JP2011064827A - トナーカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 トナー排出部でのトナーの塊状化を防止し、オーガスクリューの回転がロックされるような不具合を防止することができるトナーカートリッジとこれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 トナーを収容するトナー収容器１４０と、前記トナー収容器１４０の一側部に設けられ、トナー排出口１４１ａを有するトナー排出部１４１と、回転軸１４２ａと螺旋羽根１４２ｂとを備え、前記トナー収容器１４０内に設けられて、該トナー収容器１４０内のトナーを前記トナー排出部１４１に搬送するオーガスクリュー１４２と、前記トナー収容器１４０と前記トナー排出部１４１との連通部に設けられ、トナーの流出を防止するトナー流出防止弁１４３とを備える。前記トナー流出防止弁１４３が、前記オーガスクリュー１４２の回転と連動して前記連通部を開閉するよう構成されている。
【選択図】 図３

Description

本発明は、レーザービームプリンタや複合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関し、特に、交換可能に取付けられるトナーホッパーやトナーボトルなどのトナーを収容するトナーカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置に関する。

従来、２成分現像剤を用いる複写装置、ファクシミリ装置、プリンタあるいはこれらの機能を備える複合機などの電子写真方式を利用した画像形成装置においては、トナーカートリッジ等を用いたトナー補給装置により現像装置にトナーを自動供給して画像出力の連続運転を行うように構成されている。そして、トナー切れの際には、トナーカートリッジやプロセスカートリッジ等を交換することで、簡単にトナーを補給することができる。

トナーカートリッジやプロセスカートリッジ等のトナー収容器は、倉庫などに保存されている場合には、積載方向が規制されることなくあらゆる方向に積載されている場合がある。たとえば、カートリッジ本体の一端側からトナーを排出するタイプのトナーカートリッジにおいて、トナー排出口側を下にして縦方向に積まれている場合には、カートリッジ中のトナーが時間経過とともに自重で下がってくるため、トナー排出口付近のトナー密度が高くなる。その結果、トナーが凝集したり、ひどい場合には塊となってトナー排出口を塞いだりする。

前記のような状態にあるトナーカートリッジを、画像形成装置に新しく装着した場合には、トナーカートリッジからトナーが排出されにくく、最悪の場合には、トナーカートリッジに大量のトナーが残っているにもかかわらず、トナーがないと判断されることも起こりうる。そのため、新しくトナーカートリッジを装着する場合には、カートリッジを数回振った後に装着するなどの対応を行っているが、それでもこのような問題が発生してしまう。特に、最近のトナーは省エネルギー対策のために低温定着性を向上させていることから、保存安定性が低下し、自然放置状態においては、トナーの凝集を起こしやすい傾向にある。

最近の画像形成装置においては、小型化が要求される関係から、トナー収容器も現像装置も付随して小さくなり、設置スペースも小さくなってきている。したがって、各ユニットが密に詰まった状況にあるためにトナー凝集が起こりやすい状況になっている。倉庫に保存されたトナーカートリッジを画像形成装置に装着する際には、ユーザなどにトナーカートリッジを振ってから装着するよう要請をしていても、ユーザなどが忘れることも多く、結果としてトナーが排出されないことが起こり、現像剤のトナー濃度不足を検知したり、画像形成装置自体がストップするなどのトラブルを引き起こすことになる。この問題に対して、たとえば、特許文献１では、トナーカートリッジに設けられる搬送オーガの搬送スパイラルの一部をカットして、トナーの圧力を低減する現像剤供給装置が開示されている。

特開２０００−２１４６６７号公報

しかしながら、特許文献１においても、トナー排出口を下に向けてトナーカートリッジを長時間放置するなどして、トナーの流動性が失われると（緩凝集の状態になると）、画像形成装置に装着した後の最初のトナー補給動作、すなわちオーガスクリューの回転時に、トナー排出口付近のトナーがトナーカートリッジ外へ排出されず、その結果、行き場を失ったトナーがオーガスクリューの圧力により圧縮されて固まり、オーガスクリューの回転がロックされる問題がある。

本発明の目的は、トナー排出部でのトナーの塊状化を防止し、オーガスクリューの回転がロックされるような不具合を防止することができるトナーカートリッジおよびこれを用いる画像形成装置を提供することである。

