JP2005338583A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】構成が簡素でユーザビリティが高く、トナーの飛散の少ない画像形成装置を提供すること。
【解決手段】開口孔１ａが形成された現像器（トナー貯蔵ユニット）１と、画像形成装置本体と、現像器１の開口孔１ａに対向した位置の端部に開口孔３ａが形成されたトナー搬送パイプ３と、現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａを遮蔽する遮蔽位置と開口孔１ａと開口孔３ａを連通させてトナーを通過可能にする連通位置の２つ位置の間を移動可能に設けられたシャッター４，５と、遮蔽位置にあるシャッター４，５と干渉しない初期位置と連通位置にあるシャッター４，５と当接する連通位置の間を移動可能に設けられたシャッター移動部材６と、シャッター移動部材６を初期位置から連通位置まで移動させた後に連通位置から初期位置まで戻すことが可能な駆動手段７と、駆動手段７の駆動源であるモータ１１と、を含んで画像形成装置を構成する。
【選択図】図２

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

従来、この種の画像形成装置においては、現像剤担持体の表面に顕画剤としての乾式現像剤を担持せしめ、静電潜像を担持した像担持体の表面近傍に現像剤を搬送供給し、像担持体と現像剤担持体の間に交互（交番）電界を印加しながら静電潜像を現像剤で現像して顕像化する方法が良く知られており、現像剤担持体として現像スリーブが、像担持体として感光ドラムがそれぞれ用いられることが一般的である。

ところで、現像方法としては、例えば２成分系組成（キャリア粒子とトナー粒子）から成る現像剤（２成分現像剤）を用い、内部に磁石を配置した現像スリーブの表面に磁気ブラシを形成し、微小な現像間隙を保持して対向された感光ドラムにこの磁気ブラシを摺擦又は近接させ、現像スリーブと感光ドラム間（Ｓ−Ｄ間）に連続的に交互電界を印加することによってトナー粒子の現像スリーブ側から感光ドラム側への転移及び逆転移を繰り返し行わせて現像を行う所謂磁気ブラシ現像法が知られている（例えば、特許文献１，２参照）。

以下、２成分磁気ブラシ現像用の現像器の構成について説明する。

図１３は現像器を長手方向に対して平行な方向から見た断面図であり、同図において、３０１は現像スリーブ、３０２は現像スリーブ３０１中に固定配置されたマグネットローラ、３０３は現像スクリュー、３０４は撹拌スクリュー、３０５は現像容器、３０５ａはトナーの受取孔、３０５ｂは現像室、３０５ｃは撹拌室、３０６は現像剤を現像スリーブ３０１の表面に薄層形成するために配置された規制ブレード、３０７はトナーを貯蔵するトナー容器、３０８はトナー容器３０７から現像器へトナーを補給するスクリューである。図示のように、現像スリーブ３０１は感光ドラム３０９に対して近接配置され、感光ドラム３０９と逆方向又は同一方向に回転し、現像剤（斜線で図示）が感光ドラム３０９に対して接触する状態で現像できるよう設定されている。

現像容器３０５中にはトナー粒子と磁性キャリアが混合された現像剤が収容されており、トナー粒子と磁性キャリアの混合比（以後、Ｔ／Ｃ比と称す）は、現像により消費されたトナーに見合った量のトナーが、補給用トナーが収容されているトナー容器３０７からスクリュー３０８によって補給されることによって一定の値に保持される。即ち、補給されたトナーは、現像容器３０５の受取孔３０５ａを経て、撹拌スクリュー３０４が設けられた撹拌室３０５ｃへ落下補給されることによってＴ／Ｃ比が一定に保たれている。

図１４は現像器の平断面図である。

図１４に示すように、現像スリーブ３０１、現像スクリュー３０３及び撹拌スクリュー３０４は、モータ等の駆動源Ｍからの駆動力をギア列等の不図示の駆動伝達手段を経て受けて所定の方向へ所定の速度で回転駆動されることによって、現像容器３０５中の現像剤を図示矢印方向へ循環させる。そして、受取孔３０５ａから補給された新しいトナーは、撹拌室３０５ｃを搬送される間に現像剤と均一に撹拌され、十分に摩擦帯電を受けて現像室３０５ｂへと循環する。現像室３０５ｂでは、マグネットローラ３０２が形成する現像磁界によって現像剤の磁気ブラシが形成され、磁気ブラシに付着しているトナーと現像スリーブ３０１の表面に付着しているトナーが感光ドラム３０９に形成された静電潜像の画像領域に転移して静電潜像の現像が行われる。

