JP4951685B2 - トナーカートリッジおよびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に交換可能に装着されるトナーカートリッジおよびそれを備えた画像形成装置に関する。

従来、２成分現像剤を用いるコピー機、プリンター、ファクシミリ装置などの電子写真方式の画像形成装置は、その装置本体に交換可能に装着されたトナーカートリッジのトナー排出口から現像部にトナーが自動供給されることにより画像出力の連続運転が可能となっている。

図１０に示すように、このトナーカートリッジ３００としては、トナー排出口３０４ａを有するトナー収容用カートリッジ本体３０１と、カートリッジ本体３０１の外面側に設けられてトナー排出口３０４ａを開閉するためのシャッター３０３と、カートリッジ本体３０１内に回転可能に設けられてカートリッジ本体３０１内のトナーＴをトナー排出口３０４ａへ搬送するためのオーガスクリュー３０２と、カートリッジ本体３０１内にオーガスクリュー３０２の回転軸３０２ａと平行に回転可能に設けられてカートリッジ本体３０１内のトナーＴをオーガスクリュー３０２側へ送り込むためのパドル部材３０６とを備え、カートリッジ本体３０１の長手方向一端側にトナー排出口３０４ａが配置されたものが提案されている
また、図１０に示したトナーカートリッジと類似するものとして、例えば、特許文献１に記載のものが提案されている。

特開２０００−２１４６６７号公報

図１０に示したトナーカートリッジ３００は、トナー排出口３０４ａ側を下に向けて立てた状態で保管された場合、カートリッジ本体３０１内のトナーＴが時間経過とともに自重で下がり、トナー排出口３０４ａ付近のトナー密度が高くなる。その結果、トナー排出口３０４ａ付近のトナーＴが凝集し、さらには塊になってしまい、トナー排出口３０４ａを塞いでしまうという問題が生じる。なお、図１０において、黒点の密度が高い部分はトナーＴの凝集物や塊を表現している。
このようにトナーカートリッジ３００を立てた状態で保管しないようにメーカー側はユーザーに要望しているが、それが守られないことがある。
なお、トナーカートリッジ３００の輸送時の振動や積載状況によっても、トナー排出口３０４ａ付近のトナー密度が高くなって凝集することが起こりうる。

このようなトナーＴの凝集物または塊によってトナー排出口３０４ａが塞がれたトナーカートリッジ３００を画像形成装置の装置本体に装着した場合には、トナーカートリッジ３００からトナーＴが排出され難く、トナーカートリッジ３００内に大量のトナーＴが残っているにもかかわらず、装置本体側にてトナー切れと判断されることも起こりうる。
また、トナー排出口３０４ａ付近のトナーＴの凝集物または塊がオーガスクリュー３０２の圧力によって圧縮されて固まり、その結果、オーガスクリュー３０２がロックするという故障も起こりうる。
そのため、新しいトナーカートリッジを装置本体に装着する場合には、トナーカートリッジを数回振った後に装着するといった対応を行うことをメーカー側はユーザーに要望しているが、それが守られないことがある。

また、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アップさせていることから保存安定性が低下し、自然放置においてトナー凝集を起こしやすい傾向にもある。
また、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、トナーカートリッジも小型化される傾向にあり、カートリッジ本体内にトナーが密に詰められるためにトナー凝集が生じ易い状況になっている。
特許文献１に記載のトナーカートリッジは、オーガスクリューのトナー排出口側の螺旋羽根の一部をカットすることにより、トナー搬送時におけるオーガスクリューによるトナー排出口側のトナーにかかる圧力を低減してトナー凝集を防止するようにしているが、トナー排出口側を下に向けて立てた状態で保管された場合に生じるトナー凝集には対処できない。

本発明は、このような課題に鑑みてなされたものであり、保管状況によって発生するトナー排出口側のトナーの凝集を防止するトナーカートリッジおよびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

