JP2003107885A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 露光手段、現像剤供給手段、現像剤搬送手
段、現像手段等の相互の配置関係を検討し、画像形成装
置の小型化を実現する。 【解決手段】 トナーカートリッジを設置するトナーカ
ートリッジケース１０と前記トナーカートリッジから供
給されるトナーを搬送するトナー搬送手段２０とが互い
に直交して構成されていることを特徴とする画像形成装
置。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の小
型化を実現するための技術に関する。 【０００２】 【従来の技術】従来の画像形成装置において画像形成に
寄与する構成は、露光手段、現像剤供給手段、現像剤搬
送手段、現像手段、像担持体、転写手段、定着手段等に
より構成されており、互いに密接的に作用して画像形成
を行なっている。 【０００３】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、近年の
画像形成装置は小型化が要求されており、従来の画像形
成装置は内部構成の配置等の事情から小型化が困難であ
った。 【０００４】 【課題を解決するための手段】そこで、本発明は画像形
成装置の小型化を目的とし、特に、露光手段、現像剤供
給手段、現像剤搬送手段、現像手段等の相互の配置関係
及びそれぞれの構造について検討を行なうことにより、
上記課題を解決した。 【０００５】本発明の請求項１は、トナーカートリッジ
を設置するトナーカートリッジケースと前記トナーカー
トリッジから供給されるトナーを搬送するトナー搬送手
段とが互いに直交して構成されていることを特徴とする
画像形成装置である。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照しながら説明する。 【０００７】図１は、本発明に係る画像形成装置のトナ
ー供給部の構成を示す外観斜視図である。 【０００８】図１において、１０は後述するトナーカー
トリッジが設置されるトナーカートリッジケースであ
り、イエロー（以下、Ｙ），マゼンタ（以下、Ｍ），シ
アン（以下、Ｃ），ブラック（以下、Ｋ）の４色毎にレ
ーン１０ａ，１０ｂ、１０ｃ、１０ｄを設けている。 【０００９】２０はトナー搬送手段であり、その下部に
構成される現像手段（図示せず）にトナーカートリッジ
から供給されたトナーを搬送する。 【００１０】トナー搬送手段２０は各色毎に搬送路２０
ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄを有する。トナー搬送手段
２０の上部には露光手段（図示せず）が構成されるた
め、それによりトナー搬送手段２０に発生するデッドス
ペースを有効利用すべく、トナーカートリッジケース１
０とトナー搬送手段２０とは、図の矢印Ａ，Ｂに示すよ
うに、概ね直角に交わるよう構成される。本実施の形態
では、図１に示すように、トナー搬送手段２０の軸方向
いずれか一方の端部にデッドスペースが生じた場合のト
ナーカートリッジケース１０の構成例を示している。 【００１１】３０ａはトナー供給孔であり、レーン１０
ａ上においてレーン１０ａと搬送路２０ａとが交差する
位置に設けられている。同じく、トナー供給孔３０ｂ、
３０ｃ、３０ｄは各レーン１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ上に
おいて、レーン１０ｂ、１０ｃ、１０ｄと搬送路２０
ｂ、２０ｃ、２０ｄとが交差する位置に設けられてい
る。このような位置にトナー供給孔３０を設けることに
より、レーン１０ａに装着されたトナーカートリッジか
ら排出されるＹトナーがトナー供給孔３０ａを通って搬
送路２０ａに供給され、同様に、Ｍトナー、Ｙトナー、
Ｋトナーについても、それぞれトナー供給孔３０ｂ、３
０ｃ、３０ｄを通して各色トナーカートリッジから搬送
路２０ｂ、２０ｃ、２０ｄに供給される。 【００１２】４０は、トナーカートリッジをトナーカー
トリッジケース１０に装着するための案内溝であり、各
色毎に案内溝４０ａ〜４０ｄを有する。 【００１３】５０は案内溝４０に対面して構成された案