以上、２成分磁気ブラシ現像用の現像器の構成を説明したが、現像方法としては、他にも１成分接触現像方式等、様々な方法が実用化されている。

図１５は前記現像器を取り付けた画像形成装置を現像器の長手方向と直交する方向から見たモデル図である。

図１５において、２０１は画像形成装置本体、２０２は現像剤となるトナーを内部に蓄えたトナー容器、２０３はトナー容器２０２からトナーを排出するトナー排出手段である排出羽根、２０４はトナー容器２０２から排出されたトナーを溜めることができるトナー溜まり部、２０５はトナー溜まり部２０４に連通して設けられたトナー搬送路である搬送パイプ、２０５ａは搬送パイプ２０５に形成された孔であるトナー補給孔、２０７はトナー溜まり部２０４からトナーを搬出するトナー搬送手段であるスクリュー、２０８はトナー溜まり部２０４からトナーが搬出される方向にスクリュー２０７を回転駆動させる駆動手段、２１１は感光ドラム、２１２はトナー補給孔２０５ａから補給されるトナーを受け取ることが可能で感光ドラム２１１に形成された静電潜像をトナーで現像してこれ可視像化する現像器である。

又、２１３は感光ドラム２１１上のトナー像を記録紙に転写する転写手段（感光ドラム２１１の裏面にあるため点線で図示）、２１４は転写手段２１３による転写プロセスが終了した後に感光ドラム２１１上に残留したトナーを廃トナーとして回収するクリーニング手段、２１５はクリーニング手段２１４で回収された廃トナーを搬送する廃トナー搬送手段、２１６は廃トナー搬送手段２１５の最下流に設けられ廃トナーを内部に蓄えるための廃トナー容器、２１７は現像器２１２に対して補給すべきトナーの量を決定して必要な回転数又は回転時間を駆動手段２０８へ出力するトナー補給量演算手段である。

更に、２１８はトナー容器２０２内のトナーの有無を直接検出してトナー容器２０２内にトナーが無くなったと判断するトナー無し判断手段、２１９はトナー無し判断手段２１８がトナー無しと判断した場合、それを表示するトナー無し表示手段である。

以上の構成要素の中でトナー容器２０２、現像器２１２、感光ドラム２１１、クリーニング手段２１４及び廃トナー容器２１６は、画像形成装置本体２０１に対して着脱可能な交換部品であり、特に現像器２１２と感光ドラム２１１及びクリーニング手段２１４は、それらが一体化されてカートリッジとなって着脱可能であることが一般的である。

又、トナー容器２０２には、該トナー容器２０２内のトナーの有無を電気的又は光学的に検出する不図示のセンサが設けられており、このセンサがトナー無しを検出し、トナー無し判断手段２１８がトナー無し表示手段２１９へ信号を出力してトナー無し表示を行い、ユーザーにトナー容器２０２の交換を促す仕組みになっている。

又、廃トナー容器２１６にも同様に該廃トナー容器２１６の廃トナーが満杯であるか否かを検出する不図示のセンサが設けられており、このセンサが廃トナーの満杯を検出すると、画像形成装置は廃トナーの満杯表示を行い、ユーザーに廃トナー容器２１６の交換を促す仕組みになっている。それ以外は画像形成装置本体２０１に固定された構成要素であることが一般的である。

トナー容器２０２は、ユーザー又は装置のメンテナンス作業者が必要に応じて装着・交換される。このトナー容器２０２には排出羽根２０３が設けられており、必要に応じてトナー容器２０２内を攪拌してトナーの凝固を防ぎつつ、トナーをトナー溜まり部２０４へ排出する。トナー溜まり部２０４の底部には搬送パイプ２０５が連通しており、該搬送パイプ２０５の先端にはトナーが自重落下するトナー補給孔２０５ａが鉛直下方向に開口している。そして、搬送パイプ２０５内にはスクリュー２０７が回転可能に支持されており、このスクリュー２０７を回転させることによってトナーをスクリュー２０７の螺旋が進む方向に前進させる。

駆動手段２０８の作用によってスクリュー２０７が回転又は停止してトナーをトナー補給孔２０５ａへ向かって搬送し、トナー補給孔２０５ａに到達したトナーは自重落下して現像器２１２へ補給される構成になっている。現像器２１２は、補給されたトナーを帯電させ、不図示の露光手段によって感光ドラム２１１上に形成された静電潜像を現像してこれをトナー像として可視化する。尚、現像器による現像方法としては、前述のように既に様々な方法が実用化されている。

