JP2015132683A - トナー補給装置、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】折り畳み可能なトナー収容容器におけるトナー補給動作時のトナーの漏れを防止する。
【解決手段】トナー補給動作時に開放されることで収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出用の容器側開口部９３を有する折り畳み可能なトナー収容容器９０が着脱可能なトナー補給装置１９０は、容器側開口部９３から排出されたトナーを受ける補給部３３０、補給部を開閉するための補給部開閉手段３００と、容器側開口部と補給部の隙間を密閉するための密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄと、容器側開口部を開放する容器開放手段４００とを有し、補給部開閉手段と容器開放手段は、トナー補給動作中は、補給部と容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部と容器側開口部の隙間は補給部内の空間から見て密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄによって密閉される。
【選択図】図６

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、これら複数の機構を備えた複合機等の画像形成装置と、これに用いられるトナー補給装置及びプロセスカートリッジに関する。

電子写真方式の画像形成装置では、プロセスカートリッジもしくは画像形成装置本体に、脱着可能なトナー収容容器をセットし、トナー補給を可能とするトナー収容容器が採用されたものもある。また、脱着可能なトナー収容容器をプロセスカートリッジにセットし、トナー補給後のトナー収容容器を折り畳むことで、プロセスカートリッジ内に圧縮した状態で収納する装置構成が知られている。例えば特許文献１（特開平８−２７２２０４号公報）。

従来の構成においては、折り畳み可能なトナーカートリッジについての記載はあるが、トナー補給時のトナー漏れについては考慮されていない。
本発明は、折り畳み可能なトナー収容容器からのトナー補給動作時のトナーの漏れを防止する。

上記目的を達成するため、本発明に係るトナー補給装置は、トナー補給動作時に開放されることで収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出用の容器側開口部を有する折り畳み可能なトナー収容容器が着脱可能であって、容器側開口部から排出されたトナーを受ける補給部と、補給部を開閉するための補給部開閉手段と、容器側開口部と補給部の隙間を密閉するための密閉部材と、容器側開口部を開放する容器開放手段とを有し、補給部開閉手段と容器開放手段は、トナー補給動作中は、補給部と容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部と容器側開口部の隙間は補給部内の空間から見て密閉部材によって密閉されていることを特徴としている。

本発明によれば、トナー補給動作中は、補給部と容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部と容器側開口部の隙間は補給部内の空間から見て密閉部材によって密閉されているので、トナー補給動作のトナーの漏れを防止することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す図。 本発明の一実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成を示す拡大図。 図２に示すプロセスカートリッジにトナー収容容器をセットした状態を示す拡大図。 本発明の一実施形態に係るトナー収容容器の構成を示す斜視図。 トナー収容容器の底面図。 補給部開閉手段と容器開放手段の一実施形態の構成を示す分解斜視図。 補給部開閉手段と容器開放手段の支持構成の概略を説明する平面図。 （ａ）は補給部開閉手段と容器開放手段の補給動作前の状態を示す平面図、（ｂ）は補給部開閉手段と容器開放手段の補給動作前から補給動作後の変位状態を示す平面図。 （ａ）は補給部開閉手段と容器開放手段の変形例の補給動作前の状態を示す平面図、（ｂ）は補給部開閉手段と容器開放手段の補給動作前から補給動作後の変位状態を示す平面図。 補給部開閉手段と容器開放手段の主要部の装着前の状態を示す斜視図。 補給部開閉手段と容器開放手段の装着後の状態を示す斜視図。 補給部開閉手段と容器開放手段へのトナー収容容器の装着前状態を示す斜視図。 トナー収容容器の装着前の補給部開閉手段と容器開放手段の主要部の状態を簡略して示す平面図。 補給部開閉手段と容器開放手段へのトナー収容容器の装着状態を示す斜視図。 トナー収容容器の装着後の補給部開閉手段と容器開放手段の主要部の状態を簡略して示す平面図。 補給部開閉手段と容器開放手段による容器側開口部と補給部の開放状態を示す平面図。 補給部開閉手段と容器開放手段の主要部によるトナー補給動作時の後半の状態を示す斜視図。 補給部開閉手段と容器開放手段の主要部によるトナー補給動作完了後の状態を示す斜視図。 補給部開閉手段と容器開放手段の主要部によるトナー補給動作完了後の状態を示す平面図。 密閉部備えたトナー収容容器の別な実施形態を示す斜視図。 図２０に示すトナー収容容器の側面図。 トナー収納容器に設けた密閉部の構成を示す拡大断面図。 密閉部の設置形態を示す拡大断面図。 （ａ）は本発明に係るトナー収容容器を折り畳んだ状態を示す図、（ｂ）は従来のトナー収容容器の折り畳んだ状態を示す図。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお各図面、各実施形態において、同一部材又は同一機能を有する部材には、基本的には同一の符号を付し、重複説明は適宜省略する。

本実施形態は、トナー補給動作時に開放されることで収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出用の容器側開口部を有する、折り畳み可能なトナー収容容器としてのトナーカートリッジが着脱可能なトナー補給装置と、これを備えたプロセスカートリッジをと画像形成装置に関する。
そして、その特徴とするところは、容器側開口部から排出されたトナーを受ける補給部と、補給部を開閉するための補給部開閉手段と、容器側開口部と補給部の隙間を密閉するための密閉部材と、容器側開口部を開放する容器開放手段とを有し、補給部開閉手段と容器開放手段は、トナー補給動作中は、補給部と容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部と容器側開口部の隙間は補給部内の空間から見て密閉部材によって密閉されている点にある。
このような構成であるため、トナー補給動作中は、補給部と容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部と容器側開口部の隙間は補給部内の空間から見て密閉部材によって密閉されるため、トナー補給動作時のトナーの漏れを防止することができる。

