JP2017198921A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像剤補給容器の供給部を現像剤供給装置の貯留部の内部に進入させる構成において、現像剤補給容器の供給部がトナーで汚れることを抑制することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】現像装置１０４と、貯留部１８を備えた現像剤供給装置Ａと、排出口３１が形成された供給部３０を備えた現像剤補給容器１４と、を有する画像形成装置１００において、現像剤補給容器１４は、重力方向に見た場合に、現像剤補給容器１４から貯留部１８に現像剤が補給された際に現像剤の粉面が接触しながら上昇する貯留部１８の壁面１８ａで囲まれた空間内に排出口３１が位置するように、供給部３０が重力方向と交差する方向に貯留部１８の内部へと挿入されて現像剤供給装置Ａに係合され、貯留部１８は、貯留部１８の内部に挿入された供給部３０の重力方向下側の面の少なくとも一部を覆う遮蔽部３２を有し、遮蔽部３２は、供給部３０の貯留部１８への挿入方向において排出口３１よりも貯留部１８の内側に突出しない構成とする。
【選択図】図１４

Description

本発明は、電子写真方式や静電記録方式を利用した複写機、プリンタ、印刷機などの画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真方式などを利用した画像形成装置では、静電潜像にトナーを付着させて現像することが行われている。静電潜像を現像する現像装置ではトナーが消費されるので、現像剤補給容器（ここでは「トナーカートリッジ」ともいう。）から現像装置にトナーを補給することが行われる。トナーカートリッジは、画像形成装置の装置本体に対し着脱可能に構成され、その内部に収容されたトナーが無くなった際に交換される。

ここで、トナーカートリッジ内のトナーが消費され、現像装置へのトナーの補給が途絶えると、プリントジョブ中であっても強制的にプリントジョブを停止する必要が生じることがある。そのため、トナーカートリッジから現像装置に直接トナーを補給せずに、両者の間にトナーの貯留部を備えた現像剤供給装置（ここでは「ホッパー」ともいう。）を設けることが行われている（特許文献１）。これにより、トナーカートリッジ内のトナーが空になった場合でも、プリントジョブを継続したままトナーカートリッジを交換（ここでは「コンティニュアスラン」ともいう。）できるようになる。つまり、ホッパーを設けることで、トナーカートリッジが空になっても現像装置へのトナーの補給がすぐに途絶えないようにして、ホッパー内のトナーを消費仕切るまでの間にトナーカートリッジを交換すれば良いようにすることができる。

ホッパーの大きさ（≒ホッパーに貯留されたトナーの量）とコンティニュアスラン可能時間とはトレードオフの関係にある。画像形成装置の小型化のために求められる比較的小さなホッパーで比較的長時間のコンティニュアスランを実現するためには、ホッパー内に貯留するトナーの量をできるだけ多くすることが求められる。ホッパー内にトナーが補給された際、ホッパー内のトナーは、その粉面がトナーの安息角に基づき略円錐形になるように蓄積される。したがって、ホッパー内に貯留するトナーの量をできるだけ多くするためには、トナーカートリッジからホッパー内の中央付近にトナーを排出することが効果的である。そのためには、トナーの排出口を備えたトナーカートリッジの供給部を、ホッパー内の中央付近まで進入させることが効果的である。

特開２０１３−１７１０６５号公報

しかしながら、トナーカートリッジの供給部をホッパー内に進入させる構成では、トナーカートリッジからホッパーへのトナー補給に伴ってホッパー内で飛散するトナーなどによって、ホッパー内に進入した供給部が汚れることがある。また、トナーカートリッジの交換時にトナーカートリッジを装置本体から抜き取ることで、排出口の近傍に付着したトナーがトナーカートリッジの移動経路上のカートリッジトレイに付着することがある。さらに、トナーカートリッジがカートリッジトレイを摺擦して移動されることで装置本体に対して挿抜される場合には、カートリッジトレイにトナーが付着すると、そのトナーが次に挿入する新しいトナーカートリッジの外周部を汚すことがある。このように、トナーカートリッジの挿抜を繰り返すと、カートリッジトレイやトナーカートリッジのトナーによる汚れが徐々に助長されていくことがある。

なお、以上では現像剤補給容器から現像剤供給装置に現像剤としてトナーを補給する場合を例に説明したが、トナーとキャリアとを有する二成分現像剤やキャリアを補給する場合も同様の課題がある。

したがって、本発明の目的は、現像剤補給容器の供給部を現像剤供給装置の貯留部の内部に進入させる構成において、現像剤補給容器の供給部がトナーで汚れることを抑制することのできる画像形成装置を提供することである。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、現像装置と、現像剤を貯留する貯留部を備え前記貯留部から前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給装置と、前記現像剤供給装置に補給する現像剤を収容する収容部、及び前記収容部に収容された現像剤を排出するための排出口が形成された供給部を備え、前記現像剤供給装置に着脱可能に係合される現像剤補給容器と、を有する画像形成装置において、前記現像剤補給容器は、重力方向に見た場合に、前記現像剤補給容器から前記貯留部に現像剤が補給された際に現像剤の粉面が接触しながら上昇する前記貯留部の壁面で囲まれた空間内に前記排出口が位置するように、前記供給部が重力方向と交差する方向に前記貯留部の内部へと挿入されて前記現像剤供給装置に係合され、前記貯留部は、前記貯留部の内部に挿入された前記供給部の重力方向下側の面の少なくとも一部を覆う遮蔽部を有し、前記遮蔽部は、前記供給部の前記貯留部への挿入方向において前記排出口よりも前記貯留部の内側に突出しないことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、現像剤補給容器の供給部を現像剤供給装置の貯留部の内部に進入させる構成において、現像剤補給容器の供給部がトナーで汚れることを抑制することができる。

