JP5574546B2 - 画像形成装置及びそれに搭載される着脱可能な現像剤収容容器 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置、及び画像形成装置に搭載される着脱可能な現像剤収容容器に関し、特に、容器本体を回転させて現像剤を補給する現像剤収容容器の現像剤排出口の開閉機構に関するものである。

従来、画像形成装置に搭載される現像装置は、メンテナンスの容易化のため現像装置内に一定量の現像剤（トナー）を充填しておき、現像剤がなくなると現像装置ごと交換していた。しかし、現像装置は経済上の観点から頻繁に交換できず、ある程度多数枚の画像形成を行うためには現像剤の容量を大きくせざるを得ないため、上記の方式では小型化は困難である。そこで、現像装置の小型化を図るために、現像装置とは別個に設けられたトナーコンテナやトナーカートリッジ等の現像剤収容容器や、中間ホッパー等の現像剤供給機構を用いて現像剤を供給する方式の現像装置が提案されている。

現像装置への現像剤の供給は、現像剤が収容された現像剤収容容器から現像装置へ現像剤を直接供給するようにしたものや、現像剤収容容器を現像剤供給機構に連結し、現像剤収容容器内の現像剤を現像剤供給機構により攪拌、搬送して所定の位置から現像装置へ供給するようにしたものが知られている。さらに、特許文献１に開示されているように、攪拌搬送部材を用いることなく、現像剤収容容器自体を回転させることで所望の位置に現像剤を搬送する技術が提案されている。

現像剤収容容器自体を回転させる方式によれば、現像剤収容容器内部に攪拌搬送部材を設ける必要がないので、現像剤収容容器に収容可能な現像剤量を多くできるとともに、現像剤収容容器を低コスト化できるという利点がある。また、現像剤を搬送する際に攪拌搬送部材の回転負荷が掛からないため、機械的ストレスによる現像剤の劣化も抑制できる。

しかしながら、上述したような現像剤収容容器自体を回転させる方式においては、現像剤収容容器の着脱時に現像剤収容容器に形成された現像剤排出口から現像剤が漏出するおそれがあり、漏出した現像剤により作業者や画像形成装置内部を汚染するなど、作業性、メンテナンス性に悪影響を及ぼすという問題があった。

そこで、現像剤が充填された現像剤収容容器を現像剤が漏出することなく容易に取り扱うことができ、交換作業も容易な現像剤収容容器が提案されている。例えば、特許文献２には、所定位置でトナー収容部のトナー排出口と当接してトナー排出口を閉塞する内壁部を有するトナー容器保持部材を、トナー容器本体に対して送りねじ機構によりトナー容器本体の回転軸線方向に沿って移動可能に設けたトナー容器が開示されている。

このトナー容器は、トナー容器保持部材に対してトナー容器本体をトナー収容部からトナーを排出する回転方向とは逆方向に回転させることで、トナー収容部とトナー容器保持部材の内壁部とを当接させてトナー排出口を閉塞状態にし、トナー容器保持部材に対してトナー容器本体をトナー収容部からトナーを排出する回転方向に回転させることで、トナー収容部とトナー容器保持部材の内壁部とを離間させてトナー排出口を開口状態にする。