図１は、本発明に係る画像形成装置としてのモノクロプリンタ（以下「プリンタ」と称す）１００の概略構成を示す図である。プリンタ１００は、画像形成装置本体１０１、プロセスカートリッジ１、書込装置２、転写部材としての転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５など備え、一般的な電子写真方式の作像プロセスに従って画像を形成する。
装置本体１０１には、前カバー７と後カバー８が開閉自在に設けられている。プロセスカートリッジ１、書込装置２、転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５などの構成部材は、基本的には装置本体１０１内に配置されている。これらプロセスカートリッジ１、書込装置２、転写ローラ３、給紙ユニット４、定着ユニット５による画像形成プロセスは、図示しない制御部によって制御されて実行され、給紙ユニット４から給紙される記録材としての用紙Ｐに画像がプリントとされる。このため、これら構成部材は制御部と信号線を介して各種情報の送受信が行われている。

画像形成装置本体１０１の前面側に設けられた前カバー７の上方には、表示部としての表示パネル６が設けられている。表示パネル６は、図示しない制御部と信号線などを介して接続されていて、様々な情報を表示してユーザに各種情報を報知するように構成されている。例えば、制御部は、プロセスカートリッジ１やトナー収容容器としてのトナーカートリッジ９０が交換する必要があるときは、その旨を表示パネル６に表示する。ユーザは、プロセスカートリッジ１の交換表示がなされると、装置本体１０１の前カバー７を矢印Ａで示す方向に開放してプロセスカートリッジ１を取り出して交換する。ユーザは、表示パネル６に紙詰まり発生情報が表示されると、前カバー７をＡ方向もしくは前カバー７と反対側に設けられた後カバー８を矢印Ｂの方向に開放して詰まった用紙を除去する。
なお、図１では画像形成装置としてモノクロプリンタを例示したが、画像形成装置としては、カラープリンタ、カラー／モノクロの複写機やファクシミリ、これら複数の機能を備えた所謂、複合機であってもよい。

次に図２を用いてプロセスカートリッジ１の構成について説明する。プロセスカートリッジ１は、トナーカートリッジ９０を備えたトナー補給装置１９０よりトナーＴを補給可能とされていて、画像形成装置本体１０１に対して脱着可能とされている。プロセスカートリッジ１は、像担持体としてのドラム状の感光体１１を中心とした画像形成部１０と、トナーカートリッジ９０をその内部に有するトナー収容装置１９０と、トナー収容装置１９０内のトナーカートリッジ９０（トナー収容装置１９０）からトナーＴが補給されて貯留されるトナー貯留部１８とを備えている。本実施形態に係るトナーＴは、その外添剤にオイル含有シリカを含んでいる。本実施形態において、トナー収容装置１９０はプロセスカートリッジ１と一体的に形成しているが、プロセスカートリッジ１に対して着脱可能なユニットとして形成したものであってもよい。

画像形成部１０には、感光体１１の周囲に、帯電手段としての帯電ローラ１２、感光体１１に接触してトナーを感光体１１に供給する現像剤担持体としての現像ローラ１３、現像剤搬送部材としての供給ローラ１５、感光体１１上の転写残トナーを掻き取るクリーニンク手段としてのクリーニングブレード１７が配置されている。現像ローラ１３の周囲には、現像ローラ１３が保持するトナー量を規制するための規制部材として規制ブレード1４が配置されている。供給ローラ１５はトナー貯留部１８から搬送されるトナーＴを現像ローラ１３に供給するものである。
トナー貯留部１８は、紙面垂直方向に延在する筒状空間であって、その内部中央には、トナーＴを攪拌しながら供給ローラ１５へと搬送する攪拌部材としてのアジテータ１６が回転可能に配置されている。プロセスカートリッジ１は、電子写真方式の周知の一成分作像プロセスに従ってトナー像を感光体１１の表面に形成する。
なお、本実施形態では、プロセスカートリッジ１としてトナー単体で構成された一成分現像剤による一成分プロセスを用いるものを例示した。しかし、プロセスカートリッジ１の構成は、一成分プロセスのものに限定されるものではなく、トナーとキャリアを備えた二成分現像剤による二成分現像プロセスを用いるプロセスカートリッジであっても良い。

プロセスカートリッジ１は、トナー貯留部１８の上方に、容器収容部としてのトナーカートリッジ収容部１９とトナーカートリッジ装着口１９４を有するトナー収容装置１９０が配設されている。トナーカートリッジ収容部１９は、トナーカートリッジ９０を完全に内部に収納可能な空間部として形成されている。
トナー収容装置１９０は、トナーカートリッジ収容部１９の上部に開閉自在（その位置を変位可能な）な上カバー１９１が配設され、トナーカートリッジ収容部１９の下方にトナー貯留部１８との間を仕切るように下カバー１９２が配設されている。トナー収容装置１９０は、上カバー１９１が図２に示すトナーカートリッジ装着口１９４を閉じた閉状態にあるときには、プロセスカートリッジ１（トナー収容装置１９０）の外部からトナーカートリッジ収容部１９内にトナーカートリッジ９０をセットできず、上カバー１９１が図３に示すようにトナーカートリッジ装着口１９４を開いた開状態にあるときには、プロセスカートリッジ１（トナー収容装置１９０）の外部からトナーカートリッジ９０をトナーカートリッジ収容部１９内に装着できるように構成されている。下カバー１９２には、トナー貯留部１８とトナーカートリッジ収容部１９内とを連通する連通口１９３が形成されている。

