JP4322932B2 - 現像装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、静電複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いる、現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものであり、より詳細には、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いる現像装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

電子写真方式を用いた画像形成装置おいては、感光体ドラム上に静電潜像を形成し、この潜像にトナーを付着させてトナー像とし、これを記録媒体に転写して定着することにより画像形成が行われる。

このような画像形成装置においては、高速化や高画質化を進める上で、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を用いた２成分現像方式の画像形成装置の開発が進んでいる。

２成分現像方式の画像形成装置に備えられる現像装置は、一般的に、２成分現像剤を収容し、感光体ドラムへと２成分現像剤中のトナーを供給する現像ローラ等の現像部を内蔵した現像槽と、該現像槽にトナーを供給するためのトナー補給装置とを備えている。

現像槽中の２成分現像剤に含まれるトナーは、上記画像形成の際に消費されるので、トナーの消費量に応じてトナー補給装置から現像槽へとトナーを補給することで、現像装置を長期間使用することができる。

一方、現像槽中の２成分現像剤に含まれるキャリアは、画像形成の際に消費されることはない。しかしながら、使用により劣化するため、使用を開始して一定期間が経過すると、現像槽内の２成分現像剤を新しい２成分現像剤に交換するメンテナンスが実施される。

そして、従来、画像形成装置においては、このようなメンテナンスの効率を高めるために、２成分現像剤を収納している現像槽のみを、画像形成装置から着脱できるように設計している。

ところで、このような現像槽が着脱自在に設けられた画像形成装置においては、現像槽の着脱時に、トナー補給装置側のトナー供給口部や現像槽側の受入開口から、トナーが飛散したり落下したりして、機内（画像形成装置内）を汚染することを阻止する必要である。

このような現像槽を着脱自在としたことによる機内汚染を防止或いは抑制する技術として、従来、種々の提案が成されており、そのうちの１つとして、例えば特許文献１がある。これによれば、トナー補給装置のトナー供給部に設けられた開口を、現像槽の着脱動作に連動して、板状のシャッタで開閉する機構が開示されている。
特開平８−１５２７８４号公報（平成８年６月１１日公開）

しかしながら、上記特許文献１に開示された構成のように、板状のシャッタの片側を回動軸として開口を開閉させる扉式の構成では、使用している間に、開口付近にトナーが付着していき、付着したトナーが固まるなどして、シャッタと開口が形成されている壁面との間に挟まり、シャッタが完全に閉まらなくなることがある。

また、たとえシャッタが完全に閉じた状態であっても、シャッタ周辺に付着したトナーが振動等により落下したり飛散したりして汚染する問題もある。

本発明は、上記課題に鑑みなされたもので、第１の目的は、トナー補給装置の供給開口を、長期に及んで確実に閉鎖できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することであり、第２の目的は、さらに、シャッタ周辺に付着したトナーによる汚染をも防止できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することである。

本発明の現像装置及び画像形成装置は、上記課題を解決するために、トナーとキャリアを含む２成分現像剤を収容する着脱自在に設けられた現像槽と、トナーを収容し該トナーを前記現像槽へと供給するトナー補給装置とを含む現像装置、或いはそれを備えた画像形成装置において、前記トナー補給装置に形成された供給開口と、該供給開口より供給されるトナーを受け入れる前記現像槽に形成された受入開口との間に、前記供給開口及び前記受入開口を介してトナー補給装置内部及び現像槽内部に連通する連通室が設けられ、該連通室に、前記現像槽の着脱動作に連動して前記供給開口を開閉するシャッタ部材が回転自在に支持されており、前記シャッタ部材は、ローラ状を成す本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部が形成されてなり、前記供給開口をローラ外周面にて覆うことで前記供給開口を閉鎖し、前記開放部を介して前記供給開口と前記受入開口とを連通させることで前記供給開口を開放することを特徴としている。

上記構成においては、シャッタ部材は、ローラ状を成す本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部が形成された構成である。そして、供給開口をローラ外周面にて覆うことでこれを閉鎖し、開放部を介して供給開口と受入開口とを連通させることで供給開口を開放する。

ここで、ローラ外周面は、シャッタ部材の回転に伴い、供給開口を擦るように摺動する。したがって、特許文献１に記載された扉式の構成に比して、供給開口近傍へのトナー付がそもそも起こり難い。

しかも、ローラ外周面は曲率を有しているので、ローラ外周面と供給開口との接触は線接触である。したがって、シャッタが供給開口近傍と面で接触する特許文献１に記載された扉式の構成に比して、供給開口の付近に付着したトナーによる遮蔽機能の低下が起こり難い。

さらに、特許文献１に記載された扉式や、板状のシャッタをスライドさせる構成の場合、シャッタの移動スペースを確保する必要があるが、このようにローラ状のシャッタ部材としたことで、同じ位置で回転するだけで供給開口を開閉できるので、シャッタ部材を配するために必要となるスペースを小さくでき、現像装置、ひいてはこれを備える画像形成装置を小型化できる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記連通室における受入開口側には、当該連通室を受入開口に対して閉塞する隔壁が設けられ、該隔壁に形成された排出開口と前記受入開口とを介して連通室は現像槽と連通しており、前記シャッタ部材は、前記供給開口をローラ外周面にて覆うことで前記供給開口を閉鎖した状態で、前記排出開口もローラ外周面にて覆って閉鎖することを特徴とすることもできる。

上記構成によれば、シャッタ部材が配される連通室の受入開口側には隔壁が設けられており、トナー補給装置内部のトナーは、この隔壁に形成された排出開口を介して現像槽側へと供給される。そして、シャッタ部材は、供給開口を閉鎖するとき、この排出開口をも閉鎖する。

