(57)【要約】【課題】簡単な構成でトナーカートリッジ中の凝集しやすいトナーをほぐして現像装置側に供給することができるトナーカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供する。【解決手段】現像装置１０２にトナーを補給するトナー補給パイプ１０５に対して着脱可能に設けられたトナーカートリッジ２００において、トナー排出機構部２００ａとして、トナー排出口２０４ａを有するトナー排出部２０４と、トナー収容体２０１内のトナーを搬送するトナー搬送スクリュー２０２と、トナー排出口２０４ａを開閉するシャッター２０３とを備え、シャッター２０３には現像剤Ｄを備え、トナーカートリッジ２００をトナー補給パイプ１０５に装着する際に、シャッター２０３がトナー排出口２０４ａに沿って移動するに伴い、現像剤Ｄがトナー収容体２０１の内部を移動することを特徴とする。【選択図】図４
2010160205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくともトナーを含んだ磁性を有する現像剤を収容するトナー収容部と、前記トナー収容部内に配置されて現像剤を外部に排出するトナー排出機構部とを備え、現像装置に現像剤を補給するトナー補給部材に対して着脱可能に設けられたトナーカートリッジにおいて、
前記トナー排出機構部は、前記トナー収容部の下部に設けられて現像剤を外部に排出するトナー排出口を有するトナー排出部と、前記トナー排出部に配置されて前記トナー収容部内のトナーを前記トナー排出口側に搬送するトナー搬送部材と、前記トナー排出口を開閉するシャッター部と、を備え、
前記トナー排出口の上部空間の現像剤を磁力にて保持する保持部材を備え、
前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着する際に、前記トナー排出機構部を前記トナー補給部材に対して略水平方向に移動することにより、前記シャッター部を開口させた後、前記トナー排出機構部のトナー排出口を前記トナー補給部材の上方に設けられたトナー補給口と一致させ、
前記保持部材の現像剤に対する磁力を弱めて前記トナー排出口の上部空間に保持した現像剤を、前記トナー収容部の内部より落下させることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
前記保持部材は、永久磁石であり、前記トナー排出口の上部空間における前記トナー収容部の壁に対して、前記トナー収容部の外側から対向するように設けられ、
前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着するまでは、前記トナー収容部の壁に近接して配置し、前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着後は、前記トナー収容部の壁から離間して配置することを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
【請求項３】
前記トナー収容部の壁が前記トナー排出口に向かって傾斜していることを特徴とする請求項２に記載のトナーカートリッジ。
【請求項４】
前記保持部材は、前記トナー収容部の壁に対向する回転面が回転軸により回転し、回転軸方向の肉厚が一定ではない回転軸に非対称な断面形状とし、前記トナー収容部の壁に対して前記回転面が回転とともに近接・離間を繰り返すことを特徴とする請求項２又は３に記載のトナーカートリッジ。
【請求項５】
前記現像剤は、前記現像装置に使用する現像剤のトナー濃度より低いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
【請求項６】
表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナー補給部材を介してトナーを補給するトナーカートリッジと、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーカートリッジとして、請求項１乃至５のうちの何れか一項に記載のトナーカートリッジを用いることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザービームプリンタや複合機等の画像形成装置に用いられるトナーカートリッジに係り、特に、交換可能に取付けられるトナーホッパーやトナーボトルなどのトナーを収容するトナーカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、２成分現像剤を用いる複写装置やファクシミリ装置などの電子写真方式を利用した画像形成装置においては、トナーカートリッジ等を用いたトナー補給装置により現像装置にトナーを自動供給して画像出力の連続運転を行うようにされている。そして、トナー切れの際には、トナーカートリッジやプロセスカートリッジ等を交換することで、簡単にトナーを補給することができる。
【０００３】