かくして、本発明によれば、一方向に長い密封容器状に形成されてその長手方向一端側にトナー排出口を有するトナー収容用カートリッジ本体と、該カートリッジ本体の外面側に設けられて前記トナー排出口を開閉するためのシャッターと、該カートリッジ本体内に前記長手方向の回転軸心廻りに回転可能に設けられてカートリッジ本体内のトナーを前記トナー排出口へ搬送するためのスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトの回転軸と平行な回転軸およびこの回転軸に取り付けられた撹拌羽根を前記カートリッジ本体内に有しカートリッジ本体内のトナーを前記スクリューシャフト側へ送り込むためのパドル部材と、該パドル部材の一部に連結されたトナー流入阻止片とを備え、
前記カートリッジ本体は、前記パドル部材が配置される大容積の空間であってトナーの大半が収容されるトナー収容部と、前記スクリューシャフトが配置される小容積の空間であって前記トナー収容部と連通して隣接しかつその長手方向の一端側に前記トナー排出口が配置されたトナー搬送路とを内部に有し、
前記トナー流入阻止片は、前記カートリッジ本体が画像形成装置に装着される前の状態において前記トナー搬送路内でのトナーのトナー排出口側への流入を阻止する阻止位置に配置され、かつ前記カートリッジ本体が画像形成装置に装着された後の状態において前記パドル部材と共に回転して前記阻止位置から離間するように構成され、
前記カートリッジ本体は、前記トナー搬送路が前記トナー収容部よりも前記長手方向の一端側へ突出する形状に形成されており、
前記トナー排出口は、前記トナー収容部よりも前記長手方向の一端側へ突出した前記トナー搬送路の突出空間に配置されており、
前記トナー流入阻止片の前記阻止位置が、前記トナー収容部側に開口する前記突出空間の開口部であるトナーカートリッジが提供される。

本発明によれば、トナーカートリッジがトナー排出口側を下に向けて立てた状態で保管されても、トナー流入阻片によってトナー搬送路のトナー排出口側の空間にトナーが流入し難くなるため、この状態でトナーカートリッジが長期間保管されたとしても、トナー排出口付近でトナーが凝集することを防止できる。
また、トナーカートリッジが輸送時に揺らされたりしても同様である。
この結果、画像形成装置の装置本体側にてトナー切れと判断される誤検知や、オーガスクリューがロックして故障するという問題を解消することができる。
また、トナーカートリッジを装置本体に装着した後、画像形成装置の現像部へトナーカートリッジからトナーを補給する際に、トナー流入阻止片がパドル部材と共に回転して阻止位置から離間するため、トナー搬送路のトナー排出口側の空間が自動的に開放され、スクリューシャフトによってトナーをトナー搬送口へ搬送することができる。
つまり、トナー流入阻止片を開放するための特別な機構を設ける必要が無く、トナーカートリッジをコンパクトに設計することができる。
また、トナー排出口が突出空間に配置された既存のカートリッジ本体に対して、トナー流入阻止片を効果的な阻止位置に配置することができ、この結果、画像形成装置の装置本体へ装着する前のトナーカートリッジにおいて、トナー排出口側へのトナーの流入をより効果的に阻止することができ、トナー排出口付近でのトナー凝集をより効果的に防止することができる。

図１は本発明の実施形態１に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。 図２は実施形態１に係る画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジを具備するトナーカートリッジユニットの構成を示す斜視図である。 図３は実施形態１におけるトナーカートリッジが画像形成装置に装着される前の側面断面図である。 図４は図３におけるトナーカートリッジのＡ−Ａ線断面図である。 図５は図３におけるトナーカートリッジのＢ−Ｂ線断面図である。 図６は実施形態１におけるトナーカートリッジのパドル部材を示す斜視図である。 図７は実施形態１のトナーカートリッジが画像形成装置に装着された状態を示す説明図である。 図８は本発明の実施形態２におけるパドル部材とトナー流入阻止片を示す斜視図である。 図９（Ａ）および（Ｂ）は実施形態２におけるパドル部材とトナー流入阻止片の初期位置を示す断面図である。 図１０は従来のトナーカートリッジが画像形成装置に装着される前の側面断面図である。

本発明に係るトナーカートリッジは、前記のように長手方向一端側にトナー排出口を有するトナー収容用カートリッジ本体と、トナー排出口を開閉するためのシャッターと、カートリッジ本体内のトナーをトナー排出口へ搬送するためのスクリューシャフトと、カートリッジ本体内のトナーをスクリューシャフト側へ送り込むためのパドル部材と、パドル部材の先端側に設けられたトナー流入阻止片とを備え、モノクロまたはフルカラーのコピー機、プリンター、ファクシミリ装置およびこれらの機能を備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置の装置本体に着脱可能（交換可能）に装着される。
また、このトナーカートリッジは次のように構成されてもよく、各構成が組み合わされてもよい。

（１）前記トナー流入阻止片は、前記パドル部材の撹拌羽根におけるトナー排出口側の端部に、前記スクリューシャフトの回転軸と垂直な方向に突出状に配置され、前記スクリューシャフトの回転軸に嵌り込む切欠き凹部を有している。
このようにすれば、トナー流入阻止片を簡素な構造としながらトナー搬送路の突出空間へのトナーの流入を阻止でき、かつトナー流入阻止片のスクリューシャフトからの離脱を容易に行うことができる。

