(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像器側に設けられるトナー注入口、トナー注入口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片と、トナーカートリッジ側に設けられるトナー排出口、トナー排出口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片とを備え、現像器側のシャッタとカートリッジ側のシャッタを、それぞれカートリッジ側のシャッタ係合片と現像器側のシャッタ係合片により保持し、トナーカートリッジを回動することにより、トナー排出口とトナー注入口を開閉させる現像装置であって、前記シャッタの両側端を摺動自在に保持するガイドレールと、該ガイドレールの内面と現像ハウジング間の間隔がトナー注入口側で狭くなるようにガイドレールの内面に形成された段部と、前記ガイドレールの内面に固着された弾性部材とを備えたことを特徴とする現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置において、特に、現像器に交換用トナーを供給するための現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記方式の画像形成装置においては、回転駆動される感光体等の像担持体と、この感光体上に静電潜像を順次形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナー像に現像する現像手段と、感光体上の複数色のトナー像を記録媒体に転写する転写装置を備えている。
【０００３】
従来、上記現像装置において、感光体に接する現像ローラを備える現像器と、この現像器に着脱自在に装着され、現像器側にトナーを供給するトナーカートリッジを備える方式がある。例えば、特開平２−２８７４７６号公報においては、トナーカートリッジに可動シャッタを設け、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、可動シャッタを開閉させトナーの漏洩を防止する提案を行っている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の現像装置においては、現像器側のトナー供給口が常時開口されているため、トナーカートリッジの現像器への着脱時にトナーが漏れてユーザの手や服を汚してしまったり、また、トナー供給口にユーザの指が入ってしまい汚れてしまうという問題を有している。さらに、現像器の寿命でこれを交換する際、現像器をリサイクルのため輸送するが、輸送時の振動等によりトナーが漏れてしまうという問題を有している。
【０００５】
本発明は、上記従来の問題を解決するものであって、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、トナーの漏洩をほぼ完全に防止することができる現像装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
そのために本発明の現像装置は、現像器側に設けられるトナー注入口、トナー注入口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片と、トナーカートリッジ側に設けられるトナー排出口、トナー排出口を開閉するシャッタおよびシャッタ係合片とを備え、現像器側のシャッタとカートリッジ側のシャッタを、それぞれカートリッジ側のシャッタ係合片と現像器側のシャッタ係合片により保持し、トナーカートリッジを回動することにより、トナー排出口とトナー注入口を開閉させる現像装置であって、前記シャッタの両側端を摺動自在に保持するガイドレールと、該ガイドレールの内面と現像ハウジング間の間隔がトナー注入口側で狭くなるようにガイドレールの内面に形成された段部と、前記ガイドレールの内面に固着された弾性部材とを備えたことを特徴とする。
以上
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明が適用される画像形成装置の１例を示す全体構成図である。この画像形成装置は、４色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光体等の像担持体にトナー像を形成する方式の画像形成装置の全てに適用可能である。
【０００８】