つまり、これによれば、供給開口が閉鎖されるとき、換言すれば現像槽を機外（画像形成装置外）へ取り出したとき、供給開口だけでなく、シャッタ部材を収容する連通室自体も遮蔽されるので、シャッタ部材や連通室内部に付着しているトナーにて、機内が汚染される虞もなくなる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記シャッタ部材の開閉動作を前記現像槽の着脱動作に連動させる連動部材として、前記現像槽の一部と接触し該現像槽の着脱動作に伴って直線的に往復移動する円柱状の直進部材と、前記シャッタ部材の軸方向一端部に結合されると共に、前記直進部材が挿抜され、該直進部材の直線的移動に伴って回転する筒状の回転部材とを備え、前記直進部材、回転部材、及びシャッタ部材は、同軸上に配されていることを特徴とすることもできる。

上記構成では、直進部材と回転部材とからなる連動部にて、現像槽着脱時の直線移動を回転運動に変換したシャッタ部材を回転させる構成である。ここで、直進部材、回転部材、及びシャッタ部材は、同軸上に配されているので、ローラ状のシャッタ部材を配するために必要となるスペースを小さくでき、現像装置、ひいてはこれを備える画像形成装置を小型化できる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記直進部材は外周面に突起を備える一方、前記回転部材は前記突起と係合する螺旋状の係合部を有し、前記突起と係合部とは、前記直進部材の往復移動に伴い前記突起が前記係合部内を相対的に移動するよう構成され、かつ、前記直進部材は回転が阻止されていることを特徴とすることもできる。

上記構成によれば、回転部材側の係合部が螺旋状であるので、直進部材の移動方向が、挿入される方向と、抜脱される方向とで、回転部材は可逆回転する。したがって、例えば、直進部材が挿入される方向へ移動する場合にのみ、回転部材が回転するような構成では、直進部材が抜脱される方向への移動において回転部材を回転させる構成が別途必要となるが、これによれば必要なくなる。その結果、ローラ状のシャッタ部材を配するために必要となるスペースをより一層小さくでき、現像装置、ひいてはこれを備える画像形成装置を小型化できる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置において、さらに、前記記シャッタ部材に設けられた開放部は、回転軸を挟んで反対側まで貫通する貫通孔よりなる構成とすることができる。

例えば、ローラ状をなす本体部のローラ外周面を軸方向に一部残して切り取り、これを開放部とすることもできるが、連通室の内壁にトナーが付着する。これに対し、上記のような貫通孔よりなる開放部とすることで、トナーは貫通孔を通って現像送へと供給されるので、連通室の内壁へのトナーの付着が起こり難く、連通室内に付着したトナーによる汚染を、連通室に排出開口を設けなくとも、低減できる。さらに、前記した開放部が、ローラ外周面を軸方向に一部残して切り取って形状のシャッタ部材では、材質によっては、シャッタ部材の剛性の確保が難しいが、これによれば、同じ材質であっても、剛性を高めることができる。

この場合、貫通孔の形状としては、軸方向と直交する方向の断面形状が矩形状である構成とすることが好ましい。このような形状の貫通孔とすることで、貫通孔内部にトナーが溜まり難い構成とできる。しかも、低コストにて形成できるので、現像装置、ひいてはこれを備える画像形成装置のコスト低減が図れる。

さらに、この場合、貫通孔の軸方向と直交する方向の断面形状を台形状とし、供給開口を開放した状態では、台形状の短辺側が前記供給開口と対向し、台形状の長辺側が受入開口或いは排出開口と対向する構成とすることもできる。

これによれば、シャッタ部材の貫通孔が、トナーの進行方向に向かって広がっているため、より一層、貫通孔内部にトナーが溜まりにくい構成とできる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記シャッタ部材が、導電性材料を含む樹脂材料を用いて形成されていることが好ましい。シャッタ部材の材料として導電性材料を含む樹脂材料を用いていることで、トナーとの摩擦帯電が起こりにくく、供給されるトナーがシャッタ部材との摩擦により帯電し、帯電したトナーが静電気力でシャッタ部材に付着することを防ぐことができる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記シャッタ部材における表面の十点平均粗さＲｚを、２ミクロン以下とすることも好ましい。これにより、トナーがストレスを受けても、シャッタ部材の表面にトナーがこびり付くことを防止できる。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記シャッタ部材におけるローラ外周面に、弾性を有するシール部材が設けられていることを特徴とすることもできる。

この構成によれば、弾性を有するシール部材が、シャッタ部材におけるローラ外周面と供給開口或いは排出開口との間にできる隙間をなくし、密閉性を向上させることができる。したがって、前記隙間からのトナーのすり抜けを効率的に抑えることができ、機内のトナー汚染を、より一層効果的に防止できる。

本発明の現像装置及び画像形成装置は、以上のように、トナー補給装置に形成された供給開口と、該供給開口より供給されるトナーを受け入れる現像槽に形成された受入開口との間に、供給開口及び受入開口を介してトナー補給装置内部及び現像槽内部に連通する連通室が設けられ、該連通室に、現像槽の着脱動作に連動して供給開口を開閉するシャッタ部材が回転自在に支持されており、シャッタ部材は、ローラ状を成す本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部が形成されてなり、供給開口をローラ外周面にて覆うことで供給開口を閉鎖し、開放部を介して供給開口と受入開口とを連通させることで前記供給開口を開放する構成である。

これにより、トナー補給装置の供給開口を、長期に及んで確実に閉鎖できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供できるという効果を奏する。

また、本発明の現像装置及び画像形成装置においては、さらに、前記連通室における受入開口側には、当該連通室を受入開口に対して閉塞する隔壁が設けられ、該隔壁に形成された排出開口と前記受入開口とを介して連通室は現像槽と連通しており、前記シャッタ部材は、前記供給開口をローラ外周面にて覆うことで前記供給開口を閉鎖した状態で、前記排出開口もローラ外周面にて覆って閉鎖する構成とすることもできる。

