JP5446041B2 - トナーホッパ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カラープリンタ等の画像形成装置、画像形成装置に用いられるトナーホッパ、現像装置、およびプロセスカートリッジに関する。このトナーホッパには、トナーボトルやトナーカートリッジ等を含む。

カラープリンタ等の画像形成装置では、その装置本体に対してトナーが収容されているカートリッジ（トナーホッパ）が着脱可能に装着されている。このような画像形成装置としては、装着されたカートリッジが未だ使用されていない新品のカートリッジであるか、或いは既に或る程度使用され、ないしは寿命となったカートリッジであるかを判別する必要がある。

このため、従来には、一方向に不可逆的に回転可能な回転体と、この回転体の回転に伴って移動する移動体と、回転体の回転に応じた移動体の移動を検知する検知手段と、検知手段で検知する移動体の移動の有無に応じてカートリッジが新品であるか否かを判断する判断手段を備えたものがある（特許文献１）。

すなわち、この特許文献１における新品仕様検知装置は、検知手段として、光センサと、検出用アームと、コイルばね等を備え、判断手段として制御装置を備える。この場合、新品の高容量現像カートリッジが装着された場合には、延出部（回転部材に連設された延出部）が検知用アームに当接し、検知用アームが揺動して光センサがオンされる。これによって、駆動装置が駆動され、ガラ回し動作が実行され、前記延出部が検知用アームから離間して、検知用アームが元の位置に復帰することにより、光センサがオフされる。これに対して、旧品が装着された場合には、延出部が検知用アームに係合しない状態となる。そのため、旧品が装着された場合には、光センサはオフされたままの状態に維持される。

また、ピニオンアンドラック機構と、フォトセンサ等を備えたものがある（特許文献２）。この特許文献２では、可動部に設けられたラックにギア（ピニオンアンドラック機構のピニオン）が噛合し、このギアの回動に伴って可動部がその軸方向に移動する。そして可動部のラックがギアから開放されれば、ばね部材によって、可動部をギアから離間する方向に弾発される。これによって、可動部のラックとギアとの再度の噛合を防止している。この状態では、この可動部に設けられた反射板は、窓の位置から外れる。このように、反射板が窓から外れれば、装置本体側のフォトセンサにてこれの検知ができなくなるようにしている。

電気的に通電状態と非通電状態とを検出して、新品か再使用品かを判断するものがある(特許文献３)。この場合、交換部材が新品である場合、交換部品の底面に取り付けられた回転部材と、装置本体側に設けた電流伝達部とが接触し、通電する。これによって部品が新品であるかが検知される。また、一度使用した部品を再使用した場合には、回転部材が、交換部品の底面の切欠に固定されて通電されない。これによって、部品が新品であることの検知が行われない。

さらに、特許文献４においても、新品プロセスカートリッジ検出手段を備えた画像形成装置が記載されている。この場合の新品プロセスカートリッジ検出手段は、プロセスカートリッジ側のギアカムと、装置側のフィラー及び新品検知センサとを備える。新品のプロセスカートリッジが装着されれば、ギアカムに設けられた凸部がフィラーを押す。凸部がフィラーを押すと、フィラーの爪が新品検知センサへ押し込まれるので、新品検知センサが爪を検知し、ＣＰＵへその情報を伝える。これにより、新品のプロセスカートリッジが画像形成装置に取り付けられたことをＣＰＵが認識する。

また、プロセスユニットの孔部に装着される舌片状の新旧判断部材を備えたものもある（特許文献５）。旧プロセスユニットを画像形成装置本体内にセットするときは、既にその新旧判別部材は破断されているため、可動部材が画像形成装置本体の奥側に押されてスイッチを作動させることはない。このように、旧プロセスユニットを画像形成装置本体に装填したときは、スイッチは作動せず、従ってカウンタがリセットされることはない。スイッチのレバーが押されず、プロセスユニットが新品ではなく旧プロセスユニットであることが検知されるのである。

前記特許文献１に記載のものでは、検知手段として、光センサと、検出用アームと、コイルばね等を必要とし、また、判断手段として制御装置を必要とする。すなわち、特許文献１では、多くの部品を必要として、全体構成が複雑化し、コスト高となっている。

前記特許文献２に記載のものでは、光学的な検知であるため、フォトセンサ等にゴミ等が付着したりすれば、誤動作を起すおそれがあり、精度的に問題がある。また、特許文献３に記載のものでは、回転部材を交換部品の底面に取り付ける必要があり、新旧検出機構の配置位置に制約があり、設計性に劣ることになっていた。

前記特許文献４に記載のものにおいても、前記特許文献１と同様、多くの部品を必要として、全体構成が複雑化し、コスト高となっている。また、特許文献５に記載のものでは、一度使用されれば、新旧判別部材は破断され、このプロセスユニットのケースの再度の利用が不可となって、高コストとなっていた。

本発明は、斯かる事情に鑑み、簡単な構成にて安定して新旧か否かを検知することが可能なトナーホッパ、現像装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置を提供しようとするものである。

