JP4249994B2 - 粉体収納容器及びその再生産方法、粉体補給装置並びに画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー等の粉体を収納する粉体収納容器及びその再生産方法、並びにその粉体収納容器が装着される粉体補給装置及び複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記複写機等の画像形成装置において、例えばトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いて像担持体上の潜像を可視像化する２成分現像装置である場合、画像の形成に伴ってトナーを消費して行くため、消費された量のトナーを順次補給する必要がある。そこで、このような画像形成装置では、トナーを収納したトナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器を設け、このトナー収納容器から現像装置へ消費分のトナーを補給するようにしている。
【０００３】
従来、上記トナー収納容器として、一端部に開口部を有する袋状のトナー収納体を備えたトナー収納容器が知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。このトナー収納体の開口部には、外部にトナーを排出するためのトナー排出部を有するトナー排出用部材（口金部材）が取り付けられる。また、トナー排出用部材のトナー排出部は、中心に十字状等のスリットが形成されたスポンジ等の弾性体からなるシール材で形成した自閉弁を有している。このトナー収納容器は、上方から落とし込むようなワンアクションで画像形成装置の容器装着部に装着することができる。この装着のときに、上記シール材のスリットにノズルが挿入され、トナー収納容器内に挿入されたノズルによって自動的にトナー排出部のスリットが開く。また、トナー収納容器を取り出せば、上記シール材（弾性体）の復元力によりスリットが自動的に閉じる。
【特許文献１】
特開２００１−３１５８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献３】
特開２００２−７２６４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記自閉弁を構成している弾性体からなるシール材は低温時の硬化や経時使用によるクリープ変形等により復元力が低下することがある。このようにシール材の復元力が低下すると、容器装着部からトナー収納容器を取り外したとき、シール材のスリットが閉じるまでの間にトナーが漏れて飛散するおそれがった。
また、近年においては資源保護のため、使用済みのトナー収納容器をそのまま廃棄せずに容器を構成する部品を再利用することが考えられている。ところが、上記従来のトナー収納容器の場合、上記弾性体からなるシール材が上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着剤で接着されていた。そのため、トナー収納容器の部品のリサイクルにあたって、上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着されている弾性体からなるシール材を取り外す煩雑な作業が発生し、トナー収納容器のリサイクルが容易でないという問題点があった。
なお、上記問題点はトナー以外の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に発生し得るものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものである。その目的は、リサイクルが容易な粉体収納容器及びその再生産方法並びに該粉体収納容器を装着可能な粉体補給装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一端部に開口部を有する粉体収納体と、該粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ該粉体収納体の開口部に取り付けられた粉体排出用部材とを備えた粉体収納容器であって、該粉体収納体内からの粉体を該排出口に導く排出通路が形成され、該排出通路は、該粉体収納体の該開口部側を下に向けた状態で該粉体収納体から上下方向に延びる内孔と、該内孔と連通し横方向に延びるシャッター孔とからなり、該シャッター孔には、該内孔との連通部分を閉じる位置と該内孔との連通部分を開く位置との間を該シャッター孔内で該横方向に該排出口まで移動可能なシャッター部材が設けられ、
該粉体排出用部材は、該内孔と該シャッター孔とを備えた排出口部材と、該開口部に取り付けられ且つ係合及び係合解除により該排出口部材が結合及び分離可能なベース部材とを用いて構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記排出口には、上記シャッター部材をシールするシール部材が設けられ、該シール部材は、断面が五角形であり、その五角形の一つの頂点が該シャッター部材に接触することでシールを行なうことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、該粉体通路の上記排出口部材側の出口の開口面積が、上記排出口の開口面積よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、該粉体通路における粉体通過方向と直交する面方向の開口断面積が、上記粉体収納体の開口部側から上記排出口部材側に近づくほど小さくなるように、該粉体通路を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記排出通路の上記粉体収納体側の入口を開く位置と該入口を塞ぐ位置との間で移動可能なシャッター部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の粉体収納容器において、上記排出通路を、該粉体収納容器の外部に開口した貫通孔で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの粉体収納容器において、上記粉体排出用部材における上記粉体収納体から上記排出口に至る粉体通路が少なくとも１カ所で屈曲していることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、上記排出通路の上記排出口近傍の部分における粉体通過方向が、該粉体通路における粉体通過方向に対して傾いていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの粉体収納容器において、上記粉体収納体を可撓性材料で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、該ベース部材の露出した開口から上記粉体収納体内に粉体を充填する工程と、該粉体を充填した後、該ベース部材と該排出口部材との係合により両部材を結合させる工程とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、新しい粉体が充填されている粉体収納体に取り付けられている別のベース部材と該排出口部材との係合により、両部材を結合させる工程とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、粉体収納容器が装着される容器装着部と、該粉体収納容器内の粉体を粉体供給対象装置へ補給する粉体補給手段とを備えた粉体補給装置であって、該容器装着部に装着される粉体収納容器が、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、粉体である現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置とを備えた画像形成装置であって、該現像剤補給装置として、請求項１２の粉体補給装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至１３の発明においては、粉体収納容器の使用が終了したとき、粉体排出用部材を構成するベース部材と排出口部材との間の係合を解除する。このような両部材の係合解除という簡単な操作で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができる。したがって、従来の粉体収納容器のように粉体排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となり、粉体収納体及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、粉体収納体の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、粉体収納体内へ粉体を再充填して粉体収納体を再利用するリサイクルも容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体１のほぼ中央に作像部３が配置され、その下部に給紙部２を配置した構成となっている。作像部３には、複数のローラ４、５、６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト７が設けられている。この中間転写ベルト７のローラ４とローラ５間の上部側ベルト走行辺には、４個の作像手段としての作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫが対向配置されている。
【０００９】
４個の作像ユニット８は、中間転写ベルト７に接する潜像担持体としての感光体ドラム、帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する装置を備えている。また、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫは同一構造に構成されているが、現像するトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に分けられている。そして、作像ユニット８の上方には、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット９が配置され、この光書き込みユニット９は、各作像ユニット８毎、個別に設けてもよいが、共通の光書き込みユニット９を用いればコストの点で有利である。
【００１０】
画像形成動作が開始されると、上記各作像ユニット８の感光体ドラム１０に電子写真プロセスに基づいてトナー像が形成され、トナー像は中間転写ベルト７に図示していない転写手段によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト７の表面にフルカラーのトナー像が担持される。一方、給紙部２から紙または樹脂シート等からなる転写材が給送され、これがレジストローラ１０を介してローラ６と対向する２次転写装置１１との間へトナー像に同期して給送される。そして、このとき２次転写装置１１には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のフルカラートナー像が転写材上に一括して転写される。トナー像を転写された転写材は、定着装置１２を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が転写材に熔融して定着される。かくして画像が定着された転写材は、画像形成装置本体１の外部の排紙部１３に排出される。なお、作像ユニット８のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。
【００１１】
図２は、本実施形態における粉体補給装置としてのトナー補給装置を示す断面説明図である。図２中の符号２０は、粉体としてのニュートナーを収納した粉体収納容器としてのトナー収納容器を示している。トナー収納容器２０は図２及び図３に示すように、袋状の粉体収納体（トナー収納部）としての袋容器２１と、袋容器２１内のトナーを外部に排出するための唯一の排出口を有し且つ袋容器２１の開口部に取り付けられた粉体排出用部材としての口金部材３０とで構成されている。このトナー収納容器２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００１２】
プリンタ本体１にセットされたトナー収納容器２０は、トナー補給経路を介して現像装置１４と連通されている。このトナー補給経路には、口金部材３０に連結される連結部材としてのノズル１１０、容器内のトナーを吸引力により現像装置１４へ移送させる吸引手段としての粉体ポンプ６０、およびノズル１１０と粉体ポンプ６０を接続するトナー移送用チューブ６５が設けられている。
【００１３】
