JP2021018377A - リサイクルトナーの投入口を有する交換可能なトナーカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】フレッシュトナーとリサイクルトナーとを混合するための装置を別途用意する必要がなく、装置が大型化又は複雑化することが抑制されるトナーカートリッジを提供する。【解決手段】トナーカートリッジ１００は、トナーを収容するハウジング１０１と、現像装置にトナーを供給するようにハウジングに形成された排出口１２０bと、像担持体から取り除かれた未転写のトナーをリサイクルトナーとして受け入れる投入口１２０ａを有する。投入口１２０ａ及び排出口１２０ｂは、長手方向において、いずれもハウジング１０１の一端に位置し、かつ投入口１２０ａは、排出口１２０ｂと離間して形成されている。トナーカートリッジ１００は、フレッシュトナーとリサイクルトナーとが混合された混合トナーとして現像装置にトナーを排出する。【選択図】図２

Description

一部の画像形成システムでは、用紙に転写されずに、像担持体上に残った未転写のトナーをリサイクルトナーとして回収している。例えば、回収されたリサイクルトナーは、混合装置において、トナーカートリッジから供給される未使用のフレッシュトナーと混合されてから、現像装置に供給される場合がある。

一例における画像形成装置の構成を示す概略図である。 一例におけるトナーカートリッジを示す斜視図である。 一例におけるトナーカートリッジを示す分解斜視図である。 トナーカートリッジの構造の一例を示す部分断面図である。 トナーカートリッジにおける搬送部材の一例を示す斜視図である。 トナーカートリッジにおける搬送部材の一例を示す側面図である。 搬送部材の第１パドル及び第２パドルとキャップ部材の投入口及び排出口との位置関係を説明するための模式図である。 トナーカートリッジと、クリーニング装置と、像担持体と、現像装置とを示す斜視図である。 クリーニング装置に接続されたリサイクルトナー経路を説明するための断面斜視図である。 現像装置に接続されたトナー供給経路を説明するための断面斜視図である。

以下、図面を参照して、トナーカートリッジを含む画像形成システムの一例について説明する。画像形成システムは、レーザプリンタ等の画像形成装置であってもよく、画像形成装置等に用いられる現像装置であってもよい。本開示では、画像形成システムが画像形成装置である場合について説明する。なお、図面に基づいて説明するにあたり、同一の要素又は同一の機能を有する類似する要素には、同一の符号を付して重複する説明を省略する。図面には必要に応じてＸＹＺ直交座標系が示される。

画像形成装置１は、搬送装置１０と、カートリッジ区画２０と、像担持体３０と、露光装置４０と、現像装置５０と、転写装置６０と、クリーニング装置７０と、定着装置８０と、排出装置９０と、を備えている。

搬送装置１０は、画像が形成される記録媒体としての用紙Ｐを搬送経路Ｒ上で搬送する。一例の搬送装置１０は、ピックアップローラ１１と、分離ローラ１２と、レジストローラ１３とを搬送経路Ｒ上に含む。一例において、用紙Ｐは、カセットＫ内において積層された状態で収容されている。用紙Ｐは、ピックアップローラ１１によりピックアップされて搬送経路Ｒに搬送される。搬送経路Ｒ上に搬送された用紙Ｐは、分離ローラ１２によって１枚に単離される。分離された用紙Ｐは、レジストローラ１３によって、所定のタイミングで後述の転写領域に搬送される。

カートリッジ区画２０は、トナーカートリッジ１００を収容する。一例のカートリッジ区画２０は、収容されたトナーカートリッジ１００を回転可能に支持する。カートリッジ区画２０は、収容されたトナーカートリッジ１００を回転させる駆動装置を有していてよい。一例のトナーカートリッジ１００は、一方向を長手方向とする略円筒形状をなしている。そのため、カートリッジ区画２０は、略円筒形状をなしていてもよい。図１の例では、カートリッジ区画２０は、Ｙ方向を長手方向とする略円筒形状をなしている。

像担持体３０は、静電潜像担持体、感光体ドラム等とも呼ばれる。像担持体３０は、Ｙ方向を軸方向とする円柱状をなしている。像担持体３０の周面には、静電潜像が形成される。図示のとおり、像担持体３０の周上には、帯電ローラ３２が設けられている。帯電ローラ３２は、像担持体３０の表面を所定の電位に均一に帯電させる。帯電ローラ３２は、像担持体３０の回転に追従して回転し得る。

露光装置４０は、帯電ローラ３２によって帯電した像担持体３０の表面を、用紙Ｐに形成する画像に応じて露光する。これにより、像担持体３０の周面のうち露光装置４０により露光された部分の電位が変化し、像担持体３０の周面に静電潜像が形成される。一例の露光装置４０は、例えばレーザ光源から出力されるレーザ光をポリゴンミラーで反射することによって、像担持体３０の周面をレーザ光で走査する。

