JP2005309473A

JP2005309473A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005309473A
Application number: JP2005214275A
Authority: JP
Inventors: Nobuo Takami; 伸雄高見; Emi Kita; 恵美北
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2005-07-25
Publication date: 2005-11-04
Also published as: CN1253762C; US6882817B2; JP3741691B2; JP2004004559A; US20030215267A1; KR20030081092A; KR100518732B1; CN1452023A

Abstract

【課題】トナー収納容器をスペースの有効利用により装置の大型化せずに配置でき、しかもトナー収納容器のトナー容量確保と交換時の良好な操作性の両立も図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置６０と、現像装置６０に補給するトナーを収納したトナー収納容器８０と、該トナー収納容器８０内のトナーを現像装置６０へ補給するトナー補給装置７０とを有し、トナー収納容器８０を着脱可能に支持する開閉フォルダ１０３を有し、開閉フォルダ１０３は、トナー収納容器８０内のトナーが現像装置６０へ補給されるセット位置と、トナー収納容器８０を画像形成装置本体１００に対して着脱する交換位置との間を移動可能である。
【選択図】図１２

Description

本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機およびこれらの機能を備えた複合機等の画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式の画像形成装置は像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置を有しており、この現像装置として２成分現像方式のものを採用した場合にはその近傍にトナーボトル、トナーカートリッジ、トナータンク等のトナー貯留部を設けてオーガ等によりトナーを補給している。また、近年の画像形成装置はフルカラー画像が得られるものの要望が増える傾向にあり、このようなカラー画像形成装置では、４つの現像装置と４色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー貯留部を設けなければならない。さらにまた、画像形成装置はトナー貯留部のトナー貯留量を減らすことなくそのコンパクト化も要望されているが、各現像装置の近傍にトナー貯留部を配置することは装置のコンパクト化を妨げているだけでなく、その設計自由度も大きく阻害していた。

特開２００１−３０５８４３号公報

このような問題を解消した画像形成装置が特開２００１−３０５８４３号公報に記載されている。この公報に記載されたトナー収納容器に収納されたトナーを所謂モーノポンプと称されるスクリューポンプを用いて現像装置へ搬送するので、トナー収納容器を現像装置と別ユニットとして任意の位置に配置することができ、よってその交換操作性を考慮しつつトナー収納容器を画像形成装置のデッドスペースに配置することができる。

しかしながら、近年の画像形成装置はその小型化がかなり進歩しており、上記したデッドスペースも少なくなっている。また、トナー収納容器の交換頻度はできるだけ少ない方がよく、このためトナー収納容器自体を小型化しにくいという事情がある。さらに、カラー画像形成装置の場合、カラートナーに比べて黒色トナーの消費量が多いため、黒トナーの貯留量を多くしてほしいという要求もある。さらにまた、トナー収納容器の交換作業ができるだけ楽な姿勢で、しかも簡単に行うことができるように配慮しなければならないという課題もある。特に、黒色のトナー収納容器は大容量化すると、重量も嵩み、ハンドリング性も悪化するため、良好な交換操作性が不可欠であった。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、トナー収納容器をスペースの有効利用により装置の大型化せずに配置でき、しかもトナー収納容器のトナー容量確保と交換時の良好な操作性の両立も図ることができる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、像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置と、該現像装置に補給するトナーを収納したトナー収納容器と、該トナー収納容器内のトナーを現像装置へ補給するトナー補給装置とを有する画像形成装置において、画像形成装置本体に設けられ、前記トナー収納容器を着脱可能に支持する支持部材を有し、該支持部材は、前記トナー収納容器内のトナーが前記現像装置へ補給されるセット位置と、前記トナー収納容器を画像形成装置本体に対して着脱する交換位置との間を移動可能であることを特徴としている。

なお、本発明は、前記支持部材がセット位置と交換位置との間を揺動されると、効果的である。
さらに、本発明は、前記支持部材がセット位置と交換位置との間をスライド移動されると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記支持部材のセット位置が画像形成装置本体の操作パネルの下方近傍であると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記支持部材が交換位置にあるとき、該支持部材に支持された前記トナー収納容器の少なくとも一部が画像形成装置本体の外装側面より外方へ突出されると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー補給装置が前記トナー収納容器に接続されるノズルと、該ノズルと前記現像装置とをつなぐフレキシブルなトナー補給路とを有すると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー収納容器がトナーを収納する袋体と、該袋体の底部に設けられ、トナー排出部を備えた口金部材とを有し、前記口金部材に前記ノズルが接続されることにより前記トナー補給装置が前記トナー収納容器のトナーを現像装置へ補給可能な補給状態となると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー収納容器の前記支持部材への挿脱により前記ノズルの前記口金部材への接続が連断されると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記トナー収納容器が装着された前記支持部材のセット位置と交換位置との移動により前記ノズルの前記口金部材への接続が連断されると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー収納容器のトナー排出部を閉じるシャッタ部材が設けられ、該シャッタ部材が前記ノズルとの入れ替わりでトナー排出部を閉じる位置と開放する位置との間を移動すると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記支持部材に、前記ノズルの挿脱に連動して前記シャッタ部材を閉じる位置と開放する位置との間で移動させる連動機構が設けられていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー補給装置が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で回転することにより軸方向にトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプを有し、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ補給すると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記支持部材のセット位置と交換位置との間を揺動される支点が前記トナー補給路の近傍に設けられていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記トナー補給路が複数の補給路部をつなげて構成され、該補給路部のつなぎ部が前記揺動支点の近傍に設けられていると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記トナー補給路の複数の補給路部の少なくとも一つが他の補給路部と材質が異なると、効果的である。

