(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真方式の画像形成装置で像担持体上に形成される静電潜像に、粉末状の現像剤を供給して現像する画像形成用現像装置において、
現像剤を帯電させ、像担持体上に供給する現像ユニットと、
現像ユニットの入口開口部に備えられ、開閉可能なシャッタと、
現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、現像ユニットに着脱可能で、現像剤貯留部内には回転軸回りに回転して現像剤を撹拌するアジテータが備えられ、現像ユニットへの装着時に、現像剤貯留部から現像剤を現像ユニットに供給する通路の出口開口部が現像ユニットに設けられる現像剤の入口開口部に接続される現像剤カートリッジと、
現像剤カートリッジの出口開口部に備えられ、開閉可能なシャッタと、
現像剤カートリッジに備えられ、シャッタを現像ユニットへの装着時に開き、現像ユニットからの離脱時に閉じる開閉機構と、
現像ユニットに備えられ、シャッタを現像剤カートリッジの装着時に開き、現像剤カートリッジの離脱時に閉じる開閉機構とを含み、
現像剤カートリッジおよび現像ユニットは、前記出口開口部と前記入口開口部とが設けられる表面をそれぞれ有し、現像剤カートリッジの現像ユニットへの装着、および、現像剤カートリッジの現像ユニットからの離脱は該表面に沿う摺動変位で行われ、
現像剤カートリッジの開閉機構および現像ユニットの開閉機構は、
着脱の相手側に設けられる突起と前記摺動変位の間に係合する係合片を含み、
前記装着時には、前記係合片が、前記突起と係合した状態で摺動変位することによって相手側のシャッタを開き、このシャッタを完全に開いた後で弾性変形して前記突起を乗り越えるように構成されて、現像ユニット側のシャッタを先に開いてから現像剤カートリッジ側のシャッタを開き、
前記離脱時には、前記係合片が、前記突起と係合した状態で摺動変位することによって相手側のシャッタを閉じ、このシャッタを完全に閉じた後で弾性変形して前記突起を乗り越えるように構成されて、現像剤カートリッジ側のシャッタを先に閉じてから現像ユニット側のシャッタを閉じることを特徴とする画像形成用現像装置。
【請求項２】
現像剤カートリッジの開閉機構および現像ユニットの開閉機構は、
着脱の相手側に設けられる突起と前記摺動変位の間に係合し、前記装着時に前記シャッタを開く係合片と、
前記シャッタを閉じる方向に付勢するばねとを含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成用現像装置。
【請求項３】
前記現像剤カートリッジの現像剤貯留部は、内壁面の少なくとも下方部分が大略的に円筒状であり、
前記アジテータは、前記回転軸が該円筒の軸線上に配置され、該回転軸から径方向の外方に延びるように取付けられている撹拌翼が回転して、貯留されている現像剤を撹拌し、
前記出口開口部は、現像剤貯留部の内壁面の一部に設けられ、
該アジテータの撹拌翼は、出口開口部が設けられている位置の近傍で、回転軸から径方向の外方に延びる長さが他の位置よりも短くなるように構成され、
前記現像剤貯留部の内壁面は、前記回転軸よりも上方部分に上方に開く傾斜面を有し、
現像剤カートリッジに貯留されている現像剤を現像ユニットに供給する通路は、該現像剤貯留部の内壁面で該傾斜面に設けられ、
前記アジテータは、前記撹拌翼の先端から前記回転時の接線に沿って回転方向の後方に延びるように装着され、可撓性を有し、前記円筒状の内周面に接触し、該傾斜面から離れる際に、該通路に向けて現像剤を跳ね上げる跳ね上げ片をさらに含むことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成用現像装置。
【請求項４】