画像形成装置の概略断面図である。 ホッパーの断面図である。 トナーカートリッジ及びカートリッジトレイの斜視図である トナーカートリッジ及びカートリッジトレイの端部の斜視図である。 トナーカートリッジとキャップ結合部材との係合部近傍の斜視図である。 開閉回転機構の駆動構成を示すホッパーの斜視図である。 開閉回転機構のキャップとの係合部近傍を示す斜視図である。 トナーカートリッジとキャップ結合部材との係合部近傍の斜視図である。 キャップの開閉動作を説明するための断面図である。 カートリッジ保持機構の動作を説明するための拡大図である。 ホッパーの断面図である。 ホッパーの断面図である。 トナー供給動作の駆動構成を示すホッパーの斜視図である。 貯留部がトナーで満たされた状態のホッパーの断面図である。 貯留部のトナーがある程度消費された状態のホッパーの断面図である。 ホッパーの断面図である。 ホッパーの断面図である。 ホッパーの他の例の断面図である。 遮蔽部を説明するための模式図である。 課題を説明するための模式図である。

以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。

［実施例１］
１．画像形成装置の全体的な構成及び動作
図１は、本実施例の画像形成装置１００の概略断面図である。本実施例の画像形成装置１００は、中間転写方式を採用したタンデム型のフルカラー画像形成装置である。

画像形成装置１００は、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成する第１、第２、第３、第４の画像形成部（ステーション）ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫを有する。これら４個の画像形成部ＳＹ、ＳＭ、ＳＣ、ＳＫにおいて同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、いずれかの色用の要素であることを表す符号の末尾のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略して総括的に説明することがある。画像形成部Ｓは、後述する感光体１０１、帯電器１０２、露光装置１０３、現像装置１０４、一次転写ローラ１０５、感光体クリーニング装置１０６、現像剤供給装置（ホッパー）Ａ、現像剤補給容器（トナーカートリッジ）１４などを有して構成される。

像担持体としてのドラム型の感光体（感光ドラム）１０１は、図中矢印Ｒ１方向に回転駆動される。回転する感光体１０１の表面は、帯電手段としての帯電器１０２によって一様に帯電処理される。帯電処理された感光体１０１の表面は、露光装置（レーザースキャナー）１０３によって画像情報に応じて走査露光され、感光体１０１上に静電潜像（静電像）が形成される。感光体１０１上に形成された静電潜像は、現像装置１０４によって現像剤を用いて現像（可視化）され、感光体１０１上にトナー像が形成される。本実施例では、現像装置１０４は、現像剤としてトナー（非磁性トナー）とキャリア（磁性キャリア）とが混合された二成分現像剤を用いる。また、現像装置１０４には、現像によって消費された量に応じた量のトナーがホッパーＡから供給され、ホッパーＡにはトナーカートリッジ１４からトナーが補給される。

４個の感光体１０１に対向するように、中間転写体としての中間転写ベルト１０７が配置されている。中間転写ベルト１０７は、駆動ローラ１７１、テンションローラ１７２及び二次転写対向ローラ１７３に張架されている。中間転写ベルト１０７の内周面側には、各感光体１０１に対応して、一次転写手段としての一次転写ローラ１０５が配置されている。上述のように感光体１０１上に形成されたトナー像は、一次転写バイアスが印加された一次転写ローラ１０５によって、感光体１０１と接触して図中矢印Ｒ２方向に回転する中間転写ベルト１０７上に静電的に転写（一次転写）される。例えば、フルカラー画像の形成時には、各感光体１０１に形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が中間転写ベルト１０７上に重ね合わせるようにして順次転写される。

中間転写ベルト１０７の外周面側において、二次転写対向ローラ１７３と対向する位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ１０８が配置されている。上述のように中間転写ベルト１０７上に形成されたトナー像は、二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０８によって、中間転写ベルト１０７と二次転写ローラ１０８とに挟持されて搬送される紙などの記録材Ｐ上に静電的に転写（二次転写）される。記録材Ｐは、カセット１０９に格納されており、給送ローラ１１０によって搬送路１１１へと搬送される。その後、この記録材Ｐは、レジストローラ１１２によって中間転写ベルト１０７上のトナー像とタイミングが合わされて、二次転写ローラ１０８と中間転写ベルト１０７との接触部に給送される。

トナー像が転写された記録材Ｐは、定着手段としての熱定着装置１１３に搬送され、加熱及び加圧されることにより表面にトナー像が定着（溶融固着）される。その後、記録材Ｐは、画像形成装置１００の装置本体１１５の外部に設けられた排出トレイ１１４に送り出される。

一方、一次転写工程後に感光体１０１上に残留したトナー（転写残トナー）は、感光体クリーニング手段としての感光体クリーニング装置１０６によって感光体１０１上から除去されて回収される。また、二次転写工程後に中間転写体１０７上に残留したトナー（転写残トナー）は、中間転写体クリーニング手段としてのベルトクリーニング装置１７４によって中間転写ベルト１０７上から除去されて回収される。ベルトクリーニング装置１７４は、中間転写ベルト１０７の外周面側において、駆動ローラ１７１と対向する位置に配置されている。

