京セラミタ株式会社 (〒85 大阪府大阪市中央区玉造1丁目2番28号 Osaka, 5408585, JP)
| 筒状の胴部を有し、現像剤が充填される容器としてのカートリッジ本体を備え、 前記胴部は、筒心方向と直交する断面の外形形状が、円を除く略定幅図形の形状とされた部分を少なくとも一部に有することを特徴とするトナーカートリッジ。 |
| 前記定幅図形の形状が、ルーローの多角形の形状であ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。 |
| 前記カートリッジ本体は、互いに対向した一対の端壁を有し、 前記胴部は、前記一対の端壁間に架設され、 前記一対の端壁の一方側に現像剤を排出する排出口が設けられていることを特徴とする請求項1又は2記載のトナーカートリッジ。 |
| 前記現像剤排出口は、前記一対の端壁の一方側における前記定幅図形の重心位置に設けられていることを特徴とする請求項3記載のトナーカートリッジ。 |
| 前記現像剤排出口を開閉するシャッタ機構が備えられ、 前記シャッタ機構は、前記カートリッジ本体の内側から前記現像剤排出口を開閉可能に閉止するシャッタ板と、このシャッタ板を現像剤排出口に向けて付勢する付勢部材とを備えていることを特徴とする請求項3または4記載のトナーカートリッジ。 |
| 前記一対の端壁の内の前記排出口が設けられている側には、他方の端壁に向けて突設された突起が設けられていることを特徴とする請求項3乃至5のいずれかに記載のトナーカートリッジ。 |
| 前記胴部の内周面には、内部に向けて突設された現像剤搬送用のリブが突設されていることを特徴とする請求項1乃至6のいずれかに記載のトナーカートリッジ。 |
| 前記多角形は、三角形であることを特徴とする請求項1乃至7のいずれかに記載のトナーカートリッジ。 |
| 筒状の胴部を有し、内部にトナーカートリッジの収容空間を有するアダプタ本体部を備え、 前記胴部は、筒心方向と直交する断面の外形形状が、円を除く略定幅図形の形状とされた部分を少なくとも一部に有することを特徴とするトナーカートリッジ用アダプタ。 |
| 前記定幅図形の形状が、ルーローの多角形の形状であることを特徴とする請求項9記載のトナーカートリッジ用アダプタ。 |
| 筒状の胴部を有し、内部に収容空間を有するアダプタ本体部を備え、前記胴部は、筒心方向と直交する断面の外形形状が、円を除く略定幅図形の形状とされた部分を少なくとも一部に有するアダプタと、 前記収容空間に収容され、現像剤が内部に充填されたトナーカートリッジと、を備えることを特徴とするトナーカートリッジ組立体。 |
| 前記トナーカートリッジは、前記収容空間の内面形状に略合致した外形形状を備えることを特徴とする請求項11記載のトナーカートリッジ組立体。 |
| 前記定幅図形の形状が、ルーローの多角形の形状であることを特徴とする請求項11又は12記載のトナーカートリッジ組立体。 |
| 箱形を呈し、各種の画像形成用機器が配設された装置本体と、 前記装置本体に着脱自在に装着される、請求項1乃至8のいずれかに記載のトナーカートリッジ、請求項9又は10のトナーカートリッジ用アダプタ、若しくは請求項11乃至13のいずれかに記載のトナーカートリッジ組立体と、 前記トナーカートリッジ若しくはアダプタの胴部外周面が摺接する内面と、一方の端面に前記トナーカートリッジ若しくはアダプタを着脱するための着脱開口とを備え、筒心方向と直交する方向の断面形状が正四角形状である収容部と、 前記収容部に装着された前記トナーカートリッジ若しくはアダプタを周方向に向けて回転させる回転機構と、 前記トナーカートリッジに備えられた現像剤排出口を介して、前記トナーカートリッジ内の現像剤を装置本体内に配設された前記画像形成用機器へ搬送する搬送機構と、 を備えることを特徴とする画像形成装置。 |
| 箱形を呈し、各種の画像形成用機器が配設された装置本体と、 前記装置本体に着脱自在に装着される、請求項2に記載のトナーカートリッジ、請求項10のトナーカートリッジ用アダプタ、若しくは請求項13に記載のトナーカートリッジ組立体と、 前記トナーカートリッジ若しくはアダプタの胴部外周面が摺接する内面と、一方の端面に前記トナーカートリッジ若しくはアダプタを着脱するための着脱開口とを備え、筒心方向と直交する方向の断面形状が正多角形である収容部と、 前記収容部に装着された前記トナーカートリッジ若しくはアダプタを周方向に向けて回転させる回転機構と、 前記トナーカートリッジに備えられた現像剤排出口を介して、前記トナーカートリッジ内の現像剤を装置本体内に配設された前記画像形成用機器へ搬送する搬送機構と、を備えてなり、 前記正多角形は、2n(但し、nは3以上の自然数)角形であり、 前記トナーカートリッジ若しくはアダプタのルーローの多角形の形状は、略ルーローの「2n-1」角形であることを特徴とする画像形成装置。 |
| 前記収容部には、該収容部を区画する壁面を横断するように切り欠かれた切欠き窓が設けられ、 前記回転機構は、 前記切欠き窓から前記収容部内に嵌り込んだ状態で、前記トナーカートリッジ若しくはアダプタの外周面に当接しながら周回する駆動ベルトと、 該駆動ベルトが張設される駆動ローラ及び従動ローラと、 前記駆動ローラを駆動回転させる駆動モータと、 を備えていることを特徴とする請求項15又は16記載の画像形成装置。 |
| 前記現像剤排出口は、前記トナーカートリッジの前記端壁における前記胴部の重心位置を中心として設けられ、 前記搬送機構は、 前記トナーカートリッジが前記収容部内に装着された状態で前記現像剤排出口に相対的に差し込まれ、かつ、前記シャッタ機構を動作させて前記現像剤排出口を開放させる現像剤受出パイプと、 前記現像剤受出パイプに内装されてトナーカートリッジ内の現像剤を受け出すスパイラルフィーダと、を備え、 前記スパイラルフィーダは、前記現像剤受出パイプが前記現像剤排出口に差し込まれた状態で前記トナーカートリッジが回転することによる前記現像剤排出口の周回に応じて、前記カートリッジ収容部の筒心回りに公転しながら自軸心回りに自転することを特徴とする請求項14乃至16のいずれかに記載の画像形成装置。 |
本発明は、トナー等からなる現像剤が充 されるトナーカートリッジ、トナーカート ッジ用アダプタ、トナーカートリッジ組立 、およびこれらが着脱自在に装着される電 写真方式の画像形成装置に関する。
電子写真方式が適用された画像形成装置 、原稿を読み取ったりあるいは他の機器か 伝送されたりして取得した画像情報に基づ 、露光装置から回転している感光体ドラム 周面に光を照射して静電潜像を形成させ、 の静電潜像が形成されたドラム周面に現像 置からトナーを供給してトナー像を形成さ 、このトナー像を用紙に転写する。トナー が転写された用紙は、定着装置によって加 による定着処理が施され、その後、外部に 出される。このような画像形成装置におい は、現像装置に現像剤(トナーまたはトナー とキャリヤとの混合物)を補給するべく、ト ーカートリッジが着脱自在に装着される。
ところで、トナーカートリッジは、消耗 であることから、画像形成装置が据え付け れた現場に保管されているのが一般的であ 、使用中のものが空になると即座に保管中 新しいものと交換される。
かかるトナーカートリッジには、通常、 えばスパイラルフィーダ等を備えた攪拌機 が内装されている。トナーカートリッジが 像形成装置に装着されると、画像形成装置 の駆動源の駆動力がトナーカートリッジ内 攪拌機構に伝達され、これによる攪拌機構 駆動でトナーカートリッジ内の現像剤が攪 されつつ、現像装置に補給される。しかし がら、このようなトナーカートリッジにお ては、内部に攪拌機構を設けなければなら いため、その分コストが嵩むという不都合 存在する。
かかる不都合を解消するべく、例えば、 許文献1に記載のトナーカートリッジ(特許 献1ではボトルと表記)は、円筒体で構成され 、画像形成装置に装着された当該円筒体から なるトナーカートリッジを筒心回りに回転さ せるようにしている。該円筒体の内周面には 、全長に亘って螺旋状のリブが膨設され、ト ナーカートリッジが回転すると、内部の現像 剤は解されつつこの螺旋状リブに誘導されて 開口に向かって移動し、当該開口から現像装 置へ補給されるようになっている。このよう な特許文献1のトナーカートリッジによれば 内部に攪拌機構を設ける必要がない分コス の低減化を実現することができる。
しかしながら、特許文献1のトナーカート リッジにおいては、当該トナーカートリッジ が例えば縦置きで長期間に亘って保管されて いるような場合、現像剤が縦置きしているト ナーカートリッジの底(端壁)に向けて沈み込 、当該現像剤の下端部分が固まって団塊が 成されてしまう。かかる団塊が形成された 態のトナーカートリッジが画像形成装置に 着された場合、当該トナーカートリッジが 心回りに回転されても、現像剤の団塊は解 され難い。その結果として、現像装置に向 て現像剤を搬送し得なくなるという問題点 存在する。
因みに、このような不都合を解消するべく
トナーカートリッジを画像形成装置に装着
るに際し当該トナーカートリッジを手で把
してよく振ることが推奨されているが、ユ
ザーサイドでかかるシェーキング操作を失
することが多い。
本発明の目的は、縦置きで長期間に亘っ 保管され、しかも画像形成装置への装着寸 にシェーキング操作が失念されても、内部 現像剤を確実に解すことができるトナーカ トリッジ、トナーカートリッジ用アダプタ トナーカートリッジ組立体および画像形成 置を提供することにある。
上記目的を達成するために、本発明の一 面に係るトナーカートリッジは、筒状の胴 を有し、現像剤が充填される容器としての ートリッジ本体を備え、前記胴部は、筒心 向と直交する断面の外形形状が、円を除く 定幅図形の形状とされた部分を少なくとも 部に有することを特徴とする。前記定幅図 の形状は、ルーローの多角形の形状である とが望ましい。
本発明の他の局面に係るトナーカートリ ジ用アダプタは、筒状の胴部を有し、内部 トナーカートリッジの収容空間を有するア プタ本体部を備え、前記胴部は、筒心方向 直交する断面の外形形状が、円を除く略定 図形の形状とされた部分を少なくとも一部 有することを特徴とする。
本発明のさらに他の局面に係るトナーカ トリッジ組立体は、筒状の胴部を有し、内 に収容空間を有するアダプタ本体部を備え 前記胴部は、筒心方向と直交する断面の外 形状が、円を除く略定幅図形の形状とされ 部分を少なくとも一部に有するアダプタと 前記収容空間に収容され、現像剤が内部に 填されたトナーカートリッジと、を備える とを特徴とする。
本発明のさらに他の局面に係る画像形成 置は、箱形を呈し、各種の画像形成用機器 配設された装置本体と、前記装置本体に着 自在に装着される、上記のトナーカートリ ジ、トナーカートリッジ用アダプタ、若し はトナーカートリッジ組立体と、前記トナ カートリッジ若しくはアダプタの胴部外周 が摺接する内面と、一方の端面に前記トナ カートリッジ若しくはアダプタを着脱する めの着脱開口とを備え、筒心方向と直交す 方向の断面形状が正四角形状である収容部 、前記収容部に装着された前記トナーカー リッジ若しくはアダプタを周方向に向けて 転させる回転機構と、前記トナーカートリ ジに備えられた現像剤排出口を介して、前 トナーカートリッジ内の現像剤を装置本体 に配設された前記画像形成用機器へ搬送す 搬送機構と、を備えることを特徴とする。
本発明の目的、特徴及び利点は、以下の 細な説明と添付図面とによって、より明白 なる。
以下、図面に基づいて、本発明の実施形 につき詳細に説明する。図1は、本発明に係 るトナーカートリッジ20が適用されるプリン 10の一実施形態を示す外観視の一部切欠き 視図であり、メンテナンス用ドア111が開放 れた状態を示している。なお、図1におけるX -X方向を左右方向、Y-Y方向を前後方向といい 特に-X方向を左方、+X方向を右方、-Y方向を 方、+Y方向を後方という。
