JPH06258939A - トナー収納容器および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナーの飛散を防止し、快適かつ容易なトナ
ー収納容器の交換作業を行うことを可能とする画像形成
装置を提供することを目的とする。 【構成】 画像形成装置本体１１に着脱自在なトナー収
納容器筐体１の開口部に磁力を有する第１の回転体３
と、画像形成装置本体１１の開口部に磁力を有する第２
の回転体１３とを設け、第１および第２の回転体の回転
と磁力を用いて磁性トナー８の搬送を行うことにより、
磁性トナー８の授受が円滑に行われ、かつ収納容器筐体
１の周囲に磁性トナー８を飛散させることなくトナー収
納容器筐体１の交換を行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式のトナー収
納容器および画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置において
は、画像形成のプロセスにおいてトナーが消費されるた
め常に良好な画像を得るためには、消費されたトナーを
補給する必要がある。以下に従来の画像形成装置におけ
るトナー補給方法について説明する。

【０００３】従来のトナー補給方法としては現像装置に
対してトナー収納容器を着脱可能にし、トナー収納容器
のみ交換する方法が一般的であった。この方式において
は、現像装置とトナー収納容器が別々のものであるため
に、収納容器の装着および交換の際にトナー収納容器の
トナー補給用の開口部からのトナーの漏れおよび落下を
防止する手段が必要となる。この防止手段として、トナ
ー収納容器の開口部にシャッターを設けたり、シールを
設けるなどの工夫がなされてきた。例えばトナー収納容
器の開口部に開閉自在な閉塞部材を設け、収納容器を現
像装置に装着した状態においては閉塞部材が開口部を開
放し、容器を現像装置から離切する際には閉塞部材が開
口部を閉鎖する構成のものがある。また、トナー排出用
の開口部を閉塞するシール部材を備え、現像装置に装着
しながらシール部材を引き抜くことにより開口部を開封
するものもある。

【０００４】一方、近年の業界の動向としてメンテナン
スフリー化が唱えられており、ユーザーによる消耗品の
交換が一般化しつつあるなかで、現像装置とトナー収納
容器を一体のカートリッジにしてトナー補給の際に現像
装置ごと交換する方法のものもある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の構成においては、トナー収納容器の交換作業時に、
シャッターの隙間から漏れたトナーが容器外周面やシャ
ッター外面に付着したり落下して、あるいは剥がされた
シール部材に付着したトナーが飛散して、手や衣類ある
いは画像形成装置自体を汚してしまうという問題点を有
していた。また一方、現像装置と一体のカートリッジ
は、高価な現像装置もトナー補給と同時に短サイクルで
交換することになるので、ランニングコストが高くな
り、また製品寿命が比較的長く消耗し切れていない部材
をも一緒に交換・廃棄してしまうことになるので、省資
源・エコロジー問題等に注目される最近の動向に反する
ものである。

【０００６】請求項１および３の発明は、前記従来の問
題点を解決するもので、トナーがそれ自体の重量が軽く
飛散しやすいことを考慮し、トナー収納容器の装着・交
換時におけるトナーの飛散を防止しトナーに汚れること
なくその交換作業を快適にかつ容易に行うことを可能と
するトナー収納容器を提供することを目的とする。

【０００７】また、請求項２、４、５および６の発明
は、トナーが飛散しやすい性質を有する一方で流動性が
きわめて悪いという性質を有することを考慮し、安定し
たトナー供給が可能であり、低ランニングコストで廃棄
物の少ないトナー補給手段を有するトナー収納容器およ
び画像形成装置を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、請求項１および３の発明のトナー収納容器は、開口
部に磁力を有する回転体を回転可能に保持する構成を有
している。

【０００９】また、請求項２の発明のトナー収納容器
は、開口部に磁力を有する回転体を回転可能に保持し、
前記回転体からトナーを分離する分離手段を設けた構成
を有している。