本発明は、トナーを収容する収容器であって、収容されたトナーを排出するための開口が設けられた収容器と、
前記収容器の前記開口が設けられた側部に連通部を介して設けられ、トナーを排出するための排出口を有するトナー排出部と、
回転軸と螺旋羽根とを備え、前記収容器内に回転可能に支持され、前記収容器内のトナーを、前記開口から前記トナー排出部へ搬送するオーガスクリューと、
前記連通部に設けられ、前記開口から前記トナー排出部へのトナーの流出を防止するトナー流出防止弁とを備え、
前記トナー流出防止弁が、前記オーガスクリューの回転と連動して前記連通部を開閉するように構成されていることを特徴とするトナーカートリッジである。

また本発明は、前記トナー流出防止弁は、前記トナー排出部の内壁に固定され、開口部を有する固定遮断板と、前記オーガスクリューの回転軸に固定され、前記開口部を開閉する回転遮断板とを有し、
前記固定遮断板が、前記オーガスクリューの回転軸の軸線に垂直な面に沿い、かつ、前記回転軸および前記回転遮断板に対して非接触に配置され、
前記回転遮断板が、前記回転軸に垂直な面に沿い、かつ、前記トナー排出部の内壁および前記遮断板に対して非接触に配置されていることを特徴とする。

また本発明は、前記固定遮断板が、複数の扇形開口部を有し、前記回転遮断板が、前記開口部に整合する複数の扇形遮断部片を有することを特徴とする。

また本発明は、前記固定遮断板および前記回転遮断板の少なくとも一方が、柔軟性を有する材料で構成されていることを特徴とする。

また本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、
前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像装置と、
上記いずれかのトナーカートリッジであって、前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、
前記感光体ドラムの表面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、収容器内に設けられたオーガスクリューの回転軸の回転に伴う螺旋羽根の作用により、トナー収容器内に収容されたトナーがトナー排出部へと搬送される。そして、収容器と前記トナー排出部との連通部にトナー流出防止弁を設けることにより、トナー排出口を有するトナー排出部へのトナーの流入を制御できるようになる。その結果、トナーカートリッジの出荷時に、トナー収容器からトナー排出部にトナーが入り込まないようにすることで、トナーがオーガスクリューの圧力により圧縮されて固まることにより発生するオーガスクリューのロック現象を防止できる。また、オーガスクリュー停止時に振動等により誘発される突発的なトナー流出を防止できる。さらに、オーガスクリューの回転動作後の停止時に、トナー収容器からトナー排出部にトナーが入り込まない様にすることで、オーガスクリューの回転動作後の停止時に、振動等によって発生するトナー流出現象（トナーなだれ）も防止できる。加えて、トナー流出防止弁の閉鎖動作をオーガスクリューの回転動作により行えるから、特別な駆動機構が不要となり、トナーカートリッジを小型化しやすくなる。

また本発明によれば、トナー流出防止弁において接触箇所がないことから、摩擦熱によりトナーが凝集し、融着することを防止できる。また、固定遮断板がトナー排出部の内壁に固定され、かつ、回転遮断板がオーガスクリューの回転軸に固定されているから、オーガスクリューの回転と連動して前記連通部を開閉するための特別な機構が不要となる。

また本発明によれば、トナー流出防止弁の開口部が閉鎖される際に、回転遮断板がトナーをせん断する向きに動くので、緩い力で凝集しているトナーを解すことができる。

また本発明によれば、固定遮断板と回転遮断板との間にトナーが挟まっても、固定遮断板および回転遮断板の少なくとも一方が柔軟性を有する材料で構成されているので、トナーに過度のストレスが加わりにくく、トナーが凝集することをより有効に防止することができる。

また本発明によれば、感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、この静電潜像を現像装置で現像してトナー像を形成し、トナー像を転写装置によって記録媒体に転写させた後、定着装置によって定着させる一連の電子写真方式によって画像形成が成される。この画像形成過程で、トナーカートリッジ内のオーガスクリューが随時作動し、トナーカートリッジから現像装置へのトナーの補給が成される。そして、オーガスクリューの回転停止時に、トナー流出防止弁が開口を塞ぐ位置でオーガスクリューを停止させることにより、オーガスクリューのロック現象などを防止できることから、トナー濃度を安定して制御でき、長期に渡って安定した画像濃度が得られる。

