JP2004325849A

JP2004325849A - 現像装置

Info

Publication number: JP2004325849A
Application number: JP2003121293A
Authority: JP
Inventors: Masashige Tamura; 田村　　昌重
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2003-04-25
Publication date: 2004-11-18

Abstract

【課題】受け入れ口付近にトナーが多く存在するときにこの受け入れ口を開閉する弁の開閉が不安定となることがあった。
【解決手段】弁の一部にトナーの往来を積極的に許容する隙間を設け、弁の開閉が不安定となるのを防止した。
【選択図】図８

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を採用した、複写機、ファクシミリ、プリンタ等において用いられる現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真技術を用いた画像形成装置は白黒のアナログ複写機から始まり、電子情報を直接レーザー光で書き込み画像を形成するデジタル機、そして多色トナー画像を重ね合わせて同時に転写するフルカラー複合機へと進化し続けている。
【０００３】
フルカラー複合機すなわち多色画像形成装置の作像部の構成としては、複数の現像器を並列に並べて順次トナー像を作像する、いわゆるタンデム型の多色画像形成装置、回転軸を中心として複数の現像器を配し、これを回転させて現像器の切り換えを行い、順次トナー像を作像する回動型現像体＝ロータリ現像器型の多色画像形成装置等が広く一般として知られている。
【０００４】
このうち、ロータリ現像器型多色画像形成装置の構成は、現像器以外の感光ドラムその他構成も、現像色と同じだけ必要とするタンデム型に比べ、現像器以外の構成を一つにまとめることが可能な分コスト的にメリットがあり、同一の感光ドラムに現像するため色ズレに有利な分高画質性能にメリットがあるなど、これらの利点により従来から多く採用されてきた経緯がある（例えば、特許文献１、特許文献２、特許文献３参照）。
【０００５】
従来この種のロータリ現像装置としては、複数の現像器を有し、かつ感光体ドラムに近接して回動自在に設けられる回転現像器ユニットと、上記複数の現像器それぞれに一対一で対応する複数のトナー収容器を有し、かつ該回転現像器ユニットの一端部に同軸上に設けられる回転トナー収容器ユニットと、これら各トナー収容器内と各現像器とを連結するトナー搬送手段とを備えた回転型現像装置が知られている。従来のロータリ現像器１００１を有する多色画像形成装置１２００の一例を図９に示した。上記特開昭６２−１５５７２号公報等で提案されているような回転型現像装置においては、主にトナーのみからなる一成分系現像剤を用いる現像器あるいはキャリアとトナーとからなる二成分現像剤を用いる現像器内に、上記トナー搬送手段により上記トナー収容器のトナーが適宜補給される。
【０００６】
また、これら従来例においては、現像器側のトナー受け入れ口部にトナーが存在している時期に、該トナー受け入れ口部がトナー収容器のトナー排出口部よりも上方にくる回転位置でトナー収容器を取り外してしまうと、該トナー受け入れ口部近傍のトナーが下向きの該トナー受け入れ口からこぼれ落ちて周囲を汚してしまう恐れがある。そこで、特許文献４に開示されているように、トナー収容器の取り外しにより該トナー受け入れ口からこぼれないよう、トナー収容器の移動位置においてトナー収容器の該トナー収容器取り付け部からの取り外しを規制する取り外し規制手段を設けたものや、特許文献５に開示されているように、トナー収容器取り付け部のトナー受け入れ口近傍に規制部材たるシャッタ部材を設け、移動に伴って自重で移動し、上記トナー排出口が上方を向くトナー収容器交換用の移動位置において、該シャッタ部材が上記トナー受入口を閉じるよう構成し、トナー受け入れ口からのトナーこぼれを防止したりする手法も提案されている。
【０００７】
【特許文献１】
特開昭６２−２５１７７２号公報
【特許文献２】
特開昭６３−７８１７０号公報
【特許文献３】
実開昭６３−４１１６４号公報
【特許文献４】
特願平０６−１０６０２４号公報
【特許文献５】
特願平０８−３１４２５２号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
前記特許文献５にて開示した画像形成装置では、前記トナー収容器取り外しの際に、前記トナー受け入れ口部からのトナーこぼれも防止でき、かつ該トナー収容器のトナー排出口近傍に付着しているトナーのこぼれも防止できる効果があった。このため、このトナー排出口近傍からのトナーこぼれを防止するために、トナー収容器取り外しに先立ってトナー排出口を塞ぐシャッタ部材を取り付ける操作を要し、トナー交換の作業性が悪くなるという問題点も解決されていた。
【０００９】
しかしながら、本従来例における構成の場合、以下に掲げるような問題点があった。
本従来例における自重で移動するシャッタ部材は、トナー収容器及びトナー受け入れ口にトナーが十分にある場合に動作が不安定となる。これは、該シャッタ部材周囲に多量のトナーが存在し、自重での移動を阻害する為である。実は、トナー収容器取り外し作業は、該トナー収容器内部のトナーが十分にある状態でも行われることがある。例えばユーザーがトナー残量を取り出して確認してみたり、サービスマンがメンテナンス時に一時取り外したりする場合がそれにあたる。このようなトナー収容器途中取り出しを行った場合には、トナー収容器が取り出されてトナー受け入れ口下の空間が空いて始めて前記シャッタ部材の動作が可能となる場合が多い。すなわち、該トナー受け入れ口からトナーがこぼれることにより、弁の動作が可能となるのである。この場合、こぼれたトナーが機内を汚すこととなってしまう。
