JPH0990730A - トナー供給装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 カートリッジ交換動作の際にトナ−が落下し
て装置本体内や床を汚したり、操作者の身体、衣服等を
汚損することを防止できるトナー供給装置を提供する。 【解決手段】 画像形成装置本体内で、現像装置の支持
部材１０１上に回転自在に支持されたトナーカートリッ
ジが回転することによりトナーカートリッジ内のトナ−
を現像装置内に送り込む方式のトナ−供給装置であっ
て、トナーカートリッジは、吐出用の開口を有する筒状
のトナ−収納部と、トナ−収納部１の開口部分に対して
トナー収納部と相対回転可能に取り付けられ且つ排出口
７を有するキャップ部材２とを有し、支持部材は、トナ
−収納部を正逆転回転させる駆動手段１０６とを有する
トナ−供給装置に於いて、画像形成装置本体側のトナー
エンド表示直前に、駆動手段によりトナー収納部をある
一定時間だけ連続的に正回転させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真式画像形
成装置に用いられる現像装置及びトナーカートリッジの
改良に関し、詳細にはトナーカートリッジのトナー吐出
用開口周辺に付着するトナ−を除去することにより、カ
ートリッジ交換動作の際にトナ−が落下して装置本体内
や床を汚したり、操作者の身体、衣服等を汚損すること
を防止できるトナー供給装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式複写機、プリンタ、ファクシ
ミリ装置等の画像形成装置の作像部には、感光体上の静
電潜像をトナーによって現像するための現像装置が装備
されており、この現像装置のトナーホッパー部にはトナ
ーカートリッジ（トナー収納容器）が着脱自在に装着さ
れる。トナーカートリッジには、円筒形状を初めとして
種々の形態を有したものがあり、円筒形状のカートリッ
ジにあってはトナー吐出用の開口は、軸方向端面或は外
周面に設けられている。トナーカートリッジの非装着時
には当該開口をシール、或はシャッタ等により閉止して
おき、トナーカートリッジを現像装置に装着する際に手
でシールを剥したり、現像装置側に設けたシャッタ開閉
機構の作動によって自動的にシャッタを開放することが
行われる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従来のシャッタ付きの
トナーカ−トリッジであって、該カートリッジを現像装
置に対して水平姿勢で横向きにセットするタイプにあっ
ては、カ−トリッジ交換のために取り外したカートリッ
ジの開口はシャッタにより閉止されるよう構成されてい
る。しかし、開口がシャッタにより閉止されたとして
も、閉止以前に開口付近に残ったトナ−がカ−トリッジ
の表側に流出、付着していると、交換動作の際に付着ト
ナ−が落下して機器本体内や床を汚したり、操作者の身
体、衣服にトナーが付着することがあった。このような
不具合の解決方法として、トナ−エンド表示が行われる
直前の時点で、トナーカ−トリッジを回転させることに
より、開口付近に残存するトナ−をできるだけ減らすよ
うにした方法が提案されているが、開口付近に強い力で
吸着したトナ−は、容易に除去できるものではなかっ
た。本発明は上記に鑑みてなされたものであり、現像装
置（トナーホッパ等）内のトナー残量がエンドになった
ことを検知し、トナーエンドを表示する機能を備えた画
像形成装置に於て、トナーエンド表示直前にトナーカー
トリッジを所定の手法により回転させることにより、開
口周辺に付着するトナ−を除去し、もってカートリッジ
交換動作の際にトナ−が落下して装置本体内や床を汚し
たり、操作者の身体、衣服等を汚損することを防止でき
るトナー供給装置を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する為請
求項１記載の発明は、画像形成装置本体内で、現像装置
の支持部材上に回転自在に支持されたトナーカートリッ
ジが回転することによりトナーカートリッジ内のトナ−
を現像装置内に送り込む方式のトナ−供給装置であっ
て、該トナーカートリッジは、吐出用の開口を有する筒
状のトナ−収納部と、トナ−収納部の開口部分に対して
トナー収納部と相対回転可能に取り付けられ且つ排出口
を有するキャップ部材と、該排出口を開閉するために該
キャップ部材に回動自在に支持されたシャッタ部材と、
を有し、上記支持部材は、上記シャッタ部材を開閉する
為のシャッタ開閉手段と、トナ−収納部を正逆転回転さ
せる駆動手段とを有するトナ−供給装置に於いて、上記
画像形成装置本体側のトナーエンド表示直前に、上記駆
動手段により上記トナー収納部をある一定時間だけ連続
的に正回転させるように構成したことを特徴とする。請
求項２の発明は、上記画像形成装置本体側のトナーエン
ド表示直前に、上記駆動手段により上記トナー収納部を
ある一定時間だけ間欠的に正回転させるように構成した
ことを特徴とする。請求項３の発明は、上記画像形成装
置本体側のトナーエンド表示直前に、上記駆動手段によ
り上記トナー収納部をある一定時間だけ繰返し正逆回転
させるように構成したことを特徴とする。