（２）前記パドル部材の前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片とが、可撓性シート部材にて一体状に形成されている。
このようにすれば、トナー流入阻止片をパドル部材に連結する部材を省略して作製することができる。
また、パドル部材およびトナー流入阻止片は弾性変形可能であるため、これらがカートリッジ本体内の内壁面やスクリューシャフト等に接触してもこれらの回転が阻害されることはなく、これらを回転させる駆動部にも過負荷がかからない。
また、パドル部材が可撓性を有することにより、トナー収容部の底部にパドル部材を摺接させながら回転させてトナーを無駄なくトナー搬送路へ送り込むことができる。

（３）前記（２）の場合、前記トナー流入阻止片は、前記パドル部材の撹拌羽根の端部が折り曲げられて形成されており、前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片との境界部分に切欠き部が形成されている。
このようにすれば、撹拌羽根とトナー流入阻止片とを一体状に維持しながら、撹拌羽根の可撓性（柔軟性）を損なわないようにすることができる。
この場合、前記切欠き部の長さが、前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片との接合部分の長さよりも短いことが、前記撹拌羽根の可撓性を向上させる上で好ましい。

（４）前記トナー流入阻止片は、前記スクリューシャフトの回転軸に嵌り込む切欠き凹部を有し、パドル部材の一部にテープまたは紐にて連結されている。
つまり、トナー流入阻止片をパドル部材とは別に形成してパドル部材の一部にテープまたは紐にて連結する点が前記（１）とは異なる。
このようにすれば、既存のパドル部材を用いることができ、パドル部材がトナー流入阻止片に干渉することなく回転することができる。

（５）前記トナー流入阻止片は、パドル部材の回転軸にテープまたは紐を介してトナー流入阻止片を連結されている。
このようにすれば、パドル部材が回転するとテープまたは紐が巻き取られてトナー流入阻止片が回転軸の位置に引き込まれるため、トナー流入阻止片がパドル部材の回転の邪魔にならず好都合となる。

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について詳細に説明する。なお、本発明は次の実施形態に限定されるものではない。

（実施形態１）
図１は本発明の実施形態１に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
実施形態１に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、４つの画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）を備え、各画像形成部５５に備えられた後述のトナーカートリッジ２００（２００ａ〜２００ｄ）を採用したことを特徴としている。
なお、実施形態１では、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、所定のシート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を可視画像として形成するプリンターの場合を例示しているが、画像形成装置としては、外部から伝達される画像データおよび／またはスキャナによって原稿から読み取った画像データに応じても記録媒体に多色または単色の画像を形成することができるコピー機、ファクシミリ装置またはこれらの機能を備えた複合機であってもよい。

＜画像形成装置の全体構成＞
まず、画像形成装置１００の全体構成について詳しく説明する。
図１に示すように、実施形態１に係る画像形成装置１００は、露光ユニットＥと、前記４つの画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）と、中間転写ベルト１１と、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）と、二次転写ローラ１４と、定着装置１５と、用紙搬送路Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３と、給紙カセット１６と、手差し給紙トレイ１７と、排紙トレイ１８と、トナーカートリッジユニット２０等を備えている。
また、各画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）は、露光ユニットＥ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１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）と、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）と、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）と、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）等を備える。

この画像形成装置１００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であり、これらの画像データに基づいて各画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）によって可視画像の形成が行われる。
従って、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、各画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）には、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）およびクリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）がそれぞれ１つずつ設けられている。
そして、各画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）は、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。

なお、各画像形成部５５ａ〜５５ｄは、同様の構成であるため、本明細書において、各画像形成部を統一符号５５で示し、各画像形成部に備えられた各感光体ドラムを統一符号１０１で示し、現像装置を統一符号１０２で示し、各帯電ローラを統一符号１０３で示し、各転写ローラを統一符号１３で示し、各クリーニングユニットを統一符号１０４で示す場合がある。また、前記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄ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。

露光装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４、第１反射ミラー７、および第２反射ミラー８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１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄ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Ｅ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、例えば、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１０１は、露光ユニットＥ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に回転するように制御されている。
感光体ドラム１０１は、例えば、アルミニウム等で製作された金属ドラムからなる基材と、この基材の外周面に積層されたアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の薄膜光導電層とを有してなる。なお、感光体ドラム１０１の構成はこの構成に特に限定されない。

帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１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。
実施形態１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１０３を使用しているが、帯電ローラ１０３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１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面にトナーを供給して静電潜像をトナー像に現像する。
各現像装置１０２ａ〜１０２ｄは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローのトナーを収納しており、各色相に対応する感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローのトナー像に顕像化する。

クリーニングユニット１０４は、現像および画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを潤滑剤等によって除去し回収する。
感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで無端状に形成されており、トナー画像搬送方向の下流側と上流側に配置された駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂ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１１の下部外周面に対向する感光体ドラム１０１は、トナー画像搬送方向の上流側から感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂおよび感光体ドラム１０１ａの順に配置されている。

この中間転写ベルト１１の下部内周面側には、この下部内周面に当接して下部外周面を各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに押し付ける一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されており、中間転写ベルト１１における各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄとの接触位置が一次転写位置となっている。
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１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１０１ａ〜１０１ｄに形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１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１０１ａ〜１０１ｄ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１０１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。
例えば、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１０１ａ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１１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１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸と、この軸の表面を被覆する導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）とを有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１１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１３ａ〜１３ｄ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１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４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１４は、画像形成時において、駆動ローラ１１ａに巻かれた中間転写ベルト１１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１４若しくは駆動ローラ１１ａ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１６または手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間の二次転写位置を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加される。
このように、各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄ上の静電潜像は、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１１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１１の回転によって二次転写位置に搬送され、二次転写位置に搬送されてきた用紙上にトナー像が転写される。

用紙へ転写されずに中間転写ベルト１１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１２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１２には、中間転写ベルト１１に接触する、例えば、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は、中間転写ベルト１１における従動ローラ１１ｂにて支持されている外周面部分に接触するよう配置されている。

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１５ａと加圧ローラ１５ｂを備える定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂ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。
そして、トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。

画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間および定着装置１５を経由して排紙トレイ１８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。
用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６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１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ１０、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、および用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。

また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａおよび搬送ローラｒ１０を配置した用紙搬送路Ｐ２が設けられている。
さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９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１８ａは、正逆両方向に回転可能に設けられており、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１８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１８ａは、用紙の後端が定着装置１５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。これによって、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Ｐ１に導かれる。

レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７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１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。
このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には、回転を停止していると共に、中間転写ベルト１１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１９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１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で、用紙の前端部と中間転写ベルト１１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５５ａ〜５５ｄ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１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部５５ａ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１３ａのみが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに圧接させる。

＜トナーカートリッジの構成＞
次に、実施形態１に係る特徴的なトナーカートリッジ２００の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図２は実施形態１に係る画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジを具備するトナーカートリッジユニットの構成を示す斜視図である。
また、図３は実施形態１におけるトナーカートリッジが画像形成装置に装着される前の側面断面図であり、図４は図３におけるトナーカートリッジのＡ−Ａ線断面図であり、図５は図３におけるトナーカートリッジのＢ−Ｂ線断面図であり、図６は実施形態１におけるトナーカートリッジのパドル部材を示す斜視図である。

図２〜図６に示すように、このトナーカートリッジ２００は、一方向に長い密封容器状に形成されてその長手方向一端側にトナー排出口２０４ａを有するトナー収容用カートリッジ本体２０１と、カートリッジ本体２０１の外面側に設けられてトナー排出口２０４ａを開閉するためのシャッター２０３と、カートリッジ本体２０１内に前記長手方向の回転軸心廻りに回転可能に設けられてカートリッジ本体２０１内のトナーＴをトナー排出口２０４ａへ搬送するためのスクリューシャフト２０２と、カートリッジ本体２０１内にスクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａと平行な回転軸２０６ａを有しカートリッジ本体２０１内のトナーＴをスクリューシャフト２０２側へ送り込むためのパドル部材２０６と、パドル部材２０６の一部に連結されたトナー流入阻止片２０５とを備える。

このトナーカートリッジ２００において、カートリッジ本体２０１は、略直方体部分２０１ａと、略直方体部分２０１ａの長手方向の一端側に連設された突出部分２０１ｂとを有している。なお、カートリッジ本体２０１内のスクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａの一端は、突出部分２０１ｂの側壁を貫通して外部に突出しており、その一端に駆動ギア２０２ｃが取り付けられている。

