(57)【要約】【課題】シャッタ部材を開閉させるためだけの駆動装置の制御や専用の駆動装置が不要なシャッタ機構を提供する。【解決手段】本発明のシャッタ機構は、画像形成動作に伴って回転する回転体３５と、回転体３５に当接すると共に予め設定された方向に移動可能に構成された当接移動部材３６と、当接移動部材３６の移動に伴って開口部１ａを開放するように構成されたシャッタ部材３４とを備える。当接移動部材３６は、その移動可能な方向には回転する回転体３５との間で生じる摩擦によって移動すると共に、移動が規制されている方向には回転する回転体３５に対して摺動可能に構成されている。【選択図】図６
2011128429.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成動作に伴って回転する回転体と、
前記回転体に当接すると共に予め設定された方向に移動可能に構成された当接移動部材と、
前記当接移動部材の移動に伴って開口部を開放するように構成されたシャッタ部材とを備え、
前記当接移動部材は、その移動可能な方向には回転する前記回転体との間で生じる摩擦によって移動すると共に、移動が規制されている方向には回転する前記回転体に対して摺動可能に構成されていることを特徴とするシャッタ機構。
【請求項２】
前記回転体は、その回転軸と同軸上に前記当接移動部材側へ突出した円筒状の当接部を有し、当該当接部の円環状の端面に前記当接移動部材を当接させた請求項１に記載のシャッタ機構。
【請求項３】
前記当接移動部材を、移動可能な方向と同方向の軸回りに回転可能に構成し、当該当接移動部材の円周方向の面を前記回転体に当接させた請求項１又は２に記載のシャッタ機構。
【請求項４】
前記当接移動部材を、摺動性に優れた部材で構成した請求項１から３のいずれか１項に記載のシャッタ機構。
【請求項５】
前記当接移動部材を前記回転体によって移動される方向に対して逆方向に付勢する付勢手段を備えた請求項１から４のいずれか１項に記載のシャッタ機構。
【請求項６】
前記回転体を画像形成動作に伴って回転する方向に対して逆回転可能に構成した請求項１から５のいずれか１項に記載のシャッタ機構。
【請求項７】
前記当接移動部材が前記回転体によって移動される方向を上方向となるように構成した請求項１から６のいずれか１項に記載のシャッタ機構。
【請求項８】
前記回転体と前記当接移動部材とを互いに接離可能に構成し、
前記回転体が画像形成動作に伴って回転している状態で、前記回転体と前記当接移動部材とを当接させ、前記回転体の回転を停止した状態で、前記回転体と前記当接移動部材とを離間させるように構成した請求項１から７のいずれか１項に記載のシャッタ機構。
【請求項９】
像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段によって除去されたトナーを排出するための開口部と、前記開口部を開閉するシャッタ機構とを備えたクリーニング装置において、
前記シャッタ機構として、請求項１から８のいずれか１項に記載のシャッタ機構を備えたことを特徴とするクリーニング装置。
【請求項１０】
像担持体と、前記像担持体上で画像を現像する現像装置と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置を一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、
前記クリーニング装置として、請求項９に記載のクリーニング装置を備えたことを特徴とするプロセスユニット。
【請求項１１】
前記回転体を、前記像担持体としての感光体ドラムと一体的に回転可能に構成した請求項１０に記載のプロセスユニット。
【請求項１２】
前記回転体を、前記現像装置が有する現像ローラと一体的に回転可能に構成した請求項１０に記載のプロセスユニット。
【請求項１３】
前記シャッタ機構を内包するためのカバー部材を備えた請求項１０から１２のいずれか１項に記載のプロセスユニット。
【請求項１４】
請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シャッタ機構、そのシャッタ機構を備えるクリーニング装置、プロセスユニット及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置において、像担持体の表面に残留する未転写トナーは、クリーニング装置によって除去された後、廃トナーとして廃トナー収容器内に収容される。また、像担持体は経時的に性能が低下してゆくため、一般に、像担持体とその周辺に設けられたクリーニング装置等は、一体的に交換可能なユニットとして画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されている。また、このようなユニットには、像担持体から除去した廃トナーを上記廃トナー収容器へ受け渡すための開口部と、その開口部からの廃トナーの漏出を防止するためのシャッタ機構が設けてある。
【０００３】
例えば、特許文献１に示すシャッタ機構は、画像形成装置本体に設けた駆動装置からの駆動力を受けて開口部を開閉するように構成されている。この構成では、駆動力伝達機構として、ラック歯とそれに噛合するギアとを有する。そして、画像形成装置本体に設けた駆動装置の駆動力によってギアが回転し、そのギアの回転に伴うラック歯に移動によってシャッタが開閉するようになっている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記ラック歯とギアとによる動力伝達機構を用いたシャッタ機構においては、シャッタの開放動作又は閉塞動作を完了した時点で、駆動装置を停止しなければならない。仮に、シャッタの開放動作又は閉塞動作を完了し、シャッタのそれ以上の移動が規制された状態で駆動装置が駆動し続けると、ギアとラック歯との間の歯飛びにより異常音が発生したり、ギアやラック歯等の部品が破損したりする虞がある。
【０００５】
このため、従来のシャッタ機構は、シャッタの開閉動作を行うために駆動装置の制動を制御しなければならないので、シャッタ機構の開閉以外の目的で設けてある駆動装置をシャッタ機構の開閉のために利用しにくいといった欠点がある。
【０００６】
