(57)【要約】【課題】部品点数が少なく簡単な構成で内部のトナーを確実に撹拌し、最後まで補給することができるトナーカートリッジ及びこれを有する現像ユニット及びこれを有する画像形成装置の提供。【解決手段】トナーを外部に補給する補給手段３９と、トナーカートリッジ本体の床面４９と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを補給手段３９へ向けて搬送する平板４１と、平板４１の往復運動を行う往復動手段３９とを有し、平板４１を往復運動中に上下方向に変位する変位手段８０を有するトナーカートリッジ３５及びこれを有する現像ユニット及びこれを有する画像形成装置。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナーを外部に補給するための補給手段と、トナーカートリッジ本体の床面と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを上記補給手段へ向けて搬送する平板と、この平板の上記往復運動を行う往復動手段とを有するトナーカートリッジにおいて、上記平板を上記往復運動中に上下方向に変位する変位手段を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板にトナーが通過する貫通孔を設けると共に、この平板の下面に、上記床面に摺接して上記往復運動によりトナーを撹拌してほぐすと共に上記補給手段側へ搬送するための突起を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナーカートリッジにおいて、上記床面の一部を、上記平板の一端縁と平行する方向に長い凹状のトナー貯溜部とし、このトナー貯溜部に上記補給手段と、この補給手段によって外部にトナーを補給するための補給口とを設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
請求項３記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部側が低くなるように上記床面を傾斜させたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項３または４記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部を上記床面の端部に設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項６】
請求項３または４記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部を上記床面の中央部に設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項７】
請求項３ないし６の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部に向けてトナーを押し込むための隔壁部材を設け、上記平板の動きにより上記隔壁部材を乗り越えるようにしてトナーを移動させる移動部材を上記平板に設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項８】
請求項１ないし７の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の上記トナーカートリッジ本体の側壁に対向する側面を鋭角形状に形成したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項９】
請求項１ないし８の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、トナーをほぐすための空気を吹き込む空気吹き込み手段を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９記載のトナーカートリッジにおいて、上記空気吹き込み手段を上記トナー貯溜部または上記トナー貯溜部近傍に有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１ないし１０の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記補給手段が上記往復動手段を兼ねていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１ないし１１の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記往復動手段が上記トナーカートリッジ本体の外部に設けられていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１３】
請求項１ないし１２の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板上面側に位置し、この平板上のトナーをこの平板に対して相対移動させるためのトナー移動部材を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１４】
請求項１ないし１３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板が上記床面と略平行に往復運動することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１５】
請求項１ないし１４の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板が上記変位手段に係合する被係合部を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１６】
請求項１５記載のトナーカートリッジのうち上記突起を有するトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記床部に設けられ、上記突起が被係合部をなすことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１７】
請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記補給手段が、回転軸と、この回転軸上に設けられ上記被係合部に係合する係合部とを有し、この係合部が上記変位手段をなすことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１８】
請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記被係合部が上記トナーカートリッジの外部に位置していることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項１９】
請求項１８記載のトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記トナーカートリッジ本体の天井面の上面に位置していることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２０】
請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記被係合部が遊嵌する長孔を上記トナーカートリッジ本体の天井面の上面に固設し、上記変位手段をこの長孔に対して相対移動することによりこの変位手段による上記平板の上下方向への変位を行うか否かを選択することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２１】
請求項１ないし２０の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の上記往復運動に対するトナーによる過剰な抵抗を緩衝するため上記平板を伸縮自在に形成したことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２２】
請求項１ないし１３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記平板を搖動支持する支持部材からなり、上記平板の上記往復運動時に、これをブランコ状に搖動することにより上下方向に変位することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２３】
請求項１ないし２２の何れか一つに記載のトナーカートリッジと、このトナーカートリッジによってトナーを補給される現像装置とを有することを特徴とする現像ユニット。
【請求項２４】
請求項２３に記載の現像ユニットにおいて、上記現像装置内のトナーをほぐすための空気吹き込み機構を有することを特徴とする現像ユニット。
【請求項２５】
請求項２３または２４記載の現像ユニットにおいて、上記現像装置によって現像される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電線像形成手段とを有することを特徴とする現像ユニット。
【請求項２６】
請求項２５に記載の現像ユニットと、上記静電潜像担持体上のトナー像を転写される画像担持手段とを有す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、複写機のプリンタ、特に電子写真カラープリンタなどの画像形成装置及びこれに用いる現像ユニット及び現像ユニットが具備する現像器にトナーを補給するためのトナーカートリッジ、特に乾式トナー補給用カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機のプリンタ等の画像形成装置の現像ユニットは、静電潜像を現像する現像器及び、現像によって消費されたトナーを現像器に補給するトナーカートリッジを備えている。トナーカートリッジにおいては、現像ユニットへのトナーの補給を円滑に行なうために、これらに収容されているトナーのブロッキングを防止する必要がある。  
そのトナーのブロッキング防止のための方策の一つとしては、特開昭６３−２０６７８３号公報に記載されているように、トナーボックス内に、ディスペンスロールを駆動源として進退移動するアジテータプレートを配設し、このアジテータプレートと一体的にトナーを進退運動させて、該アジテータプレートの上側に設けた複数のワイヤにトナーを衝合させることにより、トナーボックス内に収容されたトナーに所定の衝撃力を与えて、トナーボックス内におけるトナーのブロッキングを防止するようにした「トナー供給装置」が提案されている。その他、トナーカートリッジ内のトナーのブロッキング防止に関しては、パドルによりトナーを撹拌して凝集したトナーをほぐすものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２０６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナーカートリッジは、複写機やプリンタの小型化に伴って、その設置スペースが小さくなる傾向にある。図２２に、画像形成装置としてのカラープリンタの一例を示す。このカラープリンタ１３０は、各色毎に感光体を有する複数個（ここでは４個）の作像ユニットからなる作像部１０９が水平方向に併置されている。用紙１０３は、給紙ユニット４より給送され、レジストローラ１０５を経由して、転写ベルト１０６上で、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像と、場合によってはＫ（ブラック）のトナー像とが合成された後、定着ユニット１０７を通過して、カラーコピーとして機外に排出される。
【０００５】
このカラープリンタ１の作像部１０９の１つの現像ユニット１１０の構成を図２３に示す。この現像ユニット１１０は、例えばＹ（イエロー）色のトナー像を作像するように構成されており、図２３において、感光体１２１の回転につれて、クリーニングユニット１２２により残留トナーが除去された感光体１２１の表面が、帯電ローラ１２３で均一に帯電された後、この感光体１２１の表面に、ＬＥＤアレイ１２４にてＹ像に対応するパターンの書き込みが行なわれ、更に、現像ユニット１３１により感光体１２１上にＹ色のトナー像が形成される。トナーホッパ１２６内の下端には、トナー補給ローラ１２８が設けられており、トナー１２７は、自重で砂時計の砂のように、現像ローラ１２９の付近に順次補給される。
【０００６】
ここで、上述の一色分の作像系の幅Ｌｅは、１つの現像ユニット１１０の構成幅によって決まるが、現像系に注目すれば、トナーカートリッジ（ここではトナーホッパ１２６）の幅Ｌｃを小さく、すなわち、トナーカートリッジを扁平に形成することにより、作像系の占有面積が少なくて済み、プリンタ１３０の小型化に役立つ。
【０００７】
このため、カラー複写機やカラープリンタのように、複数個の現像ユニットが互いに近設して配置されている装置では、できるだけ容量の大きな複数個のトナーカートリッジを限られたスペースに有効配置できるようにするために、扁平形状に形成されたトナーカートリッジを水平方向に設置し、複数色の現像を行う場合にはこのトナーカートリッジを縦方向に設けたものが用いられている。
