JP2004264429A

JP2004264429A - トナーカートリッジ及びトナー補給装置

Info

Publication number: JP2004264429A
Application number: JP2003053227A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Kaiho; 敏海宝
Original assignee: Toshiba TEC Corp
Current assignee: Toshiba TEC Corp
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】補給用のトナーを収納するトナーカートリッジのトナー供給口の開閉機能を簡単且つ確実にして、トナーのこぼれを防止する。更にはトナー補給装置の省スペース化及び低価格化を得る。
【解決手段】シャッタ２４に、トナー供給口２３ａを開放するための往方向へのスライド時に撓んでシャッタガイド２５の斜面２５ａに乗り上げる足２４ａを形成する。ホルダガイド２６内部に、トナーカートリッジ２１のホルダガイド２６への差し込み操作により、シャッタ２４の往方向後端部に当接してシャッタ２４を往方向にスライドさせる止め部材２６ｂと、トナーカートリッジ２１のホルダガイド２６からの引き抜き操作により、足２４ａの端部に当接して下向きの力を与えながらシャッタを復方向にスライドさせるリブ２７とを形成する。
【選択図】図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置において現像装置にトナーを補給するトナーカートリッジ及びトナー補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機等の電子写真方式の画像形成装置において、現像装置にトナーを補給するトナー補給装置に交換可能に装着されるトナーカートリッジにあっては、トナーカートリッジの交換時に不用意に周囲にトナーをこぼすのを防止するための対策が施す必要がある。このため従来は、トナーボトルのキャップに形成される開口を開閉するためのシャッタをキャップに取付けて、トナー補給装置本体内の開閉機構によりシャッタを開いた後停止してトナー補給を可能とさせる装置がある。（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開平６−２６６２２７号公報明細書（第４頁、図１、図４）
しかしながら（特許文献１）の装置は、トナー補給装置本体側にシャッタを開き且つ固定する機構を必要とするとともに、シャッタ側にも駆動機構との係合部を形成しなければならない。このため（特許文献１）の装置は、トナーカートリッジあるいはトナー補給装置の構造を複雑にし、低コスト化更には小型化をさまたげてしまう。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで本発明は上記課題を解決するものであり、簡単な構造でありながら、トナーカートリッジのトナー供給部を確実に開閉する事により、トナーカートリッジ及びトナー補給装置の小型化及び低価格化を図り、又、トナーカートリッジの交換時にトナーをこぼすおそれが無く、操作性の良いトナーカートリッジ及びトナー補給装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決するための手段として、トナーを収納し、カートリッジ保持体に装着して回転される収納容器と、前記収納容器の前記カートリッジ保持体への装着部に形成されるトナー供給口と、前記トナー供給口に往復スライド移動可能に取着して、前記トナー供給口を開閉するシャッタとを具備し、前記装着部を前記カートリッジ保持体に装着することにより前記シャッタが前記収納容器の形状に沿って撓みながら前記トナー供給口を開放する往方向にスライドし、前記装着部を前記カートリッジ保持体から外すことにより前記シャッタが前記収納容器の前記形状に沿って形状復帰しながら前記トナー供給口を閉鎖する復方向にスライドするものである。
【０００６】