本発明の実施の一形態である画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。 トナーカートリッジユニット３７の構成を示す斜視図である。 トナーカートリッジ１４の構成を示す断面図である。 オーガスクリュー１４２とトナー流出防止弁１４３を構成する回転遮断板１４８の外観図である。 トナー収容器１４０の断面図である。 図３（ａ）におけるトナー流出防止弁１４３周辺の拡大図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の一形態である画像形成装置１の全体構成を示す概略図である。本実施形態に係る画像形成装置１は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム２〜５と、感光体ドラム２〜５の表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置６〜９と、現像装置６〜９にトナー補給部材としてのトナー補給パイプ１０〜１３を介してトナーを補給するトナーカートリッジ１４〜１７と、中間転写ベルト１８を介して感光体ドラム２〜５の表面のトナー像を用紙に転写する転写装置としての二次転写ローラ１９と、トナー像を用紙に定着させる定着装置２０とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成するものである。そして、この画像形成装置１に用いられる前記トナーカートリッジ１４〜１７が、後述するように特有の構成を備えていることを特徴とするものである。

本実施形態に係る画像形成装置１は、通信ネットワーク等を介して外部から送信された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、記録媒体としての所定のシート（記録用紙）に多色の画像を可視画像として形成するものである。この画像形成装置１は、図１に示すように、露光ユニット２１、当該露光ユニット２１によって潜像が形成された像担持体に相当する感光体ドラム２〜５、現像装置６〜９、帯電ローラ２２〜２５、クリーニングユニット２６〜２９、中間転写ベルト１８、一次転写ローラ３０〜３３、二次転写ローラ１９、定着装置２０、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット３４、手差し給紙トレイ３５、排紙トレイ３６、およびトナーカートリッジユニット３７等を備えている。

この画像形成装置１において扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成部３８〜４１で可視画像の形成を行う。画像形成部３８〜４１は、各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、帯電ローラ２２〜２５、感光体ドラム２〜５および現像装置６〜９は、各色に応じた４種類の潜像およびトナー像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、クリーニングユニット２６〜２９および一次転写ローラ３０〜３３も、それぞれに対応して４個ずつ設けられている。各画像形成部３８〜４１は、同様に構成されており、たとえば、ブラックの画像形成部３８は、感光体ドラム２、現像装置６、帯電ローラ２２、転写ローラ３０、およびクリーニングユニット２６等から構成される。

この画像形成部３８〜４１は、中間転写ベルト１８の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。なお、前記画像形成部３８〜４１は、３８がブラックに、３９がシアンに、４０がマゼンタに、４１がイエローに対応し、これら符号によって区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。

本実施形態の露光装置である露光ユニット２１は、図示しないレーザ光源としての半導体レーザ、ポリゴンミラー２１０、第１反射ミラー２１１〜２１４、および第２反射ミラー２１５〜２１７等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによって、変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム２〜５のそれぞれに照射する。感光体ドラム２〜５のそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。

本実施形態では、露光ユニット２１は、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のものであるが、発光素子をアレイ状に並べた、たとえば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法のものを使用してもよい。

感光体ドラム２〜５は、露光ユニット２１の上方に配設され、略円筒形状の像担持体であり、不図示の駆動手段と制御手段により所定方向（各感光体ドラム２〜５に付された矢印参照）に回転するように制御されている。感光体ドラム２〜５は、導電性基材上に光導電層が形成されて構成されている。たとえば、アルミニウム等で製作された金属ドラムを基材として、その外周面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層が薄膜状に形成されている。なお、感光体ドラム２〜５の構成は、上述の構成に特に限定されない。帯電ローラ２２〜２５は、感光体ドラム２〜５の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。本実施形態では、図１に示すように、帯電器として接触型のローラ型の帯電ローラ２２〜２５を使用しているが、このような帯電ローラ２２〜２５に代えて、チャージャー型やブラシ型の帯電器を代用してもよい。

現像装置６〜９は、静電潜像が形成された感光体ドラム２〜５の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置６〜９のそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム２〜５のそれぞれの表面に形成された各色相に対応する静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。クリーニングユニット２６〜２９は、現像・画像転写後における感光体ドラム２〜５の表面に残留したトナーを潤滑剤等によって除去・回収する。

