(57)【要約】【課題】  トナーコンテナを現像器とは別個に交換可能に構成したロータリー型現像装置において、ロータリーラックの回転によっても新旧トナーが混じり合わず、必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給され、かつ、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出できるようにしたロータリー型現像装置を提供することが課題である。【解決手段】  トナーコンテナと現像器とは互いが接する位置に、トナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部と、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成され、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタとを設けた。【選択図】      図５
2005308906.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の潜像を現像する現像ローラ及び該現像ローラへトナーを運ぶ供給ローラとを有して回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに固定され、該ロータリー型ラックの回転により、前記現像ローラが順次前記像担持体に対面する位置に運ばれる複数の現像器と、該各現像器に隣接されて前記ロータリー型ラックまたは前記現像器に着脱可能に支持されたトナーコンテナとからなるロータリー型の画像形成装置における現像装置において、
前記トナーコンテナと現像器とは互いが接する位置にトナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部と、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成され、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことを特徴とする画像形成装置における現像装置。
【請求項２】
前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置にあることを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における現像装置。
【請求項３】
前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことを特徴とする請求項１に記載した画像形成装置における現像装置。
【請求項４】
前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部と、前記シャッタの端部に設けられ、前記凸部に当接して前記付勢手段に抗して前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする請求項３に記載した画像形成装置における現像装置。
【請求項５】
前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパと、前記シャッタの端部に設けられ、前記ストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする請求項３に記載した画像形成装置における現像装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置における現像装置に係り、特に、回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに、現像ローラと供給ローラとを配した現像器、及びトナーコンテナとを使用する色数分支持させ、各現像ローラを像担持体に順次対面させるようにしたロータリー型の画像形成装置における現像装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用した複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置において使用される現像装置は、現像剤にトナーとキャリアとを使用した２成分現像方式、キャリアを使用せずにトナーのみを使用した１成分現像方式のものが知られている。 
【０００３】
１成分現像方式の現像装置においては、装置本体内に収容されたトナーを供給ローラにより現像ローラ表面に送り込み、この現像ローラに規制部材を圧接させてトナー量を規制すると共に摩擦帯電させ、現像ローラを回転させてトナーを像担持体と対面する現像領域に導いて像担持体上に形成された静電潜像を現像し、現像ローラ表面に残ったトナーは供給ローラによって現像ローラ表面から離脱させると共に新たなトナーを現像ローラに供給するようにしている。
【０００４】
しかしながら、現像ローラ表面に規制部材を圧接させて現像ローラによって搬送されるトナー量を規制するようにした場合、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されて粒径の小さなトナーが先に現像に使用されるようになり、また現像後の現像ローラ上に残っているトナーを離脱させる場合においても、粒径の大きなトナーが現像ローラから離脱されるようになり、次第に現像装置内に粒径の大きなトナーの割合が増加し、形成される画像の画質が低下するという問題があった。