トナーカートリッジやプロセスカートリッジ等のトナー収容体は、倉庫などに保存されている場合には、積載方向を規制することなくあらゆる方向に積載されている場合がある。例えば、カートリッジ本体の一端側からトナーを排出するタイプのトナーカートリッジにおいては、トナー排出口側を下にして縦方向に積まれた場合には、カートリッジ中のトナーが時間経過とともに自重で下がってくるため、トナー排出口付近のトナー密度が高くなる。その結果、トナーが凝集したり、ひどい場合には塊となってトナー排出口を塞いだりする。
【０００４】
その状態のあるトナーカートリッジを新しく装着した場合には、トナーカートリッジからトナーが排出されにくく、最悪の場合には、トナーカートリッジに大量のトナーが残っているにもかかわらず、トナーがないと判断されることも起こりうる。
【０００５】
そのため、新しくトナーカートリッジを装着する場合には、カートリッジを数回振った後に装着するなどの対応を行っているが、それでもその問題が発生していた。特に、最近のトナーは省エネ対策のために低温定着性をアップさせていることから、保存安定性が低下し、自然放置においてトナー凝集を起こしやすい傾向にもある。
【０００６】
最近の画像形成装置においては、小型化が要求される関係からトナー収容体も現像装置も付随して小さくなり、設置スペースも小さくなってきている。従い、各ユニットが密に詰まった状況にあるためにトナー凝集が起こしやすい状況になっている。
【０００７】
倉庫に保存されたトナーカートリッジを画像形成装置に装着する際には、ユーザなどにトナーカートリッジを振らせる要請をしていてもユーザなどが忘れることも多く、結果としてトナーが排出されないことが起こり、現像剤のトナー濃度不足を検知したり、画像形成装置自体がストップするなどのトラブルを引き起こすことになる。
【０００８】
特許文献１では、トナーカートリッジの搬送オーガの搬送スパイラルの一部をカットして、トナーの圧力を低減すると共に、トナーの過剰供給を防止する現像剤供給装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−２１４６６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１においては、トナーカートリッジの保存状態における影響までは考慮されていないため、高温状態で長時間トナー排出口側を下にして放置された場合には、上記問題が発生する欠点を有している。
【００１１】
従い、トナーカートリッジを画像形成装置本体に装着するときに、トナー凝集をほぐす簡単な機構が要望されている。
【００１２】
本発明は、従来の問題点に鑑みてなされたものであって、簡単な構成でトナーカートリッジ中の凝集しやすいトナーをほぐして現像装置側に供給することができるトナーカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上述した課題を解決するための本発明に係るトナーカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置は、次の通りである。
【００１４】
本発明は、少なくともトナーを含んだ磁性を有する現像剤を収容するトナー収容部と、前記トナー収容部内に配置されて現像剤を外部に排出するトナー排出機構部とを備え、現像装置に現像剤を補給するトナー補給部材に対して着脱可能に設けられたトナーカートリッジにおいて、
前記トナー排出機構部は、前記トナー収容部の下部に設けられて現像剤を外部に排出するトナー排出口を有するトナー排出部と、前記トナー排出部に配置されて前記トナー収容部内のトナーを前記トナー排出口側に搬送するトナー搬送部材と、前記トナー排出口を開閉するシャッター部と、を備え、
前記トナー排出口の上部空間の現像剤を磁力にて保持する保持部材を備え、
前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着する際に、前記トナー排出機構部を前記トナー補給部材に対して略水平方向に移動することにより、前記シャッター部を開口させた後、前記トナー排出機構部のトナー排出口を前記トナー補給部材の上方に設けられたトナー補給口と一致させ、前記保持部材の現像剤に対する磁力を弱めて前記トナー排出口の上部空間に保持した現像剤を、前記トナー収容部の内部より落下させることを特徴とするものである。
【００１５】
また、本発明は、前記保持部材は、永久磁石であり、前記トナー排出口の上部空間における前記トナー収容部の壁に対して、前記トナー収容部の外側から対向するように設けられ、前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着するまでは、前記トナー収容部の壁に近接して配置し、前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着後は、前記トナー収容部の壁から離間して配置することを特徴とするものである。
【００１６】
また、本発明は、前記トナー収容部の壁が前記トナー排出口に向かって傾斜していることを特徴とするものである。
【００１７】
