JP5531579B2 - 粉体補給装置、画像形成装置及び粉体容器 - Google Patents

粉体補給装置、画像形成装置及び粉体容器 Download PDF

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Description

本発明は、画像形成プロセスで消費されるトナーを補給するために画像形成装置本体に着脱自在に設置される粉体容器を含む粉体補給装置、及びこの粉体補給装置を備えた画像形成装置に関するものである。
従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置において、現像装置にトナーを補給するための円筒状のトナー容器が知られている(例えば、特許文献1)。
特許文献1にはトナー容器(トナーボトル)において、トナーを排出する排出口にシャッタが設けられた構成が記載されている。
しかしながら、特許文献1に記載のトナー容器のシャッタはトナー補給装置本体のレール部に挿入された状態で容器を回転させ、シャッタをレール部に引っ掛けて開放するものであり、トナー容器の移動(回転)範囲は、シャッタを開放、閉鎖するのに必要な範囲に止まっていた。
上記の課題を解決するために、請求項1記載の発明に係る粉体補給装置は、粉体容器収容部に水平方向に挿抜自在に設置され、内部の粉体を外部へ排出するための排出口を備えた粉体容器本体と、該粉体容器本体に沿って前記挿抜方向に進退することにより該排出口を開閉するシャッタ部材と、を有する粉体容器と、前記粉体容器収容部側に設けられて、前記粉体容器の挿抜操作に連動して回動することにより前記シャッタ部材を開閉動作させるシャッタ規制部材と、を備えた粉体補給装置であって、前記シャッタ部材には前記粉体容器の側方に向かって張り出す突部が設けられており、前記シャッタ規制部材は、前記突部が入り込む規制部材凹部と、前記規制部材凹部を挟んで前記粉体容器の挿着方向上流側で突出する第1アーム部と下流側で突出する第2アーム部と、を備え、前記シャッタ規制部材は、前記第2アーム部が前記粉体容器の進入経路に突出するように付勢手段によって付勢されており、前記粉体容器が挿着される際には、前記粉体容器が前記第2アーム部に突き当たり、前記シャッタ規制部材が回動して、前記規制部材凹部に前記シャッタ部材の突部が入り込み、前記シャッタ規制部材によって前記シャッタの移動が規制された状態で、前記粉体容器本体が挿入方向に移動することで前記排出口が開放され、前記第2アーム部が前記粉体容器の側面に当接することで前記シャッタ規制部材の回動が規制され、前記粉体容器が抜き出される際には、前記シャッタ規制部材によって、前記シャッタ部材の移動が規制されている状態から前記粉体容器本体が抜き出し方向に移動することで、前記シャッタ部材が前記排出口を閉鎖するとともに、前記第2アーム部に当接している前記粉体容器の側面が前記第2アーム部から離脱することで、前記シャッタ規制部材が前記付勢手段によって回動することを特徴とする。
請求項の発明は、請求項1において、前記粉体容器には、前記シャッタ規制部材の回動動作を規制する突起部を備えていることを特徴とする。
請求項発明は、請求項において、前記突起部は、前記シャッタ規制部材と同数設けられていることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項2又は3において、前記突起部は、前記シャッタ部材の前端部よりも、前記粉体容器の装着方向前側に突出していることを特徴とする。
請求項の発明は、請求項2乃至4の何れか1項において、前記突起部は、前記粉体容器収容部に装着された時に、該粉体容器収容部側の基準面よりも粉体容器装着方向前側に位置していることを特徴とする。
請求項の発明に係る画像形成装置は、像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、請求項1乃至の何れか1項記載の粉体補給装置を備えたことを特徴とする。
請求項7の発明に係る粉体容器は、排出口を開閉するシャッタ部材が設けられた粉体容器が挿抜され、前記粉体容器の挿抜操作に連動して回動し、前記シャッタ部材の一部が入り込む規制部材凹部と、前記規制部材凹部を挟んで、前記粉体容器の挿入方向上流側で突出する第1アーム部と下流側で突出する第2アーム部と、を備え、前記第2アーム部が前記粉体容器の進入経路に突出するように付勢手段によって付勢されているシャッタ規制部材が設けられた粉体補給装置に挿抜可能な粉体容器において、内部の粉体を外部へ排出するための排出口を備えた粉体容器本体を備え、前記シャッタ部材は、前記粉体容器本体に沿って前記挿抜方向に進退することにより前記排出口を開閉し、前記シャッタ部材には、粉体容器の側方に向かって張り出す突部が設けられており、前記容器本体には、前記挿抜時に前記第2アーム部が摺擦する側面部が設けられているとともに、前記突部は前記規制部材凹部に入り込むことが可能であって、前記粉体補給装置に挿入される際には、前記粉体容器が前記第2アーム部に突き当たり、前記シャッタ規制部材が回動して、前記規制部材凹部に前記シャッタ部材の突部が入り込み、前記シャッタ規制部材によってシャッタの移動が規制された状態で、前記粉体容器本体が挿入方向に移動することで前記排出口が開放され、前記第2アーム部が前記側面部に当接することで前記シャッタ規制部材の回動が規制され、前記粉体容器が抜き出される際には、前記シャッタ規制部材によって、前記シャッタ部材の移動が規制されている状態から前記粉体容器本体が抜き出し方向に移動することで、前記シャッタ部材が前記排出口を閉鎖するとともに、前記第2アーム部に当接している前記粉体容器本体の側面が前記第2アーム部から離脱することで、前記シャッタ規制部材を回動可能状態にすることを特徴とする。
本発明によれば、粉体容器を粉体容器収容部に着脱する際に、着脱操作に連動して開閉するシャッタの移動距離以上に粉体容器を移動させることが可能になる。