図1に示すように、プリンタ(画像形成装 )10は、装置本体11に内装された、印刷処理に 供する用紙Pを貯留する用紙貯留部12と、この 用紙貯留部12に貯留された用紙束P1から繰り された1枚ずつの用紙Pに対して画像の転写処 理を施す画像形成部13と、この画像形成部13 転写処理の施された用紙Pに対して定着処理 施す定着部14とを含む。装置本体11の頂部に は、定着部14で定着処理の施された用紙Pが排 紙される排紙部15が設けられている。
装置本体11の左側壁には、その略上半分 位置に開閉可能なメンテナンス用ドア111が けられている。このメンテナンス用ドア111 開放することによって装置本体11の内部が露 出される。装置本体11の前面壁には、開閉ド を兼ねた手差しトレイ112が設けられ、この 差しトレイ112を前方へ向けて傾倒させるこ によりその上面を介して手差しで用紙Pを画 像形成部13内へ給紙し得るようになっている
装置本体11の前面の上縁部には、前方に かって先下がりに傾斜した傾斜面が形成さ 、この傾斜面に操作パネル113およびLCD(Liquid crystal display)114が設けられている。種々の操 作情報が操作パネル113から入力されるととも に、画像形成処理に対する各種のコメントが LCD114へ文字出力される。
用紙貯留部12には、装置本体11と一体のカ セット用枠体121と、このカセット用枠体121に 対し前方側から挿脱自在に装着される用紙束 P1が充填された所定数(本実施形態では1つ)の 紙カセット122とが設けられている。用紙カ ット122の用紙束P1から1枚ずつ繰り出された 紙Pは、給紙搬送路123およびこの給紙搬送路 123の下流端に設けられたレジストローラ対124 を介して画像形成部13へ給紙される。
画像形成部13は、コンピュータ等から伝 された画像情報に基づき用紙Pに転写処理を す。画像形成部13は、幅方向に延びるドラ 心回りに回転可能に設けられた感光体ドラ 131と、この感光体ドラム131の周面に沿うよ にその直上位置から、左方から見て時計方 に向けて帯電器132、露光装置133、現像装置13 4、転写ローラ135およびクリーニング装置136 配設されてなる。
感光体ドラム131は、周面に静電潜像およ この静電潜像に沿ったトナー像を形成させ ためのものである。良好な静電潜像及びト ー像の形成のために、感光体ドラム131の周 には強靱で円滑なアモルファスシリコン層 積層されている。
帯電器132は、ドラム心回りに左方から見 時計方向に回転する感光体ドラム131の周面 一様な電荷を形成させる。図1に示す例では 、張設された帯電ワイヤからのコロナ放電に よって感光体ドラム131の周面に電荷を付与す る方式が採用されている。なお、感光体ドラ ム131の周面に電荷を付与する部材として、前 記帯電ワイヤに代えて、その周面が感光体ド ラム131の周面と当接しながら従動回転しつつ 電荷を付与する帯電ローラを採用してもよい 。
露光装置133は、コンピュータ等の外部の 器から伝送されてきた画像データに基づき 弱の付与されたレーザー光を、回転してい 感光体ドラム131の周面に照射する。レーザ 光の走査による感光体ドラム131周面の部分 な電荷の消去によって、当該感光体ドラム1 31の周面には静電潜像が形成される。
現像装置134は、感光体ドラム131の周面に ナーを供給することによって周面の静電潜 が形成された部分にトナーを付着させ、こ によって感光体ドラム131の周面にトナー像 形成させる。
転写ローラ135は、感光体ドラム131の直下 置に送り込まれた用紙Pに対して、当該感光 体ドラム131の周面に形成されているトナー像 を用紙Pに転写させる。このために転写ロー 135は、トナー像の電荷と逆極性の帯電電荷 用紙Pに付与する。用紙Pに対する転写処理は 、転写ローラ135と感光体ドラム131とによって 用紙Pが押圧挟持されつつ、帯電した感光体 ラム131周面のトナー像が逆極性に帯電した 紙Pの表面に向けて引き剥がされることによ て実現される。
クリーニング装置136は、転写処理後の感 体ドラム131の周面に残留しているトナーを り除いて清浄化するためのものである。こ クリーニング装置136によって清浄化された 光体ドラム131の周面は、次の画像形成処理 ために再び帯電器132へ向かうことになる。
定着部14は、画像形成部13によって転写処 理の施された用紙Pのトナー像に加熱による 着処理を施す。定着部14は、ハウジング内に ハロゲンランプ等の通電発熱体が装着された ヒートローラ141と、このヒートローラ141の下 部で周面同士が対向配置された加圧ローラ142 とを備えている。定着処理は、ローラ心回り に左方から見て時計方向に向けて駆動回転し ているヒートローラ141と、ローラ心回りに左 方から見て反時計方向に向けて従動回転して いる加圧ローラ142との間のニップ部を、転写 処理後の用紙Pが通過し、ヒートローラ141か 熱を得ることによって施される。定着処理 施された用紙Pは、排紙搬送路143を通って排 部15へ排出される。
排紙部15は、装置本体11の頂部が凹没され ることによって形成され、この凹没した凹部 の底部に排紙された用紙Pを受ける排紙トレ 151が設けられている。
本実施形態においては、現像装置134の天 上にトナーカートリッジ20を着脱自在に装 するための角筒体からなる収容部(カートリ ジ収容部)30が設けられている。トナーカー リッジ20に充填されている現像剤(トナーま はトナーとキャリヤとの混合物)は、トナー カートリッジ20が図1に一点鎖線の矢印で示す ように収容部30に装着された状態で、現像装 134に補給される。
図2は、本発明に係るトナーカートリッジ 20の一実施形態を示す斜視図であり、図3は、 図2のIII-III線断面図である。なお、図2および 図3におけるXおよびYによる方向表示は図1の 合と同様(Xは左右方向(-X:左方、+X:右方)、Yは 前後方向(-Y:前方、+Y:後方))である。
図2に示すように、トナーカートリッジ20 、内部に現像剤が充填される容器としての ートリッジ本体21と、このカートリッジ本 21に内装された、当該カートリッジ本体21内 現像剤を排出すためのシャッタ機構25とを えた基本構成を有している。
カートリッジ本体21は、左右方向一対の 壁(左端壁22および右端壁23)と、これら一対 端壁22,23間に架設された筒状の胴部24とを備 ている。これら一対の端壁22,23および胴部24 によって囲繞された空間に、現像剤充填室V 形成されている。
左端壁22の中心位置には、円形の現像剤 填口221が設けられている。この現像剤充填 221から現像剤充填室V内に現像剤が充填され 状態で、円柱状のキャップ222が圧入される また、右端壁23の中心位置には、円形の現 剤排出口231が設けられている。シャッタ機 25の後述する円形シャッタ282が開放された状 態で、現像剤充填室V内の現像剤が、現像剤 出口231から現像装置134へ向けて排出される うになっている。
右端壁23の外面側には、現像剤排出口231 囲むように連結円筒232(図3)が突設されてい 。現像剤排出口231には、現像剤充填室V内の から、ゴムなどの弾性材料性の弾性筒体233 圧入されている。この弾性筒体233は、外径 法が前記連結円筒232の内径寸法より僅かに きく寸法設定された筒体本体233aと、この筒 体本体233aの左端縁に形成されたフランジ233b を備える。
従って、現像剤充填室V側から筒体本体233 aを連結円筒232に圧入することにより、フラ ジ233bが右端壁23の左面に密着し、これによ て弾性筒体233が現像剤排出口231に装着され ことになる。フランジ233bには、シャッタ機 25の閉止動作によって後述する円形シャッ 282が密着する。これによって、現像剤充填 V内の現像剤の現像剤排出口231を介した漏洩 確実に防止される。
各端壁22,23は、ルーローの三角形の形状 設定されている。なお、本実施形態ではル ローの三角形の形状を例示しているが、こ 他、ルーローの五角形やルーローの七角形 、各種のルーローの多角形の形状に設定し もよい。若しくは、後記の変形実施形態で 示すように、ルーローの多角形以外の定幅 形の形状とされても良い。
胴部24は、ルーローの三角形の形状を呈 る一対の端壁22,23がそれぞれ備える円弧状を 呈する各縁部間に、左右方向に長尺で、かつ 、短尺側が各端壁22,23の円弧縁部の円弧に沿 ように湾曲加工された単位円弧板241がそれ れ架設されることによって形成されている 従って、胴部24は、胴心方向と直交する方 に断面した断面視で各端壁22,23と同一のルー ローの三角形の形状を呈している。
かかるカートリッジ本体21における隣接 た単位円弧板241間に、胴部24の外周面の一部 である角部211がそれぞれ形成されている。こ れらの角部211は、収容部30の四方の内壁面に 接されるようになっている。
図4は、図2に示すカートリッジ本体21の外 面側を示す展開図である。なお、図4におけ Xによる方向表示は図1の場合と同様(-X:左方 +X:右方)である。カートリッジ本体21の胴部24 の各単位円弧板241には、それぞれ外面側(図4 紙面の表側)から内面側に向けて押し起こし で形成された複数条の移送リブ(現像剤搬送 リブ)242が膨設されている。因みに、図4に示 す例では、各単位円弧板241に5条ずつが左右 向にそれぞれ等ピッチで設けられている。
これらの移送リブ242は、いずれも図4にお いて左方から右方に向かって先下がりに傾斜 して設けられている。従って、トナーカート リッジ20を図2における左方から見て反時計方 向に回転させると、現像剤充填室V内に充填 れた現像剤は、攪拌されつつ各移送リブ242 押圧されて右方の現像剤排出口231へ向かっ 移動する。
隣接する単位円弧板241上の各移送リブ242 、いずれも図4中に一点鎖線で示す基準直線 L1~L5に沿うように配置されている。基準直線L 1~L5は、カートリッジ本体21の延びる方向に対 して所定角度だけ傾斜した直線であって、胴 部24が形成された状態では、互いに接続され 右ネジの螺旋の線となる。すなわち、図4に 示す展開状態のカートリッジ本体21が筒状に れた状態で、基準直線L1~L5は互いにつなが て螺旋状になる。
一方、各移送リブ242は、基準直線L1~L5に ってはいるものの、基準直線L1~L5とは若干異 なる傾斜角度を有している。すなわち、カー トリッジ本体21の延びる方向に対する各移送 ブ242の傾斜角度は、基準直線L1~L5の傾斜角 よりも小さく設定されている。これは、隣 する単位円弧板241における同一の基準直線L1 ~L5に係る各移送リブ242の、隣り合った端部同 士を、カートリッジ本体21が筒状に成形され 状態で互いに対向させるためである。
こうすることによって、移送リブ242が存 しない各単位円弧板241の境界部分の角部211( 図2)に位置した現像剤が、カートリッジ本体2 1の回転によってつぎの単位円弧板241の移送 ブ242の移送作用を受けることになる。従っ 、単位円弧板241の内面側には、現像剤の移 に関し死角になる部分が存在しなくなり、 像剤は現像剤排出口231へ向けて効率的に移 される。
図2および図3に戻り、トナーカートリッ 20の右端壁23に設けられた現像剤排出口231を 閉するシャッタ機構25について説明する。 ャッタ機構25は、右端壁23の内面から現像剤 出口231を囲むようにして突設された3本の支 持脚26と、この支持脚26の先端(左端)間に架設 された三角プレート27と、この三角プレート2 7に支持されたシャッタ部材28と、このシャッ タ部材28を前記現像剤排出口231へ向けて付勢 るコイルスプリング(付勢部材)29とを備えて 構成されている。シャッタ部材28とコイルス リング29とで開閉機構280が形成されている
