(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置の現像器へトナーを供給するボトル状トナー容器としてのトナーカートリッジの先端部にトナー吐出口が形成され、該トナーカートリッジの内壁には該トナーカートリッジの回転によりトナーを前記トナー吐出口に搬送する螺旋状凸部が形成されると共に、外表面の長手方向には少なくとも１つの溝凹部が形成され、
前記トナーカートリッジの溝凹部に対応して係合する係合突起を内周部に有するカートリッジガイド部材が設けられ、
前記溝凹部と前記係合突起が合致時のみ、前記トナーカートリッジが前記カートリッジガイド部材を介して前記電子写真画像形成装置の装填口に嵌入されて前記トナーカートリッジの先端部が回転駆動軸を有するホルダーに係合されて装填されると共に、
装填時には前記カートリッジガイド部材は、前記トナーカートリッジと共に一体で回転可能にされ、
前記電子写真画像形成装置の装填口には前記カートリッジガイド部材を同心に回転可能に支持する支持部材が取り付けられており、前記カートリッジガイド部材にはその回転軸心に同心の円周上に少なくとも２つの突起が設けられ、前記支持部材には前記突起が嵌入して回転方向に移動可能に結合する前記回転軸心に同心のリング状の溝部が設けられ、前記突起と前記溝部は前記トナーカートリッジの外周の近傍に配置されており、
前記カートリッジガイド部材の突起は根本の部分より先端部分が膨らんでおり、前記支持部材のリング状の溝部は入り口部分が奥の部分より狭くなっており、前記先端部分の大きさは前記溝部の入り口近傍の溝幅より大きくなっていて、前記カートリッジガイド部材の突起を前記支持部材のリング状の溝部に部分的に圧入して前記カートリッジガイド部材が前記支持部材に結合されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項２】
電子写真画像形成装置の現像器へトナーを供給するボトル状トナー容器としてのトナーカートリッジの先端部にトナー吐出口が形成され、該トナーカートリッジの内壁には該トナーカートリッジの回転によりトナーを前記トナー吐出口に搬送する螺旋状凸部が形成されると共に、外表面の長手方向には少なくとも１つの溝凹部が形成され、
前記トナーカートリッジの溝凹部に対応して係合する係合突起を内周部に有するカートリッジガイド部材が設けられ、
前記溝凹部と前記係合突起が合致時のみ、前記トナーカートリッジが前記カートリッジガイド部材を介して前記電子写真画像形成装置の装填口に嵌入されて前記トナーカートリッジの先端部が回転駆動軸を有するホルダーに係合されて装填されると共に、
装填時には前記カートリッジガイド部材は、前記トナーカートリッジと共に一体で回転可能にされ、
前記電子写真画像形成装置の装填口には前記カートリッジガイド部材を回転可能に支持する支持部材が取り付けられており、前記カートリッジガイド部材は、前記支持部材の係合面に対向する同心の円周上に、少なくとも２つの柱状の突起を有し、該突起の先端部は球形状にしてあり、前記支持部材の係合面には、前記柱状の突起が嵌入して前記カートリッジガイド部材が回転自在に装着されるためのリング状の溝部が同心に穿たれており、そのリング状の溝部をその中心軸を含む平面で切った断面形状は入り口付近が長方形で、奥側が円の形状であり、前記柱状の突起を前記リング状の溝部に嵌入して前記カートリッジガイド部材が前記電子写真画像形成装置の支持部材に装着されて回転可能に係合されていることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のトナー補給装置において、前記カートリッジガイド部材には、前記トナーカートリッジの長手方向の移動抑え部材が取り付けてあることを特徴とするトナー補給装置。
【請求項４】
請求項１〜３の何れか１項に記載のトナー補給装置において、前記装填口と前記ホルダーとの間に装填用のガイド板が設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真画像形成装置のトナー容器としてボトル状のトナーカートリッジを用いたトナー補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来のトナーカートリッジは電子写真画像形成装置の本体に固定して取り付けられたカートリッジガイド部材の突起に、前記トナーカートリッジの表面の軸方向に設けられた溝を合わせて本体に挿入して装着することによってトナーの種類を間違えることなくトナーカートリッジを装填することが可能にしてあり、所謂フールプルーフが達成できるようにしてある。
【０００３】