【０００８】
しかしながら、このような扁平形状のトナーカートリッジでは、その収容トナーが現像ユニットに向けて自然落下しなくなるため、トナーカートリッジ内の収容トナーを僅かしか補給することができない。このため、このような略水平方向に設置された扁平形状のトナーカートリッジでは、トナーカートリッジ内に何らかのトナー搬送手段を配設して、収容されているトナーを強制的に補給する必要がある。
【０００９】
しかしながら、トナーカートリッジ内にトナー搬送手段を配設することは、結果的にトナーカートリッジのトナー収容量を減少させることになる。従って、このトナー搬送手段としては、可能な限りトナーカートリッジのトナー収容量を減少させることがなく、且つ、トナーカートリッジ内の収容トナーを余すことなく最後まで補給できるものであることが望まれる。
【００１０】
また、従来のトナーブロッキング防止のための機構では、凝集したトナーを十分にほぐすことができず、特に、カラー現像現像装置では、カラートナーは小粒径であって凝集しやすく、流動性が悪化してトナーの搬送が不安定になり、画質悪化するなどの問題があった。
【００１１】
本発明は、部品点数が少なく簡単な構成で内部のトナーを確実に撹拌し、最後まで補給することができるトナーカートリッジ及びこれを有する現像ユニット及びこれを有する画像形成装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、トナーを外部に補給するための補給手段と、トナーカートリッジ本体の床面と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを上記補給手段へ向けて搬送する平板と、この平板の上記往復運動を行う往復動手段とを有するトナーカートリッジにおいて、上記平板を上記往復運動中に上下方向に変位する変位手段を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板にトナーが通過する貫通孔を設けると共に、この平板の下面に、上記床面に摺接して上記往復運動によりトナーを撹拌してほぐすと共に上記補給手段側へ搬送するための突起を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のトナーカートリッジにおいて、上記床面の一部を、上記平板の一端縁と平行する方向に長い凹状のトナー貯溜部とし、このトナー貯溜部に上記補給手段と、この補給手段によって外部にトナーを補給するための補給口とを設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項３記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部側が低くなるように上記床面を傾斜させたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項３または４記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部を上記床面の端部に設けたことを特徴とする。
【００１７】
請求項６記載の発明は、請求項３または４記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部を上記床面の中央部に設けたことを特徴とする。
【００１８】
請求項７記載の発明は、請求項３ないし６の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記トナー貯溜部に向けてトナーを押し込むための隔壁部材を設け、上記平板の動きにより上記隔壁部材を乗り越えるようにしてトナーを移動させる移動部材を上記平板に設けたことを特徴とする。
【００１９】
請求項８記載の発明は、請求項１ないし７の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の上記トナーカートリッジ本体の側壁に対向する側面を鋭角形状に形成したことを特徴とする。
【００２０】
請求項９記載の発明は、請求項１ないし８の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、トナーをほぐすための空気を吹き込む空気吹き込み手段を有することを特徴とする。
【００２１】
請求項１０記載の発明は、請求項９記載のトナーカートリッジにおいて、上記空気吹き込み手段を上記トナー貯溜部または上記トナー貯溜部近傍に有することを特徴とする。
【００２２】
請求項１１記載の発明は、請求項１ないし１０の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記補給手段が上記往復動手段を兼ねていることを特徴とする。
【００２３】
請求項１２記載の発明は、請求項１ないし１１の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記往復動手段が上記トナーカートリッジ本体の外部に設けられていることを特徴とする。
【００２４】
請求項１３記載の発明は、請求項１ないし１２の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板上面側に位置し、この平板上のトナーをこの平板に対して相対移動させるためのトナー移動部材を有することを特徴とする。
【００２５】
請求項１４記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板が上記床面と略平行に往復運動することを特徴とする。
【００２６】
請求項１５記載の発明は、請求項１ないし１４の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板が上記変位手段に係合する被係合部を有することを特徴とする。
【００２７】
請求項１６記載の発明は、請求項１５記載のトナーカートリッジのうち上記突起を有するトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記床部に設けられ、上記突起が被係合部をなすことを特徴とする。
【００２８】
請求項１７記載の発明は、請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記補給手段が、回転軸と、この回転軸上に設けられ上記被係合部に係合する係合部とを有し、この係合部が上記変位手段をなすことを特徴とする。
【００２９】
請求項１８記載の発明は、請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記被係合部が上記トナーカートリッジの外部に位置していることを特徴とする。
【００３０】
請求項１９記載の発明は、請求項１８記載のトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記トナーカートリッジ本体の天井面の上面に位置していることを特徴とする。
【００３１】
請求項２０記載の発明は、請求項１５記載のトナーカートリッジにおいて、上記被係合部が遊嵌する長孔を上記トナーカートリッジ本体の天井面の上面に固設し、上記変位手段をこの長孔に対して相対移動することによりこの変位手段による上記平板の上下方向への変位を行うか否かを選択することを特徴とする。
【００３２】
請求項２１記載の発明は、請求項１ないし２０の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の上記往復運動に対するトナーによる過剰な抵抗を緩衝するため上記平板を伸縮自在に形成したことを特徴とする。
【００３３】
請求項２２記載の発明は、請求項１ないし１３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記変位手段が上記平板を搖動支持する支持部材からなり、上記平板の上記往復運動時に、これをブランコ状に搖動することにより上下方向に変位することを特徴とする。
【００３４】
請求項２３記載の発明は、請求項１ないし２２の何れか一つに記載のトナーカートリッジと、このトナーカートリッジによってトナーを補給される現像装置とを有することを特徴とする現像ユニットにある。
【００３５】
請求項２４記載の発明は、請求項２３に記載の現像ユニットにおいて、上記現像装置内のトナーをほぐすための空気吹き込み機構を有することを特徴とする現像ユニットにある。
【００３６】
請求項２５記載の発明は、請求項２３または２４記載の現像ユニットにおいて、上記現像装置によって現像される静電潜像担持体と、この静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電線像形成手段とを有することを特徴とする現像ユニットにある。
【００３７】
請求項２６記載の発明は、請求項２５記載の現像ユニットと、上記静電潜像担持体上のトナー像を転写される画像担持手段とを有することを特徴とする画像形成装置にある。
【発明の効果】
【００３８】
請求項１記載の発明によれば、平板が変位手段により往復運動中に上下方向に変位されるので、トナーを撹拌してパッキングなどのトナーの凝集を防止するとともに補給手段側にトナーを搬送することができる。
【００３９】
請求項２記載の発明によれば、平板上に堆積したトナーが適宜貫通孔を通過して平板下側に移動し、平板下側のトナーは突起により補給手段側に搬送されるので、効率よくトナーの撹拌、搬送を行うことができる。
【００４０】
請求項３記載の発明によれば、トナー貯溜部に補給手段と補給口を設けたので、補給手段が、補給口を介してトナー貯溜部に蓄えられているトナーを効率よく安定的に外部に供給することができる。
【００４１】
請求項４記載の発明によれば、トナー貯溜部側が低くなるように床面を傾斜させているので、トナーが自重によってトナー貯溜側に移動するので、さらに効率的に補給手段側へのトナーの搬送を行うことができる。
【００４２】
請求項５記載の発明によれば、トナー貯溜部を床面の端部に設けるので、トナーカートリッジの端部から外部へトナーを供給することができる。
【００４３】
請求項６記載の発明によれば、トナー貯溜部を床面の中央部に設けるので、トナーカートリッジの中央部から外部へトナーを供給することができ、トナーカートリッジの設計上の自由度が増す。
【００４４】
請求項７記載の発明によれば、移動部材により隔壁部材を乗り越えるようにしてトナー貯溜部にトナーを押し込むので、トナーエンド時にトナーカートリッジ残留するトナーを少くすることができ、トナーを無駄なく使い切ることができる。
【００４５】
請求項８記載の発明によれば、平板の往復運動によりトナーのパッキングを容易に防止できる。
【００４６】
請求項９記載の発明によれば、空気吹き込み手段がトナーを、空気を吹き込むことによりほぐすので、効率よくトナーをほぐすと共に、ほぐされたトナーの凝集を起こりにくくすることができる。
【００４７】
請求項１０記載の発明によれば、空気吹き込み手段がトナー貯溜部又はその近傍のトナーに空気を吹き込むので、さらに効率よく確実にトナーをほぐすことができる。
【００４８】
請求項１１記載の発明によれば、補給手段が往復動手段を兼ねているので、外部からの駆動を少なくでき、また往復動手段を補給手段と別に設ける場合に比べて部品点数を少くすることができ、簡単な構成で平板を往復動することができる。部品点数が少ないので組立て及び分解が容易となると共に再利用も容易となり、容積を減らすことなく小型で安価のトナーカートリッジを実現できる。
【００４９】
請求項１２記載の発明によれば、往復動手段をトナーカートリッジ外部に設けることができ、設計上の自由度が向上する。
【００５０】
請求項１３記載の発明によれば、平板上のトナーがトナー移動部材により平板に対して相対移動され平板から落下するので、平板上のトナーの残留を解消し、最後までトナーを使い切ることができる。
【００５１】
請求項１４記載の発明によれば、平板が床面と略平行に往復運動することにより補給手段側にトナーを供給するので、トナーカートリッジを扁平形状とすることができ、トナーカートリッジの設置及び保管のスペースを最小限にすることができる。また、扁平形状で横長となったトナーカートリッジ内の堆積したトナー中を移動する際にも比較的トナーによる抵抗を少くして、往復動手段の消費エネルギーを小さくすることができる。トナーによる抵抗を減じることは、小粒径で凝集し易いカラートナーを撹拌し、ほぐす際に特に有効である。
【００５２】
請求項１５記載の発明によれば、平板が変位手段に係合する被係合部を有するので、被係合部と平板の一体成形が可能となり、安価で、小スペースのトナーカートリッジを提供できる。
【００５３】
請求項１６記載の発明によれば、変位手段が床部に設けられており、突起が被係合部をなすので、被係合部を特に設ける必要がなく、変位手段をトナーカートリッジと一体成形できるので、さらに安価で小スペースのトナーカートリッジを提供できる。
【００５４】
請求項１７記載の発明によれば、係合部が補給手段の回転軸上に設けられているので、回転軸の回転により平板を上下に変位することができる。
【００５５】