請求項１の構成によれば、画像形成装置本体に設けられ、トナー収納容器を着脱可能に支持する支持部材を有し、該支持部材は、トナー収納容器内が画像形成装置本体内にセットされるセット位置と、トナー収納容器を画像形成装置本体に対して着脱する交換位置との間を移動可能であるので、トナー収納容器の交換作業を容易に行うことができる。

請求項２の構成によれば、支持部材がセット位置と交換位置との間を揺動されるので、支持部材の移動を容易に行うことができる。
請求項３の構成によれば、支持部材がセット位置と交換位置との間をスライド移動されるので、支持部材の移動を容易に行うことができる。

請求項４の構成によれば、支持部材のセット位置が画像形成装置本体の操作パネルの下方近傍であるので、デッドスペースを利用したトナー収納容器のセット部が得られる。

請求項５の構成によれば、支持部材が交換位置にあるとき、該支持部材に支持されたトナー収納容器の少なくとも一部が画像形成装置本体の外装側面より外方へ突出されるので、トナー収納容器の交換作業を容易に行うことができる。

請求項６の構成によれば、トナー補給装置がトナー収納容器に接続されるノズルと、ノズルと現像装置とをつなぐフレキシブルなトナー補給路とを有するので、トナー収納容器のセット部を任意の位置に設定することができる。

請求項７の構成によれば、トナー収納容器がトナーを収納する袋体と、該袋体の底部に設けられ、トナー排出部を備えた口金部材とを有し、口金部材にノズルが接続されることによりトナー補給装置がトナー収納容器のトナーを現像装置へ補給可能な補給状態となるので、トナー収納容器のセット部への挿入が容易である。

請求項８の構成によれば、トナー収納容器の支持部材への挿脱により前記ノズルの前記口金部材への接続が連断されるので、トナー収納容器のセットがワンアクションで行うことができる。

請求項９の構成によれば、トナー収納容器が装着された支持部材のセット位置と交換位置との移動によりノズルの口金部材への接続が連断されるので、トナー収納容器の交換作業を容易に行うことができる。

請求項１０の構成によれば、トナー収納容器のトナー排出部を閉じるシャッタ部材が設けられ、該シャッタ部材が前記ノズルとの入れ替わりでトナー排出部を閉じる位置と開放する位置との間を移動するので、トナー収納容器の交換時にトナー漏れが生じにくくすることができる。

請求項１１の構成によれば、支持部材に、ノズルの挿脱に連動してシャッタ部材を閉じる位置と開放する位置との間で移動させる連動機構が設けられているので、トナー収納容器の交換時にトナー漏れを防止することができる。

請求項１２の構成によれば、トナー補給装置が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で回転することにより軸方向にトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプを有し、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ補給するので、トナー収納容器と現像装置との連結を解除せずにトナー収納容器を交換位置へ移動し、交換位置のトナー収納容器からもトナーを補給することができる。

請求項１３の構成によれば、支持部材のセット位置と交換位置との間を揺動される支点がトナー補給路の近傍に設けられているので、交換位置とセット位置との移動で補給路の破損を防止することができる。

請求項１４の構成によれば、トナー補給路が複数の補給路部をつなげて構成され、該補給路部のつなぎ部が揺動支点の近傍に設けられているので、交換位置とセット位置との移動で補給路の破損をより確実に防止することができる。

請求項１５の構成によれば、トナー補給路の複数の補給路部の少なくとも一つが他の補給路部と材質が異なるので、交換位置とセット位置との移動による動き許容し、交換位置とセット位置との移動で補給路の破損をより確実に防止することができる。

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、本発明に係るカラー画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。このカラー複写機は、中央に画像形成装置本体としての複写機本体１００、その下部にテーブル状に構成された給紙部２００が配置され、複写機本体１００の上方にスキャナ３００、スキャナ３００の上方に原稿自動補給装置４００を配置した構成となっている。

複写機本体１００内には、複数のローラ１４、１５、１６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、複数のローラ１４，１５，１６のうち１つのローラが図示していない駆動装置によって回転駆動され、これにより中間転写ベルト１０が矢印で示す時計方向に走行駆動され、他のローラが従動回転する。このように走行する中間転写ベルト１０の上部走行辺には、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの作像ユニット１８が横に並べるようにして配置されている。すなわち、ローラ１４とローラ１５間の走行辺上に、４つの作像ユニット１８を配置してタンデム画像形成装置２０を構成している。

４個の作像ユニット１８は、中間転写ベルト１０に接する像担持体としての感光体ドラム４０を具備している。この感光体ドラム４０の周りには、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、除電装置等が配置され、さらに感光体ドラム４０が中間転写ベルト１０に接する位置における中間転写ベルト１０の内側には転写装置５７が設けられている。本実施形態の場合、４個の作像ユニット１８は同一構造に構成されているが、現像装置のトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色に分けられている。また、各作像ユニット１８の上方には光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する露光装置２１が配置され、このレーザ光は帯電装置と現像装置の間で感光体ドラムに照射する。

一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２が設けられている。２次転写装置２２は、ローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を巻き掛け、該ベルトが中間転写ベルト１０を介してローラ１６に押し当てられるように配置されている。なお、図１において、２次転写装置２２の左横には、シート上に担持された転写画像を定着するための定着装置２５が設けられている。

上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと補給するシート補給機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、転写後のシートを定着装置２５まで搬送するシート搬送装置を、別途設ける必要が生ずる。なお、図示例では、このような２次転写装置２２及び定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するためのシート反転装置２８を備えている。

