(57)【要約】【課題】可動部材の付設によるコストアップを生ずることなく、トナーを無駄なく排出することができるトナー収容器を提供する。【解決手段】トナー収容器５０Ｙには、トナーを収容している収容部５３Ｙと、トナーを搬送するためのノズル６０Ｙを収容部５３Ｙに接続するためのノズル接続部５４Ｙとを設けている。ノズル６０Ｙの先端付近には、収容部５３Ｙから排出されるトナーを受け入れさせるためのトナー受入口を設けている。そして、ノズル接続部５４Ｙを、次に説明するように構成した。即ち、収容部５３Ｙの口金部５２に設けたトナー出口に連通させ、且つトナーをこのトナー出口から収容部５３Ｙの外側に位置する上記トナー受入口に導かせるようにした。【選択図】　図４
2004018138.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
粉体を収容している収容部と、粉体を粉体受入口から受け入れて搬送するための搬送管が接続される管接続部とを有する粉体収容器において、
上記管接続部として、上記収容部に設けられた粉体出口に連通し、且つ粉体を該粉体出口から上記収容部の外側に位置する上記粉体受入口に導くものを用いたことを特徴とする粉体収容器。
【請求項２】
請求項１の粉体収容器において、
上記搬送管の着脱に連動して上記粉体出口を開閉する連動シャッタを、上記管接続部に設けたことを特徴とする粉体収容器。
【請求項３】
請求項２の粉体収容器において、
上記管接続部として、搬送管挿入路をこれに挿入されてくる上記搬送管に係合させるものを用い、且つ、上記連動シャッタのシャッタ部材を、該搬送管挿入路内に移動可能に設けたことを特徴とする粉体収容器。
【請求項４】
請求項１、２又は３の粉体収容器であって、
上記収容部の少なくとも一部が変形自在であることを特徴とする粉体収容器。
【請求項５】
粉体を収容する粉体収容器と、粉体を搬送するべく該粉体収容器に接続される搬送管とを備え、該粉体収容器内の粉体を該搬送管に通して搬送先まで搬送する粉体搬送装置において、
上記粉体収容器として請求項１、２、３又は４のものを用いたことを特徴とする粉体搬送装置。
【請求項６】
画像形成に用いられる粉状の画像形成用剤を搬送する剤搬送装置を備え、これによって画像形成用剤を粉体収容器内から搬送先まで搬送して画像形成に用いる画像形成装置において、
上記剤搬送装置として、請求項５の粉体搬送装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を収容している収容部と、粉体を搬送するための搬送管が接続される管接続部とを有する粉体収容器、並びにこれを用いる粉体搬送装置及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置において、補充用の粉状の画像形成用剤を収容するトナー収容器を用いるものが知られている。例えば、潜像担持体上に形成した静電潜像を現像器によってトナー像に現像する電子写真方式の画像形成装置では、画像形成用剤たるトナーを必要に応じてトナー収容器から現像器に補給している。また例えば、トナー飛翔装置からドット状に飛翔させたトナーを記録紙等に付着させて画像を形成するいわゆる直接記録方式の画像形成装置では、トナーを必要に応じてトナー収容器からトナー飛翔装置に補給するものがある。これらの画像形成装置においては、トナーがほぼ無くなったトナー収容器を新たなものと交換することで、装置本体にトナーを補充することになる。
【０００３】
図１３は、従来のトナー収容器の一例を示す概略構成図である。図において、粉体収容器たるトナー収容器５０は、粉体たるトナーを収容している収容部５３と、これの底部に設けられた口部５９とを備えている。この口部５９は、ゴム等の弾性材料からなるキャップ５９ａを有し、そこに設けられた切り込み（図１４参照）や自動弁（図１５参照）などに搬送管たるノズル６０が接続される。口部５９に接続されたノズル６０は、その先端側を収容部５３内に進入させ、ノズル６０先端に設けられたトナー受入口からトナーを受け入れる。ノズル６０内に受け入れられたトナーは、図示しない吸引ポンプに吸引されるなどして、搬送先である図示しない現像器に搬送される。
【０００４】
かかる構成のトナー収容器５０では、収容部５３内でノズルの周囲に位置しているトナーをトナー受入口に受け入れさせることができないため、トナーを最後まで余すことなく排出することができなかった。図示のように、収容部５３の底部にどうしてもトナーを残してしまうのである。このようにトナーが残された状態のトナー収容器５０を新たなものと交換してしまうと、トナーの無駄な廃棄を招いてランニングコストを上昇させるばかりでなく、環境にも好ましくない。よって、使用済みのトナー収容器５０内に残留するトナー量をできるだけ少なくするように工夫を凝らすことが望ましい。
【０００５】
トナーを無駄なく排出し得るトナー収容器としては、例えば図１６に示すように、オーガと呼ばれる可動部材１０１を備えるものが知られている。このトナー収容器１００では、収容部１０２内のトナーを排出口１０３に向けて搬送する可動部材１０１を備えることで、トナー残量を低減することができる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このトナー収容器１００では、可動部材１０１を設けているためにコスト高になるという問題がある。更に、外部からの駆動力が伝わる駆動軸１０１ａ等の駆動伝達系と、容器筺体１０４とのシール性を確保する都合上、どうしても構造が複雑になる。そして、このことによってコスト高に拍車をかけてしまう。
【０００７】
