(57)【要約】【課題】本発明は、安価で、トナーエンド誤検知がなく、確実なトナーエンド検知を行う現像剤補給方法および現像剤補給装置を提供することを課題とする。【解決手段】現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器４０と、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサ５９を設け、該センサは所定の位置にて、容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知することを特徴とする。【選択図】  図２
2005017789.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する
ことを特徴とする現像剤補給方法。
【請求項２】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該現像剤容器の中央部と該現像剤容器の現像剤排出孔とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、
順次内部の現像剤を排出孔側に移動させ、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該現像剤排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、現像剤容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する
ことを特徴とする現像剤補給方法。
【請求項３】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、
前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、前記現像剤容器内の現像剤の有無を検知する
ことを特徴とする現像剤補給方法。
【請求項４】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該現像剤容器の中央部と該現像剤容器のトナー排出部とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、
順次内部の現像剤を排出孔側に移動させて、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、
前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、容器内の現像剤の有無を検知する
ことを特徴とする現像剤補給方法。
【請求項５】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項６】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該現像剤容器の中央部と該現像剤容器の現像剤排出孔とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、
順次内部の現像剤を排出孔側に移動させ、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該現像剤排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、現像剤容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項７】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、
該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、
前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、前記現像剤容器内の現像剤の有無を検知する
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項８】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、
該現像剤容器の中央部と該現像剤容器のトナー排出部とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、
順次内部の現像剤を排出孔側に移動させて、
該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、
前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、
前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、
該センサは所定の位置にて、容器内の現像剤の有無を検知する
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項９】
電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、