【０００５】

【発明の実施の形態】以下、本発明のトナ−供給装置の
構成を詳細に説明する。図１、図２、図３、図４、図５
は本発明を適用するトナーカートリッジ及びカートリッ
ジを支持する現像装置側の構成説明図であり、図１はト
ナーカートリッジの分解図、図２は現像装置側のカート
リッジ支持部材の要部構成図、図３はシャッタ開閉機構
の構成図、図４はカートリッジを支持部材に装着した状
態を示す斜視図、図５は図４の要部断面図である。な
お、トナー供給装置は、トナーカートリッジと、現像装
置に設けられたカートリッジ支持用の支持部材とから構
成されている。このトナーカートリッジＣは、トナー収
納部１と、キャップ部材２と、シャッタ部材３と、被駆
動部材４と、シール部材５、６等から概略構成されてい
る。トナ−収納部１は中空円筒状であり、軸方向手前側
に開口１ａが形成されると共に軸方向奥側は閉止されて
いる。また、トナー収納部１の内面にはらせん状の突起
１ｂ（図１では外面に螺旋溝として現れている）が形成
されており、軸心を中心としてトナー収納部１が回転す
る時にこの突起１ｂにより，内部のトナ−が開口１ａ側
へ向けて移送されるよう構成されている。このらせん状
突起１ａは、図の様にトナー収納部１が水平姿勢にある
時、あるいは、後述する排出口７が収納部の軸心位置よ
りも上側に位置する場合に排出口７よりも下側に位置す
るトナーを排出させる際に有効に作用する。なお、排出
口７が軸心位置よりも下側に位置する場合には、重力を
利用してトナーを排出できるので、突起１ｂを設ける必
要がなくなる。

【０００６】符号２はトナ−収納部１の開口１ａを閉止
する為に相対回転可能な状態で組み付けられるキャップ
部材である。カートリッジＣを現像装置にセットした時
に、トナ−収納部１のみを回転させる必要がある為、キ
ャップ部材２はトナー収納部１に固定されるのではな
く、キャップ部材２を現像装置側に回転不能に支持した
状態でトナー収納部１を回転自在に支持する。そのため
の支持構造としては、例えばトナ−収納部１とキャップ
部材２の係合部（例えば、開口部１ａの外周縁部とキャ
ップ部材２の内周縁部）にそれぞれ突起（爪）（図５の
１Ａ、２Ａ）を設け、突起同士を引っ掛けて脱落不能、
且つ相対回転可能な状態にする、いわゆるパッチン方式
が好ましい。