現像装置１４は、そのケーシング内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５，１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送オーガは、例えばスクリュー１５が現像剤を図中手前から奥側へ搬送し、スクリュー１６が現像剤を奥側から手前に搬送するように形成されていて、奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられていることにより、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード１８で均一が厚さに規制されてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つ為に、トナー補給口６８より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【００１４】
上記粉体ポンプ６０は、一軸スクリューポンプといわれているものであって、ロータ６１とステータ６２の２つの主要部品を備えている。ロータ６１は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、モータ６６とユニバーサルジョイント６４を介して連結されている。他方、ステータ６２はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ６２の螺旋のピッチはロータ６１の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ロータ６１を回転することでロータ６１とステータ６２の間にできるスペースに入ったトナーを移送することができる。
【００１５】
このように構成された粉体ポンプ６０は、ロータ６１が回転駆動されると、トナー収納容器２０のトナーがトナー吸引口６３から粉体ポンプ６０に入り、図２の左から右に吸引搬送されてトナー排出口６７からトナー補給口６８を介して下方に落下し、落下したトナーが現像装置１４に供給される。
【００１６】
トナー収納容器２０の袋容器２１は可撓性材料としてのシート材で形成され、柔軟性を有している。この袋容器２１は、図３に示すように、前後面を構成する２枚のシート材２１ａ，２１ｂ、左右側面を構成する２枚のシート材２１ｃ、２１ｄ及び上面シート材２１ｅからなり、これらを融着して形成されている。左右側面のシート材２１ｃ，２１ｄには、容器の内側に折れ込む折り目２２が形成されており、トナーが充填されているときには折り目２２が伸びて容器形状となり、トナーが空のときには折り目２２に沿って折り畳まれて前後面シート材２１ａ，２１ｂが密着または近接した状態にすることができる。
【００１７】
袋容器２１のトナーが空になったときの折り畳みは、人手でなくトナー補給により自動的に減容されれば、折り畳みの手間が省け、折り畳み時のトナー飛散等もなく有利である。上記したトナー補給機構では、トナー収納容器２０から粉体ポンプ６０までのトナー補給経路において気密性が保たれれば、自動減容は容易に実現することができる。しかし、かかる自動減容には気密性が保つこと以外にも課題がある。その課題の１つに、減容後のトナー収納容器２０の形態を概ね同一形状にすることであり、減容後の形態が不揃いでは揃える手間がかかり自動減容を行う効果がなくなる。
【００１８】
減容後のトナー収納容器２０の形態を揃えるのに最も効果的な方法は、上記した折り目２２を設けることであるが、折り目２２を付けると、前後面シート材２１ａ，２１ｂと折り畳まれた左右側面シート材２１ｃ、２１ｄの間にトナーが挟まれて最下部の排出口まで落下せずに途中でとまってしまい、排出できないで残ってしまう問題がある。
【００１９】
かかる問題を解消するためには、トナー収納容器２０に下方の排出口に向かう程、断面積が少なくなるように、前後面及び左右側面に傾斜面を設けることが有効で、さらにその傾斜面の傾きの大きさ重要であることが判明した。そして、その傾きの大きさはトナーの流動性が大きく関連していることを見出した。すなわち、流動性が良いトナーであれば傾斜角は小さくても排出部まで移動するが、流動性の悪いトナーであれば傾斜角を大きく取らねばならない。
【００２０】
そこで、本発明者らはトナーの流動性を安息角（現像剤を少量ずつ自由落下させ、落下した現像剤によって形成される山の斜面の角度である。）から上記傾斜角を調べた。その結果、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角以上にすることで、減容によるトナー残を大幅に減らすことができることを見出した。すなわち、図３で示す角度Ｓをトナーの安息角以上にすることであり、この角度Ｓは図４に示すトナー収納容器２０が折り畳まれた状態で側面の溶着部の角度Ｓ’とすると、次式の関係がある。式中のφはトナーの安息角である。
【数１】
Ｓ’＝ｔａｎ−１（１／ｃｏｓφ）
【００２１】
例えば、トナーの安息角が４０°の場合は次式のようになるため、上記角度Ｓ’が５２．５５°以上になるように溶着部を形成すれば、膨らんだ状態の角度Ｓは４０°以上になる。
【数２】
Ｓ’＝ｔａｎ−１（１／ｃｏｓ４０）＝５２．５５°
【００２２】
なお、リコー製トナー"ｉｍａｇｉｏトナー タイプ１５"の安息角は３０．５°であり、上述の式により角度Ｓ’は４９．３°になる。ただし、トナーは周囲の環境（温度、湿度など）によって流動性が悪くなる傾向があるため、好ましくは２〜５°程、角度Ｓ’を大きくしておくのがよい。なお、角度Ｓ’はトナー残だけを考慮すれば例えば６０°以上のように大きく取れば良いが、角度Ｓ’が大きくすると、その分容器が占有する単位面積当りのトナー収納量が減少するため、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角を僅かに越える程度が好ましい。
【００２３】
図５乃至図７はそれぞれ、第１の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０は、上本体部３１と、貫通孔であるシャッター孔４１が形成されている下本体部４０とで構成され、上本体部３１には上から見て舟形状に形成された袋容器２１が溶着される袋容器固着部３２が設けられている。また、下本体部４０はほぼ長方体に形成されており、図５に示す面を前面とすると、口金部材３０の下本体部４０は前後面の幅Ｗａが両側面の幅Ｗｂより広く形成されている。
【００２４】
この口金部材３０には、袋容器２１側の中継通路としての内孔３３と、この内孔３３に連通し後述するシャッター部材が抜き差し可能な排出通路としてのシャッター孔４１とからなるトナー通路が形成されている。内孔３３は、口金部材３０を下に向けた状態において、上下方向に延びる縦方向の孔である。これに対し、シャッター孔４１は軸線が内孔３３の軸線とほぼ直角に交わる横方向の孔であり、本例のシャッター孔４１は下本体部４０の前面から後面に抜ける断面円形の貫通孔である。また、内孔３３は舟形である袋容器固着部３２の内側において短方向の長さを直径とする断面円形の孔であり、この内孔３３は途中で漏斗状の絞り込み３３ａが形成されている。すなわち、内孔３３には途中からシャッター孔４１に近づくほど開口面積が小さくなるような絞り込み３３ａによって小径になり、シャッター孔４１の上部でシャッター孔４１に連通している。したがって、内孔３３とシャッター孔４１の連通部において、内孔３３の開口径がシャッター孔４１の開口径より小さくなり、シャッター孔４１に円筒状のシャッター部材５０が挿入されていると、トナー排出用開口は確実に閉じられた状態となる。なお、シャッター部材５０の軸線方向の長さは口金部材３０の前後面間の幅、すなわち側面の幅Ｗｂより長いと、シャッター孔４１に挿入されたシャッター部材５０が口金部材３０から突出して容器の装着を妨げる。このため、シャッター部材５０の長さは幅Ｗｂと等しくすることが好ましい。
【００２５】
本実施形態のシャッター部材５０は、断面が円形の軸状に形成され、シャッター孔４１の径より僅かに小径に形成されており、よってシャッター部材５０のシャッター孔４１への挿入が確実に行うことができ、かつ、シャッター孔４１を通り抜けすることも可能となっている。しかし、シャッター部材５０がシャッター孔４１より小径であると、シャッター部材５０とシャッター孔４１の間からトナー漏れやエアー漏れが発生する。そして、トナー漏れは、トナー汚染をもたらし、エアー漏れはトナー収納容器２０の減容を阻害してしまう。
【００２６】
そこで、口金部材３０にはシャッター部材５０との間をシールするシール手段として、図５に示すように、断面が五角形のＯリング４２が設けられている。このＯリング４２は、シャッター孔４１が貫通孔であるので、シャッター孔４１の両側に設けている。また、Ｏリング４２の取り付けは、シャッター孔４１の両側にＯリング４２が収まる溝を形成し、接着等で固定することもできるが、Ｏリング４２の固定に手間が掛かり、組み付けコストが嵩むという問題が発生してしまう。
【００２７】
そこで、図５乃至図７に示す実施形態の口金部材３０の下本体部４０は、排出口部材としての中部品４３とベース部材としての外部品３４とに分割し、両部品の係合でＯリング４２を保持するように構成している。具体的には、中部品４３にＯリング４２が係合される係合溝４４が設けられ、外部品３４には中部品４３が装着される装着部３５、袋容器固着部３２、係合溝４４に係合されたＯリング４２を保持する保持部３６が設けられている。Ｏリング４２は、係合溝４４に係合された状態で中部品４３を外部品３４に装着すると、保持部３６で押さえられるので、その抜けが確実に防止される。
【００２８】
また、シャッター孔４１は中部品４３と外部品３４とに跨って形成されており、外部品３４の装着部３５に中部品４３を装着し、シャッター孔４１にシャッター部材５０を差し込むことによって外部品３４に中部品４３を組み付けられる。また、シャッター部材５０を抜き取るという簡単な作業で口金部材３０は外部品３４と中部品４３に分解することができる。したがって、トナー収納容器２０にトナー充填されている状態でシャッター部材５０が抜かれるとトナーがこぼれるため、最大でも直径が８ｍｍ程度に抑えており、直径が６ｍｍならば指でシャッター部材５０が動かしてしまうことが殆どなく好ましい。すなわち、シャッター部材５０の直径が１０ｍｍあると、大人の指を想定すると、指でシャッター部材５０を移動させてトナーが漏れ出す危険が大きくなるため、シャッター部材５０の径を８ｍｍ程度までに設定している。
【００２９】
図８乃至図１０はそれぞれ、第２の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０はベース部材としての上部品３７並びに排出口部材としての内部品４５及び下部品４６の３つの部品から構成されている。上部品３７には、上記袋容器２１が固着される袋容器固着部３２と、下部品４６と結合するための結合手段としての固定ガイド３８とが設けられている。内部品４５には、上記Ｏリング４２が係合される係合溝４４が設けられている。下部品４６には、内部品４５の装着部３５と、Ｏリング４２の保持部３６と、上部品３７の固定ガイド３８が挿入されるガイド受け４７とが設けられている。
【００３０】
この口金部材３０は、シャッター孔４１が内部品４５と下部品４６とに跨って形成され、下部品４６の装着部３５に係合溝４４にＯリング４２に係合させた内部品４５を装着し、シャッター孔４１にシャッター部材５０を差し込むことによって下部品４６に内部品４５が組み付けられる。そして、上部品３７の固定ガイド３８をガイド受け４７に合わせて回すことで、上部品３７と下部品４６が結合され、口金部材３０の組み付けが完了する。このとき、上部品３７と下部品４６とが正規の位置で結合したとき係止される係止手段を設けており、本例の係止手段は上部品３７に設けられた係止爪（図示せず）と、下部品４６に設けられた係止溝４６ａで構成され、両部品が正しい位置で結合されるとき係止爪が係止溝４６ａに嵌る。また、内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨って形成されているが、上部品３７と下部品４６は内孔３３の軸線を中心とした回転操作によって結合されるので、内孔３３がずれることはない。
また、口金部材３０を分解するときは、上部品３７を下部品４６から取り外した後、下部品４６の下壁部分に形成されている分解用の貫通孔４８から棒状の取り外し用具を差し込んで内部品４５を押し上げる。これにより、内部品４５を下部品４６から容易に取り外すことができる。
【００３１】
また、前述の第１の実施形態のように口金部材３０が２部品で構成されている場合は、内孔３３が外部品３４と中部品４３とに跨るように形成される。一方、第２の実施形態のように口金部材３０が３部品で構成されている場合は、内孔３３が上部品３４と内部品４５とに跨るように形成される。そして、この内孔３３には漏斗状の絞り込み３３ａが形成されているが、この絞り込み３３ａは両実施形態とも中側の部品である中部品４３と内部品４５に形成されている。
