JP4320283B2 - 剤収納容器、現像剤補給装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、剤収納容器、現像剤補給装置及びプリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

上記形式の画像形成装置において、例えば、像担持体に形成された静電潜像を可視像化する現像装置としてトナーとキャリアからなる現像剤を用いる２成分現像装置が多々用いられている。この種の画像形成装置では、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、画像形成装置ではトナーを収納したトナー収納容器を設け、該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。

特開２０００−２２１８６６号公報

近年、特許文献１に記載されているように、トナーボトルやトナーカートリッジのトナー収納容器に情報記録部を設け、該情報記録部に収納されたトナーの適合機種、製造日、トナーの色、トナー残量等の情報を記録し、このような情報をトナーカートリッジの管理等に活用することが既に実施されている。そして、このような情報記録部はその活用の範囲が大きな広がりを見せており、今後多くのトナーカートリッジ等に付設することが予想される。

ところで、フレキシブルなトナー収納袋を剛性のある外箱で覆ったバックインボックスタイプのトナー収納容器を用いた画像形成装置が知られており既に実施されている。かかるトナー収納容器においても上記した情報記録部を設けているが、この情報記録部を設ける場合、トナー収納容器がセットされたときに書き込まれている情報を確実に読み取ることができるような導通状態にしなければならない。よって、上記形式のトナー収納容器ではフレキシブル容器がハードな外箱内に収納されており、その外箱に情報記録部を設けている。そして、トナー収納容器がセットされたとき、外箱を押える爪に情報記録部の電気的接点と導通する端子を設けることにより、セットされたトナー収納容器の情報記録部が装置本体と確実に導通状態になる。

ところで、フレキシブルなトナー収納容器をハードカバーで覆わずに用いようとすると、セットしたときに確実に装置本体と導通状態となる情報記録部を設置することが困難であった。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、柔軟な容器に現像剤を収納するタイプであっても、該容器をセットしたとき情報記録部が装置本体に確実に導通状態となる剤収納容器、現像剤補給装置及び画像形成装置を提供することを目的としている。

上記の目的を達成するため、本発明は、現像剤を収納する収納部と、該収納部が一体もしくは固着され、剛体よりなる取り付け部材と、該取り付け部材に設けられている情報を記録される情報記録部とを有する剤収納容器であって、該剤収納容器が装置本体に取り付けられると、該装置本体と情報記録部の間で情報の読み書きが可能な剤収納容器において、前記取り付け部材が内側部材を外側部材に組み付けて形成され、前記情報記録部が外側部材と内側部材に挟まれて前記取り付け部材の側面で、かつその内部に取り付けられるとともに、前記内側部材を前記外側部材に組み付ける際、予め前記内側部材に仮止めされた前記情報記録部は該内側部材に設けられた押し込み部によって前記外側部材に押し込まれて取り付けられることを特徴とする剤収納容器を提案する。

なお、本発明の剤収納容器において、前記情報記録部は、装置本体と電気的に導通する電気的接点を有し、前記装置本体側の当接部が該電気的接点に押し当てることにより前記情報記録部と前記装置本体とが電気的に導通すると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記収納部に収納された現像剤を外部に排出するための排出口の装置本体との連通に連動して装置本体側の当接部と前記情報記録部装置の電気的接点との当接が行われると、効果的である。

さらにまた、本発明の剤収納容器において、前記情報記録部が取り付け部材に保持されたとき、前記情報記録部の電気的接点が該取り付け部材の表面より内側に位置していると、効果的である。

また、上記の目的を達成するため、本発明の現像剤補給装置において、請求項１ないし４の何れかに記載の剤収納容器を備え、現像剤を装置本体の現像装置に移送することを特徴としている。

なお、本発明の現像剤補給装置において、前記剤収納容器の取り付け部材の排出口に抜き差しされるノズルを有し、該ノズルが前記取り付け部材の排出口に差し込まれると、剤収納容器が装置本体と連通状態となると、効果的である。

また、上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置において、請求項５または６に記載の現像剤補給装置を具備することを特徴としている。

