(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
収納部と新トナー受容部と廃トナー受容部とを具備して前記収納部に着脱自在に収納されるトナーカートリッジを含む電子写真装置において、
前記トナーカートリッジは、前記新トナー受容部のトナーを外部へ供給するための供給口と、
外部から廃トナーが前記廃トナー受容部へ引入される受入口と、
前記供給口と前記受入口を共に開放する開放位置及び共に閉鎖する閉鎖位置にスライディングできるように設置されるシャッターとを含み、
前記収納部には、前記シャッターに設置された係合部と係合して、前記トナーカートリッジが前記収納部に着脱される時に、前記シャッターを各々前記開放位置と前記閉鎖位置にスライディングするように案内するガイド溝が設けられ、
前記トナーカートリッジが前記収納部に装着された時、前記シャッターは前記開放位置にスライディングすることを特徴とする電子写真装置。
【請求項２】
前記トナーカートリッジは、前記シャッターを前記閉鎖位置にロッキングさせるロッキング位置とロッキングを解除する解除位置とを有するロックアームをさらに含み、
前記収納部には、前記トナーカートリッジが前記収納部に着脱される時に前記ロックアームを前記解除位置と前記ロッキング位置に各々案内するガイドホームが設けられることを特徴とする請求項１に記載の電子写真装置。
【請求項３】
前記トナーカートリッジは、前記供給口と前記受入口が形成されて前記供給口と前記受入口を前記新トナー受容部と廃トナー受容部とに各々連結させる供給通路と受入通路に区分された受渡部をさらに含み、
前記受渡部は、前記トナーカートリッジの外部に突出されており、
前記シャッターは、前記受渡部にスライディングできるように設置されることを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真装置。
【請求項４】
前記トナー受容部から新しいトナーを前記供給口へ搬送する第１搬送手段と、前記受入口から廃トナーを前記廃トナー受容部へ搬送する第２搬送手段との内の少なくともいずれか一つを具備することを特徴とする請求項３に記載の電子写真装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真装置に関し、特に、低コストで交換作業が容易なトナーカートリッジを有する電子写真装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真装置は、静電潜像が形成される感光体などの物体表面に粉末状のトナーを付着させ、そのトナーを物体表面から記録体に転写することにより、記録体に画像を形成するものである。なお、物体表面に付着している不要なトナーは廃トナーとして回収される。
【０００３】
電子写真装置において、トナーを補給する技術としては、従来より、外部よりトナーを直接投入するタイプと、トナーカートリッジを装置本体から取り外して新しいものに交換するタイプとが広く用いられている。
【０００４】
図６に、カートリッジ交換タイプの電子写真装置に用いられるトナーカートリッジの従来の構成を模式的に示す。図６において、トナーカートリッジ７０には、新トナーを収容する空間としての新トナー収容部７１と、廃トナーを収容する空間としての廃トナー収容部７２とが設けられ、さらに、新トナーを外部に供給する開口としての供給口７３と、廃トナーを受け入れる開口としての受入口７４とがそれぞれ設けられている。
【０００５】
また、カートリッジ交換時におけるトナーによる汚染を防止すること等を目的として、上記供給口７３、及び上記受入口７４には、開閉機構７５，７６が個々に設けられている。図６（ｂ）は供給口７３に設けられる開閉機構７５、図６（ｃ）は受入口７４に設けられる開閉機構７６をそれぞれ示している。
【０００６】
例えば、図６（ｂ）の開閉機構７５は、シャッター部材７７を周方向に移動させることにより、上記供給口７３を開閉するように構成され、図６（ｃ）の開閉機構７６は、金属製のバネ部材７８に接続されたシャッター部材７９を直線的に摺動させることにより、上記受入口７４を開閉するように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年、電子写真装置の低コスト化が進み、トナーカートリッジにおいても、低コスト化や交換作業の簡易化が求められる傾向にある。
【０００８】