本発明のトナーホッパは、画像形成装置からの回転動力で駆動するトナー攪拌部材及び／またはトナー搬送部材である回転駆動体を具備したトナーホッパにおいて、前記画像形成装置側に配置されたホッパ新品検知機構が操作される操作機構を具備し、この操作機構は、回転駆動体の駆動によって、ホッパ新品検知機構を操作するための動作を行うものであって、前記操作機構は、前記回転駆動体の回転を許容した状態でこの回転駆動体への連設が可能な被係合体と、被係合体の回転駆動体への連設状態で前記操作機構を非動作状態とする操作体とを備え、回転駆動体の駆動によって被係合体の連設状態が解除されて操作体によりホッパ新品検知機構が動作状態となるとともに、その後においてはこの解除状態が維持され、かつ、回転駆動体は、回転駆動体と被係合体との連設状態での軸心廻りの回転に伴った軸方向の移動が可能であり、その移動が許容される長さが、回転駆動体の軸方向端部に配置されるシール部材の許容圧潰量であり、その許容圧潰量を（Ｇ１−Ｇ２）とし、被係合体の回転駆動体との係合長さをＬとしたときに、（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとしたものである。

本発明のトナーホッパによれば、ホッパ新品検知機構を動作させるための機構、つまり操作機構に対する駆動手段等を別途設ける必要がなく、装置全体の簡略化を図ることができる。また、回転駆動体との連設状態では、回転駆動体はその回転が許容されている。この状態では、ホッパ新品検知機構を非動作状態としている。そして、回転駆動体を駆動すれば、被係合体の連設状態が解除され、この解除状態が維持される。この解除状態では、ホッパ新品検知機構が動作状態となる。ここで、非動作状態とは、ホッパ新品検知機構が動作しない状態であり、動作状態とはホッパ新品検知機構が動作する状態である。

（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、被係合体の回転駆動体との係合長さ分を安定して移動することができ、回転駆動体と被係合体との連設状態からの安定して非連設状態となる。しかも、回転駆動体の軸方向移動量も最小限にとどめることが可能であり、回転駆動体の両端部に配置されるシール部材が損傷しない許容圧潰量とすることができる。

回転駆動体との連設状態では、回転駆動体はその回転が許容されている。この状態では、ホッパ新品検知機構を非動作状態としている。そして、回転駆動体を駆動すれば、被係合体の連設状態が解除され、この解除状態が維持される。この解除状態では、ホッパ新品検知機構が動作状態となる。ここで、非動作状態とは、ホッパ新品検知機構が動作しない状態であり、動作状態とはホッパ新品検知機構が動作する状態である。

回転駆動体と被係合体との連設は、ねじ機構による結合であっても、ラック・アンド・ピニオン機構による結合であってもよい。また、前記操作体は、操作機構に対する非動作状態でホッパ筐体の外部へ突出し、操作機構に対する動作状態でホッパ筐体内に収納されるものであってもよい。

前記操作体のホッパ筐体内への収納力を付与する弾性部材を備えたものが好ましい。この弾性部材の弾発力によって安定して操作体をホッパ筐体に収納される。

回転駆動体は画像形成装置側の歯車に噛合するホッパ側歯車を備え、ホッパ側歯車の歯幅をｄ１とし、画像形成装置側の歯車の歯幅をｄ２としたときに、（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとするのが好ましい。

（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体と被係合体との連設状態からの非連設状態となっても、ホッパ側歯車と画像形成装置側の歯車との噛合状態が維持される。

回転駆動体と被係合体との連設状態における回転駆動体の軸方向の移動方向上流端と、この移動方向上流端に対向するホッパ筐体の内壁との間の寸法をＤとしたときに、Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとするものであってもよい。

Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体が軸方向に移動した際に、回転駆動体がホッパ筐体の内壁に接触することがなく、安定した軸方向移動が可能となる。

被係合体における非動作状態からの動作状態となる際の移動量をａとし、回転駆動体と被係合体との連設状態での非動作状態からの動作状態となる方向の被係合体の上流端と係合部の下流端との差をｂとしたときに、ａ＞ｂとするのが好ましい。

ａ＞ｂとすることによって、非動作状態からの動作状態となる新品検知動作後において、回転駆動体の回転の妨げにならない。

操作体の移動方向上に回転駆動体側の係合部が配置されていないのが好ましい。このように配置することによって、操作体と回転駆動体側の係合部とが相互に干渉しない。

回転駆動体に回転駆動力を伝達する動力伝達部を備え、この動力伝達部がホッパ筐体の外部に配置するようにできる。これによって、画像装置側の回転駆動体を稼動させる動作で新品検知機構を操作することができる。

画像形成装置側の歯車の回転を規制する安全機構を備え、この安全機構により回転規制が解除された後、回転駆動体と被係合体との連設状態を解除させるのが好ましい。このように設定することによって、安全機構により回転規制が解除されなければ、回転駆動体と被係合体との連設状態が解除されない。

回転駆動体と被係合体との連設状態の解除は、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能になってから動作するものであっても、新品検知機構への通電が行われる状態になってから動作するようにしてもよい。