請求項１８記載の発明によれば、係合部をトナーカートリッジの外部に設けることができ、設計上の自由度が増す。
【００５６】
請求項１９記載の発明によれば、変位手段をトナーカートリッジ本体の天井面に一体成形した、簡単な構成で平板をトナーカートリッジ外部で上下に変位することができ、設計上の自由度が増す。
【００５７】
請求項２０記載の発明によれば、変位手段を移動可能とすることにより平板を上下に変位するか否かを選択することができるので、トナーの状態に合わせて平板を略水平方向にのみ移動させるか、上下方向への変位も行うか、の選択ができる。
【００５８】
請求項２１記載の発明によれば、トナーがトナーカートリッジ中に満杯である場合など、平板が往復運動時にトナーによって過剰な抵抗を受けるような状態にあっても、平板の形状が伸縮自在であるので、この抵抗を緩衝し、平板の駆動負荷を低減することができるので、往復動手段を小型且つ安価に構成することができ、また消費エネルギーを低減することができる。
【００５９】
請求項２２記載の発明によれば、変位手段を支持部材のみで構成することができるので、簡単な構成で往復動及び上下への変位を行うことができる安価なトナーカートリッジを提供することができる。
【００６０】
請求項２３記載の発明によれば、上記請求項１ないし２２に記載の発明の何れかの効果を奏するトナーカートリッジ及びこれによりトナーを供給される現像装置を備えた現像ユニットを提供することができる。
【００６１】
請求項２４記載の発明によれば、請求項２３記載の発明を適用された現像ユニットが奏する効果に加え、現像装置内のトナーが空気吹き込み機構によって効率良くほぐされる現像ユニットを提供することができる。
【００６２】
請求項２５記載の発明によれば、上記請求項２３または２４に記載の発明の何れかの効果を奏し、現像装置によって現像される静電潜像担持体及びこの静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段を有する現像ユニットを提供することができる。
【００６３】
請求項２６記載の発明によれば、上記請求項２５に記載の発明の効果を奏する現像ユニット及び静電潜像担持体上のトナー像を転写される画像担持手段を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００６４】
以下実施例に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【００６５】
図１は本発明の一実施例としてのトナーカートリッジ及びこれを備えた現像ユニット及びこれらを備えた画像形成装置としての縦型カラープリンタの一例を示している。このカラープリンタ１は、各色毎に感光体を有する複数個（ここでは４個）の現像ユニットからなる作像部２が垂直方向に併置されている。用紙３は、給紙ユニット４より給送され、レジストローラ５を経由して、トナー像を転写される画像担持手段としての転写ベルト６上で、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像と、場合によってはＫ（ブラック）のトナー像とが合成された後、定着ユニット７を通過して、カラーコピーとして機外に排出される。
【００６６】
この縦型カラープリンタ１の作像部２のうちＹ像を作像する現像ユニット９の構成を代表して図２に示す。図２において、静電潜像担持体としての感光体１１の回転につれて、クリーニングユニット１３により感光体１１の表面から回収される残留トナー（回収トナー）は、スクリューなどからなる回収トナー搬送手段１４によって、回収トナー搬送経路１４ａ内に送られ、略水平に設置された扁平型トナーカートリッジ１６内のトナーに混入される。
【００６７】
一方、帯電ローラ１５で均一に帯電された感光体１１の表面には、静電潜像を形成する静電潜像形成手段としてのレーザダイオード（ＬＤ）とポリゴンレンモータによる書き込み光学系１８により、Ｙ像に対応するパターンの書き込みが行なわれる。更に、現像装置としての現像器２０に備えられた現像ローラ２１により感光体１１上にＹ色のトナー像が形成される。ここで、トナーカートリッジ１６内のトナーは、クリーニングユニット１３により感光体１１の表面から回収されたトナーと補給手段としての補給ローラ１７によって混ぜ合わされると共に、トナーカートリッジ１６の下部に形成されているトナー補給口１９を通して、現像器２０内に逐次補給されて現像に供される。現像により形成されたトナー像は転写ベルト６に転写される。なお、潜像担持体としては、感光体１１のようなドラム状でなく、ベルト状のものが適用可能であることは周知である。なお、現像は周知の１成分現像で行うが、周知の２成分現像を用いてもよい。
【００６８】
図２において、符号１２は空気吹き込み手段、符号１２’は空気吹き込み機構を示す。空気吹き込み手段１２はトナーカートリッジ１６に、空気吹き込み機構１２’は現像器２０にそれぞれ設けられたものであり、略同一の構成となっているので、これらについては空気吹き込み手段１２を代表して説明する。空気吹き込み手段１２は、現像器２０においてはトナー移動手段としてのパドル８近傍、扁平型トナーカートリッジ（以下単にトナーカートリッジと記す）１６においては補給ローラ１７近傍にそれぞれ設けられている。空気吹き込み手段１２はトナーをほぐすためのものであるから、その設置位置はトナーが充満する位置であれば良く、パドル８近傍、補給ローラ１７近傍の位置に限定されるものではないが、トナーを効率良くほぐすためには、本実施例のようにトナーがパッキングされやすい、トナーが充満する位置の下方に設けるのが好ましい。
【００６９】
空気吹き込み手段１２を拡大して図３および図４に示す。空気吹き込み手段１２は、トナーカートリッジ１６（現像器２０）にこれらとは別体として（一体でも良いが）設けられた空気吹き込み手段６１及び、トナーカートリッジ１６（現像器２０）の外部に設けられた空気送り手段６２とからなっている。
【００７０】
空気吹き込み手段６１は、現像器２０、トナーカートリッジ１６の内壁に形成された凹部６３と、凹部６３の底面から、現像器２０、トナーカートリッジ１６の外部へ貫通した小孔６４と、小孔６４を塞いで小孔６４へのトナーの侵入を防止するためのトナー侵入防止手段６５とからなり、これらは補給ローラ１７の軸方向（図５において紙面と垂直な方
トナー侵入防止手段６５は凹部６３の底面に固定された基部６６と搖動部６７とを有し、搖動部６７には小孔６４を塞ぐ突起６８が突設されている。搖動部６７は突起６８が小孔６４を常態で塞ぐように付勢する。小孔６４の径は凹部６３側から現像器２０、トナーカートリッジ１６の外壁側に向けて連続的に大きくなるように設定されている。
【００７１】
また、凹部６３における小孔６４の径は、トナーが侵入しない程度の大きさとされているため、トナー侵入防止手段６５は必ずしも必要でないが、本実施例ではトナーの侵入防止を確実にするためにこれを設けている。なおトナー進入防止手段６５を設ける場合には小孔６４の径をトナーが進入しない程度に設定する必要はない。
【００７２】
空気送り手段６２は補給ローラ１７の軸方向に延設されたパイプ状をなし、小孔６４の現像器２０、トナーカートリッジ１６の外壁側に挿入される突部６９を有している。突部６９は小孔の位置に対応して複数設けられている。空気送り手段６２は図示しないポンプに接続され、このポンプにより圧送される空気を突部６９を介して小孔６４に送る。送られた空気は搖動部６７の付勢力に抗して突起６８を押し上げて現像器２０、トナーカートリッジ１６内部に進入し、搖動部６７の搖動と共にトナーをほぐす。
【００７３】
空気はトナーが充満する位置の下方から吹き込まれるので、トナーが効率良くほぐされる。吹き込まれる空気の圧力は、トナーがパッキングされている場合を想定して、ポンプ側で設定される。ポンプは図示しない制御手段により図示しないドライバを介して、図示しない比較演算回路を有し所定の信号（後述するトナー量検知手段、移動負荷検知手段、タイマー等からの信号）を入力される制御手段によって制御される。制御手段による制御の詳細については後述する。
【００７４】
よって、空気吹き込み手段６１による空気吹き込みのタイミング、量等は適宜制御手段によって制御される。なお、小孔６４等は、その目的を達することができるのであれば、複数でなく、１つのみ設けられているものであっても良いし、また、他の箇所に設けても良い。空気吹き込み手段１２の各構成の形状、制御手段による制御は、トナーカートリッジの大きさやトナーの補給頻度、トナーの凝集のし易さ等に合わせて設定することができる。また、図示しないが、空気抜きのための穴も必要であり、この穴の部分には、トナーの飛散を防止するためのフィルターが設けられる。
【００７５】
図５に、トナーカートリッジに関する本発明の第１の実施例を示す。トナーカートリッジ３５は、トナー収容部３６と、トナー収容部３６の床面４９よりも位置の低いトナー貯溜部３８との２つの部材で構成されている。トナー収容部３６と、トナー貯溜部３８とは、接合部４０において接合されている。本実施例では床面４９が略水平であるが、トナー貯溜部３８側が低くなるように傾斜させてもよい。
【００７６】
トナーカートリッジ３５の内部には、床面４９の上側に、搬送手段としての平板４１が配設されている。トナー貯溜部３８は平板４１の図５において右端の一端縁と平行する方向に長い凹状をなしている。平板４１は、トナー収容部３６と一体にその側面に形成されたガイドピン４４により、トナーカートリッジ３５の下部に、床面４９に対向した位置で往復移動自在となるよう位置決めされており、且つ、その端部が補給手段としての補給ローラ３９と係合されている。
【００７７】
また、この平板４１は、トナーが通過する貫通孔４２を有しており、その下面には、床面４９に摺接し、往復運動することによりトナーカートリッジ３５内に収容されているトナーほぐして略均一に分散させながら、トナーカートリッジ３５のトナー搬送経路下流側の補給ローラ３９に向けてトナーを搬送させる突起４３が設けられている。本実施例ではこの突起４３が被係合部をなしている。床面４９の突起４３の両側には、高さΔＨａを有する係合部としてのカム８０が設けられている。カム８０は突起４３の片側に設けるのみでもよい。
【００７８】
これにより、図５において、補給ローラ３９が回転すると、平板４１が床面４９に沿って矢印で示す床面４９と略平行な方向に往復運動し、突起４３がトナーカートリッジ３５の底部上面上のトナーを撹拌して全体的に分散させると共に、往復運動の両終端においては、突起４３がカム８０に乗り上げ、平板４１は上下方向に変位される。このように、突起４３は床面４９上のトナーを撹拌搬送しつつ、平板４１を高さΔＨａ分上下に変位してトナーカートリッジ３５内の平板４１の上下の容積を変化させ、平板４１の下側のトナーに容器内の空気、あるいは、空気吹き込み手段１２により吹き込まれた空気が送りこまれてトナーを撹拌し、ほぐす。
【００７９】
この上下動の際、ガイドピン４４は、上方に変位した平板４１が過度に上方に移動することを規制する。なお、本実施例では補給ローラ３９が平板４１を往復駆動する往復動手段を兼ねている。分散されて補給ローラ３９側に移動されたトナーは、トナー貯溜部３８の傾斜部３７に沿って落下して補給ローラ３９に補給される。
【００８０】
補給ローラ３９は補給口（図２に示すトナー補給口１９を参照）を介し、トナーをトナーカートリッジ外部の、現像ユニット内の現像器２０へ向けて補給する。このように、トナーカートリッジ３５内に配設された平板４１が往復動することによって、トナーカートリッジ３５内に収容されているトナーが連続的に最後まで補給される。補給ローラ３９近傍すなわちトナー貯溜部３８には概述の空気吹き込み手段１２が設けられている。空気吹き込み手段１２は、トナーを効果的に撹拌しほぐすことができるのであれば、トナー貯溜部３８の近傍に設けてもよい。
【００８１】
図６は、図５に示す実施例の内部構造を示すもので、図６において、平板４１の端部には、補給ローラ３９と係合するフック４５が形成されており、このフック４５は、補給ローラ３９に配設された糸巻き形状の偏心カム４６の中央カム部分に係合している。また、本実施例における補給ローラ３９は、図６に示すように、回転軸４８に板状の隔壁部材をスパイラル状に配置した搬送スクリューで構成されており、その回転により、偏心カム４６及びフック４５を介して、平板４１を往復運動させるとともに、この平板４１の往復運動により搬送されたトナーを矢印５０で示すトナー補給方向に搬送する。
【００８２】
補給ローラ３９の奥側の端部には、補給ローラ３９を手動で回転させるためのノブ５１と一体の駆動ギヤ５２が取り付けられている。駆動ギヤ５２は、トナーカートリッジ３５が作像ユニットにセットされることにより、図示しないプリンタ本体の駆動系に噛み合うようになっており、この駆動系により必要に応じて回転駆動される。また、トナーカートリッジ３５を機外に取り出した状態では、例えば、サービスマンがノブ５１を手動で回転させることにより、トナーカートリッジ３５内に残ったトナーを、新たにセットされる新規のトナーカートリッジ内に継ぎ足すことができ、僅かな量のトナーも無駄なく使用できるように構成されている。
【００８３】