さて、かく構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動補給装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動補給装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動補給装置４００を閉じてそれで押さえる。

そして、図示していないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始され、原稿自動補給装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を補給してコンタクトガラス３２上へと移動して後、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。

また、複写動作が開始されると、中間転写ベルト１０が回転走行し、同時に、個々の作像ユニット１８でその感光体４０を回転して各感光体４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の走行とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

さらに、複写動作の開始によって給紙部２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転され、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、補給ローラ４７で補給して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、手差し給紙を選択した場合には給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上に一括してフルカラー画像を記録する。

画像転写後のシートは、２次転写装置２２で補給して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切り換え爪５５で切り換えて排出ローラ２６で排出し、排紙トレイ２７上にスタックする。または、切り換え爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ２６で排紙トレイ２７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による次の画像形成に備える。

図２は本発明の実施の形態に係る画像形成装置における複写機本体の要部構成図である。
作像ユニット１８は、図２に示すように、中間転写体１０の上流側から順に１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｂｋの４つが設けられている。各作像ユニット１８（１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｂｋ、以下同様）は、図３に示すように、感光体４０の周囲に、帯電装置５６、光書き込み系Ｌ、現像装置６０、１次転写装置５７、クリーニング装置５８、除電装置５９を備えている。この配置により、最上流の感光体４０Ｙと最下流の感光体４０Ｂｋの補給距離分、Ｂｋ単色モードでのファーストコピー時間を短縮することが可能となっている。

図４は、スクリューポンプ手段を用いたトナー移送装置を利用した画像形成手段１８の現像装置６０にトナーを補給するトナー補給装置の構成図である。
図４において、現像装置６０へ補給するトナーを収納したトナー収納容器８０は複写機本体１００に設けられたセット部９９にセットされる。セット部９９は、複写機本体１００の前扉１００ａを開放すると現れ、セット部９９にはトナー補給装置の一部を構成するノズル１１０が設けられており、トナー収納容器８０をセット部９９へセットされると、ノズル１１０がトナー収納容器８０に挿入されて接続状態になる。ノズル１１０の内部には、通路１２１が設けられ、通路１２１はノズル端部に接続されたトナー補給路としてのトナー移送チューブ７８と連通されている。

トナー収納容器８０は、フレキシブルで変形可能な袋状体としてのトナー袋８１を有し、トナー袋８１はポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム等のフレキシブルなシート材（８０〜２００μｍ程度の厚み）を単層または複層構成にして袋状容器である。そして、トナー袋８１はその下部中央に唯一のトナー排出部を備えた口金部材８２が固定されている。また、トナー袋８１はトナーが残留しにくいように、トナー排出孔に向かって先細りとなる形状に形成されている。

トナー収納容器８０は、図５に示すように、袋容器８１と口金部材８２とで構成されている。袋容器８１は、柔軟性を有しており、その袋容器８１は前後面を構成する２枚のシート８１ａ，８１ｂ、左右側面を構成する２枚のシート８１ｃ、８１ｄ及び上面シート８１ｅからなり、これらを融着して形成されている。左右側面のシート８１ｃ，８１ｄには、容器の内側に折れ込む折り目８３が形成されており、トナーが充填されているときには折り目８３が伸びて容器形状となり、トナーが空のときには折り目８３に沿って折り畳まれて前後面シート８１ａ，８１ｂが密着または近接した状態にすることができる。

口金部材８２は、図６ないし図８に示すように、上から見て舟形状に形成された袋容器８１が溶着される収納部固着部８８が設けられ上本体部８４と、ほぼ長方体に形成された下本体部８５とで構成されている。また、下本体部８５は図６に示す左の面を前面とすると、口金部材８２の下本体部８５は前後面の幅Ｗａが両側面の幅Ｗｂより広く形成されている。なお、口金部材８２はポリエチレンやナイロン等に樹脂の成形品で、上本体部８４と下本体部８５とが一体に作られている。

この口金部材８２には、袋容器８１側の内孔８６と、該内孔８６に連通し後述するシャッタ部材が抜き差し可能なシャッタ孔８７とからなるトナー排出用開口が形成されている。内孔８６は、口金部材８２を下に向けた状態において、上下方向に延びる縦方向の孔であるのに対し、シャッタ孔８７は軸線が内孔８６の軸線とほぼ直角に交わる横方向の孔であり、本例のシャッタ孔８７は下本体部８５の前面から後面に抜ける断面円形の貫通孔である。また、内孔８６は舟形である収納部固着部８８の内側において短方向の長さを直径とする断面円形の孔であり、この内孔８６は途中で漏斗状の絞り込み８６ａが形成されている。すなわち、内孔３３には途中からシャッタ孔８７に近づくほど開口面積が小さくなるような絞り込み８６ａによって小径になり、シャッタ孔８７の上部で該孔に連通している。したがって、内孔８６とシャッタ孔８７の連通部において、内孔８６の開口径がシャッタ孔８７の開口径より小さくなり、シャッタ孔８７にシャッタ部材９２が挿入されていると、トナー排出用開口は確実に閉じられた状態となる。

