JP2021099432A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トナー容器の不必要な取り外しを規制するとともに、トナー容器の着脱を容易に行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置は、像担持体と、現像装置と、トナー容器と、トナー容器装着部と、ロック部材と、を備える。トナー容器は、トナー容器装着部に対し着脱可能であって現像装置に補給するトナーを収容する。トナー容器装着部は、トナー容器の側面を支持する一対の側面支持レールを有する。ロック部材は、一対の側面支持レールの少なくとも一方の、トナー容器の装着方向上流側の端部に隣接して配置され、トナー容器の着脱を規制する第１の姿勢と、トナー容器の着脱を許容する第２の姿勢と、の間で揺動可能である。ロック部材は、第２の姿勢にあるとき側面支持レールの延長線上に配置され、側面支持レールと共にトナー容器をトナー容器装着部に案内する。【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真プロセスを用いた複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置本体に対し着脱可能なトナーコンテナを備えた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では、現像装置内のトナー濃度（またはトナー量）をトナーセンサーによって検知し、トナー濃度が低く（またはトナー量が少なく）なればトナーコンテナ等のトナー容器から現像装置へトナーを補給する方式が広く採用されている。

このような画像形成装置では。通常はトナー容器が空になった場合に新しいトナー容器と交換を行う。しかし、トナー容器内にトナーが残存している状態でトナー容器が交換可能であると、トナーが残存した使用可能なトナー容器を廃棄してしまうおそれがあった。

そこで、特許文献１には、プロセスカートリッジ状態監視制御部のトナー状態の検出結果から、トナー量が十分であるかどうかを判断し、トナー量が十分であると認識された状態では、プロセスカートリッジの交換時期では無いと判断され、ストッパー制御部でソレノイドをオフすることにより、ストッパー機能が有効化されるようにした画像形成装置が開示されている。

また、特許文献２には、装着されたトナー容器のカバーをロックする施錠手段と、装着されたトナー容器のトナー無しを検出する検出手段と、検出手段によりトナー無しが検出された際に、トナー無しと検出されたトナー容器の交換を行うための入力を受け付けるための画面を表示部に表示させる表示手段とを有する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置では、表示手段により表示された画面を介した入力を受け付けたことに応じて、施錠手段（トナーボトルカバー）によるロックを解除し、トナー無しと検出されたトナー容器の交換が可能となる。

特開２００５−９１４６２号公報 特開２０１１−８１４２号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、ストッパーがトナー容器の装着口の端縁に沿って延在する。また、特許文献２の構成では、トナーボトルカバーがトナー容器の装着口の全域を覆っている。そのため、トナー容器を上方から着脱する構成に適用した場合、ストッパーやカバー等のロック部材が大型化するとともに、トナー容器の着脱時にロック部材が邪魔になるという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、トナー容器の不必要な取り外しを規制するとともに、トナー容器の着脱を容易に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、像担持体と、現像装置と、トナー容器と、トナー容器装着部と、ロック部材と、を備えた画像形成装置である。像担持体は、静電潜像が形成される。現像装置は、像担持体に形成された静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。トナー容器は、着脱可能であって現像装置に補給するトナーを収容する。トナー容器装着部は、トナー容器が装着される。ロック部材は、トナー容器装着部からのトナー容器の着脱を規制する。トナー容器装着部は、トナー容器の側面を支持する一対の側面支持レールを有する。ロック部材は、一対の側面支持レールの少なくとも一方の、トナー容器の装着方向上流側の端部に隣接して配置され、側面支持レールの延在方向に垂直でありトナー容器の着脱を規制する第１の姿勢と、側面支持レールの延在方向に平行でありトナー容器の着脱を許容する第２の姿勢と、の間で揺動可能である。ロック部材は、第２の姿勢にあるとき側面支持レールの延長線上に配置され、側面支持レールと共にトナー容器をトナー容器装着部に案内する。

