〜３１ａ７が形成されていない従来のトナーカートリッジに比べて低減される。
【００３８】
尚、第１の突起を、分離羽根の先端側部分よりも根元側部分で衝突する様に形成しておくことにより、更に戻りの速度を抑えることが出来る。
【００３９】
次に、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７の効果について説明する。
【００４０】
分離羽根２２ａ１が上記回転動作を更に続けると、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の中央部が第２の突起３２ａ１と線状接触しながら移動することにより、分離羽根２２ａ１の先端が長手補強用リブ３７Ｌ１の先端エッジから遠ざかる方向に持ち上げられる。そのため分離羽根２２ａ１の先端部が、長手補強用リブ３７Ｌ１に引っかかることが防止でき、その時に生じる摺擦音の発生を防止できると共に、分離羽根２２ａ１の回転をスムーズに出来る。更に、第２の突起３２ａ１によって、分離羽根２２ａ１の先端部が、長手補強用リブ３７Ｌ１と３７Ｌ２の間の短手補強用リブ３８Ｓ１と摺擦することなく湾曲状態から開放される様に案内される。他の分離羽根２２ａ２〜２２ａ７と、第２の突起３２ａ２〜３２ａ７との関係についても、上記説明と同様である。
【００４１】
従って、本実施の形態では、この様に各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部が第２の突起３２ａ１〜３２ａ７と線状接触する構成であるため、分離羽根と長手補強用リブ３７Ｌ１や短手補強用リブ３８Ｓ１との接触により発生する摺擦音が低減される。
【００４２】
次に、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７の効果について説明する。
【００４３】
撹拌羽根２２ｂの一部である分離羽根２２ｂ１は、仮に第３の突起３３ｂ１が形成されていないとすると、蓋３０の内壁面から、トナーカートリッジ本体２０の内壁面へと移動する際に、湾曲状態から開放されてカートリッジ本体２０の内壁面と衝突することではたき音を発生する。しかし、本実施の形態では、第３の突起３３ｂ１が形成されているために、分離羽根２２ｂ１が、蓋３０の内壁面から、トナーカートリッジ本体２０の内壁面へと移動する際に、常に第３の突起３３ｂ１と線状接触しており、湾曲状態から開放されることがないので、はたき音が発生することが無い。他の分離羽根２２ｂ２〜２２ｂ７と、第３の突起３３ｂ２〜３３ｂ７との関係についても、上記説明と同様である。
【００４４】
従って、本実施の形態では、この様に各分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の中央部が第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７と線状接触する構成であるため、主としてはたき音が低減される。
【００４５】
（実施例１）
次に、本実施の形態の図１〜４で説明した構成のトナーカートリッジ１と、トナーカートリッジの蓋に第１の突起の列〜第３の突起の列が形成されていないことを除いては本実施の形態と全く同じ形状のトナーカートリッジを比較例として用いて行った騒音測定の結果を説明する。
【００４６】
本実施の形態のトナーカートリッジ１と、比較例のトナーカートリッジをそれぞれ、同じ構造の画像形成装置にセットして、画像形成装置の前面側からそれぞれ３回測定した。各回の測定値は、３０秒間の平均音圧である。尚、何れのトナーカートリッジもトナーを入れてない状態で動作させた。
【００４７】
上記の条件の下での騒音測定結果を（表１）に示す。
【００４８】
【表１】
表１から分かる通り、比較例における、１回目〜３回目の測定値の平均が６８．８０ｄＢ（Ａ）であるのに対して、本実施の形態のトナーカートリッジ１における、１回目〜３回目の測定値の平均は６７．６８ｄＢ（Ａ）であり、１．１２ｄＢ（Ａ）の改善効果があることが確認できた。
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２のトナーカートリッジ１００の構成について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施の形態２と上記実施の形態１との相違点は、撹拌部２００の構造と、それに対応するトナー収納容器３００の内側壁の構造である。その他の構造は基本的に実施の形態１と同じであるので同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図５は、本実施の形態２における撹拌部２００の構造を説明するための斜視図である。
【００５１】
図５に示す様に、撹拌部２００は、撹拌羽根２２ａと、撹拌羽根２２ａを固定する羽根固定部材２１０と、撹拌羽根２２ａが固定された羽根固定部材２１０を、後述する貫通孔２１４により回動可能に保持する回転フレーム２２０を備える。尚、図５では、撹拌羽根２２ａを備えた撹拌部２００を示しているが、撹拌羽根２２ｂを備えた撹拌部も図５と同じ構成であるのでその説明は省略する。
【００５２】
また、羽根固定部材２１０の両端には軸部２１１が設けられており、回転フレーム２２０の側面に設けられた貫通孔２１４により回動可能に支持されている。また、羽根固定部材２１０の一方の端部（図５中の手前側）には、円筒形状のガイドピン２１３を先端に回転自在に保持したアーム２１２が設けられている。ガイドピン２１３については、図６（ｂ）を参照しながら更に後述する。
【００５３】
また、回転フレーム２２０には、後述するトナー収納容器３００の側壁面に形成された軸受け部３２０（図６（ａ）参照）により支持される回転軸２２１が設けられている。尚、本発明の軸部の一例が、本実施の形態の回転軸２２１に相当する。
【００５４】
図６（ａ）は、本実施の形態２におけるトナー収納容器３００の内側壁の構造を説明するための斜視図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のトナー収納容器３００に図５で説明した撹拌部２００を取り付けた状態を示す斜視図である。これらの図は、図１のトナーカートリッジ本体２０を図１中の奥側から手前側を見た図に相当する。
【００５５】
図６（ａ）に示す様に、トナー収納容器３００の内壁部３１０には、回転フレーム２２０に設けられた回転軸２２１（図５参照）を支持する軸受け部３２０と、その軸受け部３２０を円形に取り囲む様に形成されたリング状ガイド部材３３０とが、それぞれの中心が重ならないように偏芯させて設けられている。即ち、リング状ガイド部材３３０の外形の中心が、軸受け部３２０の中心に対して、補給スクリュー２４側（図６（ａ）中の−Ｘ方向）にずれている。尚、トナー収納容器３００の内壁部３１０には、図１で説明した補給スクリュー２４の軸を支持するための支持部３４０が形成されている。