【００１０】
特に、本従来例にて例示されているようなロータリ現像装置では、前記トナー受け入れ口から現像器までの間に、該現像器に供給されるトナー量を制御する為の補給スクリューが配されている構成が多く見られる。このような構成の場合、ロータリの回転（公転）に伴って該補給スクリューを回転しなくても、スクリューのスパイラルに従ってトナーが搬送されてしまう為、スパイラルの方向は公転で戻し方向にしてある（補給したくなくても、常時補給されてしまうことを嫌っている為）。この時、補給量が０もしくはそれに近い濃度の薄い画像が続いた場合などに、前記トナー受け入れ口近傍付近のトナー密度が高くなる場合がある。本従来例のように自重で移動するシャッタ部材では、このようにトナー受け入れ口近傍のトナー密度が高い場合には特に動作が不安定となる。さらに、トナー収容器交換時の操作力を大きく必要として操作感を損なうばかりでなく、操作感が悪いことでトナー収容器交換時に振動を加えてしまうがため、トナーこぼれを発生させ機内汚染につながったりもする。その他、トナー収容器のトナーが少なくなった場合には、該シャッタ部材にて完全にトナーの往来が遮断されているがために、トナー受け入れ口側だけがトナー密度が高くなり該シャッタ部材を閉状態に押しとどめてしまうことも考えられ、これもまた弁動作の不安定な要因となっていた。
【００１１】
尚、このようなトナー収容器取り付け口部からのトナー収容器取り外しに伴うトナーこぼれは、現像器、該トナー収容器及び該ホッパ部を所定の移動経路に沿って移動する装置であれば、上記複数の現像器などを備えた現像装置に限らず、１つの現像器のみを備えた現像装置においても発生する恐れがある。
【００１２】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像器に補給されるトナーを収容した少なくとも１つのトナー収容器と、該トナー収容器からのトナーの受け入れ口を有し該トナー収容器を脱着可能に取り付け得る、現像器自体あるいは現像器内部との連通部に形成されたトナー収容器取り付け部と、該トナー収容器を該トナー収容器取り付け部と一体的に装置内で移動可能に保持する保持体とを有する現像装置であって、確実な弁動作でトナーこぼれを発生させることなく、トナー収容器の交換が可能な現像装置を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記課題を解決することができる。本発明は、像担持体上に形成された静電像を現像する現像器と、現像剤を補給する現像剤補給容器と、前記現像器及び前記現像剤補給容器を保持し回転可能に設けられた回転体と、前記現像剤補給容器から排出された現像剤を受け入れる受け入れ口と、前記回転体の回転に伴って前記受け入れ口を開閉する開閉部材と、を有する現像装置において、前記開閉部材は閉位置にあるとき現像剤の往来を許容する隙間が設けられていることを特徴とする。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を画像形成装置であるカラー電子写真プリンタ（以下、プリンタという）に適用した一実施例について説明する。図１は本発明の実施例におけるロータリ現像器を備えた多色画像形成装置（カラー複写機）の一例を示すものである。
【００１５】
本図に示した装置本体２００は本発明実施例において最も特徴的であるロータリ現像器２０１を有する多色画像形成装置である。
【００１６】
装置本体２００には、原稿載置台２０６、光源２０７、レンズ系２０８、給紙部２０９、画像形成部２０２等を備えている。給紙部２０９は、転写材を収容して装置本体２００に着脱自在なカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２を有し、このカセット２１０、２１１及び手差しカセット２１２から転写材が供給される。画像形成部２０２には、円筒状の感光ドラム２１３、１次帯電器２１４、現像剤カートリッジ１０と一体となった複数の現像器４を有するロータリ現像器２０１、現像後の画質を調整するポスト帯電器２１６、４色のトナー像を重ねて転写作像した後転写材へ多色画像を転写する無端円環状の転写ベルト２１７、感光ドラム上の残トナーをクリーニングするドラムクリーナ２１８、転写ベルトから転写材へトナー画像を転写する２次転写ローラ２１９、転写ベルト上の残トナーをクリーニングするベルトクリーナ２２０等がそれぞれ配設されている。
【００１７】
尚、図１に示されているように、本実施例においては、前記ロータリ現像器２０１にはブラック用現像器１０４Ｋ、イエロー用現像器１０４Ｙ，マゼンタ用現像器１０４Ｍ，シアン用現像器１０４Ｃの４色の色現像器を有している構成である。画像形成部の上流側には転写材の姿勢位置精度を高め、転写ベルト上のトナー像に合わせて転写材をタイミングよく送り出すレジストローラ２２１、下流側にはトナー像が転写された転写材Ｓを搬送する転写搬送装置２２２、転写材Ｓ上の未定着画像を定着する定着装置２０４、画像が定着された転写材Ｓを多色画像形成装置外に排出する排出ローラ２０５等が配設されている。
【００１８】
本実施例においては一例として４色ロータリの構成を示すが、本発明の主旨からしてロータリに搭載される現像器の数は、これに限定されるものでないことは言うまでもない。
【００１９】
この多色画像形成装置の動作を説明する。
【００２０】