而して、トナー像は、転写手段２１３によって記録紙へ転写され、転写されなかった残留トナーは、クリーニング手段２１４によって廃トナーとして回収され、廃トナー搬送手段２１５を経由して廃トナー容器２１６へと回収される。前記トナー補給量演算手段２１７では、現像剤中のＴ／Ｃ比を検出するセンサによる検出値や記憶装置に記憶された印刷画像濃度、トナー総補給量等のデータに基づいて補給すべきトナー量を決定する。その結果に基づいて必要な回転数又は回転時間を駆動手段２０８へ出力し、スクリュー２０７が所定時間駆動されてトナーが搬送・補給されるよう構成されている。

次に、従来の画像形成装置の全体構成を図１６に基づいて説明する。

図１６は画像形成装置の断面図であって、ほぼ実際のレイアウトに即しているものの、部品の大きさについては図を理解し易いように誇張して描かれている。

積載された記録紙５０１は、給紙ローラ５０２と不図示の分離手段によって分離・給送され、搬送ローラ５０３によってレジストローラ５０４へ送られる。又、印刷する画像に合わせて露光手段５０５によって感光ドラム５１２上に形成された静電潜像は、現像器５０６でトナー像として可視化されて記録紙上へ転写され、記録紙上に転写されたトナー像は、定着器５０７で加熱及び加圧されて記録紙上に永久画像として定着され、トナー像が定着された記録紙は、排紙口５０８から機外へ排出される。

以上が給紙から排紙までの動作の概略である。

印刷に伴い現像器５０６内のトナーが減少すると、トナー搬送パイプ５０９からトナーの補給が行われることは前述の通りである。又、現像器５０６は交換部品であるため、着脱可能な構成になっており、着脱の際にトナーが飛散しないように、本体側のシャッター５１０と現像器５０６側のシャッター５１１が設けられており、図示のように現像器５０６が本体内にある状態においては、本体側のシャッター５１０と現像器５０６側のシャッター５１１はトナーが通過する孔５１０ａ，５１１ａを連通させる位置にある。

又、交換部品である現像器５０６を交換する際には、図１７に示すように、本体の外装の一部を扉のように開けて交換できるように構成されており、そのときは図示のように本体側のシャッター５１０と現像器５０６側のシャッター５１１はトナーが通過する孔５１０ａ，５１１ａを封止する位置に移動している。

ところで、現像器５０６をその長手方向に対して垂直な方向へ挿入する構成とは別に長手方向に対して平行な方向（図１７の紙面垂直方向）に挿入する構成が採用される場合もある。一般的な特徴としては、長手方向に対して垂直な方向へ挿入する構成では挿入距離が短く操作性が良いというメリットがある反面、後述のようなシャッターを駆動する機構を設けにくいというデメリットがある。又、長手方向に対して平行な方向へ挿入する構成では、挿入口となる大きな孔が側板に空いてしまうというデメリットがあるものの、挿入距離が長いために後述のようなシャッターを駆動する機構を設け易いというメリットがある。

図１８は４つの現像器５０６Ｙ，５０６Ｍ，５０６Ｃ，５０６Ｋを連設した多重現像可能な画像形成装置の断面図であって、このような構成を採用することによってフルカラー印刷が可能となっている。この場合も同様に図１９に示すように本体の外装の一部を扉のように開けて現像器５０６Ｙ，５０６Ｍ，５０６Ｃ，５０６Ｋが着脱できるように構成されている。

特開昭５５−０３２０６０号公報 特開昭５９−１６５０８２号公報

前述のように、従来の画像形成装置本体には現像に用いる新トナーを補給する新トナー搬送パイプと感光ドラムで発生した廃トナーを回収するための廃トナー搬送パイプが設けられ、現像器には新トナー搬送パイプと廃トナー搬送パイプと連通する新トナー補給孔と廃トナー排出孔が設けられている。現像器が画像形成装置本体に装着された状態においては、新トナー補給孔と廃トナー排出孔は互いに連通した状態になければならないが、消耗品である現像器を本体から脱却した状態では、それぞれの孔を遮蔽するシャッターがなければトナーが飛散してしまい、製品としての美観を損ねるだけでなく、ユーザーの手や印刷した用紙やコピーする原稿等を汚してしまうという問題が発生する。従って、殆どの画像形成装置には本体側と現像器側に可動式のシャッターが設けられており、現像器を装着した状態ではトナーが通過する孔が連通し、現像器を脱却した状態ではその孔を遮蔽するようにシャッターが動作するように構成されている。このシャッターの動作方法には従来下記の３通りの方法があった。