本実施形態のシャッタ部材９２は、断面が円形の軸状に形成され、シャッタ孔８７の径より僅かに小径に形成されており、よってシャッタ部材９２のシャッタ孔８７への挿入が確実に行うことができる。しかし、シャッタ部材９２がシャッタ孔８７より小径であると、シャッタ部材９２とシャッタ孔８７の間からトナー漏れやエアー漏れが発生する。そして、トナー漏れは、トナー汚染をもたらし、エアー漏れはトナー収納容器８０の減容を阻害してしまうため、口金部材８２にはシャッタ部材９２との間をシールするシール手段としてのＯリング８９が設けられている。このＯリング８９は、シャッタ孔８７が貫通孔であるので、シャッタ孔８７の両側に設けている。また、Ｏリング８９の取り付けは、シャッタ孔８７の両側にＯリング８９が収まる溝を形成し、接着等で固定することもできるが、Ｏリング８９の固定に手間が掛かり、組み付けコストが嵩むという問題が発生してしまう。

そこで、図６ないし図８に示す実施形態の口金部材８２は中部品９０と外部品９１に分割し、両部品の係合でＯリング８９を保持するように構成している。具体的には、中部品９０にＯリング８９が係合される係合溝９３が設けられ、外部品９１には中部品９０が装着される装着部９４、収納部固着部８８、係合溝９３に係合されたＯリング８９を保持する保持部９５が設けられている。Ｏリング８９は、係合溝９３に係合された状態で中部品９０を外部品９１に装着すると、保持部９５で押さえられるので、その抜けが確実に防止される。

また、シャッタ孔８７は中部品９０と外部品９１にと跨って形成されており、外部品９１の装着部９４に中部品９０を装着し、シャッタ孔８７にシャッタ部材９２を差し込むことによって外部品９１に中部品９０を組み付けられる。さらに、シャッタ部材９２を抜き取るという簡単な作業で口金部材８２は外部品９１と中部品９０に分解することができる。したがって、トナー収納容器８０にトナー充填されている状態でシャッタ部材９２が大きく動かされたり、抜かれたりするとトナーがこぼれるおそれがあるため、最大でも直径が８ｍｍ程度に抑えており、直径が６ｍｍならば指でシャッタ部材９２が動かしてしまうことが殆どなく好ましい。すなわち、シャッタ部材９２の直径が１０ｍｍあると、大人の指を想定すると、指でシャッタ部材９２を移動させてトナーが漏れ出す危険が大きくなるため、シャッタ部材９２の径を８ｍｍ程度までに設定している。

他方、トナーが補給される現像装置６０には、図４および図９に示すように、その上部に副トナー収納手段としてのサブホッパ６１が設けられており、トナー収納容器８０のトナーは一旦このサブホッパ６１に収納される。そして、サブホッパ６１上にはトナー収納容器８０のトナーをこのサブホッパ６１に移送するスクリューポンプ手段としての粉体ポンプ７０が設けられている。この粉体ポンプ７０は、一軸偏芯スクリューポンプであって、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７１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７２と、これらを包み、かつ粉体の補給路を形成する樹脂材料などで作られたフォルダ７３とを有している。上記ロータ７１は、ピン継ぎ手により連結された駆動軸７４に一体連結されたギヤ７５（図９に示す）がアイドルギヤ（図示せず）を介して第１クラッチ７６と駆動連結され、第１クラッチ７６のオン・オフにより粉体ポンプ７０の稼働が制御される。なお、第１クラッチ７６と後述する第２クラッチ６８は不図示の駆動装置によって駆動される回転駆動軸７９に設けられている。

また、上記フォルダ７３の先端、すなわち、図４の右端にはトナー吸い込み部７７が設けられ、トナー吸い込み部７７に上記トナー移送チューブ８５が接続されている。このトナー移送チューブ８５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。サブポッパ６１は、その縦断面形状がほぼ逆三角形状に形成され、その内部は上下に分割されて上室６２と下室６３が設けられている。床面積が下室６３よりも大きい上室６２には、一対の上スクリュー６４，６５と、両スクリュー間に配置され両端部が切り取られた仕切り板６６が設けられている。この上室６２は、図１０に示すように、符号Ａで示す位置が粉体ポンプ７０によって補給されたトナーの供給位置であり、該位置Ａに供給されたトナーは上スクリュー６４，６５の回転によって矢印Ｐ１方向に移動される。また、符号Ｂは上室６２と下室６３の連通孔であって、上スクリュー６４，６５によって矢印Ｐ１方向に移動されたトナーが連通孔Ｂから下室６３へ落下する。

また、下室６３には図１１に示すように、下スクリュー６６が設けられており、連通孔Ｂによって位置Ｂ’に供給されたトナーは下スクリュー６６の回転により矢印Ｐ２方向に移動される。符号Ｃで下室６３と現像装置６０とを連通する補給口であって矢印Ｐ２方向に移動されるトナーは補給口Ｃから現像装置６０内へ落下した補給される。

このように構成されたサブホッパ６１は、上記粉体ポンプ７０によって供給されたトナーが一時的に蓄えられ、スクリューにより現像装置６０へ移送される。したがって、本実施形態では上スクリュー６４，６５と下スクリュー６６がサブホッパ６１内でのトナー移送手段を構成している。また、上スクリュー６４，６５と下スクリュー６６は各スクリューのギヤ６４ａ，６５ａ，６６ａがアイドルギヤ列６７を介して回転駆動軸７９に設けられた第２クラッチ６８と駆動連結され、該第２クラッチ６８のオン・オフによりその駆動が制御される。

また、サブホッパ６１には粉体ポンプ７０で移送されたトナーが供給される位置Ａの近傍の側壁に所定のトナー量を検知するトナー検知手段としてのトナーセンサ６９が設けられている。本例のトナーセンサは振動式のセンサでって、上室６３内のトナーに接触するトナーセンサ検知面６９ａにて、所定トナー量の有無を検知するものである。

