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トナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置 - ブラザー工業株式会社
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発明の名称 トナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−86324(P2007−86324A)
公開日 平成19年4月5日(2007.4.5)
出願番号 特願2005−274098(P2005−274098)
出願日 平成17年9月21日(2005.9.21)
代理人 【識別番号】100082500
【弁理士】
【氏名又は名称】足立 勉
発明者 佐藤 正吾
要約 課題
トナーを排出する開口部の開放及び閉塞が容易な上、トナーの収容量を小さくすることなく、画像形成装置の薄型化に寄与するトナーカートリッジと、これに関連する技術とを提供する。

解決手段
筐体41の正面の外壁は、曲面が当該筐体41の外部方向へ突出する半円筒状に成形され、その中央部には開口部S1が形成されている。また、筐体41の正面端部には、周壁に開口部S2が形成された隔壁42が、筐体41の正面端部の外壁の曲面に当該隔壁42の周壁を沿わせた状態で回動できるように装着されている。そして、クランク機構44及びアジテータ45,46がトナーを正面端部側へ搬送する動力を発生する。
特許請求の範囲
【請求項1】
静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置に装着可能であり、装着時においては筐体の内部に収容しているトナーを前記現像装置に供給可能なトナーカートリッジであって、
前記筐体は、
曲面が該筐体の外部方向へ突出する半円筒状に成形された外壁と、該筐体の内部と外部とを挿通し、トナーを前記筐体の外部へ排出する第1の開口部とが形成された端部である曲面端部を備え、
更に、
半円筒からなり、該半円筒の周壁に、前記第1の開口部と対向することで前記筐体の内部へ挿通する第2の開口部が形成され、前記曲面端部における外壁の曲面に前記半円筒の周壁を沿わせた状態で回動する隔壁と、
前記筐体内のトナーを前記曲面端部側へ搬送する動力を発生する第1の動力発生手段と、
前記筐体内のトナーを前記第1の動力発生手段へと搬送する動力を発生する第2の動力発生手段と、
前記隔壁を回動操作するための回動操作手段と
を備えることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項2】
前記第1の動力発生手段は、
前記第1の開口部と前記第2の開口部とが挿通した状態で、前記筐体内のトナーを前記第1の開口部と前記第2の開口部とを介して前記筐体の外部へ排出することを特徴とする請求項1記載のトナーカートリッジ。
【請求項3】
前記筐体内には、
前記第1の開口部に対向し、第3の開口部が形成された内壁が設けられ、
前記第1の動力発生手段は、
前記第1の開口部と前記第3の開口部との間に設けられていることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のトナーカートリッジ。
【請求項4】
前記筐体内には、
前記第1の開口部に対向し、第3の開口部が形成された内壁が設けられ、
前記第3の開口部の開口面積は、
前記第1の開口部の開口面積よりも大きく設定されていることを特徴とする請求項1乃至請求項3いずれか記載のトナーカートリッジ。
【請求項5】
前記筐体は、
前記曲面端部の外壁の曲面における、前記隔壁の回動方向に沿った端部の少なくとも一方に窪みが設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項4いずれか記載のトナーカートリッジ。
【請求項6】
静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置であって、
請求項1乃至請求項5いずれか記載のトナーカートリッジにおけるトナーの搬送方向を水平方向にした状態で該トナーカートリッジを装着することを特徴とする現像装置。
【請求項7】
静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、
請求項1乃至請求項5いずれか記載のトナーカートリッジと
を備え、前記トナー像を記録媒体上に転写することで、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、
前記トナーカートリッジにおけるトナーの搬送方向を水平方向にした状態で該トナーカートリッジを前記現像装置に装着することを特徴とする画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像として現像する現像装置に装着され、筐体の内部に収容しているトナーを現像装置に供給するトナーカートリッジと、これに関連する技術とに関する。
【背景技術】
【0002】
従来より、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、現像装置に装着され、筐体の内部に収容しているトナーを現像装置に供給するトナーカートリッジとを備え、トナー像を記録媒体上に転写することで、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置が様々に開発されている。
【0003】
そして、そのなかの1つとして、トナーを排出する第1の開口部が外周面上に形成された円筒状の筐体と、第1の開口部と対向することで第1の開口部を開放する第2の開口部が形成され、筐体の外周面を覆う円筒状のスライドカバーとを備えたトナーカートリッジを現像装置に装着する画像形成装置がある(特許文献1を参照)。