電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。 トナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。 (a)はプリンタにおけるトナーボトルとトナー搬送装置との斜視図であり、(b)は別の角度から見たトナーボトルと、中間転写ユニットと、トナー搬送装置の斜視図である。 各トナーボトルをトナーボトル収容部にセットした状態を示す別角度からの斜視図である。 シャッタ部材が開放した状態におけるトナーボトル底部斜視図である。 トナーボトルの被保持部近辺とシャッタ規制部材の構成を示す斜視図である。 トナーボトルの一部がシャッタ規制部材に接触している状態を示す平面図である。 トナーボトルが装着方向へ移動する過程を示す平面図である。 シャッタ規制部材及びその周辺部材の構成を示す斜視図である。 図8の状態からさらにトナーボトルが押し込まれてトナーの排出口がスライドしている状態を示す平面図である。 トナーボトルがトナーボトル収容部に装着された状態を示す正面図である。 トナーボトルを離脱させる過程を示す平面図である。 トナーボトルを離脱させる過程を示す平面図である。 トナーボトルを離脱させる過程を示す平面図である。 (a)及び(b)は本発明の他の実施形態に係るトナーボトルの要部構成を示す斜視図、及び粉体補給装置に装着する手順を示す斜視図である。 (a)及び(b)は粉体補給装置に装着された状態にあるトナーボトルを離脱させる過程を示す底面略図である。 粉体補給装置に装着された状態にあるトナーボトルを離脱させる過程を示す底面略図である。 粉体補給装置側の基準位置を示す説明図である。
以下、図面を参照して、本発明の粉体補給装置を備えた画像形成装置の実施の形態の一例として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)について説明する。なお、作像部に関してはプロセスカートリッジを一例として説明する。
図1は電子写真方式のプリンタの構成を示す概略図である。図2はYトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略図である。まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図1及び図2において、このプリンタ100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を生成するための4つのプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY、M、C、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、残量がなくなった時に交換される。
Yトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ6Yを例にすると、このプロセスカートリッジ6Yは、図2に示すように、ドラム状の感光体1Y、ドラムクリーニング装置2Y、除電装置(図示せず)、帯電装置4Y、現像装置5Y等を備えている。このプロセスカートリッジ6Yは、プリンタ100本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
帯電装置4Yは、図示しない駆動手段によって、図中時計回りに回転せしめられる感光体1Yの表面を一様に帯電せしめる。一様に帯電せしめられた感光体1Yの表面は、レーザ光Lによって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。このYの静電潜像は、Yトナーを用いる現像装置5YによってYトナー像に現像される。
そして、このYトナー像は中間転写ベルト8上に中間転写される。ドラムクリーニング装置2Yは、中間転写工程を経た後の感光体1Y表面に残留したトナーを除去する。また、除電装置は、クリーニング後の感光体1Yの残留電荷を除電する。この除電により、感光体1Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。
他のプロセスカートリッジ6M、6C、6Kにおいても、同様にして感光体1M、1C、1K上にM、C、Kトナー像が形成され、中間転写ベルト8上に中間転写される。
先に示した図1においてプロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kの図中下方には露光装置7が配設されている。潜像形成手段である露光装置7は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、プロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。
この露光により、感光体1Y、1M、1C、1K上にY、M、C、K用の静電潜像が形成される。なお、露光装置7は、光源から発したレーザ光(L)を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
露光装置7の図中下側には、転写紙収容カセット26、これに組み込まれた給紙ローラ27、レジストローラ対28など有する給紙手段が配設されている。
転写紙収容カセット26は、記録媒体である転写紙Pを複数枚重ねて収納しており、一番上の転写紙Pには給紙ローラ27が当接している。
給紙ローラ27が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Pがレジストローラ対28のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対28は、転写紙Pを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転をいったん停止させる。そして、転写紙Pを適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。
かかる構成の給紙手段においては、給紙ローラ27と、タイミングローラ対であるレジストローラ対28との組み合せによって搬送手段が構成されている。この搬送手段は、転写紙Pの収容手段である紙収容カセット26から後述の2次転写ニップまで搬送するものである。