各支持脚26は、基端部(右端部)の現像剤排 出口231の孔心からの距離が同一でかつ隣設す る支持脚26間の距離が同一になる位置から、 れぞれ互いに平行に左方へ向かって突設さ ている。従って、各支持脚26の左端部間を んだ直線で正三角形が形成されている。
三角プレート27は、3本の支持脚26に対応 て正三角形状に形成されている。かかる三 プレート27は、各頂点の近傍位置に前記各支 持脚26の先端が固定されることによって右端 23に取り付けられている。三角プレート27の 中心位置には、貫通孔が穿設されているとと もに、当該三角プレート27の左面側には前記 通孔と同心の案内筒体271が設けられている
シャッタ部材28は、三角プレート27の右面 側から案内筒体271に摺接状態で嵌入されたピ ストンロッド281と、このピストンロッド281の 右端部に同心で固定された円形シャッタ282と からなっている。円形シャッタ282は、径寸法 が弾性筒体233のフランジ233bと略同一の径寸 に設定されている。
コイルスプリング29は、円形シャッタ282 三角プレート27との間においてピストンロッ ド281に圧縮状態で外嵌されている。従って、 トナーカートリッジ20が収容部30に装着され までは、円形シャッタ282は、コイルスプリ グ29の付勢力で右方に向かって移動されて弾 性筒体233のフランジ233bに押圧密着されてい 。これによる現像剤排出口231の閉止で、現 剤充填室V内の現像剤が外部に漏洩すること 防止される。
トナーカートリッジ20の右端壁23の内面側 には、現像剤排出口231周りに周方向で等ピッ チの複数本の汲み上げリブ(突起)234が設けら ている。この汲み上げリブ234は、カートリ ジ本体21の底部に溜まった現像剤を、当該 ートリッジ本体21の回転に応じて汲み上げ、 後述する現像剤受出口521a(図8)へ向かわせる めのものである。かかる汲み上げリブ234は 右端壁23から左方へ向かう突出量が現像剤受 出口521aに対応するように設定されている。
カートリッジ本体21内の現像剤の残量が なくなった状態では、当該カートリッジ本 21の底部の現像剤は汲み上げリブ234によって 汲み上げられ、現像剤受出口521aを介して排 される。このため、内部に多くの現像剤が ったままトナーカートリッジ20を新品と交換 しなければならなくなるような不都合の発生 が防止される。
図5および図6は、カートリッジ本体21の断 面視の形状として採用されているルーローの 三角形Tを説明するための説明図であり、図5( A)~図5(F)は、ルーローの三角形Tの基準頂点Qが 基準位置Wから反時計方向に30°ずつ150°まで 転した状態をそれぞれ示し、図6(A)~図6(F)は ルーローの三角形Tの基準頂点Qが基準位置か ら180°反時計方向に回転した状態を始点(図6(A ))として反時計方向に30°ずつ330°まで回転し 状態をそれぞれ示している。図6(G)は、ルー ローの三角形Tが正四角形S内で回転したとき 重心Gの周回軌跡によって形成された亜楕円 形状を示している。
ルーローの三角形Tは、図5(A)に一点鎖線 示す正三角形の一辺の長さを半径として各 点を中心に各辺に対応した円弧を形成する とによって形成される。かかるルーローの 角形Tは、一辺の長さが当該正三角形の一辺 長さに設定された正四角形S内で、図5およ 図6の(A)~(F)に示すように、頂点および円弧が 正四角形の各辺に摺接しながら回転すること ができる。
ルーローの三角形Tの1つの頂点を基準頂 Qとし、最初に、当該基準頂点Qを、図5(A)に すように、正四角形Sの上部の横線の中点位 (基準位置W)に設定する。引き続き、基準頂 Qを通る垂線Lに対してルーローの三角形Tを 時計方向に30°ずつ回転していくと、ルーロ ーの三角形Tの重心Gは、図5(B)~図6(F)に示すよ に、正四角形Sの中心O回りに時計方向に向 て(すなわち、ルーローの三角形Tの回転方向 と反対方向に向けて)90°ずつ周回する。
従って、ルーローの三角形Tが、図5(A)に す状態から正四角形S内を反時計方向に向け 1回転すると(図5(A)~図6(F)の状態を経て図5(A) 状態に戻ると)、ルーローの三角形Tの重心G 、正四角形Sの中心O回りに時計方向に向け 3周回することになる。
因みに、図5(B)~図5(F)および図6(A)~図6(F)に いては、ルーローの三角形Tの基準頂点Qの 準位置Wからの回転角度を度数表示するとと に、ルーローの三角形Tの重心Gの周回数を ギ括弧内に示している。また、重心Gの概略 跡を渦巻きで表示し、その周回数を理解し くしている。
因みに、ルーローの三角形Tが正四角形S で回転したときの当該ルーローの三角形Tの 心Gの軌跡Kは、図6(G)に示すように、四隅部 前記正四角形Sの中心Oを中心とする内接円 りも曲率半径が小さい、所定の楕円形状の 部を当該四隅部に備えた形状(亜楕円形状)に なっている。
本実施形態においては、正四角形S内で上 記のような挙動を示すルーローの三角形Tが ナーカートリッジ20の断面形状に適用されて いるとともに、正四角形Sがトナーカートリ ジ20の収容される収容部30に適用されている
図7は、収容部30および収容部30内でトナ カートリッジ20を回転させる回転機構40の一 施形態を示す図であり、図7(A)は、斜視図、 図7(B)は、図7(A)のVIIB-VIIB線断面図である。な 、図7におけるXおよびYによる方向表示は、 1の場合と同様(Xは左右方向(-X:左方、+X:右方 )、Yは前後方向(-Y:前方、+Y:後方))である。
図7に示すように、収容部30は、前記ルー ーの三角形Tを包持する正四角形S(図5)に対 するものであり、カートリッジ本体21の胴部 24の外周面が摺接する内面を備え、当該内面 筒心方向と直交する方向の断面形状が正四 形に設定された状態で左右方向に長尺の直 体状を呈している。かかる収容部30の内部 、トナーカートリッジ20が摺接状態で装着さ れる。
収容部30は、矩形状の底板31と、この底板 31の前後の縁部から立設された一対の側板32 、これら一対の側板32の上縁部間に架設され た天板33と、これら底板31、一対の側板32およ び天板33の各左縁部間に架設された左面板34 を備えている。これら底板31、一対の側板32 よび左面板34に囲繞された空間によってト ーカートリッジ20を装着するためのカートリ ッジ装着室V1が形成されている。因みに、収 部30の右面は、開放端(右面開口36)とされて る。
底板31、一対の側板32および天板33の短尺 の内寸法(収容部30が形成された状態での収 部30の内部側の寸法)は、それぞれカートリ ジ本体21の断面視における角部211間の外寸 と同一に設定されている。これによって、 ナーカートリッジ20は、図5および図6に示す うに、各角部211および1つの単位円弧板241の 円弧面が収容部30の内壁面に摺接する。但し 角部211は、収容部30の隅部に対向したとき み収容部30の内壁面に摺接しない。
各側板32には、左右方向の中央位置に所 幅で上下方向の全長に亘って延びる切欠き 321が形成されている。これらの切欠き窓321 、後述する回転機構40の駆動ベルト41を嵌め むためのものである。
左面板34には、トナーカートリッジ20の断 面形状(図5に示すルーローの三角形Tの形状) 相似形でそれより僅かに大きめのカートリ ジ装着口(着脱開口)341が設けられている。ト ナーカートリッジ20は、このカートリッジ装 口341を介して収容部30内に対し挿脱される
かかる左面板34には、その後縁部に設け れた蝶番342回りに回動可能に蓋体35が取り付 けられている。この蓋体35の先端側の縁部に 例えばバネ材等からなる係止部材351が設け れている一方、前方の側板32の外面側左縁 には前記係止部材351に対応した係止突起322 設けられている。
従って、蓋体35が閉じられた状態で係止 材351が係止突起322に係合し、これによって 体35が収容部30のカートリッジ装着口341を閉 した閉止状態が維持されるようになってい 。カートリッジ装着口341が蓋体35により閉 されることによって、収容部30内に装着され たトナーカートリッジ20がカートリッジ装着 341から外部に突出することが防止される。
回転機構40は、収容部30内に装着されたト ナーカートリッジ20を回転させるためのもの ある。回転機構40は、前後一対の駆動ベル 41と、各駆動ベルト41が張設される各上下一 のローラ42と、これらのローラ42に駆動力を 与える駆動モータ43とを備えて構成されてい 。駆動ベルト41は、その一部が、収容部30の 各側板32に形成された切欠き窓321に上下方向 向けて嵌め込まれている。
上下一対のローラ42の各ローラ軸421は、 7(B)に示すように、切欠き窓321の上下の端部 略同一高さレベルにそれぞれ設定されてい 。これによって、各駆動ベルト41の片側が その略全長に亘って側板32の内面より僅かに カートリッジ装着室V1内に入り込んだ状態と れている。従って、トナーカートリッジ20 収容部30のカートリッジ装着室V1内に装着さ た状態では、トナーカートリッジ20の角部21 1または単位円弧板241の円弧面が、必ず駆動 ルト41に当接された状態になる。
駆動モータ43の駆動力は、図略の第1のギ 機構を介してローラ軸421のいずれかに伝達 れるとともに、駆動モータ43の駆動力が伝 された方の駆動ベルト41の周回力は、図略の 第2のギヤ機構を介して他方の駆動ベルト41に 伝達される。これによって一対の駆動ベルト 41は、互いの対向面が反対方向に向けて同期 回する。
因みに、本実施形態においては、図7(B)に 示すように、前方の駆動ベルト41が時計方向 向けて周回され、また後方の駆動ベルト41 時計方向に周回される。これらの駆動ベル 41の周回によって、角部211若しくは単位円弧 板241の円弧面において駆動ベルト4と当接し いるトナーカートリッジ20が、反時計方向へ 向けて回転される。
トナーカートリッジ20が収容部30に装着さ れ、回転機構40の駆動で回転することにより 当該トナーカートリッジ20の現像剤充填室V の現像剤は、攪拌される。その上、現像剤 、カートリッジ本体21の各単位円弧板241に 成された複数の移送リブ242に案内されつつ 現像剤排出口231へ向けて搬送され、プリン 10の装置本体11側に設けられた搬送機構50を して現像装置134へ補給される。
汲み上げリブ234は、カートリッジ本体21 右端壁23からの左方に向けた突出量が、トナ ーカートリッジ20が現像剤受出パイプ52に接 された状態(図9(B)参照)における現像剤受出 521aの左端位置と同等か、あるいはそれを超 るように設定されている。従って、トナー ートリッジ20内の現像剤の残量が少量にな ていても、当該汲み上げリブ234は、トナー ートリッジ20の回転に応じ現像剤を汲み上げ て現像剤受出口521aへ向かわせる。このこと 、トナーカートリッジ20内に排出し得ない現 像剤が残留するような不都合の発生を防止す る。
以下、搬送機構50について図8および図9を 基に搬送機構50について説明する。図8および 図9は、搬送機構50の一実施形態を示す図であ り、図8は、一部切欠き斜視図、図9は、図8の IX-IX線断面図であって、図9(A)は、トナーカー トリッジ20が搬送機構50に連結される前の状 、図9(B)は、トナーカートリッジ20が搬送機 50に連結された状態をそれぞれ示している。 なお、図8では、図示の都合上、案内窓511a、 歯ギヤ552および環状溝553を実際より誇張し 示している。また、図9では、収容部30をも わせて示している。図8および図9におけるX よびYによる方向表示は、図1の場合と同様(X は左右方向(-X:左方、+X:右方)、Yは前後方向(-Y :前方、+Y:後方))である。
