JPH04115273A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明はトナーカートリッジを介して現像手段にトナー
か供給される画像形成装置に関する。

（従来の技術） 電子写真方式を採用する複写機等の画像形成装置の概要
を第１１図により説明すれば、図中１１０は像担持体で
ある感光ドラムてあり、該感光トラム１１０の周りに一
次帯電器１１１．現像器１１２．転写帯電器１１３、ク
リーニング器１１４といったプロセス機器が配設されて
いる。

感光ドラムエｌＯの右方には給紙カセット１１５、給紙
ローラ１１６、レジストローラ１１７といった給紙系が
配設され、左方には搬送ベルト１１８、定着器１１９．
搬出ローラ１２０、排紙ローラ１２１、ソータ１２２と
いった処理排紙系か配設されている。また、感光トラム
１１０の上方には原稿の位置決め用の給紙ユニット１２
３及び画像の読み取り用の走査光学系１２４が配設され
ている。

而して、−次帯電器１１１により一様帯電された感光ド
ラム１１０に、給紙ユニット１２３により位置決めされ
た原稿の画像か走査光学系１２４を介して露光されると
、感光トラム１１０上には静電潜像が形成される。該静
電潜像は感光トラム１１０の回転とともに現像器１１２
に向けられ、トナー（現像剤）か供給されてトナー像と
して顕像化されるが、該トナー像は転写帯電器１１３を
介して転写紙Ｐ上に転写される。

一方、給紙カセット１１５内の転写紙Ｐは給紙ローラ１
１６にて一枚ずつ取り出された後レジストローラ１１７
の方へ送られ、該レジストローラ１１７にてタイミング
を合されて感光トラム１１０の方へ送られて、この転写
紙Ｐ上にトナー像か転写される。トナー像が転写された
転写紙Ｐは搬送ベルト１１８を介して定着器１１９の方
へ送られ、該定着器１１９にてトナー像が定着された後
、搬送ローラ１２０、排紙ローラ１２１等を経てソータ
１１２上に積載される。

さて、現像器１１２の」一方の装と本体１００内には内
部に攪拌搬送機１３０ａを有するトナーホッパー１３０
か配設され、該トナーホッパー１３０を介して現像器１
１２にトナーが供給されるようになっている。そして５
装置本体１００の上部に位置するトナーホッパー１３０
の上部には開口部１３０ｂか設けられ、該開口部ｌ３０
ｂにトナーボトル１３１（）ナーカートリッジ）を取付
ることによりトナーホッパー１３０内にトナーか補給さ
れるようになっている。

トナーボトル１３１のトナーホッパー１３０の開口部１
３０ｂへの取り付けは、トナーボトル１３１の吐出部１
３１ａに設けられた爪部をこの開口部１３０ｂの嵌合溝
に嵌合させて行なうか。

その後、吐出部１３１ａを回転させることによりトナー
ボトル１３１内のトナーかトナーホッパー１３０内に落
下供給される。

（発明か解決しようとする′Ｈ題） しかしながら、前記の如きトナーボトル１３１によるト
ナーの補給では、作業者かその都度トナーボトル１３１
をトナーホッパー１３０の開口部１３０ｂに取り付は且
つ取り外してトナーの補給作業をしなければならず、煩
雑であると共に漏洩トナーによって作業者の手等を汚す
という不都合かあフた。

また、前記のトナーボトル１３１てはトナーホッパー１
３０内にトナーを供給した後、これを取り外して装置を
作動させるようになるため、トナーボトル１３１の大型
化やトナーの小粒径化に伴ワてこのトナーボトル１３１
によるトナーの補給に時間を要せば、その分装置の運転
時間か短くなるという不都合かあつた。

本発明は上記問題に鑑みてなされたものて、その目的と
する処は、トナーの補給か自動的になされ、且つトナー
の補給に対して装置の稼動効率の低下しない画像形成装
置を提供するにある。