柔軟なシート部材から構成され、
一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤収納容器を用いる現像剤補給装置において、
前記現像剤容器を減容する方向に付勢する部材と、該付勢部材の一部の位置を検知するセンサを設けた
ことを特徴とする現像剤補給装置。
【請求項１０】
前記センサは、現像剤容器内の現像剤のニアエンド検知と、
現像剤容器のセット検知とを
１つのセンサにより兼用する
ことを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載の現像剤補給装置。
【請求項１１】
前記センサを複数設けることによって、
現像剤容器内の現像剤残量を検知する
ことを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載の現像剤補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機、ファクシミリ、プリンタ、ダイレクトデジタル製版機等の画像形成装置の２成分現像剤または１成分現像剤を用いた現像装置の現像剤補給方法および現像剤補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置では、一般的にトナーやキャリアと呼ばれる現像剤を用いて、現像器によりトナー像を形成して画像を作成している。
トナーは画像形成とともに消費されるため、通常は、容器にトナーを入れたトナーカートリッジとして本体に供給し、容器内のトナーが無くなったら新しいトナー容器と交換して新しいトナーを補充する方式が一般的である。
【０００３】
トナーが粉体であるがゆえに、容器から確実に残りが少なくなるようにトナーを排出する事は重要な課題であり、トナーを容器内から容器出口部に向けて搬送する方式として通常用いられる方法には、
・図８に示すように、通称オーガと呼ばれるスクリューを容器内部に設けて、これを回転する事でトナーを一方に送る方法。
・図９に示すように、スクリューボトルと呼ばれ、筒状の容器の円筒部内面に螺旋状の突起を設け、この容器を回転させる事によってトナーを少しずつ出口部に搬送する方法。
・トナー収納容器からのトナー排出方法として、トナー収納容器に非対称往復運動により加速を与え、慣性によって容器内トナーを一方向に移動させ容器下方向に設けられた排出口から、トナーの排出を行うトナー移送方法。
・袋状の柔軟な容器内のトナーを吸引ポンプによって吸引し、現像器に供給する方法。
さらには、特許文献１、２に記載されているように、内部のトナーを吸引排出することにより、トナー排出後の容器を減容にすることが出来ることも示されている。
【０００４】
トナー補給装置には、容器内のトナーが無くなったことを検知するトナーエンド検知手段が必要であるが、トナー補給装置から現像装置へトナーを搬送する経路の途中に、トナーホッパを設けて、トナーを貯留する場合は、そのトナーホッパのトナーに触れる壁面に圧電センサを設けて、トナーホッパ内のトナーを検知する方法が一般的である。また、トナーホッパを持たない場合、搬送経路の壁面に同様な検知手段を設ける場合もある。また、トナー容器の一部に透明な部材を取付、トナー容器内のトナーの有無を直接見る方法もある。検知手段も圧電センサの他に、光センサでトナーの有無を見る場合もある。
【０００５】
ところが、搬送経路やトナー容器内にはトナーが滞留しやすく、トナーエンド時に確実にトナーが存在しなくなる場所の特定が困難である。また、トナーは、搬送経路やトナー容器の壁面等に付着し易い。これらのトナー滞留やトナー付着によってトナーエンドの誤検知が生じやすい。そのため、圧電センサの場合はセンサ表面、光センサの場合はセンサが発光する前記透明部材に、付着したトナーを清掃する清掃部材を設けているが、コストアップを生じており、その上安定したトナー清掃が困難であるため、トナーエンド誤検知の問題が十分に解決できていないのが現状である。
【０００６】
【特許文献１】
特開２００１−３２４８６３号公報
【特許文献２】
特開２００２−７２６４９号公報
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上記問題点に鑑み、本発明は、安価で、トナーエンド誤検知がなく、確実なトナーエンド検知を行う現像剤補給方法および現像剤補給装置を提供することを課題とする。
【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、請求項１に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知することを特徴とする現像剤補給方法である。
【０００９】
請求項２に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該現像剤容器の中央部と該現像剤容器の現像剤排出孔とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、順次内部の現像剤を排出孔側に移動させ、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該現像剤排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、現像剤容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する  ことを特徴とする現像剤補給方法である。