特開平８−３３９１１５号公報 特開２００８−２２５０７２号公報

しかしながら、特許文献２の構成では、トナー容器を取り外す際にトナー容器本体内のトナーが完全に空の状態であれば特に問題はないが、トナー容器本体内にトナーが残っている状態でトナー容器を取り外す場合は、トナー容器本体を逆回転させてトナー排出口を閉塞状態にしようとすると、トナー収容部とトナー容器保持部材との間にトナーが噛み込んでしまうことがある。その結果、トナー容器本体に対してトナー容器保持部材を移動させる送りねじ機構が円滑に動作しなくなり、トナー排出口が完全に閉塞されない状態でトナー容器を取り外すとトナー漏れが発生するおそれがあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、容器本体を回転させて現像剤を補給する現像剤収容容器の着脱動作、現像剤補給動作と連動して現像剤排出口の開閉が可能であり、現像剤収容容器の着脱時における現像剤の漏出も発生しない画像形成装置、及びそれに搭載される着脱可能な現像剤収容容器を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、現像剤を収容する筒状の容器本体と、該容器本体の一端に形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する現像剤排出口と、前記容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能であり、所定角度の両端で前記容器本体に対する回転が規制されるように装着され、前記現像剤排出口と対向する面の一部に開口が形成されたシャッターと、を備え、前記容器本体を周方向に回転させることにより前記現像剤排出口から現像剤を排出する着脱可能な現像剤収容容器と、該現像剤収容容器を回転可能に支持するとともに、前記現像剤排出口から排出された現像剤を現像装置に供給する現像剤供給機構と、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転駆動する駆動機構と、を備えた画像形成装置において、前記現像剤供給機構には、前記現像剤収容容器の装着時に前記シャッターと係合するトルクリミッターが設けられており、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転すると、前記トルクリミッターにより前記シャッターが静止した状態で前記容器本体が所定角度回転して前記現像剤排出口が開放され、前記現像剤収容容器の回転を継続することで前記シャッターが前記現像剤排出口を開放した状態で前記容器本体と一体で回転して前記現像剤排出口からの現像剤の供給が実行されるとともに、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向に回転すると、前記トルクリミッターにより前記シャッターが静止した状態で前記容器本体が所定角度逆回転して前記現像剤排出口が閉鎖されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記駆動機構は、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向にも回転駆動可能であり、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転する現像剤供給動作に付随して前記現像剤排出口を開放し、現像剤供給動作を停止する際に前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させて前記現像剤排出口を閉鎖することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向に所定角度回転させることで前記現像剤収容容器と前記駆動機構とを係合固定するとともに前記現像剤排出口を開放し、前記現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させることで前記現像剤収容容器と前記駆動機構との係合状態を解除するとともに前記現像剤排出口を閉鎖することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置に着脱可能に搭載され、現像剤を収容する筒状の容器本体と、該容器本体の一端に形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する現像剤排出口と、前記容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能に装着され、前記現像剤排出口と対向する面の一部に開口が形成されたシャッターと、を備え、前記容器本体を周方向に回転させることにより前記現像剤排出口から現像剤を排出する現像剤収容容器である。

