(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に対して着脱自在に取り付けられるトナーカートリッジであって、
このトナーカートリッジには、トナーを収納することができるトナー収納容器が着脱自在に装着されるとともに、該トナー収納容器を装着した状態で該トナー収納容器全体を被う外装部材が設けられ、
前記外装部材は、前記トナー収納容器を載置するとともに該トナー収納容器の下部を被う下ハウジングと、前記トナー収納容器の上部を被う上ハウジングとの組み合わせにより構成され、
前記上ハウジングは前記下ハウジングに対して着脱自在であり、
前記下ハウジングには、前記トナー収納容器のトナーを画像形成装置の現像装置に導くトナー補給手段が設けられ、
前記トナー収納容器の回転に従いその端部に設けられた吐出口から前記トナー補給手段に排出されたトナーを前記トナー補給手段に設けたシャッターによって開閉される開口を介して前記画像形成装置の現像装置に排出するようにしたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項２】
請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、前記下ハウジングには、前記トナー収納容器の位置保持手段を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【請求項３】
請求項１記載のトナーカートリッジにおいて、前記外装部材には、前記トナー収納容器のキャップを外部から開閉制御するキャップの開閉手段を設けたことを特徴とするトナーカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置におけるトナーカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
トナーを用いて、用紙に画像を記録する画像形成装置では、主として定着装置を熱源として、機内温度が上昇する傾向にある。この熱源からの熱によって現像剤容器内に収容されたトナーが溶融してしまうおそれがある。また、トナーが溶融しない場合でも、現像剤容器が高温になると収納されているトナーの流動性が低下し、トナー補給量の減少や、現像剤容器の内壁に付着するトナーが多くなることによりトナー濃度センサの検知情報に基づきトナーエンドと判断されてもトナーボトル内にはまだ多くのトナーが残存しているという問題もある。
【０００３】
これらの問題は、感光体及びその周辺機器をコンパクトなケース内にユニット化して収容した構成の、通常、プロセスカートリッジと呼ばれている小型化された画像形成装置においては、そのトナー補給装置と熱源との距離が近接するため、より顕著となる。
【０００４】
特開平３−２７１７８２号公報記載の現像剤容器や、特開平６−１９４９５０号公報記載のトナー補給容器などのように、現像剤容器を外筒部と内筒部とからなる二重構造にして、熱や温度などの影響による収納トナーの溶融や凝固を防止するようにしたものが知られている。上記公報に開示された技術は、現像剤容器自体を二重構造とするものであり、収納されたトナーが使用により減少したときには、所定のトナーエンド警告に基づき、当該現像容器自体を、トナーが充填された新たな現像剤容器と交換する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来の技術では、現像剤容器の交換に際して、トナーエンドとはいっても、まだ少しは現像剤容器にトナーが残存しているときは、この残存トナーが飛散したりして交換作業が困難となるおそれがある。
【０００６】
そこで本発明は、熱によるトナーの流動性低下などの問題を解消しつつ、トナーエンド時におけるトナー収納容器の交換作業を簡易迅速に行うことのできるトナーカートリッジを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するため、以下の構成とした。
（１）. 画像形成装置に対して着脱自在に取り付けられるトナーカートリッジであって、
このトナーカートリッジには、トナーを収納することができるトナー収納容器が着脱自在に装着されるとともに、該トナー収納容器を装着した状態で該トナー収納容器全体を被う外装部材が設けられ、前記外装部材は、前記トナー収納容器を載置するとともに該トナー収納容器の下部を被う下ハウジングと、前記トナー収納容器の上部を被う上ハウジングとの組み合わせにより構成され、前記上ハウジングは前記下ハウジングに対して着脱自在であり、前記下ハウジングには、前記トナー収納容器のトナーを画像形成装置の現像装置に導くトナー補給手段が設けられ、前記トナー収納容器の回転に従いその端部に設けられた吐出口から前記トナー補給手段に排出されたトナーを前記トナー補給手段に設けたシャッターによって開閉される開口を介して前記画像形成装置の現像装置に排出するようにした（請求項１）。
（２）.（１）記載のトナーカートリッジにおいて、前記下ハウジングには、前記トナー収納容器の位置保持手段を設けた（請求項２）。