内溝であり、図２において説明する。 【００１４】以上の構成により、搬送路の上部を有効利
用できると共に、従来、デッドスペースとなっていた領
域も有効に利用できるため、画像形成装置の小型化が実
現できる。 【００１５】図２は、本発明に係る画像形成装置のトナ
ー供給部の構成を示す外観斜視図であり、トナーカート
リッジケース１０の一部を構成する案内溝５０を図１の
矢印Ｃ方向から見たものである。案内溝５０（５０ａ，
５０ｂ、５０ｃ、５０ｄ）は、例えば、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ
の順に設けられ、それぞれ案内溝４０ａ〜４０ｄ（図
１）に対向して構成されている。 【００１６】６０ａ〜６０ｄは突起部であり、後述する
通り、トナーカートリッジの嵌入（かんにゅう）部が嵌
入されることによりトナーカートリッジをトナーカート
リッジケース１０に固定する。 【００１７】７０は駆動連結ギアであり、駆動源（図示
せず）からの回転が図示しない各ギアを介して伝わり、
回転する。 【００１８】８０はウォームギアであり、駆動連結ギア
７０が回転することにより、その回転を矢印ｅ₁及びｅ₂
方向に伝達する。 【００１９】９０は切欠き部であり、案内溝５０を仕切
る仕切壁１００の所定部に設けられ、後述するようにト
ナーカートリッジに設けられた凸部と勘合することによ
り、トナーカートリッジをトナーカートリッジケース１
０(図１)に固定する。 【００２０】以上の構成により、駆動源からトナーカー
トリッジへの回転伝達をスムーズに行なうことができ
る。また、トナーカートリッジをトナーカートリッジケ
ースへ確実に固定することができ、トナーカートリッジ
ケースへの出し入れもスムーズに行なうことができる。 【００２１】図３は本発明に係る画像形成装置のトナー
供給部の構成を示す断面図であり、本トナー供給部を図
１のトナーカートリッジケース１０を図２に示す面ｄで
切断した断面を示す。図３は図１において、Ｙトナーを
供給するトナーカートリッジを装着するためのトナーカ
ートリッジケース１０ａの断面を示しており、３０ａは
図１で説明した通り、トナー供給孔である。レーン１０
ａ上にＹトナー用のトナーカートリッジが装着される
と、トナーカートリッジ下部から排出されるＹトナーが
トナー供給孔３０ａを通って搬送路２０ａに供給され
る。搬送路２０ａに落下したＹトナーは搬送路２０ａ内
を紙面垂直方向に搬送される。Ｍ，Ｃ，Ｋトナーも同様
に、トナーカートリッジ下部からそれぞれトナー供給孔
３０ｂ、３０ｃ、３０ｄを通って搬送路２０ｂ、２０
ｃ、２０ｄに供給され、搬送路２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ
内を搬送される。 【００２２】このような構成により、各色毎に設けられ
たトナーカートリッジから搬送路へのトナーの供給をス
ムーズに行なうことができる。 【００２３】図４は本発明に係る画像形成装置に用いる
トナーカートリッジの外観斜視図であり、トナーカート
リッジ１１０を斜め上方からみたものである。 【００２４】トナーカートリッジとは、内部にトナーを
封入した容器であり、画像形成装置の使用によりトナー
カートリッジ内のトナーを消費してしまった場合に、ト
ナーを封入した新たなトナーカートリッジごと交換して
用いるものである。 【００２５】１２０は嵌入（かんにゅう）部であり、後
述するホイル１３０の中央に開けられている。トナーカ
ートリッジ１１０をレーン１０ａに設置する際に嵌入部
１２０を図３に示す突起部６０に嵌入することにより、
トナーカートリッジ１１０をトナーカートリッジケース
１０に固定する。 【００２６】１３０はホイルであり、トナーカートリッ
ジ１１０がトナーカートリッジケース１０に固定される
際にウォームギア８０（図１）に噛み合う位置に回動自
在に設けられている。ホイル１３０がウォームギア８０
に噛み合うと、駆動源から各ギアを介して駆動連結ギア
７０に伝達された回転がウォームギア８０によりｅ₁、
ｅ₂方向に分散され、ホイル１３０に伝達される。ホイ
ル１３０はトナーカートリッジ１１０内のアジテータ
（図４には図示せず）に接続されており、ホイル１３０