本発明の第１の構成によれば、現像剤収容容器の着脱時にシャッターにより確実に現像剤排出口が閉鎖されるため、現像剤排出口からの現像剤の漏出による画像形成装置内部及び外部の汚染を効果的に防止することができる。また、現像剤収容容器を回転させる動作でシャッターによる現像剤排出口の開閉が行われるため、現像剤排出口を開閉するための特別な操作を必要とせず、現像剤収容容器の交換作業性が向上する。また、現像剤収容容器側にシャッターを開閉するための機構も必要としないため、交換部品である現像剤収容容器が安価で簡単な構成となり、メンテナンスコストも削減できる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向にも回転駆動可能な駆動機構を用い、現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転する現像剤供給動作に付随して現像剤排出口を開放し、現像剤供給動作を停止する際に現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させて現像剤排出口を閉鎖することにより、現像剤収容容器を回転駆動する駆動機構を用いて現像剤排出口の開閉を自動的に行うことができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向に所定角度回転させることで現像剤収容容器と駆動機構とを係合固定するとともに現像剤排出口を開放し、現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させることで現像剤収容容器と駆動機構との係合状態を解除するとともに現像剤排出口を閉鎖することにより、現像剤収容容器と駆動機構との係合固定、または係合解除に連動した現像剤排出口の開閉が可能となる。そのため、現像剤収容容器を交換する際に現像剤排出口の開閉を忘れるおそれもなくなる。また、現像剤排出口を閉鎖するために駆動機構を逆回転させる必要がないため、駆動機構の制御も簡素化できる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置に着脱可能に搭載され、現像剤を収容する筒状の容器本体と、該容器本体の一端に形成され、容器本体内の現像剤を排出する現像剤排出口と、容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能に装着され、現像剤排出口と対向する面の一部に開口が形成されたシャッターと、を備え、容器本体を周方向に回転させることにより現像剤排出口から現像剤を排出する現像剤収容容器としたので、画像形成装置に対する着脱時に現像剤排出口からの現像剤の漏出が発生せず、安価で簡単な構成の現像剤収容容器となる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図 本発明の画像形成装置１００に搭載される現像装置４の側面断面図 図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図 画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を図１の裏面側から見た状態を示す外観斜視図 図４の状態からトナーコンテナ５を取り外した状態を示す外観斜視図 支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図 支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図 図７における一方の爪部４６周辺の部分拡大図 フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図 本発明の第１実施形態に係るトナーコンテナ５の分解斜視図 図１０のトナーコンテナ５の一端側（キャップ５６ａ側）を裏側から見た拡大図 ホッパー上部６ａに装着されたトナーコンテナ５をホッパー上部６ａの内側から見た斜視図であり、トナー排出口５７が閉鎖された状態を示す図 ホッパー上部６ａに装着されたトナーコンテナ５をホッパー上部６ａの内側から見た斜視図であり、トナー排出口５７が開放された状態を示す図 本発明の第２実施形態に係るトナーコンテナ５を画像形成装置１００に挿入する途中の状態を画像形成装置１００の前側から見た部分拡大図 第２実施形態のトナーコンテナ５を画像形成装置１００に挿入した状態を画像形成装置１００の前側から見た部分拡大図 第２実施形態のトナーコンテナ５を回転させてトナーコンテナ５とカップリング３３とをロックした状態を画像形成装置１００の前側から見た部分拡大図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロ複合機）１００本体内には、帯電、露光、現像及び転写の各工程によりモノクロ画像を形成する画像形成部Ｐが配設されている。

画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（図１の反時計回り方向）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、及び除電装置（図示せず）が配設されている。画像形成部Ｐでは、感光体ドラム１を図１において反時計回り方向に回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。

感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定されるものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。

帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像読取部１８において読み取られた原稿画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。

現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から中間ホッパー６を介して行われる。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の詳細については後述する。

転写ローラー７は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置８は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやクリーニングブレード等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。

画像読取部１８は、複写時に原稿を照明するスキャナーランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤセンサー等（いずれも図示せず）から構成されており、原稿画像を読み取って画像データに変換する。

コピー動作を行う場合、画像読取部１８において原稿の画像データを読み取り画像信号に変換する。一方、画像形成部Ｐにおいて、帯電部２により図中の反時計回り方向に回転する感光体ドラム１が一様に帯電され、画像読取部１８で読み取られた原稿画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。

上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー７により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。

定着部９を通過した用紙は、用紙搬送路１１の分岐部に配置された搬送ガイド部材１６によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、反転搬送路１７に送られて両面コピーされた後に）、排出ローラー対１４を介して用紙排出部１５に排出される。

図２は、現像装置４の側面断面図である。図２に示すように、現像容器２０内には、現像容器２０と一体形成された仕切壁（図示せず）によって第１貯留室２１と第２貯留室２２とが形成されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。現像容器２０の上部にはトナー供給口２０ａが設けられており、現像容器２０内のトナー量を検知するトナーセンサー（図示せず）の検知結果に応じてトナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが中間ホッパー６（図１参照）を介して供給される。また、後述するトナー搬送路７０（図４参照）が連結されるガイド部２６がトナー供給口２０ａを囲むように設けられている。

第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸を中心とし、その周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。なお、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向である現像容器２０の長手方向（図２の紙面と垂直な方向）の両端部においては仕切壁が存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら搬送して現像ローラー２５に供給する。

現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成るマグネット体２７が固定されている。このマグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。現像ローラー２５は外周面の一部が現像容器２０から露出しており、露出部分が感光体ドラム１（図１参照）に対向するように配置されている。