そして、装填が完了すると、ボトル状のトナーカートリッジの溝はカートリッジガイド部材の突起から外れトナーカートリッジ先端部の駆動軸の回転によってトナーカートリッジは回転し、その内部に設けられた螺旋状凸部によって中のトナーは先端部の吐出口に搬送されながら現像器の補給手段のホッパーに送り出されて行く。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、トナーカートリッジのトナーが空になり、新しいトナーカートリッジに交換するとき、トナーカートリッジの表面に付けてある縦の溝とガイド部材の突起位置は外れていて両者の位相関係は全く違った状態になっており、このままではトナーカートリッジは電子写真画像形成装置の本体から取り出すことができず、手探りで両者の位相を合わせて抜き出すようにしていた。
【０００５】
このように従来は、ボトル状のトナーカートリッジを電子写真画像形成装置の本体から抜き出すときに、ボトル状のカートリッジとカートリッジガイド部材との間で凹凸の位置を確かめて抜かなければならなかった。その際に、ボトルを手で回転させるため、ボトル表面に傷が付きリユース上で問題が生じていた。
【０００６】
本発明はこのような従来技術の問題点を解決して容易にして確実にトナーカートリッジを傷つけることなく電子写真画像形成装置の本体から引き出すことができしかも装填も容易でトナーカートリッジのリユースも確実に行えるようにしたトナー補給装置を提供することを課題目的にする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）〜（４）の何れか１項によって達成される。
【０００８】
（１）  電子写真画像形成装置の現像器へトナーを供給するボトル状トナー容器としてのトナーカートリッジの先端部にトナー吐出口が形成され、該トナーカートリッジの内壁には該トナーカートリッジの回転によりトナーを前記トナー吐出口に搬送する螺旋状凸部が形成されると共に、外表面の長手方向には少なくとも１つの溝凹部が形成され、
前記トナーカートリッジの溝凹部に対応して係合する係合突起を内周部に有するカートリッジガイド部材が設けられ、
前記溝凹部と前記係合突起が合致時のみ、前記トナーカートリッジが前記カートリッジガイド部材を介して前記電子写真画像形成装置の装填口に嵌入されて前記トナーカートリッジの先端部が回転駆動軸を有するホルダーに係合されて装填されると共に、
装填時には前記カートリッジガイド部材は、前記トナーカートリッジと共に一体で回転可能にされ、
前記電子写真画像形成装置の装填口には前記カートリッジガイド部材を同心に回転可能に支持する支持部材が取り付けられており、前記カートリッジガイド部材にはその回転軸心に同心の円周上に少なくとも２つの突起が設けられ、前記支持部材には前記突起が嵌入して回転方向に移動可能に結合する前記回転軸心に同心のリング状の溝部が設けられ、前記突起と前記溝部は前記トナーカートリッジの外周の近傍に配置されており、
前記カートリッジガイド部材の突起は根本の部分より先端部分が膨らんでおり、前記支持部材のリング状の溝部は入り口部分が奥の部分より狭くなっており、前記先端部分の大きさは前記溝部の入り口近傍の溝幅より大きくなっていて、前記カートリッジガイド部材の突起を前記支持部材のリング状の溝部に部分的に圧入して前記カートリッジガイド部材が前記支持部材に結合されていることを特徴とするトナー補給装置。
【００１１】
（２）  電子写真画像形成装置の現像器へトナーを供給するボトル状トナー容器としてのトナーカートリッジの先端部にトナー吐出口が形成され、該トナーカートリッジの内壁には該トナーカートリッジの回転によりトナーを前記トナー吐出口に搬送する螺旋状凸部が形成されると共に、外表面の長手方向には少なくとも１つの溝凹部が形成され、
前記トナーカートリッジの溝凹部に対応して係合する係合突起を内周部に有するカートリッジガイド部材が設けられ、
前記溝凹部と前記係合突起が合致時のみ、前記トナーカートリッジが前記カートリッジガイド部材を介して前記電子写真画像形成装置の装填口に嵌入されて前記トナーカートリッジの先端部が回転駆動軸を有するホルダーに係合されて装填されると共に、
装填時には前記カートリッジガイド部材は、前記トナーカートリッジと共に一体で回転可能にされ、
前記電子写真画像形成装置の装填口には前記カートリッジガイド部材を回転可能に支持する支持部材が取り付けられており、前記カートリッジガイド部材は、前記支持部材の係合面に対向する同心の円周上に、少なくとも２つの柱状の突起を有し、該突起の先端部は球形状にしてあり、前記支持部材の係合面には、前記柱状の突起が嵌入して前記カートリッジガイド部材が回転自在に装着されるためのリング状の溝部が同心に穿たれており、そのリング状の溝部をその中心軸を含む平面で切った断面形状は入り口付近が長方形で、奥側が円の形状であり、前記柱状の突起を前記リング状の溝部に嵌入して前記カートリッジガイド部材が前記電子写真画像形成装置の支持部材に装着されて回転可能に係合されていることを特徴とするトナー補給装置。