【００１０】
請求項３に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、前記現像剤容器内の現像剤の有無を検知することを特徴とする現像剤補給方法である。
【００１１】
請求項４に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該現像剤容器の中央部と該現像剤容器のトナー排出部とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、順次内部の現像剤を排出孔側に移動させて、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給方法において、前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、容器内の現像剤の有無を検知することを特徴とする現像剤補給方法である。
【００１２】
請求項５に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知することを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１３】
請求項６に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該現像剤容器の中央部と該現像剤容器の現像剤排出孔とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、順次内部の現像剤を排出孔側に移動させ、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該現像剤排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、現像剤容器壁の有り無しによって現像剤の終了を検知する  ことを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１４】
請求項７に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該排出孔付近の現像剤を吸引する現像剤吸引手段と、該排出孔と該現像剤吸引手段とを接合するパイプとを具備し、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、前記現像剤容器内の現像剤の有無を検知することを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１５】
請求項８に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤容器と、該現像剤容器の中央部と該現像剤容器のトナー排出部とを結ぶ鉛直水平面内の、略水平方向に加速度の異なる往復運動を与え、順次内部の現像剤を排出孔側に移動させて、該現像剤容器内部の現像剤を外部に移送する現像剤補給装置において、前記現像剤容器の壁は、少なくとも一部を透明な材質で構成され、  前記現像剤容器の排出孔近傍の容器壁側面に対して、発光及び受光する光学式のセンサを設け、該センサは所定の位置にて、容器内の現像剤の有無を検知することを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１６】
請求項９に記載の本発明は、電子写真装置に用いられる現像剤を収納し、柔軟なシート部材から構成され、一部に現像剤容器内の現像剤を排出する孔を持つ現像剤収納容器を用いる現像剤補給装置において、前記現像剤容器を減容する方向に付勢する部材と、該付勢部材の一部の位置を検知するセンサを設けたことを特徴とする現像剤補給装置である。
【００１７】
請求項１０に記載の本発明は、前記センサは、現像剤容器内の現像剤のニアエンド検知と、現像剤容器のセット検知とを１つのセンサにより兼用することを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載の現像剤補給装置である。
【００１８】
請求項１１に記載の本発明は、前記センサを複数設けることによって、現像剤容器内の現像剤残量を検知することを特徴とする請求項５ないし９のいずれかに記載の現像剤補給装置である。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明をトナー補給部に用いたカラー用電子写真画像形成装置の一例である。１ａ〜１ｄは感光体であり、マゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの各色用が設けられている。一般的な電子写真プロセスと同様に、帯電装置３により一様の電荷を与えられた後に、露光装置２によって形成する画像に応じた露光を受けて静電潜像が形成される。