一方、先に図１３に示したトナー収容器５０では、可動部材を必要としないシンプルな構造になっている反面、上述のように残トナーを発生させてしまう。なお、図１３を用いて、ノズルを収容部の下方から接続する方式のトナー収容器にて生ずる残トナーについて説明したが、側方から接続する方式でも同様の残トナーが生じてしまう。
【０００８】
これまで、トナーを収容するトナー収容器を用いる場合に生ずる問題について説明してきたが、次のような収容器を用いる場合にも同様の問題が生じ得る。即ち、粉状の画像形成用剤として磁性キャリアあるいは二成分現像剤を収容する画像形成用剤収容器や、画像形成用剤とは異なる種類の粉体を収容する粉体収容器などである。
【０００９】
本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、可動部材の付設によるコストアップを生ずることなく、粉体を無駄なく排出することができる粉体収容器等を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、粉体を収容している収容部と、粉体を粉体受入口から受け入れて搬送するための搬送管が接続される管接続部とを有する粉体収容器において、上記管接続部として、上記収容部に設けられた粉体出口に連通し、且つ粉体を該粉体出口から上記収容部の外側に位置する上記粉体受入口に導くものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の粉体収容器において、上記搬送管の着脱に連動して上記粉体出口を開閉する連動シャッタを、上記管接続部に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２の粉体収容器において、上記管接続部として、搬送管挿入路をこれに挿入されてくる上記搬送管に係合させるものを用い、且つ、上記連動シャッタのシャッタ部材を、該搬送管挿入路内に移動可能に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２又は３の粉体収容器であって、上記収容部の少なくとも一部が変形自在であることを特徴とする粉体収容器。
また、請求項５の発明は、粉体を収容する粉体収容器と、粉体を搬送するべく該粉体収容器に接続される搬送管とを備え、該粉体収容器内の粉体を該搬送管に通して搬送先まで搬送する粉体搬送装置において、上記粉体収容器として請求項１、２、３又は４のものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、画像形成に用いられる粉状の画像形成用剤を搬送する剤搬送装置を備え、これによって画像形成用剤を粉体収容器内から搬送先まで搬送して画像形成に用いる画像形成装置において、上記剤搬送装置として、請求項５の粉体搬送装置を用いたことを特徴とするものである。
これらの発明においては、粉体収容器がその収容部の粉体出口に連通する管接続部を備えている。この管接続部には、搬送管がその粉体受入口を収容部の外側に位置させるように接続される。そして、収容部内の粉体は、管接続部によって該収容部の粉体出口から搬送管の粉体受入口に導かれて、該搬送管内で搬送される。かかる構成では、収容部内の粉体が、該収容部内に進入している搬送管部分に邪魔されることなく粉体出口から排出されて搬送管の粉体受入口に受け入れられる。よって、粉体を粉体収容器の収容部から無駄なく排出することができる。更には、無駄のない粉体排出のために収容部内に可動部材を設けるといった工夫も必要ない。よって、可動部材を付設して粉体収容器をコスト高にしてしまうといった事態を回避することもできる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として、複数のドラム状感光体が並行配設されたタンデム方式のカラーレーザプリンタ（以下「レーザプリンタ」という）について説明する。
まず、本レーザプリンタの基本的な構成について説明する。
［全体構成］
図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他には、光書込ユニット１０、中間転写ユニット１１、２次転写バイアスローラ１８、レジストローラ対１９、給紙カセット２０、ベルト定着方式の定着ユニット２１などが配設されている。
【００１２】
［光書込ユニット］
上記光書込ユニット１０は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて後述のドラム状感光体の表面にレーザ光を照射する。
【００１３】
［プロセスユニット］
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図２において、プロセスユニット１Ｙは、ドラム状感光体２Ｙ、帯電器３０Ｙ、現像器４０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙ、図示しない除電器などを有している。
【００１４】
上記帯電器３０Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラ３１Ｙをドラム状感光体２Ｙに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施されたドラム状感光体２Ｙの表面には、上記光書込ユニット（１０）によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像器４０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。
【００１５】