【００１２】
（３）  （１）項または（２）項に記載のトナー補給装置において、前記カートリッジガイド部材には、前記トナーカートリッジの長手方向の移動抑え部材が取り付けてあることを特徴とするトナー補給装置。
【００１３】
（４）  （１）〜（３）項の何れか１項に記載のトナー補給装置において、前記装填口と前記ホルダーとの間に装填用のガイド板が設けられていることを特徴とするトナー補給装置。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１５】
図１は、本発明のトナー補給装置を装着した電子写真画像形成装置としてのデジタル複写機の断面構成図である。
【００１６】
デジタル複写機１００の上部には、原稿Ｇが載置される原稿載置板１０１が設けられている。
【００１７】
この原稿Ｇは、露光ランプ１１０と一体に移動するミラー１１１と、このミラー１１１の移動距離の半分を移動するＶ型に構成されたミラー１１２，１１３と、結像レンズ１１４と、ＣＣＤ１１５とで読み取られる。
【００１８】
ドラム状の感光体１０２の外周には、帯電器１０３、現像器１０４、転写器１０５、分離器１０６、クリーニング装置１０７が各々動作順に配置されている。そして現像器１０４にはトナー容器としてのトナーカートリッジ４０２やトナー補給手段４１１から成るトナー補給装置４００が連結され消費に見合うトナーが安定して補給されるようにしてある。
【００１９】
ＣＣＤ１１５で読み取られたデジタル画像データは、図示しないレーザから出射されるレーザ光に重畳され、ポリゴンミラー１１６により走査される。走査されたレーザ光は、ミラー１１７，１１８により反射され、ｆθレンズ１１９、シリンドリカルレンズ１２０、ミラー１２１を介して、感光層面に帯電器１０３で電荷が付与された感光体１０２を露光し、静電潜像を形成する。
【００２０】
次に、現像器１０４で静電潜像を現像し、感光体１０２の感光層面にトナー画像による可視像を形成する。
【００２１】
更に、デジタル複写機１００の下方位置には、上下方向に両面複写用給紙ユニット１３０と、給紙ユニット１４０，１５０及び１６０とが配置されており、給紙ユニット１４０，１５０及び１６０には通常、異なるサイズの記録媒体としての用紙Ｐが収納されている。
【００２２】
例えば、給紙ユニット１４０内に収納された用紙Ｐが選択されると、用紙Ｐを給紙ローラ１４１にて１枚のみ給紙し、この用紙Ｐを搬送ローラ１４２により搬送する。
【００２３】
同様にして、給紙ユニット１５０又は１６０内に収納された用紙Ｐが選択されると、用紙Ｐを給紙ローラ１５１又は１６１にて１枚のみ給紙し、この用紙Ｐを搬送ローラ１５２又は１６２等により搬送する。
【００２４】
そして、用紙Ｐは、搬送路１７０をトナー画像が形成された感光体１０２方向に搬送される。そして、用紙Ｐはレジストローラ１７２で一旦停止させられ、感光体１０２に形成されたトナー画像と用紙Ｐとが一致するようにして給紙が行われる。
【００２５】
次に、感光体１０２のトナー画像が転写器１０５により用紙Ｐに転写され、この用紙Ｐは分離器１０６により感光体１０２面より分離される。そして、用紙Ｐは搬送装置１７３で定着器１８０に搬送される。
【００２６】
定着器１８０は加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２とを備えており、用紙Ｐのトナー画像が加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２とにより用紙Ｐに安定に定着した状態にされる。
【００２７】
定着が完了した用紙Ｐは排紙案内ローラ１７４により排紙される。片面複写の場合は排紙切換部材１７５が下降し、そのまま排紙トレイ１７６に用紙Ｐが排紙される。
【００２８】
両面複写の場合は排紙切換部材１７５が上昇し、用紙案内部１７７が開放され、用紙Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００２９】
更に、搬送機構１７８により用紙Ｐは下方に搬送され、用紙反転部１７９によりスイッチバックさせられ、用紙Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。
【００３０】