本発明によれば、情報記録部が内側部材を外側部材に組み付けと同時に取り付け部材に取り付けられるとともに、その組み付けた情報記録部を所定の位置に保持することができる。

請求項２の構成によれば、情報記録部は、装置本体側の当接部が電気的接点に押し当てることにより両者が電気的に導通するので、電気的導通が確実に行われる。

請求項３の構成によれば、排出口の装置本体との連通に連動して装置本体側の当接部と情報記録部装置の電気的接点との当接が行われるので、剤収納容器が正しくセットされると同時に情報記録部も装置本体と導通状態にすることができる。

請求項４の構成によれば、情報記録部が取り付け部材に保持されたとき、該取り付け部材の表面より内側に位置しているので、電気的接点が手で触れたり、ものが当たったりしにくくなる。

請求項５及び６の構成によれば、上記効果が得られる現像剤補給装置を提供することができる
請求項７の構成によれば、上記効果が得られる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態例を図面に従って説明する。先ず、本発明に係る画像形成装置の一例を明らかにする。
図１は画像形成装置の一例であるカラー複写機を示す概略図である。ここに示した画像形成装置は、記録媒体上にトナー像を形成する作像手段１を有している。

図１に示した作像手段１は、ドラム状の感光体として構成された第１ないし第４の像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫを有し、その各像担持体上にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。第１乃至第４の像担持体２Ｙないし２ＢＫに対向して中間転写ベルト３が配置され、この中間転写ベルト３は、ローラ４、５、６に巻き掛けられ、そのローラの１つが図示していない駆動手段によって回転駆動することにより矢印Ａ方向に走行駆動される。

第１ないし第４の各像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に全て同一であるため、第１の像担持体２Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体２Ｙは図１における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電ローラによって像担持体表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット７から出射する光変調されたレーザビームが照射される。これによって像担持体２Ｙ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置によってイエロートナー像として可視像化される。中間転写ベルト３を挟んで、像担持体２Ｙにほぼ対向する位置には転写ローラ（図示せず）が配置され、その転写ローラに対し、像担持体２Ｙ上のトナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって像担持体２Ｙ上のイエロートナー像が中間転写ベルト３上に転写される。中間転写ベルト３に転写されず、像担持体２Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置によって除去される。

全く同様にして、第２ないし第４の像担持体２Ｃ，２Ｍ，２ＢＫ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ね合されて転写される。

一方、作像手段１の下方に設けられた給紙部１０から、例えば転写紙又は樹脂シートや樹脂フィルムなどから成る記録媒体Ｐが給送され、その記録媒体Ｐが、矢印Ｂで示すように、中間転写ベルト３のローラ６へ向けて送り込まれる。中間転写ベルト３を挟んで、ローラ６にほぼ対向する位置には２次転写ローラ１１が配置され、記録媒体Ｐは中間転写ベルト３と２次転写ローラ１１間に送り込まれる。その２次転写ローラ１１に対し、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の重ねトナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。転写後の記録媒体Ｐは、定着装置１２によりトナーが定着された後、排紙トレ１３上に排紙される。

図２は、本発明の一実施形態を示すトナー補給装置を示す断面説明図である。
図２において、符号２０はトナーを収納した剤収納容器としてのトナー収納容器であり、トナー収納容器２０は図２及び図３に示すように、トナー収納部であるトナー収納体２１と、唯一のトナー排出部を備えた取り付け部材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。

画像形成装置本体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、そのトナー補給経路には取り付け部材３０に連結される連結部材としてのノズル８０、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８０と粉体ポンプ６０を接続するフレキシブルなトナー移送用チューブ６５が設けられている。

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、像担持体２に接することで像担持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、像担持体２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ために、トナー収納容器２０のトナーが少量ずつ補給しながら現像が行われる。

上記粉体ポンプ６０は、吸引型の一軸偏心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。

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からサブホッパ６８を介して下方の現像装置１４に供給される。なお、サブホッパ６８の構成は本発明の要旨ではないので省略する。