帽１を解決するための手段） 上記目的を達成すべく本発明は、像担持体上の潜像か現
像手段からのトナーによって顕像化される画像形成装置
において、現像手段にトナーを供給する供給装置と、該
供給装置上に着脱自在に配設、この供給装置とともに一
体的に現像手段に対するトナーホッパーを形成するトナ
ーカートリッジと、該トナーカートリッジ具備の封止部
材を開又は開状態にし、このトナーカートリッジ内のト
ナーを供給装置側へ移動させると共に、空のトナーカー
トリッジを密閉させる封止部材操作手段と、トナーカー
トリッジを複数個取゛納し、内部の所定のトナーカート
リッジを自動的に供給装置上に供給すると共に、空のト
ナーカートリッジを回収するカートリッジ収納装置とを
有することを特徴とする。

（作用） 供給装置上のトナーカートリッジ内のトナーか使い尽く
されると、封止部材操作手段により封止部材が閉状態に
移動されて、この空のトナーカートリッジは密閉される
。そして、カートリッジ収納装置の作動により空のトナ
ーカートリッジはこのカートリッジ収納装置内に回収さ
れると共に新たなトナーカートリウシか供給装置上に供
給される。

次に、封止部材操作手段か作動して、供給装置上のトナ
ーカートリッジの封止部材か移動され該封止部材が開状
態となって、このカートリッジ内のトナーか供給装置を
介して現像手段の方へ供給される。

尚、以上のトナー補給作業は制御手段等を介して自動的
になされうる。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明の特徴部分を示すものてあり、画像形成
装置の装置本体ｌの一側にカートリ・シジ収納装置４０
か取り付けられている状態を示している。

装置本体１内の像担持体である感光トラム２の一側には
現像器３、該現像器３にトナーを補給する供給装置ｌＯ
１該供給装置ｌＯ上に取り付けられ、この供給装置１０
とともに現像器３に対するトナーホッパーの役割をする
トナーカートリッジ３０、及び該トナーカートリッジ３
０を収納するカートリッジ収納室２０か配設されている
。

現像器３は現像スリーブ３３等を介して感光ドラム２上
の静電潜像にトナーを供給し、該静電潜像をトナー像と
して顕像化するものてあり、電子写真方式による画像形
成において重要な役割をはたすものである。尚、画像形
成装置による画像形成プロセスは従来技術の項て説明し
たため、ここてはその説明は省略する。

供給装置１０は現像器３の上方に配設され、＃現像器３
にトナーを供給するものであり、内部にトナー搬送系１
１を有すると共に、下部には現像器３にトナーを供給す
るダクト１２を有し、上部にはトナーか充填されたトナ
ーカートリッジを位置決め載置するカートリッジ装着部
１３を有している。カートリッジ装着部１３は第４図で
示される如く、その中央部が大きく開放され、その左、
右両端部にはトナーカートリッジ３０をそのベース部３
２を介して位置決め支持するチャンネル状のカートリッ
ジガイド１３ａか設けられている。

尚、トナー搬送系１１にはトナーセンサー１４か取り付
けられ、供給装５７１０内のトナーの有無の検知を行な
っている。

トナーカートリッジ３０は第２図て示される如く、一端
部か開放され内部にトナーか充填された容器部３１と、
該容器部３１の開口部３１ａ周りに取り付けられ、左、
右両端部の容器部３１側にラック３２ａ、３２ａか形成
されたベース部３２と、容器部３１の開口部３１ａをシ
ールすると共に、ベース部３２の内溝と容器部３１の開
口部３１ａ上面に沿って移動して、該開口部３１ａを開
かせるべく切り抜き部３３ａか形成されたシート状のシ
ール部材３３と、容器部３１に枢支され、一端部にギヤ
３４ａを有すと共に、シート部材３３の一端部と連結さ
れて該シート部材３３を巻き取る巻き取りローラ３４と
、同じく容器部３１に枢支され、シール部材３３の他端
部と連結されて該シール部材３３を繰り出す繰り出しロ
ーラ３５（第３図参照）等とから構成されている。