感光体１は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有し、図示しない駆動手段によって図示矢印方向に回転駆動される。この感光体１の周囲には、その回転方向に沿って、帯電手段としての帯電ローラ２、感光体１上に静電潜像を形成するための露光ユニット３、静電潜像を現像するための現像器ユニット４、感光体１上に形成されたトナー像を中間転写ベルト７上に転写するための中間転写装置５、感光体１上に残留するトナーを除去するための感光体クリーニング装置６が配置されている。
【０００９】
現像器ユニット４は、イエロー用現像器４Ｙ、シアン用現像器４Ｃ、マゼンタ用現像器４Ｍおよびブラック用現像器４Ｋからなり、各現像器は、現像ハウジング４ａ内に配設された現像ローラ４ｂを備えている。そして、これらの現像器４Ｙ、４Ｃ、４Ｍ、４Ｋはそれぞれ感光体１に対して揺動可能に配設され、感光体１の１回転毎に選択的に一つの現像器の現像ローラ４ｂのみが感光体１に当接可能にされている。
【００１０】
中間転写装置５は、中間転写ベルト７を走行させるための駆動ローラ９、一次転写用バックアップローラ１０、二次転写用バックアップローラ１１等から構成され、これら各ローラの周りに無端状の中間転写ベルト７が張架されている。中間転写ベルト７は、感光体１側に一次転写用バックアップローラ１０により付勢されており、ここに一次転写部Ｔ１が形成されている。また、二次転写用バックアップローラ１１には中間転写ベルト７を介在して二次転写ローラ１２が対向配置され、ここに二次転写部Ｔ２が形成されている。
【００１１】
上記構成からなる画像形成装置の作用について説明する。図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体１、現像器ユニット４の各現像ローラ４ｂおよび中間転写ベルト７が回転駆動される。先ず、感光体１の外周面が帯電ローラ２によって一様に帯電され、一様に帯電された感光体１の外周面に、露光ユニット３によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた選択的な露光Ｌがなされ、イエローの静電潜像が形成される。
【００１２】
感光体１には、イエロー用現像器４Ｙの現像ローラ４ｂのみが接触し、これによってイエローの静電潜像のトナー像が感光体１上に形成される。中間転写ベルト７には上記トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、感光体１上に形成されたトナー像が、一次転写部Ｔ１において中間転写ベルト７上に転写される。感光体１上に残留しているトナーは感光体クリーニング装置６によって除去された後、感光体１の外周面は除電手段（図示せず）により除電される。
【００１３】
上記の動作が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して、感光体１と中間転写ベルト７の１回転による潜像形成、現像が繰り返され、前記画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写ベルト７上において重ね会わされて転写される。そして、このフルカラー画像が二次転写部Ｔ２に達するタイミングで、シートＳが矢印方向から二次転写部Ｔ２に供給され、このとき、転写ローラ１２が中間転写ベルト７に押圧されるとともに二次転写電圧が印加され、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像が記録媒体Ｓ上に転写される。
【００１４】
そして、本発明に係わるトナーカートリッジ１３が、現像器４Ｙの現像ハウジング４ａに着脱自在に装着可能にされている。なお、他の現像器４Ｃ、４Ｍ、４Ｋについても同様である。トナーカートリッジ１３は、ケース本体１３ａと、ケース本体１３ａに形成されたトナー排出口１３ｂを備え、トナーカートリッジ１３を現像ハウジング４ａに装着したとき、トナー排出口１３ｂから現像ハウジング４ａのトナー供給口４ｃにトナーが供給されるように構成されている。そして、ケース本体１３ａ内には、その上流側に回転搬送部材１４が配設され、下流側に回転圧縮部材１５が配設されている。
【００１５】
図２（Ａ）は、図１のトナーカートリッジの水平断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の回転圧縮部材をＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【００１６】