前記跳ね上げ片は、合成樹脂フィルムで形成されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成用現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の画像形成に用いるトナーなどの粉末状現像剤を、像担持体に供給して静電潜像を現像する画像形成用現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機、ページプリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置として、電子写真方式が広く用いられている。電子写真方式の画像形成装置では、像担持体表面に静電潜像が形成され、トナーなどの粉末状の現像剤で現像され、現像剤が記録用紙などの転写材上に転写され、さらに定着されて画像が形成される。画像形成を続けると、現像剤が消費されるので、補給を行う必要がある。現像剤は微粉末であり、一般の装置使用者が直接取扱うことは困難であり、取扱い中に周囲に漏れると周囲を汚してしまうので、現像剤を貯留して現像ローラ等を含むトナーカートリッジを、全体として交換するようにしていることが多い。また、交換時期を知るために、トナーカートリッジ内にはトナーの残量検出のための構成も含まれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来からの交換式のトナーカートリッジには、トナーを充填するためのホッパ部分、ホッパ部分からトナーを帯電させる帯電ローラ、および像担持体に供給する現像ローラなどが含まれる。ホッパ部分には、トナーの残量検出のための構成やトナー撹拌のためのアジテータなども含まれる。したがって、トナーを消費してトナーカートリッジを交換するためには、帯電ローラ、現像ローラ、残量検出部分などの付加部品も含めて行うことになる。一般に、トナーカートリッジに付加されている部品は、最初に充填されていたトナーが消費されても、未だ寿命は充分に残っている。このため、使用済みのトナーカートリッジは回収され、部品のチェックやメンテナンスを行った上でトナーを再充填するリサイクルが行われている。しかしながら、リサイクルの過程で、直接トナーの補充には関係を持たない付加部品とともに、トナーカートリッジを移動させなければならない。このため、手間と費用がかかる。
【０００４】
使用済みのトナーカートリッジを廃却するようにすれば、リサイクルの取扱いに要する手間と費用とは生じない。しかし、廃却するトナーカートリッジは、現像ローラ等の付加部品も含まれるので、高価であるし、現像ローラ等に使われる資源が無駄になってしまう。しかも、トナーカートリッジには、感光体ローラなどの像担持体をさらに付加させることもある。現像ローラと感光体ローラとの相対的な配置は非常に重要で、最良に調整されている状態から変えてしまうことは好ましくないからである。トナーカートリッジに感光体ローラを含む場合は、トナーカートリッジはさらに高価になり、リサイクルの手間と費用も増加してしまう。
【０００５】
本発明の目的は、トナーなどの粉末状現像剤を、容易かつ安価に補充することができる画像形成用現像装置を提供することである。
【０００６】
本発明の他の目的は、現像剤カートリッジ内の粉末状現像剤の残量を少なくすることができる画像形成用現像装置を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、電子写真方式の画像形成装置で像担持体上に形成される静電潜像に、粉末状の現像剤を供給して現像する画像形成用現像装置において、
現像剤を帯電させ、像担持体上に供給する現像ユニットと、
現像ユニットの入口開口部に備えられ、開閉可能なシャッタと、
現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、現像ユニットに着脱可能で、現像剤貯留部内には回転軸回りに回転して現像剤を撹拌するアジテータが備えられ、現像ユニットへの装着時に、現像剤貯留部から現像剤を現像ユニットに供給する通路の出口開口部が現像ユニットに設けられる現像剤の入口開口部に接続される現像剤カートリッジと、
現像剤カートリッジの出口開口部に備えられ、開閉可能なシャッタと、
現像剤カートリッジに備えられ、シャッタを現像ユニットへの装着時に開き、現像ユニットからの離脱時に閉じる開閉機構と、
現像ユニットに備えられ、シャッタを現像剤カートリッジの装着時に開き、現像剤カートリッジの離脱時に閉じる開閉機構とを含み、
現像剤カートリッジおよび現像ユニットは、前記出口開口部と前記入口開口部とが設けられる表面をそれぞれ有し、現像剤カートリッジの現像ユニットへの装着、および、現像剤カートリッジの現像ユニットからの離脱は該表面に沿う摺動変位で行われ、