このトナーカートリッジ３０は容器部３１か上向き、ベ
ース部３２が下向きとなり、ラック３２ａ、３２ａか上
向きに位置決めされた状態で、供給装置１０のカートリ
ッジ装着部１３と後述のカートリッジ収納装置４０間を
搬送されることとなる。

カートリッジ収納室２０は供給装置ｌＯのカートリッジ
装着部１３上方にトナーカートリッジ３０を囲む如く隔
壁２１によって形成され、トナーカートリッジ３０から
漏洩したトナーが装置本体ｌ内の他の機器の方へ飛散す
るのを防止していると共に、装置本体ｌの側壁ｌａ側に
開口部２２を有して、該開口部２２を介してトナーカー
トリッジ３０が供給装置ｌＯのカートリッジ装着部１３
に対して着脱されるようになっている。

このカートリッジ収納室２０の最奥部には、第３図て示
される如く、トナーカートリッジ３０の巻き取りローラ
３４に取り付けられたギヤ３４ａに噛合するギヤ２３及
び該ギヤ２３を回転させる巻き取りモータ２４か取り付
けられている。そして、該巻き取りモータ２４の回転に
より、ギヤ２３．３４ａ及び巻き取りローラ３４、縁り
出しローラ３５を介してシール部材３３を巻き取りロー
ラ３４側に移動させ、その切り抜き部３３ａを容器部３
１の開口部３１ａと一致させて、トナーカートリッジ３
０内のトナーを供給装置ｌＯの方へ移動させると共に、
トナーカートリッジ３０内のトナーが使い尽くされた場
合、再び巻き取りモータ２４を回転させて、シール部材
３３の切り抜き部３３ａを巻き取りローラ３４に巻き取
らせ、このシール部材３３により再び容器部３１の開口
部３１ａをシールさせて、トナーカートリッジ３０のカ
ートリッジ収納室２０からの取り出しに当って容器部３
１内壁に付着したトナーの外部への飛散の防止かなされ
ている。

尚、シール部材３３による空のトナーカートリッジ３０
のシールは該トナーカートリッジ３０内の付着トナーの
落下、飛散を防止てきる程度のものであればよく、シー
ル性はそれほど厳咀なものてなくてもよい。

カートリッジ収納装置４０は第１図で示される如く、装
置本体ｌのカートリッジ収納室２０の開口部２２か設け
られた＃壁１ａにこの開口部２２を取り込む如くビス４
４　、−・・を介して取り付けられた収納本体４１と、
該収納本体４１の中央部に枢支され、その外周部に９０
度毎に４つのカートリッジホルダ４３か取り付けられた
左、右に延びるホルダ支持軸４２と、第４図で示される
如く、ホルダ支持軸４２の端部に固定されたギヤ４４該
ギヤ４４に噛合する駆動ギヤ４５及び駆動ギヤ４５を回
転させるモータ４６等とからなるホルダ支持軸４２の回
転駆動系と、第３図及び第４図で示される如く、トナー
カートリッジ３０をそのラック３２ａ、３２ａを介して
カートリッジ収納装置４０と装置本体Ｉのカートリッジ
収納室２０間に移動させるカートリッジ移動系５０等と
から構成されている。

カートリウジホルダ４３の左、右両端部等には第４図で
示される如く、トナーカートリッジ３０のベース部３２
の端部に係合するチャンネル状のカートリッジガイド４
３ａか設けられ、トナーカートリッジ３０はそのベース
部３２かカートリッジガイド４３ａと係合することによ
り、このカートリッジホルダ４３に支持される。尚、ト
ナーカートリッジ３０のカートリッジホルダ４３へのロ
ックは不図示のロック機構によってなされる。