これにより、トナー補給装置の供給開口を、長期に及んで確実に閉鎖できるだけでなく、シャッタ部材に周辺に付着したトナーによる汚染をも防止できる現像装置及びそれを備えた画像形成装置を提供できるという効果を奏する。

［実施の形態１］
本発明の実施の一形態について、図１ないし図１１に基づいて説明すると以下の通りである。なお、以下に説明する実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。

まずは、実施の一形態である現像装置１を備えた電子写真方式の画像形成装置３９の全体構成について、図２を用いて説明する。図２は、画像形成装置３９の全体構成を示す概略の説明図である。画像形成装置３９は、図２に示すように、感光体２７を備え、該感光体２７の周囲に、帯電装置２１、露光装置２５、現像装置１、転写装置２２、及びクリーニング装置２６が配置されている。

上記感光体２７は、感光性材料を表面に有するドラム形状なし、矢印Ｆにて示す方向に回転駆動される。帯電装置２１は、感光体２７の表面を一様（均一）に帯電するものである。露光装置２５は、画素データに基づいて、帯電された感光体２７の表面を露光し、静電潜像を形成するものである。該露光装置２５としては、レーザ照射部及び反射ミラーを備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）や、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッド等が用いられる。

現像装置１は、トナーとキャリアとを含む２成分現像剤を用いて、感光体２７上に形成された静電潜像を現像してトナー像（可視像）を形成するものである。なお、現像装置１の詳細については後述する。

転写装置２２は、感光体２７上のトナー像を、給紙ユニット２３より給紙されて搬送される用紙（記録材）上に転写するものであり、トナーとは逆極性のバイアス電圧が印加される。クリーニング装置２６は、用紙への画像転写後に感光体２７上に残留しているトナーを除去するものである。

また、転写装置２２にてトナー像が転写された用紙の搬送方向前方には、定着装置２４が配置されている。定着装置２４は、互いに圧接された加熱ローラと加圧ローラとを備え、圧接部に用紙を搬送することで、用紙にトナー像を定着させるものである。定着装置２４によってトナー像が定着された用紙は、排紙トレイ２８に排出される。

なお、図２では、画像形成装置３９として、感光体２７を１つ備えたモノクロ画像形成装置を例示しているが、感光体を複数備えたタンデム方式のカラー画像形成装置や、１つの感光体の周囲に複数の現像装置を備えた、多回転方式のカラー画像形成装置であってもよい。現像装置１を搭載する画像形成装置の構成は、図２の構成に何ら限定されるものではない。

次に、上記画像形成装置３９に搭載された実施の一形態である現像装置１の概略の構成について、図１及び図３を用いて説明する。図１は、現像装置１近傍の構成を示す正面断面図であり、図３は、現像装置１の側面断面図である。また、図３は、図１におけるＡ−Ａ線の断面図でもあり、図１は、図３におけるＢ−Ｂ線の断面図でもある。

図１或いは図３に示すように、現像装置１は、トナーとキャリアからなる２成分現像剤を収容している現像槽３と、補給用のトナーを収容し、必要に応じてトナーを現像槽３に供給するトナー補給装置２とを備えている。これら現像槽３とトナー補給装置２とは、図３に示すように、現像装置１の筐体１ａにて支持されており、このうち、現像槽３のみ着脱自在に構成されている。現像槽３は、リア側からフロント側へ引き抜かれることで現像装置１より外され、フロント側からリア側へと押し込まれることで再び取り付けられる。なお、現像装置１の筐体１ａは、画像形成装置３９に固定されている。

図１に示すように、現像槽３の内部には、収容された現像剤を磁気によりローラ外周面に吸着し、感光体２７へと供給する現像ローラ３１を始めとして、収容された現像剤を攪拌するための攪拌スクリュー等の現像部を構成する各部材が配設されている。

また、現像槽３の隔壁であって、トナー補給装置２が連結される上部側の隔壁には、トナー補給装置２から供給されるトナーを受け入れるための受入開口３３が形成されている。図３に示すように、受入開口３３は、フロント側よりリア側へと延びる開口である。現像槽３は、この受入開口３３の長手方向であり、後述する回転シャッタ（シャッタ部材）４の軸方向に引き出される。

一方、トナー補給装置２は、トナーを内部に収容したトナー収容室６を有している。該トナー収容室６は、現像装置１の筐体１ａに固定されている。図１に示すように、トナー収容室６の内部には、トナーが凝集しないように攪拌するトナー攪拌部材７が設けられている（図３では、トナー攪拌部材７は省略されている）。

また、トナー収容室６の隔壁であって、現像槽３と連結される下部側の隔壁には、収容するトナーを現像槽３へと供給するための供給開口３２が、前述した現像槽３側の受入開口３３に対向して形成されている。図３に示すように、受入開口３３もまた、フロント側よりリア側へと延びる開口である。

さらに、供給開口３２の近傍には、供給開口３２を挟んで対峙するように、トナー供給ローラ５と回転シャッタ４とが配されている。このうち、トナー供給ローラ５は、トナー収容室６の内部に配されており、トナー収容室６から現像槽３へと供給されるトナー量を、回転速度により制御するものである。トナー供給ローラ５は、供給開口３２の全域に配されている。

一方、回転シャッタ４は、トナー収容室６の外部に配されており、供給開口３２の開閉を行うものである。回転シャッタ４の詳細については後述するが、現像槽３の着脱に連動して供給開口３２の開閉動作を行うようになっており、現像装置１に現像槽３が装着されている状態では供給開口３２を開放し、現像槽３が現像装置１より引き出されるに伴い供給開口３２を閉鎖する。