図２には、図１で説明したケース本体１３ａ、ケース本体１３ａの中央部に設けられたトナー排出口１３ｂ、回転搬送部材１４および回転圧縮部材１５が示されている。ケース本体１３ａの底部には突部１３ｃが形成されており、ケース本体１３ａは、回転搬送部材１４側の断面積が回転圧縮部材１５の断面積よりも大きく設計されている。
【００１７】
回転搬送部材１４は、ケース本体１３ａに回転自在に支持される回転軸１４ａと、回転軸１４ａに固定された複数のプレート状の搬送板１４ｂとを備えている。また、回転圧縮部材１５は、ケース本体１３ａに回転自在に支持される回転軸１５ａと、回転軸１５ａにトナー排出口１３ｂに対向して固定される送り出し部材１５ｂと、送り出し板１５ｂの両側で回転軸１５ａに樹脂で一体成形された圧縮羽根１５ｃとを備えている。
【００１８】
前記送り出し部材１５ｂは、回転軸１５ａの回りに９０°間隔で水平板１５ｄをロッド１５ｅで支持した構造となっており、また、圧縮羽根１５ｃは、半円板を交互に傾斜させて回転軸１５ａに連結させた構造となっている。回転搬送部材１４および回転圧縮部材１５の回転軸１４ａ、１５ａの一端には球状部１６が形成されており、この球状部１６はケース本体１３ａに形成された軸受部１ｄに枢支され、回転軸１４ａ、１５ａの他端には従動歯車（図３参照）が連結されている。前記球状部１６は軸受部１ｄに点で接触されるため、回転軸１４ａ、１５ａに作用するトルクを低減させることができる。
【００１９】
トナーカートリッジ１３内に充填されているトナーは、回転搬送部材１４の搬送板１４ｂにより回転圧縮部材１５側に搬送され、トナーは両部材１４、１５の間で圧縮され、次いで、回転圧縮部材１５の両サイドの圧縮羽根１５ｃの作用により、トナーは圧縮されながら中央に寄せられて送り出し部材１５ｂによりトナー排出口１３ｂから排出され、現像器４Ｙ側のトナー注入口４ｃに供給される。これにより、回転圧縮部材１５の１回転で掻き出すトナー量が増加し、また、圧縮されているため、空気との接触面積が減少し湿度の影響を受けることがなく、安定したトナー排出量が得られる。
【００２０】
図３は、図１の現像器４Ｙとトナーカートリッジ１３の側面図である。回転搬送部材１４および回転圧縮部材１５の回転軸１４ａ、１５ａの端部には、それぞれ従動歯車１７、１８が連結され、これら従動歯車１７、１８は駆動歯車１９に噛合され、また、トナーカートリッジ１３を現像器４Ｙに装着したとき、従動歯車１８は現像器４Ｙ側の駆動歯車２０に噛合され、これにより、駆動歯車１９の回転が歯車１７、１８、２０に伝達されるように構成されている。なお、現像器４Ｙ側の駆動歯車２０は、現像器内のトナーを搬送する搬送部材を回転させるものである。回転圧縮部材１５の回転軸１５ａは可撓性の樹脂で成形されているため、トナーカートリッジ１３を現像器４Ｙに装着する際、従動歯車１８と駆動歯車２０が噛み合わないときに、回転軸１５ａが逃げるようにして両歯車の噛み合わせを容易にしている。
【００２１】
次に、図４〜図６により、本発明の現像装置の１実施形態について説明する。なお、以下の説明では各図面間で同一の構成には同一番号を付けて説明を省略する場合がある。
【００２２】
図４（Ａ）はトナーカートリッジの断面図、図４（Ｂ）は正面図である。ケース本体１３ａの前面には、トナー排出口１３ｂが形成され、このトナー排出口１３ｂの左右両側にガイドレール２１、２１が設けられ、ガイドレール２１、２１間にカートリッジ側のシャッタ２２が摺動自在に配設されている。また、カートリッジ側のシャッタ２２の下方に一対のシャッタ係合片２３が形成されている。
【００２３】
図５（Ａ）は現像器の断面図、図５（Ｂ）は正面図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ線で切断し矢印方向に見た断面図である。現像ハウジング４ａの後面には、トナー注入口４ｃが形成され、このトナー注入口４ｃの左右両側にガイドレール２４、２４が設けられ、ガイドレール２４、２４間に現像器側のシャッタ２５が摺動自在に配設されている。また、現像器側用シャッタ２５の上方に一対のシャッタ係合片２６が形成されている。図５（Ｃ）において、ガイドレール２４には、上下に取付片２４ａが形成され、現像ハウジング４に取り付けられている。
また、ガイドレール２４の内面には段部２４ｂが形成され、これによりガイドレール２４の内面と現像ハウジング４ａ間の間隔がトナー注入口４ｃ側で狭くなるように形成されている。そして、ガイドレール２４の内面に弾性部材２７が貼着されている。
【００２４】