現像装置５０は、トナーカートリッジ１００から供給されたトナーによって像担持体３０の表面に形成された静電潜像を現像し、像担持体３０の表面にトナー像を生成する。一例の現像装置５０は、現像ローラ５２、供給オーガ（スクリューコンベア）５４、及び、撹拌オーガ（スクリューコンベア）５６を備える。

現像ローラ５２、供給オーガ５４、及び、撹拌オーガ５６は、筐体５１に収容されている。筐体５１には、撹拌オーガ５６が配置される搬送路５１ａと、供給オーガ５４が配置される搬送路５１ｂとが形成されている。現像ローラ５２は、搬送路５１ｂにおいて供給オーガ５４よりも高い位置に配置されている。現像ローラ５２の周方向の一部は、筐体５１から露出している。現像ローラ５２、供給オーガ５４、及び、撹拌オーガ５６は、制御装置からの制御信号に基づいて、駆動装置によって回転駆動される。

撹拌オーガ５６、供給オーガ５４及び現像ローラ５２は、それぞれの構成部材に対応する互いに平行な軸線を有する。筐体５１には、キャリアとトナーとを含む現像剤が充填されている。撹拌オーガ５６は、搬送路５１ａ内の現像剤を撹拌しながら軸線方向に搬送する。撹拌オーガ５６の一端まで搬送された現像剤は、所定の機構により搬送路５１ａに隣接した搬送路５１ｂに搬送される。供給オーガ５４は、搬送路５１ｂ内の現像剤を軸線方向に沿って搬送する。搬送路５１ｂを搬送される現像剤は、現像ローラ５２にピックアップされる。ピックアップされた現像剤に含まれるトナーは、像担持体３０の静電潜像に供給される。

なお、一例の現像装置５０には、現像剤中のトナー濃度を計測するセンサが設けられている。例えば、センサによって、トナー濃度が低下していると判定された場合、制御装置は、現像装置５０にトナーが供給されるように、トナーカートリッジ１００を制御する。

転写装置６０は、転写ローラ６２を含む。転写ローラ６２は、像担持体３０の軸線と平行な軸線を有している。転写ローラ６２の周面と像担持体３０の周面とは、互いに接触することで、転写領域（ニップ領域）を形成している。転写ローラ６２は、像担持体３０の表面に形成されたトナー像が用紙Ｐに電気的に転写されるように、転写領域に搬送された用紙Ｐに電界（転写電界）を印加する。トナー像は、転写ローラ６２の作用によって、転写領域に搬送された用紙Ｐに転写される。

クリーニング装置７０は、像担持体３０上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写された後に、像担持体３０上に残存する未転写トナーを回収する。クリーニング装置７０は、ブレード７１及び回収オーガ（スクリューコンベア）７３を備える。一例において、回収オーガ７３は、筐体７５に形成された搬送路７６に収容されている。ブレード７１は、像担持体３０の外周面に残存するトナー（未転写トナー）を掻き取ることによって、外周面から未転写トナーを除去する。ブレード７１は、像担持体３０の外周面に接触するように、筐体７５に固定されている。

掻き取られた未転写トナーは、筐体７５内に収容される。回収オーガ７３は、Ｙ方向に沿った軸線周りに回転して、筐体７５内に収容された未転写トナーをＹ方向に搬送する。回収オーガ７３は、制御装置からの制御信号に基づいて、駆動装置によって回転駆動される。

定着装置８０は、加熱及び加圧する定着ニップ領域に用紙Ｐを通過させることで、像担持体３０から用紙Ｐに転写されたトナー像を用紙Ｐに定着させる。定着装置８０は、用紙Ｐを加熱する加熱ローラ８２と、加熱ローラ８２を押圧して回転駆動する加圧ローラ８４と、を備えている。加熱ローラ８２及び加圧ローラ８４は円筒状に形成されており、加熱ローラ８２は内部にハロゲンランプ等の熱源を備えている。定着ニップ領域は、加熱ローラ８２と加圧ローラ８４との間に形成される。

排出装置９０は、定着装置８０によりトナー像が定着された用紙Ｐを装置外部へ排出するための排出ローラ９２，９４を備えている。

続いて、図１に示す画像形成装置１による印刷工程について説明する。画像形成装置１に被記録画像の画像信号が入力されると、画像形成装置１の制御装置は、ピックアップローラ１１を回転させて、カセットＫに積層された用紙Ｐをピックアップして搬送する。そして、帯電ローラ３２によって、像担持体３０の表面が所定の電位に均一に帯電される（帯電工程）。その後、受信した画像信号に基づいて、露光装置４０が像担持体３０の表面にレーザ光を照射して、像担持体３０の表面に静電潜像が形成される（露光工程）。

現像装置５０は、像担持体３０に形成された静電潜像を現像し、像担持体３０の表面にトナー像を形成する（現像工程）。形成されたトナー像は、像担持体３０と転写ローラ６２とが対向する転写領域において、像担持体３０から用紙Ｐに転写される。

