JP3685694B2 - トナーカートリッジと画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真記録装置、複写装置等の画像形成装置と、その画像形成装置に着脱自在に搭載されるトナーカートリッジとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真記録装置、例えば、電子写真カラー記録装置には、媒体搬送方向に沿ってトナーの各色に応じた画像形成装置が配列したものがある。各画像形成装置には感光体が設けてあり、感光体表面に形成された静電潜像を顕像化する現像部を有する。
【０００３】
現像部には感光体表面に圧接する現像ローラを挟んで感光体と対向する位置にトナー供給ローラが設けてあり、画像形成装置に着脱自在なトナーカートリッジから開口部を介してトナーを現像部に供給している。
【０００４】
また、現像部にはトナーカートリッジから供給されたトナーが固化しないように、トナーの自重落下位置にトナー攪拌機が設けてあり、画像形成装置側にトナー残量検出機構を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトナーカートリッジにあっては、画像形成装置に設けたトナー攪拌機にトナーを自重落下により供給しているので、トナーカートリッジの搭載位置が限定され、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化できず、装置が大型化してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は装置を媒体搬送方向に小型化し得るトナーカートリッジと画像形成装置とを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のトナーカートリッジにおいては、トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へトナー攪拌機構の動作を伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に備える。
【０００８】
また、上記目的を達成するために本発明の画像形成装置においては、トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジ外部上方側にトナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を介して伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に有し、伝達部材の動作量を検出するセンサ機構をトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジの上方部側に備え、センサ機構がトナーカートリッジの上壁を介して検出する伝達部材の動作量に基づいてトナー残量を検知するトナー残留量検知装置を装置側に有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図面に共通な要素には同一符号を付す。
【００１０】
第１の実施の形態
図２は第１の実施の形態による電子写真カラー記録装置の模式図である。電子写真カラー記録装置１の装置内には媒体搬送方向に沿って駆動ローラ２，３に張設した媒体搬送ベルト４が設けてあり、媒体搬送ベルト４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像を形成する同一な構成を有する画像形成装置５〜８と転写ローラ９とが配置してある。
【００１１】
電子写真カラー記録装置１のカバー１０には、露光装置１１と、一端部に永久磁石１２を固着して支軸１３に回動自在に支持されたセンサレバー１４と、センサレバー１４の他端部によりオン／オフ状態に切り替えられるセンサ１５とが設けてある。支軸１３はカバー１０に設けた図示せぬブラケットに圧入してある。
【００１２】
図３は画像形成装置の断面図である。画像形成装置（以後画像形成装置５と記する）は印刷プロセスカートリッジ１６と、印刷プロセスカートリッジ１６に着脱自在なトナーカートリッジ１７とからなる。
【００１３】
印刷プロセスカートリッジ１６には、表面に印刷画像を形成する感光体ドラム１８が媒体搬送方向と交差する方向に延在してある。感光体ドラム１８の周囲には感光体ドラム１８の表面を一様な電位に帯電させる帯電ローラ１９、印刷データに基づいて感光体ドラム１８の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１１、静電潜像にトナーを付着させて現像化する現像ローラ２０、印刷媒体をトナーと逆の電荷に帯電させて現像トナーを印刷媒体に転写させる転写ローラ9、転写されずに感光体ドラム１８の表面に残ったトナーを掻き落とすクリーニングブレード２１が配置してある。
【００１４】
現像ローラ２０は現像部２２にあり、現像部２２には現像ローラ２０に圧接してトナー供給ローラ２３が設けてあり、トナーカートリッジ１７から開口部２４を介してトナーを現像ローラ２０とトナー供給ローラ２３との圧接部に供給している。
【００１５】
現像ローラ２０にはブレード２５が圧接してあり、トナーカートリッジ１７から供給されたトナーを薄層化している。
【００１６】
図４はトナーカートリッジの分解斜視図（１）、図５はトナーカートリッジの分解斜視図（２）、図６はトナー回収部の詳細図、図７はトナー収容部の詳細図、図８はサイドプレートの詳細図、図９は操作ノブと攪拌シャフトとの関係説明図、図１０はボスの正面図である。
【００１７】
トナーカートリッジ１７のカートリッジケース２６は、図４に示すように、一方の側壁２７と一体な本体ケース２８と、本体ケース２８に嵌め込まれて他方の側壁を形成するサイドプレート２９とからなる。
【００１８】
一方の側壁２７には、後述する操作ノブと結合する円形のボス部３０が設けられていると共に、キャップ３１ａが嵌りこむトナー充填口３１が形成されている。サイドプレート２９を嵌め込む本体ケース２８の縁には、図５に示すように、結合窓３２が形成されている。
【００１９】
カートリッジケース２６の内部は未使用トナーを収容するトナー収容部３３と、図示せぬクリーニングユニットから搬送されてきた未転写トナーである廃トナーを収容するトナー回収部３４とが、本体ケース２８の内壁３５で仕切られることにより構成されている。すなわち、トナー回収部３４がトナー収容部３３の短手方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に併設されている。
【００２０】
トナー収容部３３の底壁には、図４に示すように、カートリッジケース２６の長手方向に沿って複数の開口部２４が形成されてある。
【００２１】
また、側壁２７のボス部３０には操作ノブ３６が結合してある。操作ノブ３６はノブ部３７とシャッター部３８が一体に形成されており、シャッター部３８は開口部２４を覆う形状となっている。
【００２２】
ノブ部３６の外側面には、印刷プロセスカートリッジ１６にトナーカートリッジ１７を取り付ける際に印刷プロセスカートリッジ１６の後述する突起が入り込むガイド溝３９が形成されている。
【００２３】
