JP4113885B2 - 粉体収納容器および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、粉体収納容器および画像形成装置、特に、電子写真方式の画像形成装置において使用する着色剤としての粉体トナーを収納する容器、および該装置を用いる画像形成装置に関するものである。

従来、粉体トナーを収納しているトナー収納容器は、カートリッジ、ボトルといったハードボトルで作られているために、トナー収納容器の交換に伴う使用済み容器の廃棄に大きな課題を生じていた。すなわち、使用済みトナー収納容器はユーザー先からメーカーが引き取り、再生、再利用、焼却処理が行われるが、該容器は容量が嵩み、回収するまでの物流コストに高額を要していた。なお、従来においてもトナー収納容器の容積が減容可能となるものの提案がある。

しかしながら、容積が減容可能なトナー収納容器は該容器からトナー補給装置を用いて補給する際、補給性能を安定して維持することができなかった。また、運搬時にのみ減容可能な容器を使用することも提案されているが、この場合もハードボトルやトナーホッパーにトナーを移し替えるときに、トナー飛散等による汚染を招く等の問題が解決されておらず、実用化に至っていないのが現状である。

ところで、本願出願人は、樹脂、紙等のフレキシブルなシートからなる容積が減容可能なトナー収納容器を用いても補給性能を安定して維持することができ、しかも該容器から離れた現像装置にトナーの補給が可能なトナー補給装置を既に提案している。

ところで、上記したトナー補給装置において、トナー収納容器はトナー排出口を下方へ向けて立てた状態で使用している。このとき、トナー収納容器の袋体はフレキシブルであるため、自身の重み等で倒れ、トナー排出口を塞でしまったり、トナーがある量以上の排出されると、倒れシワ等にトナーが挟まれてトナー残量が多くなってしまうという問題が起る懸念があった。

本発明は、上記した事情に鑑み、フレキシブルであって立てて使用されても倒れにくい粉体収納容器およびその容器を使用した画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、画像形成に用いる粉体を収納する変形可能な袋体と、収納した粉体の排出をするための粉体排出口を備えた口金部とを有し、吸い込み型の粉体ポンプと連通するノズルが前記粉体排出口に挿入されて、該粉体ポンプの吸い込み作用によって現像装置への前記排出がされる粉体収納容器において、前記袋体は前記粉体排出口に向かう程、先細りになる形状に形成されており、該先細りになる形状の部分は前記口金部の舟形に形成された部分に固定され、更に、前記先細りになる形状を下方へ向けて立てた状態で、前記袋体の粉体が落ちにくくなる姿勢となるのを防止する姿勢保持手段を有し、該姿勢保持手段は前記舟形の幅方向への倒れを防止するように前記袋体における前記舟形の幅方向の側面に設けられた板状部材であることを特徴とする粉体収納容器を提案する。

また、上記の目的を達成するため、本発明は、請求項１に記載の粉体収納容器を搭載し、かつ前記粉体ポンプと、前記ノズルとを備えたことを特徴とする画像形成装置を提案する。

本発明の構成によれば、トナー収納容器の袋体が変形可能であってもセット時に倒れることが防止され、倒れによる多量のトナーが残留したり、倒れにより袋体が破損する等の不具合を確実に防止することができる。また、部材の剛性等による姿勢保持手段と気体を容器内に供給する姿勢保持手段とを併用すれば、容器の倒れをより確実に防止することができる。

また、トナー収納容器に内部を調整することができるので、トナー収納容器に供給するエアーに制限が緩和されて大量のエアーを供給でき、よって、トナーが十分に攪拌することができる。

以下、本発明の実施の形態を添付図面に従って説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置のトナー補給装置の一例を示す構成図である。

図１において、符号１は現像装置、２０は着色剤としての粉体トナーを収納するトナー収納容器として構成された粉体収納容器である。
トナー収納容器２０は、現像装置１と別体のユニットとして構成されていて、画像形成装置本体のセット位置に装着される。トナー収納容器２０のセット位置は、画像形成装置本体の扉やカバー等を開けたときに現れる装置内部側の箇所でもよいし、装置の外部に現出している位置にすることもできる。

図２及び図３はトナー収納容器２０上方及び下方から見た斜視図である。
トナー収納容器２０は、ブロー成形法などにより形成され、トナー排出部を設けられた樹脂等から作られた口金部２１に、例えば８０〜２００μｍ程度のポリエチレンやナイロン等の樹脂製または紙製のフレキシブルなシートを単層または複層にして作られた袋体２２を固定して構成されている。このトナー収納容器２０は密閉構造をなし、その底部の口金部２１にはトナー排出部として自閉弁の弾性体、好ましくは発泡スポンジ等で作られたシール弁２３が設けられている。なお、袋体２２のシートの表面または裏面にアルミ蒸着処理を施すことは静電気対策や防湿対策に有効である。