上記現像器４０Ｙは、現像ケース４１Ｙの開口から一部露出させるように配設された現像ロール４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、ドクターブレード４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。
【００１６】
上記現像ケース４１Ｙには、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ロール４２Ｙの表面に担持される。そして、上記ドクターブレード４５Ｙによってその層厚が規制されてからドラム状感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここでドラム状感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、ドラム状感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ロール４２Ｙの回転に伴って現像ケース４１Ｙ内に戻される。
【００１７】
上記第１搬送スクリュウ４３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ４４Ｙとの間には仕切壁４７Ｙが設けられている。この仕切壁４７Ｙにより、現像ロール２２Ｙや第１搬送スクリュウ４３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュウ４４Ｙを収容する第２供給部とが現像ケース４１Ｙ内で分かれている。第１搬送スクリュウ４３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール４２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ４３Ｙによって上記第１供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられた図示しない開口部を通って上記第２供給部内に進入する。第２供給部内において、第２搬送スクリュウ４４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部から送られてくる二成分現像剤を第１搬送スクリュウ４３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ４４Ｙによって第２供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１供給部内に戻る。
【００１８】
透磁率センサからなるＴセンサ４６Ｙは、上記第２供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ６６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ４６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像器に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー搬送装置を駆動制御して第２供給部４９Ｙ内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像器４０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、同様のトナー補給制御が実施される。
【００１９】
Ｙ用のドラム状感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の中間転写ベルトに中間転写される。中間転写後のドラム状感光体２Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置４８Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、除電ランプによって除電される。そして、帯電器３０Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。
【００２０】
［中間転写ユニット］
先に示した図１において、上記中間転写ユニット１１は、中間転写ベルト１２、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５、ベルトクリーニング装置１６、４つの中間転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５にテンション張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ１３によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの中間転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から中間転写バイアスが印加される。そして、中間転写ベルト１２をその裏面からドラム状感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ中間転写ニップを形成する。各中間転写ニップには、上記中間転写バイアスの影響により、ドラム状感光体と中間転写バイアスローラとの間に中間転写電界が形成される。Ｙ用のドラム状感光体２Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この中間転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１２上に中間転写される。このＹトナー像の上には、ドラム状感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて中間転写される。かかる重ね合わせの中間転写により、中間転写ベルト１２上には４色重ね合わせトナー像が形成される。この４色重ね合わせトナー像は、後述の２次転写ニップで転写紙Ｐに２次転写される。２次転写ニップ通過後の中間転写ベルト１２の表面に残留する転写残トナーは、上記張架ローラ１５にバックアップされる中間転写ベルト部分に当接するベルトクリーニング装置１６によってクリーニングされる。
