JP6848384B2 - 粉体収容器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成用の粉体を収容する粉体収容器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置では、メンテナンス性の向上や交換品の低コスト化のために、感光体や現像ローラ等を含むプロセスユニットと、画像形成用の粉体としてのトナーを収容したトナーカートリッジ（粉体収容器）とを、別個のユニットとした構成が一般的に用いられている。トナーカートリッジには、トナーを補給する際に内部のトナーを排出するための排出口が設けられている。排出口は、プロセスユニット等に設けてある補給口に対して着脱可能に構成されている。このため、トナーカートリッジには、排出口からのトナー漏れを防止するために、排出口を開閉するシャッターが設けられているものがある。シャッターは、被当接部を有し、該被当接部がプロセスユニット側に設けられた突状の当接部と接触することで開く方向へ回転する構成である（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、プロセスユニットは画像形成装置の本体に着脱可能な構成であるため、設置位置が多少ずれてしまうことがある。また、当接部は可撓性を有しているため、座屈荷重などにより撓みが生じてしまう。そのため、シャッターの被当接部とプロセスユニット側の当接部とが接触せずに空振り、シャッターが開かない虞がある。

本発明の一つの実施形態の目的は、シャッターの被当接部が当接部と接触しない空振りを防止可能な粉体収容器を提供することにある。

上記課題に鑑み、本発明の粉体収容器の一つの実施形態において、
画像形成装置に着脱可能に配置される画像形成用の粉体を収容する容器本体と、
前記粉体を排出するために前記容器本体に設けられた排出口と、
前記排出口を開閉するためのシャッター部と、
前記画像形成装置側に設けられた当接部と接触することにより前記シャッター部を開く方向へ移動させる前記シャッター部に設けられた被当接部と、
現像剤を排出可能な現像剤出口を周壁に有する内側シャッターであって、軸心回りに回転することで、前記内側シャッターの前記現像剤出口が前記排出口と重なった開放状態と、前記内側シャッターの前記周壁が前記排出口と重なった閉鎖状態とに切換可能に構成される筒状の内側シャッターと、
前記軸心の軸方向における前記シャッター部の移動を規制する止め部材と、を備えた粉体収容器であって、
前記被当接部は、前記当接部が該被当接部から離れる位置へ移動することを規制する規制部材を有し、
前記止め部材は、前記内側シャッターの一方向への回転を規制して、該内側シャッターの前記閉鎖状態の位置決めを行う位置決め部材を兼ねる。

本発明の一つの実施形態によれば、シャッターの被当接部が当接部と接触しない空振りを防止可能な粉体収容器を提供できる。

本実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 画像形成装置の上部カバーと中間カバーを開いた状態を示す図である。 現像装置とトナーカートリッジの概略断面図である。 トナーカートリッジから上ケースとギヤカバーを取り外した状態を示す斜視図である。 トナーカートリッジの外観斜視図である。 トナーカートリッジのギヤカバーを取り外した状態を示す側面図である。 トナーカートリッジのギヤカバーを取り外した状態を示す側面図である。 外側シャッター部の構成を説明する斜視図である。 トナーカートリッジの外側シャッター部の構成を説明する部分拡大正面図である。 外側シャッター部の異なる形態を示す斜視図である。 トナーカートリッジのギヤカバーや各ギヤを取り外した状態を示す側面図である。 排出口を閉鎖状態から開放状態にする際の外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する図である。 排出口を開放状態から閉鎖状態にする際の外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する図である。 従来のトナーカートリッジの課題を説明する説明図である。 ギヤカバーを取付けたトナーカートリッジの側面図である。 装置本体の一方の側壁側の内部構造を示す斜視図である。 装置本体に装着されたトナーカートリッジを搬送スクリューの位置で切断した縦断面図である。 第２突起部の異なる形態を示す図である。 リブ部の異なる形態を例示する図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施の形態について説明する。なお、本発明の実施の形態を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

まず、図１を参照して、本発明の実施の一形態であるプリンタの全体構成について説明する。ただし、これに限定されるものではない。本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置にも適用可能である。

図１に示すように、プリンタの装置本体（画像形成装置本体）１００には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが着脱可能に装着されている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５などで構成されている。各感光体２に対向した位置には、それぞれ、感光体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置６が設けられている。本実施形態では、露光装置６としてＬＥＤユニットを用いている。

各現像装置４の上方には、それぞれ、画像形成用の粉体であるトナーを収容した粉体収容器としてのトナーカートリッジ３０が着脱可能に装着されている。各トナーカートリッジ３０は、対応する現像装置４内のトナーと同じ色のトナーが収容されており、現像装置４内のトナーが所定量を下回ると、トナーカートリッジ３０からトナーが補給されるようになっている。なお、本実施形態では、画像形成用の粉体としてトナーから成る一成分現像剤を用いているが、これに限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤を用いる構成にも本実施形態を適用可能である。

各感光体２の下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、中間転写体（像担持体）としての無端状のベルトから成る中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、支持部材としての駆動ローラ９と従動ローラ１０に張架されており、駆動ローラ９が図の反時計回りに回転することによって、中間転写ベルト８は周回走行（回転）するように構成されている。