現像剤カートリッジの開閉機構および現像ユニットの開閉機構は、
着脱の相手側に設けられる突起と前記摺動変位の間に係合する係合片を含み、
前記装着時には、前記係合片が、前記突起と係合した状態で摺動変位することによって相手側のシャッタを開き、このシャッタを完全に開いた後で弾性変形して前記突起を乗り越えるように構成されて、現像ユニット側のシャッタを先に開いてから現像剤カートリッジ側のシャッタを開き、
前記離脱時には、前記係合片が、前記突起と係合した状態で摺動変位することによって相手側のシャッタを閉じ、このシャッタを完全に閉じた後で弾性変形して前記突起を乗り越えるように構成されて、現像剤カートリッジ側のシャッタを先に閉じてから現像ユニット側のシャッタを閉じることを特徴とする画像形成用現像装置である。
【０００８】
本発明に従えば、電子写真方式で像担持体上に形成される静電潜像には、現像ユニットから粉末状の現像剤を供給して現像を行う。現像ユニットには、現像剤カートリッジを着脱可能である。現像剤カートリッジは、現像剤を貯留する現像剤貯留部を有し、現像剤貯留部内には回転軸回りに回転して現像剤を撹拌するアジテータが備えられ、現像ユニットへの装着時に、現像剤貯留部から現像剤を現像ユニットに供給する通路の出口開口部が現像ユニットに設けられる現像剤の入口開口部に接続される。現像剤カートリッジの出口開口部には、開閉可能なシャッタが備えられ、開閉機構がシャッタを現像ユニットへの装着時に開き、現像ユニットからの離脱時に閉じる。現像ユニットを現像剤カートリッジから離すと、出口開口部はをシャッタによって閉じられるので、現像剤が出口開口部から漏れないようにすることができる。現像剤カートリッジを現像ユニットに装着すれば、開閉機構によってシャッタが開き、現像剤を現像ユニットに供給することができる。現像剤カートリッジの現像ユニットへの着脱で、シャッタも開閉も併せて行うことができ、現像剤の補充のための現像剤カートリッジの交換を容易に行うことができる。現像剤カートリッジを現像ユニットと分離することができるので、現像ローラなどの部品を現像ユニット側に配置し、現像剤カートリッジに付加する部品を少なくして、現像剤カートリッジの交換に要する手間と費用とを削減することができる。
【０００９】
また、現像ユニット側にもシャッタと開閉機構とが含まれ、現像剤カートリッジを現像ユニットに着脱する際に、入口開口部を開閉することができる。これによって、現像剤カートリッジを外している状態で現像ユニットの入口開口部をシャッタで閉じておくことができ、現像剤が漏れないようにすることができる。
【００１０】
また、現像剤カートリッジと現像ユニットとの装着時に、現像ユニット側のシャッタが先に開いた後で現像剤カートリッジ側のシャッタが開く。現像剤ユニットの出口開口部のシャッタが開いて現像剤の供給が可能な状態になると、現像ユニットの入口開口部のシャッタは既に開いているので、現像剤を現像ユニット内部に確実に供給することができる。現像ユニットからの現像剤カートリッジの離脱時には、現像剤カートリッジ側のシャッタを先に閉じて、現像剤の漏れを確実に防ぐことができる。
【００１２】
また、現像剤カートリッジおよび現像ユニットは、出口開口部と入口開口部とが設けられる表面をそれぞれ有し、その表面に沿う摺動変位で装着および離脱が行われる。シャッタの開閉機構は、着脱の相手側に設けられる突起と摺動変位の間に係合し、装着時にはシャッタを開いた後で弾性変形して突起を乗り越え、離脱時にはシャッタを閉じた後で弾性変形して突起を乗り越える係合片を含む。簡単な構成の開閉機構で、現像剤カートリッジおよび現像ユニットの着脱に伴うシャッタの開閉を行わせることができる。
【００１３】
また本発明で、現像剤カートリッジの開閉機構および現像ユニットの開閉機構は、
着脱の相手側に設けられる突起と前記摺動変位の間に係合し、前記装着時に前記シャッタを開く係合片と、
前記シャッタを閉じる方向に付勢するばねとを含むことを特徴とする。
【００１４】
本発明に従えば、シャッタの開閉機構は、着脱の相手側に設けられる突起と摺動変位の間に係合し、装着時にシャッタを開く係合片と、シャッタを閉じる方向に付勢するばねとを含む。現像剤カートリッジを現像ユニットから分離すれば、シャッタはばねで付勢されて閉じるので、現像剤の漏れを一層確実に防ぐことができる。