また、本実施例では、平板４１の往復運動により、トナーカートリッジ３５の側壁と平板４１との間にトナーがパッキングされないようにするために、図５に示すように、平板４１のトナーカートリッジ３５の側壁に対向する側面を鋭角形状に形成している。
【００８４】
図７に、トナーカートリッジ３５内の下部の全体でトナーを分散させるための平板４１に設けられる突起の具体的な形状例を示す。図７（ａ）に示す突起５３は、平板４１の上から見てハの字形に内向きの突起を形成したもので、矢印５４で示すように、トナーを中央方向に多く移動させる効果がある。また、図７（ｂ）に示す突起５５は突起を楕円形状に形成した例、図７（ｃ）に示す突起５６は突起をヘの字状に形成した例である。
【００８５】
図８は、補給ローラの別の実施例で、この補給ローラ１６０は、所定の間隔をおいて配置された２個の偏心カム１６１により、平板４１を往復移動させるように構成されている。これにより、平板４１の往復運動をより安定させることができる。ここで、矢印１６６で示す補給口１９側に配設されている偏心カム１６１がトナーの搬送の障碍となる虞れがある場合には、図８（ｂ）で示し偏心カム１６２のように、トナー通過用の切欠き１６３を設けた偏心カムを使用することが望ましい。符号１６４、１６５はそれぞれ、図２に示す回収トナー搬送経路１４ａからのトナーの流れ、補給ローラ１０６によるトナーの流れを示している。
【００８６】
図９は、トナーカートリッジに関する本発明の第２の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ７０は、その内部に配設された搬送手段としての平板７１の略中央部位に、補給手段としての補給ローラ７２を配置して構成されている。補給ローラ７２は第１の実施例と同様の構成により平板７１を往復運動させる往復動手段を兼ねている。平板７１はまた詳細を略するが、第１の実施例と同様に貫通孔、突起を有している。符号７３はトナー貯溜部を、符号１２は既述の空気吹き込み手段をそれぞれ示している。本実施例では、本実施例では床面４９がトナー貯溜部７３側が低くなるように傾斜されている。符号８０は変位手段を示し、平板７１の往復動によりこれを上下に変位する。
【００８７】
図１０は、トナーカートリッジに関する本発明の第３の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ７５は、トナー貯溜部３８の、補給ローラ３９の近傍にトナー貯溜部３８に向けてトナーを押し込むための隔壁部材としての隔壁７６を設けるとともに、トナー貯溜部３８に配設された補給ローラ３９に向けて、平板４１の動きにより、隔壁７６を乗り越えるようにしてトナーを移動させる移動部材７８を平板４１に設けて構成されている。
【００８８】
このトナーカートリッジ７５によれば、平板４１の動きにより、移動部材７８が、図１０に鎖線７７、７９に示すように揺動されて、トナーが隔壁７６を乗り越えるようにして補給ローラ３９側に供給されるので、補給ローラ３９付近のトナーを確実に順次補給することができる。また、平板４１は突起４３の片側に設けられた変位手段８０によって上下に変位される。
【００８９】
本実施例においては、空気吹き込み手段１２をトナーがパッキングされやすい隔壁部に設け、トナーをほぐす。符号９５はカートリッジにトナーを補給するためのトナー補給穴を示しており、このトナー補給穴９５は、通常時には補給蓋９６により塞がれている。なお、図１０ではフック４５（図６参照）等の図示を省略している。
【００９０】
図１１は、トナーカートリッジに関する本発明の第４の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ１８０は、平板４１の上面に対向するように、平板４１の上面上のトナーを移動させる突起１８９を有するトナー移動部材としてのトナーガイド１８２を、固定部材１８４により、トナーカートリッジ１８０の側面から突き出すようにして設置して構成されている。また、平板４１の上面には別の突起１８１が設けられており、この突起１８１は、トナーガイド１８２の一部に設けられている凹部１８３に係合している。凹部１８３には孔１８８が設けられている。
【００９１】
このトナーカートリッジ１８０によれば、平板４１の往復運動により、その上面のトナーがトナーガイド１８２の突起１８９により排除されるので、トナー補給の最終段階で平板４１の上面にトナーが堆積して残留したままになることがなく、トナーを最後まで補給することができる。また平板４１が上方に変位した場合には突起１８９が貫通孔４２に、突起１８１が孔１８８にそれぞれ遊嵌されるようになっており、平板４１の上方への変位が妨げられることはない。ここで、平板４１の上面の突起１８１、及び、トナーガイド１８２の一部に設けられている凹部１８３は、必ずしも設けなくてもよい。突起１８１を設けない場合には、孔１８８を必ずしも設ける必要がない。なお、図１１ではフック４５（図６参照）等の図示を省略している。
【００９２】
図１２は、平板４１の他の実施例を示すもので、この平板４１は、平板４１の両側に複数の切り込み１８５、１８６が交互に形成されている。これにより、平板４１が蛇腹と同様の作用により伸縮自在に形成されるので、トナー満杯時における平板４１は、そのフック４５を介して往復運動しようとしても、トナーの重みにより、駆動伝達手段としてのフック４５による平板４１への往復駆動伝達力が、平板４１のトナー搬送経路下流側のみに伝達される。つまり平板４１の往復運動に対するトナーによる過剰な抵抗が切り込み１８５、１８６によって伸縮自在となっていることにより緩衝される。そして、このフック４５による平板４１への往復駆動伝達力は、トナーカートリッジ内のトナー容量が減少するに従って、平板４１のトナー搬送経路上流側に向けて徐々に伝搬されるようになるので、初期時、すなわち、トナー満杯時における平板４１の駆動負荷を小さくすることができる。ここで、平板４１のトナー搬送経路下流側の端面１８７は、補給ローラに対して略平行になるように形成されている。また、強度に問題がなければ、貫通孔４２（図６を参照）を設けることもできる。
【００９３】
図１３は、トナーカートリッジ内に最後に残ったトナーを手動により排出するための構成を示すものであって、本発明のトナーカートリッジの各実施例に適宜使用されるものである。
【００９４】
このトナーカートリッジ９０には、その側面から突出するように形成されたトナー補給パイプ９１と、このトナー補給パイプ９１のトナー排出口を覆う蓋９２が設けられており、トナー補給パイプ９１内に一端が挿通されるように配置された補給ローラ３９の他端には、トナーカートリッジの第１の実施例において図６を参照して説明したように、補給ローラ３９を駆動回転させるための駆動ギヤ５２と、補給ローラ３９を手動回転させるためのノブ５１が設けられている。
【００９５】
トナーカートリッジ９０の保管時及び作像ユニットへのセット時には、図１３（ｂ）に示すようにトナー補給パイプ９１のトナー排出口が蓋９２により覆われた状態になり、トナー補給パイプ９１のトナー排出口からのトナーの漏出が防止される。一方、図１３（ｃ）に示すようにこのトナーカートリッジ９０を作像ユニットから取り出し、矢印９７で示すように、ノブ５１を押し込みながら手動回転させると、トナー補給パイプ９１の蓋９２が補給ローラ３９の端部により押されて開放されるとともに、トナー補給パイプ９１のトナー排出口を通して、トナーカートリッジ内部に残留しているトナーが排出される。
【００９６】
そこで、図１３（ａ）を参照して、新規のトナーカートリッジ（図示せず）のトナー収容部上面に設けられたトナー供給穴（図１０におけるトナー供給穴９５を参照）を覆っている蓋９６を移動してトナー供給穴を開口し、このトナー補給穴を通して、使用済みのトナーカートリッジ９０内部に残留しているトナーを、排出トナー補給パイプ９１のトナー排出口より、新規のトナーカートリッジ内に移し替えることによって、使用済みのトナーカートリッジ内部に残留しているトナーを無駄なく使用することができる。
【００９７】
図１４、１５は、トナーカートリッジに関する本発明の第５の実施例を示すもので、変位手段が床面４９上に設けられたものでない点で上述の実施例と異なっている。平板４１のフック４５に設けられた被係合部としての高さΔＨｂの被係合突起１４１に係合する、補給手段としての補給ローラ３９の回転軸４８上に設けられた係合部１４２が、本実施例の変位手段をなしている。また、ガイドピン４４は天井面１４３の下面側に設けられている。補給ローラ３９は往復動手段を兼ねており、その回転により偏心カム４６がフック４５により平板４１を往復動する。これと共に、回転軸４８上の係合部１４２がフック４５に設けられた非係合突起１４１に係合し、平板４１をΔＨｂ分上方に変位する。ガイドピン４４は上方に変位した平板４１が過度に上方に変位することを規制する。
【００９８】
図１６は、トナーカートリッジに関する本発明の第６の実施例を示すもので、変位手段が平板４１を支持する一対の支持部材１４４からなっている。支持部材１４４は基端をトナーカートリッジ本体の側壁に回転自在に軸支され、先端が平板４４を回転自在に軸支している。往復動手段は補給手段としての補給ローラ３９である。平板４１は補給ローラ３９の回転により往復動され、これと同時に、支持部材１４４によりブランコ状に搖動され、上下方向に変位する。
【００９９】
図１７は、トナーカートリッジに関する本発明の第７の実施例を示すもので、被係合部としてのピン１４５がトナーカートリッジ本体の外部に位置している。変位手段としてのカム１４６はカートリッジ本体の天井面１４３の上面のピン１４５の片側に位置している。平板４１は、平板４１の側縁を基端としトナーカートリッジ本体の外部へ向けて設けられた、先端部にフック１４８を有する平板１４７を有している。ピン１４５は、平板１４７の、フック１４８よりも基端側の側面に設けられている。フック１４８は、往復動手段としての偏心カム１４９と係合している。つまり、往復動手段はトナーカートリッジ本体の外部に設けられている。平板４１は偏心カム１４９により往復動され、往復動の片側の終端部、図１７において右側の終端部においてピン１４５がカム１４６に係合して上方に変位される。トナーカートリッジ本体外部に備えられた往復動手段の構成は本実施例に示したものに限られない。例えば、本実施例における平板１４７の形状を先端部が細くなったものとし、この先端部に係合した状態で揺動される部材を往復動手段とすることができる。
【０１００】
図１８は、トナーカートリッジに関する本発明の第８の実施例を示すもので、変位手段によって上下方向の変位を行うか否かの選択が可能となっている。被係合部としてのピン１５０がトナーカートリッジ本体の外部に位置している。平板４１は、平板４１の側縁を基端としトナーカートリッジ本体の外部へ向けて設けられた平板１５１を有している。ピン１５０は、平板１４７の先端部の側面に設けられている。変位手段は一部がカム面１５３となっている孔１５７を有する揺動板１５４からなっている。揺動板１５４は矢印ａで示すソレノイド１５５の作動時に、矢印ｂで示すように軸１５６を中心として揺動され、カム面１５３が上昇されるようになっている。ピン１５０は、トナーカートリッジ本体の天井面１４３の上面に固設された長孔１５２と共に孔１５７に遊嵌している。
【０１０１】
平板４１は（図６等に示した偏心カム４６により往復動される）フック４５を介して往復動されるが、ソレノイド１５５の非作動時には、図１９（ａ）に示すように、カム面１５３はピン１５０の往復動に何等影響を与えず、ピン１５０は長孔１５２の下縁に沿って略水平に往復動され、従って、平板４１も略水平に往復動される。フック４５によりる。ソレノイドの作動時には、図１９（ｂ）に示すように、カム面１５３が長孔１５２に対して上方に相対移動して長孔１５２の下側の両端部を塞ぐ状態となり、平板４１は、往復動の両終端で、ピン１５０がカム面１５３に乗り上げることにより、上方に変位される。このように、本実施例では、ソレノイド１５５の作動、非作動により、平板４１を上下方向に移動するか否かを選択することができる。変位手段を平板４１のフック４５を有する側の端部と反対側に設ければ、より安定した変位を行うことができる。
【０１０２】
以上の実施例において、トナーカートリッジは、トナーの状態を検知する検知手段として、図２０に示すように、光学的手段によりトナー量を検知するトナー量検知手段１７１と、往復動手段のトナー移動負荷を検知することによりトナーも凝集状態を検知する図示しない移動負荷検知手段とを有している。
【０１０３】
トナーカートリッジには、トナー量検知手段１７１の検知光路が透過する透明な部材からなる検知窓１７４が設けられており、トナーカートリッジ内部には、トナー量検知手段１７１からの検知光を反射させるための反射板１７２が設けられている。トナー量検知手段１７１は、反射光量によりその検知光路中のトナー量を検知する。
【０１０４】
検知タイミングは図示しないタイマーにより計測されたタイミングであって、突起４３が検知窓１７４を通過する直前とされ、トナー量検知手段１７１は突起４３によって搬送されるトナー量を検知する。突起４３が検知窓１７４を通過する直前のタイミングは、トナー量検知手段１７１や、突起４３を検知する図示しない突起検知センサからの信号によって制御するようにしても良い。
