(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成装置に対して着脱可能に構成され、回転することによって現像剤を供給する現像剤カートリッジにおいて、現像剤カートリッジを着脱する際の作業を容易とし、かつ適切に現像剤を補給することのできる現像剤カートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤カートリッジの代表的な構成は、画像形成装置に対して着脱可能に構成される現像剤カートリッジであって、容器内部より現像剤を吐出する現像剤排出口と、前記現像剤排出口を容器内部より封止する排出口キャップと、前記排出口キャップを前記現像剤排出口に付勢する付勢手段と、前記排出口キャップの前記現像剤排出口に対応する位置に設けられ装置本体から回転駆動力を伝達されるためのカップリング溝と、容器本体を装置本体に係止するための係止部とを備えたことを特徴とする。【選択図】    図１
2004205759.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に対して着脱可能に構成される現像剤カートリッジであって、
容器内部より現像剤を吐出する現像剤排出口と、
前記現像剤排出口を容器内部より封止する排出口キャップと、
前記排出口キャップを前記現像剤排出口に付勢する付勢手段と、
前記排出口キャップの前記現像剤排出口に対応する位置に設けられ装置本体から回転駆動力を伝達されるためのカップリング溝と、
容器本体を装置本体に係止するための係止部とを備えたことを特徴とする現像剤カートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像剤を収容し開閉可能な排出口を有する現像剤カートリッジ、及び前記現像剤カートリッジを着脱可能に装着して現像剤を供給される画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、現像剤を収容する現像剤カートリッジから画像形成装置の現像剤収納部へ現像剤を補給する手段として、現像剤を補給する際に現像剤カートリッジを装置本体にセットし、現像剤カートリッジ内の現像剤を全部現像剤受容部に補給し、補給し終えると現像剤カートリッジを装置本体から取り外すタイプのものがあった。
【０００３】
しかし、上記タイプの補給方式は現像剤を一度に現像剤受容部に補給するために、補給しすぎて現像剤が現像剤受容部からあふれる可能性があり、現像剤の過補給を防止する手段を設けなければならなかった。しかし、過補給を防止することは難しく、また、過補給防止の手段を装置本体に設置できたとしても、装置の高価格化、大型化を招いていた。
【０００４】
そこで容器内部に螺旋状の突起を有する現像剤カートリッジを装置本体に対して略水平にセットし、現像剤カートリッジの中心軸を回転中心として回転させ、現像剤カートリッジの現像剤排出口から現像剤を排出させることにより現像剤受容部に現像剤を補給するものや、容器内部にスクリューまたは傾斜面をもつ回転羽根を設け、現像剤カートリッジを装置本体に対して略水平にセットし、現像剤カートリッジの中心軸を回転中心としてスクリューや回転羽根を回転させ、若しくはスクリューや回転羽根ごと現像剤カートリッジを回転させ、現像剤カートリッジの現像剤排出口から現像剤を排出させることにより現像剤受容部に現像剤を補給するものが提案されている。
【０００５】
これらの方式においては、現像剤カートリッジが装置本体内に常時設置されているため、現像剤受容部内の現像剤が減少した場合に随時現像剤カートリッジまたはスクリュー、回転羽根を回転させ、現像剤受容部に現像剤を補給することができ、上記のような現像剤の過補給を防止する必要がない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の現像剤カートリッジは、なお以下のような課題がある。すなわち、現像剤カートリッジまたはスクリュー、回転羽根を回転させて画像形成装置本体内に設置された現像剤受容部に現像剤を補給する際に、装着された現像剤カートリッジの位置によっては現像剤受容部へ適切に現像剤が補給できない場合があるため、特別にセット位置を合わせる作業が必要となる。あるいは、現像剤カートリッジを所定の位置にセットするのに３，４工程の手順を必要とする場合もあり、現像剤カートリッジを補給動作可能な位置へ設置する作業は繁雑なものとなっていた。