各感光体２に対向した位置に、それぞれ、一次転写手段としての一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１は、それぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ１１は、電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が一次転写ローラ１１に印加されるようになっている。

また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。二次転写ローラ１２は、中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１２は、一次転写ローラ１１と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧（ＤＣ）及び／又は交流電圧（ＡＣ）が二次転写ローラ１２に印加されるようになっている。

中間転写ベルト８の図の右端側の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。ベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容した給紙トレイ１５や、給紙トレイ１５から用紙Ｐを給送する給紙ローラ１６等が設けてある。ここで、用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等が含まれる。また、記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。

装置本体１００の上部には、用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排紙ローラ１７によって排出された用紙をストックするための排紙トレイ１８が設けられている。

また、装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ１５から二次転写ニップを通って排紙トレイ１８へ搬送するための搬送路Ｒが配設されている。この搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ１９が設けられている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙に画像を定着する定着装置２０が設けられている。

また、図１に示すように、本実施形態に係るプリンタは、装置本体１００の上部に設けられた第１カバーとしての上部カバー１０１と、上部カバー１０１よりも内側（下方）に設けられた第２カバーとしての中間カバー１０２とを備える。上部カバー１０１と中間カバー１０２は、それぞれ、装置本体１００に設けられた支軸１０３、１０４を中心に回転することで開閉可能に構成されている。

中間カバー１０２には、複数のトナーカートリッジ３０を装着可能な容器装着部１２０が形成されている。また、中間カバー１０２の内側（下方）に形成されたユニット装着部１３０には、各色のプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋが収容可能となっている。上部カバー１０１を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２に対して上方から着脱可能な状態となる。

さらに、図２に示すように、中間カバー１０２を開いた状態にすると、各トナーカートリッジ３０をプロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの上方から一体的に退避させることができる。また、このとき、中間カバー１０２と一緒に各露光装置６が各感光体２の上方から退避するため、各プロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを上方から着脱可能な状態となる。

図３は、現像装置４とトナーカートリッジ３０の概略断面図である。
図３に示すように、現像装置４は、トナーを収容する現像ハウジング４０と、トナーを担持する現像剤担持体としての現像ローラ４１と、現像ローラ４１にトナーを供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４１上に担持されたトナー量を規制する規制部材としての現像ブレード４３と、トナーを搬送する搬送部材としての搬送スクリュー４４等を有する。搬送スクリュー４４は、回転軸の外周に螺旋状の羽根を設けて構成されている。搬送スクリュー４４が回転すると、軸方向にトナーを搬送するようになっている。現像装置４は、搬送スクリューを２つ有しても良く、導光部材などを有していてよい。

現像ローラ４１は、金属製の芯金と、その芯金の外周に配設された導電性ゴムで構成されている。本実施形態では、芯金の外径をφ６、導電性ゴムの外周をφ１２、ゴム硬度Ｈｓ７５に設定している。また、導電性ゴムは、体積抵抗値を約１０５〜１０７Ω程度に調整されている。導電性ゴムとしては、例えば、導電性ウレタンゴムやシリコーンゴム等を使用可能である。

供給ローラ４２には、一般に、スポンジローラなどが用いられる。スポンジローラとしては、金属製の芯金の外周に、カーボンを混合して半導電化させた発泡ポリウレタンを付着したものが適当である。本実施形態では、芯金の外径をφ６、スポンジ部分の外径をφ１２に設定している。供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対して当接している。供給ローラ４２と現像ローラ４１とが当接して形成されるニップ部は、通常約１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されている。

現像ブレード４３は、例えば、厚さ０．１ｍｍ程度のＳＵＳなどの金属板で構成される。現像ブレード４３は、その先端側で現像ローラ４１の表面に当接している。本実施形態では、現像ブレード４３を厚さ０．１ｍｍのＳＵＳ材で構成し、当接圧４５Ｎ／ｍ、ニップ部の位置を現像ブレード４３の先端から０．２ｍｍ、現像ブレード４３の支持端部から自由端（先端）までの長さ（自由長）を１４ｍｍに設定することで、現像ローラ４１上に安定したトナーの薄層を形成できるようにしている。

トナーカートリッジ３０は、トナーを収容する容器本体３１と、トナーを排出するために容器本体３１に設けられた排出口３２と、排出口３２を開閉するためのシャッター３３と、容器本体３１内のトナーを排出口３２へ搬送する搬送部材としての搬送スクリュー３４と、容器本体３１内のトナーを撹拌する撹拌部材としてのアジテータ３５等を備える。

搬送スクリュー３４は、回転軸の外周に螺旋状の羽根を設けて構成されている。アジテータ３５は、搬送スクリュー３４の回転軸と平行に配設された回転軸に、平面状の変形可能な羽根を設けて構成されている。アジテータ３５の羽根は、例えば、ＰＥＴフィルム等から成る可撓性の材料で構成される。

トナーカートリッジ３０が装着される中間カバー１０２には、トナーカートリッジ３０の排出口３２と連結される連通口１０２ａが形成されている。また、現像装置４の上部には、連通口１０２ａと連結される受入口４９が形成されている。そして、トナーカートリッジ３０を中間カバー１０２に装着した状態にすると、排出口３２が連通口１０２ａを介して現像装置４の受入口４９と連結され、トナーカートリッジ３０から現像装置４へトナーを補給可能な状態となるように構成されている。