また、ノブ部３６には、図４に示すように、溝４０が形成され、ドーナツ形状をしたシールスポンジ４１が嵌め込まれている。シールスポンジ４１は未使用トナーが操作ノブ３６側から外部に漏れることを防止している。そして、シャッター部３８の外周には貼り付け等によりシールスポンジ４１が取り付けられており、シャッター部３８が所定位置にある間は開口部２４を塞いでいる。そしてこれにより開口部２４から未使用トナーが外部に漏れることを防止している。
【００２４】
サイドプレート２９は本体ケース２８の側断面の最外形に近い形状を有する。サイドプレート２９には、外部から回収されてきた廃トナーをトナー回収部３４に受け入れる開口部４２と、後述するボスを支持する２つの支持用孔４３、４４とが形成されている。
【００２５】
支持用孔４３、４４はそれぞれトナー収容部３３とトナー回収部３４とに対応している。また、サイドプレート２９の端面には、本体ケース２８にサイドプレート２９を結合させるときに本体ケース２８の結合窓３２に嵌り込むように形成された突起４５が設けられている。
【００２６】
更にサイドプレート２９の側面には印刷プロセスカ−トリッジ１６の後述する突起が嵌り込み、トナーカートリッジ１７が回転又は外れることを防止する凹部４６が形成されている。また、サイドプレート２９が嵌め込まれる側には、サイドプレート２９と略同一形状をしたシールスポンジ４７が本体ケース２８の内周に密接して設けられている。
【００２７】
トナー回収部３４には、図６示すように、カートリッジケース１７の長手方向の長さ相当の長さを備えたトナー搬送部材であるスパイラルシャフト４８が設けられている。スパイラルシャフト４８の一端側は、図８に示すサイドプレート２９の支持用孔４３に回転自在に取り付けられたボス４９の凹部により支持されている。なお、スパイラルシャフト４８のボス４９側には突起４８ａが形成されている。また、スパイラルシャフト４８の他端側は本体ケース２８と一体な側壁２７に形成された支持部５０に支持されている。
【００２８】
トナー収容部３３には、攪拌したトナーを本体ケース２８の開口部２４から現像ローラ２５に自重落下により供給するトナー攪拌機構５１が設けてある。
【００２９】
トナー攪拌機構５１は、現像ローラ２５の軸方向に延在してトナーを攪拌する幅広の第１のクランク部５２ａと第１のクランク部５２ａに対向する幅狭な第２のクランク部５２ｂとを有し、開口部２４の近傍の側壁２７，２９に回転自在に軸支された攪拌シャフト５２と、本体ケース２８の上壁に一端部を固着して他端部を第１のクランク部５２ａに当接させて揺動する揺動部材５３とを備えている。
【００３０】
攪拌シャフト５２の一端側は、図８に示すサイドプレート２９の支持用孔４４に回転自在に取り付けられたボス５４の凹部により支持されている。なお、攪拌シャフト５２のボス５４側には突起５４ａが形成されている。また、攪拌シャフト５２の他端側は本体ケース２８と一体な側壁２７のボス部３０に結合する操作ノブ３６に支持されている。
【００３１】
操作ノブ３６には、図９に示すように、ボス部３０と同軸にすり鉢状の凹部が設けてあり、フィルム材からなる皿状のボス５５が固着してある。攪拌シャフト５２の他端は、第２のクランク部５２ｂがボス５５に接触しないように所定の厚さを有するピース５６の溝５６ａに嵌めてボス５５の中央部に回転自在に軸支されてある。
【００３２】
ボス５５には、図１０に示すように、窓５５ａが複数も設けてあり、攪拌シャフト５２の他端を軸支している穴部５５ｂから操作ノブ３６のすり鉢状の凹部に侵入したトナーを窓５５ａを通じてトナー収容部３３に戻している。
【００３３】
図１１はトナーカートリッジの部分外観図、図１は図１１に示したトナーカートリッジのＡ−Ａ断面矢視図である。第２のクランク部５２ｂにはロッド５７の一端部が回転自在に接続してあり、ロッド５７の他端部を本体ケース２８の上壁に設けたガイド部５８に摺動自在に嵌合させてある。ロッド５７の他端部には磁性体５９が設けてある。ガイド部５８の上壁にはフィルム６０が貼付してある。
【００３４】
ガイド部５８はフィルム６０を介して、図２に示したセンサレバー１４の一端部に固着した永久磁石１２に吸引される。攪拌シャフト５２はスパイラルシャフト２４とともに、トナーカートリッジ１７に対して水平な状態で取り付けられている。
【００３５】
ボス４９、５４は弾性爪等によりにギヤ列６１と結合しており、ギヤ列６１の回転によりボス４９、５４が回転するようになっている。ギヤ列６１は印刷プロセスカートリッジ１６の図示せぬ駆動ギヤと連結し、この駆動ギヤの回転で回転するようになっている。
【００３６】
ボス４９、５４には突起４９ａ、５４ａが形成されており、突起４９ａ、５４ａは回転することによりスパイラルシャフト４８の突起４８ａ、攪拌シャフト５２の第２のクランク部５２ｂと当接し、スパイラルシャフト４８、攪拌シャフト５２を回転させる。
【００３７】
図１２は印刷プロセスカートリッジの外観斜視図である。印刷プロセスカートリッジ１６は本体ケース６２の両端部に立設した側壁６３，６４を一体に有する。本体ケース６２には図３に示した感光体ドラム１８、帯電ローラ１９、現像ローラ２０、クリーニングブレード２１、トナー供給ローラ２３等が配置してある。
【００３８】
側壁６３には廃トナーをトナーカートリッジ１７に排出する際の排出口となるトナー廃棄口６５が形成されていると共に、突起６６が形成されている。トナーカートリッジ１７が印刷プロセスカートリッジ１６に取り付けられる際、トナー廃棄口６５は開口部４２と嵌合し、突起６６は凹部４６と嵌合する。
【００３９】
側壁６４には突起６７ａ、６７ｂが設けられており、突起６７ａ、６７ｂはトナーカートリッジ１７が印刷プロセスカートリッジ１６に取り付けられる際、図４に示すノブ部３６に形成されているガイド溝３９に入り込み、嵌合する。
【００４０】
図１３はトナーカートリッジのトナー残量を検知する制御ブロック図であり、制御部７０にはセンサ１５、表示部７１が接続されている。制御部７０は中央処理装置７０ａ（以後ＣＰＵ７０ａと記載する）とメモリ７０ｂとを有する。メモリ７０ｂには、トナーカートリッジ１７のトナー残留量がトナーカートリッジ交換時に達したか否かを検出する閾値と、表示部７１に表示するトナーカートリッジ交換のメッセージとが記憶されてある。
【００４１】
次に構成におけるトナーカートリッジを印刷プロセスカートリッジに装填する動作について説明する。図１４はトナーカートリッジ装填動作図（１）、図１５はトナーカートリッジ装填動作図（２）である。また、図１６はトナー供給動作説明図であり、同図（Ａ）はノブ回転前を示し、同図（Ａ）はノブ回転後を示している。
【００４２】
先ず、図１４に示すように、サイドフレーム２９に形成された開口部４２をプロセスカートリッジ１６のトナー廃棄口６５に嵌合させるように斜めに装填していく。
【００４３】
トナーカートリッジ１７がほぼトナー廃棄口６５に突き当たったところで、トナーカートリッジ１７が水平になるように操作ノブ部３６側を降ろしていく。この段階で図５に示すサイドフレーム２９の凹部４６に印刷プロセスカートリッジの突起６６が嵌合し、トナーカートリッジ１７は印刷プロセスカートリッジ１６に固定され、トナーカートリッジ１７が回転したり、外れることが防止される。
【００４４】