【００５６】
図６（ｂ）に示す様に、ガイドピン２１３は、アーム２１２の先端から、トナー収納容器３００の内壁部３１０側に突き出して回転自在に配置されており、且つ、回転フレーム２２０が軸受け部３２０に支持されて回転すると、リング状ガイド部材３３０の外周面によって案内されて移動する様に構成されている。
【００５７】
上記構成により、羽根固定部材２１０に固定された撹拌羽根２２ａは、後述するガイドピン２１３の動きに連動して特有の動きを示すことになる。
【００５８】
次に、本実施の形態のトナーカートリッジ１００の動作について、主として図７を参照しながら説明する。
【００５９】
図７は、撹拌部２００の動作原理を示す、図６（ｂ）の図中左斜め上奥側から図中右斜め下手前側を見た状態での説明図である。図７では、回転フレーム２２０の回転に伴ってガイドピン２１３及び分離羽根２２ａ７がどの様な動きをするのかを理解するために、回転フレーム２２０が５方向（それぞれほぼ、−Ｘ方向、Ｙ方向、Ｘ方向、−Ｙ方向、及び−Ｘ方向と−Ｙ方向の中間方向）の回転位置にある場合を例に挙げて描くことにより、分離羽根２２ａ７の先端部の動きの軌跡９０を表している。尚、回転フレーム２２０の方向とは、回転軸２２１から軸部２１１側を見たときの方向を言う。また、図面の理解を容易にするために、回転フレーム２２０がほぼ−Ｘ方向の回転位置にある場合を実線で示し、その他の位置にある場合は破線で示した。また、リング状ガイド部材３３０の外周面を二点鎖線で表し、軌跡９０を破線で表した。また、回転フレーム２２０の回転の中心に符号Ｏを付し、リング状ガイド部材３３０の外形の中心に符号Ｏ’を付した。
【００６０】
本実施の形態のトナーカートリッジ１００の構成によれば、Ｒ方向に回転する分離羽根２２ａ７に対して、トナーの存在やトナー収納容器３００及び蓋３０の内壁面との接触等により逆向きの力が作用するため、ガイドピン２１３は、図７に示す様にリング状ガイド部材３３０の外周面に沿って移動する。ただし、図７では、その逆向きの力の作用による分離羽根２２ａ７の湾曲を考慮しない場合における動きを示している。
【００６１】
図７に示す様に、回転フレーム２２０の回転により、回転フレーム２２０が左方向（−Ｘ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ａに、回転フレーム２２０が上方向（Ｙ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｂに、回転フレーム２２０が右方向（Ｘ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｃに、回転フレーム２２０が下方向（−Ｙ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｄに、そして、回転フレーム２２０が斜め左下方向を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｅに、それぞれ来る様にリング状ガイド部材３３０、ガイドピン２１３、及びアーム２１２等の形状、配置が調整されている。尚、回転フレーム２２０が上方向（Ｙ方向）を向いている状態が、図６（ｂ）に示す斜視図に対応している。
【００６２】
従って、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、位置Ａ近傍で最も長く、位置Ｃ近傍で最も短くなる。即ち、回転フレーム２２０が概ねＸ方向から−Ｙ方向を経て−Ｘ方向に回転移動する間（言い換えれば、軌跡９０の下半分の領域）は、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、概ね増加する傾向にあり、−Ｘ方向からＹ方向を経てＸ方向に回転移動する間（言い換えれば、軌跡９０の上半分の領域）は、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、概ね減少する傾向にある。軌跡９０の下半分の領域は、トナー収納容器３００の収納スペースに対応し、軌跡９０の上半分の領域は、蓋３０の内壁面に対応している。この様な特有の動きが生じるのは、図７に示す中心ＯとＯ’の位置が偏芯していることに起因している。
【００６３】
この様に構成したことにより、撹拌羽根２２ａ、２２ｂを強く接触させる必要があるトナー収納容器３００の底面側の内壁面には強く接触させることが出来、且つ、その必要が無い蓋３０の内壁面では、弱く接触させることが出来る。この様に、撹拌羽根２２ａ、２２ｂの内壁面への当て方を適切に変化させているので、より一層効率的にトナーの撹拌及び搬送を行うことができ、且つ、実施の形態１で述べたはたき音や、摺擦音等の騒音を低減することも可能である。
【００６４】
尚、上記実施の形態では、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７等の先端側縁部の端は直線状に揃っている場合について説明したが、これに限らず例えば、図８（ａ）に示す様に、各分離羽根のスリット２５に近い側に複数の切り込み５１を入れた構成でも良い。この様に、トナーの撹拌性能などに影響を与えない程度の切り込み５１を入れることにより、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７等の先端側縁部のこしが少し弱くできるので、蓋３０の内壁面と接触する時の衝撃が吸収されやすくなり、はたき音が低減される。ここで、分離羽根の先端側縁部の中央部には、蓋３０の内壁面に形成された本実施の形態の突起３１ａ〜３１ａ７などが接触する部分であるので、切り込みは入れない。
【００６５】
また、上記実施の形態では、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の先端側縁部の端は直線状に揃っている場合について説明したが、これに限らず例えば、トナーの撹拌性能などに影響を与えない範囲内において、図８（ｂ）に示す様に、分離羽根の先端側縁部の端の中央部を除いて、スリット２５に向けて緩やかな傾斜５２を持たせても良いし、図８（ｃ）に示す様に、分離羽根の先端側縁部の端の中央部を含めて、緩やかなカーブ５３を持たせても良い。また、これらの構造と、図８（ａ）に示す切り込み５１を組み合わせた構造でも良い。この様に、トナーの撹拌性能などに影響を与えない程度に分離羽根の形状を整形することにより、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の先端側縁部の端と蓋３０の内壁面との接触が少なく出来るので、摺擦音等が低減される。
【００６６】
また、上記実施の形態では、撹拌羽根にスリットが設けられている場合について説明したが、これに限らず例えば、スリットが形成されていない構成でも良い。
【００６７】