プロセスカートリッジ6Y、6M、6C、6Kの図中上方には、中間転写体である中間転写ベルト8を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット15が配設されている。この中間転写ユニット15は、中間転写ベルト8の他、4つの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9K、クリーニング装置10などを備えている。
また、2次転写バックアップローラ12、クリーニングバックアップローラ13、テンションローラ14なども備えている。中間転写ベルト8は、これら3つのローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。
1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト8を感光体1Y、1M、1C、1Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。
これらの1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kは中間転写ベルト8の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えば、プラス)の転写バイアスを印加する方式のものである。1次転写バイアスローラ9Y、9M、9C、9Kを除くローラは、全て電気的に接地されている。
中間転写ベルト8には、その無端移動に伴ってY、M、C、K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体1Y、1M、1C、1K上のY、M、C、Kトナー像が重ね合わされて1次転写される。これにより、中間転写ベルト8上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
上述した2次転写バックアップローラ12は、これと2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。中間転写ベルト8上に形成された4色トナー像は、この2次転写ニップで転写紙Pに転写される。
2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト8には、転写紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、クリーニング装置10によってクリーニングされる。
2次転写ニップにおいては、転写紙Pが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト8と2次転写ローラ19との間に挟まれて、上述のレジストローラ対28側とは反対方向に搬送される。2次転写ニップから送り出された転写紙P上には、定着装置20のローラ間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された4色トナー像が定着される。
その後、転写紙Pは、排紙ローラ対29のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の上面には、スタック部30が形成されており、排紙ローラ対29によってプリンタ本体外に排出された転写紙Pは、このスタック部30に順次スタックされる。なお、このスタック部30の下側には、トナーボトル収容部(粉体容器収容部)31が設けられ、各色のトナーボトル(粉体容器)32Y、32M、32C、32Kが収容されている。
次に、主として図2を参照して、プロセスカートリッジ6Y内の現像装置5Yの構成について説明する。現像装置5Yは、内部に磁界発生手段を備え、磁性粒子とトナーを含む2成分系現像剤を表面担持して搬送する現像剤担持体としての現像ローラ51Yと、この現像ローラ51Y上に担持されて搬送される現像剤の層厚を規制する現像剤規制部材としてのドクタブレード52Yと、を備えている。
ここで、現像ローラ51Yを収容する場所を第1の室53Yとする。また、現像剤を収容する場所を第2の室54Yとし、この第2の室54Yには、トナーを撹拌搬送するためのトナー搬送スクリュ(搬送体)55Y(第1搬送スクリュ55Ya、第2搬送スクリュ55Yb)と、トナーを第2の室54Yに取り込むためのトナー補給口58Yと、第1の室53Yと第2の室54Yとの仕切り壁59Yと、第1の室53Yと第2の室54Yとの連通口60Yと、を備えている。
トナー補給口58Yの上部には、トナー補給口58Yを塞ぐためのシャッタ71Yとこのシャッタ71Yを保持し、トナー補給口58Yを覆うように設けられたトナー補給口ケース72Yが形成されている。
ここで、符号56Yは現像剤のトナー濃度を検知するための濃度検知センサであり、この濃度検知センサ56Yが第2の室54Y内でトナー濃度不足を検知すると、制御部57Yからの補給信号により、駆動モータ41Yが回転し、トナーボトル32Y(図1)が回転することによりトナーが補給される。
また、現像装置5Yの全体は、第1の室53Yの内壁を含む第1部材75Y(上ケース)と第2の室54Yの内壁を含む第2部材76Y(下ケース)とで形成されている。
次に、図3(a)は上記プリンタにおけるトナーボトル32Y、M、C、Kとトナー搬送装置40Y、M、C、Kとの斜視図であり、図3(b)は別の角度から見たトナーボトル32Y、M、C、Kと、中間転写ユニット15と、トナー搬送装置40Y、M、C、Kの斜視図である。更に、図4は各トナーボトルをトナーボトル収容部にセットした状態を示す別角度からの斜視図である。
上記各図に基づいて、トナー搬送手段について説明する。このトナー搬送装置40Y、M、C、Kは、中間転写ユニット15の側方であって、プリンタ100本体側に設けられている。このため、プロセスカートリッジ6Y、M、C、Kもしくはトナーボトル32Y、M、C、Kにトナー搬送手段を設けなくてよいため、従来に比べてプロセスカートリッジ6Y、M、C、Kもしくはトナーボトル(粉体容器)32Y、M、C、Kの小型化を図れる。また、従来はプロセスカートリッジとトナーボトルとを近接して配置していたので、設計上の制限があったが、本実施形態ではプロセスカートリッジとトナーボトルとを離れて配置することができる。よって、設計上の自由度が向上し、プリンタの小型化を図ることができる。