【０００５】
そのため、現像装置における供給ローラや現像ローラを配した現像器部とトナー収容部との間に仕切を設けて分離したり、現像器とトナーを収容したトナーコンテナを分離し、仕切や現像器とトナーコンテナとが接する位置に開口部を設け、現像ローラから離脱したトナーがトナー収容部やトナーコンテナに戻らないようにした現像装置が用いられている。
【０００６】
一方、カラー画像形成装置においては、このような１成分現像剤を用いたカラー画像形成装置で使用する色数分の現像装置を回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに支持させ、それぞれの色に対応した現像器の現像ローラを、像担持体に順次対面させるようにしたロータリー型の現像装置が用いられるようになっている。
【０００７】
こういったロータリー型の現像装置において１成分現像方式を用いると、キャリアを代える必要がないので、感光体（像担持体）に対向して潜像を現像する現像ローラや、現像ローラにトナーを供給するための供給ローラや供給羽根、トナーを所定の荷電量にまで帯電させる規制ブレードなどの構成部材と、消耗品であるトナーを一体の現像カートリッジに収容し、トナーが無くなった場合は現像トナーカートリッジそのものを交換する手段が採られ、こういった方法によればメンテナンス性が良くなるという利点がある。
【０００８】
しかしながらこの方法では、現像器における現像ローラや、現像ローラにトナーを供給するための供給ローラや供給羽根、トナーを所定の荷電量にまで帯電させる規制ブレードなどの構成部材がまだ使える状態でもトナーがなくなれば交換せねばならず、ユーザーから見れば必要がないものまで交換することになって費用が嵩んでしまう。すなわち、ユーザーに対して余計な費用負担を強いることになり、さらには現像カートリッジの回収・廃棄・リサイクルにおいても余分な工数を発生させ、環境保護の観点からも必ずしも優れた方法であるとは言い難い。
【０００９】
また、ロータリー型現像装置においては、せっかく仕切を設けたり現像器とトナーコンテナを分離しても、ロータリーラックが回転することによって現像器とトナー収容部の上下関係が変化してトナー供給過剰が起き、カブリが発生したり、現像器部の粒径の大きなトナーがトナー収容部やトナーコンテナに戻されてしまい、仕切り部材を設けたり現像器とトナーコンテナを分離した効果がなくなって、粒径の小さなトナーだけが先に現像に使用されて粒径の大きなトナーが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が依然として存在した。
【００１０】
また、これとは逆に現像装置を回転させているとき、部分的にトナーが滞留して使われもせず、排出もされないトナーが存在し、トナーコンテナが空になって新しいトナーを収容したトナーコンテナと交換したとき、新しいトナーと外添剤のトナーへの付着状態が変わった劣化したトナーが混ざって荷電不良が生じて画質が低下するという問題も生じる。
【００１１】
こういった問題に対処するため特許文献１には、回転型現像装置における軸方向で、現像器構成部材の外側にロータリーと一体回転するトナーコンテナを配し、トナーコンテナだけを交換できるようにすると共に、軸方向の搬送部材によって必要な分のトナーだけを現像器に送り込むようにした現像装置が示されている。また特許文献２にはロータリー型現像装置において、トナーコンテナを現像器に隣接させて交換可能に配置し、補給口を介してトナーコンテナから現像器へスクリューなどの搬送部材を用いて補給するようにすると共に、ロータリーの回転に伴って現像器にトナーが過補給になるのを防止するため、現像器からトナーコンテナへトナーが搬送されるように構成した現像装置が示されている。
【００１２】
【特許文献１】特開平７−１１４２６０
【特許文献２】特開平１０−１４９０１２
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１３】
しかしながら、特許文献１に示された現像装置は、必要な分のトナーだけを現像器に供給できると共にトナーコンテナだけを交換できるが、軸方向の搬送部材が必要であると共にトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなって現像器が小型化できず、結果として機械そのものが大きくなり、また、現像器のトナー量を検知する手段を必要として駆動手段も含めると安価な構成であるとは言い難い。
【００１４】
また特許文献２に示された現像装置は、軸方向の長さは短くできるが搬送部材を有するのでロータリー径が大きくなり、さらに軸方向にトナーを供給するため、現像ムラの対策が必要である。
【００１５】
そのため本発明では、トナーコンテナを現像器とは別個に交換可能に構成したロータリー型現像装置において、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給され、かつ、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも、小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することが課題である。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記課題を解決するため本発明においては、