図３は、トナー収納容器２０を示す外観斜視図である。
図３において、トナー収納容器２０のトナー収納体２１は軟包材と呼ばれる厚さ５０〜３００μｍ程度のフィルム状の樹脂を溶着して袋状に形成したものである。トナー収納体２１を構成するフィルム状の樹脂は、材質の異なる複数の樹脂のフィルムを積層して１枚のフィルムとしたものを使用している。袋状に形成したときに内側になる層には比較的低温で溶解する材質（ポリエチレン等）が用いられ、外側や中間の層には内容物の種類（固体、液体、粉体等）や目的（食品、医薬品等）等に合わせて、ＰＥＴ、ナイロン、アルミ、紙等が用いられる。本実施例では、トナー収納体２１は外側から内側に向かってＰＥＴ、ナイロン、ポリエチレンの３つの材質の複合材で構成されている。

トナー収納体２１はフィルムで形成されているため、内容物の形や量の多少等に応じて変形可能であり、例えば使い終わったトナー収納容器２０は小さく丸めて回収することができる。また、取り付け部材３０は成形樹脂で構成されている。

この取り付け部材３０は、図４に示すように、上側部材３１、内側部材４０及び外側部材５０の３つの部品を有する。上側部材３１には、上記トナー収納体２１が固着される収納部固着部３２と、外側部材５０と結合する結合手段としての固定ガイド３３が設けられている。内側部材４０には、矩形の上辺を山型状に形成した断面５角形のリング４２が係合される係合溝４４が設けられ、外側部材５０には内側部材４０の装着部５１、リング４２の保持部５２及び上側部材３１の固定ガイド３３が差し込まれるガイド受け５３が設けられている。

この取り付け部材３０は、シャッタ孔４１が内側部材４０と外側部材５０に跨って形成され、外側部材５０の装着部５１に係合溝４４にリング４２に係合させた内側部材４０を装着し、シャッタ孔４１に円筒状のシャッタ部材２５を差し込むことによって外側部材５０と内側部材４０が組み付けられる。そして、上側部材３１の固定ガイド３３をガイド受け５３に合わせて回すことで、内側部材４０と外側部材５０を組み付けた部材に対し上側部材３１が結合され、取り付け部材３０の組み付けが完了する。このとき、上側部材３１と外側部材５０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側部材３１に設けられた係止爪（図示せず）と、外側部材５０のガイド受け５３に設けられた係止溝５４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５４に嵌る。

また、取り付け部材３０には図５及び図７に示すように、上側部材３１と内側部材４０に跨ってシャッタ孔４１に通ずる内孔３５が形成されているが、上側部材３１と内側部材４０は内孔３５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３５がずれることはない。さらに、内側部材４０の円筒状立ち上げ部４３にはＯリング状のシール４３ａを設けているので上側部材３１と内側部材４０の気密性が保たれている。

このようなフレキシブルなトナー収納体２１と取り付け部材３０からなるトナー収納容器２０において、情報記録部２２を取り付け部材３０に設けている。本例の情報記録部２２は、薄板矩形のＩＤチップであって、表面には装置本体と電気的に導通する電気的接点である端子２３が設けられ、裏面には電装部品２２ａを有している。端子２３は、トナー収納容器２０が装置本体にセットされると、後述する装置側の当接部と接触し、情報の読み書きができるようになっている。この情報記録部２２には、例えば、そのトナー収納容器２０と該容器内に収納されているトナーに適合する画像形成装置の機種、トナーの色、製造日、トナー残量等の情報が記録されている。