トナーカートリッジ２００は、図２に示すように、トナーカートリッジホルダ２０ｘに４つ並んで装着されており、これによりトナーカートリッジユニット２０が構成されている。
トナーカートリッジホルダ２０ｘは、上方開口容器形であって、その内部には区画壁によって仕切られた４つの凹部を有し、４つ凹部にトナーカートリッジ２００が収容される。
また、トナーカートリッジホルダ２０ｘの凹部の長手方向両側の壁部には、各トナーカートリッジ２００の前記駆動ギア２０２ｃを挿通させる窓部およびロックレバー２０ａが揺動可能に取り付けられた切欠き部が形成されている。
トナーカートリッジ２００をトナーカートリッジホルダ２０ｘの凹部に嵌め込み、トナーカートリッジホルダ２０ｘのロックレバー２０ａを持ち上げることにより、カートリッジ本体２０１を右方向（矢印Ｆ方向）に移動させて、トナーカートリッジホルダ２０のストッパプレート２０ｂに押し当てた状態で保持される。

さらに、トナーカートリッジホルダ２０ｘの凹部の底壁には、装着された各トナーカートリッジ２００のトナー排出口２０４ａと対向する位置からその近傍の端縁に亘って切欠き窓部（図示省略）が形成されている。
画像形成装置にトナーカートリッジユニット２０を装着する際、トナーカートリッジ２００がトナー補給パイプ１０５に対して略水平方向に移動することにより、前記切欠き窓部を通過したトナー補給パイプ１０５の上端にシャッター２０３の端面が当接してシャッター２０３が略水平方向に移動し、トナー排出口２０４ａがトナー補給パイプ１０５と対向する位置に配置されると、トナー排出口２０４ａが開放する（図１、図７参照）。
なお、画像形成装置には、各トナーカートリッジ２００のパドル部材２０６側の駆動ギアとスクリューシャフト２０２側の駆動ギアとにそれぞれ噛合して駆動モータからの回転力を伝達するギアが設けられている。

カートリッジ本体２０１はその内部に、パドル部材２０６が配置される大容積の空間であってトナーＴの大半が収容されるトナー収容部２０１ｘと、スクリューシャフト２０２が配置される小容積の空間であってトナー収容部２０１ｘと連通して隣接しかつその長手方向の一端側にトナー排出口２０４ａが配置されたトナー搬送路２０１ｙとを有している。
このトナー搬送路２０１ｙの長手方向の一端部分は、カートリッジ本体２０１の突出部分２０１ｂの内部空間であって、トナー排出口２０４ａを有するトナー排出部２０４となっている。
つまり、カートリッジ本体２０１は、トナー搬送路２０１ｙがトナー収容部２０１ｘよりも長手方向の一端側へ突出する形状に形成されていると共に、トナー排出口２０４ａは、トナー収容部２０１ｘよりも長手方向の一端側へ突出したトナー搬送路２０１ｙの突出空間に配置されている。
なお、トナー収容部２０１ｘおよびトナー搬送路２０１ｙの底面は円弧状に形成されている。

トナー排出口２０４ａは、トナー排出部２０４の底部に設けられる四角形の開口部であり、スクリューシャフト２０２で運ばれてきたトナーＴをトナーカートリッジ２００の外部へ排出するための開口である。
シャッター２０３は、トナー排出口２０４ａを閉鎖する位置にスライド可能に設けられる略四角形の板状のシャッターであり、トナーカートリッジ２００が画像形成装置に装着された際にトナー排出口２０４ａを開放するためのものである。
トナーカートリッジ２００が画像形成装置に装着される前の状態において、シャッターは、例えば、図示しないバネ部材によってトナー排出口２０４ａを閉鎖する方向に弾発付勢されている。

パドル部材２０６は、回転軸２０６ａと、回転軸２０６ａに取り付けられた１枚の長方形撹拌羽根２０６ｂとを有してなる。
回転軸２０６ａの一端は、トナー収容部２０１ｘ内のカートリッジ本体２０１の長手方向一端側の側壁を回転可能に貫通し、その一端に図示しない駆動ギアが取り付けられている。
また、回転軸２０６ａの他端は、トナー収容部２０１ｘ内のカートリッジ本体２０１の長手方向他端側の側壁に設けられた凹部に回転可能に嵌め込まれて支持されている。

撹拌羽根２０６ｂは、適度な柔軟性と剛性を併せ持つ樹脂シート（例えば、ＰＥＴシート）、ゴムシート等の可撓性シート部材からなり、その長さはトナー収容部２０１ｘの長さよりも僅かに短い寸法であり、その幅はトナー収容部２０１の底面に十分摺接する寸法である。
攪拌パドル２０７は、回転軸２０６ａが矢印Ｅ方向に回転することにより、トナー収容部２０１ｘ内のトナーＴを解し、かつ解したトナーＴをトナー搬送路２０１ｙ内に送り込む。