【００２１】
［給紙カセット］
上記光書込ユニット１０の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する給紙カセット２０が配設されており、一番上の転写紙Ｐに給紙ローラ２０ａを押し当てている。給紙ローラ２０ａが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。
【００２２】
［２次転写バイアスローラ］
中間転写ユニット１１の上記駆動ローラ１３には、中間転写ベルト１２を介して２次転写バイアスローラ１８が当接して２次転写ニップを形成している。この２次転写バイアスローラ１８には、図示しない電源によって２次転写バイアスが印加される。
【００２３】
［レジストローラ対］
上記給紙カセット２０から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９のローラ間に挟まれる。一方、上記中間転写ベルト１２上に形成された４色重ね合わせトナー像は、ベルトの無端移動に伴って上記２次転写ニップに進入する。レジストローラ対１９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを２次転写ニップにて４色重ね合わせトナー像に密着させ得るタイミングで送り出す。これにより、２次転写ニップでは、４色重ね合わせトナー像が転写紙Ｐに密着する。そして、上記２次転写バイアスやニップ圧の影響を受けて転写紙Ｐ上に２次転写され、白色の転写紙Ｐ上でフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット２１に送られる。
【００２４】
［定着ユニット］
上記定着ユニット２１は、定着ベルト２１ａを３本のローラによって張架しながら無端移動せしめるベルトユニット２１ｂと、内部に熱源を有する加熱ローラ２１ｃとを備えている。そして、このベルトユニット２１ｂと加熱ローラ２１ｃとの間に転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着させる。定着ユニット２１を通過した転写紙Ｐは、排紙ローラ対２２を経て機外へと排出される。
【００２５】
［トナー収容器］
定着ユニット２１の図中側方には、補充用のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーを収容する４つのトナー収容器５０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋが配設されている。粉体収容器たるこれらトナー収容器５０Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに収容されるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋトナーは、それぞれ専用の現像器に適宜補給される。
【００２６】
図３は、Ｙトナー用のトナー収容器５０Ｙを示す分解斜視図である。図において、粉体収容器たるトナー収容器５０Ｙは、袋部５１Ｙと口金部５２Ｙとを有する収容部５３Ｙと、ノズル接続部５４Ｙとを備えている。袋部５１Ｙは、厚さ５０〜３００［μｍ］程度のポリエステルシートやポリエチレンシートなどといった変形自在なシート材が単層又は複層の角張った袋状に成形されたもので、内部に粉体たるＹトナーを収容している。袋部５１Ｙに用いられるシート材としては、ポリエチレンやナイロン等の樹脂シート、紙シートなどが挙げられる。袋部５１Ｙの上半分は、膨らんだ状態でほぼ直方体の形状になるが、下半分は逆四角錐状の形状になる。このような逆四角錐状の形状により、開口に向かって先細になるホッパが形成されている。このホッパの先端には、樹脂材等からなる円筒状の口金部５２Ｙが固定されている。トナー収容器５０Ｙは、収容部５３Ｙの口金部５２Ｙを下側に位置させる姿勢で用いられ、口金部５２Ｙと袋部５１Ｙとは連通している。よって、収容部５３Ｙにおいては、口金部５２Ｙ内が袋部５１Ｙから落下してくるＹトナーで満たされる。このようにＹトナーで満たされた口金部５２Ｙには円筒状のノズル接続部５４Ｙが接続されており、両者は図示しない連通口によって連通している。この連通口は、口金部５２Ｙ側から見た場合には収容部５３Ｙからの粉体出口たるトナー出口となる一方で、ノズル接続部５４Ｙ側から見た場合にはトナー受入口となる。なお、ノズル接続部５４Ｙの役割については後に詳述する。また、Ｙトナー用のトナー収容器５０Ｙについてだけ図３を用いて説明したが、他色トナー用のトナー収容器（５０Ｍ、Ｃ、Ｋ）についてもほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
【００２７】