【０１０５】
突起４３の先端に設けられたクリーニング部材１７３は、突起４３の動きにより検知窓１７４をこすってクリーニングするようになっている。これにより、検知窓１７４のトナー汚れによるトナー量検知手段１７１の誤検知が防止される。
図２１は、上述のクリーニング部材１７３、及び、前述した移動部材７８（図１０参照）に相当する部材をその先端にクリーニング部材１７７を有する１つのワイパー１７５で構成した例で、このワイパー１７５によれば、トナーカートリッジの隔壁１７６を乗り越えるようにしてトナーを補給ローラ側へ移動させると同時に、トナー量検知手段１７１の検知光路が透過する検知窓１７４を清掃することができるので、トナー量検知手段１７１により、確実にトナー量を検知できる。
【０１０６】
移動負荷検知手段は、トナーの移動負荷を、往復動手段を駆動する図示しない駆動モータの消費電力として検知する。
【０１０７】
トナー量検知手段１７１、移動負荷検知手段は検知信号を、タイマーは時間に関する信号を制御手段に送り制御手段はこれら信号を図示しない比較演算回路で処理し、それに応じて図示しないドライバを介してポンプを作動し、所定のタイミング、量で小孔６４から空気を吹き込み、トナーをほぐす。
【０１０８】
空気吹き込み手段１２の小孔（図５、６を参照）上を突起４３が通過する構成となっている場合には、この通過直前に空気を吹き込むようにすれば、ほぐされたトナー中を突起４３が通過することとなり、移動負荷を低下させることができ、空気吹き込みの効率も良い。
【０１０９】
制御手段はトナー量検知手段１７１によって検知されたトナー量が一定量以下になると、ポンプの作動を停止し、空気吹き込みの無駄を省く。制御手段は、前回の空気吹き込みからの時間間隔に応じて空気の吹き込み量を設定するようにしても良い。また、制御手段は、タイマーによって測定された一定時間ごとにポンプを作動し、一定量の空気を吹き込むようにしても良い。また小孔を様々な場所に設け、装置起動時に空気吹き込みを行うようにすれば、装置休止時に自重により凝集したトナーをほぐすことができる。
【０１１０】
トナー量検知手段、移動負荷検知手段は、現像装置としての現像器２０（図２参照）側に設けても良い。この場合、トナー量検知手段の設置場所は、トナー現像剤が流動する適当な場所であり、移動負荷検知手段は、図２におけるパドル８など、トナーを移動させるためのトナー移動手段の負荷を消費電力などで検知するものとすることができる。
【０１１１】
トナー量検知手段は、補給ローラの回転量と補給口から補給されるトナー量を、現像器中のトナー濃度や画像の濃度の上昇程度を判定することにより検知するものとすることもできる。
【０１１２】
トナー量検知手段１７１、移動負荷検知手段は既述の組み合わせに応じて適宜トナーカートリッジ、現像器に備えられるものであって、タイマーを含め、必ずしも全てを有する必要はない。また、現像器においてトナー不足を検知した場合に補給ローラを、トナーカートリッジにおいてトナー不足を検知した場合に装置外部に設けたカートリッジ交換ランプ等を、制御手段により作動させることができる。
【０１１３】
以上様々な態様の、変位手段（トナーカートリッジの内部にあるか外部にあるか、被係合部の両側にあるか片側にあるか、変位が選択可能か否か等を含む）、往復動手段（トナーカートリッジの内部にあるか、外部にあるか等を含む）、平板（伸縮自在の形状としたか否か、突起の形状、フックの有無等を含む）、空気吹き込み手段（機構）、トナーカートリッジ（隔壁部材の有無等を含む）、トナー量検知手段等を説明したが、これらの組み合わせは適宜選択可能であって、各実施例において説明したものに限られない。例えば、図１６に示したブランコ状に揺動される平板を、トナーカートリッジ本体外部の往復動手段で往復動してもよいし、図１７に示したように変位手段がトナーカートリッジ本体外部にある場合にも、平板をトナーカートリッジ本体内部の往復動手段で往復動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１１４】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】図２に示した画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】本発明が適用されるトナーカートリッジが備える空気吹き込み手段、空気吹き込み機構の拡大断面図である。
【図４】図３に示した空気吹き込み手段、空気吹き込み機構の概略斜視図である。
【図５】本発明が適用されたトナーカートリッジの第１の実施例を示す概略断面図である。
【図６】図５に示したトナーカートリッジの内部構造を示す概略斜視図である。
【図７】トナーカートリッジの内部の平板に設けられる突起の形状の例を示す図である。
【図８】トナーカートリッジの内部の補給ローラの別の実施例を示す図である。
【図９】本発明が適用されるトナーカートリッジの第２の実施例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明が適用されるトナーカートリッジの第３の実施例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明が適用されるトナーカートリッジの第４の実施例を示す概略断面図である。
【図１２】トナーカートリッジの内部の平板の別の実施例を示す図である。
【図１３】本発明が適用されるトナーカートリッジ内のトナーを回収するための機構を示す概略である。
【図１４】本発明が適用されるトナーカートリッジの第５の実施例を示す概略断面図である。
【図１５】図１４に示したトナーカートリッジの内部構造を示す概略斜視図である。
【図１６】本発明が適用されるトナーカートリッジの第６の実施例を示す概略断面図である。
【図１７】本発明が適用されるトナーカートリッジの第７の実施例を示す概略断面図である。
【図１８】本発明が適用されるトナーカートリッジの第８の実施例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１８に示した実施例においてソレノイドの作動、非作動時におけるピンの動作を比較して説明するための概略図である。
【図２０】本発明が適用されるトナーカートリッジに用いられるトナー量検知手段を示す概略断面図である。
【図２１】図２１に示したトナー量検知手段と異なる設置態様のトナー量検知手段を示す概略断面図である。
【図２２】従来の画像形成装置の構成を説明するための概略図である。
【図２３】図２２に示した画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【０１１５】
１、１３０  画像形成装置
６  画像担持手段
９、１１０  現像ユニット
１１、２１  静電潜像担持体
１２  空気吹き込み手段
１２’  空気吹き込み機構
１６、３５、７０、９０  トナーカートリッジ
１７、３９、７２  補給手段
１８  静電線像形成手段
１９  補給口
２０  現像装置
３８、７３  トナー貯溜部
３９、７２、１４９  往復動手段
４１、７１    平板
４２  貫通孔
４３、５３、５５、５６  突起
４３、１４１、１４５、１５０  被係合部
４８  回転軸
４９  床面
５７  鋭角形状の平板側面
７６、１７６  隔壁部材
７８、１７５  移動部材
８０、１４２、１４４、１４６、１５４  変位手段
１４３  天井面
１４４  支持部材
１５２  長孔
１８２  トナー移動部材
【図１】
2006048085.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【手続補正書】
【提出日】平成17年11月24日(2005.11.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
略水平に設置されるトナーカートリッジであって、トナーカートリッジ本体の床面と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを搬送する平板と、この平板の上記往復運動を行う往復動手段と、を有することを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板にトナーが通過する貫通孔を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１または２記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の下面に突起を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項４】
請求項１乃至３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板は上記床面から離間して配置されていることを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、トナー量を検知するトナー量検知手段を有するとともに、上記平板は上記トナー量検知手段に向けてトナーを搬送することを特徴とするトナーカートリッジ。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機のプリンタ、特に電子写真カラープリンタなどの画像形成装置及びこれに用いる現像ユニット及び現像ユニットが具備する現像器にトナーを補給するためのトナーカートリッジ、特に乾式トナー補給用カートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の複写機のプリンタ等の画像形成装置の現像ユニットは、静電潜像を現像する現像器及び、現像によって消費されたトナーを現像器に補給するトナーカートリッジを備えている。トナーカートリッジにおいては、現像ユニットへのトナーの補給を円滑に行なうために、これらに収容されているトナーのブロッキングを防止する必要がある。  
そのトナーのブロッキング防止のための方策の一つとしては、特開昭６３−２０６７８３号公報に記載されているように、トナーボックス内に、ディスペンスロールを駆動源として進退移動するアジテータプレートを配設し、このアジテータプレートと一体的にトナーを進退運動させて、該アジテータプレートの上側に設けた複数のワイヤにトナーを衝合させることにより、トナーボックス内に収容されたトナーに所定の衝撃力を与えて、トナーボックス内におけるトナーのブロッキングを防止するようにした「トナー供給装置」が提案されている。その他、トナーカートリッジ内のトナーのブロッキング防止に関しては、パドルによりトナーを撹拌して凝集したトナーをほぐすものが知られている。
【０００３】
【特許文献１】特開昭６３−２０６７８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
トナーカートリッジは、複写機やプリンタの小型化に伴って、その設置スペースが小さくなる傾向にある。図２２に、画像形成装置としてのカラープリンタの一例を示す。このカラープリンタ１３０は、各色毎に感光体を有する複数個（ここでは４個）の作像ユニットからなる作像部１０９が水平方向に併置されている。用紙１０３は、給紙ユニット４より給送され、レジストローラ１０５を経由して、転写ベルト１０６上で、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像と、場合によってはＫ（ブラック）のトナー像とが合成された後、定着ユニット１０７を通過して、カラーコピーとして機外に排出される。
【０００５】
このカラープリンタ１の作像部１０９の１つの現像ユニット１１０の構成を図２３に示す。この現像ユニット１１０は、例えばＹ（イエロー）色のトナー像を作像するように構成されており、図２３において、感光体１２１の回転につれて、クリーニングユニット１２２により残留トナーが除去された感光体１２１の表面が、帯電ローラ１２３で均一に帯電された後、この感光体１２１の表面に、ＬＥＤアレイ１２４にてＹ像に対応するパターンの書き込みが行なわれ、更に、現像ユニット１３１により感光体１２１上にＹ色のトナー像が形成される。トナーホッパ１２６内の下端には、トナー補給ローラ１２８が設けられており、トナー１２７は、自重で砂時計の砂のように、現像ローラ１２９の付近に順次補給される。
【０００６】
ここで、上述の一色分の作像系の幅Ｌｅは、１つの現像ユニット１１０の構成幅によって決まるが、現像系に注目すれば、トナーカートリッジ（ここではトナーホッパ１２６）の幅Ｌｃを小さく、すなわち、トナーカートリッジを扁平に形成することにより、作像系の占有面積が少なくて済み、プリンタ１３０の小型化に役立つ。
【０００７】
このため、カラー複写機やカラープリンタのように、複数個の現像ユニットが互いに近設して配置されている装置では、できるだけ容量の大きな複数個のトナーカートリッジを限られたスペースに有効配置できるようにするために、扁平形状に形成されたトナーカートリッジを水平方向に設置し、複数色の現像を行う場合にはこのトナーカートリッジを縦方向に設けたものが用いられている。
【０００８】