感光体ドラム２〜５の上方に配置されている中間転写ベルト１８は、駆動ローラ１８１と従動ローラ１８２との間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１８の外周面には、その移動方向１８０に沿って、感光体ドラム５（イエロー）、感光体ドラム４（マゼンタ）、感光体ドラム３（シアン）および感光体ドラム２（ブラック）がこの順序で対向配置されている。この中間転写ベルト１８を挟んで各感光体ドラム２〜５に対向する位置に、一次転写ローラ３０〜３３が配置されている。中間転写ベルト１８が感光体ドラム２〜５に対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。この中間転写ベルト１８は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで無端状に形成されている。一次転写ローラ３０〜３３には、感光体ドラム２〜５の表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１８上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム２〜５に形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト１８の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１８の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。

但し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム２〜５のうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体ドラムのみにおいて、静電潜像およびトナー像の形成が行われる。たとえば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム２のみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１８の外周面には、ブラックのトナー像のみが転写される。

各一次転写ローラ３０〜３３は、直径８〜１０ｍｍの金属（たとえば、ステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（たとえば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１８に均一に高電圧を印加する。本実施形態では、転写電極として一次転写ローラ３０〜３３を使用しているが、それ以外にブラシなども使用可能である。各一次転写位置において、中間転写ベルト１８の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１８の前記移動方向１８０に沿った回転によって、二次転写ローラ１９との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１９は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１８１の周面に接触する中間転写ベルト１８の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。当該ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ１９若しくは中間転写ベルト駆動ローラ１８１の何れか一方は、金属等の硬質材料からなり、他方は、弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。

給紙カセット３４または手差し給紙トレイ３５から給紙された用紙が二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１８との間を通過する際に、二次転写ローラ１９にトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧が印加される。前記のように、各感光体ドラム２〜５の表面に形成される静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト１８上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト１８の前記回転移動によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト１８との接触位置に移動し、この位置に配置されている二次転写ローラ１９によって、中間転写ベルト１８の外周面から用紙上にトナー像が転写される。

中間転写ベルト１８と感光体ドラム２〜５との接触により中間転写ベルト１８に付着したトナー、および中間転写ベルト１８から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに、中間転写ベルト１８上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット４２によって除去されて回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット４２には、中間転写ベルト１８に接触するたとえばクリーニング部材としてのクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト１８は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ１８２にて支持されている。

可視画像としてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ２０ａと加圧ローラ２０ｂを備える定着装置２０に導かれ、加熱ローラ２０ａと加圧ローラ２０ｂとの間を通過して、加熱および加圧処理を受ける。これによって、可視画像となるトナー像が用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ４３によって排紙トレイ３６上に排出される。加熱ローラ２０ａには温度センサー（たとえば、サーミスタなど）２０ｃが設けられており、この温度センサーによる加熱ローラ２０ａの表面温度検出情報に基づき、図示しない制御部によって、加熱ローラ２０ａの発熱部の発熱制御がなされる。

画像形成装置１には、給紙カセット３４に収納されている用紙を二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１８との間および定着装置２０を経由して排紙トレイ３６に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。この用紙搬送路Ｐ１には、給紙カセット３４内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ４４、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラ４５、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１８との間に導くレジストローラ４６、および、用紙を排紙トレイ３６に排出する排紙ローラ４３が配置されている。また、画像形成装置１の内部には、手差し給紙トレイ３５からレジストローラ４６に至る間に、ピックアップローラ４７および搬送ローラ４８〜５０を配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ４３から用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ４６の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。

排紙ローラ４３は、正逆両方向に回転自在とされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ３６に排出する。一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排紙ローラ４３は、用紙の後端が定着装置２０を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。用紙搬送路Ｐ３には、逆転搬送ローラ５１,５２が配置されており、これらの逆転搬送ローラ５１,５２によって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ３から用紙搬送路Ｐ１に導かれる。

レジストローラ４６は、給紙カセット３４若しくは手差し給紙トレイ３５から給紙され、または用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を中間転写ベルト１８の回転に同期したタイミングで二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１８との間に導く。このため、レジストローラ４６は、感光体ドラム２〜５や中間転写ベルト１８の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト１８の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ４６に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ４６は、二次転写ローラ１９と中間転写ベルト１８とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト１８上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。

なお、画像形成部３８〜４２の全てにおいて、画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ３０〜３３が中間転写ベルト１８を感光体ドラム２〜５の全てに圧接させる。一方、画像形成部３８のみにおいて、画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ３０のみが中間転写ベルト１８を感光体ドラム２に圧接させる。