装置本体側２００に設けられている図示しない制御装置から給紙信号が出力されると、カセット２１０、２１１または手差しカセット２１２から転写材Ｓが供給される。一方、光源２０７−１から原稿載置台２０６に載置されている原稿Ｄに当てられて反射した光は、一旦ＣＣＤユニット２０７−２により読み取られた後、電気信号に変換されレーザースキャナーユニット２０８からのレーザー光に置き換えられて感光ドラム２１３上に照射される。感光ドラム２１３は、あらかじめ一次帯電器２１４により帯電されており、光が照射されることにより静電潜像が形成され、ロータリ現像器２０１内に配された複数の現像器１０４により、選択された色のトナー像が形成される。
【００２１】
感光ドラム上に形成されたトナー像はポスト帯電器２１６によって電位が調整され、やがて転写位置で転写ベルト２１７上に転写される。転写されたトナー像はカラーモードの場合には次のトナー像が形成転写されるよう転写ベルト２１７を更に１回転する。この間、ロータリ現像器２０１は次の指定カラーの現像器を感光ドラム２１３に対向するよう矢印Ｂ方向に回転し、次の静電潜像を現像する準備をする。こうしてフルカラーモードでは所定画像数のトナー画像が転写され終わるまで、静電潜像形成・現像・転写を繰り返す。
【００２２】
ところで、給紙部２０９から給送された転写材Ｓはレジストローラ２２１で斜行が補正され、さらにタイミングが合わされて画像形成部２０２へ送られる。そして、２次転写ローラ２１９によりトナー像が転写され、分離された転写材Ｓは、搬送装置２２２により定着装置２０４に搬送されて、定着装置２０４の熱と圧力により転写材Ｓに未定着転写画像が永久定着される。画像が定着された転写材Ｓは排出ローラ２０５により装置本体２００から排出される。
【００２３】
このようにして、給紙部２０９から給送された転写材Ｓは画像が形成されて排出される。
【００２４】
図２は本発明の一実施形態に係る画像形成装置のロータリ現像器２０１の断面図である。同図に示すように、回転軸１０２の周囲には、中心支持部１０３が固定され、この中心支持部１０３には、９０゜の角間隔をおいて、四つの現像器１０４のピン１０５が支持されている。各現像器１０４は、ハウジング１０６と、その外面に突設されたピン１０５と、ハウジング１０６の内部に配設された二つの攪拌スクリュー１０７，１０８と、現像ロール１０９（供給手段）とを有する。
【００２５】
この画像形成装置では、ポリエステル樹脂をベースとして染料または顔料を含むトナーと、磁性粉からなるキャリアとからなる二成分現像剤が使用される。ハウジング１０６の内部には、キャリアが収容されており、さらに後述するトナー収容器１０からトナーが補給されるようになっている。攪拌スクリュー１０７，１０８は、感光体ドラム２１３に最も接近した位置にあるとき、図中矢印で示す方向に回転され、ハウジング１０６内でその現像剤を攪拌する。
【００２６】
図中、符号１５は、ハウジング１０６の内部に設けられた隔壁を示す。隔壁１５は、ハウジング１０６の内部空間を、攪拌スクリュー１０７が設けられた第１の現像剤室１６と、攪拌スクリュー１０８が設けられた第２の現像剤室１７とに区分する。攪拌スクリュー１０７，１０８は、図の矢印方向に回転されて、攪拌スクリュー１０７は紙面の奥側に向けて現像剤を搬送し、攪拌スクリュー１０８は転写材Ｓ面の手前側に向けて現像剤を搬送する。隔壁１５には、図示しない開口が両端に形成され、攪拌スクリュー１０７に搬送された現像剤が第２の現像剤室１７に移動し、かつ攪拌スクリュー１０８に搬送された現像剤が第１の現像剤室１６に移動するようになされている。このようにして、現像剤中のトナーとキャリアとが混合されると共に、トナーが帯電する。
【００２７】
図３は、一つの現像器１０４中の回転する部材を示す展開図である。同図において、上側が図２の転写材Ｓ面奥側、下側が図２の転写材Ｓ面手前側であり、実線の円弧状の矢印が部材の回転方向、破線の矢印が現像剤の移動方向を示す。同図にも、前記のような、ハウジング１０６内の現像剤の移動状態が示されている。尚、図２は、図３のＩＩ−ＩＩ線を矢視している。
【００２８】
図２に戻り、現像ロール１０９は、ハウジング１０６に形成された供給出口１１に配設されており、感光体ドラム２１３に隣接した位置にあるとき、図中矢印で示す方向に回転され、ハウジング１０６内のトナーを感光体ドラム２１３に供給する。現像ロール１０９は、たとえばマグネットロールの周囲に回転可能にスリーブを配設した構成であり、キャリアと異なる極性のマグネットにより、キャリアとトナーが混合された現像剤を表面に引き付けて、感光体ドラム２１３（現像対象）に搬送するようになっている。
【００２９】
感光体ドラム２１３は、ロータリ現像器２０１に隣接して支持されており、図中矢印Ａで示す方向に回転可能になされている。感光体ドラム２１３の周囲には、先述のとおり帯電器および露光装置が配置されており、感光体ドラム２１３の回転に伴って、感光体ドラム２１３の表面が帯電器により一様に帯電され、次に露光装置により帯電された表面が露光される。このようにして、光電効果により、形成しようとする画像に対応した潜像が、感光体ドラム２１３の表面に形成される。そして、前記のようにして現像ロール１０９に付着した現像剤が、感光体ドラム２１３に到達すると、現像剤中の帯電されたトナーが感光体ドラム２１３上の潜像に静電的に引き付けられて付着する。その一方、キャリアは、現像ロール１０９に付着したまま搬送され、その後、現像ロール１０９中のキャリアと同極性のマグネットの反発力により、ハウジング１０６内で現像ロール１０９から離れる。
【００３０】
本実施形態では、回転軸１０２が駆動されることにより、ロータリ現像器２０１が矢印Ｂで示す方向に回転される。そして、いずれかの現像器１０４の現像ロール１０９を感光体ドラム２１３に隣接させ、この時に、現像ロール１０９からトナーを感光体ドラム２１３に付着させる。現像器１０４は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのト尚、感光体ドラム２１３に供給するようになっており、感光体ドラム２１３の１ないし２回転ごとに、前記のトナーのうち１色が感光体ドラム２１３上に付着させられて、像を形成する。そして、そのトナーの像が形成された後、ロータリ現像器２０１が回転させられて、他の現像器１０４の現像ロール１０９が感光体ドラム２１３に隣接させられる。