図8に示すように、搬送機構50は、プリン 10の装置本体11内の所定のフレームに固定さ れた直方体状の枠体51と、この枠体51に一部 外部に突出させた状態で内装されてトナー ートリッジ20に接続される現像剤受出パイプ 52と、この現像剤受出パイプ52に内装された パイラルフィーダ53と、現像剤受出パイプ52 現像装置134との間に介設されたフレキシブ パイプ54と、トナーカートリッジ20の回転に 応じて現像剤受出パイプ52を周回させるギヤ 構55とを備えている。
枠体51は、図9に示すように、収容部30の 端開口に対向した位置に設けられている。 体51は、収容部30の右面開口36に対向した左 板511と、右方でこの左面板511に対向した右 板512と、これら左面板511および右面板512の 後の縁部間に架設された前後方向一対の側 513とからなっている。右面板512の前後の縁 からは、互いに反対方向に向かって突設さ た上下方向に長尺のブラケット512aが設けら ている。これらのブラケット512aが図略のフ レームに例えばボルト止めされることにより 、搬送機構50は、装置本体11内の所定の位置( 容部30に対向した位置)に固定される。
左面板511には、現像剤受出パイプ52の周 移動を案内するための案内窓511aが設けられ いる。この案内窓511aは、周縁が収容部30内 の連結円筒232の周回に応じた後述する横パ プ521(現像剤受出パイプ52の構成要素)の周回 により形成される包絡線に沿うように、亜楕 円形状に形状設定されている。
現像剤受出パイプ52は、左側部が枠体51内 から案内窓511aを介して外部に突出された横 イプ521と、この横パイプ521の右端位置から 方に向けて延設された縦パイプ522とからな ている。
横パイプ521は、その長手方向の略半分が 体51内に収容されている一方、残りの略半 が案内窓511aから外部に突出されている。か る横パイプ521は、外径寸法がカートリッジ 体21の現像剤排出口231内径寸法(すなわち弾 筒体233の筒体本体233aの内径寸法)と略同一 設定されている。これによって連結円筒232 、摺接状態で横パイプ521へ外嵌され得る。
横パイプ521には、左端部の上半分の部分 切り欠かれることによって形成した現像剤 出口521aが設けられている。この現像剤受出 口521aの設置位置は、連結円筒232が横パイプ52 1に外嵌された状態で、連結円筒232を越えて ートリッジ本体21の現像剤充填室V内に位置 るように設定されている。
また、横パイプ521は、連結円筒232が外嵌 れた状態で、左端面が円形シャッタ282を介 て三角プレート27に到達しないように長さ 法が設定されている。トナーカートリッジ20 が完全に収容部30に装着される直前において 、図9(A)に示すように、円形シャッタ282がコ イルスプリング29の付勢力で右方に向かって 勢され、これによって現像剤排出口231が閉 された状態になっている。
この状態で、トナーカートリッジ20が収 部30内の最奥部にまで押し込まれると、図9(B )に示すように、横パイプ521は連結円筒232内 嵌入され、コイルスプリング29の付勢力に抗 して円形シャッタ282を左方に向けて相対的に 押圧する。これによる円形シャッタ282の左方 への移動によって、現像剤排出口231が開放さ れるとともに、横パイプ521の現像剤受出口521 aがカートリッジ本体21内に位置した状態にな る。
そして、円形シャッタ282が横パイプ521に 対的に押圧されてカートリッジ本体21の内 へ向けて移動すると、円形シャッタ282の近 に位置していた現像剤が当該円形シャッタ28 2に押圧されて解される。このため、たとえ の部分で現像剤の団塊が形成されていても 当該団塊は解砕される。
従って、この状態で収容部30内のトナー ートリッジ20が回転すると、上方へ汲み上げ られた現像剤が、現像剤受出口521aを介して 滑に横パイプ521内に導入される。その後、 像剤は、スパイラルフィーダ53の駆動で縦パ イプ522、フレキシブルパイプ54および現像剤 入管134aを介して現像装置134へ補給される。
本実施形態においては、後述する駆動モ タ43(図7)の駆動による駆動ベルト41を介した トナーカートリッジ20の回転が停止されると には、トナーカートリッジ20のルーローの 角形の重心位置が最下位に位置するように 動モータ43の駆動が制御される。こうするこ とで、トナーカートリッジ20の連結円筒232に 入している横パイプ521を、トナーカートリ ジ20の収容部30に対する着脱操作時に、常に 最下位に位置した状態とすることができる。 従って、カートリッジ装着口341(図7)を介して トナーカートリッジ20をカートリッジ装着室V 1内に挿入することにより、連結円筒232を横 イプ521へ外嵌させることができる。
スパイラルフィーダ53は、横パイプ521内 同心で軸心回りに回転可能に内装されてい 。スパイラルフィーダ53は、横パイプ521の左 端壁と右端壁間に架設されたフィーダ軸531と 、このフィーダ軸531周りに同心で付設された スパイラルフィン532とからなる。フィーダ軸 531は、左端部が横パイプ521の左端壁の中心位 置に非貫通で支持されているのに対し、右端 部は横パイプ521の右端壁の中心位置を貫通し て外部に突出されている。フィーダ軸531にお けるこの外部に突出した部分に、後述する周 回ギヤ551が同心で一体回転可能に外嵌されて いる。
フレキシブルパイプ54は、案内窓511aの周 に沿った現像剤受出パイプ52の周回移動に 応するためのもので、ベローズ(bellows)部を える。フレキシブルパイプ54は、現像装置134 の頂部から上方に向かって突設された現像剤 受入管134aの上端部と、前記縦パイプ522の下 部との間に介設され、現像剤受出パイプ52の 周回移動に応じて伸縮する。
ギヤ機構55は、現像剤受出パイプ52の周回 移動を前記スパイラルフィーダ53の軸心回り 回転に変換して伝達するためのものである ギヤ機構55は、フィーダ軸531の右端部に同 で一体回転可能に外嵌されるように設けら た周回ギヤ551と、枠体51の右面板512の左面に 固定された、内周面にこの周回ギヤ551と噛合 する内歯を有する内歯ギヤ552と、同右面板512 における内歯ギヤ552の内側に同心で凹設され た、フィーダ軸531の右端部531aを案内するた の環状溝553とを備える。
周回ギヤ551は、本実施形態においては、 寸法が横パイプ521の外径寸法と略同一に設 されている。内歯ギヤ552は、内周縁が案内 511aの内周縁(すなわち、横パイプ521の周回 動の包絡線)と同一の亜楕円形状に設定され いる。環状溝553は、カートリッジ本体21の 心位置の周回軌跡に沿うように亜楕円形状 設定されている。なお、図8では、内歯ギヤ5 52及び環状溝553を、図示の都合上、相当大き 描いている。
かかる構成のギヤ機構55によれば、トナ カートリッジ20の収容部30内での回転によっ カートリッジ本体21の連結円筒232が収容部30 の中心線回りに逆方向に周回すると、この周 回は、連結円筒232に内嵌されている現像剤受 出パイプ52の横パイプ521に伝達される。これ よって横パイプ521は、案内窓511aの周縁およ びフィーダ軸531の右端部531aが嵌り込んでい 環状溝553の双方にガイドされつつ、案内窓51 1a内で周回する。
そして、横パイプ521が周回すると、内歯 ヤ552の内歯に噛合しているフィーダ軸531と 体の周回ギヤ551も噛合している内歯ギヤ552 内歯に沿って周回し、これによってスパイ ルフィーダ53がフィーダ軸531回りに一体回 する。この現像剤受出パイプ52の回転によっ て、現像剤受出口521aから横パイプ521内に受 出された現像剤は、縦パイプ522へ向けて搬 され、フレキシブルパイプ54および現像剤受 入管134aを介して現像装置134へ補給される。
図10(A)~(E)は、トナーカートリッジ20が収 部30に装着された状態において、当該トナー カートリッジ20の回転と現像剤受出パイプ52 周回との関係に着目しつつ搬送機構50の作用 を説明するための図であり、当該搬送機構50 左方から見た模式的な説明図である。図10(A )は、トナーカートリッジ20が基準位置に位置 設定された状態、図10(B)は、トナーカートリ ジ20が基準位置から反時計方向に向けて30° 転された状態、図10(C)は、同60°回転された 態、図10(D)は、同90°回転された状態、図10(E )は、同120°回転された状態をそれぞれ示して いる。
なお、図10(A)~(E)では、図示の便宜上それ れ亜楕円形状である内歯ギヤ552および環状 553を円で示している。また、図10(A)~(E)にお てトナーカートリッジ20の回転角度をαで示 し、フィーダ軸531の周回角度をβで示してい 。さらに、図10におけるYによる方向表示は 1の場合と同様(-Y:前方、+Y:後方)である。
図10(A)に示すように、トナーカートリッ 20が収容部30に装着された直後の基準位置に 置設定された状態では、トナーカートリッ 20の基準角部211aが収容部30の中心Oの真上に 置している。また、環状溝553に案内される ィーダ軸531(すなわち、トナーカートリッジ 20の重心G)は、収容部30の中心Oの真下に位置 ている。
この状態で回転機構40(図7)の駆動により ナーカートリッジ20が、図10(B)に示すように 反時計方向に向けて30°(α=30°)回転すると、 トナーカートリッジ20の基準角部211aは、収容 部30の天板33の後端位置近傍に位置した状態 なる。また、フィーダ軸531は、環状溝553に 内されつつ収容部30の中心O回りに時計方向 向けて90°(β=90°)周回する。
この周回によって周回ギヤ551に噛合して る周回ギヤ551は、収容部30の中心O回りに90° 周回(公転)するとともに、フィーダ軸531回り 反時計方向に回転(自転)する。このフィー 軸531の回転によって、トナーカートリッジ20 から横パイプ521内に受け出された現像剤は、 スパイラルフィーダ53のフィーダ軸531と一体 転するスパイラルフィン532(図8)に誘導され 縦パイプ522およびフレキシブルパイプ54を って現像装置134へ補給される。スパイラル ィーダ53の駆動による現像剤の現像装置134へ の補給のメカニズムについては、以後の図10( B)~図10(E)において同様である。
ついで、トナーカートリッジ20が、図10(C) に示すように、反時計方向に向けて60°(α=60° )回転すると、トナーカートリッジ20の基準角 部211aは、収容部30の後方の側板32の上端位置 傍に位置した状態になる。また、フィーダ 531は、環状溝553に案内されつつ収容部30の 心O回りに時計方向に向けて180°(β=180°)周回 る。
この周回によって横パイプ521は、収容部3 0の中心Oの直上の最大高さ位置に位置すると もに、フレキシブルパイプ54は、最大長に 長した状態になる。
ついで、トナーカートリッジ20が、図10(D) に示すように、反時計方向に向けて90°(α=90° )回転すると、トナーカートリッジ20の基準角 部211aは、収容部30の後方の側板32の上下方向 中央部に位置した状態になる。また、フィ ダ軸531は、環状溝553に案内されつつ収容部3 0の中心O回りに時計方向に向けて270°(β=270°) 回する。この周回によって横パイプ521は、 容部30の中心Oの直前方に位置した状態にな 。