本発明は、斯かる事情に鑑み、シャッタ部材を開閉させるためだけの駆動装置の制御や専用の駆動装置が不要なシャッタ機構、そのシャッタ機構を備えたクリーニング装置、プロセスユニット及び画像形成装置を提供しようとするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１の発明は、画像形成動作に伴って回転する回転体と、前記回転体に当接すると共に予め設定された方向に移動可能に構成された当接移動部材と、前記当接移動部材の移動に伴って開口部を開放するように構成されたシャッタ部材とを備え、前記当接移動部材は、その移動可能な方向には回転する前記回転体との間で生じる摩擦によって移動すると共に、移動が規制されている方向には回転する前記回転体に対して摺動可能に構成されているシャッタ機構である。
【０００８】
画像形成動作に伴って回転体が回転すると、当接移動部材は、回転する回転体との間で生じる摩擦によって予め設定された方向に移動し、この当接移動部材の移動に伴って、シャッタ部材が開口部を開放する。また、上記当接移動部材の移動が完了し、当接移動部材の移動が規制された状態で回転体が回転し続けても、当接移動部材は回転する回転体に対して摺動することができるので、回転体と当接移動部材との間で異音が発生したり部品の破損が生じたりすることがない。
【０００９】
請求項２の発明は、請求項１に記載のシャッタ機構において、前記回転体は、その回転軸と同軸上に前記当接移動部材側へ突出した円筒状の当接部を有し、当該当接部の円環状の端面に前記当接移動部材を当接させたものである。
【００１０】
当接移動部材を、当接部の円環状の端面に当接させることにより、回転体と当接移動部材との間での駆動力伝達及び摩擦抵抗の適正化を図れる。
【００１１】
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のシャッタ機構において、前記当接移動部材を、移動可能な方向と同方向の軸回りに回転可能に構成し、当該当接移動部材の円周方向の面を前記回転体に当接させたものである。
【００１２】
当接移動部材を、移動可能な方向と同方向の軸回りに回転可能に構成することにより、当接移動部材が回転体から移動可能な方向と異なる方向に力を受けても、その力を当接移動部材が回転することによって消費することができる。これにより、当接移動部材が移動可能な方向と異なる方向の力を受けることによって生じる負荷を軽減することができ、シャッタ機構の長寿命化を図れる。
【００１３】
請求項４の発明は、請求項１から３のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記当接移動部材を、摺動性に優れた部材で構成したものである。
【００１４】
当接移動部材を、摺動性に優れた部材で構成することによって、当接移動部材と回転体との摩擦を軽減することができる。これにより、当接移動部材の移動と、これに伴うシャッタ部材の開放動作をスムーズに行うことが可能となる。
【００１５】
請求項５の発明は、請求項１から４のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記当接移動部材を前記回転体によって移動される方向に対して逆方向に付勢する付勢手段を備えたものである。
【００１６】
この場合、回転体の回転が停止した状態では、付勢手段によって当接移動部材を上記逆方向に移動させて、シャッタ部材を閉塞状態にすることが可能である。
【００１７】
請求項６の発明は、請求項１から５のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記回転体を画像形成動作に伴って回転する方向に対して逆回転可能に構成したものである。
【００１８】
この場合、回転体を逆回転させることにより当接移動部材を逆方向に移動させて、シャッタ部材を閉塞状態にすることが可能である。また、この場合、当接移動部材を逆方向に移動させるための上記付勢手段を省略することもでき、小型化を図れる。
【００１９】
請求項７の発明は、請求項１から６のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記当接移動部材が前記回転体によって移動される方向を上方向となるように構成したものである。
【００２０】
この場合、回転体の回転が停止した状態では、当接移動部材の自重によって当接移動部材を逆方向（下方向）に移動させて、シャッタ部材を閉塞状態にすることが可能である。また、この場合、当接移動部材を逆方向に移動させるための上記付勢手段を省略することもでき、小型化を図れる。
【００２１】
請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記回転体と前記当接移動部材とを互いに接離可能に構成し、前記回転体が画像形成動作に伴って回転している状態で、前記回転体と前記当接移動部材とを当接させ、前記回転体の回転を停止した状態で、前記回転体と前記当接移動部材とを離間させるように構成したものである。
【００２２】
回転体と当接移動部材とを当接させることにより、回転体と当接移動部材との当接状態を確実なものとし、シャッタ部材の開放動作を行うための動力伝達を確実に行うことが可能となる。また、回転体と当接移動部材とを離間させることにより、回転体と当接移動部材との間で摩擦が発生しなくなり、シャッタ部材の閉塞動作を低抵抗で確実に行うことが可能となる。
【００２３】
請求項９の発明は、像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング手段と、前記クリーニング手段によって除去されたトナーを排出するための開口部と、前記開口部を開閉するシャッタ機構とを備えたクリーニング装置において、前記シャッタ機構として、請求項１から８のいずれか１項に記載のシャッタ機構を備えたものである。
【００２４】
クリーニング装置が、請求項１から８のいずれか１項に記載のシャッタ機構を備えているので、これらのシャッタ機構による上記効果が得られる。
【００２５】
請求項１０の発明は、像担持体と、前記像担持体上で画像を現像する現像装置と、前記像担持体上に残留するトナーを除去するクリーニング装置を一体的に有し、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットにおいて、前記クリーニング装置として、請求項９に記載のクリーニング装置を備えたものである。
【００２６】
プロセスユニットが、請求項９に記載のクリーニング装置を備えているので、そのクリーニング装置による上記効果が得られる。