本発明の第１の構成によれば、ロック部材が第２の姿勢にあるとき、側面支持レールの延長線上に配置され、ロック部材が側面支持レールと共にトナー容器の着脱時のレール部材として機能するため、トナー容器の交換作業を円滑に行うことができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成を示す概略断面図 本実施形態の画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図 本実施形態の画像形成装置１００に搭載されるトナーコンテナ４ａの側面断面図 本実施形態の画像形成装置１００の制御経路の一例を示すブロック図 画像形成装置１００の上面カバー１７ａを開放した状態を上方から見た斜視図 図５におけるトナーコンテナ４ａ〜４ｄのロック部材７１ａ〜７１ｄ周辺の部分拡大図 コンテナ装着部７０の背面フレーム１０１ａ側の構成を示す斜視図であり、ロック部材７１ａ〜７１ｄによるロック状態を示す図 コンテナ装着部７０の背面フレーム１０１ａ側の構成を示す斜視図であり、ロック部材７１ａ〜７１ｄによるロック解除状態を示す図 ロック部材７１ａ〜７１ｄのロック解除駆動部８０を図７の背面側から見た図 コンテナ装着部７０の第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄにトナーコンテナ４ａ〜４ｄが装着された状態を模式的に示す側面図 図１０の状態からトナーコンテナ４ａ〜４ｄが取り外される様子を模式的に示す側面図 本実施形態の画像形成装置１００におけるトナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換手順を示すフローチャート コンテナ装着部７０の背面フレーム１０１ａ側の構成を示す斜視図であり、トナーコンテナ４ａを交換する様子を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されている。また、ベルト駆動モーター４１（図４参照）により図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された転写紙Ｐは、定着部１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が二次転写される転写紙Ｐは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、ベルト駆動モーター４１（図４参照）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が転写紙Ｐ上に二次転写される。トナー像が二次転写された転写紙Ｐは定着部１３へと搬送される。

定着部１３に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱および加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

画像形成装置１００の上面には、排出トレイ１７の一部を構成する上面カバー１７ａが設けられている。上面カバー１７ａを開放した状態でトナーコンテナ４ａ〜４ｄが画像形成装置１００本体に装着され、または画像形成装置１００本体から取り出される。上面カバー１７ａの回動端（図１の左端）の近傍には、上面カバー１７ａの開閉状態を検知する開閉検知スイッチ６３が配置されている。

図２は、画像形成装置１００に搭載される現像装置３ａの側面断面図である。なお、以下の説明では図１の画像形成部Ｐａに配置される現像装置３ａを例示するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置される現像装置３ｂ〜３ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。

図２に示すように、現像装置３ａは、磁性キャリアとトナーとを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤という）が収納される現像容器２０を備えており、現像容器２０は仕切壁２０ａによって攪拌搬送室２１、供給搬送室２２に区画されている。攪拌搬送室２１および供給搬送室２２には、トナーコンテナ４ａ（図１参照）から供給されるトナーを磁性キャリアと混合して攪拌し、帯電させるための攪拌搬送スクリュー２５ａおよび供給搬送スクリュー２５ｂがそれぞれ回転可能に配設されている。

そして、攪拌搬送スクリュー２５ａおよび供給搬送スクリュー２５ｂによって現像剤が攪拌されつつ軸方向（図２の紙面と垂直な方向）に搬送され、仕切壁２０ａの両端部に形成された不図示の現像剤通過路を介して攪拌搬送室２１、供給搬送室２２間を循環する。即ち、攪拌搬送室２１、供給搬送室２２、現像剤通過路によって現像容器２０内に現像剤の循環経路が形成されている。

現像容器２０は図２の右斜め上方に延在しており、現像容器２０内において供給搬送スクリュー２５ｂの右斜め上方には現像ローラー３１が配置されている。そして、現像ローラー３１の外周面の一部が現像容器２０の開口部２０ｂから露出し、感光体ドラム１ａに対向している。現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する。

攪拌搬送室２１には攪拌搬送スクリュー２５ａと対面してトナー濃度センサー２３が配置されている。トナー濃度センサー２３としては、現像容器２０内における二成分現像剤の透磁率を検出する透磁率センサーが用いられる。ここで、トナー濃度とは現像剤中の磁性キャリアに対するトナーの比率（Ｔ／Ｃ）のことであり、本実施形態においては、トナー濃度センサー２３により現像剤の透磁率を検出し、その検出結果に相当する電圧値を後述する制御部９０（図４参照）に出力するよう構成されており、制御部９０においてトナー濃度センサー２３の出力値からトナー濃度が決定される。制御部９０は、決定されたトナー濃度に応じてトナー補給モーター２７（図３、図４参照）に制御信号を送信し、現像容器２０内に所定量のトナーを補給する。

トナー濃度センサー２３の出力値はトナー濃度に応じて変化し、トナー濃度が高くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が高くなり、磁気を通さないトナーの割合が増加するため出力値が低くなる。一方、トナー濃度が低くなるほど磁性キャリアに対するトナーの比率が低くなり、磁気を通す磁性キャリアの割合が増加するため出力値が高くなる。

現像ローラー３１は、図２において反時計回り方向に回転する円筒状の現像スリーブと、現像スリーブ内に固定された複数の磁極を有するマグネット（図示せず）とで構成されている。現像ローラー３１には、現像電圧電源５３（図４参照）により直流電圧Ｖｓｌｖ（ＤＣ）に交流電圧Ｖｓｌｖ（ＡＣ）が重畳された現像電圧が印加される。

また、現像容器２０には規制ブレード３５が現像ローラー３１の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）に沿って取り付けられている。規制ブレード３５の先端部と現像ローラー３１との間には僅かな隙間（ギャップ）が形成されている。