トナー像が転写された用紙Ｐは、定着装置８０へ搬送される。そして、定着装置８０は、用紙Ｐが定着ニップ領域を通過する際に、トナー像を用紙Ｐへ溶融定着させる（定着工程）。その後、用紙Ｐは、排出装置９０によって画像形成装置１の外部へ排出される。

続いて、トナーカートリッジ１００の詳細について説明する。図２は、一例のトナーカートリッジを示す斜視図である。図３は、一例のトナーカートリッジを示す分解斜視図である。図４は、トナーカートリッジの構造の一例を示す部分断面図である。図４では、トナーカートリッジを構成するキャップ部材の位置における縦断面図が示されている。また、図４では、搬送部材における第１パドル及び第２パドルが省略されている。図５は、トナーカートリッジにおける搬送部材の一例を示す斜視図である。図６は、搬送部材の一例を示す側面図である。図６では、軸方向から見た搬送部材が示されている。図７は、搬送部材の第１パドル及び第２パドルとキャップ部材の投入口及び排出口との位置関係を説明するための模式図である。図７では、第１パドル及び第２パドルが平面的に示されている。トナーカートリッジ１００は、画像形成装置１の現像装置５０にトナーを供給するために利用される。また、トナーカートリッジ１００は、クリーニング装置７０から排出された未転写トナーをリサイクルトナーとして受け取り得る。

一例のトナーカートリッジ１００は、取り替え式となっており、画像形成装置１に形成されたカートリッジ区画２０に装填される。図２に示すように、トナーカートリッジ１００は、トナーを収容するハウジング１０１を備えている。ハウジング１０１は、一方向（図示例ではＹ方向）を長手方向として延在している。一例のトナーカートリッジ１００においては、投入口１２０ａ及び排出口１２０ｂがハウジング１０１に形成されている。投入口１２０ａ及び排出口１２０ｂは、長手方向において、いずれもハウジング１０１の一端に位置している。投入口１２０ａと排出口１２０ｂとは、長手方向において、互いにオフセットしている。排出口１２０ｂは、現像装置５０にトナーを供給するための開口である。投入口１２０ａは、像担持体３０から取り除かれた未転写トナーをリサイクルトナーとしてハウジング１０１内に受け入れるための開口である。投入口１２０ａは、排出口１２０ｂと離間してハウジング１０１に形成されている。

図３に示すように、一例のトナーカートリッジ１００において、ハウジング１０１は、トナー容器１１０と、キャップ部材１２０と、搬送部材１４０とを有している。トナー容器１１０は、一方向（図示例ではＹ方向）を長手方向として延在する略筒状をなしており、閉塞端１１０ａと、閉塞端１１０ａに対向する開口端１１０ｂと、閉塞端１１０ａと開口端１１０ｂとを接続する周壁１１１と、を有する。トナー容器１１０の開口端１１０ｂには、円環板状のフランジ１１２が開口部を囲むように形成されている。

周壁１１１には、閉塞端１１０ａから開口端１１０ｂにわたって、螺旋状の溝１１１ａが形成されている。そのため、周壁１１１の内周面には、螺旋状に連続する凸部１１１ｂが溝１１１ａによって形成される。長手方向に沿った軸線を中心としてトナー容器１１０が回転した場合、トナー容器１１０に収容されたトナーは、凸部１１１ｂの作用によって軸方向に沿って移動し得る。図２に矢印で示した方向にトナー容器１１０が回転した場合、トナーは閉塞端１１０ａ側から開口端１１０ｂ側に向かって移動し得る。なお、一例においては、画像形成装置１のカートリッジ区画２０内にトナー容器１１０を回転動作させるための駆動装置が設けられていてよい。例えば、駆動装置は、閉塞端１１０ａに係合して、トナー容器１１０を回転させてもよい。

キャップ部材１２０は、トナー容器１１０の開口端１１０ｂを覆う部材である。図４に示すように、キャップ部材１２０は、長手方向（Ｙ方向）の一端を形成する閉塞壁１２１と、閉塞壁１２１から長手方向の他端側に延在する周壁１２２とを含んでいる。図示例のキャップ部材１２０では、閉塞壁１２１は、円形板状をなしている。周壁１２２は、閉塞壁１２１に近い基端壁１２３と、基端壁１２３よりも閉塞壁１２１から遠い先端壁１２５とを含んでいる。基端壁１２３及び先端壁１２５は、いずれも円筒状をなしている。先端壁１２５の内径は、基端壁１２３の内径及びフランジ１１２の外径よりも大きい。基端壁１２３の内径は、フランジ１１２の外径よりも小さい。基端壁１２３と先端壁１２５とは、閉塞壁１２１と平行な円環板状の段部１２４によって接続されている。