（３）.（１）記載のトナーカートリッジにおいて、前記外装部材には、前記トナー収納容器のキャップを外部から開閉制御するキャップの開閉手段を設けた（請求項３）。
【００１１】
【発明の実施の形態】
図５において、符号１２０は画像形成装置２を被うカバーを示している。このカバー内１２０には、装置本体前側板５８や装置本体後側板５９（図１参照）を有する画像形成装置本体１２２があり、この画像形成装置本体にプロセスカートリッジ４が着脱自在に構成されている。トナーカートリッジ６は画像形成装置本体に直接着脱自在であり、同時に、プロセスカートリッジ４に対しても着脱自在である。従って、トナーカートリッジ６は画像形成装置本体に直接、間接に着脱自在である。
【００１２】
プロセスカートリッジ４には、像担持体としての感光体８と、現像装置１０とが一体的に収納されている。感光体８の周囲には、帯電ローラ１２、転写ローラ１４、クリーニングブレード１６が備えられている。また、現像装置１０には、攪拌スクリュー１８，２０、現像スリーブ２２、ドクターブレード２４等が備えられている。転写ローラ１４は画像形成装置本体側に設けられている。
【００１３】
図５中、符号２６はトナーリサイクルベルトを、符号２８はトナー濃度センサを示している。図６に示すように、トナーリサイクルベルト２６はトナー搬送コイル３０に連絡されている。
【００１４】
次に、図５に基づいてプロセスカートリッジ４における作像動作を説明する。感光体８は除電光３２により除電され、表面電位が０〜−１５０Ｖの基準電位に平均化される。次に帯電ローラ１２により帯電され、表面電位が−１１００Ｖ前後となる。次に露光光３４で露光され、光が照射された部分（画像部）は表面電位が０〜−２９０Ｖとなる。現像スリーブ２２には−８００Ｖ前後のバイアス電圧がかけられているため、現像スリーブ２２上のトナーが上記画像部分に付着する。
【００１５】
トナー像が作られた感光体８は回転移動し、図示しない給紙部より用紙先端部と画像先端部とが転写ローラ１４部位で一致するようなタイミングで転写紙が送られ、転写ローラ１４部で感光体８表面のトナー像が転写紙へ転写される。その後転写紙は加熱ローラを含む一対のローラからなる定着装置１２１によりトナーが転写紙へ融着されてコピーとして排出される。
【００１６】
感光体８上に残った残留トナーはクリーニングブレード１６により掻き落とされ、その後感光体８は除電光３２により残留電荷を除電されてトナーの無いまっさらな状態となり、再び次の作像工程へ移る。上述した感光体８、帯電ローラ１２、現像装置１０及びクリーニングブレード１６等は、図６に示すように、一体の感光体回りケース３６内に納められている。クリーニングブレード１６を有するクリーニング装置で回収された残留トナーはトナー搬送コイル３０で搬送され、トナーリサイクルベルト２６で攪拌スクリュー１８，２０を有する現像剤攪拌部へ送られ、トナーがリサイクルされる仕組みになっている。
【００１７】
次に、現像装置１０について説明する。
図５、図６において、現像スリーブ２２は内部に５極の磁石を配置した固定軸を有し、この外周面を非磁性のパイプ材で覆う構成で、このパイプ材が回転することで現像剤が現像スリーブ２２上を移動する。現像剤は、キャリアと呼ばれる小さな鉄球とトナーより構成される２成分タイプである。現像剤は攪拌スクリュー１８，２０で攪拌されながら循環し、これによってトナーは電荷を持ち、キャリアに付着して感光体８表面まで運ばれ、静電気力の作用で感光体８へ付着可能となる。
【００１８】
現像剤のうち、キャリアは循環しているが、トナーは感光体８上の画像部分へ付着するので消費される。従って、適宜補給する必要がある。また、現像剤は感光体８への供給量を一定にしないと、画像濃度不良や濃度ムラを発生するので、現像剤の流入量を規制する上記ドクターブレード２４が配置されている。
【００１９】
トナーカートリッジ６は、トナー収容容器としてのトナーボトル３８を着脱自在に装着するもので、図１、５、７に示すように下ハウジング４２と上ハウジング４７からなる外装部材を有する。この外装部材はトナーカートリッジ６全体を被うもので、下ハウジング４２の凹状の部位にトナーボトル３８を収納し、この凹状の部位に上から上ハウジング４７を組み合わせることによりトナーボトル３８を保持する。
【００２０】
下ハウジング４２にはトナー補給手段が備えられている。トナー補給手段は、当該トナーカートリッジ６が画像形成装置本体に装着された後、駆動力が与えられるとトナーボトル３８の回転に従い、該トナーボトル内のトナーを現像装置１０に向けて搬送補給する機能を有する。
【００２１】
トナー濃度センサ２８の検知信号によりトナーカートリッジ６内のトナーが無くなったことが検知されると、警告が発せられる。これにより、トナーカットリッジ６全体がトナーを充填済みの新たなトナーカートリッジと交換される。ユーザーのもとへは、トナーが充填されたトナーボトルを収容したトナーカートリッジ６がメーカー側から輸送されてくる。この搬送の過程でトナーカートリッジ６内でトナーボトル３８がガタつかないように、トナーボトル３８はトナーカットリッジ６内で位置保持手段としての位置決め板４２ｈ（後述）などにより位置保持されるようになっている。外装部材は、この位置保持の機能を担う。