また、トナーカートリッジ３０を装着した状態では、排出口３２と連通口１０２ａとの間に両者間からのトナー漏れを防止する連結シールＳが介在するようになっている。本実施形態では、連結シールＳは中間カバー１０２側に設けられているが、トナーカートリッジ３０側に設けることも可能である。連結シールＳの中央には、排出口３２から受入口４９へトナーを通過させる通過孔Ｓ１が形成されている。

なお、本実施形態では、装置本体１００に対し、トナーカートリッジ３０を単独で着脱可能に構成しているが、この構成に限定されることはない。例えば、トナーカートリッジ３０を現像装置４や感光体２等と一体的に構成し、プロセスユニットとして交換可能にしてもよい。あるいは、トナーカートリッジ３０を現像装置４と一体的に構成し、現像ユニットとして交換することもできる。

以下、図４、図５に基づき、トナーカートリッジの構成について説明する。
図４は、トナーカートリッジの上ケースを取り外した状態の斜視図、図５は、トナーカートリッジの外観斜視図である。

なお、各トナーカートリッジ３０は、異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっているため、以下、１つのトナーカートリッジ３０の構成について説明する。

図５に示すように、トナーカートリッジ３０は、上ケース３１ａと下ケース３１ｂを接合して成る容器本体３１を備える。両ケース３１ａ，３２の接合方法には、振動溶着や超音波溶着などの溶着、もしくは、両面粘着テープや接着剤などによる接着などの方法が用いられる。

上ケース３１ａと下ケース３１ｂを接合することによって形成される内部空間に、トナーや、上記搬送スクリュー３４及びアジテータ３５が収容されている。

上ケース３１ａ及び下ケース３１ｂの長手方向の一端側の側面には、カバー部としてのギヤカバー４７が設けられている。ギヤカバー４７内には、搬送スクリュー３４やアジテータ３５に駆動力を伝達する駆動伝達手段としての複数のギヤが収容されている。

また、ギヤカバー４７が設けられている容器本体３１の一端側には、排出口３２を開閉するシャッター３３が設けられている。シャッター３３は、容器本体３１に回転可能に設けられており、シャッター３３が回転することで、排出口３２が開放された状態と閉鎖された状態とに切換可能となっている。なお図５に示したシャッター３３は、排出口３２を開放させた状態を示している。

図４において、符号３４ａ、３５ａ、３６は、上記ギヤカバー４７内に収容される複数のギヤである。これらのギヤのうち、符号３４ａと符号３５ａで示すギヤは、下ケース３１ｂの一端側の側面から外部に突出した搬送スクリュー３４とアジテータ３５の各回転軸に設けられた搬送駆動ギヤと撹拌駆動ギヤである。また、符号３６で示すギヤは、搬送駆動ギヤ３４ａ及び撹拌駆動ギヤ３５ａと噛み合って回転トルクを伝達するトルク伝達ギヤである。

本実施形態では、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着すると、搬送駆動ギヤ３４ａが、装置本体１００に設けられている本体側駆動ギヤと噛み合う状態となる。この状態で、本体側駆動ギヤが回転駆動すると、搬送駆動ギヤ３４ａ、トルク伝達ギヤ３６及び撹拌駆動ギヤ３５ａは、それぞれ、図４の矢印で示す方向に回転し、搬送スクリュー３４とアジテータ３５とが回転するようになっている。

以下、トナーカートリッジ３０の構成についてさらに詳しく説明する。

図６及び図７は、トナーカートリッジ３０のギヤカバー４７を取り外した状態を示す側面図である。

本実施形態において、トルク伝達ギヤ３６は、図６に示すように、撹拌駆動ギヤ３５ａと噛み合わない非噛合位置と、図７に示すように、他のギヤ３４ａ，３５ａと噛み合ってトルク伝達を行う噛合位置との間で移動可能に構成されている。

具体的に、トルク伝達ギヤ３６は、搬送スクリュー３４（又は搬送駆動ギヤ３４ａ）の回転軸３４０を中心に回転可能に設けられたシャッター３３を有するシャッター部としての外側シャッター部６０に保持されている。トルク伝達ギヤ３６は、外側シャッター部６０が回転することで、図６に示す非噛合位置と図７に示す噛合位置とに切り換えられるようになっている。

図８に示すように、外側シャッター部６０には、少なくとも上記したシャッター３３、被当接部６３、リング部６５が一体的に設けられている。また、被当接部６３は、装置本体１００側に設けられた当接部ＨＴと接触する接触面６３ａを有している。本実施形態において当接部ＨＴは、プロセスユニットに設けられている。

被当接部６３は、回転軸３４０と平行する方向に沿って配置されている。被当接部６３は、トナーカートリッジ３０を装置本体１００へ装着する際に、装置本体１００側に設けてある当接部ＨＴと接触すると、外側シャッター部６０のシャッター３３を開く方向（時計回り）へ回転させる（図７参照）。リング部６５は、回転軸３４０と直交する方向に沿って設けられ、リング部内に回転軸３４０や後述する内側シャッター５０などが配置される。