本例のトナー収納容器２０の袋体２２は、膨らませたときほぼ長方体で、その１面が口金部２１に向かって先細りの形状に形成されている。また、口金部２１と反対の上面にはエアーを通すがトナーは通さない内圧調整手段としてのフィルター部材２４が設けられている。

このように構成されたトナー収納容器２０は、袋体２２がフレキシブルであるので、ハードケースと比較して運搬や保管時での取扱性が良く、収納スペースをとらない。さらに、使用済みトナー収納容器２０はユーザー先からメーカーに引き取り、再生・再利用や焼却処理が行われるが、本トナー収納容器２０はフレキシブルな袋状のものであるため折り畳みが可能であり、運搬や保管時での取扱性が良く、運搬や保管時の収納スペースをとらないという利点がさらに増長し、ユーザー先からメーカーへ回収物流コストの大幅な低減が可能となる。なお、トナー収納容器２０の口金部２１、袋体２２、シール弁２３は同一材料もしくは同一系統の材料を使用すれば、リサイクル時に両者を分別する手間が省けるので有利である。

上記トナー収納容器２０は、上方から画像形成装置本体へセットされ、画像形成装置本体のセット位置には上記シール弁２３に挿入されるノズル３０が立設されている。ノズル３０は、上部に断面錐状に形成された尖端部材３１が一体成形または固着等により設けられ、この尖端部材３１に続いてエアー供給路３２とトナー排出路３３とが設けられている。ノズル３０の内部は、２重管構造になっており、トナー排出路３３はノズル３０の下端において図の左方へ曲げられてその先端にトナー用接続口３５が設けられている。また、エアー供給路３２は、トナー排出路３３よりも上方で図の右方へ曲げられ、エアー接続口３４に達している。

エアー接続口３４は、本実施形態の場合、エアー供給手段としてのエアーポンプ４０にエアー移送パイプ４１を介して接続されている。このエアーポンプ４０が作動すると、該ポンプからエアー移送パイプ４１およびエアー供給路３２を介してトナー収納容器２０内にエアーが噴出される。そして、トナー収納容器２０内に噴出されたエアーは、トナー層を通過することによりトナーを拡散しながら流動化させる。

上記現像装置１には、その近傍または一体に吸い込み型の粉体ポンプ３である一軸偏芯スクリューポンプが設けられている。この粉体ポンプ３の構成は、金属などの剛性をもつ材料で偏芯したスクリュー形状に作られたロータ４と、ゴム等の弾性体で作られ、２条スクリュー形状に形成されたステータ５と、これらを包み、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ６とを有している。このホルダ６の先端、すなわち、図１の左端にはトナー排出部７が設けられ、トナー排出部７が現像装置１のトナー補給部２にパイプ８で連結されている。

そして、この粉体ポンプ３の吸い込み側には適量のトナーが溜められるトナー貯留手段としてのバッファ１０が連接されるようにして設けられている。このバッファ１０内には、トナー送り手段としてのスクリュー１１が設けられ、スクリュー１１の一端は、バッファ１０を飛び出し、該部において図示していない駆動装置に駆動連結され、スクリュー１１が回転駆動される。また、スクリュー１１の他端は粉体ポンプ３のロータ４に連結されているおり、よって粉体ポンプ３とスクリュー１１は同時に作動される。

また、バッファ１０にはトナー受け入れ部１２が設けられ、このトナー受け入れ部１２と上記ノズル３０に設けられたトナー用接続口３５が移送中空パイプとしてのトナー移送チューブ１５によって接続されている。このトナー移送チューブ１５としては、例えば直径４〜１０ｍｍのフレキシブルなチューブで、耐トナー性に優れたゴム材料（例えば、ポリウレタン、ニトリル、ＥＰＤＭ、シリコン等）から作られているものを用いることがきわめて有効であり、フレキシブルなチューブは上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。 このように構成されたトナー補給装置は、粉体ポンプ３である１軸偏芯スクリューポンプが、高い固気比で連続定量移送が可能であって、ロータ４の回転数に比例した正確なトナーの移送量が得られることが知られている。そこで、画像濃度検知等によりトナー補給指令が発せられると、粉体ポンプ３が作動し、要求された量のトナーが現像装置１に補給される。