潜像を担持する像担持体と、該像担持体上の潜像を現像する現像ローラ及び該現像ローラへトナーを運ぶ供給ローラとを有して回転可能に構成した円筒状のロータリー型ラックに固定され、該ロータリー型ラックの回転により、前記現像ローラが順次前記像担持体に対面する位置に運ばれる複数の現像器と、該各現像器に隣接されて前記ロータリー型ラックまたは前記現像器に着脱可能に支持されたトナーコンテナとからなるロータリー型の画像形成装置における現像装置において、
前記トナーコンテナと現像器とは互いが接する位置にトナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部と、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成され、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことを特徴とする。
【００１７】
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置にあることを特徴とする。
【００１８】
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことを特徴とする。
【００１９】
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部と、前記シャッタの端部に設けられ、前記凸部に当接して前記付勢手段に抗して前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする。
【００２０】
さらに、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段は、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパと、前記シャッタの端部に設けられ、前記ストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
このように、ロータリー型ラックに現像器を固定すると共にトナーコンテナを着脱可能に支持させてトナーコンテナと現像器とが互いが接する位置に、トナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部を設け、かつ、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成されたシャッタと、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことにより、このシャッタの開閉時期を、ロータリーラックの回転によっても補給用の新トナーと現像器内のトナーが混じり合わずに新トナーを現像器に補給できる時期と、かつ、トナーコンテナ交換時に劣化トナーをトナーコンテナに排出できる時期とすることにより、新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合うことによる不具合を防止して劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも機構的には単に開口部とシャッタを設けただけであるから、従来装置のようにトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなったり、軸方向の搬送部材と現像器のトナー量を検知する手段を必要とせず、それだけ画像形成装置を小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【００２２】
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置としたことにより、例えばトナーをトナーコンテナから現像器に供給するためにシャッタの開く位置を、現像ローラと像担持体とが対面する位置から所定角度像担持体の下側に回転させた位置とした場合、供給ローラと開口との間のトナー溜まりの空きはそれほど大きくならないから、トナーコンテナからトナーが供給過剰や供給不足になるということが無く、常に適切な量のトナーが現像器内に保持されることになる。
【００２３】
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことにより、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給でき、しかも、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出できる、ロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【００２４】
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部とし、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパとすると共に、前記シャッタはその端部に前記凸部またはストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構としたことにより、非常に簡単な構成で非現像角度位置とトナーコンテナ交換角度位置において容易に、確実にシャッタを開閉し、新トナーの補給と、劣化トナーの排出を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対的配置等は特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれに限定する趣旨ではなく、単なる説明例に過ぎない。