図４は、Ｙトナー用のトナー搬送装置をＹトナー用の現像器の一部とともに示す概略構成図である。図において、剤搬送装置たるトナー搬送装置は、トナー収容器５０Ｙ、ノズル６０Ｙ、搬送チューブ７０Ｙ、エアー供給手段たるエアーポンプ８０Ｙ、吸引手段たる吸引ポンプ９０Ｙ等を備えている。トナー収容器５０Ｙは、図示のように口金部５２Ｙを下方に向ける姿勢で図示しない収容器支持台にセットされ、内部のトナーがほぼ無くなった時点で新たなものと交換される。この交換の際、搬送管たるノズル６０Ｙは、使用済みのトナー収容器５０Ｙの上記ノズル接続部５４Ｙから引き抜かれ、新たなトナー収容器５０Ｙのノズル接続部５４Ｙに挿入される。この挿入により、搬送管たるノズル６０Ｙと、同じく搬送管たる搬送チューブ７０Ｙと、吸引ポンプ９０Ｙとを介して、新たなトナー収容器５０Ｙと、Ｙ用の現像器４０Ｙとが接続される。
【００２８】
図５は、上記収容器支持台にセットされる前のトナー収容器５０Ｙを部分的に示す拡大構成図である。図示のように、トナー収容器５０Ｙの円筒状の口金部５２Ｙは、その下端が下壁によって塞がれている。よって、下端からＹトナーを排出するようなことはない。一方、連通口５５Ｙによって口金部５２Ｙに連通する円筒状のノズル接続部５４Ｙは、その上端が上壁によって塞がれているが、その下端が開口している。ノズル接続部５４Ｙの上壁にはコイルバネ５６Ｙが固定されている。ノズル接続部５４Ｙ内には、このコイルバネ５６Ｙの他に、これに接続された円柱状のシャッタ部材５７Ｙが配設されている。シャッタ部材５７は、その外径がノズル接続部５４Ｙの内径とほぼ等しくなっており、コイルバネ５６Ｙによって下端の開口に向けて付勢されている。そして、このように付勢された状態で、連通口５５Ｙの側方に位置してそこを閉鎖する。連通口５５Ｙのノズル接続部５４Ｙ側の周囲には、ゴム等の弾性材料からなるシール部材５８Ｙが固定されている。そして、連通口５５Ｙの側方に位置するシャッタ部材５７Ｙに密着することで、口金部５２Ｙ（ひいては収容部５３Ｙ）内の密閉性を確保する。
【００２９】
図６は、上記ノズル６０Ｙと、上記搬送チューブ７０Ｙと、上記エアーポンプ８０Ｙとを示す拡大構成図である。図において、ノズル６０Ｙの先端側は、内管６１Ｙと、外管６２Ｙとを有する２重管構造になっており、その外径は上記ノズル接続部の内径とほぼ等しくなっている。内管６１Ｙは、その先端を外管６２Ｙの内部で開口させる一方で、その後端を外管６２Ｙの外部で開口させている。但し、内管６１Ｙの後端には搬送チューブ７０Ｙが接続されているため、内管６１Ｙの後端は搬送チューブ７０Ｙ内で開口している。外管６２Ｙは、その先端付近の側壁に形成されたトナー受入口６３Ｙと、その後端付近の側壁に形成されたエアー受入口６４Ｙとを有している。外管６２Ｙの後端付近には、このエアー受入口６４Ｙに連通するようにエアー管６５Ｙが接続されている。更に、このエアー管６５Ｙには、エアーポンプ８０Ｙのポンプ部８１Ｙに設けられたエアー吐出チューブ８２Ｙが接続されている。かかる構成のノズル６０Ｙは、図７に示すように、その先端側がトナー収容器５０Ｙのノズル接続部５４Ｙ内に挿入される。この際、ノズル接続部５４Ｙ内においてコイルバネ５６Ｙによって鉛直方向下側に向けて付勢されている上記シャッタ部材５７Ｙを押し上げることで、連通口５５Ｙの側方から待避させる。そして、先に図４に示したように、この待避に伴って連通口５５Ｙを開放させながら、上記トナー受入口６４Ｙを連通口５５Ｙの側方に位置させるところまで十分に挿入される。この挿入によってノズル６０Ｙがトナー収容器５０Ｙのノズル接続部５４Ｙに接続されると、トナー収容器５０Ｙの口金部５２Ｙ内のトナーが、粉体出口たる連通口５５Ｙと、トナー受入口６４Ｙとを通ってノズル６０の外管６２Ｙ内に排出される。
【００３０】
かかる構成のトナー収容器５０Ｙにおいて、管接続部たるノズル接続部５４Ｙには、ノズル６０Ｙがそのトナー受入口６４Ｙを収容部５３Ｙの外側に位置させるように接続される。そして、収容部５３Ｙ内のＹトナーは、ノズル接続部５４Ｙによって連通口５５Ｙからノズル６０Ｙのトナー受入口６４Ｙに導かれる。そうすると、収容部５３Ｙ内のＹトナーが、収容部５３Ｙ内に進入しているノズル部分に邪魔されることなく連通口５５Ｙから排出されてトナー受入口６４Ｙに受け入れられる。よって、Ｙトナーを収容部５３Ｙから無駄なく排出することができる。
【００３１】
また、コイルバネ５６Ｙと、シャッタ部材５７Ｙとにより、ノズル接続部５４Ｙに対するノズル６０Ｙの着脱に連動して粉体出口たる連通口５５Ｙを開閉する連動シャッタを構成している。かかる連動シャッタを設けたトナー収容器５０Ｙでは、連通口５５Ｙを連動シャッタによって閉じた状態でトナー搬送装置にセットすることで、セットの際における収容器からのトナー流出を防止することができる。しかも、ノズル６０Ｙをノズル接続部５４Ｙに挿入すれば連通口５５Ｙを自動で開放させるので、セット後のトナー収容器５０Ｙからヒートシールを引き抜いて連通口５５Ｙを開放させるといった構成を採用する必要がない。よって、ヒートシール引抜き用の間隙をトナー収容器５０Ｙとトナー搬送装置本体（上記収容器支持台）との間に設ける必要がなく、その間隙からのトナー飛散を回避することもできる。
【００３２】
なお、図４などを用いて、ノズル６０Ｙの全体を収容部５３Ｙの外側に位置させるようにノズル６０Ｙを接続するノズル接続部５４Ｙについて説明した。しかしながら、トナー受入口６４Ｙさえ収容部５３Ｙの外側に位置させれば、ノズル６０Ｙの先端側を収容部５３Ｙ内に進入させてもかまわない。かかる構成でも、収容部５３Ｙ内のＹトナーを、収容部５３Ｙ内に進入しているノズル部分に邪魔させることなく連通口５５Ｙから排出させてトナー受入口６４Ｙに受け入れさせることが可能だからである。
【００３３】