【００１０】さらに、請求項４、５および６の発明の画
像形成装置は、画像形成装置に着脱自在なトナー収納容
器のトナー補給用の開口部に磁力を有する第１の回転体
を回転可能に保持する構成を有しており、トナー受取用
の開口部に前記回転体からトナーを分離する分離手段、
例えば、回転可能に保持された磁力を有する第２の回転
体であって、当該第２の回転体に磁力を与える磁性体の
着磁面を前記第１の回転体に磁力を与える磁性体と対向
するように配置されたものを備えた構成を有している。

【００１１】

【作用】この構成によって、トナー収納容器は、トナー
補給用の開口部付近において、トナーを磁性体の磁気拘
束力により重力に対抗して保持しうるので、トナーが落
下したり、収納容器の周囲に飛散したり付着したりする
ことがない。また、磁気拘束されており自由落下のみで
は円滑に行われないトナー補給動作を、トナーを分離す
る分離手段により円滑に行うことが可能となる。とりわ
け、磁力によるトナーの授受を行うことによりトナー補
給動作はきわめて円滑に行われる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明のトナー収納容器に関する第１
の実施例について、図１〜図５に基いて説明する。

【００１３】図１はトナー収納容器の縦断面図、図２は
図１のＡ−Ａ断面図、図３ａは図２のトナー補給用の開
口部付近の拡大断面図、図３ｂはトナーキャップの断面
図、図４は図３のトナーキャップが外された状態の拡大
断面図、図５は使用済みのトナー収納容器が現像装置か
ら離脱された状態のトナー補給用の開口部付近の拡大断
面図である。これらの図において、１は収納容器筐体、
２はトナー補給用の開口部、３はトナー補給用のマグネ
ット、４はマグネット３を支持する軸、５はマグネット
３端部からのトナー漏れ防止のスポンジシール、６はマ
グネット３駆動用のギヤ、７は軸４を支持する軸受け
部、８は磁性トナー、９はトナー充填時あるいは収納容
器輸送時のトナー漏れ防止用のキャップでトナー収納容
器を現像装置に装着する際には取り外されるものであ
り、１０はトナーを収納容器に充填する際のトナー注入
口キャップである。

【００１４】図１，図２，図３，図４、図５において、
マグネット３はトナー収納容器に設けられたトナー補給
用の開口部２に回転可能に保持された円筒状の複数極の
着磁体であり軸４を介してギヤ６に従動する。軸４は軸
受け部７との隙間から収納容器外面に磁性トナー８を漏
らさないためにその両端が収納容器筐体１の外部に露出
しないよう収納容器筐体１により覆われており、かつギ
ヤ６も収納容器筐体１の内側に配置されている。収納容
器筐体１は軸受け部７で軸垂直方向に分割されるなど複
数の部品で構成されていてもよい。またマグネット３と
収納容器筐体１は、マグネット３の円周方向においてそ
の間隙がマグネット３の磁気的拘束力が十分に働く距離
に設定されており、その間隙内の磁性トナー８は常に前
記磁気的拘束力によりマグネット３に吸着されながら収
納容器筐体１と当接し、実質的にシールの役目を果たし
ている。したがって、収納容器筐体１を画像形成装置に
装着する際、キャップ９がはずされ開口部２が下を向い
た状態においても、トナー収納容器内の磁性トナー８が
容器外部に出ることはない。

【００１５】また、キャップ９の内面にはシール材９’
が設けられており、キャップ９がしまっているときはマ
グネット３および収納容器筐体１と当接しており、開口
部２でマグネット３の磁気的拘束力が及ばない空間がで
きるのを防止すると共にトナー充填時の圧力によるトナ
ー漏れを防止している。トナー収納容器が空になると、
使用済み容器は上方向に引き抜かれ、トナー補給用の開
口部２にトナーキャップ９が取り付けられることになる
が、これらの動作中においても、マグネット３の円周面
上の磁性トナー８は、図５に示すごとくマグネット３の
磁気拘束力により常にその円周面上に保持されており、
収納容器外にこぼれ落ちることはない。

【００１６】次に本発明のトナー収納容器に関する第２
の実施例について図６に基づいて説明する。

【００１７】図６は、トナー収納容器の開口部付近の拡
大断面図である。この図において、図５と同一部分には
同一符号を付して説明を省略する。２１は非磁性体円筒
スリーブ、２２は円筒スリーブ内に設けられた複数極の
着磁体である。