図３は、画像形成装置１００に搭載されるトナーコンテナ４ａの側面断面図である。なお、以下の説明では現像装置３ａにトナーを補給するトナーコンテナ４ａを例示するが、現像装置３ｂ〜３ｄにトナーを補給するトナーコンテナ４ｂ〜４ｄの構成についても基本的に同様であるため説明を省略する。トナーコンテナ４ａは、未使用のトナーを貯留するコンテナ容器４１、攪拌パドル４２、搬送スクリュー４３を備える。

コンテナ容器４１の底部の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の一端部には、現像容器２０のトナー補給口（図示せず）に連結される供給口４１ａが形成されている。攪拌パドル４２は、回転軸から径方向の片側に延び、且つコンテナ容器４１の長手方向に延在するフィルム状の攪拌羽根４２ａを有する。攪拌羽根４２ａの回転によって、コンテナ容器４１内のトナーが攪拌され、攪拌されたトナーが搬送スクリュー４３側に移送される。

搬送スクリュー４３は、回転軸の周りに長手方向に一定の位相（ピッチ）で螺旋状に形成される螺旋羽４３ａを有し、コンテナ容器４１内の底部に供給口４１ａに対向して配置されている。搬送スクリュー４３が回転すると、攪拌パドル４２によって攪拌されたトナーが螺旋羽４３ａの位相の進行により供給口４１ａに向かって搬送され、供給口４１ａを介して現像容器２０に補給される。攪拌パドル４２の攪拌羽根４２ａは、回転軸から半径方向に搬送スクリュー４３の外縁まで延び、螺旋羽４３ａに接触可能である。

搬送スクリュー４３にはトナー補給モーター２７が接続される。トナー補給モーター２７は、搬送スクリュー４３を回転させるＤＣモーターからなり、例えば、ブリッジ回路にパルス電圧を印加してパルス電圧のオンとオフを繰り返すことによって回転駆動される。コンテナ容器４１の外側には、搬送スクリュー４３と攪拌パドル４２とに連結されるアイドルギア２８が配置されている。トナー補給モーター２７によって搬送スクリュー４３に入力された回転駆動力は、アイドルギア２８を介して攪拌パドル４２に伝達され、攪拌パドル４２が回転する。

コンテナ容器４１内にトナーが十分に貯留されている場合には、攪拌パドル４２はトナーを攪拌して搬送スクリュー４３に供給する。そして、トナー補給モーター２７が定速で回転駆動すると、搬送スクリュー４３はその回転速度に応じた一定量のトナーを供給口４１ａから現像容器２０内に補給する。これにより、現像容器２０内の現像剤のトナー濃度は一定に保持される。また、トナーが補給されたにも係わらず、トナー濃度センサー２３（図２参照）により検知された現像容器２０内の現像剤中のトナー濃度が上昇しない場合は、制御部９０はトナーコンテナ４ａ内のトナーが空であると判断して液晶表示部６１（図４参照）にトナーコンテナ４ａ内のトナー残量が空（以下、トナーエンドという）である表示を行い、ユーザーにトナーコンテナ４ａの交換を促す。

トナーエンドの表示が突然に行われると、交換用のトナーコンテナ４ａの準備に時間を要する場合、ユーザーは画像形成装置１００を使用できないことも生じる。そこで、トナーエンドの表示前にトナーエンド間近の状態（以下、ニアエンドという）を設定して液晶表示部６１に表示し、このニアエンドの表示によって、ユーザーが交換用のトナーコンテナ４ａを準備する時間を確保している。

トナーコンテナ４ａのトナー補給速度は、トナーコンテナ４ａ内のトナー残量が十分であるときは一定しているが、トナーコンテナ４ａ内のトナー残量が少なくなると補給速度が低下する。そこで、トナーコンテナ４ａからの単位時間当たりのトナー補給量（トナー補給速度）が所定量に低下するとニアエンドを表示し、トナー補給量がさらに低下するとトナーエンドを表示する。ニアエンドの検知は、トナーエンドと同様にトナー濃度センサー２３により検知される現像容器２０内の現像剤中のトナー濃度に基づいて行っても良いし、印字される画像の画像信号から算出される印字率を用いて予測することもできる。

図４は、本発明の画像形成装置１００に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き可能な記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンター９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部６０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンター９５は、印字枚数を積算してカウントする。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光装置５、一次転写ローラー６ａ〜６ｄ、二次転写ローラー９、トナー補給モーター２７、メインモーター４０、ベルト駆動モーター４１、画像入力部５０、電圧制御回路５１、トナー残量検出部５６、ソレノイド５７ａ〜５７ｄ、操作部６０、開閉検知スイッチ６３等が挙げられる。

メインモーター４０は、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、現像装置３ａ〜３ｄ内の攪拌搬送スクリュー２５ａ、供給搬送スクリュー２５ｂ、現像ローラー３１等を回転駆動する。