このような回転シャッタ４も、トナー供給ローラ５と同様、供給開口３２の全域に配されており、トナー収容室６の隔壁に固定された軸受３４・３４にて回転自在に支持されている。なお、図３においては、回転シャッタ４の回転中心４ａを二点鎖線にて示している。

また、上記トナー収容室６の隔壁は、回転シャッタ４の軸方向の両側面部分を覆うように、現像槽３側の受入開口３３まで延設されている。トナー補給装置２と現像槽３とは、これら延設部分６ａ・６ａと上記した軸受３４・３４部分にて連結される。

そして、これら延設部分６ａ・６ａと上記軸受３４・３４とで区画される空間部は、受入開口３３と供給開口３２とを介して、現像槽３内部及びトナー収容室６内部に連通する連通室Ｍを構成している。回転シャッタ４は、この連通室Ｍに配設されている。

次に、上記回転シャッタ４の構成について、図４（ａ）（ｂ）、図５（ａ）（ｂ）を用いてより詳細に説明する。図４（ａ）（ｂ）は、図１に示す回転シャッタ４及びこれに結合されている後述する連動部８の斜視図である。また、図５（ａ）（ｂ）は、回転シャッタ４が供給開口３２を開放している状態と、閉鎖している状態とを示す、現像装置１の部分断面図である。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、回転シャッタ４は、ローラ状（円柱状）をなす本体部を有し、外本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部３６が形成されている。換言すれば、本体部のローラ外周面の一部を軸方向にのみ残し、その大部分を切り取ったような形状を有する。そして、軸方向に延びるローラ外周面を有する、軸方向と直交する方向の断面が半円状の半円柱状部分が、供給開口３２を覆って閉鎖する閉鎖部３５を構成している。

図５（ａ）に示すように、回転シャッタ４は、閉鎖部３５を、連通室Ｍにおいて延設部分６ａ・６ａに沿うように立てた状態とし、開放部３６を供給開口３２と対向させ、開放部３６を介して供給開口３２と受入開口３３とを連通させることで、供給開口３２を開放する。

開放部３６は、供給開口３２から供給されるトナーを通過させるために必要なものであるため、可能な限り供給開口３２を塞がないように形成することが好ましい。しかしながら、開放部３６が大きくなると、回転シャッタ４の剛性は低下する。したがって、回転シャッタ４の剛性を高めるために、トナーの通過を妨げない範囲で、開放部３６を小さくしたり、回転シャッタ４をブリッジ等で補強したりしてもよい。

また、図５（ｂ）に示すように、回転シャッタ４は、閉鎖部３５を供給開口３２に対向させ、ローラ外周面にて供給開口３２を覆うことで閉鎖する。ここで、閉鎖部３５は、供給開口３２を閉鎖するために必要なものである。したがって、上記した閉鎖部３５におけるローラ外周面の半径方向に投影した面積は、当然ながら供給開口３２より大きな面積を要する。

上記回転シャッタ４の材質としては、導電性材料を含む樹脂材料であることが好ましい。樹脂材料（例えば、ＡＢＳ、ポリエチレンポリカーボネート、樹脂など）は、適度の強度があり成形しやすい特長を有するが、静電気がたまりやすいといった欠点を有する。樹脂材料に導電性材料を添加することにより、トナーとの摩擦帯電が起こりにくく、供給されるトナーが回転シャッタ４との摩擦により帯電し、帯電したトナーが静電気力で回転シャッタ４の内部に付着することを防止できる。導電性材料としては一般にカーボンブラックや導電性酸化チタンが使用できる。

また、回転シャッタ４の表面の十点平均粗さＲｚは２ミクロン以下であることが好ましく、さらには１ミクロン以下であることが好ましい。このような平滑性の高い回転シャッタ４を用いることによって、トナーがストレスを受けても、回転シャッタ４の表面にトナーがこびり付くことを防止できる。なお、回転シャッタ４の表面は、平滑であるほど良いので、Ｒｚの下限は０ミクロンである。

尚、十点平均粗さＲｚは、ＪＩＳ規格Ｂ０６０１−１９９４に従って求められる。これによると、基準長さ内における最も高い山から５番目の高さの山までの高さの絶対値の平均と、基準長さ内における最も深い谷から５番目の深さの谷までの深さの絶対値の平均との和である。

次に、回転シャッタ４による供給開口３２の開閉動作を現像槽３の着脱に連動させる構成について、前出の図４（ａ）（ｂ）、図６（ａ）〜（ｃ）を用いて説明する。図６（ａ）は、現像槽３が現像装置１にセットされており、回転シャッタ４が供給開口３２を開放している状態を示している。また、図６（ｂ）と図６（ｃ）は、現像槽３が現像装置１のセット位置から引き出されており、回転シャッタ４が供給開口３２を閉鎖している状態を示す。

上述したように、本実施の形態の現像装置１においては、回転シャッタ４による供給開口３２の開閉動作は、現像槽３の着脱に連動して行われるようになっている。これを可能にするのが連動部８である。

図４（ａ）（ｂ）に示すように、連動部８は、回転シャッタ４の一端に設けられており、略円柱状の直進部材８ａと、略円筒状の回転部材８ｂとを有している。直進部材８ａは、直進運動を行うもので、その一端は回転部材８ｂに係合され、他方側端部には当接部９が形成されている。直進部材８ａは、当接部９が軸方向に押圧されることで、図４（ａ）に示すように、回転部材８ｂ内部に押し込まれるようになっている。