本発明の現像装置は、前記トナーホッパを備えたものである。本発明のプロセスカートリッジは、前記トナーホッパを備えたものである。本発明の画像形成装置は、前記記載のトナーホッパを備えたものである。

本発明では、ホッパ新品検知機構を動作させるための機構の簡略化を図ることができる。このため、部品点数の減少を図ることができ、製作コストおよび工程作業量の低減を達成できる。

回転駆動体を駆動すれば、被係合体の連設状態が解除され、この解除状態が維持される。このため、一旦使用して、この解除状態となれば、再度連設状態となることがない。すなわち、使用して旧品となったトナーホッパを、再度装置側へ装着しても、この解除状態が維持されたままである。従って、この解除状態で回転駆動体が回転しても、操作機構を操作することがなく、旧品であることが分かる。また、操作機構を操作することがない状態において、操作体がホッパ筐体内に収納されるものであれば、一目で旧品であることが分かる。

回転駆動体と被係合体との連設は、ねじ機構による結合であっても、ラック・アンド・ピニオン機構による結合であってもよく、簡単な機構で構成することができる。

弾性部材を用いたものでは、弾発力によって安定して操作体をホッパ筐体に収納させることができ、新品であるか旧品であるかの判断が安定する。

（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体の両端部に配置されるシール部材が損傷しない許容圧潰量とすることができ、ホッパ内部のトナーが外部に漏れず、しかも、回転駆動体を回転自在に支持している軸受等の損傷を防止できる。

（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、常に、ホッパ側歯車と画像形成装置側の歯車との噛合状態が維持され、ホッパ内での回転駆動体の回転駆動が安定し、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を確実に行える。

Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体がホッパ筐体の内壁に接触することがなく、安定した軸方向移動が可能となり、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を一層確実に行える。

ａ＞ｂとすることによって、非動作状態からの動作状態となる新品検知動作後において、回転駆動体の回転の妨げにならない。このため、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を一層確実に行える。

操作体の移動方向上に回転駆動体側の係合部が配置されていないように配置することによって、操作体と回転駆動体側の係合部とが相互に干渉せず、安定した機能を発揮する。動力伝達部をホッパ筐体の外部に配置したものでは、トナーホッパ全体のコンパクト化、及び軽量化を図ることができる。

安全機構により回転規制が解除された後、回転駆動体と被係合体との連設状態を解除させるものでは、安全機構が解除されたことにより、操作体が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、係合状態の解除がされることにより新品検知機構から抜け出たこと、つまり動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

回転駆動体と被係合体との連設状態の解除は、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能になってから動作するものでは、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能となったことにより、操作体が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

回転駆動体と被係合体との連設状態の解除が、新品検知機構への通電が行われる状態になってから動作するものであれば、操作体が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

本発明の現像装置、本発明のプロセスカートリッジ、及び本発明の画像形成装置は、前記記載のトナーホッパを備えたものであるので、装着されたトナーホッパが旧品であるかの判定を安定して行うことができる。

本発明の画像形成装置の構成を示す簡略図である。 前記画像形成装置に用いられたトナーホッパの断面図である。 ホッパ新品検知機構が動作状態となる直前のトナーホッパの断面図である。 ホッパ新品検知機構を示し、（ａ）が非動作状態である操作機構の断面図であり、（ｂ）は動作状態である操作機構の断面図である。 操作機構が動作状態であるトナーホッパの断面図である。 操作機構が動作状態であるトナーホッパの断面図である。 他の実施形態を示すトナーホッパの断面図である。 前記図７に示すトナーホッパの操作機構を示す断面図である。 他の実施形態を示すトナーホッパの断面図である

以下、図に示す実施例による本発明を実施するための形態を説明する。

図１は画像形成装置であるカラー電子写真画像形成装置１を示している。この画像形成装置１は、機枠体のほぼ中央部に作像ユニット６（６Ｋ，６Ｃ，６Ｍ，６Ｙ）を配置し、この作像ユニット６の上方にはトナーを補給するトナーホッパ６０（６０Ｋ，６０Ｃ，６０Ｍ，６０Ｙ）が配置される。トナーホッパ６０の上方には、感光ドラム６ａに潜像を形成するための露光装置５を配置している。

作像ユニット６の下側には中間転写体である中間転写ベルト３を設置し、中間転写ベルト３の周囲に、第二転写装置１１と中間転写体清掃装置１４を配置している。また、中間転写ベルト３の下側には記録媒体７を積載・収容する給紙カセット８が配置される。給紙装置９にて給紙された記録媒体７は中間転写ベルト３と第二転写装置１１との間を通り、定着装置１２へ導かれて記録媒体７にトナー像を熱定着させる。

作像ユニット６が中間転写ベルト３と接する位置に第一転写ローラ３ａが設置されており、第一転写ローラ３ａに高電位を印加することによって感光ドラム６ａと中間転写ベルト３に電位差を設けて感光ドラム６ａ表面に形成されたトナー像を転写する。