トナー貯留部１８内のトナー残量は、図示しないトナー残量検知手段で検知される。トナーＴが所定量より少なくなると、図１に示した表示パネル６にトナー補給を促すメッセージが表示され、ユーザは上カバー１９１を開いてトナーカートリッジ９０をトナーカートリッジ収容部１９内に装着することができる。

次にトナーカートリッジ９０の実施形態について説明する。
本実施形態に係るトナーカートリッジ９０は、図４に示すように略四面体からなる収納部としてのトナー収容部９１の内部にトナーを封入して収容している。本実施形態において、トナーカートリッジ９０は、所定の厚さを持つ、紙とポリエチレンのシート材を用いて略四面体となるように組み立てて形成されている。シート材には、表面をポリエチレンでコーティングした厚み１ｍｍの紙材を用いた。
下カバー１９２上に装着されるトナー収容部９１（四面体）の一辺となる下辺９２は、トナー補給前において長手方向Ｘに延在している。トナーカートリッジ９０は、下辺９２が開放されることで、トナー収容部９１内のトナーが排出可能になる。トナーカートリッジ９０は、トナー補給動作時に開放されることでトナー収容部９１に収容されたトナーを排出するトナー排出用の容器側開口部９３が下辺９２に形成されている。容器側開口部９３は封止部材となる接着剤９９で接着されて密着されている。容器側開口部９３はトナー補給時になると作動する図６に示す容器開放手段４００により長手方向Ｘと交差する開放方向Ｙ（平面視において直交する方向）に開口するように構成されている。図４において符号９４、９５、９６、９７は、トナー収容部９１の密着部を示す。トナー収納部９１の上部に位置する密着部９４は、下辺９２側に位置する下方の密着部９５の延在方向（長手方向Ｘ）と交差する開放方向Ｙに延在している。密着部９４と密着部９５の両者はトナー収納部９１の互いにねじれた位置に形成されていて、互いの投影面が完全に一致してないようになっている。このため、トナー収納部９１は、長手方向Ｘから見た時と開放方向Ｙから見たときの概観形状が異なっている。下方に位置する密着部９５は、補給部３３０に対する装着部を構成している。
本実施形態において、密着部９４、９５、９６、９７は、三井化学東セロ株式会社製の接着用フィルム「ＣＭＰＳ（登録商標）」を接着剤として用いて接着して形成されている。なお、密着部９４、９５、９６、９７の密着方法としては、接着剤に限定されるものではなく、溶着や圧着であってもよい。

トナーカートリッジ９０は、下辺９２の開放後に、トナー収容部９１における開放した下辺９２を底辺とした三角形の略中線Ｓで折り畳み可能に形成されている。本実施形態において、略中線Ｓとは、下辺９２を底辺とした三角形の頂点に位置する密着部９４から対辺となる底辺９２の中点を結んだ直線（中線）としている。しかし、三角形の頂点からの延びる直線は、必ずしも底辺９２の中点を結ぶ必要は無く、中点を基準に底辺９２の延びる方向にずれた位置で頂点と結ぶ直線であればよい。このように本実施形態における中線Ｓとは、その範囲に幅を有している。

トナーカートリッジ９０は、トナー収容部９１の開放方向Ｙに位置する密着部９６、９７に開放用の容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂが設けられている。容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂは、密着部９６、９７の下部に互いに対向するように配置されている。容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂは、長手方向Ｘに延びる密着部９５との間に空間Ｓ１、Ｓ２を設け、密着部９６、９７から密着部９５に向かってそれぞれ内向き延びる延在部９８Ａａ、９８Ｂａを有する鉤状に形成されている。空間Ｓ１、Ｓ２には、後述する容器開放手段４００が有する本体側嵌合部３０６、３０７が、侵入可能な幅に設定されている。延在部９８Ａａ、９８Ｂａが延びる内向きとは、トナー補給動作時の開放方向とは逆の向きである。

次に補給部開閉手段３００と容器開放手段４００の構成について説明する。図６は、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００の構成を示す分解斜視図である。
図６に示すように補給部開閉手段３００は、連通口１９３に連通する補給部３３０を形成する４つに分割された第１、第２、第３及び第４の縁部材３０１Ａ、３０１Ｂ、３０１Ｃ、３０１Ｄを備えている。第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄは直方体であって、第１と第２の縁部材３０１、３０１Ｂと、第３と第４の縁部材３０１Ｃ、３０１Ｄとがそれぞれ長手方向Ｘに互いの一方の短辺部分が隣接するように配置されている。第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄは、図７にも示すように、支持部となる複数の接続部材３０２、３０３、３０４、３０５を介して連結されている。接続部材３０２、３０３と接続部材３０４、３０５は、長手方向Ｘに間隔を空けて配置されている。長手方向Ｘの一方側に位置する接続部材３０２の開放方向Ｙに位置する端部には支持軸３２０、３２１が設けられ、長手方向Ｘの他方側に位置する接続部材３０３の開放方向Ｙに位置する端部には支持軸３２２、３２３が設けられている。接続部材３０２と接続部材３０３の間に位置する接続部材３０４、３０５は、開放方向Ｙにおいて互いに対向して配置されている。接続部材３０４の長手方向Ｘに位置する端部には支持軸３２４、３２５が設けられ、接続部材３０５の長手方向Ｘに位置する端部には支持軸３２６、３２７が設けられている。これら支持軸３２０〜３２７は、それぞれ長手方向Ｘと開放方向Ｙとに交差する上下方向Ｚに延在するように、各接続部材から突出して形成されている。支持軸３２０、３２４、３２５、３２２は同一線上にその中心が位置するように配置され、支持軸３２１、３２６、３２７、３２３は同一線上にその中心が位置するように配置されている。