また、操作ノブ部３６を降ろしていくと、図１５に示すように、印刷プロセスカートリッジ１６に設けられた突起６７ａ、６７ｂがノブ３７に形成されたガイド溝３９に入り込み、トナーカートリッジ１７が水平になるとガイド溝３９に突起６７ａ、６７ｂが嵌合し、操作ノブ部３６側も印刷プロセスカートリッジ１６に固定され、トナーカートリッジ１７が回転したり、外れることが防止される。
【００４５】
トナーカートリッジ１７が水平になったところで、図１６（Ａ）に示すように、ノブ３７を矢印Ｃ方向に回転すると、ノブ３７と一体に形成されたシャッター部３８も回転し、図１６（Ｂ）に示すように、突起６７ａに当接してノブ３７の回転が停止したとき、トナー収容部３３内の未使用トナーが印刷プロセスカートリッジ１６内に補給される。
【００４６】
次にトナーカートリッジのトナー残量を検知する動作について説明する。図１７はトナーカートリッジ内のトナー残量を示す説明図であり、同図（Ａ）はトナー残量が十分にある状態を示す説明図、同図（Ｂ）はトナー残量が少ない状態を示す説明図、同図（Ｃ）は空の状態を示す説明図である。
【００４７】
図１８はトナー残量検知動作説明図であり、同図（Ａ）は攪拌シャフトとセンサの動作を示す説明図、同図（Ｂ）はトナー残量が少ないトナーＬｏｗ時のオン／オフ状態図、同図（Ｃ）はトナー残量が十分にあるトナーＦｕｌｌ時のオン／オフ状態図である。
【００４８】
印刷プロセス処理が行われている間、スパイラルシャフト４８も攪拌シャフト５２も回転している。印刷媒体に転写されなかった残留トナーは、図３に示したクリーニングブレード２１により掻き落されたのち、印刷プロセスカートリッジ１６のトナー廃棄口６５を介して、図１５に示すように、トナー回収部３４内に落下する。
【００４９】
落下した廃トナーがスパイラルシャフト４８に接触する高さまで堆積されると、回転しているスパイラルシャフト４８により水平状態にされて、トナー回収部３４の奥方向、すなわち開口部４２と反対方向へと搬送される。動作を繰り返すことにより廃トナーがトナー回収部３４に順次堆積される。
【００５０】
他方、トナー収容部３３では攪拌シャフト５２が回転し、トナーが固化しないように攪拌している。この間、制御部７０のＣＰＵ７０ａはセンサ１５を介してトナーカートリッジ１７のトナー残量を検知している。
【００５１】
トナーカートリッジ１７のトナー残量が、図１７（Ａ）に示すように、十分にある状態ではＣＰＵ７０ａが以下のような動作を行っている。
【００５２】
即ち、攪拌シャフト５２の第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＡ点に達したとき、ロッド５７の他端部に設けてある磁性体５９がセンサレバー１４の一端部に固着した永久磁石１２を吸引して、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオンにする。
【００５３】
このとき、第１のクランク部５２ａには図８に示したギヤ列６１と一体に回転するボス５４の突起部５４ａが当接しており、ボス５４の回転に伴って回転している。第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＢ点に達したとき、センサレバー１４の一端部はロッド５７の他端部から離れ、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオフにする。
【００５４】
ＣＰＵ７０ａはセンサ１５のオン時間ｔを内蔵タイマで計測し、メモリ７０ｂに記憶してある閾値（本実施の形態では攪拌シャフト５２の１回転に要する時間Ｔに対して、例えば、時間Ｔ／２とする）と比較して閾値を超えたか否かをチェックしている。
【００５５】
トナーカートリッジ１７のトナー残量が、図１７（Ｂ）に示したように少ない状態では、ボス５４の回転に伴って第１のクランク部５２ａが、図１８（Ａ）に示すＣ点に達したとき、揺動部材５３の先端に当接する。
【００５６】
第１のクランク部５２ａは更にボス５４の回転に伴って揺動部材５３とともに回転し、揺動部材５３の先端から離れると、自重により図１７（Ｂ）に示すように、下死点に向って回転する。このとき、第２のクランク部５２ｂは上死点に向い、図１８（Ｂ）に示すように、センサ１５をオンにする。
【００５７】
第１のクランク部５２ａは、下死点でボス５４が到達するまで待ち、ボス５４が到達するとボス５４の回転に伴って再び回転を開始する。
【００５８】
第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＢ点に達したとき、センサレバー１４の一端部はロッド５７の他端部から離れ、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオフにする。
【００５９】
ＣＰＵ７０ａはセンサ１５のオン時間を内蔵タイマで計測し、メモリ７０ｂに記憶してある閾値（本実施の形態では攪拌シャフト５２の１回転に要する時間Ｔに対して、例えば、時間Ｔ／２とする）と比較して閾値を超えたか否かをチェックしている。センサ１５のオン時間ｔが、図１８（Ｂ）に示すように閾値を超えた場合、 ＣＰＵ７０ａはメモリ７０ｂからトナーカートリッジ交換のメッセージを読み出して表示部７１に表示する。
【００６０】
第１の実施の形態においては、トナー攪拌部をトナーカートリッジ内に設けたことにより、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化することができる。
【００６１】
第２の実施の形態
図１９はセンサレバーの斜視図、図２０は第２のレバーの連結部を示す詳細図である。第１の実施の形態と異なるところは、センサレバー１４の一端側に第２の支軸８０を設けて一端側が矢印Ａ方向に回動自在にした点である。
【００６２】
即ち、センサレバー１４は第１のレバー１４ａと第２のレバー１４ｂとからなり、第２の支軸８０により連結されている。第１のレバー１４ａの連結部には、図２０に示すように、段差部８３と凸部８２とが設けてある。第２のレバー１４ｂの連結部には、図１９に示すように、凸部８２と嵌合する溝８１が設けてある。
【００６３】
また、第２の支軸８０には端部をそれぞれ第１のレバー１４ａ、第２のレバー１４ｂに当接させた図示せぬトーションスプリングが設けてある。
【００６４】
次に動作について説明する。第１の実施の形態の動作と異なるところは、図２に示した装置において、画像形成装置５を媒体搬送ベルト４に対してアップダウンさせる必要がある。
【００６５】
例えば、ブラックトナーにより印刷する場合には、ブラックの画像形成装置５を媒体搬送ベルト４に接近させるためにダウンさせ、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成装置５を媒体搬送ベルト４から離すためにアップさせる。
【００６６】
そのために、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙を画像形成装置のアップダウン運動を考慮した間隙にする必要がある。
【００６７】
本実施の形態では、画像形成装置５をアップさせたとき、画像形成装置５が第２のレバー１４ｂに当接して矢印Ａ方向に回動させる。従って、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙をトナー残量検知のみを考慮した間隙にすればよい。