又本発明は上記課題を解決するための手段として、トナー供給口に往復スライド移動可能に取着して、前記トナー供給口を開閉するシャッタを有するトナーカートリッジを着脱自在に装着するカートリッジ保持体と、前記カートリッジ保持体内部の前記シャッタと対向する位置上に設けられ、前記トナーカートリッジの前記カートリッジ保持体への装着動作に伴い、前記シャッタを前記収納容器の形状に沿って撓ませながら前記トナー供給口を開放する往方向にスライドさせる開放部材と、前記カートリッジ保持体内部の前記シャッタと対向する位置上に設けられ、前記トナーカートリッジを前記カートリッジ保持体から外す動作に伴い、前記シャッタを前記収納容器の形状に沿って形状復帰させながら前記トナー供給口を閉鎖する往方向にスライドさせる閉鎖部材とを設けるものである。
【０００７】
上記構成により本発明は、収納容器をカートリッジ保持体に着脱するのに伴い、収納容器の形状に沿って撓みながら往方向にスライドし、あるいは収納容器の形状に沿って形状復帰しながら復方向にスライドするシャッタを設けることにより、簡単な構造でありながらトナーカートリッジのトナー供給口を確実に開閉し、トナーカートリッジ交換時のトナーのこぼれによる汚れを防止する。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下に本発明を図１乃至図１１に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。図１は画像形成装置８の画像形成部１０を示す概略構成図である。画像形成部１０の、感光体ドラム１１周囲には、感光体ドラム１１の矢印ｓ方向の回転に従い順次感光体ドラム１１を一様に帯電する帯電器１２、帯電された感光体ドラム１１に潜像を形成するためのレーザ光１３ａを照射するレーザ書き込みユニット１３、現像装置１６、転写・剥離チャージャ１７、クリーナ１８、及び除電ランプ２０が配置されている。
【０００９】
現像装置１６は、トナ−及びキャリアからなる二成分現像剤を用いて現像を行う従来より周知の磁気ブラシ方式の現像装置であり、現像容器１６ａ内に現像ローラ１６ｂ、搬送オーガ１６ｃを有する。又現像装置１６は、トナ−濃度センサ１６ｄを備える。更に現像装置１６は、トナ−濃度センサ１６ｄにより検知される現像剤中のトナー濃度に応じて、トナーカートリッジ２１から供給されるトナーを現像容器１６ａ内に補給するトナー補給装置２２を画像形成装置８のリア側端部に備える。
【００１０】
トナーカートリッジ２１は、トナーを収納する収納容器であり周囲にスパイラル状の搬送溝２１ｂを有するほぼ円筒状のトナーボトル２１ａを有する。トナーボトル２１ａの先端に装着部である円筒状のキャップ部２３が取着されている。キャップ部２３には、トナーボトル２１ａ内の補給用のトナ−をトナー補給装置２２に供給するためのトナー供給口２３ａが形成される。トナー供給口２３ａ周囲のシャッタガイド２５は、トナー補給装置２２側との密閉性を高めるために平面形状となっている。更にトナー供給口２３ａのシャッタガイド２５には斜面２５ａ及び斜面２５ａに続く凹部２５ｂと平面部２５ｃが形成される。
【００１１】
トナー供給口２３ａのシャッタガイド２５には、ＰＯＭ（ポリアセタール）からなり、トナー供給口２３ａ前面を往復スライド移動してトナー供給口２３ａを開閉するシャッタ２４が取着している。シャッタ２４には、シャッタ２４の往方向先端部であり、撓みを有する足２４ａが設けられている。足２４ａは、シャッタ２４が往方向である図７の矢印ｖ方向にスライドした時に、撓んでキャップ２３の斜面２５ａに乗り上げ更に平面部２５ｃに達するように成っている。
【００１２】
トナー補給装置２２は、トナーカートリッジ２１を交換可能に着脱するカートリッジ保持体である円筒状のホルダガイド２６を有する。ホルダガイド２６は、カバー部３８に回転可能に支持される。ホルダガイド２６にはトナー排出口２６ａが形成され、ホルダガイド２６にトナーカートリッジ２１を装着した状態では、キャップ部２３のトナー供給口２３ａとホルダガイド２６のトナー排出口２６ａとの位置が一致するようになっている。
【００１３】