画像入力部５０は、画像形成装置１００にパソコン等から送信される画像データを受信する受信部である。画像入力部５０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

電圧制御回路５１は、帯電電圧電源５２、現像電圧電源５３、転写電圧電源５４と接続され、制御部９０からの出力信号によりこれらの各電源を作動させる。これらの各電源は、電圧制御回路５１からの制御信号によって、帯電電圧電源５２は帯電装置２ａ〜２ｄ内の帯電ローラー（図示せず）に、現像電圧電源５３は現像装置３ａ〜３ｄ内の現像ローラー３１に、転写電圧電源５４は一次転写ローラー６ａ〜６ｄおよび二次転写ローラー９に、それぞれ所定の電圧を印加する。

トナー残量検出部５６は、トナー濃度センサー２３（図２参照）等から構成されており、トナーコンテナ４ａ〜４ｄ内のトナー残量が所定の閾値を超えているか否かを検出する。具体的には、トナー補給後にトナー濃度センサー２３の出力値が低下しないか、或いはユーザーが設定した所定の閾値に到達した場合は、トナーコンテナ４ａ〜４ｄが空に近い状態であると判断して、液晶表示部６１にニアエンドの表示を行う。具体的には、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換時期が近付いたことを示すメッセージ（例えば、「まもなくトナー切れです。」等のメッセージ）を表示する。

更にトナーの消費が進み、トナー濃度センサー２３の出力値が上昇して所定の閾値に到達した場合は、トナーコンテナ４ａ〜４ｄが空の状態であると判断して、液晶表示部６１にトナーエンドの表示を行う。具体的には、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換時期が到来したことを示すメッセージ（例えば、「トナー切れです。コンテナを交換してください。」等のメッセージ）を表示する。

ソレノイド５７ａ〜５７ｄは、ロック解除駆動部８０（図９参照）を構成し、コンテナ装着部７０に設けられたロック部材７１ａ〜７１ｄ（図６参照）を個別に駆動（揺動）させてトナーコンテナ４ａ〜４ｄのロック状態を解除する。

操作部６０には、液晶表示部６１、各種の状態を示すＬＥＤ６２が設けられており、ユーザーは操作部６０のストップ／クリアボタンを操作して画像形成を中止し、リセットボタンを操作して画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする。液晶表示部６１は、画像形成装置１００の状態、画像形成状況や印字部数、「ニアエンド」や「トナーエンド」等のトナー残量情報を表示する。画像形成装置１００の各種設定はパソコンのプリンタードライバーから行われる。

図５は、画像形成装置１００の上面カバー１７ａを開放した状態を上方から見た斜視図である。図６は、図５におけるトナーコンテナ４ａ〜４ｄのロック部材７１ａ〜７１ｄ周辺（図５の左端部周辺）の部分拡大図である。図５に示すように、上面カバー１７ａ（図１参照）の内側にはコンテナ装着部７０が設けられている。

コンテナ装着部７０は、トナーコンテナ４ａ〜４ｄを画像形成装置１００の背面フレーム１０１ａおよび前面フレーム１０１ｂの間に橋渡し状に支持するとともに、トナーコンテナ４ａ〜４ｄを上方から着脱可能となっている。コンテナ装着部７０には、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの長手方向の一端部（図５の左端部）をロックするロック部材７１ａ〜７１ｄが設けられている。

図７および図８は、コンテナ装着部７０の背面フレーム１０１ａ側の構成を示す斜視図であり、それぞれロック部材７１ａ〜７１ｄによるロック状態およびロック解除状態を示す図である。

図７に示すように、背面フレーム１０１ａには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの側面を支持する側面支持レール７３ａ〜７３ｅと、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの底面を支持する底面支持部７５ａ〜７５ｄとが設けられている。一対の側面支持レール７３ａ、７３ｂと底面支持部７５ａで囲まれた部分はトナーコンテナ４ａが装着される第１装着部７０ａとなる。

同様に、一対の側面支持レール７３ｂ、７３ｃと底面支持部７５ｂで囲まれた部分、一対の側面支持レール７３ｃ、７３ｄと底面支持部７５ｃで囲まれた部分、一対の側面支持レール７３ｄ、７３ｅと底面支持部７５ｄで囲まれた部分は、それぞれトナーコンテナ４ｂ〜４ｄが装着される第２〜第４装着部７０ｂ〜７０ｄとなる。

第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄの中央部には、トナー補給モーター２７（図３、図４参照）の回転駆動力をトナーコンテナ４ａ〜４ｄの搬送スクリュー４３（図３参照）に入力する駆動側カップリング７７ａ〜７７ｄが配置されている。ロック部材７１ａ〜７１ｄは、それぞれ側面支持レール７３ｂ〜７３ｅの上端部に隣接して配置されている。