２．現像剤補給容器と現像剤供給装置の概要
次に、本実施例における現像剤補給容器と現像剤供給装置の概要について説明する。図２は、本実施例における現像剤供給装置（ホッパー）Ａ及び現像剤補給容器（トナーカートリッジ）１４の一部の断面図である。

なお、画像形成装置１００及びその要素に関し、図１の紙面手前側を正面（前）側、紙面奥側を背面（後）側とする。また、画像形成装置１００及びその要素に関し、左右方向は上記正面側から見た場合の左右方向を言うものとする。また、画像形成装置１００及びその要素に関して上下方向は、通常の使用状態での重力方向（鉛直方向）の上下方向を言うが、直上、直下のみを意味するものではなく、対象とする位置又は要素を通る水平面に対し上側、下側も含むものである。図２は、右側から見た断面図である。

ホッパーＡは、装置本体１１５の背面側の現像装置１０４の上部に取り付けられている。また、トナーカートリッジ１４は、ホッパーＡに対し着脱可能に係合（セット）される。ホッパーＡは、現像装置１０４へのトナーの供給と、トナーカートリッジ１４からホッパーＡ自身へのトナーの補給と、を行う。トナーカートリッジ１４は、その長手方向（回転軸線方向）の端部に設けられた供給部３０がホッパーＡの供給口１０を通してホッパーＡの内部に挿入されて、ホッパーＡに係合される。ホッパーＡは、トナーカートリッジ１４から補給されたトナーを貯留部１８に貯留（一時貯蔵）し、そのトナーを搬送部材としての攪拌スクリュー１１、第１のスクリュー１２及び第２のスクリュー１３によって現像装置１０４へと搬送して供給する。

ホッパーＡは、トナーカートリッジ３０の供給部３０の先端に形成された開口部である補給口３１を開閉すると共に、トナーカートリッジ３０を回転させてトナーカートリッジ１４からホッパーＡにトナーを補給させる開閉回転機構Ｂを有する。トナーカートリッジ１４が装置本体１１５に装着されると、開閉回転機構Ｂのキャップ結合部材１６が、トナーカートリッジ１４の排出口３１を封止しているキャップ１５と係合する。これによって、排出口３１が開放されると共に、トナーカートリッジ１４が回転可能となる。そして、開閉回転機構Ｂのキャップ結合部材１６が回転することでトナーカートリッジ１４が回転させられ、トナーカートリッジ１４からホッパーＡにトナーが補給される。なお、本実施例では、装置本体１１５に設けられた制御部１２０（図１）が、ホッパーＡを含む画像形成装置１００の動作を統括的に制御する。

３．トナーカートリッジの着脱及びホッパーへのトナー補給
次に、トナーカートリッジ１４のホッパーＡに対する着脱及びトナーカートリッジ１４からホッパーＡへのトナー補給について説明する。図３はトナーカートリッジ１４を正面側から見た斜視図であり、図４はトナーカートリッジ１４の正面側の端部の近傍の斜視図である。また、図５は、トナーカートリッジ１４の背面側の端部近傍の斜視図である。

図３に示すように、トナーカートリッジ１４は、ホッパーＡに補給するトナーを収容する概略円筒状の収容部１４ａを有し、収容部１４ａには螺旋状に内側に突出した搬送部１４ｂが形成されている。トナーカートリッジ１４が開閉回転機構Ｂによって駆動されて回転することで、トナーカートリッジ１４の内部に収容されているトナーが正面側から背面側へと搬送される。トナーカートリッジ１４の背面側の端部には、収容部１４ａに収容されたトナーを排出するための排出口３１（図８）が先端に形成された、概略円筒状の供給部３０が、トナーカートリッジ１４の回転軸線方向（長手方向）に突出して設けられている。トナーカートリッジ１４の内部のトナーは、供給部３０の補給口３１まで搬送され、この補給口３１からホッパーＡの内部に排出される。これにより、ホッパーＡの貯留部１８（図２）へとトナーを補給することができる。なお、図３においては、トナーカートリッジ１４の供給部３０はカバー１４ｃで覆われて示されているが、トナーカートリッジ１４はこのカバー１４ｃが取り外された後に装置本体１１５に装着される。

図３、図４に示すように、トナーカートリッジ１４は、装置本体１１５に設けられた、コロ２５を備えたカートリッジトレイ２６の上に配置される。これにより、トナーカートリッジ１４は、スムーズに回転が行われる。トナーカートリッジ１４の補給口３１は、後述する開閉回転機構Ｂによる開放動作が行われるまではキャップ１５によって閉じられており、ユーザーやサービス担当者などの操作者が容易に開けることができないようになっている。トナーカートリッジ１４は、操作者によってカートリッジトレイ２６に沿って装置本体１１５の正面側から奥側に向けてその回転軸線方向に挿入されることで装置本体１１５に装着される。このとき、図５に示すように、トナーカートリッジ１４のキャップ１５と、開閉回転機構Ｂのキャップ結合部材１６とは係合していない。その後、装置本体１１５においてトナーカートリッジ１４が装置本体１１５に確実に装着されたことが検知されると、開閉回転機構Ｂが駆動されて、キャップ１５を開く開放動作が行われる。なお、トナーカートリッジ１４が確実に装着されたことは、装置本体１１５に設けられたセンサ（図示せず）によってトナーカートリッジ１４がカートリッジトレイ２６上の所定の位置に装着されたことが検出されることで、制御部１２０によって検知される。