そして、トナー薄層の形成された現像ローラー２５が感光体ドラム１の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラー２５は、モーター（図示せず）及びギア列により所定の速度で回転駆動される。また、現像ローラー２５の両端部には現像容器２０と現像ローラー２５との隙間からのトナーの漏出を防止するための磁気シール部材２８が配設されている。

規制ブレード２９は、その長手方向が現像ローラー２５の最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する層厚規制部３０を形成する。層厚規制部３０の隙間は０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定される。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。ここでは、磁性体の規制ブレード２９に永久磁石３１を装着して磁性を付与している。

マグネット体２７は、Ｎ極及びＳ極から成る複数の磁極（図示せず）を有している。規制ブレード２９にはマグネット体２７の磁極が並行するため、規制ブレード２９の先端には極が集中され、層厚規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。

この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラー２５との間にトナーが連なったトナー鎖（磁気ブラシ）が形成される。そして、層厚規制部３０を通過することにより層規制され、現像ローラー２５上にトナー薄層が形成される。規制ブレード２９に永久磁石３１を配置することにより、層厚規制部３０の間隔だけでなく層厚規制部３０に発生する磁界によって規制力を高め、現像ローラー２５上に数十μｍのトナー薄層を形成する。一方、トナー薄層の形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側（図２の下側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラー２５が図２の時計回り方向に回転してトナー鎖が感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、トナー鎖は感光体ドラム１表面と一定距離を保った状態でトナー像を形成する。

図３及び図４は、図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図、図５は、図４の状態からトナーコンテナ５を取り外した状態を示す外観斜視図である。なお、図３は、現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６を画像形成装置１００の背面側（図１の裏面側）から見た状態を示している。

現像装置４は、画像形成装置１００本体（図１参照）に対し水平方向（矢印ＡＡ′方向）に移動可能な支持フレーム４１上に載置されている。支持フレーム４１が矢印Ａ方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１に対して予め定められたギャップで対向し、感光体ドラム１にトナーを供給可能な位置（以下、現像位置という）に配置される。一方、支持フレーム４１が矢印Ａ′方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１から離間し、画像形成装置１００本体から着脱可能な位置（以下、着脱位置という）に配置される。

着脱位置に配置された現像装置４は、支持フレーム４１の底面部に沿って図４の紙面と垂直方向に挿入または引き出されることにより、支持フレーム４１に対して装着及び離脱（着脱）される。また、現像装置４を現像位置に配置すると、現像装置４から感光体ドラム１にトナーの供給が可能となる。支持フレーム４１の移動機構については後述する。

中間ホッパー６は、画像形成装置１００本体に固定されトナーコンテナ５が装着されるホッパー上部６ａと、ホッパー上部６ａに連結されるホッパー下部６ｂとで構成されている。ホッパー上部６ａ内には、トナーコンテナ５が回転可能に支持される回転軸６１と、トナーコンテナ５と共に回転軸６１周りに回転するパドル６３とが配置されている。ホッパー下部６ｂには、現像装置４のトナー供給口２０ａにトナーを搬送するトナー搬送路７０が下方に突出するように連結されており、ホッパー下部６ｂの内部とトナー搬送路７０の内部とが連通している。トナー搬送路７０は剛性を有する材料で形成されており、トナー搬送路７０の内部には中間ホッパー６内のトナーを現像装置４に移送するためのスパイラル（図示せず）が配置されている。

トナーコンテナ５は、円筒状のコンテナ本体５５の外周面の一端部に４箇所の係合凸部５５ｂが突設されており、画像形成装置１００本体側には係合凸部５５ｂに係合するリング状のカップリング３３と、カップリング３３を回転駆動するモーター３５とが配置されている。

トナー搬送路７０の現像装置４側の端部は、現像装置４のガイド部２６内にスライド可能に挿入されている。この構成により、ガイド部２６はトナー搬送路７０に対し現像装置４を水平移動可能に連結するリンク部材として機能し、中間ホッパー６及びトナー搬送路７０を固定した状態で支持フレーム４１が矢印ＡＡ′方向に往復移動（平行移動）できるようになっている。