【００６８】
第２の実施の形態によれば、センサをオンオフさせる第１のレバーに対して第２のレバーを回動自在にしたことにより、画像形成装置がアップする際に第２のレバーが逃げるので、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙を少なくすることができ、センサレバーを小型化できる。
【００６９】
第３の実施の形態
図２１は第３の実施の形態によるセンサ機構の分解斜視図、図２２は第３の実施の形態によるトナー残留量検知装置を示す側面図である。第１の実施の形態と異なるところは、センサとしてホール素子を用い、センサレバーを削除した点である。
【００７０】
即ち、センサ機構９０は、図２１に示すように、ホール素子９１を位置決め穴９２に固着した基板９３、基板９３を保持するホルダ９４、ホルダ９４の突起部９４ａ、９４ｂをガイド溝９５ａ、９６ａに沿って案内するガイド部材９５、９６、ホルダ９４をトナーカートリッジ１７に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング９７とからなる。
【００７１】
コイルスプリング９３の一端部は電子写真カラー記録装置１のカバー１０の裏面に固着され、コイルスプリング９３の他端部にはセンサホルダ９４が固着してある。
【００７２】
次に動作について説明する。攪拌シャフト５２の回転によってロッド５７の他端部がガイド部５８に沿って上下に運動する。ロッド５７が上昇すると、ロッド５７の先端部に固着してある永久磁石１２がホール素子９１に接近し、ホール素子９１はオン状態になる。
【００７３】
ロッド５７が下降すると、ロッド５７の先端部に固着してある永久磁石１２がホール素子９１から離れ、ホール素子９１はオフ状態になる。
【００７４】
従って、トナーカートリッジ交換時のトナー残量によるオン時間を閾値にして、オン時間が閾値を越えたとき、トナーカートリッジ交換のメッセージを表示部に表示する。
【００７５】
第３の実施の形態によれば、ホール素子と永久磁石との位置決めを正確にできる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので以下に記載される効果を奏する。
【００７７】
トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へトナー攪拌機構の動作を伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に備えたことにより、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化することができる。
【００７８】
更に、トナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジの上方部側に備え、トナーカートリッジの上壁を介して検出する伝達部材の動作量に基づいてトナー残量を検知するセンサ機構を備えたトナー残留量検知装置を装置側に設けたことにより、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１１に示したトナーカートリッジのＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２】第１の実施の形態による電子写真カラー記録装置の模式図である。
【図３】画像形成装置の断面図である。
【図４】トナーカートリッジの分解斜視図（１）、図５は、図６は、図７は、図８は、図９は、図１０はである。
【図５】トナーカートリッジの分解斜視図（２）である。
【図６】トナー回収部の詳細図である。
【図７】トナー収容部の詳細図である。
【図８】サイドプレートの詳細図である。
【図９】操作ノブと攪拌シャフトとの関係説明図である。
【図１０】ボスの正面図である。
【図１１】トナーカートリッジの部分外観図である。
【図１２】印刷プロセスカートリッジの外観斜視図である。
【図１３】トナーカートリッジのトナー残量を検知する制御ブロック図である。
【図１４】トナーカートリッジ装填動作図（１）である。
【図１５】トナーカートリッジ装填動作図（２）である。
【図１６】トナー供給動作説明図である。
【図１７】トナーカートリッジ内のトナー残量を示す説明図である。
【図１８】トナー残量検知動作説明図である。
【図１９】センサレバーの斜視図である。
【図２０】第２のレバーの連結部を示す詳細図である。
【図２１】第３の実施の形態によるセンサ機構の分解斜視図である。
【図２２】第３の実施の形態によるトナー残留量検知装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１６ 印刷プロセスカートリッジ
１７ トナーカートリッジ
２６ カートリッジケース
５１ トナー攪拌機構
５２ 攪拌シャフト
５２ａ 第１のクランク部
５２ｂ 第２のクランク部
５３ 揺動部材
９１ ホール素子
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真記録装置、複写装置等の画像形成装置と、その画像形成装置に着脱自在に搭載されるトナーカートリッジとに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真記録装置、例えば、電子写真カラー記録装置には、媒体搬送方向に沿ってトナーの各色に応じた画像形成装置が配列したものがある。各画像形成装置には感光体が設けてあり、感光体表面に形成された静電潜像を顕像化する現像部を有する。
【０００３】
現像部には感光体表面に圧接する現像ローラを挟んで感光体と対向する位置にトナー供給ローラが設けてあり、画像形成装置に着脱自在なトナーカートリッジから開口部を介してトナーを現像部に供給している。
【０００４】
また、現像部にはトナーカートリッジから供給されたトナーが固化しないように、トナーの自重落下位置にトナー攪拌機が設けてあり、画像形成装置側にトナー残量検出機構を設けている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のトナーカートリッジにあっては、画像形成装置に設けたトナー攪拌機にトナーを自重落下により供給しているので、トナーカートリッジの搭載位置が限定され、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化できず、装置が大型化してしまうという問題点があった。
【０００６】
本発明は装置を媒体搬送方向に小型化し得るトナーカートリッジと画像形成装置とを提供することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために本発明のトナーカートリッジにおいては、トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へトナー攪拌機構の動作を伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に備える。
【０００８】