【0004】
この画像形成装置では、ユーザは、トナーカートリッジを現像装置に装着する際には、一方の手でトナーカートリッジのスライドカバーを押さえながら、もう一方の手でトナーカートリッジの第1の開口部と第2の開口部とが対向するようにトナーカートリッジの筐体を回動するだけで、トナーカートリッジの第1の開口部を容易に開放できる。また、トナーカートリッジを現像装置から取り外す際には、一方の手でトナーカートリッジのスライドカバーを押さえながら、もう一方の手でトナーカートリッジの第1の開口部と第2の開口部とが非対向となるようにトナーカートリッジの筐体を回動するだけで、トナーカートリッジの第1の開口部を容易に閉塞できる。
【特許文献1】特開2004−61757号公報(段落[0083]、図12)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
ところで、近年、大きな空間を占有することなく画像形成装置をオフィスなどに設置できるように、画像形成装置の薄型化が望まれている。
ここで、上述の画像形成装置を薄型化する場合、例えば、トナーカートリッジの筐体の径を小さくすることで画像形成装置の薄型化に寄与することができる。
【0006】
しかしながら、トナーカートリッジの筐体の径を小さくすると、トナーカートリッジにおけるトナーの収容量が小さくなるという問題が生じてしまう。
そこで、本発明は、トナーを排出する開口部の開放及び閉塞が容易な上、トナーの収容量を小さくすることなく、画像形成装置の薄型化に寄与するトナーカートリッジと、これに関連する技術と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】
【0007】
上記目的を達成するためになされた請求項1記載の発明は、静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置に装着可能であり、装着時においては筐体の内部に収容しているトナーを現像装置に供給可能なトナーカートリッジであって、筐体は、曲面が該筐体の外部方向へ突出する半円筒状に成形された外壁と、該筐体の内部と外部とを挿通し、トナーを筐体の外部へ排出する第1の開口部とが形成された端部である曲面端部を備え、更に、半円筒からなり、該半円筒の周壁に、第1の開口部と対向することで筐体の内部へ挿通する第2の開口部が形成され、曲面端部における外壁の曲面に半円筒の周壁を沿わせた状態で回動する隔壁と、筐体内のトナーを曲面端部側へ搬送する動力を発生する第1の動力発生手段と、筐体内のトナーを第1の動力発生手段へと搬送する動力を発生する第2の動力発生手段と、隔壁を回動操作するための回動操作手段とを備えることを特徴とする。
【0008】
このように構成されたトナーカートリッジでは、トナーを排出する第1の開口部が外部から隔壁によって閉塞されているものの、ユーザが、第1の開口部と第2の開口部とが対向するように回動操作手段によって隔壁を回動操作するだけで、第1の開口部を容易に開放できる。また、ユーザは、第1の開口部と第2の開口部とが非対向となるように回動操作手段によって隔壁を回動操作するだけで、第1の開口部を容易に閉塞できる。
【0009】
また、このトナーカートリッジでは、第1の動力発生手段が、筐体内のトナーを曲面端部側へ搬送する動力を発生し、第2の動力発生手段が、筐体内のトナーを第1の動力発生手段へと搬送する動力を発生するため、トナーを重力に対して垂直な方向(つまり、水平方向)にも搬送できる。
【0010】
つまり、このトナーカートリッジは、現像装置に対して水平方向にトナーを供給できるため、筐体内の空間を鉛直方向に大きく確保する必要がなく、筐体内の空間を水平方向に大きく確保しさえすれば、トナーの収容量を小さくすることなく、筐体を薄型化できる。
【0011】
以上より、本第1の発明によれば、トナーを排出する開口部の開放及び閉塞が容易な上、トナーの収容量を小さくすることなく、画像形成装置の薄型化に寄与するトナーカートリッジを提供できる。
【0012】
但し、ここでいう「水平方向」は、完全な水平方向だけでなく、トナーが重力で搬送されない程度に傾いた方向も含む(以下同様)。
尚、本第1の発明において、第1の動力発生手段及び第2の動力発生手段は、筐体内のトナーを搬送する動力を発生するのであればどのように構成されていてもよく、それ自体が動力を発生するように構成されていてもよいし、外部の動力発生源からの動力を受けて動力を発生するように構成されていてもよい。
【0013】
また、第1の動力発生手段は、第1の開口部と前記第2の開口部とが挿通した状態で、筐体内のトナーを前記第1の開口部と前記第2の開口部とを介して筐体の外部へ排出するように構成されているとよい。
【0014】
このように第1の動力発生手段が構成されていれば、薄い形状のトナーボックスであっても、第1の動力発生手段と第2の動力発生手段とが協業することで、好適にトナーを現像装置に排出することができる。
【0015】
また、筐体内は、1つの空間からなっていてもよいし、第1の開口部に対向し、第3の開口部が形成された内壁が設けられ、この内壁によって分割されていてもよい。
そして、内壁によって筐体内が分割されている場合には、第1の動力発生手段は、第1の開口部と第3の開口部との間に設けられていることが望ましい。
【0016】
また、第3の開口部は、内壁におけるどの部位に形成されていてもよいが、第1の開口部と対向する部位に形成されていることが望ましい。
このように第3の開口部が形成されていれば、第1の開口部を開放した際に、第1の開口部、第2の開口部、第3の開口部が全て対向し、第2の開口部から第3の開口部までが連通するため、内壁によって筐体内の空間が分割されていても、筐体内のトナーを第2の開口部へ効率よく搬送でき、ひいては、トナーを効率よく現像装置に供給できる。