次に、支持フレーム４１の移動機構について説明する。図６は、支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図であり、図７は、支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図、図８は、図７における一方の爪部４６周辺（図７の破線円Ｓ内）の部分拡大図、図９は、フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図である。なお、図６では現像解除レバー４４の記載を省略している。

現像解除レバー４４は、支持フレーム４１の下方に回転可能に支持されたシャフト４５の一端に固定されている。シャフト４５の両端部近傍には２つの爪部４６が設けられており、現像解除レバー４４を操作することによってシャフト４５及び爪部４６が回転するようになっている。支持フレーム４１の裏面側には、一対のレール部４１ａと、コイルバネ４７の一端を受ける一対のバネ受け部４８と、各爪部４６に対向して配置された一対の突起部４９が形成されている。

フレーム固定部材５０は画像形成装置１００本体側に固定されており、支持フレーム４１のレール部４１ａが係合するレール係合溝５１と、コイルバネ４７が収容されるバネスペース５３とが形成されている。即ち、コイルバネ４７の両端はバネ受け部４８とバネスペース５３の左端の内壁面とに接触しており、通常は、支持フレーム４１のバネ受け部４８にはフレーム固定部材５０へ近づく方向（矢印Ａ方向）の付勢力が作用している。

図８の状態から現像解除レバー４４を矢印Ｃ方向に回動させると、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面を押圧する。これにより、支持フレーム４１は矢印Ａ′方向に移動し、現像装置４（図４参照）は着脱位置に配置される。また、支持フレーム４１と共にバネ受け部４８も矢印Ａ′方向に移動するため、コイルバネ４７はバネスペース５３の左端の内壁面に押し付けられて圧縮される。

次に、現像解除レバー４４を矢印Ｃ′方向に回動させて図８の状態に戻すと、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面から離間する。これにより、圧縮されていたコイルバネ４７が伸長してバネ受け部４８を押圧するため、支持フレーム４１は矢印Ａ方向に移動し、現像装置４（図４参照）は現像位置に配置される。

図１０は、本発明の第１実施形態に係るトナーコンテナ５の分解斜視図であり、図１１は、図１０のトナーコンテナ５の一端側（キャップ５６ａ側）を裏側から見た拡大図である。トナーコンテナ５は、円筒状のコンテナ本体５５と、コンテナ本体５５の両端部に装着されるキャップ５６ａ、５６ｂとを有する。コンテナ本体５５の内壁面には螺旋状の搬送リブ５５ａが形成されており、画像形成装置１００の前側に位置するコンテナ本体５５の端部（図１０の左端）の外周面の４箇所には係合凸部５５ｂが突設されている。

中間ホッパー６側のキャップ５６ａには２つの扇形のトナー排出口５７が形成されている。また、キャップ５６ａの外側にはトナー排出口５７と略同一形状の開口５８ａが形成されたシャッター５８が配置されている。カップリング３３側のキャップ５６ｂはコンテナ本体５５に対し着脱可能となっており、キャップ５６ｂを取り外してコンテナ本体５５内にトナーを充填する。

中間ホッパー６の回転軸６１（図５参照）に支持されたトナーコンテナ５を正回転（図１０の反時計回り方向に回転）させると、搬送リブ５５ａの位相の進行によってコンテナ本体５５内に収容されたトナーも徐々に軸方向（矢印Ｆ方向）に沿ってキャップ５６ｂ側からキャップ５６ａ側（中間ホッパー６側）へ移動する。

シャッター５８は、内径がキャップ５６ａの外径よりも僅かに大きい円筒状部材であり、内周面の端縁の対向する２箇所には内側に突出する突起６０が形成されており、キャップ５６ａには外周面の端縁の対向する２箇所に突起６０が係合する切り欠き６２が形成されている。なお、図１１では片側の突起６０のみが図示されている。