【００１５】
また本発明で、前記現像剤カートリッジの現像剤貯留部は、内壁面の少なくとも下方部分が大略的に円筒状であり、
前記アジテータは、前記回転軸が該円筒の軸線上に配置され、該回転軸から径方向の外方に延びるように取付けられている撹拌翼が回転して、貯留されている現像剤を撹拌し、
前記出口開口部は、現像剤貯留部の内壁面の一部に設けられ、
該アジテータの撹拌翼は、出口開口部が設けられている位置の近傍で、回転軸から径方向の外方に延びる長さが他の位置よりも短くなるように構成され、
前記現像剤貯留部の内壁面は、前記回転軸よりも上方部分に上方に開く傾斜面を有し、
現像剤カートリッジに貯留されている現像剤を現像ユニットに供給する通路は、該現像剤貯留部の内壁面で該傾斜面に設けられ、
前記アジテータは、前記撹拌翼の先端から前記回転時の接線に沿って回転方向の後方に延びるように装着され、可撓性を有し、前記円筒状の内周面に接触し、該傾斜面から離れる際に、該通路に向けて現像剤を跳ね上げる跳ね上げ片をさらに含むことを特徴とする。
【００１６】
本発明に従えば、現像剤カートリッジの現像剤貯留部は、内壁面の少なくとも下方部分が大略的に円筒状であり、アジテータの回転軸は円筒の軸線上に配置され、アジテータの撹拌翼は回転軸から径方向の外方に延びるように取付けられ、回転して、貯留されている現像剤を撹拌する。出口開口部は、現像剤貯留部の内壁面の一部に設けられ、アジテータの撹拌翼は、出口開口部が設けられている位置の近傍で、回転軸から径方向の外方に延びる長さが他の位置よりも短くなる。アジテータの回転による撹拌量は、出口開口部が設けられている位置の近傍よりも、他の位置の方が多くなるので、現像剤を撹拌量が多い方から少ない方に移動させ、出口開口部近傍に集めることができる。現像剤カートリッジ内の粉末状現像剤は、出口開口部近傍に集められるので、残量を少なくすることができる。
【００１８】
また、現像剤カートリッジに貯留されている現像剤を現像ユニットに供給する通路は、現像剤貯留部の内壁面で、回転軸よりも上方部分で上方に開く傾斜面に設けられる。アジテータには、撹拌翼の先端から回転時の接線に沿って回転方向の後方に延びるように装着され、可撓性を有し、円筒状の内周面に接触し、傾斜面から離れる際に、通路に向けて現像剤を跳ね上げる跳ね上げ片をさらに含む。通路には、アジテータの跳ね上げ片によって跳ね上げられる現像剤が供給されるので、現像剤の残量が少なくなっても、確実に現像剤を供給することができるので、現像像剤カートリッジ内に残る粉末状現像剤の残量を少なくすることができる。通路を現像剤貯留部の上方に設けるので、現像剤カートリッジを現像ユニットに装着するときに、現像ユニットの上方から現像剤を供給し、現像ユニット内での現像剤の移動を容易に行わせることができる。
【００１９】
また本発明で、前記跳ね上げ片は、合成樹脂フィルムで形成されることを特徴とする。
【００２０】
本発明に従えば、跳ね上げ片を合成樹脂フィルムで形成するので、跳ね上げ片を含む現像剤カートリッジを軽量化し、コスト低減を図ることができる。現像剤カートリッジ内に残る粉末状現像剤を効率よく跳ね上げることができるので、残量を少なくすることができる。
【００２１】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の現像装置１を含む画像形成装置の部分的な構成を示す。現像装置１は、現像剤カートリッジ２および現像ユニット３から構成され、電子写真方式の像担持体である感光体ドラム４の表面に形成される静電潜像に粉末状の現像剤であるトナーを供給する。感光体ドラム４の表面は、光導電性誘電体層で覆われ、図の矢印で示す方向に回転する。静電潜像は、感光体ドラム４の回転方向に沿って、現像装置１の上流側に配置される帯電装置５および露光装置６による帯電および露光によって形成される。現像装置１による現像で感光体ドラム４の表面に供給されたトナーは、転写媒体７への転写とを含む。転写媒体７への転写は、感光体ドラム４の回転方向に沿って現像装置１の下流側に配置される転写ローラ８の位置で行われる。感光体ドラム４が転写ローラ８の位置から帯電装置５に循環する経路の途中には、クリーニング装置９が設けられ、感光体ドラム４の表面に残留しているトナーの除去を行う。従来の現像装置は、本実施形態の現像剤カートリッジ２と現像ユニット３とに相当する部分が一体化されているのに対し、本実施形態では分離可能である。