したがって、トナーカートリッジ３０を装着する際に、外側シャッター部６０の被当接部６３に当接部ＨＴが接触すると、シャッター３３が搬送スクリュー３４の回転軸３４０を中心に開方向（時計回り）に回転する。この場合、図７に示すように、トルク伝達ギヤ３６が噛合位置に配設された状態では、シャッター３３によって排出口３２が開放される。

また、図６又は図７に示すように、付勢手段としての引張バネ６１の一端部が、外側シャッター部６０に設けてある取付部６２に引っ掛けて取り付けられ、当該引張バネ６１の他端部が、上ケース３１ａの側面に設けられた取付部３７に引っ掛けて取り付けられている。この引張バネ６１による引張力（付勢力）によって、外側シャッター部６０はトルク伝達ギヤ３６を撹拌駆動ギヤ３５ａから離間させるように付勢されている。従って、外側シャッター部６０が当接部ＨＴと接触しない状態では、図６に示すように引張バネ６１によって外側シャッター部６０が上方に引っ張られて、閉方向（反時計回り）へ回転しトルク伝達ギヤ３６は非噛合位置に配設される。このときシャッター３３は、外側シャッター部６０の閉方向への回転に伴って、閉方向（反時計回り）に移動して排出口３２を閉鎖する。

次に、図８に示した外側シャッター部６０について、図８、図９を参照しながら詳しく説明する。図９は、トナーカートリッジ３０の外側シャッター部６０の構成を説明する部分拡大正面図である。

本実施形態の外側シャッター部６０は、装置本体１００に設けてある当接部ＨＴと当接する被当接部６３に特長がある。

従来のトナーカートリッジを装置本体へ装着する際、当接部ＨＴに座屈荷重が加わって撓みが生じて、当接部ＨＴが被当接部から離れる位置に移動すると、被当接部は当接部と接触せずに空振りし、シャッターが開かないという問題があった。

本実施形態の被当接部６３は、当接部ＨＴが被当接部６３から離れる位置へ移動することを規制する規制部材６４を有している。規制部材６４は、被当接部６３の端部と連続する。

本実施形態において当接部ＨＴが被当接部６３から離れる位置とは、回転軸３４０の軸方向の容器本体３１側（内方側（矢印方向））の位置を指している。したがって、図示例の規制部材６４は、被当接部６３において回転軸３４０の軸方向の容器本体３１側の端部（内方側端部）に設けられている。

しかし、規制部材６４は、被当接部６３の回転軸３４０の軸方向の装置本体１００側の端部（前方側端部）に設けてよい。また、規制部材６４は、被当接部６３において回転軸３４０の軸方向と直交する側の端部に設けてもよい。

図示例の規制部材６４は、被当接部６３の接触面６３ａから外方側（当接部ＨＴ側）に向かって傾斜する形状を有している。規制部材６４は、接触面６３ａの端部からシャッター３３に亘って傾斜しており、接触面６３ａの端部からトナーカートリッジ３０の装着方向（図９の上下方向）に対して下方側に傾斜している。

本実施形態の規制部材６４は、装着方向に対して下方側へ傾斜しているため、トナーカートリッジ３０を装置本体１００へ装着する際、当接部ＨＴに座屈荷重が加わって撓みが生じていても、当接部ＨＴと接触した際に、該当接部ＨＴを被当接部６３側へ案内できる。

本実施形態の規制部材６４は、図示した形状に限らない。例えば図１０（Ａ）〜図１０（Ｃ）に示した形状で実施することもできる。

図１０（Ａ）に示す規制部材６４Ａは、被当接部６３の接触面６３ａから外方側（当接部ＨＴ側）に向かって湾曲する形状を有している。

図１０（Ｂ）に示す規制部材６４Ｂは、被当接部６３の接触面６３ａから外方側（当接部ＨＴ側）に向かって屈曲する形状を有している。

図１０（Ｃ）に示す規制部材６４Ｃは、被当接部６３の接触面６３ａから外方側（当接部ＨＴ側）に向かって鋭角に屈曲する形状を有している。規制部材６４Ｂと規制部材６４Ｃは、接触面６３ａに対する屈曲角度が相違している。なお、屈曲角度は適宜設計変更が可能である。

次に、図１１〜図１３を参照しながら、本実施形態に係るシャッター機構の構成を説明する。図１１は本実施形態に係るシャッター機構の構成を説明する側面図である。図１１は、トナーカートリッジ３０からギヤカバー４７や搬送駆動ギヤ３４ａ等の各ギヤが取り外された状態となっている。

図１２は、排出口３２を閉鎖状態から開放状態にする際の外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する図である。図１３は排出口３２を開放状態から閉鎖状態にする際の外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する図である。なお図１２、図１３は、説明の関係上、要部のみを記載し簡略化している。

図１１に示すように、容器本体３１内には、排出口３２を内側から開閉するための内側シャッター５０が配設されている。このように、本実施形態は、排出口３２を内側から開閉するシャッター５０（以下、「内側シャッター」という）と、排出口３２を外側から開閉する上記したシャッター３３（以下、「外側シャッター」という）とを有する二重シャッター構造となっている。