【００３１】
図４はトナー収容器１０外周面の正面側を示す正面図である。同図に示すように、ロータリ現像器２０１の中心支持部１０３の前面（紙面手前側）には、中心角９０゜のほぼ扇形の保持部材（現像剤収容器取り付け部）２３が四つ、取り付けられている。各保持部材２３には、ほぼ円形の保持孔１４が形成されており、これにより隣接する保持孔１４の間に、９０゜の角間隔がおかれている。尚、ロータリ現像器２０１の外側において、各保持孔１４の一部が切り欠かれており、これによって開口２４が形成されている。
【００３２】
各保持孔１４には、ほぼ円筒状のトナー収容器１０が挿入され、着脱自在に保持されている。また、図示はしないが、ロータリ現像器２０１の背面には、トナー収容器１０を支持する部材が設けられている。トナー収容器１０は、それぞれブラック、イエロー、マゼンタ、シアンのト尚、内蔵しており、トナーを外部に吐出する補給口１８がトナー収容器１０に形成されている。尚、トナー収容器１０は、補給口１８のみが開口され、他の部分は密閉されて、トナーが漏れ出さないようになっている。
【００３３】
図４に示すように、トナー収容器１０と現像器１０４との間には、筒状の壁体であるトナー受け部１９が配設されている。このトナー受け部１９は、保持部材２３に一体に成形されている。トナー受け部１９は、その内部にトナー室２０（現像剤の受け入れ口）を有しており、トナー室２０は、トナー収容器１０の補給口１８に連通し、ここにトナー収容器１０からトナーが供給される。また、トナー受け部１９には、図３に示すように、供給口２１が形成されており、ここからトナーが落下して、現像器１０４のハウジング１０６に供給されるようになっている。すなわち、供給口２１は、現像器１０４のトナーの取入口であり、トナー収容器１０と現像器１０４とは連通している。
【００３４】
図２に示すように、供給口２１の付近において、ハウジング１０６内には、薄板状のシャッタ２２が回動自在に懸垂されている。このシャッタ２２は、対応するトナー収容器１０が図中の左側にあるときには、供給口２１を開いているが、対応するトナー収容器１０が図中の右側にあるときには、供給口２１を閉じ、現像器１０４からトナー受け部１９へのトナーの逆流、およびキャリアのトナー受け部１９への流入を防止する。
【００３５】
尚、図３および図４に示すように、現像器１０４は、保持部材２３よりも背面側に設けられているが、トナー収容器１０は、保持部材２３の背面だけでなく、正面側に若干突出させられた位置に保持されている。そして、トナー収容器１０の補給口１８は、保持部材２３の内部に位置させられており、この位置で保持部材２３に一体のトナー受け部１９の取入口にト尚、補給するようになっている。トナー受け部１９は、保持部材２３の他の部分よりも背面側に突出させられているが、保持部材２３のトナー受け部１９以外の部分は、画像形成装置の本体パネルよりも正面側に配置されている。画像形成装置の本体パネルの背面側には、紙等の画像形成対象を搬送する各種の搬送用ロールや前記の転写装置等が配置されている。すなわち、トナー収容器１０と、トナー受け部１９ひいては現像器１０４とを連通する補給口１８が、画像形成装置の本体パネルよりも正面側にあり、搬送用ロールや転写装置等が、本体パネルの背面側にある。
【００３６】
さて、図２に示すように、各トナー収容器１０の内部には、トナーアジテータ（搬送手段）２５が配設されている。また、各トナー受け部１９の内部には、トナーオーガ（搬送手段、トナー流動防止手段）２６が配設されている。
【００３７】
図３において、符号２７は、伝達クラッチを示す。この伝達クラッチ２７には、図示しない駆動モータからタイミングベルトによって駆動力を伝達されるようになっており、これにより現像ロール１０９、攪拌スクリュー１０７，１０８およびトナーアジテータ２５が回転される。伝達クラッチ２７は、画像形成装置の本体キャビネットに固定されており、その回転軸には１方向クラッチを介して歯車２８が固定されている。また、現像ロール１０９の軸には、歯車２９，３０が固定されている。そして、現像ロール１０９が感光体ドラム２１３に隣接した時（図２参照）、歯車２８が歯車２９に噛み合うようになっている。また、攪拌スクリュー７，８およびトナーアジテータ２５の軸には、それぞれ歯車３３，３２，３５が固定されている。そして、常時、歯車３０がアイドラ歯車３１に噛み合い、アイドラ歯車３１が歯車３２に、歯車３２が歯車３３に噛み合っている。また、歯車３５は、歯車列３４を介して、アイドラ歯車３１に噛み合い、連動するようになっている。
【００３８】
したがって、伝達クラッチ２７が駆動され、現像ロール１０９が回転させられてトナーを感光体ドラム２１３に供給する時には、攪拌スクリュー１０７，１０８、トナーアジテータ２５も連動して回転させられる。この場合の攪拌スクリュー１０７，１０８の回転方向は前記の通りである。また、この場合、トナーアジテータ２５は、図２および図３の矢印で示す方向に回転させられる。これにより、トナー収容器１０内のトナーには、図中の破線の矢印で示すように、正面側つまり補給口１８側への搬送力が与えられ、トナーはトナー収容器１０からトナー室２０内へと搬送される。
【００３９】
一方、トナー室２０内にあるトナーオーガ２６の軸２６ａは、現像ロール１０９等とは別個の駆動モータ（図示せず）により駆動されるようになっている。対応する現像ロール１０９が回転してトナーを感光体ドラム２１３に供給する時には、トナーオーガ２６は矢印Ｃで示す方向に回転され、トナーを図３の破線の矢印で示す方向に搬送し、供給口２１を通じて、現像器１０４のハウジング１０６内に落下させる。そして、トナーオーガ２６を駆動する駆動モータは、図示しない制御装置で制御され、トナーオーガ２６を間欠的に駆動するようになっている。制御装置は、感光体ドラム２１３上に形成されるトナー画像の濃度に応じて、トナーオーガ２６の駆動時間を調整する。