このように構成されたトナー補給装置は、トナー濃度センサ（図示せず）等により、現像装置６０へのトナー補給指令が発せられると、第２クラッチ６８がオンして上スクリュー６４，６５と下スクリュー６６を作動する。上スクリュー６４，６５と下スクリュー６６を作動すると、その回転時間に応じた量のトナーが現送装置６０に補給される。他方、サブホッパ６１へのトナー補給は、トナーセンサ６９が該ホッパ内のトナー量を監視しており、そのトナー検知量が規定量を下回ると、粉体ポンプ７０が作動してポンプ内に負圧が発生し、トナー収納容器８０のトナーがサブホッパ６１内へ補給される。このとき、サブホッパ６１へのトナー補給量は高精度に制御する必要がなく、よって粉体ポンプ７０によるトナー移送量は上下スクリューで現像装置６０に補給する量よりも多量となるように設定されている。また、トナー収納容器８０はフレキシブル容器であるので、粉体ポンプ７０によるトナー補給に伴って自動的に減容される。

トナー補給装置は、トナー補給指令により、粉体ポンプ７０を何回か作動してもトナーセンサ６９のトナー検知量が規定量を下回ったままであるとき、トナー収納容器８０のトナーがほぼ無くなったトナーニアエンドと判断される。そして、トナーニアエンドと判断されると、例えば後述する操作部１５０のパネル（図示せず）へのカートリッジ交換の表示をし、トナー収納容器８０が交換されない場合には所定の作像回数後に作像停止等を行う。

ところで、本実施形態のカラー複写機は粉体ポンプ７０によりトナー収納容器８０のトナーを現像装置６０へ補給するので、トナー収納容器８０のセット部９９の設置位置における自由度が高い。しかし、セット部９９を複写機本体１００の下部側にすると、ユーザーが腰を屈めてトナー収納容器８０の交換作業を行わなければならず、セット部９９は操作性の複写機本体１００の上部でしかも正面側から操作できる位置に設けることが好ましい。さらに、トナー収納容器８０は、収納するトナーの絶対量が少ないと、頻繁に交換をすることになるため、ある程度の収納量を確保したいという要求がある。

上記したカラー複写機において、このような要求をすべて満足するトナー収納容器８０のセット部９９として、図１２に示すように、上から見て操作部１５０の裏側、すなわち操作部１５０の真下近傍の位置がある。すなわち、操作部１５０は複写機本体の上面側で正面に設けられ、しかも画像形成部より手前で適度な大きさの空間があり、該位置は複写機本体１００の前扉１００ａを開放すると目の前に現れる。しかし、トナー収納容器８０のセット部９９を操作部１５０の真下近傍に設定すると、トナー収納容器８０を上方よりセットするため、操作部１５０がセット操作の邪魔になる。

そこで、本実施形態ではトナー収納容器８０が交換可能な交換位置と複写機本体１００内のセット位置との間を移動するように構成している。この場合、セット部９９にはトナー収納容器８０を支持する支持部材として開閉フォルダ１０３が設けられ、開閉フォルダ１０３がセット位置と交換位置との間を移動可能に装着され、該フォルダが交換位置に移動すると容器を交換することができる。

本実施形態の画像形成装置には、図１２に示すように、４色のトナー収納容器８０が装着されるセット部９９が設けられている。なお、４つのセット部９９は黒色のトナー収納容器８０がセットされるフォルダだけ幅広サイズに形成されているが、内部構造は実質上同一である。

セット部９９は、図１３及び図１４に示すように、各色のトナー収納容器８０毎に独立し、本体機枠１０１に回転軸１０２を介して装着された開閉フォルダ１０３が設けられ、開閉フォルダ１０３は図１４に示す閉じ位置と図１５に示す開放位置との間で回転可能に本体機枠１０１に支持されている。開閉フォルダ１０３の下部には、ノズル１１０をスライド可能に支持する一対のガイド部材１０４と、挿入されたノズル１１０を戻す用をなすスライダ１０６がスライド可能に嵌合されるガイド筒１０５とが形成され、その外面には固定カバー１１５が取り付けられている。また、開閉フォルダ１０３の上部には開閉フォルダ１０３を閉じ位置へ移動したとき、該閉じ位置に保持する係止部１２１が設けられた開閉取っ手１２０が上下方向に移動可能に装着されている。この開閉取っ手１２０は、樹脂製でありその下部に弾性腕１２２が一体的に形成され、この弾性腕１２２によって開閉取っ手１２０が常に最上位置に保持されている。なお、ノズル１１０はシャッタ部材９２と同径に形成されている。

ノズル１１０には、その両側に一体に形成されたスライド腕１１１が設けられ、このスライド腕１１１が上記ガイド部材１０４に移動可能に装着されている。スライド腕１１１の先端には、係止爪１１２が設けられ、係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止されることでノズル１１０が開閉フォルダ１０３からの抜けが防止される。また、ノズル１１０と開閉フォルダ１０３の間には圧縮バネ１１３がノズル１１０に巻き付けるようにして遊嵌されており、このバネ１１３によってノズル１１０は常時係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止される位置に弾性を持って保持されている。

