JP3862745B2 - トナー供給容器及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

トナー供給容器及び電子写真画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、トナーを用いて、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置にトナーを供給するためのトナー供給容器及び電子写真画像形成装置に関する。
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて、記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)ファクシミリ装置及びワードプロセッサー等が含まれる。
電子写真複写機や、レーザービームプリンター等の電子写真画像形成装置は、一様に帯電させた感光体ドラムに選択的な露光を行う。そして静電潜像を形成する。そして、その静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。その後該トナー像を記録媒体に転写して画像記録を行なう。このような装置にあっては、トナーがなくなる都度トナーを供給しなければならない。ここで画像形成装置にトナーを供給するためのトナー供給容器は、収納したトナーを画像形成装置本体のトナー受け入れ容器に一度に全量補給する、所謂供給型容器と、画像形成装置本体に容器を装着後、そのまま該容器を据え置く、所謂据え置き型容器とに大別される。ここで据え置き型容器はトナーを使い切るまで徐々に現像装置にトナーを供給する。
近年、画像形成装置のコンパクト化を図るため、トナー供給容器は据え置き型が使用される傾向にある。さらに、トナー供給容器を交換する際に、容器内に残留するトナーが排出開口から飛散するのを防止するため、該排出開口を封止するための開閉部材を設けている。
例えば特公平7−82268号公報に記載された、本体に装着された後に、容器が回動することにより、排出開口が開閉可能となる機構が知られている。
また、特開平7−306578号公報に記載された、排出開口を開閉するためのハンドルを備えた機構が知られている。
本発明は後述の従来の技術を更に発展させたものである。
本発明の目的は、電子写真画像形成装置本体への装着操作性に優れたトナー供給容器、及び、トナー供給容器の装着操作性に優れた電子写真画像形成装置を提供することにある。
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
本出願に係る第1の発明はトナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開閉するシャッター部材と、を有し、電子写真画像形成装置の装着手段に着脱可能なトナー供給容器において、前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材と、該回転部材に設けられ、操作者が前記回転部材を回転させる為の把手部と、前記回転部材に設けられ、前記電子写真画像形成装置に設けられた駆動伝達部材の第1ギア部に係合する回転部材ギア部と、前記シャッター部材に設けられ、前記駆動伝達部材の第2ギア部に係合するシャッターギア部と、を有し、前記装着手段に対し、前記回転部材に対して前記シャッターが装着方向下流側となるような方向で装着された状態において、前記回転部材の回転方向への前記トナー収納部の移動が規制され、かつ、前記トナー供給容器の前記装着手段への装着によって、前記第1ギア部と前記回転部材ギア部、及び、前記第2ギア部と前記シャッターギア部が、それぞれ係合することで、前記回転部材と前記シャッター部材との間の駆動伝達経路が形成され、該駆動伝達経路の形成によって、前記回転部材からの駆動力により前記シャッター部材の開閉が可能となるよう構成され、前記シャッターギア部の歯先は、前記回転部材ギア部の歯先よりも、前記トナー供給容器に近い側に位置し、前記トナー供給容器の装着動作の際、前記シャッターギア部は、前記第1ギア部に対向する位置を通過した後、前記第2ギア部と係合することを特徴とするトナー供給容器である。
本出願に係る第2の発明はトナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開閉するシャッター部材と、を有するトナー供給容器と、該トナー供給容器が着脱可能な装着手段と、を備えた電子写真画像形成装置において、前記トナー供給容器は、前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材と、該回転部材に設けられ操作者が前記回転部材を回転させる為の把手部と、該回転部材に設けられた回転部材ギア部と、前記シャッター部材に設けられたシャッターギア部と、を有し、前記電子写真画像形成装置は、前記回転部材ギア部と係合する第1ギア部と、前記シャッターギア部と係合する第2ギア部、とを備える駆動伝達部材を有し、前記回転部材に対して前記シャッターが装着方向下流側となるような方向に前記トナー供給容器が前記装着手段に装着された状態において、前記回転部材の回転方向への前記トナー収納部の移動が規制され、かつ、前記トナー供給容器の前記装着手段への装着によって、前記第1ギア部と前記回転部材ギア部、及び、前記第2ギア部と前記シャッターギア部が、それぞれ係合することで、前記回転部材と前記シャッター部材との間の駆動伝達経路が形成され、該駆動伝達経路の形成によって、前記回転部材からの駆動力により前記シャッター部材の開閉が可能となるよう構成され、前記シャッターギア部の歯先は、前記回転部材ギア部の歯先よりも、前記トナー供給容器に近い側に位置し、前記トナー供給容器の装着動作の際、前記シャッターギア部は、前記第1ギア部に対向する位置を通過した後、前記第2ギア部と係合することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
本発明は前述したように、トナー供給操作性を向上させることができた。
次に本発明の好適な実施の形態の説明として、まず実施の形態1について説明する。次に、他の実施の形態について夫々説明する。
尚、本発明を適用した以下説明する各実施の形態は、電子写真画像形成装置本体にトナーを供給するためのトナー供給容器であって、トナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部に設けられた、収納しているトナーを排出するためのトナー排出開口と、前記トナー排出開口を開封可能に封止するための開閉部材と、前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記トナー排出開口を開放するために、前記開閉部材を移動させるための駆動力を受ける駆動力受け部と、を有するトナー供給容器である。
〔実施の形態1〕
(電子写真画像形成装置)
図20は、本発明のー実施の形態であるトナー供給容器を装着した電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置という)の縦断面図である。
操作者によって、原稿101は原稿台ガラス102の上に置かれる。そして、光学部の103の有する複数のミラーとレンズにより感光体ドラム104上に原稿の光像が結像する。ー方給送カセット105〜108に積載された記録媒体P(例えば用紙、OHPシート等以下、用紙という)のうち、操作部(不図示)から操作者が入力した情報に基づいたサイズの記録媒体を選択する。そして、送り出しローラ105A〜108Aの内、選択された給送カセットに応じたローラが回転する。そしてカセットから送り出された1枚の用紙Pを搬送部109を経由してレジストローラ110まで搬送する。レジストローラ110は、感光体ドラム104の回転と光学部103のスキャンのタイミングとを同期させて、用紙Pを感光体ドラム104へ搬送する。そして、用紙Pは、転写手段111によって、感光体ドラム104上の、トナー像を転写される。その後、用紙Pは分離手段112によって感光体ドラム104から分離される。そして、用紙Pは搬送部113により、搬送されて定着部114に到る。そして、定着部114で熱と圧力により、用紙P上のトナー像を定着させる。その後、
1)片面コピーの場合、用紙Pは、反転部115を通過して、排出ローラ116によりトレー117へ排出される。
2)多重コピーの場合、用紙Pは反転部115のフラッパー118により、搬送路119,120へ搬送される。そして、レジストローラ110まで達する。その後、前記と同様に画像形成部、搬送部、定着部を通り、トレー117へ排出される。
3)両面コピーの場合、用紙Pは、反転部115を通り、一度、排出ローラ116により、その一部を機外へ排出する。その後、用紙Pの終端がフラッパー118を通過した後、前記排出ローラ116を逆回転させる。そして、用紙Pを再度機内へ搬送する。この用紙Pは、搬送部119,120へ搬送されて、レジストローラ110まで至る。そして、前記と同様に画像形成部、搬送部、定着部を通りトレー117へ排出される。
上記構成の電子写真画像形成装置において、感光体ドラム104の回りには、現像装置201、クリーニング手段202及び、一次帯電手段203が配置されている。現像装置201はトナーを用いて、感光体ドラム104に形成された静電潜像を現像する。そして、前記現像装置201にトナーを供給するためのトナー供給容器1が装置本体124に取り外し可能に装着されている。
ここで、前記現像装置201は感光体ドラム104と微小隙間(約300μm)をおいて現像ローラ201aを有する。そして、現像に際しては、現像ブレード201bによって、現像ローラ201a周面に薄層のトナー層を形成する。そして、現像ローラ201aに現像バイアスを加えることにより、感光体ドラム104に形成された静電潜像を現像する。