しかしながら、このような扁平形状のトナーカートリッジでは、その収容トナーが現像ユニットに向けて自然落下しなくなるため、トナーカートリッジ内の収容トナーを僅かしか補給することができない。このため、このような略水平方向に設置された扁平形状のトナーカートリッジでは、トナーカートリッジ内に何らかのトナー搬送手段を配設して、収容されているトナーを強制的に補給する必要がある。
【０００９】
しかしながら、トナーカートリッジ内にトナー搬送手段を配設することは、結果的にトナーカートリッジのトナー収容量を減少させることになる。従って、このトナー搬送手段としては、可能な限りトナーカートリッジのトナー収容量を減少させることがなく、且つ、トナーカートリッジ内の収容トナーを余すことなく最後まで補給できるものであることが望まれる。
【００１０】
また、従来のトナーブロッキング防止のための機構では、凝集したトナーを十分にほぐすことができず、特に、カラー現像現像装置では、カラートナーは小粒径であって凝集しやすく、流動性が悪化してトナーの搬送が不安定になり、画質悪化するなどの問題があった。
【００１１】
本発明は、部品点数が少なく簡単な構成で内部のトナーを確実に撹拌し、最後まで補給することができるトナーカートリッジ及びこれを有する現像ユニット及びこれを有する画像形成装置の提供を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、略水平に設置されるトナーカートリッジであって、トナーカートリッジ本体の床面と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを搬送する平板と、この平板の上記往復運動を行う往復動手段と、を有することを特徴とする。
【００１３】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板にトナーが通過する貫通孔を設けたことを特徴とする。
【００１４】
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板の下面に突起を設けた設けたことを特徴とする。
【００１５】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、上記平板は上記床面から離間して配置されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４の何れか一つに記載のトナーカートリッジにおいて、トナー量を検知するトナー量検知手段を有するとともに、上記平板は前記トナー量検知手段に向けてトナーを搬送することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１記載の発明によれば、略水平に設置されるトナーカートリッジであって、トナーカートリッジ本体の床面と対向した位置で往復運動によりトナーを撹拌すると共にトナーを搬送する平板と、この平板の上記往復運動を行う往復動手段を有するので、トナーを撹拌してパッキングなどのトナーの凝集を防止するとともに補給手段側にトナーを搬送することができる。
【００１８】
請求項２記載の発明によれば、平板にトナーが通過する貫通孔を有するので、平板上に堆積したトナーが適宜貫通孔を通過して平板下側に移動し、効率よくトナーの撹拌、搬送を行うことができる。
【００１９】
請求項３記載の発明によれば、平板の下面に突起を有するので、適宜貫通孔を通過したトナーを、効率よく撹拌、搬送することができる。
【００２０】
請求項４記載の発明によれば、平板は床面から離間して配置されているので、この床面上のトナーを撹拌して全体的に分散させて搬送することができる。
【００２１】
請求項５記載の発明によれば、トナー量を検知するトナー量検知手段を有するとともに、上記平板は上記トナー量検知手段に向けてトナーを搬送するので、
トナーカートリッジ内のトナー量を、確実に検知できるようになる。
【００２２】
トナー貯溜部を床面の中央部に設けるようにすれば、トナーカートリッジの中央部から外部へトナーを供給することができ、トナーカートリッジの設計上の自由度が増す。
【００２３】
移動部材により隔壁部材を乗り越えるようにしてトナー貯溜部にトナーを押し込むようにすれば、トナーエンド時にトナーカートリッジに残留するトナーを少くすることができ、トナーを無駄なく使い切ることができる。
【００２４】
平板の往復運動によりトナーのパッキングを容易に防止できるようになる。
【００２５】
空気吹き込み手段が空気を吹き込むようにすれば、効率よくトナーをほぐすと共に、ほぐされたトナーの凝集を起こりにくくすることができる。
【００２６】
空気吹き込み手段がトナー貯溜部又はその近傍のトナーに空気を吹き込むようにすれば、さらに効率よく確実にトナーをほぐすことができる。
【００２７】
補給手段が往復動手段を兼ねているようにすれば、外部からの駆動を少なくでき、また往復動手段を補給手段と別に設ける場合に比べて部品点数を少くすることができ、簡単な構成で平板を往復動することができる。部品点数が少ないので組立て及び分解が容易となると共に再利用も容易となり、容積を減らすことなく小型で安価のトナーカートリッジを実現できる。
【００２８】
往復動手段をトナーカートリッジ外部に設けるようにすれば、設計上の自由度が向上する。
【００２９】
平板上のトナーがトナー移動部材により平板に対して相対移動され平板から落下するようにすれば、平板上のトナーの残留を解消し、最後までトナーを使い切ることができる。
【００３０】
平板が床面と略平行に往復運動するようにすれば、補給手段側にトナーを供給するので、トナーカートリッジを扁平形状とすることができ、トナーカートリッジの設置及び保管のスペースを最小限にすることができる。また、扁平形状で横長となったトナーカートリッジ内の堆積したトナー中を移動する際にも比較的トナーによる抵抗を少くして、往復動手段の消費エネルギーを小さくすることができる。トナーによる抵抗を減じることは、小粒径で凝集し易いカラートナーを撹拌し、ほぐす際に特に有効である。
【００３１】
平板が変位手段に係合する被係合部を有するようにすれば、被係合部と平板の一体成形が可能となり、安価で、小スペースのトナーカートリッジを提供できる。
【００３２】
変位手段が床部に設けられており、突起が被係合部をなすようにすれば、被係合部を特に設ける必要がなく、変位手段をトナーカートリッジと一体成形できるので、さらに安価で小スペースのトナーカートリッジを提供できる。
【００３３】
係合部が補給手段の回転軸上に設けられるようにすれば、回転軸の回転により平板を上下に変位することができる。
【００３４】
係合部をトナーカートリッジの外部に設けるようにすれば、設計上の自由度が増す。
【００３５】
変位手段をトナーカートリッジ本体の天井面に一体成形するようにすれば、簡単な構成で平板をトナーカートリッジ外部で上下に変位することができ、設計上の自由度が増す。
【００３６】
変位手段を移動可能とすることにより平板を上下に変位するか否かを選択することができるようにすれば、トナーの状態に合わせて平板を略水平方向にのみ移動させるか、上下方向への変位も行うか、の選択ができる。
【００３７】
トナーがトナーカートリッジ中に満杯である場合など、平板が往復運動時にトナーによって過剰な抵抗を受けるような状態にあっても、平板の形状が伸縮自在であるようにすれば、この抵抗を緩衝し、平板の駆動負荷を低減することができるので、往復動手段を小型且つ安価に構成することができ、また消費エネルギーを低減することができる。
【００３８】
変位手段を支持部材のみで構成することができるようにすれば、簡単な構成で往復動及び上下への変位を行うことができる安価なトナーカートリッジを提供することができる。
【００３９】
上記請求項１ないし５に記載の発明の何れかの効果を奏するトナーカートリッジ及びこれによりトナーを供給される現像装置を備えた現像ユニットを提供することができる。
【００４０】
また、空気吹き込み機構を設けることによって、現像装置内のトナーが効率良くほぐされる現像ユニットを提供することができる。
【００４１】
また、上記トナーカートリッジによりトナーを供給される現像装置によって現像される静電潜像担持体及びこの静電潜像担持体に静電潜像を形成する静電潜像形成手段を提供することができる。
【００４２】
また、上記現像ユニット及び静電潜像担持体上のトナー像を転写される画像担持手段を有する画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４３】
以下実施例に基づいて本発明の実施形態を説明する。
【実施例】
【００４４】
図１は本発明の一実施例としてのトナーカートリッジ及びこれを備えた現像ユニット及びこれらを備えた画像形成装置としての縦型カラープリンタの一例を示している。このカラープリンタ１は、各色毎に感光体を有する複数個（ここでは４個）の現像ユニットからなる作像部２が垂直方向に併置されている。用紙３は、給紙ユニット４より給送され、レジストローラ５を経由して、トナー像を転写される画像担持手段としての転写ベルト６上で、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）の各色のトナー像と、場合によってはＫ（ブラック）のトナー像とが合成された後、定着ユニット７を通過して、カラーコピーとして機外に排出される。
【００４５】
この縦型カラープリンタ１の作像部２のうちＹ像を作像する現像ユニット９の構成を代表して図２に示す。図２において、静電潜像担持体としての感光体１１の回転につれて、クリーニングユニット１３により感光体１１の表面から回収される残留トナー（回収トナー）は、スクリューなどからなる回収トナー搬送手段１４によって、回収トナー搬送経路１４ａ内に送られ、略水平に設置された扁平型トナーカートリッジ１６内のトナーに混入される。
【００４６】
一方、帯電ローラ１５で均一に帯電された感光体１１の表面には、静電潜像を形成する静電潜像形成手段としてのレーザダイオード（ＬＤ）とポリゴンレンモータによる書き込み光学系１８により、Ｙ像に対応するパターンの書き込みが行なわれる。更に、現像装置としての現像器２０に備えられた現像ローラ２１により感光体１１上にＹ色のトナー像が形成される。ここで、トナーカートリッジ１６内のトナーは、クリーニングユニット１３により感光体１１の表面から回収されたトナーと補給手段としての補給ローラ１７によって混ぜ合わされると共に、トナーカートリッジ１６の下部に形成されているトナー補給口１９を通して、現像器２０内に逐次補給されて現像に供される。現像により形成されたトナー像は転写ベルト６に転写される。なお、潜像担持体としては、感光体１１のようなドラム状でなく、ベルト状のものが適用可能であることは周知である。なお、現像は周知の１成分現像で行うが、周知の２成分現像を用いてもよい。
【００４７】
図２において、符号１２は空気吹き込み手段、符号１２’は空気吹き込み機構を示す。空気吹き込み手段１２はトナーカートリッジ１６に、空気吹き込み機構１２’は現像器２０にそれぞれ設けられたものであり、略同一の構成となっているので、これらについては空気吹き込み手段１２を代表して説明する。空気吹き込み手段１２は、現像器２０においてはトナー移動手段としてのパドル８近傍、扁平型トナーカートリッジ（以下単にトナーカートリッジと記す）１６においては補給ローラ１７近傍にそれぞれ設けられている。空気吹き込み手段１２はトナーをほぐすためのものであるから、その設置位置はトナーが充満する位置であれば良く、パドル８近傍、補給ローラ１７近傍の位置に限定されるものではないが、トナーを効率良くほぐすためには、本実施例のようにトナーがパッキングされ
やすい、トナーが充満する位置の下方に設けるのが好ましい。
【００４８】
空気吹き込み手段１２を拡大して図３および図４に示す。空気吹き込み手段１２は、トナーカートリッジ１６（現像器２０）にこれらとは別体として（一体でも良いが）設けられた空気吹き込み手段６１及び、トナーカートリッジ１６（現像器２０）の外部に設けられた空気送り手段６２とからなっている。
【００４９】
空気吹き込み手段６１は、現像器２０、トナーカートリッジ１６の内壁に形成された凹部６３と、凹部６３の底面から、現像器２０、トナーカートリッジ１６の外部へ貫通した小孔６４と、小孔６４を塞いで小孔６４へのトナーの侵入を防止するためのトナー侵入防止手段６５とからなり、これらは補給ローラ１７の軸方向（図５において紙面と垂直な方向）に設けられる。
トナー侵入防止手段６５は凹部６３の底面に固定された基部６６と搖動部６７とを有し、搖動部６７には小孔６４を塞ぐ突起６８が突設されている。搖動部６７は突起６８が小孔６４を常態で塞ぐように付勢する。小孔６４の径は凹部６３側から現像器２０、トナーカートリッジ１６の外壁側に向けて連続的に大きくなるように設定されている。
【００５０】
また、凹部６３における小孔６４の径は、トナーが侵入しない程度の大きさとされているため、トナー侵入防止手段６５は必ずしも必要でないが、本実施例ではトナーの侵入防止を確実にするためにこれを設けている。なおトナー進入防止手段６５を設ける場合には小孔６４の径をトナーが進入しない程度に設定する必要はない。
【００５１】