また、上記目的を達成するために本発明の画像形成装置においては、トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジ外部上方側にトナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を介して伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に有し、伝達部材の動作量を検出するセンサ機構をトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジの上方部側に備え、センサ機構がトナーカートリッジの上壁を介して検出する伝達部材の動作量に基づいてトナー残量を検知するトナー残留量検知装置を装置側に有する。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図面に共通な要素には同一符号を付す。
【００１０】
第１の実施の形態
図２は第１の実施の形態による電子写真カラー記録装置の模式図である。電子写真カラー記録装置１の装置内には媒体搬送方向に沿って駆動ローラ２，３に張設した媒体搬送ベルト４が設けてあり、媒体搬送ベルト４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像を形成する同一な構成を有する画像形成装置５〜８と転写ローラ９とが配置してある。
【００１１】
電子写真カラー記録装置１のカバー１０には、露光装置１１と、一端部に永久磁石１２を固着して支軸１３に回動自在に支持されたセンサレバー１４と、センサレバー１４の他端部によりオン／オフ状態に切り替えられるセンサ１５とが設けてある。支軸１３はカバー１０に設けた図示せぬブラケットに圧入してある。
【００１２】
図３は画像形成装置の断面図である。画像形成装置（以後画像形成装置５と記する）は印刷プロセスカートリッジ１６と、印刷プロセスカートリッジ１６に着脱自在なトナーカートリッジ１７とからなる。
【００１３】
印刷プロセスカートリッジ１６には、表面に印刷画像を形成する感光体ドラム１８が媒体搬送方向と交差する方向に延在してある。感光体ドラム１８の周囲には感光体ドラム１８の表面を一様な電位に帯電させる帯電ローラ１９、印刷データに基づいて感光体ドラム１８の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１１、静電潜像にトナーを付着させて現像化する現像ローラ２０、印刷媒体をトナーと逆の電荷に帯電させて現像トナーを印刷媒体に転写させる転写ローラ9、転写されずに感光体ドラム１８の表面に残ったトナーを掻き落とすクリーニングブレード２１が配置してある。
【００１４】
現像ローラ２０は現像部２２にあり、現像部２２には現像ローラ２０に圧接してトナー供給ローラ２３が設けてあり、トナーカートリッジ１７から開口部２４を介してトナーを現像ローラ２０とトナー供給ローラ２３との圧接部に供給している。
【００１５】
現像ローラ２０にはブレード２５が圧接してあり、トナーカートリッジ１７から供給されたトナーを薄層化している。
【００１６】
図４はトナーカートリッジの分解斜視図（１）、図５はトナーカートリッジの分解斜視図（２）、図６はトナー回収部の詳細図、図７はトナー収容部の詳細図、図８はサイドプレートの詳細図、図９は操作ノブと攪拌シャフトとの関係説明図、図１０はボスの正面図である。
【００１７】
トナーカートリッジ１７のカートリッジケース２６は、図４に示すように、一方の側壁２７と一体な本体ケース２８と、本体ケース２８に嵌め込まれて他方の側壁を形成するサイドプレート２９とからなる。
【００１８】
一方の側壁２７には、後述する操作ノブと結合する円形のボス部３０が設けられていると共に、キャップ３１ａが嵌りこむトナー充填口３１が形成されている。サイドプレート２９を嵌め込む本体ケース２８の縁には、図５に示すように、結合窓３２が形成されている。
【００１９】
カートリッジケース２６の内部は未使用トナーを収容するトナー収容部３３と、図示せぬクリーニングユニットから搬送されてきた未転写トナーである廃トナーを収容するトナー回収部３４とが、本体ケース２８の内壁３５で仕切られることにより構成されている。すなわち、トナー回収部３４がトナー収容部３３の短手方向（矢印Ａ−Ｂ方向）に併設されている。
【００２０】
トナー収容部３３の底壁には、図４に示すように、カートリッジケース２６の長手方向に沿って複数の開口部２４が形成されてある。
【００２１】
また、側壁２７のボス部３０には操作ノブ３６が結合してある。操作ノブ３６はノブ部３７とシャッター部３８が一体に形成されており、シャッター部３８は開口部２４を覆う形状となっている。
【００２２】
ノブ部３６の外側面には、印刷プロセスカートリッジ１６にトナーカートリッジ１７を取り付ける際に印刷プロセスカートリッジ１６の後述する突起が入り込むガイド溝３９が形成されている。
【００２３】
また、ノブ部３６には、図４に示すように、溝４０が形成され、ドーナツ形状をしたシールスポンジ４１が嵌め込まれている。シールスポンジ４１は未使用トナーが操作ノブ３６側から外部に漏れることを防止している。そして、シャッター部３８の外周には貼り付け等によりシールスポンジ４１が取り付けられており、シャッター部３８が所定位置にある間は開口部２４を塞いでいる。そしてこれにより開口部２４から未使用トナーが外部に漏れることを防止している。
【００２４】
サイドプレート２９は本体ケース２８の側断面の最外形に近い形状を有する。サイドプレート２９には、外部から回収されてきた廃トナーをトナー回収部３４に受け入れる開口部４２と、後述するボスを支持する２つの支持用孔４３、４４とが形成されている。
【００２５】
支持用孔４３、４４はそれぞれトナー収容部３３とトナー回収部３４とに対応している。また、サイドプレート２９の端面には、本体ケース２８にサイドプレート２９を結合させるときに本体ケース２８の結合窓３２に嵌り込むように形成された突起４５が設けられている。
【００２６】
更にサイドプレート２９の側面には印刷プロセスカ−トリッジ１６の後述する突起が嵌り込み、トナーカートリッジ１７が回転又は外れることを防止する凹部４６が形成されている。また、サイドプレート２９が嵌め込まれる側には、サイドプレート２９と略同一形状をしたシールスポンジ４７が本体ケース２８の内周に密接して設けられている。
【００２７】
トナー回収部３４には、図６示すように、カートリッジケース１７の長手方向の長さ相当の長さを備えたトナー搬送部材であるスパイラルシャフト４８が設けられている。スパイラルシャフト４８の一端側は、図８に示すサイドプレート２９の支持用孔４３に回転自在に取り付けられたボス４９の凹部により支持されている。なお、スパイラルシャフト４８のボス４９側には突起４８ａが形成されている。また、スパイラルシャフト４８の他端側は本体ケース２８と一体な側壁２７に形成された支持部５０に支持されている。
【００２８】
トナー収容部３３には、攪拌したトナーを本体ケース２８の開口部２４から現像ローラ２５に自重落下により供給するトナー攪拌機構５１が設けてある。
【００２９】