さらに、トナーカートリッジ20が、図10(E) に示すように、反時計方向に向けて120°(α=120 °)回転すると、トナーカートリッジ20の基準 部211aは、収容部30の後方の側板32の下端よ 若干上方に位置した状態になる。また、フ ーダ軸531は、環状溝553に案内されつつ収容 30の中心O回りに時計方向に向けて360°(β=360° )周回する。この周回によって横パイプ521は 最下位置(図10(A)に示す位置と同一の位置)に 置した状態になる。
このように、トナーカートリッジ20が収 部30内で反時計方向に向けて回転すると、こ れに応じて周回ギヤ551が、トナーカートリッ ジ20の回転角度の3倍の回転角度(β=3α)で収容 30の中心O回りに時計方向に向けて公転しな らフィーダ軸531回りに反時計方向に向けて 転する。このため、周回ギヤ551と一体のス イラルフィーダ53(図8)が、前記自転によっ 同一方向に向けて回転する。従って、トナ カートリッジ20から横パイプ521へ受け出され た現像剤は、常に適正に現像装置134へ向けて 送り出される。
つぎに、トナーカートリッジ20の回転に る当該トナーカートリッジ20内に充填された 現像剤Zの挙動について説明する。トナーカ トリッジ20内に容量の半分以上の現像剤Zが 填されている場合には、トナーカートリッ 20内における重心G近傍の現像剤Zが、トナー ートリッジ20の回転速度の3倍の回転速度で 方向に向けて回転する。このことから、重 G近傍の現像剤Zとその周りの現像剤Zとの間 周方向に向けて互いに反対方向に向かう力 作用し合い、トナーカートリッジ20の中心 分で現像剤Zが効果的に攪拌されるという本 施形態の最も顕著な作用効果が得られる。
トナーカートリッジ20内の現像剤Zが少量 ったときの現像剤Zの挙動について、図10(A)~ (E)に基づき説明する。図10(A)~(E)においては、 点描で現像剤Zを示すとともに、説明を容易 行い得るようにするために、トナーカート ッジ20内に少量(容量の略1/4量)の現像剤Zが充 填された状態を示している。
図10(A)に示すように、トナーカートリッ 20が基準位置に位置設定された状態を始点と して駆動回転されるとすると、当初現像剤Z 、略同じ厚みでトナーカートリッジ20の底に 溜まった状態になっている。この状態でトナ ーカートリッジ20が反時計方向に回転される 、回転角度が30°に到達するまでは、図10の( B)に示すように、トナーカートリッジ20の底 の水平面に対する傾斜角度がそれ程大きく いことから(回転角度が30°に到達したときの トナーカートリッジ20の底部の平均傾斜角度 30°)、現像剤Zは、その厚みにそれ程の変化 生じない状態で推移する。
ついで、トナーカートリッジ20が30°から6 0°まで回転すると、図10(C)に示すように、ト ーカートリッジ20の底部が水平面に対して60 °に傾斜する。この急峻な傾斜によって、現 剤Zは下方に向けてなだれ落ち易い状態にな り、一部はなだれ落ちてトナーカートリッジ 20内の下部で厚くなっている。
引き続き、トナーカートリッジ20が基準 置から90°回転した状態では、今までトナー ートリッジ20の底部であった部分は、水平 に対して急激に90°になってむしろ切り立っ 壁面になる。このため、現像剤Zは、図10(D) 示すように、この壁面から投げ出され、さ に120°回転したときには、図10(E)に示すよう に、トナーカートリッジ20の新たに底部に溜 ることになる。
このように断面視でルーローの三角形の 状に設定されたトナーカートリッジ20が収 部30内で回転することにより、30°毎にトナ カートリッジ20内に充填された現像剤Zに対 作用する力の方向が急激に変化する変位点 存在するため、従来のように現像剤が筒心 りに回転している円筒体内で攪拌されるこ に比較し、現像剤Zの攪拌効果を格段に向上 せることができる。
これに加えて、本実施形態においては、 ートリッジ本体21の右端壁23の内面に現像剤 を汲み上げる汲み上げリブ234が設けられ、こ の汲み上げリブ234がカートリッジ本体21の回 に応じて現像剤を現像剤受出口521aへ向けて 汲み上げる。このため、汲み上げリブ234の作 用によっても現像剤に攪拌処理が施されると ともに、トナーカートリッジ20内に現像剤が 留することを防止することができる。
以上詳述したように、本実施形態に係る ナーカートリッジ20は、現像剤が充填され 容器としてのカートリッジ本体21と、カート リッジ本体21に形成された現像剤排出口231を 閉するシャッタ機構25とを有する。カート ッジ本体21は、互いに対向した一対の端壁( 端壁22および右端壁23)と、これら一対の端壁 22,23間に架設された胴部24とを有し、胴部24は 、筒心方向と直交する断面形状がルーローの 三角形の形状に設定されている。
トナーカートリッジ20をこのように構成 ることにより、内部に現像剤が充填された 態のカートリッジ本体21をプリンタ10の装置 体11に装着した状態で、シャッタ機構25を動 作させて当該カートリッジ本体21に設けられ 現像剤排出口231を開放することにより、カ トリッジ本体21内の現像剤が現像装置134に 給し得る状態になる。
そして、カートリッジ本体21の胴部24は、 筒心方向と直交する断面形状がルーローの三 角形の形状に設定されている。当該胴部24を ルーローの三角形における頂点を中心とし 円弧の曲率半径を一辺とする正四角形から る所定の枠内で回転させることにより、ル ローの多角形の重心位置は、反対の回転方 に向けて胴部24の回転数の3倍(因みに、ルー ローの多角形が五角形の場合は5倍、7角形の 合は7倍等)だけ周回する。
従って、カートリッジ本体21の胴部24を四 角の枠内で回転させることにより、胴部24内 現像剤は、重心位置の近傍にあるものとそ 周りにあるものとの間で互いに反対方向に かう力が作用する。これによって現像剤が されるため、従来のようにトナーカートリ ジ20が円筒で構成されたもの(円筒の場合に 、重心位置が周回することはない)に比べて 、トナーカートリッジ20内の現像剤はより確 に攪拌される。
また、カートリッジ本体21の胴部24を四角 の枠内で回転させると、胴部24の角数に応じ 所定の角度の回転毎に、胴部24に充填され 現像剤に加わる力の方向が急激に変化する( なわち変位点が存在する)。この点でも本実 施形態のトナーカートリッジ20においては、 かる変位点が存在しない従来の円筒状のト ーカートリッジに比べて、現像剤はより確 に攪拌される。
トナーカートリッジ20は、例えば縦置き 長期間に亘って保管されることにより、縦 きのカートリッジ本体21内の下部で現像剤が 固まって団塊が形成されてしまうような場合 がある。この場合でも、カートリッジ本体21 胴部24を回転させることにより、重心位置 ある現像剤が高速で回転することや現像剤 加わる力の方向が急激に変化すること等に る攪拌力によって団塊が容易に解砕される 従って、団塊の存在でトナーカートリッジ20 からの現像装置134への現像剤の補給が円滑に 行われなくなったり、内部に多くの現像剤が 残留しているにも拘わらず新品と更新しなけ ればならなくなったりする不都合の発生を防 止することができる。
現像剤排出口231は、一対の端壁の一方側 おけるルーローの多角形の重心位置に設け れている。このため、収容部30内でカート ッジ本体21の胴部24を回転させることによる 像剤排出口231の重心回りの周回を、当該現 剤排出口231から導出された現像剤を現像装 まで搬送するスパイラルフィーダ53の駆動 とすることができる。従って、搬送部材を 動させるための専用の駆動源を設ける必要 なくなり、その分装置の簡素化、部品点数 減少化およびを製造コストの低減化に貢献 ることができる。
シャッタ機構25は、カートリッジ本体21の 内側から現像剤排出口231を開閉可能に閉止す る円形シャッタ282を備えたシャッタ部材28と この円形シャッタ282を現像剤排出口231に向 て付勢するコイルスプリング29とを備えて る。普段は、円形シャッタ282がカートリッ 本体21の内側からコイルスプリング29の付勢 で押圧されることにより、現像剤排出口231 閉止された状態になる。一方、コイルスプ ング29の付勢力に抗して、円形シャッタ282 カートリッジ本体21の外側から押圧すること により、現像剤排出口231は開放される。この 構成によれば、シャッタ機構25の構造を簡単 ものとした上で、円形シャッタ282の開閉操 を容易に行うことができる。
カートリッジ本体21の右端壁23には、カー トリッジ本体21内に向けて突設された汲み上 リブ234が設けられている。このため、カー リッジ本体21内の現像剤の残量が少なくな た状態で、当該カートリッジ本体21の底部の 現像剤が汲み上げリブ234によって汲み上げら れ、現像剤受出口521aを介して排出される。 って、内部に多くの現像剤が残ったままト ーカートリッジ20を新品と交換しなければな らなくなるような不都合の発生を防止するこ とができる。
胴部24の内周面には、内部に向けて突設 れた複数の移送リブ242が設けられている。 ートリッジ本体21の胴部を四角の枠内で回転 させることにより、カートリッジ本体21内の 部の内周面に位置した現像剤は、当該内周 に突設された移送リブ242によって攪拌され 。このため、胴部24内の現像剤を当該胴部24 の全長に亘って効果的に攪拌することができ る。
さらに、本実施形態においては、カート ッジ本体21の胴部24の断面形状としてルーロ ーの多角形の内で重心の移動量が最も大きい ルーローの三角形が採用されている。従って 、カートリッジ本体21の回転に伴う内部の現 剤に対する優れた攪拌効果を得ることがで る。また、ルーローの三角形を採用するこ により、ルーローの多角形を応用したトナ カートリッジ20の胴部24の形状を最も単純な 形状にすることができ、トナーカートリッジ 20の製造コストの低減化に貢献することがで る。
このようなトナーカートリッジ20が適用 れるプリンタ10は、箱形を呈した装置本体11 内部に画像形成用の各種の機器が配設され なる。プリンタ10は、内面にトナーカート ッジ20の胴部24の外周面が摺接し、かつ、一 の端面にトナーカートリッジ20を着脱する めのカートリッジ装着口341を備えた、筒心 向と直交する方向の断面形状が正四角形で る収容部30と、収容部30に装着されたトナー ートリッジ20を周方向に向けて回転させる 転機構40と、シャッタ機構25を動作させるこ により開放された現像剤排出口231を介して ナーカートリッジ20内の現像剤を装置本体11 内に配設された現像装置へ搬送する搬送機構 50とを備えている。
このように構成されたプリンタ10によれ 、収容部30内にトナーカートリッジ20を装着 、この状態で回転機構40を駆動させること より、収容部30内のトナーカートリッジ20の 部24が回転し、当該胴部24内の現像剤が効果 的に攪拌される。そして、胴部24内で攪拌さ つつある現像剤は、搬送機構50の駆動によ 現像剤排出口231を介して画像形成装置の装 本体11に設けられた現像装置134へ補給される 。
このような収容部30、回転機構40、及び搬 送機構50が装置本体11に設けられているため ルーローの多角形の形状を備えた胴部24を有 するトナーカートリッジ20の利点を最大限に き出した状態で、胴部24内の現像剤を効果 に攪拌処理することができる。
従って、トナーカートリッジ20が縦置き 長期間に亘って保管された後に収容部30に装 着されても、カートリッジ本体21の底に溜ま た団塊が従来に比べてより効果的に解砕さ る。このため、団塊の存在でトナーカート ッジ20内の現像剤が円滑に現像装置134に補 されなくなるような不都合の発生を防止す ことができる。