図６は、上記構成からなるトナーカートリッジの現像器への着脱作用を説明するための図である。図６（Ａ）は、図４（Ａ）に示す状態のトナーカートリッジ１３を、図５（Ａ）に示す状態の現像器４Ｙに装着した状態を示し、この状態では、カートリッジ側のトナー排出口１３ｂはカートリッジ側のシャッタ２２で閉塞され、且つ、現像器側のトナー注入口４ｃは現像器側のシャッタ２５で閉塞されている。トナー排出口１３ｂはトナー注入口４ｃより上部に位置し、トナー排出口１３ｂとトナー注入口４ｃがオーバーラップしないように構成されている。そして、カートリッジ側のシャッタ２２の上部および下部は、現像器側のシャッタ係合片２６に係合され、現像器側のシャッタ２５の上部および下部は、カートリッジ側のシャッタ係合片２３に係合されている。
【００２５】
上記の状態から図示矢印Ｂ方向にケース本体１３ａを回動させると、図６（Ｂ）に示すように、カートリッジ側のシャッタ２２は、現像器側のシャッタ係合片２６により保持され、トナー排出口１３ｂは上から下に移動してカートリッジ側のシャッタ２２の下方に移動し、また、現像器側のシャッタ２５は、カートリッジ側のシャッタ係合片２３によりトナー注入口４ｃの下方に移動するため、トナー排出口１３ｂとトナー注入口４ｃが開口し連通されることになる。
【００２６】
また、図６（Ｂ）に示す状態から、図示矢印Ａ方向にケース本体１３ａを回動させると、図６（Ａ）に示すように、トナー排出口１３ｂはカートリッジ側のシャッタ２２側に移動し、また、現像器側のシャッタ２５は、カートリッジ側のシャッタ係合片２３によりトナー注入口４ｃを塞ぐ方向に移動するため、トナー排出口１３ｂとトナー注入口４ｃが閉塞される。このとき、図５（Ｃ）に示すように、ガイドレール２４の内面には段部２４ｂが形成され、これによりガイドレール２４の内面と現像ハウジング４ａ間の間隔がトナー注入口４ｃ側で狭くなるように形成され、そして、ガイドレール２４の内面に弾性部材２７が貼着されているため、現像器側のシャッタ２５がトナー注入口４ｃを塞ぐとき、弾性部材２７の圧縮性が変化してシャッタ２５が強く押圧され、トナー漏れを防ぐことができる。また、シャッタ２５が開くときは、弾性部材２７の圧縮性が弱くなり開動作を容易に行うことができる。
【００２７】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては、現像器側のガイドレールに段差を設けるようにしているが、トナーカートリッジ側のガイドレールにも段差を設けるようにしてもよい。
【００２８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、弾性部材によりシャッタを強く押圧することができるため、現像器からのトナーこぼれもなく、ユーザの手の汚れや機内のトナー飛散が低減され、トナーカートリッジの現像器への着脱時において、トナーの漏洩をほぼ完全に防止することができる。また、シャッタが閉じているときは弾性部材の圧縮性が強く、シャッタが開くときは圧縮性が弱くなるため、シャッタの開閉が容易になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される画像形成装置の１例を示す全体構成図である。
【図２】図２（Ａ）は図１のトナーカートリッジの水平断面図、図２（Ｂ）は図２（Ａ）の回転圧縮部材をＢ方向から見た図、図２（Ｃ）は図２（Ａ）のＣ−Ｃ線に沿う断面図である。
【図３】図１の現像器４Ｙとトナーカートリッジ１３の側面図である。
【図４】本発明の現像装置の１実施形態を示し、図４（Ａ）はトナーカートリッジの断面図、図４（Ｂ）は正面図である。
【図５】本発明の現像装置の１実施形態を示し、図５（Ａ）は現像器の断面図、図５（Ｂ）は正面図、図５（Ｃ）は図５（Ｂ）のＣ−Ｃ線で切断し矢印方向に見た断面図である。
【図６】本発明に係わるトナーカートリッジの着脱作用を説明するための図である。
【符号の説明】
４Ｙ…現像器
４ａ…現像ハウジング
４ｃ…トナー注入口
１３…トナーカートリッジ
１３ｂ…トナー排出口
２２、２５…シャッタ
２１、２４…ガイドレール
２３、２６…シャッタ係合片
２７…弾性部材
【図１】
0003832551.tif 000002
【図２】
0003832551.tif 000003
【図３】
0003832551.tif 000004
【図４】
0003832551.tif 000005
【図５】
0003832551.tif 000006
【図６】
0003832551.tif 000007