トナー攪拌機構５１は、現像ローラ２５の軸方向に延在してトナーを攪拌する幅広の第１のクランク部５２ａと第１のクランク部５２ａに対向する幅狭な第２のクランク部５２ｂとを有し、開口部２４の近傍の側壁２７，２９に回転自在に軸支された攪拌シャフト５２と、本体ケース２８の上壁に一端部を固着して他端部を第１のクランク部５２ａに当接させて揺動する揺動部材５３とを備えている。
【００３０】
攪拌シャフト５２の一端側は、図８に示すサイドプレート２９の支持用孔４４に回転自在に取り付けられたボス５４の凹部により支持されている。なお、攪拌シャフト５２のボス５４側には突起５４ａが形成されている。また、攪拌シャフト５２の他端側は本体ケース２８と一体な側壁２７のボス部３０に結合する操作ノブ３６に支持されている。
【００３１】
操作ノブ３６には、図９に示すように、ボス部３０と同軸にすり鉢状の凹部が設けてあり、フィルム材からなる皿状のボス５５が固着してある。攪拌シャフト５２の他端は、第２のクランク部５２ｂがボス５５に接触しないように所定の厚さを有するピース５６の溝５６ａに嵌めてボス５５の中央部に回転自在に軸支されてある。
【００３２】
ボス５５には、図１０に示すように、窓５５ａが複数も設けてあり、攪拌シャフト５２の他端を軸支している穴部５５ｂから操作ノブ３６のすり鉢状の凹部に侵入したトナーを窓５５ａを通じてトナー収容部３３に戻している。
【００３３】
図１１はトナーカートリッジの部分外観図、図１は図１１に示したトナーカートリッジのＡ−Ａ断面矢視図である。第２のクランク部５２ｂにはロッド５７の一端部が回転自在に接続してあり、ロッド５７の他端部を本体ケース２８の上壁に設けたガイド部５８に摺動自在に嵌合させてある。ロッド５７の他端部には磁性体５９が設けてある。ガイド部５８の上壁にはフィルム６０が貼付してある。
【００３４】
ガイド部５８はフィルム６０を介して、図２に示したセンサレバー１４の一端部に固着した永久磁石１２に吸引される。攪拌シャフト５２はスパイラルシャフト２４とともに、トナーカートリッジ１７に対して水平な状態で取り付けられている。
【００３５】
ボス４９、５４は弾性爪等によりにギヤ列６１と結合しており、ギヤ列６１の回転によりボス４９、５４が回転するようになっている。ギヤ列６１は印刷プロセスカートリッジ１６の図示せぬ駆動ギヤと連結し、この駆動ギヤの回転で回転するようになっている。
【００３６】
ボス４９、５４には突起４９ａ、５４ａが形成されており、突起４９ａ、５４ａは回転することによりスパイラルシャフト４８の突起４８ａ、攪拌シャフト５２の第２のクランク部５２ｂと当接し、スパイラルシャフト４８、攪拌シャフト５２を回転させる。
【００３７】
図１２は印刷プロセスカートリッジの外観斜視図である。印刷プロセスカートリッジ１６は本体ケース６２の両端部に立設した側壁６３，６４を一体に有する。本体ケース６２には図３に示した感光体ドラム１８、帯電ローラ１９、現像ローラ２０、クリーニングブレード２１、トナー供給ローラ２３等が配置してある。
【００３８】
側壁６３には廃トナーをトナーカートリッジ１７に排出する際の排出口となるトナー廃棄口６５が形成されていると共に、突起６６が形成されている。トナーカートリッジ１７が印刷プロセスカートリッジ１６に取り付けられる際、トナー廃棄口６５は開口部４２と嵌合し、突起６６は凹部４６と嵌合する。
【００３９】
側壁６４には突起６７ａ、６７ｂが設けられており、突起６７ａ、６７ｂはトナーカートリッジ１７が印刷プロセスカートリッジ１６に取り付けられる際、図４に示すノブ部３６に形成されているガイド溝３９に入り込み、嵌合する。
【００４０】
図１３はトナーカートリッジのトナー残量を検知する制御ブロック図であり、制御部７０にはセンサ１５、表示部７１が接続されている。制御部７０は中央処理装置７０ａ（以後ＣＰＵ７０ａと記載する）とメモリ７０ｂとを有する。メモリ７０ｂには、トナーカートリッジ１７のトナー残留量がトナーカートリッジ交換時に達したか否かを検出する閾値と、表示部７１に表示するトナーカートリッジ交換のメッセージとが記憶されてある。
【００４１】
次に構成におけるトナーカートリッジを印刷プロセスカートリッジに装填する動作について説明する。図１４はトナーカートリッジ装填動作図（１）、図１５はトナーカートリッジ装填動作図（２）である。また、図１６はトナー供給動作説明図であり、同図（Ａ）はノブ回転前を示し、同図（Ａ）はノブ回転後を示している。
【００４２】
先ず、図１４に示すように、サイドフレーム２９に形成された開口部４２をプロセスカートリッジ１６のトナー廃棄口６５に嵌合させるように斜めに装填していく。
【００４３】
トナーカートリッジ１７がほぼトナー廃棄口６５に突き当たったところで、トナーカートリッジ１７が水平になるように操作ノブ部３６側を降ろしていく。この段階で図５に示すサイドフレーム２９の凹部４６に印刷プロセスカートリッジの突起６６が嵌合し、トナーカートリッジ１７は印刷プロセスカートリッジ１６に固定され、トナーカートリッジ１７が回転したり、外れることが防止される。
【００４４】
また、操作ノブ部３６を降ろしていくと、図１５に示すように、印刷プロセスカートリッジ１６に設けられた突起６７ａ、６７ｂがノブ３７に形成されたガイド溝３９に入り込み、トナーカートリッジ１７が水平になるとガイド溝３９に突起６７ａ、６７ｂが嵌合し、操作ノブ部３６側も印刷プロセスカートリッジ１６に固定され、トナーカートリッジ１７が回転したり、外れることが防止される。
【００４５】
トナーカートリッジ１７が水平になったところで、図１６（Ａ）に示すように、ノブ３７を矢印Ｃ方向に回転すると、ノブ３７と一体に形成されたシャッター部３８も回転し、図１６（Ｂ）に示すように、突起６７ａに当接してノブ３７の回転が停止したとき、トナー収容部３３内の未使用トナーが印刷プロセスカートリッジ１６内に補給される。
【００４６】
次にトナーカートリッジのトナー残量を検知する動作について説明する。図１７はトナーカートリッジ内のトナー残量を示す説明図であり、同図（Ａ）はトナー残量が十分にある状態を示す説明図、同図（Ｂ）はトナー残量が少ない状態を示す説明図、同図（Ｃ）は空の状態を示す説明図である。
【００４７】
図１８はトナー残量検知動作説明図であり、同図（Ａ）は攪拌シャフトとセンサの動作を示す説明図、同図（Ｂ）はトナー残量が少ないトナーＬｏｗ時のオン／オフ状態図、同図（Ｃ）はトナー残量が十分にあるトナーＦｕｌｌ時のオン／オフ状態図である。
【００４８】
印刷プロセス処理が行われている間、スパイラルシャフト４８も攪拌シャフト５２も回転している。印刷媒体に転写されなかった残留トナーは、図３に示したクリーニングブレード２１により掻き落されたのち、印刷プロセスカートリッジ１６のトナー廃棄口６５を介して、図１５に示すように、トナー回収部３４内に落下する。
【００４９】
落下した廃トナーがスパイラルシャフト４８に接触する高さまで堆積されると、回転しているスパイラルシャフト４８により水平状態にされて、トナー回収部３４の奥方向、すなわち開口部４２と反対方向へと搬送される。動作を繰り返すことにより廃トナーがトナー回収部３４に順次堆積される。
【００５０】
他方、トナー収容部３３では攪拌シャフト５２が回転し、トナーが固化しないように攪拌している。この間、制御部７０のＣＰＵ７０ａはセンサ１５を介してトナーカートリッジ１７のトナー残量を検知している。
【００５１】