【００２７】
請求項１１の発明は、請求項１０に記載のプロセスユニットにおいて、前記回転体を、前記像担持体としての感光体ドラムと一体的に回転可能に構成したものである。
【００２８】
これにより、回転体は、画像形成動作に伴って回転する感光体ドラムから駆動力を得ることができる。
【００２９】
請求項１２の発明は、請求項１０に記載のプロセスユニットにおいて、前記回転体を、前記現像装置が有する現像ローラと一体的に回転可能に構成したものである。
【００３０】
これにより、回転体は、画像形成動作に伴って回転する現像ローラから駆動力を得ることができる。
【００３１】
請求項１３の発明は、請求項１０から１２のいずれか１項に記載のシャッタ機構において、前記シャッタ機構を内包するためのカバー部材を備えたものである。
【００３２】
シャッタ機構をカバー部材内に内包することによって、ユーザ等が不用意にシャッタ機構を構成する部材に触れるのを防止することができ、不測にシャッタ部材が開放状態とされるのを防止できる。
【００３３】
請求項１４の発明は、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備えた画像形成装置である。
【００３４】
画像形成装置が、請求項１０から１３のいずれか１項に記載のプロセスユニットを備えているので、これらのプロセスユニットによる上記効果が得られる。
【発明の効果】
【００３５】
本発明の構成によれば、当接移動部材の移動が完了し、当接移動部材の移動が規制された状態で回転体が回転し続けても、当接移動部材が回転体に対して摺動することができるので、回転体と当接移動部材との間で異音が発生したり部品の破損が生じたりすることがない。このため、本発明は、当接移動部材の移動完了時点で回転体の回転を停止させる必要がないので、画像形成動作に伴って生じる駆動力を特別な制御を行うことなくシャッタ部材の開閉動作に利用することが可能である。これにより、本発明は、シャッタ部材を開閉させるためだけの駆動装置の制御や専用の駆動装置が不要となり、安価に構成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明に係るプロセスユニットの概略構成図である。
【図３】前記プロセスユニットの着脱方法について説明するための図である。
【図４】前記画像形成装置の概略構成図である。
【図５】図４におけるＡ−Ａ断面図である。
【図６】本発明の第１実施形態に係るシャッタ機構の外観斜視図である。
【図７】感光体ドラムの軸方向から見た前記シャッタ機構の概略構成図である。
【図８】感光体ドラムの軸方向と直交する方向から見た前記シャッタ機構の概略構成図である。
【図９】前記シャッタ機構の構成部品の斜視図である。
【図１０】カバー部材を取り外して前記シャッタ機構を露出させた状態を示す外観斜視図である。
【図１１】前記カバー部材を取り付けた状態を示す外観斜視図である。
【図１２】前記シャッタ機構の動作を説明するための図である。
【図１３】前記シャッタ機構の動作を説明するための図である。
【図１４】本発明の第２実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
【図１５】本発明の第３実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
【図１６】本発明の第３実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
【図１７】本発明の第４実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
【図１８】本発明の第４実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３７】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【００３８】
図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。
図１に示す画像形成装置は、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成された４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。
【００３９】
具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、像担持体としての感光体ドラム２と、感光体ドラム２の表面を帯電させる帯電装置３と、感光体ドラム２上で画像を現像する現像装置４と、感光体ドラム２の表面をクリーニングするクリーニング装置５とを一体的に有している。
【００４０】
図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方には、感光体ドラム２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９及びテンションローラ１０に張架され、図の矢印の方向に回転（周回走行）可能に構成されている。
【００４１】
４つの感光体ドラム２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体ドラム２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
【００４２】
画像形成装置本体の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した給紙トレイ１５や、給紙トレイ１５から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１６等が設けてある。一方、画像形成装置本体の上部には、記録用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。
【００４３】