図１２及び図１３は、中間ホッパー６のホッパー上部６ａに装着されたトナーコンテナ５をホッパー上部６ａの内側から見た斜視図である。画像形成装置１００の前側に位置するトナーコンテナ５の係合凸部５５ｂにはカップリング３３が係合しており、画像形成装置１００の後側に位置するトナーコンテナ５の端部は回転軸６１に回転可能に支持されている。シャッター５８と回転軸６１との連結部分にはトルクリミッター６５が設けられており、シャッター５８に所定以上のトルクが加えられた場合のみシャッター５８が回転軸６１周りに回転するようになっている。

トナーコンテナ５をホッパー上部６ａに装着した状態では、図１２に示すように、シャッター５８の開口５８ａがキャップ５６ａのトナー排出口５７に対し略９０°回転した位置にあり、トナー排出口５７はシャッター５８により閉鎖されている。また、シャッター５８の突起６０（図１１参照）は、コンテナ本体５５の正回転方向（図１２の反時計回り方向）に対しキャップ５６ａの切り欠き６２（図１１参照）の下流側の端部に係合している。

図１２の状態からモーター３５（図１１参照）によりカップリング３３を正回転させると、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａは回転軸６１周りに正回転を開始する。このとき、トルクリミッター６５に加わる回転トルクはトルクリミッター６５の回転に必要なトルクよりも小さいため、シャッター５８はコンテナ本体５５及びキャップ５６ａと連れ回りせずに静止状態を維持する。

そして、図１３に示すように、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａが略９０°回転すると、キャップ５６ａのトナー排出口５７とシャッター５８の開口５８ａとが重なり、トナー排出口５７が開放される。そして、正回転方向に対し切り欠き６２の上流側の端部がシャッター５８の突起６０の位置まで移動し、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａから回転トルクがトルクリミッター６５に伝達される。

ここで、トルクリミッター６５に伝達される回転トルクはトルクリミッター６５の回転に必要なトルクよりも大きいため、シャッター５８はトナー排出口５７を開放した状態でコンテナ本体５５及びキャップ５６ａと共に正回転する。従って、コンテナ本体５５を正回転させることで、コンテナ本体５５内のトナーはトナー排出口５７及び開口５８ａを介して中間ホッパー６に供給される。

一方、トナーコンテナ５からのトナー供給を中止する場合は、図１３の状態からモーター３５（図１１参照）によりカップリング３３を逆回転（図１３の時計回り方向に回転）させると、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａも回転軸６１周りに逆回転を開始する。これにより、正回転方向に対し切り欠き６２の上流側（逆回転方向に対し下流側）の端部がシャッター５８の突起６０から離間する。

そして、逆回転方向に対し切り欠き６２の上流側の端部が突起６０に接触するまではコンテナ本体５５及びキャップ５６ａの回転トルクがトルクリミッター６５に伝達されないため、シャッター５８は図１３の位置で静止し、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａだけが逆回転する。これにより、シャッター５８の開口５８ａはキャップ５６ａのトナー排出口５７と重ならない図１２の位置に移動し、トナー排出口５７が閉鎖される。

上記の構成によれば、トナーコンテナ５を中間ホッパー６に装着する際、及び中間ホッパー６から取り外す際はシャッター５８により確実にトナー排出口が閉鎖されるため、トナー排出口５７からのトナーの漏出による画像形成装置１００内部及び外部のトナー汚染を効果的に防止することができる。

また、トナーコンテナ５を回転させる動作でシャッター５８によるトナー排出口５７の開閉が行われるため、トナー排出口５７を開閉するための特別な操作を必要とせず、トナーコンテナ５の装着時にトナー排出口５７を開放し忘れてトナーの供給が行えなかったり、トナーコンテナ５を交換する際にトナー排出口を閉鎖し忘れてトナーが漏出したりするおそれもなくなる。さらに、トナーコンテナ５側にシャッター５８を開閉するための機構を必要としないため、トナーコンテナ５が安価で簡単な構成となり、メンテナンスコストも削減できる。

次に、トナーコンテナ５の着脱時にシャッター５８を手動で回転させてトナー排出口５７を開閉する構成について説明する。図１４は、本発明の第２実施形態に係るトナーコンテナ５を画像形成装置１００に挿入する途中の状態を示す部分拡大図、図１５は、第２実施形態のトナーコンテナ５を画像形成装置１００に挿入した状態を示す部分拡大図、図１６は、図１５の状態からトナーコンテナ５とカップリング３３とをロックした状態を示す部分拡大図である。