【００４０】
図３に示すように、トナー室２０は長尺になされ、補給口１８と供給口２１とが軸線方向に離間させられており、トナーが抵抗なくトナー室２０内を通過することは不可能になっている。また、トナー収容器１０に比較してトナー室２０の内径も小さく形成されている。このため、上流側に相当するトナーアジテータ２５から一定量以上のトナーが搬送されている限り、トナー室２０内にはトナーが堆積する。したがって、現像器１０４へ供給されるトナーの量は、トナーオーガ２６の駆動時間によって制御され、これにより現像ロール１０９から感光体ドラム２１３に供給されるトナーの量、ひいては形成すべき画像の濃度が制御される。
【００４１】
そして、他の現像器１０４から感光体ドラム２１３にトナーを供給するために、ロータリ現像器２０１を図２の矢印Ｂ方向に回転させると、歯車２８と歯車２９との間の噛み合いが断たれ、現像ロール１０９、攪拌スクリュー１０７，１０８およびトナーアジテータ２５へは駆動力が与えられなくなる。また、ロータリ現像器２０１の回転時には、駆動モータによりトナーオーガ２６が駆動されることはない。しかしながら、ロータリ現像器２０１の回転は、個々の現像器１０４にとっては、公転運動に相当する。したがって、トナー収容器１０およびトナー受け部１９においては、現像器１０４を図２の矢印Ｂ方向に公転させると、トナーアジテータ２５およびトナーオーガ２６が静止した状態であっても、トナーアジテータ２５およびトナーオーガ２６の螺旋に沿ってトナーが移動する。
【００４２】
このうち、トナーアジテータ２５の螺旋の向きは、図４の矢印の方向に回転すると、トナーを補給口１８に移動させる向きである。その矢印の方向は、時計方向であり、矢印Ｂと同様である。したがって、現像器１０４を図２の矢印Ｂ方向に公転させると、トナー収容器１０ではトナーアジテータ２５の螺旋に沿って、トナーが補給口１８に向けて移動させられる。このため、次に対応する現像器１０４でトナーを供給する時に、迅速にトナー室２０内にトナーが流入し好都合である。
【００４３】
また、トナーオーガ２６の螺旋の向きは、図２の矢印Ｃの方向に回転すると、トナーを供給口２１に移動させる向きである。矢印Ｃの方向は、反時計方向であり、矢印Ｂと逆である。したがって、現像器１０４を図２の矢印Ｂ方向に公転させると、トナー室２０ではトナーオーガ２６の螺旋に沿って、トナーが補給口１８側に移動させられる。
【００４４】
仮に、このようなトナー室２０もトナーオーガ２６も設けない場合には、ロータリ現像器２０１の回転時に、前記のトナーアジテータ２５によるトナーの移動に伴い、トナー収容器１０から直接ハウジング１０６内部にトナーが流入するおそれがある。これでは、次にその現像器１０４でトナーの供給を開始すると、トナー供給量が過大になり、制御しようとする濃度よりも画像が濃くなってしまう。
【００４５】
さて、図５は、一つの保持部材２３を示す斜視図である。同図に示すように、保持部材２３は、中心角９０゜のほぼ扇形に形成されている。保持孔１４は、円筒状に形成され、保持孔１４が形成された部分の軸線方向の長さは、保持部材２３で他の部分の厚さよりも大きくされている。尚、図中の上方が正面側、下方が背面側である。保持孔１４の内周面の正面側には、円弧状の凹部４０，４１，４２，４３が形成されている。
【００４６】
このうち、凹部４０と凹部４１は、連なるように形成されており、凹部４１は、トナー受け部１９の側壁をなしている。図中、符号４６は、トナー受け部１９内のトナーオーガ２６の軸を受ける孔を示す。凹部４１には、断面がＬ字形のレール６３が一対形成されており、これらのレール６３にトナー室シャッタ６４が係合されている。このトナー室シャッタ６４は、レール６３に沿って摺動可能になされ、凹部４１にあるときに、トナー室２０のトナー取入口を閉塞し、凹部４０側に移動させられると、そのトナー取入口を開くようになっている。尚、凹部４０には、図４に示すように、突条４４が形成されている。
【００４７】
凹部４２には、三本のピン４８が突設されている。これらのピン４８は、成形時には、等間隔に四本形成され、いずれか一本が折り取られて残されたものである。この場合に、どのピン４８を折り取るかは、四つあるトナー収容器１０ごとに異なる。さらに、保持孔１４の内周面において、凹部４３とは間隔をおいて、幅の狭い凹溝４９が形成されている。凹溝４９は、台形状の断面を有している。
【００４８】
図６は、トナー収容器１０を示す斜視図である。トナー収容器１０の正面側の端部には、補給口１８が形成されていることは前述の通りである。さらに、このトナー収容器１０には、一体のレール５０が突設されている。これらのレール５０には、シャッタ５１が係合され、これにより補給口１８を開閉可能になっている。また、トナー収容器１０の奥側の端部には、突条５８が形成されている。
【００４９】
図７に示すように、シャッタ５１は、円弧板状であり、その内周面の両側端には、断面がＬ字形の凸壁５２が形成され、これによって一対の摺動溝５３が形成されている。図示は省略するが、トナー収容器１０のレール５０は、摺動溝５３に嵌め込まれるようにＬ字形断面を有しており、これによりシャッタ５１は、トナー収容器１０の周方向に沿って摺動可能になっている。そして、シャッタ５１またはトナー収容器１０のいずれかの回転により、補給口１８が開閉される。また、シャッタ５１の内周面の一端には、ストッパー５４が形成されており、シャッタ５１が補給口１８を閉じる時、このストッパー５４は補給口１８の周囲の凸壁（図示せず）に当接する。また、シャッタ５１の側端面には、凸部５５（第２の係合部）が形成されている。凸部５５は、四つのトナー収容器１０ごとに、異なる位置に形成されている。