また、画像形成装置本体内には、下部の給紙トレイ１５から上部の排紙トレイ１８へ記録用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ１６から二次転写ローラ１２に至る途中には、一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２から排紙ローラ１７に至る途中に、記録用紙上の画像を定着させるための定着装置２０を配設している。この定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着部材としての定着ローラ２１と、その定着ローラ２１を加圧する加圧部材としての加圧ローラ２２等を有する。定着ローラ２１と加圧ローラ２２とが互いに圧接した箇所には定着ニップが形成されている。
【００４４】
以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体ドラム２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体ドラム２の表面が帯電装置３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体ドラム２の表面には、露光装置６からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体ドラム２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体ドラム２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像（現像剤像）として可視像化される。
【００４５】
駆動ローラ９が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１１と各感光体ドラム２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体ドラム２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。
【００４６】
トナー画像が転写された後の各感光体ドラム２の表面に付着する残留トナーは、クリーニング装置５によって除去され、次いで、その表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。
【００４７】
また、画像形成装置の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動することによって、給紙トレイ１５に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２とそれに対向する駆動ローラ９との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２に、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、二次転写ニップに転写電界が形成される。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着手段２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が定着される。そして、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、排出ローラ１７によって排紙トレイ１８へと排出される。
【００４８】
以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
【００４９】
図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの概略構成図である。なお、図２において、各プロセスユニットの色の識別を示すＹ，Ｃ，Ｍ，Ｂｋは便宜的に省略している。
感光体ドラム２の同軸上には、図示しない駆動伝達機構が設けてある。この駆動伝達機構は、画像形成装置本体に配設された駆動装置から駆動力を得て、感光体ドラム２を図２の時計回りに回転させるようになっている。帯電装置３は、感光体ドラム２に連れ回りするように回転する帯電ローラで構成されている。帯電ローラは、図示しない高圧電源より印加される電圧で感光体ドラム２の表面を一様に帯電させるように構成されている。また、図２において、符号Ｌは、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成するために、上記露光装置６から照射されるレーザ光を示す。
【００５０】
現像装置４は、感光体ドラム２にトナーを供給する現像ローラ２４と、その現像ローラ２４にトナーを供給する供給ローラ２５と、トナーを収容するトナー収容部２６と、トナー収容部２６内でトナーを攪拌するアジテータ２７及び攪拌パドル２８と、現像ローラ２４上のトナー量を所定の量に規制する規制ブレード２９等を有している。現像ローラ２４は、感光体ドラム２とギア連結（もしくは画像形成装置本体に備えた駆動装置）により駆動力を得て回転するようになっている。また、供給ローラ２５、アジテータ２７及び攪拌パドル２８は、それぞれ現像ローラ２４とギア連結し、駆動力を得ている。
【００５１】
クリーニング装置５は、感光体ドラム２の表面に当接してその表面上のトナーを掻き取るクリーニング手段としてのクリーニングブレード３０と、クリーニングブレード３０によって除去されたトナーを後述の廃トナー収容器へ搬送するためのトナー搬送コイル３１を有している。
【００５２】
図３に基づいて、プロセスユニットの着脱方法について説明する。
図３に示すように、画像形成装置本体１００の上部カバー１００ａは、その後端の揺動軸１００ｂを中心に上下方向に揺動して開閉自在に構成されている。また、上部カバー１００ａの下面（内面）に露光装置６が保持され、上部カバー１００ａの開閉に伴って、露光装置６を各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの真上から待避させたり、真上にセットしたりすることができるようになっている。
【００５３】
各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを取り外す場合は、まず、上部カバー１００ａを上方に揺動させ、画像形成装置本体１００の上部を開放すると共に、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの上方から露光装置６を退避させる。そして、この状態で、画像形成装置本体１００の上部開口部からプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを上方に取り外す。また、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを取り付ける場合は、上部カバー１００ａを開いた状態で、画像形成装置本体１００の上部開口部からプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを取り付け、上部カバー１００ａを閉じる。