図６は、開閉回転機構Ｂの駆動構成を示す背面側から見たホッパーＡの斜視図である。開閉回転機構Ｂは、駆動源としての第１駆動モータ２１によって駆動される。キャップ１５の開閉は、第１駆動モータ２１を図６中の矢印Ｒ３で示す方向（時計回り）に正回転させることで行われる。第１駆動モータ２１が正回転すると、駆動列Ｃのギアによって駆動力がカムギア１９に伝達され、開閉回転機構Ｂが駆動される。

図７は、開閉回転機構Ｂのカムギア１９の近傍を正面側から見た斜視図である。第１駆動モータ２１が正回転すると、カムギア１９が図７中の矢印Ｒ４方向（反時計回り）に回転させられる。カムギア１９の内周にはカム溝（図示せず）が形成されており、カムギア１９の半径方向中央部にはそのカム溝と係合するカム突起（図示せず）を備えた円筒部材２８が配置されている。円筒部材２８は、カムギア１９の回転運動に伴ってカムギア１９の回転軸線方向に前後運動（往復運動）する。カムギア１９が図７中の矢印Ｒ４方向に回転すると、円筒部材２８が前進動作し、それに伴って円筒部材２８の半径方向内側に配置されたキャップ結合部材１６も前進運動する。そして、キャップ１５に設けられた係合突起３７（図５）がキャップ結合部材１６とスナップフィットにより係合する。その状態からカムギア１９が更に図７中の矢印Ｒ４方向に回転すると、円筒部材２８が後進動作し、それに伴ってキャップ結合部材１６も後進運動する。これにより、キャップ１５が排出口３１から引き抜かれる。

図８は、キャップ１５とキャップ結合部材１６とが係合し、キャップ１５が排出口３１から引き抜かれた状態におけるトナーカートリッジ１４の供給部３０の近傍の斜視図である。この状態で、キャップ１５は、キャップ結合部材１６と係合していると共に、トナーカートリッジ１４の供給部３０とも係合している（図１４）。つまり、キャップ１５は、トナーカートリッジ１４の回転方向には駆動を伝達できる状態で、トナーカートリッジ１４の軸線方向にスライド移動できるように供給部３０に取り付けられている。

一方、トナーカートリッジ１４の回転は、第１駆動モータ２１を図６中の矢印Ｒ３で示す方向とは反対に逆回転させることで行われる。第１駆動モータ２１が逆回転すると、駆動力がワンウェイギア２０によって分岐し、カートリッジ駆動軸２７に伝達される。キャップ結合部材１６とカートリッジ駆動軸２７とは一体に結合されているため、カートリッジ駆動軸２７が回転することによって、キャップ結合部材１６が回転する。そして、キャップ結合部材１６が回転することによって、キャップ結合部材１６と係合しているキャップ１５が回転し、トナーカートリッジ１４が回転する。これによって、トナーがトナーカートリッジ１４の排出口３１から排出され、ホッパーＡ内に補給される。

次に、図９、図１０を参照して、キャップ１５の開閉動作について更に説明する。図９は、トナーカートリッジ１４とホッパーＡとの係合部の近傍を上側から見た断面図である。また、図１０は、後述するカートリッジ保持機構３６の動作をより詳しく示す拡大図である。

図９（ａ）は、トナーカートリッジ１４とホッパーＡとの係合を開始する状態を示している。図９（ａ）の位置では、操作者はトナーカートリッジ１４の装置本体１１５に対する着脱を行うことが可能である。ホッパーＡには、トナーカートリッジ１４とホッパーＡとを係合させる際にトナーカートリッジ１４を保持するカートリッジ保持機構３６が設けられている。カートリッジ保持機構３６は、カートリッジ保持部材３５と、このカートリッジ保持部材３５を動作させるリンク部材３６ａと、を備えたリンク機構として構成されている。カートリッジ保持機構３６は、ホッパーＡの内壁に設置されている。図９（ａ）の状態では、カートリッジ保持部材３５はトナーカートリッジ１４を保持する保持位置（図９（ｃ）の位置）から退避している（図１０（ａ））。

図９（ｂ）は、キャップ結合部材１６がキャップ１５の係合突起３７と係合するために図９（ｂ）に示す矢印ａ方向への動作を開始した状態を示している。このとき、キャップ結合部材１６と共に、円筒部材２８が図９（ｂ）に示す矢印ａ方向へ移動して、リンク部材３６ａを押し上げる。そして、リンク部材３６ａと連動するカートリッジ保持部材３５は、リンク部材３６ａの移動により、図９（ｂ）に示す矢印ｄ方向へ回動し始める（図１０（ｂ））。

図９（ｃ）は、キャップ１５の係合突起３７がキャップ結合部材１６と係合する直前の状態を示している。円筒部材２８が十分に図９（ｃ）に示す矢印ａ方向へ移動したことにより、リンク部材３６ａが所定の位置まで移動し、カートリッジ保持部材３５はトナーカートリッジ１４を保持する位置へ移動する。本実施例では、カートリッジ保持部材３５は、排出口３１の周囲から供給部３０の半径方向外側に突出するように形成された被保持部３０ｂに当接して、トナーカートリッジ１４を保持する。このとき、リンク部材３６ａは円筒部材２８の外周面によって支持されて位置を固定されるため、カートリッジ保持部材３５は所定の位置で固定される（図１０（ｃ））。これにより、カートリッジ保持部材３５はキャップ１５の係合突起３７とキャップ結合部材１６との係合時にトナーカートリッジ１４に作用する矢印ａ方向の力に対し、トナーカートリッジ１４を図９（ｃ）の位置にて保持する。この位置関係は、キャップ１５の係合突起３７とキャップ結合部材１６とが係合するまでに成立する。

