JP2006235641A - 剤収納容器及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】きわめて簡単な構成であって、トナー収納容器の脱着操作性も簡便であり、しかもトナー漏れ等の不具合が生じにくいトナー収納容器及び画像形成装置を提供することである。
【解決手段】トナー袋２２には、外部に通ずるトナー排出孔２７と、そのトナー排出孔２７をトナー袋２２の内側から外側に向かって押圧する圧縮コイルスプリング３４によって閉じるシャッター手段３０とを有する。
【選択図】図３

Description

本発明は、トナー等の剤を補給する剤補給装置及び該剤補給装置用いる電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

上記形式の画像形成装置において、一般にトナー収納容器を交換する作業はユーザによって行われるが、かかる作業はトナー飛散を伴うことがあり、ユーザにとっても敬遠される作業となっていた。このため、従来からトナー収納容器の着脱を簡単な作業で、しかもトナー飛散が生じないように工夫した方式が種々提案されている。

従来、行われているトナー収納容器の交換は、容器の移動により自動的に栓を開閉するものなど、ユーザの使い勝手が良いものが出現しているが、その構造が複雑で高価になってしまう問題を生じていた。

そこで、本願出願人は、このような問題を軽減できる画像形成装置やトナー収納容器を提案している。この提案している装置では、トナー収納容器を上方から落とし込むようにセットするだけで自動的にトナー排出部が開き、そしてトナー収納容器を取り出すだけでトナー排出部を閉じることができるものである。しかも、画像形成装置のセット部にはノズルを設け、トナー収納容器にはそのノズルの挿脱で開閉する自閉弁を設けるという簡単な構成である。このトナー収納容器の自閉弁としては、非通気性材料で作られた圧縮発泡スポンジ製シールにノズルが挿脱される十字状のスリットを形成したものを用いており、スポンジシールはその十字状スリットの中心にノズルが挿入されると変形してこれを可能とし、ノズルが抜けるとスポンジの復元力によりスリットが閉じトナーのこぼれ等を防止している。

しかしながら、上記スポンジシールは低温時の硬化や経時使用によるクリープ変形等により復元力が低下することがあり、そして復元力が低下すると、トナー収納容器を取り出したときのトナー漏れを発生させることがあった。特にトナー排出部がトナー収納容器の底部にあり、該容器上方から操作で抜き差しする場合、スポンジシールの閉じ動作が遅れると、収納されているトナーが自重によってセット部近辺に飛散してしまうという問題があった。

さらに、スポンジシールはトナー収納容器の着脱時にノズルによって一部が千切られ足り、削られたりすることがあり、この千切られたスポンジ小片が現像装置に送られると、画像品質に悪影響を与える等の不具合を発生させた。

本発明は、上記した事情に鑑み、きわめて簡単な構成であって、剤収納容器の脱着操作性も簡便であり、しかも脱着時のトナー漏れ等を防止することができる剤収納容器及び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、粉体よりなる剤を収納し、該剤を排出部より排出する剤収納容器において、収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材とを具備することを特徴としている。

また、上記の目的を達成するために、本発明は、粉体よりなる剤を収納し、該剤を排出部より排出する剤収納容器において、収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材とを具備し、前記開閉部材の排出部を閉じる閉位置と前記排出部を開く開位置とが異なる位置であり、かつ、前記開閉部材が閉位置と開位置の間をスライド移動可能に前記支持部材に装着されていることを特徴としている。

なお、本発明の剤収納容器において、前記開閉部材の閉位置が前記収納容器本体の端部側で、前記開位置が前記収納容器本体の内部であると、効果的である。

さらに、本発明の剤収納容器において、前記開閉部材が前記弾性部材によって開位置から閉位置に向う方向へ押圧されており、前記シャッター手段には前記開閉部材を前記閉位置に保持するストッパ手段が設けられていると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記支持部材には、排出部として収納容器本体の内外を連通する連通孔が形成され、該連通孔は前記開閉部材が閉位置にあるとき該開閉部材とその周面に接するシール部材とよって閉じられると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記支持部材の連通孔に大径孔部と小径孔部が形成され、前記シール部材が連通孔の大径孔部の内壁面に貼着されていると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記開閉部材の外径と前記連通孔の小径孔部の内径との間に０．２ｍｍ以上の隙間が設けられていると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記シール部材は前記開閉部材が通り抜け可能な貫通孔が形成された弾性体シールであると、効果的である。
さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記開閉部材がピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、前記ストッパ手段が、前記開閉部材のロッド部先端に形成された外周側に張り出した爪部と、前記支持部材に設けられた梁部材の先端のリング部とで構成されていると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記弾性部材が、前記開閉部材のピストン部と前記梁部材のリング部との間で、前記ロッド部に巻き付けるように嵌装された圧縮スプリングであると、効果的である。