【０００７】略椀形状を有したキャップ部材２の端面に
は、図示のごとき扇形の開口であるトナ−排出口７が設
けられ、外周面には機器本体内でキャップ部材２の回転
を止める為の突起である固定部８が設けられている。符
号２ａは中心穴であり、トナー排出口７は中心穴２ａを
中心として外径方向に拡開してゆく扇形である。固定部
８は中心穴２ａを挟んでトナー排出口７の軸対称位置に
ある。符号５は、開口部１ａの外周に被着してトナ−収
納部１とキャップ部材２のすきまを密閉するシ−ル部材
である。この図では、シール部材５はトナ−収納部１の
外周面に取り付けられ、キャップ部材２側の外周面とは
フリーの関係になるように構成しているが、キャップ部
材２の外周面に固定し、トナー収納部１の外周面とフリ
ーになるようにしてもよい。また、シ−ル部材５の材質
としては、表面の摩擦係数が低いものを選ぶのが良い。
より低負荷で回転させる為である。

【０００８】符号３は、キャップ部材２の排出口７を開
閉する為のシャッタ部材である。シャッタ部材３は、排
出口７に整合する扇形形状を有し、その頂部に設けた突
起状の軸３ａをキャップ部材２の中心穴２ａに遊嵌する
ことにより回動自在となり、排出口７を開閉する。軸３
ａの形状は、図５に示すように抜落ち防止のアゴを有し
た形状とする。符号９は、装置本体内の開閉機構と係合
して開閉動作の作用を受ける係合部である。この係合部
は軸３ａと同軸状の軸部９ａと、軸部９ａに一体化され
た箱型の係合部本体９ｂとから成り、係合部本体９ｂの
前面は開口凹部となっている。

【０００９】符号６はキャップ部材２と、シャッタ部材
３のすき間を密閉するシ−ル部材であり、排出口７とシ
ャッタ部材３との間からのトナー洩れを防止する為に扇
形の形状を有している。また、その頂部の穴６ａはキャ
ッップ部材２の中心穴２ａと連通した状態で軸３ａによ
り挿通支持される。なお、このシール部材６もシ−ル部
材５の場合と同様に、キャップ部材２側、シャッタ部材
３側のどちらに取り付けられても良い。又、材質として
は表面の摩擦係数の低いものを選ぶことが、開閉動作の
負荷軽減に有効である。

【００１０】符号４は、機器本体の駆動モータ（駆動手
段）からの駆動力をトナー収納部１に伝達する為に、ト
ナー収納部外周に嵌合固定される環状の被駆動部材であ
る。被駆動部材４は、この例ではトナー収納部と別体で
あり、トナ−収納部１の外周の突起１１に、被駆動部材
４に設けた切欠き状の溝部１２或は穴を係合させること
により固定され、被駆動部材４に与えられた駆動力を、
トナ−収納部１に伝える。図では、トナ−収納部１と被
駆動部材４を別々の部品物としたが、トナ−収納部１の
外周及び別の面に、駆動力を受けられる形状（例えば、
ギヤ部）を一体的に固定しても良い。

【００１１】次に、図２、３を用いて、本発明のトナ−
カ−トリッジＣを現像装置側（トナーホッパ部）にセッ
トする方法を示す。図２に示したトナーカートリッジＣ
は、図１に示した各部品を上述の手順で組み付けること
によって得られた完成体である。カートリッジＣのセッ
トに際しては、まずキャップ部材２の固定部８の、現像
装置に対する位置合わせを行う。現像装置側には、カ−
トリッジＣを受入れる支持部材１０１が設けられ、この
支持部材１０１は、基部１０１ａと、基部１０１ａ上に
連接されてカートリッジＣの端部を受入れる受入れ部１
０１ｂとを有し、受入れ部１０１ｂの上部には固定部８
の形状と整合する受入れ凹所１０１ｃが形成されてい
る。受入れ部１０１ｂは、カートリッジの端部を整合状
態で受入れ可能な形状、寸法に設定されている。このと
き、受入れ凹所１０１ｃの幅ｙ内に、幅ｘの固定部８を
嵌合することにより、キャップ部材２の位置決めが行わ
れる。固定部８の幅ｘと、受入れ凹所１０１ｃの幅ｙと
の関係は、幅ｙの方をやや大きく設定することにより、
着脱が円滑となる。