空気送り手段６２は補給ローラ１７の軸方向に延設されたパイプ状をなし、小孔６４の現像器２０、トナーカートリッジ１６の外壁側に挿入される突部６９を有している。突部６９は小孔の位置に対応して複数設けられている。空気送り手段６２は図示しないポンプに接続され、このポンプにより圧送される空気を突部６９を介して小孔６４に送る。送られた空気は搖動部６７の付勢力に抗して突起６８を押し上げて現像器２０、トナーカートリッジ１６内部に進入し、搖動部６７の搖動と共にトナーをほぐす。
【００５２】
空気はトナーが充満する位置の下方から吹き込まれるので、トナーが効率良くほぐされる。吹き込まれる空気の圧力は、トナーがパッキングされている場合を想定して、ポンプ側で設定される。ポンプは図示しない制御手段により図示しないドライバを介して、図示しない比較演算回路を有し所定の信号（後述するトナー量検知手段、移動負荷検知手段、タイマー等からの信号）を入力される制御手段によって制御される。制御手段による制御の詳細については後述する。
【００５３】
よって、空気吹き込み手段６１による空気吹き込みのタイミング、量等は適宜制御手段によって制御される。なお、小孔６４等は、その目的を達することができるのであれば、複数でなく、１つのみ設けられているものであっても良いし、また、他の箇所に設けても良い。空気吹き込み手段１２の各構成の形状、制御手段による制御は、トナーカートリッジの大きさやトナーの補給頻度、トナーの凝集のし易さ等に合わせて設定することができる。また、図示しないが、空気抜きのための穴も必要であり、この穴の部分には、トナーの飛散を防止するためのフィルターが設けられる。
【００５４】
図５に、トナーカートリッジに関する本発明の第１の実施例を示す。トナーカートリッジ３５は、トナー収容部３６と、トナー収容部３６の床面４９よりも位置の低いトナー貯溜部３８との２つの部材で構成されている。トナー収容部３６と、トナー貯溜部３８とは、接合部４０において接合されている。本実施例では床面４９が略水平であるが、トナー貯溜部３８側が低くなるように傾斜させてもよい。
【００５５】
トナーカートリッジ３５の内部には、床面４９の上側に、搬送手段としての平板４１が配設されている。トナー貯溜部３８は平板４１の図５において右端の一端縁と平行する方向に長い凹状をなしている。平板４１は、トナー収容部３６と一体にその側面に形成されたガイドピン４４により、トナーカートリッジ３５の下部に、床面４９に対向した位置で往復移動自在となるよう位置決めされており、且つ、その端部が補給手段としての補給ローラ３９と係合されている。
【００５６】
また、この平板４１は、トナーが通過する貫通孔４２を有しており、その下面には、床面４９に摺接し、往復運動することによりトナーカートリッジ３５内に収容されているトナーほぐして略均一に分散させながら、トナーカートリッジ３５のトナー搬送経路下流側の補給ローラ３９に向けてトナーを搬送させる突起４３が設けられている。本実施例ではこの突起４３が被係合部をなしている。床面４９の突起４３の両側には、高さΔＨａを有する係合部としてのカム８０が設けられている。カム８０は突起４３の片側に設けるのみでもよい。
【００５７】
これにより、図５において、補給ローラ３９が回転すると、平板４１が床面４９に沿って矢印で示す床面４９と略平行な方向に往復運動し、突起４３がトナーカートリッジ３５の底部上面上のトナーを撹拌して全体的に分散させると共に、往復運動の両終端においては、突起４３がカム８０に乗り上げ、平板４１は上下方向に変位される。このように、突起４３は床面４９上のトナーを撹拌搬送しつつ、平板４１を高さΔＨａ分上下に変位してトナーカートリッジ３５内の平板４１の上下の容積を変化させ、平板４１の下側のトナーに容器内の空気、あるいは、空気吹き込み手段１２により吹き込まれた空気が送りこまれてトナーを撹拌し、ほぐす。
【００５８】
この上下動の際、ガイドピン４４は、上方に変位した平板４１が過度に上方に移動することを規制する。なお、本実施例では補給ローラ３９が平板４１を往復駆動する往復動手段を兼ねている。分散されて補給ローラ３９側に移動されたトナーは、トナー貯溜部３８の傾斜部３７に沿って落下して補給ローラ３９に補給される。
【００５９】
補給ローラ３９は補給口（図２に示すトナー補給口１９を参照）を介し、トナーをトナーカートリッジ外部の、現像ユニット内の現像器２０へ向けて補給する。このように、トナーカートリッジ３５内に配設された平板４１が往復動することによって、トナーカートリッジ３５内に収容されているトナーが連続的に最後まで補給される。補給ローラ３９近傍すなわちトナー貯溜部３８には概述の空気吹き込み手段１２が設けられている。空気吹き込み手段１２は、トナーを効果的に撹拌しほぐすことができるのであれば、トナー貯溜部３８の近傍に設けてもよい。
【００６０】
図６は、図５に示す実施例の内部構造を示すもので、図６において、平板４１の端部には、補給ローラ３９と係合するフック４５が形成されており、このフック４５は、補給ローラ３９に配設された糸巻き形状の偏心カム４６の中央カム部分に係合している。また、本実施例における補給ローラ３９は、図６に示すように、回転軸４８に板状の隔壁部材をスパイラル状に配置した搬送スクリューで構成されており、その回転により、偏心カム４６及びフック４５を介して、平板４１を往復運動させるとともに、この平板４１の往復運動により搬送されたトナーを矢印５０で示すトナー補給方向に搬送する。
【００６１】
補給ローラ３９の奥側の端部には、補給ローラ３９を手動で回転させるためのノブ５１と一体の駆動ギヤ５２が取り付けられている。駆動ギヤ５２は、トナーカートリッジ３５が作像ユニットにセットされることにより、図示しないプリンタ本体の駆動系に噛み合うようになっており、この駆動系により必要に応じて回転駆動される。また、トナーカートリッジ３５を機外に取り出した状態では、例えば、サービスマンがノブ５１を手動で回転させることにより、トナーカートリッジ３５内に残ったトナーを、新たにセットされる新規のトナーカートリッジ内に継ぎ足すことができ、僅かな量のトナーも無駄なく使用できるように構成されている。
【００６２】
また、本実施例では、平板４１の往復運動により、トナーカートリッジ３５の側壁と平板４１との間にトナーがパッキングされないようにするために、図５に示すように、平板４１のトナーカートリッジ３５の側壁に対向する側面を鋭角形状に形成している。
【００６３】
図７に、トナーカートリッジ３５内の下部の全体でトナーを分散させるための平板４１に設けられる突起の具体的な形状例を示す。図７（ａ）に示す突起５３は、平板４１の上から見てハの字形に内向きの突起を形成したもので、矢印５４で示すように、トナーを中央方向に多く移動させる効果がある。また、図７（ｂ）に示す突起５５は突起を楕円形状に形成した例、図７（ｃ）に示す突起５６は突起をヘの字状に形成した例である。
【００６４】
図８は、補給ローラの別の実施例で、この補給ローラ１６０は、所定の間隔をおいて配置された２個の偏心カム１６１により、平板４１を往復移動させるように構成されている。これにより、平板４１の往復運動をより安定させることができる。ここで、矢印１６６で示す補給口１９側に配設されている偏心カム１６１がトナーの搬送の障碍となる虞れがある場合には、図８（ｂ）で示し偏心カム１６２のように、トナー通過用の切欠き１６３を設けた偏心カムを使用することが望ましい。符号１６４、１６５はそれぞれ、図２に示す回収トナー搬送経路１４ａからのトナーの流れ、補給ローラ１０６によるトナーの流れを示している。
【００６５】
図９は、トナーカートリッジに関する本発明の第２の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ７０は、その内部に配設された搬送手段としての平板７１の略中央部位に、補給手段としての補給ローラ７２を配置して構成されている。補給ローラ７２は第１の実施例と同様の構成により平板７１を往復運動させる往復動手段を兼ねている。平板７１はまた詳細を略するが、第１の実施例と同様に貫通孔、突起を有している。符号７３はトナー貯溜部を、符号１２は既述の空気吹き込み手段をそれぞれ示している。本実施例では、本実施例では床面４９がトナー貯溜部７３側が低くなるように傾斜されている。符号８０は変位手段を示し、平板７１の往復動によりこれを上下に変位する。
【００６６】
図１０は、トナーカートリッジに関する本発明の第３の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ７５は、トナー貯溜部３８の、補給ローラ３９の近傍にトナー貯溜部３８に向けてトナーを押し込むための隔壁部材としての隔壁７６を設けるとともに、トナー貯溜部３８に配設された補給ローラ３９に向けて、平板４１の動きにより、隔壁７６を乗り越えるようにしてトナーを移動させる移動部材７８を平板４１に設けて構成されている。
【００６７】
このトナーカートリッジ７５によれば、平板４１の動きにより、移動部材７８が、図１０に鎖線７７、７９に示すように揺動されて、トナーが隔壁７６を乗り越えるようにして補給ローラ３９側に供給されるので、補給ローラ３９付近のトナーを確実に順次補給することができる。また、平板４１は突起４３の片側に設けられた変位手段８０によって上下に変位される。
【００６８】
本実施例においては、空気吹き込み手段１２をトナーがパッキングされやすい隔壁部に設け、トナーをほぐす。符号９５はカートリッジにトナーを補給するためのトナー補給穴を示しており、このトナー補給穴９５は、通常時には補給蓋９６により塞がれている。なお、図１０ではフック４５（図６参照）等の図示を省略している。
【００６９】
図１１は、トナーカートリッジに関する本発明の第４の実施例を示すもので、このトナーカートリッジ１８０は、平板４１の上面に対向するように、平板４１の上面上のトナーを移動させる突起１８９を有するトナー移動部材としてのトナーガイド１８２を、固定部材１８４により、トナーカートリッジ１８０の側面から突き出すようにして設置して構成されている。また、平板４１の上面には別の突起１８１が設けられており、この突起１８１は、トナーガイド１８２の一部に設けられている凹部１８３に係合している。凹部１８３には孔１８８が設けられている。
【００７０】
このトナーカートリッジ１８０によれば、平板４１の往復運動により、その上面のトナーがトナーガイド１８２の突起１８９により排除されるので、トナー補給の最終段階で平板４１の上面にトナーが堆積して残留したままになることがなく、トナーを最後まで補給することができる。また平板４１が上方に変位した場合には突起１８９が貫通孔４２に、突起１８１が孔１８８にそれぞれ遊嵌されるようになっており、平板４１の上方への変位が妨げられることはない。ここで、平板４１の上面の突起１８１、及び、トナーガイド１８２の一部に設けられている凹部１８３は、必ずしも設けなくてもよい。突起１８１を設けない場合には、孔１８８を必ずしも設ける必要がない。なお、図１１ではフック４５（図６参照）等の図示を省略している。
【００７１】
図１２は、平板４１の他の実施例を示すもので、この平板４１は、平板４１の両側に複数の切り込み１８５、１８６が交互に形成されている。これにより、平板４１が蛇腹と同様の作用により伸縮自在に形成されるので、トナー満杯時における平板４１は、そのフック４５を介して往復運動しようとしても、トナーの重みにより、駆動伝達手段としてのフック４５による平板４１への往復駆動伝達力が、平板４１のトナー搬送経路下流側のみに伝達される。つまり平板４１の往復運動に対するトナーによる過剰な抵抗が切り込み１８５、１８６によって伸縮自在となっていることにより緩衝される。そして、このフック４５による平板４１への往復駆動伝達力は、トナーカートリッジ内のトナー容量が減少するに従って、平板４１のトナー搬送経路上流側に向けて徐々に伝搬されるようになるので、
初期時、すなわち、トナー満杯時における平板４１の駆動負荷を小さくすることができる。ここで、平板４１のトナー搬送経路下流側の端面１８７は、補給ローラに対して略平行になるように形成されている。また、強度に問題がなければ、貫通孔４２（図６を参照）を設けることもできる。
【００７２】
図１３は、トナーカートリッジ内に最後に残ったトナーを手動により排出するための構成を示すものであって、本発明のトナーカートリッジの各実施例に適宜使用されるものである。
【００７３】
このトナーカートリッジ９０には、その側面から突出するように形成されたトナー補給パイプ９１と、このトナー補給パイプ９１のトナー排出口を覆う蓋９２が設けられており、トナー補給パイプ９１内に一端が挿通されるように配置された補給ローラ３９の他端には、トナーカートリッジの第１の実施例において図６を参照して説明したように、補給ローラ３９を駆動回転させるための駆動ギヤ５２と、補給ローラ３９を手動回転させるためのノブ５１が設けられている。
【００７４】
トナーカートリッジ９０の保管時及び作像ユニットへのセット時には、図１３（ｂ）に示すようにトナー補給パイプ９１のトナー排出口が蓋９２により覆われた状態になり、トナー補給パイプ９１のトナー排出口からのトナーの漏出が防止される。一方、図１３（ｃ）に示すようにこのトナーカートリッジ９０を作像ユニットから取り出し、矢印９７で示すように、ノブ５１を押し込みながら手動回転させると、トナー補給パイプ９１の蓋９２が補給ローラ３９の端部により押されて開放されるとともに、トナー補給パイプ９１のトナー排出口を通して、トナーカートリッジ内部に残留しているトナーが排出される。