また、本発明は、前記保持部材は、前記トナー収容部の壁に対向する回転面が回転軸により回転し、回転軸方向の肉厚が一定ではない回転軸に非対称な断面形状とし、前記トナー収容部の壁に対して前記回転面が回転とともに近接・離間を繰り返すことを特徴とするものである。
【００１８】
また、本発明は、前記現像剤は、前記現像装置に使用する現像剤のトナー濃度より低いことを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナー補給部材を介してトナーを補給するトナーカートリッジと、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーカートリッジとして、前記発明に記載のトナーカートリッジを用いることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、トナー排出口の上部空間の現像剤を磁力にて保持する保持部材を備え、トナーカートリッジをトナー補給部材に装着する際に、トナー排出機構部をトナー補給部材に対して略水平方向に移動することにより、シャッター部が開口させた後、前記トナー排出機構部のトナー排出口を前記トナー補給部材の上方に設けられたトナー補給口と一致させ、前記保持部材の現像剤に対する磁力を弱めて前記トナー排出口の上部空間に保持した現像剤を、前記トナー収容部の内部より落下させるので、単にトナーカートリッジを装着させるだけで、前記トナー収容部内と前記トナー補給部材内とを連通させて、前記トナー収容部内のトナーを前記トナー補給部材内に補給可能である。そして、保持部材により、トナーカットリッジを保管中は保持部材の磁力にて現像剤をトナー排出口の上部空間に保持し、トナー補給部材に装着後は、保持部材の現像剤に対する磁力を弱めるので、現像剤が下部に落下し、またトナー排出機構部からの現像剤の押し出しにより、凝集しやすいトナーをほぐすことができる。従って、ますますトナー排出機構部近傍の凝集しやすいトナーを落下させて、トナー補給を正常に行うことができる。
【００２１】
また、本発明は、前前記保持部材は、永久磁石であり、前記トナー排出口の上部空間における前記トナー収容部の壁に対して、前記トナー収容部の外側から対向するように設けられ、前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着するまでは、前記トナー収容部の壁に近接して配置し、前記トナーカートリッジを前記トナー補給部材に装着後は、前記トナー収容部の壁から離間して配置することで、簡単な構成で磁石と現像剤中のキャリアとの付着力を得て、現像剤のスペースを確保することができるため、トナーの凝集を抑えることができる。
【００２２】
また、本発明は、前記トナー収容部の壁がトナー排出口向かって傾斜していることで、通常の使用状態で現像剤の付着力の強弱を達成できるため、大掛かりな構造を取ることがなく、省スペース化が図れる。
【００２３】
また、本発明は、前記保持部材は、回転面がトナー収容部の壁に対向して回転可能であり、回転軸方向の肉厚を一端が薄く、他端が厚い形状とし、回転させることにより、前記トナー収容部の壁に対して前記回転面が近接・離間を繰り返すことで、トナー収容部のトナー凝集を防ぐことができる。
【００２４】
また、本発明によれば、トナーカートリッジより現像剤が現像装置に落下すると、若干現像剤量が増加することになる。実使用において現像装置からキャリア上がりやキャリア飛散などで消失する。補給される現像剤のトナー濃度が、現像装置に使用している現像剤のトナー濃度より低いため、そのキャリア分を補充することで、現像剤中の適正なキャリア量を維持することができる。
【００２５】
また、本発明は、表面に静電潜像が形成される感光体ドラムと、感光体ドラム表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置と、前記現像装置にトナー補給部材を介してトナーを補給するトナーカートリッジと、感光体ドラム表面のトナー像を記録媒体に転写する転写装置と、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置において、
前記トナーカートリッジとして、前記発明の何れか一項に記載のトナーカートリッジを用いることで、トナー飛散やトナー漏れのないきれいな印刷画像を維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
【図２】前記画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジを具備するトナーカートリッジユニットの構成を示す斜視図である。
【図３】（ａ）は前記トナーカートリッジがトナー補給パイプに装着された状態を示す側面断面図、（ｂ）は（ａ）のＲ方向から見た側面図である。
【図４】（ａ）は本実施形態に係るトナーカートリッジのシャッターが閉じた状態を示す部分断面図、（ｂ）は前記トナーカートリッジにおいてトナー搬送スクリューが半回転しシャッターが開放した状態を示す部分断面図、（ｃ）は前記トナーカートリッジにおいてトナー搬送スクリューが１回転した状態を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明の最良の実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２８】