【０００７】
そこで本発明は、画像形成装置に対して着脱可能に構成され、回転することによって現像剤を供給する現像剤カートリッジにおいて、現像剤カートリッジを着脱する際の作業を容易とし、かつ適切に現像剤を補給することのできる現像剤カートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る現像剤カートリッジの代表的な構成は、画像形成装置に対して着脱可能に構成される現像剤カートリッジであって、容器内部より現像剤を吐出する現像剤排出口と、前記現像剤排出口を容器内部より封止する排出口キャップと、前記排出口キャップを前記現像剤排出口に付勢する付勢手段と、前記排出口キャップの前記現像剤排出口に対応する位置に設けられ装置本体から回転駆動力を伝達されるためのカップリング溝と、容器本体を装置本体に係止するための係止部とを備えたことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る現像剤カートリッジの第一実施形態について説明する。図１は本実施形態に係る現像剤カートリッジの概略構成を説明する部分断面図、図２は現像剤カートリッジを装置本体に取り付ける前の状態を示す図、図３は現像剤カートリッジを装置本体に取り付けた状態を示す図、図７は画像形成装置の概略構成図である。
【００１０】
（画像形成装置）
まず、図７を用いて画像形成装置の概略構成について説明する。図７に示す複写機10は複写機本体11の上部に読み取り位置となる原稿台12上に原稿を自動的に送り込む自動原稿給送装置13を開閉可能に備えている。従って、前記読み取り位置となる原稿台12上への原稿のセットは、前記自動原稿給送装置13を用いて自動的に行ってもよいし、あるいはユーザーが前記自動原稿給送装置13を開閉させて原稿台12上に直接原稿をセットしてもよい。
【００１１】
前記原稿台12の下部には原稿の画像を読み取るための光学読み取り系14が配設されている。この光学読み取り系14は、前記原稿台12に沿って移動し該原稿台12上にセットされた原稿の画像面に光を照射する光源、その反射光（画像光）を画像読取装置14ａへと導くミラー及びレンズ等を有している。画像読取装置14ａで読み込まれた画像は電気的な信号に変換され、画像書込装置14ｂへ伝達され、画像書込装置14ｂは受け取った信号を元に画像形成部の感光体ドラム15上に静電画像を形成する。
【００１２】
画像形成部の感光体ドラム15の周囲には、プロセス手段としての帯電手段16、現像手段17及びクリーニング手段18、さらには転写手段19等が配設されている。この画像形成部では、まず帯電手段16によって感光体ドラム15の表面が一様に帯電され、この感光体ドラム15上に前記画像書込装置14ｂによって読み取られた画像が照射されて潜像が形成される。そして、現像手段17によって前記潜像が現像されて感光体ドラム15上にトナー像が形成される。この画像形成動作と同期するようにしてシート材Ｓが送り込まれ、転写手段19によって感光体ドラム15上のトナー像が転写される。尚、転写後に感光体ドラム15上に残留したトナーはクリーニング手段18によって除去される。
【００１３】
前記シート材Ｓは、複写機本体11の下部に引き出し収納可能に装着されたシート材収容装置としてのカセット１、２、３，４に収容され、あるいは複写機本体11の側部（図３中右側）に着脱自在に装着された大容量デッキ５に収容されている。これら多種サイズのシート材Ｓは、個々に設けられた給送手段としてのピックアップローラ６及び給送ローラ対７によって選択的に給送されるようになっており、最上位から順次１枚づつ給送されるようになっている。該シート材Ｓは、搬送手段としての搬送ローラ対20、レジストローラ対21等によって前記画像形成部へと送り込まれ、前述したようにトナー像が転写される。転写後、前記シート材Ｓは搬送ベルト22によって定着手段23へと送り込まれ、前記トナー像が定着される。定着後、前記シート材Ｓは排出ローラ対24によって機外に排出される。
【００１４】