本実施形態のトナーコンテナ５は、係合凸部５５ｂがコンテナ本体５５の外周面の対向する２箇所に突設されている。また、各係合凸部５５ｂからコンテナ本体５５の外周面に沿って螺旋状に延びる突条６７が設けられている。一方、カップリング３３側には、コンテナ本体５５を回転させることで突条６７が係合する係合リブ３３ａが形成されている。トナーコンテナ５の他の部分の構成は図１０に示した第１実施形態と同様である。

トナーコンテナ５を画像形成装置１００に装着する際は、図１４に示すように、トナーコンテナ５をシャッター５８側の端部からカップリング３３内に挿入していく。図１５に示すように、トナーコンテナ５が完全に挿入された状態では、シャッター５８の端部が回転軸６１（図１２参照）に支持されるとともに、コンテナ本体５５の係合凸部５５ｂがカップリング３３と重なる位置に配置される。

この状態で、トナーコンテナ５のキャップ５６ｂを把持して所定角度だけ手動で正回転（図１５の時計回り方向に回転）させると、図１６に示すように、コンテナ本体５５の突条６７とカップリング３３の係合リブ３３ａとが螺合し、トナーコンテナ５とカップリング３３とが係合固定（ロック）される。このとき、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａは回転軸６１周りに所定角度（約９０°）だけ正回転するが、トルクリミッター６５が連結されたシャッター５８はコンテナ本体５５及びキャップ５６ａと連れ回りせずに静止状態を維持する。従って、トナー排出口５７と開口５８ａとが重なり（図１３参照）、トナー排出口５７が開放される。

一方、トナーコンテナ５をホッパー上部６ａから取り外す際は、トナーコンテナ５のキャップ５６ｂを把持して所定角度だけ手動で逆回転（図１６の反時計回り方向に回転）させると、突条６７と係合リブ３３ａとの螺合が解除され、トナーコンテナ５とカップリング３３とのロック状態が解除される。このとき、コンテナ本体５５及びキャップ５６ａは回転軸６１周りに所定角度（約９０°）だけ逆回転するが、トルクリミッター６５が連結されたシャッター５８はコンテナ本体５５及びキャップ５６ａと連れ回りせずに静止状態を維持する。従って、トナー排出口５７と開口５８ａとが重ならない位置（図１２参照）に移動し、トナー排出口５７が閉鎖される。

このように、シャッター５８を手動で回転させる構成とすれば、カップリング３３及びモーター３５を用いてシャッター５８を回転させる構成と同様に、トナーコンテナ５を中間ホッパー６に装着する際、及び中間ホッパー６から取り外す際はシャッター５８により確実にトナー排出口が閉鎖されるため、トナー排出口５７からのトナーの漏出を確実に防止できる。

また、トナーコンテナ５をロックする動作、或いはロック解除する動作でシャッター５８によるトナー排出口５７の開閉が行われるため、トナー排出口５７の開閉動作を忘れるおそれもなく、トナーコンテナ５側にシャッター５８を開閉するための機構を必要としないため、トナーコンテナ５が安価で簡単な構成となる。さらに、シャッター５８でトナー排出口５７を閉鎖するためにカップリング３３を逆回転させる必要がないため、モーター３５の駆動制御も簡素化される。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では図２に示したような磁性一成分現像剤を用いる現像装置４を用いる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、非磁性トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像装置４であっても良い。この場合、トナーコンテナ５内には非磁性トナーが収容され、現像装置４内のトナーの消費に応じてトナーコンテナ５から中間ホッパー６を介して現像装置４にトナーが供給される。また、トナーと磁性キャリアの両方を供給するとともに余剰の現像剤を排出する方式の現像装置４においては、トナーコンテナ５内には二成分現像剤が収容される。