ところで、上記構成された画像形成装置はトナー収納容器２０の袋体２２が底部に向かう面が斜面となるの角度が付けられており、しかも、トナー収納容器２０は立てられて使用されるため、重力によって袋体２２が倒れたり傾いたりする。袋体２２が倒れたりすると、折れシワ等によってトナーがシール弁２３まで落ちにくくなり残留トナーになる。また、トナー収納容器２０のセット位置近傍にエッジ等の尖端部があると、それに当って袋体２２が破損する場合もある。

そこで、本発明ではセットしたトナー収納容器２０の袋体２２をほぼ立直した状態に保持する姿勢保持手段を設けており、以下、好ましい実施形態について順次説明する。

図４は、本発明のトナー収納容器の一実施形態を示す断面図である。
図４において、トナー収納容器２０は姿勢保持手段としての外箱５０に内に収容されており、容器がバックインボックスタイプに構成されている。この外箱５０は、図５に示すように、膨らませたトナー収納容器２０が殆ど隙間なく収まる程度の内部空間を持ち、その材質はある程度の剛性を有する樹脂または紙で作ることができる。

このように構成されたトナー収納容器２０は、外箱５０にガードされているので、内部の袋体２２が倒れにくく、セットされた立直状態が保持される。よって、残トナーを少なくすることができ、尖端部等に当って破損する恐れもないものである。さらに、外箱５０を設けると、トナー収納容器２０のハンドリング性が良好で容器の脱着操作し易くなり、保管も形が一定なので整然と行うことができる。また、トナー収納容器２０の口金部２１に設けたガイド片２５を外箱５０に差し込み部５１に脱着可能に差し込むように構成すれば、回収時に容器と外箱５０を簡単に分離することができるので、容器だけを回収することで、回収コストが安価であるというフレキシブル容器の利点を損なうこともない。

図６は、本発明のトナー収納容器の他の実施形態を示す斜視図である。
図６において、本例のトナー収納容器２０は姿勢保持手段として支え部材６０を設けている。本例の支え部材６０は、棒状に形成されているが、板状であってもよい。また、支え部材６０はセットしたトナー収納容器２０を支えるため、そのセット位置に設けることもできるが、トナー収納容器２０の口金部２１に立設させることもできる。このとき、支え部材６０に尖端側に把持部を設けると、トナー収納容器２０のハンドリング性が良好になる。なお、袋体２２が倒れる方向は口金部２１の形状から決まってしまう。すなわち、口金部２１の袋体２２が固定される部分の形状は図７ないし図９に示すように、舟形に形成されており袋体２２は舟形の幅方向の何れか一方に倒れる。よって、支え部材６０はその倒れ方向にそれぞれ設ければよく（一方は図示せず）、舟形の船首、船尾方向には設ける必要がない。

図１０は、図６の変形例であって、姿勢保持手段としての支え部材６１が袋体２２の内部に設けられている。この場合も支え部材６０と同様に口金部材２１における舟形の幅方向にそれぞれ設けている。

図１１は、本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。
図１１において、本例では姿勢保持手段として袋体２２に、一端を口金部２１に固定した補強部材６２を貼着している。この補強部材６２は、上記支え部材６０，６１と同様に袋体２２の倒れ易い側面の比較的下部側に貼着させている。また、補強部材６２は予め袋体２２への貼着位置の形状に合わせて模っており、その材質としてはマイラー（商品名）等の樹脂製フィルムが好ましい。

図１２は、図１１の変形例であって、本例では袋体２２自体において、上記補強部材６２を貼着した部分とほぼ同部分が他の部分より肉厚になるように形成されている。このような肉厚部６３は、上記補強部材と同様にトナー収納容器２０のセット状態の姿勢を保持するだけでなく、貼着作業が不要であり、また剥がれる恐れや貼り間違い等がないものである。

図１３は、本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す一部を切り欠いた斜視図である。
図１３において、トナー収納容器２０はその袋体２２が概ね２重袋に形成されている。すなわち、袋体２２のトナーが収納される袋本体部の側面から先細り斜面に渡って密閉された補強袋６４が形成されている。この補強袋６４に、充填部６５を設けて、ここから気体、液体等を充填させることにより、トナー収納容器２０のセット状態の姿勢を保持する姿勢保持手段の用をなすものである。

図１４は、本発明のトナー収納容器のさらにまた他の実施形態を示す一部を斜視図である。
図１４において、トナー収納容器２０の口金部２１には嵌め込み式の支持部材６６として構成された姿勢保持手段が設けられている。支持部材６６には、トナー収納容器２０が倒れる方向に支え部６６ａが設けられており、この支え部６６ａによって袋体２２の倒れが防止される。なお、支持部材６６は脱着可能にトナー収納容器２０に装着することができるので、トナー収納容器２０をセットするときに装着し、回収時には容器だけを回収することができる。