また、第２の実施形態では、下部品４６内に回路基板７０が装着されている。この回路基板７０は、トナー収納容器２０の装着有無やトナー収納容器２０内のトナー残量を装置本体側から確認できるようにするための電気回路やメモリなどを有している。トナー収納容器２０が装置本体に装着させると、回路基板７０上の接続端子と装置本体側の接続端子とが接触し、回路基板７０と装置本体との間で情報の送受信を行い、トナー収納容器２０の装着有無やトナー収納容器２０内のトナー残量を確認することができるようになっている。
【００３２】
ところで、トナー収納容器２０へのトナーの充填は工場で行われるが、上記したトナー収納容器２０において、シャッター孔４１からトナーを充填するのは方向が異なる内孔３３を介するので困難である。また、袋容器２１自体に充填用の開口を形成し、そこからの充填はその後の容器の密閉がトナーによって容器が膨らんでいるので困難である。そこで、上記した２つの実施形態のトナー収納容器２０は中部品４３または内部品４５を装着する前は内孔３３に絞り込み３３ａがないので、内孔３３が比較的大きな開口になっている。よって、この中部品４３または内部品４５を装着する前の状態でトナーを充填すれば、充填が容易で、その後中部品４３または内部品４５を装着することで容器が密閉状態になる。このように、口金部材３０は上記した２部品または３部品で構成すればトナー充填が容易である。なお、２部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０は、充填後、中部品４３を外部品３４に装着した後、シャッター部材５０を差し込むという２アクション必要であるが、３部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０の場合、予め内部品４５と下部品４６を装着し、かつ、シャッター部材５０を差し込んでおくことで、充填後は下部品４６を上部品３７に結合するという１アクションで済むのでより好ましいといえる。
【００３３】
次に、上記構成のトナー収納容器２０が装着される画像形成装置本体１のセット部（容器装着部）の構成について説明する。
本実施形態の画像形成装置には、図１１に示すように、４色のトナー収納容器２０が装着されるセット部１００が設けられている。なお、４つのセット部１００は黒だけ幅広サイズに形成されているが、内部構造は実質上同一である。セット部１００は、図１２及び図１３に示すように、本体機枠１０１に回転軸１０２を介して装着された開閉フォルダ１０３が設けられ、開閉フォルダ１０３は図１３に示す閉じ位置と図１４に示す開放位置との間で回転可能に本体機枠１０１に支持されている。開閉フォルダ１０３の下部には、図１５に示すように、ノズル１１０をスライド可能に支持する一対のガイド部材１０４と、挿入されたノズル１１０を戻す用をなすスライダ１０６がスライド可能に嵌合されるガイド筒１０５とが形成され、その外面には固定カバー１１５が取り付けられている。また、開閉フォルダ１０３の上部には開閉フォルダ１０３を閉じ位置へ移動したとき、該閉じ位置に保持する係止部１２１が設けられた開閉取っ手１２０が上下方向に移動可能に装着されている。この開閉取っ手１２０は、樹脂製でありその下部に弾性腕１２２が一体的に形成され、この弾性腕１２２によって開閉取っ手１２０が常に最上位置に保持されている。なお、ノズル１１０はシャッター部材５０と同径に形成されている。
【００３４】
ノズル１１０には、その両側に一体に形成されたスライド腕１１１が設けられ、このスライド腕１１１が上記ガイド部材１０４に移動可能に装着されている。スライド腕１１１の先端には、係止爪１１２が設けられ、係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止されることでノズル１１０が開閉フォルダ１０３からの抜けが防止される。また、ノズル１１０と開閉フォルダ１０３の間には圧縮バネ１１３がノズル１１０に巻き付けるようにして遊嵌されており、このバネ１１３によってノズル１１０は常時係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止される位置に弾性を持って保持されている。
【００３５】
上記ガイド筒１０５は、ノズル１１０の軸線上に延びる筒状で、ノズル１１０と対向する端部には上記シャッター部材５０が挿入可能な孔１０５ａが形成され、その反対側端部は固定カバー１１５によって閉塞されている。ガイド筒１０５内には、上記したスライダ１０６と、該スライダ１０６をノズル１１０側へ押している圧縮バネ１０７とが封入されている。このスライダ１０６は、断面凸状に形成され、ガイド筒１０５のノズル側端部に形成された抜け止め１０８によって圧縮バネ１０７に押されてもガイド筒１０５内に保持されている。また、開閉フォルダ１０３には挿入されたトナー収納容器２０をセット位置に導くガイド枠１０９が設けられており、ガイド枠１０９の最下部が上記ノズル１１０が配置され、トナー収納容器２０の口金部材３０の下本体部４０が嵌り込む受け部となっている。この受け部には、ノズル１１０及びシャッター部材５０が通り抜け可能な不図示の開口が形成されている。
【００３６】
このように構成されたセット部１００は、開閉取っ手１２０を下げつつ前へ引き出すと、係止部１２１が本体機枠１０１に形成された係止溝１２３から抜けることで、図１４に示すように、開閉フォルダ１０３の底部が本体機枠１０１に当る位置までそのフォルダを回転軸１０２に中心として回転でき、開閉フォルダ１０３が開放位置に移動される。開放位置の開閉フォルダ１０３は、ノズル１１０が図１４の左側に引っ込んだ状態であり、ここで、トナー収納容器２０を、口金部材３０側を下へ向けて落とし込むと、ノズル１１０は係止爪１１２が圧縮バネ１１３によってガイド部材１０４に当接する位置に保持されているので、口金部材３０のシャッター部材５０がノズル１１０に対向する位置まで落ちる。
このようにトナー収納容器２０が所定位置に落とし込まれた後、開閉フォルダ１０３を元の図１３に示す閉じ位置に戻す。この戻し操作により、ノズル１１０がシャッター孔４１に嵌り込み、シャッター部材５０が孔１０５ａからガイド筒１０５側へ移動させられる。そして、ノズル１１０には先端近くの周面上部にトナー受け入れ口１１４が設けられ、このトナー受け入れ口１１４が口金部材３０に設けられた内孔３３の下部に連通し、これにてトナー収納容器２０から現像装置１４へのトナー補給路が通ずる。なお、ノズル１１０の挿入によってガイド筒１０５側へ押し出されたシャッター部材５０は、完全にシャッター孔４１から抜けきることなくシャッター孔４１とガイド筒１０５に跨った位置に保持される。
【００３７】
また、ノズル１１０がシャッター孔４１に差し込まれるとき、圧縮バネ１１３が開閉フォルダ１０３に押されて圧縮され、さらにガイド筒１０５に設けられた圧縮バネ１０７もシャッター部材５０の挿入でスライダ１０６を介して圧縮される。このため、開閉フォルダ１０３を閉じ位置から開放位置へ移動させられると、ノズル１１０は圧縮バネ１１３の弾性力によって、そしてシャッター部材５０は圧縮バネ１０７の弾性力によってそれぞれ元の位置へ戻される。したがって、ノズル１１０はトナー収納容器２０のシャッター孔４１から抜け、シャッター孔４１には再びシャッター部材５０が挿入される。
【００３８】
上記のように、トナー収納容器２０はセット装置本体１にセットするだけで、トナー補給路に連通し、しかも開閉フォルダ１０３を開放すると、ノズル１１０がシャッター孔４１から抜けるが、このとき直ちにシャッター部材５０が戻るので、トナー収納容器２０からトナーが漏れ出すことがない。
【００３９】
上記構成のトナー収納容器２０内のトナーの使用が終了した後のトナー収納容器２０のリサイクルは次のように行うことができる。
例えば、使用済のトナー収納容器２０の口金部材３０を構成するベース部材（外部品３４、上部品３７）と排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）との係合解除により、ベース部材から排出口部材を分離する。この排出口部材の分離後、ベース部材の露出した開口から袋容器２１内にトナーを再充填する。トナーを充填した後、ベース部材と排出口部材との係合により両部材を結合させる。このようにトナー収納容器２０を再生産することにより、袋容器２１、ベース部材（外部品３４、上部品３７）並びに排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）をリサイクルして再使用することができる。
また、上記排出口部材の分離後、新しいトナーが充填された袋容器２１に取り付けた別のベース部材（外部品３４、上部品３７）と上記分離した排出口部材とを係合させて両部材を結合させてもよい。このようにトナー収納容器２０を再生産することにより、排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）をリサイクルして再使用することができる。
【００４０】
以上、上記実施形態によれば、トナー収納容器２０の使用が終了したとき、口金部材３０を構成するベース部材（外部品３４、上部品３７）と、排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）との間の係合を解除する。このような両部材の係合解除という簡単な操作で、使用済みのトナー収納容器２０から排出口部材を分離することができる。したがって、従来のトナー収納容器のようにトナー排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となる。よって、袋状の粉体収納体としての袋容器２１及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、袋容器２１の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、袋容器２１内へトナーを再充填して袋容器２１を再利用するリサイクルも容易になる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）における上記粉体排出部としてのシャッター孔４１の開口面積よりも大きい。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積よりも大きいので、中部品４３（内部品４５）を取り外して露出させた外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口からのトナー充填が容易になる。しかも、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積は小さくしておくことができるため、シャッター孔４１からのトナー漏れを抑制できる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の粉体通路としての内孔３３におけるトナー通過方向と直交する面方向の開口断面積が、粉体収納体としての袋容器２１１の開口部側から上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）側に近づくほど小さくなっている。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の開口断面積が次第に小さくなる絞り込み３３ａが形成されているため、内孔３３におけるトナー残留を抑制し、袋容器２１側から受けたトナーを中部品４３（内部品４５）側へスムーズに通過させることができる。
また、上記実施形態によれば、上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）に設けたシャッター部材５０が、排出通路としてのシャッター孔４１の袋容器２１側の入口を開く位置とその入口を塞ぐ位置との間で移動することにより、シャッター孔４１を開閉することができる。したがって、従来の弾性体からなるシール材を用いた場合に発生していた弾性体の復元力の低下によるトナー漏れを防止できる。
また、上記実施形態によれば、排出通路としてのシャッター孔４１がトナー収納容器２０の外部に開口した貫通孔であるので、トナー排出のためのノズルの挿入によってシャッター部材５０を移動させて排出通路を自動的に開くことができるようになる。また、ノズル１１０の挿入によってシャッター孔４１を移動するシャッター部材５０が袋容器２１側に入り込むことがないので、トナー収納容器２０内に多量のトナーが残ってしまうことを防止することができる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１から排出口に至るトナー通路が少なくとも１ヶ所で屈曲しているので、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、袋容器２１内のトナーが重力によって排出口へ直線的に移動することがない。しかも、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、トナー通路の屈曲箇所から排出口に至る部分の少なくとも一部が鉛直方向に対して傾くため、その傾いた部分の内壁面で重力方向へ移動しようとするトナーを受けることができる。したがって、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、トナー収納容器２０の着脱時における排出口からのトナー漏れを抑制することができる。