の回転によりアジテータが回転し、トナーカートリッジ
１１０内のトナーを撹拌する。 【００２７】１４０は突起部であり、トナーカートリッ
ジ１１０をトナーカートリッジケース１０に設置する
際、図２に示す切欠き部９０に嵌入することにより、ト
ナーカートリッジ１１０をトナーカートリッジケース１
０に固定する。従って、先述した嵌入部１２０を突起部
６０に嵌入することによるトナーカートリッジ１１０の
トナーカートリッジケース１０への固定を援助する効果
を奏する。 【００２８】１５０はシャッター部であり、図５で詳述
する。 【００２９】１６０は取手部であり、ユーザーがトナー
カートリッジ１１０をトナーカートリッジケース１０か
ら出し入れし易くするため、トナーカートリッジ１１０
上面の一部に、例えば凹部を設ける等、ユーザーが持ち
易い形状に形成している。 【００３０】このような構成により、ユーザーのトナー
カートリッジの取り扱いが容易になり、トナーカートリ
ッジのシャッター部の開閉がトナーカートリッジの取り
付けと同時に行なわれるという効果を奏する。 【００３１】図５は本発明に係る画像形成装置に用いる
トナーカートリッジの外観斜視図であり、トナーカート
リッジ１１０を斜め下方からみたものである。１５０は
先述した通りシャッター部であり、バネ等により常時矢
印ｆ方向に付勢されている。トナーカートリッジ１１０
の下面にはトナーを外部に排出するトナー排出孔１８０
が設けられおり、トナーカートリッジ１１０がトナーカ
ートリッジケース１０から外されている間、シャッター
部１５０が矢印ｆ方向に付勢されることで、トナー排出
孔１８０を塞いでいる。トナーカートリッジ１１０がト
ナーカートリッジケース１０に装着されると、シャッタ
ー部１５０が矢印ｇ方向にスライドし、シャッター部１
５０の開口部１７０がトナー排出孔１８０の位置と一致
し、トナー排出孔１８０が表出する。その際、トナーカ
ートリッジ１１０のトナー排出孔１８０、シャッター部
１５０の開口部１７０、トナーカートリッジケース１０
のトナー供給孔３０（図１）の導通し、トナーカートリ
ッジ１１０から搬送路２０（図１）へトナーが供給可能
になる。 【００３２】図６は本発明に係る画像形成装置のトナー
供給部の構成を示す外観斜視図であり、図１に示すトナ
ーカートリッジケース１０の各レーン１０ａ〜１０ｄに
対応するトナーカートリッジ１１０ａ〜１１０ｄを装着
した場合を示している。 【００３３】トナーカートリッジ１１０をトナーカート
リッジケース１０に装着すると、仕切壁１００に設けら
れた切欠き部９０にトナーカートリッジ１１０の突起部
１４０が嵌入することにより、トナーカートリッジ１１
０をトナーカートリッジケース１０に固定する。 【００３４】トナーカートリッジ１１０ａ〜１１０ｄに
はそれぞれほぼ同じ位置に取手部１６０ａ〜１６０ｄが
設けられており、取手部１６０同士が互いに隣接して空
間が生じることにより、ユーザーが取手部１６０に手を
挿入しやすくなっている。 【００３５】図７（ａ）〜（ｃ）は本発明に係る画像形
成装置の外観斜視図であり、画像形成装置の本体１９０
からトナーカートリッジ１１０を出し入れする際の様子
を示すものである。図７（ａ）に示すように、トナーカ
ートリッジケース１０は本体１９０の上部に設けられて
おり、蓋部２００を開閉することによりトナーカートリ
ッジケース１０に装着されたトナーカートリッジ１１０
が表出するようになっている。 【００３６】トナーカートリッジ１１０ｃを取り出す場
合を以下に説明する。図７（ｂ）において、本体１９０
の蓋部２００を開くとトナーカートリッジ１１０が表出
する。トナーカートリッジ１１０ｃを図の左矢印方向に
スライドすると、図２、図４で説明した通り、トナーカ
ートリッジ１１０ｃの嵌入部１２０が仕切壁１００に設
けられた突起部６０から外れると共に、突起部１４０が
切欠き部９０から外れる。その状態で図７（ｃ）に示す
上矢印方向に持ち上げることにより、トナーカートリッ
ジ１１０ｃを本体１９０から取り外すことができる。 【００３７】逆に、前述した手順を図７（ｃ）、図７
（ｂ）、図７（ａ）の順に行なえば、トナーカートリッ