用紙Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ベルト１３１で給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で用紙Ｐを再給紙し、用紙Ｐを搬送路１７０に案内する。
【００３１】
再び、上述したように感光体１０２方向に用紙Ｐを搬送し、用紙Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着器１８０で定着した後、排紙トレイ１７６に排紙する。
【００３２】
さて、このような画像形成装置には上述のような種々の機能が具備され性能は益々高度化や高速化が進められてゆく中で、機構や操作の簡易化や効率化や環境問題としての機材の再利用化（リユース）が合わせて求められている。これについて例えばトナー補給装置について実施したことを次に述べる。
【００３３】
図２の斜視図に示すように、前記トナー補給装置４００は、トナーを収容するトナー容器としてのトナーカートリッジ４０２と、該トナーカートリッジ４０２に同心に係合するホルダー４０１と、該ホルダー４０１を回転駆動させる駆動軸４０１Ａと、該駆動軸４０１Ａの回転により前記トナーカートリッジ４０２の吐出口から供給されるトナーを搬送路４０６を介して受け取り一時貯留するホッパー４１２とを設け、更に該ホッパー４１２内のトナーを攪拌しながら現像器１０４に補給するスクリュー４１３を有する補給手段４１１とその駆動軸４１１Ａを備えている。そして各駆動軸４０１Ａ，４１１Ａは不図示の駆動源としてのモータから歯車列等の駆動伝達手段によって駆動される。
【００３４】
このトナーカートリッジ４０２は図３の側面図に示すように現像器へトナーを供給するボトル状のトナー容器であり、その一端に、ベローズが押されることによって開放されるトナー吐出口が形成され、該トナーカートリッジの内壁には該トナーカートリッジの回転によりトナーを前記吐出口に搬送する螺旋状凸部４０３と、外表面の長手方向には少なくとも１つの溝凹部４０４とが形成され、前記トナーカートリッジ４０２の溝凹部４０４に対応して係合する係合突起４０７を内周部に有するカートリッジガイド部材４０５が設けられ、前記溝凹部４０４と前記係合突起４０７が合致時のみ、前記トナーカートリッジが電子写真画像形成装置としてのデジタル複写機１００に着脱自在に装着されると共に、装着時には前記カートリッジガイド部材４０５は、前記トナーカートリッジ４０２と共に一体で回転可能にされる。
【００３５】
ここに、前記溝凹部４０４及び係合突起４０７の数及びその位相角度は適応するトナーの種類によって区別されるようにしてある。これによってトナーの種類を間違えることなく正しいトナーカートリッジがセットされ所謂フールプルーフが実現する。
【００３６】
前記電子写真画像形成装置としてのデジタル複写機１００の装填口４５０には前記カートリッジガイド部材４０５を回転可能に支持する支持部材４５１が取り付けられ、前記カートリッジガイド部材４０５は、前記支持部材４５１の係合面４５２に対向して同心の円周上に、少なくとも２つの柱状の突起４０８を有し、該突起の先端部は球形状４０８Ａであり、前記支持部材４５１の係合面４５２には、前記柱状の突起４０８が嵌入して前記カートリッジガイド部材４０５が回転自在になるためのリング状の溝部４５４が同心に穿たれており、その中心軸を含む平面で切った断面である図５の部分拡大断面図にも示すように、そのリング状の溝部４５４の断面は溝部４５４の入り口付近が狭くしてあり、具体的な一例として長方形であり、奥側が円の形状である。
【００３７】
前記柱状の突起４０８の先端部の形状は球形状でなくても良いが、球形状以外の形状よりも角で抵抗を受けることが少ないので球形状がより好ましいと言える。
【００３８】
図５において、Ａは柱状の突起の柱状部の直径（幅）であり、Ｂは突起の先端部の球径であり、Ｃは断面が長方形の溝部の幅寸法であり、Ｄは断面が円の溝部の直径である。ＤがＣよりも大きいことによって柱状の突起４０８は溝部４５４の入り口の長方形の部分に圧入してさしこまれ、断面が円の溝部に達した所で突起の先端部も根本の部分も隙間が緩くなって落ち着くため、回転自在でしかもスラスト方向には抜けにくい状態が持続できる。
【００３９】
この突起４０８と溝部４５４の結合部はボトル状のトナーカートリッジ４０２の外周付近にとってあるので前記支持部材４５１やカートリッジガイド部材４０５はそれほど大きくならず、機械構成をコンパクトにすることが可能になる。
【００４０】