また、上記の目的を達成するために、本発明は、粉体トナーを収納したトナー収納容器が上方側から脱着可能にセットされるセット部とを有し、該セット部にセットされたトナー収納容器のトナーを現像装置へ補給する画像形成装置において、前記セット部に立設されたノズルと、前記トナー収納容器に設けられたシャッター手段とを有し、前記トナー収納容器のセットにより挿入されるノズルによって前記シャッター手段が開閉されることを特徴としている。

なお、本発明の画像形成装置において、前記シャッター手段が、前記ノズルの挿脱によって閉位置と開位置との間を移動する開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材と、前記開閉部材を前記閉位置に保持するストッパ手段と、閉位置で前記開閉部材の周面と接するシール部材とを有すると、効果的である。

さらに、本発明の画像形成装置において、前記シャッター手段は、前記トナー収納容器が完全にセットされた状態で、前記ノズルの先端側が前記連通孔よりも収納容器本体内部側に突出した位置まで挿入されると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記開閉部材が前記ノズルに押されるピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、前記ピストンと前記ノズルの断面形状が同大同形であると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記ピストン部材が前記ノズルに押されるとき、前記ピストン部材のピストンと前記ノズルとが隙間なく密着されると、効果的である。

さらにまた、本発明の画像形成装置において、前記ノズルの先端が凸状に形成されており、前記ピストンの前記ノズルの先端と対向する部分が前記ノズルの凸状に密着される凹状に形成されていると、効果的である。

また、上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、粉体トナーを収納したトナー収納容器が上方側から脱着可能にセットされるセット部とを有し、該セット部にセットされたトナー収納容器のトナーを現像装置へ補給する画像形成装置において、前記セット部に立設されたノズルと、前記トナー収納容器に設けられ前記トナー収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材によって閉じるシャッター手段と、前記セット部にセットされたトナー収納容器を上方へ押し上げる押上げ手段とを有し、前記シャッター手段の弾性部材の弾性作用が前記押し上げ手段の押し上げ力として用いることを特徴としている。

なお、本発明の画像形成装置において、前記押し上げ手段が、前記トナー収納容器を上方への移動力を付勢する加圧手段を具備し、該加圧手段の加圧力と前記弾性部材の弾性力の和が、前記ノズルを抜くときの摺動抵抗力をＦ、前記トナー収納容器におけるトナーが空のときの重量をＭとしたとき、Ｆ＋Ｍより大きいと、効果的である。

また、上記の目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、請求項１ないし１０の何れか一項に記載のトナー収納容器をセット部にセットし、該トナー収納容器に収納されたトナーを現像装置へ補給することを特徴としている。

請求項１の構成によれば、収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び開閉部材を支持する支持部材とを具備するので、剤収納容器の排出部を低温等の使用環境に左右されることなく、シャッター手段によって確実に閉じることができ、剤漏れを軽減することができる。

請求項２の構成によれば、収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び開閉部材を支持する支持部材とを具備し、開閉部材の排出部を閉じる閉位置と排出部を開く開位置とが異なる位置であり、かつ、開閉部材が閉位置と開位置の間をスライド移動可能に支持部材に装着されているので、開位置での開閉部材が剤排出の邪魔にならず、良好な剤補給が得られる。

請求項３の構成によれば、開閉部材の閉位置が収納容器本体の端部側で、開位置が収納容器本体の内部であるので、開位置での開閉部材が収納容器本体の端部近傍になく、剤排出の邪魔にならないため、良好な剤補給が得られる。

請求項４の構成によれば、開閉部材が弾性部材によって開位置から閉位置に向う方向へ押圧されており、シャッター手段には開閉部材を閉位置に保持するストッパ手段が設けられているので、通常時は開閉部材を閉位置に保持するので、このときに剤が漏れることを確実に防止することができる。

請求項５の構成によれば、支持部材には、排出部として収納容器本体の内外を連通する連通孔が形成され、該連通孔は開閉部材が閉位置にあるとき該開閉部材とその周面に接するシール部材とよって閉じられるので、閉状態での剤漏れが防止される。

請求項６の構成によれば、支持部材の連通孔に大径孔部と小径孔部が形成され、シール部材が連通孔の大径孔部の内壁面に貼着されているので、シール部材を支持部材へ容易に取り付けられる。

請求項７の構成によれば、開閉部材の外径と連通孔の小径孔部の内径との間に０．２ｍｍ以上の隙間が設けられているので、開閉部材の移動やノズルの挿入にスムーズさを欠いてしまうことが確実に防止することができる。