キャップ部材１２０は、例えば周方向に複数形成される係合爪１２５ａによってトナー容器１１０のフランジ１１２に係合されている。一例の係合爪１２５ａは、キャップ部材１２０の先端壁１２５の内周面において、段部１２４から離間した位置に形成されている。図示例では、キャップ部材１２０がトナー容器１１０に係合されている状態において、キャップ部材１２０の段部１２４とトナー容器１１０のフランジ１１２との間に円環板状のリング部材１３０が配置されている。

リング部材１３０の外径は、先端壁１２５の内径よりも小さく、基端壁１２３の内径よりも大きい。リング部材１３０の内径は、例えば、フランジ１１２の内径と略同じであってよい。リング部材１３０は、両面接着テープ、接着剤等の接着部材によってフランジ１１２に接着されている。リング部材１３０は、ウレタン樹脂等を材料とするスポンジ等の弾性部材によって形成されている。キャップ部材１２０がトナー容器１１０に係合されている状態では、リング部材１３０は、段部１２４とフランジ１１２とによって軸方向に圧縮されている。すなわち、キャップ部材１２０は、トナー容器１１０の開口端１１０ｂを密閉した状態で、トナー容器１１０を回転可能に支持する。

一例において、投入口１２０ａおよび排出口１２０ｂは、キャップ部材１２０の基端壁１２３に形成されている（図３参照）。排出口１２０ｂは、投入口１２０ａよりも閉塞壁１２１に近い位置に設けられている。図示例では、長手方向（Ｙ方向）において、基端壁１２３の中心よりも閉塞壁１２１側に排出口１２０ｂが設けられ、基端壁１２３の中心よりも先端壁１２５側に投入口１２０ａが設けられている。周方向において、投入口１２０ａの位置と排出口１２０ｂの位置とは互いにずれている。一例では、周方向における投入口１２０ａと排出口１２０ｂとの位置のずれは９０度未満であってよい。図示例において、投入口１２０ａ及び排出口１２０ｂは、いずれも矩形状をなしている。

投入口１２０ａには、シャッター１２０ｃが設けられている。シャッター１２０ｃは投入口１２０ａよりも大きく形成されており、投入口１２０ａに対して長手方向に摺動することによって、投入口１２０ａの開閉を行なう。同様に、排出口１２０ｂには、シャッター１２０ｄが設けられている。シャッター１２０ｄは排出口１２０ｂよりも大きく形成されており長手方向に摺動することによって、排出口１２０ｂの開閉を行なう。なお、図２では、シャッター１２０ｃ、１２０ｄが開状態となっている。

図４〜図７に示すように、搬送部材１４０は、トナー容器１１０の開口端１１０ｂまで搬送されたトナーを、撹拌しながらキャップ部材１２０の閉塞壁１２１側に向かって搬送する。搬送部材１４０は、軸方向（Ｙ方向）において、少なくとも投入口１２０ａと排出口１２０ｂとの間を含む範囲に延在する。搬送部材１４０は、板状の第１部分１４１と、円筒状の第２部分１４５とを含む。一例の第１部分１４１は、軸方向に交差する幅方向の大きさが小さい幅狭部１４１ｂと、幅狭部１４１ｂよりも幅方向の大きさが大きい幅広部１４１ａとを含む。幅方向において、幅狭部１４１ｂと幅広部１４１ａとの中心位置は一致している。一例においては、幅狭部１４１ｂと幅広部１４１ａとは、いずれも矩形をなしている。幅広部１４１ａの幅の大きさは、例えば、フランジ１１２の内径の大きさ以下となっている。なお、幅広部１４１ａの幅の大きさは、フランジ１１２の内径の大きさより大きくてもよい。

幅狭部１４１ｂの幅の大きさは、トナー容器１１０の開口端１１０ｂからトナー容器１１０の内部空間内に挿入可能な大きさであってよい。例えば、幅狭部１４１ｂの幅の大きさは、トナー容器１１０の開口付近における向かい合う凸部１１１ｂ間の間隔以下であってよい。図示例では、幅狭部１４１ｂは、向かい合う凸部１１１ｂ間に固定されている。これにより、トナー容器１１０に対する搬送部材１４０の回転が規制される。すなわち、トナー容器１１０が回転した場合、搬送部材１４０も回転する。軸線方向において、幅広部１４１ａと幅狭部１４１ｂとの境界の位置は、例えばフランジ１１２の位置と同じであってよい。

板状をなす第１部分１４１の一方面と、一方面の裏面である他方面とには、それぞれ搬送パドル１４２が設けられている（図５、図６参照）。一例においては、搬送パドル１４２は、第１部分１４１に直交するように、第１部分１４１に立設されている。また、搬送パドル１４２は、軸方向の先端側がトナー搬送時におけるトナー容器の回転方向後方に向かって傾くように形成されている。なお、軸方向の先端側とは、Ｙ方向における閉塞壁１２１側である。それぞれの搬送パドル１４２は、略半楕円形状をなす板体によって構成されている。そのため、軸方向から見たとき、一対の搬送パドル１４２は、略円形をなしている（図６参照）。