このように、デジタル複写機１００の装填口４５０に取り付けられた支持部材４５１にカートリッジガイド部材４０５がスラスト方向を規制され且つ回転自在に保持されて装着されている。そして、トナーカートリッジ４０２はその溝凹部４０４をカートリッジガイド部材４０５の係合突起４０７に合わせて装填され、その先端部をデジタル複写機１００の内部に設定されているベローズ及び駆動軸４０１Ａを有するホルダー４０１に結合されて装填を完了する。そして装填時にベローズが押されて吐出口が開放され、駆動軸４０１Ａが駆動されることによりトナーカートリッジ４０２は回転されその先端部の吐出口から中のトナーが搬送路４０６を通ってホッパー４１２に供給されていく。新しいトナーカートリッジに交換するときは、空になったトナーカートリッジを手前に引いてカートリッジガイド部材４０５にガイドされながら前記ホルダー４０１から外して取り出しを完了する。このとき引き出しが容易になるように途中にガイド板４５９が設けられている。そして、新しいトナーカートリッジ４０２が前述のような手順で装填される。このとき前記ガイド板４５９があることにより装填操作はより楽に正確に行われる。そしてトナーカートリッジ４０２は傷められること無く殆どそのままの状態でリユース可能になる。
【００４１】
更に、図３の側面図の右端部及び図４の正面図に示すように、前記カートリッジガイド部材４０５には、前記トナーカートリッジ４０２の長手方向の移動抑え部材４６０を取り付けることができる。これによってトナーカートリッジ４０２のスラスト方向の位置は前記ホルダー４０１による固定作用に加えて更に強固に確実になる。
【００４２】
この移動抑え部材４６０とカートリッジガイド部材４０５とは開閉支軸４６２の取り付け部４６１及び４０５Ａを介して開閉可能にしてあり、移動抑え部材４６０が閉じられた場合には、ばね４６４により爪４６５がカートリッジガイド部材４０５の係合部と係合できるようにしてある。この状態で移動抑え部材４６０の中心部に装着されたばね４６３によってトナーカートリッジ４０２はカートリッジガイド部材４０５から外方に抜け出さないようになってスラスト方向の移動がより抑制される。
【００４３】
尚、トナーカートリッジ４０２の装填及び取り出しの操作は図３のＨで示す空間に手を入れてトナーカートリッジ４０２の端部の細くなった縊れた部分を押し込んだり手前に引いたりすることによって容易に行える。
【００４４】
以上の説明はモノカラーのデジタル複写機１００について行ったが、本発明はこれに限定されるものではなく、広くカラー画像形成装置について適用することができる。
【００４５】
【発明の効果】
上記の発明によれば、ボトル状のトナーカートリッジをカートリッジガイド部材と共に回転させるのでボトル状のトナーカートリッジの表面に傷を付ける心配がなく、ボトル状のトナーカートリッジの取り外しに際し、ユーザが手で溝合わせをしたりすることが不用で、取り扱いが簡単になり、それによって、トナーカートリッジのリユースも実現できる。また、長手方向の抑え部材があるので、ガイド部材が回転する際の偏心を抑え安定した回転駆動の伝達ができる効果がある。また、トナーカートリッジの装填又は脱装に際してはガイド板が配置され、円滑で容易で安全にトナーカートリッジを扱うことが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を装着したデジタル複写機の断面構成図である。
【図２】本発明のトナー補給装置の一例の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明のトナーカートリッジとカートリッジガイド部材と移動抑え部材とを本体に固定した支持部材に装填した状態を示す側面図である。
【図４】本発明のトナーカートリッジとカートリッジガイド部材と移動抑え部材とを本体に固定した支持部材に装填した状態を示す正面図である。
【図５】カートリッジガイド部材を支持部材に装着するときの、前者の突起と後者の溝部との結合状態を示す部分拡大断面図である。
【符号の説明】
１００  デジタル複写機
１０４  現像器
４００  トナー補給装置
４０１  ホルダー
４０１Ａ，４１１Ａ  駆動軸
４０２  トナーカートリッジ
４０３  螺旋状凸部
４０４  溝凹部
４０５  カートリッジガイド部材
４０６  搬送路
４０７  係合突起
４０８  突起（柱状の突起）
４５０  装填口
４５１  支持部材
４５４  溝部（リング状の溝部）
４６０  移動抑え部材
４６２  開閉支軸
４６３，４６４  ばね
４６５  爪
【図１】
0003991641.tif 000002
【図２】
0003991641.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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