上記ガイド筒１０５は、ノズル１１０の軸線上に延びる筒状で、ノズル１１０と対向する端部には上記シャッタ部材９２が挿入可能な孔１０５ａが形成され、その反対側端部は固定カバー１１５によって閉塞されている。ガイド筒１０５内には、上記したスライダ１０６と、該スライダ１０６をノズル１１０側へ押している圧縮バネ１０７とが封入されている。このスライダ１０６は、断面凸状に形成され、ガイド筒１０５のノズル側端部に形成された抜け止め１０８によって圧縮バネ１０７に押されてもガイド筒１０５内に保持されている。また、開閉フォルダ１０３には挿入されたトナー収納容器８０をセット位置に導くガイド枠１０９が設けられており、ガイド枠１０９の最下部が上記ノズル１１０が配置され、トナー収納容器８０の口金部材３０の下本体部４０が嵌り込む受け部となっている。この受け部には、ノズル１１０及びシャッタ部材９２が通り抜け可能な不図示の開口が形成されている。

このように構成されたセット部１００は、開閉取っ手１２０を下げつつ前へ引き出すと、係止部１２１が本体機枠１０１に形成された係止溝１２３から抜けることで、図１５に示すように、開閉フォルダ１０３の底部が本体機枠１０１に当る位置までそのフォルダを回転軸１０２に中心として回転でき、開閉フォルダ１０３が開放位置に移動される。開放位置の開閉フォルダ１０３は、ノズル１１０が図２４の左側に引っ込んだ状態であり、ここで、トナー収納容器８０を、口金部材３０側を下へ向けて落し込むと、ノズル１１０は係止爪１１２が圧縮バネ１１３によってガイド部材１０４に当接する位置に保持されているので、口金部材３０のシャッタ部材９２がノズル１１０に対向する位置まで落ちる。

かくして、トナー収納容器８０が所定位置に落し込まれた後、開閉フォルダ１０３を元の図１４に示す閉じ位置に戻す。この戻し操作により、ノズル１１０がシャッタ孔８７に嵌り込み、シャッタ部材９２が孔１０５ａからガイド筒１０５側へ移動させられる。そして、ノズル１１０には先端近くの周面上部にトナー受け入れ口１１４が設けられ、このトナー受け入れ口１１４が口金部材３０に設けられた内孔３３の下部に連通し、これにてトナー収納容器８０から現像装置１４へのトナー補給路が通ずる。なお、ノズル１１０の挿入によってガイド筒１０５側へ押し出されたシャッタ部材９２は、完全にシャッタ孔８７から抜けきることなくシャッタ孔８７とガイド筒１０５に跨った位置に保持される。

また、ノズル１１０がシャッタ孔８７に差し込まれるとき、圧縮バネ１１３が開閉フォルダ１０３に押されて圧縮され、さらにガイド筒１０５に設けられた圧縮バネ１０７もシャッタ部材９２の挿入でスライダ１０６を介して圧縮される。このため、開閉フォルダ１０３を閉じ位置から開放位置へ移動させられると、ノズル１１０は圧縮バネ１１３の弾性力によって、そしてシャッタ部材９２は圧縮バネ１０７の弾性力によってそれぞれ元の位置へ戻される。したがって、ノズル１１０はトナー収納容器８０のシャッタ孔８７から抜け、シャッタ孔８７には再びシャッタ部材９２が挿入される。

上記のように、トナー収納容器８０は装置本体１にセットするだけで、トナー補給路に連通し、しかも開閉フォルダ１０３を開放すると、ノズル１１０がシャッタ孔８７から抜けるが、このとき直ちにシャッタ部材９２が戻るので、トナー収納容器８０からトナーが漏れ出すことがない。なお、上記実施形態ではノズル１１０とスライダ１０６は、トナー収納容器８０のセット時に同一方向へ同一量だけ移動するので、図１６に示すように、ノズル１１０とスライダ１０６を一体化させても良く、このように構成すると、ノズル１１０が抜けてもスライダ１０６が動かずにシャッタ部材９２がシャッタ孔８７を塞がないという問題が起ることがなくなる。

図１７及び図１８は、セット部の他の実施形態を示し、本実施形態では開閉フォルダ１０３がリニアガイド手段によって矢印Ｅ方向にスライド移動可能で、スライドによって装置本体１に対し開閉される。

開閉フォルダ１０３は、リニアガイド１３０を介して装置本体１に取り付けられており、図１８のように開閉フォルダ１０３を引き出すと同時に、ノズル１１０は口金部材３０と離れ、トナー収納容器８０の着脱が可能となる。この状態でトナー収納容器８０を新しいものと交換して開閉フォルダ１０３を落し込むとノズル１１０が口金部材３０にセットされ、トナーを現像装置へ補給可能となる。

また、図１９はセット部のさらに他の実施形態を示し、本実施形態では開閉フォルダ１０３は装置本体１に固定されて動かない。一方、トナー収納容器８０の着脱のため、扉１４０が上部に設けられている。ノズル１１０を支持するノズル支持部材１１６は図示しないリニアガイド手段によって矢印Ｆの方向に直動可能に支持されている。ノズル支持部材は、支点１４２を中心に回転するカム１４１によって矢印方向に移動させられる。一方、扉１４０は支点１４３を中心に回転する。

このように構成すると、カム１４１と扉１４０をアーム１４４によって図示のごとく接続することによって、扉１４０の開閉でカム１４１の回転が連動して、ノズル１１０の着脱を行うことができる。したがって、扉１４０を開ければ、ノズル１１０は口金部材３０から離れ、トナー収納容器８０の交換、着脱が可能となる。また、扉１４０を閉めれば、アーム１４４、カム１４１、ノズル支持部材１１６を介してノズル１１０が口金部材３０にセットされ、トナーの吸引、供給が可能な状態となる。