【００２２】
図２の詳細な構成も参照して、現像剤カートリッジ２は、ケーシング１０内にトナーを貯留する現像剤貯留部１１を有する。現像剤貯留部１１の下方部分は、大略的に円形断面の内周面を有する。現像剤貯留部１１の上方部分は、上方に向かって広がるホッパとしての形状を有し、蓋１２によって密閉されている。現像剤貯留部１１内には、貯留されているトナーを撹拌するアジテータ１３が配置される。アジテータ１３は、現像剤貯留部１１の下方部分の円柱状の内面の中心軸と同軸な回転軸１４と撹拌翼１５とからなる。撹拌翼１５の先端と現像剤貯留部１１の下方部分の内面とは、隙間が空いた状態で、アジテータ１３は回転する。アジテータ１３の回転駆動力は、現像ユニット３から図示を省略している歯車機構を介して伝達される。撹拌翼１５の先端には、回転方向の後方側の接線方向に、合成樹脂フィルムによる跳ね上げ片１６が装着される。跳ね上げ片１６は、実線で示すように現像剤貯留部１１の内面に沿って湾曲しながら回転し、現像剤貯留部１１がホッパとして広がる部分で、仮想線で示すように現像剤貯留部１１の内面から離れ、弾性によって直線状の形状に戻る際に、トナーを跳ね上げる。
【００２３】
本実施形態の現像剤カートリッジ２には、現像剤貯留部１１で内面が上方に開く傾斜面となっている途中の位置に、トナーを現像ユニット３に導くための通路２０が設けられる。通路２０の先端の出口開口部２１には、シャッタ２２が備えられ、開閉機構２３も設けられている。
【００２４】
図３の詳細な構成も参照して、現像ユニット３は、ケーシング３０に、現像剤カートリッジ２からのトナーを受け入れる入口開口部３１を有する。現像剤カートリッジ２を現像ユニット３に装着している状態で、通路２０の先端の出口開口部２１は、現像ユニット３の入口開口部３１に接続される。入口開口部３１には、シャッタ３２が設けられ、開閉機構３３によって開閉される。入口開口部３１に供給されるトナーは、撹拌部材３４，３５によって撹拌されながら、ケーシング３０内を帯電ローラ３６側に移動し、帯電されて現像ローラ３７の表面に付着する。現像ローラ３７の表面に付着するトナーの厚さは、ブレード３８によって規制される。現像ユニット３は、支点軸３９を中心として揺動変位可能であり、ケーシング３０は下方から、図示を省略しているばねで押し上げられ、現像ローラ３７は感光体ドラム４の表面に押圧される。支点軸３９は、現像ユニット３内の現像ローラ３７、帯電ローラ３６、撹拌部材３４，３５を回転駆動する駆動軸と同軸であり、揺動変位の状態によらずに、安定して駆動力を伝達することができる。
【００２５】
現像ローラ３７は、たとえばステンレス鋼ＳＵＳ３０３を軸にして、導電性ＮＢＲのローラを装着して形成される。ローラの表面にはＵＶ（紫外線）処理を施す。ローラの電気抵抗は２ＭΩ〜８ＭΩ程度とする。表面粗さは、１０μｍ〜１５μｍ程度とする。ゴム硬度は、４０°〜４５°程度とする。
【００２６】
ブレード３８は、たとえば板厚ｔ＝０．１ｍｍのステンレス鋼ＳＵＳ３０４の薄板の表面にシリコンゴムを装着して形成する。シリコンゴムの部分を現像ローラ３７の表面に当接させ、シリコンゴムのエッジで余分なトナーを掻き落す。
【００２７】
図４は、図１に示す現像装置１等を、カラー画像形成用に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色分備える画像形成装置４０の概略的な構成を示す。４色分の現像装置１等は、上下方向に並べて配置され、無端ベルト状の転写媒体７上に、４色のトナーを重ねて、カラー画像を形成することができる。転写媒体７は、中間媒体として、循環経路の下端部分で、記録用紙などの画像形成媒体と接触し、トナー像を移行させる。トナー像が移行した画像形成媒体は、定着装置でトナー像が表面に定着させられる。トナーの補給の際には、現像装置１のうちの現像剤カートリッジ２を現像ユニット３と分離して抜出すことができる。また、現像ユニット３もメンテナンスなどの必要に応じて、現像剤カートリッジ２を抜出した後で、抜出すことができる。以下の説明では、図４の状態で画像形成装置４０に挿入する方向を挿入方向、抜出す方向を抜出し方向として説明する。