各作像ユニット６にてこれら色毎のトナー像が順次中間転写ベルト３に転写され、中間転写ベルト３上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像が形成される。

用紙やＯＨＰシート等の記録媒体７はタイミングをとって給紙装置９と用紙搬送装置１０から第二転写装置１１に供給され、中間転写ベルト３の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像は、第二転写装置１１に高電位を印加することによって中間転写ベルト３と第二転写装置１１に電位差を設けて中間転写ベルト３表面に形成されたトナー像を記録媒体７上に転写される。

トナー像が転写された記録媒体７は、中間転写ベルト３から剥離され、定着装置１２によってトナー像を記録媒体７に溶融定着し、排紙装置１３によりカラー電子写真画像形成装置１の上面の排紙トレーに排紙される。

記録媒体７へトナー像を転写した後の中間転写ベルト３の表面に残っている余剰トナーは中間転写体清掃装置１４により清掃され、トナー回収装置１５に回収される。清掃された中間転写ベルト３は、次のトナー像の転写に備える。

記録媒体７の給紙から排紙までの搬送経路をできる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくすることにより、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。また、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単に行うことができ、更に、厚紙等も使用する多種記録媒体方式のカラー電子写真画像形成装置にも対応することもできる。

この実施形態では、記録媒体搬送経路を略円弧状に形成し、中間転写ベルト３と作像ユニット６と露光装置５を前記記録媒体搬送経路の内側に配置することにより、機枠体内の空間を有効利用して小型化し、搬送経路を簡略化し、画像面を下向きにして記録媒体７を排出する構成とした。

この構成により搬送経路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニットを搬送経路よりも内側に配置したことによって、搬送経路が機枠体に近くなり、搬送経路を開放し易くなるために、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単になる。また、記録媒体７が画像面を下向きにしてカラー電子写真画像形成装置１上に排出されることにより、カラー電子写真画像形成装置１上に積み重なった記録媒体７は、画像面側が上を向くように取り出すと、上側から下側に印刷順に並ぶように積み重なる利点がある。

なお、図１での右側を正面となるよう構成すれば、紙詰まり発生時の解消処理操作もより簡単になる。消耗品であるトナーホッパ６０は、カラー電子写真画像形成装置１の上方または正面から交換用カバーが開閉できるようにしてあり、オペレータにより交換される。

図２は本発明に係るトナーホッパ６０を示し、このトナーホッパ６０は、ホッパ筐体２０と、このホッパ筐体２０内に収容されるトナー搬送部材としてのトナー搬送スクリュ２１と、画像形成装置側に配置されたホッパ新品検知機構５０が操作される操作機構２３とを備える。

ホッパ筐体２０には、筐体本体２２と、操作機構２３が配置される機構収納室２４と、回転駆動体Ｓとしての搬送スクリュ２１の回転駆動力を伝達する動力伝達部２５を収容する副ケーシング２６とを備える。

機構収納室２４の壁部２４ａには、搬送スクリュ２１の一方の端部側を支持する軸受部材２７が配置され、また、筐体本体２２の副ケーシング２６側の壁２２ａには、搬送スクリュ２１の他方の端部側を支持する軸受部材２８が配置されている。これによって、搬送スクリュ２１はその軸心（水平軸心）廻りに回転自在となっている。

また、搬送スクリュ２１は、軸部２１ａと、軸部２１ａの外周に配置されるスパイラル２１ｂとを備える。そして、軸部２１ａの一方の端部端には雄ねじ部３０が設けられるとともに、この雄ねじ部３０の近傍におけるスパイラル２１ｂ側に鍔部（フランジ）３１が設けられている。鍔部３１と壁部２４ａとの間に、弾性材からなるシール部材３２が配置される。搬送スクリュ２１の軸部２１ａの他方の端部には、鍔部（フランジ）３３が設けられ、鍔部３３と壁部２２ａとの間に、弾性材からなるシール部材３４が配置される。

操作機構２３は、図２〜図４に示すように、矩形平板体からなる被係合体３５と、この被係合体３５から突設される軸部材からなる操作体３６とを備える。被係合体３５は、壁部２４ａと所定間隔をもって平行に配設されるとともに、ねじ孔３７が設けられている。また、図４に示すように、機構収納室２４内には、被係合体３５を鉛直方向への往復動を案内する案内機構３８が設けられている。この案内機構３８は、機構収納室２４の相対面する内面に設けられる一対のガイド溝３８ａ、３８ｂを備える。すなわち、ガイド溝３８ａ、３８ｂに被係合体３５の短辺３５ａ，３５ａに設けられる係合部５９、５９が嵌合している。これによって、被係合体３５はガイド溝３８ａ、３８ｂにガイドされて機構収納室２４内を矢印Ｂ１、Ｂ２（図２参照）のように往復動が可能となっている。