次に、トナー補給装置の他の実施形態について図２０により説明する。
図２０において、このトナー補給装置は、スクリューポンプ手段として上記実施形態と同様の紛体ポンプ７０を現像装置６０の近傍に設置して用いている。画像形成装置本体に設けられたセット部９９には、トナー袋８１内に挿入される断面が円形のノズル１９０が立設され、トナー収納容器８０はそのトナー排出部にノズル１９０が挿入されるように上方から画像形成装置本体のセット部へセットされる。セット部に設けられたノズル１９０は、通路１９１が設けられた単管構造になっており、通路１９１はその下端においてトナー移送チューブ１７８が接続され、それよりも上方で図の右方へ曲げられ、エアチューブ１９３を介してエアポンプ１９４に接続されている。

トナー収納容器８０のトナーは、エアポンプ１９４が作動すると、該ポンプからエアパイプ１９３を介してトナー収納容器８０内にエアが噴出される。トナー袋８１内に噴出されたエアは、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。そして、紛体ポンプ７０が作動すると、トナー収納容器８０内のトナーとエアを共に吸引して現像装置６０へのトナー補給を行う。

本実施形態のセット部９９は、図２１に示すように、画像形成部と側板２３０を挟んで背中合わせの位置に設けられている。このセット部９９には、トナー収納容器８０を保持するフォルダ２２１を有し、該フォルダ２２１内の下部には上記したノズル１９０が立設されている。このフォルダ２２１は、図２１に示すように、側板２３０に回転軸２３１を中心として回転可能に支持され、この構成によってセット部９９はセット位置と交換位置との間を揺動される。この場合、回転軸２３１は側板２３０の近傍で、かつ、トナー収納容器８０の下部側に設けられており、よって交換位置はセット位置から回転軸２３１を中心として図２１における反時計方向へ回動した鎖線で示す位置である。なお、本装置にはセット部９９をセット位置に保持するストッパ（図示せず）が設けられており、このストッパは操作ボタン２１１を押すと解除され、このときセット部９９は自重により交換位置へ移動する。また、交換位置のセット部はユーザーがセット部９９をセット位置へ押し上げると、ストッパに係止されて該位置に保持される。このストッパとしては、種々の構成のものを使用できるが、交換位置からセット位置への移動を許容する弾性付勢されたテーパー付きの係止爪が簡単な構成であり有利に用いることができる。さらに、交換位置では図示するように、トナー収納容器８０の一部が複写機本体１００の外装側面より外側に位置しており、交換位置でのトナー収納容器８０が外側に飛び出ていれば、トナー収納容器８０の交換作業性が良好になる。

上記セット部９９は、粉体ポンプ７０、サブタンク６１とが側板２３０を挟んで背中合わせに配置されているため、ノズル１９０と粉体ポンプ７０を結ぶトナー移送チューブ１７８は側板２３０の貫通孔（図示せず）を通ってノズル１９０と粉体ポンプ７０を接続している。このとき、セット部９９は交換位置とセット位置との間を揺動されるが、上記したようにトナー移送チューブ１７８はフレキシブルチューブであるため、このような動きに対して余裕を持った長さにすることでセット部９９の移動によりチューブが破損したり抜けたりする等の問題が生ずることはない。しかし、トナー移送チューブ１７８が余裕を多くとり過ぎると、組立時やトナー交換動作時に他の部品を引っ掛ける等によりチューブが抜けたり折れたりし易くなる。しかし、上記貫通孔を回転軸２３１の付近に設けることでチューブの動きは小さくよって余裕量も小さくすることができる。

ところで、トナー移送チューブ１７８は１本のものであると、セット部の揺動で貫通孔の内周面とチューブの外周面が擦れてチューブが破損することがある。そこで、トナー移送チューブ１７８は１本のものに限らず、複数本のものをつなぎ合わせて構成したものであってもよい。そして、この場合、図２２に示すように、貫通孔の位置に、側板２３０に固定した中継パイプ２３２を設け、ノズル１９０から中継パイプ２３２をつなぐ第１チューブ１７８ａと中継パイプ２３２から粉体ポンプ７０をつなぐ第２チューブ１７８ｂで構成することができる。このように構成したとき、セット部９９の揺動でノズル１９０の位置は動くので、第１チューブ１７８ａはその動きを妨げない変形が容易な材質のものを使用し、また、粉体ポンプ７０は位置が変わらないので第２チューブ１７８ｂはチューブの破損等を防ぐため剛性の高い材質のものように、異なる材質のものを使用することができる。

このように構成したセット部９９は、フォルダ２２１がトナー収納容器８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｂｋを収納し、４つのトナー収納容器が同時にセット位置と交換位置との間を移動するようにすることもできるし、トナー収納容器８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃ、８０Ｂｋ毎に独立したセットブ１１０を設けることもできる。本実施形態では、図２３に示すように、カラー用のトナー収納容器８０Ｙ、８０Ｍ、８０Ｃがセットされるフォルダと、黒用のトナー収納容器８０Ｂｋがセットされるフォルダとが設けられている。したがって、カラーのトナー収納容器の１つを交換する場合、３個のトナー収納収納容器が同時にセット位置から交換位置へ移動して、そのうちの１つを交換する。この交換は、トナー収納容器８０を図２１の矢印Ｐへ抜き出し、新しい容器を矢印Ｐの逆方向からフォルダ２２１内に差し込めば終了する。

上記したカラー複写機は、トナーエンド等によりトナー収納容器８０を交換する際、図示していない前カバーを開放して行うようにすることもできるし、トナー収納容器の交換専用のカバーを設けて行うようにすることもできる。画像形成装置は、前カバー等を開放すると、画像形成の作動をしないように設定されているが、容器専用カバーの開放で交換を行う形式の場合、該カバーを開放しても画像形成動作を可能にすることができる。