請求項８の構成によれば、シール部材は開閉部材が通り抜け可能な貫通孔が形成された弾性体シールであるので、ノズルの挿入で一部が千切れたりせず、安定した剤補給性等が得られる。

請求項９の構成によれば、開閉部材がピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、ストッパ手段が、開閉部材のロッド部先端に形成された外周側に張り出した爪部と、支持部材に設けられた梁部材の先端のリング部とで構成されているので、構成が簡単で組み付け易いシャッター手段を提供することができる。

請求項１０の構成によれば、弾性部材が、開閉部材のピストン部と梁部材のリング部との間で、ロッド部に巻き付けるように嵌装された圧縮スプリングであるので、スプリングの組み付け作業が容易で、また弾性力を付勢する方向を一定方向になり、安定したシャッター手段の閉じ動作が得られる。

請求項１１の構成によれば、セット部に立設されたノズルと、トナー収納容器に設けられたシャッター手段とを有し、トナー収納容器のセットにより挿入されるノズルによってシャッター手段が開閉されるので、シャッター手段の開閉が安定して行われ、剤漏れを確実に防止することができる。

請求項１２の構成によれば、シャッター手段が、ノズルの挿脱によって閉位置と開位置との間を移動する開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び開閉部材を支持する支持部材と、開閉部材を閉位置に保持するストッパ手段と、閉位置で開閉部材の周面と接するシール部材とを有するので、温度等の環境の変化等に左右されない安定した開閉を行うことができる。

請求項１３の構成によれば、シャッター手段は、トナー収納容器が完全にセットされた状態で、ノズルの先端側が連通孔よりも収納容器本体内部側に突出した位置まで挿入されるので、剤を、ノズルを介して排出することができる。

請求項１４の構成によれば、開閉部材がノズルに押されるピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、ピストンとノズルの断面形状が同大同形であるので、ノズルの抜き差し時に剤が漏れることを防止することができる。

請求項１５の構成によれば、ピストン部材がノズルに押されるとき、ピストン部材のピストンとノズルとが隙間なく密着されるので、ノズルの抜き差し時に剤が漏れることを防止することができる。

請求項１６の構成によれば、ノズルの先端が凸状に形成されており、ピストンのノズルの先端と対向する部分がノズルの凸状に密着される凹状に形成されているので、ノズルの先端が凸状に形成されており、ピストンを容易にほぼ一直線上に簡単に揃えることができる。

請求項１７の構成によれば、セット部に立設されたノズルと、トナー収納容器に設けられトナー収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材によって閉じるシャッター手段と、セット部にセットされたトナー収納容器を上方へ押し上げる押上げ手段とを有し、シャッター手段の弾性部材の弾性作用が押し上げ手段の押し上げ力として用いるので、取り出すトナー収納容器を押し上げる押し上げ手段の弾性力にシャッター手段の弾性部材の弾性力を利用することができる。

請求項１８の構成によれば、押し上げ手段が、トナー収納容器を上方への移動力を付勢する加圧手段を具備し、該加圧手段の加圧力と弾性部材の弾性力の和が、ノズルを抜くときの摺動抵抗力をＦ、トナー収納容器におけるトナーが空のときの重量をＭとしたとき、Ｆ＋Ｍより大きいので、取り出すトナー収納容器を押し上げる押し上げ手段の弾性力にシャッター手段の弾性部材の弾性力を利用することができ、かつ容器の押し上げが確実に行われる。

請求項１９の構成によれば、トナー収納容器のセット操作が容易で、容器の挿脱時にトナー漏れの少ない画像形成装置を提供することができる。

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、本発明に係る剤補給装置としてのトナー補給装置を具備した画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。

このカラーレーザプリンタは、装置本体１の下部に給紙部２が配置され、その上方に作像部３を配置した構成となっている。作像部３には、給紙側を下で、排紙側を上となるように傾斜して配置された転写ベルト装置が設けられている。転写ベルト装置は、複数のローラ１１、本例では４個のローラ１１に巻き掛けられたエンドレスの転写ベルト１２を有し、その１つのローラ１１が図示していない駆動源に駆動されることにより、転写ベルト１２は矢印に示す反時計方向に回転される。この転写ベルト１２の上部走行辺には、下から順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋが並列配置されている。

各作像ユニット４Ｍ，４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム５が設けられ、該感光体ドラム５は図示していない駆動手段によって時計方向へ回転駆動される。感光体ドラム５の回りには、帯電手段としての帯電ロール６、光書込み装置８によってレーザ光による書込みが行われる光書込み部、現像手段として現像装置１０、クリーニング手段としてクリーニング装置９が設けられている。現像装置１０は、トナーとキャリアからなる２成分現像装置であって、消費されたトナー量に応じた後述するトナー補給装置によりトナーが補給される。