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の構成を示す説明図である。
本実施形態に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、表面に静電潜像が形成される感光体ドラム１０１と、感光体ドラム１０１表面の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像装置１０２と、現像装置１０２にトナー補給パイプ（トナー補給部材）１０５を介してトナーを補給するトナーカートリッジ２００と、中間転写ベルト１１を介して感光体ドラム１０１表面のトナー像を用紙に転写する二次転写ローラ（転写装置）１４と、トナー像を用紙に定着させる定着装置１５とを備え、電子写真方式によりトナーを用いて画像を形成する画像形成装置１００において、トナーカートリッジ２００として、本発明に係るトナーカートリッジの構成を採用したことを特徴とするものである。
【００２９】
まず、画像形成装置１００の全体構成について説明する。
本実施形態に係る画像形成装置１００は、通信ネットワーク等を介して外部から送信された画像データ等の入力コマンドに含まれる画像データに基づいて、所定のシート（記録用紙）に多色あるいは単色の画像を可視画像として形成するものである。この画像形成装置１００は、図１に示すように、露光ユニットＥ、当該露光ユニットＥによって潜像が形成された像担持体に相当する感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）、中間転写ベルト１１、一次転写ローラ１３（１３ａ〜１３ｄ）、二次転写ローラ１４、定着装置１５、用紙搬送路Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３、給紙カセット１６、手差し給紙トレイ１７、排紙トレイ１８、およびトナーカートリッジユニット２０等を備えている。
【００３０】
この画像形成装置１００において扱われるカラー画像の画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、およびイエロー（Ｙ）の４色の各色相に対応した画像データを用いて、画像形成部５５（５５ａ〜５５ｄ）で可視画像の形成を行う。
【００３１】
各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像装置１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）、帯電ローラ１０３（１０３ａ〜１０３ｄ）、クリーニングユニット１０４（１０４ａ〜１０４ｄ）は、各色に応じた４種類の潜像を形成するように、それぞれ４個ずつ設けられている。
【００３２】
各画像形成部５５ａ〜５５ｄは、同様の構成であり、例えば、ブラックの画像形成部５５ａは、感光体ドラム１０１ａ、現像装置１０２ａ、帯電ローラ１０３ａ、転写ローラ１３ａ、およびクリーニングユニット１０４ａ等から構成される。
【００３３】
この画像形成部５５ａ〜５５ｄは、中間転写ベルト１１の移動方向（副走査方向）に一列に配列されている。なお、上記ａ〜ｄの符号は、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローに対応し、これら符号によって区別された上記の各手段により、４つの画像ステーションが構成されている。
【００３４】
本実施形態の露光装置である露光ユニットＥは、図示しない半導体レーザ、ポリゴンミラー４、第１反射ミラー７、および第２反射ミラー８等を備えており、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによって変調されたレーザビーム等の光ビームのそれぞれを感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに照射する。感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれには、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相の画像データによる静電潜像が形成される。
【００３５】
本実施形態では、露光ユニットＥは、レーザ照射部および反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）を用いる手法のものであるが、発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法のものを使用してもよい。
【００３６】