縁部材３０１Ａは支持軸３２０と支持軸３２４に揺動可能に支持され、縁部材３０１Ｂは支持軸３２２と支持軸３２５に揺動可能に支持されている。縁部材３０１Ｃは支持軸３２１と支持軸３２６に揺動可能に支持され、縁部材３０１Ｄは支持軸３２３と支持軸３２７に揺動可能に支持されている。
接続部材３０２、３０３、３０４に装着された縁部材３０１Ａ、３０１Ｂと、接続部材３０２、３０３、３０５に装着された縁部材３０１Ｃ、３０１Ｄとの間に空間が形成されていて、この空間を補給部３３０としている。補給部３０には、トナーカートリッジ９０の開口部９３が形成される密着部９５が、トナーカートリッジ９０の装着時に挿入される。
このように、縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄは、接続部材３０２から３０５に支持軸３２０〜３２７によって揺動可能に支持された平行リンク機構として構成されているため、中間に位置する連結３０６、３０７を開放方向Ｙに移動させることで、縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄによっては、その内側空間に四辺形型の補給部３３０が形成される。

連結３０６、３０７には、連結３０６、３０７を開放方向Ｙに変位させるための駆動部が接続されている。駆動部は、連結３０６、３０７にそれぞれ連結される駆動伝達部となるラック部３１１Ａ、３１１Ｂと、駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂと、駆動源となる駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂを備えている。
ラック部３１１Ａ、３１１Ｂは開放方向Ｙに延在し、それぞれの一端を連結３０６、３０７に着脱可能に設けられている。着脱可能にしたのは組付性を良好にするためにしたもので、着脱式ではなく、固定式であってもよい。駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂは制御部によって、その回転が制御されるものである。駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂは、駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂを回転駆動するものである。駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂは支軸によって回転自在に支持されていて、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂの歯部３１３Ａ、３１３Ｂにその歯部が噛み合わされている。ラック部３１１Ａ、３１１Ｂは、駆動モータ３１４Ａによって駆動歯車３１２Ａが図中時計回り方向に回転され、駆動モータ３１４Ｂによって駆動歯車３１２Ｂが図中反時計回り方向に回転されると開放方向Ｙに移動する。ラック部３１１Ａ、３１１Ｂは、駆動モータ３１４Ａによって駆動歯車３１２Ａが図中反時計回り方向に回転され、駆動モータ３１４Ｂによって駆動歯車３１２Ｂが図中時計回り方向に回転されると開放方向Ｙと逆方向となる閉鎖方向Ｙ１に移動する。

縁部材３０１Ａと縁部材３０１Ｃの互いの対向面と、縁部材３０１Ｂと縁部材３０１Ｄの互いの対向面には、図６、図８（ａ）、図８（ｂ）に示すように、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄがそれぞれ設けられている。密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄは、各縁部材と同様、直方体を成し、例えばスポンジやゴムなどの弾性部材で構成されている。密閉部材３１０Ａ〜密閉部材３１０Ｄは、図８（ａ）に示すと補給動作前の状態と、図８（ｂ）に示すトナー補給動作後の状態において、互いの対向する面同士が当接、好ましくは圧接するようにその厚さや長さが調整されている。
つまり、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄは、トナーカートリッジ９０の装着前においては、補給部３３０を密閉状態とするものである。密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄは、密閉部材３１０Ａと密閉部材３１０Ｃとの当接面間及び密閉部材３１０Ｂと密閉部材３１０Ｄとの当接面間に連続して形成されるスリット部３３１、３３２にトナーカートリッジ９０の密着部９５（開口部９３）が挿入されると、開口部９３と補給部３３０の隙間を密閉状態とするものである。また、補給部開閉手段３００は、開口部９３の投影形状と略同形状に補給部３３０の形状を変位させるものである。

図６に示すように、容器開放手段４００は、スリット部３３１、３３２に挿入されて補給部開閉手段３００に装着されたトナーカートリッジ９０は、開放方向Ｙに変位させて開口部９３を開放するものである。容器開放手段４００は、開放位置よりもさらに開放方向Ｙにトナーカートリッジ９０を変位させることで、トナーカートリッジ９０を長手方向Ｘへの厚みを減らして開放方向Ｙに延びた折り畳み状態にするものでもある。
容器開放手段４００は、先に説明した駆動部としての、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂ、駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂ、駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂと、本体側嵌合部３０６、３０７とを備えている。本体側嵌合部３０６、３０７は、図７にも示すように、接続部材３０４、３０５よりも開放方向Ｙ（外側）に配置されていて、トナーカートリッジ９０に形成した容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂと、開放方向Ｙにおいて嵌合するものである。本体側嵌合部３０６、３０７には、図６に示すように容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂの延在部９８Ａａ、９８ＢＡが開口部９３に向かって外側から挿入する挿入部３０６ａ、３０７ａが設けられている。すなわち、本体側嵌合部３０４、３０５は容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂが外側からひっかけることができるように構成されている。