【００２２】
トナーボトル３８には機械的手段により開栓、閉栓できるキャップ６８が設けられ、交換部品としてメーカー側とユーザー側間で輸送されるトナーカートリッジ６の輸送の過程では密栓状態にされ、トナーボトルからトナーが漏れ出すことがないようにしてある。開栓、閉栓は、下ハウジングと一体的に組み込まれているキャップ開閉手段により行われる。
【００２３】
キャップ開閉手段のハンドル８４を操作することによりキャップ６８の開栓、閉栓の動作を簡単に行うことができる。このような外装部材は、トナーボトルを位置保持するので、トナーカートリッジ６の輸送過程で振動が与えられてもトナーボトル３８のキャップ６８が外れることはなく、トナーが漏れ出すなどの事故を未然に防止することができる。未使用のトナーカートリッジ６だけでなく、使用済みのトナーカートリッジ６においても、トナーボトル３８内には僅かではあるが、トナーが残存するので、この僅かなトナーが振動によりキャップ６８が外れて外部に漏れだすことは問題であり、この問題も解消できる。
【００２４】
トナーカートリッジ６を画像形成装置に装着し、ハンドル８４を操作すると該トナーカートリッジ６内に保持されているトナーボトル３８のキャップ６８は開栓状態となり、トナー補給手段によるトナー補給が可能な状態となる。画像形成装置を駆動すると、トナー補給手段も作動状態となり、所要のトナー補給が行われる。
【００２５】
画像形成装置２は、図５に示すようにカバー１２０により略密閉に近い状態になっている。これに加え、画像形成装置内には、定着装置１２１や、その他、電装品など熱源がある。このため、カバー１２０の内部は高温に曝され、トナーのブロッキングによる搬送不良が生じ易い。外装部材は断熱作用を奏し、熱によるブロッキング及びトナーの搬送不良を防止する。この効果を顕著にするには、下ハウジング４２や、上ハウジング４７の材質として断熱性のあるものを使用する。
【００２６】
図７に示すように、下ハウジング４２の凹状部の中にトナーボトル３８は置かれ、上から上ハウジング４７で被われる。下ハウジング４２には、トナーボトル３８のトナーを現像装置へ補給するトナー補給手段が設けられている。また、ハウジング８４の動作をコレットチャック７０に伝えてキャップ６８を開栓、閉栓するキャップの開閉手段が構成されている。
【００２７】
トナー補給手段は、トナーボトル３８のトナー吐出口３８ａ側を装着するトナーホッパ部４０、トナーボトル３８と一体的に回転するボトル保持部材４４及びこれらの付帯部材などにより構成されている。ボトル保持部材４４は複数の押し出し部材４６を有している。
【００２８】
下ハウジング４２のうち、トナーボトル３８が収容される凹状の部位の底部にはトナーボトル３８の筒状部を支持する突起状の支持部４２ｇが２本（図７では１本しか図示されていない）平行に形成されている。また、この支持部４２ｇ上であって、トナーボトル３８の底部側の部位にはトナーボトル３８の前後方向のおよその位置を定める位置決め板４２ｈが設けられている。
【００２９】
この位置決め板４２ｈは開放端を上向きにした略Ｃ字状の形状に形成されていて、トナーボトル３８の底面３８ｈに近接した位置、かつ、角柱状凸部３８ｃと干渉しない底面３８ｈ上の位置にてトナーボトル３８の位置ずれを規制する。このため、上記略Ｃ字状の部位の径は、底面３８ｈにおけるトナーボトル３８の径よりも小さく、角柱状凸部３８ｃの回転径よりも大きい範囲で形成している。
【００３０】
上ハウジング４７についても、図７には図示されていないが、該上ハウジング４７の内側に位置決め板４２ｈと同じような位置決め板が設けられている。下ハウジング４２の凹上の部位および、位置決め板４２ｈはトナーボトルの位置保持手段を構成する。
【００３１】
下ハウジング４２のうち、凹状の部位の上面４２ｅ，４２ｅ’には板状部材４２ｆ，４２ｆ’が直立形成されている。これら板状部材４２ｆ，４２ｆ’の各外側の側部には突起部４２ｄが形成されている。一方、上ハウジング４７のわん曲した部位の開放端部に相当する下部にはひさし状の平坦部４７ｅ、４７ｅ’が形成されている。また、これら平坦部４７ｅ，４７ｅ’近傍の外周面部には角形のガイド部４７ｆ，４７ｆ’が形成されている。これらガイド部４７ｆ，４７ｆ’は箱状をしていて板状の部材からなる。
【００３２】
ガイド部４７ｆ，４７ｆ’を構成する板状の部位には、２つのスリットの間に挟まれて片持支持状となっていて弾性を有する爪部ｚ−ａが形成されている。さらに、これらの爪部ｚ−ａには突起部４２ｄと係合することを予定された角穴ｚ−ｂが形成されている。下ハウジング４２の凹状の部位には、トナーが充填されたトナーボトル３８がキャップ６８をしたままの状態で装着される。このとき、トナーボトル３８のトナー吐出口３８ａ側から先に入れる。つまり、トナー吐出口３８ａ側をボトル保持部材４４内のリブ４４ｃ（図１４、１５参照）にトナーボトル３８の肩部に向かうように差し入れてから、該トナーボトル３８の底部を下げていくと、底面３８ｈが位置決め板４２ｈの内側に近接位置するように入る。