スクリューシャフト２０２は、前記回転軸２０２ａと、回転軸２０２ａに取り付けられた前記トナー排出部２０４内に収まる径方向寸法の螺旋羽根２０２ｂとを有するオーガスクリューである。
回転軸２０２ａの一端は前記の如く回転可能に支持されると共に、回転軸２０２ａの他端はトナー搬送路２０１ｙ内のカートリッジ本体２０１の長手方向他端側の側壁に設けられた凹部に回転可能に嵌め込まれて支持されている。

トナー流入阻止片２０５は、図３および図５（実線）に示すように、カートリッジ本体２０１が画像形成装置に装着される前の状態においてトナー搬送路２０１ｙ内でのトナーのトナー排出口２０４ａ側への流入を阻止する阻止位置に配置され、かつ、図７および図５（二点鎖線）に示すように、カートリッジ本体２０１が画像形成装置に装着された後の状態においてパドル部材２０６と共に回転して前記阻止位置から離間するように構成されている。
ここで、「阻止位置」とは、トナー収容部２０１ｘ側に開口する前記突出空間であるトナー排出部２０４の開口部であり、この阻止位置にトナー流入阻止片２０５が配置されることにより、トナーカートリッジ２００の画像形成装置への装着前では、カートリッジ本体２０１の略直方体部分２０１ａの内部に収容されているトナーＴをトナー排出部２０４内へ流入し難くしている。

トナー流入阻止片２０５は、パドル部材２０６の撹拌羽根２０６ｂにおけるトナー排出口２０４ａ側の端部に、スクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａと垂直な方向に突出状に配置され、スクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａに嵌り込む切欠き凹部２０５ａを有している。
さらに具体的に説明すると、実施形態１の場合、パドル部材２０６の撹拌羽根２０６ｂとトナー流入阻止片２０５とが、例えば、ＰＥＴシートといった可撓性シート部材にて一体状に形成されている。

この場合、長方形の可撓性シート部材の一方の短辺を折り曲げ、その折り曲げた部分の略半分を切除し、残部の先端側の外周をカートリッジ本体２０１内のトナー搬送路２０１ｙの断面形状に一致させかつ前記切欠き凹部２０５ａを形成するようカットする。
このように、トナー流入阻止片２０５は、パドル部材２０６の撹拌羽根２０６ｂのトナー排出部２０４側に配置される端部が折り曲げられて形成されている。
なお、切欠き凹部２０５ａは、スクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａと略同一径の円形奥部と、外側から内側に向って幅が円形奥部の径よりも少し狭くなる扇形開口部とを有する形状である。

さらに、撹拌羽根２０６ｂとトナー流入阻止片２０５との境界部分に切欠き部２０７が形成されている。このとき、撹拌羽根２０６ｂとトナー流入阻止片２０５とを一体状に維持しながら、撹拌羽根２０６ｂの可撓性（柔軟性）を維持させるために、切欠き部２０７の長さは、撹拌羽根２０６ｂとトナー流入阻止片２０５との接合部分２０７ａの長さよりも長く設定されている。

このように構成されたトナーカートリッジ２００は、図３と図５に示すように、画像形成装置に装着する前は、パドル部材２０６の撹拌羽根２０６ｂがスクリューシャフト２０２側の初期位置に配置され、かつトナー流入阻止片２０５の切欠き凹部２０５ａがスクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａに嵌り込んだ初期位置に配置されている。
このとき、トナー流入阻止片２０５は、トナー排出部２０４の開口縁と螺旋羽根２０２ｂとに密着させた状態で回転軸２０２ａに取り付けられる。
これにより、トナー排出部２０４の開口部の大半がトナー流入阻止片２０５によって塞がれるが、トナー流入阻止片２０５は切欠き凹部２０５ａを有しているため、トナー排出部２０４の開口部の一部は塞がれていない。

しかしながら、トナー流入阻止片２０５によってトナー排出部２０４の開口部の大半が塞がれることにより、例えば、トナー排出部２０４を下にしてトナーカートリッジ２００が保管されたり輸送されたりした場合でも、トナー流入阻止片２０５が無い場合と比べて、トナー排出部２０４内へトナーＴが流入し難くなり、トナー排出部２０４内に空間Ｓが生じ易くなる。
その結果、トナー排出口２０４ａ付近のトナーＴが圧力により凝集あるいは塊になってしまうことがなく、トナー排出口２０４ａを塞いでしまうということがない。
したがって、トナー排出部２０４内に空間Ｓを有する各トナーカートリッジ２００が装着されたトナーカートリッジホルダ２０を、画像形成装置に装着すると、図７に示すように、シャッター２０３が開き、トナー排出部２０４内のトナーＴがトナー補給パイプ１０５内へ落下し、トナー排出部２０４内の空間Ｓが広がる。