【００７５】
そこで、図１３（ａ）を参照して、新規のトナーカートリッジ（図示せず）のトナー収容部上面に設けられたトナー供給穴（図１０におけるトナー供給穴９５を参照）を覆っている蓋９６を移動してトナー供給穴を開口し、このトナー補給穴を通して、使用済みのトナーカートリッジ９０内部に残留しているトナーを、排出トナー補給パイプ９１のトナー排出口より、新規のトナーカートリッジ内に移し替えることによって、使用済みのトナーカートリッジ内部に残留しているトナーを無駄なく使用することができる。
【００７６】
図１４、１５は、トナーカートリッジに関する本発明の第５の実施例を示すもので、変位手段が床面４９上に設けられたものでない点で上述の実施例と異なっている。平板４１のフック４５に設けられた被係合部としての高さΔＨｂの被係合突起１４１に係合する、補給手段としての補給ローラ３９の回転軸４８上に設けられた係合部１４２が、本実施例の変位手段をなしている。また、ガイドピン４４は天井面１４３の下面側に設けられている。補給ローラ３９は往復動手段を兼ねており、その回転により偏心カム４６がフック４５により平板４１を往復動する。これと共に、回転軸４８上の係合部１４２がフック４５に設けられた非係合突起１４１に係合し、平板４１をΔＨｂ分上方に変位する。ガイドピン４４は上方に変位した平板４１が過度に上方に変位することを規制する。
【００７７】
図１６は、トナーカートリッジに関する本発明の第６の実施例を示すもので、変位手段が平板４１を支持する一対の支持部材１４４からなっている。支持部材１４４は基端をトナーカートリッジ本体の側壁に回転自在に軸支され、先端が平板４４を回転自在に軸支している。往復動手段は補給手段としての補給ローラ３９である。平板４１は補給ローラ３９の回転により往復動され、これと同時に、支持部材１４４によりブランコ状に搖動され、上下方向に変位する。
【００７８】
図１７は、トナーカートリッジに関する本発明の第７の実施例を示すもので、被係合部としてのピン１４５がトナーカートリッジ本体の外部に位置している。変位手段としてのカム１４６はカートリッジ本体の天井面１４３の上面のピン１４５の片側に位置している。平板４１は、平板４１の側縁を基端としトナーカートリッジ本体の外部へ向けて設けられた、先端部にフック１４８を有する平板１４７を有している。ピン１４５は、平板１４７の、フック１４８よりも基端側の側面に設けられている。フック１４８は、往復動手段としての偏心カム１４９と係合している。つまり、往復動手段はトナーカートリッジ本体の外部に設けられている。平板４１は偏心カム１４９により往復動され、往復動の片側の終端部、図１７において右側の終端部においてピン１４５がカム１４６に係合して上方に
変位される。トナーカートリッジ本体外部に備えられた往復動手段の構成は本実施例に示したものに限られない。例えば、本実施例における平板１４７の形状を先端部が細くなったものとし、この先端部に係合した状態で揺動される部材を往復動手段とすることができる。
【００７９】
図１８は、トナーカートリッジに関する本発明の第８の実施例を示すもので、変位手段によって上下方向の変位を行うか否かの選択が可能となっている。被係合部としてのピン１５０がトナーカートリッジ本体の外部に位置している。平板４１は、平板４１の側縁を基端としトナーカートリッジ本体の外部へ向けて設けられた平板１５１を有している。ピン１５０は、平板１４７の先端部の側面に設けられている。変位手段は一部がカム面１５３となっている孔１５７を有する揺動板１５４からなっている。揺動板１５４は矢印ａで示すソレノイド１５５の作動時に、矢印ｂで示すように軸１５６を中心として揺動され、カム面１５３が上昇されるようになっている。ピン１５０は、トナーカートリッジ本体の天井面１４３の上面に固設された長孔１５２と共に孔１５７に遊嵌している。
【００８０】
平板４１は（図６等に示した偏心カム４６により往復動される）フック４５を介して往復動されるが、ソレノイド１５５の非作動時には、図１９（ａ）に示すように、カム面１５３はピン１５０の往復動に何等影響を与えず、ピン１５０は長孔１５２の下縁に沿って略水平に往復動され、従って、平板４１も略水平に往復動される。フック４５によりる。ソレノイドの作動時には、図１９（ｂ）に示すように、カム面１５３が長孔１５２に対して上方に相対移動して長孔１５２の下側の両端部を塞ぐ状態となり、平板４１は、往復動の両終端で、ピン１５０がカム面１５３に乗り上げることにより、上方に変位される。このように、本実施例では、ソレノイド１５５の作動、非作動により、平板４１を上下方向に移動するか否かを選択することができる。変位手段を平板４１のフック４５を有する側の端部と反対側に設ければ、より安定した変位を行うことができる。
【００８１】
以上の実施例において、トナーカートリッジは、トナーの状態を検知する検知手段として、図２０に示すように、光学的手段によりトナー量を検知するトナー量検知手段１７１と、往復動手段のトナー移動負荷を検知することによりトナーも凝集状態を検知する図示しない移動負荷検知手段とを有している。
【００８２】
トナーカートリッジには、トナー量検知手段１７１の検知光路が透過する透明な部材からなる検知窓１７４が設けられており、トナーカートリッジ内部には、トナー量検知手段１７１からの検知光を反射させるための反射板１７２が設けられている。トナー量検知手段１７１は、反射光量によりその検知光路中のトナー量を検知する。
【００８３】
検知タイミングは図示しないタイマーにより計測されたタイミングであって、突起４３が検知窓１７４を通過する直前とされ、トナー量検知手段１７１は突起４３によって搬送されるトナー量を検知する。突起４３が検知窓１７４を通過する直前のタイミングは、トナー量検知手段１７１や、突起４３を検知する図示しない突起検知センサからの信号によって制御するようにしても良い。
【００８４】
突起４３の先端に設けられたクリーニング部材１７３は、突起４３の動きにより検知窓１７４をこすってクリーニングするようになっている。これにより、検知窓１７４のトナー汚れによるトナー量検知手段１７１の誤検知が防止される。
図２１は、上述のクリーニング部材１７３、及び、前述した移動部材７８（図１０参照）に相当する部材をその先端にクリーニング部材１７７を有する１つのワイパー１７５で構成した例で、このワイパー１７５によれば、トナーカートリッジの隔壁１７６を乗り越えるようにしてトナーを補給ローラ側へ移動させると同時に、トナー量検知手段１７１の検知光路が透過する検知窓１７４を清掃することができるので、トナー量検知手段１７１により、確実にトナー量を検知できる。
【００８５】
移動負荷検知手段は、トナーの移動負荷を、往復動手段を駆動する図示しない駆動モータの消費電力として検知する。
【００８６】
トナー量検知手段１７１、移動負荷検知手段は検知信号を、タイマーは時間に関する信号を制御手段に送り制御手段はこれら信号を図示しない比較演算回路で処理し、それに応じて図示しないドライバを介してポンプを作動し、所定のタイミング、量で小孔６４から空気を吹き込み、トナーをほぐす。
【００８７】
空気吹き込み手段１２の小孔（図５、６を参照）上を突起４３が通過する構成となっている場合には、この通過直前に空気を吹き込むようにすれば、ほぐされたトナー中を突起４３が通過することとなり、移動負荷を低下させることができ、空気吹き込みの効率も良い。
【００８８】
制御手段はトナー量検知手段１７１によって検知されたトナー量が一定量以下になると、ポンプの作動を停止し、空気吹き込みの無駄を省く。制御手段は、前回の空気吹き込みからの時間間隔に応じて空気の吹き込み量を設定するようにしても良い。また、制御手段は、タイマーによって測定された一定時間ごとにポンプを作動し、一定量の空気を吹き込むようにしても良い。また小孔を様々な場所に設け、装置起動時に空気吹き込みを行うようにすれば、装置休止時に自重により凝集したトナーをほぐすことができる。
【００８９】
トナー量検知手段、移動負荷検知手段は、現像装置としての現像器２０（図２参照）側に設けても良い。この場合、トナー量検知手段の設置場所は、トナー現像剤が流動する適当な場所であり、移動負荷検知手段は、図２におけるパドル８など、トナーを移動させるためのトナー移動手段の負荷を消費電力などで検知するものとすることができる。
【００９０】
トナー量検知手段は、補給ローラの回転量と補給口から補給されるトナー量を、現像器中のトナー濃度や画像の濃度の上昇程度を判定することにより検知するものとすることもできる。
【００９１】
トナー量検知手段１７１、移動負荷検知手段は既述の組み合わせに応じて適宜トナーカートリッジ、現像器に備えられるものであって、タイマーを含め、必ずしも全てを有する必要はない。また、現像器においてトナー不足を検知した場合に補給ローラを、トナーカートリッジにおいてトナー不足を検知した場合に装置外部に設けたカートリッジ交換ランプ等を、制御手段により作動させることができる。
【００９２】
以上様々な態様の、変位手段（トナーカートリッジの内部にあるか外部にあるか、被係合部の両側にあるか片側にあるか、変位が選択可能か否か等を含む）、往復動手段（トナーカートリッジの内部にあるか、外部にあるか等を含む）、平板（伸縮自在の形状としたか否か、突起の形状、フックの有無等を含む）、空気吹き込み手段（機構）、トナーカートリッジ（隔壁部材の有無等を含む）、トナー量検知手段等を説明したが、これらの組み合わせは適宜選択可能であって、各実施例において説明したものに限られない。例えば、図１６に示したブランコ状に揺動される平板を、トナーカートリッジ本体外部の往復動手段で往復動してもよいし、図１７に示したように変位手段がトナーカートリッジ本体外部にある場合にも、平板をトナーカートリッジ本体内部の往復動手段で往復動してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の構成を説明するための概略図である。
【図２】図２に示した画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略図である。
【図３】本発明が適用されるトナーカートリッジが備える空気吹き込み手段、空気吹き込み機構の拡大断面図である。
【図４】図３に示した空気吹き込み手段、空気吹き込み機構の概略斜視図である。
【図５】本発明が適用されたトナーカートリッジの第１の実施例を示す概略断面図である。
【図６】図５に示したトナーカートリッジの内部構造を示す概略斜視図である。
【図７】トナーカートリッジの内部の平板に設けられる突起の形状の例を示す図である。
【図８】トナーカートリッジの内部の補給ローラの別の実施例を示す図である。
【図９】本発明が適用されるトナーカートリッジの第２の実施例を示す概略断面図である。
【図１０】本発明が適用されるトナーカートリッジの第３の実施例を示す概略断面図である。
【図１１】本発明が適用されるトナーカートリッジの第４の実施例を示す概略断面図である。
【図１２】トナーカートリッジの内部の平板の別の実施例を示す図である。
【図１３】本発明が適用されるトナーカートリッジ内のトナーを回収するための機構を示す概略である。
【図１４】本発明が適用されるトナーカートリッジの第５の実施例を示す概略断面図である。
【図１５】図１４に示したトナーカートリッジの内部構造を示す概略斜視図である。
【図１６】本発明が適用されるトナーカートリッジの第６の実施例を示す概略断面図である。
【図１７】本発明が適用されるトナーカートリッジの第７の実施例を示す概略断面図である。
【図１８】本発明が適用されるトナーカートリッジの第８の実施例を示す概略斜視図である。
【図１９】図１８に示した実施例においてソレノイドの作動、非作動時におけるピンの動作を比較して説明するための概略図である。
【図２０】本発明が適用されるトナーカートリッジに用いられるトナー量検知手段を示す概略断面図である。
【図２１】図２１に示したトナー量検知手段と異なる設置態様のトナー量検知手段を示す概略断面図である。
【図２２】従来の画像形成装置の構成を説明するための概略図である。
【図２３】図２２に示した画像形成装置の現像ユニットの構成を示す概略図である。
【符号の説明】
【００９４】
１、１３０  画像形成装置
６  画像担持手段
９、１１０  現像ユニット
１１、２１  静電潜像担持体
１２  空気吹き込み手段
１２’  空気吹き込み機構
１６、３５、７０、９０  トナーカートリッジ
１７、３９、７２  補給手段
１８  静電線像形成手段
１９  補給口
２０  現像装置
３８、７３  トナー貯溜部
３９、７２、１４９  往復動手段
４１、７１    平板
４２  貫通孔
４３、５３、５５、５６  突起
４３、１４１、１４５、１５０  被係合部
４８  回転軸
４９  床面
５７  鋭角形状の平板側面
７６、１７６  隔壁部材
７８、１７５  移動部材
８０、１４２、１４４、１４６、１５４  変位手段
１４３  天井面
１４４  支持部材
１５２  長孔
１８２  トナー移動部材