第１の方法は、現像器を脱着する際の動きに連動してシャッターを開閉する方法である。図２０（ａ）〜（ｃ）はその一例を示した図であり、現像器５０６を図２０（ａ）の矢印方向に挿入すると、シャッター５１０，５１１が図２０（ｂ）に示すようにスライドし、最終的には図２０（ｃ）に示すように両シャッター５１０，５１１の孔５１０ａ，５１１ａが連通するよう構成されている。しかし、この方法では現像器５０６が動きながら孔５１０ａ，５１１ａが除々に連通するため、不完全に孔５１０ａ，５１１ａが連通した状態で現像器５０６が振動した場合等にトナーの飛散が起き易いという問題や、現像器５０６の脱着方向とシャッター５１０，５１１のスライド方向が一致していない場合、例えばシャッター５１０，５１１が図２０の紙面に対して垂直な方向にスライドする場合に機構が複雑になり、動作の信頼性が下がるという問題があった。

第２の方法は、現像器を装着した後にシャッターをスライドさせて孔を連通状態にする動作と、現像器を脱却する前にシャッターを逆方向にスライドさせて孔を遮蔽する動作をユーザーが行う方法である。この方法では、完全に現像器が本体内に位置決めされた状態でシャッターがスライドするため、前記の第１の方法のような問題は解消されるが、ユーザーに動作させるということでユーザビリティの低下は免れず、シャッターを連通させることなく印刷動作に入ることがないように、シャッターの位置を検出するセンサを設ける必要が生じるために装置が複雑になるという問題があった。

第３の方法は、特開平０６−２１４４６０号公報（この例は現像器ではなくトナー容器）に開示されているように、現像器を装着した後にシャッターをスライドさせて孔を連通状態にする動作と、現像器を脱却する前にシャッターを逆方向にスライドさせて孔を遮蔽する動作をモータ等の駆動源を用いて行う方法である。この方法では、前記第１及び第２の方法のような問題は解消されるが、装置にとってモータが追加になり、構造が複雑化する他、装置の故障状態や電源を得ることができない状態において現像器を取り出すことができないという問題があった。画像形成装置によっては現像器を取り出さなければジャム紙の処理ができない場合もあり、装置が停止するタイミングによっては感光ドラム上に画像が残っている場合もある。万一、このように画像が本体内に残った状態で装置が故障し通電できなくなってユーザーが装置を修理に出さなければならないような場合には、ユーザーにとってセキュリティーが守れないことになり、望ましくない。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、構成が簡素でユーザビリティが高く、トナーの飛散の少ない画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、内部にトナーを貯蔵可能な空間を有し外壁の一部にトナーを通過させるための開口孔が形成されたトナー貯蔵ユニットと、前記トナー貯蔵ユニットを少なくとも１つ以上着脱可能な画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に設けられトナーを搬送可能で前記トナー貯蔵ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で前記トナー貯蔵ユニットの開口孔に対向した位置の端部に開口孔が形成されたトナー搬送手段と、前記トナー貯蔵ユニットの開口孔又は前記トナー搬送手段の開口孔の少なくとも何れか一方に隣接し前記トナー貯蔵ユニットの開口孔と前記トナー搬送手段の開口孔を遮蔽する遮蔽位置と前記トナー貯蔵ユニットの開口孔と前記トナー搬送手段の開口孔を連通させてトナーを通過可能にする連通位置の２つ位置の間を移動可能に設けられた遮蔽部材と、遮蔽位置にある前記遮蔽部材と干渉しない初期位置と連通位置にある前記遮蔽部材と当接する連通位置の間を移動可能に前記画像形成装置本体に設けられた遮蔽部材移動部材と、前記遮蔽部材移動部材を初期位置から連通位置まで移動させた後に連通位置から初期位置まで戻すことが可能な駆動手段と、前記駆動手段の駆動源であるモータと、を含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。

本発明によれば、現像器の着脱に連動させる従来の第１の方法におけるトナーの飛散や信頼性の低下という問題、手動で開閉を行う従来の第２の方法におけるユーザビリティの低下という問題、モータで遮蔽部材を開閉する従来の第３の方法における通電できない状態で現像器を取り外すことができないという問題の全てが解消され、装置のユーザビリティと信頼性の向上と小型化、簡素化及び低価格化を図ることができる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、画像形成装置の印刷動作については従来と同様であるためにこれについての説明は省略し、本発明の特徴であるシャッターの動きについてのみ説明する。