【００１８】本実施例においては、スリーブ２１もしく
は着磁体２２の一方、あるいはその双方が相対的に、図
示しない駆動ギヤによって回転される構成となってい
る。かかる構成に基づき、図５におけるマグネット３と
同じく着磁体２２の磁気的拘束力を磁性トナー８に及ぼ
すことにより、第１の実施例と同様の効果を得ることが
できる。

【００１９】次に本発明のトナー収納容器に関する第３
の実施例について図７に基づいて説明する。

【００２０】図７は、トナー収納容器および画像形成装
置の開口部付近の拡大図である。この図において、図１
〜５と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
１１は画像形成装置本体、１６はトナー掻き取り板であ
る。

【００２１】本実施例においては、マグネット３により
搬送され、マグネット３の周上において磁気的拘束力が
及び、重力による自由落下を妨げられている磁性トナー
８を、円滑に画像形成装置本体１１側に供給するため
に、マグネット３より磁性トナー８を分離する手段とし
て、マグネット３の周面に弾性力により常に当接するよ
うに弾性を有するトナー掻き取り板１６を、画像形成装
置本体１１に対向するトナー収納容器の開口部２に配し
たものである。かかる構成に基づき、トナー供給を円滑
に行うことが可能となる。

【００２２】次に本発明の画像形成装置に関する第１の
実施例について図８に基づいて説明する。

【００２３】図８は、トナー収納容器および画像形成装
置の開口部付近の拡大図である。この図において、図１
〜６と同一部分には同一符号を付して説明を省略する。
１７はトナー掻き取り板である。

【００２４】本実施例においては、図７に示したトナー
収納容器の第３の実施例と同じく、重力による自由落下
を妨げられている磁性トナー８を、円滑に画像形成装置
本体１１に供給するために、マグネット３より磁性トナ
ー８を分離する手段として、マグネット３の周面に弾性
力により常に当接するように弾性を有するトナー掻き取
り板１７を設けたものであるが、図７の実施例と異な
り、トナー掻き取り板１７をトナー収納容器を装着する
画像形成装置の開口部に配したものである。かかる構成
に基づき、トナー供給を円滑に行うことが可能となる。

【００２５】次に本発明の画像形成装置に関する第２の
実施例について図９〜図１２に基づいて説明する。

【００２６】図９はトナー収納容器が現像装置に装着さ
れた状態の縦断面図、図１０は図９のＢ−Ｂ断面図、図
１１は図９のトナー収納容器および画像形成装置の開口
部付近の拡大断面図、図１２は本実施例におけるマグネ
ットの着磁パターンである。これらの図において、図１
〜図５と同一部分には同一符号を付して説明を省略す
る。１２はトナー受取用の開口部、１３はトナー受取用
のマグネット、１４はマグネット１３を支持する軸、１
５はトナー掻き取り板、１８は画像形成装置筐体、ｌ３
はマグネット３の軸方向長さ、ｌ１３はマグネット１３
の軸方向長さ、ｈ３はマグネット３と開口部付近の収納
容器筐体１との間隙の距離、ｈ１３はマグネット１３と
開口部付近の画像形成装置筐体１８との間隙の距離、ｈ
３−１３はマグネット３とマグネット１３の間隙の距離
である。

【００２７】図９，図１０，図１１，図１２において、
マグネット３は図示しない駆動ギヤにより矢印ａ方向に
回転する。一方、マグネット１３は画像形成装置のトナ
ー受取用の開口部１２に回転可能に保持された円筒状の
複数極の着磁体であり、その周面がマグネット３と近接
しており、図示しない駆動ギヤにより矢印ｂ方向に回転
するものである。また、その周面に弾性力により常に当
接するように弾性を有するトナー掻き取り板１５が配し
てある。トナー収納容器内のトナー８は磁性を有するた
めマグネット３に吸着され、その回転に伴い矢印ａ方向
に搬送される。マグネット１３の近傍において、その磁
力によりマグネット３の周面よりマグネット１３の周面
に吸着され矢印ｂ方向に搬送される。さらに、このトナ
ーはマグネット１３の回転に伴い、トナー掻き取り板１
５により掻き取られ、現像装置内に落下する。