また、連動部８は、当接部９と回転部材８ｂとの間に、直進部材８ａを内包するように配設されたバネ１０を有している。バネ１０は、当接部９が押圧されて直進部材８ａが回転部材８ｂ内部に押し込まれている状態では、圧縮状態にある。このような状態で、当接部９への押圧力が解除されると、図４（ｂ）に示すように、バネ１０は元の状態に戻ろうとして伸び、このバネ１０の復元力にて当接部９が押圧方向とは逆方向に押される。これにより、直進部材８ａに対して回転部材８ｂより引き出す方向の力が加わり、直進部材８ａは回転部材８ｂより引き出される。

つまり、直進部材８ａは、当接部９が押圧されると、回転部材８ｂ内部に押し込まれ、当接部９への押圧力が解除されると、回転部材８ｂ内部より引き出されるといった往復移動を行う構成である。

一方、回転部材８ｂは、直進部材８ａの直進運動を受けて回転運動を行うものである。回転部材８ｂは、図４（ａ）に示す直進部材８ａが内部に押し込まれた状態から、図４（ｂ）に示すように、直進部材８ａが引き出されることで、９０°回転する。また、反対に、図４（ｂ）に示す直進部材８ａが引き出された状態から、図４（ａ）に示すように、押し込まれることで、先とは逆の方向に９０°回転する。

そして、回転シャッタ４は、このような回転部材８ｂと結合されており、回転部材８ｂと一体に回転するようになっている。つまり、回転シャッタ４は、図４（ａ）に示すように、当接部９が押圧されている状態では、閉鎖部３５を立てた、図５（ａ）に示す供給開口３２を開放した状態をとる。一方、図４（ｂ）に示すように、当接部９が押圧されていない状態では、これより９０°回転して、閉鎖部３５を上に向けた、図５（ｂ）に示す供給開口３２を閉鎖した状態をとる。

このような供給開口３２の開閉を決める当接部９への押圧力の有無は、現像槽３のセット状態にて決まる。図６（ａ）に示すように、当接部９は、現像槽３のフロント側の側壁に設けられた当接板１２と接触するよう構成されている。したがって、現像槽３が現像装置１にセットされている状態では、当接部９が当接板１２にて押圧される結果、直進部材８ａは回転部材８ｂ内部に押し込まれ、回転シャッタ４は供給開口３２を開放する。

一方、現像槽３がセット位置より引き出されると、図６（ｂ）（ｃ）に示すように、当接板１２から当接部９への押圧は解除される。その結果、圧縮されていたバネ１０の復元力にて直進部材８ａが回転部材８ｂより引き出され、回転シャッタ４は供給開口３２を閉鎖する。このような機構にて、現像槽３の着脱動作に連動させて回転シャッタ４を開閉させることが可能となる。

さらに、上記構成においては、直進部材８ａと回転部材８ｂは、回転シャッタ４と同軸上に配置されると共に、回転部材８ｂの回転中心を回転シャッタ４の回転中心４ａと一致させている。このように構成することで、現像槽３の着脱に連動して供給開口３２を開閉する回転シャッタ４を、空間に無駄を生じることなくコンパクトに構成でき、現像装置自体をコンパクトにできる。

なお、図４（ａ）図４（ｂ）を用いた説明では、連動部８において上記バネ１０は、当接部９と回転部材８ｂとの間に設けられているとした。しかしながら、厳密には、図３に示すように、直進部材８ａは、トナー収容室６の隔壁に固定された軸受３８に支持されており、バネ１０は該軸受３８と当接部９との間に配設されている。また、上記構成では、バネ１０を、直進部材８ａを内包するように配設したが、回転部材８ｂ内部に配置することもできる。

続いて、上記連動部８において、直進部材８ａが押し込まれたり引き出されたりすることで、回転部材８ｂが回転する機構について、図７及び図８（ａ）〜（ｃ）を用いて具体的に説明する。

図７は、現像装置１における連動部８の分解斜視図である。図７に示すように、直進部材８ａにおける回転部材８ｂと係合される側の端部の外周面には、２つの突起１１ａ・１１ｂが形成されている。一方、回転部材８ｂにおける直進部材８ａと係合する側には、上記突起１１ａ・１１ｂと係合する螺旋状の切り込み（係合部）１２ａ・１２ｂが形成されている。上記螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂは、突起１１ａ・１１ｂが螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂの始端から末端まで移動することで、回転部材８ｂと直進部材８ａとが相対的に９０°回転するように設計されている。

図８（ａ）は、突起１１ａ・１１ｂが螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂの始端Ｐ１で係合している状態の直進部材８ａと回転部材８ｂとを示し、図８（ｃ）は、突起１１ａ・１１ｂが螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂの末端Ｐ２で係合している状態の直進部材８ａと回転部材８ｂとを示す。図８（ｂ）は、これらの中間状態を示す。

図８（ａ）（ｂ）に示すように、直進部材８ａが回転部材８ｂに押し込まれ、太矢印５０にて示す方向に移動するに伴い、前記突起１１ａ・１１ｂが回転部材８ｂの奥へと移動する。このとき、突起１１ａ・１１ｂは、螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂにそってねじれるように移動しようとするが、ここで、直進部材８ａは回転しないように構成されている。したがって、螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂを有する側の回転部材８ｂが、直進する突起１１ａ・１１ｂの移動を妨げないように、太矢印５１にて示す方向に回転する。

そして、図８（ｃ）に示すように、突起１１ａ・１１ｂが螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂの末端Ｐ２まで到達して停止すると、回転部材８ｂの回転も停止する。このとき、回転部材８ｂは、直進部材８ａに対して９０°回転した状態で停止する。

一方、逆に、図８（ｃ）に示す状態から、図８（ｂ）に示すように、直進部材８ａが回転部材８ｂより引き出され、細矢印５３にて示す方向に移動すると、回転部材８ｂが、細矢印５４にて示す方向に回転する。そして、図８（ａ）に示すように、突起１１ａ・１１ｂが螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂの始端Ｐ１に到達して停止すると、回転部材８ｂは回転を停止する。