感光体ドラム１０１は、露光ユニットＥの上方に配設され、略円筒形状の像担持体であり、不図示の駆動手段と制御手段により所定方向に回転するように制御されている。感光体ドラム１０１は、基材上に光導電層が形成されて構成されている。例えば、アルミニウム等で製作された金属ドラムを基材として、その外周面に、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）、セレン（Ｓｅ）や有機光半導体（ＯＰＣ）等の光導電層が薄膜状に形成されている。なお、感光体ドラム１０１の構成は、上述の構成に特に限定されない。
【００３７】
帯電ローラ１０３は、感光体ドラム１０１の表面を所定の電位に均一に帯電させる接触方式の帯電器である。本実施形態では、図１に示すように、帯電器として接触型のローラ型の帯電ローラ１０３を使用しているが、帯電ローラ１０３に代えて、チャージャー型やブラシ型の帯電器を代用してもよい。
【００３８】
現像装置１０２は、静電潜像が形成された感光体ドラム１０１の表面にトナーを供給し、静電潜像をトナー像に現像する。現像装置１０２ａ〜１０２ｄのそれぞれは、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナーを収納しており、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのそれぞれに形成された各色相の静電潜像をブラック、シアン、マゼンタ、およびイエローの各色相のトナー像に顕像化する。
【００３９】
クリーニングユニット１０４は、現像・画像転写後における感光体ドラム１０１上の表面に残留したトナーを潤滑剤等によって除去・回収する。
【００４０】
感光体ドラム１０１の上方に配置されている中間転写ベルト１１は、駆動ローラ１１ａと従動ローラ１１ｂとの間に張架されてループ状の移動経路を形成している。中間転写ベルト１１の外周面は、感光体ドラム１０１ｄ、感光体ドラム１０１ｃ、感光体ドラム１０１ｂおよび感光体ドラム１０１ａにこの順に対向する。
【００４１】
この中間転写ベルト１１を挟んで各感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置に、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが配置されている。中間転写ベルト１１が感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄに対向する位置のそれぞれが一次転写位置である。この中間転写ベルト１１は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムで無端状に形成されている。
【００４２】
一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄには、感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの表面に担持されたトナー像を中間転写ベルト１１上に転写するために、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが定電圧制御によって印加される。これによって、感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）に形成された各色相のトナー像は、中間転写ベルト１１の外周面に順次重ねて転写され、中間転写ベルト１１の外周面にフルカラーのトナー像が形成される。
【００４３】
但し、イエロー、マゼンタ、シアン、およびブラックの色相の一部のみの画像データが入力された場合には、４つの感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄのうち、入力された画像データの色相に対応する一部の感光体ドラム１０１のみにおいて、静電潜像およびトナー像の形成が行われる。例えば、モノクロ画像形成時には、ブラックの色相に対応した感光体ドラム１０１ａのみにおいて静電潜像の形成およびトナー像の形成が行われ、中間転写ベルト１１の外周面には、ブラックのトナー像のみが転写される。
【００４４】
各一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄは、直径８〜１０ｍｍの金属（例えば、ステンレス）を素材とする軸の表面を導電性の弾性材（例えば、ＥＰＤＭ、発泡ウレタン等）により被覆して構成されており、導電性の弾性材によって中間転写ベルト１１に均一に高電圧を印加する。本実施形態では、転写電極として一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄを使用しているが、それ以外にブラシなども使用可能である。
【００４５】
各一次転写位置において、中間転写ベルト１１の外周面に転写されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、二次転写ローラ１４との対向位置である二次転写位置に搬送される。二次転写ローラ１４は、画像形成時において、内周面が駆動ローラ１１ａの周面に接触する中間転写ベルト１１の外周面に所定のニップ圧で圧接されている。当該ニップ圧を定常的に得るために、二次転写ローラ１４若しくは中間転写ベルト駆動ローラ１１ａの何れか一方は、金属等の硬質材料からなり、他方は、弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラまたは発泡性樹脂ローラ等）からなる。