【００３３】
つぎに、このトナーボトル３８を被うようにして上ハウジング４７を下ハウジング４２に組み付ける。この組み付けに際しては、上ハウジング４７の前端側のガイド４７ｈをボトル保持部材４４のカバー４５の内側に係合させつつ、板状部材４２ｆ，４２ｆ’によりガイド部４７ｆ，４７ｆ’を構成する板部の内面を沿わせながら下げていく。最終的には、平坦部４７ｅ、４７ｅ’を上面４２ｅ，４２ｅ’に密着させるように押し下げる。平坦部４７ｅ、４７ｅ’と上面４２ｅ，４２ｅ’とが密着したとき、爪部ｚ−ａの角穴ｚ−ｂに突起部４２ｄが係合して上ハウジング４７は下ハウジング４２に装着される。
【００３４】
トナーホッパ部４０には開口部４８が形成されており、この開口部４８の外面にはトナー補給量を適正にするための弾性を有する補給量規制部材５０が設けられている。また、開口部４８の外方にはトナー導入カバー５２が取り付けられており、このトナー導入カバー５２の下端には水平状に開口するトナー供給口５４が形成されている。
【００３５】
一方、プロセスカートリッジ４側には、現像装置１０の攪拌スクリュー２０の上部位置をもって、同じく水平状に開口するトナー受入口５６が形成されており、トナーカートリッジ６がプロセスカートリッジ４に装着された位置で、トナー供給口５４とトナー受入口５６は対向し、開口同士が連結、連通するようになっている。
【００３６】
トナーボトル３８のトナー吐出口３８ａからトナーホッパ部４０に流出したトナーは（矢印Ａ）、ボトル保持部材４４の押し出し部材４６で押し上げられ（矢印Ｂ）、開口部４８を通ってトナー導入カバー５２に入り込み（矢印Ｃ）、連通状態にあるトナー供給口５４とトナー受入口５６を通って現像装置１０内へ補給される（矢印Ｄ）。このように、トナーボトル３８から現像装置１０へ、矢印Ａ→Ｂ→Ｃ→Ｄに至る経路を辿ってトナーを補給する機構をトナー補給手段という。これらのトナー供給口５４とトナー受入口５６はそれぞれ後述するシャッター部材で開閉されるようになっている。
【００３７】
次に、トナーカートリッジ６を図１、図２、図７乃至図９に基づいて詳細に説明する。図１はトナーカートリッジ６を画像形成装置本体１２２から離脱した状態を示し、図２はトナーカートリッジ６を装置本体１２２に装着した状態を示している。図１に示すようにトナーカートリッジ６が装置本体１２２に装着された状態のもとで、かつ、トナーボトル３８からのトナーが現像装置１０へ補給される状態のもとでは、トナーボトル３８は、装置本体後側板５８に固定された駆動部６０によって回転駆動される。
【００３８】
トナーカートリッジ６の部品構成を説明した図７において駆動部６０は、画像形成装置本体側に設けられていて、ジョイント６２、スプリング６４、モータ及び軸を内蔵したケース部６６から構成されており、ジョイント６２の先端には凹部６２ａと凸部６２ｂ，６２ｂが形成されている。これに対応してトナーボトル３８のトナー吐出口３８ａと反対側に位置する底部（後端）には、ジョイント６２の凹部６２ａに入り込む円柱状凸部３８ｂと、凸部６２ｂの側面に係合する角柱状凸部３８ｃが形成されている。
【００３９】
図７に示すように下ハウジング４２の長手方向上、トナーホッパ部４０が設けられた側の反対側の端部の壁部は、符号４２ｊで示すようにジョイント６２の通過を可能にするために半円形に繰り抜かれた如く形成されている。同じように、上ハウジング４７についても、符号４７と対向する部位が半円形にくり抜かれた如く形成されている。
【００４０】
トナーカートリッジ６を画像形成装置本体に装着する動作に伴って、ジョイント６０が外装部材の内側に進み、円柱状凸部３８ｂがジョイント６２の凹部６２ａへ嵌入し、スプリング６４の力で押圧する。この嵌入押圧によってトナーボトル３８のトナー吐出口３８ａ側の肩部がリブ４４ｃに当接する（図１４、図１５参照）とともに、底部が回転中心が定まるように保持され、トナーボトル３８は支持部材４２ｇから少し浮き、離間する。凸部６２ｂに対する角柱状凸部３８ｃの回転方向への当接によってトナーボトル３８の回転が得られる。駆動部６０のジョイント６２が図２に示すように矢印Ｅ方向に回転すると、トナーボトル３８も同一方向に回転する（図５）。
【００４１】
トナーボトル３８にはその内壁面に螺旋状の突起３８ｄが形成されており、回転させることによりトナー吐出口３８ａからトナーが吐出する。このトナー吐出口３８ａにはトナーが不使用時に吐出するのを防止するキャップ６８が抜き出し、差し込み自在に設けられているがトナー補給時にはコレットチャック７０が掴んで引き出し、開栓状態にしている。
【００４２】
ボトル保持部材４４の先端側には複数のリブ４４ａが一体形成されており、これらのリブ４４ａに上記押し出し部材４６が両面テープ等で貼り付けられている。押し出し部材４６はマイラーやゴム等の弾性材料から成る。ボトル保持部材４４の内壁面にはリブ４４ｂが形成されており、このリブ４４ｂがトナーボトル３８の頭部に設けられた平面部３８ｅに引っ掛かって両者が一体的に回転するようになっている。