【００５４】
図４は、図１の概略構成図とは反対側の側面から見た画像形成装置の概略構成図である。
図４に示すように、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、廃トナー収容器３２が配設されている。また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの外装ケースの下部には、各クリーニング装置５で除去した廃トナーを排出するための排出口１ａ（開口部）が形成されている。一方、廃トナー収容器３２の上部には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの排出口１ａに対応する位置に、廃トナーを導入するための導入口３２ａ（開口部）が形成されている。
【００５５】
図５は、図４におけるＡ−Ａ断面図である。
図５に示すように、トナー搬送コイル３１は、感光体ドラム２の軸方向（又は長手方向）に配設されており、搬送コイル３１の端部に設けられたギア３１ａと、感光体ドラム２の端部に設けられたギア２ａとが連結されている。また、感光体ドラム２のギア２ａは、画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動装置からの駆動力を受けて回転するギア３３と連結している。これにより、ギア３３が回転すると、その駆動力が感光体ドラム２のギア２ａに伝達されて感光体ドラム２が回転し、次いで、感光体ドラム２のギア２ａからトナー搬送コイル３１のギア３１ａに駆動力が伝達されてトナー搬送コイル３１が回転するようになっている。そして、搬送コイル３１が回転することによって、廃トナーが図の矢印の方向に搬送され、プロセスユニット１Ｂｋの一端部に形成された上記排出口１ａから廃トナーが排出される。排出口１ａから排出された廃トナーは、上記導入口３２ａから廃トナー収容器３２内に収容されるようになっている。
【００５６】
以上、図５において、ブラックのプロセスユニット１Ｂｋの廃トナー搬送構造について説明したが、その他のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃも同様に構成されているので説明を省略する。
【００５７】
また、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの排出口１ａには、シャッタ機構が設けてあり、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを画像形成装置本体に対して取り外した際に、排出口１ａから廃トナーが外部に漏出しないように構成されている。以下、本発明の特徴部分であるシャッタ機構について説明する。なお、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおけるシャッタ機構は、それぞれ同様の構成となっている。
【００５８】
まず、図６〜図１１に基づいて、本発明の第１実施形態に係るシャッタ機構の構成を説明する。
図６は、シャッタ機構の外観斜視図、図７は、感光体ドラムの軸方向から見たシャッタ機構の概略構成図、図８は、感光体ドラムの軸方向と直交する方向から見たシャッタ機構の概略構成図である。また、図９は、シャッタ機構の構成部品の斜視図、図１０は、カバー部材を取り外してシャッタ機構を露出させた状態を示す外観斜視図、図１１は、カバー部材を取り付けた状態を示す外観斜視図である。
【００５９】
図６〜図８に示すように、シャッタ機構１３は、排出口１ａを開閉するシャッタ部材３４と、回転可能に設けられた回転体３５と、その回転体３５に当接して移動する当接移動部材３６と、当接移動部材３６を付勢する付勢手段としての引張コイルスプリング３７と、当接移動部材３６を支持する支持部材３８と、当接移動部材３６をシャッタ部材３４とを連動連結するリンク部材３９とを備えている。
【００６０】
図９に示すように、回転体３５は、その回転軸Ｘと同軸上に配設された円筒状の当接部３５ａを有する。円筒状の当接部３５ａは、当接移動部材３６側へ突出するように配設されており（図８参照）、当接移動部材３６は当接部３５ａの円環状の端面３５ｂに当接している。また、図８に示すように、回転体３５は、感光体ドラム２の回転軸２００に付設されており、感光体ドラム２の回転に伴って回転体３５は一体的に回転するようになっている。
【００６１】
当接移動部材３６は、水平方向に配設された軸部３６ａと、その軸部３６ａの外周に配設された円筒部３６ｂによって構成されている。軸部３６ａは、支持部材３８の一対のアーム部３８ａ，３８ｂによって、軸方向にスライド移動可能、かつ、軸周りに回転可能に支持されている。軸部３６ａの一端部には、上記引張コイルスプリング３７が取り付けられている。また、軸部３６ａには、上記リンク部材３９と、リンク部材３９を軸方向に位置決めして固定するための固定部材４０とが取り付けられている。円筒部３６ｂは、一対のアーム部３８ａ，３８ｂの間で軸部３６ａの軸方向に移動可能となっている。詳しくは、円筒部３６ｂは、一方のアーム部３８ａに固定部材４０が当接する位置と、他方のアーム部３８ｂに円筒部３６ｂの一端面が当接する位置との間で、移動可能に構成されている。また、円筒部３６ｂの外周面は、回転体３５の円環状の端面３５ｂと接触するように配設されている。また、円筒部３６ｂは、回転体３５に対する摺動性に優れた部材（例えば、ポリアセタール樹脂等）で構成されていることが好ましい。
【００６２】
引張コイルスプリング３７の上記軸部３６ａに取り付けられた端部と反対側の端部は、プロセスユニットのフレームに設けられた掛止部４１（図６参照）に固定されている。これにより、引張コイルスプリング３７は当接移動部材３６に対して引張力を与えている。なお、当接移動部材３６に付勢力を与える付勢手段としては、引張コイルスプリング３７の引張方向と同方向に押圧力を付与する圧縮コイルスプリングなどであってもよい。