ホルダガイド２６内壁には、シャッタ２４を往方向にスライドしてトナー供給口２３ａを開放するために、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６に装着する途中で、シャッタ２４の往方向後端部２４ｂに当接する開放部材である止め部材２６ｂが一体形成されている。又ホルダガイド２６内壁には、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６から外す時に、シャッタ２４を復方向である図７の矢印ｗ方向にスライドした時に、トナー供給口２３ａを閉鎖するための閉鎖部材であるリブ２７が一体形成されている。リブ２７は、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６から外す時にキャップ２３の平面部２５ｃに乗り上げたシャッタ２４の足２４ａに当接する。リブ２７の先端のシャッタ２４の足２４ａに当接する当接面２７ａの傾斜角θは、４５°以下となっている。
【００１４】
リブ２７の傾斜角θが４５°以下であることから、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６から外す時には、シャッタ２４の足２４ａに下向きの力が加わる。これは図８に示すように、シャッタ２４の足２４ａにホルダガイド２６から外す力Ｆｄがかかった時、リブ２７の当接面２７ａに沿った方向の力Ｆｈは、Ｆｈ＝Ｆｄ・ｃｏｓθとなり、Ｆｈに垂直な力Ｆｖは、Ｆｖ＝Ｆｄ・ｓｉｎθとなる。ここでθが４５°以下であると、ｔａｎθ＝（ｓｉｎθ／ｃｏｓθ）＜１となり、Ｆｄ・ｃｏｓθ＞Ｆｄ・ｓｉｎθであることから下記の「数１」となることによる。
【００１５】
「数１」
Ｆｈ＞Ｆｄ
従って、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６から外す時に、シャッタ２４の足２４ａは、リブ２７からの力により斜面２５ａに沿って下がるようになっている。これによりシャッタ２４は、塑性変形により全く弾性力を失っていても、強制的に斜面２５ａを下りることが出来る。
【００１６】
トナー補給装置２２は、カバー部３８内でホルダガイド２６及びこのホルダガイド２６に取着されたトナーカートリッジ２１を共に回転駆動する駆動部２８を有する。トナー補給装置２２は、カバー部３８に形成されるカバーの開口（図示せず）を介し、トナーカートリッジ２１から供給されるトナー（図示せず）を現像容器１６ａに搬送供給するトナーバッファ３０を有する。
【００１７】
駆動部２８は、図９に示すように駆動モータ３１からの駆動をベルト３１ａ、第１の変速ギア３２、二段ギア３３を介してホルダガイド用ギア３４に伝達する。ホルダガイド用ギア３４は、ホルダガイド２６に軸着される駆動シャフト３７を駆動する。キャップ部２３はホルダガイド２６に形成される軸受け２６ｃに嵌る係合部２３ｂを有する。ホルダガイド２６に取着されたトナーカートリッジ２１は、駆動モータ３１の駆動による駆動シャフト３７の駆動によりホルダガイド２６と共に回転する間に、トナー供給口２３ａからトナー排出口２６ａ及びカバー部３８を介してトナーバッファ３０側にトナーを供給する。トナーバッファ３０は、図示しない搬送路を介して現像容器１６ａにトナーを補給する。
【００１８】
次にトナーカートリッジ２１のホルダガイド２６への装着プロセスについて述べる。ホルダガイド２６に装着前の新しいトナーカートリッジ２１は、シャッタ２４の足２４ａ先端部がシャッタガイド２５の凹部２５ｂに嵌まり、シャッタ２４は、図５に示すようにトナー供給口２３ａを閉鎖している。トナー供給口２３ａとトナー排出口２６ａに位置が一致するように新しいトナーカートリッジ２１を、画像形成装置８のフロントサイドからリアサイドに向かう図２の矢印ｘ方向にスライドする。
【００１９】
トナーカートリッジ２１のキャップ部２３を画像形成装置８のリアサイドのホルダガイド２６に差し込み、ホルダガイド２６にトナーカートリッジ２１を装着する。トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６に差し込む途中でホルダガイド２６の止め部材２６ｂにシャッタ２４の往方向後端部２４ｂが当接し、シャッタ２４は、矢印ｘ方向への動きを止められる。一方キャップ部２３及びトナーボトル２１ａはこの後更に矢印ｘ方向にスライドされる事により、シャッタ２４はトナー供給口２３ａ前面で往方向の矢印ｖ方向にスライドして、トナー供給口２３ａが開放されトナー供給可能となる。