現像器２０は、静電潜像をトナーで現像して、トナー像を形成するためのユニットである。
感光体上に形成されたトナー像は、中間転写ローラ４により、中間転写ベルトに５に転写された後、給紙装置７によって給紙される転写紙上に、転写部８にて転写され、定着装置９により転写紙上に定着固定され、排紙部１０より画像が出力される。
【００２０】
本図で示す現像器２０は、いわゆる２成分現像器であり、その内部にはトナーとキャリアを混合した現像剤が貯蔵され、攪拌されている。攪拌された現像剤を磁力によって現像ローラ表面に保持しながら、潜像を現像してトナー像を作る。
カラー用の４色（ブラック、イエロー、シアン、マゼンダ）の各トナー容器４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄは、正面断面が正方形または長方形形状で、本体の前面から奥側に向かって長手に延びた形状になっている。本実施例では、トナー容器４０を本体正面から奥側に向かって装着するようになっている。取り出しはその逆である。
【００２１】
図２は、本実施例に係わるトナー補給装置である。
現像器２０には、画像の形成に伴い消費したトナーを補給する装置が現像器の上部に設けられている。
粉体ポンプ３４は、一軸偏芯スクリューポンプ（通称モーノポンプ）を用いる。ローター３２、ステータ３３はポンプを構成する２つの主要部品であり、ローター３２は円形断面が螺旋状にねじれた形状をしており、硬い材質である。一方、ステータ３３は、ゴム状の柔軟な材料で出来ており、長円形の断面が螺旋状にねじれた形状の穴を有している。また、ステータ３３の螺旋のピッチはローター３２の螺旋のピッチの２倍の長さに形成されている。このような２つの部品を嵌合し、ローター３２側を回転する事でポンプに自吸力（吸引圧力）が生じ、トナー容器４０から移送チューブ３１を介してトナーを吸引搬送し、ローター３２とステータ３３の間に出来るスペースにトナーを取込み、吐出する物である。モーター３８はローター３２を回転駆動し、３７はユニバーサルジョイントを示す。トナーはノズル５１のトナー吸引口から入り、図の右から左に吸引搬送されてトナー排出口３９から下方に落下し、落下したトナーが現像器２０に供給される構成である。
【００２２】
トナー容器４０中には新しいトナーが収納されており、消費した時には、容器ごと新しい物と交換して用いられる。トナー容器受け４５は、トナー容器４０をセットする受け部となる。支持台４６はトナー補給部を支持するためのものであり、装置本体に固定装着される。
トナー容器４０は、後述の駆動装置により往復運動を与えられ、トナーを出口方向（図中右方向）に順次移動させ、粉体ポンプ３４によってトナーを排出し現像器２０に移送する。
【００２３】
図３は、トナー容器４０の分解斜視図である。
トナー容器４０は、底板４１、口部４２、キャップ４３、スプリング４４、シールホルダ４７ａ、シール４７により構成されている。容器４０は５０μｍから３００μｍ程度の厚さの透明樹脂フィルム等のフレキシブルな材質からできているため、容器の省資源化による低コスト、及び使用前後に容器を減容することができ、トナー充填前の容器保管コスト、使用後の回収する際の回収コストの低減等で非常に優れている。底面４１は前記フィルムに比べて厚さ０．５ｍ以上程度の厚い樹脂等の剛性の高い材料を用いることで、容器を装置本体に装着する際の操作性を向上させることができ、さらに容器の往復運動時における底面のたるみ等が原因となる排出量低下、トナー残量の増加を防止している。
【００２４】
図４は、トナー容器を装着途中（セット完了前）の口部付近の断面図を示し、図５は、トナー容器を装着完了時の、図４を左から見たトナー導通路（ノズル５１）、口部付近の断面図を示す。
口部４２は、容器４０に溶着、接着などで固定されている。口部４２に設けられたトナー排出孔４２ｃには、排出孔４２ｃを閉めるキャップ４３が設けられており、キャップ４３は、さらにスプリング４４によりノズル挿入孔４２ｄ方向へ付勢され、シール４７に突き当てられることにより、容器内部のトナーが外部に漏れることを防止する。容器４０がＤ方向に押し込まれ、装着されるときに、口部４２のノズル挿入孔４２ｄに、トナー容器受け４５に固定された管状のノズル５１が挿入されようとする。さらにＤ方向へ容器が押し込まれると、図５に示すように、ノズル５１がノズル挿入孔４２ｄに完全に挿入され、容器の底板４１がトナー容器受けに当たり、それ以上容器が挿入出来ない位置で止まり固定される。この状態で、口部の排出孔４２ｃの真下にノズル５１の吸引口５２が来るように固定され、トナー容器内部と、トナー移送経路が排出孔４２ｃ、ノズル５１の吸引口５２を介して連結される。さらに、このトナー移送経路は、シール４７がノズル５１のテーパ部５４に密着することにより完全に密閉される。
【００２５】