本実施形態において、本体側嵌合部３０６は接続部材３０４に、本体側嵌合部３０７は接続部材３０５にそれぞれ一体的に設けられていて、接続部材３０４、３０５が開放方向Ｙに移動する際に、一体的に開放方向Ｙに移動可能に設けられている。つまり、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とは、駆動部以外の構成が１つのユニットとして構成されていて、トナーカートリッジ９０を装着するための装着ユニット５００として形成されている。本体側嵌合部３０６、３０７は開放方向Ｙに移動可能に設けられていればよく、例えばラック部３１１Ａ、３１１Ｂに固定した形態であってもよい。本実施形態において、本体側嵌合部３０６、３０７には、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂを挿通するための孔部３０６ｂが形成されている（図１０参照）。なお、図１０では、本体側嵌合部３０７の孔部３０６ｂの記載を省略している。
本実施形態において、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とは同一の駆動部によって駆動するように構成されているので、その開放動作が連動するように構成されている。無論駆動部の構成を、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とで個別に有する形態であってもよいが、両者の動作は連動させる方が、トナーカートリッジ９０の開放動作と補給部３３０の開放動作のずれを防止でき、ずれを起因とするトナー漏れを限定できるので好ましい。

このような構成の補給部開閉手段３００と容器開放手段４００は、その初期状態を図８（ａ）に示すように、補給部３３０が閉じられて密閉された状態にある。この状態から駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂの起動によって駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂがそれぞれ矢印で示すように逆方向に回転すると、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂが開放方向Ｙに移動する。ラック部３１１Ａ、３１１Ｂが移動すると、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂにつながり互いに対向する二つの接続部材３０６、３０７間の開放方向Ｙへの距離が広がって変化する。このため、接続部材３０６、３０７に片側を支持された第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄが開放方向Yに向かって移動するので、図８（ｂ）に示すように長手方向Ｘに位置する接続部材３０２、３０３の距離が短縮される。このため、第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄが形作る形状は、図８（ａ）に示すように長手方向Ｘに一直線の形状から、四辺形を経て図８（ｂ）に示すように開放方向Ｙに一直線の形状となり、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄによって再び補給部３３０が密閉状態とされる。
この動作後、第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄは、動作前にそれぞれ対向していた縁部材とは別の縁部材と対向する。すなわち、動作前に縁部材３０１Ｃと対向していた縁部材３０１Ａは、動作後、縁部材３０１Ｂと対向し、動作前に縁部材３０１Ｂと対向していた縁部材３０１Ｄは、動作後、縁部材３０１Ｃと対向する。

図９（ａ）、図９（ｂ）は、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００の変形例を示す。この例では、一方の接続部材３０６にのみラック部３１１Ａを設け、他方の接続部材３０７は固定部３８０に固定するようにして、駆動歯車３１２Ａを回転させることで図中右方向にラック部３１１Ａを移動可能にした。この場合、ラック部３１１Ａの移動距離が図８の場合よりも長くなり、ブレなどが発生することが懸念されるため、ラック部３１１Ａの移動の安定化を図るために開放方向Ｙに延びるガイド部材３３５、３３６を、ラック部３１１Ａを挟むように配置するのが好ましい。
あるいは、図９の場合と逆な構成としてもよい。すなわち、一方の接続部材３０７にのみラック部３１１Ｂを設け、図中右方向に固定部３８０を配置し、他方の接続部材３０６を固定部３８０に固定して、駆動歯車３１２Ｂを回転させることで図中左方向にラック部３１１Ｂを移動可能にした構成であってもよい。

補給部開閉手段３００と容器開放手段４００の駆動部としては、駆動モータと駆動歯車とラック部の構成に限定されるものでない。例えば、接続部材３０６、３０７にピアノ線、ワイヤ、ベルトなどの線状部材の一端を固定し、線状部材の他端を駆動モータで回転駆動する巻き取り部材に固定し、駆動モータを駆動して巻き取り部材を回転させて線状部材を巻き取るようにしてもよい。
駆動部の駆動源として駆動モータなどの電動駆動源に限定されるものではない。例えば、ラック部３１１Ａ、３１１Ｂと図２に示した上カバー１９１とをリンク機構で連結し、上カバーの開閉動作と連動させて補給部開閉手段３００と容器開放手段４００が開放動作するようにしてもよい。あるいは、トナーカートリッジ収容部１９をプロセスカートリッジ１、あるいは画像形成装置１００に対して着脱可能に設け、このトナーカートリッジ収容部１９の着脱動作と連動して補給部開閉手段３００と容器開放手段４００が開放動作するようにしてもよい。
このようなトナーカートリッジ９０をトナー補給装置１９０に装着する際に必要な動作と連動して補給部開閉手段３００と容器開放手段４００が開放動作するように構成することで、電動駆動源がなくてもトナーカートリッジ９０の開放動作を行うことができる。

電動の駆動部を除く補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とで形成された装着ユニット５００は、基本的には下カバー１９２に形成した連通口１９３と、スリット３３１、３３２の位置が一致するように装着される。しかし直接下カバー１９２に装着ユニット５００を装着すると、寸法誤差や装着時の組み付け誤差により、ユニット５００と下カバー１９２との間や連通口１９３と補給部３３０の間に隙間が形成されてしまい、トナー補給時などにトナー漏れが懸念される。