また、カートリッジホルダ４３の位置決めは、そのいず
れか１つが供給装！１１０のカートリッジ装着部工３と
同一レベルになるようにホルダ支持軸４２を回動してな
されるか、この場合、第４区で示される如く、カートリ
ッジ装着部１３のカートリッジガイド１３ａとカートリ
ッジホルダ４３のカートリッジガイド４３ａとが一直線
の状態となり、トナーカートリッジ３０はこのカートリ
ッジガイド１３ａ、４３ａに案内支持され９つカートリ
ッジホルダ４３と供給装置１０のカートリウジ装着部１
３間を移動する。

カートリッジ移動系５０は第４図で示される如く、トナ
ーカートリウシ３０のラック３２ａ、−に噛合する前、
後ギヤ５１．５２と該前、後ギヤ５１．５２を支持し揺
動板５５に枢支される前、後ギヤ軸５３．５４と、揺動
板５５を図中時計又は反時計方向にｍ動させる支軸５６
と、前、後ギヤ軸５３．５４を回転させる不図示の駆動
装置等とから構成されており、揺動板５５を時計又は反
時計方向に揺動させ、前、後ギヤ５１．５２のいずれか
一方をトナーカートリッジ３０のラック３２ａに噛合さ
せつつ、このトナーカートリッジ３０をカートリッジ装
着＠１３とカートリッジホルダ４３間に移動させる。

また、カートリッジ収納装置４０のホルダ支持軸４２の
回動によりカートリッジホルダ４３か回動する場合は、
前、後ギヤ軸５１．５２は第４図中へ方向に移動して退
避するようになっている。

尚、上記前、後ギヤ５１，５２．前、後ギヤ軸５３．５
４等はトナーカートリッジの他方側のラック３２ａに噛
合するものがもう一セットあるか、以下説明の都合上も
う一方は省略する。

ここて、装置本体１内にはカートリッジ収納装置４０の
ホルダ支持軸４２の回転駆動系やカートリッジ移動系５
０を制御し、且つ装置本体ｌ側の巻き取りモータ２４．
供給装置１０のトナー搬送系１１等を制御する不図示の
制御ｌ装置か設けられ、トナーカートリッジ３０による
現像器３に対するトナーの供給か全自動でなされるよう
になっている。尚、前記カートリッジ収納装置４０は電
源や信号ラインも含めて、装置本体１に対して着脱容易
に配設されているものとする。

而して、供給装置１０のトナーセンサー１４かトナー不
足を検知すれば、この信号か制御装置に送られ、巻き取
りモータ２４か駆動される。そしてギヤ２３．３４ａ等
を介してシール部材３３はその切り抜き部３３ａが巻き
取りローラ３４に巻き取られ、トナーカートリッジの開
口部３１ａは再びシール部材３３によってシールされる
。このシール状態が確認されると、カートリッジ移動系
５０の前ギヤ５１かトナーカートリッジ３０のラック３
２ａに噛合した状態て回転し、第５図で示される如く、
空のトナーカートリッジ３０を供給装置ｌＯのカートリ
ッジ装着部１３からカートリウシ収納装Ｍ４０のカート
リッジホルタ４３の方へ移動させる。

この場合、トナーカートリッジ３０かある程度カートリ
ッジホルタ４３内に移動すれば、揺動板５５か回動して
後ギヤ５２かトナーカートリッジ３０のラック３２ａに
噛合し、この後ギヤ５２によってトナーカートリッジ３
０は第６図て示される如く、カートリッジホルタ４３内
に収納されカートリッジホルダ４３にロックされる。

次に、カートリッジ移動系５０の前、後ギヤ軸５３．５
４か第４図中Ａ方向に引き込まれると、ホルダ支持軸４
２か第６図中時計方向に９０度回動され、つぎのトナー
カートリッジ３０を保持するカートリッジホルダ４３か
第７図て示される如く、カートリッジ収納室２０の開口
部２２の前に位置決めされる。そして、このトナーカー
トリッジのアンロツタとともにカートリッジ移動系５０
の前、後ギヤ軸５３．５４かトナーカートリウシ３０の
ラック３２ａ側に移動し、揺動板５５の回動により後ギ
ヤ５２かこのラック３２ａに噛合して、この後ギヤ５４
の回動（前述とは逆方向の回動）によりトナーカートリ
ッジ３０は装を本体ｌのカートリッジ収納室２０の方へ
移動される。

