JP5743359B2 - 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
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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。
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、現像剤収容容器と、現像剤供給機構と、駆動機構と、を備えた画像形成装置である。現像剤収容容器は、画像形成装置本体に対し着脱可能であり、現像剤を収容する筒状の容器本体と、キャップと、シャッターとを有する。キャップは、容器本体の一端に装着され、容器本体内の現像剤を排出する扇形の現像剤排出口が形成される。シャッターは、容器本体に対し所定角度の範囲で回転可能であり、所定角度の両端で容器本体に対する回転が規制されるように装着され、現像剤排出口と対向する面に現像剤排出口と同一形状の開口が形成される。現像剤収容容器は、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。現像剤供給機構は、現像剤収容容器を回転可能に支持するとともに、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。駆動機構は、現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転駆動する。現像剤供給機構には、現像剤収容容器の装着時にシャッターと係合するトルクリミッターが設けられている。現像剤収容容器を現像剤供給方向に回転すると、トルクリミッターによりシャッターが静止した状態で容器本体がキャップと共に所定角度回転して現像剤排出口と開口とが重なることにより現像剤排出口が開放され、現像剤収容容器の回転を継続することでシャッターが現像剤排出口を開放した状態で容器本体と一体で回転して現像剤排出口からの現像剤の供給が実行される。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、トルクリミッターによりシャッターが静止した状態で容器本体がキャップと共に所定角度逆回転して現像剤排出口と開口とが重ならない位置に移動することにより現像剤排出口が閉鎖される。
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記キャップ及び前記シャッターは、前記シャッターの内周面と前記キャップの外周面とが重なるように配置される円筒状部材であり、前記シャッターの内周面から突出する突起が前記キャップの外周面に形成される切り欠きに係合することで、前記シャッターと前記キャップとが前記切り欠きの範囲で回転可能であ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装着されるキャップと、該キャップに形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する扇形の現像剤排出口と、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に前記現像剤排出口と同一形状の開口が形成されたシャッターと、を備え、前記容器本体を前記キャップと共に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キャップに形成された扇形の現像剤排出口がシャッターにより確実に閉鎖されるため、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、現像剤収容容器をキャップと共に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。
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
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 (5)
- 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装着されるキャップと、
該キャップに形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する扇形の現像剤排出口と、
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に前記現像剤排出口と同一形状の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前記キャップと共に所定角度回転して前記現像剤排出口と前記開口とが重なることにより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前記キャップと共に所定角度逆回転して前記現像剤排出口と前記開口とが重ならない位置に移動することにより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。 - 前記キャップ及び前記シャッターは、前記シャッターの内周面と前記キャップの外周面とが重なるように配置される円筒状部材であり、前記シャッターの内周面から突出する突起が前記キャップの外周面に形成される切り欠きに係合することで、前記シャッターと前記キャップとが前記切り欠きの範囲で回転可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 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又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 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又は請求項2に記載の画像形成装置。
- 請求項1乃至請求項4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装着されるキャップと、
該キャップに形成され、前記容器本体内の現像剤を排出する扇形の現像剤排出口と、
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に前記現像剤排出口と同一形状の開口が形成されたシャッターと、を備え、
前記容器本体を前記キャップと共に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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