このため、本実施形態では、ユニット５００を下カバー１９２に装着するに際し、伸縮自在なシール部材として、ゴム膜３５０を介して装着するようにしている。この場合、連通口１９３と補給部３３０の間に位置するゴム膜３５０には、ユニット５００の投影面積よりも小さい取付開口３５１を形成し、この取付開口内に装着ユニット５００の一部を挿入し、図１１に示すように、縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄの外側に設けた取付部３４０Ａ〜３４０Ｄと取付開口３５１の周囲とを、例えば接着や溶着によって隙間無く固定することで、下カバー１９２（トナー補給装置１９０）に装着することができる。また、ゴム膜３５１にユニット５００を装着するので、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００が動作しても、その動作によってゴム膜３０５が伸縮して追従するので、開閉動作時のトナーの漏れも防止できるので好ましい。

装着ユニット５００の装着後は、駆動部のラック部３１１Ａ、３１１Ｂを接続部材３０６、３０７に取り付け、下カバー１９２に装着した駆動歯車３１２Ａ、３１２とラック部３１１Ａ、３１１Ｂとを噛み合わせ、駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂと駆動歯車３１２Ａ、３１２Ｂと連結すればよい。
このような構成の補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とは、図示しない制御部によって、その動作が制御される。すなわち、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００とはトナー補給時であると制御部が判断すると、駆動モータ３１２Ａ、３１２Ｂの動作が制御され、トナー補給動作を開始する。すなわち、補給部３３０と容器側開口部９３を略同投影形状を保ちながら動作する。

次に、トナーカートリッジ９０からのトナー補給動作について説明する。
図１２は、トナーカートリッジ収容部１９内の構成を装着ユニット５００とトナーカートリッジ９０を中心に示す斜視図である。図１３はトナーカートリッジ９０が装着される前でトナー補給動作前（開放動作前）の装着ユニット５００の平面図である。この場合、スリット３３１、３３２は長手方向Ｘに延在しているとともに、補給部３３０も密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄで密閉されているため、トナーカートリッジ収容部１９内からトナー貯留部１８内が見えることは無い。このため、トナー補給動作前（開放動作前）において、トナー貯留部１８からの飛散トナーの漏れを防止している。

トナーカートリッジ９０をトナーカートリッジ収容部１９内に装着するには、図１に示すカバー１９１を開き、トナーカートリッジ装着口１９４からトナーカートリッジ９０をトナーカートリッジ収容部１９内に挿入する。トナーカートリッジ９０の先端側であり装着部でもある密着部９５を、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄで囲まれた補給部３３０の中心（スリット３３１、３３２）に差し込むようにしてセットをする。そして、トナーカートリッジ側の嵌合部９８Ａ、９８Ｂの鉤状の延在部９８Ａａ、９８Ｂａの先端部分を本体側嵌合部３０６、３０７の挿入部３０６ａ、３０７ａ内に、本体側嵌合部３０６、３０７の外側から差し込むことで嵌合させる。
すると、図１４、図１５に示すように、トナーカートリッジ９０の容器側開口部９３が形成される密着部９５が４つの密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄにより両側を側面（開放方向Ｙ側）から挟まれている。このため、トナーカートリッジ９０を補給部３３０内に装着した場合でも補給部３３０と密着部９５との間に隙間は形成されることがない。この場合、補給部３３０と容器側開口部９３の隙間は、補給部３３０内の空間から見て密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄによって密閉されるからである。
図６で説明した駆動部の駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂが作動すると、図１６に示すように、第１〜第４の４つの縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄに支持軸で取り付けられた２つの接続部材３０６、３０７が、開放方向Ｙへの距離が増大する方向に変化する。この変化により、トナーカートリッジ９０の開放動作が行われ、密着部９５を構成するシート材が開放方向Ｙへと引っ張られて容器側開口部９３が開放される。そして、容器側開口部９３の開口度合いは接続部材３０６、３０７間の開放方向Ｙへの距離の増大に伴い拡大し、平面視において四辺形の形状となる最大開口量となる。このとき接続部材３０６、３０７間の開放方向Ｙへの移動に伴い、補給部３３０の形状も平面視において四辺形の形状となる最大開口量となる。

すなわち、トナー補給動作中において、補給部３３０と容器側開口部９３は、略同投影形状を保ちながら変位し、補給部３３０と容器側開口部９３の隙間は補給部３３０内の空間から見て密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄによって密閉されている。このため、トナー補給動作の補給部３３０と容器側開口部９３の間からのトナーの漏れを防止することができるとともに、密閉の安定性が高まり、よりトナー漏れを防止することができる。つまり、補給部開閉手段３００は、容器側開口部９３の投影形状と略同形状に補給部３３０の形状を変位させることによって密閉の安定性が高まり、かつ、トナーカートリッジ９０の容器側開口部９３の開放動作の安定化にもつながる。
また、容器側嵌合部９８Ａ、９８Ｂは、密着部９５に向かってそれぞれ内向きに延びる延在部９８Ａａ、９８Ｂａを有する鉤状に形成されているので、本体側嵌合部３０６、３０７の挿入部３０６ａ、３０７ａに延在部９８Ａａ、９８Ｂａが挿入した後、開放方向Ｙに向かって移動する開放時にトナーカートリッジ９０の容器側開口部９３周辺の一部を固定する開放補助部材を兼ねることができる。このため、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００の動作によって容器側開口部９３の開放が確実に行える。