【００２８】本実施例に示されるように、マグネット３
とマグネット１３とを対向するように設けることによ
り、マグネット３からマグネット１３へのトナーの授受
は、両マグネットが回転しているため連続的に円滑に行
われ、かつ常に磁力を受けて搬送されるために、他の受
け渡し手段、例えば掻き取り、あるいは自然落下におい
て起こるトナーの落下や飛散は起こらず、この部分の連
続的なシールは必要としないので、マグネット３とマグ
ネット１３はなんらの操作をすることなく容易に分離で
きる。

【００２９】本実施例において、マグネット３とマグネ
ット１３の着磁は図１２に示すように周面上に全周にわ
たって施されている。また、図１０に示すようにマグネ
ット１３の磁力はマグネット３の磁力以上、マグネット
１３の周速はマグネット３の周速以上、マグネット３と
トナー収納容器の開口部付近の収納容器筐体１の間隙の
距離（ｈ３）はマグネット３とマグネット１３の間隙の
距離（ｈ３−１３）以上（ｈ１３≧ｈ３−１３）、マグ
ネット１３の軸方向長さ（ｌ１３）はマグネット３の軸
方向長さ（ｌ３）以上（ｌ１３≧ｌ３）に設定されてい
る。これによりマグネット１３側のトナー受け取り力は
向上し、マグネット３周面上のトナーは効率よくマグネ
ット１３に移送できる。また、マグネット１３と画像形
成装置本体１１の開口部付近の画像形成装置筐体１８と
の間隙の距離（ｈ１３）は、マグネット３と収納容器筐
体１の間隙の距離（ｈ３）以上（ｈ１３≧ｈ３）に設定
されており、ｈ１３を通過するトナー量はｈ３を通過す
るトナー量以下なので、マグネット１３と画像形成装置
筐体１８の間に送り込まれるトナーにより、この間隙
（ｈ１３）が詰まりロックすることはない。

【００３０】さらに、本実施例において、図１２に示す
ように、マグネット３、マグネット１３の少なくとも一
方の磁極の一つが他方の２つ以上の磁極にまたがって対
向するように磁極配置を行うことにより、両マグネット
の同極が対向したときの反発力による回転むらを少なく
し、一層トナーの授受が円滑に行うことが可能である。
なお、磁極の配置については、図１２に示すごとく磁極
の方向は平行でマグネット３とマグネット１３の極幅を
かえる方法のみならず、片方のマグネットの着磁を斜め
にする、あるいはマグネットの軸方向を斜めにしても、
少なくとも一方の磁極の一つが他方の２つ以上の磁極に
またがって対向するように磁極配置することが可能であ
り、同様の効果が得られる。また、マグネット３を図６
の実施例と同じく、非磁性円筒スリーブおよび当該スリ
ーブ内に設けられた複数極の着磁体とからなる構成とす
る場合においても、着磁体の磁極配置を同様に考慮する
ことにより同様の効果が得られる。

【００３１】次に本発明の画像形成装置に関する第３の
実施例について、図１３および図１４に基づいて説明す
る。

【００３２】図１３ならびに図１４は、トナー収納容器
および画像形成装置の開口部付近の拡大断面図である。
これらの図において、図１１と同一部分には同一符号を
付して説明を省略する。３１は非磁性円筒スリーブ、３
２および３３は非磁性円筒スリーブ３１内に設けられた
複数極の着磁体である。本実施例においては、トナー収
納容器のトナー補給用の開口部に回転可能に設けられた
マグネット３等の円筒形の磁力を有する回転体によって
搬送された磁性トナー８が、着磁体３２または３３の磁
力により非磁性円筒スリーブ３１に吸着される。図１３
においては、磁性トナー８は非磁性円筒スリーブ３１が
回転することにより、図中Ｐの位置まで搬送される。こ
の位置においては、非磁性円筒スリーブ３１内に設けら
れた着磁体３２について同極のマグネットが並んでお
り、極間で反発力が働き搬送されてきた磁性トナー８に
対する磁気的拘束力がなくなることから、磁性トナー８
が自然に落下し、画像形成装置本体内に供給される。ま
た、図１４においては、磁性トナー８は非磁性円筒スリ
ーブ３１が回転することにより、画像形成装置に搬入さ
れた図中Ｑ近傍で、着磁体３３の磁気的拘束力が弱まる
ことから、自然にトナーが画像形成装置に供給される。