【００２０】
このシャッタ２４の矢印ｖ方向のスライド時、シャッタ２４の足２４ａは、シャッタガイド２５の斜面２５ａに沿って撓んで、シャッタ２４の足２４ａ先端部は斜面２５ａ更に平面部２５ｃに乗り上げる。キャップ部２３の係合部２３ｂがホルダガイド２６の軸受け２６ｃに嵌り、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６に装着完了した状態では、図７に示すようにシャッタ２４の足２４ａ先端部がホルダガイド２６のリブ２７に達し、シャッタ２４は、トナー供給口２３ａを開放した状態でホルダガイド２６の止め部材２６ａとリブ２７とにより固定される。従ってトナーカートリッジ２１は、トナー供給口２３ａからトナーを供給可能な状態で、ホルダガイド２６に装着される。
【００２１】
次に画像形成プロセスが開始されると、感光体ドラム１１は矢印ｓ方向の回転に従い、帯電器１２により一様に帯電され、画像信号に応じたレーザ光１３ａを照射される。これにより感光体ドラム１１は静電潜像を形成され、現像装置１６に達しトナー像を形成される。次いで感光体ドラム１１上のトナー像は、転写・剥離チャージャ１７により記録紙Ｐ等に転写される。転写終了後感光体ドラム１１は、クリーナ１８、除電ランプ２０経て次の画像形成可能とされる。又トナー像を転写された後感光体ドラム１１から剥離された記録紙Ｐは、図示しない定着装置により定着され画像形成プロセスを終了する。
【００２２】
このような画像形成プロセスを行う間、トナ−濃度センサ１６ｄにより現像容器１６ａ内のトナー濃度の低下が検知されると、駆動モータ３１が駆動され、第１の変速ギア３２を介してホルダガイド用ギア３４に取着される駆動シャフト３７により、ホルダガイド２６及びトナーカートリッジ２１とが一体に矢印ｔ方向に所定量回転される。トナーカートリッジ２１の回転により、トナーボトル２１ａ内のトナーは、搬送溝２１ｂに沿って順次トナー供給口２３ａ方向に搬送される。
【００２３】
更にトナーボトル２１ａ内のトナーは、ホルダガイド２６及びトナーカートリッジ２１が１回転してホルダガイド２６のトナー排出口２６ａとカバー部３８の開口（図示せず）とが一致する位置で、トナーバッファ３０に供給され、所定量を現像容器１６ａ内に補給する。トナーの補給によりトナ−濃度センサ１６ｄが、現像容器１６ａ内のトナー濃度が必要なのトナー濃度に達した旨を検知すると、駆動モータ３１が停止してトナ−補給操作を終了する。
【００２４】
このようにトナー補給操作を行ない、トナーボトル２１ａ内のトナーが空になったら、空のトナーカートリッジ２１を矢印ｘ方向と逆方向の画像形成装置８のフロントサイド側にスライドして画像形成装置８から引き抜き、新しいトナーカートリッジ２１と交換する。トナーカートリッジ２１を引き抜いてキャップ部２３をホルダガイド２６から外すのに従い、シャッタ２４はトナー供給口２３ａ前面で復方向の矢印ｗ方向にスライドして、トナー供給口２３ａを閉鎖する。
【００２５】
このシャッタ２４の矢印ｗ方向のスライド時、シャッタ２４の足２４ａ先端部には、前述の「数１」に示すようにリブ２７の当接面２７ａにより下向きの力が働く。但し足２４ａ先端部がシャッタガイド２５の斜面２５ａに達するまでは、足２４ａ先端部はシャッタガイド２６の平面部２５ｃに乗り上げた状態のままリブ２７の当接面２７ａに押されてシャッタ２４は矢印ｗ方向にスライドする。足２４ａ先端部がシャッタガイド２５の斜面２５ａに達すると、リブ２７の当接面２７ａによる下向きの力により足２４ａ先端部は斜面２５ａを下りる。この時撓んでいた足２４ａは形状復帰する。
【００２６】
足２４ａ先端部が斜面２５ａを下りて凹部２５ｂに嵌まると、シャッタ２４はトナー供給口２３ａを完全に閉めた状態に戻る。又図１０に示すように足２４ａ先端部は、凹部２５ｂに嵌まるとリブ２７の当接面２７ａから離れ、ホルダガイド２６からのトナーカートリッジ２１の引き抜きが可能と成る。この後更にトナーカートリッジ２１を矢印ｘ方向と逆方向にスライドして図１１に示すようにホルダガイド２６から引き抜き更に画像形成装置８から引き抜く。この時トナー供給口２３ａはシャッタ２４に閉鎖されているのでトナーこぼれを生じることが無い。次いで新しいトナーカートリッジ２１を、画像形成装置８のフロントサイドから矢印ｘ方向にスライドしてホルダガイド２６に装着し、トナーカートリッジ２１の交換を終了する。