ジ１１０を本体１９０に装着することができる。 【００３８】以上の構成により、トナーカートリッジの
構成をコンパクトにでき、ユーザーによるトナーカート
リッジの交換が容易になる。 【００３９】図８は本発明に係る画像形成装置に用いる
トナーカートリッジの内部構成図である。トナーカート
リッジ１１０をトナーカートリッジケース１０に装着す
ると、ホイル１３０がウォームギア８０に噛み合う（図
１）。ホイル１３０がウォームギア８０に噛み合うと、
駆動源の回転が図示しない各ギアを介して駆動連結ギア
７０に伝達される。そして、駆動連結ギア７０の回転は
ウォームギア８０を介してホイル１３０に伝達される。 【００４０】２１０はシャフトであり、その一端がホイ
ル１３０に接続され、他端がホイル１３０と反対側の壁
に回動自在に軸支されることにより、ホイル１３０の回
転に従って回転する。２２０はＰＥＴ（polyethylene t
erephthalate）等の材質で構成されたペットシートであ
り、板状の形状を有し、一端をアジテータ軸部２１０に
接続されることによりアジテータ軸部２１０が回転する
のに従って回転し、トナーカートリッジ１１０の隅部或
いは壁面部にトナーが滞留することを防ぐと共に、アジ
テータ軸部２１０の軸方向に対し適度に傾斜させて取り
付けることにより、トナーのトナー供給孔３０方向への
搬送を援助する。 【００４１】アジテータ軸部２１０にはアジテータ撹拌
部２３０が設けられている。ホイル１３０の回転により
アジテータが回転し、トナーカートリッジ１１０内のト
ナーを撹拌する。また、アジテータ撹拌部２３０の２３
０ａと２３０ｃは互いにアジテータ軸部２１０の反対側
を通るように構成することにより、２３０ｂ部をアジテ
ータ軸部２１０の軸方向に対して傾斜させることがで
き、アジテータ撹拌部２３０の回転によりトナーがトナ
ー供給孔３０側へ搬送され易くなっている。 【００４２】以上の構成により、トナーカートリッジ内
におけるトナーの滞留を防ぐことができ、トナーの有効
利用を図ることができる。また、トナー供給孔へのトナ
ーの供給がスムーズになる。 【００４３】以下、トナー残量検知センサーについて説
明する。 【００４４】図９は本発明に係る画像形成装置のトナー
残量検知センサーの構成図である。図８で説明した通
り、１１０はトナーカートリッジ、１３０はホイル、２
３０はアジテータである。２４０はトナー残量検知セン
サーであり、トナーカートリッジ１１０内のトナーの残
量を検知するためのセンサーである。トナー残量検知セ
ンサー２４０の内部は空洞になっており、内部に発光部
２５０と受光部２６０が封入され、それぞれ配線２７
０，２８０により電気回路(図示せず)に接続されてい
る。発光部２５０は例えば、ＬＥＤ（light-emitting d
iode）等のレーザー発光素子で構成されている。トナー
残量検知センサー２４０の先端部はトナーカートリッジ
１１０を挟むように位置付けられている。また、トナー
カートリッジ１１０におけるトナー残量検知センサー２
４０に対向する部分は発光部２５０から発せられた光が
透過しやすいよう透明な部材で構成されている。トナー
残量検知センサー２４０の発光側先端部と受光側先端部
にはそれぞれミラー２９０，３００が設けられ、発光部
２５０から発射された光が点線で示す光路でトナー残量
検知センサー２４０内部を進み、ミラー２９０により偏
向され、一旦トナー残量検知センサー２４０の外部に出
る。その後、光はトナーカートリッジ１１０の透明部材
で構成された部分を透過してトナーカートリッジ１１０
内を通過し、再びトナー残量検知センサー２４０の受光
側先端部からトナー残量検知センサー２４０の内部に入
り、ミラー３００で偏向されて受光部２６０により検出
される。 【００４５】トナーカートリッジ１１０内のトナー量が
充分ある時はトナーがレーザー光線の透過を常時妨げる
ため、発光部２５０から発射された光は受光部２６０で
検出されず、制御部（図示せず）はトナー量が充分と判
断される。トナー量が徐々に減ってくると、アジテータ
撹拌部２３０により撹拌されることにより、発光部２５
０から発射された光が受光部２６０で検出されたり検出
されなかったりという期間が不規則に現れ始め、その後
検出される期間が一定時間継続されることになる。その