【００２６】
図１は本発明の画像形成装置における現像装置の構成概略を示した図、図２は本発明の画像形成装置における現像装置のトナーコンテナと現像器の構成を示した図、図３、図４はトナーコンテナから現像器へトナーを補給する際のトナーコンテナと現像器間のシャッタ開閉機構を説明するための図、図５はシャッタ開閉タイミングとトナーコンテナから現像器へのトナー補給動作を説明するための図、図６は現像器内の劣化トナー排出方法を説明するための図、図７は劣化トナー排出時におけるシャッタ開閉機構の説明図、図８は本発明の現像装置を有した画像形成装置の構成概略を示した断面図である。
【００２７】
図中同一構成要素には同一番号が付してあり、１は本発明になるロータリー型現像装置２を有する画像形成装置、２はカラー画像形成に使用する例えばブラック（Ｂ）３１、マゼンタ（Ｍ）３２、シアン（Ｃ）３３、イエロー（Ｙ）３４のトナーコンテナ３と、それぞれのトナーコンテナに対応してブラック（Ｂ）４１、マゼンタ（Ｍ）４２、シアン（Ｃ）４３、イエロー（Ｙ）４４の現像器４とが設けられたロータリー型現像装置で、このロータリー型現像装置２は、それぞれの色の現像器４を、順次感光体（像担持体）５に対向した現像位置となるよう回転させて、感光体（像担持体）５上の潜像を現像する。６は帯電装置、７は例えばレーザなどを用いた露光装置、８はクリーニング装置、９は中間転写ベルト、１０は一次転写ローラ、１１は二次転写ローラ、１２は記録媒体搬送路、１３は定着装置、１４は排出部、１５は中間転写ベルト９のクリーニング装置、１６は記録媒体、２０は本発明のロータリー型現像装置２を構成する筒状ラック、３０はトナーコンテナ側開口、３１はトナーコンテナ側シャッタ、４０は現像器４を構成してトナーを担持する現像ローラ、４１は現像ローラ４０にトナーを供給するウレタンスポンジなどで構成した供給ローラ、４２は現像ローラ４０上のトナー層厚を規制すると共にトナーを帯電させる規制ブレード、４３はシール部材４４を現像ローラ４０側に押しつけるための押圧部材でウレタンスポンジなどを用いる。４５は現像器４側の開口、４６は現像器側シャッタ、５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄはトナーコンテナ側トナー、５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄは現像器側トナー、７０はプランジャ、７１はバネ、７２はストッパ、７３はストッパ７２の軸、７４は劣化トナーである。
【００２８】
最初に図８を用い、本発明になるロータリー型現像装置２を有する画像形成装置１の画像形成動作を簡単に説明すると、待機状態においては、図８におけるロータリー型現像装置２における例えばブラック（Ｂ）用現像器４１が感光体（像担持体）５に対向した現像位置となるようにされている。そして、図示していない制御装置に画像データが送られてくると、その画像データはブラック（Ｂ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の各色のデータに分解され、一方感光体（像担持体）５が帯電装置６で均一に帯電される。
【００２９】
そして最初にブラック（Ｂ）のデータが露光装置７に与えられて感光体（像担持体）５が露光され、潜像が形成されるとそれが現像器４１で現像されてトナー画像となり、そのトナー画像が一次転写バイアスを与えられた一次転写ローラ１０によって中間転写ベルト９に転写される。形成されたトナー画像が中間転写ベルト９に転写された後に残った残トナーは、クリーニング装置８でクリーニングされ、次の画像形成が行われる。なお、中間転写ベルト９に接する二次転写ローラ１１とクリーニング装置１５は、全ての色のトナー画像が中間転写ベルト９に重ね合わせて転写されるまで、この中間転写ベルト９から離間させられている。
【００３０】
こうしてブラック（Ｂ）のトナー画像の形成が済むとロータリー型現像装置２が回転し、次のマゼンタ（Ｍ）の現像器４２が感光体（像担持体）５に対向した現像位置とされ、先に分解されたマゼンタ（Ｍ）の画像データが露光装置７に与えられて露光が行われる。そして感光体（像担持体）５上に潜像が形成されてそれが現像器４２で現像されてトナー画像となり、中間転写ベルト９上に転写されているブラック（Ｂ）のトナー画像の上に重ね合わせて転写される。
【００３１】
そして同様の動作がシアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像データで繰り返され、全ての色のトナー画像が中間転写ベルト９に転写されてフルカラートナー画像とされると、先に中間転写ベルト９から離間されていた２次転写ローラ１１とクリーニング装置１５が中間転写ベルト９に接触させられ、記録媒体１６が記録媒体搬送路１２を通って二次転写ローラ１１の位置する二次転写位置に送り込まれて、フルカラートナー画像が記録媒体１６に転写される。
【００３２】
こうしてフルカラートナー画像が転写された記録媒体１６は、さらに定着装置１３に送られて熱と圧力で定着され、排出部１４に排出される。そして中間転写ベルト９上に残った残トナーは、クリーニング装置１５によってクリーニングされ、次の画像形成に備えられる。