なお、ここでは図示しないが、前面フレーム１０１ｂの対向する位置にも側面支持レール７３ａ〜７３ｄ、底面支持部７５ａ〜７５ｄを含む第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄが設けられている。前面フレーム１０１ｂ側の第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄには、ロック部材７１ａ〜７１ｄに代えて規制部８５（図１０参照）が形成されている。

ロック部材７１ａ〜７１ｄは、図７に示す側面支持レール７３ａ〜７３ｅの延在方向（上下方向）に垂直な姿勢（第１の姿勢）と、図８に示す側面支持レール７３ａ〜７３ｅの延在方向（上下方向）に平行な姿勢（第２の姿勢）との間で揺動可能である。ロック部材７１ａ〜７１ｄは、背面フレーム１０１ａに沿って第１の姿勢と第２の姿勢との間で揺動する。これにより、ロック部材７１ａ〜７１ｄが揺動範囲の全域で背面フレーム１０１ａに支持された状態となるため、ロック部材７１ａ〜７１ｄを安定して揺動させることができる。

ロック部材７１ａ〜７１ｄが第１の姿勢にあるときトナーコンテナ４ａ〜４ｄの取り外しが規制されるロック状態となり、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第２の姿勢にあるときトナーコンテナ４ａ〜４ｄの取り外しが許容されるロック解除状態となる。ロック部材７１ａ〜７１ｄは、ロック解除駆動部８０（図９参照）により個別に第１の姿勢から第２の姿勢に揺動する。

図９は、ロック部材７１ａ〜７１ｄのロック解除駆動部８０を図７の背面側から見た図である。ロック解除駆動部８０の構成はロック部材７１ａ〜７１ｄにおいて共通であるため、ここでは一つの図を用いて説明する。ロック解除駆動部８０は、ソレノイド５７ａ〜５７ｄと、リンク部材８１と、捩りバネ８３と、を有する。

ロック部材７１ａ〜７１ｄは、背面フレーム１０１ａに形成された第１支軸７６ａを揺動支点として揺動可能に支持されている。第１支軸７６ａには捩りバネ８３が付設されており、ロック部材７１ａ〜７１ｄを第２の姿勢方向（図９の反時計回り方向）に付勢する。ロック部材７１ａ〜７１ｄの側面には係合突起７８が設けられている。係合突起７８は、第１支軸７６ａから先端部寄りの位置に設けられ、背面フレーム１０１ａに形成された円弧状のガイド孔７９（図７参照）に係合する。これにより、ロック部材７１ａ〜７１ｄの揺動範囲が第１の姿勢と第２の姿勢との間に規制される。

リンク部材８１は、軸受部８１ａとフック部８１ｂとを有する。軸受部８１ａは、背面フレーム１０１ａに形成された第２支軸７６ｂに回転可能に係合する。フック部８１ｂは、リンク部材８１の揺動端に形成され、ロック部材７１ａ〜７１ｄの係合突起７８に係合する。軸受部８１ａとフック部８１ｂとの間の屈曲部分にはソレノイド５７ａ〜５７ｄのプランジャー５８が連結されている。

トナーコンテナ４ａ〜４ｄが第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄに装着された状態では、リンク部材８１のフック部８１ｂがロック部材７１ａ〜７１ｄの係合突起７８に係合しており、ロック部材７１ａ〜７１ｄは捩りバネ８３の付勢力に抗して第１の姿勢（図９の実線で表示）に保持されている。

ソレノイド５７ａ〜５７ｄに通電されると、プランジャー５８がソレノイド５７ａ〜５７ｄ内に引き込まれ、プランジャー５８に連結されたリンク部材８１が時計回り方向に揺動する。これにより、フック部８１ｂと係合突起７８との係合が解除されるため、ロック部材７１ａ〜７１ｄは捩りバネ８３の付勢力によって第２の姿勢（図９の破線で表示）に移動する。

ソレノイド５７ａ〜５７ｄへの通電を遮断すると、プランジャー５８がソレノイド５７ａ〜５７ｄ内から突出し、リンク部材８１が反時計回りに揺動して係合突起７８と係合可能な位置に戻る。この状態でロック部材７１ａ〜７１ｄを捩りバネ８３の付勢力に抗して下方に押圧することで、係合突起７８がフック部８１ｂに係合し、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第１の姿勢に保持される。

図１０は、コンテナ装着部７０の第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄにトナーコンテナ４ａ〜４ｄが装着された状態を模式的に示す側面図である。トナーコンテナ４ａ〜４ｄの装着状態は第１〜第４装着部７１ａ〜７１ｄにおいて共通であるため、ここでは一つの図を用いて説明する。