本発明は、上述する事情に鑑みてなされたものであり、低コスト化や交換作業の簡易化を図ることができるトナーカートリッジを備えた電子写真装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明の電子写真装置は、収納部と新トナー受容部と廃トナー受容部とを具備して前記収納部に着脱自在に収納されるトナーカートリッジを含む電子写真装置において、前記トナーカートリッジは、前記新トナー受容部のトナーを外部へ供給するための供給口と、外部から廃トナーが前記廃トナー受容部へ引入される受入口と、前記供給口と前記受入口を共に開放する開放位置及び共に閉鎖する閉鎖位置にスライディングできるように設置されるシャッターとを含み、前記収納部には、前記シャッターに設置された係合部と係合して、前記トナーカートリッジが前記収納部に着脱される時に、前記シャッターを各々前記開放位置と前記閉鎖位置にスライディングするように案内するガイド溝が設けられ、前記トナーカートリッジが前記収納部に装着された時、前記シャッターは前記開放位置にスライディングすることを特徴とする。
【００１０】
前記トナーカートリッジは、前記シャッターを前記閉鎖位置にロッキングさせるロッキング位置とロッキングを解除する解除位置とを有するロックアームをさらに含み、前記収納部には、前記トナーカートリッジが前記収納部に着脱される時に前記ロックアームを前記解除位置と前記ロッキング位置に各々案内するガイドホームが設けられることが好ましい。
【００１１】
前記トナーカートリッジは、前記供給口と前記受入口が形成されて前記供給口と前記受入口を前記新トナー受容部と廃トナー受容部とに各々連結させる供給通路と受入通路に区分された受渡部をさらに含み、前記受渡部は、前記トナーカートリッジの外部に突出されており、前記シャッターは、前記受渡部にスライディングできるように設置されることが好ましい。
【００１２】
前記トナー受容部から新しいトナーを前記供給口へ搬送する第１搬送手段と、
前記受入口から廃トナーを前記廃トナー受容部へ搬送する第２搬送手段との内の少なくともいずれの一つを具備することが好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の電子写真装置の一実施形態について図面を参照して説明する。
図１は本発明の電子写真装置のトナーカートリッジの実施形態の一例を示す斜視図、図２は本例のトナーカートリッジの概略的な断面図である。
図１において、本例のトナーカートリッジ１１は、電子写真装置に設けられる収納部１２に着脱自在に収納される。収納部１２は、一面が開放されたボックス状に形成されており、開放端側から上記トナーカートリッジ１１が着脱自在に収納される。
【００１４】
図２に示すように、トナーカートリッジ１１は、粉末状の新トナーを収容する空間としての新トナー収容部２０と、廃トナーを収容する空間としての廃トナー収容部２１とを有する。また、トナーカートリッジ１１には、新トナーを外部に供給する開口としての供給口２２と、廃トナーを受け入れる開口としての受入口２３とが設けられている。供給口２２は、供給通路２４を介して上記新トナー収容部２０に接続され、受入口２３は、受入通路２５を介して上記廃トナー収容部２１に接続されている。
【００１５】
本例では、上記供給口２２及び上記受入口２３は、１つの箇所にまとめて設けられている。具体的には、トナーカートリッジ１１には筒状に突出して形成された受渡部２６が設けられており、この受渡部２６の周面に上記供給口２２及び上記受入口２３が対向配置して設けられている。また、受渡部２６は、内部空間が２つに分割されており、一方の空間が供給通路２４として上記供給口２２及び新トナー収容部２０に接続され、他方の空間が受入通路２５として上記受入口２３及び廃トナー収容部２１に接続されている。
【００１６】
また、供給通路２４、及び受入通路２５にはそれぞれ、トナーを搬送する搬送手段としてのスクリュー２７，２８が配設されている。スクリュー２７，２８はそれぞれ、各通路２４，２５内で回転自在に支持され、駆動部２９により駆動される。供給通路２４に配されるスクリュー２７は、新トナー収容部２０から供給口２２に向けて新トナーを搬送するように回転し、受入通路２５に配されるスクリュー２８は、受入口２３から廃トナー収容部２１に向けて廃トナーを搬送するように回転する。なお、本例のように、トナーの搬送手段としてのスクリュー２７，２８を備えることにより、新トナーの供給口２２と廃トナーの受入口２３とを、１つの箇所に容易にまとめることができる。また、供給口２２と受入口２３とが１つの箇所にまとまることにより、トナーカートリッジ１１のコンパクト化を容易に図ることができる。
【００１７】
さて、本例のトナーカートリッジ１１は、上記供給口２２と上記受入口２３とを１つの部材（シャッター３０）で開閉する開閉機構３１を備えている。図３は、開閉機構３１の構成及び動きを説明するための模式図、図４は、トナーカートリッジ１１の概略的な断面図である。
【００１８】
図３において、シャッター３０は、一方の端面が閉じられた略筒状に形成されている。また、シャッター３０は、開放端にトナーカートリッジ１１の上記受渡部２６が軸方向に挿入され、この受渡部２６に対して軸方向に摺動自在に取り付けられている。
【００１９】