【００３３】したがって、本実施例によっても、図８〜
図１２に示した画像形成装置に関する前記第１および第
２の実施例と同様の効果を得ることが可能である。な
お、図９〜図１１において設けたようなトナー掻き取り
板１５を非磁性円筒スリーブ３１に当接するように設け
ることにより、より効果的に磁性トナー８を画像形成装
置内に搬入することができる。また、図１４において着
磁体３３の磁極を多くすることにより、同極が対向した
ときの反発力による回転むらの少ないトナー授受手段を
得られることは、前記実施例と同じである。

【００３４】以上のように図１３および図１４の実施例
では、マグネット３と非磁性円筒スリーブ３１に磁力を
与える着磁体３２もしくは着磁体３３とを対向するよう
に配置する構成をなしているので、図９〜１１の実施例
と同じく、マグネット３から非磁性円筒スリーブ３１へ
のトナーの授受は、マグネット３と非磁性円筒スリーブ
３１の回転により、両マグネットの磁力に拘束されつつ
連続的に円滑に行われ、また、トナー収納容器交換の際
に磁性トナー８が落下したり収納容器の周囲に飛散ある
いは付着することがなく、手や衣類、画像形成装置自体
を汚すことなくかつ容易にトナー収納容器の交換作業を
行うことができる。さらに、図９〜１１の実施例と異な
り、非磁性円筒スリーブ３１上に磁気的拘束力がなくな
ったりもしくは弱まったりするポイントを設けているの
で、トナー掻き取り板を設けることなく、磁性トナー８
を非磁性円筒スリーブ３１から容易に分離し、現像装置
内に磁性トナー８を円滑に供給することが可能である。

【００３５】なお、前記各々の実施例のトナー収納容器
内部にアジテータやスクリューなどのトナー攪拌用の部
材を設けてもよい。また図９〜１１の実施例ではトナー
掻き取り板１５をもうけたが、この代わりにマグネット
１３に近接して設けた固定部材や、スクリュー状の回転
体等で掻き落としてもよい。さらにまた、画像形成装置
に関する前記第２の実施例ではマグネット３とマグネッ
ト１３とを、第３の実施例ではマグネット３と非磁性ス
リーブ３１とを同方向に回転させているが、前記マグネ
ット３とマグネット１３もしくはマグネット３と非磁性
スリーブ３１とを反対方向に回転させてトナーの移送を
行ってもよい。また、これらの磁力を有する回転体は表
面に磁性の薄層を有する構造とすることも可能である。

【００３６】

【発明の効果】以上のように請求項１および３の発明
は、画像形成装置に着脱自在なトナー収納容器のトナー
補給用開口部に設けられた磁力を有する回転体の磁気拘
束力により、開口部付近のトナーはその周面上に保持さ
れているので、周囲をトナーで汚すことなく、かつシー
ル部材の引き剥がし操作などの手間もなく容易にトナー
収納容器の交換作業をおこなうことができる優れたトナ
ー収納容器を実現するものである。

【００３７】また、請求項２および４の発明は、トナー
収納容器のトナー補給用開口部に回転可能に保持された
磁力を有する回転体の周面上に、磁力によりトナーを付
着せしめ、前記回転体の回転によりトナーの移送を行う
ので、円滑なトナー補給を動作を行いうる優れたトナー
収納容器および画像形成装置を実現できるものである。

【００３８】さらに、請求項５および６の発明は、トナ
ー補給用開口部に設けられた第一の回転体から、当該回
転体に対向するようにトナー受入用開口部に回転可能に
保持された磁力を有する第２の回転体の周面上に磁力を
受けて連続的にトナーの移送を行う構成を有しているの
で、流動性が悪いというトナーの性質にかかわらず、よ
り円滑なトナー補給を動作を行いうるきわめて優れた画
像形成装置を実現できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のトナー収納容器に関する第１の実施例
における縦断面図