トナー補給動作時は、補給部開閉手段３００よる補給部３３０の開放動作と容器開放手段４００による容器側開口部９３の開放動作とが連動して行われるので、開放動作の安定化にもつながり、開放動作のばらつきによるトナー漏れも防止することができる。また、本実施形態では、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００との駆動部の構成を共通の駆動部としているので、設置スペースや分品点数の削減につながり、コスト低減を図ることにもつながる。
トナーカートリッジ９０の容器側開口部９３の強度は、外側から側面を密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄで押されても撓まない程度に形成されているため、容器側開口部９３と補給部３３０は略同形状に変化する。このため、第１〜第４の縁部材３０１Ａ〜３０１Ｄは、トナーカートリッジ９０の開封のためのガイド部材としての役割も果たすことになる。また、トナーカートリッジ９０内に入っているトナーは、容器側開口部９３が開放されているとき、すなわち、トナー補給動作中（開放動作中）に重力により落下し、トナー貯留部１８内に補給される。この時に、例えばトナーカートリッジ９０を振動、好ましくは細かく振動させることで、その振動の衝撃をトナーに与えることが出来るので、より効率良くトナーを落下させて補給することができる。

一方、接続部材３０６、３０７間の開放方向Ｙへの距離がさらに拡大すると、図１７に示すように、補給部３３０の開口形状は開放方向Ｙに横長な四辺形となって、開口面積が減少するとともに、トナー収容部９１が折り畳まれ始める。そして、図１８、図１９に示すように、トナー収容部９１が開放方向Ｙに延びきった状態となるまで駆動モータ３１４Ａ、３１４Ｂを作動することで、トナーカートリッジ９０は折り畳まれた状態となり、トナーカートリッジ９０からのトナー補給が全て完了した補給完了時の補給部３３０と容器側開口部９３の状態となる。
このとき、トナー補給動作前とは容器側開口部９０が９０度方向を変えた状態で閉じられ、第１と第３の縁部材３０１Ａ、３０１Ｃと、第２と第４の縁部材３０１Ｂ、３０１Ｄが開放方向Ｘに一直線の形状となる。この状態で、トナーカートリッジ９０を補給部３３０から引き抜いた際には、再びトナーカートリッジ９０の密着部９５で潰されていた密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄが復元して補給部３３０が閉じられる。このため、トナー補給動作後のトナーカートリッジ９０を抜いた後でもトナーカートリッジ収容部１９からトナー貯留部１８が見えることは無く、補給後においてトナー貯留部１８内で舞い上がっている（飛散している）トナーの漏れを防止することができる。
また、トナー補給動作中（開放動作中）、補給部開閉手段３００と容器開放手段４００により、容器側開口部９３と補給部３３０の隙間は密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄで封止されている状態を保ったまま変化するため、トナーが外部に漏れ出すことを防止することができる。つまり、トナー補給動作中は、補給部３３０と容器側開口９３を略同投影形状を保ちながら動作し、補給部３３０と容器側開口部９３（密着部９５の外側面）の隙間は補給部３３０内の空間から見て密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄによって密閉されるので、トナー補給動作のトナーの漏れを防止することができる。
本実施形態では、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄとして弾性部材を用いる。このため、トナーカートリッジ９０が補給部３３０に装着された際には、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄの弾性変形によりトナーカートリッジ９０と補給部３３０との隙間が埋められる。また、トナーカートリッジ９０の装着前と離脱後においては、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄの復元作用によって補給部３３０は密閉されるので、補給部３３０からのトナー漏れを防止できる。さらに、密閉部材３１０Ａ〜３１０Ｄに弾性部材を用いると、補給部３３０を閉じたままの状態でトナーカートリッジ９０の密着部９５を補給部３３０へセットすることができるので、装着時のトナー漏れを防止することができる。

図２０、図２１は、トナー収容容器の別な実施形態を示す。
図２０、図２１に示すトナー収容容器となるトナーカートリッジ９０Ａは、既に説明したトナーカートリッジ９０に対し、容器側開口部９３を密閉する密閉部９００を追加したものである。密閉部９００は、容器開放手段４００による容器側開口部９３の開放動作後に、開放された容器側開口部９３を密閉するものである。
密閉部９００は、容器側開口部９３が形成される下辺９２側に位置する密着部９５において、接着領域９９よりも図中下方に設けられている。密閉部９００は、いわゆる、レールファスナーであって、図２２に示すように密着部９５を構成する互いに対向する一方の内側面９５ａの長手方向において同一形状に形成した凹部９０１と、一方の内側面９５ｂの長手方向において同一形状に形成した凸部９０２とで構成されている。ここでいう内側面９５ａ、９５ｂは、トナー補給後に折り畳まれた際に互いに対向する面である。凹部９０１と凸部９０２は、それぞれ樹脂製で弾性変形可能である。凹部９０１の内部形状は、凸部９０２の外部形状とは相似である。凹部９０１の内部形状は凸部９０２の外部形状よりも幾分小さく形成されていて、両者を合わせて外側から互いを密着させる方向の力を与えたときに凹部９０１に凸部９０２が入って、互いに、あるいは少なくとも一方側が弾性変形して密閉する。