【００１２】カ−トリッジの端部が受入れ部１０１ｂ内
に挿入されると、シャッタ部材３の係合部９の係合部本
体９ｂが受入れ部１０１ｂの内奥部に回動自在に取り付
けられたシャッタ開閉手段１０２と係合する。又、被駆
動部材４の外周のギヤ部も支持部材１０１の基部１０１
ａの上面に設けたスリットから突出した駆動部材（ギ
ヤ）１０５と係合する。

【００１３】シャッタ開閉手段１０２は、受入れ部１０
１ｂの内部に位置する抜け防止部材１０４の開口１０４
ａの内部に位置しており、受入れ部１０１ｂの奥壁の中
心部に設けた穴１０１ｂ’により回動自在に支持された
部材である。後述する開閉レバー１０３とも一体化され
ている。開閉手段１０２の前部にはＵ字型の嵌合部１０
２ａが突設されており、この嵌合部１０２ａが係合部本
体９ｂの外周面に嵌合して開閉手段１０２からの回動力
をシャッタ部材３に伝達するようにしている。従って，
嵌合部１０２ａや、係合部本体９ｂの形状は円形以外の
いかなる形状であってもよい。

【００１４】次に、図３の様に、受入れ部１０１ｂの外
側に設けた開閉用レバ−１０３を手動操作により矢印方
向に移動させる。この開閉用レバ−１０３は、図４に示
した連設板１０３Ａにより図４の開閉部材１０２と一体
回動するように取り付けられている為、開閉用レバ−１
０３の移動により、シャッタ部材３が回動して、キャッ
プ部材２の排出口７が開かれる。この動作と同時に、図
３の破線に示す様に、シャッタ部材３の係合部９が支持
部材１０１に固定された抜け防止部材１０４の開口１０
４ａの内部において開口１０４ａの縁部に引っ掛かった
状態となる為、カ−トリッジを引いても抜けない状態と
なる。以上の操作により、支持部材１０１に対するカ−
トリッジＣのセットが完了する。脱時の操作は、上記と
は逆になる。

【００１５】次に、図４、５を用いて、トナ−カ−トリ
ッジの動作を説明する。図示しない機器本体側の制御部
からの制御信号により、現像装置に連設されたトナ−補
給部（トナーホッパ）２００のトナ−補給ロ−ラ２０２
に対して図示しない駆動モータからの駆動力が伝えら
れ、補給ロ−ラ２０２と穴付バネ板２０４により一定量
（制御信号により支持された回転時間分に相当する量）
のトナ−が現像装置の中に供給される。この時、トナ−
補給部２００のトナ−送り板２０３も同時に回転して、
トナ−カ−トリッジの側から、補給ロ−ラ２０２の方向
へトナ−を移送して、トナ−補給ロ−ラ２０２上にトナ
−を供給する。前記の一連の動作の際、トナ−補給部２
００のトナ−センサ２０５により、センサの取付け位置
内部のトナ−の有無（レベル）が検出され、トナー無の
検知信号が出力された場合、本体制御部から、トナ−カ
−トリッジ支持部材１０１のモ−タ（駆動手段）１０６
に信号が伝達され、出力ギヤ１０６ａから駆動部材（ギ
ヤ）１０５に駆動力（回転力）が伝えられ、更にトナー
収納部外周の被駆動部材（ギヤ）４を介して、トナ−収
納部１が回転駆動される。この結果、排出口７から収納
部内のトナーが排出される。図５はその状態を示してい
る。

【００１６】トナ−補給部２００にトナ−が送り出さ
れ、トナ−センサ２０５がトナ−有を検出すると、図示
しない制御部はモ−タ１０６を停止し、トナ−収納部１
の回転も停止する。この結果、トナーの排出は停止す
る。トナ−収納部１が回転する際、その軸方向右端部
（図５）は被駆動部材４の突起１９が支持部材１０１に
回転可能に支持され、左端部はトナ−収納部１の外周面
が支持部材１０１に回転可能に取り付けられたコロ１０
９により、回転支持されることにより、ブレのない回転
が実現される。駆動手段１０６はマイコン等の本体制御
部によって回転駆動され、駆動手段としては正逆転可能
なモータを用いる。