【００３３】
このような本発明の画像形成装置におけるロータリー型現像装置２は、図１にその構成概略を、図２に現像装置を構成するトナーコンテナ３と現像器４のそれぞれ一つの構成を示したように、ロータリー型現像装置２における円筒状のラック２０にブラック（Ｂ）４１、マゼンタ（Ｍ）４２、シアン（Ｃ）４３、イエロー（Ｙ）４４の各現像器４が固定され、その各現像器４１、４２、４３、４４に隣接させて、ブラック（Ｂ）３１、マゼンタ（Ｍ）３２、シアン（Ｃ）３３、イエロー（Ｙ）３４のトナーコンテナ３が、円筒状ラック２０または各現像器４１、４２、４３、４４に、図示していない位置決め部材および結合部材によって着脱可能に支持されている。
【００３４】
各色のトナーコンテナ３１、３２、３３、３４の交換は、トナーがこぼれない位置で、画像形成装置１の上カバーを開けて上部からおこなえるようになっており、所定の位置でのみ着脱可能となるよう、図示していない結合部材がロータリー回転位置に連携したストッパ部材で固定されている。
【００３５】
各現像器４１、４２、４３、４４には、現像ローラ４０、１成分トナーを現像ローラ４０に供給する供給ローラ４１、現像ローラ４０に付勢され、現像ローラ４０上のトナー層厚を規制すると共にトナーを荷電させる金属製の規制ブレード４２、トナーが外部に漏れないように現像ローラ４０に押圧部材４３などで圧接されているシール部材４４などを有し、規制ブレード４２によって現像ローラ４０上のトナー量が所定量に均され、感光体（像担持体）５に近接する位置で、バイアス電位により潜像にトナーを付着させるようになっている。
【００３６】
そしてトナーコンテナ３と現像器４には、現像器４内のトナーが消費されて少なくなったときにトナーコンテナ３からトナーを供給するための開口３０（トナーコンテナ３側）と４５（現像器４側）が設けられ、さらにこの開口３０、４５には、トナーコンテナ３を着脱するときにトナーがこぼれないようシャッタ３１、４６が設けられている。
【００３７】
各トナーコンテナ３１、３２、３３、３４と現像器４１、４２、４３、４４は、円筒状ラック２０の回転によって図５に（Ａ）で示した現像位置（図１及び図８における３２、４２の位置）から、（Ｂ）、（Ｃ）に示したトナー供給角度位置（図１及び図８における３２、４２の位置から３１、４１に至る途中の位置）、さらに（Ｄ）に示した状態（図１及び図８における３１、４１の位置から３２、４２に至る途中の位置）を経て最初の現像位置（Ａ）に戻る。そしてそれぞれの状態においてトナーコンテナ３１、３２、３３、３４内のトナーと現像器４１、４２、４３、４４内のトナーは、これら（Ａ）から（Ｄ）に５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ、及び５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄで示した状態となる。
【００３８】
すなわち、図５に（Ａ）で示した現像位置においては、トナーコンテナ３と現像器４内のトナーはそれぞれ５０Ａ、５１Ａに示した状態であり、トナーコンテナ３と現像器４内における開口３０と４５の周囲には多量のトナーが存在してトナーコンテナ３から現像器４側へのトナー移動は難しい。しかしながら前記したように、この状態でシャッタ３１、４６を開くと、現像器４内の粒径の大きなトナーがトナーコンテナ３に戻されてしまい、現像器４とトナーコンテナ３を分離した効果がなくなって、粒径の小さなトナーだけが先に現像に使用されて粒径の大きなトナーが残り、次第に形成される画像の画質が低下するという問題が生じる。
【００３９】
そして、次の図５（Ｂ）は、前記したように図１及び図８における３２、４２の位置から３１、４１に至る途中の位置であるが、トナーコンテナ３と現像器４の開口３０、４５が現像器４の上方にあり、現像器４内のトナー５１Ｂが使用されて現像器４内にトナーを補給できる空きがあれば、シャッタ３１、４６を開くことでトナーコンテナ３から新トナーを現像器４に送り込むことができる。しかし、この図５（Ｂ）は、一例として現像器４内のトナーがあまり消費されていない状態を示したもので、現像器４内には多量のトナー５１Ｂが存在して開口部３０、４５付近まで一杯となっており、この状態でシャッタ３１、４６を開いても、トナーは現像器４側に移動しないと共に、現像器４内の劣化トナーがトナーコンテナ３側に移動することもない。
【００４０】
一方図５（Ｃ）は、これも（Ｂ）と同様図１及び図８における３２、４２の位置から３１、４１に至る途中の位置であり、現像器４内のトナー５１Ｃが消費された状態を示しているが、現像器４内のトナー５１Ｃは開口部３０、４５付近で多少の隙間ができており、この状態でシャッタ３１、４６を開くと、トナーが現像器４側に移動する。すなわちこの図５（Ｃ）の状態でトナーを現像器４内に補給すれば、現像器４内には図５（Ｂ）に示した多少空隙が残された状態で新トナーが補給され、トナーを過補給することが防止できる。
【００４１】
すなわち、トナーコンテナ３と現像器４における開口部３０、４５の中心を、現像器４における現像ローラ４０が像担持体５と対面する図５（Ａ）の位置において、供給ローラ４１の軸線より少なくとも同一高さか下となる位置とすれば、図５（Ｃ）に示したように、供給ローラ４１の上方にトナーのない空間ができたとしても、開口部３０、４５付近にはトナー溜まりができ、例えシャッタ３１、４６を開いたとしても、移動するトナーはそれほど多くなく、そのため、供給ローラ４１の上方のトナーのない空間がトナーで埋められるということが無くなってトナーの過補給が防止でき、常に適切な量のトナーが現像器４内に保持されることになる。