【００４６】
給紙カセット１６または手差し給紙トレイ１７から給紙された用紙が二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間を通過する際に、二次転写ローラ１４にトナーの帯電極性（−）とは、逆極性（＋）の高電圧が印加される。このように、各感光体ドラム１０１（１０１ａ〜１０１ｄ）上の静電潜像は、各色相に応じたトナーにより顕像化されて、それぞれトナー像となり、これらトナー像は、中間転写ベルト１１上において積層される。その後、積層されたトナー像は、中間転写ベルト１１の回転によって、搬送されて来た用紙と中間転写ベルト１１との接触位置に移動し、この位置に配置されている二次転写ローラ１４によって、中間転写ベルト１１の外周面から用紙上にトナー像が転写される。
【００４７】
中間転写ベルト１１と感光体ドラム１０１との接触により中間転写ベルト１１に付着したトナー、および中間転写ベルト１１から用紙へのトナー像の転写の際に転写されずに、中間転写ベルト１１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるため、中間転写ベルトクリーニングユニット１２によって除去されて回収される。中間転写ベルトクリーニングユニット１２には、中間転写ベルト１１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられている。このクリーニングブレードが接触する部分の中間転写ベルト１１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ１１ｂにて支持されている。
【００４８】
可視画像としてトナー像が転写された用紙は、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂを備える定着装置１５に導かれ、加熱ローラ１５ａと加圧ローラ１５ｂとの間を通過して、加熱および加圧処理を受ける。これによって、可視画像となるトナー像が用紙の表面に堅牢に定着する。トナー像が定着した用紙は、排紙ローラ１８ａによって排紙トレイ１８上に排出される。
【００４９】
画像形成装置１００には、用紙カセット１６に収納されている用紙を二次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間および定着装置１５を経由して排紙トレイ１８に送るための略垂直方向の用紙搬送路Ｐ１が設けられている。
【００５０】
用紙搬送路Ｐ１には、用紙カセット１６内の用紙を一枚ずつ用紙搬送路Ｐ１内に繰り出すピックアップローラ１６ａ、繰り出された用紙を上方に向けて搬送する搬送ローラｒ１０、搬送されてきた用紙を所定のタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導くレジストローラ１９、および、用紙を排紙トレイ１８に排出する排紙ローラ１８ａが配置されている。
【００５１】
また、画像形成装置１００の内部には、手差し給紙トレイ１７からレジストローラ１９に至る間に、ピックアップローラ１７ａおよび搬送ローラｒ１０を配置した用紙搬送路Ｐ２が形成されている。さらに、排紙ローラ１８ａから用紙搬送路Ｐ１におけるレジストローラ１９の上流側に至る間には、用紙搬送路Ｐ３が形成されている。
【００５２】
排紙ローラ１８ａは、正逆両方向に回転自在にされており、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成時、および用紙の両面に画像を形成する両面画像形成における第２面画像形成時に正転方向に駆動されて用紙を排紙トレイ１８に排出する。
【００５３】
一方、両面画像形成における第１面画像形成時には、排紙ローラ１８ａは、用紙の後端が定着装置１５を通過するまで正転方向に駆動された後、用紙の後端部を挟持した状態で逆転方向に駆動されて用紙を用紙搬送路Ｐ３内に導く。これによって、両面画像形成時に片面のみに画像が形成された用紙は、表裏面および前後端を反転した状態で用紙搬送路Ｐ１に導かれる。
【００５４】
レジストローラ１９は、用紙カセット１６若しくは手差し給紙トレイ１７から給紙され、または用紙搬送路Ｐ３を経由して搬送された用紙を中間転写ベルト１１の回転に同期したタイミングで２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１との間に導く。このため、レジストローラ１９は、感光体ドラム１０１や中間転写ベルト１１の動作開始時には、回転を停止しており、中間転写ベルト１１の回転に先立って給紙または搬送された用紙は、前端をレジストローラ１９に当接させた状態で用紙搬送路Ｐ１内における移動を停止する。この後、レジストローラ１９は、２次転写ローラ１４と中間転写ベルト１１とが圧接する位置で用紙の前端部と中間転写ベルト１１上に形成されたトナー像の前端部とが対向するタイミングで回転を開始する。