また、帯電手段203は、感光体ドラム104を帯電するものである。また、クリーニング手段202は感光体ドラム104に残留するトナーを除去するものである。現像によって減少するトナーは、トナー供給装置100から順次補給される。
ここで、トナー供給容器1の交換について説明する。
まず、トナー供給装置100内のトナーが無くなったことが報知部124aに報知される。そこで、操作者は、図21に示すように、装置本体124に設けた開口部122を覆う開閉部材121を開ける。開口部122の奥には、トナー供給容器1を取り外し可能に装着するホルダー31(装着手段)が設けられている。このホルダー31に、トナー供給容器1をその長手方向に沿って挿入する。この際、容器1は、ホルダー31の長手方向に沿って設けたガイドに導かれて、所定位置まで挿入される。挿入後、操作者がトナー供給容器1のハンドル15を回転するとトナー供給容器1内のトナーが現像装置201に供給される。そして、操作者が、上記開閉部材121を閉めると、電源スイッチが入り画像形成装置は駆動可能となる。
即ち、センサ(図示せず)が現像装置201内のトナーtが減少した信号を発すると、図19に示すトナー搬送部材29が回転する。そしてコンテナ11内のトナーが除々に現像装置201に供給される。そして、トナーの量が所定量に達すると、搬送部材29は停止する。この動作を繰り返す。そして、センサーが前記信号を発しても、トナーが供給されない場合には、報知部124aにトナー供給容器1を交換する旨の表示を行う。尚、201c,201dは現像位置トナー搬送部材である。
(トナー供給容器)
本実施形態のトナー供給容器1(図1参照)は、画像形成装置内のトナー供給装置100に装着される。そして、そのまま据え置かれて、収納しているトナーを使い切るまで徐々に現像部へトナー供給する。所謂据え置き型(ビルトイン)である。しかしながら、本発明のトナー供給容器は、所謂据え置き型に限定されずに、例えば、所謂供給型等にも適用される。
前記トナー供給容器1は、図2の部品分解図に示すように、トナー収納部であるトナーコンテナ11、トナーコンテナ11の長手方向の両端側に夫々取り付けられる第1フランジ12、第2フランジ13、を有する。また前記第1フランジ12に嵌入するキャップ14、第1フランジ12に回動可能に嵌合するハンドル15を有する。そして、トナーコンテナ11のトナー排出開口11aを開閉するシャッタ16を有する。なお、トナー搬送手段として、トナー撹拌部材をトナーコンテナ11内部に設けてもよい(図19参照)。
(トナー収納部の構成)
トナー収納部としてのトナーコンテナ11は、中空円筒状部材である。そして、その円周上には、トナー排出開口11aが設けられている。また前記トナー排出開口11aの短手両端部には、係合部11bが設けられている。この係合部11bは,シャッタ16と係合して、シャッタ16を円周方向(矢示a方向)に開閉可能とする。
なお、本実施の形態では、形状を一体品の円筒状としたが、円筒形状に限られたものではない。例えば、長手方向と交差する断面が、楕円形、角を有する形状等であっても良い。かつ該トナーコンテナ11の構成、及び、部品点数についても特に限は有さない。トナーコンテナ11には粉体トナーが充填されている(以下同じ)。トナーは例えば、黒色トナー,色トナー,ー成分磁性トナーあるいはー成分非磁性トナー等が適宜選択される。
(第1、第2フランジ12,13の構成)
第1、フランジ12及び、第2フランジ13は、夫々中空円筒形である。そして、トナーコンテナ11の長手方向の両端に嵌合して接着固定される。そして、トナーコンテナ11を封止する。また、第1フランジ12にはトナー充填用の開口12aが設けられている。該開口12aは、コンテナ11にトナーを充填後、キャップ14を嵌合して密閉される。また第2フランジ13は端板13bを有する。また第2フランジ13の外周面に母線方向に沿って突起13aが設けられている。この突起13aは容器1を画像形成装置本体へ挿入する際の円周方向の位置決めを行う。また、コンテナ11が装置本体内で回転することを防止する。尚、容器1内に収納しているトナー色に対応して突起13aの位置を異にすることにより、誤装着の防止を行うこともできる。また前記突起13aはトナーコンテナ11、または、第1フランジ12に設置しても構わない。しかしながら、操作性の観点から第2フランジ13への設置が好ましい。突起13aを第2フランジ13へ設置することによって、例えば操作者が挿入時の位置決めを認識し易い。また、異種トナーを充填されたトナー供給容器の誤装着の認識をいち早く行なうことができる。
なお、第1、フランジ12,第2フランジ13は、トナーコンテナ11、または、該トナーコンテナ11の一部と一体化した構成でも良い。また第2フランジ13が特有の非円筒形状ならば、突起13aは、特に設けなくても構わない。
(回転部材の構成)
回転部材であるハンドル15は、円筒形である。そしてその一端には、矩形状の把手15eを有している。また、他端は、中空で円筒形に開放されている。ハンドル15は第1フランジ12に回動可能に結合される。そしてハンドル15には駆動力を伝達するための係合部15aが外周のー部に沿って設けられている。前記係合部15aは、ギア15a1を有する。ここで、ハンドル15はギアを有する部材、即ちギア部材である。そして、係合部15aはトナー供給容器1を画像形成装置本体124に装着した際に、装置本体124に設けた駆動力伝達部材21(回転力伝達部材)に設けられた駆動力受側係合部21aとしてのギアと係合する(図3、図5)。ここで、前記係合部15aはトナー供給容器1を装置本体124に装着するという一連の動作でもって、駆動力受側係合部21aと係合可能である。そのために、係合部15aはハンドル15の外周面に設置されることが好ましい。なお、駆動力伝達部材21は、装置本体124に回転自在に支持される軸21sの両端に、夫々ギアである駆動力受側係合部21aと駆動力伝達側係合部21bを有するギア部材である。尚、この軸21sは、装置本体124に(図示せず)によって取り付けられている。
駆動力達部材21のー端に設けた係合部21aと係合部15a、及び、駆動力伝達部材21の他端に設けた係合部21bとシャッタ16の駆動力受側係合部22aは互いに噛合うことのできるギアである。このギアは容器の円周方向に沿って複数個の歯を有す。尚、ギアに限定されることはなく、例えば、摩擦車、ピンホイル車、シャッタ16の開閉に要する回転角が小さい場合には1歯のギア(突起)であっても良い(以下の実施の形態においても同じ)。
またトナー供給容器1を画像形成装置本体124に装着する前、そして、取り外し後、前記ハンドル15がトナーコンテナ11側に係止されるように、ロック部材15bを設けている(図7、図8)。前記ロック部材15bはハンドル15の円筒外周に設けた長溝15cに長手方向に移動自在に嵌合している。そして、溝15cの端部とロック部材15bの間には圧縮コイルばね15dが設けてある。そこで、トナー供給容器1が装置本体124から取り外されているときには、ロック部材15bはばね15dのばね力によってトナーコンテナ11の穴部12bに嵌合している(図8(a))。したがって、ハンドル15は回動できない。尚、ハンドル15をトナーコンテナ11に係止可能で、かつ装着時に解除可能ならば、ロック機構の構成については限定されない。尚,ロック機構は、必要に応じて設ければ良い。
一方、装置本体124のトナー補給装置100には本体突起23が固設してある。この本体突起23は、トナー供給容器1をトナー補給装置100へ装着する過程でロック部材15bの進行を阻止する。したがってロック部材15bは後退して、穴部12bから外れる。そこでハンドル15は回転可能となる。
(トナー搬送部材)
図19に示すようにトナー供給容器1内にスクリュー25を備える。このスクリュー25は、互いにねじれ方向の異なるねじ羽根25R,25Lを備えている。そして、図示矢印a,bで示すようにトナーコンテナ11中のトナーをトナー排出開口11aに向って送る。このスクリュー25は、第2フランジ13の端板13bに回転自在に支持されている。そして、この端板13b外部においてギア26がスクリュー25の軸に固定されている。このギア26は、トナー供給容器1を装置本体124へ装着した際に、装置本体124の駆動源につらなるギア(不図示)と噛み合う。
また図19(b)に示すように、トナー搬送部材として搬送翼28を用いても良い。この搬送翼28は第2フランジ13の端板13bに回転自在に支持され、かつ、この端板13b外部において上記ギア26に固定されている搬送軸27に固定されている。そして、プラスチック等の可撓性部材からなるこの搬送翼28は、トナー排出開口11aに向って図の上から見て傾斜する爪部28aを有する複数の翼を備えている。そのため、図示矢印a,bで示すのように、トナーコンテナ11中のトナーをトナー排出開口11aに向って送ることができる。
(シャッタ16の構成)
開閉部材であるシャッタ16は、トナー排出開口11aの周囲に設けられた係合部11bと係合している。そして、該トナー排出開口11aを開閉可能に円周方向に沿ってスライド移動する。即ち、シャッタ16のトナー供給容器1の長手方向と直角な断面は円弧形状であってトナーコンテナ11の外周面に沿う形状である。
また該シャッタ16は、トナー供給容器1を装置本体124に装着した際、装置本体124に設けた、係合部21bと連動するシャッタ係合部材22と係合する。即ち、係合部21bと係合部材22は、装置本体124に設けられている。そして、容器1が長手方向に沿って装置本体124に装着された際に係合部材22とシャッタ16とが係合する。
シャッタ係合部材22は、図4(b)に示すように、装置本体124に設けられた軸受部2に回転自在であって軸方向に移動しないように支持されている。そして、外周の一部に、ハンドル15からの回転力を受ける回転力受け部として駆動力受側係合部22aを有する。また、係合部材22には、シャッタ16の容器挿入方向両側縁(駆動力受け部)16cと嵌合する嵌合部22bが設けられている。尚、係合部22aは複数個の歯を有する。そして、シャッタ16は、嵌合部22bと接触する接触部16nで、回転力を受ける。即ち、16nは回転力受け部である。