【００４３】
トナーボトル３８のキャップ６８を外部から開閉制御するキャップの開閉手段について説明する。キャップ６８を摘んだり離したりするコレットチャック７０は、円筒ケース７２に内蔵され、ネジ７４によって軸部材７６と一体化されている。符号７８はシール材を示す。符号８０はシール部材を示す。符号８２はコレットチャック７０や円筒ケース７２や軸部材７６等の一連の部品をトナーボトル３８側へ常時加圧するコイルバネを示す。これらの組付部品はトナーホッパ部４０内に保持されている。キャップ６８を開閉栓するためのハンドル８４と一体に形成された軸部８４ａは下ハウジング４２の先端部に形成された軸穴４２ａに支持されて回転可能となっている。
【００４４】
符号８６は軸部材７６に形成された穴７６ａに入るスライド軸であり、ハンドル８４に形成されたカム部８４ｂに接触しており、ハンドル８４を図２に示す矢印Ｆ方向へ回転させ、前記コレットチャック７０等の一連の部品をトナーボトル３８から離れる方向にスライドさせると、キャップ６８がトナー吐出口３８ａから抜けてトナーボトル３８内のトナーがトナーホッパ部４０内へ吐出できる状態になる（図１４，１５）。これについての詳細は後述する。
【００４５】
図４、図８に示したトナー供給口５４を開閉するシャッター部材等について説明する。図７に示すように、トナーホッパ部４０の開口部４８に設けられる補給量規制部材５０はマイラーやゴム等の弾性材料で形成されており、スリット穴５０ａ（細長い角穴）を有している。このスリット穴５０ａの幅設定によりトナー補給量を適正にしている。なお、補給量規制部材５０は開口部４８に両面テープ等で貼り付けられている。
【００４６】
開口部４８の外方に取り付けられるトナー導入カバー５２の内方にはトナー供給口５４を開閉するシャッター部材８８が上下方向に移動可能に、すなわち、水平状に開口されたトナー供給口５４に対して垂直状態（交差状態）に設けられている。
【００４７】
シャッター部材８８は、シャッター本体としての湾曲可能な弾性部材９０と、これを支持する支持部材９２と、この支持部材９２に一体形成された円柱状の突起部９４とから構成されており、支持部材９２はシャッター部材８８を常時閉じるように付勢するバネ部材９６を有している。この例では弾性部材９０はマイラー等のポリエステルフィルムで形成されており、両面テープ等で支持部材９２に貼り付けられている。
【００４８】
トナー導入カバー５２には突起部９４が移動するための移動用孔５２ａが形成されている。図８に示すように、移動用孔５２ａは中央部に形成された円形孔５２ｂとこれから上下に延びる細幅孔５２ｃとから構成される長孔状に形成されている。これに対応して図７に示す突起部９４の首部は板状に形成されている。これによってシャッター部材８８の上下移動における振れが規制される。
【００４９】
図８において、トナー導入カバー５２には、底面にトナー供給口５４が形成されているとともに、シャッター部材８８の弾性部材９０を案内する円弧状のガイド部９８，９８が一体に形成されている。また、ガイド部９８の終端側には、弾性部材９０の先端を食い込ませてトナー飛散を防止するための弾性シール部材としてのスポンジシール部材１００が設けられている。
【００５０】
図７において、開口部４８の近傍に表示される符号１０２，１０４は、後述する第２シャッター部材を駆動するための水平方向に台形状に突出する第２案内リブを示しており、符号１０６は弾性部材９０の背面側（ガイド部９８と接触する面と反対側）を支持する変形規制ガイドを示している。
【００５１】
図１に示すように、下ハウジング４２は画像形成装置本体側のガイドレール１３０に嵌合するガイド部４７ｆ，４７ｆ’および画像形成装置本体側のガイドレール１３１に嵌合するガイド部１４０を案内としてガイド板１０８上を矢印Ｇ方向に着脱可能となっている。ガイド板１０８は装置本体後側板５８と装置本体前側板５９に図示しないネジで固定されている。装置本体前側板５９には位置決めピン１０９が形成されており、この位置決めピン１０９が下ハウジング４２の位置決め穴４２ｂに入り込むことによってガイド板１０８とトナーカートリッジ６との位置決めがなされる。
【００５２】
この他にも装置本体前側板５９には位置決めピンが形成されており、これは下ハウジング４２の位置決め穴４２ｃに入り込むようになっている。また、ガイド板１０８の先端には、ガイド板１０８に固定された板バネ１１０で支持された抜け止め用ストッパ１１２が設けられており、トナーカートリッジ６を装着すると図９に示すように、抜け止め用ストッパ１１２が下ハウジング４２の先端部に係合し、トナーカートリッジ６は抜け止め状態に保持される。
【００５３】
トナー受入口５６を開閉するシャッター部材等について説明する。図１０において符号４３は現像部上ケースを示しており、この現像部上ケース４３には前記突起部９４に係合してシャッター部材８８を開閉駆動する案内リブ１１４が一体に形成されている。この案内リブ１１４は、図１０の矢印Ｈから見た図である図１１に示すように、垂直方向に突出する台形状に形成されており、傾斜面１１４ａ，１１４ｂ及び平坦な頂部１１４ｃを有している。