【００４２】
そして最後の図５（Ｄ）の状態は、前記したように図１及び図８における３１、４１の位置から３２、４２に至る途中の位置であるが、図５（Ｂ）に示した現像器４内に多少残された空隙が開口部３０、４５付近に移動し、この状態でシャッタ３１、４６を開くと、トナーが現像器４側のこの空間に充填されて現像器４内には全く空隙が無くなり、トナーが過補給されてしまう可能性がある。そのため本発明においてはこの図５（Ｂ）、（Ｃ）の前記図１及び図８における３２、４２の位置から３１、４１に至る途中の位置を、シャッタ３１、４６を開けてトナーを現像器４内に補給するトナー供給位置とした。
【００４３】
一方シャッタ３１、４６は、図３に示したように前記図１及び図８における３２、４２の現像位置においては、矢印３２（他の位置では方向が異なる）の開閉方向にスライド可能に構成されて常時は図示しない付勢手段によって閉じた状態になっており、トナーコンテナ３用のシャッタ３１には、ロータリー軸方向一端、または両端部に、このシャッタを開閉させるために一例を図４に示したように、シャッタ３１に取り付けられた棒状部材３３にさらに案内軸３４を保持する保持部材３５が取り付けられ、この案内軸３４に通したバネ３６によって図上左右に移動可能とした突起３７が設けられている。またトナーコンテナ３用のシャッタ３１には凸部が設けられ、トナーコンテナ３が装着された状態では、現像器４側のシャッタ４６に設けられた凹部に前記トナーコンテナ３側のシャッタ３１の凸部が嵌合し、両方のシャッタが連動して開閉できるようになっている。なお、シャッタ３１、４６の形状と開口部３０、４５の形状は四角だけでなく、両方を格子状に構成し、軸方向にスライドさせることで連通させるようにしても良い。
【００４４】
そしてこのシャッタ３１、４６は、前記した図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した現像器４がトナー供給角度位置まで回転してきたとき開閉するよう、画像形成装置本体１の図５（Ｂ）、（Ｃ）に示した位置と対応する位置に、図３に３８で示したような突起３７の回転軌跡に沿って形成された凸部が設けられており、そのためトナーコンテナ３用シャッタ３１に設けられた突起３７は、ロータリー型現像装置２の回転によって図４（Ａ）に示したようにこの凸部３８に当接し、図４（Ｂ）に示したようにさらなる回転でバネ３６に抗して保持部材３５側に押され、それによってシャッタ３１を押し上げながら凸部３８に乗り上げてシャッタ３１、４６を開く。そのため開口３０、４５は、開放されてトナーが移動できるようになり、この凸部３８が終わったところで突起３７が元の位置に戻ってシャッタ３１、４６が閉じる。
【００４５】
一方、ロータリー型現像装置２が回転し、トナーコンテナ３と現像器４が図１及び図８における３３、４３の位置に来たとき、前記したように画像形成装置１の図示していない上カバーを開けることでトナーコンテナ３が交換できるようになっている。そのため、各色のトナーコンテナ３１、３２、３３、３４はのうちのどれかが空になったという信号が来ると、図示しない制御装置はロータリー型ラック２０を回転させて、空になったトナーコンテナ３がこの図１における３３、４３の位置に来るようにする。
【００４６】
そして、このトナーコンテナ交換位置に至る途中の画像形成装置本体１側に、図示していない制御装置からの信号で動作するプランジャ７０、プランジャ７０の動作によってバネ７１に抗してシャッタ３１に設けた前記棒状部材３３を係止するストッパ７２が軸７３を中心に回動するよう設けられ、このストッパ７２が棒状部材３３を係止することによってシャッタ３１、４６が開かれる。
【００４７】
そのため、空のトナーコンテナ３が回転して図１及び図８における３３のトナーコンテナ交換位置に至る途中の図６に示した位置になって、シャッタ３１、４６が開かれるとロータリー型現像装置２の回転が一時停止され、使われずに現像器４内に滞留していた劣化トナー７４がトナーコンテナ３側に回収されるから、その後図示していない制御装置はプランジャ７０を元に戻し、前記した図１及び図８における３３、４３のトナーコンテナ交換位置までロータリー型現像装置２を回転させてトナーコンテナ３を取り外し、新しいトナーコンテナ３を装着できるようにする。このようにすることで、新しいトナーと外添剤のトナーへの付着状態が変わった劣化したトナーが混ざって荷電不良が生じ、画質が低下するという問題を防止することができる。
【００４８】
なお、以上の説明では、シャッタ３１、４６の開閉機構として図４、図７の機構を一例として示したが、このような形態の機構に限定されず、シャッタ３１、４６を開閉できればどのような機構でも良いことは勿論である。
【００４９】