また、トナーボトル32Y、M、C、Kの排出口Bと、トナー搬送手段40Y、M、C、K40と、現像装置5Y、M、C、Kのトナー収容部54Y、M、C、Kのトナー補給口とを中間転写ユニット15の一端側の側方に配置している。よって、トナー搬送手段40Y、M、C、Kのトナー搬送経路を最短にすることができ、プリンタの小型化やトナー搬送中の詰まり防止を図ることができる。
各トナー搬送装置40Y、M、C、Kの構成は同一なので、Yトナー搬送用のトナー搬送装置40Yについて説明する。図3(a)において、このトナー搬送装置40Yは駆動モータ41Yと、駆動ギヤ42Yと、トナー搬送パイプ43Yとから主に構成されている。トナー搬送パイプ43Yの内部には図示しない樹脂製のコイルが内設されている。駆動ギヤ42Yはトナーボトル32Yのギヤ37Yと噛合っており、駆動モータ41Yを回転させると、トナーボトル32Yのギヤ37と一体で回転するボトル本体33Yの一部(トナー収容部)が回転する。そして、現像装置5Yの濃度検知センサ56Yが現像剤収容部54Y内のトナー濃度の不足を検知すると、制御部57Yからの補給信号により、駆動モータ41Yが回転する。図3(a)において、ボトル本体33Yの内壁内面には螺旋状の現像剤案内溝38Yが形成されているため、回転により内部のトナーがボトル本体33Yの奥側から先端の樹脂ケース34Y’側に搬送される。そして、ボトル本体33Y内のトナーは樹脂ケース34Y’の排出口(不図示)からトナー搬送装置40Yのトナー受け部(不図示)に落下する。トナー受け部はトナー搬送パイプ43Yにつながっており、駆動モータ41Yを回転させると、ボトル本体33Yが回転すると同時に、トナー搬送パイプ43Y内のコイル(不図示)が同時に回転する。このコイルの回転により、トナー受け部に落下したトナーは、トナー搬送パイプ43Y内を搬送されて、現像装置5Yの現像剤収容部54Yのトナー補給口(不図示)に補給される。このようにして、現像装置5Y内のトナー濃度を調整する。
なお、濃度検知センサ56Yに替えて、感光体1Y上に基準画像を形成し、この基準画像の画素数を計測するための光センサもしくはCCDカメラ等を設け、この計測結果に基づいてトナー補給を行ってもよい。
図5はシャッタ部材が開放した状態におけるトナーボトル底部斜視図であり、図6はトナーボトルの被保持部近辺とシャッタ規制部材の構成を示す斜視図であり、図7はトナーボトルの一部がシャッタ規制部材に接触している状態を示す平面図である。更に、図8はトナーボトルが装着方向へ移動する過程を示す平面図であり、図9はシャッタ規制部材及びその周辺部材の構成を示す斜視図である。
トナーボトル32Yは、先端底部にトナー排出口Bを備えたボトル本体(粉体容器本体)33Yと、このボトル本体33Yに沿って着脱方向へ進退するシャッタ部材35と、を備えている。
トナーボトル32Yの被保持部34Yの下側には、トナー排出口Bを開閉する、スポンジ35aを含むシャッタ部材35が配置されており、シャッタ部材はトナーボトル本体の長手方向へ進退する。トナー排出口Bは、被保持部34Yの下面に開口されている。シャッタ部材35はシャッタレール36を備え、シャッタレールによってシャッタ部材はトナーボトルの着脱方向へ、ボトル本体(粉体容器本体)33Yとは独立して進退自在にガイドされている。即ち、シャッタ部材35は、ボトル本体に設けられた長手方向へ延びるガイド溝部と係合するシャッタレール36を備えているため、ボトル本体に対して長手方向へ相対的にスライドする。シャッタレール36のボトル挿入方向先端部にはレール突部36aが設けられている。
レール突部36aはシャッタレール36の先端部から外方に向けて張り出す突部であり、後述するようにシャッタ規制部材の規制部材凹部82cに嵌合する。つまり、シャッタ規制部材82は、粉体容器の装着完了時にシャッタ部材の一部36aを挟み込んで装着状態を保持する規制部材凹部82cを有する。
本発明に用いるトナーボトル(粉体容器)32Yについて説明する。図5に示すように、トナーボトル32Yをトナーボトル収容部(粉体容器収容部)に対する抜き差し方向は水平であり、トナーはトナーボトル下面に開口したトナー排出口Bから落下する構成となっている。
上述したように、シャッタ部材35の内側面(上面)にはスポンジ35aが貼ってあり、シャッタ部材35が閉じるとトナー排出口Bの周りにあるリブとスポンジ35aが接触し、シール性が確保される構成となっている。
図6には、トナーボトル32Yの被保持部34Yが粉体容器収容部(粉体補給装置)側に設けたホルダ81に向き合った状態が示してある。ホルダ81には本体側補給口81aが貫通形成されている。ホルダ81は、一対のシャッタ規制部材82の各中間部を夫々回転(回動)自在に軸支している。即ち、このホルダには引っ張りばね83による付勢側の短いアーム(第1のアーム)82aと幅広の長いアーム(第2のアーム)82bの2本のアームから形成される2つのシャッタ規制部材82がトナーボトル32Yの被保持部34Yの外径を挟むように引っ張りばね83の作用に抗して回動可能に配置されている。シャッタ規制部材82は、上述のように、短いアーム82aと幅広の長いアーム82bから形成される一体部品である。換言すれば、シャッタ規制部材82は、中間部に回動軸を備え、且つばね83により一方向へ付勢された短いアーム82aと、トナーボトルの着脱過程においてトナーボトル本体33Yの両側面と摺接する長いアーム82bとからなる。トナーボトルの装着が完了した時点では、長いアーム82bは、トナーボトル本体33Yの両側面と当接してその姿勢を維持される。なお、本実施形態では、便宜上、バネ付勢されているアームを短いアームとし、他方のアームを長いアームとしたが、これは逆であってもよいし、両アームの長さが同じであっても良い。