特に、上記実施形態では、上記シャッター孔４１の排出口近傍の部分におけるトナー通過方向が、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の粉体通路としての内孔３３におけるトナー通過方向に対して傾いている。そのため、袋容器２１が排出口部材の上方に位置した状態でトナー収納容器２０を着脱する場合、シャッター孔４１の排出口近傍の内壁面は鉛直方向から傾くことになる。したがって、シャッター孔４１の排出口近傍で重力方向へ移動しようとするトナーを、上記シャッター孔４１の排出口近傍の内壁面で受けることができ、トナー収納容器２０の着脱時における排出口からのトナー漏れを更に抑制することができる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１が可撓性材料で形成されているので、トナー収納容器２０の使用が終了した後、袋容器２１の体積を減少させるように袋容器２１を変形させることができるため、使用済のトナー収納容器２０の減容が可能になる。
【００４１】
また、上記実施形態によれば、外部品３４（上部品３７）から中部品４３（内部品４５）にわたって連続的に形成されている内孔３３と、中部品４３（内部品４５）のシャッター孔４１との連通部にて、内孔３３の開口径がシャッター孔４１の開口径より小さい。したがって、シャッター孔４１に挿入したシャッター部材５０によってトナー排出部を確実に閉じることができる。
また、上記実施形態によれば、口金部材３０が上本体部３１と下本体部４０とで構成され、上本体部３０に袋容器２１が固着される袋容器固着部３２が設けられ、下本体部４０にシャッター孔４１が設けられている。そして、下本体部４０は前面と後面の幅が両側面間の幅より薄く形成されたほぼ長方体に形成されているので、トナー収納容器２０の正規の位置へのセットを助成することができる。また、上記実施形態によれば、下本体部４０の両側面に下方へ向かう程、幅が狭くなるテーパーが形成されているので、トナー収納容器２０の正規の位置へのセットを助成することができる。
また、上記実施形態によれば、シャッター孔４１が下本体部４０の前面から後面に抜ける貫通孔であるので、口金部材３０の前面と後面の幅をより薄くすることができる。
また、上記実施形態によれば、口金部材３０の前後面間の幅とシャッター部材５０の軸線方向の幅が等しいので、シャッター部材５０がトナー収納容器２０の装着を阻害するおそれがなくなる。
また、上記実施形態によれば、シャッター部材５０が挿入されたシャッター孔４１をシールするシール手段が設けられているので、トナー漏れを確実に防止できるとともに、トナー補給路を密閉経路にすることができる。
また、上記実施形態によれば、シャッター孔４１が断面円形であり、上記シール手段がシャッター孔の端部に設けられた弾性を有するＯリングであるので、安価で全周に渡って均一なシール力が得られる。
また、上記実施形態によれば、シール手段４２がシャッター部材５０に設けられているので、口金部材３０にシール保持手段を設けずに済む。
【００４２】
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０は、中部品４３と外部品３４とを有し、中部品４３にはシール手段４２が係合される係合溝４４が設けられている。外部品３４には中部品４３が装着される装着部３５、袋容器２１が固着される袋容器固着部３２、係合溝４４に係合されたシール手段４２を保持する保持部３６が設けられている。かかる構成においては、シール手段４２の組み込みが容易で、確実に保持することができる。
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０では、シャッター孔４１が中部品４３と外部品３４とに跨って形成されている。中部品４３と外部品３４とでシール手段４２を保持した状態で、シャッター部材５０をシャッター孔４１に差し込むことにより口金部材３０が組み付けられるので、中部品４３と外部品３４とを結合する部材や手段を不要にすることができる。
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０では、粉体通路としての内孔３３が中部品４３と外部品３４とに跨って形成され、その内孔３３に形成されたシャッター孔４１に近づくほど開口断面積が小さくなる絞り込み３３ａが中部品４３に形成されている。したがって、中部品４３を外すことでトナー充填を容易に行うことができる。
【００４３】
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０は、上部品３７、内部品４５及び下部品４６を有し、上部品３７には袋容器２１が固着される袋容器固着部３２が設けられている。内部品４５にはシール手段４２が係合される係合溝４６ａが設けられ、下部品４６には内部品４５が装着される装着部３５、係合溝４６ａに係合されたシール手段４２を保持する保持部３６が設けられている。かかる構成においては、シール手段４２の組み込みが容易で、確実に保持することができ、さらにトナー収納容器２０を破棄する場合、袋容器２１と上部品３７のみを廃棄し、内部品４５及び下部品４６は再使用することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、上部品３７と下部品４６とを着脱可能に結合する結合手段が設けられ、下部品４６の装着部３５に内部品４５を装着することによりシール手段４２を保持している。この内部品４５の装着でシール手段４２を保持した下部品４６を結合手段で上部品３７に結合することにより、口金部材３０が組み付けられるので、組み付け作業がより容易でトナー充填後も１アクションでの組み付けが終了することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０は、上記結合手段が、上部品３７の下部両側に設けられた固定ガイド３８と、下部品４６の上部両側に設けられたガイド受け部４７とを有している。この固定ガイド３８とガイド受け部４７とが、上部品３７と下部品４６との一方を他方に対して回転によって係合されるので、組み付け作業が容易である。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、固定ガイド３８とガイド受け部４７とを係合させるための上部品３７と下部品４６との一方を他方に対する回転が、内孔の軸線を中心とする回転である。したがって、上部品３７と下部品４６の結合で内孔にズレが生じにくくすることができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、固定ガイド３８及びガイド受け部４７に、上部品３７と下部品４６が正しく結合したときに係止する係止手段が設けられているので、組み付けの精度が増し、組み付け不良を防止することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、粉体通路としての内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨って形成され、その内孔３３に形成されたシャッター孔４１に近づくほど開口断面積が小さくなる絞り込み３３ａが内部品４５に形成されている。したがって、内部品４５と下部品４６のない状態にすることでトナー充填を容易に行うことができる。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、カラーレーザプリンターのトナー補給装置に上記トナー収納容器２０を用いることにより、トナー収納容器２０からのトナー漏れを防止でき、トナー収納容器２０のリサイクルが容易になるトナー補給装置及びプリンターを構成することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、口金部材３０を構成するベース部材が、トナーが通過する粉体通路としての内孔３３を有する場合について説明したが、本発明は、ベース部材がトナー通路を有しない場合にも適用できる。例えば図１６に示すように、ベース部材としての外部品３４にはトナー通路を形成しないようにしてもよい。この構成では、排出口部材としての中部品４３を外部品３４の上端まで延在させ、その中部品４３の内部に、排出通路としてのシャッター孔４１に連通したトナー通路を形成している。
【００４６】
また、上記実施形態では粉体としてトナーを収納するトナー収納容器について説明したが、本発明は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収納する粉体収納容器や、その他の種類の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に適用できるものである。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１乃至１３の発明によれば、粉体排出用部材を構成するベース部材と排出口部材との係合解除という簡単な操作で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができる。したがって、粉体収納体及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、粉体収納体の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、粉体収納体内へ粉体を再充填して粉体収納体を再利用するリサイクルも容易になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るトナー収納容器を使用する画像形成装置の概略図。
【図２】同画像形成装置のトナー補給装置を示す断面説明図。
【図３】同トナー収納容器のトナーを充填した状態の斜視図。
【図４】同トナー収納容器の折り畳んだ状態の正面説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材の分解斜視図。
【図６】図５の口金部材の横断面図。
【図７】図５の口金部材の縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材分解斜視図。
【図９】図８の口金部材の横断面図。
【図１０】図８の口金部材の縦断面図。
【図１１】図１に示す画像形成装置の外観図。
【図１２】トナー収納容器のセット部の分解斜視図。
【図１３】図１２に示すセット部の開閉フォルダを閉じた状態を示す断面図。
【図１４】図１２に示すセット部の開閉フォルダを開いた状態を示す断面図。
【図１５】図１２に示すセット部の横断面図。
【図１６】変形例に係る口金部材の横断面図。
【符号の説明】
２０ トナー収納容器
２１ 袋容器
３０ 口金部材
３１
３２ 袋容器固着部
３３ 内孔
３４ 外部品
３７ 上部品
４１ シャッター孔
４３ 中部品
４５ 内部品
４６ 下部品
５０ シャッター部材
１１０ ノズル
【発明の属する技術分野】
本発明は、トナー等の粉体を収納する粉体収納容器及びその再生産方法、並びにその粉体収納容器が装着される粉体補給装置及び複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
上記複写機等の画像形成装置において、例えばトナー及びキャリアを含む２成分現像剤を用いて像担持体上の潜像を可視像化する２成分現像装置である場合、画像の形成に伴ってトナーを消費して行くため、消費された量のトナーを順次補給する必要がある。そこで、このような画像形成装置では、トナーを収納したトナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器を設け、このトナー収納容器から現像装置へ消費分のトナーを補給するようにしている。
【０００３】
従来、上記トナー収納容器として、一端部に開口部を有する袋状のトナー収納体を備えたトナー収納容器が知られている（例えば、特許文献１、２、３参照）。このトナー収納体の開口部には、外部にトナーを排出するためのトナー排出部を有するトナー排出用部材（口金部材）が取り付けられる。また、トナー排出用部材のトナー排出部は、中心に十字状等のスリットが形成されたスポンジ等の弾性体からなるシール材で形成した自閉弁を有している。このトナー収納容器は、上方から落とし込むようなワンアクションで画像形成装置の容器装着部に装着することができる。この装着のときに、上記シール材のスリットにノズルが挿入され、トナー収納容器内に挿入されたノズルによって自動的にトナー排出部のスリットが開く。また、トナー収納容器を取り出せば、上記シール材（弾性体）の復元力によりスリットが自動的に閉じる。
【特許文献１】
特開２００１−３１５８５号公報
【特許文献２】
特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献３】