＜実施の形態１＞
図１は本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図であって、ほぼ実際のレイアウトに即しているが、部品の大きさについては図を理解し易いように誇張して描かれている。

本実施の形態に係る画像形成装置においては、積載された記録紙５０１は給紙ローラ５０２と不図示の分離手段によって分離・給送され、搬送ローラ５０３によってレジストローラ５０４へ送られる。又、印刷する画像に合わせて露光手段５０５によって形成された静電潜像は現像器１で現像されてトナー像として可視され、このトナー像は記録紙５０１に転写される。そして、トナー像が転写された記録紙５０１は、定着器５０７で加熱及び加圧されてトナー像が永久画像として定着された後、排紙口５０８から機外に排出される。

以上が給紙から排紙までの動作の概略である。

ところで、印刷に伴い現像器１内のトナーが減少すると、トナー搬送パイプ３からトナーの補給が行われることは従来例と同様である。しかし、本実施の形態においては、図１の断面図方向に重なっている部品が多いので、動作を理解し易く展開し、更に部分的に拡大して見易くモデル化した図を図２に示す。

図２において、１は内部にトナーを貯蔵可能な空間があり、外壁の一部にトナーを通過させるための開口孔１ａが形成された現像器、２は現像器１を着脱可能な画像形成装置本体、３は画像形成装置本体２に設けられた前記トナー搬送パイプであって、該トナー搬送パイプ３は、トナーを搬送可能で、現像器１を画像形成装置本体２に装着した状態で該現像器１の開口孔１ａに対向した位置の端部に開口孔３ａが形成されている。

又、４，５はシャッターであり、これらには現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａに選択的に連通する孔４ａ，５ａがそれぞれ形成されている。そして、これらのシャッター４，５は、現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａを遮蔽する遮蔽位置と現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａを孔４ａ，５ａを介して連通させてトナーを通過可能にする連通位置（図２に示す位置）の２つ位置の間を移動可能である。

６は画像形成装置本体２に設けられたシャッター移動部材であって、これはシャッター４，５を遮蔽位置（現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａを遮蔽する位置）と連通位置（現像器１の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａを孔４ａ，５ａを介して連通させてトナーを通過可能にする位置）に選択的に移動させるものである。

又、７はカム７ａとレバー７ｂで構成される駆動手段であり、この駆動手段７は、前記シャッター移動部材６を初期位置（遮蔽位置にあるシャッター４，５と完全に離間する位置）から連通位置まで移動させた後、連通位置から初期位置まで戻すためのものであり、レバー７ｂに形成されたセクタギア７ｃは、前記シャッター移動部材６に形成されたラック６ａに噛合している。８はシャッター４，５を連通位置から遮蔽位置へ移動させる方向に付勢するばね、９はばね８の付勢力に抗してシャッター４，５を連通位置に保持する係合部材である爪、１０は爪９に作用してシャッター４，５の保持を解除する解除部材であるレバーである。

更に、１１は前記駆動手段７の駆動源となるモータであり、このモータ１１の回転はギアＧ１，Ｇ２，Ｇ３を経て駆動手段７のカム７ａに伝達されて該カム７ａが回転駆動される。１２はシャッター移動部材６が初期位置にあることを検出可能な検出手段であるセンサ、１３はシャッター４，５が連通位置にあることを検出可能な検出手段であるセンサである。尚、図２においては、理解を容易にするためにレイアウトや縮尺を誇張して描いており、シャッター４，５の開閉動作に無関係な部品や該部品を固定するための枠体等は全て省略されている。

以下、現像器１を画像形成装置本体２に装着した後にシャッター４，５が連通位置に移動する動作について説明する。

図３（ａ）は現像器１を装着する前の状態を示す図である。現像器１はシャッター４が遮蔽位置にある状態（現像器１の開口孔１ａがシャッター４によって遮蔽された状態）で画像形成装置本体１に装着され、そのとき本体２のシャッター５も遮蔽状態（トナー搬送パイプ３の開口孔３ａがシャッター５によって遮蔽された状態）にあり、シャッター移動部材６は離間状態（初期位置）にある。