収容部30には、互いに対向する各壁面を れぞれ横断するように切り欠かれた一対の 欠き窓321が設けられている。また、回転機 40は、トナーカートリッジ20が各切欠き窓321 ら収容部30内に嵌り込んだ状態で当該トナ カートリッジ20の周面に当接しながら、各切 欠き窓321の両端部近傍にそれぞれ設けられた 一対のローラ42との間で周回可能に張設され 一対の駆動ベルト41と、一対のローラ42の内 の駆動ローラを駆動回転させる駆動モータ43 を備えている。
従って、駆動モータ43の駆動で駆動ロー を駆動回転させることにより、一対のロー 42間に張設され、かつ、収容部30の各対向壁 に切り欠かれた切欠き窓321から内部のカー リッジ本体21の胴部24に当接された駆動ベル ト41が駆動周回するため、胴部24は、この駆 ベルト41が駆動周回に誘導されて回転する。
このような回転機構40によれば、簡単な 造でトナーカートリッジ20を確実に回転させ ることができる。
現像剤排出口231は、トナーカートリッジ2 0の端壁における胴部24の重心位置を中心とし て設けられている。また、搬送機構50は、ト ーカートリッジ20が収容部30内に装着された 状態で現像剤排出口231に相対的に差し込まれ 、かつ、円形シャッタ282を押圧して現像剤排 出口231を開放させる現像剤受出パイプ52と、 像剤受出パイプ52に内装されてトナーカー リッジ20内の現像剤を受け出すスパイラルフ ィン532とを備える。スパイラルフィン532は、 現像剤受出パイプ52が現像剤排出口231に差し まれた状態で、トナーカートリッジ20が回 することによる現像剤排出口231の周回に応 て、収容部30の筒心回りに公転しながら自軸 心回りに自転する。
かかる構成の搬送機構50によれば、トナ カートリッジ20が収容部30に装着され、現像 受出パイプ52が現像剤排出口231に相対的に し込まれて円形シャッタ282が開放された状 で、駆動モータ43の駆動によりトナーカート リッジ20が回転すると、この回転による現像 排出口231の周回により現像剤受出パイプ52 周回する。この現像剤受出パイプ52の周回が スパイラルフィン532に伝達されることにより 、スパイラルフィン532が収容部30の筒心回り 公転しながら自軸心回りに回転する。従っ 、現像剤受出口521aから現像剤受出パイプ52 に排出された現像剤は、このスパイラルフ ン532の自転によって現像剤受出パイプ52内 搬送され、現像装置134へ補給される。
このように搬送機構50によれば、現像剤 出パイプ52の公転をスパイラルフィン532に伝 達することが可能になり、スパイラルフィン 532を駆動するための専用の駆動源を設ける必 要がなくなる。その分、装置コストの低減化 に貢献することができる。
本発明は上記の実施形態に限定されるも ではなく、以下の内容をも包含するもので る。
(1)上記の実施形態においては、本発明に るトナーカートリッジ20が適用される画像 成装置としてプリンタ10を例に挙げて説明し た。しかし本発明は、複写機やファクシミリ 装置等の、他の画像形成装置にも適用できる 。
(2)上記の実施形態においては、直方体状 呈する収容部30の上面が、天板33で全て覆わ れた例を示した。この天板33に代えて、1本あ るいは複数本の桟材を一対の側板32の上縁部 に架設してもよい。この形態によっても、 ナーカートリッジ20は、駆動ベルト41の駆動 により胴部24がカートリッジ装着室V1内で桟 に摺接しながら回転することができる。
(3)上記の実施形態においては、収容部30 のトナーカートリッジ20を横から挟むように 一対の駆動ベルト41が設けられている。これ 一対の駆動ベルト41に加えて、収容部30内の トナーカートリッジ20を縦から挟むようにさ に一対の駆動ベルト41を追加してもよい。 うすることで、収容部30内のトナーカートリ ッジ20は、四方から駆動ベルト41によって包 された状態になるため、トナーカートリッ 20は、各駆動ベルト41の周回駆動でより確実 当該駆動ベルト41の駆動力が伝達されるよ になる。
また、収容部30内のトナーカートリッジ20 を下から駆動ベルト41で受けるようにしても い。こうすることによって収容部30内のト ーカートリッジ20は、自重によって駆動ベル ト41上に密着した状態になる。このため、ト ーカートリッジ20の駆動ベルト41に対する当 接状態が安定し、これによって1本の駆動ベ ト41でトナーカートリッジ20を確実に回転さ ることができ、部品点数の削減に貢献する とができる。
また、収容部30内のトナーカートリッジ20 を下から駆動ベルト41で受けるようにした場 には、トナーカートリッジ20が装着される 容部30を上面が開放したものにすることがで きる。そして、収容部30の上面が開放されて ると、収容部30の上面開口からトナーカー リッジ20を着脱することが可能になり、これ によってトナーカートリッジ20の収容部30に する着脱操作が容易になる。
すなわち、図1に示す例では、トナーカー トリッジ20は、装置本体11の左側面から収容 30に対し着脱されるようになされているが、 プリンタ10の機種によっては、装置本体11の 板が開閉可能に構成されているものがある( しろこれが一般的である)。かかる機種のプ リンタ10では、トナーカートリッジ20が装置 体11の上から着脱されるようになっているた め、上面が開放された収容部30を採用すれば トナーカートリッジ20をかかる機種のプリ タ10にも適用することができる。
(4)上記の実施形態においては、カートリ ジ本体21を構成する左端壁22、右端壁23およ これら一対の端壁22,23間に架設された胴部24 の全てについてルーローの三角形の形状が適 用されている例を示した。しかし、必ずしも 胴部24の全てではなく、少なくとも胴部24の 部にルーローの三角形の形状が適用されて ればよい。
図11は、トナーカートリッジ20のこのよう な他の実施形態の一例を示す斜視図である。 なお、図11におけるXおよびYによる方向表示 図1の場合と同様(Xは左右方向(-X:左方、+X:右 )、Yは前後方向(-Y:前方、+Y:後方))である。
図11に示すように、この実施形態のトナ カートリッジ20″は、カートリッジ本体21″ 左右方向一対の側方胴部24aと、これら一対 側方胴部24a間に架設された中央胴部24bとを えている。
各側方胴部24aは、それぞれ先の実施形態 カートリッジ本体21と同様に左右方向から てルーローの三角形状に形成されている。 側の側方胴部24aの左端壁22には、先の実施形 態と同様の現像剤充填口を塞ぐキャップ222が 設けられているとともに、右側の側方胴部24a には、先の実施形態と同様のシャッタ機構25( 図2)が内装されている。
中央胴部24bは、各側方胴部24a間に同心で 設された円筒体によって形成されている。 かる中央胴部24bは、周方向に均等に区分さ た外周面の3個所が側方胴部24aの各円弧状の 外周面と面一になるように径寸法が設定され ている。
この変形実施形態のトナーカートリッジ2 0″においては、先の実施形態の回転機構40( 7)が一対の側方胴部24aのいずれか一方または 双方を対象として設けられる。トナーカート リッジ20″は、この回転機構40の駆動によっ 回転する。
かかるトナーカートリッジ20″によれば 一対の側方胴部24a間に円柱状の中央胴部24b 設けられていることにより、ユーザは、こ 中央胴部24bを容易に握持することが可能に る。これによってトナーカートリッジ20″は 、運搬やプリンタ10に対する着脱操作等が容 なものになる。
(5)上記の実施形態においては、収容部30 左面板34にトナーカートリッジ20の断面形状 相似形のカートリッジ装着口341が設けられ いる。このような相似形に限らず、胴部24 挿入することさえできればカートリッジ装 口341をどのような形状に設定してもよい。
但し、この場合には、収容部30に挿入さ たトナーカートリッジ20の筒心回りの位相が 確定しないため、トナーカートリッジ20を収 部30内に挿入していくと、トナーカートリ ジ20の連結円筒232が搬送機構50の最下位置に 置した横パイプ521に外嵌し得ない場合があ 。かかる不都合を解消するため、収容部30 適所にトナーカートリッジ20の位相を案内す るガイドを設けたり、あるいは連結円筒232の 先端側に、横パイプ521の先端を捕捉し得るよ うな先広がりのラッパ状の筒体を延設したり することが好ましい。
こうすることによってトナーカートリッ 20を収容部30内に押し込んでいくと、トナー カートリッジ20がどのような位相になってい かに拘わらず、当該トナーカートリッジ20 前記ガイドに案内されたり、連結円筒232の 端のラッパ状の筒体に案内されたりするこ で、当該連結円筒232を横パイプ521に容易に 嵌させることができる。
また、収容部30の外面の適所に、挿入さ るトナーカートリッジ20の位相を示す目印を 設け、この目印に沿ってトナーカートリッジ 20を収容部30へ挿入するようにしてもよい。
(6)上記の実施形態においては、トナーカ トリッジ20の胴部24の断面形状にルーローの 三角形の形状が適用されている例を示したが 、ルーローの五角形やルーローの七角形等を 適用してもよい。
(7)上記の実施形態においては、搬送機構5 0の周回ギヤ551の径寸法を現像剤受出パイプ52 の横パイプ521の外径寸法と同一に設定してい るが、周回ギヤ551の径寸法を横パイプ521の外 径寸法未満としてもよいし、同外径寸法以上 としてもよい。そして、内歯ギヤ552は、周回 ギヤ551の径寸法に応じて大きさや形状が設定 される。
(8)上記の実施形態においては、収容部30 して断面視で内部の空間が正四角形のもの 採用されている。この他、正四角形より多 の多角形を採用するとともに、この多角の 角形の角筒体に適合したルーローの多角形 トナーカートリッジを採用することができ 。
この場合、角筒体の角数を「2n(n=3,4,・・ )」とすると、これに対応するトナーカート リッジのルーローの多角形は、角数が「2n-1(n =3,4,・・・)」となる。
図12は、角筒体が正四角形より多角の正 角形である場合の角筒体とこれに内装され トナーカートリッジとを示す図であり、図12 (A)は、角筒体が正六角形の場合、図12(B)は、 筒体が正八角形の場合をそれぞれ示してい 。
正六角形の収容部30aの場合には、図12(A) 示すように、ルーローの五角形が適用され トナーカートリッジ20aが採用される。また 正八角形の収容部30bの場合には、図12(B)に示 すように、ルーローの七角形が適用されたト ナーカートリッジ20bが採用される。
このように、ルーローの三角形より多角 ルーローの多角形を採用することにより、 ナーカートリッジの容量を多くすることが きる。
(9)上記の実施形態においては、収容部30 して角筒体が採用されている。しかし、収 部30は、少なくともトナーカートリッジ20,20 が装着される空間の断面形状(すなわち、カ ートリッジ本体21の胴部24の外周面が摺接す 部分の内面の断面形状)が正四角形状を呈し いればよく、外観形状が角筒体である必要 ない。
(10)上記の実施形態においては、トナーカ ートリッジ20のカートリッジ本体21の断面形 としてルーローの多角形が採用されている を示した。すなわち、「円を除く略定幅図 の形状」として、ルーローの多角形を例示 た。しかしながら、カートリッジ本体21の断 面形状は必ずしもルーローの多角形でなくて も良く、ルーローの多角形の角の部分が円弧 状になった形状を有する定幅図形の形状であ ってもよい。
図13は、このような定幅図形について説 するための説明図であり、図13(A)は、基礎図 形が正三角形である場合の三角タイプの定幅 図形F3を、図13(B)は、基礎図形が正五角形で る場合の五角タイプの定幅図形F5をそれぞれ 示している。