図９（ｄ）は、キャップ１５の係合突起３７とキャップ結合部材１６とが係合した後、キャップ結合部材１６が図９（ｄ）に示す矢印ｂ方向に後退した状態を示している。キャップ１５がトナーカートリッジ１４から引き抜かれることにより、トナーカートリッジ１４の排出口３１が露出される（図８）。リンク部材３６ａは、付勢手段としてのバネ（図示せず）により、図９（ａ）に示す位置に向けて付勢されているため、キャップ結合部材１６と共に円筒部材２８が後退することでリンク部材３６ａの支持はなくなり、リンク部材３６ａは図９（ａ）の位置へ戻る。これによって、カートリッジ保持部材３５は保持位置から退避し、図９（ａ）の位置へ戻る。図９（ｄ）の状態で、トナーカートリッジ１４は周方向に回転し、トナーの供給を開始するが、カートリッジ保持部材３５は退避しているため、トナーカートリッジ１４とカートリッジ保持部材３５との間で摺擦が生じることはない。

なお、キャップ１５で排出口３１を封止する際には、上述の動作に解除部材（図示せず）の動作が加わるが、各部材の動作は、概略、図９（ｄ）から図９（ａ）へと上述とは逆の動作となる。キャップ１５は、カートリッジ保持部材３５が図９（ｃ）に示す保持位置にある状態で排出口３１に圧入される。なお、上記解除部材は、キャップ１５の係合突起３７をキャップ１５の半径方向内側に押圧して、キャップ結合部材１６との係合を解除するように作用するものである。

本実施例では、キャップ結合部材１６の動作から駆動を受けてカートリッジ保持部材３５が動作するため、別途カートリッジ保持部材３５を動作させる機構を設ける構成よりコストメリットが高い。また、本実施例では、キャップ結合部材１６とカートリッジ保持部材３５との両方がホッパーＡに設けられている。これにより、キャップ１５の係合突起３７とキャップ結合部材１６との係合時にキャップ結合部材１６がトナーカートリッジ１４に与える力と、カートリッジ保持部材３５がトナーカートリッジ１４を支持する力とがホッパーＡ内で打ち消し合う。その結果、画像形成装置１００のホッパーＡ以外の要素に与える負荷が少なくなる。

４．ホッパーから現像装置へのトナー供給
次に、ホッパーＡから現像装置１０４へのトナー供給について説明する。図１１は、ホッパーＡの上方から見た断面図であり、図１１中の上側が画像形成装置１００の左側、図１１中の下側が画像形成装置１００の右側である。また、図１２は、ホッパーＡの背面側から見た断面図である。

制御部１２０は、現像装置１０４内に設けられたセンサ（図示せず）の出力から現像装置１０４内のトナーが不足したことを検知すると、現像装置１０４へ最適な量のトナーが供給されるようにホッパーＡに信号を送る。ホッパーＡは、その信号に応じて駆動され、現像装置１０４にトナーを供給する。

図１１に示すように、ホッパーＡの貯留部１８に貯留されたトナーは、左側及び右側にそれぞれ設けられた攪拌スクリュー１１によって、図１１中矢印で示すように正面側から背面側に向かう方向に搬送される。その後、そのトナーは、左右方向の略中央に設けられた第１のスクリュー１２によって、図１１中矢印で示すように背面側から正面側に向かう方向に、ホッパーＡの略中央部へと搬送される。このとき、攪拌スクリュー１１は、トナーを撹拌しながらトナーが自然に流れるように搬送するために、トナーの詰まりなどを起こさないような形状とされている。ホッパーＡの略中央部に搬送されたトナーは、図１２に示すように、ホッパーＡの略中央部に設けられた開口部である供給穴１８ｈから重力で落下し、第２のスクリュー１３へと搬送される。供給穴１８ｈを通して第２のスクリュー１３へと搬送されたトナーは、第２のスクリュー１３によって最終的に現像装置１０４へと搬送される。

図１３は、ホッパーＡの駆動構成の全体を示す背面側から見た斜視図である。現像装置１０４へのトナー供給を要求する信号がホッパーＡに送られると、駆動源としての第２駆動モータ２２が駆動される。第２駆動モータ２２の回転駆動力は、駆動列Ｄのギアによって図中矢印で示すように攪拌スクリュー１１、第１のスクリュー１２及び第２のスクリュー１３に伝達される。これにより、攪拌スクリュー１１、第１のスクリュー１２及び第２のスクリュー１３が回転して、ホッパーＡから現像装置１０４へとトナーが供給される。

５．貯留部
次に、ホッパーＡの貯留部１８ついて説明する。図１４は、貯留部１８内がトナーで満たされた状態のホッパーＡを右側から見た断面図である。また、図１５は、貯留部１８内のトナーがある程度消費された状態のホッパーＡの右側から見た断面図である。