図１０に示すように、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの一端部（図１０の右端部）は前面フレーム１０１ｂの底面支持部７５ａ〜７５ｄと規制部８５との間に挟持されている。トナーコンテナ４ａの他端部（図１０の左端部）は背面フレーム１０１ｂの底面支持部７５ａ〜７５ｄとロック部材７１ａ〜７１ｄとの間に挟持されている。これにより、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの取り外しが規制されている。

空になったトナーコンテナ４ａ〜４ｄを交換する場合、ソレノイド５７ａ〜５７ｄに通電し、ロック部材７１ａ〜７１ｄを第１の位置から第２の姿勢に揺動させることでトナーコンテナ４ａ〜４ｄの着脱が許容される。作業者は、図１１に示すようにトナーコンテナ４ａ〜４ｄの背面フレーム１０１ａ側（図１１の左側）を持ち上げて、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの前面フレーム１０１ｂ側（図１１の右側）を底面支持部７５ａ〜７５ｄと規制部８５との間から抜き出すことでトナーコンテナ４ａ〜４ｄを第１〜第４装着部７０ａ〜７０ｄから取り外すことができる。

新たなトナーコンテナ４ａ〜４ｄを装着する場合は、先ず、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの前面フレーム１０１ｂ側を底面支持部７５ａ〜７５ｄと規制部８５との間に挿入する。次に、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの背面フレーム１０１ａ側をロック部材７１ａ〜７１ｄおよび側面支持レール７３ｂ〜７３ｅに沿って第１装着部７０ａ〜第４装着部７０ｄに装着する。最後に、ロック部材７１ａ〜７１ｄを第２の姿勢から第１の姿勢に手動で揺動させてトナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換を完了する。

図８に示したように、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第２の姿勢にあるとき、それぞれ側面支持レール７３ｂ〜７３ｅの延長線上に起立する。そのため、トナーコンテナ４ａ〜４ｄを第１装着部７０ａ〜第４装着部７０ｄに対して着脱する際に、側面支持レール７３ｂ〜７３ｅおよびロック部材７１ａ〜７１ｄに沿って円滑に引き出し、および挿入することができる。即ち、ロック部材７１ａ〜７１ｄはトナーコンテナ４ａ〜４ｄを第１装着部７０ａ〜第４装着部７０ｄに対して着脱する際のレール部材の一部として機能する。

また、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第２の姿勢にあるとき、図８に示すように、ロック部材７１ａ〜７１ｄの先端部は背面フレーム１０１ａよりも上方まで突出するため、上面カバー１７ａを完全に閉鎖することができない。これにより、トナーコンテナ４ａ〜４ｄを装着した後にロック部材７１ａ〜７１ｄを第１の姿勢に戻す操作を忘れるおそれがなくなる。さらに、上面カバー１７ａを手で押さえて完全に閉鎖したときにロック部材７１ａ〜７１ｄが第１の姿勢に揺動するようにしておけば、ロック部材７１ａ〜７１ｄを個別に第１の姿勢に揺動させる操作を省略することができる。

図１２は、本実施形態の画像形成装置１００におけるトナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換手順を示すフローチャートである。必要に応じて図１〜図１１および後述する図１３を参照しながら、図１２のステップに沿ってトナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換手順について説明する。

先ず、制御部９０は印字命令を受信したか否かを判定する（ステップＳ１）。印字命令を受信した場合は（ステップＳ１でＹｅｓ）通常の画像形成動作によって印字を実行する（ステップＳ２）。印字命令が送信されない場合は（ステップＳ１でＮｏ）、制御部９０は、トナー残量検出部５６にて検出されたトナーコンテナ４ａ〜４ｄ内のトナー残量が閾値Ａ未満であるか否かの判定を行う（ステップＳ３）。

トナー残量がＡ以上である場合は（ステップＳ３でＮｏ）ステップＳ１に戻り、印字命令の待機状態に移行する。トナーコンテナ４ａ〜４ｄのいずれかのトナー残量がＡ未満である場合は（ステップＳ３でＹｅｓ）トナーコンテナ４ａ〜４ｄのいずれかが空に近い状態であると推定されるため、液晶表示部６１には対応するトナーコンテナ４ａ〜４ｄの「ニアエンド」状態をユーザーに知らせるメッセージが表示される（ステップＳ４）。

次に、制御部９０は、トナー残量検出部５６にて検出されたトナーコンテナ４ａ〜４ｄ内のトナー残量が閾値Ｂ（Ｂ＜Ａ）未満であるか否かの判定を行う（ステップＳ５）。トナー残量がＢ以上である場合は（ステップＳ５でＮｏ）ステップＳ１に戻り、印字命令の待機状態に移行する。トナーコンテナ４ａ〜４ｄのいずれかのトナー残量がＢ未満である場合は（ステップＳ５でＹｅｓ）トナーコンテナ４ａ〜４ｄのいずれかが空の状態であると推定されるため、制御部９０は、液晶表示部６１にトナーコンテナ４ａ〜４ｄの「トナーエンド」状態をユーザーに知らせるメッセージを表示する（ステップＳ６）。