内側シャッター５０は、円筒状に形成されており、その周壁には現像剤出口５１が設けられている。内側シャッター５０が回転軸３４０を中心に回転することで、現像剤出口５１が排出口３２と重なり合った開放状態（図１２（Ｃ））と、内側シャッター５０の周壁が排出口３２と重なった（現像剤出口５１と排出口３２が重ならない）閉鎖状態（図１２（Ａ））とに切換可能である。

内側シャッター５０は、容器本体３１の円筒状のシャッター収容部３８の内壁面に回転可能に保持されている。シャッター収容部３８は、容器本体３１の内壁面と一体化される構成であっても良いし、容器本体３１とは別部材として構成されていても良い。

次に、内側シャッター５０の駆動について説明する。内側シャッター５０は、トナーを排出する現像剤出口５１と、内側シャッター５０を回転させる駆動力を受ける突起５２を有している。内側シャッター５０の駆動は、トナーカートリッジ３０に設けられた内側シャッター５０を付勢する引張ばね５３と、内側シャッター５０に設けられた突起５２と、装置本体１００側に設けられた水平方向に移動可能な移動部材１１１等で行われる。

突起５２は、下ケース３１ｂから露出した内側シャッター５０の端部に設けられており、内側シャッター５０の軸方向へ突出している。この突起５２と下ケース３１ｂの側面に設けられた取付部３９との間には、引張ばね５３が引っ掛けて取り付けられている。

移動部材１１１は、水平方向に延在する長手状の部材であって、装置本体１００に移動可能に設けられている。移動部材１１１は、装置本体１００に設けられた駆動機構によって水平方向に往復移動可能に構成されている。移動部材１１１の駆動機構としては、ソレノイドやカム機構などの移動量のばらつきが小さい手段を用いるのが望ましい。また、移動部材１１１は、突起５２に当接可能な突形状１１２を有する。

移動部材１１１が図の左方向（矢印Ｆ方向）へ移動すると、移動部材１１１の突形状１１２が、引張ばね５３の付勢力に抗して内側シャッター５０の突起５２を押し、内側シャッター５０が図の時計回りに回転する。その結果、現像剤出口５１が図１２（Ｃ）に示すように下方を向くように配設され、排出口３２が開放状態となる。本実施形態では内側シャッター５０を開放状態にするタイミングを、トナーカートリッジの装着完了後とすることが好ましい。

次に、移動部材１１１が図の右方向（矢印Ｇ方向）へ移動すると、突起５２を押す力がなくなるため、内側シャッター５０は引張ばね５３の付勢力によって図の反時計回りに回転する。その結果、現像剤出口５１は、図１３（Ｃ）に示すように右側を向くように配設され、排出口３２が閉鎖状態となる。

なお、外側シャッター３３の駆動は、上述したように外側シャッター部６０の被当接部６３が当接部ＨＴと接触して回転することにより行われる。

外側シャッター３３は、トナーカートリッジ３０が装置本体１００に装着される前は、排出口３２を閉鎖する下方を向く位置に配置されている（図６、図１２（Ａ）等参照）。

また、外側シャッター３３は、被当接部６３と当接部ＨＴが接触して図の時計回りに回転すると、排出口３２を開口する位置に配置される（図７、図１２（Ｂ）等参照）。なお、被当接部６３が当接部ＨＴから離れる（トナーカートリッジ３０の取外し方向へ移動する）と、外側シャッター３３は前記した引張バネ６１により排出口３２を閉鎖する下方を向く位置に戻る（図１３（Ｃ）参照）。

次に、図１２（Ａ）〜図１２（Ｃ）を参照しながら、排出口３２の閉鎖状態から開放状態に至る外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する。

図１２（Ａ）はトナーカートリッジ３０が装置本体１００に装着される前における外側シャッター３３と内側シャッター５０の状態を示している。このとき外側シャッター３３は、図示上下側に存在し、内側シャッター５０の現像剤出口５１は図示上右側を向く位置に存在して、排出口３２を閉鎖している。

次に、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着する際、トナーカートリッジ３０を装着方向（矢印Ｄ方向）へ移動させると、被当接部６３と当接部ＨＴとが接触して、外側シャッター３３が図１２（Ｂ）に示す通り開方向（図の時計回り）に回転する。このとき被当接部６３に設けられた規制部材６４は、当接部ＨＴが被当接部６３から離れる位置へ移動することを規制するので、被当接部６３は当接部ＨＴと接触して外側シャッター３３を開方向へ回転できる。このとき内側シャッター５０は、現像剤出口５１の位置が右を向く方向にあり排出口３２を閉鎖する位置にある。

トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着する際、外側シャッター３３は装着動作に連動して回転し、内側シャッター５０より先に排出口３２を開口するが、内側シャッター５０は排出口３２を閉鎖している。したがって、トナーカートリッジ３０の排出口３２が受入口４９と連結される前に内部のトナーが飛散するのを防止できる。なお、外側シャッター３３の開くタイミングを、トナーカートリッジ３０の装着完了前にしているのは、装着時に外側シャッター３３と受入口４９との干渉を避けるためである。