開閉機構３１は、上記シャッター３０、上記シャッター３０の周面に設けられる係合部としてのフォロア３２、収納部１２の内側面に設けられるガイド溝３３、シャッター３０の移動をロックするロック機構３４等を含む。なお、図３にはフォロア３２は１つしか示されていないが、実際にはフォロア３２は上記シャッター３０の周面の左右両側に設けられている。
【００２０】
上記構成の開閉機構３１では、収納部１２に対してトナーカートリッジ１１を着脱する際、フォロア３２がガイド溝３３に沿って移動する。この際、ガイド溝３３は、フォロア３２を介して、シャッター３０を軸方向に案内する。ガイド溝３３は、トナーカートリッジ１１が収納部１２の奥に進むに従って、フォロア３２を介して、シャッター３０をトナーカートリッジ１１の本体から離れる方向に案内する。
【００２１】
また、ロック機構３４は、トナーカートリッジ１１の本体側に配設される係止部４０、シャッター３０に設けられた支点軸４１を中心に回転自在に配されるロックアーム４２、ロックアーム４２に設けられたロックアーム用フォロア４３、トナーカートリッジ１１に設けられたガイド溝４４等を含む。
【００２２】
ロックアーム４２はポリアセタール等の樹脂からなり、その一部（弾性部４５）は薄板状に形成され、弾性体として機能する。弾性部４５はシャッター３０に設けられた突起４６に一端が当接され、支点軸４１を中心とするロックアーム４２の配設角度の変化に応じて湾曲する。ロックアーム用フォロア４３がガイド溝４４に沿って移動することにより、ロックアーム４２の配設角度が変化する。
また、ロックアーム４２の爪が係止部４０に係止されることにより、シャッター３０の軸方向の移動がロックされ、ロックアーム４２の爪が係止部４０から外れると、シャッター３０は軸方向に移動自在となる。本例では、ロック機構３４は、トナーカートリッジ１１が収納部１２から取り外されるとシャッター３０の移動をロックし、トナーカートリッジ１１が収納部１２に収納され始めた初期の段階で上記ロックを解除する。
【００２３】
次に、図３（ａ）から（ｄ）に示す順に、トナーカートリッジ１１を収納部１２に収納する際の開閉機構２１の動作について説明する。図３（ａ）において、トナーカートリッジ１１が収納部１２に収納される前の段階では、シャッター３０はトナーカートリッジ１１の本体に最も近づいた位置に配置されている。また、ロックアーム４２の爪が係止部４０に係止され、シャッター３０の軸方向の移動がロックされた状態にある。
【００２４】
図３（ｂ）において、トナーカートリッジ１１が収納部１２に収納され始めた初期の段階では、ロック機構３４のフォロア４３がガイド溝４４に案内されることにより、ロックアーム４２の配設角度が変化し、ロックアーム４２の爪が係止部４０から外れ、ロックが解除される。これにより、シャッター３０が軸方向に移動自在となる。
【００２５】
図３（ｃ）において、トナーカートリッジ１１が収納部１２の奥に進む段階（図３（ｃ））では、シャッター３０に設けられたフォロア３２が収納部１２に設けられたガイド溝３３に沿ってシャッター３０の軸方向に移動し、これに伴い、シャッター３０がトナーカートリッジ１１の本体から離れる方向に移動する。このとき、ロック機構３４では、ロックアーム４２の弾性部４５が湾曲した状態となる。
【００２６】
図３（ｄ）において、トナーカートリッジ１１が収納部１２に完全に収納された段階（図３（ｄ））では、シャッター３０のフォロア３２がガイド溝３３に案内されることにより、シャッター３０がトナーカートリッジ１１の本体から最も離れた位置に配置される。このとき、ロック機構３４では、ロックアーム４２の弾性部４５の湾曲した状態が解消されて元に戻る。
【００２７】
このように、本例の開閉機構３１では、収納部１２にトナーカートリッジ１１を収納する際、ガイド溝３３でフォロア３２を案内することにより、収納動作に連動して、シャッター３０がトナーカートリッジ１１の本体から離れる方向に移動する。また、これとは逆に、収納部１２からトナーカートリッジ１１を取り外す際、開閉機構３１では、上記収納時と逆の順、すなわち図３（ｄ）から（ａ）に示す順にシャッター３０が移動する。すなわち、開閉機構３１では、取り外し動作に連動して、ガイド溝３３でフォロア３２を案内することにより、シャッター３０がトナーカートリッジ１１の本体に近づく。さらに、トナーカートリッジ１１が収納部１２から取り外される前に、ロック機構３４により、シャッター３０の移動がロックされる。
【００２８】
次に、図４において、（ａ）は収納部１２からトナーカートリッジ１１が取り外されている状態（先の図３（ａ）に対応）、（ｂ）は収納部１２にトナーカートリッジ１１が収納された状態（先の図３（ｄ）に対応）、をそれぞれ示している。なお、この図４に示すように、シャッター３０には、受渡部２６に設けられた供給口２２及び受入口２３に対応する開口５０，５１がそれぞれ設けられている。
【００２９】
図４（ａ）において、収納部１２からトナーカートリッジ１１が取り外されている場合には、前述したように、シャッター３０はトナーカートリッジ１１の本体に最も近づいた位置に配置される。この場合、シャッター３０の開口５０，５１とトナーカートリッジ１１の開口（供給口２２及び受入口２３）とは軸方向の位置がそれぞれずれた状態にあり、供給口２２及び受入口２３は閉状態となる。