【0017】
また、第1の開口部及び第2の開口部の開口面積はどのように設定されていてもよいが、第3の開口部の開口面積は、第1の開口部の開口面積よりも大きく設定されていることが望ましい。
【0018】
このように第3の開口部の開口面積が設定されていれば、第2の開口部の開口面積が第1の開口部の開口面積に対してどのように設定されていても、第1の開口部を開放した際に、筐体の外部へのトナーの排出よりも曲面端部側へのトナーの搬送の方を効率よく行うことができる。このため、筐体内に多くのトナーが残存しているにも関わらず、曲面端部内のトナーが少なくなってしまうことを防止できる。
【0019】
また、筐体は、曲面端部の外壁の曲面における、隔壁の回動方向に沿った端部の少なくとも一方に窪みが設けられているとよい。
このように筐体が構成されていれば、当該トナーカートリッジを装着する現像装置が、当該トナーカートリッジの隔壁を介して当該トナーカートリッジの第1の開口部に対向するトナーの取込口と、この取込口を外部から閉塞するシャッタとを備え、トナーカートリッジの隔壁の回動方向に沿ってシャッタを移動可能に構成されている場合に、シャッタは、現像装置の取込口の開放に伴い、トナーカートリッジの窪みに退避することができる。
【0020】
次に、第2の発明は、静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置であって、請求項1乃至請求項3いずれか記載のトナーカートリッジにおけるトナーの搬送方向を水平方向にした状態で該トナーカートリッジを装着することを特徴とする。
【0021】
この現像装置によれば、第1の発明のトナーカートリッジの装着時に、トナーの搬送方向を水平方向に設定できる。
そして、トナーの搬送方向を水平方向に維持したままで、この現像装置を装着するように画像形成装置が構成されていれば、この現像装置は、画像形成装置の薄型化に寄与できる。
【0022】
次に、第3の発明は、静電潜像にトナーを付着させて、該静電潜像をトナー像として現像する現像装置と、請求項1乃至請求項3いずれか記載のトナーカートリッジとを備え、トナー像を記録媒体上に転写することで、該記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であって、トナーカートリッジにおけるトナーの搬送方向を水平方向にした状態で該トナーカートリッジを現像装置に装着することを特徴とする。
【0023】
つまり、この画像形成装置では、現像装置に装着された第1の発明のトナーカートリッジにおけるトナーの搬送方向を水平方向に設定するため、この画像形成装置は薄型化できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
以下に本発明の実施形態を図面と共に説明する。
まず、図1は、本発明を適用したプリンタ1の内部構造を簡略的に示す断面図である。尚、図1では、図中左方向がプリンタ1の前方に向かう方向である。
【0025】
図1に示すように、プリンタ1は、本体2と、給紙カセット3とを備え、本体2の下部に給紙カセット3が装着されている。
そして、給紙カセット3は、バネ4によって前側が上方に付勢された支持板5を内部に備え、支持板5の上面には、記録媒体としての用紙(図示せず)が積層されている。
【0026】
一方、本体2は、当該本体2の前部に開口部6が形成されている。そして、本体2は、開口部6の外側に蓋体7を開閉自在に備え、蓋体7によって開口部6を開放及び閉塞できるように構成されている。
【0027】
また、本体2は、給紙機構8と、画像形成機構9と、排紙機構10とを内部に備える。
ここで、給紙機構8は、支持板5の前方上方に、互いに対向するように給紙ローラ11と搬送ローラ12とを備え、給紙ローラ11と搬送ローラ12とが協働して支持板5の前方から支持板5上の用紙を一枚づつ取り込むように構成されている。
【0028】
また、給紙機構8は、給紙ローラ11の前方から給紙ローラ11の上方に至る経路を形成するガイド13を備え、給紙ローラ11と搬送ローラ12とが取り込んだ用紙をガイド13に沿って本体2の後方に反転させるように構成されている。
【0029】
更に、給紙機構8は、給紙ローラ11の後方に、互いに当接するようにレジストローラ14,15を備え、レジストローラ14,15が協働して、ガイド13によって反転された用紙を画像形成機構9に搬送するように構成されている。
【0030】
また、画像形成機構9は、プロセス機構16と、スキャナ機構17と、定着機構18とから構成されている。
ここで、プロセス機構16は、給紙機構8の上方に現像装置19を備える。そして、現像装置19は、トナーカートリッジ40と現像カートリッジ50とを備え、トナーカートリッジ40が現像カートリッジ50の前方から水平方向に現像カートリッジ50に装着されている。尚、トナーカートリッジ40と現像カートリッジ50の詳細については後述する。
【0031】
また、プロセス機構16は、現像カートリッジ50の後方に、現像カートリッジ50に具備された現像ローラ51dと当接するように感光体ドラム20を備え、感光体ドラム20上に形成された静電潜像に現像ローラ51d上のトナーを付着させて、静電潜像をトナー像として現像するように構成されている。
【0032】
また、プロセス機構16は、感光体ドラム20の後方上方に、スコロトロン帯電器21を備え、スコロトロン帯電器21によって感光体ドラム20の表面を帯電させるように構成されている。
【0033】
また、プロセス機構16は、感光体ドラム20の下方に、感光体ドラム20と当接するように転写ローラ22を備え、感光体ドラム20と転写ローラ22とが協働して給紙機構8から用紙を取り込むと共に、感光体ドラム20上のトナー像を、取り込んだ用紙に転写するように構成されている。