尚、ここで、前記シート材の両面に画像を記録形成する場合には、前記排出ローラ対24の手前側に配設されたフラッパーや、反転ローラ対等からなる反転搬送手段26によって、前記定着後のシート材Ｓの表裏面が反転されて再搬送路27に送り込まれ、搬送手段としての搬送ローラ対28〜31によって再び画像形成部へ給送されるようになっている。画像形成部に送り込まれたシート材Ｓは、前述したように転写・定着が行われた後、機外へと排出される。
【００１５】
また、複写機本体11内には画像形成のための現像剤を現像手段17に供給するための、現像剤が封入された現像剤カートリッジ８が現像手段17の略上方に設けられ、現像手段に必要な量だけ現像剤を供給する。
【００１６】
（現像剤カートリッジ）
次に現像剤カートリッジ８の構成について図１〜図３を用いて説明する。図１に示すように現像剤カートリッジ８はカートリッジ内部から現像剤を吐出する現像剤排出口81を備え、また、現像剤排出口81には係止部の例としての排出口フランジ86が設けられている。容器内部には、容器内部側から現像剤排出口81を塞ぐように配置された排出口キャップ82を備えており、排出口キャップ82はカートリッジ内部のフランジ83にスライド軸84を介して接続される。スライド軸84は２つの異なる径を持つ管であるアウターチューブ84ａ、インナーチューブ84ｂからなり、伸縮自在に形成されている。スライド軸84は収縮時若しくは通常時であってもお互いがそれぞれに回動しないように図示しないキー溝等の回転止めが設けられている。
【００１７】
フランジ83と排出口キャップ82の間には、排出口キャップ82を現像剤排出口81に付勢するようにコイルバネからなる付勢手段85が設けられる。フランジ83は容器本体と固定的もしくは回動自由に接続され、フランジ83と容器本体とを接続する軸上に回転羽根87を設けている。なお、回転羽根87はスクリューであっても良い。また、容器本体内壁に螺旋状の突起を形成し、フランジ83と容器本体を固定的に接続しても良い。
【００１８】
排出口キャップ82先端には、画像形成装置本体からの駆動を伝達する駆動伝達手段42（図２参照）が契合するためのカップリング溝82ａが設けられている。カップリング溝82ａは、現像剤カートリッジ８を本体に装着した状態で画像形成装置本体から駆動が伝達され、現像剤カートリッジ８若しくは回転羽根87が回転駆動可能になっている。
【００１９】
図２に示すように、装置本体側の現像剤受容部43には、現像剤カートリッジ８の現像剤排出口81を挿入するための現像剤供給口43ａが設けられている。現像剤供給口43ａの現像剤受容部43内部側には現像剤カートリッジ８の排出口フランジ86を係止するロック手段の例としてのロック爪41が配置されている。また現像剤供給口43ａの略中央には、駆動伝達手段42が現像剤供給口43ａに向かって（すなわち現像剤カートリッジ８に向かって）配置されており、不図示の駆動手段と接続されて回転駆動力を伝達される。なお図においてカップリング溝82ａ及び駆動伝達手段42先端はそれぞれ十字の溝および板状部材となっているが、本発明はこれに限定するものではない。
【００２０】
図３に示すように、現像剤カートリッジ８が所定位置まで押し込まれると、排出口フランジ86がロック爪41に係止され、現像剤カートリッジ８の回転軸に対するスラスト方向の位置を規定する。所定の位置に保持された現像剤カートリッジ８の現像剤排出口81は、図３に示すように先端が現像剤受容部43内に突出している。このとき駆動伝達手段42がカップリング溝82ａと嵌合して駆動伝達が可能となると共に、駆動伝達手段42が排出口キャップ82を現像剤カートリッジ８に対し相対的に押し込むことから、排出口キャップ82が容器内部側に移動して現像剤排出口81が開口することとなる。この状態で現像剤カートリッジ８に回転運動を伝達することにより、搬送された現像剤を現像剤受容部43に排出することができる。
【００２１】
上記の如く構成したことにより、単に現像剤カートリッジ８を挿入するだけで、すなわち１工程の手順で現像剤カートリッジ８を取り付けることができ、現像剤カートリッジ８交換の作業性を向上させ、ひいては画像形成装置本体の作業性を向上させることができる。
【００２２】
［第二実施形態］
本発明に係る現像剤カートリッジ及び画像形成装置の第二実施形態について説明する。図４は本実施形態に係る現像剤カートリッジの要部拡大図であって、上記第一実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２３】