また、上記実施の形態では、蓋３０に第１〜第３の突起を設けた構成について説明したが、これに限らず例えば、少なくとも第１の突起３１ａ１〜３１ａ７を設けた構成でも良い。これにより、少なくとも撹拌羽根２２ａによるはたき音を低減できる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７を蓋３０に設けた構成について説明したが、これに限らず例えば、図９に示す様に、分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の先端側縁部が、湾曲しながら蓋３０の内壁面と接触しつつ移動して、その湾曲状態が開放されて後、トナー収納容器１０の内壁面に設けられた複数の突起１１ｂ１に接触する構成としても良い。これにより、撹拌羽根２２ｂがトナーカートリッジ本体の内壁面と接触する際に発生するはたき音を低減することが出来る。尚、図９では、分離羽根２２ｂ１の先端側縁部が接触する突起１１ｂ１のみを表したが、この突起と同じ形状の６つの突起が、残りの分離羽根２２ｂ２〜２２ｂ７に対応する様に、回転部材２１ｂの回転軸の方向に所定の間隔で形成されている。
【００６９】
また、上記実施の形態では、リング状ガイド部材３３０の外形が円形状である場合について説明したが、これに限らず例えば、その外形が円形以外の曲線で、軸受け部３２０を取り囲む様に形成されていても良い。要するに、リング状ガイド部材の形状は、ガイドピン２１３が接触しながら移動するリング状ガイド部材の外周面と、回転軸２２１の中心との距離が、ガイドピン２１３の移動場所によって異なる様に構成されておりさえすれば良い。
【００７０】
また、上記実施の形態で述べたトナーカートリッジと、像担持体の一例としての感光体ドラムと、その感光体ドラムの表面にトナー画像を形成する現像装置と、記録媒体の一例としての紙に感光体ドラムから転写されたトナー画像を定着させる定着部とを備えた画像形成装置は、本発明の画像形成装置の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係るトナーカートリッジ、及び画像形成装置は、従来に比べて騒音を低減できるという効果を有し、プリンタ、複写機およびファクシミリなどの画像形成装置、およびそれらに用いるトナーカートリッジ等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１００ トナーカートリッジ
１０、３００ トナー収納容器
２０ トナーカートリッジ本体
２１ａ、２１ｂ 回転部材
２２ａ、２２ｂ 撹拌羽根
２４ 補給スクリュー
２５ スリット
２６ 開口部
２７ 嵌合突起
２８ ギア機構
３０ 蓋
３１ａ１〜３１ａ７ 第１の突起
３２ａ１〜３２ａ７ 第２の突起
３３ｂ１〜３３ｂ７ 第３の突起
２００ 撹拌部
２１０ 羽根固定部材
２１１ 軸部
２１２ アーム
２１３ ガイドピン
２２０ 回転フレーム
２２１ 回転軸
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、およびファクシミリなどの画像形成装置、および画像形成装置に用いる、トナー撹拌機構、トナーカートリッジ、および画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、プリンタ、複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に使用される、トナーカートリッジ用アジテータ（トナー撹拌機構）を内蔵したトナーカートリッジが広く知られている（例えば、特許文献１、２を参照）。
【０００３】
このような従来のトナーカートリッジのアジテータとしては、トナーカートリッジの内壁面に接触しながら移動する撹拌羽根を、トナーカートリッジ内に回転自在に配置された回転軸に固定した構成が一般的である。また、トナーカートリッジの奥側の外壁部には、アジテータを回転駆動させる動力を画像形成装置の駆動源から伝達するためのギア等の動力伝達部が設けられている。更に、トナーカートリッジの側壁には、現像装置側にトナーを補給するためのトナー補給口が設けられている。
【０００４】
上記構成の下で、上記動力伝達部からの回転力により、上記回転軸がトナーカートリッジの内部で回転する。それに伴い、上記回転軸に固定された可撓性を有する撹拌羽根が、トナーカートリッジの内壁面と接触して湾曲しながら回転移動する。その撹拌羽根の回転移動により、トナーカートリッジの内部に収容されたトナーが撹拌されながら、トナー補給口側へと搬送される。一方、撹拌羽根の先端部は、トナー補給口の近くまで来ると、上記回転による湾曲状態から開放されて元の形状に戻ろうとして、再び、トナーカートリッジの内側の天井部分に接触する。そのときに、撹拌羽根で撹拌されていたトナーが、湾曲状態が開放された反動で上記トナー補給口側へと掻き上げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−１７８６９８号公報
【特許文献２】特開２００８−５８８１４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のトナーカートリッジの構成では、撹拌羽根が、トナー補給口の近くで湾曲状態から開放されて元の形状に戻ろうとする反動でトナーを掻き上げた後、撹拌羽根の先端部分が再びトナーカートリッジの内側の天井部分に接触する際に、撹拌羽根と天井部分との間で「はたき音」が発生する。このはたき音は、トナーカートリッジ内のトナーの残量が少なくなるにつれて顕著になり、装置本体の騒音の一因になるという課題があった。
【０００７】
本発明は、上記従来のトナーカートリッジの課題を考慮して、従来に比べて騒音を低減できるトナーカートリッジ、及び、それを用いた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】
【０００８】
請求項１に係る本願発明は、
トナー収納部に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構であって、
前記トナー撹拌機構は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された板状部材とを有しており、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面に接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なることを特徴とするトナー攪拌機構である。
【０００９】
また、請求項２に係る本願発明は、
前記板状部材は可撓性を有しており、前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動することを特徴とする請求項１に係る本願発明のトナー攪拌機構である。