次に、制御部９０は、開閉検知スイッチ６３の検知信号に基づいて上面カバー１７ａが開放されたか否かを判定する（ステップＳ７）。上面カバー１７ａが開放された場合は（ステップＳ７でＹｅｓ）、ソレノイド５７ａ〜５７ｄのいずれかに制御信号を送信し、空になったトナーコンテナ４ａ〜４ｄに対応するトナーコンテナ４ａ〜４ｄのロック部材７１ａ〜７１ｄを第１の姿勢から第２の姿勢に揺動させる（ステップＳ８）。

例えばトナーコンテナ４ａのトナー残量がＢ未満である場合は、ロック部材７１ａのみを第２の姿勢に揺動させる。これにより、図１３に示すように第１装着部７０ａに対するトナーコンテナ４ａの着脱が可能となる。一方、ロック部材７１ｂ〜７１ｄは第１の姿勢に保持されるため、トナーコンテナ４ｂ〜４ｄの着脱は規制される。

次に、制御部９０はステップＳ８で第２の姿勢に揺動させたロック部材７１ａ〜７１ｄが第１の姿勢に揺動したか否かを判定する（ステップＳ９）。第１の姿勢に揺動していない場合は（ステップＳ９でＮｏ）、対応するトナーコンテナ４ｂ〜４ｄが未交換であるか、或いはトナーコンテナ４ｂ〜４ｄの交換後にロック部材７１ａ〜７１ｄによるロックを忘れていると推定されるため、液晶表示部６１にトナーエンド表示を継続して表示する。

ロック部材７１ａ〜７１ｄが第１の姿勢に揺動している場合は（ステップＳ９でＹｅｓ）、対応するトナーコンテナ４ｂ〜４ｄの交換およびロックが終了しているため、トナーエンド表示を解除する（ステップＳ１０）。その後、ステップＳ１に戻り印字命令の待機状態に移行する。

本実施形態の構成によれば、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第２の姿勢にあるとき、側面支持レール７３ｂ〜７３ｅの延長線上に起立する。即ち、ロック部材７１ａ〜７１ｄと、対応する側面支持レール７３ｂ〜７３ｅとが一直線状に配置される。これにより、ロック部材７１ａ〜７１ｄが側面支持レール７３ｂ〜７３ｅと共に、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの着脱時のレール部材として機能するため、トナーコンテナ４ａ〜４ｄの交換作業を円滑に行うことができる。

また、ロック部材７１ａ〜７１ｄはトナーコンテナ４ａ〜４ｄの背面フレーム１０１ａ側の一部のみに重なるため、従来に比べてロック部材７１ａ〜７１ｄを小型化することができる。特に、コンテナ装着部７０の上方からトナーコンテナ４ａ〜４ｄを着脱する場合に有利な構成となる。

また、ロック部材７１ａ〜７１ｄが第２の姿勢にあるとき、ロック部材７１ａ〜７１ｄの先端が背面フレーム１０１ａおよび前面フレーム１０１ｂよりも上方に突出するため、上面カバー１７ａ（図１参照）が閉鎖されない。そのため、ユーザーがトナーコンテナ４ａ〜４ｄをロックし忘れるおそれがなくなる。

また、図１２に示した交換手順によれば、交換が必要なトナーコンテナ４ａ〜４ｄに対応するロック部材７１ａ〜７１ｄのみが第２の姿勢に揺動してロック状態が解除されるため、交換が不要なトナーコンテナ４ａ〜４ｄを誤って交換してしまうおそれがなくなる。

さらに、上面カバー１７ａの開放を確認した後にロック部材７１ａ〜７１ｄを第１の姿勢から第２の姿勢に揺動させるため、ロック部材７１ａ〜７１ｄが上面カバー１７ａに衝突することを回避できる。従って、衝突音の発生やロック部材７１ａ〜７１ｄ或いはロック解除駆動部８０の破損を防止することができる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態に記載されている構成部品の材質、形状、相対配置等は、特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。

例えば、上記実施形態ではトナーが補給されたにも係わらず、トナー濃度センサー２３により検知された現像容器２０内の現像剤中のトナー濃度が上昇しない場合にトナーコンテナ４ａ〜４ｄ内のトナーが空である（トナーエンド）と判断したが、トナーコンテナ４ａ〜４ｄ内のトナー残量を直接検知するトナー残量検知センサーを設けてもよい。