【００６３】
図１０に示すように、本実施形態に係るプロセスユニット１は、シャッタ機構１３を内包するためのカバー部材４２を備えている。そして、カバー部材４２を、プロセスユニット１のシャッタ機構１３を配設した側面にネジ４３で固定することによって、シャッタ機構１３が外部に露出しなくなる（図１１参照）。このように、シャッタ機構１３がカバー部材４２内に内包されることで、ユーザ等が不用意にシャッタ機構１３を構成する部材に触れるのを防ぐことができ、不測にシャッタ部材３４が開放状態とされるのを防止することが可能となる。
【００６４】
以下、図１２及び図１３を参照して、本発明の第１実施形態に係るシャッタ機構の動作を説明する。
図１２において、図示しない感光体ドラムが画像形成動作に伴って回転することにより、回転体３５が図の反時計回りに回転すると、当接移動部材３６（円筒部３６ｂ）は、回転体３５との当接箇所における摩擦によって接線方向の力Ｆを受ける。本実施形態では、当接移動部材３６は水平方向にのみ移動可能に構成されているので、当接移動部材３６は、上記接線方向の力Ｆにおける水平方向の分力Ｆ1を受けて、引張コイルスプリング３７の引張力に抗して図の左方向へ移動する。図１３に示すように、当接移動部材３６が図の左方向へ移動すると、これに伴ってシャッタ部材３４も図の左方向へ移動する。そして、固定部材４０が図の左側のアーム部３８ａに当接し、当接移動部材３６の移動を完了した状態で、シャッタ部材３４は排出口１ａを完全に開放した状態となり、排出口１ａから廃トナーを排出することが可能となる。
【００６５】
上記当接移動部材３６の移動完了後、感光体ドラムが回転している間は、回転体３５も回転し続けるので、当接移動部材３６は水平方向の分力Ｆ1を受け続ける。このため、感光体ドラムの回転中は、シャッタ部材３４は開放状態で維持される。また、上述のように、トナー搬送コイル３１は感光体ドラムとのギア連結により回転するようになっているので、感光体ドラムが回転している間はトナー搬送コイル３１も回転している。従って、回転するトナー搬送コイル３１によって廃トナーが搬送されている間は、排出口１ａは開いた状態で維持されることとなる。なお、本実施形態において、回転体３５に対する当接移動部材３６の当接位置は、回転体３５の図の上半分における任意の位置であれば、上記水平方向の分力Ｆ1を、シャッタ部材３４を開放状態に移動させる方向に作用させることができる。
【００６６】
その後、感光体ドラムの回転が停止すると、水平方向の分力Ｆ1が発生しなくなるため、当接移動部材３６は、引張コイルスプリング３７の引張力によって図の右方向へ移動させられる。そして、この当接移動部材３６の移動に伴い、シャッタ部材３４も図の右方向へ移動し、排出口１ａが閉じられる。
【００６７】
また、本実施形態では、当接移動部材３６を回転可能に構成しているので、上記接線方向の力Ｆにおける垂直方向の分力Ｆ2は、当接移動部材３６が回転することによって消費される。これにより、当接移動部材３６が垂直方向の分力Ｆ2を受けることによって乗じる負荷を軽減することができ、シャッタ機構１３の長寿命化を図れる。なお、当接移動部材３６（円筒部３６ｂ）は回転体３５に対して摺動可能な部材で構成されているため、当接移動部材３６を回転しない構成としても、上記垂直方向の分力Ｆ2による負荷を軽減することは可能である。ただし、より垂直方向の負荷を軽減するには当接移動部材３６を回転可能に構成した方が好ましい。
【００６８】
また、当接移動部材３６を摺動性の優れた部材で構成することにより、当接移動部材３６が水平方向に移動する際の回転体３５との摩擦力を低減することができるので、当接移動部材３６の水平方向の移動と、これに伴うシャッタ部材３４の開閉動作をスムーズに行うことが可能となる。また、当接移動部材３６と回転体３５との間の摩擦力を低減することによって、引張コイルスプリング３７の引張力を小さくすることができるので、装置の小型化も図れる。
【００６９】
また、当接移動部材３６の移動完了後は、当接移動部材３６の図の左方向への移動はアーム部３８ａによって規制されているため、当接移動部材３６は回転体３５との当接面に対して摺動するが、当接移動部材３６（円筒部３６ｂ）を摺動性に優れた部材で構成することにより、このときの発生する摩擦力による負荷も軽減することができる。
【００７０】
また、本実施形態に係る回転体３５は、円筒状の当接部３５ａを有し、その当接部３５ａの円環状の端面３５ｂに当接移動部材３６を当接させている。このような構成は、回転体３５と当接移動部材３６との間での駆動力伝達及び摩擦抵抗を適正化する上で望ましい。
【００７１】
次に、図１４に基づいて、本発明の第２実施形態に係るシャッタ機構の構成を説明する。
第２実施形態では、感光体ドラムとクリーニングブレードとの間に挟まった異物を除去するために、感光体ドラムは逆回転可能に構成されている。そして、この感光体ドラムの逆回転による駆動力を、シャッタ部材３４の閉塞動作に利用している。それ以外の構成は、第１実施形態と同様に構成されている。
【００７２】
詳しくは、図１４に示すように、シャッタ部材３４が開放された状態で、図示しない感光体ドラムを画像形成動作に伴って回転する方向に対して逆回転させて、回転体３５を図の時計回りに回転させる。これにより、当接移動部材３６（円筒部３６ｂ）は、回転体３５との当接箇所における摩擦によって接線方向の力Ｆ´を受ける。そして、当接移動部材３６は、上記接線方向の力Ｆ´のうち、水平方向の分力Ｆ1´を受けて、図の右方向へ移動する。当接移動部材３６が図の右方向へ移動すると、これに伴ってシャッタ部材３４も図の右方向へ移動する。そして、当接移動部材３６が図の右側のアーム部３８ｂに当接し、その移動を完了した状態で、シャッタ部材３４は排出口１ａを完全に閉塞する。その後、感光体ドラムの逆回転を停止する。また、上記接線方向の力Ｆ´における垂直方向の分力Ｆ2´は、当接移動部材３６が回転することによって消費される。
【００７３】
以上のように、第２実施形態では、感光体ドラムの逆回転による駆動力を、シャッタ部材３４の閉塞動作に利用しているので、上記第１実施形態における引張コイルスプリング３７を省略することができる。これにより、小型化を図ることが可能である。
【００７４】
図１５及び図１６は、本発明の第３実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