【００１０】
また、請求項３に係る本願発明は、
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
請求項１又は２に係る本願発明のトナー撹拌機構と、を備えたことを特徴とするトナーカートリッジである。
【００１１】
また、請求項４に係る本願発明は、
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する請求項３に係る本願発明のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【００１２】
上述した課題を解決するために、第１の本発明は、
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
前記収納されたトナーを撹拌しながら前記トナー補給口に搬送するための撹拌部と、を備え、
前記撹拌部は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された可撓性を有する板状部材とを有しており、
前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動し、前記内壁面から離れて開放された後、前記内壁面と再び接触する部分に、前記回転部材の回転軸の方向に凹凸が形成されている、トナーカートリッジであって、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面と接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なる、トナーカートリッジである。
【００１３】
また、第２の本発明は、前記内壁面と再び接触する部分は、前記板状部材の先端側縁部が湾曲状態から開放されたときの復元力により前記内壁面を弾く部分である、上記第１の本発明のトナーカートリッジである。
【００１４】
また、第３の本発明は、
前記内壁面と再び接触する部分は、前記トナー補給口の近傍の前記トナー収納部の天井部分である、上記第１又は第２の本発明のトナーカートリッジである。
【００１５】
また、第４の本発明は、
前記先端側縁部から前記根元側縁部に向けて複数のスリットが設けられており、
前記凹凸の凸部は、前記先端側縁部が前記開放された後、前記スリットとスリットの間の前記板状部材の中央部と接触する位置に配置されている、上記第１、第２又は第３の本発明のトナーカートリッジである。
【００１６】
また、第５の本発明は、
前記先端側縁部は、少なくとも一部に曲線部又は折れ曲がり部を有している、上記第４の本発明のトナーカートリッジである。
【００１７】
また、第６の本発明は、
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する上記第１〜５の何れかの本発明のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明により、従来に比べて騒音を低減できるトナーカートリッジ、及び、それを用いた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】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の内部構造を説明するためのトナーカートリッジ本体の斜視図
【図２】図１に示したトナーカートリッジ本体を奥側から見た斜視図
【図３】図１のトナーカートリッジ本体２０の天井部分を覆うための蓋３０の内側の構造を説明する斜視図
【図４】本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の奥側の分離羽根２２ａ１、２２ｂ１の位置で切断して、手前側から見た概略断面図
【図５】本実施の形態２における撹拌部２００の構造を説明するための斜視図
【図６】（ａ）本実施の形態２におけるトナー収納容器３００の内側壁の構造を説明するための斜視図：（ｂ）図６（ａ）のトナー収納容器３００に図５で説明した撹拌部２００を取り付けた状態を示す斜視図
【図７】本発明の実施の形態２における撹拌部２００の動作原理を示す、図６（ｂ）の図中左斜め上奥側から図中右斜め下手前側を見た状態での説明図
【図８】（ａ）〜（ｃ）本発明の実施の形態における分離羽根の先端側縁部の変形例を示す説明図
【図９】本実施の形態におけるトナーカートリッジに形成された突起の変形例を説明するための断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に、本発明にかかるトナーカートリッジ、及びそれを用いた画像形成装置の一実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
まず最初に本実施の形態１のトナーカートリッジ１の構成について図面を参照しながら説明する。
【００２２】
図１は、本発明の実施の形態１におけるトナーカートリッジ１の内部構造を説明するためのトナーカートリッジ本体の斜視図である。
【００２３】
図１に示す様に、本実施の形態のトナーカートリッジ本体２０は、現像装置（図示省略）へ適宜補給するためのトナーを収納するトナー収納容器１０を備えている。また、トナーカートリッジ本体２０は、その内部に回転自在に配置された回転部材２１ａ、２１ｂと、その回転部材２１ａ、２１ｂに固定された、ＰＥＴフィルムなどを用いた可撓性を有する撹拌羽根２２ａ、２２ｂを備えている。また、トナーカートリッジ本体２０の側壁には、現像装置側へトナーを補給するためのトナー補給口２３と、そのトナー補給口２３にトナーを送り込むための螺旋状の羽根を有する補給スクリュー２４を備えている。また、トナーカートリッジ本体２０は、その上面が大きく開口しており、その開口部分を取り囲む様に、後述する蓋３０（図３参照）を取り付けるフランジ部２９が設けられている。
【００２４】
また、撹拌羽根２２ａ、２２ｂには、トナーの撹拌性能を調整するためのスリット２５及び開口部２６が設けられている。また、撹拌羽根２２ａの先端側縁部は、スリット２５により分離されて、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７を形成している。同様に、撹拌羽根２２ｂの先端側縁部は、分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７を形成している。尚、この様に、スリット２５や開口部２６が設けられていることにより、撹拌羽根２２ａ、２２ｂに掛かる撹拌時のトルクを分散することが可能である。
【００２５】
図２は、図１に示したトナーカートリッジ本体を奥側上部から見た斜視図である。
【００２６】