【００１７】次に、本発明の特徴であるトナー収納部
（カートリッジ）の回転駆動制御方法の実施例の構成、
動作を説明する。トナーカートリッジＣを支持部材１０
１にセットして画像形成装置による複写動作を行う過程
で、トナ−補給部２００のトナ−センサ２０５により、
センサの取付け位置内部のトナ−の有無（レベル）が検
出され、トナー無の検知信号が出力されると、本体制御
部からの制御信号により駆動手段１０６が駆動されてト
ナー収納部を回転させることは上述の通りであるが、こ
の一連のトナー供給動作を繰り返す中で、トナーエンド
センサ２０５がトナー無しを連続的に検知する結果とし
て、トナー無し信号の出力状態が連続的となり、この状
態が一定時間以上継続すると、本体制御部はトナーエン
ド状態に達したものと判定する。

【００１８】従来の画像形成装置に於ては、このトナー
エンド検知時に操作部等に設けた表示部にトナーエンド
表示をなさしめ、操作者はこの表示に基づいてトナーカ
ートリッジの交換を行う。これに対して、本発明にあっ
ては、トナーエンド状態と判断された場合に、本体制御
部から駆動手段１０６に制御信号を送って、トナーエン
ド表示の直前にトナー収納部（トナーカートリッジ）を
回転させる。この回転により、トナー排出口７付近に残
るトナーを排出口から積極的に排出させ、交換時のカー
トリッジ表面の付着トナー量を減少させることができ
る。

【００１９】このトナーエンド表示直前に行う回転方法
としては、種々考えられるが、例えば、一定時間の連続
的な正回転（突起１ｂによりトナーを排出口へ向けて移
送する回転方向）、間欠的な正回転、或は正逆転の繰り
返し、或はこれらの組み合わせを挙げることができる。
連続的な正回転を一定時間継続することにより、排出口
付近に付着、滞留したトナー、トナー収納部表面に付着
したトナー等を容易に除去し、排出することが可能とな
る。また、間欠的な正回転及び正逆回転では、連続正回
転によっては除去されにくい付着トナー等を更に容易に
離脱させて排出することが可能となる。連続回転の後
に、間欠回転、或は及び正逆回転を行ってもよいし、間
欠回転の後に正逆回転を行う等々、組み合わせや順序は
種々変更可能である。なお、本発明は、カートリッジ、
及び現像装置のカートリッジ支持部の構造のみならず、
粉体を用いる装置、容器であって同様の構成を備えたも
の一般に適用可能である。

【００２０】

【発明の効果】請求項１の発明では、画像形成装置本体
内で、現像装置の支持部材上に回転自在に支持されたト
ナーカートリッジが回転することによりトナーカートリ
ッジ内のトナ−を現像装置内に送り込む方式のトナ−供
給装置であって、該トナーカートリッジは、吐出用の開
口を有する筒状のトナ−収納部と、トナ−収納部の開口
部分に対してトナー収納部と相対回転可能に取り付けら
れ且つ排出口を有するキャップ部材と、該排出口を開閉
するために該キャップ部材に回動自在に支持されたシャ
ッタ部材と、を有し、上記支持部材は、上記シャッタ部
材を開閉する為のシャッタ開閉手段と、トナ−収納部を
正逆転回転させる駆動手段とを有するトナ−供給装置に
於いて、上記画像形成装置本体側のトナーエンド表示直
前に、上記駆動手段により上記トナー収納部をある一定
時間だけ連続的に正回転させるように構成した。このた
め、排出口近傍に残留、付着するトナーが様に排出さ
れ、交換時におけるカートリッジ表面側のトナーを減少
させることができ、その結果、交換時における床、操作
者の身体、衣服等の汚損を防止できる。また、カートリ
ッジ内に残留する未使用トナーを極力減少させて、資源
の有効利用を図ることができる。