操作体３６は、被係合体３５の下面３５ｂに付設されるボス部３６ａと、このボス部３６ａから垂下される軸本体３６ｂとからなり、コイルスプリングからなる弾性部材４２が外嵌されている。この場合、ボス部３６ａは、大径部４０と、小径部４１とからなり、ボス部３６ａの大径部４０にて弾性部材４２の上端を受けている。また、機構収納室２４の底壁２４ｂには貫通孔４５が設けられ、この貫通孔４５を介して、操作体３６に軸本体３６ｂが外部へ突出可能となっている。底壁２４ｂの内面側において、貫通孔４５の外周縁には周方向鍔部４６が設けられ、この周方向鍔部４６に、弾性部材４２の下端部が外嵌され、底壁２４ｂの内面にて弾性部材４２の下端を受けている。

また、トナーホッパ６０が新品状態（初期状態）では、図４（ａ）に示すように、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が被係合体３５のねじ孔３７に螺合している。このように、螺合している状態では、弾性部材４２が圧縮されて、操作体３６が機構収納室２４の底壁２４ｂの下面（外面）から所定寸だけ突出している。図４（ｂ）に示すように、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が被係合体３５のねじ孔３７から外れた状態となれば、弾性部材４２の弾性力によって、被係合体３５は、その上辺３５ｃが機構収納室２４の上壁２４ｃの内面に当接するまで、上昇する。この際、操作体３６は機構収納室２４に収納された状態となっている。つまり、操作体３６はホッパ筐体２０から突出しない状態となる。

ホッパ新品検知機構５０は図２と図３に示すようにスイッチ５１を有し、操作体３６が機構収納室２４の底壁２４ｂの下面（外面）から所定寸だけ突出している状態で、図２等に示すように、操作体３６がスイッチ５１を押圧して、非動通状態（非動作状態）となっている。また、図４（ｂ）に示すように、操作体３６が機構収納室２４に収納された状態となれば、操作体３６によるスイッチ５１の押圧が解除され、動通状態（動作状態）となる。

ところで、図４（ｂ）に示すように、操作体３６の移動方向上に回転駆動体Ｓ側の係合部（雄ねじ３０）が配置されていない。すなわち、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が被係合体３５のねじ孔３７から外れた状態となった場合においても、操作体３６の上下動に操作体３６が妨げとならない。

動力伝達部２５は、副ケーシング２６内に突入される回転駆動体の他方の軸端部に外嵌固定される第１歯車５２と、この第１歯車５２に噛合する第２歯車５３とを備える。そして、この第１歯車５２が、装置側の駆動用歯車５４に噛合する。

このため、駆動用歯車５４が回転駆動すれば、第１歯車５２が回転して、回転駆動体Ｓとしての搬送スクリュ２１がその軸心廻りに回転する。これによって、このトナーホッパ６０内のトナーが搬送される。

ところで、このトナーホッパ６０は、以下のような寸法設定とされる。図４（ａ）に示すように、操作体３６が機構収納室２４の底壁２４ｂの下面（外面）から所定寸だけ突出している状態において、被係合体３５の上辺３５ｃと、機構収納室２４の上壁２４ｃの内面との間の寸法をａとし、搬送スクリュ２１と被係合体３５との連設状態での非動作状態からの動作状態となる方向の被係合体３５の上流端３５ｂと係合部３０の下流端との差をｂとしたときに、ａ＞ｂとする。

図２に示すように、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が被係合体３５のねじ孔３７に螺合している状態において、鍔部３１と壁部２４ａとの間の隙間、及び鍔部３３と壁部２２ａとの間の隙間をＧ１とし、図３に示すように、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が被係合体３５のねじ孔３７から螺退して外れた状態において、鍔部３１と壁部２４ａとの間の隙間（圧潰されたシール部材３２の厚さ寸法）、及び鍔部３３と壁部２２ａとの間の隙間（圧潰されたシール部材３４の厚さ寸法）をＧ２とし、雄ねじ部３０のねじ孔３７との軸方向係合長さ（螺合長さ）をＬとしたとき、（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとする。

第１歯車５２の歯幅をｄ１とし、駆動用歯車５４の歯幅をｄ２としたとき、（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとする。さらに、搬送スクリュ２１の他方の端縁５５と、この端縁５５に対向（対面）する副ケーシング２６の外壁２６ａの内面５６との間の隙間をＤとしたときに、Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとする。

ところで、このトナーホッパ６０を新品として工場から出荷する際には、図２に示すように、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０がねじ孔３７に噛合した状態であって、操作体３６がホッパ筐体２０から突出した状態となっている。この状態では、トナーホッパ６０をこの装置１に装着すれば、操作体３６がスイッチ５１を押圧して、非動通状態（非動作状態）となっている。

次に前記のように構成されたトナーホッパ６０の動作について説明する。この場合、雄ねじ部３０が右ねじであれば、駆動用歯車５４が図３の矢印αの方向に回転するように設定される。このように、駆動用歯車５４が矢印αの方向に回転すれば、この駆動用歯車５４と噛合している第１歯車５２が矢印βの方向に回転し、回転駆動体である搬送スクリュ２１が矢印βの方向に回転する。