図２に示す様に、トナーカートリッジ本体２０の奥側（図中では手前側）の外壁部には、回転部材２１ａ、２１ｂの軸に回転力を伝達するための、画像形成装置（図示省略）の駆動部と嵌合する嵌合突起２７を有するギア機構２８が設けられている。また、トナーカートリッジ本体２０の奥側の外壁部の端から突き出している嵌合軸２４ａは、補給スクリュー２４の端部と繋がっており、画像形成装置の駆動部と嵌合されて、補給スクリュー２４に回転力を伝達するためのものである。
【００２７】
図３は、図１のトナーカートリッジ本体２０の天井部分を覆うための蓋３０の内側の構造を説明する斜視図である。
【００２８】
蓋３０には、図３に示す様に、トナーカートリッジ本体２０のフランジ部２９と接合する平面部３５と、トナーカートリッジ本体２０側に飛び出した補強用凸部３６ａ〜３６ｅが設けられており、更に、その補強用凸部３６ａ〜３６ｅに囲まれた蓋の内壁面には長手補強用リブ３７Ｌ１、３７Ｌ２、及び短手補強用リブ３８Ｓ１、３８Ｓ２、・・・３８Ｓ１０が格子状に設けられている。
【００２９】
また、図３に示す様に、蓋３０の内壁面には、トナーカートリッジ本体２０の補給スクリュー２４に近い方から順に、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７の列と、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７の列と、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７の列が設けられている。これら各突起は、図１に示した回転羽根の各分離羽根の先端部の幅方向（撹拌羽根の回転軸に平行な方向）の中央部が接触する位置に配置されている。即ち、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７は、それぞれ撹拌羽根２２ａの各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部と最初に接触（衝突を含む）する位置に設けられており、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７は、それぞれ撹拌羽根２２ａの各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部と接触する位置に設けられている。
また、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７は、それぞれ撹拌羽根２２ｂの各分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の中央部と接触する位置に設けられている。更に、各突起の高さ、形状及び位置は、各分離羽根との接触により発生する「はたき音」や「摺擦音」が少なくなる様に調整されている。
【００３０】
尚、本発明のトナー収納部の一例が、本実施の形態のトナー収納容器１０と蓋３０を含む概念に相当する。本発明の板状部材の一例が、本実施の形態の撹拌羽根２２ａに相当し、本発明の撹拌部の一例が、本実施の形態の撹拌羽根２２ａと回転部材２１ａを含む概念に相当する。また、本実施の形態の第１の突起の列は、各突起が凸部であり、突起の無いところ（例えば、突起３１ａ１と突起３１ａ２の間）が凹部であると見れば、これら凸部と凹部は、撹拌羽根２２ａが湾曲状態から開放されて最初に衝突する蓋３０の内壁面の部分に、回転部材２１ａの回転軸の方向に交互に形成されていると言える。よって、本実施の形態の第１の突起３１ａ１〜３１ａ７の列が形成されている構成は、本願発明の、「前記内壁面と再び接触する部分に、前記回転部材の回転軸の方向に凹凸が形成されている」構成の一例である。
【００３１】
次に、本実施の形態のトナーカートリッジ１の動作について、主として図４を参照しながら説明する。
【００３２】
図４は、トナーカートリッジ１を、その奥側に配置された分離羽根２２ａ１、２２ｂ１の位置で切断して、手前側から見た概略断面図である。尚、説明の都合上、トナーの図示を省略した。
【００３３】
画像形成装置の駆動部からの回転力が、ギア機構２８（図２参照）を介して回転部材２１ａ、２１ｂに伝達されると、各回転部材は矢印Ｒで示す様に右回りに回転する。この回転動作に伴って、撹拌羽根２２ａの一部である分離羽根２２ａ１は、例えば、位置Ｐ１では、トナーカートリッジ本体２０の内壁面と接触しながらトナーを撹拌しているため、蓋３０側に凸になる様に反った湾曲状態に変形している。その後、分離羽根２２ａ１が更に回転してその先端部が位置Ｐ２を越え、内壁面から離れ湾曲状態から開放されると、その復元力によりトナーを補給スクリュー２４の方に掻き上げる。それと同時に、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の幅方向の中央部が、蓋３０の内壁に形成された第１の突起３１ａ１と位置Ｑにおいて、最初に衝突する。ここで、本発明の動作の理解を容易にするために、従来の構成の動作と比較しながら説明する。
【００３４】
即ち、従来のトナーカートリッジの構成では、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７が設けられていないので、撹拌羽根が図４の位置Ｐ２を越えたあたりで湾曲状態から開放されてトナーを掻き上げると同時に補強用凸部３６ａと長手方向（撹拌羽根の回転軸の沿った方向）に亘って広い範囲で衝突する。その為に、その衝突により発生するはたき音が問題となる。
【００３５】
これに対して、上述した様に、本実施の形態のトナーカートリッジ１の第１の突起３１ａ１〜３１ａ７は、その各突起の先端部が、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７と最初に衝突する様に、補強用凸部３６ａの長手方向に沿って飛び飛びに形成されている。そのため、各分離羽根の中央部が、図４の位置Ｐ２を越えたあたりで湾曲状態から開放されてトナーを掻き上げると同時に、補強用凸部３６ａの長手方向に沿って飛び飛びに形成された第１の突起３１ａ１〜３１ａ７と最初に衝突するので、その衝突の範囲が、従来のトナーカートリッジに比べて大幅に小さくでき、はたき音の発生を抑制できる。また、第１の突起３１ａ１〜３１ａ７がトナーカートリッジ本体２０の底面側に向けて突き出すように形成されているため、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７が湾曲状態から開放されると直ぐに各突起の先端部と最初に衝突するので、そのような突起が形成されていない従来の場合と比べて、分離羽根が開放されたときの戻りの速度を抑え、衝撃を小さくすることが出来る。
【００３６】
また、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の中央部が各突起と最初に衝突した後、その中央部以外の分離羽根の部分が、時間的に少し遅れて蓋３０の内壁面と接触したとしても、分離羽根２２ａ１の戻りの速度が既に十分抑制されているので、中央部の最初の衝突に比べて緩やかであり、はたき音として問題になることは無い。他の分離羽根２２ａ２〜２２ａ７と、第１の突起３１ａ２〜３１ａ７との衝突についても、上記説明と同様である。