【００３０】
図４（ｂ）において、収納部１２にトナーカートリッジ１１が収納されている場合には、前述したように、シャッター３０はトナーカートリッジ１１の本体から最も離れた位置に配置される。この場合、シャッター３０の開口５０，５１とトナーカートリッジ１１の開口（供給口２２及び受入口２３）との軸方向の位置がそれぞれ一致した状態にあり、供給口２２及び受入口２３が開状態となる。
【００３１】
供給口２２が開状態になると、先の図２に示したスクリュー２７を介して新トナー収容部２０から供給口２２に向けて新トナーが搬送され、供給口２２及び開口５０を介して、その新トナーが外部に排出（供給）される。また、受入口２３が開状態になると、廃トナーが開口５１及び受入口２３を介して、トナーカートリッジ１１内に流入し、先の図２に示したスクリュー２８を介して受入口２３から廃トナー収容部２１に向けて廃トナーが搬送される。
【００３２】
このように、本例のトナーカートリッジ１１では、収納部１２への着脱動作に連動して、トナーの受け渡しを行う供給口２２及び受入口２３を、シャッター３０によって開閉する。この開閉動作が着脱動作に連動して行われることにより、カートリッジの交換時において、供給口２２と受入口２３とを開閉する作業を省略化あるいは簡易化し、作業性の向上を図ることができる。しかも、本例のトナーカートリッジ１１では、トナーの受け渡しを行う供給口２２及び受入口２３を１つの部材（シャッター３０）で開閉する。そのため、従来に比べて部品点数を少なくし、低コスト化を図ることができる。
【００３３】
なお、本例では、先の図３に示したロックアーム４２を含め、トナーカートリッジ１１を構成する部材は、すべて樹脂製からなる。これにより、交換時に取り外したトナーカートリッジ１１の廃棄処理が容易となる。
【００３４】
図５は、本発明の電子写真装置の実施形態の一例を模式的に示す図であり、本例での電子写真装置１０には、上述したトナーカートリッジ１１が用いられる。
図５において、トナーカートリッジ１１は、装置本体に設けられた収納部１２に着脱自在に収納される。また、トナーカートリッジ１１から供給される新トナーは、複数のローラを有するプロセスユニット５５に設けられた感光体ドラム５６に付着される。なお、プロセスユニット５５内であって感光体ドラム５６の周面には、不図示の転写ローラ、残留トナーを除去するクリーナ、帯電ローラなどが配置されている。
さらに、帯電ローラによって所定の電位に帯電された感光体ドラム５６の表面に静電潜像を記録する不図示のレーザ走査ユニットが設けられている。静電潜像が形成された感光体ドラム５６の表面に新トナーが付着すると、その感光体ドラム５６と転写ローラとの間に印刷用紙が通される。これにより、印刷用紙にトナーが転写され、印刷用紙に文字や絵などの画像が形成される。また、転写後、感光体ドラム５６の表面に付着している不要なトナーはクリーナによって除去され、廃トナーとしてトナーカートリッジ１１に回収される。
【００３５】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【００３６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子写真装置によれば、新トナーの供給口と廃トナーの受入口とを一の開閉部材で開閉することから、低コスト化やトナーカートリッジの交換作業の簡易化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明のトナーカートリッジの実施形態の一例を示す斜視図である。
【図２】  本例のトナーカートリッジの概略的な断面図である。
【図３】  開閉機構の構成及び動きを説明するための模式図である。
【図４】  トナーカートリッジの概略的な断面図である。
【図５】  本発明の電子写真装置の実施形態の一例を模式的に示す図である。
【図６】  電子写真装置に用いられるトナーカートリッジの従来の構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
１０    電子写真装置
１１    トナーカートリッジ
１２    収納部
２０    新トナー収容部
２１    廃トナー収容部
２２    供給口
２３    受入口
２７    スクリュー（第１搬送手段）
２８    スクリュー（第２搬送手段）
３０    シャッター（開閉部材）
３１    開閉機構
３２    フォロア（係合部）
３３    ガイド溝
３４  ロック機構
【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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