次に、図１に示すカラープリンタのフルカラープリントを行う作像動作について説明する。
各作像ユニットは、帯電ロール６によって帯電された感光体ドラム５には、図示していないＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラー８ａに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム５上に導く光書込み装置８により、各色のトナーで現像する光像の光書込みが行われる。この書込みにより感光体ドラム５上にはパソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいた静電潜像が形成され、該潜像は現像装置１０によってトナーの可視像となる。

一方、給紙部２からは転写材として指定された用紙が給紙され、給紙された用紙は転写ベルト１２の搬送方向上流側に設けられたレジストローラ１３に一旦突き当てられた後、上記可視像に同期するようにして転写ベルト１２上に給送され、該ベルトの走行により感光体ドラム５に対向する転写位置に到る。この転写位置では、転写ベルト１２の裏面側に配置された転写ロール１４の作用により最初にマゼンタトナーの可視像が用紙に転写される。

上記と同様にして、他の作像ユニット４Ｃ，４Ｙ，４Ｂｋにおいてもそれぞれの感光体ドラム５の表面に各トナーによる可視像が形成され、これら可視像は転写ベルト１２によって搬送される用紙が各転写位置に到来するごとに重ね転写される。したがって、本カラープリンタはタンデムタイプの利点であるフルカラーの画像がモノクロとほぼ同様な短時間で用紙に重ね転写される。転写後の用紙は、転写ベルト１２から分離されて、定着装置１５により定着される。定着を終えた用紙は、通常、そのまま機外に排紙されるか、このとき用紙は反転されて装置本体１の上面に設けられた排紙トレイ１６に裏面排紙される。プリンタにとって裏面排紙は、プリントをページ順に並べるためのほぼ必須の条件となっている。

上記現像装置１０は、２成分現像装置であり、装置内のトナーとキャリアの混合比を監視し、トナーが不足するとその不足分を補給する。かかるトナー補給は、現像装置から離れた位置、本例では図１の右上に配置した剤収納手段としてのトナー収納容器２０に収納されたトナーを、剤補給装置としてのトナー補給装置により補給するように構成している。

次に、トナー補給装置について、図２を用いて詳しく説明する。
現像装置１０には、その近傍または一体に吸引手段としての吸い込み型粉体ポンプ４０が設けられている。本実施形態の粉体ポンプ４０は、一軸偏芯スクリューポンプであり、その構成は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４１と、２条スクリュー形状の貫通孔が形成され、ゴム等の弾性体で作られるステータ４２と、該ステータ４２が回転しないように保持し、かつ粉体の搬送路を形成する樹脂材料などで作られたホルダ４３とを有している。上記ロータ４１は、図３に示すように、偏芯運動を吸収するピンジョイントにより連結された駆動軸４４と連結され、駆動軸４４にはギヤ４５が固定され、このギヤ４５への駆動はクラッチ４６のオン・オフによって連断される。

また、上記ホルダ４３の先端、すなわち、図２の右端にはトナー吸い込み部４７が設けられ、トナー吸い込み部４７と後述するノズル５１に設けられたトナー用接続口５４とトナー搬送チューブ１７によって接続されている。このトナー搬送チューブ１７としては、直径が４ｍｍ〜１０ｍｍ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）から作られたフレキシブルなチューブ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であれば上下左右の任意方向へ配管が容易に行い得る。

一方、上記現像装置１０に補給するトナーを収納した剤収納手段としてのトナー収納容器２０は、図２及び図３に示すように、セット部の容器ホルダ５０にセットされ、容器ホルダ５０内にはトナー収納容器２０内に挿入される断面が円形のノズル５１が立設されている。トナー収納容器２０は上方から画像形成装置本体１のセット部である容器ホルダ５０へセットすることによりノズル５１が容器内に差し込まれる。このノズル５１は、上部に断面円錐状の尖端部５２が形成され、その内部は単管構造になっており、エア通路とトナー通路を兼ねた通路５３が形成されている。ノズル５１の下端は、上記したトナー搬送チューブ１７が装着され、通路５３はその上方にエア流入口５５が形成されている。

エア流入口５５には、エア移送パイプ３１を介してエア供給手段としてのエアポンプ３０が接続されている。このエアポンプ３０は、毎分１〜３Ｌ程度の流量を発生するものが用いられ、エアポンプ３０が作動すると、該ポンプからエア移送パイプ３１および通路５３を介してトナー収納容器２０内に対し下部側よりエアが噴出される。そして、トナー収納容器２０内に噴出されたエアは、収納されたトナーの層を通過することにより流動性の悪いトナーを攪拌しながら液体のごとく流動化させる。なお、エア移送パイプ３１にはエアポンプへのトナー浸入を防止するための開閉弁（図示せず）を設けてもよい。