特開２００２−７２６４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記自閉弁を構成している弾性体からなるシール材は低温時の硬化や経時使用によるクリープ変形等により復元力が低下することがある。このようにシール材の復元力が低下すると、容器装着部からトナー収納容器を取り外したとき、シール材のスリットが閉じるまでの間にトナーが漏れて飛散するおそれがった。
また、近年においては資源保護のため、使用済みのトナー収納容器をそのまま廃棄せずに容器を構成する部品を再利用することが考えられている。ところが、上記従来のトナー収納容器の場合、上記弾性体からなるシール材が上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着剤で接着されていた。そのため、トナー収納容器の部品のリサイクルにあたって、上記トナー排出用部材（口金部材）の本体部分に接着されている弾性体からなるシール材を取り外す煩雑な作業が発生し、トナー収納容器のリサイクルが容易でないという問題点があった。
なお、上記問題点はトナー以外の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に発生し得るものである。
【０００５】
本発明は、上記問題点に鑑みなされたものである。その目的は、リサイクルが容易な粉体収納容器及びその再生産方法並びに該粉体収納容器を装着可能な粉体補給装置及び画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、一端部に開口部を有する粉体収納体と、該粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ該粉体収納体の開口部に取り付けられた粉体排出用部材とを備えた粉体収納容器であって、該粉体収納体内からの粉体を該排出口に導く排出通路が形成され、該排出通路は、該粉体収納体の該開口部側を下に向けた状態で該粉体収納体から上下方向に延びる内孔と、該内孔と連通し横方向に延びるシャッター孔とからなり、該シャッター孔には、該内孔との連通部分を閉じる位置と該内孔との連通部分を開く位置との間を該シャッター孔内で該横方向に該排出口まで移動可能なシャッター部材が設けられ、
該粉体排出用部材は、該内孔と該シャッター孔とを備えた排出口部材と、該開口部に取り付けられ且つ係合及び係合解除により該排出口部材が結合及び分離可能なベース部材とを用いて構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記排出口には、上記シャッター部材をシールするシール部材が設けられ、該シール部材は、断面が五角形であり、その五角形の一つの頂点が該シャッター部材に接触することでシールを行なうことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、該粉体通路の上記排出口部材側の出口の開口面積が、上記排出口の開口面積よりも大きいことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、該粉体通路における粉体通過方向と直交する面方向の開口断面積が、上記粉体収納体の開口部側から上記排出口部材側に近づくほど小さくなるように、該粉体通路を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１の粉体収納容器において、上記排出通路の上記粉体収納体側の入口を開く位置と該入口を塞ぐ位置との間で移動可能なシャッター部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の粉体収納容器において、上記排出通路を、該粉体収納容器の外部に開口した貫通孔で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの粉体収納容器において、上記粉体排出用部材における上記粉体収納体から上記排出口に至る粉体通路が少なくとも１カ所で屈曲していることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の粉体収納容器において、上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、上記排出通路の上記排出口近傍の部分における粉体通過方向が、該粉体通路における粉体通過方向に対して傾いていることを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの粉体収納容器において、上記粉体収納体を可撓性材料で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、該ベース部材の露出した開口から上記粉体収納体内に粉体を充填する工程と、該粉体を充填した後、該ベース部材と該排出口部材との係合により両部材を結合させる工程とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１１の発明は、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、新しい粉体が充填されている粉体収納体に取り付けられている別のベース部材と該排出口部材との係合により、両部材を結合させる工程とを有することを特徴とするものである。
また、請求項１２の発明は、粉体収納容器が装着される容器装着部と、該粉体収納容器内の粉体を粉体供給対象装置へ補給する粉体補給手段とを備えた粉体補給装置であって、該容器装着部に装着される粉体収納容器が、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器であることを特徴とするものである。
また、請求項１３の発明は、粉体である現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置とを備えた画像形成装置であって、該現像剤補給装置として、請求項１２の粉体補給装置を用いたことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至１３の発明においては、粉体収納容器の使用が終了したとき、粉体排出用部材を構成するベース部材と排出口部材との間の係合を解除する。このような両部材の係合解除という簡単な操作で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができる。したがって、従来の粉体収納容器のように粉体排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となり、粉体収納体及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、粉体収納体の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、粉体収納体内へ粉体を再充填して粉体収納体を再利用するリサイクルも容易になる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタを示す概略図である。このカラーレーザプリンタは、装置本体１のほぼ中央に作像部３が配置され、その下部に給紙部２を配置した構成となっている。作像部３には、複数のローラ４、５、６に巻き掛けられた可撓性を有する無端ベルトにより構成された像担持体としての中間転写ベルト７が設けられている。この中間転写ベルト７のローラ４とローラ５間の上部側ベルト走行辺には、４個の作像手段としての作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫが対向配置されている。
【０００９】
４個の作像ユニット８は、中間転写ベルト７に接する潜像担持体としての感光体ドラム、帯電、現像、クリーニング等の電子写真プロセスを実行する装置を備えている。また、４個の作像ユニット８Ｙ，８Ｃ，８Ｍ，８ＢＫは同一構造に構成されているが、現像するトナーの色がイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色に分けられている。そして、作像ユニット８の上方には、光変調されたレーザ光を各感光体ドラム表面に照射する光書き込み手段としての光書き込みユニット９が配置され、この光書き込みユニット９は、各作像ユニット８毎、個別に設けてもよいが、共通の光書き込みユニット９を用いればコストの点で有利である。
【００１０】
画像形成動作が開始されると、上記各作像ユニット８の感光体ドラム１０に電子写真プロセスに基づいてトナー像が形成され、トナー像は中間転写ベルト７に図示していない転写手段によって順次重ね転写され、かくして中間転写ベルト７の表面にフルカラーのトナー像が担持される。一方、給紙部２から紙または樹脂シート等からなる転写材が給送され、これがレジストローラ１０を介してローラ６と対向する２次転写装置１１との間へトナー像に同期して給送される。そして、このとき２次転写装置１１には中間転写ベルト表面のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト表面のフルカラートナー像が転写材上に一括して転写される。トナー像を転写された転写材は、定着装置１２を通るとき、その熱及び圧によってトナー像が転写材に熔融して定着される。かくして画像が定着された転写材は、画像形成装置本体１の外部の排紙部１３に排出される。なお、作像ユニット８のいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２色又は３色の画像を形成したりすることもできる。
【００１１】
図２は、本実施形態における粉体補給装置としてのトナー補給装置を示す断面説明図である。図２中の符号２０は、粉体としてのニュートナーを収納した粉体収納容器としてのトナー収納容器を示している。トナー収納容器２０は図２及び図３に示すように、袋状の粉体収納体（トナー収納部）としての袋容器２１と、袋容器２１内のトナーを外部に排出するための唯一の排出口を有し且つ袋容器２１の開口部に取り付けられた粉体排出用部材としての口金部材３０とで構成されている。このトナー収納容器２０の具体的な構成については後に詳述する。
【００１２】
プリンタ本体１にセットされたトナー収納容器２０は、トナー補給経路を介して現像装置１４と連通されている。このトナー補給経路には、口金部材３０に連結される連結部材としてのノズル１１０、容器内のトナーを吸引力により現像装置１４へ移送させる吸引手段としての粉体ポンプ６０、およびノズル１１０と粉体ポンプ６０を接続するトナー移送用チューブ６５が設けられている。
【００１３】
現像装置１４は、そのケーシング内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５，１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送オーガは、例えばスクリュー１５が現像剤を図中手前から奥側へ搬送し、スクリュー１６が現像剤を奥側から手前に搬送するように形成されていて、奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられていることにより、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げられて吸着され、ドクターブレード１８で均一が厚さに規制されてから、感光体に接することで感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つ為に、トナー補給口６８より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【００１４】
上記粉体ポンプ６０は、一軸スクリューポンプといわれているものであって、ロータ６１とステータ６２の２つの主要部品を備えている。ロータ６１は、硬質な断面円形の軸状部材が螺旋状にねじれた形状に形成されたものであって、モータ６６とユニバーサルジョイント６４を介して連結されている。他方、ステータ６２はゴム状の柔軟な材料から作られて長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有しており、また、ステータ６２の螺旋のピッチはロータ６１の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ロータ６１を回転することでロータ６１とステータ６２の間にできるスペースに入ったトナーを移送することができる。
【００１５】
このように構成された粉体ポンプ６０は、ロータ６１が回転駆動されると、トナー収納容器２０のトナーがトナー吸引口６３から粉体ポンプ６０に入り、図２の左から右に吸引搬送されてトナー排出口６７からトナー補給口６８を介して下方に落下し、落下したトナーが現像装置１４に供給される。
【００１６】