【００３７】
従って、本実施の形態の分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の衝突により発生する「はたき音」は、この様な突起３１ａ〜３１ａ７が形成されていない従来のトナーカートリッジに比べて低減される。
【００３８】
尚、第１の突起を、分離羽根の先端側部分よりも根元側部分で衝突する様に形成しておくことにより、更に戻りの速度を抑えることが出来る。
【００３９】
次に、第２の突起３２ａ１〜３２ａ７の効果について説明する。
【００４０】
分離羽根２２ａ１が上記回転動作を更に続けると、分離羽根２２ａ１の先端側縁部の中央部が第２の突起３２ａ１と線状接触しながら移動することにより、分離羽根２２ａ１の先端が長手補強用リブ３７Ｌ１の先端エッジから遠ざかる方向に持ち上げられる。そのため分離羽根２２ａ１の先端部が、長手補強用リブ３７Ｌ１に引っかかることが防止でき、その時に生じる摺擦音の発生を防止できると共に、分離羽根２２ａ１の回転をスムーズに出来る。更に、第２の突起３２ａ１によって、分離羽根２２ａ１の先端部が、長手補強用リブ３７Ｌ１と３７Ｌ２の間の短手補強用リブ３８Ｓ１と摺擦することなく湾曲状態から開放される様に案内される。他の分離羽根２２ａ２〜２２ａ７と、第２の突起３２ａ２〜３２ａ７との関係についても、上記説明と同様である。
【００４１】
従って、本実施の形態では、この様に各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の中央部が第２の突起３２ａ１〜３２ａ７と線状接触する構成であるため、分離羽根と長手補強用リブ３７Ｌ１や短手補強用リブ３８Ｓ１との接触により発生する摺擦音が低減される。
【００４２】
次に、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７の効果について説明する。
【００４３】
撹拌羽根２２ｂの一部である分離羽根２２ｂ１は、仮に第３の突起３３ｂ１が形成されていないとすると、蓋３０の内壁面から、トナーカートリッジ本体２０の内壁面へと移動する際に、湾曲状態から開放されてカートリッジ本体２０の内壁面と衝突することではたき音を発生する。しかし、本実施の形態では、第３の突起３３ｂ１が形成されているために、分離羽根２２ｂ１が、蓋３０の内壁面から、トナーカートリッジ本体２０の内壁面へと移動する際に、常に第３の突起３３ｂ１と線状接触しており、湾曲状態から開放されることがないので、はたき音が発生することが無い。他の分離羽根２２ｂ２〜２２ｂ７と、第３の突起３３ｂ２〜３３ｂ７との関係についても、上記説明と同様である。
【００４４】
従って、本実施の形態では、この様に各分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の中央部が第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７と線状接触する構成であるため、主としてはたき音が低減される。
【００４５】
（実施例１）
次に、本実施の形態の図１〜４で説明した構成のトナーカートリッジ１と、トナーカートリッジの蓋に第１の突起の列〜第３の突起の列が形成されていないことを除いては本実施の形態と全く同じ形状のトナーカートリッジを比較例として用いて行った騒音測定の結果を説明する。
【００４６】
本実施の形態のトナーカートリッジ１と、比較例のトナーカートリッジをそれぞれ、同じ構造の画像形成装置にセットして、画像形成装置の前面側からそれぞれ３回測定した。各回の測定値は、３０秒間の平均音圧である。尚、何れのトナーカートリッジもトナーを入れてない状態で動作させた。
【００４７】
上記の条件の下での騒音測定結果を（表１）に示す。
【００４８】
【表１】
表１から分かる通り、比較例における、１回目〜３回目の測定値の平均が６８．８０ｄＢ（Ａ）であるのに対して、本実施の形態のトナーカートリッジ１における、１回目〜３回目の測定値の平均は６７．６８ｄＢ（Ａ）であり、１．１２ｄＢ（Ａ）の改善効果があることが確認できた。
（実施の形態２）
次に、本実施の形態２のトナーカートリッジ１００の構成について図面を参照しながら説明する。
【００４９】
本実施の形態２と上記実施の形態１との相違点は、撹拌部２００の構造と、それに対応するトナー収納容器３００の内側壁の構造である。その他の構造は基本的に実施の形態１と同じであるので同じ符号を付し、その説明を省略する。
【００５０】
図５は、本実施の形態２における撹拌部２００の構造を説明するための斜視図である。
【００５１】
図５に示す様に、撹拌部２００は、撹拌羽根２２ａと、撹拌羽根２２ａを固定する羽根固定部材２１０と、撹拌羽根２２ａが固定された羽根固定部材２１０を、後述する貫通孔２１４により回動可能に保持する回転フレーム２２０を備える。尚、図５では、撹拌羽根２２ａを備えた撹拌部２００を示しているが、撹拌羽根２２ｂを備えた撹拌部も図５と同じ構成であるのでその説明は省略する。
【００５２】
また、羽根固定部材２１０の両端には軸部２１１が設けられており、回転フレーム２２０の側面に設けられた貫通孔２１４により回動可能に支持されている。また、羽根固定部材２１０の一方の端部（図５中の手前側）には、円筒形状のガイドピン２１３を先端に回転自在に保持したアーム２１２が設けられている。ガイドピン２１３については、図６（ｂ）を参照しながら更に後述する。
【００５３】
また、回転フレーム２２０には、後述するトナー収納容器３００の側壁面に形成された軸受け部３２０（図６（ａ）参照）により支持される回転軸２２１が設けられている。尚、本発明の軸部の一例が、本実施の形態の回転軸２２１に相当する。
【００５４】
図６（ａ）は、本実施の形態２におけるトナー収納容器３００の内側壁の構造を説明するための斜視図である。また、図６（ｂ）は、図６（ａ）のトナー収納容器３００に図５で説明した撹拌部２００を取り付けた状態を示す斜視図である。これらの図は、図１のトナーカートリッジ本体２０を図１中の奥側から手前側を見た図に相当する。
【００５５】
図６（ａ）に示す様に、トナー収納容器３００の内壁部３１０には、回転フレーム２２０に設けられた回転軸２２１（図５参照）を支持する軸受け部３２０と、その軸受け部３２０を円形に取り囲む様に形成されたリング状ガイド部材３３０とが、それぞれの中心が重ならないように偏芯させて設けられている。即ち、リング状ガイド部材３３０の外形の中心が、軸受け部３２０の中心に対して、補給スクリュー２４側（図６（ａ）中の−Ｘ方向）にずれている。尚、トナー収納容器３００の内壁部３１０には、図１で説明した補給スクリュー２４の軸を支持するための支持部３４０が形成されている。