このように、搬送スクリュ２１は、矢印βの方向に回転すれば、前記したように、雄ねじ部３０が右ねじであるので、雄ねじ部３０がねじ孔３７に対して螺退して図３の矢印Ａ方向に移動する。

そして、矢印Ａ方向に移動して、図３に示すように、雄ねじ部３０がねじ孔３７から外れた状態になれば、図４（ｂ）や図５に示すように、弾性部材４２の弾性力によって、被係合体３５が矢印Ｂ１方向に上昇する。これによって、操作体３６がホッパ筐体２０に収納された状態となって、図５に示すように、操作体３６によるスイッチ５１の押圧が解除され、動通状態（動作状態）となる。

このように、雄ねじ部３０がねじ孔３７から外れた状態になれば、圧縮されたシール部材３２、３４の復元力（反発力）Ｆｓで搬送スクリュ２１は図６に示す矢印Ｃ方向に移動する。この際、図４（ｂ）に示すように、操作体３６の移動方向上に回転駆動体側の係合部（雄ねじ３０）が配置されていない。このため、搬送スクリュ２１の矢印Ｃ方向の移動が妨げられない。

このように、図６に示すように、雄ねじ部３０がねじ孔３７から外れた状態になれば、図５（ｂ）の仮想線で示すように、雄ねじ部３０がねじ孔３７に螺合する状態にもどらず、操作体３６によるスイッチ５１の押圧が解除され、ホッパ新品検知機構５０は動通状態（動作状態）となったままである。

この図６に示す状態では、搬送スクリュ２１が矢印β方向に回転していてもこの搬送スクリュ２１は軸方向に移動することがなく、その位置で軸心廻りに回転し、トナー搬送状態となっている。

ところで、構成された画像形成装置では、トナーホッパ６０を交換および設置する際に、画像形成装置の装置ケーシングの一部を開閉することによって行うことができる。しかしながら、装置ケーシングの一部を開閉するとトナーホッパ６０の動力伝達部２５と噛合する駆動用歯車５４に、取扱者が触手可能となる。このため、装置ケーシングの一部を開けると安全装置が働き、駆動用歯車５４の回転を規制するようにしている。そこで、本発明では、トナーホッパ６０を画像形成装置に装着して、装置ケーシングの一部を閉じることで、安全装置が解除されるようにしている。

トナーホッパ６０が新品であった場合には、操作体３６がトナーホッパ６０の筐体２０から外側に突出した部分が、画像形成装置の新品検知を行うスイッチ５１を押した状態で安全装置が解除される。画像形成装置の駆動用歯車５４が駆動することで、トナーホッパ６０の筐体から突出していた操作体３６はトナーホッパ６０の筐体内に収納される。これにより新品検知を行うスイッチ５１は、駆動用歯車５４が動作する前と操作体３６がスイッチ５１を操作するまで駆動用歯車５４が動くことで、押された状態から開放された状態となり、その情報から新品を検知することができる。

このように、安全機構により回転規制が解除された後、回転駆動体と被係合体との連設状態を解除させるものでは、安全機構が解除されたことにより、操作体３６が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、係合状態の解除がされることにより新品検知機構から抜け出たこと、つまり動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

回転駆動体Ｓである搬送スクリュー２１と被係合体３５との連設状態の解除は、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能になってから動作するものであってもよい。このように設定すれば、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能となったことにより、操作体３６が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

回転駆動体Ｓと被係合体３５との連設状態の解除が、新品検知機構５０への通電が行われる状態になってから動作するものであってもよい。このようなものでは、通電が行われる状態になってから動作することにより、操作体３６が突出した状態つまり新品のトナーホッパが装着されることで、画像形成装置１は新品検知機構に挿し込まれたことを認識する。そして、トナーホッパ稼動動作を行うと、係合状態の解除がされることにより新品検知機構５０から抜け出たこと、つまり動作状態となったことを認識でき、さらにはその動作タイミングを判断して、新品トナーホッパが装着されたことを確定させて、安定した画像を印刷するためのトナーを補給できる。

操作体３６がトナーホッパ６０の筐体２０内に収納されているトナーホッパ６０が新品ではないときは、図６に示す状態であるので、操作体３６がスイッチ５１を操作することがない。これによって、新品でないことが判断できる。また操作体３６がスイッチ５１を操作するまで駆動用歯車５４が動いているのに操作体３６がトナーホッパ６０の筐体２０内に収納されず、スイッチ５１を押し続けていると異常であると検知することもできる。

このように、本トナーホッパでは、ホッパ新品検知機構５０を動作させるための機構、つまり操作機構２３に対する駆動手段等を別途設ける必要がなく、装置全体の簡略化を図ることができる。すなわち、部品点数の減少を図ることができ、製作コストおよび工程作業量の低減を達成できる。

回転駆動体Ｓとしての搬送スクリュ２１が駆動すれば、被係合体３５の連設状態が解除され、この解除状態が維持される。このため、一旦使用して、この解除状態となれば、再度連設状態となることがない。すなわち、使用して旧品となったトナーホッパを、再度装置側へ装着しても、この解除状態が維持されたままである。従って、この解除状態で回転駆動体Ｓが回転しても、操作機構２３を操作することがなく、旧品であることが分かる。また、操作機構２３を操作することがない状態において、操作体３６がホッパ筐体２０内に収納されるものであれば、一目で旧品であることが分かる。