【００５４】
図１２において、案内リブ１１４の下方には、トナー受入口５６を開閉する第２シャッター部材１１５がトナー受入口５６に略平行に備えられている。第２シャッター部材１１５は、平板状のシャッター本体１１６と、このシャッター本体１１６を常時閉じるように付勢するバネ部材１１７とから構成されており、シャッター本体１１６には、図４に示すように、トナーカートリッジ６に形成された第２案内リブ１０２，１０４に係合して第２シャッター部材１１５を水平方向に開閉駆動する円柱状の第２突起部１１８が一体に形成されている。
【００５５】
シャッター本体１１６の両側にはスライド片１１６ａが形成されており、これに対応して上ケース４１にはスライド片１１６ａが係合する案内部４１ａが形成されており、シャッター本体１１６は上ケース４１の上を水平にスライドする。シャッター本体１１６の下面にはバネ部材１１７の一端を支持するボス１１６ｂが一体に形成されており、バネ部材１１７の他端は上ケース４１に形成されたコ字形のリブ４１ｂに支持されている。
【００５６】
図１３（ａ）に示すように、第２突起部１１８に外力が作用しない状態、すなわち、トナーカートリッジ６が所定位置に装着されない状態では、バネ部材１１７の付勢力でシャッター本体１１６が突出し、トナー受入口５６は閉塞される。シャッター本体１１６の突出位置は、ボス１１６ｂが段差部４１ｃに当接することによって規制されている。第２突起部１１８に外力が作用すると、図１３（ｂ）に示すように、シャッター本体１１６はバネ部材１１７の付勢力に抗して後退し、トナー受入口５６が開く。
【００５７】
次に、シャッター部材８８と第２シャッター部材１１５のそれぞれの開閉動作を図３及び図４に基づいて説明する。
【００５８】
トナーボトル３８を装着したトナーカートリッジ６を、図１に示す状態から図２に示すように装置本体内に押し込んでセットする。この場合、トナーカートリッジ６を押し込む前は、シャッター部材８８は、図３（ａ）に示すように、バネ部材９６の付勢力でトナー供給口５４を閉じた状態にあり、弾性部材９０は円弧状のガイド部９８に沿って湾曲し、その先端はスポンジシール部材１００に食い込んでいる。このため、トナーホッパ部４０の開口部４８とトナー供給口５４との間はトナー漏れを生じない状態にシールされている。図３（ａ）において、符号５２ｄはトナー導入カバー５２の上面に形成されたバネ受け凹部を、９２ａは支持部材９２に一体に形成されたバネ座を示す。
【００５９】
かかる状態からトナーカートリッジ６の押し込み操作がなされると、支持部材９２に一体に形成された突起部９４の円柱部分が現像部上ケース４３に一体に形成された案内リブ１１４の上り傾斜面１１４ａに当接し、図３（ｂ）に示すように、バネ部材９６の付勢力に抗して押し上げられ、最終的に案内リブ１１４の平坦な頂部１１４ｃで静止する。この動作に伴って弾性部材９０もガイド部９８に沿って上昇（退避）し、トナー供給口５４は開口される。
【００６０】
トナーカートリッジ６を引き出すと、突起部９４が傾斜面１１４ａを下ることになるので、バネ部材９６の付勢力でシャッター部材８８は自動的に閉じる方向に移動し、弾性部材９０が垂直状態からトナー供給口５４に沿うように湾曲して図３（ａ）に示す閉状態となる。なお、この例では弾性部材９０の背面側に変形規制ガイド１０６を設けているので、弾性部材９０の移動中における不要な変形（波打ち等）を防止することができ、トナー供給口５４を開閉するための湾曲変形のみを正確に生じさせることができる。しかしながら、変形規制ガイド１０６は必要不可欠のものではない。
【００６１】
この例では装置本体に装着されたプロセスカートリッジ４にトナーカートリッジ６を着脱する場合のシャッター部材８８の開閉動作を説明したが、案内リブ１１４は台形状に形成されているので、トナーカートリッジ６及びプロセスカートリッジ４のどちらの着脱においても前後を問わず上記と同様にシャッター部材８８の開閉動作が行われ、両者が離れるときには必ずシャッター部材８８は閉じてトナー飛散は防止される。
【００６２】
一方、トナーカートリッジ６が押し込まれると、図４に示すように、トナーカートリッジ６の下ハウジング４２に形成された水平方向に突出する第２案内リブ１０２の傾斜面１０２ａに円柱状の第２突起部１１８が当接し、図４（ｂ）に示すように、第２シャッター部材１１５は閉状態からバネ部材１１７の付勢力に抗して水平方向に退避する。第２突起部１１８が傾斜面１０２ａを通過した時点でトナー受入口５６は完全に開口され、さらにトナー導入カバー５２の側面中央部位に達すると、トナー受入口５６とトナー供給口５４が対向するようになる（図４（ｃ））。この第２シャッター部材１１５の開動作とシャッター部材８８の開動作は同時に起こるので、現像装置１０とトナーカートリッジ６間は連通状態となる。
【００６３】