【００５５】
なお、画像形成部５５ａ〜５５ｄの全てにおいて、画像形成が行われるフルカラー画像形成時には、一次転写ローラ１３ａ〜１３ｄが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａ〜１０１ｄの全てに圧接させる。一方、画像形成部５５ａのみにおいて、画像形成が行われるモノクロ画像形成時には、一次転写ローラ１３ａのみが中間転写ベルト１１を感光体ドラム１０１ａに圧接させる。
【００５６】
次に、本実施形態に係る特徴的なトナーカートリッジ２００の構成について図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係る画像形成装置に搭載されるトナーカートリッジを具備するトナーカートリッジユニットの構成を示す斜視図、図３（ａ）は前記トナーカートリッジがトナー補給パイプに装着された状態を示す側面断面図、図３（ｂ）は図３（ａ）のＲ方向から見た側面図である。尚、図２においては、１つのトナーカートリッジ２００が装着される前の状態を示している。
【００５７】
本実施形態に係るトナーカートリッジ２００は、図２に示すように、トナーカートリッジユニット２０の上に４ユニットが並んで載置されている。トナーカートリッジ２００は、図３（ａ），（ｂ）に示すように、トナーを収容するトナー収容体（トナー収容部）２０１と、トナー収容体２０１内のトナーを外部に排出するトナー排出機構部２００ａとを備えている。
【００５８】
トナー排出機構部２００ａは、図３（ａ）に示すように、トナー収容体２０１の下部に設けられてトナーを外部に排出するトナー排出口２０４ａを有するトナー排出部２０４と、トナー排出部２０４に配置されてトナー収容体２０１内のトナーをトナー排出口２０４ａ側に搬送するトナー搬送スクリュー（トナー搬送部材）２０２と、トナー排出口２０４ａを開閉するシャッター（シャッター部）２０３とを備えている。また現像剤を磁力によって保持する保持部材である円筒状磁石２０５と、スプリング２０６と、回転駆動用ギア２０７とが一体構造をなし、トナー搬送スクリュー２０２の一端側に取り付けられて、トナー搬送スクリュー２０２の回転とともに円筒状磁石２０５も回転する。
【００５９】
円筒状磁石２０５は、回転軸に平行な面による断面が回転軸に対して非対称な楔形をしている。円筒状磁石２０５の一方の回転面は、平行な回転軸に対して斜めの面であり、他方の回転面は回転軸に垂直な面である。詳しくは後述するが、トナー補給パイプ１０５に装着までは、円筒状磁石２０５の一方の回転面が、トナー排出口２０４ａに向けて傾斜したトナー収容部２０１の壁に平行に対向して配置されている。
【００６０】
トナーカートリッジ２００は、図２に示すように、ロックレバー２０ａを持ち上げることにより、トナーカートリッジ２００を上方向（Ｒ方向）に移動してストッパプレート２０ｂに押し当てた状態で保持されるようになっている。この時、トナーカートリッジ２００は、図３（ａ）に示すように、トナー収容体２０１がトナー補給パイプ１０５に対して略水平方向に移動することによりトナー補給口シャッター（シャッター部）２０３が略水平方向に移動して、トナー排出口２０４ａがトナー補給パイプ１０５と対向する位置に配置された時に開放されて、トナー補給パイプ１０５の上面からトナーを補給可能とする状態となる。
【００６１】
ここで、本実施形態のトナーカートリッジの動作について図面を参照して説明する。
図４（ａ）は本実施形態に係るトナーカートリッジにおいてシャッターが閉じた状態、すなわちトナーカートリッジ２００を画像形成装置１００の内部に挿入段階の状態を示す部分断面図、図４（ｂ）はシャッターが開放した状態でトナー搬送スクリュー２０２が半回転した状態を示す部分断面図、図４（ｃ）は図４（ｂ）から更にトナー搬送スクリュー２０２が半回転した状態を示す部分断面図である。
【００６２】
図１に示すように、トナーカートリッジユニット２０として現像装置１０２の上方に配置されるトナーカートリッジ２００は、トナー補給パイプ１０５に連結されて現像装置１０２にトナーが供給するようになっている。
【００６３】
トナーカートリッジ２００は、図３（ａ）に示すように、トナー収容体２０１の下部に設けられてトナーを外部に排出するトナー排出口２０４ａを有するトナー排出部２０４と、トナー排出部２０４に配置されてトナー収容体２０１内のトナーをトナー排出口２０４ａ側に搬送するトナー搬送スクリュー２０２と、トナー排出口２０４ａを開閉するシャッター２０３とからなるトナー排出機構部２００ａを備えている。
【００６４】
本発明は、図４（ａ）に示すように、このトナーカートリッジ２００のトナー搬送スクリュー２０２の下部に設けられたシャッター２０３によりトナー収容体２０１の下部に設けられたトナー排出口２０４ａから、現像剤Ｄを落下させようとするものである。
【００６５】