第３実施形態では、回転体３５を当接移動部材３６に対して接離可能に構成している。詳しくは、図１５に示すように、感光体ドラム２の端部に設けたギア２ａにはす歯ギアを用いている。はす歯ギア２ａは、その歯列がギアの回転方向に対して傾斜して配設されており、ギア間の駆動力を軸方向にも伝達することが可能なギアである。この場合、はす歯ギア２ａの歯のねじり角度（傾斜角度）は、感光体ドラム２が画像形成動作に伴って回転した際に、感光体ドラム２を図の左方向へ移動させる力が作用するように設定されている。また、回転体３５又は感光体ドラム２は、図示しないバネ等の付勢手段によって、図の右側へ付勢されている。図１５に示す状態では、前記付勢手段の付勢力によって、回転体３５は当接移動部材３６に対して離間した状態に配設されている。なお、第３実施形態において、上記説明した構成以外は第１実施形態と同様に構成されているので、その説明を省略する。
【００７５】
上記のように構成されたシャッタ機構１３において、感光体ドラム２が画像形成動作に伴って回転すると、図１６に示すように、はす歯ギア２ａには歯のねじり角度に応じた向きの力Ｆｚが生じる。この力Ｆｚは、感光体ドラム２を回転させる円周方向力Ｆｙと、感光体ドラム２を軸方向に移動させる軸方向力Ｆｘとに分解されて伝達されるため、感光体ドラム２は回転しつつ図の左方向へ移動する。その結果、回転体３５が当接移動部材３６に当接し、回転体３５から当接移動部材３６に駆動力が伝達されるようになる。そして、上記第１実施形態と同様に、当接移動部材３６はシャッタ部材３４を開放する方向に移動する（図１３参照）。
【００７６】
また、感光体ドラム２が回転を継続している間は、常に上記軸方向力Ｆｘが与えられるため、回転体３５は当接移動部材３６と当接した状態が維持される。従って、感光体ドラム２の回転中は、シャッタ部材３４を開放した状態で維持することが可能である。その後、感光体ドラム２の回転を停止すると、上記第１実施形態と同様に、当接移動部材３６は、引張コイルスプリング３７によって引っ張られることにより、シャッタ部材３４を閉塞する方向に移動する。
【００７７】
また、感光体ドラム２の回転を停止すると、上記軸方向力Ｆｘも発生しなくなるため、回転体３５又は感光体ドラム２は、図示しない付勢手段によって図の右方向へ移動させられる。その結果、回転体３５が当接移動部材３６から離間される。また、付勢手段によって離間させる以外に、感光体ドラム２を逆回転させ、はす歯ギア２ａに図の右方向への軸方向力を発生させることによっても、回転体３５を当接移動部材３６から離間させることが可能である。
【００７８】
以上のように、第３実施形態では、回転体３５を当接移動部材３６に接近させて当接することにより、回転体３５と当接移動部材３６との当接状態を確実なものとし、シャッタ部材３４の開放動作を行うための動力伝達を確実に行うことが可能となる。また、回転体３５と当接移動部材３６とを離間させることにより、回転体３５と当接移動部材３６との間で摩擦が発生しなくなり、シャッタ部材３４の閉塞動作を低抵抗で確実に行うことが可能となる。
【００７９】
図１７及び図１８は、本発明の第４実施形態に係るシャッタ機構の構成を示す図である。
図１７に示すように、第４実施形態では、当接移動部材３６（軸部３６ａ）の軸方向が鉛直方向となるように配設されており、当接移動部材３６は上下方向に移動可能に構成されている。また、この実施形態では、シャッタ部材３４を、可撓性を有する部材（例えば、薄膜のフィルム材など）で構成している。シャッタ部材３４は、上記各実施形態と同様にリンク部材３９を介して当接移動部材３６と連結されており、当接移動部材３６の上下方向の移動に伴って、シャッタ部材３４は水平方向に排出口１ａを開閉する。このように、本実施形態では、当接移動部材３６によるシャッタ部材３４の移動方向（上下方向）と、シャッタ部材３４の開閉方向（水平方向）とが異なっているが、可撓性の部材で構成されたシャッタ部材３４をＬ字型に屈曲させることによって、１つのシャッタ部材３４で上下方向の移動と水平方向の移動の両方を実現している。また、シャッタ部材３４の近傍には、シャッタ部材３４を所定の位置で屈曲させて案内するための図示しないガイド機構が配設されている。なお、上記説明した構成以外は第１実施形態と同様に構成されている。
【００８０】
このように構成されたシャッタ機構１３において、感光体ドラム２が画像形成動作に伴って回転すると、図１７に示すように、回転体３５が図の反時計回りに回転する。そして、当接移動部材３６（円筒部３６ｂ）は、回転体３５との当接箇所における摩擦によって接線方向の力Ｆを受ける。本実施形態では、当接移動部材３６は鉛直方向にのみ移動可能に構成されているので、当接移動部材３６は、上記接線方向の力Ｆにおける垂直方向の分力Ｆ2を受けて上方向へ移動する。図１８に示すように、当接移動部材３６が上方向へ移動すると、これに伴ってシャッタ部材３４が引き上げられる。そして、当接移動部材３６が図の上側のアーム部３８ａに当接し、当接移動部材３６の移動を完了した状態で、シャッタ部材３４は排出口１ａを完全に開放した状態となり、排出口１ａから廃トナーを排出することが可能となる。
【００８１】
上記当接移動部材３６の移動完了後、感光体ドラムが回転している間は、回転体３５も回転し続けるので、当接移動部材３６は垂直方向の分力Ｆ2を受け続ける。このため、回転するトナー搬送コイル３１によって廃トナーが搬送されている間は、排出口１ａは開いた状態で維持される。本実施形態において、回転体３５に対する当接移動部材３６の当接位置は、回転体３５の図の右半分における任意の位置であれば、上記垂直方向の分力Ｆ2を、シャッタ部材３４を開放状態に移動させる方向に作用させることができる。
【００８２】
その後、感光体ドラムの回転が停止すると、垂直方向の分力Ｆ2が発生しなくなるため、当接移動部材３６は、その自重によって下方向へ移動する。そして、この当接移動部材３６の移動に伴い、シャッタ部材３４が押し下げられ、排出口１ａが閉じられる。
【００８３】
また、本実施形態では、当接移動部材３６を回転可能に構成しているので、上記接線方向の力Ｆにおける水平方向の分力Ｆ1は、当接移動部材３６が回転することによって消費される。これにより、当接移動部材３６が水平方向の分力Ｆ1を受けることによって生じる負荷を軽減している。
【００８４】