上記第一実施形態において、排出口キャップ82は付勢手段85によって押圧することにより現像剤排出口81を封止する構成であると説明した。本実施形態は、さらに排出口キャップ82による密閉性を向上させるものである。
【００２４】
図４に示すように、排出口キャップ82の外周には、可撓性を有する複数の山部82ｂを設けている。山部82ｂは排出口キャップ82のうち現像剤排出口81に入り込む範囲に設けられており、現像剤排出口81に圧入されることにより高い密閉性をもってこれを封止することができる。なお、山部82ｂの形状については、先端が三角や四角、若しくは半円状や膜状であってもよい。
【００２５】
［第三実施形態］
本発明に係る現像剤カートリッジ及び画像形成装置の第三実施形態について説明する。図５はロック手段の解除手段を説明する図、図６は解除手段の誤動作防止の解除手段蓋を説明する図であって、上記実施形態と説明の重複する部分については同一の符号を付して説明を省略する。
【００２６】
上記第一実施形態において、現像剤カートリッジ８を現像剤供給口43ａに挿入することにより、ロック爪41が排出口フランジ86に係止すると説明した。ここでロック爪41についてあらためて説明すれば、ロック爪41は現像剤供給口43ａの半径方向に移動可能であって、中心方向に向かって不図示の付勢手段によって付勢されており、かつ現像剤受容部43外側（現像剤カートリッジ８側）に、先端に向かって後退する傾斜面を有している。これにより現像剤カートリッジ８を挿入する際には先端の傾斜面に排出口フランジ86が当接してロック爪41は半径方向外側に押し広げられるように退避し、排出口フランジ86が通過したところで中心方向に向かって戻るように移動する。ロック爪41の現像剤受容部43内側は傾斜面を有しておらず、付勢手段85の反力によって現像剤カートリッジ８を抜く方向に力が加わってもロック爪41は開かないため、排出口フランジ86を係止した状態が維持される。
【００２７】
図５に示すように、複写機本体11には、ロック爪41による係止を解除するための解除手段51を有している。解除手段51は上部先端の解除ボタン51ａを押すことによってアーム51ｂがロック爪41を現像剤供給口43ａの半径方向外側に向かって退避するよう構成されている。ロック爪41が退避すると、現像剤カートリッジ８は付勢手段85の反力によって取り外し方向に若干飛び出すと同時に、排出口キャップ82が現像剤排出口81に付勢され、容器内部が密閉される。
【００２８】
図６に示すように、複写機本体11の解除手段51に対応する位置には、解除手段蓋の例としての解除ボタン蓋52が設けられている。通常は解除ボタン蓋52は閉じられており、単に画像形成装置のメンテナンスを行う場合などには解除手段51が誤って押されないようになっている。そして現像剤カートリッジ８を装置本体から取り外す場合には、解除ボタン蓋52を開いてから解除手段51を押すことにより、上述の如く現像剤カートリッジ８を取り外すことができる。なお解除ボタン蓋52としては回動式、スライド式など既知の開閉機構を用いることができる。
【００２９】
上記の如く構成したことにより、単に解除ボタン51ａを押すだけで、すなわち１工程の手順で現像剤カートリッジ８を取り外すことができ、現像剤カートリッジ８交換の作業性を向上させ、ひいては画像形成装置本体の作業性を向上させることができる。
【００３０】
〔実施態様〕
本発明の実施態様について以下に列挙する。
【００３１】
［実施態様１］
画像形成装置に対して着脱可能に構成される現像剤カートリッジであって、
容器内部より現像剤を吐出する現像剤排出口と、
前記現像剤排出口を容器内部より封止する排出口キャップと、
前記排出口キャップを前記現像剤排出口に付勢する付勢手段と、
前記排出口キャップの前記現像剤排出口に対応する位置に設けられ装置本体から回転駆動力を伝達されるためのカップリング溝と、
容器本体を装置本体に係止するための係止部とを備えたことを特徴とする現像剤カートリッジ。
【００３２】
［実施態様２］
前記排出口キャップの容器内部側に配置されたフランジ部と、
前記排出口キャップとフランジ部とを接続する伸縮自在に構成されたスライド軸とを備え、