先に示した図４において、ノズル接続部５４Ｙに接続されたノズル６０Ｙの内管６１Ｙの後端には、搬送管たる搬送チューブ７０Ｙが接続されている。この搬送チューブ７０Ｙは、変形自在で且つ耐トナー性に優れたゴム材や樹脂材等からなる内径φ４〜１０［ｍｍ］のチューブであり、ノズル６０Ｙとは反対側の端部が吸引ポンプ９０Ｙのポンプ部９１Ｙに接続されている。吸引ポンプ９０Ｙは、一軸偏芯スクリューポンプ（通称モーノポンプ）と呼ばれる方式のものである。そのポンプ部９１Ｙは、金属や剛性の高い樹脂などで偏芯した２条スクリュー形状に加工されたロータ９２Ｙ、ゴム等の材料に２条スクリュー状の空洞が形成されたステータ９３Ｙ、吸引口９４Ｙなどから構成されている。吸引ポンプ９０Ｙは、このポンプ部９１Ｙの他、これに連通する吐出部９５Ｙ、軸部材９６Ｙ、ユニバーサルジョイント９７Ｙ、吸引モータ９８Ｙ等も有している。吸引モータ９８Ｙが回転すると、その回転駆動力がユニバーサルジョイント９７Ｙと軸部材９６Ｙとを介して２条スクリュー形状のロータ９２Ｙに伝わる。そして、ロータ９２Ｙがステータ９３Ｙ内で回転すると、ポンプ部９１Ｙの吸引口９４Ｙに負圧が発生する。この負圧により、トナー収容器５０Ｙの口金部５４Ｙ内のＹトナーが吸引され、連通口５５Ｙ、トナー受入口６３Ｙ（図６参照）、ノズル６０Ｙの内管６１Ｙ、搬送チューブ７０Ｙを経由して吸引ポンプ９０Ｙ内に至る。そして、吸引ポンプ９０Ｙのステータ９３Ｙ内を通って吐出部９５Ｙ内に吐出される。この吐出部９５ＹはＹ用の現像器４０Ｙに接続されており、吐出部９５Ｙ内に吐出されたＹトナーは現像器４０Ｙに補給される。
【００３４】
このように吸引ポンプ９０Ｙの吸引によってＹトナーを搬送するトナー搬送装置においては、Ｙトナーに移動力を付与するためのスクリュー部材等の可動部材を、トナー搬送用の搬送管内に設ける必要がない。よって、搬送管として、変形自在な搬送チューブ７０Ｙを用いてプリンタ本体内に自由に排回すことが可能になる。そして、このことにより、トナー搬送経路のレイアウト自由度を大幅に向上させることができる。また、トナー収容器５０Ｙを現像器４０Ｙよりも重力方向下側に位置させる場合でも、吸引ポンプ９０Ｙとして吸引力の比較的高いものを用いることで、トナーのポンプアップ搬送が可能になる。そして、このことによっても、装置内部のレイアウト自由度を向上させることができる。一方、従来、搬送管内に可動部材を設けた従来のトナー搬送装置では、可動部材を設ける都合上、搬送管を直線状に構成せざるを得ず、その自由な排回しが困難になるため、レイアウト自由度を大幅に悪化させていた。
【００３５】
トナー収容器５０Ｙ内からのトナー排出は、吸引ポンプ９０Ｙによる吸引よりも、収容部５３Ｙ内におけるＹトナーの重力移動に依存する。これは次に説明する理由による。即ち、収容部５３Ｙ内においては、その内部のＹトナーのうち、口金部５２Ｙ内に存在するものが吸引されて収容部５３Ｙ内から消失する。Ｙトナーの流動性が比較的高ければ、この消失に伴い、口金部５２Ｙよりも上側の袋部５１Ｙ内に存在していたＹトナーが口金部５２Ｙ内に重力移動してきて補充される。このため、口金部５２ＹからＹトナーが引き続き吸引される。ところが、トナーの流動性が比較的低いと、袋部５１Ｙ内でＹトナーがトナーブロッキングと呼ばれる架橋現象を引き起こす場合がある。すると、口金部５２Ｙに十分量のＹトナーが重力移動しなくなり、トナー収容器５０ＹからＹトナーが排出されなくなる。以上のような理由により、図示のトナー搬送装置では、トナー排出性がトナーの重力移動に依存するのである。
【００３６】
トナーの流動性は、トナー粒子間に適度な空気を介在させた状態で良好となる。しかしながら、収容部５３Ｙ内においては、袋部５１Ｙ内のＹトナー粒子が自重によって少しずつ移動して粒子間距離を狭める。そして、徐々に嵩密度を増加させて流動性を低下させていく。そこで、レーザプリンタに係るトナー搬送装置は、収容部５３Ｙ内に向けて送気してＹトナーをエアー攪拌してほぐすことで、Ｙトナーの良好な流動性を維持するようになっている。具体的には、所定のタイミングでダイヤフラム型のエアーポンプ８０Ｙを駆動させるのである。この駆動によってエアー吐出チューブ８２Ｙ内に送られたエアーは、ノズル６０Ｙ内に進入する。進入したエアーは、エアー管６５Ｙ、エアー受入口６４Ｙ、外管６２Ｙ、トナー受入口６３Ｙを経由した後（図６参照）、連通口５５Ｙから口金部５２Ｙ内に至る。そして、袋部５１Ｙ内で対流してトナーを攪拌する。この攪拌により、収容部５３ＹのＹトナーの良好な流動性が維持される。
【００３７】
袋部５１Ｙの底面（図中上面）には図示しない通気フィルターが固定されている。この通気フィルターは、トナー粒子よりも細かいメッシュになっている。袋部５１Ｙ内で対流したエアーは、最終的にはこの通気フィルターを通って外部に排出される。
【００３８】
一軸偏心スクリューポンプやモーノポンプと言われる上記吸引ポンプ９０Ｙは、その単位時間あたりの吸引量をロータ９２Ｙの回転速度に厳密に比例させることが知られている。このため、本レーザプリンタにおいては、基本的には、ロータ９２Ｙの回転速度と回転時間とに基づいて、搬送先たる現像器４０Ｙに対するトナー補給量（トナー搬送量）を正確に調整することができる。但し、トナーの嵩密度が変化すると、それに伴って単位体積あたりのトナー粒子量と空気量との比が変化するため、トナー補給量が不安定になってしまう。しかしながら、本レーザプリンタに係るトナー搬送装置では、エアーポンプ８０Ｙを用いたエアー攪拌により、トナーの流動性を良好に維持している。よって、エアー攪拌によってトナー排出を促すことができるだけでなく、トナーの嵩密度の安定化によってトナー補給量をより正確に制御することも可能になる。なお、これまで、Ｙトナー用のトナー搬送装置について説明したが、他色のトナー用のトナー搬送装置もほぼ同様の構成であるので説明を省略する。
【００３９】