【００５６】
図６（ｂ）に示す様に、ガイドピン２１３は、アーム２１２の先端から、トナー収納容器３００の内壁部３１０側に突き出して回転自在に配置されており、且つ、回転フレーム２２０が軸受け部３２０に支持されて回転すると、リング状ガイド部材３３０の外周面によって案内されて移動する様に構成されている。
【００５７】
上記構成により、羽根固定部材２１０に固定された撹拌羽根２２ａは、後述するガイドピン２１３の動きに連動して特有の動きを示すことになる。
【００５８】
次に、本実施の形態のトナーカートリッジ１００の動作について、主として図７を参照しながら説明する。
【００５９】
図７は、撹拌部２００の動作原理を示す、図６（ｂ）の図中左斜め上奥側から図中右斜め下手前側を見た状態での説明図である。図７では、回転フレーム２２０の回転に伴ってガイドピン２１３及び分離羽根２２ａ７がどの様な動きをするのかを理解するために、回転フレーム２２０が５方向（それぞれほぼ、−Ｘ方向、Ｙ方向、Ｘ方向、−Ｙ方向、及び−Ｘ方向と−Ｙ方向の中間方向）の回転位置にある場合を例に挙げて描くことにより、分離羽根２２ａ７の先端部の動きの軌跡９０を表している。尚、回転フレーム２２０の方向とは、回転軸２２１から軸部２１１側を見たときの方向を言う。また、図面の理解を容易にするために、回転フレーム２２０がほぼ−Ｘ方向の回転位置にある場合を実線で示し、その他の位置にある場合は破線で示した。また、リング状ガイド部材３３０の外周面を二点鎖線で表し、軌跡９０を破線で表した。また、回転フレーム２２０の回転の中心に符号Ｏを付し、リング状ガイド部材３３０の外形の中心に符号Ｏ’を付した。
【００６０】
本実施の形態のトナーカートリッジ１００の構成によれば、Ｒ方向に回転する分離羽根２２ａ７に対して、トナーの存在やトナー収納容器３００及び蓋３０の内壁面との接触等により逆向きの力が作用するため、ガイドピン２１３は、図７に示す様にリング状ガイド部材３３０の外周面に沿って移動する。ただし、図７では、その逆向きの力の作用による分離羽根２２ａ７の湾曲を考慮しない場合における動きを示している。
【００６１】
図７に示す様に、回転フレーム２２０の回転により、回転フレーム２２０が左方向（−Ｘ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ａに、回転フレーム２２０が上方向（Ｙ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｂに、回転フレーム２２０が右方向（Ｘ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｃに、回転フレーム２２０が下方向（−Ｙ方向）を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｄに、そして、回転フレーム２２０が斜め左下方向を向いている状態では分離羽根２２ａ７の先端が位置Ｅに、それぞれ来る様にリング状ガイド部材３３０、ガイドピン２１３、及びアーム２１２等の形状、配置が調整されている。尚、回転フレーム２２０が上方向（Ｙ方向）を向いている状態が、図６（ｂ）に示す斜視図に対応している。
【００６２】
従って、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、位置Ａ近傍で最も長く、位置Ｃ近傍で最も短くなる。即ち、回転フレーム２２０が概ねＸ方向から−Ｙ方向を経て−Ｘ方向に回転移動する間（言い換えれば、軌跡９０の下半分の領域）は、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、概ね増加する傾向にあり、−Ｘ方向からＹ方向を経てＸ方向に回転移動する間（言い換えれば、軌跡９０の上半分の領域）は、分離羽根２２ａ７の先端と回転軸２２１の中心Ｏとの距離は、概ね減少する傾向にある。軌跡９０の下半分の領域は、トナー収納容器３００の収納スペースに対応し、軌跡９０の上半分の領域は、蓋３０の内壁面に対応している。この様な特有の動きが生じるのは、図７に示す中心ＯとＯ’の位置が偏芯していることに起因している。
【００６３】
この様に構成したことにより、撹拌羽根２２ａ、２２ｂを強く接触させる必要があるトナー収納容器３００の底面側の内壁面には強く接触させることが出来、且つ、その必要が無い蓋３０の内壁面では、弱く接触させることが出来る。この様に、撹拌羽根２２ａ、２２ｂの内壁面への当て方を適切に変化させているので、より一層効率的にトナーの撹拌及び搬送を行うことができ、且つ、実施の形態１で述べたはたき音や、摺擦音等の騒音を低減することも可能である。
【００６４】
尚、上記実施の形態では、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７等の先端側縁部の端は直線状に揃っている場合について説明したが、これに限らず例えば、図８（ａ）に示す様に、各分離羽根のスリット２５に近い側に複数の切り込み５１を入れた構成でも良い。この様に、トナーの撹拌性能などに影響を与えない程度の切り込み５１を入れることにより、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７等の先端側縁部のこしが少し弱くできるので、蓋３０の内壁面と接触する時の衝撃が吸収されやすくなり、はたき音が低減される。ここで、分離羽根の先端側縁部の中央部には、蓋３０の内壁面に形成された本実施の形態の突起３１ａ〜３１ａ７などが接触する部分であるので、切り込みは入れない。
【００６５】
また、上記実施の形態では、各分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の先端側縁部の端は直線状に揃っている場合について説明したが、これに限らず例えば、トナーの撹拌性能などに影響を与えない範囲内において、図８（ｂ）に示す様に、分離羽根の先端側縁部の端の中央部を除いて、スリット２５に向けて緩やかな傾斜５２を持たせても良いし、図８（ｃ）に示す様に、分離羽根の先端側縁部の端の中央部を含めて、緩やかなカーブ５３を持たせても良い。また、これらの構造と、図８（ａ）に示す切り込み５１を組み合わせた構造でも良い。この様に、トナーの撹拌性能などに影響を与えない程度に分離羽根の形状を整形することにより、分離羽根２２ａ１〜２２ａ７の先端側縁部の端と蓋３０の内壁面との接触が少なく出来るので、摺擦音等が低減される。
【００６６】
また、上記実施の形態では、撹拌羽根にスリットが設けられている場合について説明したが、これに限らず例えば、スリットが形成されていない構成でも良い。
【００６７】
また、上記実施の形態では、蓋３０に第１〜第３の突起を設けた構成について説明したが、これに限らず例えば、少なくとも第１の突起３１ａ１〜３１ａ７を設けた構成でも良い。これにより、少なくとも撹拌羽根２２ａによるはたき音を低減できる。