以上種々述べてきたように本発明によれば、ロータリー型ラックに現像器を固定すると共にトナーコンテナを着脱可能に支持させてトナーコンテナと現像器とが互いが接する位置に、トナーコンテナと現像器間でトナーを移動させる開口部を設け、かつ、該開口部のそれぞれに、常時は閉方向に付勢される手段を有して開閉方向にスライド可能に構成されたシャッタと、前記ロータリー型ラックの回転に連動して開閉するシャッタを設けたことにより、このシャッタの開閉時期を、ロータリーラックの回転によっても補給用の新トナーと現像器内のトナーが混じり合わずに新トナーを現像器に補給できる時期と、かつ、トナーコンテナ交換時に劣化トナーをトナーコンテナに排出できる時期とすることにより、新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合うことによる不具合を防止して劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、しかも機構的には単に開口部とシャッタを設けただけであるから、従来装置のようにトナーコンテナ分だけロータリー軸方向が長くなったり、軸方向の搬送部材と現像器のトナー量を検知する手段を必要とせず、それだけ画像形成装置を小型に構成できるロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【００５０】
そして、前記トナーコンテナと現像器における開口部の中心は、前記現像器における現像ローラが前記像担持体と対面する位置において、前記供給ローラの軸線より少なくとも同一高さか下となる位置としたことにより、例えばトナーをトナーコンテナから現像器に供給するためにシャッタの開く位置を、現像ローラと像担持体とが対面する位置から所定角度像担持体の下側に回転させた位置とした場合、供給ローラと開口との間のトナー溜まりの空きはそれほど大きくならないから、トナーコンテナからトナーが供給過剰や供給不足になるということが無く、常に適切な量のトナーが現像器内に保持されることになる。
【００５１】
さらに、前記シャッタを、前記トナーコンテナから現像器へトナーが移動するトナー供給角度位置と前記現像器からトナーコンテナへトナーが移動するトナー排出角度位置で強制開放させる手段を設けたことにより、ロータリーラックの回転によっても供給過剰や供給不足を起こさず、補給用の新しいトナーと現像器内のトナーとが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給でき、しかも、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出できる、ロータリー型の画像形成装置における現像装置を提供することができる。
【００５２】
そして、前記トナー供給角度位置において前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側に前記シャッタを開く角度位置から閉じる角度位置までの間の円周方向に設けられた凸部とし、前記トナー排出角度位置において前記トナーコンテナと現像器における前記シャッタを強制開放させる手段を、画像形成装置本体側のトナー排出角度位置に設けられ、前記トナー排出時に突出するよう構成したストッパとすると共に、前記シャッタはその端部に前記凸部またはストッパに当接して前記付勢手段に抗し、前記シャッタを開方向にスライドさせる機構としたことにより、非常に簡単な構成で非現像角度位置とトナーコンテナ交換角度位置において容易に、確実にシャッタを開閉し、新トナーの補給と、劣化トナーの排出を行うことができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明によれば、トナーコンテナを交換可能に構成したロータリー型現像装置において、ロータリーラックの回転によっても新旧トナーが混じり合わずに必要な時期にのみ新トナーが現像器に供給され、かつ、劣化トナーをトナーコンテナ交換時に排出でき、常に品質の良い画像が得られる現像装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】本発明の画像形成装置における現像装置の構成概略を示した図である。
【図２】本発明の画像形成装置における現像装置のトナーコンテナと現像器の構成を示した図である。
【図３】トナーコンテナから現像器へトナーを補給する際のトナーコンテナと現像器間のシャッタ開閉機構を説明するための図である。
【図４】トナーコンテナから現像器へトナーを補給する際のトナーコンテナと現像器間のシャッタ開閉機構を説明するための図である。
【図５】シャッタ開閉タイミングとトナーコンテナから現像器へのトナー補給動作を説明するための図である。
【図６】現像器内の劣化トナー排出方法を説明するための図である。
【図７】劣化トナー排出時におけるシャッタ開閉機構の説明図である。
【図８】本発明の現像装置を有した画像形成装置の構成概略を示した断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
３  トナーコンテナ
４  現像器
３０  開口
３１  トナーコンテナ側シャッタ
４０  現像ローラ
４１  供給ローラ
４２  規制ブレード
４３  押圧部材
４４  シール部材
４５  開口
４６  現像器側シャッタ
５０Ａ、５０Ｂ、５０Ｃ、５０Ｄ  トナーコンテナ側トナー
５１Ａ、５１Ｂ、５１Ｃ、５１Ｄ  現像器側トナー
【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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【図７】
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【図８】
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