トナーカートリッジ１７のトナー残量が、図１７（Ａ）に示すように、十分にある状態ではＣＰＵ７０ａが以下のような動作を行っている。
【００５２】
即ち、攪拌シャフト５２の第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＡ点に達したとき、ロッド５７の他端部に設けてある磁性体５９がセンサレバー１４の一端部に固着した永久磁石１２を吸引して、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオンにする。
【００５３】
このとき、第１のクランク部５２ａには図８に示したギヤ列６１と一体に回転するボス５４の突起部５４ａが当接しており、ボス５４の回転に伴って回転している。第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＢ点に達したとき、センサレバー１４の一端部はロッド５７の他端部から離れ、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオフにする。
【００５４】
ＣＰＵ７０ａはセンサ１５のオン時間ｔを内蔵タイマで計測し、メモリ７０ｂに記憶してある閾値（本実施の形態では攪拌シャフト５２の１回転に要する時間Ｔに対して、例えば、時間Ｔ／２とする）と比較して閾値を超えたか否かをチェックしている。
【００５５】
トナーカートリッジ１７のトナー残量が、図１７（Ｂ）に示したように少ない状態では、ボス５４の回転に伴って第１のクランク部５２ａが、図１８（Ａ）に示すＣ点に達したとき、揺動部材５３の先端に当接する。
【００５６】
第１のクランク部５２ａは更にボス５４の回転に伴って揺動部材５３とともに回転し、揺動部材５３の先端から離れると、自重により図１７（Ｂ）に示すように、下死点に向って回転する。このとき、第２のクランク部５２ｂは上死点に向い、図１８（Ｂ）に示すように、センサ１５をオンにする。
【００５７】
第１のクランク部５２ａは、下死点でボス５４が到達するまで待ち、ボス５４が到達するとボス５４の回転に伴って再び回転を開始する。
【００５８】
第２のクランク部５２ｂが、図１８（Ａ）に示すＢ点に達したとき、センサレバー１４の一端部はロッド５７の他端部から離れ、図１８（Ｃ）に示すように、センサ１５をオフにする。
【００５９】
ＣＰＵ７０ａはセンサ１５のオン時間を内蔵タイマで計測し、メモリ７０ｂに記憶してある閾値（本実施の形態では攪拌シャフト５２の１回転に要する時間Ｔに対して、例えば、時間Ｔ／２とする）と比較して閾値を超えたか否かをチェックしている。センサ１５のオン時間ｔが、図１８（Ｂ）に示すように閾値を超えた場合、 ＣＰＵ７０ａはメモリ７０ｂからトナーカートリッジ交換のメッセージを読み出して表示部７１に表示する。
【００６０】
第１の実施の形態においては、トナー攪拌部をトナーカートリッジ内に設けたことにより、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化することができる。
【００６１】
第２の実施の形態
図１９はセンサレバーの斜視図、図２０は第２のレバーの連結部を示す詳細図である。第１の実施の形態と異なるところは、センサレバー１４の一端側に第２の支軸８０を設けて一端側が矢印Ａ方向に回動自在にした点である。
【００６２】
即ち、センサレバー１４は第１のレバー１４ａと第２のレバー１４ｂとからなり、第２の支軸８０により連結されている。第１のレバー１４ａの連結部には、図２０に示すように、段差部８３と凸部８２とが設けてある。第２のレバー１４ｂの連結部には、図１９に示すように、凸部８２と嵌合する溝８１が設けてある。
【００６３】
また、第２の支軸８０には端部をそれぞれ第１のレバー１４ａ、第２のレバー１４ｂに当接させた図示せぬトーションスプリングが設けてある。
【００６４】
次に動作について説明する。第１の実施の形態の動作と異なるところは、図２に示した装置において、画像形成装置５を媒体搬送ベルト４に対してアップダウンさせる必要がある。
【００６５】
例えば、ブラックトナーにより印刷する場合には、ブラックの画像形成装置５を媒体搬送ベルト４に接近させるためにダウンさせ、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成装置５を媒体搬送ベルト４から離すためにアップさせる。
【００６６】
そのために、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙を画像形成装置のアップダウン運動を考慮した間隙にする必要がある。
【００６７】
本実施の形態では、画像形成装置５をアップさせたとき、画像形成装置５が第２のレバー１４ｂに当接して矢印Ａ方向に回動させる。従って、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙をトナー残量検知のみを考慮した間隙にすればよい。
【００６８】
第２の実施の形態によれば、センサをオンオフさせる第１のレバーに対して第２のレバーを回動自在にしたことにより、画像形成装置がアップする際に第２のレバーが逃げるので、トナーカートリッジとセンサレバーの一端部との間隙を少なくすることができ、センサレバーを小型化できる。
【００６９】
第３の実施の形態
図２１は第３の実施の形態によるセンサ機構の分解斜視図、図２２は第３の実施の形態によるトナー残留量検知装置を示す側面図である。第１の実施の形態と異なるところは、センサとしてホール素子を用い、センサレバーを削除した点である。
【００７０】
即ち、センサ機構９０は、図２１に示すように、ホール素子９１を位置決め穴９２に固着した基板９３、基板９３を保持するホルダ９４、ホルダ９４の突起部９４ａ、９４ｂをガイド溝９５ａ、９６ａに沿って案内するガイド部材９５、９６、ホルダ９４をトナーカートリッジ１７に付勢する付勢部材としてのコイルスプリング９７とからなる。
【００７１】
コイルスプリング９３の一端部は電子写真カラー記録装置１のカバー１０の裏面に固着され、コイルスプリング９３の他端部にはセンサホルダ９４が固着してある。
【００７２】
次に動作について説明する。攪拌シャフト５２の回転によってロッド５７の他端部がガイド部５８に沿って上下に運動する。ロッド５７が上昇すると、ロッド５７の先端部に固着してある永久磁石１２がホール素子９１に接近し、ホール素子９１はオン状態になる。
【００７３】
ロッド５７が下降すると、ロッド５７の先端部に固着してある永久磁石１２がホール素子９１から離れ、ホール素子９１はオフ状態になる。
【００７４】
従って、トナーカートリッジ交換時のトナー残量によるオン時間を閾値にして、オン時間が閾値を越えたとき、トナーカートリッジ交換のメッセージを表示部に表示する。
【００７５】
第３の実施の形態によれば、ホール素子と永久磁石との位置決めを正確にできる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明は、以上説明したように構成されているので以下に記載される効果を奏する。
【００７７】
トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へトナー攪拌機構の動作を伝達する伝達部材とを備えたトナー残量検出機構をトナーカートリッジ内に備えたことにより、画像形成装置を媒体搬送方向に小型化することができる。