また図4(c)に他の実施の形態を示す。本実施の形態では、係合部材22は、トナー補給装置100内に設けられたレール部(図示せず)と係合して周方向に移動するよう、軸方向の両端にスライド部22cを設けている。そして、トナー補給装置100から現像装置201へと通ずるトナー補給開口部を開閉するシャッタ機構を兼ねている。
(トナー補給操作)
次に、本実施の形態のトナー供給容器1を用いたトナー補給操作について説明する。
(1)トナー供給容器1の装着
上記の如く構成されたトナー供給容器1を、装置本体124のトナー補給装置100内へ矢印c方向(図21)から装着する。この際に、トナー供給容器1の突起13aを装置本体124の係合部24に係合させながら挿入する(図5,図6)。先ず、係合部材22の嵌合部22bがシャッタ16と嵌合する。そしてシャッタ16は該嵌合部22bを摺動して進む。そして、装置本体124に設けられた係合部21aとハンドル15に設けられた係合部15a、そして、本体に設けられた係合部材22とシャッタ16が、各々係合する(図3,図5)。さらに図8(a)→図8(b)に示すように、ロック部材15bが突起23により進行を阻止される。したがって、ロック部材15bは圧縮コイルばね15dを圧縮し乍ら溝15cへ進入し、ロック部材15bは穴部12bから外れる。これによって、該ハンドル15とトナーコンテナ11側の係止が解除される。そして、該ハンドル15は、トナーコンテナ11に対して手動で回動自在となる。即ち、回転部材であるハンドルと駆動力受け部を有するシャッター部材との間の駆動連結はトナー供給容器1を電子写真画像形成装置に装着されることによって為される。
(2)トナー補給
図4(a)、及び、図6に示す。トナー供給容器1が装置本体124内に装着された状態で、操作者がハンドル15を手動で反時計方向へ回動させる。すると、回動による駆動力が、該ハンドル15の係合部15aから、係合部21aを介して装置本体124に設けられた伝達部材21に伝達される。さらに、駆動力は、係合部21bに連動する係合部22aを介して係合部材22まで伝達される。このように伝達された駆動力によって、シャッタ16はコンテナ11の円周方向にスライドする。そして、トナー排出開口11a(幅W)が開口し、トナー補給が可能となる。尚その際、容器1の突起13aが装置本体124に設けられた係合部24により係合されている。そのため、コンテナ11はハンドル15の回動に連動しない。
(3)トナー供給容器1の取り外し
操作者がハンドル15を時計方向へ回動することにより、シャッタ16に(2)と同様の順序で逆向きの駆動力が伝わる。そして、シャッタ16は、トナー排出開口11a(幅W)を閉じる。さらに、操作者が容器1をトナー補給装置100から引き出す。これにより、ロック部材15bは第1フランジの穴部12bと嵌合する。そしてハンドル15はコンテナ11側に係止される。これによって、一連のトナー補給操作が完了する。このような構成とすることにより、一連のトナー補給動作において、コンテナ11は動かない。そのため、コンテナ11の形状の制約はなくなる(円筒形状でなくても構わない)。また、シャッタ16をハンドル15とは別部材とすることにより、トナー排出開口11aの位置をハンドル近傍とする制約もなくなり、トナー供給容器1の設計の自由度を高くできる。また、容器1を装置本体124の装着位置に装着することによって、シャッタ16を開くことができる。したがって、容器1が装置本体から取り外されている状態ではシャッタ16は不用意に開くことを防止できる。
次に、トナー補給操作について説明する。
本実施の形態の容器1は、係合部15a、係合部21a、係合部21b、そして、係合部22aという複数の係合部を通じて、ハンドル15の回転力をシャッタ16に伝えている。そのため、これら係合部の係合比(ギア比)を自由に設計することが可能となる。
このことにより、シャッタ16のスライド移動距離が長い場合には、ハンドル15の係合比(ギア比)を高くして、ハンドル15の操作(回動)距離を短くする。また、シャッタ16の開閉トルクが高い場合には、ハンドル15の係合比(ギア比)を低くしてハンドル15の操作(回動)トルクを低くすることもできる。
このような構成とすることにより、ハンドル15の回転角度や操作トルクを適宜選択をすることができる。
尚、駆動伝達部材21、係合部材22、各々ハンドル15、及び、シャッタ16の形状や構成、そして部品点数については適宜選択できる。またハンドル15の回転方向も、特に、制限は有されない(他の実施の形態においても同じである)。
〔実施の形態2〕
次に実施の形態2として、シャッタ16の他例を図9〜図15に示す。なお、前述した実施の形態1と同一機能を有する部分は同一符合を付けて説明を援用する。
図9に示す実施の形態2は、実施の形態1において、装置本体124に設けられている駆動力受側係合部22aをトナー供給容器1に設けたものである。即ち、トナー供給容器1のシャッタ16に駆動力受側係合部16aを設けたものである。前記シャッタ16に設けられた係合部(駆動力受け部)16aは、装置本体124へ容器1を挿入する一連の動作で、係合部21bと係合する。ここで、係合部16aはシャッタ16の外表面上に設置されている。そして、係合部16aは、係合部21bのギアと噛合する複数個の歯を有する。尚、歯の設置数は限定されない。
また前記係合部16aは、容器1の突起13aを装置本体124の係合部24に係合させながら、装置本体124のトナー補給装置100へ挿入する。これによって係合部16aは装置本体124に設けられた駆動伝達部材21の有する駆動力伝達側係合部21bと係合する(図10,図12)。
そして、操作者がハンドル15を回転させると、その回転による駆動力が、該ハンドル15に設けられた係合部15aから、係合部21aを介して伝達部材21に伝達される。さらに係合部21bからシャッタ16に設けられた係合部(駆動力受け部)16aまで伝達される。このように伝達された駆動力によってシャッタ16はトナーコンテナ11の係合部11bを円周方向へスライド移動する。これによって、トナー排出開口11a(幅W)が開口する(図11,図13)。そして、トナー補給が可能となる。またトナー排出開口11a(幅W)の閉じ動作は、前述したのとは反対向きの駆動力伝達により行なわれる。
このような一連のトナー補給動作において、実施の形態1と同様に、容器1の突起13aが装置本体124の係合部24により係止されている。そのため、トナーコンテナ11はハンドル15の回転に連動せず、装置本体124で固定されている。
なお、容器1の装置本体124に設けられたトナー補給装置201への装着は、図14に示すように、第2フランジ13側からの矢示X方向の挿入により行なわれる。そのため、係合部16aは、伝達部材21の係合部21aを通り抜けて、奥側の係合部21bと係合する(図10、図12)。したがって、図15(a)に示すように、係合部16aの外形は、係合部15aの外形よりも小さい。もしくは、図15(b)に示すように、装置本体124に装着前の係合部16aと係合部15aの角度が、周方向で相対的にずれていて重ならないことが、容器1の装置本体124への装着操作性の点から好ましい。
本実施の形態によれば、係合部材22を不要とし、かつ装置本体側の構造も簡略化できる。
さらに図16に示すように、係合部16aをシャッタ16の両端に二箇所設置することで、シャッタ16はスライド移動をより円滑に行なうことが可能となる。尚、係合部16aは勿論一箇所であっても良いし、あるいは、3箇所以上であっても良く、適宜選択できる。また図17に示すように、シャッタ16のスライド移動方向をコンテナ11の軸方向とする。そして、係合部16aはコンテナ11の軸方向に沿って設置したラック構成でも構わない。この場合には、装置本体には、係合部15aと噛み合う係合部21aと、傘歯車21cを端部に備えた第1駆動伝達部材21Aを設ける。また、ピニオン21eを軸21fで回転自在に支持された第2駆動伝達部材21Bを設ける。尚、ピニオン21eは、歯車21Cと噛み合う傘歯車21dとー体である。これによって、第2駆動伝達部材21Bのピニオン21eは係合部16aの奥側端部と噛合う。したがって、操作者がハンドル15を回転することにより、ピニオン21eが回転し、シャッタ16を奥側へ送る。
〔実施の形態3〕
次に実施の形態3として、トナーコンテナ11部の他例を図18に示す。なお、実施の形態2と同様に、前述した実施の形態1と同一機能を有する部分は同一符合を付けて説明を援用する。
図18に示す実施の形態3は、実施の形態2と同様に、係合部材22の係合部22aを、容器1のシャッタ16に係合部(駆動力受け部)16aとして設ける。そして、コンテナ11の形状を非円筒状として構成したものである。即ち、コンテナ11の長手方向と直交する断面が半円に近い円弧部11dに台形部11cを接続したものである。その内部は1つの空間となっている。シャッタ16は台形部11cの側面に沿って短手方向(容器1の着脱方向と直交する方向)に、移動する(矢示Y方向)。そして、トナー開口11aを開閉する。伝達部材21(図18nは図示せず)は、実施の形態1と同様であって、係合部21aが係合部15aと噛合い、係合部21bが係合部(駆動力受け部)16aと噛合う。ここで、係合部16aはシャッタ16にその移動方向に沿って設けたラックである。本実施の形態3は、実施の形態1、及び実施の形態2と同様に、コンテナ11の回転操作無しでトナー補給を行なうことができる。したがって、コンテナの形状に制限がない。そこで、図13に示すような、従来デッドスペースとなっていたトナーコンテナ装着部の上方の空間をコンテナ11として使用することが可能となる。
このような形状とすることで、トナーコンテナ内の容積の増大が可能となり、トナー供給容器としてスペース効率の高い設計が実現できる。なお、トナーの排出性、及び、トナー残量の削減の点から、コンテナ11の内部に、トナー搬送手段を設けることがより好ましい。