【００６８】
また、上記実施の形態では、第３の突起３３ｂ１〜３３ｂ７を蓋３０に設けた構成について説明したが、これに限らず例えば、図９に示す様に、分離羽根２２ｂ１〜２２ｂ７の先端側縁部が、湾曲しながら蓋３０の内壁面と接触しつつ移動して、その湾曲状態が開放されて後、トナー収納容器１０の内壁面に設けられた複数の突起１１ｂ１に接触する構成としても良い。これにより、撹拌羽根２２ｂがトナーカートリッジ本体の内壁面と接触する際に発生するはたき音を低減することが出来る。尚、図９では、分離羽根２２ｂ１の先端側縁部が接触する突起１１ｂ１のみを表したが、この突起と同じ形状の６つの突起が、残りの分離羽根２２ｂ２〜２２ｂ７に対応する様に、回転部材２１ｂの回転軸の方向に所定の間隔で形成されている。
【００６９】
また、上記実施の形態では、リング状ガイド部材３３０の外形が円形状である場合について説明したが、これに限らず例えば、その外形が円形以外の曲線で、軸受け部３２０を取り囲む様に形成されていても良い。要するに、リング状ガイド部材の形状は、ガイドピン２１３が接触しながら移動するリング状ガイド部材の外周面と、回転軸２２１の中心との距離が、ガイドピン２１３の移動場所によって異なる様に構成されておりさえすれば良い。
【００７０】
また、上記実施の形態で述べたトナーカートリッジと、像担持体の一例としての感光体ドラムと、その感光体ドラムの表面にトナー画像を形成する現像装置と、記録媒体の一例としての紙に感光体ドラムから転写されたトナー画像を定着させる定着部とを備えた画像形成装置は、本発明の画像形成装置の一例である。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明に係るトナーカートリッジ、及び画像形成装置は、従来に比べて騒音を低減できるという効果を有し、プリンタ、複写機およびファクシミリなどの画像形成装置、およびそれらに用いるトナーカートリッジ等として有用である。
【符号の説明】
【００７２】
１、１００ トナーカートリッジ
１０、３００ トナー収納容器
２０ トナーカートリッジ本体
２１ａ、２１ｂ 回転部材
２２ａ、２２ｂ 撹拌羽根
２４ 補給スクリュー
２５ スリット
２６ 開口部
２７ 嵌合突起
２８ ギア機構
３０ 蓋
３１ａ１〜３１ａ７ 第１の突起
３２ａ１〜３２ａ７ 第２の突起
３３ｂ１〜３３ｂ７ 第３の突起
２００ 撹拌部
２１０ 羽根固定部材
２１１ 軸部
２１２ アーム
２１３ ガイドピン
２２０ 回転フレーム
２２１ 回転軸
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー収納部に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構であって、
前記トナー撹拌機構は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された板状部材とを有しており、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面に接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なることを特徴とするトナー攪拌機構。
【請求項２】
前記板状部材は可撓性を有しており、前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動することを特徴とする請求項１に記載のトナー攪拌機構。
【請求項３】
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
請求項１又は２に記載のトナー撹拌機構と、を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する請求項３に記載のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
トナー収納部に設けられ、収納されたトナーを攪拌するトナー攪拌機構であって、
前記トナー撹拌機構は、回転部材と、前記回転部材に根元側縁部が保持された板状部材とを有しており、
前記板状部材の側縁の根元側に設けられた当接部と、
前記トナー収納部の内壁に設けられた、前記当接部がその外周面に接触するガイド部とを備え、
前記回転部材は、軸部と、その軸部に固定された回転フレームとを有し、
前記板状部材は前記回転フレームに回動自在に保持されており、
前記ガイド部は、前記軸部を支持する軸受け部を囲むように設けられており、
前記当接部が接触しながら移動する前記ガイド部の前記外周面と、前記軸部の中心との距離が、前記当接部の移動場所によって異なることを特徴とするトナー攪拌機構。
【請求項２】
前記板状部材は可撓性を有しており、前記回転部材の回転により、前記板状部材の先端側縁部が、前記トナー収納部の内壁面と接触して湾曲しながら回転移動することを特徴とする請求項１に記載のトナー攪拌機構。
【請求項３】
トナーを収納するためのトナー収納部と、
前記収納されたトナーを現像装置側に補給するためのトナー補給口と、
請求項１又は２に記載のトナー撹拌機構と、を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
像担持体と、
前記像担持体の表面にトナー画像を形成する現像装置と、
前記現像装置に供給するトナーを収納する請求項３に記載のトナーカートリッジと、
記録媒体に転写された前記トナー画像を定着させる定着部と、
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５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−８４００３（Ｐ２０１３−８４００３Ａ）
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−２８３２５５（Ｐ２０１２−２８３２５５）
【出願日】平成２４年１２月２６日（２０１２．１２．２６）
【分割の表示】特願２００９−１３６７８（Ｐ２００９−１３６７８）の分割
【原出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年５月９日（２０１３．５．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１２月２６日（２０１２．１２．２６）
【分割の表示】特願２００９−１３６７８（Ｐ２００９−１３６７８）の分割
【原出願日】平成２１年１月２３日（２００９．１．２３）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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