各シャッタ規制部材82は、トナーボトルの着脱経路に沿って、着脱を邪魔しないように配置されているが、長いアーム82bは、トナーボトル(シャッタ部材)の進入経路に突出するように(閉方向へ)バネ付勢されており、トナーボトルが装着位置に進入する過程でシャッタ部材の先端角部、及び両側面によって押圧されることにより引っ張りばね83に抗して外側へ回動しながらトナーボトルの進入を許容するように作動する。トナーボトル本体の装着完了後は、長いアーム82bはシャッタ部材35から離脱して、トナーボトル本体33Yの両側面と当接してその姿勢を維持される。
ホルダ81の適所に一端を固定された引っ張りばね83は、トナーボトル32Yの被保持部34Yが差し込まれていない(リセット)状態の時には、図7に示す平面図のようにシャッタ規制部材82の長いアーム82bがトナーボトル(シャッタ部材)の着脱経路内に突出するように構成されている。ここでは引っ張りばね83を使用しているが、他の付勢手段であってもよい。
次に、トナーボトル32Yのセット時におけるシャッタ規制部材、シャッタ部材の一連の動作について説明する。ユーザーがトナーボトル32Yをトナーボトル収容部内に挿入し始めると、初めに、トナーボトル本体の底部に支持されたシャッタ部材35の側面がシャッタ規制部材82の長いアーム(第2のアーム)82bの先端に接触し、挿入を続けるに従って、シャッタ規制部材82がバネ83に抗して回転し、それに伴い短いアーム(第1のアーム)82aも一体回転する(図7)。この際、長いアーム82bはトナーボトルに押圧されて外側へ回動するのに対して、短いアーム82aは内側へ回動する。
トナーボトル本体がさらに前方、即ち装着方向へ押し込まれると(図8参照)、シャッタ規制部材82の長いアームの端部壁面がトナーボトル32Yのボトル補給部の側面(シャッタ部材の側面)にならうことで回転を停止し、短いアーム82aと幅広の長いアーム82bの2本のアームとの間に形成される凹部(規制部材凹部)82c内にシャッタ部材35のレール突部36aを挟み込む(若干のクリアランスは有している)。規制部材凹部82cはシャッタ部材35のレール突部を挟み込んで保持できる形状であれば、どのような形状であっても良い。
シャッタ規制部材82の回転が停止し、規制部材凹部82c内にシャッタ部材のレール突部36aが挟み込まれた状態になったときに、シャッタ部材35と、画像形成装置本体側のホルダ81の一部が突き当たるように設計されている。また、この時、長いアーム82bは、トナーボトル本体の両側面と当接してその回動を規制されている。
なお、シャッタ部材35と、ホルダ81の一部が突き当たる状態においては、シャッタ部材に設けられているスポンジ35aと、ホルダに設けられているスポンジ製のシール部材とが突き当たるようになっており、さらには一部が重なり合うようにスポンジ、シール部材の長さが設定されている。
図10は図8の状態からさらにトナーボトル本体が押し込まれてトナーの排出口がスライドしている状態を示す平面図であり、図11はトナーボトルがトナーボトル収容部に装着された状態を示す正面図であり、図12乃至図14はトナーボトルを離脱させる過程を示す平面図である。
図8の状態で、シャッタ部材35とホルダ81の一部とが突き当たると、トナーボトル本体33Yが更に押し込まれてもシャッタ部材はそれ以上前方へ移動できないため、シャッタ部材35はその位置に留まり、トナーボトル本体(粉体容器本体)33Yの補給部がシャッタ部材と相対的に前方へスライドして進んで行く。従って、トナーボトルの排出口Bが開放されてゆく。このようにトナーボトルの装着過程において、シャッタ部材の移動がホルダ81によって規制された後も、トナーボトル本体は装着方向へ更に移動できるため、トナー排出口と本体側補給口81aとの連通を確実に実現できる。
トナーボトルの排出口Bは、シャッタ部材のスポンジ(シール部材)35aと、本体側のホルダ81側のシール部材81bと、によってシールされているため、トナーが排出口Bから漏れ出すことはない。
図11はトナーボトルの排出口Bがホルダの本体側補給口81aと重なった連通状態を示す平面図である。この状態になれば排出口からトナーが補給口へと排出される。
図12は装着状態にあるトナーボトルを引き抜く時の動作(スライド開始状態)を説明する平面図である。図13はシャッタ規制部材がシャッタ部材の規制を解除し始める状態を示す平面図である。図14はシャッタ部材の規制解除完了状態を示す平面図である。ここで説明する構成は図6、図7と同じであるので、同一部分には同一符号を付してここで必要以外の説明は省略する。
図12乃至図14を参照してトナーボトルを抜く時の一連の動作について説明する。トナーボトル32Yを抜く動作を行うと、シャッタ規制部材82によりロックされているシャッタ部材35は動かず、トナーボトル32Yのボトル本体33Yのみが離脱方向へ動いていく。
また、このときシャッタ規制部材は長いアームがトナーボトルの平面部(左右両側面)に当接しているため、長いアームの内側への回転、及び短いアームの外側への回転即ちレール突部を開放する方向への回転が規制されている。
ボトル本体の離脱方向への移動により排出口Bをシャッタ部材35が塞ぐ状態になると、シャッタ規制部材82の姿勢を規制していたトナーボトルの平面部(左右両側面)が長いアーム82b間に存在しなくなるため、引っ張りばね83によりシャッタ規制部材82は図7の初期状態に戻ろうとして回動する。この戻ろうとする力によって規制部材凹部82cに挟みこまれているレール突部36aがはじき出されるようになる。
この動きによって、シャッタ部材は排出口Bを閉鎖した状態になると共に、レール突部36aが規制部材凹部82cから離脱した際に、操作者の手にクリック感が発生する。従って、操作者はトナーボトルがトナー収容部から離脱したことを手から伝わる感覚として知ることができる。
シャッタ部材35は完全に排出口を閉止した状態で、トナーボトル32Yがトナーボトル収容部から引き抜かれる(図14)。
なお、図12のスライド開始状態において、シャッタ部材に設けたスポンジ35aがトナーボトル本体底面と密着することにより隙間をなくしているため、トナーボトル本体の移動中におけるトナー漏れが防止される。