先に示した図４において、シャッタ部材５７Ｙは、ノズル接続部５３のノズル挿入路内に移動可能に配設されている。かかる構成では、シャッタ部材として、スライド板のような平面的なものでなく、円柱状に形成された図示のシャッタ部材５７Ｙのように、ノズル挿入路の径にほぼ等しい立体的なものを用いることが可能になる。そして、このことにより、平面的なシャッタ部材を用いる場合に比べ、連通口５５Ｙの周囲とシャッタ部材との密着性を高めて、連通口５５Ｙのシャッタ閉鎖性をより向上させることができる。更に、本レーザプリンタにおいては、弾性を発揮するシール部材５８Ｙを、連通口５５Ｙの周囲に設けている。このシール部材５８Ｙは、図８に示すように、ノズル挿入路の内壁から若干突出するように配設されている。このため、ノズル接続部５４Ｙ内でシャッタ部材５７Ｙやノズル６０Ｙに強く密着する。ノズル６０Ｙがノズル接続部５４Ｙから引き抜かれた状態にあるときには、先に図５に示したようにシール部材５８Ｙがシャッタ部材５７Ｙに強く密着することで、連通口５５Ｙのシャッタ閉鎖性を更に向上させる。また、ノズル６０Ｙがノズル接続部５４Ｙに挿入された状態にあるときには、先に図４に示したように、シール部材５８Ｙがノズル６０Ｙに強く密着することで、ノズル６０Ｙとノズル接続部５４Ｙとの気密性を高める。そして、吸引ポンプ９０Ｙによってノズル６０Ｙ内に発生した負圧を確実に口金部５２Ｙ内に作用させ、ノズル６０Ｙとノズル接続部５４Ｙとの間からのエアー吸引を回避することができる。
【００４０】
図９は、エアーポンプ８０Ｙの駆動タイミングと、吸引モータ９８Ｙ（吸引ポンプ９０Ｙ）の駆動タイミングとを示すタイミングチャートである。図示のように、エアーポンプ８０Ｙと吸引モータ９８Ｙとについては、両者を同時に駆動させないようにすることが望ましい。これは、次に説明する理由による。即ち、先に示した図６において、両者を同時に駆動させると、ノズル６０Ｙの内管６１Ｙ内に負圧を発生させるとともに、外管６２内にエアーを送り込むことになる。そうすると、外管６２Ｙから内管６１Ｙに向かうエアーの短絡路が形成されてしまう。そして、このことにより、口金部５２Ｙ（図４参照）内のＹトナーがノズル６０Ｙ内に十分に吸引されなくなってしまう。そこで、両者を別々に駆動させるのである。図９においては、トナー搬送装置によって上記現像器（４０Ｙ）に所定量のＹトナーが補給される毎にエアーポンプ８０Ｙを所定時間だけ駆動させるようにした制御の例を示している。トナー補給中（吸引モータ９８Ｙの駆動中）にＹトナーの補給量が上記所定の量に達した場合には、予定量のトナー補給を終了してからエアーポンプ８０Ｙの駆動を開始させるようにした制御である。このように所定量のトナー補給がなされる毎にエアーポンプ８０Ｙを作動させる制御の他、所定時間が経過する毎に作動させるようにしてもよい。
【００４１】
上述のように、本レーザプリンタのトナー搬送装置のトナー収容器５０Ｙでは、収容部５３Ｙの一部である袋部５１Ｙを、変形自在な材料で構成している。かかる構成では、使用済みのトナー収容器５０Ｙの袋部５１Ｙを圧縮して減容せしめることが可能である。具体的には、先に図３に示したように、袋部５１Ｙの底面（図中上側の面）や、側面には折り目がつけられている。使用済みの袋部５１Ｙの底面や側面を、この折り目に沿って図１０に示すように袋部５１Ｙの内側に折り畳むことで、袋部５１Ｙを扁平状の形状に変化させて減容することができる。そして、この減容により、トナー収容器５０Ｙの廃棄容量を少なくして処理費を低減することができる。また、メーカーが使用済みのトナー収容器５０Ｙを回収して再利用する場合には、減容によって輸送コストを低減することができる。これらの結果、トナー収容器５０Ｙの交換によるランニングコストを低減することができる。
【００４２】
図１１は、トナー収容器の変形例を示す斜視図である。この変形例では、一般にガゼット型と呼ばれる袋形状を採用している。即ち、袋部５１Ｙの底部を、牛乳パックの上部のような袋形状にしたのである。かかる形状の袋部５１Ｙでも、図１２に示すように、側面を内側に折り込むように畳むことで減容することができる。但し、その底部については、外側に突き出すように畳むことになる。よって、畳んだ後の平面積は図１０に示したものよりも大きくなる。
【００４３】
なお、エアーポンプ８０ＹによるＹトナーのエアー攪拌を行わない場合には、トナー収容器５０Ｙとして、袋部５１Ｙに上記通気フィルターを設けていないものを用いるとよい。そうすれば、吸引ポンプ９０Ｙの吸引力に伴って袋部５１Ｙを自動で減容せしめることが可能になるので、折り畳みの手間を省くことができるからである。
【００４４】
【００４５】
これまで、トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤を用いる二成分現像方式のレーザプリンタについて説明したが、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いる一成分現像方式にも本発明の適用が可能である。また、プリンタに限らず、複写機やファクシミリなどの他の画像形成装置でもよい。また、レーザ光による露光を行う方式ではなく、ＬＥＤによる露光や、イオン付与などによって静電潜像を形成する方式でもよい。また、電子写真プロセスを用いない画像形成方式のものにも、本発明の適用が可能である。かかる方式としては、例えば、特開平１１−３０１０１４号公報に記載の画像形成装置のような直接記録方式などがある。また、画像形成装置ではなく、トナー搬送装置や、トナー以外の粉体を搬送する粉体搬送装置についても本発明の適用が可能である。更には、画像形成用剤としてトナーを搬送するのではなく、二成分現像剤や磁性キャリアを搬送する剤搬送装置にも本発明の適用が可能である。