そこで、トナー収納容器専用カバーの開放で交換を行うようにした場合、本実施形態の装置では、サブホッパ６１を備えているので、トナー収納容器８０が空になっても画像形成を行うことができる。したがって、トナー収納容器８０が空である信号を受けても画像動作を中断せず、操作部に交換表示をし、そこでトナー収納容器８０が交換されれば、本装置ではセット部９９が交換位置にあってもトナー収納容器８０がセットされれば粉体ポンプ７０によりトナー補給ができる。したがって、トナー収納容器８０のトナーエンドにより画像形成動作を中断させることなく連続稼動が可能であり作業性が向上する。

さらに、本実施形態ではセット部９９が交換位置にあってもトナー収納容器８０がセットされれば粉体ポンプ７０によりトナー補給ができることを利用して、容器がセットすると直ちに粉体ポンプ７０を作動し、それによってトナーが補給されたかを監視することによって容器セット不良を検知することも可能である。

カラー複写機の構成図である。本発明の実施の形態に係る画像形成装置における複写機本体の要部構成図である。図２に示すタンデム画像形成機構の要部拡大図である。本発明の実施の形態に係るトナー補給装置の構成を示す説明図である。本発明に係るトナー収納容器のトナーを充填した状態の斜視図である。本発明に係るトナー収納容器の口金部材の一実施形態を示す分解斜視図である。図６の口金部材の断面図である。図６の口金部材の縦断面図である。トナー補給部の外観斜視図である。サブホッパの上室の説明図である。サブホッパの下室の説明図である。画像形成装置のセット部示す斜視図である。トナー収納容器のセット部の分解斜視図である。図１３に示すセット部の開閉フォルダを閉じた状態を示す断面図である。図１３に示すセット部の開閉フォルダを開いた状態を示す断面図である。図１３に示すセット部の横断面図である。ノズルとスライダを一体にした実施形態を示す斜視図である。トナー収納容器のセット部の他の実施形態を示す閉じ状態の説明図である。図１８の開状態の説明図である。トナー収納容器のセット部のさらに他の実施形態を示す説明図である。トナー収納容器のセット部を示す説明図である。補給路の中継部を示す断面説明図である。セット部のトナー収納容器配置例を示す説明斜視図である。

符号の説明

６０現像装置
７０粉体ポンプ
８０Ｙ，８０Ｃ，８０Ｍ，８０Ｂｋトナー収納容器
１００複写機本体

Claims

像担持体に形成された静電潜像を可視像処理する現像装置と、該現像装置に補給するトナーを収納したトナー収納容器と、該トナー収納容器内のトナーを現像装置へ補給するトナー補給装置とを有する画像形成装置において、
画像形成装置本体に設けられ、前記トナー収納容器を着脱可能に支持する支持部材を有し、該支持部材は、前記トナー収納容器内が画像形成装置本体内にセットされるセット位置と、前記トナー収納容器を画像形成装置本体に対して着脱する交換位置との間を移動可能であることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記支持部材がセット位置と交換位置との間を揺動されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記支持部材がセット位置と交換位置との間をスライド移動されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記支持部材のセット位置が画像形成装置本体の操作パネルの下方近傍であることを特徴とする画像形成装置。
請求項４に記載の画像形成装置において、前記支持部材が交換位置にあるとき、該支持部材に支持された前記トナー収納容器の少なくとも一部が画像形成装置本体の外装側面より外方へ突出されることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の画像形成装置において、前記トナー補給装置が前記トナー収納容器に接続されるノズルと、該ノズルと前記現像装置とをつなぐフレキシブルなトナー補給路とを有することを特徴とする画像形成装置。
請求項１、５または６の何れか一項に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器がトナーを収納する袋体と、該袋体の底部に設けられ、トナー排出部を備えた口金部材とを有し、前記口金部材に前記ノズルが接続されることにより前記トナー補給装置が前記トナー収納容器のトナーを現像装置へ補給可能な補給状態となることを特徴とする画像形成装置。
請求項６または７に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器の前記支持部材への挿脱により前記ノズルの前記口金部材への接続が連断されることを特徴とする画像形成装置。
請求項６ないし７に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器が装着された前記支持部材のセット位置と交換位置との移動により前記ノズルの前記口金部材への接続が連断されることを特徴とする画像形成装置。
請求項９に記載の画像形成装置において、前記トナー収納容器のトナー排出部を閉じるシャッタ部材が設けられ、該シャッタ部材が前記ノズルとの入れ替わりでトナー排出部を閉じる位置と開放する位置との間を移動することを特徴とする画像形成装置。
請求項１０に記載の画像形成装置において、前記支持部材に、前記ノズルの挿脱に連動して前記シャッタ部材を閉じる位置と開放する位置との間で移動させる連動機構が設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項1に記載の画像形成装置において、前記トナー補給装置が、内部に螺旋状溝を有する弾性部材のステータと、ステータ内部で回転することにより軸方向にトナーを移動させるロータを備えたスクリューポンプを有し、該スクリューポンプによって発生する負圧により前記トナー収納容器内のトナーが現像装置へ補給することを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の画像形成装置において、前記支持部材のセット位置と交換位置との間を揺動される支点が前記トナー補給路の近傍に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項1３に記載の画像形成装置において、前記トナー補給路が複数の補給路部をつなげて構成され、該補給路部のつなぎ部が前記揺動支点の近傍に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
請求項１４に記載の画像形成装置において、前記トナー補給路の複数の補給路部の少なくとも一つが他の補給路部と材質が異なることを特徴とする画像形成装置。