図４に示すように、トナー排出孔４２ｃが容器底面に設けられているので、トナーが落下しやすく、内部の残量がなく最後までトナー排出を行うことが可能となる。さらに、剛性の高い底面に口部４２を設けることにより、容器装着時の口部４２と本体ノズル５１との勘合の位置決めが行いやすくなり、操作性が良くなる。また容器の量産製造も比較的容易に行うことができる。側面の柔らかいシート面に口部４２を設けることは、以上の利点を損なうばかりでなく、容器減容時に口部４２が邪魔になり、小さくきれいに畳みにくくなる。また、トナー残量を極力少なくするためにために、口部４２を最下位置に設けることが必要であるが、容器の製造上（口部４２とフィルムの溶着面が必要なため）底面から１０ｍｍ程度は上に設けることになる。
【００２６】
図４では、口部４２には排出孔４２ｃに向かって傾斜部４２ｂが設けられており、小さいノズル孔、排出孔４２ｃを用いても容器内トナー残量をほぼなくすことができる。小さいノズルを用いることは口部４２の小型化（容器全体、本体装置の小型化）、口部４２との脱着時のトナー汚れ防止、トナー吸引搬送の効率向上（移送経路が小さい方が空間が少ないため圧力上昇が大きく、トナーの流速が上がる）等に非常に有効である。
また口部、ノズル５１を水平方向に抜き差しすることにより、容器と同様に水平方向に伸びてスペースを取らない構造とすることができる。また容器を長手方向に装着することで、同時に口部とノズル５１との勘合ができ、容器のワンアクション装着が可能（従来のように装着した後にレバー等の操作が必要ない）となる。  さらには、この脱着動作は水平方向であるため、垂直方向に脱着する方式に比べトナー飛散が大幅に低減できる。
【００２７】
図２に示すように、トナー容器受け４５と支持台４６との間にはコロ５０が配置されて、支持台４６に対してトナー容器受け４５が図中矢印Ｂ−Ｃの方向に移動可能に支持される。これ以外の方向には移動したり外れたりしないように一般的な手段により保持されているものとする。
加圧バネ４９は一端をトナー容器受け４５に、他端を支持台４６に固定され、容器受け４５を図中右方向に付勢している。加圧バネ４９は図のようにコイルバネを用いるだけでなく、弾性体を用いることもでき、弾性体は省スペースで適度な弾性が得られ、適度な粘性抵抗があり、低騒音化の効果がある。カム５７は図示しない本体または、支持台４６に一般的手段により支持されている。
【００２８】
カム５７は矢印Ａの方向に回転する事により、第一ステップとしてカムによって受け台３０が左方向（図中矢印Ｃ方向）に移動し加圧バネ４９が押圧され、第二ステップとしてカムの天頂が通過した時点で開放され、受け台４５は加圧バネ４９の力で矢印Ｂの左方向に加速しながら運動する。第三ステップとして、受け台４５はあるスピードで支持台４６に備えられたストッパー４８に衝突して止まる。ストッパーにより容器は急減速し、トナー容器のＢ方向とＣ方向の加速度の差が大幅に異なることになるため、トナーの慣性力が高まりトナーがＢ方向に移動する。ストッパー４８はゴム、スポンジなどの弾性部材を使用すると、ダンパー効果（粘性力により）適度な加速度（減速）が得られると同時に装置の振動、騒音を防止できる。第四ステップとして、吸引ポンプ３４が作動し、吸引力が発生し、左側に移動した内部のトナーがフレキシブルチューブ３１通り現像器に補給される。一軸偏芯スクリューポンプはロータ３２の回転角と、トナー移送量が比例関係であり、正確にトナー補給量を制御できる。また移送部材にフレキシブルな部材を用いているため、受け台４５の往復運動による動きを吸収でき、振動が現臓器に伝わる影響を防いでいる。
【００２９】
吸引毎に容器の往復運動をさせることによって、常時トナー排出口をトナーで覆うことによって、空引き（容器内の空気を吸引する）を防止し、補給量を安定化させる（吸引のみを続けていると、トナーの架橋現象により、排出孔４２ｃの上部のトナーがなくなってしまうため）。
以上のような動作を繰り返し、容器内トナーは確実に排出される。容器内のトナーは図６ａから図６ｄの順で、順次減少していく。このときに、容器が柔らかいシート材のために同時に順次減容していき、トナー排出が終了したときには容器は初期の１／１０〜１／５程度に減容される。
【００３０】
図７ａ、ｂは、初期および最終減容後のトナー容器の状態を示す。すなわち使用後に容器交換動作で容器を取り出すと、水平の薄い板状になっているので取り出し操作性も容易であり、使用後容器の保管スペースも取らない。
トナーエンドセンサは図５ａ、５ｂの発光手段５９と、受光手段５８とにより構成される。図５ａはトナーが交換された直後で、トナーが容器内にほぼ充満された状態である。この場合、発光手段５９から発光された光がトナー容器及びトナー容器内のトナーに遮られており、トナーがある状態を検知している。図５ｂでは容器内のトナーがほぼ全て排出され、前述のようにトナー容器が排出されたトナーの体積分減容された状態である。この状態では発光手段５９から発光された光が受光手段５８に受光され、トナーエンド状態を検知している。したがって、トナーエンドセンサの位置は、図２，４、５の様に、トナーエンド時に的確に減容壁なしが検知できる位置に調整することが望ましい。センサの水平方向（揺動方向）位置は、最後までトナーが残る位置である、排出口の付近が望ましい。センサの上下位置は注意が必要である。つまりセンサの位置を上に動かすとトナーエンドの時期を早めにすることになり、トナー残量が多く残ってしまうこともある。下に動かすと、トナーエンドの時期をぎりぎりまで遅くして、トナーを最後まで使い切ることが出来るが、余りに下過ぎると、トナーは最後まで排出されたが、トナー容器が最後まできれいに減容しなかった場合は、トナーエンドにもかかわらずその検知がされないこともあるためである。