本実施形態におけるトナー収納容器２０は、保護ケースとしての外箱２１と、その外箱２１内に着脱可能に収容されたフレキシブルで変形可能な容器本体としてのトナー袋２２とを有するバックインボックスタイプに構成されている。この外箱２１は、剛性を有する紙、段ボール、樹脂等の材料から作られ、トナー袋２２が収まる程度の内部空間を有している。また、トナー袋２２の袋部分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折り紙製作のように作られた空気の流入出が無い密閉された袋状容器形状のものである。また、収納したトナーが排出しやすくするため、上下方向の適宜中間部より底部の排出口に向かって絞り込まれた先細り形状に形成されている。そして、トナー袋２２の先細りとなった下部中央がトナー排出部であり、該排出部にポリエチレンやナイロン等に樹脂から作られた口金部材２３が設けられている。口金部材２３は、上部に設けられたトナー袋２２が接着または溶着される袋取り付け部２４と、下部に設けられた後述するシャッター手段３０が接着等で固定されるシャッター取り付け部２５と、袋取り付け部２４とシャッター取り付け部２５の間に設けられトナー袋２２を外箱２１に着脱可能に係合する係合板部２６とを有している。さらに、口金部材２３には、袋取り付け部２４からシャッター取り付け部２５へ抜ける上下方向に延びる連通孔２７が形成されている。なお、連通孔２７は袋取り付け部２４側が小径でシャッター取り付け部２５側が大径の２段形状に形成されている。

シャッター手段３０は、図３及び図４に示すように、口金部材２３と同様に２段状の連通孔が形成され、口金部材２３に接着等で固定される支持部材３１と、該支持部材３１の連通孔内を移動可能な開閉部材としてのピストン部材３２とを有し、ピストン部材３２はピストン３２ａと該ピストン３２ａに一体に設けられたピストンロッド３２ｂとで構成されている。ピストンロッド３２の先端にはストッパ爪３３が設けられ、支持部材３１の小径部３１ｂから上方に延びる梁部材２８の先端に設けられたリング部２９に係止される。なお、このストッパ爪３３とリング部２９とによって、本実施形態のストッパ手段を構成している。また、シャッター手段３０には、端部がそれぞれピストン部材３２とリング部２９に圧接する弾性手段としての圧縮コイルスプリング３４がピストンロッド３２を、隙間をもって巻き付くように設けられている。この圧縮コイルスプリング３４の弾性力によりピストン部材３２には、下方への押圧力が常時付勢されている。このため、図３におけるピストン部材３２は、ノズル５１に圧接されるが、図５に示すノズル５１が抜けたときのピストン部材３２はストッパ爪３３がリング部２９に係止された位置で保持される。また、支持部材３１の貫通孔の大径部３１ａには、中央に貫通孔３６が形成された発泡スポンジ、ゴム等の弾性体からなるシール部材３５が設けられている。

上記ピストン部材３２は、図３に示すノズル５１によって圧縮コイルスプリング３４の弾性力に抗して押し上げられトナー排出部を開く開位置と、図５に示すトナー排出部を閉じる閉位置との間で移動可能であり、図５の閉位置においてはシール部材３５にそのピストン３２ａの周面が摺接される。

また、図６は図５のシャッター手段３０の拡大図であり、図６において、ピストン３２ａの直径をＤ１、シール部材３５の貫通孔３６の直径をＤ２とすると、Ｄ１＞Ｄ２となるように設定され、この設定によって閉位置では常にピストン３２ａの全周に渡ってシール部材３５が接することができる。そして、ノズル５１もピストン３２ａと同径の直径Ｄ１に設定されている。さらに、支持部材３１の小径部３１ｂにおいて、その内径とピストン３２ａの外周面の隙間をｓとすると、隙間ｓを０．２ｍｍ以上とすることで、小径部３１ｂによってピストン部材３２の移動が阻害される恐れを回避することができる。

このように構成されたトナー収納容器２０は、トナー排出部に圧縮コイルスプリング３４の弾性力により閉じるシャッター手段３０を設けたので、低温等の環境に影響されることなく、トナー収納容器２０が取り出されてノズル５１が抜けたときには確実にトナー収納容器２０のトナー排出部を閉じる。この閉位置では、ピストン部材３２がシール部材３５に摺接するが、シール部材３５には貫通孔３６が形成されているので、シール部材３５をスポンジで構成してもその一部が千切れることが防止される。さらに、ピストン部材３２のピストン３２ａは、閉位置においてシール部材３５に接するトナー収納容器２０の低部面に位置しているが、ノズル５１が完全に挿入されると、閉位置からスライドして容器内に深く入り込んだ開位置に移動する。このように本シャッター手段３０は、開閉する部材であるピストン部材３２閉位置と開位置の位置が大きく離れており、よって開位置のピストン部材３２がトナー排出の邪魔になりにくい構造となっている。