図５に示すように、搬送パドル１４２は、軸方向において、幅狭部１４１ｂから幅広部１４１ａにわたって形成されている。一例において、搬送パドル１４２のうち、幅狭部１４１ｂから立設された部分（径小部１４２ａ）は、幅狭部１４１ｂの幅の約半分の大きさの短径（短軸の半径）を有する四半楕円形状をなしている。また、搬送パドル１４２のうち、幅広部１４１ａから立設された部分（径大部１４２ｂ）は、幅広部１４１ａの幅の約半分の大きさの短径を有する四半楕円形状をなしている。径小部１４２ａは、トナー容器１１０の開口の内側に挿入されており、トナー容器１１０内のトナーを開口から外部に搬送する機能を有する。

径大部１４２ｂには、第１パドル１４３が設けられている。第１パドル１４３は、径大部１４２ｂの周縁に沿った弧状をなしており、径大部１４２ｂの周縁に設けられている。トナーカートリッジ１００が組み立てられた状態において、第１パドル１４３は、キャップ部材１２０における基端壁１２３の内面に接触していてよい。第１パドル１４３は、例えば、ウレタンゴム等を材料とする弾性フィルムによって形成されている。

第２部分１４５は、第１部分１４１の幅広部１４１ａに連続して形成されている。図示例では、筒状をなす第２部分１４５の内径と第１部分１４１の幅広部１４１ａの幅の大きさとが同じであり、第２部分１４５の内側空間に第１部分１４１の幅広部１４１ａの一部が入り込んでいる（図４参照）。第２部分１４５の外周面には、複数の第２パドル１４８が設けられている。図示例では、８つの第２パドル１４８が周方向に等間隔で設けられている（図６参照）。例えば、第２パドル１４８は、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate）樹脂からなる弾性フィルムであってよく、第２部分１４５の周面から突出した台座１４５ａに接着されている。

台座１４５ａは、軸方向から見て、回転方向後方に向かって径方向外側に傾斜している。そのため、第２パドル１４８の回転方向後方は、第２部分１４５の外周面から離間している。第２パドル１４８は、キャップ部材１２０における基端壁１２３の内面に接触していてよい。また、台座１４５ａは、軸方向の先端側がトナー搬送時におけるトナー容器１１０の回転方向後方に向かって傾くように形成されている。そのため、第２パドル１４８も、軸方向の先端側が回転方向後方に向かって傾いている。

また、図示例の第２部分１４５には、内外を連通する複数の窓部分１４７が形成されている（図５参照）。これらの窓部分１４７は、周方向において台座１４５ａ同士の間に形成されている。図示例では、８つの台座１４５ａが形成されており、４つの窓部分１４７が周方向に等間隔で形成されている。なお、窓部分は３つ以下であってもよく、５つ以上であってもよい。

図７に示すように、第１パドル１４３は、トナー容器１１０内のフレッシュトナーと投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーとを混合するように、軸方向において投入口１２０ａに位置合わせされている。また、第２パドル１４８は、混合されたトナーを排出口１２０ｂに搬送するように、排出口１２０ｂに位置合わせされている。第２パドル１４８には、自由端側において、回転方向に沿った２つの切り込み１４８ａが形成されている。２つの切り込み１４８ａは、軸方向において互いに離間している。これにより、第２パドル１４８の自由端は、軸方向において３つの区画１４９ａ，１４９ｂ，１４９ｃに分割される。

一例においては、３つの区画のうちの中央の区画１４９ｂでは、他の区画１４９ａ，１４９ｃに比べて、基端からの長さが大きくなっている。他の区画１４９ａ，１４９ｃにおいて、回転方向の後方の辺では、台座１４５ａと同様に、軸方向の先端側が回転方向後方に向かって傾いている。一方、中央の区画１４９ｂでは、回転方向の後方の辺は、軸方向に沿って形成されている。キャップ部材１２０に対して、トナー容器１１０及び搬送部材１４０が回転した場合、中央の区画１４８ｂは、排出口１２０ｂから突出し得る。

上述のトナーカートリッジ１００は、カートリッジ区画２０に装填された状態で、クリーニング装置７０からリサイクルトナーを受け取るとともに、フレッシュトナーとリサイクルトナーとが混合された混合トナーを現像装置５０に排出する。以下、詳細に説明する。

図８は、トナーカートリッジ１００と、クリーニング装置７０と、像担持体３０と、現像装置５０とを示す斜視図である。図９は、クリーニング装置に接続されたリサイクルトナー経路を説明するための断面斜視図である。図９では、リサイクルトナー経路の位置で各部材が切断されている。図１０は、現像装置に接続されたトナー供給経路を説明するための断面斜視図である。図１０では、トナー供給経路の位置で各部材が切断されている。一例においては、クリーニング装置７０と、像担持体３０と、現像装置５０とは、所定の位置に配置されるように、一対の側板７，８によって支持されている。