図１４に示すように、トナーカートリッジ１４は、その長手方向（回転軸線方向）の端部に設けられた供給部３０がホッパーＡの供給口１０を通してホッパーＡの内部に挿入されてホッパーＡに係合される。本実施例では、供給部３０は、供給部３０の貯留部１８への挿入方向に延びた管状形状を有し、該挿入方向の先端に該挿入方向に開口した補給口３１を有する。そして、トナーカートリッジ１４からのトナーは、供給部３０の先端の排出口３１から重力で落下して貯留部１８に補給される。

貯留部１８には、貯留部１８内のトナーを検知するための検知部として、貯留部１８の内部のトナーの粉面を検知するためのトナーセンサ１７が設けられている。トナーセンサ１７は、トナーカートリッジ１４から貯留部１８にトナーが補給された際にトナーの粉面が接触しながら上昇する貯留部１８の壁面１８ａに設けられている。特に、本実施例では、トナーセンサ１７は、正面側の壁面１８ａ１に設けられている。

トナーセンサ１７は、図１４に示すように、その表面にトナーが存在すると、トナーの圧力を感知し、貯留部１８内に所定量のトナーが存在する状態であると認識する。一方、ホッパーＡから現像装置１０４にトナーが供給されると、貯留部１８内のトナーが消費される。トナーセンサ１７は、図１５に示すように、その表面にトナーが存在しなくなると、貯留部１８内に十分な量のトナーが無い状態であると認識する。すると、ホッパーＡは、トナーセンサ１７の表面にトナーが存在する状態、すなわち、トナーセンサ１７によって貯留部１８内のトナーの粉面が検知される状態になるまで、トナーカートリッジ１４から貯留部１８内にトナーを補給させる。

なお、ホッパーＡにはトナーカートリッジ１４との係合部からトナーが外部に飛散することを抑制するためにシーリング用のパッキン３３が設けられている。パッキン３３は、供給口１０の内側に形成された段部１０ａと、トナーカートリッジ１４の供給部３０に形成されたフランジ部３０ａの背面側を向いた面との間に挟まれるように配置されている。

ここで、トナーカートリッジ１４から貯留部１８内にトナーが補給された際、貯留部１８内のトナーは、その粉面が平坦にはならずに、トナーの安息角に基づき略円錐形状になるように蓄積される。ホッパーＡの小型化を図りつつ、長時間のコンティニュアスランを実現するためには、貯蔵部１８を小型化しつつ、貯留部１８内のトナーの充填率を高くすることが望まれる。貯留部１８内に貯留するトナーの量をできるだけ多くするためには、図２０（ｂ）に示すように貯留部１８の壁面１８ａ上にトナーを排出するよりも、図２０（ａ）に示すように貯留部１８内の中央付近にトナーを排出することが効果的である。また、本実施例では、トナーの粉面を検知するトナーセンサ１７は、貯留部１８の壁面１８ａに設置されている。そのため、貯留部１８に蓄積されたトナーは、トナーセンサ１７の検知面を通る水平面を底面とした円錐形状に蓄積される。したがって、貯留部１８の収容量をなるべく多くするためには、トナーセンサ１７を通る水平面で切った断面において貯留部１８の略中央にトナーを排出することが望ましい。

本実施例では、トナーカートリッジ１４は、排出口３１が次のような配置となるように、供給部３０が重力方向と交差（本実施例では略直交）する方向に貯留部１８の内部へと挿入されてホッパーＡに係合される。つまり、重力方向に見た場合に、トナーカートリッジ１４から貯留部１８にトナーが補給された際にトナーの粉面が接触しながら上昇する貯留部１８の壁面１８ａで囲まれた空間内に排出口３１が位置するように係合される（図９（ｄ））。特に、本実施例では、排出口３１は、トナーセンサ１７の検知面を通る水平面で切った断面に対し重力方向に投影した場合に、貯留部１８の略中央に位置する。ここで、略中央とは、完全に中央である場合の他、該中央から貯留部１８の前後方向、左右方向に、それぞれの方向における貯留部１８の幅の２０％程度ずれた場合も含む。

更に説明すると、図１４に示すように、トナーセンサ１７を通る水平面Ｈで切った断面における、供給口３０の貯留部１８への挿入方向に沿う貯留部１８の幅（内壁間の距離）をＬ１とする。また、トナーセンサ１７を通る水平面Ｈで切った断面に対し重力方向に投影した場合の、トナーセンサ１７が設けられた貯留部１８の壁面１８ａ（供給部３０の挿入方向手前側の壁面１８ａ１）から貯留部１８の内側への排出口３１の突出量をＬ２とする。このとき、本実施例では、０．３×Ｌ１＜Ｌ２＜０．５×Ｌ１を満たすように構成される。また、本実施例では、排出口３１は、トナーセンサ１７を通る水平面Ｈで切った断面に対し重力方向に投影した場合に、貯留部１８の左右方向の中央に位置する。つまり、開口部３１から排出されるトナーは、開口部３１から略放物線に沿って貯留部１８に排出される。そのため、本実施例では、突出量Ｌ２を上記の範囲に設定することで、貯留部１８の略中央にトナーが排出されるようにすることができる。

しかし、上述のようにトナーカートリッジ１４の供給部３０を貯留部１８の内部に進入させる構成の場合、貯留部１８の内部に進入した供給部３０がトナーにより汚れることがある。図２０（ｃ）に示すように、貯留部１８の内部に挿入された供給部３０に、トナーカートリッジ１４から貯留部１８へのトナー補給に伴って貯留部１８内で飛散するトナーや、貯留部１８内に蓄積したトナーなどが付着することがあるためである。