ピストン部材３２のピストン３２ａの下面３２ｃ、すなわち、ノズル５１の尖端部５２と対向する面はノズル尖端部５２と隙間なく密着するように、互いの形状が設定している。この場合、ピストン３２ａの下面３２ｃとノズル５１の尖端部５２はともに平面で互いに密着するようにしてもよいが、容器内に挿入されたノズル５１がピストン部材３２に対して多少ずれても、挿入動作によって互いの軸線が一致するように、ノズル５１の尖端部５２が球状の凸に形成され、ピストン３２ａの下面３２ｃがその球と同径の凹みに形成されている。

このように構成することにより、ピストン部材３２とノズル５１が互いに密着して一直線状に揃うので、トナー収納容器２０が取り出されたとき、トナー排出部からのトナー漏れを抑えられる。すなわち、トナー収納容器２０が取り出されたとき、図７に示すように、ピストン部材３２とノズル５１がともにシール部材３５に摺接された状態からノズル５１がピストン部材３２から離れるが、このとき両者の軸線が揃っていないとピストン部材３２とシール部材３５の間に一時的に隙間が生じてトナーが漏れることがあり、両者の軸線が一致させることはかかる問題の発生を抑えられる。さらに、ピストン部材３２の下面３２ｃとノズル５１の尖端部５２は互いに密着するので、その間にトナーが入り込んで、トナー収納容器２０の取り出し時に落下することも防止できる。

口金部材２３と支持部材３１は、接着により互いに固定されて１つの部材の如くなしており、口金部材２３及び支持部材３１にはそれぞれ中央に上方へ延びるスリーブ状の小径部２４，３１ｂが設けられている。小径部２４，３１ｂは、二重管のように、口金部材２３の小径部２４内に支持部材３１の小径部２６があり、口金部材２３の小径部２４には上記トナー袋２２が接着または融着等により固定されている。なお、口金部材２３と支持部材３１は一体な１つの部材で構成することもできるが、この場合、口金部材２３にシャッター手段３０が既に付けた状態になるので、トナー排出部からのトナー充填が行いにくくなる。これに対し、上記実施形態では支持部材３１を口金部材２３に接着する前にトナーを充填し、その後シャッター手段３０を支持する支持部材３１を固定するようにすれば、トナー充填がシャッター手段３０に邪魔されることなく良好に行い得る。

このように構成されたトナー収納容器２０は、トナーを収納したトナー袋２２がフレキブルであっても、外箱２１内に収めることでトナー袋２２が外部からの衝撃等に対する保護となるだけでなく、ハンドリング性が向上するため容器の取り扱いが行い易く、保管時の整理等も行い易いという利点が得られる。

上記構成のトナー補給装置は、粉体ポンプ４０のロータ４１の回転によりポンプに強い自吸力（吸引圧）が生じ、トナー収納容器２０からトナーを吸引することが可能となる。トナー収納容器２０内のトナーは、重力によってノズル５１付近に随時落下しトナーが粉体ポンプ４０の吸引力を利用して容器外へ移送されるが、電子写真のトナーは流動性が悪いため、粉体ポンプ４０でノズル付近のトナーを吸引した後、容器内で架橋現象が生じる懸念がある。そこで、エアポンプ３０からトナー収納容器２０内部へエアを供給することにより、トナーを攪拌・流動化させ、上記したトナーの架橋現象を防止する。したがって、トナー収納容器２０内に架橋が発生してもエアにより崩すことができるため、トナー補給量の安定化、容器内トナー残量の低減化が実現できる。

ところで、上記フルカラーの画像形成装置ではマゼンタ、シアン、イエローの３色のカラートナーと、黒トナーの計４個のトナー収納容器２０を使用される。これらトナー収納容器２０を、図７に示すように、横一列に並べて画像形成装置本体１の装着部５０にセットすることは好ましい例と言える。勿論、４個のトナー収納容器２０を上から見て「田」の字ように並べたりしても何ら差し支えなく、何れにしても４個のトナー収納容器２０はある程度規則性を持って近接させ、かつ各容器の上面高さを一致させることが好ましい。

しかし、このようにトナー収納容器２０をセットしていると、トナーエンド等によりトナー収納容器２０を取り出す際、該容器が掴みにくく操作性が悪いという問題がある。この問題は、各々トナー収納容器２０間を大きく開けて脱着の際に隣の容器に指が当たらないようにすれば軽減できるが、スペース上現実的でない。