次に、本実施形態に係る特徴的なトナーカートリッジ１４〜１７の構成について、図面を参照して詳細に説明する。図２は、これら４個のトナーカートリッジ１４〜１７が一括してユニット化されたトナーカートリッジユニット３７の構成を示す斜視図である。トナーカートリッジ１４〜１７は、図２に示すように、トナーカートリッジユニット３７の上に４個のトナーカートリッジ１４〜１７が並んで載置されている。各トナーカートリッジ１４〜１７は、トナーカートリッジユニット３７に設けられたロックレバー３７ａ〜３７ｄの対応するいずれかを持ち上げることにより、トナー収容器としてのトナー収容器１４０〜１７０を矢印Ｆ方向に移動してストッパプレート３７ｅに押し当てた状態で保持されるようになっている。このように、４個のトナーカートリッジ１４〜１７が並んで載置されたトナーカートリッジユニット３７は、前記中間転写ベルト１８の上に設置される。この設置された状態では、各トナー収容器１４０〜１７０と、前記トナー補給パイプ１０〜１３とが連結され、前記現像装置６〜９にトナー補給パイプ１０〜１３を介して対応するトナーが補給されるよう構成される。なお、図２では、シアン用トナーカートリッジ１５が装着される前の状態を示している。

次に、トナーカートリッジ１４〜１７の構成について、ブラック用トナーカートリッジ１４を例に採って、図３〜図６を参照して詳細に説明する。他のトナーカートリッジ１５〜１７は、同様に構成されるので、以下ではその説明を省略する。図３は、トナーカートリッジ１４の構成を示す断面図である。図３（ａ）はトナーカートリッジ１４が画像形成装置１に装着される前の側面断面図を示し、図３（ｂ）は図３（ａ）の切断面線ＩＩＩｂ−ＩＩＩｂから見た断面図を示し、図３（ｃ）は同切断面線ＩＩＩｃ−ＩＩＩｃから見た断面図を示し、図３（ｄ）は同切断面線ＩＩＩｄ−ＩＩＩｄから見た断面図を示す。図４は、オーガスクリュー１４２とトナー流出防止弁１４３を構成する回転遮断板１４８の外観図である。図５は、トナー収容器１４０の断面図である。図５（ａ）はトナー収容器１４０の側面断面図を示し、図５（ｂ）は図５（ａ）の切断面線Ｖｂ−Ｖｂから見た断面図を示し、図５（ｃ）は同切断面線Ｖｃ−Ｖｃから見た断面図を示し、図５（ｄ）は同切断面線Ｖｄ−Ｖｄから見た断面図を示す。図６は、図３（ａ）におけるトナー流出防止弁周辺の拡大図である。図６（ａ）は、拡大断面図を示し、図６（ｂ）はトナー流出防止弁を構成する固定遮断板の正面図を示し、図６（ｃ）はトナー流出防止弁を構成する回転遮断板の正面図を示す。

トナーカートリッジ１４は、図３（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、ブラックトナーを収容するトナー収容器１４０と、このトナー収容器１４０の一側部に設けられ、トナー排出口１４１ａを有するトナー排出部１４１と、回転軸１４２ａと螺旋羽根１４２ｂとを備え、前記トナー収容器１４０内に設けられて、該トナー収容器１４０内のトナーを前記トナー排出部１４１に搬送するオーガスクリュー１４２と、前記トナー収容器１４０と前記トナー排出部１４１との連通部に設けられ、トナーの流出を防止するトナー流出防止弁１４３とを備える。前記トナー排出口１４１ａにはシャッター１４４が設けられている。また、トナー収容器１４０のトナー収容空間１４５内には、前記オーガスクリュー１４２に平行な攪拌パドル１４６が回転自在に支持されている。

トナー収容器１４０は、一方端にトナー排出部１４１を備え、ブラックトナーを収容する略角柱状のトナー収容器であり、その内部のトナー収容空間１４５内に前記オーガスクリュー１４２と攪拌パドル１４６とを回転自在に支持している。トナーカートリッジ１４は、前記トナーカートリッジユニット３７に対してトナー収容器１４０を前記矢印Ｆ方向に沿って移動させて装着させる際、前記トナー補給パイプ１０（図１参照）に対して略水平方向に移動することにより、シャッター１４４が、図示を省略するばねの弾力に抗して略水平にＦ方向とは反対方向に相対的に移動して、トナー排出口１４１ａがトナー補給パイプ１０と対向する位置に配置されたときに開放される。これによって、トナー補給パイプ１０の上面からブラックトナーをトナー収容器１４０内に補給可能な状態となる。