そこで、本実施例では、貯留部１８には、供給部３０の外側の壁面へのトナーの付着を抑制するために、供給部３０に対してトナーを遮蔽する遮蔽部３２が設けられている。

６．遮蔽部
まず、図１９を参照して、貯留部１８に設けられる遮蔽部３２の概略構成について説明する。図１９（ａ）は、遮蔽部３２が設けられた貯留部１８及びトナーカートリッジ１４の左側から見た模式的な断面図（右図）、並びに供給部３０の貯留部１８への挿入方向に沿って背面側から見た供給部３０の近傍の側面図（左図）である。なお、図１９（ｂ）、（ｃ）は、後述する遮蔽部３２の他の例を示す図１９（ａ）と同様の図である。

図１９（ａ）に示すように、貯留部１８は、貯留部１８の内部に挿入された供給部３０の重力方向下側の面の少なくとも一部を覆う遮蔽部（突出壁）３２を有する構成とする。これにより、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０に付着することを抑制することができる。

ここで、供給部３０の貯留部１８への挿入方向に見た場合に、遮蔽部３２の水平方向の幅は、供給部３０の水平方向の幅より大きいことが好ましい。つまり、供給部３０の貯留部１８への挿入方向に見た場合における、供給部３０の水平方向の幅（排出口３１の外径）をＤ１、遮蔽部３２の水平方向の幅をＤ２としたとき、Ｄ１＜Ｄ２を満たすことが好ましい。なお、遮蔽部３２は、水平方向いおいて供給部３０が内側に収まるように配置される。これにより、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０に付着することをより効果的に抑制することができる。

また、遮蔽部３２は、供給部３０の貯留部１８への挿入方向において排出口３１よりも貯留部１８の内側に突出しないようにする。つまり、上述した壁面１８ａからの排出口３１の突出量Ｌ２と同方向における、壁面１８ａからの遮蔽部３２の突出量をＬ３としたとき、Ｌ２＞Ｌ３を満たすように構成する。これにより、排出口３１から排出されたトナーが遮蔽部３２上に積もることを抑制することができる。ただし、Ｌ２×０．８＜Ｌ３を満たすことが好ましい。これにより、遮蔽部３２上にトナーが積もることを抑制しつつ、遮蔽部３２により供給部３０にトナーが付着することを抑制する効果を高めることができる。

なお、遮蔽部３２は、供給部３０の貯留部１８への挿入方向において貯留部１８の壁面１８ａから排出口３１側の端部まで連続していることが好ましい。これにより、供給部３０の壁面側の基部から排出口側の先端近傍までの略全域に、貯留部１８内で飛散するトナーなどが付着することを抑制することができる。

上述のように、遮蔽部３２は、供給部３０の重力方向下側の面の少なくとも一部を覆うように設けることで相応の効果が得られる。しかし、図１９（ｂ）に示すように、遮蔽部３２は、供給部３０の貯留部１８への挿入方向に見た場合に、供給部３０の全周を覆うように設けられていることがより好ましい。これにより、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０の全周に付着することを抑制することができる。

次に、図１４〜図１７を参照して、本実施例における遮蔽部３２のより具体的な構成について説明する。図１６は、背面側から見たホッパーＡの断面図である。また、図１７は、上方から見たホッパーＡの断面図である。

図１４、図１５に示すように、本実施例では、貯留部１８には、貯留部１８の内部に挿入されたトナーカートリッジ１４の供給部３０の外周を覆うように遮蔽部（突出壁）３２が設けられている。この遮蔽部３２は、上述したＤ１＜Ｄ２、及び、Ｌ２×０．８＜Ｌ３＜Ｌ２を満たすように構成されており、また供給部３０の略全周を覆うように設けられている。

図１６、図１７に示すように、本実施例では、トナーカートリッジ１４の開口部３１の開閉及びその際のトナーカートリッジ１４の保持は、ホッパーＡに設けられた開閉回転機構Ｂによって行われる。前述のように、キャップ１５を開閉する際には、カートリッジ保持部材３５が供給部３０を保持する。本実施例では、カートリッジ保持部材３５は、供給部３０の左右側部に対向して配置されている。そのため、本実施例では、供給部３０を覆う遮蔽部３２は、カートリッジ保持部材３５と干渉しないように、左右側部に切り込みが入っている。換言すれば、本実施例では、遮蔽部３２は、供給部３０の重力方向下側の面を覆う第１部分３２ａと、供給部３０の重力方向上側の面を覆う第２部分３２ｂと、を有する。なお、本実施例では、遮蔽部３２は、第１部分３２ａ及び第２部分３２ｂによって供給部３０の略全周を覆うように設けられているが、前述のように遮蔽部３２が重力方向の略下側半周のみを覆う（つまり、第１部分３２ａのみを有する）構成であってもよい。

以上のように、本実施例では、小型化された貯留部１８になるべく多くのトナーを収容するために、トナーカートリッジ１４の供給部３０は貯留部１８の内部に挿入され、排出口３１が貯留部１８の略中央に配置される。本実施例では、このような構成において、貯留部１８に供給部３０を覆う遮蔽部３２を設けることで、比較的簡易で安価な構成で、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０に付着することを抑制することが可能となる。また、これにより、装置本体１１５のカートリッジトレイ２６がトナーで汚れることや、トナーカートリッジ１４の挿抜を繰り返すことでカートリッジトレイ２６やトナーカートリッジ１４のトナーによる汚れが助長されることを抑制することができる。