そして、画像形成装置の駆動時に、図４と図５に示すように、パドル部材２０６の回転軸２０６ａが矢印Ｅ方向に回転すると、撹拌羽根２０６ｂは初期位置から上方へ回転し、その後、撹拌羽根２０６ｂは弾性変形してその先端側がカートリッジ本体２０１の内壁面に摺接しながら回転し、トナー収容部２０１内のトナーを解しながら掻き出すようにしてトナー搬送路２０１ｙへ送る。
このとき、撹拌羽根２０６ｂと一体化したトナー流入阻止片２０５も初期位置から上方へ移動し、スクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａから離脱する。これにより、トナー排出部２０４の開口部が完全に開放する。
また、切欠き部２０７によって撹拌羽根２０６ｂとトナー流入阻止片２０５との接合部分の長さが短くされており、この接合部分はトナー流入阻止片２０５の捻り方向に弾性変形するため、撹拌羽根２０６ｂの回転に干渉することなくトナー流入阻止片２０５もカートリッジ本体２０１の内壁面に摺接しながら回転する。

一方、画像形成装置の駆動時には、スクリューシャフト２０２も回転しており、トナー搬送路２０１ｙ内のトナーをトナー排出部２０４側へ搬送する。
このとき、トナー排出部２０４内には幾分トナーが存在するが、凝集または塊となっておらず、それに加え、そのトナーの上方には空間Ｓも存在するため、回転する螺旋羽根２０２ｂによってトナー排出部２０４内のトナーは十分に解されてトナー排出口２０４ａから落下し、トナー補給パイプ１０５を通って現像装置１０２内へ供給され、トナー搬送路２０１ｙ内のトナーも順次トナー排出部２０４へ送られる。

（実施形態２）
図８は本発明の実施形態２におけるパドル部材とトナー流入阻止片を示す斜視図であり、図９（Ａ）および（Ｂ）は実施形態２におけるパドル部材とトナー流入阻止片の初期位置を示す断面図である。なお、図９（Ａ）および（Ｂ）において、図４と図５中の要素と同様の要素には同一の符号を付している。

実施形態２の図示しないトナーカートリッジは、トナー流入阻止片２１５が、スクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａに嵌り込む切欠き凹部２１５ａを有することは実施形態１と同様であるが、パドル部材２１６の撹拌羽根２１６ｂとは個別に形成されており、パドル部材２１６の一部に、例えば、樹脂製のテープ２１７または紐にて連結されている点が実施形態１とは異なる。
実施形態２のトナーカートリッジにおいて、その他の構成は実施形態１と同様である。

具体的には、トナー流入阻止片２１５は、パドル部材２１６の回転軸２１６ａにテープ２１７または紐にて連結されている。
このとき、カートリッジ本体２０１内において、テープ２１７または紐の一端は、回転軸２１６ａのトナー排出部側に接着等によって固着され、その他端はトナー流入阻止片２１５の切欠き凹部２１５ａと反対側の端縁に接着される。

このように構成された実施形態２のトナーカートリッジも、図９（Ａ）と（Ｂ）に示すように、画像形成装置に装着する前は、パドル部材２１６の撹拌羽根２１６ｂがスクリューシャフト２０２側の初期位置に配置され、かつトナー流入阻止片２１５の切欠き凹部２１５ａがスクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａに嵌り込んだ初期位置に配置されている。それに加え、トナー流入阻止片２１５は、トナー排出部の開口縁と螺旋羽根２０２ｂとに密着させた状態で回転軸２０２ａに取り付けられる。
なお、トナー流入阻止片２１５におけるトナー排出部の開口縁との接触部分に粘着剤を塗布することにより、回転軸２０２ａ上でトナー流入阻止片２１５がぐらつかないようにしてもよい。

これにより、トナー排出部の開口部の大半がトナー流入阻止片２１５によって塞がれるため、実施形態１と同様に、トナー排出部を下にしてトナーカートリッジが保管されたり輸送されたりした場合でも、トナー流入阻止片２１５が無い場合と比べて、トナー排出部内へトナーが流入し難くなり、トナー排出部内に空間が生じ易くなる。
その結果、トナー排出口付近のトナーが圧力により凝集あるいは塊になってしまうことがなく、トナー排出口を塞いでしまうということがない。