まず、基礎図形T0が正三角形T3である場合 の三角タイプの定幅図形F3について、図13(A) 基に説明する。三角タイプの定幅図形F3は、 一辺の長さがaである正三角形T3の各頂点を中 心として該三角形の外側に向けて描かれた半 径bの小円の円弧と、正三角形T3の各頂点を中 心として該三角形の重心方向に向けて描かれ た半径が「a+b」の大円の円弧とが、滑らかに 繋がることにより得られる図形である。
このようにして得られた三角タイプの定 図形F3は、一辺の長さが「a+2b」の正四角形S 内で、常に4点で各辺と当接しながら回転す ことができる。これについてはルーローの 角形Tの場合と同様である。
ついで、基礎図形T0が正五角形T5である場 合の五角タイプの定幅図形F5について、図13(B )を基に説明する。五角タイプの定幅図形F5は 、対角線の長さがa″である正五角形T5の各頂 点を中心として該五角形の外側に向けて描か れた半径bの小円の円弧と、正五角形T5の各頂 点を中心として該五角形の重心方向に向けて 描かれた半径が「a″+b」の大円の円弧とが、 滑らかに繋がることにより得られる図形であ る。
このようにして得られた五角タイプの定 図形F5は、一辺の長さが「a″+2b」の正四角 S内で、常に4点で各辺と当接しながら回転 ることができる。
このような三角タイプの定幅図形F3およ 五角タイプの定幅図形F5は、いずれも前記正 四角形Sの内部で4点が当該正四角形Sの各辺に 接触しながら回転することができるため、か かる定幅図形F3,F5の形状を、ルーローの三角 Tの形状に代えて先の実施形態に係るカート リッジ本体21の端面視の断面形状として採用 ることができる。
そして、ルーローの三角形Tに代えて定幅 図形F3,F5をカートリッジ本体21の端面視の断 形状として採用した場合、カートリッジ本 21には端面視で先鋭な角部が存在しなくなり 、角部であった部分が円弧状になるため、こ の部分の収容部30の内壁面との当接状態がよ 滑らかになり、カートリッジ本体21のスム ズな回転に寄与することができる。
なお、図13では、定幅図形として三角タ プの定幅図形F3および五角タイプの定幅図形 F5を例に挙げて示したが、定幅図形としては 基礎図形T0が正「2n+1(但しnは自然数)」角形 ものを採用することができる。
(11)上記実施形態では、トナーカートリッ ジ自体の断面形状をルーローの多角形(円を く略定幅図形)の形状とする例を示したが、 意の断面形状をもつトナーカートリッジを ダプタに着脱する形式とし、該アダプタの 面外形形状をルーローの多角形の形状等と ても良い。
図14(A)、(B)は、この変形実施形態に係る ナーカートリッジ用アダプタ(トナーカート ッジ組立体)を示す斜視図である。図14(A)お び図14(B)は、トナーカートリッジ220がアダ タ210に全体的に収納される全体収納タイプ トナーカートリッジ組立体20″(図14(A)は、ト ナーカートリッジ220がアダプタ210から引き出 された状態、図14(B)は、トナーカートリッジ2 20がアダプタ210に収納された状態)を示す。図 14(C)は、トナーカートリッジ220がアダプタ210 に貫通される一部収納タイプのトナーカー リッジ組立体20′を示している。なお、図14 におけるXおよびYによる方向表示は、図2の場 合と同様(Xは左右方向(-X:左方、+X:右方)、Yは 後方向(-Y:前方、+Y:後方))である。
全体収納タイプのトナーカートリッジ組 体20″は、図14(A)および図14(B)に示すように 端面視の断面形状がルーローの多角形の形 または定幅図形の形状(図14ではルーローの 角形の形状を描いている)を呈するアダプタ 210と、このアダプタ210に全体的に着脱自在に 装着されるトナーカートリッジ220とを備えて いる。
アダプタ210は、外観形状が上記実施形態 示したカートリッジ本体21と同一形状に設 され、ルーローの三角形の形状の左端壁22A び右端壁23Aと、これら各端壁22A,23A間に架設 れた筒状の胴部24Aとを備えている。左端壁2 2Aには、可能な限り大きく開口された、装着 れるトナーカートリッジ220の断面形状より かに大きめの正三角形状の三角孔223が穿設 れているとともに、右端壁23Aにも同様の三 孔235が設けられている。胴部24Aは、トナー ートリッジ220の収容空間を内部に有し、前 収容空間の内面形状とトナーカートリッジ2 20の外形形状とは略合致するものとされてい 。
トナーカートリッジ220は、端面視の形状 三角孔223,235に対応するように正三角形状に 設定されている。かかるトナーカートリッジ 220の前端面には現像剤充填口が設けられ、こ の充填口を介してトナーカートリッジ220内に 現像剤が充填された状態で当該充填口にキャ ップ222が嵌め込まれる。また、トナーカート リッジ220の右端の内部には、先の実施形態と 同様の開閉機構280(図2参照)が設けられる。
かかる構成のトナーカートリッジ組立体2 0″を、先の実施形態のトナーカートリッジ20 と同様に収容部30に対して着脱するようにし もよいし、アダプタ210を収容部30に装着し ままとし、トナーカートリッジ220のみをア プタ本体部210に対して着脱するようにして よい。
ここでは、アダプタ210の回り止め孔が三 孔223,235であり、かつ、トナーカートリッジ 220の端面視の形状が三角孔223,235に対応した 三角形であるケースを例示しているが、回 止め孔および胴部24の端面視の形状は、アダ プタ210と一体回転可能な形状であればどのよ うな形状であってもよい。なお、トナーカー トリッジ220の端面視の形状を円形とする場合 には、周面から回り止めのための突起を設け るとともに、アダプタ210側の開口の周縁に当 該突起に対応した凹部を設けるようにすれば よい。
ついで、一部収納タイプのトナーカート ッジ組立体20′は、図14(C)に示すように、ア ダプタ210″の長さ寸法がトナーカートリッジ 220よりも短尺に設定されている。このため、 組立状態では、トナーカートリッジ220がアダ プタ210″を貫通し、かつ、左右の端部がアダ プタ210″から外部に食み出した状態になる。 アダプタ210″が短尺である以外は、トナーカ ートリッジ組立体20′のその他の構成は、図1 4(A)および図14(B)に示す全体収納タイプのトナ ーカートリッジ組立体20″と同様である。こ 変形実施形態によれば、アダプタ本体部210 が短尺である分、低コスト化、省スペース を図ることができる。
(12)先に図8、図9に示した搬送機構50に代 て、図15、図16に示す搬送機構50″を採用す ことができる。図15は、他の実施形態に係る 搬送機構50″を示す一部切欠き斜視図である また、図16は、図15のXVI-XVI線断面図であり 図16(A)は、トナーカートリッジ20が搬送機構5 0″に連結される前の状態、(B)は、トナーカ トリッジ20が搬送機構50″に連結された状態 それぞれ示している。なお、図15および図16 におけるXおよびYによる方向表示は、図8の場 合と同様(Xは左右方向(-X:左方、+X:右方)、Yは 後方向(-Y:前方、+Y:後方))である。
図15に示すように、この搬送機構50″は、 先の実施形態の搬送機構50の構成要素である 体51、現像剤受出パイプ52、スパイラルフィ ーダ53、フレキシブルパイプ54およびギヤ機 55に加え、現像剤受出パイプ52の横パイプ521 周回運動を円滑に行わせるべく、当該横パ プ521を支持するためのパイプ支持部材56を えて構成されている。
パイプ支持部材56は、カートリッジ本体21 の端面視の形状と同一のルーローの三角形の 形状を呈するパイプ支持板体561と、このパイ プ支持板体561の重心位置に嵌め込まれ、かつ 、横パイプ521が嵌入されるベアリング562と、 パイプ支持板体561の左面から突設された周方 向等ピッチの複数本(図15に示す例では3本)の 止ピン563とを備えている。
枠体51と収容部30の角筒との境界位置には 、収容部30の内壁面に固定された左右方向一 の角形環状ガイドレール37が設けられてい 。パイプ支持板体561は、その縁部がこれら 対の角形環状ガイドレール37に挟持され、か つ、ベアリング562に横パイプ521が嵌挿された 状態で収容部30に装着されている。
一方、カートリッジ本体21の右端壁23には 、各係止ピン563と対向する位置に係止筒体236 がそれぞれ突設されている。従って、カート リッジ本体21を収容部30内に押し込んでいく とにより、各係止筒体236が対応した係止ピ 563にそれぞれ外嵌される。カートリッジ本 21の回転は、これら係止筒体236および係止ピ ン563を介してパイプ支持板体561に伝達される 。これによりパイプ支持板体561は、一対の角 形環状ガイドレール37に挟持された状態で、 定してカートリッジ本体21の回転と同一の 転を行うことになる。
かかる搬送機構50″によれば、カートリ ジ本体21を、図16(A)に示すように収容部30内 押し込んでいくと、連結円筒232が現像剤受 パイプ52の横パイプ521に外嵌されるとともに 、各係止筒体236も対応した係止ピン563に外嵌 される。これによってカートリッジ本体21は 図16(B)に示すように、係止筒体236および係 ピン563を介して、パイプ支持板体561に一体 転可能に連結された状態になる。
従って、この状態でカートリッジ本体21 回転機構40(図7)の駆動により回転されると、 この回転はパイプ支持板体561に伝達される。 従って、パイプ支持板体561は回転され、この 回転は、ベアリング562を介して横パイプ521へ 伝達され、これにより現像剤受出パイプ52は 安定した状態で確実に回転されることにな 。
なお、上述した具体的実施形態には以下 構成を有する発明が主に含まれている。
本発明の一局面に係るトナーカートリッ は、筒状の胴部を有し、現像剤が充填され 容器としてのカートリッジ本体を備え、前 胴部は、筒心方向と直交する断面の外形形 が、円を除く略定幅図形の形状とされた部 を少なくとも一部に有することを特徴とす 。
かかる構成のトナーカートリッジによれ 、カートリッジ本体の胴部を、胴心方向に びる互いに平行な一対の第1面(例えば水平 )で挟むとともに、胴心の延びる方向に延び かつ、第1面と直交する互いに平行な一対の 第2面(例えば垂直面)で挟んだ状態の、断面形 状が正四角形からなる所定の枠(以下四角枠 いう)内で回転させると、定幅図形の重心位 が、前記回転の方向と反対方向に、胴部の 速度の数倍の角速度(例えば、定幅図形が三 角形相当のものである場合は3倍、五角形相 のものである場合は5倍、7角形相当のもので ある場合は7倍等)で周回する。
従って、カートリッジ本体の胴部を上記 角枠内で回転させることにより、胴部内の 像剤は、重心位置の近傍にあるものとその りにあるものとの間で互いに反対方向に向 う力が作用し、これによって現像剤が有効 解される。このため、従来のようにトナー ートリッジが円筒で構成されたもの(円筒の 場合には、重心位置が周回することはない) 比べてトナーカートリッジ内の現像剤はよ 確実に攪拌される。
また、カートリッジ本体の胴部を四角枠 で回転させると、胴部に形成された角部の に応じた所定の角度の回転毎に胴部に充填 れた現像剤に加わる力の方向が急激に変化 る(すなわち変位点が存在する)。従って、 かる変位点が存在しない従来のトナーカー リッジに比べて、トナーカートリッジ内の 像剤はより確実に攪拌される。