【図２】図１のトナー収納容器に関するＡ−Ａ断面図

【図３】図２のトナー収納容器のトナー排出用の開口部
付近の拡大断面図

【図４】図３のトナー収納容器のトナーキャップが取り
除かれた状態の拡大断面図

【図５】使用済みのトナー収納容器が現像装置から離脱
された状態のトナー排出用の開口部付近の拡大断面図

【図６】本発明のトナー収納容器に関する第２の実施例
におけるトナー供給用の開口部付近の拡大断面図

【図７】本発明のトナー収納容器に関する第３の実施例
におけるトナー供給用の開口部付近の拡大断面図

【図８】本発明の画像形成装置の第１の実施例における
開口部付近の拡大断面図

【図９】本発明の画像形成装置の第２の実施例における
トナー収納容器部分の縦断面図

【図１０】図９の画像形成装置のトナー収納容器部分に
関するＢ−Ｂ断面図

【図１１】本発明の画像形成装置の第２の実施例におけ
るトナー収納容器の開口部付近の拡大断面図

【図１２】本発明の画像形成装置の第２の実施例におけ
るマグネットの着磁パターンを示す図

【図１３】本発明の画像形成装置の第３の実施例におけ
るトナー収納容器の開口部付近の拡大断面図

【図１４】本発明の画像形成装置の第３の実施例におけ
るトナー収納容器の開口部付近の拡大断面図

【符号の説明】

１ 収納容器筐体 ２ トナー排出用の開口部 ３ トナー補給用マグネット ４ マグネット３支持用の軸 ５ トナー漏れ防止用のスポンジシール ６ マグネット３駆動用ギヤ ８ 磁性トナー ９ 輸送時のトナーキャップ １１ 画像形成装置本体 １２ トナー収入用の開口部 １３ トナー収入用マグネット １４ マグネット１３支持用の軸 １５ トナー掻き取り板 １６ トナー掻き取り板 １７ トナー掻き取り板 １８ 画像形成装置筐体 ２１ 円筒スリーブ ２２ トナー補給用着磁体 ３１ 非磁性体円筒スリーブ ３２ トナー収入用着磁体 ３３ トナー収入用着磁体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成プロセスにおいて消費されるト
   ナーを収納する空間と、前記収納されたトナーを画像形
   成装置本体に補給する開口部とを有し、前記開口部に磁
   力を有する回転体を回転可能に保持したことを特徴とす
   るトナー収納容器。
2. 【請求項２】 開口部に回転体からトナーを分離する分
   離手段を設けたことを特徴とする請求項１記載のトナー
   収納容器。
3. 【請求項３】 開口部を密閉するカバーを有し、回転体
   と前記カバーとの間隙が前記回転体の磁力の及ぶ距離以
   下に設定されていることを特徴とする請求項１記載のト
   ナー収納容器。
4. 【請求項４】 開口部に磁力を有する回転体を回転可能
   に保持した着脱自在なトナー収納容器と、前記トナー収
   納容器を装着する開口部を有する画像形成装置本体部と
   を有し、前記画像形成装置本体部の開口部に前記回転体
   からトナーを分離する分離手段を設けたことを特徴とす
   る画像形成装置。
5. 【請求項５】 トナー補給容器の開口部に回転可能に保
   持された磁力を有する第１の回転体に対向して配され、
   画像形成装置本体の開口部に回転可能に保持された磁力
   を有する第２の回転体により、前記第１の回転体からト
   ナーを分離することを特徴とする請求項４記載の画像形
   成装置。
6. 【請求項６】 トナー補給容器の開口部に設けられた第
   １の回転体に磁力を与える第１の磁性体と、画像形成装
   置本体の開口部に設けられた第２の回転体に磁力を与え
   る第２の磁性体との少なくとも一方の磁性体の磁極の１
   つが他方の磁性体の２つ以上の磁極にまたがって対向す
   るように配置されたことを特徴とする請求項５記載の画
   像形成装置。