【００３１】
図８は、図２のトナー補給装置の粉体ポンプを用いない場合であり、光学式のトナーエンドセンサ５９を設け、トナー容器内のトナーの有り無しを検知することが有効である。この場合トナー容器は透明なシート部材を用いることによって、光の透過を可能とし、容器内のトナーを検知することが容易に可能となる。図のようにセンサが向いている面にトナーがある場合は、センサによって発光した光は受光されずにトナーありを検知する。最終的に容器内の全てのトナーが排出されたときは、センサが向いている面にトナーがないので、センサによって発光した光は受光されてトナーなしを検知する。従来、光センサによるトナーの有無によるトナーエンド検知では、透明部材を別途センサ検知面に設ける必要があったが、透明シートを用いたフレキシブルトナー容器ではその必要がない。また、検知壁面にトナーが付着しやすく、その清掃部材を必要としたが、本発明ではトナー搬送のために振動が適宜加えられているために、この振動にて壁面に付着したトナーが落下してトナー付着が防止できる。つまり清掃部材を必要とせず、確実なトナーエンドセンサを安価に設けることが可能となる。
【００３２】
図９ａ、９ｂは別のトナー容器の実施例で、容器全体が、厚さ０．５〜２ｍ程度の樹脂等の剛性の高い部材８７によって構成されている。前述のトナー容器の揺動によりトナーが容器内部で移動・排出する様子は図７と同様であるが、剛性の高い材質で出来ているために容器は吸引動作によって減容はせず、減容検知は行うことができない。本容器は容器を装着する際の操作性が非常に高い。
図９は、図８のような剛性部材８７の内部に、図２〜７のようなフィルム材質から成る袋容器が内包された２重構造のトナー容器である。前述のトナー容器の揺動によりトナーが容器内部で移動・排出する様子、及び袋容器４０がトナー排出動作と共に減容していく様子は図６と同様であり、外側の剛性部材８７は、図８と同様変化しない。本容器は使用後に再使用を行うときに、内部の袋容器のみを交換することにより、図６の容器同様に省資源化、減容による回収コスト、管理コストの低減が可能であり、さらには図８の容器の操作性の利点を併せ持つため有効である。また、光学センサが検知する部分は、ハード容器に穴を設けている。また、この容器は、図８のトナー補給装置にも用いることが可能であることはいうまでもない。
【００３３】
図１０、図１１は従来のトナー容器の図であり、図１０は容器７０の内部にトナー排出部材７１が設けられており、外部（画像形成装置本体）より駆動軸７２を回転駆動することによりトナー排出部材が回転し、容器内部のトナーを右方向に移動し、排出孔からトナーを落下させる。
図１１はトナー容器８０の外周に螺旋溝８１が設けられており、容器８０を回転駆動させることにより、螺旋溝８１が内部のトナーを左方向に移動し、排出孔からトナーを排出する。
【００３４】
図１２ないし１４は本発明の別のトナー補給装置の実施例であり、図１５はその中のトナー容器受け１００のみの分解斜視図である。
トナー容器が空になったときの交換は図のように、トナー容器着脱用扉１０３を図１２の矢印Ｅ方向に引いて図に示すように開け、空となった容器を取り出してから、新しい容器をセットして扉１０３を閉めることによって行われる。
現像器１４の内部に搬送オーガと呼ばれる螺旋状のフィンをもったスクリュー１５、１６が矢印Ｃ、Ｄ方向に回転しておりこの部分にはトナーとキャリアを混合した現像剤が入っている。搬送オーガによって、例えばスクリュー１５では現像剤が図中手前から奥側に現像剤が搬送され、スクリュー１６では現像剤が奥側から手前に搬送され奥側と手前側には中央の仕切り１７の無い部分が設けられて、現像剤が循環しながら攪拌される構成となっている。この循環する現像剤の一部が、現像ローラ１９によって磁力で吸い上げ、吸着され、ドクターブレード１８で均一が厚さに均されてから、感光体に接する事で感光体上の静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する物である。ここで、感光体に付着するのはトナーのみであり、現像器内の循環する現像剤中のトナーの量を一定に保つ為に、トナー補給口６７より、少量ずつトナーを補給しながら現像が行われる。
【００３５】
トナー補給部の構成は、新しいトナーを収容するトナー容器１５０があり、トナー容器内のトナー１４０を粉体ポンプ手段６０（一軸偏心スクリューポンプ）で吸引排出して現像器のトナー補給口６７に供給する。
トナー容器はトナーを収納する袋状の柔軟なトナー容器とその最下部に接続された口金部３０とにより構成される。口金部には、吸引用のノズル１１３が挿入される。
シャッター１１３ａは、ノズル１１３が挿入されないときにトナー流出を止めるためのものである。
また、シール材１１５は、ノズル１１３又はシャッター１１３ａの両側に配置され気密性を保つためのものである。
ノズル１１３のトナー吸引路１１０には、粉体ポンプ手段６０がチューブを介して接続される。粉体ポンプは一軸偏芯スクリューポンプで前述と同様である。