トナー収納容器２０の袋容器２１は可撓性材料としてのシート材で形成され、柔軟性を有している。この袋容器２１は、図３に示すように、前後面を構成する２枚のシート材２１ａ，２１ｂ、左右側面を構成する２枚のシート材２１ｃ、２１ｄ及び上面シート材２１ｅからなり、これらを融着して形成されている。左右側面のシート材２１ｃ，２１ｄには、容器の内側に折れ込む折り目２２が形成されており、トナーが充填されているときには折り目２２が伸びて容器形状となり、トナーが空のときには折り目２２に沿って折り畳まれて前後面シート材２１ａ，２１ｂが密着または近接した状態にすることができる。
【００１７】
袋容器２１のトナーが空になったときの折り畳みは、人手でなくトナー補給により自動的に減容されれば、折り畳みの手間が省け、折り畳み時のトナー飛散等もなく有利である。上記したトナー補給機構では、トナー収納容器２０から粉体ポンプ６０までのトナー補給経路において気密性が保たれれば、自動減容は容易に実現することができる。しかし、かかる自動減容には気密性が保つこと以外にも課題がある。その課題の１つに、減容後のトナー収納容器２０の形態を概ね同一形状にすることであり、減容後の形態が不揃いでは揃える手間がかかり自動減容を行う効果がなくなる。
【００１８】
減容後のトナー収納容器２０の形態を揃えるのに最も効果的な方法は、上記した折り目２２を設けることであるが、折り目２２を付けると、前後面シート材２１ａ，２１ｂと折り畳まれた左右側面シート材２１ｃ、２１ｄの間にトナーが挟まれて最下部の排出口まで落下せずに途中でとまってしまい、排出できないで残ってしまう問題がある。
【００１９】
かかる問題を解消するためには、トナー収納容器２０に下方の排出口に向かう程、断面積が少なくなるように、前後面及び左右側面に傾斜面を設けることが有効で、さらにその傾斜面の傾きの大きさ重要であることが判明した。そして、その傾きの大きさはトナーの流動性が大きく関連していることを見出した。すなわち、流動性が良いトナーであれば傾斜角は小さくても排出部まで移動するが、流動性の悪いトナーであれば傾斜角を大きく取らねばならない。
【００２０】
そこで、本発明者らはトナーの流動性を安息角（現像剤を少量ずつ自由落下させ、落下した現像剤によって形成される山の斜面の角度である。）から上記傾斜角を調べた。その結果、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角以上にすることで、減容によるトナー残を大幅に減らすことができることを見出した。すなわち、図３で示す角度Ｓをトナーの安息角以上にすることであり、この角度Ｓは図４に示すトナー収納容器２０が折り畳まれた状態で側面の溶着部の角度Ｓ’とすると、次式の関係がある。式中のφはトナーの安息角である。
【数１】
Ｓ’＝ｔａｎ−１（１／ｃｏｓφ）
【００２１】
例えば、トナーの安息角が４０°の場合は次式のようになるため、上記角度Ｓ’が５２．５５°以上になるように溶着部を形成すれば、膨らんだ状態の角度Ｓは４０°以上になる。
【数２】
Ｓ’＝ｔａｎ−１（１／ｃｏｓ４０）＝５２．５５°
【００２２】
なお、リコー製トナー"ｉｍａｇｉｏトナー タイプ１５"の安息角は３０．５°であり、上述の式により角度Ｓ’は４９．３°になる。ただし、トナーは周囲の環境（温度、湿度など）によって流動性が悪くなる傾向があるため、好ましくは２〜５°程、角度Ｓ’を大きくしておくのがよい。なお、角度Ｓ’はトナー残だけを考慮すれば例えば６０°以上のように大きく取れば良いが、角度Ｓ’が大きくすると、その分容器が占有する単位面積当りのトナー収納量が減少するため、トナー収納容器２０が膨らんだときの側面傾斜部の角度がトナーの安息角を僅かに越える程度が好ましい。
【００２３】
図５乃至図７はそれぞれ、第１の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０は、上本体部３１と、貫通孔であるシャッター孔４１が形成されている下本体部４０とで構成され、上本体部３１には上から見て舟形状に形成された袋容器２１が溶着される袋容器固着部３２が設けられている。また、下本体部４０はほぼ長方体に形成されており、図５に示す面を前面とすると、口金部材３０の下本体部４０は前後面の幅Ｗａが両側面の幅Ｗｂより広く形成されている。
【００２４】
この口金部材３０には、袋容器２１側の中継通路としての内孔３３と、この内孔３３に連通し後述するシャッター部材が抜き差し可能な排出通路としてのシャッター孔４１とからなるトナー通路が形成されている。内孔３３は、口金部材３０を下に向けた状態において、上下方向に延びる縦方向の孔である。これに対し、シャッター孔４１は軸線が内孔３３の軸線とほぼ直角に交わる横方向の孔であり、本例のシャッター孔４１は下本体部４０の前面から後面に抜ける断面円形の貫通孔である。また、内孔３３は舟形である袋容器固着部３２の内側において短方向の長さを直径とする断面円形の孔であり、この内孔３３は途中で漏斗状の絞り込み３３ａが形成されている。すなわち、内孔３３には途中からシャッター孔４１に近づくほど開口面積が小さくなるような絞り込み３３ａによって小径になり、シャッター孔４１の上部でシャッター孔４１に連通している。したがって、内孔３３とシャッター孔４１の連通部において、内孔３３の開口径がシャッター孔４１の開口径より小さくなり、シャッター孔４１に円筒状のシャッター部材５０が挿入されていると、トナー排出用開口は確実に閉じられた状態となる。なお、シャッター部材５０の軸線方向の長さは口金部材３０の前後面間の幅、すなわち側面の幅Ｗｂより長いと、シャッター孔４１に挿入されたシャッター部材５０が口金部材３０から突出して容器の装着を妨げる。このため、シャッター部材５０の長さは幅Ｗｂと等しくすることが好ましい。
【００２５】
本実施形態のシャッター部材５０は、断面が円形の軸状に形成され、シャッター孔４１の径より僅かに小径に形成されており、よってシャッター部材５０のシャッター孔４１への挿入が確実に行うことができ、かつ、シャッター孔４１を通り抜けすることも可能となっている。しかし、シャッター部材５０がシャッター孔４１より小径であると、シャッター部材５０とシャッター孔４１の間からトナー漏れやエアー漏れが発生する。そして、トナー漏れは、トナー汚染をもたらし、エアー漏れはトナー収納容器２０の減容を阻害してしまう。
【００２６】
そこで、口金部材３０にはシャッター部材５０との間をシールするシール手段として、図５に示すように、断面が五角形のＯリング４２が設けられている。このＯリング４２は、シャッター孔４１が貫通孔であるので、シャッター孔４１の両側に設けている。また、Ｏリング４２の取り付けは、シャッター孔４１の両側にＯリング４２が収まる溝を形成し、接着等で固定することもできるが、Ｏリング４２の固定に手間が掛かり、組み付けコストが嵩むという問題が発生してしまう。
【００２７】
そこで、図５乃至図７に示す実施形態の口金部材３０の下本体部４０は、排出口部材としての中部品４３とベース部材としての外部品３４とに分割し、両部品の係合でＯリング４２を保持するように構成している。具体的には、中部品４３にＯリング４２が係合される係合溝４４が設けられ、外部品３４には中部品４３が装着される装着部３５、袋容器固着部３２、係合溝４４に係合されたＯリング４２を保持する保持部３６が設けられている。Ｏリング４２は、係合溝４４に係合された状態で中部品４３を外部品３４に装着すると、保持部３６で押さえられるので、その抜けが確実に防止される。
【００２８】
また、シャッター孔４１は中部品４３と外部品３４とに跨って形成されており、外部品３４の装着部３５に中部品４３を装着し、シャッター孔４１にシャッター部材５０を差し込むことによって外部品３４に中部品４３を組み付けられる。また、シャッター部材５０を抜き取るという簡単な作業で口金部材３０は外部品３４と中部品４３に分解することができる。したがって、トナー収納容器２０にトナー充填されている状態でシャッター部材５０が抜かれるとトナーがこぼれるため、最大でも直径が８ｍｍ程度に抑えており、直径が６ｍｍならば指でシャッター部材５０が動かしてしまうことが殆どなく好ましい。すなわち、シャッター部材５０の直径が１０ｍｍあると、大人の指を想定すると、指でシャッター部材５０を移動させてトナーが漏れ出す危険が大きくなるため、シャッター部材５０の径を８ｍｍ程度までに設定している。
【００２９】
図８乃至図１０はそれぞれ、第２の実施形態に係る口金部材３０の分解斜視図、横断面図及び縦断面図である。この口金部材３０はベース部材としての上部品３７並びに排出口部材としての内部品４５及び下部品４６の３つの部品から構成されている。上部品３７には、上記袋容器２１が固着される袋容器固着部３２と、下部品４６と結合するための結合手段としての固定ガイド３８とが設けられている。内部品４５には、上記Ｏリング４２が係合される係合溝４４が設けられている。下部品４６には、内部品４５の装着部３５と、Ｏリング４２の保持部３６と、上部品３７の固定ガイド３８が挿入されるガイド受け４７とが設けられている。
【００３０】
この口金部材３０は、シャッター孔４１が内部品４５と下部品４６とに跨って形成され、下部品４６の装着部３５に係合溝４４にＯリング４２に係合させた内部品４５を装着し、シャッター孔４１にシャッター部材５０を差し込むことによって下部品４６に内部品４５が組み付けられる。そして、上部品３７の固定ガイド３８をガイド受け４７に合わせて回すことで、上部品３７と下部品４６が結合され、口金部材３０の組み付けが完了する。このとき、上部品３７と下部品４６とが正規の位置で結合したとき係止される係止手段を設けており、本例の係止手段は上部品３７に設けられた係止爪（図示せず）と、下部品４６に設けられた係止溝４６ａで構成され、両部品が正しい位置で結合されるとき係止爪が係止溝４６ａに嵌る。また、内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨って形成されているが、上部品３７と下部品４６は内孔３３の軸線を中心とした回転操作によって結合されるので、内孔３３がずれることはない。
また、口金部材３０を分解するときは、上部品３７を下部品４６から取り外した後、下部品４６の下壁部分に形成されている分解用の貫通孔４８から棒状の取り外し用具を差し込んで内部品４５を押し上げる。これにより、内部品４５を下部品４６から容易に取り外すことができる。
【００３１】
また、前述の第１の実施形態のように口金部材３０が２部品で構成されている場合は、内孔３３が外部品３４と中部品４３とに跨るように形成される。一方、第２の実施形態のように口金部材３０が３部品で構成されている場合は、内孔３３が上部品３４と内部品４５とに跨るように形成される。そして、この内孔３３には漏斗状の絞り込み３３ａが形成されているが、この絞り込み３３ａは両実施形態とも中側の部品である中部品４３と内部品４５に形成されている。
また、第２の実施形態では、下部品４６内に回路基板７０が装着されている。この回路基板７０は、トナー収納容器２０の装着有無やトナー収納容器２０内のトナー残量を装置本体側から確認できるようにするための電気回路やメモリなどを有している。トナー収納容器２０が装置本体に装着させると、回路基板７０上の接続端子と装置本体側の接続端子とが接触し、回路基板７０と装置本体との間で情報の送受信を行い、トナー収納容器２０の装着有無やトナー収納容器２０内のトナー残量を確認することができるようになっている。
【００３２】
ところで、トナー収納容器２０へのトナーの充填は工場で行われるが、上記したトナー収納容器２０において、シャッター孔４１からトナーを充填するのは方向が異なる内孔３３を介するので困難である。また、袋容器２１自体に充填用の開口を形成し、そこからの充填はその後の容器の密閉がトナーによって容器が膨らんでいるので困難である。そこで、上記した２つの実施形態のトナー収納容器２０は中部品４３または内部品４５を装着する前は内孔３３に絞り込み３３ａがないので、内孔３３が比較的大きな開口になっている。よって、この中部品４３または内部品４５を装着する前の状態でトナーを充填すれば、充填が容易で、その後中部品４３または内部品４５を装着することで容器が密閉状態になる。このように、口金部材３０は上記した２部品または３部品で構成すればトナー充填が容易である。なお、２部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０は、充填後、中部品４３を外部品３４に装着した後、シャッター部材５０を差し込むという２アクション必要であるが、３部品の口金部材３０を用いたトナー収納容器２０の場合、予め内部品４５と下部品４６を装着し、かつ、シャッター部材５０を差し込んでおくことで、充填後は下部品４６を上部品３７に結合するという１アクションで済むのでより好ましいといえる。
【００３３】
次に、上記構成のトナー収納容器２０が装着される画像形成装置本体１のセット部（容器装着部）の構成について説明する。