【００５０】
このシャッタ５１は、トナー収容器１０が保持孔１４に装着されると、保持孔１４の凹部４２に嵌め込まれるようになっている。図５に示すように、凹部４２の外径は、凹部４１および凹部４３よりも小さいため、凹部４２にシャッタ５１が装着されると、シャッタ５１は保持孔１４の周方向に移動することができなくなる。ただし、トナー収容器１０自体は軸線周りに回転することができ、これにより相対的に補給口１８が開かれるようになっている。
【００５１】
さらに、シャッタ５１の凸部５５は、トナー収容器１０が保持孔１４に装着されると、凹部４２のうちピン４８が立設されていない空間（第１の係合部）５６に侵入する。ここで、前記のように、三本のピン４８の位置および凸部５５の形成位置は、四つあるトナー収容器１０ごとに異なるようになされており、保持孔１４に対応するトナー収容器１０とは別のトナー収容器１０が挿入されても、そのトナー収容器１０は、保持孔１４の奥まで完全に挿入されなくなっている。また、図４に示すように、トナー収容器１０の正面側の端面には、細長い摘み（操作部）６０が突設されている。トナー収容器１０を保持孔１４に装着する際には、トナー収容器１０を保持孔１４に挿入した後に、使用者が摘み６０を摘んでトナー収容器１０を軸線周りに回転させ、セットするようになっている。尚、トナー収容器１０外周面の正面側の端部には、突条５７が形成され、ストーパーとして機能している。
次に、トナー収容器１０を保持孔１４に装着する手順について説明する。まず、使用者がトナー収容器１０を対応する保持孔１４に挿入する。この時には、トナー収容器１０の突条５８を保持孔１４の凹溝４９により案内し、シャッタ５１が凹部４２に位置するようにトナー収容器１０を推し進める。この際には、補給口１８はシャッタ５１で閉じられた状態にある。次に、図４で示す状態へとトナー収容器１０を一定角度回転させる。
【００５２】
トナー収容器１０が回転されると、シャッタ５１が凹部４２内に残されたまま、トナー収容器１０の補給口１８がトナー受け部１９側に移動する。この場合、トナー収容器１０の摺動溝５３が、保持孔１４にあるレール６３に係合する。さらに、補給口１８が移動することにより、補給口１８の周囲の凸壁に押されて、凹部４１あるトナー室シャッタ６４も移動させられる。このようにして、トナー収容器１０とシャッタ５１との相対回転により、補給口１８が開かれると同時に、トナー室シャッタ６４の移動によりトナー室２０の取入口も開かれる。したがって、図２に示すように、補給口１８はトナー受け部１９のトナー室２０に連通し、ここからトナー室２０にトナーを補給することが可能になる。
【００５３】
そして、トナー収容器１０内のトナーが少量になって、交換する場合には、装着されているトナー収容器１０を、使用者が図４の状態から反時計方向に回転させる。これにより、トナー収容器１０は凹部４２内のシャッタ５１により補給口１８が閉じられると共に、使用者はトナー収容器１０を保持孔１４から引き出すことが可能になる。また、トナー収容器１０の突条５７に押されて保持孔１４のトナー室シャッタ６４が押し戻され、これによりトナー室２０の取入口も閉じられる。
【００５４】
このように、本実施形態によれば、トナー収容器１０を保持孔１４に保持させる際の動作に伴って、シャッタ５１が開かれ、それ以前はシャッタ５１で補給口１８を閉じるトナー収容器１０の補給口１８を露出させないようにすることが可能である。しかも、単にトナー収容器１０が保持孔１４に挿入されただけでは、シャッタ５１は開かれず、トナー収容器１０を保持孔１４内で回転させることにより、始めてシャッタ５１が開かれる。
【００５５】
次に、本発明実施例において最も特徴的である、トナー収容器交換の際のトナーこぼれ防止について説明する。トナー収容器の交換に際して、不図示のトナー収容器ユニットのシャッタが交換位置の規制部材として機能する。すなわち、このシャッタはトナー収容器の取りだし方向の下流側に位置し、その切欠き部以外の箇所からは取り出しができないようになっていて、１つのトナー収容器が通過し得る周縁部からなっている。そして、本実施例ではトナー収容器が通過し得る周縁切欠き部が、第三象限（図４における下方左よりの保持部材２３の取っている位置）に位置するトナー収容器１０に対応するように形成されている。この第三象限は、図２あるいは図４から判るように、取り出し可能なトナー収容器のトナー受け部１９のトナー室２０（トナー受け入れ口）は鉛直下方を向き、ここに取り付けられているトナー収容器のトナー排出口は鉛直上方を向く。よって、トナー収容器が取り外されたときに仮にトナー収容器のトナー排出口の近傍にトナーが存在していても該トナー受け入れ口からのトナーこぼれが生じない。しかし、トナー受け部１９のトナー室２０（トナー受け入れ口）近傍にトナーが存在していると、これがトナー受け入れ口を介してこぼれる恐れがある。
【００５６】
そこで、本実施例においては、トナー受け部１９のトナー室２０（トナー受け入れ口）近傍に、規制部材たる薄板状のシャッタを回動自在に配している。以下、このシャッタについて説明する。図８（ａ）は、シャッタユニットの斜視図、図８（ｂ）は該シャッタユニットをトナー室２０方向から見た上視図、図８（ｃ）は該シャッタユニットを取り付けトナー室２０が鉛直下方を向いているトナー受け部１９近傍を、トナーオーガ２６の軸２６ａに垂直な面で切断した断面図である。尚、図８（ａ）中の符号３００で示すのは、現像器ユニットの回転中心線方向（本実施例では上記トナー補給ローラ軸方向に一致する）を示し、矢印Ｂはロータリ現像器２０１の回転方向を示す。このシャッタユニットは、上記トナー室２０内部に取り付けられる枠体２と、この枠体内の上記回転中心方向Ａに直交する方向における両端部それぞれに固設された上記回転中心方向Ｂに平行な支持軸３と、各支持軸に中央部が回転可能に支持されたシャッタ部材１とからなっている。