【0034】
また、スキャナ機構17は、プロセス機構16の上方に設けられている。そして、スキャナ機構17は、等角速度で回転駆動されるポリゴンミラー23を備え、図示しないレーザ光線発生器にて発生されたレーザ光線(図中の一点鎖線)をポリゴンミラー23で反射し、レーザ光線Lを等角速度で走査するように構成されている。
【0035】
また、スキャナ機構17は、ポリゴンミラー23の前方上方に、fθレンズ24を備え、fθレンズ24にポリゴンミラー23で反射されたレーザ光線を透過させ、レーザ光線の走査速度を等角速度から等速度に補正するように構成されている。
【0036】
また、スキャナ機構17は、fθレンズ24の前方上方に、折り返しミラー25を備え、fθレンズ24を透過したレーザ光線を折り返しミラー25によって折り返しミラー25の後方下方に反射するように構成されている。
【0037】
また、スキャナ機構17は、折り返しミラー25の後方下方に、シリンドリカルレンズ26を備え、シリンドリカルレンズ26に折り返しミラー25で反射されたレーザ光線を透過させ、ポリゴンミラー23にて規定された方向とは異なる方向に反射されたレーザ光線を副走査方向に偏向するように構成されている。
【0038】
また、スキャナ機構17は、シリンドリカルレンズ26の後方下方に、反射ミラー27を備え、シリンドリカルレンズ26を透過したレーザ光線を反射ミラー27によって感光体ドラム20上に反射し、感光体ドラム20上に静電潜像を形成するように構成されている。
【0039】
また、定着機構18は、プロセス機構16の後方に、互いに当接するように加熱ローラ28と押圧ローラ29とを備え、加熱ローラ28と押圧ローラ29とが協働して、プロセス機構16から用紙を取り込むと共に、取り込んだ用紙上に転写されたトナー像を用紙上に熱定着させるように構成されている。
【0040】
また、排紙機構10は、定着機構18の後方に、互いに当接するように1対の搬送ローラ30を備え、これら搬送ローラ30が協働して定着機構18から用紙を取り込むように構成されている。
【0041】
また、排紙機構10は、1対の搬送ローラ30の後方から本体2の上方に至る経路を形成するガイド31,32を備え、1対の搬送ローラ30が取り込んだ用紙をガイド31,32に沿って本体2の上方に導くように構成されている。
【0042】
更に、排紙機構10は、ガイド31,32の上端付近に、互いに当接するように1対の排紙ローラ33を備え、これら排紙ローラ33が協働してガイド31,32から用紙を取り込み、本体2の外部上面に形成された排紙トレイ34に排出するように構成されている。
【0043】
つまり、プリンタ1は、レーザ光線によって静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像をトナー像として現像したのち、トナー像を用紙上に転写することで用紙上に画像を形成する、所謂レーザプリンタとして構成されている。
【0044】
以下、トナーカートリッジ40及び現像カートリッジ50について詳述する。
まず、図2,3を用いて、トナーカートリッジ40の外形について説明する。尚、図2(a)は、トナーカートリッジ40の正面図であり、図2(b)は、トナーカートリッジ40の背面図である。また、図3(a)は、上方から見たトナーカートリッジ40の平面図であり、図3(b)は、トナーカートリッジ40を正面に対する左方向から見たトナーカートリッジ40の左側面図である。但し、図3(a)では、図2(a),(b),図3(b)と異なり、連結部材433が制限部材415へ当接された状態のトナーカートリッジ40を示す。
【0045】
図2,3に示すように、トナーカートリッジ40は、トナーを内部に収容する筐体41を備える。
そして、筐体41は、扁平に成形され、正面から背面に至る水平方向の長さL(図3(b)参照)と、左側面から右側面に至る水平方向の幅W(図2(b)参照)とが、底面から上面に至る鉛直方向の高さH(図2(b)参照)よりも大きく設定されている。より具体的には、筐体41は、幅方向に大きく成形され、幅Wが長さLの2倍程度の大きさに設定されている。
【0046】
また、筐体41は、正面端部が円状の側面形状をなすように成形されている。より具体的には、正面の外壁は、曲面が当該筐体41の外部方向へ突出する半円筒状に成形されている。そして、正面の外壁の曲面に連続して、正面端部の上面及び下面に窪み411,412が形成されている。
【0047】
また、筐体41は、正面端部に隔壁42が装着されている。より具体的には、隔壁42は、半円筒からなり、周壁が筐体41の正面の外壁に沿って筐体41の外部方向に突出している。そして、隔壁42は、当該隔壁42における、筐体41の上面側の端部(上端部)と筐体41の底面側の端部(底端部)とが、正面端部の外壁に沿って屈曲された1対の円弧状部材421によって連結されており、1対の円弧状部材421と共に筐体41の正面端部を囲繞している。つまり、隔壁42は、筐体41の正面端部の外壁の曲面に当該隔壁42の周壁を沿わせた状態で回動できるように正面端部に装着されている。
【0048】
また、隔壁42は、周壁の中央部と上端部との間に、当該隔壁42の周壁を挿通する開口部S2が形成されている。より具体的には、開口部S2の形成部位は、隔壁42の周壁の中央部と上端部との間であって、周壁の長手方向(つまり、筐体41の幅方向)の中央部に設定されている。尚、開口部S2は、隔壁42の長手方向に長い長尺状の平面形状をなすように形成されている。
【0049】
また、隔壁42は、周壁の中央部と底端部との間に、1対の突起422が形成されている。より具体的には、1対の突起422の形成部位は、隔壁42の周壁の中央部と底端部との間であって、隔壁42の左側端部及び右側端部に設定されている。
【0050】