【００２７】
この実施の形態によれば、トナー補給装置２２に交換可能に取着されるトナーカートリッジ２１の交換時に、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６に差し込むだけで、止め部材２６ａによりシャッタ２４を止めて、シャッタガイド２５の斜面２５ａに乗り上げるよう、シャッタ２４の足２４ａを撓ませながら、トナー供給口２３ａを開放出来る。一方トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６から外す時には、トナーカートリッジ２１を引き抜くだけで、シャッタ２４の足２４ａはリブ２７により下向きの力を受けてシャッタガイド２５の斜面２５ａを下り、形状復帰しながら、トナー供給口２３ａを確実に閉鎖出来る。
【００２８】
即ちトナーカートリッジ２１の交換時に、トナーカートリッジ２１をホルダガイド２６に差し込んで装着し、又ホルダガイド２６から引き抜いて外す簡単な操作でありながら、シャッタ２４を確実に開閉出来る。従ってトナーカートリッジ２１の交換時にトナーのこぼれにより周囲を汚すおそれが無く、トナーカートリッジ２１交換の操作性及び信頼性を向上出来る。しかもトナー補給装置２２側にシャッタ２４を開閉するための複雑な機構を設けることなく、ホルダガイド２６に止め部材２６ｂと、リブ２７を一体形成するという簡単な構造でありながら、トナー供給口２３ａを確実に開閉出来るのでトナー補給装置２２の小型化及び低価格化を図れる。
【００２９】
尚この発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、この発明の範囲内で種々変更可能であり、例えばシャッタは、往動時に撓むことが出来れば形状や素材等任意である。又、閉鎖部材のシャッタの往方向先端部と当接する傾斜面の傾斜角も限定されないが、４５°以下であればシャッタに下向きの力を与えることが出来、開放時に撓んだシャッタが全く弾性を有しない場合であってもトナーカートリッジを強制的に形状復帰して、復方向にスライド出来る。又、トナーカートリッジのキャップ部はトナーボトルと着脱可能にすれば、トナーを容易に補充出来リサイクル使用が可能となる。
【００３０】
【発明の効果】
以上詳述したようにこの発明によれば、トナーカートリッジの交換時に、トナーカートリッジをトナー補給装置に差し込んで装着し、又トナー補給装置から引き抜いて外すのみで、シャッタを確実にスライド移動して、トナー供給口を確実に開閉出来る。従って、トナーカートリッジの着脱操作が極めて容易でありながら、トナーカートリッジの交換時にトナーがこぼれて周囲を汚すというおそれが無く、トナーカートリッジ２１交換時の操作性向上及び信頼性向上を得られる。これと共にシャッタの開閉機構を簡単に出来、画像形成装置本体の小型化及び低価格化を得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置の画像形成部を概略的に示す構成図である。
【図２】本発明の実施の形態のトナーカートリッジ及びトナー補給装置の一部を示す斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態のトナーカートリッジのキャップ部を示す一部斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態のシャッタを示す斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態のシャッタを閉鎖した状態を示す一部斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態のホルダガイドの内部を示す斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態のホルダガイドにトナーカートリッジを装着した状態を示す説明図である。