【００７８】
更に、トナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジの上方部側に備え、トナーカートリッジの上壁を介して検出する伝達部材の動作量に基づいてトナー残量を検知するセンサ機構を備えたトナー残留量検知装置を装置側に設けたことにより、トナーカートリッジ内のトナー残量を検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１１に示したトナーカートリッジのＡ−Ａ断面矢視図である。
【図２】第１の実施の形態による電子写真カラー記録装置の模式図である。
【図３】画像形成装置の断面図である。
【図４】トナーカートリッジの分解斜視図（１）、図５は、図６は、図７は、図８は、図９は、図１０はである。
【図５】トナーカートリッジの分解斜視図（２）である。
【図６】トナー回収部の詳細図である。
【図７】トナー収容部の詳細図である。
【図８】サイドプレートの詳細図である。
【図９】操作ノブと攪拌シャフトとの関係説明図である。
【図１０】ボスの正面図である。
【図１１】トナーカートリッジの部分外観図である。
【図１２】印刷プロセスカートリッジの外観斜視図である。
【図１３】トナーカートリッジのトナー残量を検知する制御ブロック図である。
【図１４】トナーカートリッジ装填動作図（１）である。
【図１５】トナーカートリッジ装填動作図（２）である。
【図１６】トナー供給動作説明図である。
【図１７】トナーカートリッジ内のトナー残量を示す説明図である。
【図１８】トナー残量検知動作説明図である。
【図１９】センサレバーの斜視図である。
【図２０】第２のレバーの連結部を示す詳細図である。
【図２１】第３の実施の形態によるセンサ機構の分解斜視図である。
【図２２】第３の実施の形態によるトナー残留量検知装置を示す側面図である。
【符号の説明】
１６ 印刷プロセスカートリッジ
１７ トナーカートリッジ
２６ カートリッジケース
５１ トナー攪拌機構
５２ 攪拌シャフト
５２ａ 第１のクランク部
５２ｂ 第２のクランク部
５３ 揺動部材
９１ ホール素子
Claims (8)
- トナー画像を形成する画像形成装置に着脱自在に搭載され、開口部を開いて画像形成装置の現像部にトナーを供給するトナーカートリッジにおいて、
トナーカートリッジ内に収容されたトナーを攪拌するとともにトナー残量を検出するためのトナー残量検出機構を備え、
前記トナー残量検出機構は、
トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、前記開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、
前記トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、該トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へ該トナー攪拌機構の動作を伝達する伝達部材とを有することを特徴とするトナーカートリッジ。 - 前記伝達部材は前記他端部に永久磁石を固着したロッドとを備え、前記トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換し、トナーカートリッジの上壁に設けられたフィルム部材を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へ該往復動作を伝達することを特徴とする請求項１記載のトナーカートリッジ。
- 前記伝達部材は前記他端部に磁性体を固着したロッドとを備え、前記トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換し、トナーカートリッジの上壁に設けられたフイルム部材を挟んでトナーカートリッジ外部上方側に設けられる検出部へ該往復動作を伝達することを特徴とする請求項１記載のトナーカートリッジ。
- 装着されたトナーカートリッジの開口部を開いて供給されたトナーによりトナー画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーカートリッジは前記画像形成装置に着脱自在に設けられ、
トナーカートリッジ内に収容されたトナーを回転動作により攪拌する第１のクランク部と第１のクランク部に対向する第２のクランク部とを有し、前記開口部の近傍のトナーカートリッジ側壁に端部を回転自在に軸支された攪拌シャフトを備えたトナー攪拌機構と、
前記トナー攪拌機構の第２のクランク部に回転自在に接続した一端部とトナーカートリッジの上壁のガイド部に摺動自在に係合する他端部とを備え、該トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジ外部上方側に該トナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換してトナーカートリッジの上壁を介して伝達する伝達部材とを備え、
前記装置側には、
前記伝達部材の動作量を検出するセンサ機構を前記トナーカートリッジの上壁を挟んでトナーカートリッジの上方部側に備え、該センサ機構がトナーカートリッジの上壁を介して検出する該伝達部材の動作量に基づいてトナー残量を検知するトナー残留量検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 - 前記第１のクランク部と交差する突起部を有して該トナーカートリッジ側壁に回転自在に軸支され前記トナー攪拌機構の攪拌シャフトを上死点まで回転するボスを備え、
前記トナー残留量検知装置のセンサ機構は、前記ボスにより上死点まで回転するトナー攪拌機構の回転動作及び上死点から下死点まで自重で回転するトナー攪拌機構の回転動作を往復動作に変換する前記伝達部材の他端部の動作量を検出し、トナーカートリッジ交換時のトナー残量によるオン時間を閾値にして、オン時間が閾値を越えたとき、トナーカートリッジ交換の通知を出力することを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。 - 前記センサ機構は、一端部に前記ロッドの他端部を吸引する永久磁石を有して支軸に回動自在に支持されたセンサレバーと、前記センサレバーの他端部によりオン／オフ状態に切り替えられるホトセンサとを前記トナーカートリッジ外に備えた請求項５記載の画像形成装置。
- 前記センサレバーは、前記ホトセンサをオン／オフ状態に切り替える他端部を有して前記支軸に回動自在に支持された第１のレバーと、前記永久磁石を一端部に有する第２のレバーとを第２の支軸により回動自在に連結し、前記画像形成装置をアップさせる際に画像形成装置に当接して回動する請求項６記載の画像形成装置。
- 前記センサ機構は、前記ロッドの他端部に固着された永久磁石と、前記トナーカートリッジの上壁を挟んでロッドの他端部に対向する位置に付勢され、前記永久磁石によりオン／オフ状態に切り替えられるホール素子とを備えた請求項５記載の画像形成装置。
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