そこで、セット部５０に装着したトナー収納容器２０を装着した位置より上方へ押し上げる押し上げ手段６０を設けている。本実施形態における押し上げ手段６０は、図３に示すように、上部外周に鍔部６２が設けられた断面凹型の可動支持枠６１と、該可動支持枠６１に常時上方への押し上げ力を付勢する弾性付勢部材としてのスプリング６３とを有し、可動支持枠６１内にはスポンジ等の弾性体からなるシール６４が設けられている。シール６４は、可動支持枠６１に接着等によって固定されているとともに、その中心にはノズル５１が貫通されるスリットが形成されている。

上記スプリング６３は、セット部５０の機枠と可動支持枠６１の間に嵌装されたコイルばねであって可動支持枠６１の鍔部６２を押すように配置されている。そして、スプリング６３はトナー収納容器２０がセットされていないとき、上記可動支持枠６１を図４に示す最上位置に保持するが、このとき可動支持枠６１がノズル５１から抜け出さないように、スプリング６３の長さや強さ等が設定されている。

また、各トナー収納容器２０のセット５０には正しくセットされたトナー収納容器２０を保持する手段としてのストッパ爪５７が設けられている。本例のストッパ爪５７は、図３及び図４に示すように、セット部５０と一体に設けており、セット部５０をプラスチックまたは板金で作ることによりストッパ爪５７が適度の弾性を具備し、トナー収納容器２０の外箱２１の上部に係止されている。また、トナー収納容器２０の外箱２１にはストッパ爪５３が係止される部分に爪の形に合わせて凹み２１ａが形成されている。

このように構成された画像形成装置は、トナー収納容器２０をセット部５０に正しくセットすると、スプリング６３を弾性圧縮され、そしてストッパ爪５７が自らの弾性によって、外箱２１の上面に係止される。そして、トナー収納容器２０を取り出すときにはストッパ爪５７を外箱２１から外せば、スプリング６３の作用によって図４に示すように上方へ押し下げられる。したがって、例えば、図７に示すように、トナー収納容器２０を殆ど隙間なくセットされるものであっても、取り出すトナー収納容器２０は他のトナー収納容器２０より上方へ押し上げられるので、その取り出しの操作性が大幅に向上される。

次に、上記スプリング６３の加圧力について説明する。
トナー収納容器２０を画像形成装置の本体から取り出す場合、その殆どがトナーエンドによる交換である。したがって、スプリング６３はさほど強いものを必要とせず、空になったトナー収納容器２０を押し上げられる加圧力があればよい。このとき、スプリング６３の加圧力のみでは力不足になる恐れがあるが、トナー収納容器２０に設けたシャッター手段３０の圧縮コイルスプリング３４は上記スプリング６３と同様にトナー収納容器２０を上方へ押し上げようとする弾性力を付勢するので、かかる問題が生じない。したがって、スプリング６３と圧縮コイルスプリング３４との弾性力の和が、ノズル４０を抜くときのシール弁２４に対する摺動抵抗力をＦ、トナーが空のときのトナー収納容器２０の重量をＭとしたとき、Ｆ＋Ｍより大きければよい。さらに、スプリング５１の加圧力はトナーが満杯のトナー収納容器２０の重量をＮとしたとき、Ｆ＋Ｎより小さくてよい。

本発明に係るトナー収納容器を用いた画像形成装置の全体概略図である。 その画像形成装置のトナー補給機構を示す断面説明図である。 図２に示すトナー補給機構のセット部の拡大断面図である。 図２に示すシャッター手段の分解斜視図である。 図３のセット部におけるトナー収納容器の取り出した状態を示す断面図である。 図５に示すシャッター手段の拡大断面図である。 図３のセット部におけるトナー収納容器の取り出し時の一態様を示す断面図である。 本発明のトナー収納容器セット部の外観斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１０ 現像装置
２０ トナー収納容器
２２ トナー袋
２３ 口金部材
３０ シャッター手段
３１ 支持部材
３２ ピストン部材
３４ 圧縮コイルスプリング
３５ シール部材
５０ セット部
５１ ノズル
６０ 押し上げ手段

Claims (19)