以上のように、第４実施形態では、当接移動部材３６を自重によって移動させることによって、シャッタ部材３４を閉塞状態にすることができるので、上記第１実施形態における引張コイルスプリング３７を省略することができる。これにより、小型化を図ることが可能である。図１７及び図１８に示す実施形態では、当接移動部材３６を水平方向に対して直交する方向（鉛直方向）に配設しているが、当接移動部材３６が自重によって下方に移動可能であれば、当接移動部材３６を水平方向に対して傾斜する方向に配設してもよい。
【００８５】
また、第４実施形態の構成に、上記第２実施形態で説明した構成（回転体３５を逆回転させてシャッタ部材３４を閉塞する構成）を組み合わせることで、シャッタ部材３４の閉塞動作をより確実なものにすることができる。また、第４実施形態の構成に、上記第３実施形態で説明した構成（回転体３５を当接移動部材３６に対して接離可能な構成）を組み合わせることも可能である。この場合は、回転体３５と当接移動部材３６との当接状態を確実なものとすることができると共に、シャッタ部材３４の閉塞動作を低抵抗で確実に行うことが可能となる。
【００８６】
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態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。
上記本発明の各実施形態では、回転体３５を感光体ドラム２と同軸上に配設しているが、ギア等の駆動力伝達手段を介して回転体３５を感光体ドラム２の回転軸と異なる軸上に配設することも可能である。この場合も、同様の作用・効果を得ることができると共に、プロセスユニット内の部品配置の自由度を広げることができる。
【００８７】
また、回転体３５は、感光体ドラム２以外に、プロセスユニット内に設けられたその他の回転部材（例えば、現像ローラ２４やトナー搬送コイル３１など）に連結させても、同様の作用・効果を得ることができると共に、プロセスユニット内の部品配置の自由度を広げることが可能である。また、回転体３５を、プロセスユニットに配設された回転部材以外の回転部材に連結させて回転させることも可能である。
【００８８】
ただし、回転体３５は大きな回転負荷を有する回転部材に連結させることが好ましい。具体的には、クリーニングブレード３０が当接している感光体ドラム２、又は規制ブレード２９が当接している現像ローラ２４に、回転体３５を連結させることが好ましい。その理由としては、回転体３５を大きな回転負荷を有する回転部材に連結しておくと、ユーザ等が不用意にその回転部材等に触れても、回転部材が回転しにくいため、誤ってシャッタ部材３４が開閉されるのを抑制することができるからである。
【００８９】
また、上述の各実施形態は、本発明のシャッタ機構をプロセスユニットに設けたものであるが、プロセスユニット以外に配設されたクリーニング装置の廃トナー排出口や、その他のトナー排出口又はトナー導入口等の開口部に、本発明のシャッタ機構を設けることも可能である。また、シャッタ機構を装置内に内包するためのカバー部材を、クリーニング装置などに設けてもよい。また、本発明に係る構成は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、その他の複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも適用可能である。
【００９０】
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る構成によれば、画像形成動作を行っているときの駆動力を得てシャッタ部材３４を開放状態にすることができ、画像形成動作を停止した状態ではシャッタ部材３４を閉塞状態にすることができる。このため、プロセスユニットの着脱時は、必ずシャッタ部材３４は閉塞状態となっているので、プロセスユニットの排出口１ａから廃トナーが漏れる虞がない。
【００９１】
また、本発明の構成によれば、当接移動部材３６の移動が完了し、当接移動部材３６の移動が規制された状態で回転体３５が回転し続けても、当接移動部材３６が回転体３５に対して摺動することができるので、回転体３５と当接移動部材３６との間で異音が発生したり部品の破損が生じたりすることがない。このため、本発明は、当接移動部材３６の移動完了時点で回転体３５の回転を停止させる必要がないので、画像形成動作に伴って生じる駆動力を特別な制御を行うことなくシャッタ部材３４の開閉動作に利用することが可能である。これにより、本発明は、シャッタ部材３４を開閉させるためだけの駆動装置の制御や専用の駆動装置が不要となり、安価に構成することが可能となる。
【符号の説明】
【００９２】
１      プロセスユニット
２      感光体ドラム
１ａ    排出口（開口部）
５      クリーニング装置
１３    シャッタ機構
２４    現像ローラ
３０    クリーニングブレード（クリーニング手段）
３４    シャッタ部材
３５    回転体
３５ａ  当接部
３５ｂ  端面
３６    当接移動部材
３７    引張コイルスプリング（付勢手段）
４２    カバー部材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９３】
【特許文献１】特開２００６−１３９１１０号公報
【図１】
2011128429.tif 000003
【図２】
2011128429.tif 000004
【図３】
2011128429.tif 000005
【図４】
2011128429.tif 000006
【図５】
2011128429.tif 000007
【図６】
2011128429.tif 000008
【図７】
2011128429.tif 000009
【図８】
2011128429.tif 000010
【図９】
2011128429.tif 000011
【図１０】
2011128429.tif 000012
【図１１】
2011128429.tif 000013
【図１２】
2011128429.tif 000014
【図１３】
2011128429.tif 000015
【図１４】
2011128429.tif 000016
【図１５】
2011128429.tif 000017
【図１６】
2011128429.tif 000018
【図１７】
2011128429.tif 000019
【図１８】
2011128429.tif 000020