次に、移動部材１１１は、上部カバー１０１が閉鎖されプリンタの電源がＯＮになったことをトリガーにして、図１１に示すように駆動手段によって矢印Ｆ方向へ移動し、突形状１１２により突起５２を矢印Ｆ方向に押す（図１２（Ｂ））。

すると内側シャッター５０は、図１２（Ｃ）に示すように突起５２の矢印Ｆ方向への移動に伴って時計回りに回転する。その結果、現像剤出口５１が下方を向くように配設され、排出口３２が開放状態となる。

次に、図１３（Ａ）〜図１３（Ｃ）を参照しながら、排出口３２を開放状態から閉鎖状態に至る外側シャッターと内側シャッターの動作流れを説明する。

図１３（Ａ）はトナーカートリッジ３０が装置本体１００に装着された状態における外側シャッター３３と内側シャッター５０の状態を示している。このとき外側シャッター３３と、内側シャッター５０の現像剤出口５１とは排出口３２を開放させる位置にある。

次に、例えば上部カバー１０１が開放されたことをトリガーにして、移動部材１１１が図１１に示すように駆動手段によって矢印Ｇ方向へ移動すると、突起５２を押す力がなくなる。そのため、内側シャッター５０は引張ばね５３の付勢力によって図の反時計回りに回転する。その結果、現像剤出口５１は、図１３（Ｂ）に示すように右側を向くように配設され、排出口３２が閉鎖状態となる。

即ち、トナーカートリッジ３０を取り外す際は、装着状態において内側シャッター５０は、外側シャッター３３より先に排出口３２を閉じる。したがって、取り外し時における内部トナーの飛散を防止することができる。

そして、トナーカートリッジ３０を装置本体１００から取外すべくトナーカートリッジ３０を取外し方向（矢印Ｅ方向）へ移動させると、当接部ＨＴと被当接部６３とが離間する。すると、外側シャッター３３は引張ばね６１によって図１３（Ｃ）に示す閉方向（図の反時計回り）に回転して、排出口３２を閉鎖状態にする。上記のように、外側シャッター３３は取り外し動作に連動して排出口３２を閉じることで、排出口３２の内側にトナーが付着していても、取外し時に該トナーが飛散することを防止できる。

ところで従来、トナーカートリッジ３０を装着する際、図１４に示すように当接部ＨＴは、外部からの座屈荷重により回転軸３４０の軸方向の装置本体１００側（外方側（矢印Ｈ方向））に撓んで傾斜した状態で被当接部６３と接触する場合がある。

その際、被当接部６３を有する外側シャッター部６０には、回転軸３４０の軸方向の装置本体１００側（矢印Ｊ方向）に力が掛かり、該外側シャッター部６０が矢印Ｊ方向（シャッター抜け方向）へ移動してしまう。すると、外側シャッター部６０とシャッター収容部３８との間に隙間Ｃ１が発生し、該隙間Ｃ１からトナーが漏れてしまう虞があった。

本実施形態のトナーカートリッジ３０は、図１１に示すように外側シャッター３３の軸方向の移動を規制する止め部材７０を更に有している。

止め部材７０は、トナーカートリッジ３０の外側シャッター部６０や内側シャッター５０などが配置される側面に設置される。

止め部材７０は、トナーカートリッジ３０の側面と連結されるベース部７１と、該ベース部７１から外側シャッター部６０及び内側シャッター５０に向かって延在する止め部７２を有している。

止め部７２は、外側シャッター部６０のリング部６５の装置本体１００側の一部と、内側シャッター５０の装置本体１００側の一部を覆う様態で設置されている。

したがって止め部材７０は、図１４に示すように当接部ＨＴが矢印Ｈ方向へ傾斜した状態で被当接部６３と接触した場合でも、外側シャッター部６０及び内側シャッター５０が回転軸３４０の装置本体１００側（矢印Ｊ方向）へ移動することを防止できる。すると、シャッター収容部３８と外側シャッター部６０とに隙間Ｃ１が生じることを防止できる。

本実施形態の止め部７２は、突起５２の図の反時計回り側に配置されて、内側シャッター５０の反時計回り方向への回転を規制している。

即ち、内側シャッター５０が閉鎖される際、引張ばね５３による引張力を受けて該内側シャッター５０が反時計回りへ回転した際に、止め部７２が内側シャッター５０の反時計回りへの回転を所定の位置で止めることができるように構成されている。したがって止め部７２は、内側シャッター５０の排出口３２の閉鎖時における現像剤出口５１の位置決め部材を兼ねることができる。なお、本実施形態において所定の位置とは、内側シャッター５０の閉鎖時における現像剤出口５１の位置が、図１２（Ａ）に示す右側を向く位置である。本実施形態の止め部７２は、突起５２と接触する側の面がテーパ面に形成されていることが好ましい。

次に、図５、図１５、図１６を参照しながら本実施形態のトナーカートリッジ３０の長手方向の一端側の側面に設けられるギヤカバー４７について説明する。図１５は、ギヤカバー４７を取付けたトナーカートリッジ３０の側面図である。図１６は、装置本体１００の一方の側壁側の内部構造を示す斜視図である。