【図８】本発明の実施の形態のトナーカートリッジの引き抜き時にシャッタの足に生じる力を示す説明図である。
【図９】本発明の実施の形態のトナー補給装置の駆動部を断面で示す説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態のシャッタの復動時に足がリブから外れた状態を示す説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態のシャッタを閉鎖後にトナーカートリッジをホルダガイドから外した状態を示す説明図である。
【符号の説明】
８…画像形成部
１１…感光体ドラム
１２…帯電器
１３…レーザ書き込みユニット
１６…現像装置
１６ｂ…現像ローラ
１６ｄ…トナー濃度センサ
１７…転写・剥離チャージャ
２１…トナーカートリッジ
２１ａ…トナーボトル
２２…トナー補給装置
２３…キャップ部
２３ａ…トナー供給口
２３ｂ…係合部
２４…シャッタ
２４ａ…足
２５…シャッタガイド
２５ａ…斜面
２５ｂ…凹部
２５ｃ…平面部
２６…ホルダガイド
２６ａ…トナー排出口
２６ｂ…止め部材
２６ｃ…軸受け
２７…リブ
２８…駆動部

Claims

トナーを収納し、カートリッジ保持体に装着して回転される収納容器と、前記収納容器の前記カートリッジ保持体への装着部に形成されるトナー供給口と、前記トナー供給口に往復スライド移動可能に取着して、前記トナー供給口を開閉するシャッタとを具備し、
前記装着部を前記カートリッジ保持体に装着することにより前記シャッタが前記収納容器の形状に沿って撓みながら前記トナー供給口を開放する往方向にスライドし、前記装着部を前記カートリッジ保持体から外すことにより前記シャッタが前記収納容器の前記形状に沿って形状復帰しながら前記トナー供給口を閉鎖する復方向にスライドすることを特徴とするトナーカートリッジ。
前記収納容器が前記シャッタを撓ませる斜面を有し、前記シャッタが、前記斜面に乗り上げることにより撓むことを特徴とする請求項１記載のトナーカートリッジ。
前記シャッタが、前記往方向後端部を前記トナーカートリッジ保持体に押されることにより前記往方向にスライドし、前記往方向先端部を前記トナーカートリッジ保持体に押されることにより前記復方向にスライドする事を特徴とする請求項１又は請求項２のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
トナー供給口に往復スライド移動可能に取着して、前記トナー供給口を開閉するシャッタを有するトナーカートリッジを着脱自在に装着するカートリッジ保持体と、
前記カートリッジ保持体内部の前記シャッタと対向する位置上に設けられ、前記トナーカートリッジの前記カートリッジ保持体への装着動作に伴い、前記シャッタを前記収納容器の形状に沿って撓ませながら前記トナー供給口を開放する往方向にスライドさせる開放部材と、
前記カートリッジ保持体内部の前記シャッタと対向する位置上に設けられ、前記トナーカートリッジを前記カートリッジ保持体から外す動作に伴い、前記シャッタを前記収納容器の形状に沿って形状復帰させながら前記トナー供給口を閉鎖する往方向にスライドさせる閉鎖部材とを具備する事を特徴とするトナー補給装置。
前記開放部材は、前記シャッタの往方向先端部を前記トナーカートリッジに形成される斜面に乗り上げることにより撓ませながら前記シャッタを往方向にスライドさせ、前記閉鎖部材は、前記往方向先端部を前記トナーカートリッジに形成される斜面から下りることにより形状復帰させながら前記シャッタを復方向にスライドさせることを特徴とする請求項４記載のトナー補給装置。
前記開放部材は、前記トナーカートリッジの前記カートリッジ保持体への装着の途中で前記シャッタの前記往方向後端部と当接し、前記閉鎖部材は、前記シャッタの前記往方向先端部と当接する傾斜面を有することを特徴とする請求項４又は請求項５のいずれか記載のトナー補給装置。
前記傾斜面の傾斜角度は、前記往復スライド移動の方向に対して４５°以下であることを特徴とする請求項６記載のトナー補給装置。