【００２８】
図５、図６および図７は、現像剤カートリッジ２を正面視した状態、蓋１２を外して平面視した状態、および正面下方から斜視した状態をそれぞれ示す。ケーシング１０に対し、通路２０はアジテータ１３の軸線方向と平行な幅方向の中央付近に設けられる。シャッタ２２は、幅方向に移動して出口開口部２１を開閉することが可能である。シャッタ２２の開閉機構２３としては、シャッタ２２の移動を案内するガイド４１と、シャッタ２２の抜出し方向側に設けられる突起４２とが含まれる。シャッタ２２の移動可能な範囲は、出口開口部２１から抜出し方向側に設定される。またケーシング１０の挿入方向の先端付近には、現像ユニット３側のシャッタ３２を開閉させるための係合片４３が設けられている。さらに、ガイド４１で挿入方向の基端付近には、ストッパ４４が形成され、シャッタ２２がガイド４１から抜落ちるのを防ぐ。
【００２９】
図８および図９は、現像ユニット３を背面視した状態、および背面上方から斜視した状態をそれぞれ示す。現像剤カートリッジ２と組合わせるときに、出口開口部２１に臨む位置に、入口開口部３１が設けられ、シャッタ３２が幅方向に移動して開閉可能である。シャッタ３２の移動範囲は、入口開口部３１から挿入方向に設定される。シャッタ３２の開閉機構３３としては、シャッタ３２の挿入側に突起４５が設けられる。またケーシング３０の抜出し方向寄りの位置に、現像剤カートリッジ側のシャッタ２２の突起４２と係合して、シャッタ２２を開閉させるための係合片４６が設けられる。現像ユニット３側のシャッタ３２は、突起４５が現像剤カートリッジ２側の係合片４３と係合して開閉のための移動が行われる。
【００３０】
入口開口部３１の両側には、トナー受皿４７，４８が設けられる。シャッタ３２は、入口開口部３１とトナー受皿４８との間を移動し、入口開口部３１を開くときはトナー受皿４７側に移動する。シャッタ３２の移動範囲には、スポンジなどのシール材４９が貼付けられる。
【００３１】
図１０は、現像剤カートリッジ２を現像ユニット３に対して挿入方向に移動させ、出口開口部２１および入口開口部３１をそれぞれ閉じているシャッタ２２，３２を開く状態を示す。図１０（ａ）は、現像剤カートリッジ２の係合片４３が現像ユニット３側のシャッタ３２の突起４５と係合し、シャッタ３２が開く状態を示す。図１０（ｂ）は、シャッタ３２が入口開口部３１を完全に開き、挿入方向の移動範囲の端で停止し、現像剤カートリッジ２側のシャッタ２２の突起４２が現像ユニット３側の係合片４６と係合して、シャッタ２２が出口開口部２１を開き始める状態を示す。現像剤カートリッジ２側の係合片４３は、弾性変形でシャッタ３２の突起４５を乗り越え、突起４５に対して挿入方向に移動する。図１０（ｃ）は、現像剤カートリッジ２側の出口開口部２１もシャッタ２１の引抜き方向への移動で開いている状態を示す。現像剤カートリッジ２側のシャッタ２１が移動範囲の限界まで移動して停止すると、現像ユニット３側の係合片４６の先端も、シャッタ２１の突起４２から外れ、突起４２に対して抜出し方向に移動する。
【００３２】
図１１は、現像剤カートリッジ２を現像ユニット３に対して抜出し方向に移動させて結合を離脱させ、出口開口部２１および入口開口部３１をそれぞれ開いているシャッタ２２，３２を閉じる状態を示す。図１１（ａ）は、現像ユニット３の係合片４６が現像剤カートリッジ２側のシャッタ２２の突起４２と係合し、シャッタ２２が閉じる状態を示す。図１１（ｂ）は、シャッタ２２が出口開口部２１を完全に閉じ、出口開口部２１の位置で停止し、現像ユニット３側のシャッタ３２の突起４５が現像剤カートリッジ２側の係合片４３と係合して、シャッタ３２が入口開口部３１を閉じ始める状態を示す。現像ユニット３側の係合片４６は、弾性変形でシャッタ２２の突起４２を乗り越え、突起４２に対して引抜き方向に移動する。図１１（ｃ）は、現像ユニット３側の入口開口部３１もシャッタ３１の挿入方向への移動で閉じている状態を示す。現像ユニット３側のシャッタ３１が入口開口部３１を完全に閉じ、入口開口部３１の位置で停止すると、現像剤カートリッジ２側の係合片４３の先端も、シャッタ３１の突起４５から外れ、突起４５に対して挿入方向に移動する。