クリーニング装置７０には、矩形の筒状をなすリサイクルトナー経路７２が接続されている。リサイクルトナー経路７２は、クリーニング装置７０で回収されたリサイクルトナーをトナーカートリッジ１００の投入口１２０ａに搬送する。リサイクルトナー経路７２は、投入口１２０ａに接続される側を下にして傾斜している。一例のリサイクルトナー経路７２は、回収オーガ７３が収容されている搬送路７６（図１参照）の一端に接続されている。図示例では、クリーニング装置７０を構成する筐体７５に排出口７５ａが形成されている。排出口７５ａは、搬送路７６の下流の端部に形成されており、筐体７５の内外を連通している。図示の通り、側板７には、排出口７５ａに対応する位置に開口７ａが形成されており、この開口７４ａにリサイクルトナー経路７２の入口が接続されている（図９参照）。側板７の開口７ａからは、回収オーガ７３の回転軸７３ａがリサイクルトナー経路７２の内側まで突出している。

リサイクルトナー経路７２の内側空間には、リサイクルトナーを搬送するコンベアベルト７７が設けられている。コンベアベルト７７は、リサイクルトナー経路７２内において、回収オーガ７３の回転軸７３ａと固定軸７７ａとの間に懸架されている。すなわち、コンベアベルト７７は、回収オーガ７３の回転動作に伴って駆動される。固定軸７７ａは、リサイクルトナー経路７２の出口近傍に形成されている。コンベアベルト７７には、複数のフィン（立設部）７７ｂが周方向に等間隔に形成されている。回収オーガ７３の駆動に連動してコンベアベルト７７が回転駆動した場合、フィン７７ｂは、リサイクルトナー経路７２の内面に当接した状態を維持しながら移動する。

リサイクルトナー経路７２の出口は、カートリッジ区画２０に装填されたトナーカートリッジ１００の投入口１２０ａに接続される。一例において、リサイクルトナー経路７２の出口には、鍔部７２ａが設けられている。鍔部７２ａは、カートリッジ区画２０にトナーカートリッジ１００が装填される際に、トナーカートリッジ１００の投入口１２０ａに設けられたシャッター１２０ｃをスライドさせ、投入口１２０ａを覆うように投入口１２０ａに接続される。

現像装置５０には、筒状をなすトナー供給経路５７が設けられている。トナー供給経路５７は、トナーカートリッジ１００の排出口１２０ｂから排出されるトナーを受け取り、現像装置５０内にトナーを導入する部分である。トナー供給経路５７の入口は、カートリッジ区画２０に装填されたトナーカートリッジ１００の排出口１２０ｂに接続される。トナー供給経路５７は、排出口１２０ｂに接続される側を上にして傾斜している。一例において、トナー供給経路５７の入口には、鍔部５７ａが設けられている。鍔部５７ａは、カートリッジ区画２０にトナーカートリッジ１００が装填される際に、トナーカートリッジ１００の排出口１２０ｂに設けられたシャッター１２０ｄをスライドさせ、排出口１２０ｂを覆うように排出口１２０ｂに接続される。トナー供給経路５７の出口は、撹拌オーガ５６が配置されている搬送路５１ａに連通している。図示例では、搬送路５１ａの上流の端部にトナー供給経路５７の出口が連通されている。

続いて、トナーの供給および循環の動作について説明する。上述の通り、現像装置５０は、像担持体３０に形成された静電潜像を現像し、像担持体３０の表面にトナー像を形成する（現像工程）。この際、現像装置５０は、トナーを像担持体３０に供給する。像担持体３０上に形成されたトナー像が用紙Ｐに転写された後、像担持体３０上に残存する未転写トナーは、クリーニング装置７０によって回収される。回収された未転写トナーは、回収オーガ７３によって、リサイクルトナー経路７２の入口にリサイクルトナーとして搬送される。搬送されたリサイクルトナーは、リサイクルトナー経路７２内のコンベアベルト７７によって搬送され、トナーカートリッジ１００の投入口１２０ａからトナーカートリッジ１００内に投入される。

トナーカートリッジ１００から現像装置５０にトナーが供給される場合、駆動装置によってトナー容器１１０が回転される。トナー容器１１０が回転されると、凸部１１１ｂの作用によって、トナー容器１１０内のフレッシュトナーは、開口端１１０ｂ近傍へと搬送される。さらにフレッシュトナーは、搬送部材１４０の径小部１４２ａの作用により、トナー容器１１０の外部へと排出される。排出されたフレッシュトナーは、径大部１４２ｂ及び第１パドル１４３の作用により撹拌されながらＹ方向の先端側に搬送される。このとき、投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーも径大部１４２ｂ及び第１パドル１４３の作用により撹拌されながら先端側に搬送される。すなわち、トナー容器１１０から排出されたフレッシュトナーと投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーとは、径大部１４２ｂ及び第１パドル１４３の作用により、撹拌されて混合トナーとなり、先端側に搬送される。搬送された混合トナーは、第２パドル１４８によってさらに撹拌されながら、排出口１２０ｂから排出される。この際、第２部分１４５の内側に搬送された混合トナーは、窓部分１４７を通って第２部分１４５の外周側に移動し得る。排出された混合トナーは、トナー供給経路５７から現像装置５０内に供給される。供給された混合トナーは、上述の通り、現像工程で使用される。