第２案内リブ１０２，１０４は中間部にトナー導入カバー５２が位置する分離形態を有しているが、第２案内リブ１０４も傾斜面１０２ａと対称の傾斜面１０４ａを有するので、実質的には案内リブ１１４と同様の機能を呈する。従って、第２シャッター部材１１５の開閉動作においても、シャッター部材８８と同様にプロセスカートリッジ４とトナーカートリッジ６との間における着脱動作の前後関係は問わない。
【００６４】
なお、トナーカートリッジ６に設けた第２案内リブ１０２，１０４において、トナー供給口５４の中央から傾斜面終了点までの距離をＬ（図４（ａ））とし、プロセスカートリッジ４の現像部上ケース４３に設けた案内リブ１１４において、傾斜面１１４ａの着脱方向の長さをl とすると、Ｌ＞l と設定することによって、トナー受入口５６側の第２シャッター部材１１５を常に開位置にした状態でトナー供給口５４側のシャッター部材８８を開閉させることができる。
【００６５】
次に、トナーカートリッジ６からプロセスカートリッジ４へのトナー補給について説明する。図１４はトナー供給口５４、トナー受入口５６が開いた状態、すなわち、トナーカートリッジ６及びプロセスカートリッジ４を画像形成装置本体に装着した状態を示している。トナーボトル３８の頭部は、球形の突起３８ｆとボトル保持部材４４との係合及びボトル保持部材４４のリブ４４ｃへの当接によって位置決めされている。
【００６６】
この状態から、図２に矢印Ｆで示すように、ハンドル８４を下方向に回動させると、カム部８４ｂがスライド軸８６を図１４に示すように矢印Ｊ方向に引っ張る。これによって軸部材７６もＪ方向に移動し始め、コレットチャック７０が円筒ケース７２の突起７２ａに突き当たるようになり、これに伴ってコレットチャック７０が閉じ始めてキャップ６８を摘む。
【００６７】
この状態でさらにＪ方向の移動が進むと、図１５に示すように、コレットチャック７０によってトナーボトル３８のキャップ６８が取り外され、トナーボトル３８内のトナーが下ハウジング４２のトナーホッパ部４０内に流出する（トナーボトル３８内のトナーが少ない場合には、この時には流出しない）。この状態がトナーカートリッジ６のセット完了の状態である。
【００６８】
トナー補給は、トナー濃度センサ２８により現像装置１０内のトナー濃度を検知することによってなされる。検出値が基準濃度以下になったら、図２に示すように駆動部６０が作動し、ジョイント６２を矢印Ｅ方向に回転させる。これによってジョイント６２がトナーボトル３８の底部に係合し、トナーボトル３８も同一方向に回転するトナーボトル３８が回転すると、図１５に示すようにトナー吐出口３８ａからトナーが吐出して、トナーホッパ部４０内に溜まる。一方、トナーボトル３８の回転はボトル保持部材４４と一体のリブ４４ｂを介して伝達され、押し出し部材４６がトナーホッパ部４０の内壁面を摺動回転することになり、トナーホッパ部４０内に溜まったトナーを掻き上げる。
【００６９】
押し出し部材４６が補給量規制部材５０のスリット穴５０ａを通過するときにトナーがスリット穴５０ａから押し出される。押し出されたトナーは、トナー導入カバー５２内で落下し、下方に位置して開口状態にあるトナー供給口５４及びトナー受入口５６を通って現像装置１０内に補給される。
【００７０】
以上のように本例では、トナーカートリッジ６は下ハウジング４２と上ハウジング４７からなる外装部材を有し、この外装部材内にトナーボトルを収容したままでトナーカートリッジを画像形成装置に対し着脱自在としたので、トナーボトルを直接交換するときには課題で述べたとおり、トナーボトルに付着したトナーが飛散するので交換作業が困難であるのに比べて、トナーボトルは外装部材内に収容され外装部材で被われているのでトナー漏れを心配することなく、画像形成装置からトナーカートリッジごとトナーボトルを取り外すことができるので迅速容易にトナーを補給できるし、外装部材で被われるので、トナーカートリッジ単品として見栄えもよくなる。また、下ハウジング４２には、トナー補給手段やキャップ開閉手段を備えている。上ハウジング４７は、下ハウジング４２とともにトナーボトル３８の脱落を防止し、かつ、画像形成装置内の熱源、主として定着装置１２１からのトナーボトル３８に対する温度上昇を防止する。
【００７１】
トナーボトル内でのトナーの滞りを解消するため、トナーボトルの回転に応じて、トナーボトルの外周部を叩く叩き部材を設ける場合がある。また、トナー補給手段において、各種部材の機械的な運動に伴い騒音が発生する。トナーボトルを収容する外装部材は、これらの騒音を遮断する作用も有する。
【００７２】
上ハウジング４７は突起部４２ｄと角穴ｚ−ｂと係合を解除するという簡単な操作で２分割できる構造となっているので、トナーカートリッジ６を分解してトナー充填済みの新たなトナーボトル３８と交換することが容易にできる。なお、新たなトナーボトルとの交換に際しては、キャップ６８をしたままでよいので、トナー漏れによる汚れなどの不都合を考慮する必要がない。
【００７３】