本実施形態の画像形成装置には、図１１に示すように、４色のトナー収納容器２０が装着されるセット部１００が設けられている。なお、４つのセット部１００は黒だけ幅広サイズに形成されているが、内部構造は実質上同一である。セット部１００は、図１２及び図１３に示すように、本体機枠１０１に回転軸１０２を介して装着された開閉フォルダ１０３が設けられ、開閉フォルダ１０３は図１３に示す閉じ位置と図１４に示す開放位置との間で回転可能に本体機枠１０１に支持されている。開閉フォルダ１０３の下部には、図１５に示すように、ノズル１１０をスライド可能に支持する一対のガイド部材１０４と、挿入されたノズル１１０を戻す用をなすスライダ１０６がスライド可能に嵌合されるガイド筒１０５とが形成され、その外面には固定カバー１１５が取り付けられている。また、開閉フォルダ１０３の上部には開閉フォルダ１０３を閉じ位置へ移動したとき、該閉じ位置に保持する係止部１２１が設けられた開閉取っ手１２０が上下方向に移動可能に装着されている。この開閉取っ手１２０は、樹脂製でありその下部に弾性腕１２２が一体的に形成され、この弾性腕１２２によって開閉取っ手１２０が常に最上位置に保持されている。なお、ノズル１１０はシャッター部材５０と同径に形成されている。
【００３４】
ノズル１１０には、その両側に一体に形成されたスライド腕１１１が設けられ、このスライド腕１１１が上記ガイド部材１０４に移動可能に装着されている。スライド腕１１１の先端には、係止爪１１２が設けられ、係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止されることでノズル１１０が開閉フォルダ１０３からの抜けが防止される。また、ノズル１１０と開閉フォルダ１０３の間には圧縮バネ１１３がノズル１１０に巻き付けるようにして遊嵌されており、このバネ１１３によってノズル１１０は常時係止爪１１２がガイド部材１０４の端部に係止される位置に弾性を持って保持されている。
【００３５】
上記ガイド筒１０５は、ノズル１１０の軸線上に延びる筒状で、ノズル１１０と対向する端部には上記シャッター部材５０が挿入可能な孔１０５ａが形成され、その反対側端部は固定カバー１１５によって閉塞されている。ガイド筒１０５内には、上記したスライダ１０６と、該スライダ１０６をノズル１１０側へ押している圧縮バネ１０７とが封入されている。このスライダ１０６は、断面凸状に形成され、ガイド筒１０５のノズル側端部に形成された抜け止め１０８によって圧縮バネ１０７に押されてもガイド筒１０５内に保持されている。また、開閉フォルダ１０３には挿入されたトナー収納容器２０をセット位置に導くガイド枠１０９が設けられており、ガイド枠１０９の最下部が上記ノズル１１０が配置され、トナー収納容器２０の口金部材３０の下本体部４０が嵌り込む受け部となっている。この受け部には、ノズル１１０及びシャッター部材５０が通り抜け可能な不図示の開口が形成されている。
【００３６】
このように構成されたセット部１００は、開閉取っ手１２０を下げつつ前へ引き出すと、係止部１２１が本体機枠１０１に形成された係止溝１２３から抜けることで、図１４に示すように、開閉フォルダ１０３の底部が本体機枠１０１に当る位置までそのフォルダを回転軸１０２に中心として回転でき、開閉フォルダ１０３が開放位置に移動される。開放位置の開閉フォルダ１０３は、ノズル１１０が図１４の左側に引っ込んだ状態であり、ここで、トナー収納容器２０を、口金部材３０側を下へ向けて落とし込むと、ノズル１１０は係止爪１１２が圧縮バネ１１３によってガイド部材１０４に当接する位置に保持されているので、口金部材３０のシャッター部材５０がノズル１１０に対向する位置まで落ちる。
このようにトナー収納容器２０が所定位置に落とし込まれた後、開閉フォルダ１０３を元の図１３に示す閉じ位置に戻す。この戻し操作により、ノズル１１０がシャッター孔４１に嵌り込み、シャッター部材５０が孔１０５ａからガイド筒１０５側へ移動させられる。そして、ノズル１１０には先端近くの周面上部にトナー受け入れ口１１４が設けられ、このトナー受け入れ口１１４が口金部材３０に設けられた内孔３３の下部に連通し、これにてトナー収納容器２０から現像装置１４へのトナー補給路が通ずる。なお、ノズル１１０の挿入によってガイド筒１０５側へ押し出されたシャッター部材５０は、完全にシャッター孔４１から抜けきることなくシャッター孔４１とガイド筒１０５に跨った位置に保持される。
【００３７】
また、ノズル１１０がシャッター孔４１に差し込まれるとき、圧縮バネ１１３が開閉フォルダ１０３に押されて圧縮され、さらにガイド筒１０５に設けられた圧縮バネ１０７もシャッター部材５０の挿入でスライダ１０６を介して圧縮される。このため、開閉フォルダ１０３を閉じ位置から開放位置へ移動させられると、ノズル１１０は圧縮バネ１１３の弾性力によって、そしてシャッター部材５０は圧縮バネ１０７の弾性力によってそれぞれ元の位置へ戻される。したがって、ノズル１１０はトナー収納容器２０のシャッター孔４１から抜け、シャッター孔４１には再びシャッター部材５０が挿入される。
【００３８】
上記のように、トナー収納容器２０はセット装置本体１にセットするだけで、トナー補給路に連通し、しかも開閉フォルダ１０３を開放すると、ノズル１１０がシャッター孔４１から抜けるが、このとき直ちにシャッター部材５０が戻るので、トナー収納容器２０からトナーが漏れ出すことがない。
【００３９】
上記構成のトナー収納容器２０内のトナーの使用が終了した後のトナー収納容器２０のリサイクルは次のように行うことができる。
例えば、使用済のトナー収納容器２０の口金部材３０を構成するベース部材（外部品３４、上部品３７）と排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）との係合解除により、ベース部材から排出口部材を分離する。この排出口部材の分離後、ベース部材の露出した開口から袋容器２１内にトナーを再充填する。トナーを充填した後、ベース部材と排出口部材との係合により両部材を結合させる。このようにトナー収納容器２０を再生産することにより、袋容器２１、ベース部材（外部品３４、上部品３７）並びに排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）をリサイクルして再使用することができる。
また、上記排出口部材の分離後、新しいトナーが充填された袋容器２１に取り付けた別のベース部材（外部品３４、上部品３７）と上記分離した排出口部材とを係合させて両部材を結合させてもよい。このようにトナー収納容器２０を再生産することにより、排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）をリサイクルして再使用することができる。
【００４０】
以上、上記実施形態によれば、トナー収納容器２０の使用が終了したとき、口金部材３０を構成するベース部材（外部品３４、上部品３７）と、排出口部材（中部品４３、内部品４５及び下部品４６）との間の係合を解除する。このような両部材の係合解除という簡単な操作で、使用済みのトナー収納容器２０から排出口部材を分離することができる。したがって、従来のトナー収納容器のようにトナー排出用部材において接着されている弾性体からなるシール材を取り外すという煩雑な作業が不要となる。よって、袋状の粉体収納体としての袋容器２１及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、袋容器２１の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、袋容器２１内へトナーを再充填して袋容器２１を再利用するリサイクルも容易になる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）における上記粉体排出部としてのシャッター孔４１の開口面積よりも大きい。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口の開口面積が、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積よりも大きいので、中部品４３（内部品４５）を取り外して露出させた外部品３４（上部品３７）の内孔３３の出口からのトナー充填が容易になる。しかも、中部品４３（内部品４５）におけるシャッター孔４１の開口面積は小さくしておくことができるため、シャッター孔４１からのトナー漏れを抑制できる。
また、上記実施形態によれば、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の粉体通路としての内孔３３におけるトナー通過方向と直交する面方向の開口断面積が、粉体収納体としての袋容器２１１の開口部側から上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）側に近づくほど小さくなっている。このように外部品３４（上部品３７）の内孔３３の開口断面積が次第に小さくなる絞り込み３３ａが形成されているため、内孔３３におけるトナー残留を抑制し、袋容器２１側から受けたトナーを中部品４３（内部品４５）側へスムーズに通過させることができる。
また、上記実施形態によれば、上記排出口部材としての中部品４３（内部品４５）に設けたシャッター部材５０が、排出通路としてのシャッター孔４１の袋容器２１側の入口を開く位置とその入口を塞ぐ位置との間で移動することにより、シャッター孔４１を開閉することができる。したがって、従来の弾性体からなるシール材を用いた場合に発生していた弾性体の復元力の低下によるトナー漏れを防止できる。
また、上記実施形態によれば、排出通路としてのシャッター孔４１がトナー収納容器２０の外部に開口した貫通孔であるので、トナー排出のためのノズルの挿入によってシャッター部材５０を移動させて排出通路を自動的に開くことができるようになる。また、ノズル１１０の挿入によってシャッター孔４１を移動するシャッター部材５０が袋容器２１側に入り込むことがないので、トナー収納容器２０内に多量のトナーが残ってしまうことを防止することができる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１から排出口に至るトナー通路が少なくとも１ヶ所で屈曲しているので、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、袋容器２１内のトナーが重力によって排出口へ直線的に移動することがない。しかも、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、トナー通路の屈曲箇所から排出口に至る部分の少なくとも一部が鉛直方向に対して傾くため、その傾いた部分の内壁面で重力方向へ移動しようとするトナーを受けることができる。したがって、口金部材３０の上方に袋容器２１が位置する場合に、トナー収納容器２０の着脱時における排出口からのトナー漏れを抑制することができる。
特に、上記実施形態では、上記シャッター孔４１の排出口近傍の部分におけるトナー通過方向が、上記ベース部材としての外部品３４（上部品３７）の粉体通路としての内孔３３におけるトナー通過方向に対して傾いている。そのため、袋容器２１が排出口部材の上方に位置した状態でトナー収納容器２０を着脱する場合、シャッター孔４１の排出口近傍の内壁面は鉛直方向から傾くことになる。したがって、シャッター孔４１の排出口近傍で重力方向へ移動しようとするトナーを、上記シャッター孔４１の排出口近傍の内壁面で受けることができ、トナー収納容器２０の着脱時における排出口からのトナー漏れを更に抑制することができる。
また、上記実施形態によれば、袋容器２１が可撓性材料で形成されているので、トナー収納容器２０の使用が終了した後、袋容器２１の体積を減少させるように袋容器２１を変形させることができるため、使用済のトナー収納容器２０の減容が可能になる。
【００４１】
また、上記実施形態によれば、外部品３４（上部品３７）から中部品４３（内部品４５）にわたって連続的に形成されている内孔３３と、中部品４３（内部品４５）のシャッター孔４１との連通部にて、内孔３３の開口径がシャッター孔４１の開口径より小さい。したがって、シャッター孔４１に挿入したシャッター部材５０によってトナー排出部を確実に閉じることができる。
また、上記実施形態によれば、口金部材３０が上本体部３１と下本体部４０とで構成され、上本体部３０に袋容器２１が固着される袋容器固着部３２が設けられ、下本体部４０にシャッター孔４１が設けられている。そして、下本体部４０は前面と後面の幅が両側面間の幅より薄く形成されたほぼ長方体に形成されているので、トナー収納容器２０の正規の位置へのセットを助成することができる。また、上記実施形態によれば、下本体部４０の両側面に下方へ向かう程、幅が狭くなるテーパーが形成されているので、トナー収納容器２０の正規の位置へのセットを助成することができる。
また、上記実施形態によれば、シャッター孔４１が下本体部４０の前面から後面に抜ける貫通孔であるので、口金部材３０の前面と後面の幅をより薄くすることができる。
また、上記実施形態によれば、口金部材３０の前後面間の幅とシャッター部材５０の軸線方向の幅が等しいので、シャッター部材５０がトナー収納容器２０の装着を阻害するおそれがなくなる。
また、上記実施形態によれば、シャッター部材５０が挿入されたシャッター孔４１をシールするシール手段が設けられているので、トナー漏れを確実に防止できるとともに、トナー補給路を密閉経路にすることができる。