オーガスクリュー１４２は、回転軸１４２ａ、螺旋羽根１４２ｂ、駆動ギア１４２ｃを備え、回転することによりトナー収容器１４０内部のブラックトナーをトナー排出口１４１ａに向けて搬送する。トナー排出口１４１ａに位置する回転軸１４２ａには１枚のパドル片１４２ｄが形成されており、トナー排出部１４１に搬送されてきたブラックトナーを、回転軸１４２ａの回転に伴い、この付近に滞らせることなくトナー排出口１４１ａに押し出すように機能する。前記攪拌パドル１４６は、回転軸回りに４枚の攪拌羽根を有する攪拌部材であり、回転することによりトナー収容器１４０内のブラックトナーを解すように機能する。トナー排出口１４１ａは、トナー収容器１４０のトナー排出部１４１の底部に設けられる矩形の開口部であり、オーガスクリュー１４２で搬送されたブラックトナーを、トナーカートリッジ１４の外部へ排出する。シャッター１４４は、トナー排出口１４１ａを閉鎖する位置にスライド可能に設けられる矩形板状のシャッター部材であり、トナーカートリッジ１４が画像形成装置１に装着された際に、画像形成装置１に設けられた図示しない作用部片の作用を受けて、前記ばねの弾力に抗してスライド移動し、トナー排出口１４１ａを開放するように構成されている。この開放によって、トナー収容器１４０に収容されているブラックトナーが、トナー補給パイプ１０を経て現像装置６に補給される。

図６（ａ）に示すように、トナー流出防止弁１４３は、トナー排出部１４１を形成するトナー収容器１４０の内壁１４１ｂに固定されている固定遮断板１４７と、オーガスクリュー１４２の回転軸１４２ａに固定されている回転遮断板１４８とからなり、トナー収容器１４０内部を、トナー排出部１４１とトナー収容空間１４５とを二分する位置に配置され、トナー収容空間１４５とトナー排出部１４１との連通部を開閉する弁として機能する。この弁によって、トナー収容空間１４５側からトナー排出部１４１側へのブラックトナーの流出が制御される。

前記固定遮断板１４７は、図５（ｃ）および図６（ｂ）に示すように、オーガスクリュー１４２の回転軸１４２ａを非接触で挿通し得る円形孔１４７ａと、該円形孔１４７ａの周囲に等間隔、かつ等角度で放射状に形成された３個の扇形開口部１４７ｂとを有するフレキシブルな板状の部材である。また、前記回転遮断板１４８は、図６（ｃ）に示すように、オーガスクリュー１４２の回転軸１４２ａに固定され、オーガスクリュー１４２の回転軸１４２ａの軸線の垂直面上に形成される３枚の扇形遮断部片１４８ａからなる。この扇形遮断部片１４８ａは、前記回転軸１４２ａの回転に伴い、前記固定遮断板１４７の扇形開口部１４７ｂのそれぞれに整合するよう構成される。固定遮断板１４７と回転遮断板１４８とは、互いに非接触で軸方向に近接した位置関係で配置される。

このような構成とすることにより、オーガスクリュー１４２が前記回転軸１４２ａの軸線回りの回転に伴い、前記扇形遮断部片１４８ａが扇形開口部１４７ｂに整合すると、扇形開口部１４７ｂが遮断され、これによって、トナー収容空間１４５内からトナー排出部１４１へのブラックトナーの搬送が阻止される。また、扇形遮断部片１４８ａが扇形開口部１４７ｂに整合しない位置にあるときには、扇形開口部１４７ｂを通じて、ブラックトナーがトナー排出部１４１に搬送される。したがって、オーガスクリュー１４２の回転動作のみで、トナー流出防止弁１４３の開閉動作を行うことができるので、特別な駆動機構が不要となり、トナーカートリッジ１４を小型化しやすくなる。