尚、上述の実施の形態1〜3において、ハンドル15の回転角は60度から120度が操作上好適である。
〔実施の形態4〕
次に、実施の形態4を具体的に説明する。ここでは、説明の順序として、(1)トナー供給容器を装着する画像形成装置本体の全体構成、(2)トナー供給容器の構成、(3)トナー補給操作方法、の順に説明する。
〈トナー供給容器を装着する画像形成装置本体の全体構成〉
図22は、本実施の形態のトナー供給容器を装着する、フルカラー画像形成装置本体124Aの縦断面図である。
マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー画像を形成するための感光体ドラム104a・104b・104c・104d、及び、これら感光体ドラム104a〜104dの下部に配置された転写ベルト125を備える。超音波モータ(不図示)の駆動力により回転される感光体ドラム104a・104b・104c・104dの周囲には、それぞれ一次帯電器203a・203b・203c・203d、現像器204a・204b・204c・204d,および転写帯電器111a・111b・111c・111dが配置されている。また感光体ドラム104a〜104dの上方にはLED等で構成される露光装置103a・103b・103c・103dが配置されている。
感光体ドラム104a・104b・104c・104dをそれぞれ帯電器203a・203b・203c・203dにより帯電する。そして、色分解したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の光像を露光装置103a・103b・103c・103dにより露光する。これによって、感光体ドラム104a・104b・104c・104dにイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色の各色のトナー画像のための静電潜像を形成する。次いで、それぞれの潜像を現像器204a・204b・204c・204dにより現像する。そして、感光体ドラム104a・104b・104c・104dにイエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色のトナー画像を順次、形成する。
用紙Pは、カセット105または106からピックアツプローラ105Aまたは106Aにより一枚ずつ送り出される。そして、搬送ローラと紙ガイドからなる搬送部109を経て、レジストローラ110に送る。そして、ローラ110でタイミングを合わされた後、転写ベルト125に静電吸着されて矢印A方向に搬送される。転写ベルト125に吸着された用紙Pは、転写ベルト125の回転により各感光体ドラム104a・104b・104c・104dと対向した転写部に順次搬送される。そして、感光体ドラム104a・104b・104c・104dに形成された各色のトナー画像が用紙P上に、転写帯電器(転写ブレード)111a・111b・111c・111dの作用により重ね合わせて転写される。これによって、用紙Pに、フルカラートナー画像が形成される。
4色のトナー画像が転写された用紙Pは、転写ベルト125から定着部114へ搬送される。ここで、熱および圧力を受けてトナー画像が用紙Pに定着される。これにより用紙Pにフルカラーのプリント画像が形成される。その後、定着部114の下流に設けられた排紙搬送手段126によって装置本体124Aの機外に排出される。
尚、ベルト搬送部127は、転写ベルト125を、パルスモータ128から駆動力を受ける駆動ローラ129、及び、複数の支持ローラ131,132,133に懸回したものである。
転写ベルトクリーナ134は転写ベルト125上に付着したトナーを、除去するものである。そして、必要に応じて、接離機構(不図示)により、転写ベルト125に対して接触する。そして、クリーナ用のブラシが回転して、転写ベルト125上のトナーを掻き取る。
トナーはトナー補給装置100a,100b,100c,100dから現像器204a・204b・204c・204dへ補給される。
トナーが無くなった時は、操作者が装置本体124Aの前扉(不図示)を手前方向に開く。そして、トナー補給装置100a,100b,100c,100d内に収納されているトナー供給容器を交換する。そして前扉を閉じると電源スイッチが入る。これによって、交換した新しいトナー供給容器1a,1b,1c,1d内のトナー搬送部材が装置本体124Aからの駆動力を受けて回転を始め、トナー補給装置100a,100b,100c,100d内にトナーが補給される。
〈トナー供給容器の構成〉
本実施の形態のトナー供給容器1a,1b,1c,1dは、図22に示すカラー複写機本体124Aに設けられたトナー補給装置100a,100b,100c,100dに装着される。そしてそのまま据え置いてトナーを使い切るまで徐々にトナー補給装置100a,100b,100c,100d内へトナーを補給する。所謂据え置型のトナー供給容器である。
前記トナー供給容器100a,100b,100c,100dは夫々同じ構成である。図23に示すように、第1フランジ12及び、第2フランジ13を溶着して一体化されるトナーコンテナ11を有する。そして前記トナーコンテナ11の一端に嵌入するキャップ14を有する。また、トナーコンテナ11の一端に回動可能に嵌合するハンドル15を有する。そして、トナーコンテナ11の内部に設けられたトナー搬送部材(不図示)、及び、トナー搬送部材を軸支し、かつ駆動を伝達するカップリング(不図示)を有する。また、トナーコンテナ11のトナー排出開口11aを開閉するシャッタ16、及び、シャッタ16とトナー排出開口11aをシールするシール部材35を有する。
(トナーコンテナ)
トナーコンテナ11は、図27に示すように、長手方向と直交する断面が半円に近い円弧部11gに長方形部11hを接続した形状である。そして内部は一つの空間からなる中空筒状部材であって、トナーが収納される。そして、その円弧部11gの外周面にはトナー排出開口11aが設けられている。また、該トナー排出開口11aの長手方向両側の周囲にはシヤッタ支持部材11eが設けられている。シャッタ16は支持部材11eに支持されて、トナー排出開口11aを閉鎖する閉鎖位置(図27(a))と、該閉鎖位置から退避して前記トナー排出開口11aを開放する開放位置(図27(b))とを取り得る。尚、コンテナ11の長手方向と交差するトナー排出開口11aの大きさによっては、シャッタ16のスライド距離を長くする必要がある。そのため、図24に示すように、円弧部を延長させて中心角θがほぼ270度の円弧形状としてもよい。
そして突起32が第2フランジ13に設けられている。この突起32は、容器1aを装置本体124Aに設けられたトナー補給装置100a,100b,100c,100dに装着した際の位置決めに用いられている。また、この突起32は、コンテナ内に収納しているトナーの色に対応して位置を異にすることにより、異種トナーを充填したトナー供給容器を別の装着部に装着できないようにしている。即ち、突起32は色識別機能を有する。突起32は、異なった色のトナーを収納しているコンテナ11の外周面上に、好ましくは、トナー供給容器のトナー補給装置への挿入方向の先端部(下流側)の外周面上に、夫々の位置を異にして設けられている。これによって、ユーザーが挿入時の位置決めと、そして異種トナーを充填されたトナー供給容器を誤まって装着しようとした際の認識をいち早く行なえる。
さらに、容器挿入方向後端部(上流側)には、トナーを充填するためのトナー充填口として開口12aが設けられている。該充填口12aの内部には、十字状のリブ12cが設けられている。そしてその中心には、後述するトナー搬送部材を軸支するための軸孔12dが設けられている。そして該充填口12aの周囲には、後述するハンドルと嵌合するための円形状壁部12eが設けられている。該充填口12aはトナー充填後、キャップ14を嵌入して密閉される。そして第1フランジ12はトナーコンテナ11に接合され一体化される。
また第2フランジ13の端面には、トナー搬送部材をコンテナ11の外部から軸支し、かつ、駆動力を伝達する駆動力受け部(例えば、カップリング)を挿入するための孔13cが設けてある。また、該孔13cの周囲には、前記カップリングの外周面を支持するための壁部13d(図23、図31参照)が設けられている。
尚、コンテナの形状は、例えば、四角柱、六角柱や円筒状等適宣選択できる。(ハンドル)
ハンドル15は円筒形である。そしてその一端は一文字形の把手15eを有する。またその他端は、内部が空胴で円筒形に開放されている。ハンドル15は、コンテナ11の一端に設けられた壁部12eに対して、手動作により回動可能に嵌合される。そして、駆動力を伝達する係合部15aが設けられている。この係合部15aは、ハンドル15の外周面に設けられている。そして、複数個の歯を有している。
該係合部15aは、各容器1a,1b,1c,1d補給装置100a,100b,100c,100dのいずれかに挿入した際に、該補給装置に設けられた駆動力伝達部材21の係合部21aと係合可能なセグメントギア形状を有している。そして容器1を挿入する一連の動作によって、係合部21aと係合可能である。
図25に示すように駆動力伝達部材21は、各補給装置に回転自在に支持される軸21sの両端に、係合部21aと係合部21bを有する。ここで、係合部21a,21bはギアであって複数個の歯を有する。なお本実施の形態において、係合部21aは、ギア一枚から構成されている。しかしながら、駆動力受け機構を有していれば、前述した通り、その構成やギアの枚数については特に制限は無い。また、本実施の形態において、係合部21bは、駆動力伝達側係合部21gとしてのアイドラギアを介して、セグメントギアであるギア16dと噛合している。尚、本実施の形態では、伝達部材21、係合部21a,21b、及び、係合部21gが装置本体に設けられている。