弾性部材４２を用いたものでは、弾発力によって安定して操作体３６をホッパ筐体２０に収納させることができ、新品であるか旧品であるかの判断が安定する。

（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体Ｓの両端部に配置されるシール部材３２、３４が損傷しない許容圧潰量とすることができ、ホッパ内部のトナーが外部に漏れず、しかも、回転駆動体Ｓを回転自在に支持している軸受部材２７、２８の損傷を防止できる。

（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、常に、ホッパ側歯車５２と画像形成装置側の歯車５４との噛合状態が維持され、ホッパ内での回転駆動体Ｓの回転駆動が安定し、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を確実に行える。

Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとすることによって、回転駆動体Ｓがホッパ筐体２０の内壁に接触することがなく、安定した軸方向移動が可能となり、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を一層確実に行える。

ａ＞ｂとすることによって、非動作状態からの動作状態となる新品検知動作後において、回転駆動体Ｓの回転の妨げにならない。これによって、ホッパ内でのトナーの攪拌やトナーの搬送を一層確実に行える。

操作体３６の移動方向上に回転駆動体Ｓ側の係合部が配置されていないように配置することによって、操作体３６と回転駆動体Ｓ側の係合部（雄ねじ部３０）とが相互に干渉せず、安定した機能を発揮する。

安全機構により回転規制が解除された後、回転駆動体Ｓと被係合体との連設状態を解除させるようにしているので、新品が装着されたことの判断性の向上を図ることができる。

前記実施形態では、回転駆動体Ｓとしての搬送スクリュ２１と被係合体３５との連設は、ねじ機構Ｍによる結合であったが、図７に示すように、ラック・アンド・ピニオン機構Ｍ１による結合であってもよい。

搬送スクリュ２１の一方の軸端にピニオン５７を設けるとともに、被係合体３５にラック５８を設ける。この場合の被係合体３５は、図８に示すように、前記図２等に示す被係合体３５よりも幅寸法が小さく、ピニオン５７の対応辺３５ａ２に前記ラック５８が設けられている。また、他方の対応辺３５ａ１には、ガイド溝３８ａに嵌合する係合部５９、５９が設けられ、対応辺３５ａ２には、ガイド溝３８ａに嵌合する延長部６１が設けられている。

図８に示すように、ピニオン５７がラック５８に噛合している状態から、搬送スクリュ２１がその軸心廻りに回転することによって、被係合体３５が順次上昇していき、この噛合が外れた状態となれば、弾性部材４２の弾性力によって、被係合体３５が、その上辺３５ｃが上壁２４ｃの内面に当接するまで、上昇する。これによって、操作体３６が収納室に収納されることになる。また、一旦、ピニオン５７とラック５８との噛合が解除されれば、再度噛合することはない。

この図７と図８に示すトナーホッパ６０における他の構成は、図２等に示すトナーホッパ６０と同様であるので、図２等に示すトナーホッパ６０と同一部材を同一の符号を附してそれらの説明を省略する。

このため、この図７と図８に示すように、ラック・アンド・ピニオン機構Ｍ１を用いたものであっても、図２等に示すようにねじ機構Ｍを用いたものと同様の作用効果を奏する。

このように、回転駆動体Ｓと被係合体３５との連設は、ねじ機構Ｍによる結合であっても、ラック・アンド・ピニオン機構Ｍ１による結合であってもよく、簡単な機構で構成することができる。

次に、図９に示すトナーホッパ６０は、図２に示すトナーホッパ６０において副ケーシングを有さないものである。このため、動力伝達部２５が外部に露出することになるが、このようなものであっても、図２等に示すものと同様の作用効果を奏する。

図９に示すように、副ケーシングを有さないものでは、トナーホッパ６０全体のコンパクト化、及び軽量化を図ることができる。

なお、本発明は上述の実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、回転駆動体として前記実施形態では、トナー搬送部材としての搬送スクリュであったが、トナー攪拌部材であっても、例えば可撓性シートを具備したアジテータ（トナーを攪拌させるもの）を備えたトナーホッパであってもよい。

また、回転駆動体Ｓと被係合体３５との連設としてのねじ機構Ｍ等を、回転駆動体Ｓとしての搬送スクリュ２１の端部に設けることなく、ホッパ筐体２０の本体２２内にこのようなねじ機構Ｍを設けたものであってもよい。すなわち、このようなねじ機構Ｍやラック・アンド・ピニオン機構Ｍ１等の配置位置は、トナー搬送装置やレイアウト等により種々変更することができる。

前記実施形態における画像形成装置は安全装置を備え、この安全装置に連動するものであったが、画像形成の準備動作または画像形成動作が可能な状態となれば、安全装置と関係なく、動作させるようにできる。このため、安全装置を有しないものであっても、画像形成の準備動作または画像形成動作が無くても、新品か旧品かの判断を行うことができる。