上述したように、本発明では、シャッタ部材35を閉止方向に移動させる手段としてシャッタ部材(トナーボトル)側にバネ等の弾性部材を設けずに、トナーボトルの抜取り時にシャッタ部材35を閉めるように作動するシャッタ規制部材82をトナーボトル収容部側に設け、このシャッタ規制部材を補給装置本体側に回転自在に支持した。シャッタ規制部材82は、トナーボトルを抜く際に連動してシャッタ部材を閉じる機構を構成している。
従って、本発明では、トナーボトルにばねを用いず、小サイズかつ安価なトナーボトルにすることが可能であり、着脱の動作に連動してシャッタ部材を開閉できることで、操作性の優れた小型・安価な粉体(トナー)補給装置を提供することができる。更に、粉体容器(トナーボトル)に設けた粉体排出口を開閉するシャッタ部材の移動距離以上に、粉体容器を移動させることを可能とすることにより、シャッタ部材により粉体排出口の閉止を確実化することができる。
また、一対のシャッタ規制部材82によりシャッタ部材の一端の両側部を挟み込む構造を有しており、シャッタ部材を開く動作幅を広く確保するようにしているため、確実にトナー排出口Bの開閉が行え、トナーボトル側にばね等の弾性部材を配置せず、トナーボトルの小型化、低コスト化が可能であり、着脱の動作に連動してシャッタ部材を開閉できることで、操作性の優れた小型・安価な粉体(トナー)補給装置を提供することができる。
さらに、上述した本発明によるトナーボトル収容部を備える粉体補給装置を搭載することにより、操作性の優れた小型で安価な画像形成装置を提供することができる。
次に、図15(a)及び(b)は本発明の他の実施形態に係るトナーボトルの要部構成を示す斜視図、及び粉体補給装置に装着する手順を示す斜視図であり、図16(a)及び(b)、並びに図17は粉体補給装置に装着された状態にあるトナーボトルを離脱させる過程を示す底面略図であり、図18は粉体補給装置側の基準位置を示す説明図である。
なお、以下においては、上記実施形態と同一部材には同一符号を付して説明する。
図15(b)に示すように粉体補給装置本体にトナーボトルを装着する過程で、シャッタ部材35が補給口81aの手前にて停止された後で、さらにトナーボトルを挿入することにより、シャッタ部材35が後方位置に残ってトナーボトルの排出口Bを相対的に開放するので、トナーボトルの排出口Bと粉体補給装置の補給口81aとが一致し、トナーボトル32内の粉体が粉体補給装置に搬送可能となる。
本実施形態に係るトナーボトル(粉体容器)32は、トナーボトル本体の先端部にシャッタ規制部材82の動作を規制する突起部32aを先方へ向けて突出させた構成が特徴的である。突起部32aは、図16(a)に示すように、トナーボトル本体の装着完了時にシャッタ規制部材82の長いアーム82bの端面が当接するトナーボトルの両側面32bの延長線上にその外側面が位置するように構成されている。突起部32aは、シャッタ規制部材82の閉動作(長いアーム82bが内側に回動する動作)を規制する手段である。
トナーボトル装着時には、長いアーム82bはシャッタ部材先端に押圧されて開放し、36aが凹所に嵌合した時にこれをロックする。突起部32aがない場合には、トナーボトル本体の取外し時に、ボトル本体先端部が長いアームを通過するまでは規制部材はシャッタ部材を保持しているが(トナーボトル本体先端部が通過した時点でシャッタ部材の保持を解除するが)、突起部32aがあることによりその長さ分だけ規制部材がシャッタ部材を保持する時間が長くなり、(離脱するタイミングが遅延し)、シャッタ部材による排出口の閉止が確実となる。
即ち、図16(a)のようにトナーボトル本体がトナーボトル収容部に完全に装着されたことによってシャッタ部材35が排出口Bを完全に開放した状態から、(b)のようにトナーボトル本体が離脱方向へ移動することによってシャッタ部材が排出口を閉止した状態へ移行した際に、突起部32aはシャッタ部材35の先端部よりも前方に突出した状態にある。つまり、突起部32aが存在しない場合には、トナーボトルを引き抜く過程で、バネ付勢されたシャッタ規制部材の長いアーム82bは早い時期にトナーボトルの両側面32bから離脱することにより、レール突部36aを規制部材凹部82cから離脱させる。レール突部36aが規制部材凹部82cから離脱すると、その時点で停止状態にあるシャッタ部材に対するトナーボトル本体の相対移動が停止し、シャッタ部材はトナーボトル本体の引抜き動作に連れられて一体的に引き抜かれる。このため、シャッタ部材が排出口Bを完全に閉止していない状態でトナーボトル本体及びシャッタ部材が引き抜かれて、トナー漏れが発生する虞がある。
本実施形態では、トナーボトル本体の先端部を越えて突出する突起部32aをトナーボトル本体側に設けたことにより、図16(b)、図17に示すようにトナーボトルを引き抜く過程において、シャッタ規制部材の長いアーム82bがトナーボトルの側面32bから離脱する時間を遅らせる(長いアームが側面32bと摺接する時間を長くする)ことができる。つまり、レール突部36aが規制部材凹部82cから離脱する時間を遅らせることができる。その結果、長いアーム82bはシャッタ部材が排出口を完全に閉止するまでシャッタ部材をガイドし、トナーボトル本体を引き抜く際のトナーボトル本体に対するシャッタ部材の閉止方向への相対移動距離を長くして排出口Bを確実に閉止することが可能となる。換言すれば、シャッタ部材が排出口Bを完全に閉止する前にトナーボトル本体がシャッタ規制部材から離脱すると、排出口が開放したままになるが、本実施形態によればそのような不具合をなくすることができる。
このようなシャッタ部材による排出口の完全な開閉動作(特に、閉動作)という効果は、トナーボトル本体の先端部に突起部32aを設けるという極めてシンプルな構成の追加によって実現することができる。
なお、トナーボトルの引抜き時に、長いアーム82bがトナーボトル側面32bと接触する時間を引き延ばす効果を備えた突起部32aは、シャッタ規制部材82と同数設ける。本実施形態では、シャッタ規制部材82を一対、即ち二個設けているため、突起部32aも同数設ける。二個のシャッタ規制部材をトナーボトルの移動経路に沿った同位置に配置することにより、相対するシャッタ規制部材が同期して安定動作することができる。