また、隔壁42は、左側端部と、右側端部とにそれぞれ、半円状の平面形状をなす側壁423が形成されており、双方の側壁423上に円形の平面形状をなすギア424が形成されている。
【0051】
また、筐体41は、両側面の中央部に、1対のレバー部材43が回動可能に軸支されている。より具体的には、1対のレバー部材43は、一端側が、ギア424へと水平方向に延伸され、また、他端側が、筐体41の背面へと延伸されている。そして、1対のレバー部材43は、当該レバー部材43が軸支されている部位から筐体41の背面に至る部位の中央部付近にて上方に屈曲されている。
【0052】
尚、1対のレバー部材43における、ギア424へと延伸された一端部(先端部)には、弓形の平面形状をなす係合部431が形成されている。そして、この係合部431には、ギア424に向かう外縁に複数の歯が形成され、形成された歯が、ギア424の歯と係合されている。
【0053】
また、1対のレバー部材43における、筐体41の背面へと延伸された一端部(後端部)には、1対のレバー部材43を互いに連結する連結部材433が一体的に接続されている。つまり、1対のレバー部材43は、筐体41の背面にて、他方のレバー部材43と互いに連結されている。
【0054】
また、筐体41は、背面端部の左側面に、本体2側の駆動軸(図示せず)と連結される連結部413が設けられている。より具体的には、連結部413は、円筒からなり、内周縁に1対の突起413aが互いに対向して設けられ、本体2側の駆動軸が嵌合するように構成されている。
【0055】
また、筐体41は、背面の外壁も、曲面が当該筐体41の外部方向へ突出する半円筒状に成形されている。そして、背面の上端及び下端には、背面から水平方向に突出し、レバー部材43の連結部材433が当接することでレバー部材43の回動範囲を制限する制限部材414,415が設けられている。
【0056】
次に、図4は、トナーカートリッジ40の内部構造を示す断面図である。尚、図4(a)は、トナーカートリッジ40を幅方向の中央部にて長さ方向に切断し、正面に対する左方向からトナーカートリッジ40を見た場合の断面図(図3(a)におけるA−A断面図)である。また、図4(b)は、トナーカートリッジ40を筐体41の左側端部にて長さ方向に切断し、正面に対する左方向からトナーカートリッジ40を見た場合の断面図(図3(a)におけるB−B断面図)である。また、図4(c)は、筐体41の高さ方向の中央部(図4(a)のC−C面)から上面に至る部分を切断(筐体41のみを切断)し、トナーカートリッジ40を上方向から見た場合の平面図である。但し、これらの図では、連結部材433が制限部材415へ当接された状態の筐体41内部の様子を示す。
【0057】
図4に示すように、筐体41の正面の中央部には、筐体41の内部と外部とを挿通する開口部S1が形成されている。尚、開口部S1は、隔壁42の開口部S2と同一の平面形状をなし、ほぼ同一の開口面積を有するように形成されている。そして、隔壁42は、当該隔壁42の底端部が筐体41の窪み412に当接するように回動すると、突起422が筐体41における正面端部の底面へと移動すると共に、開口部S2が筐体41の開口部S1と対向し、開口部S2が筐体41の内部へ挿通する。
【0058】
また、筐体41の正面端部には、円弧状部材421を挿通するための内壁416が設けられている。尚、内壁416は、開口部S1に対向している。そして、内壁416には、開口部S1に対向するように当該内壁416を挿通する開口部S3が形成されている。より具体的には、開口部S3は、開口部S1と同様に長尺状の平面形状を有するように形成されている。但し、開口部S3は、円弧状部材421の挿通路417によって3つに分割されているものの、開口面積の総和が開口部S1よりも大きくなるように形成されている。
【0059】
また、筐体41の内部には、筐体41の背面端部から正面端部に向かって、クランク機構44、アジテータ45,46が順番に配設されている。
ここで、クランク機構44は、クランク軸44aと、懸架部材44bとから構成されている。より具体的には、クランク軸44aは、筐体41の左側端部から右側端部にわたって配設され、その両端部がLの字状に屈曲されている。そして、一端部が、筐体41の右側壁に挿通されている一方、他端部が、筐体41の左側端部内に配設された、連結部413と一体に回転するギア441の中心部に連結されている。
【0060】
また、懸架部材44bは、クランク軸44aの両端部から筐体41内の底面に向けて懸架された1対の棒が、それらの下端部にて、筐体41の左側端部から右側端部にわたって筐体41内の底面に配設された棒で互いに連結された形状に成形されている。
【0061】
つまり、クランク機構44は、クランク軸44aが回転すると、懸架部材44bが水平方向に往復運動するように構成されており、クランク軸44aの回転運動と懸架部材44bの往復運動とによって、筐体41の背面端部内のトナーを攪拌しながら、アジテータ45側へ搬送する動力を発生する。
【0062】
また、アジテータ45は、回転軸45aと、1対のフィルム部材45bとから構成されている。より具体的には、回転軸45aは、筐体41の左側端部から右側端部にわたって配設され、一端部が、筐体41の右側壁に挿通されている一方、他端部が、筐体41の左側端部内に配設されたギア451の中心部に連結されている。尚、ギア451は、ギア441と係合したギア442と係合している。但し、ギア442の径は、ギア441の径とほぼ同じの大きさに設定されている。また、ギア451の径は、ギア442の径よりも小さく設定されている。
【0063】
また、回転軸45aには、その左側端部から右側端部にわたって当該回転軸45aを囲繞する枠45cが形成されている。尚、枠45cには、回転軸45aの軸方向に沿って一定区間毎に仕切り45dが設けられている。そして、枠45cは、筐体41の正面に対する左方向もしくは右方向から見た平面形状が平行四辺形状となるように成形されている。