図３（ｂ）は現像器１を装着した直後の図である。この状態では、モータ１１の図示矢印方向の回転がギアＧ１，Ｇ２，Ｇ３を経て駆動手段７のカム７ａに伝達される。すると、カム７ａが図示矢印方向に回転し、このカム７ａに連結されたレバー７ｂが同方向に回動し、このレバー７ｂの回動によってシャッター移動部材６が図示矢印方向に移動する。この結果、シャッター４，５は、シャッター移動部材６に押されてばね８の付勢力に抗して同方向に移動する。

図４（ａ）はシャッター移動手段６が連通位置に移動してシャッター４，５を連通位置まで移動させた状態を示す図であり、この状態ではシャッター４，５の孔４ａ，５ａが現像器の開口孔１ａとトナー搬送パイプ３の開口孔３ａに連通し、トナー搬送パイプ３からトナーが開口孔３ａと孔４ａ，５ａ及び開口孔１ａを通って現像器１に供給可能となる。尚、このとき、シャッター４，５は爪９に係合して、連通位置に保持される。

その後、モータ１１が逆転され、その回転がギアＧ１，Ｇ２，Ｇ３を経てカム７ａに伝達されことによってレバー７ｂが図４（ａ）の矢印方向に回動し、シャッター移動部材６を図示矢印方向に移動せしめる。

すると、図４（ｂ）に示すように、シャッター移動手段６が初期位置まで戻るが、このとき、ばね８の付勢力に抗して爪９がシャッター４，５を係止しているため、シャッター４，５は連通位置に保持されている。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置ではモータ１１の駆動によってシャッター４，５を連通位置へ移動させるため、従来の現像器の着脱に連動させる前記第１の方法や手動で開閉を行う前記第２の方法における前記問題が解決される。

次に、現像器１を画像形成装置本体２から脱却する前にシャッター４，５が遮蔽位置に移動する動作について説明する。

図５（ａ）は装置が停止した状態の図である。この状態では、現像器１はシャッター４が連通位置にある状態で像形成装置本体２に装着され、そのとき画像形成装置本体２のシャッター５も連通状態にあり、シャッター移動部材６は離間状態にある（図４（ｂ）と同じ状態）。

図５（ｂ）は現像器１を脱却する直前の状態を示す図であり、この状態では、現像器１を取り出すために装置の不図示の扉をユーザーが開けると、それに連動してレバー１０が図示矢印方向に動作する。すると、爪９が図示矢印方向に回動し、該爪９のシャッター４，５との係合が解除されるため、シャッター４，５はばね８の付勢力によって図示のように遮蔽位置に戻り、現像器１の開口孔１ａがシャッター４によって遮蔽されるとともに、トナー搬送パイプ３の開口孔３ａがシャッター５によって遮蔽される。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置では、ばね８の付勢力によってシャッター４，５を遮蔽位置へ移動させるため、従来のモータでシャッターを開閉する前記第３の方法における前記問題は解決され、通電できない状態でもシャッター４，５を閉めて現像器１を取り出すことができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るシャッター開閉機構では、シャッター４，５とシャッター移動手段６が別々に移動し、モータ１１の作用でシャッター４，５を連通位置まで移動させた後、シャッター移動手段６が初期位置に戻るよう構成されているため、モータ１１の作用によることなくシャッター４，５が機械的に遮蔽位置に戻ることができる。これによって、従来の現像器の着脱に連動させる前記第１の方法におけるトナーの飛散や信頼性の低下という問題や、手動で開閉を行う前記第２の方法におけるユーザビリティの低下という問題や、モータでシャッターを開閉する前記第３の方法における通電できない状態で現像器を取り外すことができないという問題の全てが解消される。

ところで、モータとしては、前記動作のための専用モータを搭載しても構わないが、画像形成装置に設けられた記録紙を搬送するローラの駆動源としてのモータの中で逆転しても問題のない構成になっているモータを使用することとし、シャッター移動部材を初期位置から連通位置まで移動させた後、連通位置から初期位置まで戻す動作をモータが記録紙を搬送する方向と反対方向に回転させて行えば、特にモータを追加することなく、本実施の形態の構成は実現可能である。図６はその場合の駆動系の一例を示す図である。

即ち、モータ１１が図６（ａ）の矢印Ａ方向に回転すると、その回転がギアＧ１，Ｇ２，Ｇ３を経て駆動手段７のカム７ａに伝達され、該カム７ａが図示矢印方向に回転駆動される。すると、レバー７ｂが図示矢印方向に回動し、シャッター移動部材６を移動させるため、前述のシャッター駆動の動作が行われる。このとき、レバー７ｂの作用によってシャッターを駆動しているときは、ギアＧ２はギアＧ４から離脱しているため、搬送ローラは逆転しない。そして、モータ１１を矢印Ｂ方向に逆転させると、ギアＧ２がギアＧ３から離脱してギアＧ４に噛合するため、搬送ローラを駆動することができる。このように搬送ローラを駆動しているときはシャッター駆動のカム７ａが回転しない。