即ち、トナーコンテナ５（現像剤収容容器）内には、トナーのみから成る一成分現像剤、トナーと磁性キャリアとから成る二成分現像剤、或いは二成分現像剤中のトナーが「現像剤」として収容されるものとする。

また、上記実施形態では、コンテナ本体５５の中間ホッパー６側の端部に固定されるキャップ５６ａにトナー排出口５７を形成したが、キャップ５６ｂが装着されるコンテナ本体５５の本体前面側の端部のみを開口とし、コンテナ本体５５の中間ホッパー６側の一端は閉じ形状として、コンテナ本体５５に直接トナー排出口５７を形成しても良い。

本発明は、容器本体を回転させて現像剤を補給する着脱可能な現像剤収容容器を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、現像剤収容容器の着脱動作、または現像剤補給動作と連動して現像剤排出口の開閉が可能であり、現像剤収容容器の着脱時における現像剤の漏出も発生しない簡易な構成の現像剤収容容器、及びそれを備えた画像形成装置を提供することができる。

１ 感光体ドラム
４ 現像装置
５ トナーコンテナ（現像剤収容容器）
６ 中間ホッパー（現像剤供給機構）
６ａ ホッパー上部
６ｂ ホッパー下部
２０ 現像容器
２０ａ トナー供給口
２５ 現像ローラー
３３ カップリング（駆動機構）
３３ａ 係合リブ
３５ モーター（駆動機構）
４１ 支持フレーム
５５ コンテナ本体
５５ａ 搬送リブ
５５ｂ 係合凸部
５６ａ、５６ｂ キャップ
５７ トナー排出口（現像剤排出口）
５８ シャッター
５８ａ 開口
６１ 回転軸
６５ トルクリミッター
６７ 突条
７０ トナー搬送路
１００ 画像形成装置

Claims (4)

1. 現像剤を収容する筒状の容器本体と、
   該容器本体の一端に形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する現像剤排出口と、
   前記容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能であり、所定角度の両端で前記容器本体に対する回転が規制されるように装着され、前記現像剤排出口と対向する面の一部に開口が形成されたシャッターと、を備え、
   前記容器本体を周方向に回転させることにより前記現像剤排出口から現像剤を排出する着脱可能な現像剤収容容器と、
   該現像剤収容容器を回転可能に支持するとともに、前記現像剤排出口から排出された現像剤を現像装置に供給する現像剤供給機構と、
   前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転駆動する駆動機構と、
   を備えた画像形成装置において、
   前記現像剤供給機構には、前記現像剤収容容器の装着時に前記シャッターと係合するトルクリミッターが設けられており、
   前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転すると、前記トルクリミッターにより前記シャッターが静止した状態で前記容器本体が所定角度回転して前記現像剤排出口が開放され、前記現像剤収容容器の回転を継続することで前記シャッターが前記現像剤排出口を開放した状態で前記容器本体と一体で回転して前記現像剤排出口からの現像剤の供給が実行されるとともに、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向に回転すると、前記トルクリミッターにより前記シャッターが静止した状態で前記容器本体が所定角度逆回転して前記現像剤排出口が閉鎖されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動機構は、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向にも回転駆動可能であり、前記現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転する現像剤供給動作に付随して前記現像剤排出口を開放し、現像剤供給動作を停止する際に前記現像剤収容容器を現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させて前記現像剤排出口を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向に所定角度回転させることで前記現像剤収容容器と前記駆動機構とを係合固定するとともに前記現像剤排出口を開放し、前記現像剤収容容器を手動により現像剤供給方向と逆方向に所定角度回転させることで前記現像剤収容容器と前記駆動機構との係合状態を解除するとともに前記現像剤排出口を閉鎖することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置に着脱可能に搭載され、
   現像剤を収容する筒状の容器本体と、
   該容器本体の一端に形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する現像剤排出口と、
   前記容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能に装着され、前記現像剤排出口と対向する面の一部に開口が形成されたシャッターと、を備え、
   前記容器本体を周方向に回転させることにより前記現像剤排出口から現像剤を排出する現像剤収容容器。

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