そして、画像形成装置の駆動時に、図９（Ａ）と（Ｂ）に示すように、パドル部材２１６の回転軸２１６ａが矢印Ｅ方向に回転することにより、テープ２１７または紐が回転軸２１６ａに巻き取られ、それによりトナー流入阻止片２１５が回転軸２１６ａの方へ引っ張られてスクリューシャフト２０２の回転軸２０２ａから離脱する。これにより、トナー排出部２０４の開口部が完全に開放する。
この場合、トナー流入阻止片２１５は、最終的にパドル部材２１６の回転軸２１６ａまで引き寄せられるため、撹拌羽根２１６ｂの回転に全く干渉しない。

５５（５５ａ〜５５ｄ） 現像部
１００ 画像形成装置
１０１（１０１ａ〜１０１ｄ） 感光体ドラム
２００ トナーカートリッジ
２０１ カートリッジ本体
２０１ｘ トナー収容部
２０１ｙ トナー搬送路
２０２ スクリューシャフト
２０２ａ 回転軸
２０３ シャッター
２０４ トナー排出部
２０４ａ トナー排出口
２０５、２１５ トナー流入阻止片
２０５ａ、２１５ａ 切欠き凹部
２０６、２１６ パドル部材
２０６ａ、２１６ａ 回転軸
２０６ｂ、２１６ｂ 撹拌羽根
２０７ 切欠き部
２０７ａ 接合部分
２１７ テープ
Ｔ トナー

Claims (8)

1. 一方向に長い密封容器状に形成されてその長手方向一端側にトナー排出口を有するトナー収容用カートリッジ本体と、該カートリッジ本体の外面側に設けられて前記トナー排出口を開閉するためのシャッターと、該カートリッジ本体内に前記長手方向の回転軸心廻りに回転可能に設けられてカートリッジ本体内のトナーを前記トナー排出口へ搬送するためのスクリューシャフトと、前記スクリューシャフトの回転軸と平行な回転軸およびこの回転軸に取り付けられた撹拌羽根を前記カートリッジ本体内に有しカートリッジ本体内のトナーを前記スクリューシャフト側へ送り込むためのパドル部材と、該パドル部材の一部に連結されたトナー流入阻止片とを備え、
   前記カートリッジ本体は、前記パドル部材が配置される大容積の空間であってトナーの大半が収容されるトナー収容部と、前記スクリューシャフトが配置される小容積の空間であって前記トナー収容部と連通して隣接しかつその長手方向の一端側に前記トナー排出口が配置されたトナー搬送路とを内部に有し、
   前記トナー流入阻止片は、前記カートリッジ本体が画像形成装置に装着される前の状態において前記トナー搬送路内でのトナーのトナー排出口側への流入を阻止する阻止位置に配置され、かつ前記カートリッジ本体が画像形成装置に装着された後の状態において前記パドル部材と共に回転して前記阻止位置から離間するように構成され、
   前記カートリッジ本体は、前記トナー搬送路が前記トナー収容部よりも前記長手方向の一端側へ突出する形状に形成されており、
   前記トナー排出口は、前記トナー収容部よりも前記長手方向の一端側へ突出した前記トナー搬送路の突出空間に配置されており、
   前記トナー流入阻止片の前記阻止位置が、前記トナー収容部側に開口する前記突出空間の開口部であることを特徴とするトナーカートリッジ。
2. 前記トナー流入阻止片は、前記パドル部材の撹拌羽根におけるトナー排出口側の端部に、前記スクリューシャフトの回転軸と垂直な方向に突出状に配置され、前記スクリューシャフトの回転軸に嵌り込む切欠き凹部を有している請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 前記パドル部材の前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片とが、可撓性シート部材にて一体状に形成されている請求項１または２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記トナー流入阻止片は、前記パドル部材の撹拌羽根の端部が折り曲げられて形成されており、
   前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片との境界部分に切欠き部が形成されている請求項３に記載のトナーカートリッジ。
5. 前記切欠き部の長さが、前記撹拌羽根と前記トナー流入阻止片との接合部分の長さよりも長い請求項４に記載のトナーカートリッジ。
6. 前記トナー流入阻止片は、前記スクリューシャフトの回転軸に嵌り込む切欠き凹部を有し、かつ前記パドル部材の一部にテープまたは紐にて連結されている請求項１に記載のトナーカートリッジ。
7. 前記トナー流入阻止片は、前記パドル部材の回転軸にテープまたは紐にて連結されている請求項６に記載のトナーカートリッジ。
8. 表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム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部と、該現像部にトナーを補給するための請求項１〜７のいずれか１つに記載のトナーカートリッジと、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写部と、トナー像を記録媒体に定着させる定着部とを備えた画像形成装置。

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