補給部開閉手段３００と容器開放手段４００により、トナーカートリッジ９０Ａが図１８に示すトナー補給後の折り畳まれた状態となり、同一側面側を占める第１と第３の縁部材３０１Ａ、３０３Ｃと、反対側で同一側面側を占める第２と第４の縁部材３０１Ｂ、３０３Ｄとによって挟まれた際に、凹部９０１に凸部９０２が入り、開放された容器側開口部９３を密閉することができる。このため、トナー補給後の折り畳まれたトナーカートリッジ９０Ａを、容器側開口部９３を密封しながらトナー補給装置１９０（装着ユニット５００）から脱離することができるので、トナー収容部９１内にトナーが残留していても、トナー漏れを防止することができる。
また、図２３に示すように、容器側開口部９３が開放した際に互いに対向する内側面９５ａ、９５ｂの部位に凹部９０１と凸部９０２とを交互に形成と、トナー補給後の折り畳まれた状態だけでなく、トナー補給前のトナー収容状態においても、凹部９０１と凸部９０２とで容器側開口部９３を密閉することができる。

図２４は本発明に係るトナーカートリッジ９、９Ａと従来のトナーカートリッジ９Ｂの折り畳み状態を示す。図２４（ａ）は、本実施形態に係るトナーカートリッジ９、９Ａが折り畳まれた状態を示し、図２４（ｂ）折り畳み方が異なる従来のトナーカートリッジ９Ｂの折り畳まれた状態を示す。
図１０（ｂ）に示す従来のトナーカートリッジ９ｃでは、下辺９２の開放後に、トナー収容部３９１の略四面体における開放した辺を底辺とした三角形の中線で折り畳み可能にしていないので、折り畳んだ際にトナー収容部９３１の内側に折り畳まれてしまい、トナーカートリッジ９Ｂを構成するシート材の厚みｔの４枚分の厚さ４ｔとなってしまう。
しかし、本実施形態においては、下辺９２の開放後に、四面体のトナー収容部９１における開放した辺９２を底辺とした三角形の中線Ｓで折り畳み可能にするため、シート材の厚みｔの２枚分の厚さ２ｔに確実に折り畳むことができる。また、中線Ｓに予め折り目をつけておく、もくしは継ぎ目を位置させることで、より確実に中線Ｓでトナーカートリッジ９０、９０Ａを折り畳むことができる。

以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。また本発明の実施の形態に記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。

１ プロセスカートリッジ
９０、９０Ａ トナー収容容器
９１ 収容部
９２ 下辺
９３ 容器側開口部
９８Ａ、９８Ｂ 容器側嵌合部
９８Ａａ、９７Ｂａ 延在部
１００、１００Ａ 画像形成装置
１０１ 装置本体
１９０ トナー補給装置
１９３ 補給部（開口部）
３００ 補給部開閉手段
３１０Ａ〜３１０Ｄ 密閉部材、
３０６、３０７ 本体側嵌合部
３０６ａ、３０７ａ 挿入部
３００ 補給部開閉装置
４００ 容器開放手段
５００ 装着ユニット
９００ 密閉部
Ｔ トナー
Ｓ 略中線
Ｘ 長手方向
Ｙ 開放方向

特開平８−２７２２０４号公報

Claims (11)

1. トナー補給動作時に開放されることで収容部に収容されたトナーを排出するトナー排出用の容器側開口を有するトナー収容容器が着脱可能なトナー補給装置であって、
   前記容器側開口部から排出されたトナーを受ける補給部と、
   前記補給部を開閉するための補給部開閉手段と、
   前記容器側開口部と前記補給部の隙間を密閉するための密閉部材、
   前記容器側開口部を開放する容器開放手段を有し、
   前記補給部開閉手段と前記容器開放手段は、トナー補給動作中は、前記補給部と前記容器側開口部を略同投影形状を保ちながら動作し、
   前記補給部と前記容器側開口部の隙間は前記補給部内の空間から見て前記密閉部材によって密閉されているトナー補給装置。
2. 少なくとも前記密閉手段の一部は弾性部材である請求項１記載のトナー補給装置。
3. 前記補給部開閉手段は、前記容器側開口部の投影形状と略同形状に前記補給部の形状を変位させる請求項１又は２に記載のトナー補給装置。
4. 前記補給部開閉手段と前記容器開放手段は、少なくともその開放動作が連動する請求項１、２又は３に記載のトナー補給装置。
5. 前記容器開放手段は、前記収納部に設けられた開放用の容器側嵌合部と、開放方向において嵌合する本体側嵌合部を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のトナー補給装置。
6. 前記容器側嵌合部は、前記開放方向に延びる鉤状であり、
   前記本体側嵌合部は、前記鉤状の容器側嵌合部の延在部が前記容器側開口部に向かって外側から挿入する挿入部を有する請求項５に記載のトナー補給装置。
7. 前記トナー収容容器は、前記容器開放手段による容器側開口部の開放動作後に、開放された前記容器側開口部を密閉する密閉部を有する請求項１乃至４の何れか１項に記載のトナー補給装置。
8. 前記トナー収納容器は、前記収容部が所定の厚さを持つ部材で覆われて略四面体に形成されていて、前記容器側開口部が形成される辺を前記略四面体の一辺とし、前記容器開放手段による開放動作によって当該一辺を解放後、開放した辺を底辺とした三角形の略中線で折り畳み可能に形成した請求項１乃至７の何れか１項に記載のトナー補給装置。
9. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のトナー補給装置を備えたプロセスカートリッジ。
10. 請求項１乃至８の何れか１項に記載のトナー補給装置を備えた画像形成装置。
11. 前記トナーは、オイル含有シリカをトナーの外添剤に含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

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