次に、情報記録部２２のトナー収納容器２０への取り付け方法について説明する。
上記外側部材５０には、図４、図６及び図７に示すように、情報記録部２２が収まる凹状の収納部５５が形成され、該収納部５５の外面側には情報記録部２２の電気的接点２３が現出する窓５６が設けられている。他方、内側部材４０には情報記録部２２の側部が嵌められる保持溝４５と、情報記録部２２の上端を押える押し込み部である腕部４６とが形成されている。そして、情報記録部２２は内側部材４０を外側部材５０に装着する際、同時に取り付けられるものであって、情報記録部２２の接点が窓５６に向く方向で内側部材の保持溝４５に差し込む。この状態で内側部材４０を外側部材５０の装着部５１に装着すると、情報記録部２２は外側部材の収納部５５内に収まる。このとき、情報記録部２２の左右方向は内側部材４０の保持溝４５と外側部材５０の収納部５５の側壁によって位置が決められ、また、上下方向は内側部材４０の腕部４６と外側部材５０の収納部５５の底部によって位置が決められる。さらに、情報記録部２２の厚み方向は図６に示すように、裏面側に電装部品２２ａが外側部材５０の収納部５５の奥側壁面に当たることがないように、左側部が保持溝４５の奥側面により位置決めされ、右側部が外側部材５０の収納部５５内に突出部５５ａによって位置決めされている。したがって、情報記録部２２は本体側の当接部が端子２３に接触するとき、奥側へ押されても両側部が保持溝４５の奥側面と外側部材５０の突出部５５ａに当たってその位置に保持されるため、電装部品２２ａが外側部材５０の収納部５５の奥側壁面に当たることがない。

情報記録部２２は、内側部材４０の外側部材５０への装着で同時に組み付けられ、しかも作業も簡単で情報記録部を取り付けるための特別な作業も必要としない。このようにしてトナー収納容器２０に組み付けられる情報記録部２２は、トナー収納容器２０の取り付け部材３０の側面に取り付けられるので、上部に取り付けるものと比べてチリや埃が付着しにくく、さらに底部に取り付けるものと比べてトナー等が付着しにくく有利である。さらに、情報記録部２２は外側部材５０の外面より内側に引き込まれた位置に取り付けられるので、端子２３の表面に指が触れにくいという利点もある。

次に、トナー収納容器２０の装置本体へのセット方法について説明する。
トナー収納容器２０のセット部は、図８に示すように、装置本体の正面に上部が手前に数１０度傾いて開くホルダー部材７０が設けられている。ホルダー部材７０は、トナー収納容器２０がすっぽりと納まる大きさに形成され、底部近くにはシャッタ孔４１に差し込まれるノズル８０が設けられている。このノズル８０は図９に示すように、装置本体に支持されるノズル支持体８１に設けられており、ノズル８０は開いたホルダー部材７０を元の閉じる動作、すなわち押して起こす動作に連動してシャッタ孔４１に差し込まれる。このとき、トナー収納容器２０がホルダー部材７０の正しい位置に落とし込まれれば、図１０に示すように、シャッタ孔４１にノズル８０が差し込まれるとともに、ノズル８０と同様にノズル支持体８１に形成された両腕ガイド８２がトナー収納容器２０の取り付け部材３０に形成されたガイド受け５７に係合される。

さらに、ノズル支持体８１トナー収納容器２０が正しくセットされたとき、上記情報記録部２２の端子２３に当接する当接部８３が設けられている。この当接部８３は、情報記録部２２の端子２３を設けた面と対向して押し付け接触される。これにて、情報記録部２２が装置本体と電気的に導通し、該記録部の情報の読み取りや情報の書き込みが可能となる。

情報記録部２２は剛体であるトナー収納容器２０の取り付け部材３０に設けているため、情報記録部２２と収納容器保持部であるホルダー部材７０との位置精度が出しやすく、情報記録部２２の端子２３が当接部８３に確実に当接され、情報を画像形成装置本体により正確に読み取らせることができる。