尚、この間揺動＆５５か回動し、後ギヤ５２の代わりに
前ギヤ５１かラック３２ａと噛合して、最終的にこの前
ギヤ５１により、トナーカートリッジ３０はカートリッ
ジ収納室２０の供給装置ｌＯ上のカートリッジ装着部１
３上に位置決めされる。

そして、トナーカートリウシ３０かカートリッジ装着部
１３に位置決めされた時点て、トナーカートリッジ３０
のシール部材３３の巻き取りローラ３４に取り付けられ
たギヤ３４ａと巻き取りモータ２４のギヤ２３とが噛合
する。つづいて、トナーカートリッジ３０かカートリッ
ジ装着部１３の所定位置に位置決めされたことか検知さ
れると、巻き取りモータ２４が駆動され、シール部材３
３の切り抜きｆＡ　３３　ａかトナーカートリッジ３０
の開口部３１ａと重なり合うまでシール部材３３は巻き
取りローラ３４に巻き取られる。

かくして、トナーカートリッジ３０内のトナーは自重て
供給装置１０内まて落下し、トナー搬送系１１によって
供給装置１０内のトナーはタクト１２を介して現像器３
内に供給される。この場合、トナーセンサー１４かトナ
ーを検知し、新たなトナーカートリッジ３０によってＥ
ｉ像器３にトナーか補給されたことを装置本体ｌ側の制
ｍ装置に知らせ、トナーの補給作業は終了する。

ここで、作業者は第８７で示される如く、カートリッジ
収納装置４０の収納本体４１上部に設けられた開閉１ｉ
４１ａを開け、空のトナーカー１−リッジ３０を新たな
ものと交換すれば、現像器３に対するトナーの補給は永
続的になされつる。また、収納本体４１内に空のトナー
カートリッジ３０を放置した場合でも、本実施例のトナ
ーカートリッジ１個で約４〜５万枚の転写紙に画像形成
かＩｊＴ能であるため１月間４〜５万枚の高コピーボリ
ュームを有す装置であっても、４ケ月間は人手による作
業は不要となる。更に、本画像形成装置においてはトナ
ーの補給作業中であっても、現像器３及び供給装置１０
内には少量のトナーか残存しているのて、画像形成作業
は継続することかでき、従来の画像形成装置の如くトナ
ーの補給にあたって装置を停止させる必要はない。

以上の如く、現像器３へのトナーの補給を自動的になす
ことかでき、作業者はトナーの補給作業といった煩わし
い作業から開放されると共に、その装置もカートリッジ
収納装置４０、所定の機能を有するトナーカートリッジ
３０等といった比較的簡単な機器で構成てきるため、大
きなコストアップも生じない。

また、空のトナーカートリッジ３０はシール部材３３に
よりその開口部３１ａかシールされているため、このト
ナーカートリッジ３０からのトナーの飛散か少なく、カ
ートリッジ収納室２０やカートリッジ収納装Ｍ４０内を
トナーて汚すことはなく、且つこの空のｌ−ナーカート
リッシ３０の取り扱いも容易となる。

更に、トナーの補給作業か供給装置１０に対する空のト
ナーカートリッジ３０の取り外しと、新たなトナーカー
トリッジ３０の取り付けのみてよいため、トナーの補給
作業か比較的短時間てずみ、トナーの補給作業中に装置
を停止させる必要かなく、装置の稼動効率を上げること
かてきる。

この場合、トナーカートリッジ３０か大型化したり、ト
ナーの粒子径か小さくなってもトナーの補給作業時間に
大きな変化はないため、高コピーボリューム、高画質か
要求される装置に対しても、トナー補給に際して装置を
停止させる必要はない。