ノズル１１３から現像器に至る部分は本体装置に固定され、トナー容器１５０は、内部のトナーが消費されて無くなる毎に、新しい容器と交換される。交換の都度ノズルの着脱が行われる為に、着脱時の汚れやエアーの漏れを防ぐ為には口金部とノズルの間の密閉性が非常に重要である。
【００３６】
また、トナー補給時には、現像器内部のトナー濃度が不足したという信号により、電源Ｎよりモーター３８に通電し、一軸偏芯スクリューポンプをＯＮしてトナー容器内のトナーを吸引し、現像器の現像剤部に供給（落下）させる。一定量の補給が完了したらＯＦＦとする。
シャッターの断面形状と、ノズルの断面形状とはほぼ同一に構成され、ノズルがシャッターを押し出すことによってシャッターが口金の外に出、ノズルの開口１１４の部分がトナーの排出路と接続されることによりトナーの吸引が可能となる。
容器受け１０５は本体側で容器を受け、シャッターが退避するスペースと、シャッターを押し戻す為の押し部材１０６、圧縮スプリング１０７が設けられて、シャッターを口金部に付勢しており、ノズルが抜けるのと同時にシャッターは元の位置に戻される構成である。
この構成では、シャッターが移動する間は、ノズル先端とシャッター端面とが密着しているため、ノズルセット時のトナーの漏れを確実に防ぐことができる。シール材との関係は、ノズルをセットしたときは、右側のシール材がノズルと密着し、左側のシール材がシャッターの右端周面と密着している。
【００３７】
トナーエンドセンサ１３０、１３１は、光学式の発光手段と受光手段を持つものである。トナーエンドセンサ１３０はトナー容器の裏側にあり、手前側のトナー容器壁面に向かって発光されており、トナー容器をはさんだ手前側に図示しない受光手段を設けている。
柔軟なトナー容器のために、トナーが補給されるとトナー容器はその体積の分だけ減容する。さらに補給動作が繰り返され、最終的にはトナーがほぼ全て排出されると、容器はほぼ完全につぶれた状態となりトナーエンドとなる。このときのトナーの減少の仕方と、トナー容器の減容の仕方とは、図１３、１４に示すようになる。つまり、トナーエンドの状態図１４になったときに初めて、トナーエンドセンサ１３０の発光手段が発する光が受光手段に届き、トナーエンドの検知と、完全減容の達成を検知することができる。さらに、第二のトナーエンドセンサ１３１を設けることにより、前述のトナーエンドの少し前の図１３状態を検知することが可能である。これによって、トナー残量があと１０ｇと５０ｇなどと複数のニアエンド（トナー残量）が検知できる。さらに、これらのトナーエンドセンサを増やすことによってより細かいトナーの残量表示も可能となることはいうまでもない。これは、往復運動を用いた図２または図８のトナー補給方式においても転用できることもいうまでもない。この場合の例は、図７ｂ、７ｃ、７ｄのセンサ５９ａ、５９ｂ、５９ｃが、往復運動方向に３箇所設けられているとおりである。
【００３８】
図１６は、本発明のトナー補給装置の別の実施例であり、図１２に対して、エアー供給ポンプ２６０を設け、エアー供給ポンプからチューブ２６２，バルブ２６１、チューブ２６３、上向きのノズル５１を介してトナー容器４０内に空気を供給している点が大きく異なる。空気の供給は、トナー容器内のトナーが架橋しないようにある一定の補給間隔で（一定のトナー補給をする毎に）トナーを撹拌するためである。トナー容器内に空気を供給するために、トナー補給後にもトナー容器は減容しない。つまり、トナーエンド時にトナー容器は、トナーが多く入っている時と同様に膨らんだ状態である。よって、図１２のような減容検知によるトナーエンド検知はできない。そこで、図の５９の位置に光学式のトナーエンドセンサを設け、トナー容器内のトナーの有り無しを検知することが有効である。トナー容器は透明なシート部材を用いることによって、光の透過を可能とし、容器内のトナーを検知することが容易に可能となる。
【００３９】
トナー容器は交換の作業性を向上させるため、柔軟な袋容器を固いハード容器で覆う構成となっているが、光学センサが検知する部分はハード容器に穴を設けている。また、この方法は前述の図１２のトナー補給装置に用いることが可能であることはいうまでもない。図１２のトナー容器の場合は、外観上容器に印刷を行うことが必要だが、少なくともセンサが検知する部分のみは印刷を行わずに元の透明部分を残しておくことで対処できる。
【００４０】
図１７は、図２のトナー補給方式に、付勢部材９０を設けて、トナー容器を下方向に付勢しており、付勢部材の一部位置９２を検知するセンサ５８（受光手段）及び５９（発光手段）を設けた方法である。