ところで、本実施形態のトナーボトルにあっては、小型化されているため、粉体の排出口Bがトナーボトルの端部近傍に配置している。このため、シャッタ部材35もトナーボトルの端部に配置される。このような構成において、前記の如き突起部をトナーボトル本体に対して相対的に可動なシャッタ部材の先端部に設けるとすれば、シャッタ部材による排出口の開動作が不安定になるため、突起部32aは上記実施形態のようにトナーボトル本体側に設ける必要がある。即ち、仮に突起部32aをシャッタ部材側に設けた場合、突起部とシャッタ規制部材82は、両部材の公差の積重ねによって当接状態が不安定化する虞がある。これに対して、トナーボトル本体側に突起部32aを設ければ、このような不具合がない。
また、シャッタ部材35はトナーボトル本体側に設けた図示しないストッパ部材によって開放しないようにその可動範囲を規制されている。即ち、シャッタの突き当て部に突き当たることでトナーボトルの運搬時における振動などによってシャッタ部材が開放することを防止するストッパ部材が設けられている。しかし、突起部32aをシャッタ部材の先端部に設けた場合には、トナーボトルのハンドリング時にシャッタ部材先端部を他の物体にぶつけてしまった際に、その衝撃がストッパ部材、若しくはシャッタの突き当て部に伝わり、これを破損してしまう虞が高くなる。一方、突起部がトナーボトル本体側に設けられていれば、とりあえずストッパ部材、シャッタの突き当て部は保護される。
このように突起部32aがボトル本体の先端部から、シャッタ部材の先端部よりも前側に突出しているため、突起部がシャッタ部材の保護機能を発揮する。即ち、トナーボトルの装着時、或いはハンドリング時において、トナーボトルの先端部に固い物体が衝突する場合には真っ先に突起部32aが衝突し、シャッタ部材が固い物体と衝突することはなく保護される。
次に、図15に示すようにトナーボトル本体の円形の前端面には、上部に基準穴32A、下部に従基準穴32Bが夫々設けられており、更に、補給装置本体側(トナーボトル収容部)の内壁には図18に示すように基準穴32A内に嵌合する基準突部90aと、従基準穴32B内に嵌合する従基準突部90bが設けられている。
トナーボトルの装着に際しては、当初トナーボトル側の基準穴32A内に補給装置本体側の基準突部90aが嵌合するように粗い位置決めを行ってから、基準突部90aを中心としてトナーボトルを回動させることにより従基準突部90bが従基準穴32Bに嵌合するように最終位置決めを行ってセットを完了する。つまり、基準穴32A内に基準突部90aが嵌合し、従基準突部90bが従基準穴32Bに嵌合したときにトナーボトルの位置決めが完了する。
ところで、本実施形態に係るトナーボトル及び粉体補給装置では、トナーボトル本体の先端部に突設した突起部32aがトナーボトル側の従基準穴32Bの縁部よりも前方に突出している。このため、トナーボトルを粉体補給装置にセット完了した時点で突起部32aが補給装置本体の内壁に当接するとセットの障害となる。そこで、本発明では、粉体補給装置本体の内壁であって、突起部32aと対応する位置に穴、又は凹所から成る逃げ部91を設けて、各突起部32aが嵌合するように構成している。つまり、トナーボトルのセット状態では、突起部32aは粉体補給装置の基準面である基準突部90aの根元縁部(トナーボトル本体の基準穴の縁部と当接する所)、従基準突起90bの根元縁部(トナーボトル本体の従基準穴の縁部と当接する所)よりも更に前方に位置することができ、粉体補給装置の内壁との干渉によってトナーボトルの位置決め性を悪化させる虞がなくなる。
また、突起部とシャッタ部材との位置関係、及び突起部の長さはシャッタ部材の閉鎖位置に関係する。
シャッタ部材の閉鎖位置は排出口Bの位置に関係するため、突起部をトナーボトル本体の挿入方向の上流側(トナーがボトル内を搬送される流れの上流側とも言える)に移動させ、トナーボトル本体の先端面の基準穴の縁部より飛び出さないように構成した場合必然的に排出口の位置も上流側に移動することになり、排出口から先の先端面までの無駄な空間が広くなってしまう恐れがある。
上記のように突起部をなるべく先端側、好ましくは端面よりも飛び出るようにすることで上記の無駄な空間が形成されることを抑制した形状でボトルを形成することが可能になる。
また、逃げ部91を設けることにより、トナーボトルの装着完了時に突起部32aを粉体補給装置側の位置決め用の基準面よりも更に先方に位置させたことにより、排出口Bを可能な限り先方へ位置させることが可能となり、その結果、排出口と粉体補給装置側の基準面との間に無駄なデッドスペースが形成されなくなる。従って、トナーボトルの小型化(短尺化)も促進することができる。換言すれば、トナーボトルの装着完了時に排出口Bが粉体補給装置側の基準面から離間していればいる程、両者間のスペースがデッドスペースとなるが、本発明ではそのような不具合を解消できる。
以上のように、本発明によれば、シャッタ部材により排出口を閉止する手段として弾性部材の代わりに、補給装置本体側に設けた回転するシャッタ規制部材によってシャッタ部材を閉止方向へ付勢するように構成した。このように、トナーボトル側にシャッタ部材を直接付勢するための弾性部材を使用しないため、弾性部材を搭載することによって大きくなっていたトナーボトルのサイズを縮小することが可能となり、トナーボトルから弾性部材を削除した分だけコストも安価になり、構成も簡易になり、さらには製造及び組み立ても容易となる。また、着脱操作性も向上する。