［実施例２］
次に、本発明の他の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置の基本的な構成及び動作は、実施例１のものと同じである。したがって、本実施例において実施例１のものと同一又は対応する機能あるいは構成を有する要素については、実施例１と同一の符号を付して詳しい説明は省略する。

本実施例では、実施例１と同様に、貯留部１８には、貯留部１８の内部に挿入されたトナーカートリッジ１４の供給部３０の外周を覆うように遮蔽部（突出壁）３２が設けられている。そして、本実施例では、概略、図１９（ｃ）に示すように、遮蔽部３２と供給部３０との間に封止部材３４が設けられることが実施例１とは異なる。

図１８を参照して、本実施例における封止部材３４のより具体的な構成について説明する。図１８は、本実施例におけるホッパーＡの封止部材３４の近傍を右側から見た断面図である。本実施例では、排出口３１に隣接する遮蔽部３２の内周面の略全周（図１６の第１部分３２ａ、第２部分３２ｂのそれぞれの内周面）に、封止部材３４が設けられている。本実施例では、封止部材３４は、弾性を有する発泡部材で形成されている。この封止部材３４は、供給部３０の端部に形成された被保持部３０ｂの正面側を向いた面と当接して、遮蔽部３２と供給部３０との間を封止する。なお、トナーカートリッジ１４をホッパーＡに対し挿抜する際には、トナーカートリッジ１４の上記被保持部３０ｂは封止部材３４を変形させてこれを通過するようになっている。

なお、図１９（ｃ）に示すように遮蔽部３２が供給部３０の全周を覆うように連続して設けられている場合、封止部材３４は遮蔽部３２と供給部３０との間に配置された連続したリング状の部材とすることができる。

このように、封止部材３４を設けることで、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０と遮蔽部３２との間に進入することを抑制することができる。これにより、貯留部１８内で飛散するトナーなどが供給部３０の外周面や遮蔽部３２の内周面に付着することを抑制することが可能となる。また、封止部材３４を設けることで、封止部材３４よりも貯留部１８の内側に位置する供給部３０に付着したトナーを、トナーカートリッジ１４のホッパーＡに対する挿抜時に掻き落とす効果も得られる。

［その他］
以上、本発明を具体的な実施例に即して説明したが、本発明は上述の実施例に限定されるものではない。

上述の実施例では、現像剤補給容器から現像剤供給装置に補給する現像剤はトナーであったが、現像剤補給容器から現像剤供給装置に補給する現像剤はトナーとキャリアとを含む二成分現像剤であってもよい。また、トナーとキャリアとを別個に補給する構成にあっては、現像剤補給容器から現像剤供給装置に補給する現像剤はキャリアのみであってもよい。

１４ 現像剤補給容器（トナーカートリッジ）
１５ キャップ
１７ トナーセンサ
１８ 貯留部
２６ カートリッジトレイ
３０ 供給部
３１ 排出口
３２ 遮蔽部
３４ 封止部材
３５ カートリッジ保持部材
Ａ 現像剤供給装置（ホッパー）
Ｂ 開閉回転機構
１００ 画像形成装置

Claims (10)

1. 現像装置と、現像剤を貯留する貯留部を備え前記貯留部から前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給装置と、前記現像剤供給装置に補給する現像剤を収容する収容部、及び前記収容部に収容された現像剤を排出するための排出口が形成された供給部を備え、前記現像剤供給装置に着脱可能に係合される現像剤補給容器と、を有する画像形成装置において、
   前記現像剤補給容器は、重力方向に見た場合に、前記現像剤補給容器から前記貯留部に現像剤が補給された際に現像剤の粉面が接触しながら上昇する前記貯留部の壁面で囲まれた空間内に前記排出口が位置するように、前記供給部が重力方向と交差する方向に前記貯留部の内部へと挿入されて前記現像剤供給装置に係合され、
   前記貯留部は、前記貯留部の内部に挿入された前記供給部の重力方向下側の面の少なくとも一部を覆う遮蔽部を有し、前記遮蔽部は、前記供給部の前記貯留部への挿入方向において前記排出口よりも前記貯留部の内側に突出しないことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記供給部は、前記供給部の前記貯留部への挿入方向に延びた管状形状を有し、該挿入方向の先端に該挿入方向に開口した前記補給口を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記供給部の前記貯留部への挿入方向に見た場合に、前記遮蔽部の水平方向の幅は、前記供給部の水平方向の幅より大きいことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記遮蔽部は、前記供給部の前記貯留部への挿入方向において前記貯留部の壁面から前記排出口側の端部まで連続していることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
5. 前記遮蔽部は、前記供給部の前記貯留部への挿入方向に見た場合に、前記供給部の全周を覆うように設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記遮蔽部は、前記供給部の重力方向下側の面を覆う第１部分と、前記供給部の重力方向上側の面を覆う第２部分と、を有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記遮蔽部と前記供給部との間に封止部材を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記貯留部には、前記貯留部の内部の現像剤の粉面を検知するための検知部が設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記検知部は、前記現像剤補給容器から前記貯留部に現像剤が補給された際に現像剤の粉面が接触しながら上昇する前記貯留部の壁面に設けられていることを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記排出口は、前記検知部を通る水平面で切った断面に対し重力方向に投影した場合に、前記貯留部の略中央に位置することを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。

Images