また、トナー収納容器２０が正しくセットされると、図５に示すように、ノズル８０がシャッタ孔４１に挿入され、その分シャッタ２５が移動する。そして、ノズル８０の先端側の上部に形成されたトナー受け口８４が取り付け部材３０の内孔３５に連通する。これにて、トナー収納容器２０のトナーが現像装置１４へ補給可能な状態になる。また、トナー収納容器２０を取り出すため、ホルダー部材７０を手前に傾ければ、その動作に連動してノズル８０がシャッタ孔４１から抜け、シャッタ部材２５がシャッタ孔４１を塞ぐ。したがって、ホルダー部材７０を傾けるとトナー収納容器２０は取り出し可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変できるものである。例えば、上記実施形態では剤収納容器がトナー収納容器で、現像剤補給装置がトナー補給装置として説明したが、剤収納容器はトナー収納容器でなくキャリアを収納するキャリア収納容器であってもよく、現像剤補給装置がキャリア補給装置であってもよい。このようにキャリアを順次補給すると、キャリアを一括交換せずに少量ずつ交換するので、画像品質をあるレベルに長期に渡って維持することができる。また、剤収納容器はトナーとキャリアを混合したプレミックス現像剤の容器として構成することもできる。

また、上記実施形態では情報記録媒体が半導体記憶素子を有するものであるが、情報記録部は単にバーコード等を有するものであってもよく、この場合、情報記録媒体に記録される情報が光学的あるいは磁気的に読み取られてもよい。

本発明に係る剤収納容器を使用する画像形成装置の概略図である。 その画像形成装置のトナー補給装置を示す断面説明図である。 本発明に係るトナー収納容器の外観斜視図である。 トナー収納容器の取り付け部材の分解斜視図である。 トナー収納容器がセットされた状態を示す断面図である。 トナー収納容器の取り付け部材の一部を拡大した断面図である。 トナー収納容器の取り付け部材の底部側から見た斜視図である。 トナー収納容器のセット部を示す斜視図である。 トナー収納容器にノズル挿入前の状態を示す斜視図である。 トナー収納容器にノズル挿入した状態を示す斜視図である。

符号の説明

１ 装置本体
１４ 現像装置
２０ トナー収納容器
２１ トナー収納体
２２ 情報記録部
２３ 電気的接点
３０ 取り付け部材
３５ 内孔
４０ 内側部材
４１ シャッタ孔
５０ 外側部材

Claims (7)

1. 現像剤を収納する収納部と、該収納部が一体もしくは固着され、剛体よりなる取り付け部材と、該取り付け部材に設けられている情報を記録される情報記録部とを有する剤収納容器であって、該剤収納容器が装置本体に取り付けられると、該装置本体と情報記録部の間で情報の読み書きが可能な剤収納容器において、
   前記取り付け部材が内側部材を外側部材に組み付けて形成され、前記情報記録部が外側部材と内側部材に挟まれて前記取り付け部材の側面で、かつその内部に取り付けられるとともに、前記内側部材を前記外側部材に組み付ける際、予め前記内側部材に仮止めされた前記情報記録部は該内側部材に設けられた押し込み部によって前記外側部材に押し込まれて取り付けられることを特徴とする剤収納容器。
2. 請求項１に記載の剤収納容器において、前記情報記録部は、装置本体と電気的に導通する電気的接点を有し、前記装置本体側の当接部が該電気的接点に押し当てることにより前記情報記録部と前記装置本体とが電気的に導通することを特徴とする剤収納容器。
3. 請求項２に記載の剤収納容器において、前記収納部に収納された現像剤を外部に排出するための排出口の装置本体との連通に連動して装置本体側の当接部と前記情報記録部装置の電気的接点との当接が行われることを特徴とする剤収納容器。
4. 請求項１に記載の剤収納容器において、前記情報記録部が取り付け部材に保持されたとき、前記情報記録部の電気的接点が該取り付け部材の表面より内側に位置していることを特徴とする剤収納容器。
5. 請求項１ないし４の何れかに記載の剤収納容器を備え、現像剤を装置本体の現像装置に移送することを特徴とする現像剤補給装置。
6. 請求項５に記載の現像剤補給装置において、前記剤収納容器の取り付け部材の排出口に抜き差しされるノズルを有し、該ノズルが前記取り付け部材の排出口に差し込まれると、剤収納容器が装置本体と連通状態となることを特徴とする現像剤補給装置。
7. 請求項５または６に記載の現像剤補給装置を具備することを特徴とする画像形成装置。

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