(トナー搬送部材)
トナー搬送部材29を支持する搬送軸27は、その一端が軸孔12d(図23)に回転自在に軸支されている。そして他端がカップリング26a(図26)によって回転力を伝達されるように軸支されている。そして、搬送部材29は軸27に固定された可撓性部材からなる搬送翼28を有する。尚、カップリング26aはコンテナ11に回転自在に支持されている。
この搬送翼28は、円弧形部分11g(図23、図27)の内周面と摺擦する。そして、翼28は、トナー排出開口11aに対し先端側が、回転方向に対して傾斜した爪部28aを有する複数の翼を備えている。そのため、コンテナ11内のトナーを開口11aへ向かって送ることができる。この開口11aは、容器1aの装置本体124Aに対する挿入方向から見て手前側(上流側)に配設されている。よって、爪部28aは、総て同方向を向いている。また前記カップリング26aは、各容器1aを各補給装置100aに装着した際に、補給装置に設けられた駆動側カップリング(不図示)と噛み合い、駆動力を得て搬送部材29を回転する。
尚、コンテナ11内のトナーをトナー排出開口まで搬送可能ならば、トナー搬送部材は必ずしも必要ではない。しかしながら、トナー搬送部材を設けることによって、トナーを確実に供給することができる。
次に図31に、トナー供給容器の駆動力を受ける側の端部を示す。コンテナ11の端面には、駆動力受け部材としてのカップリング26aが回転自在に支持されている。このカップリング26aの軸方向両端は軸継ぎ手となっている。そして、コンテナ11内においては、搬送部材29の搬送軸27の一端と連結されている。コンテナ11の外部には、回転力受け部が設けられている。この回転力受け部は、装置本体124Aに容器1aを装着した際に、各補給装置に設けられた回転力を伝えるための駆動部材と連結される。この回転力受け部は、図31に示すように、半径方向の突起26a1である。そして、突起26a1間の凹部26a2に前記駆動部材の凸部(不図示)が係合して連結される。
(シャッタ)
図23に示すシャッタ16は、シャッタ16の長手方向の両端にスライド部16fが設けられている。このスライド部16fは、開口11aの長手方向の両端に設けられたガイド部材としてのシャッタ支持部材11eと係合する。そして、シャッタ16は、開口11aを開閉可能にコンテナ11の円周方向にスライド移動する。すなわち、シャッタ16の、各容器1a,1b,1c,1dの長手方向と直角な断面は、円弧形状であってコンテナ11の外周面に沿う形状である。尚、スライド部16f、及び、支持部材11eは、長手方向と直角な断面が鉤形である。
そして該シャッタ16は、各容器1a,1b,1c,1dを各補給装置100a,100b,100c,100dのいずれかに装着する際に、図25に示すように、係合部21gとしてのギアと係合可能な駆動力受け部としての駆動力受側係合部16dを有する。この係合部16dは複数個の歯を有する。そして、係合部16dは各容器各補給装置への挿入の一連の動作で、係合部21gと係合可能とする。そのために、係合部16dはシャッタ16の外側表面に設置されることが好ましい。さらに好ましくは、係合部16dの有するセグメントギア形状の歯先円直径と、係合部16d以外のシャッタ16の外径を略同一とする。そして、高さ方向のスペースを節約する。そのために、前記係合部16dは、カップリング26aに近い側のシャッタ16の縁近くの外側表面に設けている。これによって、シャッタ16が閉鎖位置に位置する際に、係合部21gと係合離脱する。また、各容器の各補給装置への挿入の一連の動作で、補給装置100aに設けられた係合部21gと係合部16dを係合させる。そのため、前記シャッタ16のカップリング26aが設けられている側のスライド部16f(16f1)を係合部16dよりも短くしてある(図23、図25のA部)。即ち、スライド部16f1は、各容器を各補給装置へ挿入する際に、前記係合部21gと直面するシャッタ16側の端面16hが、係合部16dとなるよう配置することが好ましい。したがって本実施の形態においては、上記スライド部16f1を短くするために、切り欠き16gを設けている。これによって、係合部21gとシャッタ16が干渉しない。
なお、シャッタ16の肉厚が大きいときは、スライド部16f1はシャッタ16の円弧に沿う全長にわたって設ける。そして、上述の切り欠き16gに相当する部分は、係合部21gが通過可能な凹部としてもよい。
またシャッタ16は、図28に示すように、補給装置100aに設けられたトナー補給開口33を開閉する本体シャッタ34と係合する。そして、容器1aに設けられたシャッタ16のスライド移動に連動して、本体シャッタ34をスライド移動させることができる。
なお本実施の形態における係合部21b,21gは、2枚のギアによって構成されている。しかしながら、駆動伝達機構を有していれば、その構成やギアの枚数については特に制限は無い。
トナー補給装置100aは、夫々図28、図29に示すように、長手方向の断面がコンテナ11に倣って半円筒形の下部54aと矩形の上部54bとを有するカートリッジ受け入れ部、及び、下部に設けた現像器204aの枠体を一体とした補給装置本体54を有する。そして下部54aの内周には周方向にガイドレール55が設けられている。そしてこのガイドレール55に本体シャッタ34のガイド34aが係合している。このガイドレール55、及び、ガイド34aはその長手方向の断面が鉤形であって、互いに抱き合っている。そして、レール55、及び、ガイド34は、平行して夫々二条ある。したがって、本体シャッタ34は、補給装置本体54に保持されている。本体シャッタ34の内周の半径は、シャッタ16の外周の半径と等しい。本体シャッタ34は、移動方向と直交する両側に突縁34bが長手方向に沿って設けられている。本体シャッタ34の内周に沿う突縁34b間の長さは、シャッタ16の外周の円弧の長さに等しい。従って、容器1aが補給装置100aに挿入されると、シャッタ16の長手方向の両側の縁は、本体シャッタ34の突縁34bの半径方向へ突出した面34b1間に嵌合される。従って、シャッタ16を開閉すると本体シャッタ34は連動する。そこで、トナー排出開口11aとトナー補給開口33を対向するようにしておけば、シャッタ16を開くことによりトナーは現像器204aに補給される。
(シール部材)
封止部材としてのシール部材35は、弾性体(図23)である。そして、前記シャッタ16と前記排出開口11a間のシール性を維持している。また、落下衝撃等によるコンテナ11内のトナーの洩れを防止する。そのため、シール部材35は、前記排出開口11aを囲むようにコンテナ11の外側表面に貼付されている。具体的には、シール部材35の材質として、シリコン、ウレタン、発泡ポリエチレン等のゴムやスポンジ、好ましくは硬度20゜〜70゜、圧縮永久歪み10%以下、セルサイズ60〜300μm、密度が0.15〜0.50g/である低発泡ポリウレタンを5〜50%圧縮して用いる。
なおシール部材35は、排出開口11aの周囲ではなく、シャッタ16の排出開口11aに対向する面に貼り付けても構わない。
ここで、図30を用いて、トナー排出開口を封止するために、シール部材を用いた他の実施の形態を説明する。
本実施の形態は、装置本体に設けられた本体シャッタを開閉する機能と、トナー排出開口を封止する機能とを分離したものである。
本実施の形態ではコンテナ11の長手方向に沿って本体開口33と対向可能な開口11aを設ける。また、開口11aを封止する封止部材をシャッタ16とは別に設ける。封止部材としてのシール部材135として、可撓性の熱溶着フィルム135aを用いる。そしてこのシール部材135を排出開口11aを囲繞する座面11iに熱溶着する。そして該開口11aを密封する。そしてシール部材135を開口11aの一端側135a1で折り返す。そして、容器1aを装置本体に装着する際に、操作者がシール部材135の他端側135a2を引くことによって、開口11aを開封する。尚、トナー補給時に、該フィルム135aをトナー排出開口11aの回りから引き剥す方式に限定されずに引き裂く方式でもよい。そして、シヤッタ16は、排出開口11aの封止機能を有していない。シャッタ16は開閉部材として、装置本体に設けられた本体シャッタ34を開閉する。その機構は前述実施の形態と同じである。
即ち、本実施の形態は電子写真画像形成装置本体にトナーを供給するためのトナー供給容器であって、前記電子写真画像形成装置本体(124A,124B)に供給するためのトナーを収納するトナー収納部(トナーコンテナ11)と、前記トナー収納部に収納されているトナーを排出するためのトナー排出開口(11a)と、ここで、前記トナー排出開口は前記トナー収納部に設けられている、前記トナー排出開口(11a)を開封可能に封止するための封止部材(シール部材35)と、前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材(ハンドル15)と、前記トナー供給容器(1)が前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記回転部材が回転することによって、前記電子写真画像形成装置本体に設けられたトナー受け入れ開口(トナー補給開口33)を封止している本体開閉部材(本体シャッタ34)を開封するために、前記回転部材が回転することによって生じる駆動力を前記電子写真画像形成装置本体に設けられた駆動力伝達部材21を介して受けるための駆動力受け部(駆動力受側係合部16d)と、を有するトナー供給容器である。
〈トナー補給操作方法〉
次に、本実施の形態のトナー供給容器1aを用いたトナー補給操作について説明する。
(1)トナー供給容器1aの装着
装置本体124Aに設けられた前扉(不図示)を手前90゜方向に開く。次に、容器1aの突起32aを補給装置100aの溝部24a(図28参照)に係合させる。そして、カップリング26aの設けられた側を先頭にして、容器1aを補給装置100a内へ挿入する。するとまず容器1aのシャッタ16と、補給装置100a内の本体シャッタ34とが係合する(図28)。そして、係合部21gとシャッタ16の係合部16dとが係合する。そして最後に、前記係合部21aとハンドル15の係合部15aとが係合する。