ところで、センサ１２によってシャッター移動部材６が初期位置にあることが検出可能であり、例えばシャッター４，５を開く動作の途中で電源が切られた場合等においてシャッター移動手段６が初期位置にない場合は、モータ１１が回転することによって必ずシャッター移動部材６を初期位置へ戻す動作を行う。この過程でもしシャッター４，５が遮蔽位置と連通位置の中間に止まっていても、必ずシャッター４，５を連通位置に移動させることができる。

又、センサ１３によってシャッター４，５が連通位置にあることが検出可能であり、シャッター４，５が初めから連通位置にある場合はモータ１１を回転させてシャッター４，５を開ける動作をしないような制御が可能である。しかし、この構成ではシャッター４，５が連通位置にある状態で該シャッター４，５を開ける動作を行っても何ら問題は生じないため、毎回モータ１１を回転させてシャッター４，５を開ける動作を行えば、このセンサ１３は省略可能である。

尚、本実施の形態では、新トナーを補給する補給孔の例を説明したが、廃トナーを排出する孔でも同様の構成は可能であり、補給孔と排出孔の両方のシャッターが本実施の形態のような構成を採ることも可能である。

又、本実施の形態では、シャッターが本体側と現像器側の両方にある例を説明したが、孔が上に開口している等の理由でシャッターが不要である場合は、現像器と本体の何れか一方にだけシャッターを設けても良い。

更に、本実施の形態では、シャッター移動部材６が２つのシャッター４，５を押す例について説明したが、シャッター移動部材が１つのシャッターを押して更にそれが他方のシャッターを押すよう構成しても良い。

又、本実施の形態は、シャッター移動手段とシャッターのレバーの動きが全て平行な例について説明したが、駆動手段の中にラックとピニオンを用いて移動方向を直角に変換する構成を採用すれば、シャッターの移動方向とシャッター移動手段やレバーのスライド方向が互いに直交していても同様の効果が得られる。

ところで、本実施の形態ではスライド式のシャッターの例を示したが、図７に示すような回転式のシャッター４５でも構成は可能である。図７において、３５はスライド部材であって、回転式のシャッター４５の一部には連通孔４５ａが空いており、該シャッター４５は、補給パイプ３にほぼ同軸上に回転可能に支持されている。そして、シャッター４５とスライド部材３５は互いに係合しており、スライド部材３５が図７（ｂ）に示す位置に移動すると、回転シャッター４５が回動し、その連通孔４５ａが遮蔽される。

又、本実施の形態では、ユーザーが開ける扉と連動してレバー７ｂが動作すると説明したが、扉に連動しなくても別途ボタンのような機構を設けてレバー７ｂを動作させても良い。

更に、本実施の形態では、駆動手段７としてカム７ａとレバー７ｂを使用した例について説明したが、一方向に回転するモータの駆動を往復運動に変換することができれば、欠歯ギア・ラック・ピニオンを用いた機構を採用しても良い。

尚、本実施の形態における現像器は、感光ドラムも一体であるプロセスカートリッジを構成するものでなくても良い。

又、本実施の形態では、現像器が１つの例について説明したが、複数の現像器を連設した多重現像可能な画像形成装置においても、シャッター移動部材を現像器の連設方向に延長して一体化する方法で同様の構成を採用することは可能である。図８はその一例を示す図であり、５５が４つの現像器１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに作用するシャッター移動部材である。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態を図９〜図１２に基づいて説明する。

図９は本発明の実施の形態２に係る画像形成装置を、図２と同様に動作を理解し易く展開し更に部分的に拡大して見易くモデル化した図である。

図９において、前記実施の形態１との違いは、ばね８と爪９及びレバー１０が省略されており、シャッター４，５に突起４ｂ，５ｂが形成されている点である。

以下、現像器１を画像形成装置本体に装着した後にシャッター４，５が連通位置に移動する動作について説明する。

図１０（ａ）は現像器１を装着する前の状態を示す図である。この状態では、現像器１はシャッター４が遮蔽位置にある状態で本体に装着され、そのとき本体側のシャッター５も遮蔽状態にあり、シャッター移動部材６は離間状態にある。