ギヤカバー４７の表側には、装置本体１００に対する容器側位置決め部として、第１突起部４７１が設けられている。また、ギヤカバー４７の表側には、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着する際の容器本体３１の回転を規制する回転規制部としての第２突起部４７２が、第１突起部４７１の直上位置に配置されている。第１突起部４７１及び第２突起部４７２は、カートリッジ３０の装着方向に対して装置本体１００側へ直交する方向に突出している。

本実施形態の第１突起部４７１と第２突起部４７２とは、着脱方向に延びる１つの軸Ｋ上に配置されている。

この第１突起部４７１と第２突起部４７２は、装置本体１００に設けられたガイド部としての本体側溝１４０（図１６参照）沿ってスライド移動可能であり、装置本体１００に対して容器本体３１を装着方向にガイドすると共に、装置本体１００に対して容器本体３１の位置決めを行える。

従来のトナーカートリッジは、装着時に容器本体が第１突起部を軸に傾くと、外側シャッター部の被当接部と装置本体に設けられた当接部とが接触できず、外側シャッターが開かない虞がある。

しかし、本実施形態のトナーカートリッジ３０は、第１突起部４７１の直上位置に第２突起部４７２が存在するので、容器本体３１が第１突起部４７１を軸に回転して傾くことを防止できる。

なお、本体側溝１４０は、図１６に示すように取外し方向の上側の端部が外方に向かって傾斜するテーパ面に形成されている。また、本体側溝１４０内の装着方向の下方側には、トナーカートリッジ３０側に突出する段部１４１が設けられている。段部１４１は、第１突起部４７１と接触する部材である。

本実施形態の第２突起部４７２は、着脱方向（軸Ｋ方向）に延在するリブ部４７３を備えている。リブ部４７３は、第２突起部４７２を補強する他、トナーカートリッジ３０の本体側溝１４０に対する着脱方向への移動をガイドできる。また、第２突起部４７２には、軸Ｋ方向と直交する方向へ延在するリブ部４７４を有していることが好ましい。

第２突起部４７２は、図１５では正円とされているが、この限りではなく、図１８（Ａ）に示すように着脱方向（軸Ｋ方向）に延びる長孔形状の第２突起部４２７Ａであってよい。また、図１８（Ｂ）に示すように半円弧形状の第２突起部４２７Ｂであってよい。

リブ部４７３は、図１５に示すように第２突起部４７２の直径と同幅で着脱方向に延在する２つの側壁部４７３ａを有する形状である。しかしこの限りではなく、図１９（Ａ）に示すように２つの側壁部４７５ａが装着方向に向かって幅が狭くなる形状を有するリブ部４７５であってよい。また図１９（Ｂ）に示すように、２つの側壁部４７６ａの第２突起部４７２の軸Ｎ方向の幅が装着方向に向かって狭くなる形状を有するリブ部４７６であってよい。

図１７は、装置本体に装着されたトナーカートリッジを搬送スクリューの位置で切断した縦断面図を示した。図１７（Ａ）は、トナーカートリッジを装置本体に装着した初期の状態を示す縦断面図である。図１７（Ｂ）は、トナーカートリッジを装置本体に装着途中の状態を示す縦断面図である。なお、装着した初期の状態とは、本体側溝１４０内に第１突起部４７１のみが挿入され、第２突起部４７２は本体側溝１４０内に挿入されていない状態を指す。装着途中の状態とは、本体側溝１４０内に第１突起部４７１と第２突起部４７２とが挿入されている状態を指す。

本実施形態の第２突起部４７２は、図１７（Ａ）に示すように第１突起部４７１より寸法Ｌだけ外方へ突出している。なお、本体側溝１４０は、第２突起部４７２を挿入可能な深さに形成されている。

したがって、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着した初期において、図１７（Ａ）に示すように第１突起部４７１と本体側溝１４０との間に隙間Ｃ２が形成されるので、トナーカートリッジ３０の初期装着操作がし易くなる。隙間Ｃ２は、上記した寸法Ｌと略同じである。

また、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着途中においては、図１７（Ｂ）に示すように第２突起部４７２は、本体側溝１４０と接触しており隙間が無い。したがって、第２突起部４７２は、容器本体３１が第１突起部４７１を軸に回転することを規制できる。なお、第１突起部４７１は、本体側溝１４０内の装着方向の下方側に設けられた段部１４１と接触して隙間が無い状態となっている。

上記してきたように、本実施形態のトナーカートリッジ３０を構成する被当接部６３は、当接部ＨＴが被当接部６３から離れる位置への移動を規制する規制部材６４を有する構成とした。

したがって、トナーカートリッジ３０を装置本体１００へ装着する際、当接部ＨＴに座屈荷重が加わって撓みが生じても、規制部材６４により当接部ＨＴが被当接部６３から離れる位置へ移動することを規制するので、被当接部６３は当接部ＨＴと接触できる。

また、本実施形態のトナーカートリッジ３０を構成するギヤカバー４７は、容器本体３１を位置決めする第１突起部の他に、容器本体３１の回転を規制する第２突起部を備える構成とした。