(2)トナー供給容器の設置/トナー補給
容器1aが補給装置100aに装着された状態で、操作者がハンドル15を手動にて時計周りに90゜回動させる。すると、回転による駆動力が、係合部15aから、係合部21aを介して伝達部材21に伝達される。さらに、係合部21gからシャッタ16の係合部16dへ伝達される。このように伝達された駆動力によって、シャッタ16はコンテナ11の支持部材11eに係合しながら円周方向にスライド移動する。その時、本体シャッタ34はシャッタ16のスライド移動に連動する。そのため、容器1aの排出開口11aと補給装置100a内の補給開口33は同時に開放される。そして、装置本体124Aからの駆動力を受けたカップリング26aによって、トナー搬送部材29を回転することで、トナー補給が開始される。
なおこれら操作中、コンテナ11は回転しない。そのため、容器1aはハンドル15の回転には連動せず、補給装置100a内で固定されている。
(3)トナー供給容器の取り外し
操作者がハンドル15を反時計方向へ90゜回転する。これによって、(2)と同様の順序で逆向きの駆動力が伝わる。そして、シャッタ16は排出開口11aを、また、本体シャッタ34は補給開口33を各々閉じる。そして、一連のトナー補給操作が完了する。
尚、容器1aの補給装置100aへの装着は、カップリング26a側を先頭にして行なわれる。そのため、係合部16dは係合部21aを通過して、奥側の係合部21gと係合する。したがって、セグメントギア状係合部16dの歯先円直径は、セグメントギア状係合部15aの歯元円直径より小さいことがより好ましい。
このような構成とすることにより、一連のトナー補給動作内において、コンテナは不動となる。そのために、コンテナの形状の制約はなくなる。よってよりスペース効率の高いコンテナ形状を採用することができる。さらに、シャッタをハンドルと別部材とすることから、トナー排出開口の位置をハンドル近傍とする制約もなくなる。したがって、トナー供給容器の設計の自由度を高くできる。
また、本実施の形態のトナー供給容器は、ハンドルの係合部、駆動伝達部材の係合部、そしてシャッタの係合部という複数の係合部を介して、ハンドルの回転駆動をシャッタの駆動力受け部に伝えている。そのため、これら係合部の係合比(ギア比)を自由に設計することが可能となる。
このことにより、シャッタの開閉のためのスライド移動距離が長い場合には、ハンドルの係合比(ギア比)を高くしてハンドルの操作(回動)距離を短くする。また、シャッタの開閉トルクが高い場合には、ハンドルの係合比(ギア比)を低くしてハンドルの操作(回転)トルクを低くすることもできる。
例えば、シャッタを開閉するためのハンドルの回転角度を90度とする。そして、トナー供給容器を補給装置に挿入する際には、把手15eを垂直方向に位置させる。また、ハンドルを90度時計方向へ回転させて、トナーを排出した状態では、把手15eが水平方向に位置するようにしておく。こうすれば、操作者が操作し易く、操作者が容器1aの状態を認識しやすい。なお、ハンドル15eのシャッタ開閉のための回転角度は、操作上60度〜120度の範囲が好適である。
〔実施の形態5〕
次に、実施の形態5を具体的に説明する。本実施の形態はトナー供給容器を装置本体へ装着する際に、容器の長手方向と交差する方向から装着するものである。また、装置本体の扉の開閉に連動して、シャッターをスライド移動するものである。
図32はトナー補給装置100A及び現像装置201を示す斜視図である。補給装置100Aは、トナー供給容器1A、カートリッジ受け部41を有する。そして、カートリッジ受け部41には、容器1Aから供給されたトナーを一旦ためるバッファ部42、バッファ部42のトナーを現像装置201に搬送する搬送スクリュー43、バッファ部42のトナー受け取り開口を覆うバッファシャッタ(不図示)等を有している。
補給装置100A内のトナーが無くなった際には、装置本体124Aに設けた前扉44(図39参照)を開けると、トナー供給容器1Aとカートリッジ受け部41が露出する。
このカートリッジ受け部41に容器1Aを長手方向と直角となる方向(図32、図39に示す矢印A)に挿入する。
〈トナー供給容器の構成〉
この実施の形態のトナー供給容器1Aは、所謂据え置き型のトナー供給容器である。
前記容器1Aは、図33に示すように、開口11gにフランジ45を嵌合したトナーコンテナ11を有する。また、トナーコンテナ11の一端に嵌入するキャップ14、トナーコンテナ11の一端に回動可能に嵌合するハンドル15A、及びトナーコンテナ11内部に設けられたトナー搬送部材29を有する。そして、トナー搬送部材29の一端をコンテナ11外部から軸支する。そして、さらに、容器1Aは、動力受け部材としてのカップリング46、トナー排出開口11aを開閉するシャッタ16、シール部材35を有する。
(トナーコンテナ)
トナーコンテナ11は、中空筒状部材で構成されている。そしてコンテナ11のトナー排出開口11aの部分の長手方向に直角な断面は、図34、及び図35に示すように、中心角θを270度とした円弧部11iと、矩形部11jを有する。その円弧部11iにはトナー排出開口11aが設けられている。また該トナー排出開口11aの周囲には、トナー排出開口11aを閉鎖する閉鎖位置と、該閉鎖位置から退避して前記トナー排出開口を開放する開放位置とを取り得るシャッタ16を支持するシャッタ支持部材11eが設けられている。上記構成によって、トナー排出開口11aの大きさをトナーコンテナ11の周方向へ拡大でき、シャッタ16のスライド距離を長くすることができる。なお、トナーコンテナ11の形状を実施の形態1〜4のようにしてもよい。
そして、装置本体124Bに設けられたトナー補給装置100Aへ容器1Aを挿入する際に、異種トナーを充填したトナー供給容器を装着できないように、リブ11fが、コンテナ11の円弧部11iの外周面上に、容器1Aの挿入方向に沿って設けられている(図32)。該識別リブ11fは、前扉44の裏面の溝部151と係合する関係にある。このリブ11fは、コンテナ11の長手方向の位置を異にすることにより、トナー種が適合しているかどうかを判別する。なお、さらに、受け部41にリブ11fが嵌合する溝部152を設けてもよい(図32)。
さらに一方の端面には、トナーを充填するための充填口として開口12aが設けられている。そして、該充填口内部には、十字状のリブ12cが設けられている。その中心には、トナー搬送部材29を軸支するための軸孔12dが設けられている。該充填口12aは、トナー充填後、キャップ14を嵌入して密閉される。
また他方の端面に設けられた開口11gには、フランジ45の嵌合部45bが嵌合固定されている。そしてこのフランジ45には、トナー搬送部材29をコンテナに軸支し、かつ、駆動力を伝達するカップリング46を回転自在に支持するための孔45aを有する。また、該孔45aの周囲には、前記カップリング46の外周面46aを支持するための孔45aの壁部45a1、及び後述するハンドル15Aと嵌合するための壁部45dが設けられている。尚、本実施の形態では、ハンドル15Aはカップリング46側に嵌合させているが、開口12aを設けた側に嵌合させても構わない。
(ハンドル)
ハンドル15Aは円筒形である。そして、一端は中央にカップリング46と対向する開口15fを有する壁面15gを有する。そして、他端は空胴の円筒形である。そして該ハンドル15Aの外周面15kに把手15eを有している。前記ハンドル15Aは、コンテナ11の一端に設けられた壁部45dに、手動により回動可能に嵌合される。また、ハンドル15Aは、駆動力を伝達する係合部15a(ギア)が設けられている。なお把手15eの代わりに、後述するように壁面15gに、前扉44の開閉に連動する突起部を有することで、ハンドルの回動を前扉の開閉に連動させることが可能となる。
前記係合部15aは、容器1Aを補給装置100Aに挿入する際に、該補給装置100Aに設けられた駆動力伝達部材21の駆動力受側係合部21aと係合可能なセグメントギア形状を有する。また挿入の一連の動作で、係合部21aと係合可能とするために、ハンドル15Aの外周面15kに設置される。
図36、図37に示すように、一部見えない部分を二点鎖線で示す伝達部材21は、補給装置100Aに回転自在に支持される軸21sの一端に、駆動力受側係合部21a,他端に駆動力係合部21b,21iを有する。
次に、開閉部材であるシャッタ16、本体シャッタ34との係合部についてのべる。図38に示すように、軸21sの他端に固定されたギアである係合部21b,21iは、夫々ギアである係合部21g,21jに噛み合っている。係合部21gはセグメントギアである係合部16aと半径方向から噛み合い可能である。係合部21iはカートリッジ受部41に回転自在に支持された回転軸21uに固定されている。回転軸21uに固定されたギアである係合部21kは、本体シャッタ34の外周に設けたセグメントギアである係合部34cに常時噛み合っている(図42)。
本体シャッタ34は、カートリッジ受け部41のシャッタ設置部41eに設けたトナー補給開口33を開閉する。そのために、該シャッタ設置部41eの外周に、矢印Yの方向へ開くように設けられている(図42)。このシャッタ34のガイド部材は、シャッタ16と同様にレールである(図示されない)。
伝達部材21は受け部41の外側に配設されている。そして、係合部21a、係合部21g等の容器1Aと半径方向から噛み合う係合部は、受け部41に歯部を位置させている。そのため、受け部41に開口を設けている。本例では、係合部21b,21g,21i,21jが受け部41に位置するように開口41dを設けている。また、係合部21aを受け部41内に位置させるため開口41cを設けてある(図38)。
(トナー搬送部材)