まず、トナーカートリッジ２００をトナー補給パイプ１０５に装着する前は、シャッターが閉じた状態で、円筒状磁石２０５の一方の回転面がトナー排出口２０４ａのトナー収容部２０１の壁に平行に近接して配置されている。このため、円筒状磁石２０５の磁力により、トナー排出口２０４ａの上部空間に現像剤が保持されて現像剤の自重による凝集がある程度は防がれている。
【００６６】
トナーカートリッジ２００をトナー補給パイプ１０５に装着する際には、トナー排出機構部２００ａを構成するシャッター２０３をトナー補給パイプ１０５に対して略水平方向に移動することにより、シャッター２０３がトナー排出口２０４ａに対して略水平方向に移動する。これにより、現像剤Ｄの底面が空洞になり始める。その後、トナー排出口２０４ａをトナー補給パイプ１０５のトナー補給口１０５ａとを対向させて一致させた時点で、現像剤Ｄの底面が完全に空洞となるが、まだ円筒状磁石２０５の力を受けて保持されている。
【００６７】
トナーカートリッジ２００が画像形成装置１００本体側のギアなどの回転力を受け、回転駆動用ギア２０７が回転し始めると、一体構造で保持されたスプリング２０６、円筒状磁石２０５も回転する。
【００６８】
図４（ａ）に示すように、円筒状磁石２０５の回転軸方向の肉厚が異なる形状であるため、トナー搬送スクリュー２０２の回転軸に対して平行に発生する磁力（磁束密度）が若干異なる。具体的には、円筒状磁石２０５の薄肉部〜厚肉部で、トナー搬送スクリュー２０２と平行な方向には６０〜８０ｍＴ程度の差があるが、トナー収容体２０１の外壁近傍で現像剤Ｄを保持する磁力としては大きく変わらない。
【００６９】
次に、図４（ｂ）に示すようなトナー搬送スクリュー２０２が半回転した状態では、トナー収容体２０１の外壁と円筒状磁石２０５との距離が離れてしまうため、紙面の上下で磁力差が出てしまう結果、円筒状磁石２０５による現像剤保持力の低下と、左側から送られてくるトナーＴの押圧力との影響を受けて、現像剤Ｄの殆ど（現像剤Ｄ１）が落下する。なお、強い磁力で保持された一部の現像剤Ｄ２は紙面上の方に残ることになる。
【００７０】
また、円筒状磁石２０５の回転には、回転駆動用ギア２０７と一体構造であるスプリング２０６が紙面右方向に移動する（縮む）動作が利用される。具体的には、対向するトナー収容体２０１の外壁が傾斜し、水平方向の回転軸と垂直ではないため、円筒状磁石２０５は、スプリング２０６によりトナー収容体２０１の外壁に設けたリブ２０１ｒに押圧されながら、外壁面から右方向に移動して回転する。
【００７１】
次に、回転駆動用ギア２０７がもう半回転すると、図４（ｃ）に示すようになる。ここでは、現像剤Ｄ２は、紙面左側にあるトナーＴの押圧力を受けて、さらに量的には少なくなってしまう（現像剤Ｄ３）。その際、円筒状磁石２０５も回転につれて、スプリング２０６の伸びる力（押圧力）を受けて、紙面の左方向に移動し、図４（ａ）の位置に戻る。
【００７２】
それ以降は、保持されていた現像剤の空洞ができるため、トナー搬送スクリュー２０２の回転時は、２０１内のトナー搬送に抵抗がなくなり、トナー補給をスムーズに行なわれる。
【００７３】
また、落下補給される現像剤Ｄのトナー濃度は３％であり、現像装置１０２に当初入っている現像剤のトナー濃度６％より低くしている。これは、上述したように、繰り返し使用により微減するキャリアを補充する目的と、倉庫などに保管中に円筒状磁石２０５と現像剤との保持力を維持する磁力を確保する必要があるからである。
【００７４】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態及び実施例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。
【００７５】
例えば、回転摩擦を抑えるために、円筒状磁石２０５とトナー収容体２０１のリブ２０１ｒとの間にスペーサーを設けてもよい。磁石は、円筒状磁石に限る訳ではなく、トナー搬送スクリューの回転に連動して回転する構造に限るものでもない。磁石を角柱や円柱として、肉厚が一定でトナー収容部の現像剤に対する磁力を弱めるときは外壁から離れる構造でもよい。また、永久磁石ではなく、電磁石とし、トナー収容部内の現像剤を保持するときは電源をＯＮし、トナー収容部内の現像剤を保持しないときは電源をＯＦＦする構造でもよい。
【符号の説明】
【００７６】
２０  トナーカートリッジユニット
２０ａ  ロックレバー
１００  画像形成装置
１０２  現像装置
１０５  トナー補給パイプ（トナー補給部材）
１０５ａ  トナー補給口
１０５ｓ  ストッパー
２００  トナーカートリッジ
２００  トナー排出機構部
２０１  トナー収容体
２０２  トナー搬送スクリュー
２０３  シャッター（シャッター部）
２０４  トナー排出部
２０４ａ  トナー排出口
２０５  円筒状磁石
２０６  スプリング
２０７  回転駆動用ギア
Ｄ      現像剤
Ｔ      トナー
【図１】
2010160205.tif 000003
【図２】
2010160205.tif 000004
【図３】
2010160205.tif 000005
【図４】
2010160205.tif 000006