【００４６】
以上、本実施形態に係るレーザプリンタのトナー収容器５０Ｙにおいては、搬送管たるノズル６０Ｙの着脱に連動して粉体出口たる連通口５５Ｙを開閉する連動シャッタをノズル接続部５４Ｙに設けている。かかる構成では、連通口５５Ｙを連動シャッタによって閉じた状態でトナー搬送装置にセットすることで、セットの際における収容器からのトナー流出を防止することができる。しかも、連通口５５Ｙの周囲に貼り付けたヒートシールを引き抜くといった構成を採用する必要がないため、引抜き用の間隙からのトナー飛散を回避することもできる。
また、ノズル接続部５４Ｙとして、ノズル挿入路をノズル６０Ｙに係合させるものを用い、且つシャッタ部材５７Ｙをそのノズル挿入路内に移動可能に設けている。かかる構成では、シャッタ部材として、スライド板のような平面的なものでなく、ノズル挿入路の径にほぼ等しい立体的なものを用いることが可能になり、平面的なものを用いる場合に比べてシャッタ閉鎖性をより向上させることができる。
また、収容部５３Ｙの袋部５１Ｙを変形自在な材料で構成して、その減容を可能にしている。そして、このことにより、トナー収容器５０Ｙの交換によるランニングコストを低減することができる。
また、実施形態に係るレーザプリンタの粉体搬送装置たるトナー搬送装置においては、トナー収容器５０Ｙとして、ノズル６０Ｙと収容部５３Ｙの外側で係合するノズル接続部５４Ｙを有するものを用いる。そして、このことにより、トナー収容器５０Ｙ内のＹトナーを無駄なく排出させて現像器４０Ｙに補給することができる。
また、実施形態に係るレーザプリンタにおいては、トナー搬送装置として、ノズル６０Ｙと収容部５３Ｙの外側で係合するノズル接続部５４Ｙを有するトナー収容器５０Ｙがセットされるものを用いる。そして、このことにより、トナー収容器５０Ｙ内のＹトナーを無駄なく使用してプリントコストを低減することができる。
【００４７】
【発明の効果】
請求項１、２、３、４、５又は６の発明によれば、可動部材の付設によるコストアップを生ずることなく、粉体を無駄なく排出することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図。
【図２】同レーザプリンタにおけるイエロー用のプロセスユニットの概略構成を示す拡大図。
【図３】同レーザプリンタのＹトナー用のトナー収容器を示す分解斜視図。
【図４】同レーザプリンタのＹトナー用のトナー搬送装置をＹトナー用の現像器の一部とともに示す概略構成図。
【図５】同トナー搬送装置にセットされる前の同トナー収容器を部分的に示す拡大構成図。
【図６】同トナー搬送装置のノズルと、搬送チューブと、エアーポンプとを示す拡大構成図。
【図７】同トナー収容器の口金部及びノズル接続部をノズルとともに示す斜視図。
【図８】同口金部及びノズル接続部を示す横断面図。
【図９】同トナー搬送装置のエアーポンプの駆動タイミングと、吸引モータの駆動タイミングとを示すタイミングチャート。
【図１０】袋部を折り畳んだ状態の同トナー収容器を示す斜視図。
【図１１】同トナー収容器の変形例を示す斜視図。
【図１２】袋部を折り畳んだ状態の同変形例を示す斜視図。
【図１３】従来のトナー収容器の一例を示す概略構成図。
【図１４】同トナー収容器のキャップの一例を示す平面図。
【図１５】同トナー収容器におけるキャップの他の一例を示す断面図。
【図１６】従来のトナー収容器における他の一例を示す概略構成図。
【符号の説明】
１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ　　　プロセスユニット
２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ　　　ドラム状感光体
１０　　　　　　　　　光書込ユニット
１１　　　　　　　　　中間転写ユニット
１８　　　　　　　　　２次転写バイアスローラ
１９　　　　　　　　　レジストローラ対
２０　　　　　　　　　給紙カセット
２１　　　　　　　　　定着ユニット
３０Ｙ　　　　　　　　帯電器
４０Ｙ　　　　　　　　現像器（搬送先）
４８Ｙ　　　　　　　　ドラムクリーニング装置
５０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ　　トナー収容器（粉体収容器）
５１Ｙ　　　　　　　　袋部
５２Ｙ　　　　　　　　口金部
５３Ｙ　　　　　　　　収容部
５４Ｙ　　　　　　　　ノズル接続部（管接続部）
５５Ｙ　　　　　　　　連通口（粉体出口）
６０Ｙ　　　　　　　　ノズル（搬送管）
７０Ｙ　　　　　　　　搬送チューブ（搬送管）
５７Ｙ　　　　　　　　シャッタ部材
【図１】
2004018138.tif 000003
【図２】
2004018138.tif 000004
【図３】
2004018138.tif 000005
【図４】
2004018138.tif 000006
【図５】
2004018138.tif 000007
【図６】
2004018138.tif 000008
【図７】
2004018138.tif 000009
【図８】
2004018138.tif 000010
【図９】
2004018138.tif 000011
【図１０】
2004018138.tif 000012
【図１１】
2004018138.tif 000013
【図１２】
2004018138.tif 000014
【図１３】
2004018138.tif 000015
【図１４】
2004018138.tif 000016
【図１５】
2004018138.tif 000017
【図１６】
2004018138.tif 000018