また、上記実施形態によれば、シャッター孔４１が断面円形であり、上記シール手段がシャッター孔の端部に設けられた弾性を有するＯリングであるので、安価で全周に渡って均一なシール力が得られる。
また、上記実施形態によれば、シール手段４２がシャッター部材５０に設けられているので、口金部材３０にシール保持手段を設けずに済む。
【００４２】
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０は、中部品４３と外部品３４とを有し、中部品４３にはシール手段４２が係合される係合溝４４が設けられている。外部品３４には中部品４３が装着される装着部３５、袋容器２１が固着される袋容器固着部３２、係合溝４４に係合されたシール手段４２を保持する保持部３６が設けられている。かかる構成においては、シール手段４２の組み込みが容易で、確実に保持することができる。
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０では、シャッター孔４１が中部品４３と外部品３４とに跨って形成されている。中部品４３と外部品３４とでシール手段４２を保持した状態で、シャッター部材５０をシャッター孔４１に差し込むことにより口金部材３０が組み付けられるので、中部品４３と外部品３４とを結合する部材や手段を不要にすることができる。
また、上記第１の実施形態に係る口金部材３０では、粉体通路としての内孔３３が中部品４３と外部品３４とに跨って形成され、その内孔３３に形成されたシャッター孔４１に近づくほど開口断面積が小さくなる絞り込み３３ａが中部品４３に形成されている。したがって、中部品４３を外すことでトナー充填を容易に行うことができる。
【００４３】
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０は、上部品３７、内部品４５及び下部品４６を有し、上部品３７には袋容器２１が固着される袋容器固着部３２が設けられている。内部品４５にはシール手段４２が係合される係合溝４６ａが設けられ、下部品４６には内部品４５が装着される装着部３５、係合溝４６ａに係合されたシール手段４２を保持する保持部３６が設けられている。かかる構成においては、シール手段４２の組み込みが容易で、確実に保持することができ、さらにトナー収納容器２０を破棄する場合、袋容器２１と上部品３７のみを廃棄し、内部品４５及び下部品４６は再使用することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、上部品３７と下部品４６とを着脱可能に結合する結合手段が設けられ、下部品４６の装着部３５に内部品４５を装着することによりシール手段４２を保持している。この内部品４５の装着でシール手段４２を保持した下部品４６を結合手段で上部品３７に結合することにより、口金部材３０が組み付けられるので、組み付け作業がより容易でトナー充填後も１アクションでの組み付けが終了することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０は、上記結合手段が、上部品３７の下部両側に設けられた固定ガイド３８と、下部品４６の上部両側に設けられたガイド受け部４７とを有している。この固定ガイド３８とガイド受け部４７とが、上部品３７と下部品４６との一方を他方に対して回転によって係合されるので、組み付け作業が容易である。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、固定ガイド３８とガイド受け部４７とを係合させるための上部品３７と下部品４６との一方を他方に対する回転が、内孔の軸線を中心とする回転である。したがって、上部品３７と下部品４６の結合で内孔にズレが生じにくくすることができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、固定ガイド３８及びガイド受け部４７に、上部品３７と下部品４６が正しく結合したときに係止する係止手段が設けられているので、組み付けの精度が増し、組み付け不良を防止することができる。
また、上記第２の実施形態に係る口金部材３０では、粉体通路としての内孔３３が上部品３７と内部品４５とに跨って形成され、その内孔３３に形成されたシャッター孔４１に近づくほど開口断面積が小さくなる絞り込み３３ａが内部品４５に形成されている。したがって、内部品４５と下部品４６のない状態にすることでトナー充填を容易に行うことができる。
【００４４】
また、上記実施形態によれば、カラーレーザプリンターのトナー補給装置に上記トナー収納容器２０を用いることにより、トナー収納容器２０からのトナー漏れを防止でき、トナー収納容器２０のリサイクルが容易になるトナー補給装置及びプリンターを構成することができる。
【００４５】
なお、上記実施形態では、口金部材３０を構成するベース部材が、トナーが通過する粉体通路としての内孔３３を有する場合について説明したが、本発明は、ベース部材がトナー通路を有しない場合にも適用できる。例えば図１６に示すように、ベース部材としての外部品３４にはトナー通路を形成しないようにしてもよい。この構成では、排出口部材としての中部品４３を外部品３４の上端まで延在させ、その中部品４３の内部に、排出通路としてのシャッター孔４１に連通したトナー通路を形成している。
【００４６】
また、上記実施形態では粉体としてトナーを収納するトナー収納容器について説明したが、本発明は、トナー及びキャリアを含む２成分現像剤を収納する粉体収納容器や、その他の種類の粉体を収納する粉体収納容器の場合にも同様に適用できるものである。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１乃至１３の発明によれば、粉体排出用部材を構成するベース部材と排出口部材との係合解除という簡単な操作で、使用済みの粉体収納容器から排出口部材を分離することができる。したがって、粉体収納体及びベース部材と排出口部材とを個別の部品として再利用するリサイクルが容易になる。さらに、上記排出口部材の分離により、粉体収納体の内部に連通する開口を外部に露出させ、この露出した開口から粉体の充填が可能になるので、粉体収納体内へ粉体を再充填して粉体収納体を再利用するリサイクルも容易になるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るトナー収納容器を使用する画像形成装置の概略図。
【図２】同画像形成装置のトナー補給装置を示す断面説明図。
【図３】同トナー収納容器のトナーを充填した状態の斜視図。
【図４】同トナー収納容器の折り畳んだ状態の正面説明図。
【図５】本発明の第１の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材の分解斜視図。
【図６】図５の口金部材の横断面図。
【図７】図５の口金部材の縦断面図。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るトナー収納容器の口金部材分解斜視図。
【図９】図８の口金部材の横断面図。
【図１０】図８の口金部材の縦断面図。
【図１１】図１に示す画像形成装置の外観図。
【図１２】トナー収納容器のセット部の分解斜視図。
【図１３】図１２に示すセット部の開閉フォルダを閉じた状態を示す断面図。
【図１４】図１２に示すセット部の開閉フォルダを開いた状態を示す断面図。
【図１５】図１２に示すセット部の横断面図。
【図１６】変形例に係る口金部材の横断面図。
【符号の説明】
２０ トナー収納容器
２１ 袋容器
３０ 口金部材
３１
３２ 袋容器固着部
３３ 内孔
３４ 外部品
３７ 上部品
４１ シャッター孔
４３ 中部品
４５ 内部品
４６ 下部品
５０ シャッター部材
１１０ ノズル
Claims (13)
- 一端部に開口部を有する粉体収納体と、該粉体収納体内の粉体を外部に排出するための排出口を有し且つ該粉体収納体の開口部に取り付けられた粉体排出用部材とを備えた粉体収納容器であって、
該粉体収納体内からの粉体を該排出口に導く排出通路が形成され、
該排出通路は、該粉体収納体の該開口部側を下に向けた状態で該粉体収納体から上下方向に延びる内孔と、該内孔と連通し横方向に該排出口まで延びるシャッター孔とからなり、
該シャッター孔には、該内孔との連通部分を閉じる位置と該内孔との連通部分を開く位置との間を該シャッター孔内で該横方向に移動可能なシャッター部材が設けられ、
該粉体排出用部材は、該内孔と該シャッター孔とを備えた排出口部材と、該開口部に取り付けられ且つ係合及び係合解除により該排出口部材が結合及び分離可能なベース部材とを用いて構成されていることを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１の粉体収納容器において、
上記排出口には、上記シャッター部材をシールするシール部材が設けられ、
該シール部材は、断面が五角形であり、その五角形の一つの頂点が該シャッター部材に接触することでシールを行なうことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１の粉体収納容器において、
上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、
該粉体通路の上記排出口部材側の出口の開口面積が、上記排出口の開口面積よりも大きいことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１の粉体収納容器において、
上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、
該粉体通路における粉体通過方向と直交する面方向の開口断面積が、上記粉体収納体の開口部側から上記排出口部材側に近づくほど小さくなるように、該粉体通路を形成したことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１の粉体収納容器において、
上記排出通路の上記粉体収納体側の入口を開く位置と該入口を塞ぐ位置との間で移動可能なシャッター部材を設けたことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項５の粉体収納容器において、
上記排出通路を、該粉体収納容器の外部に開口した貫通孔で形成したことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１乃至６のいずれかの粉体収納容器において、
上記粉体排出用部材における上記粉体収納体から上記排出口に至る粉体通路が少なくとも１カ所で屈曲していることを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項７の粉体収納容器において、
上記ベース部材は、上記粉体収納体からの粉体が通過する粉体通路を有し、
上記排出通路の上記排出口近傍の部分における粉体通過方向が、該粉体通路における粉体通過方向に対して傾いていることを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１乃至８のいずれかの粉体収納容器において、
上記粉体収納体を可撓性材料で形成したことを特徴とする粉体収納容器。 - 請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、
使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、
該ベース部材の露出した開口から上記粉体収納体内に粉体を充填する工程と、
該粉体を充填した後、該ベース部材と該排出口部材との係合により両部材を結合させる工程とを有することを特徴とする粉体収納容器の再生産方法。 - 請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器内の粉体の使用が終了したときに該粉体収納容器を再生産する粉体収納容器の再生産方法であって、
使用済の粉体収納容器の上記ベース部材と上記排出口部材との係合解除により、該ベース部材から該排出口部材を分離する工程と、
新しい粉体が充填されている粉体収納体に取り付けられている別のベース部材と該排出口部材との係合により、両部材を結合させる工程とを有することを特徴とする粉体収納容器の再生産方法。 - 粉体収納容器が装着される容器装着部と、該粉体収納容器内の粉体を粉体供給対象装置へ補給する粉体補給手段とを備えた粉体補給装置であって、
該容器装着部に装着される粉体収納容器が、請求項１乃至９のいずれかの粉体収納容器であることを特徴とする粉体補給装置。 - 粉体である現像剤を用いて像担持体上の潜像を現像する現像装置と、該現像装置へ現像剤を補給する現像剤補給装置とを備えた画像形成装置であって、
該現像剤補給装置として、請求項１２の粉体補給装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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