付勢部材９０は、軸９１に対して回動可能であり、重力により下方向に付勢されているが、別途バネ等により下方向に強制付勢してもよい。図１７ａはトナーが容器内にほぼ充満された状態、図１７ｂはトナーが殆ど排出されてトナーエンド状態である。それぞれの状態で、図のように付勢部材、及び付勢部材の一部位置９２の位置が変化し、付勢部材の一部位置を検知する光学式センサ５８及び５９によりトナーエンド状態図１７ｂが検知可能となる（この場合、トナーありのとき光は受光され、トナーエンドのときに光は遮断される）。付勢部材の一部位置９２に対するトナーエンドセンサの位置は、図の様に、トナーエンド時に的確にトナーありに対する相違を判定できる位置に設定される。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明は、低コストで、柔軟なシートを用いたトナー容器の減容状態の検知と、減容状態の検知を行うことによるトナーエンド検知と両方を行うことができ、さらに、トナー容器のセット検知も兼用することができる現像剤補給方法を提供することが可能となる。また、本発明は、低コストで、柔軟なシートを用いたトナー容器の減容状態の検知と、減容状態の検知を行うことによるトナーエンド検知と両方を行うことができ、さらに、トナー容器のセット検知も兼用することができる現像剤補給装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に係わるカラー用電子写真画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の実施例に係わる現像器およびトナー補給装置を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係わるトナー容器の斜視図である。
【図４】本発明の実施例に係わるトナー容器を装着途中の口部付近の断面図である。
【図５】本発明の実施例に係わるトナー容器を装着完了時の口部付近の断面図である。
【図６】トナー容器内のトナーが減少していく状態を示す図である。
【図７】トナー容器内のトナーが減少していく初期と最終減容後の状態を示す図である。
【図８】本発明の実施例に係わるトナー補給装置で粉体ポンプを用いない場合を示す図である。
【図９】本発明の実施例に係わる別のトナー容器を用いた場合の図である。
【図１０】従来のトナー容器を示す図である。
【図１１】従来のトナー容器を示す図である。
【図１２】本発明の実施例に係わる別のトナー補給装置を示す図である。
【図１３】図１２のトナー補給装置においてトナーが減容した状態を示す図である。
【図１４】図１２のトナー補給装置においてトナーエンドの状態を示す図である。
【図１５】図１２ないし１４のトナー補給装置のトナー容器受けの分解斜視図である。
【図１６】図１２にエアー供給ポンプを設けたトナー補給装置を示す図である。
【図１７】図２のトナー補給装置に付勢部材を設けた図である。
【符号の説明】
１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ    感光体
２    露光装置
３    帯電装置
４    中間転写ローラ
５    中間転写ベルト
６    クリーニング装置
７    給紙装置
８    転写部
９    定着装置
１０    排紙部
１４    現像装置
１５    スクリュー
１６    スクリュー
１７    中央仕切り
１８    ドクターブレード
１９    現像ローラ
２０    現像装置
３０    口金部
３１    移送チューブ
３２    ローター
３３    ステータ
３４    粉体ポンプ（一軸偏心スクリューポンプ）
３７    ユニバーサルジョイント
３８    モーター
３９    トナー排出口
４０    トナー容器
４１    底板
４２    口部
４３    キャップ
４４    スプリング
４５    トナー容器受け
４６    支持台
４７    シール
４７ａ  シールホルダ
４８    ストッパー
４９    加圧バネ
５０    コロ
５１    ノズル
５２    ノズルの吸引口
５４    テーパ部
５８    トナーエンドセンサ
５９    トナーエンドセンサ
６０    粉体ポンプ（一軸偏心スクリューポンプ）
６５    チューブ
６７    トナー補給口
７０    従来のトナー容器Ａ
７１    トナー排出部材
７２    駆動軸
８０    従来のトナー容器Ｂ
８１    螺旋溝
９０    付勢部材
９１    付勢部材の軸
９２    付勢部材の一部位置
１０５    容器受け
１０６    押し部材
１０７    圧縮スプリング
１１０    吸引路
１１３    吸引用ノズル
１１３ａ    シャッター
１１４    ノズルの開口
１１５    シール材
１３０    トナーエンドセンサ
１３１    トナーエンドセンサ
１５０    トナー容器
２６０    エアー供給ポンプ
２６１    バルブ
２６２    チューブ
２６３    チューブ
【図１】
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【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】
2005017789.tif 000015
【図１４】
2005017789.tif 000016
【図１５】
2005017789.tif 000017
【図１６】
2005017789.tif 000018
【図１７】
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