【0064】
また、1対のフィルム部材45bはそれぞれ、回転軸45aの枠45cにおける1対の長辺と同じ幅を有する樹脂製シートからなり、枠45cの1対の長辺から互いに相対する方向に突出するように枠45cの1対の長辺に貼付されている。但し、1対のフィルム部材45bは、それぞれの突出端部が3つに分割された開口部S3内部にまで突出できるように、突出端部が3つに分割されている。
【0065】
つまり、アジテータ45は、回転軸45aが回転すると、枠45cが1対のフィルム部材45bと共に回転するように構成されており、枠45cと1対のフィルム部材45bとによって、筐体41の中央部内のトナーを攪拌しながら、開口部S3側へ搬送する動力を発生する。
【0066】
また、アジテータ46は、回転軸46aと、1対のフィルム部材46bと、鋸状部材46c,46dとから構成されている。より具体的には、回転軸46aは、筐体41の左側端部から右側端部にわたって配設され、一端部が、筐体41の右側壁に挿通されている一方、他端部が、筐体41の左側端部内に配設されたギア461の中心部に連結されている。尚、ギア461は、ギア451と係合したギア452と係合している。但し、ギア452の径は、ギア451の径とほぼ同じ大きさに設定されている。また、ギア461の径は、ギア441,442の径とほぼ同じ大きさに設定されている。
【0067】
また、回転軸46aには、軸方向の中央部に、当該回転軸46aを囲繞する枠46eが形成されている。尚、枠46eは、筐体41の正面に対する左方向もしくは右方向から見た平面形状が平行四辺形状となるように成形されている。また、枠46eの幅は、開口部S1の幅とほぼ同じ大きさに設定されている。
【0068】
また、回転軸46aには、左側端部から枠46eに至る区間と、右側端部から枠46eに至る区間とにそれぞれ、回転軸46aの外周方向に突出した三角柱状の1対の突起46fが形成されている。但し、1対の突起46fはそれぞれ、同一方向に向かって突出している。
【0069】
また、1対のフィルム部材46bはそれぞれ、回転軸46aの枠46eにおける1対の長辺と同じ幅(つまり、開口部S1の幅とほぼ同じ大きさの幅)を有する長方形状の樹脂製シートからなり、枠46eの1対の長辺から互いに相対する方向に突出するように枠46eの1対の長辺に貼付されている。
【0070】
また、鋸状部材46cは、図5に示すように成形されている。
ここで、図5は、鋸状部材46cの詳細を示す図面である。尚、図5(a)は、鋸状部材46cの平面図であり、図5(b)は、回転軸46aの左側端部から中央部に至る部位の斜視図である。
【0071】
図5(a)に示すように、鋸状部材46cは、樹脂性シートからなり、長尺状に成形された貼付部46gの一方の長辺上に複数の歯46hが一列に形成された形状に成形されている。より具体的には、歯46hはそれぞれ、一方の側辺が長く、他方の側辺が短くなるように先端部が傾斜した形状に成形されている。そして、図5(b)に示すように、鋸状部材46cは、歯46hにおける長い方の側辺が回転軸46aの中央部に向かい、短い方の側辺が回転軸46aの左側端部に向かうようにその向きが設定され、貼付部46gが回転軸46aの左側端部から枠46eに至る突起46f上に貼付される。
【0072】
また、鋸状部材46dは、鋸状部材46cを裏返し、回転軸46aの右側端部から枠46eに至る突起46fに貼付したものに過ぎず、歯46hにおける長い方の側辺が回転軸46aの中央部に向かい、短い方の側辺が回転軸46aの右側端部に向かうようにその向きが設定されている(図4(c)参照)。
【0073】
つまり、アジテータ46は、回転軸46aが回転すると、鋸状部材46c,46dによって、筐体41の正面端部内における左側端部及び右側端部のトナーを攪拌しながら、筐体41の正面端部内の中央部に掻き集める動力を発生する。更に、アジテータ46は、回転軸46aの枠46eと1対のフィルム部材46bとによって、筐体41の正面端部内のトナーを攪拌しながら、開口部S1側へ搬送する動力も発生する。
【0074】
尚、トナーカートリッジ40では、本体2側の駆動軸によって、ギア441が図4(b)における反時計回りの方向に回転されるため、クランク機構44のクランク軸44a、アジテータ45の回転軸45a、アジテータ46の回転軸46aも反時計回りに回転する。このため、筐体41内では、トナーが反時計回りに循環する。
【0075】
次に、図6は、現像カートリッジ50の構成を示す図面である。尚、図6(a)は、現像カートリッジ50の正面図であり、図6(b)は、現像カートリッジ50を正面の中央部で切断し、正面に対する右側方向から見た場合の断面図(図6(a)におけるD−D断面図)である。
【0076】
図6に示すように、現像カートリッジ50は、現像機構51を内部に収容する筐体52を備える。
ここで、現像機構51は、上オーガ51aと、下オーガ51bと、供給ローラ51cと、現像ローラ51dと、現像ブレード51eとを備える。より具体的には、上オーガ51aは、軸状部材からなり、筐体52の正面側内部の上方に、筐体52の左側端部から右側端部にわたって配設されている。但し、上オーガ51aは、筐体52の両端部のトナーを攪拌しながら筐体52の中央部に掻き集めるように、左側端部から右側端部に至る区間に螺旋歯が形成されている。
【0077】
また、下オーガ51bは、軸状部材からなり、筐体52の正面側内部の中央に、筐体52の左側端部から右側端部にわたって配設されている。但し、下オーガ51bは、筐体52の中央部のトナーを攪拌しながら筐体52の両端部へ搬送するように、左側端部から右側端部に至る区間に螺旋歯が形成されている。
【0078】
また、供給ローラ51cは、下オーガ51bの下方に、筐体52の左側端部から右側端部にわたって配設されている。