【００２１】請求項２の発明では、上記画像形成装置本
体側のトナーエンド表示直前に、上記駆動手段により上
記トナー収納部をある一定時間だけ間欠的に正回転させ
るように構成した。つまり、間欠動作の繰り返しにより
発生するショックにより、排出口近傍に付着したトナー
が効果的に除去され、その結果、交換時における床、操
作者の身体、衣服等の汚損を防止できる。また、カート
リッジ内に残留する未使用トナーを極力減少させて、資
源の有効利用を図ることができる。

【００２２】請求項３の発明では、上記画像形成装置本
体側のトナーエンド表示直前に、上記駆動手段により上
記トナー収納部をある一定時間だけ繰返し正逆回転させ
るように構成した。つまり、正逆転動作の繰り返しによ
り発生するショックにより、排出口近傍に付着したトナ
ーが動果的に除去され、その結果、交換時における床、
操作者の身体、衣服等の汚損を防止できる。また、カー
トリッジ内に残留する未使用トナーを極力減少させて、
資源の有効利用を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のトナーカートリッジの分解
図。

【図２】本発明の現像装置側のカートリッジ支持部材の
要部構成図。

【図３】シャッタ開閉機構の構成図。

【図４】カートリッジを支持部材に装着した状態を示す
斜視図。

【図５】図４の要部断面図。

【符号の説明】

Ｃ トナーカートリッジ、１ トナー収納部、１ａ 開
口、１ｂ らせん突起、２ キャップ部材、２ａ 中心
孔、３ シャッタ部材、４ 被駆動部材、５、６シール
部材、７ 排出口、８ 固定部、９ 係合部、１１ 突
起、１２ 溝、１９ 突起、１０１ 支持部材、１０１
ａ 基部、１０１ｂ 受入れ部、１０１ｃ 受入れ凹
所，１０２ シャッタ開閉手段，１０２ａ 嵌合部、１
０２Ａ 押え部材、１０３ 開閉レバー、１０４ 抜け
防止部材、１０４ａ 開口、１０４Ａ、１０４Ｂ 穴、
１０５ 駆動部材（ギヤ）、１０６ モ−タ（駆動手
段）、１０９ コロ、

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真式の画像形成装置本体内で、現
   像装置の支持部材上に回転自在に支持されたトナーカー
   トリッジが回転することによりトナーカートリッジ内の
   トナ−を現像装置内に送り込む方式のトナ−供給装置で
   あって、 該トナーカートリッジは、吐出用の開口を有する筒状の
   トナ−収納部と、トナ−収納部の開口部分に対してトナ
   ー収納部と相対回転可能に取り付けられ且つ排出口を有
   するキャップ部材と、該排出口を開閉するために該キャ
   ップ部材に回動自在に支持されたシャッタ部材と、を有
   し、 上記支持部材は、上記シャッタ部材を開閉する為のシャ
   ッタ開閉手段と、トナ−収納部を正逆転回転させる駆動
   手段とを有するトナ−供給装置に於いて、 上記画像形成装置本体側のトナーエンド表示直前に、上
   記駆動手段により上記トナー収納部をある一定時間だけ
   連続的に正回転させるように構成したことを特徴とする
   トナー供給装置。
2. 【請求項２】 上記画像形成装置本体側のトナーエンド
   表示直前に、上記駆動手段により上記トナー収納部をあ
   る一定時間だけ間欠的に正回転させるように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載のトナー供給装置。
3. 【請求項３】 上記画像形成装置本体側のトナーエンド
   表示直前に、上記駆動手段により上記トナー収納部をあ
   る一定時間だけ繰返し正逆回転させるように構成したこ
   とを特徴とする請求項１記載のトナー供給装置。