以上説明したように、一例のトナーカートリッジ１００では、フレッシュトナーを収容するハウジング１０１に排出口１２０ｂと投入口１２０ａとが形成されており、ハウジング１０１の内部において、フレッシュトナーとリサイクルトナーとが混合されて、混合トナーが生成され得る。そのため、フレッシュトナーとリサイクルトナーとを混合するための装置を別途用意する必要がなく、装置が大型化又は複雑化することが抑制される。

また、ハウジング１０１は、閉塞端１１０ａと閉塞端１１０ａに対向する開口端１１０ｂとを有するトナー容器１１０と、トナー容器１１０の開口端１１０ｂを覆うキャップ部材１２０と、を備え、投入口１２０ａおよび排出口１２０ｂは、キャップ部材１１２０において形成されている。一例では、キャップ部材１２０は、長手方向（Ｙ方向）の一端を形成する閉塞壁１２１と、閉塞壁１２１から長手方向の他端側に延在する周壁１２２とを含み、投入口１２０ａと排出口１２０ｂとは、周壁１２２に形成されている。この構成では、トナー容器１１０から排出されたフレッシュトナーに対してリサイクルトナーが混合されるため、混合トナーにおけるフレッシュトナーとリサイクルトナーとの割合が変動し難い。

また、トナーカートリッジ１００は、キャップ部材１２０の内側において、投入口１２０ａと排出口１２０ｂとの間に位置する搬送部材１４０を備えている。この構成では、投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーが排出口１２０ｂに搬送されるまでの区間において、搬送部材１４０によってトナーが撹拌されやすい。

また、トナー容器１１０及び搬送部材１４０は、キャップ部材１２０に対して相対的に回転する。この構成では、画像形成装置１内において、キャップ部材１２０を固定した状態でトナー容器１１０を回転させることができる。そのため、投入口１２０ａとリサイクルトナー経路７２との接続、および、排出口１２０ｂとトナー供給経路５７との接続が容易に行なわれ得る。

第１パドル１４３は、トナー容器１１０内のフレッシュトナーを搬送し、搬送されたフレッシュトナーと投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーとを混合するように、投入口１２０ａに位置合わせされている。また、第２パドル１４８は、混合されたトナーを排出口１２０ｂに搬送するように、排出口１２０ｂに位置合わせされている。

第１パドル１４３は、キャップ部材１２０の周壁１２２における内面に当接するように配置されている。この構成では、第１パドル１４３は、キャップ部材１２０の周壁１２２の内面に当接した状態のままで、キャップ部材１２０に対して回転することができる。第１パドル１４３と周壁１２２の内面との間に隙間が形成されないので、トナーが滞留することが抑制される。

搬送部材１４０は、トナー容器１１０の開口端１１０ｂにおいて、トナー容器１１０の内側と外側とに跨がって配置されている。この構成により、トナー容器１１０内のフレッシュトナーは、開口端１１０ｂにおいて、トナー容器１１０の内側から外側に容易に搬送される。

ハウジング１０１は、一方向（Ｙ方向）を長手方向として延在しており、投入口１２０ａと排出口１２０ｂとは、長手方向において、互いにオフセットしている。投入口１２０ａから投入されたリサイクルトナーは、排出口１２０ｂまで搬送される過程において、トナーカートリッジ１００に収容されたフレッシュトナーと混合されることになる。一例においては、トナーカートリッジ１００は、長手方向において投入口１２０ａと排出口１２０ｂとの間に位置する搬送部材１４０を有しており、この搬送部材１４０が、リサイクルトナーをハウジング１０１内のフレッシュトナーと混合するように構成されている。そのため、リサイクルトナーとハウジング１０１内のフレッシュトナーとを確実に混合することができる。

また、画像形成装置１は、トナーカートリッジ１００の排出口１２０ｂからトナーを受け取るトナー供給経路５７と、トナーカートリッジ１００の投入口１２０ａにリサイクルトナーを搬送するリサイクルトナー経路７２と、を備える。トナー供給経路５７は、排出口１２０ｂに接続される側を上にして傾斜しており、リサイクルトナー経路７２は、投入口１２０ａに接続される側を下にして傾斜している。この構成では、トナー供給経路５７及びリサイクルトナー経路７２は、いずれもトナーを搬送する向きを下側にして傾斜している。そのため、いずれの経路においても、トナーが搬送されやすい。