また、現像ローラ51dは、供給ローラ51cの背部に、供給ローラ51cに当接した状態で、筐体52の左側端部から右側端部にわたって配設されている。
【0079】
また、現像ブレード51eは、下オーガ51bと現像ローラ51dとの間に、現像ローラ51dに当接した状態で、筐体52の左側端部から右側端部にわたって配設されている。
【0080】
また、筐体52は、その背面側が開放されており、背面側から現像ローラ51dが露出している。
また、筐体52は、その正面側が、トナーカートリッジ40を収容するように成形されている。より具体的には、筐体52は、正面の外壁が、トナーカートリッジ40の隔壁42の周壁に沿った曲面に成形されている。そして、正面に対する左側端部及び右側端部に、1対の側壁521が形成され、正面の下端部に、水平方向に突出した平板状の底壁522が形成されている。
【0081】
また、筐体52は、正面の外壁の中央部に、筐体52の内部と外部とを挿通し、平面形状及び開口面積がトナーカートリッジ40の開口部S2と同一に設定された開口部S4が形成されている。そして、正面の外壁には、開口部S4の外縁を囲むようにスポンジ523が貼付されている。
【0082】
また、筐体52は、正面の外壁の曲面に沿った円弧状の1対のガイド部材53が正面の外壁の左側端部及び右側端部に配設されている。そして、1対のガイド部材53が、開口部S4を閉塞する長尺状のシャッタ54を正面の外壁の曲面に沿って移動可能に挟持している。
【0083】
また、筐体52の正面の外壁には、1対のガイド部材53付近にそれぞれ、ガイド部材53に沿って正面の外壁の中央部から底壁522に至るガイド溝524が形成されている。
【0084】
そして、シャッタ54には、正面に対する左側端部及び右側端部にそれぞれ、四角形の平面形状をなし、1対のガイド部材53に挟持された際にガイド溝524に連通する連通孔54aが形成されている。より具体的には、連通孔54aは、シャッタ54の短手方向の中央部に形成されている。
【0085】
つまり、筐体52の正面側では、トナーカートリッジ40を装着する際に、トナーカートリッジ40の突起422がシャッタ54の連通孔54aを介してガイド溝524へと挿通する。そして、トナーカートリッジ40の突起422を底壁522に向けるように隔壁42が回動されると、シャッタ54が底壁522上に移動し、開口部S4が開放される。また、トナーカートリッジ40を離脱する際に、トナーカートリッジ40の突起422を当該現像カートリッジ50の正面の外壁に向けるように隔壁42が回動されると、これに連動して、シャッタ54が筐体52の正面の外壁上に移動し、開口部S4が閉塞される。
【0086】
以上のように構成されたトナーカートリッジ40及び現像カートリッジ50では、ユーザがトナーカートリッジ40を現像カートリッジ50に装着する際には、図7(a)に示すように、まず、1対のレバー部材43の後端部を上げて、突起422が筐体41の正面側に向くように隔壁42の向きを予め設定しておく。尚、この際、トナーカートリッジ40の開口部S1は隔壁42によって閉塞されている。
【0087】
一方、図7(b)に示すように、トナーカートリッジ40が離脱している状態では、現像カートリッジ50は、開口部S4がシャッタ54によって閉塞されている。
そして、ユーザは、トナーカートリッジ40の突起422をシャッタ54の連通孔54aに挿入するように、トナーカートリッジ40の正面端部を現像カートリッジ50の正面へと挿入して、トナーカートリッジ40を現像カートリッジ50に水平方向に装着する。
【0088】
そして、図7(c),(d)に示すように、ユーザが、トナーカートリッジ40のレバー部材43の後端部を下げると、これに連動して、突起422を底壁522に向けるように隔壁42が回動する。これによって、トナーカートリッジ40では、開口部S1が開放され、現像カートリッジ50では、シャッタ54が底壁522へ移動し、開口部S4が開放される。尚、図7は、トナーカートリッジ40及び現像カートリッジ50における各部の動作を示す説明図である。
【0089】
つまり、このトナーカートリッジ40では、ユーザは、トナーカートリッジ40を現像カートリッジ50に装着する際に、レバー部材43の後端部を下方に下げて隔壁42を回動操作するだけで、トナーカートリッジ40の開口部S1を容易に開放できる。また、トナーカートリッジ40を現像カートリッジ50から離脱させる際に、レバー部材43の後端部を上方に上げて隔壁42を回動操作するだけで、トナーカートリッジ40の開口部S1を容易に閉塞できる。
【0090】
また、図8に示すように、トナーカートリッジ40では、クランク機構44、アジテータ45,46が筐体41内のトナーを開口部S1側へ搬送する動力を発生するため、トナーを重力に対して垂直な方向(つまり、水平方向)に搬送できる。
【0091】
つまり、トナーカートリッジ40は、現像カートリッジ50に対して水平方向にトナーを供給できるため、筐体41内部の空間を鉛直方向に大きく確保する必要がなく、筐体41内部の空間を水平方向に大きく確保しさえすれば、トナーの収容量を小さくすることなく、筐体41を薄型化でき、ひいては、プリンタ1の薄型化に寄与できる。
【0092】
また、トナーカートリッジ40では、開口部S1,S3が互いに対向して形成されているため、開口部S1を開放した際に、開口部S1,S2,S3が全て対向し、開口部S2から開口部S3までが連通するため、筐体41内のトナーを開口部S2へ効率よく搬送でき、ひいては、トナーを効率よく現像カートリッジ50に供給できる。
【0093】
また、トナーカートリッジ40では、開口部S3の開口面積が開口部S1の開口面積よりも大きく設定されているため、開口部S1を開放した際に、筐体41の外部へのトナーの排出よりも正面端部側へのトナーの搬送の方を効率よく行うことができる。このため、筐体41内に多くのトナーが残存しているにも関わらず、正面端部内のトナーが少なくなってしまうことを防止できる。