そして、トナー流出防止弁１４３の開口部（固定遮断板１４７の扇形開口部１４７ｂ）が閉鎖される際に、回転遮断板１４８がブラックトナーをせん断する向きに動くので、緩い力で凝集しているブラックトナーを解すことができる。また、固定遮断板１４７と回転遮断板１４８との間にトナーが挟まっても、固定遮断板１４７がフレキシブルな材料で構成されているので、ブラックトナーに過度のストレスが加わりにくくなり、トナーが凝集することを防止できる。この場合、固定遮断板１４７に代え、回転遮断板１４８をフレキシブルな材料で構成し、あるいは、両者をフレキシブルな材料で構成しても同様の効果が得られる。ここでのフレキシブルな材料としては、ゴムあるいは弾性樹脂が用いられ、これら材料を成型によって板状の部材に形成される。

以上の構成により、トナー流出防止弁１４３の閉鎖動作をオーガスクリュー１４２の回転動作により行えることから、特別な駆動機構が不要となり、トナーカートリッジ１４を小型化しやすくなる。トナーカートリッジ１４の出荷時、あるいは、オーガスクリュー１４２の回転動作後の停止時に、トナー排出口１４１ａを閉鎖することにより、トナーカートリッジ１４を画像形成装置１に装着した直後や、オーガスクリュー１４２の回転動作後の停止時に、振動等によって発生するトナー流出現象（トナーなだれ）を防止できる。そして、固定遮断板１４７は、オーガスクリュー１４２の回転軸１４２ａおよび回転遮断板１４８に対して非接触に配置され、同様に回転遮断板１４８も、トナー収容器１４０の内壁および固定遮断板１４７に対して非接触に配置されており、トナー流出防止弁１４３において接触箇所がないことから、摩擦熱によりトナーが凝集し、融着することを防止できる。

なお、実施形態の画像形成装置１はフルカラーの画像形成装置であるが、モノクロ専用の画像形成装置であってもよい。また、フルカラーの画像形成システムも、例示のようなタンデム方式に限らず、他の方式によるものであってもよい。さらに、現像装置として、二成分現像剤を用いる例を示したが、非磁性一成分などによる現像方式の現像装置であってもよい。

１ 画像形成装置
２，３，４，５ 感光体ドラム
６、７，８，９ 現像装置
１０，１１，１２，１３ トナー補給部材
１９ 転写装置
２０ 定着装置
１４，１５，１６，１７ トナーカートリッジ
１４０ トナー収容器
１４１ トナー排出部
１４１ａ トナー排出口
１４１ｂ 内壁
１４２ オーガスクリュー
１４２ａ 回転軸
１４２ｂ 螺旋羽根
１４３ トナー流出防止弁
１４７ 固定遮断板
１４７ｂ 開口部
１４８ 回転遮断板
１４８ａ 遮断部片

Claims (5)

1. トナーを収容する収容器であって、収容されたトナーを排出するための開口が設けられた収容器と、
   前記収容器の前記開口が設けられた側部に連通部を介して設けられ、トナーを排出するための排出口を有するトナー排出部と、
   回転軸と螺旋羽根とを備え、前記収容器内に回転可能に支持され、前記収容器内のトナーを、前記開口から前記トナー排出部へ搬送するオーガスクリューと、
   前記連通部に設けられ、前記開口から前記トナー排出部へのトナーの流出を防止するトナー流出防止弁とを備え、
   前記トナー流出防止弁が、前記オーガスクリューの回転と連動して前記連通部を開閉するように構成されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記トナー流出防止弁は、前記トナー排出部の内壁に固定され、開口部を有する固定遮断板と、前記オーガスクリューの回転軸に固定され、前記開口部を開閉する回転遮断板とを有し、
   前記固定遮断板が、前記オーガスクリューの回転軸の軸線に垂直な面に沿い、かつ、前記回転軸および前記回転遮断板に対して非接触に配置され、
   前記回転遮断板が、前記回転軸に垂直な面に沿い、かつ、前記トナー排出部の内壁および前記遮断板に対して非接触に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 前記固定遮断板が、複数の扇形開口部を有し、前記回転遮断板が、前記開口部に整合する複数の扇形遮断部片を有することを特徴とする請求項２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記固定遮断板および前記回転遮断板の少なくとも一方が、柔軟性を有する材料で構成されていることを特徴とする請求項２または３に記載のトナーカートリッジ。
5. 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像する現像装置と、
   請求項１〜４のいずれか１つに記載のトナーカートリッジであって、前記現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジと、
   前記感光体ドラムの表面に現像されたトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、
   転写されたトナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。

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