このように、上記構成では、直進部材８ａを回転部材８ｂに押し込む方向と、回転部材８ｂから直進部材８ａを引き出す方向とで、回転部材８ｂを可逆回転させることができる。

なお、突起１１ａ・１１ｂが、螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂを移動するにあたり、直進部材８ａ自身が回転すると、回転部材８ｂは回転できなくなるため、上述したように、直進部材８ａは回転しないように設ける必要がある。ここでは、現像槽３の当接板１２に直進部材８ａの当接部９が係合することで、直進部材８ａが回転しない構成としている。但し。この方法に特に限定されるものでない。また、ここでは、突起１１と螺旋状の切り込み１２を２組設けたが、１組であっても、３組以上であってもよい。

さらに、上記連動部８において、直進部材８ａが押し込まれたり引き出されたりすることで、回転部材８ｂが回転する機構も、上記した突起１１ａ・１１ｂと螺旋状の切り込み１２ａ・１２ｂとの構成に何ら限定されるものではなく、例えば図９（ａ）〜（ｃ）に示す構成も考えられる。

図９（ａ）〜（ｃ）は、直進部材８ａ’の移動に伴って回転部材８ｂ’を回転させる他の機構を採用した連動部８の斜視図である。図９（ａ）に示すように、直進部材８ａ'の外周面には、１辺が周方向に膨らむ三角形状の凸部１１１が形成されている。一方、回転部材８ｂ’における直進部材８ａと係合する側には、前記凸部１１１が勘合する三角形状の切り欠き１１２が形成されると共に、外周面には、バネ１５の一端を固定させるための突起１３が形成されている。

バネ１５は、回転部材８ｂ’に形成された前記突起１３に一端が固定されると共に、トナー補給装置２の内部壁面に設けた突起１４に他端が固定されており、凸部１１１の周方向に膨らむ一辺を、切り欠き１１２の周方向に膨らむ一辺と圧接させる方向に力を与えている。

図９（ａ）は、凸部１１１の先端Ｐ３のみが切り欠き１１２に係合している状態の直進部材８ａ'と回転部材８ｂ'とを示し、図９（ｃ）は、凸部１１１が切り欠き１１２に完全に嵌合された状態の直進部材８ａ'と回転部材８ｂ'とを示す。図９（ｂ）は、これらの中間状態を示す。

図９（ａ）（ｂ）に示すように、直進部材８ａ’が回転部材８ｂ’に押し込まれ、太矢印５０にて示す方向に移動するに伴い、凸部１１１が切り欠き１１２の奥へと移動する。このとき、凸部１１１は、切り欠き１１２にそってねじれるように移動しようとするが、ここで、直進部材８ａ’は回転しないように構成されている。したがって、切り欠き１１２を有する側の回転部材８ｂ’が、直進する凸部１１１の移動を妨げないように、太矢印５１にて示す方向に回転する。

そして、図９（ｃ）に示すように、凸部１１１が切り欠き１１２に完全に嵌合されると、回転部材８ｂ’も回転を停止する。このとき、回転部材８ｂ’は、直進部材８ａ’に対して９０°回転した状態で停止する。

一方、逆に、図９（ｃ）に示す状態から、図９（ｂ）に示すように、直進部材８ａ’が回転部材８ｂ’より引き出され、細矢印５３にて示す方向に移動すると、回転部材８ｂ’
が、細矢印５４にて示す方向に回転する。そして、図９（ａ）に示すように、凸部１１１が切り欠き１１２から抜け出し、始端Ｐ１にて係合した状態となると、回転部材８ｂ’は回転を停止する。

以上のように、本実施の形態の現像装置１においては、トナー補給装置２に形成された供給開口３２と、現像槽３に形成された受入開口３３との間に、現像槽３の着脱動作に連動して供給開口３２を開閉する、ローラ状を成す本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部３６が形成されてなる回転シャッタ４が回転自在に支持された構成である。

そして、回転シャッタ４は、供給開口３２をローラ外周面にて覆うことで供給開口３２を閉鎖し、開放部３６を介して供給開口３２と受入開口３３とを連通させることで供給開口３２を開放するようになっている。

このような構成において、ローラ外周面は、回転シャッタ４の回転に伴い、供給開口３２を擦るように摺動するため、特許文献１に記載された扉式の構成に比して、供給開口近傍へのトナー付がそもそも起こり難い。

しかも、ローラ外周面は曲率を有しているので、ローラ外周面と供給開口３２との接触は線接触である。したがって、シャッタが供給開口３２近傍と面で接触する特許文献１に記載された扉式の構成に比して、供給開口３２の付近に付着したトナーによる遮蔽機能の低下が起こり難い。

さらに、特許文献１に記載された扉式や、板状のシャッタをスライドさせる構成の場合、シャッタの移動スペースを確保する必要があるが、このようにローラ状の回転シャッタ４としたことで、同じ位置で回転するだけで供給開口を開閉できるので、回転シャッタ４を配するために必要となるスペースを小さくでき、現像装置１、ひいてはこれを備える画像形成装置３９を小型化できる。

なお、回転シャッタ４の形状は、上記したものに限られず、図１０（ａ）（ｂ）に示すような形状としてもよい。図１０（ａ）（ｂ）は、回転シャッタ６４及びこれに結合されている前述した連動部８の斜視図である。また、図１１は、図１０に示す形状の回転シャッタ６４を備えた現像装置５５近傍の構成を示す正面断面図である。

図１１に示す回転シャッタ６４は、供給開口３２から供給されるトナーが直接現像槽３内に落下するように、回転シャッタ６４の軸方向と直交する方向（回転軸垂直方向）の断面が矩形状となる貫通孔よりなる開放部４０を設けている。このような構成では、ローラ外周面を有する閉鎖部としては、対向し合う２つの閉鎖部４１・４１が形成される。