したがって、第２突起部４７２により、容器本体３１が回転して傾いてしまうことを防止して、被当接部６３と当接部ＨＴとを接触させることができる。

更に、本実施形態のトナーカートリッジ３０を構成する第２突起部４７２は、第１突起部４７１より寸法Ｌだけ外方へ突出する形状を有している。したがって、トナーカートリッジ３０を装置本体１００へ装着する装着初期時においては、第１突起部４７１と本体側溝１４０との間に隙間Ｃ２に形成されるため、トナーカートリッジ３０の装着がし易い。
また、トナーカートリッジ３０を装置本体１００に装着する途中においては、第２突起部４７２は、本体側溝１４０と接触して隙間が形成されない。そのため、第２突起部４７２は、容器本体３１の回転を規制でき、被当接部６３と当接部ＨＴとを接触させることができる。

即ち本実施形態のトナーカートリッジ３０及び画像形成装置は、上記した各構成を有している故に、被当接部６３と当接部ＨＴとを確実に接触させて、外側シャッター３３を開く方向へ回転させることができる。

以上のとおり、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上述した実施の形態に制限されるものではない。また、本発明は、添付の特許請求の範囲に照らし、種々に変形又は変更することが可能である。

１００ 装置本体（画像形成装置）
１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋ プロセスユニット
３０ トナーカートリッジ（粉体収容器）
３１ 容器本体
３２ 排出口
５０ 内側シャッター
５１ 現像剤出口
５２ 突起
５３ 引張ばね
４７ ギヤカバー（カバー部）
４７１ 第１突起部
４７２ 第２突起部
４７３ リブ部
６０ 外側シャッター部（シャッター部）
６１ 引張バネ
６２ 取付部
６３ 被当接部
６３ａ 接触面
６４ 規制部材
７０ 止め部材
７１ ベース部
７２ 止め部
１１１ 移動部材
１１２ 突形状
ＨＴ 当接部

特開２０１２−１９９４０号

Claims (10)

1. 画像形成装置に着脱可能に配置される画像形成用の粉体を収容する容器本体と、
   前記粉体を排出するために前記容器本体に設けられた排出口と、
   前記排出口を開閉するためのシャッター部と、
   前記画像形成装置側に設けられた当接部と接触することにより前記シャッター部を開く方向へ移動させる前記シャッター部に設けられた被当接部と、
   現像剤を排出可能な現像剤出口を周壁に有する内側シャッターであって、軸心回りに回転することで、前記内側シャッターの前記現像剤出口が前記排出口と重なった開放状態と、前記内側シャッターの前記周壁が前記排出口と重なった閉鎖状態とに切換可能に構成される筒状の内側シャッターと、
   前記軸心の軸方向における前記シャッター部の移動を規制する止め部材と、を備えた粉体収容器であって、
   前記被当接部は、前記当接部が該被当接部から離れる位置へ移動することを規制する規制部材を有し、
   前記止め部材は、前記内側シャッターの一方向への回転を規制して、該内側シャッターの前記閉鎖状態の位置決めを行う位置決め部材を兼ねることを特徴とする粉体収容器。
2. 前記規制部材は、
   前記被当接部の端部に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体収容器。
3. 前記規制部材は、
   前記被当接部の前記当接部との接触面から、該当接部側に向かって傾斜、又は屈曲、又は湾曲していることを特徴とする請求項１又は２に記載の粉体収容器。
4. 前記容器本体の一側側面を覆うカバー部を、更に有し
   前記カバー部は、前記容器本体を位置決めする第１突起部と、前記容器本体の回転を規制する第２突起部とを備えており、
   前記第２突起部は、前記第１突起部の直上位置に配置され、前記第１突起部と前記第２突起部とは着脱方向に延びる１つの軸上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の粉体収容器。
5. 前記第２突起部は、
   前記第１突起部より外方へ突出していることを特徴とする請求項４に記載の粉体収容器。
6. 前記第１突起部と前記第２突起部は、前記画像形成装置に形成された共通のガイド部に沿ってスライド移動可能に形成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の粉体収容器。
7. 前記第２突起部は、リブ部を備えていることを特徴とする請求項４〜６の何れか一項に記載の粉体収容器。
8. 前記容器本体は、内部に前記粉体としてトナーを備えていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の粉体収容器。
9. 画像形成装置に着脱可能に配置される画像形成用の粉体を収容する容器本体と、
   前記粉体を排出するために前記容器本体に設けられた排出口と、
   前記排出口を開閉するためのシャッター部と、
   プロセスカートリッジに設けられた当接部と接触することにより前記シャッター部を開く方向へ移動させる前記シャッター部に設けられた被当接部と、
   現像剤を排出可能な現像剤出口を周壁に有する内側シャッターであって、軸心回りに回転することで、前記内側シャッターの前記現像剤出口が前記排出口と重なった開放状態と、前記内側シャッターの前記周壁が前記排出口と重なった閉鎖状態とに切換可能に構成される筒状の内側シャッターと、
   前記軸心の軸方向における前記シャッター部の移動を規制する止め部材と、を備えた粉体収容器であって、
   前記被当接部は、前記当接部が該被当接部から離れる位置へ移動することを規制する規制部材を有し、
   前記止め部材は、前記内側シャッターの一方向への回転を規制して、該内側シャッターの前記閉鎖状態の位置決めを行う位置決め部材を兼ねることを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項１乃至８の何れか一項に記載の粉体収容器、又は請求項９に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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