【００３３】
図１２は、現像剤カートリッジ２内でトナーの撹拌を行うアジテータ１３の形状を示す。アジテータ１３は、回転軸１４から撹拌翼１５が径方向に突出している。撹拌翼１５は、径方向の棒状部分と回転軸方向の棒状部分とを組合わせた開口が大きい骨組み状の形状を有する。径方向の棒状部分は、回転軸方向の棒状部分を、現像剤カートリッジ２の現像剤貯留部１１の内面には接触しない範囲で支持する。径方向の棒状部分の長さは、通路２０が設けられる部分では短くなっている。このため、回転軸方向の棒状部分は、回転軸方向の外側寄りの位置で、回転軸方向の外方になるほど径方向でも外方となるように傾斜している。アジテータ１３の撹拌翼１５が回転軸１４の軸線方向で、径方向の外方に突出する長さが異なり、軸線方向の両側の方が中央部よりも長くなっているので、撹拌されるトナーは中央部に寄りやすくなる。したがって、アジテータ１３の回転とともに、現像剤貯留部１１内のトナーを通路２０に集めることができ、最終的に現像剤カートリッジ２内に残留するトナーの量を少なくすることができる。
【００３４】
図１３は、本発明の実施の他の形態として、現像剤カートリッジ２および現像ユニット３に設けるシャッタ２２，３２の開閉機構５２，５３の構成を簡略化して示す。本実施形態では、シャッタ２２，３２が出口開口部２１および入口開口部３１をそれぞれ塞ぐように、ばね５４，５５で付勢している。シャッタ２２，３２の突起４２，４５に係合する係合片４３，４６の位置は、軸線方向の内方にずらし、係合片４３，４６の先端が突起４２，４５を乗り越えないようにする。現像剤カートリッジ２を現像ユニット３から引き離す際には、係合片４３，４６の先端が出口開口部２１および入口開口部３１の方向にそれぞれ後退するとともに、ばね５４，５５でシャッタ２２，３２が出口開口部２１および入口開口部３１を塞ぐように戻り、確実に塞いでおくことができる。
【００３５】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、現像剤カートリッジの出口開口部には、開閉可能なシャッタが備えられ、現像ユニットへの装着時に開き、現像ユニットからの離脱時に閉じることができ、現像剤が出口開口部から漏れないようにすることができる。現像剤カートリッジを現像ユニットに装着すればシャッタが開き、現像剤を現像ユニットに供給することができる。現像剤カートリッジを現像ユニットと分離することができるので、現像ローラなどの部品を現像ユニット側に配置し、現像剤カートリッジに付加する部品を少なくして、現像剤カートリッジの交換に要する手間と費用とを削減することができる。
【００３６】
また、現像ユニット側にもシャッタと開閉機構とが含まれ、現像剤カートリッジを外している状態で現像ユニットの入口開口部をシャッタで閉じておくことができ、現像剤が漏れないようにすることができる。
【００３７】
また、現像剤カートリッジと現像ユニットとの装着時には現像ユニット側のシャッタが先に開いた後で現像剤カートリッジ側のシャッタが開き、離脱時には現像剤カートリッジ側のシャッタが先に閉じてから現像剤ユニット側のシャッタが閉じる。シャッタの開閉に時間差が設けられ、現像剤ユニットの出口開口部のシャッタが開いて現像剤の供給が可能な状態になると、現像ユニットの入口開口部のシャッタは既に開いているので、現像剤を現像ユニット内部に確実に供給することができる。現像ユニットからの現像剤カートリッジの離脱時には、現像剤カートリッジ側のシャッタを先に閉じて、現像剤の漏れを確実に防ぐことができる。
【００３８】
また、シャッタの開閉は、着脱の相手側に設けられる突起と摺動変位の間に係合し、装着時にはシャッタを開いた後で弾性変形して突起を乗り越え、離脱時にはシャッタを閉じた後で弾性変形して突起を乗り越える係合片を用いる簡単な構成で行わせることができる。
【００３９】
また本発明によれば、シャッタの開閉機構は、係合片とばねとを含む。係合片は、着脱の相手側に設けられる突起と摺動変位の間に係合し、装着時にシャッタを開く。ばねは、シャッタを閉じる方向に付勢する。現像剤カートリッジを現像ユニットから分離すれば、シャッタはばねで付勢されて閉じるので、現像剤の漏れを一層確実に防ぐことができる。