供給開口３２から供給されるトナーを直接現像槽３内に落下させることで、トナーは、回転シャッタ６４の閉鎖部４１・４１以外の部分に付着し難くなり、回転シャッタ６４の周辺にトナーを溜まり難くできる。したがって、回転シャッタ６４の周辺に付着したトナーの落下による機内汚染をも低減できる。

貫通孔よりなる開放部４０は、トナーの通過を妨げないように、供給開口３２の形状と一致するように形成されることが好ましく、供給開口３２を完全に開放できるような形状にするのが好ましい。但し、先にも述べたように、剛性の問題があるので、トナーの通過を妨げない範囲で、開放部４０を小さくしたり、ブリッジ等で補強したりしてもよい。

［実施の形態２］
本発明の実施のその他の形態について、図１２ないし図１５に基づいて説明すると以下の通りである。なお、説明の便宜上、実施の形態１で用いた部材と同じ機能を有する部材には同じ符号を付して説明を省略する。

図１２は、本実施の形態である現像装置５７近傍の構成を示す正面断面図である。現像装置５７と、前述の図１０に示す現像装置５７との違いは、連通室Ｍに設けられた排出開口５６にある。現像装置５７では、連通室Ｍにおける受入開口３３側に、連通室Ｍを受入開口３３に対して閉塞する隔壁６ｂが設けられており、該隔壁６ｂに排出開口５６が形成されている。連通室Ｍは、排出開口５６及び受入開口３３を介して現像槽３に連通する。

そして、回転シャッタ６４は、図１３（ｂ）に示すように、一方の閉鎖部４１にて供給開口３２を閉鎖した状態で、他方の閉鎖部４１が排出開口５６を閉鎖するように構成されている。図１３（ａ）（ｂ）は、回転シャッタ６４が供給開口３２を開放している状態と、閉鎖している状態とを示す、現像装置５７の部分断面図である。

このように、現像装置５７の構成では、供給開口３２が閉鎖されるとき、つまり、現像槽３を機外（画像形成装置外）へ取り出したとき、供給開口３２だけでなく、回転シャッタ６４を収容する連通室Ｍ自体も遮蔽される。その結果、回転シャッタ６４や連通室Ｍ内部に付着しているトナーにて、機内が汚染される虞がなくなる。

また、このような構成においては、図１３（ａ）に示すように、貫通孔よりなる開放部４０は、トナーの通過を妨げないように、供給開口３２及び排出開口５６の形状と一致するように形成されることが好ましい。

そして、より好ましくは、図１４（ａ）（ｂ）に示す回転シャッタ６５のように、貫通孔よりなる開放部４２の形状を、トナーの進行方向に沿って広がるように、軸方向と直交する方向の断面形状を台形状とすることである。そして、供給開口３２を開放した状態では、台形状の短辺側が供給開口３２と対向し、台形状の長辺側が受入開口３３或いは排出開口５６と対向させる。このような開放部４２の形状に併せて、排出開口５６は、供給開口３２よりも広く形成されている。

これによれば、回転シャッタ６５の開放部４２が、トナーの進行方向に向かって広がっているため、トナーの流れをスムーズにし、開放部４２内部にトナーがより溜まりにくい構成とできる。図１４（ａ）（ｂ）は、回転シャッタ６５が供給開口３２を開放している状態と、閉鎖している状態とを示す、現像装置５７の部分断面図である。

最後に、実施の形態１，２で説明した回転シャッタ４、６４、６５において効果のある、さらなる工夫について説明する。なお、ここでは、回転シャッタ６５に工夫を施した場合を説明する。

図１５（ａ）（ｂ）に示すように、回転シャッタ６５における、供給開口３２、排出開口５６を閉鎖する閉鎖部４１・４１のローラ外周面には、シール部材６０が全面に設けられている。

シール部材６０としては、ポリウレタンフォーム等の弾性部材の表面にポリ・エチレン・テレフタレート（ＰＥＴ）フィルム層を設けたクッション性と低摩擦性を備えるシール材等が使用できる。ローラ外周面への取り付け方法としては、接着剤による貼り付けが簡単であるが、これに限るものではない。

回転シャッタ６５におけるローラ外周面にシール部材６０を設けることで、弾性を有するシール部材６０が、閉鎖部４１・４１と、供給開口３２、排出開口５６との間にできる隙間をなくし、密閉性を向上させることができる。その結果、トナーのすり抜けを効率的に抑えることができ、より一層、トナーによる機内汚染を防止することができる。