さらに、リサイクルトナー経路７２は、リサイクルトナーを搬送するコンベアベルト７７を含んでいるため、リサイクルトナー経路７２内でトナーが滞留することが抑制されている。当該コンベアベルト７７は、コンベアベルト７７の表面に立設された複数のフィン７７ｂ（凸状部）を有するため、フィン７７ｂの作用によってトナーを効率的に搬送することができる。

本明細書に記載の全ての側面、利点及び特徴が、必ずしも、いずれかひとつの特定の例及び実施形態により達成される又は含まれるわけではないことは理解されたい。実際、本明細書において様々な例を記載し示したが、他の例もその配置及び詳細について修正することができることは明らかであるべきだ。ここに請求される保護主題の精神及び範囲に包含される全ての修正及び変形を請求する。

例えば、画像形成装置１に一つのトナーカートリッジのみが装填される例を示したが、複数のトナートリッジが画像形成装置に形成された複数のカートリッジ区画にそれぞれ装填されてもよい。

Claims (15)

1. 画像形成装置の現像装置に用いられる取り替え式のトナーカートリッジであって、
   トナーを収容するハウジングと、
   前記現像装置に前記トナーを供給するように前記ハウジングに形成された排出口と、
   前記現像装置の像担持体から取り除かれた未転写トナーをリサイクルトナーとして受け入れるように前記排出口と離間して前記ハウジングに形成された投入口と、を備える、トナーカートリッジ。
2. 前記ハウジングは、閉塞端と前記閉塞端に対向する開口端とを有するトナー容器と、
   前記トナー容器の開口端を覆うキャップ部材と、を備え、
   前記投入口と前記排出口とは、前記キャップ部材に形成されている、請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. 前記トナー容器と前記キャップ部材とは、一方向を長手方向として延在しており、
   前記キャップ部材は、前記長手方向の一端を形成する閉塞壁と、前記閉塞壁から前記長手方向の他端側に延在する周壁とを含み、
   前記投入口と前記排出口とは、前記周壁に形成されている、請求項２に記載のトナーカートリッジ。
4. 前記投入口は、前記長手方向において、前記排出口よりも前記トナー容器の開口端側の位置に配置されている、請求項３に記載のトナーカートリッジ。
5. 前記キャップ部材の内側において前記投入口と前記排出口との間に位置し、トナーを搬送する搬送部材をさらに備える、請求項３に記載のトナーカートリッジ。
6. 前記トナー容器及び前記搬送部材は、前記キャップ部材に対して相対的に回転する、請求項５に記載のトナーカートリッジ。
7. 前記搬送部材は、前記トナー容器内の前記トナーを搬送し、搬送された前記トナーと前記投入口から投入された前記リサイクルトナーとを混合するように、前記投入口に位置合わせされた第１パドルと、
   前記混合されたトナーを前記排出口に搬送するように、前記排出口に位置合わせされた第２パドルと、を有する、請求項６に記載のトナーカートリッジ。
8. 前記第１パドルは、前記キャップ部材の前記周壁における内面に当接する、請求項７に記載のトナーカートリッジ。
9. 前記搬送部材は、前記トナー容器の前記開口端において、前記トナー容器の内側と外側とに跨がって配置されている、請求項５に記載のトナーカートリッジ。
10. 前記ハウジングは、一方向を長手方向として延在しており、
    前記投入口と前記排出口とは、前記長手方向において、互いにオフセットしている、請求項１に記載のトナーカートリッジ。
11. 前記長手方向において前記投入口と前記排出口との間に位置し、前記現像装置から受け取った前記リサイクルトナーを前記ハウジング内の前記トナーと混合する搬送部材をさらに備える、請求項１０に記載のトナーカートリッジ。
12. 投入口および排出口を含むトナーカートリッジを収容するためのカートリッジ区画と、
    前記トナーカートリッジの前記排出口からトナーを受け取るトナー供給経路と、
    前記トナー供給経路から前記トナーが供給される現像装置と、
    前記現像装置から前記トナーが供給され、該トナーによってトナー像を形成する像担持体と、
    前記像担持体に隣接し、前記像担持体から未転写のトナーを除去するクリーニング装置と、
    前記クリーニング装置に接続され、前記トナーカートリッジの前記投入口に前記未転写のトナーをリサイクルトナーとして搬送するリサイクルトナー経路と、を備える、画像形成システム。
13. 前記トナー供給経路は、前記排出口に接続される側を上にして傾斜しており、
    前記リサイクルトナー経路は、前記投入口に接続される側を下にして傾斜している、
    請求項１２に記載の画像形成システム。
14. 前記リサイクルトナー経路は、前記リサイクルトナーを搬送するコンベアベルトを含んでいる、請求項１２に記載の画像形成システム。
15. 前記コンベアベルトは、前記コンベアベルトの表面に立設された複数のフィンを有する、請求項１４に記載の画像形成システム。

Images