【0094】
また、トナーカートリッジ40では、筐体41における正面端部の底面に窪み412が形成されているため、現像カートリッジ50の開口部S4の開放に伴い、シャッタ54を窪み412に退避させることができる。
【0095】
また、現像カートリッジ50は、トナーカートリッジ40におけるトナーの搬送方向を水平方向に設定するように筐体52の正面が成形されているため、プリンタ1の薄型化に寄与できる。
【0096】
尚、図8は、トナーカートリッジ40を現像カートリッジ50に装着し、開口部S1を開放した際のトナーカートリッジ50及び現像カートリッジ50の内部の様子を示す断面図である。
【0097】
そして、上述したように、本実施形態のプリンタ1では、トナーカートリッジ40が現像カートリッジ50に水平方向に装着され、トナーカートリッジ40におけるトナーの搬送方向を水平方向に設定するため、その分だけ当該プリンタ1(特に本体2)を薄型化できる。
【0098】
尚、本実施形態では、トナーカートリッジ40が本発明のトナーカートリッジに相当し、現像カートリッジ50が本発明における現像装置に相当し、プリンタ1が本発明における画像形成装置に相当する。
【0099】
また、本実施形態では、筐体41が本発明における筐体に相当する。そして、筐体41の正面端部が本発明における曲面端部に相当し、筐体41の開口部S1が本発明における第1の開口部に相当する。
【0100】
また、本実施形態では、隔壁42が本発明における隔壁に相当する。そして、隔壁42の開口部S2が本発明における第2の開口部に相当する。
また、本実施形態では、アジテータ46が本発明における第1の動力発生手段に相当し、クランク機構44とアジテータ45とが本発明における第2の動力発生手段に相当し、1対のレバー部材43とギア424とが本発明における回動操作手段に相当する。
【0101】
そして、本実施形態では、筐体41の内壁416が本発明における内壁に相当し、開口部S3が本発明における第3の開口部に相当し、窪み412が本発明における窪みに相当する。
【0102】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に何ら限定されることはなく、本発明の技術的範囲に属する限り種々の形態をとり得ることはいうまでもない。
【0103】
例えば、上記実施形態では、トナーカートリッジ40は、正面端部が円状の側面形状をなすように成形されていたが、円状の平面形状をなすように成形されていてもよい。
また、上記実施形態では、本発明をレーザプリンタに適用したが、静電潜像にトナーを付着させて、静電潜像を現像し、現像した静電潜像を記録媒体上に転写することで、記録媒体上に画像を形成する画像形成装置であれば、どのような形態のもの(例えば複写機、複合機、ファクシミリ装置など)にも適用できる。尚、本発明を適用する画像形成装置は、一種類のトナーを用いてモノクロ画像を形成するものであってもよいし、複数種類のトナーを用いてカラー画像を形成するものであってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0104】
【図1】本発明を適用したプリンタ1の内部構造を簡略的に示す断面図である。
【図2】トナーカートリッジ40の正面図及び背面図である。
【図3】トナーカートリッジ40の平面図及び左側面図である。
【図4】トナーカートリッジ40の内部構造を示す断面図である。
【図5】鋸状部材46cの詳細を示す図面である。
【図6】現像カートリッジ50の構成を示す図面である。
【図7】トナーカートリッジ40及び現像カートリッジ50における各部の動作を示す説明図である。
【図8】トナーカートリッジ40を現像カートリッジ50に装着し、開口部S1を開放した際のトナーカートリッジ50及び現像カートリッジ50の内部の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
【0105】
1…プリンタ、2…本体、3…給紙カセット、4…バネ、5…支持板、6…開口部、7…蓋体、8…給紙機構、9…画像形成機構、10…排紙機構、11…給紙ローラ、12…搬送ローラ、13,31,32…ガイド、14,15…レジストローラ、16…プロセス機構、17…スキャナ機構、18…定着機構、19…現像装置、20…感光体ドラム、21…スコロトロン帯電器、22…転写ローラ、23…ポリゴンミラー、24…fθレンズ、25…折り返しミラー、26…シリンドリカルレンズ、27…反射ミラー、28…加熱ローラ、29…押圧ローラ、30…搬送ローラ、33…排紙ローラ、34…排紙トレイ、40…トナーカートリッジ、41,52…筐体、42…隔壁、43…レバー部材、44…クランク機構、44a…クランク軸、44b…懸架部材、45,46…アジテータ、45a,46a…回転軸、45b,46b…フィルム部材、45c,46e…枠、45d…仕切り、46c,46d…鋸状部材、46f,413a,422…突起、46g…貼付部、46h…歯、50…現像カートリッジ、51…現像機構、51a…上オーガ、51b…下オーガ、51c…供給ローラ、51d…現像ローラ、51e…現像ブレード、53…ガイド部材、54…シャッタ、54a…連通孔、411,412…窪み、413…連結部、414,415…制限部材、416…内壁、417…挿通路、421…円弧状部材、423,521…側壁、424,441,442,451,452,461…ギア、431…係合部、433…連結部材、522…底壁、523…スポンジ、524…ガイド溝。




 

 


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