10:クリーニング装置、5Y、M、C、K:現像装置、6Y、M、C、K:プロセスカートリッジ、7:露光装置、8:中間転写ベルト、9Y:次転写バイアスローラ、12:次転写バックアップローラ、13:クリーニングバックアップローラ、14:テンションローラ、15:中間転写ユニット、19:次転写ローラ、1M:感光体、1Y:感光体、20:定着装置、26:紙収容カセット、27:給紙ローラ、28:レジストローラ対、29:排紙ローラ対、30:スタック部、32:トナーボトル、32Y、M、C、K:トナーボトル、32a:突起部、32b:トナーボトル側面、32A:基準穴、32B:基準突起、32b:側面、33Y:ボトル本体、34Y:被保持部、35:シャッタ部材、35a:スポンジ、36:シャッタレール、36a:レール突部、37:ギヤ、37Y:ギヤ、38Y:現像剤案内溝、40Y、M、C、K:トナー搬送装置、41Y:駆動モータ、42Y:駆動ギヤ、43Y:トナー搬送パイプ、51Y:現像ローラ、52Y:ドクタブレード、54Y、M、C、K:トナー収容部、55Ya:搬送スクリュ、55Yb:搬送スクリュ、56Y:濃度検知センサ、57Y:制御部、58Y:トナー補給口、59Y:壁、60Y:連通口、71Y:シャッタ、72Y:トナー補給口ケース、81:ホルダ、81a:本体側補給口、81b:シール部材、82:シャッタ規制部材、82a:第1のアーム、82b:第2のアーム、82c:規制部材凹部、83:バネ、90a:基準突部、90b:基準穴、100:プリンタ
特開2002−268344公報

Claims (7)

  1. 粉体容器収容部に水平方向に挿抜自在に設置され、内部の粉体を外部へ排出するための排出口を備えた粉体容器本体と、該粉体容器本体に沿って前記挿抜方向に進退することにより該排出口を開閉するシャッタ部材と、を有する粉体容器と、
    前記粉体容器収容部側に設けられて、前記粉体容器の挿抜操作に連動して回動することにより前記シャッタ部材を開閉動作させるシャッタ規制部材と、
    を備えた粉体補給装置であって、
    前記シャッタ部材には前記粉体容器の側方に向かって張り出す突部が設けられており、
    前記シャッタ規制部材は、前記突部が入り込む規制部材凹部と、前記規制部材凹部を挟んで前記粉体容器の挿着方向上流側で突出する第1アーム部と下流側で突出する第2アーム部と、を備え、
    前記シャッタ規制部材は、前記第2アーム部が前記粉体容器の進入経路に突出するように付勢手段によって付勢されており、
    前記粉体容器が挿着される際には、
    前記粉体容器が前記第2アーム部に突き当たり、前記シャッタ規制部材が回動して、
    前記規制部材凹部に前記シャッタ部材の突部が入り込み、前記シャッタ規制部材によって前記シャッタの移動が規制された状態で、前記粉体容器本体が挿入方向に移動することで前記排出口が開放され、
    前記第2アーム部が前記粉体容器の側面に当接することで前記シャッタ規制部材の回動が規制され、
    前記粉体容器が抜き出される際には、
    前記シャッタ規制部材によって、前記シャッタ部材の移動が規制されている状態から前記粉体容器本体が抜き出し方向に移動することで、前記シャッタ部材が前記排出口を閉鎖するとともに、
    前記第2アーム部に当接している前記粉体容器の側面が前記第2アーム部から離脱することで、前記シャッタ規制部材が前記付勢手段によって回動することを特徴とする粉体補給装置。
  2. 前記粉体容器本体には、前記シャッタ規制部材の回動動作を規制する突起部を備えていることを特徴とする請求項1記載の粉体補給装置。
  3. 前記突起部は、前記シャッタ規制部材と同数設けられていることを特徴とする請求項2記載の粉体補給装置。
  4. 前記突起部は、前記シャッタ部材の前端部よりも、前記粉体容器本体の装着方向前側に突出していることを特徴とする請求項2又は3記載の粉体補給装置。
  5. 前記突起部は、前記粉体容器本体が前記粉体容器収容部に装着された時に、該粉体容器収容部側の基準面よりも粉体容器装着方向前側に位置していることを特徴とする請求項2乃至4の何れか1項記載の粉体補給装置。
  6. 像担持体上に形成された静電潜像をトナーで現像して可視化し、トナー像を記録媒体上に転写し、該記録媒体上の前記トナー像を熱及び圧力により前記記録媒体上に定着させる画像形成装置において、請求項1乃至5の何れか1項記載の粉体補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
  7. 排出口を開閉するシャッタ部材が設けられた粉体容器が挿抜され、前記粉体容器の挿抜操作に連動して回動し、前記シャッタ部材の一部が入り込む規制部材凹部と、前記規制部材凹部を挟んで、前記粉体容器の挿入方向上流側で突出する第1アーム部と下流側で突出する第2アーム部と、を備え、前記第2アーム部が前記粉体容器の進入経路に突出するように付勢手段によって付勢されているシャッタ規制部材が設けられた粉体補給装置に挿抜可能な粉体容器において、
    内部の粉体を外部へ排出するための排出口を備えた粉体容器本体を備え、
    前記シャッタ部材は、前記粉体容器本体に沿って前記挿抜方向に進退することにより前記排出口を開閉し、
    前記シャッタ部材には、粉体容器の側方に向かって張り出す突部が設けられており、
    前記容器本体には、前記挿抜時に前記第2アーム部が摺擦する側面部が設けられているとともに、
    前記突部は前記規制部材凹部に入り込むことが可能であって、
    前記粉体補給装置に挿入される際には、
    前記粉体容器が前記第2アーム部に突き当たり、前記シャッタ規制部材が回動して、
    前記規制部材凹部に前記シャッタ部材の突部が入り込み、前記シャッタ規制部材によってシャッタの移動が規制された状態で、前記粉体容器本体が挿入方向に移動することで前記排出口が開放され、
    前記第2アーム部が前記側面部に当接することで前記シャッタ規制部材の回動が規制され、
    前記粉体容器が抜き出される際には、
    前記シャッタ規制部材によって、前記シャッタ部材の移動が規制されている状態から前記粉体容器本体が抜き出し方向に移動することで、前記シャッタ部材が前記排出口を閉鎖するとともに、
    前記第2アーム部に当接している前記粉体容器本体の側面が前記第2アーム部から離脱することで、前記シャッタ規制部材を回動可能状態にすることを特徴とする粉体容器。
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