搬送軸27は、その一端をコンテナ11の開口12aに設けられた十字状リブ12cの有する軸孔12dに回転自在に軸支されている。また、他端は、カップリング46の有する凸軸46aに嵌合している。そして、トナー搬送部材29は、搬送軸27に固定された可撓性部材からなる搬送翼28を有する。
この搬送翼28は、コンテナ11の内周面と摺擦する。そして、長手方向において、傾斜している複数の爪部28aを有する。そのため、コンテナ11内のトナーを排出開口11aへ向かって搬送することができる。
また前記カップリング46は、カートリッジ1Aを補給装置100Aへ装着する際に、補給装置100Aに設けられたカップリングと噛み合い、駆動力を得ることができる。
(シャッタ)
開閉部材としてのシャッタ16は、排出開口11aの周囲に設けられた支持部材11eと係合している。そして排出開口11aを開閉するために円周方向にスライド移動する。
そして該シャッタ16は、容器1Aを補給装置100Aに装着した際に、補給装置100Aに設けられた係合部21gと係合可能なセグメントギア状の係合部(駆動力受け部)16d(図36参照)を有する。さらに、該係合部16dは、容器1Aを補給装置100Aへ装着する一連の動作で係合部21gと係合可能である。そのために、該係合部16dは、シャッタ16の外側表面に設置されることが好ましい。
(トナー補給操作方法)
次に、本発明のトナー供給容器1Aを用いたトナー補給操作について説明する。
(1)トナー供給容器の装着
図39に示すように、前扉44を手前へ開く。そして、コンテナ11のリブ11fを前記前扉44の裏面に設けられた溝部15lに沿わせながら、容器1Aを矢印Aの向きに挿入する。そして、係合部21gと係合部16d、及び、係合部21aと係合部15aが各々係合する。
(2)トナー補給
容器1Aが補給装置100A内に装着された状態で操作者が把手15eを奥側方向へ手動にて回転させる。そして回転による駆動力が、係合部15aから、係合部21aを介して伝達部材21に伝達される。さらに係合部21gから係合部16dまで伝達される。このように伝達された駆動力により、シャッタ16は支持部材11eに沿ってスライド移動する。その際、補給本体シャッタ34の係合部34cは、係合部21bに連動する係合部21kより駆動力を受ける。そのため排出開口11aと補給開口33は同時に開放される(図42)。そして、装置本体124Bからの駆動力を受けたカップリング46を介して、トナー搬送部材29が回転する。これによって、トナーの補給が開始される。尚、本体シャッタ34は、容器1Aのシャッタ16の移動に連動して開放する構成でも構わない。尚、このシャッタ16の開閉に要するハンドル15Aの回転角は60度〜120度が好適である。
尚、受け部41の壁面41aに、前扉44の開閉に連動するハンドル保持部47(図32、図40、図41参照)を有する。そして、容器1Aを補給装置100Aに装着すると、保持部47に突起部15h(図40)の二面幅部15h1が嵌合する。これによって、ハンドル15Aの回動を前扉44の開閉に連動させることができる。即ち、補給装置100A内に容器1Aを装着後、前扉44を閉じることによって、ハンドル15Aが回転する。そして、上記で述べたのと同様の順序でシャッタ16,34に駆動が伝わる。そのため、排出開口11aと補給開口33は同時に開放することが可能となる。即ち、把手15eが不要となる。
尚、これら操作中、トナーコンテナ11は、補給装置100A内で固定されている。
(3)トナー供給容器の取り外し
ハンドル15Aの手前側方向への回動、もしくは、装置本体124Bの前扉44を開けることにより、(2)と同様の順序で逆向きの駆動が伝わる。そして、シャッタ16は排出開口11aを、本体シャッタ34は補給開口33を各々閉塞し、一連のトナー補給操作が完了する。
このような構成とすることにより、一連のトナー補給動作内においてトナーコンテナは不動となる。そのため、トナーコンテナの形状の制約はなくなる。よって、よりスペース効率の高いトナーコンテナ形状を採ることができる。さらにシャッタをハンドルと別部材とすることから、トナー排出開口の位置をハンドル近傍とする制約もなくなる。さらには、前扉の開閉にハンドルを連動させることで、トナー補給時の操作工程の低減が可能となる。
尚、前述した各係合部15a,16a,16d,21a,21b,21g,22aは各々複数個歯15a1,16a1,16d1,21a1,21b1,21g1,22a1を有している。
[他の実施の形態]
前述した実施の形態5は、トナー供給容器の長手方向と交叉する方向からトナー供給容器を画像形成装置本体に着脱する。また、扉の開閉と連動して、トナー供給容器のシャッタを開閉する。更に、本体シャッタを開閉する。ここで他の実施の形態を示す。
まず、図43に示すように、実施の形態1〜4と同様に、トナー供給容器を長手方向から装置本体124,124Aへ着脱する場合に、扉124fとトナー供給容器1のシャッタの開閉を連動する。更に、図44に他の実施の形態を示す。まず、本実施の形態の装置本体は、ヒンジ124eを中心にして下部フレーム124dに対して上部フレーム124cを開閉する。そして、上部フレーム124c(下部フレーム124dでもよい)に対して、トナー供給容器1a,1b,1c,1dを長手方向から、又は、長手方向と交叉する方向から着脱する場合に、上部フレーム124cの開閉とトナー供給容器1a〜1dのシャッタの開閉を連動するようにしてもよい。
また、前述した実施の形態1で説明したハンドルをロックする機構を他の実施の形態で適用しても良いことは勿論である。また、本実施の形態で説明したトナー供給容器は本実施の形態で説明した装置本体に適宜用いることができる。
さて、前述した各実施の形態2〜5は、トナーを収納するトナー収納部(トナーコンテナ11)と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口11aと、前記開口11aを開閉するシャッター部材(シャッタ16)と、を有し、電子写真画像形成装置に着脱可能なトナー供給容器(1,1A,1a〜1d)において、前記シャッター部材は前記開口を開封する位置へ移動するための駆動力を受けるギア部(駆動力受側係合部16a)を備え、前記トナー供給容器が前記電子写真画像形成装置に装着されると、前記ギア部は前記電子写真画像形成装置に且つ前記トナー供給容器の装着方向手前側に設けられたギア部材(駆動力伝達部材21(ギア21a))との間で駆動伝達経路が形成されて前記ギア部材から駆動力を受けることが可能な状態となるトナー供給容器である。
また、トナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開封する位置へ移動するための駆動力を受けるギア部が設けられ前記開口を開閉するシャッター部材と、を有するトナー供給容器からトナーの供給を受ける電子写真画像形成装置において、前記トナー供給容器を着脱可能に装着する装着手段(ホルダー31、補給装置100a〜100d)と、前記トナー供給容器の装着方向手前側に設けられたギア部材(駆動力伝達部材21)と、を有し、前記トナー供給容器が前記装着手段に装着されると、前記ギア部は前記ギア部材との間で駆動伝達経路が形成されて前記ギア部材から駆動力を受けることが可能な状態となる電子写真画像形成装置である。
また、各実施の形態において、トナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開閉するシャッター部材と、前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材(ハンドル15)と、を有し、電子写真画像形成装置に着脱可能なトナー供給容器において、前記シャッター部材は前記開口を開封する位置へ移動するために前記回転部材の回転による駆動力を受ける駆動力受け部(シャッタ16の容器挿入方向両側縁16c、駆動力受け側係合部16a,16d)を備え、前記回転部材と前記駆動力受け部との間の駆動連結は前記トナー供給容器を前記電子写真画像形成装置に装着することによって為されるトナー供給容器である。
また、前記回転部材と前記駆動力受け部との間の駆動連結は前記電子写真画像形成装置に設けられた駆動力伝達部材21を介して為される。
本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器の斜視図である。 本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器の分解斜視図である。 本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す斜視図である。 (a)は本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器のトナー補給操作時の斜視図、(b)は(a)における係合部材の断面図、(c)は係合部材のその他の例の斜視図である。 本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態1に示すトナー供給容器のトナー補給操作時における装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態1に示すハンドルとトナーコンテナのロック機構を示す斜視図である。 (a)、(b)は本発明の実施の形態1に示すハンドルとトナーコンテナのロック機構を示す断面図である。 本発明の実施の形態2に示すトナー供給容器の斜視図である。 本発明の実施の形態2に示すトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す斜視図である。 本発明の実施の形態2に示すトナー供給容器のトナー補給操作時における装置本体との係合関係を示す斜視図である。 