時点で制御部（図示せず）はトナー残量が一定量を下回
ったと判断する。 【００４６】このような構成により、トナーカートリッ
ジ内のトナーの残量検知が容易になる。 【００４７】図１０は本発明に係る画像形成装置のトナ
ー残量検知センサー基板の構成図であり、発光部２５０
及び受光部２６０が基板３１０にＣ，Ｍ，Ｙ，Ｋの各色
毎に一対ずつ設けられている。隣接するＣ用の発光部２
５０Ｃ及び受光部２６０Ｃと、Ｍ用発光部２５０Ｍ及び
受光部２６０Ｍとは、段違いに構成される。すなわち、
例えば、Ｃ用の受光部２６０Ｃの下部にＭ用の受光部２
６０Ｍを配置し、Ｍ用の発光部２５０Ｍの上部にＹ用の
発光部２５０Ｙを配置し、Ｙ用の受光部２６０Ｙの下部
にＫ用の受光部２６０Ｋを配置している。このように段
違いに配置することにより、発光部２５０及び受光部２
６０の配置に要する幅を節約でき、基板３１０を小型に
することができる。 【００４８】尚、以上の説明における各色の配列順序、
発光部と受光部の上下関係及び位置関係等は任意に変更
しても、同様の効果を奏することができることは明らか
である。 【００４９】 【発明の効果】以上の説明の通り、本発明に係る画像形
成装置の構成を採用することにより、各構成要素の小型
化を図ることができ、ひいては画像形成装置全体の小型
化を実現することができる。 【００５０】また、現像手段におけるトナーの供給をス
ムーズにすることができ、ユーザーによるトナーカート
リッジの交換、整備が容易になるという顕著な効果を奏
することができる。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明に係る画像形成装置のトナー供給部の構
成を示す外観斜視図 【図２】本発明に係る画像形成装置のトナー供給部の構
成を示す外観斜視図 【図３】本発明に係る画像形成装置のトナー供給部の構
成を示す断面図 【図４】本発明に係る画像形成装置に用いるトナーカー
トリッジの外観斜視図 【図５】本発明に係る画像形成装置に用いるトナーカー
トリッジの外観斜視図 【図６】本発明に係る画像形成装置のトナー供給部の構
成を示す外観斜視図 【図７】本発明に係る画像形成装置の外観斜視図 【図８】本発明に係る画像形成装置に用いるトナーカー
トリッジの内部構成図 【図９】本発明に係る画像形成装置のトナー残量検知セ
ンサーの構成図 【図１０】本発明に係る画像形成装置のトナー残量検知
センサー基板の構成図 【符号の説明】 １０ トナーカートリッジケース １０ａ〜１０ｄ レーン ２０ トナー搬送手段 ２０ａ〜２０ｄ 搬送路 ３０ａ〜３０ｄ トナー供給孔 ４０（４０ａ〜４０ｄ） 案内溝 ５０ 案内溝 ６０ａ〜６０ｄ 突起部 ７０ 駆動連結ギア ８０ ウォームギア ９０ 切欠き部 １００ 仕切壁 １１０ トナーカートリッジ １２０ 嵌入部 １３０ ホイル １４０ 突起部 １５０ シャッター部 １６０ 取手部 １７０ 開口部 １８０ トナー排出孔 １９０ 本体 ２００ 蓋部 ２１０ アジテータ軸部 ２２０ ペットシート ２３０ アジテータ撹拌部 ２４０ トナー残量検知センサー ２５０ 発光部 ２６０ 受光部 ２７０，２８０ 配線 ２９０，３００ ミラー ３１０ 基板

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 川野 裕三 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 瀬口 和宏 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 (72)発明者 青木 正和 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H077 AA02 AA33 AB05 AB07 AB12 AC02 BA08

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】トナーカートリッジを設置するトナーカー
   トリッジケースと前記トナーカートリッジから供給され
   るトナーを搬送するトナー搬送手段とが互いに直交して
   構成されていることを特徴とする画像形成装置。