トナーカートリッジは、例えば縦置きで 期間に亘って保管されることにより、縦置 のカートリッジ本体内の下部に現像剤が沈 込んで固まり団塊が形成されてしまう場合 ある。しかし、前記四角枠内でトナーカー リッジを回転させることにより、重心位置 ある現像剤が高速で回転することや現像剤 加わる力の方向が急激に変化すること等に る攪拌力によって団塊が容易に解砕される このため、団塊の存在でトナーカートリッ からの現像装置への現像剤の補給が円滑に われなくなったり、内部に多くの現像剤が 留しているにも拘わらず新品と更新しなけ ばならなくなったりするような不都合の発 が防止される。
上記構成において、「胴部は、筒心方向 直交する断面形状が略定幅図形の形状とさ る」と規定したのは、胴部の表面の一部が 例えば斜めに線状に凹没されているような 合、長手方向に延びる中心線と直交する方 の胴部の断面形状の輪郭が正確に定幅図形 ならずに凹没された部分が存在した状態に ることがある。このように、輪郭の一部が 没された部分を具備していても良い趣旨で 「略」と規定している。すなわち、胴部の 心線の方向から当該胴部を投影することに り得られた図形の輪郭線が定幅図形の形状 なっていれば良い。
上記構成において、前記定幅図形の形状 、ルーローの多角形の形状であることが望 しい。
ルーローの多角形は、定幅図形の一種で って、角数が奇数の正多角形(以下、基礎多 角形という)の対角線(基礎多角形が三角形の 合は一辺の長さ、対角線が複数本ある場合 最長の対角線)を半径とし、各頂点を曲率中 心として対角の2つの頂点間に円弧を描いて くことにより得られる図形である。すなわ 、角部をもつ図形であり、これを回転させ とき重心の移動が大きい。従って、トナー ートリッジの断面視の形状をルーローの多 形の形状とすることで、現像剤のほぐし効 を高めることができる。
上記構成において、前記カートリッジ本 は、互いに対向した一対の端壁を有し、前 胴部は、前記一対の端壁間に架設され、前 一対の端壁の一方側に現像剤を排出する排 口が設けられていることが望ましい。
この構成によれば、胴部が一対の端壁間 架設されることによりカートリッジ本体が 成されるため、カートリッジ本体が簡単な 造になり、かつ、製造が容易になる。かか カートリッジ本体内の現像剤は、一対の端 の一方側に設けられた排出口から排出され ため、排出口が胴部に設けられている場合 比較し、排出口の移動範囲が小さく、現像 の排出が容易に行われる。
この場合、前記現像剤排出口は、前記一 の端壁の一方側における前記ルーローの多 形の重心位置に設けられていることが望ま い。
この構成によれば、四角な枠内でカート ッジ本体の胴部を回転させることにより、 ートリッジ本体内の周方向のいずれの位置 らも現像剤排出口を介して均等に現像剤を 部に排出することが可能になる。従って、 ートリッジ本体内で部分的に現像剤が排出 れ難い、いわゆる死角を形成され難くする とができる。また、現像剤排出口に所定の イプを嵌め込み、当該パイプを介してトナ カートリッジ内の現像剤を排出させる場合 排出口が端壁におけるルーローの多角形の 心位置に設けられているため、重心位置以 の位置に設けられている場合に比較し、パ プの移動量を最小に抑えることが可能にな 、現像剤を排出する構造を設計する上で好 しい。
上記構成において、前記現像剤排出口を 閉するシャッタ機構が備えられ、前記シャ タ機構は、前記カートリッジ本体の内側か 前記現像剤排出口を開閉可能に閉止するシ ッタ板と、このシャッタ板を現像剤排出口 向けて付勢する付勢部材とを備えているこ が望ましい。
この構成によれば、普段は、シャッタ板 カートリッジ本体の内側から付勢部材の付 力で押圧されることにより現像剤排出口が 止された状態になる。一方、付勢部材の付 力に抗してシャッタ板をカートリッジ本体 外側から押圧することにより、現像剤排出 は開放される。従って、シャッタ機構の構 を簡単なものとした上で、シャッタ板の開 操作を容易に行わせることができる。
上記構成において、前記一対の端壁の内 前記排出口が設けられている側には、他方 端壁に向けて突設された突起が設けられて ることが望ましい。
この構成によれば、トナーカートリッジ の現像剤の残量が少量になっても、一対の 壁の内の排出口が設けられている側から他 の端壁に向けて突設された突起がトナーカ トリッジの回転に応じ現像剤を汲み上げて 出口へ向かわせる。このため、トナーカー リッジ内に現像剤が排出されずに残留する うな不都合の発生が防止される。
上記構成において、前記胴部の内周面に 、内部に向けて突設された現像剤搬送用の ブが突設されていることが望ましい。
この構成によれば、カートリッジ本体の 部を四角の枠内で回転させることにより、 ートリッジ本体内の胴部の内周面に位置し 現像剤は、当該内周面に突設されたリブに って攪拌される。このため、胴部内の現像 は、その全長に亘って効果的に攪拌される
上記構成において、前記定幅図形の基礎 なる多角形は、三角形であることが望まし 。この構成によれば、トナーカートリッジ 重心の移動量が大きくなり、現像剤のほぐ 効果を高めることができる。
また、定幅図形の基礎となる多角形がル ローの三角形であると、それより多角のル ローの多角形に比べて重心位置の移動量が 大になるため、トナーカートリッジの回転 応じた当該トナーカートリッジ内での現像 の攪拌効果が向上する。
本発明の他の局面の係るトナーカートリ ジ用アダプタは、筒状の胴部を有し、内部 トナーカートリッジの収容空間を有するア プタ本体部を備え、前記胴部は、筒心方向 直交する断面の外面形状が、円を除く略定 図形の形状とされた部分を少なくとも一部 有することを特徴とする。この場合、前記 幅図形の形状は、ルーローの多角形の形状 あることが望ましい。
この構成によれば、トナーカートリッジ 単純で取り扱いやすい形状とすることが可 となり、輸送時や保管時などに有利となる また、トナーカートリッジを安価に製造す ことができる。さらに、トナーカートリッ に直接回転力が与えられないようにするこ ができるので、トナーカートリッジの筐体 度を低めに設定することが可能となる。
本発明のさらに他の局面の係るトナーカ トリッジ組立体は、筒状の胴部を有し、内 に収容空間を有するアダプタ本体部を備え 前記胴部は、筒心方向と直交する断面の外 形状が、円を除く略定幅図形の形状とされ 部分を少なくとも一部に有するアダプタと 前記収容空間に収容され、現像剤が内部に 填されたトナーカートリッジと、を備える とを特徴とする。前記定幅図形の形状は、 ーローの多角形の形状であることが望まし 。
この場合、前記トナーカートリッジは、 記収容空間の内面形状に略合致した外面形 を備えることが望ましい。この構成によれ 、トナーカートリッジは、収納空間に収納 れた状態でアダプタ本体部と一体回転可能 した上で、その容量を最大限に大きくする とができる。
本発明のさらに他の局面の係る画像形成 置は、箱形を呈し、各種の画像形成用機器 配設された装置本体と、前記装置本体に着 自在に装着される、上記のトナーカートリ ジ、トナーカートリッジ用アダプタ、若し はトナーカートリッジ組立体と、前記トナ カートリッジ若しくはアダプタの胴部外周 が摺接する内面と、一方の端面に前記トナ カートリッジ若しくはアダプタを着脱する めの着脱開口とを備え、筒心方向と直交す 方向の断面形状が正四角形状である収容部 、前記収容部に装着された前記トナーカー リッジ若しくはアダプタを周方向に向けて 転させる回転機構と、前記トナーカートリ ジに備えられた現像剤排出口を介して、前 トナーカートリッジ内の現像剤を装置本体 に配設された前記画像形成用機器へ搬送す 搬送機構と、を備えることを特徴とする。
かかる構成によれば、断面視で正四角形 の収容部内にトナーカートリッジ若しくは ダプタを装着し、回転機構を駆動させるこ により、収容部内のトナーカートリッジ若 くはアダプタの胴部が回転し、内部の現像 が効果的に攪拌される。そして、胴部内で 拌されつつある現像剤は、搬送機構の駆動 より現像剤排出口を介して画像形成装置の 置本体に設けられた画像形成用機器へ補給 れる。このため、ルーローの多角形形状等 備えた胴部を有するトナーカートリッジ若 くはアダプタの利点を最大限に生かした状 で胴部内の現像剤が効果的に攪拌処理され 。従って、トナーカートリッジが縦置きで 期間に亘って保管された後に収容部に装着 れても、これらの底に溜まった現像剤の団 が従来に比べてより効果的に解砕される。
本発明のさらに他の局面の係る画像形成 置は、上記のトナーカートリッジ、トナー ートリッジ用アダプタ、若しくはトナーカ トリッジ組立体と、前記トナーカートリッ 若しくはアダプタの胴部外周面が摺接する 面と、一方の端面に前記トナーカートリッ 若しくはアダプタを着脱するための着脱開 とを備え、筒心方向と直交する方向の断面 状が正多角形である収容部と、前記収容部 装着された前記トナーカートリッジ若しく アダプタを周方向に向けて回転させる回転 構と、前記トナーカートリッジに備えられ 現像剤排出口を介して、前記トナーカート ッジ内の現像剤を装置本体内に配設された 記画像形成用機器へ搬送する搬送機構と、 備えてなり、前記正多角形は、2n(但し、nは 3以上の自然数)角形であり、前記トナーカー リッジ若しくはアダプタのルーローの多角 の形状は、略ルーローの「2n-1」角形である ことを特徴とする。
かかる構成の画像形成装置によれば、ト ーカートリッジの胴部の断面形状として採 されたルーローの多角形がルーローの三角 より多角であるので、トナーカートリッジ 現像剤の収容容量を多くすることができる
上記構成において、前記収容部には、該 容部を区画する壁面を横断するように切り かれた切欠き窓が設けられ、前記回転機構 、前記切欠き窓から前記収容部内に嵌り込 だ状態で、前記トナーカートリッジ若しく アダプタの外周面に当接しながら周回する 動ベルトと、該駆動ベルトが張設される駆 ローラ及び従動ローラと、前記駆動ローラ 駆動回転させる駆動モータと、を備えてい ことが望ましい。
この構成によれば、トナーカートリッジ しくはアダプタは、駆動ベルトの駆動周回 誘導されて確実に回転されるようになる。
上記構成において、前記現像剤排出口は 前記トナーカートリッジの前記端壁におけ 前記胴部の重心位置を中心として設けられ 前記搬送機構は、前記トナーカートリッジ 前記収容部内に装着された状態で前記現像 排出口に相対的に差し込まれ、かつ、前記 ャッタ機構を動作させて前記現像剤排出口 開放させる現像剤受出パイプと、前記現像 受出パイプに内装されてトナーカートリッ 内の現像剤を受け出すスパイラルフィーダ 、を備え、前記スパイラルフィーダは、前 現像剤受出パイプが前記現像剤排出口に差 込まれた状態で前記トナーカートリッジが 転することによる前記現像剤排出口の周回 応じて、前記カートリッジ収容部の筒心回 に公転しながら自軸心回りに自転すること 望ましい。
この構成によれば、トナーカートリッジ 収容部に装着されることにより、現像剤受 パイプがトナーカートリッジの現像剤排出 に相対的に差し込まれてシャッタ板が開放 れる。この状態で、駆動モータの駆動によ トナーカートリッジが回転すると、この回 による現像剤排出口の周回により現像剤受 パイプも周回する。この周回がスパイラル ィーダに伝達されることにより、スパイラ フィーダがカートリッジ収容部の筒心回り 公転しながら自軸心回りに回転する。従っ 、現像剤排出口から現像剤受出パイプ内に 出された現像剤は、このスパイラルフィー の自転によって現像剤受出パイプ内を搬送 れ、現像装置へ補給される。このため、現 剤受出パイプの公転をスパイラルフィーダ 自転に伝達することが可能になり、スパイ ルフィーダを駆動するための専用の駆動源 設ける必要がなくなり、その分装置コスト 低減化に貢献する。
Next Patent: MOLTEN GLASS CONDUIT STRUCTURE AND VACUUM DEAERATOR UTILIZING THE SAME