【００４０】
また本発明によれば、現像剤カートリッジの現像剤貯留部の内壁面は、少なくとも下方部分が大略的に円筒状であり、アジテータの回転軸は円筒の軸線上に配置され、アジテータの撹拌翼は回転軸から径方向の外方に延びるように取付けられる。アジテータが回転することによって、貯留されている現像剤を撹拌する。アジテータの撹拌翼は、出口開口部が設けられている位置の近傍で、回転軸から径方向の外方に延びる長さが他の位置よりも短くなるので、回転による撹拌量は、出口開口部が設けられている位置の近傍よりも、他の位置の方が多くなる。これによって、現像剤を撹拌量が多い方から少ない方に移動させ、出口開口部近傍に集めることができ、現像剤カートリッジ内の現像剤の残量を少なくすることができる。
【００４１】
また、現像剤カートリッジに貯留されている現像剤を現像ユニットに供給する通路は、アジテータの回転軸よりも上方部分で上方に開く傾斜面に設けられる。アジテータには、撹拌翼の先端から回転時の接線に沿って回転方向の後方に延びるように装着される跳ね上げ片が含まれる。跳ね上げ片は、可撓性を有し、現像剤貯留部の円筒状の内周面に接触し、傾斜面から離れる際に、通路に向けて現像剤を跳ね上げる。跳ね上げ片によって跳ね上げられる現像剤が通路に供給されるので、現像剤の残量が少なくなっても、確実に現像剤を供給することができ、現像剤カートリッジ内の現像剤を残量が少なくなるまで有効に利用することができる。通路を現像剤貯留部の上方に設けるので、現像剤カートリッジを現像ユニットに装着するときに、現像ユニットの上方から現像剤を供給し、現像ユニット内での現像剤の移動を容易に行わせることができる。
【００４２】
また本発明によれば、跳ね上げ片を合成樹脂フィルムで形成して、跳ね上げ片を含む現像剤カートリッジを軽量化し、コスト低減を図ることができるとともに、現像剤カートリッジ内の現像剤を有効に利用して、残量を少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態である現像装置１を含む画像形成装置の部分的な構成を示側面断面図である。
【図２】図１の現像剤カートリッジ２の断面図である。
【図３】図１の現像ユニット３の断面図である。
【図４】図１に示す現像装置１等を４色分備えるカラー用の画像形成装置４０の概略的な構成を示す側面断面図である。
【図５】図１の現像剤カートリッジ２の正面図である。
【図６】図１の現像剤カートリッジ２で蓋１２を外した状態を示す平面図である。
【図７】図１の現像剤カートリッジ２を正面下方から見た斜視図である。
【図８】図１の現像ユニット３の背面図である。
【図９】図１の現像ユニット３を背面上方から見た斜視図である。
【図１０】図１に示す現像剤カートリッジ２と現像ユニット３とを組合わせるときに、シャッタ２２，３２が開く状態を示す簡略化した正面図である。
【図１１】図１に示す現像剤カートリッジ２と現像ユニット３とを引き離すときに、シャッタ２２，３２が閉じる状態を示す簡略化した正面図である。
【図１２】図１の現像剤カートリッジ２内のアジテータ１３の正面図である。
【図１３】本発明の実施の他の形態としてのシャッタ２２，３２の開閉機構５２，５３の構成を簡略化して示す正面図である。
【符号の説明】
１  現像装置
２  現像剤カートリッジ
３  現像ユニット
１０，３０  ケーシング
１１  現像剤貯留部
１２  蓋
１３  アジテータ
１４  回転軸
１５  撹拌翼
１６  跳ね上げ片
２０  通路
２１  出口開口部
２２，３２  シャッタ
２３，３３，５２，５３  開閉機構
３７  現像ローラ
４０  画像形成装置
４２，４５  突起
４３，４６  係合片
【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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【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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