図１５は、本発明のトナー収納容器のさらにまた他の実施形態を示す一部を斜視図である。
図１５において、トナー収納容器２０の上部に立ち上げ片６７が袋体２２に固定または一体に設けられ、その立ち上げ片６７には孔６８が形成されている。そして、孔６８には画像形成装置側に設けられたフック６９が嵌合され、トナー収納容器２０が吊るされた状態で保持される。かくして、セットされたトナー収納容器２０を吊るす構成がトナー収納容器２０のセット状態の姿勢を保持する姿勢保持手段をなすものである。なお、この実施形態の場合、トナー収納容器２０を常にフック６９が支えている必要はなく、容器が倒れそうになったときフック６９の支えで倒れを防げればよい。したがって、セット時のトナー収納容器２０は画像形成装置のセット部側で支持している。

上記したように、本発明のトナー収納容器２０は姿勢保持手段を設けたので、袋体がフレキシブルで先細りの形状であってもセットされた容器が倒れにくくなり、倒れによる多量のトナーが残留することが防止される。

ところで、セットされたトナー収納容器２０の袋体２２の姿勢を保つには、エアーポンプ４０によりエアーを容器内に供給することにより、ある程度保つことができる。よって、容器内に供給するエアーも姿勢保持手段の１つである。このとき、トナー収納容器２０内に供給できるエアー量はその容積から自ずと限られてしまう。しかし、図２に示すトナー収納容器２０はフィルター部材２４が設けられているので、エアーを容積に限定されることなく、供給することができる。したがって、容器内のトナーを常に流動化させるとともに、立直状態を保持させるに十分な量のエアーを供給することができる。

また、上記した姿勢保持手段を設ければ、供給するエアーとの協働で、トナー収納容器２０の袋体２２の姿勢を確実に保つことができる。また、トナー収納容器２０には上記フィルター部材２４を設けているので、トナー収納容器２０に供給されたエアーの一部がフィルター部材２４から容器外へ抜け、トナー収納容器２０の内圧を調整できると富みに、容器内にほぼ制限なくエアーを供給することができる。よって、トナー収納容器２０のトナーは大量に供給したエアーで十分に攪拌されるため、粉体ポンプ３によるトナーの吸引がよりスムーズに行われ、容器内に残留するトナー量を大幅に減らすことができる。さらに、常時、袋体２２が倒れない量のエアーをトナー収納容器２０に供給することが可能となる。

本発明に係る画像形成装置のトナー補給機構を示す構成図である。 トナー収納容器の上方から見た斜視図である。 トナー収納容器の下方から見た斜視図である。 本発明のトナー収納容器の一実施形態を示す断面説明図である。 その実施形態の外箱を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器の他の実施形態を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器の口金部を示す正面図である。 図７のVIII-VIII線にしたがう断面図である。 図７のIX-IX線にしたがう断面図である。 図６のトナー収納容器の変形例を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 図１１のトナー収納容器の変形例を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。 本発明のトナー収納容器のさらに他の実施形態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 現像装置
２０ トナー収納容器
２２ 袋体
２４ フィルター部材
４０ エアーポンプ
５０ 外箱
６０，６１ 支え部材
６２ 補強部材
６３ 肉厚部
６４ 補強袋
６６ 支持部材
６９ フック

Claims (2)

1. 画像形成に用いる粉体を収納する変形可能な袋体と、
   収納した粉体の排出をするための粉体排出口を備えた口金部とを有し、
   吸い込み型の粉体ポンプと連通するノズルが前記粉体排出口に挿入されて、該粉体ポンプの吸い込み作用によって現像装置への前記排出がされる粉体収納容器において、
   前記袋体は前記粉体排出口に向かう程、先細りになる形状に形成されており、
   該先細りになる形状の部分は前記口金部の舟形に形成された部分に固定され、
   更に、前記先細りになる形状を下方へ向けて立てた状態で、前記袋体の粉体が落ちにくくなる姿勢となるのを防止する姿勢保持手段を有し、
   該姿勢保持手段は前記舟形の幅方向への倒れを防止するように前記袋体における前記舟形の幅方向の側面に設けられた板状部材である
   ことを特徴とする粉体収納容器。
2. 請求項１に記載の粉体収納容器を搭載し、かつ前記粉体ポンプと、前記ノズルとを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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