また、上記実施形態では、第１装着部７０ａを構成する一対の側面支持レール７３ａ、７３ｂ、第２装着部７０ｂを構成する一対の側面支持レール７３ｂ、７３ｃ、第３装着部７０ｃを構成する一対の側面支持レール７３ｃ、７３ｄ、第４装着部７０ｄを構成する一対の側面支持レール７３ｄ、７３ｅのいずれか一方に隣接してロック部材７１ａ〜７１ｄを設けたが、例えば第１装着部７０ａを構成する一対の側面支持レール７３ａ、７３ｂの両方にロック部材７１ａを設けてもよい。

また、本発明は図１に示すカラープリンターに限らず、モノクロプリンターやモノクロ複合機、ロータリー式或いはタンデム式のカラー複写機、ファクシミリ等、交換可能なトナー容器を備えた種々の画像形成装置に適用できるのはもちろんである。

本発明は、画像形成装置本体に対し着脱可能なトナー容器を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、交換が必要なトナー容器のみを着脱可能とするとともに、トナー容器の着脱操作も容易に行うことができる画像形成装置を提供することができる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ａ〜４ｄ トナーコンテナ（トナー容器）
５ 露光装置
７ａ〜７ｄ クリーニング装置
１３ 定着部
１７ 排出トレイ
１７ａ 上面カバー
２３ トナー濃度センサー
３１ 現像ローラー
５６ トナー残量検出部
５７ａ〜５７ｄ ソレノイド
６３ 開閉検知スイッチ
７０ コンテナ装着部（トナー容器装着部）
７０ａ 第１装着部
７０ｂ 第２装着部
７０ｃ 第３装着部
７０ｄ 第４装着部
７１ａ〜７１ｄ ロック部材
７３ａ〜７３ｅ 側面支持レール
７５ａ〜７５ｄ 底面支持部
８０ ロック解除駆動部
９０ 制御部
１００ 画像形成装置

Claims (8)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体に形成された前記静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する現像装置と、
   前記現像装置に補給する前記トナーを収容する着脱可能なトナー容器と、
   前記トナー容器が装着されるトナー容器装着部と、
   前記トナー容器装着部からの前記トナー容器の着脱を規制するロック部材と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記トナー容器装着部は、前記トナー容器の側面を支持する一対の側面支持レールを有し、
   前記ロック部材は、一対の前記側面支持レールの少なくとも一方の、前記トナー容器の装着方向上流側の端部に隣接して配置され、前記側面支持レールの延在方向に垂直であり前記トナー容器の着脱を規制する第１の姿勢と、前記側面支持レールの延在方向に平行であり前記トナー容器の着脱を許容する第２の姿勢と、の間で揺動可能であり、
   前記ロック部材は、前記第２の姿勢にあるとき前記側面支持レールの延長線上に配置され、前記側面支持レールと共に前記トナー容器を前記トナー容器装着部に案内することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トナー容器装着部は、対向する一対のフレーム間に形成されており、
   一対の前記側面支持レールは、それぞれ一対の前記フレームに支持され、前記ロック部材は一対の前記フレームの少なくとも一方に沿って前記第１の位置と前記第２の位置とに揺動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. 前記トナー容器装着部は、前記トナー容器を上方から着脱可能であり、
   前記側面支持レールは一対の前記フレームに沿って略垂直に支持され、前記ロック部材は一対の前記側面支持レールのいずれか一方の上端部に隣接して配置されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記トナー容器装着部の上方を覆う開閉可能な上面カバーを備え、
   前記ロック部材は、前記第２の姿勢にあるとき前記上面カバーの閉鎖位置よりも上方に突出することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記ロック部材は、前記上面カバーの閉鎖により前記第２の姿勢から前記第１の姿勢に揺動することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記上面カバーの開閉を検知する開閉検知スイッチと、
   前記ロック部材による規制状態を解除するロック解除駆動部と、
   前記ロック解除駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記開閉検知スイッチにより前記上面カバーの開放が検知されたとき、前記ロック解除駆動部により前記ロック部材を前記第２の姿勢に揺動させることを特徴とする請求項４又は請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記トナー容器内のトナー残量が所定量以下であるトナーエンド状態を検知可能なトナー残量検出部と、
   前記ロック部材による規制状態を解除するロック解除駆動部と、
   前記ロック解除駆動部を制御する制御部と、
   を備え、
   前記制御部は、前記トナー残量検出部により前記トナーエンド状態が検出されたとき、前記ロック解除駆動部により前記ロック部材を前記第２の姿勢に揺動させることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 複数の前記像担持体に異なる色の前記トナー像を形成する複数の前記現像装置と、
   複数の前記現像装置に補給する異なる色の前記トナーを収容する複数の前記トナー容器と、を備え、
   前記制御部は、前記トナー残量検出部によりいずれかの前記トナー容器の前記トナーエンド状態が検出されたとき、前記トナーエンド状態が検出された前記トナー容器の着脱を規制する前記ロック部材のみを前記第２の姿勢に揺動させることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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