前記付勢手段は前記フランジ部と排出口キャップとの間に配置されて該排出口キャップを付勢することを特徴とする実施態様１記載の現像剤カートリッジ。
【００３３】
［実施態様３］
前記現像剤カートリッジは、容器本体の内壁に螺旋状の突起を設けられ、前記カップリング軸から伝達された回転駆動力によって全体が回転することによって内部に格納した現像剤を搬送し、現像剤を装置本体内に供給することを特徴とする実施態様１記載の現像剤カートリッジ。
【００３４】
［実施態様４］
前記現像剤カートリッジは、容器本体の内部にスクリューもしくは傾斜面を有する回転羽根を設け、前記カップリング軸から伝達された回転駆動力によって前記スクリュー若しくは回転羽根、または全体を回転させることで内部に格納した現像剤を搬送し、現像剤を装置本体内に供給することを特徴とする実施態様１記載の現像剤カートリッジ。
【００３５】
［実施態様５］
前記排出口キャップ外周面に可撓性を有する複数の山部を設け、前記排出口キャップによって現像剤排出口を封止する際に、該現像剤排出口の内周面に前記山部が入り込んでこれを密封することを特徴とする実施態様１記載の現像剤カートリッジ。
【００３６】
［実施態様６］
前記現像剤カートリッジの容器本体の係止部と係止するロック手段と、
前記ロック手段を解除するための解除手段と、
前記解除手段を誤って作動させないための解除手段蓋とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【００３７】
【発明の効果】
上記説明した如く、本発明に係る現像剤カートリッジ及び画像形成装置においては、現像剤カートリッジの着脱時の工程数を削減することができ、容易に着脱が可能となるため、現像剤カートリッジの交換の作業性を向上させ、ひいては画像形成装置本体の作業性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態に係る現像剤カートリッジの概略構成を説明する部分断面図である。
【図２】現像剤カートリッジを装置本体に取り付ける前の状態を示す図である。
【図３】現像剤カートリッジを装置本体に取り付けた状態を示す図である。
【図４】第二実施形態に係る現像剤カートリッジの要部拡大図である。
【図５】ロック手段の解除手段を説明する図である。
【図６】解除手段の誤動作防止の解除手段蓋を説明する図である。
【図７】画像形成装置の概略構成図である。
【符号の説明】
Ｓ    …シート材
１〜４ …カセット
５    …大容量デッキ
６    …ピックアップローラ
７    …給送ローラ対
８    …現像剤カートリッジ
10    …複写機
11    …複写機本体
12    …原稿台
13    …自動原稿給送装置
14    …光学読み取り系
14ａ  …画像読取装置
14ｂ  …画像書込装置
15    …感光体ドラム
16    …帯電手段
17    …現像手段
18    …クリーニング手段
19    …転写手段
20    …搬送ローラ対
21    …レジストローラ対
22    …搬送ベルト
23    …定着手段
24    …排出ローラ対
26    …反転搬送手段
27    …再搬送路
28〜31 …搬送ローラ対
41    …ロック爪
42    …駆動伝達手段
43    …現像剤受容部
43ａ  …現像剤供給口
51    …解除手段
51ａ  …解除ボタン
51ｂ  …アーム
52    …解除ボタン蓋
81    …現像剤排出口
82    …排出口キャップ
82ａ  …カップリング溝
82ｂ  …山部
83    …フランジ
84    …スライド軸
84ａ  …アウターチューブ
84ｂ  …インナーチューブ
85    …付勢手段
86    …排出口フランジ
87    …回転羽根
【図１】
2004205759.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2004205759.tif 000007
【図６】
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【図７】
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