また、仮に、トナーカートリッジ６内のトナーボトル３８のトナー吐出部が常時開口している場合には、トナーカートリッジ６の輸送中にトナーがホッパ部を介して外装部の隙間から漏れだすことが予想されるので、その漏れを防ぐためには数多くのシール部材を必要とし、組み立て費用を含めてかなりのコストを必要とするが、本例のようにトナーボトル３８にキャップ６８をしたままトナーカートリッジ６に装着でき、キャップ６８の開閉手段により使用時のみ外部から開栓できるようにすれば、シールに関するコストは不要となる。さらに、トナーボトル単体で考えても、キャップ６８をしておく構成となっているので、トナーボトル３８の保管時においても、ゴミやほこりなどがトナーボトル３８内に侵入するのを防止することができ、管理が容易である。
【００７４】
下ハウジング４２には、位置決め板４２ｈを設けているので、下ハウジング４２内でのトナーボトル３８の長手方向でのガタつきを防止できるし、径方向でのガタつきは、上ハウジング４７および支持部材４２ｇの働きにより防止できる。
【００７５】
【発明の効果】
請求項１記載の発明では、熱によるトナーの流動性低下などの問題を解消しつつ、トナーエンド時におけるトナー収納容器の交換作業をトナーボトルを装着したままトナーカートリッジごと行うことができ、作業が容易となり簡易迅速に行うことができる。
【００７６】
請求項２記載の発明では、トナーカートリッジに対するトナー収納容器の組み付け性が向上し、大量生産が可能となるし、また、分解性の向上するので、トナーカートリッジ内のトナー収納容器の交換が容易となり、トナーカートリッジを繰り返し使用できるのでリサイクル性も向上する。
【００７７】
請求項３記載の発明では、トナーカートリッジ内でのトナー収納容器のガタつきがなくなり安定して保持され、トナーカートリッジ輸送中における脱落事故を防止できる。
【００７８】
請求項４記載の発明では、トナーカートリッジを画像形成装置から外した状態のもとではトナー収納容器のキャップを閉栓常態におくことができるので、トナーカートリッジ輸送中において残トナーが漏れ出すことがなく、外部への飛散を防止することができし、画像形成装置に装着した状態のもとでは現像装置にトナーが導かれる状態にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナーカートリッジを画像形成装置本体から外したときの状態を説明した斜視図である。
【図２】トナーカートリッジを画像形成装置本体に組み付けたときの状態を説明した斜視図である。
【図３】シャッター部材の開閉動作を説明した断面図で、図３（ａ）はシャッター部材が閉じている状態の断面図、図３（ｂ）はシャッター部材が上昇してトナー供給口が開口した状態の断面図である。
【図４】シャッター部材の開閉動作を示す平面図で、図４（ａ）はシャッター部材が閉じている状態の平面図、図４（ｂ）はシャッター部材が水平に移動してトナー受入口が開きつつある状態の平面図、図４（ｃ）はトナー受入口が完全に開口してトナー供給口と対向した状態の平面図である。
【図５】画像形成装置の概要断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの一部省略の斜視図である。
【図７】トナーカートリッジ及び駆動部の分解斜視図である。
【図８】トナー供給口を有するトナー導入カバーの斜視図である。
【図９】下ハウジングが有する抜け止め用のストッパによる受台の係止状態を示す斜視図である。
【図１０】プロセスカートリッジの外観斜視図である。
【図１１】案内リブの斜視図である。
【図１２】プロセスカートリッジにおける第２シャッター部材周辺構造を説明した斜視図である。
【図１３】第２シャッター部材の開閉動作を示す図で、図１３（ａ）は閉状態を示す断面図、図１３（ｂ）は開状態を示す断面図である。
【図１４】トナーボトルがキャップで塞がれた状態を説明した要部の断面図である。
【図１５】トナーボトルからキャップが抜かれた状態を説明した要部の断面図である。
【符号の説明】
６  トナーカートリッジ
１０ 現像装置
３８  トナーボトル
４２  （外装部材を構成する）下ハウジング
４７  （外装部材を構成する）上ハウジング
５４ トナー供給口
８８ シャッター部材
【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】
0003844148.tif 000007
【図７】
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【図８】
0003844148.tif 000009
【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】
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【図１４】
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【図１５】
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