【００５７】
ところが、先に詳しく説明したとおり、本実施形態ではロータリ現像器２０１の回転時には、トナーオーガ２６の螺旋に沿ってトナーには仮想線で示す方向、すなわち補給口１８側への搬送力が与えられる（図３参照）。これにより、トナーアジテータ２５とトナーオーガ２６の両方により、補給口１８付近にはトナーが集中することとなり、場合によってはかなりの圧縮状態となる。このような圧縮状態は〔発明が解決しようとする課題〕にて説明したとおり、トナー収容器取り外し作業を該トナー収容器内部のトナーが十分にある状態で行った場合に発生することがある。例えばユーザーがトナー残量を取り出して確認してみたり、サービスマンがメンテナンス時に一時取り外したりする場合がそれにあたる。
【００５８】
このようなトナー圧縮状態が発生した場合には、トナー収容器交換時の操作力を大きく必要として操作感を損なうばかりでなく、操作感が悪いことでトナー収容器交換時に振動を加えてしまうがため、トナーこぼれを発生させ機内汚染につながったりもする。これは、前記トナー圧縮状態ではシャッタ部材１の動作が不安定となり、トナー収容器が取り出されてトナー受け入れ口下の空間が空いて、始めて前記シャッタ部材の動作が可能となる為である。すなわち、該トナー受け入れ口からトナーがこぼれることにより、弁の動作が可能となるのである。この場合、こぼれたトナーが機内を汚すこととなってしまう。
【００５９】
そこで本発明実施例においては、このシャッタ部材１が図８（ｂ）に示すとおり、トナー室２０を閉塞した状態において、回転支持軸３近傍と、両サイド側と、先端にそれぞれ隙間を有しているようにした（５，６，７）。ここが本発明の最も特徴的な点である。すなわち、シャッタ部材１が上記トナー室２０を閉塞した状態においても、トナー室２０を完全に覆い得ているわけではなく、トナーの往来を少し許す構成となっているのである。これによりトナー圧縮状態が発生しても、完全にトナー閉塞しない限り前記シャッタ部材１の動作は保証され、トナー収容器１０の交換時にはトナー受け入れ口をそれなりに遮断し、トナー収容器取り出し作業の作業性に貢献しているのである。ましてや、シャッタ部材があるがためにトナー受け部１９側のみトナー密度が高まって、更に弁動作を不安定にすることもない。その上トナーの往来を若干許しているので、トナーの圧縮状態にも陥りにくく、非常に安定した弁動作を確保することが出来ている。
【００６０】
ところで図８（ｂ）に示すとおり、本発明実施例では、これらシャッタ部材１の隙間４，５，６のうち、支持軸３近傍に大きく隙間を持たせてやることで、より高い効果が得られている。これは、支持軸３に近い領域にトナーが挟まった方が、シャッタ部材１が回転するには大きなモーメントを要し、動作が不安定となりがちだからである。さらに本発明では図８（ａ）に示すとおりシャッタ部材１の先端部に重り４を設けることで、トナー密度が高い状態においても確実な弁動作を保証している。
【００６１】
我々は実験により、前記シャッタ部材が閉の状態において、前記トナー受け入れ口を塞ぐ面積を７０〜９７％程度に設定すると、様々な状況に適応しやすく好適であることをつかんでいる。ちなみに本発明実施例の場合、この塞ぐ面積を８７．５％とし、トナーの往来とシャッタ機能との両立を図っている。
【００６２】
また図８（ｃ）に示すとおり、該シャッタ部材１先端がトナー室２０の周縁部に当接することにより、トナー受け入れ口を塞ぐ回転位置を越えてトナー収容器取り付け部側に回転しないようになっている。そして、このシャッタユニットのシャッタ１が図８（ｃ）に二点鎖線で示すように、トナー室２０を塞ぐ位置から９０度回転した状態で対向するトナー室２０内面には、シャッタ１に当接してそれ以上の回転を規制するためのストッパー部８が形成されている。
【００６３】
ロータリ現像器２０１回転中のシャッタ部材１の動きについては、先に説明した特許文献５に詳しく開示されているのでここでは詳しい説明を割愛する。簡略化して説明を加えるならば、第一象限ではトナー受け部１９が保持部材２３の上方に位置している。このときには、上記支持軸３に支持されたシャッタ部材が自重により先端を鉛直下方に懸垂された状態になり、トナー室２０を開放する。これにより、トナー室２０よりも上方にあるトナー収容器１０からのトナーを、トナー受け部１９を介してトナー室２０内に受け入れることができる。そして、現像器ユニットが９０度回転した第二象限では、シャッタ部材１が自重により回転して、トナー室２０を覆う位置を取る。そして、現像器ユニットが更に９０度回転したカラートナー交換用位置である第三象限では、やはりシャッタ部材１が自重により回転して、トナー室２０を覆う位置を取る。これにより、トナー受け部１９に取り付けられているトナー収容器を取り外しても、トナー室２０のトナーがトナー受け入れ口を介してこぼれ落ちるのを防止できる。そして、現像器ユニットが更に９０度回転した現像位置である第四象限では、上記第一象限におけると同様に上記支持軸３に支持されたシャッタ部材が自重により先端を鉛直下方に懸垂された状態で、トナー室２０を開放している。そして、現像器ユニットが更に９０度回転して第一象限に戻ると、シャッタ部材１は支持軸３に懸垂されトナー室２０を開放している状態に戻る。
【００６４】