1. 粉体よりなる剤を収納し、該剤を排出部より排出する剤収納容器において、
   収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材とを具備することを特徴とする剤収納容器。
2. 粉体よりなる剤を収納し、該剤を排出部より排出する剤収納容器において、
   収納容器本体の排出部に、該排出部を開閉するシャッター手段が設けられ、該シャッター手段には開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材とを具備し、前記開閉部材の排出部を閉じる閉位置と前記排出部を開く開位置とが異なる位置であり、かつ、前記開閉部材が閉位置と開位置の間をスライド移動可能に前記支持部材に装着されていることを特徴とする剤収納容器。
3. 前記開閉部材の閉位置が前記収納容器本体の端部側で、前記開位置が前記収納容器本体の内部であることを特徴とする請求項２に記載の剤収納容器。
4. 前記開閉部材が前記弾性部材によって開位置から閉位置に向う方向へ押圧されており、前記シャッター手段には前記開閉部材を前記閉位置に保持するストッパ手段が設けられていることを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の剤収納容器。
5. 前記支持部材には、排出部として収納容器本体の内外を連通する連通孔が形成され、該連通孔は前記開閉部材が閉位置にあるとき該開閉部材とその周面に接するシール部材とよって閉じられることを特徴とする請求項１ないし４の何れか一項に記載の剤収納容器。
6. 前記支持部材の連通孔に大径孔部と小径孔部が形成され、前記シール部材が連通孔の大径孔部の内壁面に貼着されていることを特徴とする請求項５に記載の剤収納容器。
7. 前記開閉部材の外径と前記連通孔の小径孔部の内径との間に０．２ｍｍ以上の隙間が設けられていることを特徴とする請求項６に記載の剤収納容器。
8. 前記シール部材は前記開閉部材が通り抜け可能な貫通孔が形成された弾性体シールであることを特徴とする請求項５ないし７の何れか一項に記載の剤収納容器。
9. 前記開閉部材がピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、前記ストッパ手段が、前記開閉部材のロッド部先端に形成された外周側に張り出した爪部と、前記支持部材に設けられた梁部材の先端のリング部とで構成されていることを特徴とする請求項４に記載の剤収納容器。
10. 前記弾性部材が、前記開閉部材のピストン部と前記梁部材のリング部との間で、前記ロッド部に巻き付けるように嵌装された圧縮スプリングであることを特徴とする請求項１ないし９の何れか一項に記載の剤収納容器。
11. 粉体トナーを収納したトナー収納容器が上方側から脱着可能にセットされるセット部とを有し、該セット部にセットされたトナー収納容器のトナーを現像装置へ補給する画像形成装置において、
    前記セット部に立設されたノズルと、前記トナー収納容器に設けられたシャッター手段とを有し、前記トナー収納容器のセットにより挿入されるノズルによって前記シャッター手段が開閉されることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記シャッター手段が、前記ノズルの挿脱によって閉位置と開位置との間を移動する開閉部材と、該開閉部材を収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材と、該弾性部材及び前記開閉部材を支持する支持部材と、前記開閉部材を前記閉位置に保持するストッパ手段と、閉位置で前記開閉部材の周面と接するシール部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
13. 前記シャッター手段は、前記トナー収納容器が完全にセットされた状態で、前記ノズルの先端側が前記連通孔よりも収納容器本体内部側に突出した位置まで挿入されることを特徴とする請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
14. 前記開閉部材が前記ノズルに押されるピストンと該ピストンに連結されたピストンロッドとからなり、前記ピストンと前記ノズルの断面形状が同大同形であることを特徴とする請求項１１ないし１３の何れか一項に記載の画像形成装置。
15. 前記ピストン部材が前記ノズルに押されるとき、前記ピストン部材のピストンと前記ノズルとが隙間なく密着されることを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
16. 前記ノズルの先端が凸状に形成されており、前記ピストンの前記ノズルの先端と対向する部分が前記ノズルの凸状に密着される凹状に形成されていることを特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
17. 粉体トナーを収納したトナー収納容器が上方側から脱着可能にセットされるセット部とを有し、該セット部にセットされたトナー収納容器のトナーを現像装置へ補給する画像形成装置において、
    前記セット部に立設されたノズルと、前記トナー収納容器に設けられ前記トナー収納容器本体の内側から外側に向かって押圧する弾性部材によって閉じるシャッター手段と、前記セット部にセットされたトナー収納容器を上方へ押し上げる押上げ手段とを有し、前記シャッター手段の弾性部材の弾性作用が前記押し上げ手段の押し上げ力として用いることを特徴とする画像形成装置。
18. 請求項１７に記載の画像形成装置において、前記押し上げ手段が、前記トナー収納容器を上方への移動力を付勢する加圧手段を具備し、該加圧手段の加圧力と前記弾性部材の弾性力の和が、前記ノズルを抜くときの摺動抵抗力をＦ、前記トナー収納容器におけるトナーが空のときの重量をＭとしたとき、Ｆ＋Ｍより大きいことを特徴とする画像形成装置。
19. 請求項１ないし１０の何れか一項に記載のトナー収納容器をセット部にセットし、該トナー収納容器に収納されたトナーを現像装置へ補給することを特徴とする画像形成装置

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