ここて、第９図で示される如く、カートリッジ収納装置
４０を装置本体ｌに取り付けない場合ても、カートリッ
ジ収納室２０内のトナーカートリッジ３０は自動的にシ
ール部材３３が巻き取られて内部のトナーを現像器３の
方へ供給てき、且つ空になればシール部材３３か更に自
動的に巻き取られて空のトナーカートリッジ３０は密閉
される。従って、この場合でも作業者はトナーカートリ
ッジ３０を装置本体１のカートリッジ収納室２０に着脱
するという簡単な作業のみて現像器３に対するトナーの
補給を行なうことかできる。

即ち、大量のコピーをとらないユーザーに対しては、装
置本体１に着脱可能なカートリウジ収納装置４０をオプ
ション設定にするとことによっても、本発明は十分に機
能しうる。

尚、この場合、装置本体１のカートリッジ収納室２０の
開口部２２には開閉扉２５か取り付けられるようになっ
ているものとする。

また、第１Ｏ図て示される如く、カートリッジ収納装Ｍ
４０゛のホルダ支持軸４２′を供給装置１０側に向ける
前、後方向に配設し、このホルダ支持軸４２“に取り付
けられた２フのカートリッジホルダ４３゛に第１実施例
で示されたものより大型のトナーカートリッジ３０°を
２台対向させるように取付けてもよい。

かかる場合、カートリウジ収納装置４０′に大型のトナ
ーカートリッジ３０゛か取り付けられるため、装置のト
ナー補給間隔か長くなり、その分、空のトナーカートリ
ッジ３０“の取り替え間隔が長くなって作業者の負担は
減少する。

（発明の効果） 以上の説明て明らかな如く本発明によれば現像手段への
トナーの補給か自動的になすことでき、作業者はトナー
の補給作業といった煩わしい作業から開放されると共に
、その装置もカートリッジ収納装置、所定の機能を有す
るトナーカートリッジ等といった比較的簡単な機器て構
成できるため、大きなコストアップも生しない。

また、トナーの補給作業か迅速にてきるため、トナーの
補給作業中装置の運転を停止する必要かなく、装置の稼
動効率の向上を図ることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図は装置本体の現像器周り及び装置本体に取り付け
られたカートリッジ収納装置の断面図、第２図はトナー
カートリッジの斜視図、第３図は装置本体のカートリッ
ジ収納室周りの詳細断面図、第４図は供給装置及び該供
給装置のカートリッジ装着部面に位を決めされたカート
リッジホルタ等の斜視図、第５図乃至第８図は現像器に
トナーを補給する場合のカートリッジ収納装置等の作用
説明図、第９図は装置本体からカートリッジ収納装置を
取り外した場合の装置本体の現像器周りの断面図、第１
０図は変更実施例に係るカートリッジ収納装置を装置本
体に取付けた図、第１１図は従来技術を説明するための
図である６２・・・感光トラム（像担持体）、１０−・
・供給手段、２４・・・巻き取りモータ（封止部材操作
手段）、３０−・・トナーカートリッジ、３３・・・封
止部材（シール部材）、４０・・・カートリウシ収納装
置。 特許出願人　　　キャノン株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持体上の潜像が現像手段からのトナーによっ
   て顕像化される画像形成装置において、現像手段にトナ
   ーを供給する供給装置と、該供給装置上に着脱自在に配
   設され、この供給装置とともに一体的に現像手段に対す
   るトナーホッパーを形成するトナーカートリッジと、該
   トナーカートリッジ具備の封止部材を開又は閉状態にし
   、このトナーカートリッジ内のトナーを供給装置側へ移
   動させると共に、空のトナーカートリッジを密閉させる
   封止部材操作手段と、トナーカートリッジを複数個収納
   し、内部の所定のトナーカートリッジを自動的に供給装
   置上に供給すると共に、空のトナーカートリッジを回収
   するカートリッジ収納装置とを有することを特徴とする
   画像形成装置。
2. （２）前記カートリッジ収納装置が画像形成装置の装置
   本体に対して着脱可能に配設されていることを特徴とす
   る請求項１記載の画像形成装置。