本発明の実施の形態2に示すトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 本発明の形態2に示すトナー供給容器のトナー補給操作時における装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態2に示すトナー供給容器の装置本体への装置方向を示す斜視図である。 (a)、(b)はそれぞれハンドルとシャッタの係合部を示す説明図である。 本発明の実施の形態2に示すシャッタの他例の斜視図である。 (a)はシャッタ係合部の他例を示す斜視図、(b)は駆動系統図である。 本発明の実施の形態3に示すトナー供給容器の斜視図である。 トナー送り装置を模式的に示す縦断面図であり、(a)はスクリュー方式(b)は可撓性翼方式である。 本発明が適用される画像形成装置の縦断面図である。 図20の外観斜視図である。 本発明の実施の形態4が適用される画像形成装置の縦断面図である。 本発明の実施の形態4のトナー供給容器の分解斜視図である。 発明の形態4のトナー供給容器の変形例を示す斜視図である。 本発明の実施の形態4のトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す斜視図である。 可撓性翼方式のトナー送り装置を模式的に示す縦断面図である。 (a)、(b)はトナー供給容器の縦断面図である。 本発明の実施の形態4のトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 本発明の実施の形態4のトナー供給容器のトナー補給操作時における装置本体との係合関係を示す縦断面図である。 トナー排出開口を封止するためにシール部材を用いた他の実施の形態を示す斜視図である。 本発明の実施の形態4のトナー供給容器の長手方向の後端の正面図である。 本発明の実施の形態5のトナー補給装置及び現像装置の斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー供給容器の分解斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー供給容器の縦断面図である。 本発明の実施の形態5のトナー供給容器の縦断面図である。 本発明の実施の形態5のトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー供給容器と装置本体との係合関係を示す斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー補給装置の斜視図である。 本発明の実施の形態5の画像形成装置の斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー補給装置の駆動側を示す斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー補給装置の駆動側を示す斜視図である。 本発明の実施の形態5のトナー補給装置の反駆動側を示す斜視図である。 トナー供給容器のシャッタと前扉の連動を説明するための画像形成装置の斜視図である。 クラムシエル形画像形成装置本体を有する画像形成装置の側面図である。
符号の説明
1 トナー供給容器
1A トナー供給容器(横型)
1a,1b,1c,1d トナー供給容器
2 軸受部
11 トナーコンテナ
11a トナー排出開口
11b 係合部
11c 台形部
11d 円弧部
11e 支持部材
11f 識別リブ
11g 開口
11i 円弧部
11j 矩形部
12 第1フランジ
12a 開口
12b 穴部
12c リブ
12d 軸孔
12e 円形状周壁部
13 第2フランジ
13a 突起
13b 端板
13c 孔
13d 円形状周壁部
14 キャップ
15 ハンドル
15a 駆動伝達側係合部
15a1 歯
15b ロック部材
15c 溝
15d 圧縮コイルばね
15e 把手
15f 開口
15g 壁面
15h 突起部
15h1 2面幅部
15i 突起
15j 端面カム
15k 外周面
15A ハンドル
16 シャッタ
16a 駆動力受側係合部(駆動力受け部)
16a1 歯
16c 容器挿入方向両縁(駆動力受け部)
16d1 歯
16d 駆動力受側係合部(駆動力受け部)
16f,16f1 スライド部
16g 切り欠き
16n 接触部(駆動力受け部)
21 駆動力伝達部材
21a 駆動力受側係合部
21a1,21b1,21g1 歯
21b,21g,21h,21i,21j,21k 駆動力伝達側係合部
21c,21d 傘歯車
21e ピニオン
21f 軸
21s 軸
21u 回転軸
21A 第1駆動伝達部材
21B 第2駆動伝達部材
22 カートリッジシャッタ係合部材
22a 駆動力受側係合部
22a1 歯
22b 嵌合部
21b1 歯
23 本体側突起
24 係合部
24a 溝部
25 スクリュー
25R,25L ねじれ羽根
26 ギア
26a カップリング
26a1 突起
26a2 凹部
27 搬送軸
28 搬送翼
28a 爪部
29 トナー搬送部材
31 ホルダー
32 突起
32a 突起
33 トナー補給開口
34 本体シャッタ
34a ガイド
34b 突縁
34b1 面
34c 駆動力受側係合部
41 カートリッジ受け部
41a 駆動側の壁面
41b 反駆動側の壁面
41b1 壁面の穴
41c,41d 開口
41e シャッタ設置部
42 バファ部
43 搬送スクリュー
44 前扉
44a ピン軸
45 フランジ
45a 孔
45a1 周壁部
45b 嵌合部
45d 壁部
46 カップリング
46a 突軸
46b 凹部
46c 位置決め穴
46d 円筒部
46e 大径部
47 ハンドル保持部
135 シール部材(封止部材)

Claims (6)

  1. トナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開閉するシャッター部材と、を有し、電子写真画像形成装置の装着手段に着脱可能なトナー供給容器において、
    前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材と、
    該回転部材に設けられ、操作者が前記回転部材を回転させる為の把手部と、
    前記回転部材に設けられ、前記電子写真画像形成装置に設けられた駆動伝達部材の第1ギア部に係合する回転部材ギア部と、
    前記シャッター部材に設けられ、前記駆動伝達部材の第2ギア部に係合するシャッターギア部と、を有し、
    前記装着手段に対し、前記回転部材に対して前記シャッターが装着方向下流側となるような方向で装着された状態において、前記回転部材の回転方向への前記トナー収納部の移動が規制され、かつ、
    前記トナー供給容器の前記装着手段への装着によって、前記第1ギア部と前記回転部材ギア部、及び、前記第2ギア部と前記シャッターギア部が、それぞれ係合することで、前記回転部材と前記シャッター部材との間の駆動伝達経路が形成され、該駆動伝達経路の形成によって、前記回転部材からの駆動力により前記シャッター部材の開閉が可能となるよう構成され、
    前記シャッターギア部の歯先は、前記回転部材ギア部の歯先よりも、前記トナー供給容器に近い側に位置し、前記トナー供給容器の装着動作の際、前記シャッターギア部は、前記第1ギア部に対向する位置を通過した後、前記第2ギア部と係合することを特徴とするトナー供給容器。
  2. 前記シャッターギア部のギア先端の歯先円の外形は、前記回転部材ギア部のギア先端の歯先円の外形よりも、小さいことを特徴とする請求項1に記載のトナー供給容器。
  3. 前記シャッターギア部と、前記回転部材ギア部とは、前記トナー供給容器の装着方向から見た時に、互いに重なる領域を有するように配置されることを特徴とする請求項2に記載のトナー供給容器。
  4. トナーを収納するトナー収納部と、前記トナー収納部の周面に設けられトナーを排出する開口と、前記開口を開閉するシャッター部材と、を有するトナー供給容器と、
    該トナー供給容器が着脱可能な装着手段と、
    を備えた電子写真画像形成装置において、
    前記トナー供給容器は、前記トナー収納部に対して回転可能な回転部材と、該回転部材に設けられ操作者が前記回転部材を回転させる為の把手部と、該回転部材に設けられた回転部材ギア部と、前記シャッター部材に設けられたシャッターギア部と、を有し、
    前記電子写真画像形成装置は、
    前記回転部材ギア部と係合する第1ギア部と、前記シャッターギア部と係合する第2ギア部、とを備える駆動伝達部材を有し、
    前記回転部材に対して前記シャッターが装着方向下流側となるような方向に前記トナー供給容器が前記装着手段に装着された状態において、前記回転部材の回転方向への前記トナー収納部の移動が規制され、かつ、
    前記トナー供給容器の前記装着手段への装着によって、前記第1ギア部と前記回転部材ギア部、及び、前記第2ギア部と前記シャッターギア部が、それぞれ係合することで、前記回転部材と前記シャッター部材との間の駆動伝達経路が形成され、該駆動伝達経路の形成によって、前記回転部材からの駆動力により前記シャッター部材の開閉が可能となるよう構成され、
    前記シャッターギア部の歯先は、前記回転部材ギア部の歯先よりも、前記トナー供給容器に近い側に位置し、前記トナー供給容器の装着動作の際、前記シャッターギア部は、前記第1ギア部に対向する位置を通過した後、前記第2ギア部と係合することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  5. 前記シャッターギア部のギア先端の歯先円の外形は、前記回転部材ギア部のギア先端の歯先円の外形よりも、小さいことを特徴とする請求項4に記載の電子写真画像形成装置。
  6. 前記シャッターギア部と、前記回転部材ギア部とは、前記トナー供給容器の装着方向から見た時に、互いに重なる領域を有するように配置されることを特徴とする請求項5に記載の電子写真画像形成装置。
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