本発明としては、現像ローラや規制ブレードなどを具備する現像装置やトナーカートリッジ、また、作像ユニットまでを含んだプロセスカートリッジにも応用することができる。さらには、新品検知としての機能としてはサプライ品として交換するユニットを持つ画像形成装置に適用することができる。なお、画像形成装置は、電子写真複写機、レーザービームプリンタ、ファクシミリ装置等がある。

また、前記実施形態では、搬送スクリュ２１の雄ねじ部３０が右ねじであったが、この雄ねじ部３０が左ねじであってもよい。このように左ねじとした場合、搬送スクリュ２１の回転方向が前記実施形態の回転方向と反対となるように、動力伝達部２５を構成する必要がある。

１ 画像形成装置
２０ ホッパ筐体
２３ 操作機構
３２、３４ シール部材
３５ 被係合体
３６ 操作体
４２ 弾性部材
５０ ホッパ新品検知機構
５２ 歯車
５４ 駆動用歯車
Ｍ ねじ機構
Ｍ１ ラック・アンド・ピニオン機構
Ｓ 回転駆動体

特開２００８−２１６３９３号公報 特開２００６−１６３３０４号公報 特開２００５−２４１０３４号公報 特開２００３−２４１５９０号公報 特開２０００−３９８２８号公報

Claims (16)

1. 画像形成装置からの回転動力で駆動するトナー攪拌部材及び／またはトナー搬送部材である回転駆動体を具備したトナーホッパにおいて、
   前記画像形成装置側に配置されたホッパ新品検知機構が操作される操作機構を具備し、この操作機構は、回転駆動体の駆動によって、ホッパ新品検知機構を操作するための動作を行うものであって、前記操作機構は、前記回転駆動体の回転を許容した状態でこの回転駆動体への連設が可能な被係合体と、被係合体の回転駆動体への連設状態で前記操作機構を非動作状態とする操作体とを備え、回転駆動体の駆動によって被係合体の連設状態が解除されて操作体によりホッパ新品検知機構が動作状態となるとともに、その後においてはこの解除状態が維持され、かつ、回転駆動体は、回転駆動体と被係合体との連設状態での軸心廻りの回転に伴った軸方向の移動が可能であり、その移動が許容される長さが、回転駆動体の軸方向端部に配置されるシール部材の許容圧潰量であり、その許容圧潰量を（Ｇ１−Ｇ２）とし、被係合体の回転駆動体との係合長さをＬとしたときに、（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとしたことを特徴とするトナーホッパ。
2. 回転駆動体と被係合体との連設は、ねじ機構による結合であることを特徴とする請求項１に記載のトナーホッパ。
3. 回転駆動体と被係合体との連設は、ラック・アンド・ピニオン機構による結合であることを特徴とする請求項１に記載のトナーホッパ。
4. 前記操作体は、操作機構に対する非動作状態でホッパ筐体の外部へ突出し、操作機構に対する動作状態でホッパ筐体内に収納されることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
5. 前記操作体のホッパ筐体内への収納力を付与する弾性部材を備えたことを特徴とする請求項４に記載のトナーホッパ。
6. 回転駆動体は画像形成装置側の歯車に噛合するホッパ側歯車を備え、ホッパ側歯車の歯幅をｄ１とし、画像形成装置側の歯車の歯幅をｄ２としたときに、（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとしたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
7. 回転駆動体と被係合体との連設状態における回転駆動体の軸方向の移動方向上流端と、この移動方向上流端に対向するホッパ筐体の内壁との間の寸法をＤとしたときに、Ｄ＞（ｄ２−ｄ１）＞（Ｇ１−Ｇ２）≧Ｌとしたことを特徴とする請求項６に記載のトナーホッパ。
8. 被係合体における非動作状態からの動作状態となる際の移動量をａとし、回転駆動体と被係合体との連設状態での非動作状態からの動作状態となる方向の被係合体の上流端と係合部の下流端との差をｂとしたときに、ａ＞ｂとしたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
9. 操作体の移動方向上に回転駆動体側の係合部が配置されていないことを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
10. 回転駆動体に回転駆動力を伝達する動力伝達部を備え、この動力伝達部がホッパ筐体の外部に配置したことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
11. 画像形成装置側の歯車の回転を規制する安全機構を備え、この安全機構により回転規制が解除された後、回転駆動体と被係合体との連設状態を解除させることを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
12. 回転駆動体と被係合体との連設状態の解除は、画像形成の準備動作および画像形成動作が可能になってから動作することを特徴とする請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
13. 回転駆動体と被係合体との連設状態の解除は、新品検知機構への通電が行われる状態になってから動作することを特徴とする請求項１〜請求項１２のいずれか１項に記載のトナーホッパ。
14. 前記請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のトナーホッパを備えたことを特徴とする現像装置。
15. 前記請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のトナーホッパを備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
16. 前記請求項１〜請求項１３のいずれか１項に記載のトナーホッパを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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