本発明の実施の形態１の現像装置近傍の構成を示す正面断面図である。 上記現像装置を備える画像形成装置の全体構成を示す概略の説明図である。 上記現像装置の側面断面図である。 （ａ）（ｂ）共に、上記現像装置に備えられた回転シャッタ及びこれに結合されている連動部の斜視図であり、（ａ）は、連動部に力か掛かっている状態の回転シャッタの向きを示し、（ｂ）は、連動部に力が掛かっていない状態の回転シャッタの向きを示す。 （ａ）（ｂ）共に、現像装置の部分断面図であり、（ａ）は、現像装置に備えられた回転シャッタが供給開口を開放している状態を示し、（ｂ）は、回転シャッタが供給開口を閉鎖している状態を示す。 （ａ）〜（ｃ）共に、現像装置の側面断面図であり、（ａ）は、現像槽が現像装置にセットされ、回転シャッタが供給開口を開放している状態を示し、（ｂ）（ｃ）は、現像槽が現像装置のセット位置から引き出され、回転シャッタが供給開口を閉鎖している状態を示す。 現像装置における連動部の分解斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、連動部の動作を示す説明図であり、（ａ）は、突起が螺旋状の切り込みの始端で係合している状態の直進部材と回転部材とを示し、（ｃ）は、突起が螺旋状の切り込みの末端で係合している状態の直進部材と回転部材とを示し、（ｂ）は、これらの中間状態を示す。 （ａ）〜（ｃ）は、直進部材の移動に伴って回転部材を回転させる他の機構を採用した連動部の動作を示す説明図であり、（ａ）は、凸部の先端が切り欠きで係合している状態の直進部材と回転部材とを示し、（ｃ）は、凸部が切り欠きに完全に嵌合した状態の直進部材と回転部材とを示し、（ｂ）は、これらの中間状態を示す。 実施の形態の現像装置の変形例を示すもので、現像装置近傍の構成を示す正面断面図である。 （ａ）（ｂ）は、変形例の現像装置に備えられた回転シャッタ及びこれに結合されている連動部の斜視図であり、（ａ）は、連動部に力か掛かっている状態の回転シャッタの向きを示し、（ｂ）は、連動部に力が掛かっていない状態の回転シャッタの向きを示す。 本発明の実施の形態２の現像装置近傍の構成を示す正面断面図である。 （ａ）（ｂ）共に、図１２の現像装置の部分断面図であり、（ａ）は、現像装置に備えられた回転シャッタが供給開口を開放している状態を示し、（ｂ）は、回転シャッタが供給開口を閉鎖している状態を示す。 実施の形態２の変形例の現像装置の部分断面図であり、（ａ）は、現像装置に備えられた回転シャッタが供給開口を開放している状態を示し、（ｂ）は、回転シャッタが供給開口を閉鎖している状態を示す。 実施の形態２のさらなる変形例の現像装置の部分断面図であり、（ａ）は、現像装置に備えられた回転シャッタが供給開口を開放している状態を示し、（ｂ）は、回転シャッタが供給開口を閉鎖している状態を示す。

符号の説明

１ 現像装置
２ トナー補給装置
３ 現像槽
４ 回転シャッタ（シャッタ部材）
５ トナー供給ローラ
６ トナー収容室
６ａ 隔壁
８ 連動部
８ａ 直進部材
８ｂ 回転部材
１１ 突起
１２ 切り込み
２７ 感光体ドラム
３２ 供給開口
３３ 受入開口
３５ 閉鎖部
３６ 開放部
４０ 開放部
４１ 閉鎖部
４２ 開放部
５６ 排出開口
６０ シール部材
６４ 回転シャッタ（シャッタ部材）
６５ 回転シャッタ（シャッタ部材）

Claims (10)

1. トナーとキャリアを含む２成分現像剤を収容する着脱自在に設けられた現像槽と、トナーを収容し該トナーを前記現像槽へと供給するトナー補給装置とを含む現像装置において、
   前記トナー補給装置に形成された供給開口と、該供給開口より供給されるトナーを受け入れる前記現像槽に形成された受入開口との間に、前記供給開口及び受入開口を介してトナー補給装置内部及び現像槽内部に連通する連通室が設けられ、
   該連通室に、前記現像槽の着脱動作に連動して前記供給開口を開閉するシャッタ部材が回転自在に支持されており、
   前記シャッタ部材は、ローラ状を成す本体部に、軸方向に延びると共に軸方向と直交する方向に貫通する開放部が形成されてなり、前記供給開口をローラ外周面にて覆うことで前記供給開口を閉鎖し、前記開放部を介して前記供給開口と前記受入開口とを連通させることで前記供給開口を開放するようになっており、
   前記シャッタ部材の開閉動作を前記現像槽の着脱動作に連動させる連動部材として、
   前記現像槽の一部と接触し該現像槽の着脱動作に伴って直線的に往復移動する円柱状の直進部材と、
   前記シャッタ部材の軸方向一端部に結合されると共に、前記直進部材が挿抜され、該直進部材の直線的移動に伴って回転する筒状の回転部材とを備え、
   前記直進部材、回転部材、及びシャッタ部材は、同軸上に配されていることを特徴とする現像装置。
2. 前記連通室における前記受入開口側には、当該連通室を前記受入開口に対して閉塞する隔壁が設けられ、該隔壁に形成された排出開口と前記受入開口とを介して前記連通室は現像槽と連通しており、
   前記シャッタ部材は、前記供給開口をローラ外周面にて覆うことで前記供給開口を閉鎖した状態で、前記排出開口もローラ外周面にて覆って閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記直進部材は外周面に突起を備える一方、前記回転部材は前記突起と係合する螺旋状の係合部を有し、前記突起と係合部とは、前記直進部材の往復移動に伴い前記突起が前記係合部内を相対的に移動するよう構成され、かつ、前記直進部材は回転が阻止されていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
4. 前記シャッタ部材に設けられた開放部は、回転軸を挟んで反対側まで貫通する貫通孔よりなることを特徴とする請求項１又は２に記載の現像装置。
5. 前記貫通孔の軸方向と直交する方向の断面形状が、矩形状であることを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
6. 前記貫通孔の軸方向と直交する方向の断面形状が台形状であり、前記供給開口を開放した状態では、前記台形状の短辺側が前記供給開口と対向し、前記台形状の長辺側が前記受入開口或いは前記排出開口と対向することを特徴とする請求項４に記載の現像装置。
7. 前記シャッタ部材が、導電性材料を含む樹脂材料を用いて形成されていることを特徴とする請求項１から６の何れか１項に記載の現像装置。
8. 前記シャッタ部材における表面の十点平均粗さＲｚが２ミクロン以下であることを特徴
   とする請求項１から７の何れか１項に記載の現像装置。
9. 前記シャッタ部材におけるローラ外周面に、弾性を有するシール部材が設けられていることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の現像装置。
10. 静電潜像を現像する請求項１から９の何れか１項に記載の現像装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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