以上のように、本実施例では、自重により揺動するシャッタ部材１をトナー室２０の開閉できる位置に設けたので、保持部材２３のトナー室２０が鉛直下方を向く位置を、トナー収容器交換位置にして、取り外したトナー収容器のトナー排出口が上向きになるようにすることで、トナー収容器からのトナーこぼれを防止するとともに、鉛直下方を向いているトナー室２０からのトナーこぼれも防止することもできる。さらに、トナー圧縮状態が発生しても、完全にトナー閉塞しない限り前記シャッタ部材の動作が保証でき、トナー収容器の交換時にはトナー受け入れ口をそれなりに遮断し、トナー収容器取り出し作業の作業性に貢献しているのである。ましてやシャッタ部材があるがために、トナー受け部側のみトナー密度が高まり更に弁動作を不安定にする問題も解決できた。その上トナーの往来を若干許しているので、トナーの圧縮状態にも陥りにくく、非常に安定した弁動作を確保することが出来ているのである。
【００６５】
上述したように、受け入れ口の前後にトナーが多く存在する状態であっても動作が不安定となるのを防止することができる。
【００６６】
従って、トナー収容器内に収容されたトナーが多い場合に、操作者が現像剤補給容器を取り外したりしても、トナーがこぼれなくなり機内を汚すのを防止することができる。
【００６７】
特に、トナー受け入れ口から現像器までの間に、該現像器に供給されるトナー量を制御する為の補給スクリューが配され、該補給スクリュースパイラルの方向を公転で戻し方向にした場合に、どんなに補給量の少ない公転が続いても、前記シャッタ部材が動かなくなるほど前記トナー受け入れ口近傍付近のトナー密度が高くなることもなくなった。先述のように自重で移動するシャッタ部材を用いても、トナー受け入れ口近傍のトナー密度が高くならないので、動作が不安定となることがなくなった。これにより、トナー収容器交換時の操作力を大きく必要として操作感を損なうこともなく、良好な操作感でトナー収容器交換時にトナーこぼれ発生による機内汚染をなくすことができた。その他、トナー収容器のトナーが少なくなった場合に見られた、トナー受け入れ口側だけがトナー密度が高くなり該シャッタ部材を閉状態に押しとどめてしまうこともなくなり、弁の開閉動作を安定して行わせることが可能となった。
【００６８】
尚、本発明実施例でのシャッタ部材構成は一例として、一枚タイプのものを示したが、前記特許文献５に詳しく開示されているような、２枚タイプのシャッタ部材を始めその他様々に示されている構成であっても、本発明の趣旨からしてなんら変わるものでない。まして、その他容易に考え得る規制部材を用いた構成であっても効果としては同じである。
【００６９】
また本発明実施例では説明の為、現像剤収容器と現像器の間に、現像剤収容器取り付け部と連通部とを有する構成について説明を加えたが、現像剤収容器が現像器に直接取り付く構成であっても、その現像剤受け入れ口にシャッタ部材を用いた構成であれば、同様の効果があることも言うまでもない。
【００７０】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、受け入れ口付近に現像剤が多く存在する状態であっても開閉部材の開閉動作が不安定となるのを有効に防止することができる。
【００７１】
従って、現像剤補給容器内に収容された現像剤が多い場合に、操作者が現像剤補給容器を取り外したりしても、現像剤のこぼれがなくなり機内を汚すのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明実施例における回動型現像体を備えた多色画像形成装置一例を示す断面図。
【図２】本発明実施例における回動型現像体の動作を説明する断面図。
【図３】本発明実施例における回動型現像体の駆動系統を説明する上視展開図。
【図４】本発明実施例における回動型現像体のトナー収容器装着状態を説明する正面図。
【図５】本発明実施例における回動型現像体のトナー収容器保持部材を説明する要部斜視図。
【図６】本発明実施例におけるトナー収容器を示す斜視図。
【図７】本発明実施例におけるトナー収容器シャッタを示す斜視図。
【図８】本発明実施例における回動型現像体のトナー収容器保持部材内に設けられたシャッタ部材を説明する図。（ａ）シャッタユニットの斜視図。（ｂ）同シャッタユニットの上視図。（ｃ）同シャッタユニット取り付けトナー受け入れ口近傍の断面図。
【図９】従来例における回動型現像体を備えた多色画像形成装置一例を示す断面図。
【符号の説明】
１シャッタ部材
２シャッタ枠体
３シャッタ支持軸
４シャッタ重り
５，６，７シャッタ隙間
２０１、１２０１現像ロータリ
１０４、１２１５現像器

Claims

像担持体上に形成された静電像を現像する現像器と、現像剤を補給する現像剤補給容器と、前記現像器及び前記現像剤補給容器を保持し回転可能に設けられた回転体と、前記現像剤補給容器から排出された現像剤を受け入れる受け入れ口と、前記回転体の回転に伴って前記受け入れ口を開閉する開閉部材と、を有する現像装置において、
前記開閉部材は閉位置にあるとき現像剤の往来を許容する隙間が設けられていることを特徴とする現像装置。
前記開閉部材が閉位置にあるとき、前記開閉部材により前記受け入れ口を塞ぐ面積を前記受け入れ口に対し７０〜９７％に設定したことを特徴とする請求項１の現像装置。
前記開閉部材を前記回転体の回転に伴って自重により回動する弁機構としたことを特徴とする請求項１又は２の現像装置。
前記開閉部材の隙間を少なくとも回動中心近傍に設けたことを特徴とする請求項３の現像装置。
前記開閉部材の隙間を異なる位置に複数設け、これら複数の隙間のうち最も大きい隙間を回動中心近傍に設けたことを特徴とする請求項４の現像装置。
前記現像剤補給容器から排出された現像剤を前記受け入れ口より受け入れる現像剤貯留室と、前記現像剤貯留室内の現像剤を前記現像器へ搬送する螺旋状の搬送部材と、を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの現像装置。
前記現像剤補給容器は前記回転体の回転に伴って排出口に向けて現像剤を搬送する搬送機構を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの現像装置。