図１０（ｂ）は現像器を装着した直後の状態を示す図である。この状態では、モータ１１が回転することによって駆動手段７がシャッター移動部材６を図示矢印方向に移動させる。すると、シャッター４，５はシャッター移動部材６に押されて同方向に移動する。

図１１（ａ）はシャッター移動部材６が連通位置６に移動し、シャッター４，５が連通位置に達したためにトナー搬送パイプ３の開口孔３ａとシャッター４，５の孔４ａ，５ａ及び現像器１の開口孔１ａが連通している状態を示す図である。その後、カム７ａとレバー７ｂの作用によってシャッター移動部材６は矢印方向に戻る動作を開始する。

図１１（ｂ）はシャッター移動部材６が初期位置まで戻った状態を示す図であり、この状態ではシャッター移動部材６は初期位置まで戻るが、シャッター４，５には何ら外力が作用しないため、これらのシャッター４，５は連通位置に保持される。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置では、モータ１１の駆動によってシャッター４，５を連通位置へ移動させるため、従来の現像器の着脱に連動させる前記第１の方法や手動で開閉を行う前記第２の方法における問題が解決される。

以下、現像器を画像形成装置本体から脱却する前にシャッター４，５が遮蔽位置に移動する動作について説明する。

図１２（ａ）は装置が停止した状態の図である。この状態では、現像器１はシャッター４が連通位置にある状態で本体に装着され、そのとき本体側のシャッター５も連通状態にあり、シャッター移動部材６は離間状態にある（図１１（ｂ）の状態と同じ）。

図１２（ｂ）は現像器１を本体から脱却する直前の状態を示す図である。このとき、現像器１を取り出すために装置の不図示の扉をユーザーが開け、ユーザーが突起４ｂ，５ｂを使ってシャッター４，５を遮蔽位置に戻す。

このように、本実施の形態に係る画像形成装置では、ユーザーがシャッター４，５を遮蔽位置へ移動させる動作を行うため、従来のモータでシャッターを開閉する前記第３の方法における問題は解決され、通電できない状態でもシャッターを閉めて現像器を取り出すことができる。

以上説明したように、本実施の形態に係るシャッター開閉機構ではシャッター４，５を遮蔽位置へ移動させる動作をユーザーの操作としているため、前記実施の形態１に比べるとユーザビリティの面でやや劣るもの、シャッター４，５を連通位置へ移動させる動作は装置が行うため、従来の前記第２の方法における、シャッターを開けることなく印刷動作に入ることがないように、シャッターの位置を検出するセンサを設ける必要が生じるために装置が複雑になるという問題は解消され、従って、従来例よりは優位であると言うことができる。更に、本実施の形態によれば、前記実施の形態１に対して下記のようなメリットが得られる。

即ち、第１のメリットは負荷の低減である。実施の形態１におけるばね８はシャッター４，５を戻す作用をするため、シャッター４，５が移動する摩擦抵抗以上の初張力が必要である。従って、シャッター移動部材６はシャッター４，５自身の摩擦抵抗とそれを上回るばね力の和の負荷に抗して初期位置から連通位置へ移動することになるが、本実施の形態ではシャッター４，５自身の摩擦抵抗のみとなるために負荷を半分以下に抑えることができる。

第２のメリットは機構の簡素化である。実施の形態１におけるばね８と爪９及びレバー１０とこれらを連動させる稼動部材が全て省略できるため、部品点数の削減や省スペース化に大きな効果がある。

以上２つのメリットがユーザビリティの低下に対して上回る場合は本実施の形態の構成の方が画像形成装置として総合的に見た性能が高い場合もある。

又、新トナー補給孔と廃トナー排出孔の両方に本発明のシャッター機構を設ける場合、一方のシャッターに実施の形態１を適用し、他方のシャッターに実施の形態２を適用することも当然に可能である。

本発明は、電子写真方式を採用する複写機、レーザープリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に対して適用可能である。

本発明の実施の形態１に係る画像形成装置本体の断面図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置本体のモデル図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作説明図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作説明図である。 本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の動作説明図である。 駆動手段の一例を示す図である。 回転シャッターの一例を示す図である。 本発明の実施の形態１に係るカラー画像形成装置本体の断面図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置本体のモデル図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作説明図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作説明図である。 本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の動作説明図である。 従来の現像器の断面図である。 従来の現像器の平面図である。 従来の現像器を画像形成装置本体へ装着した状態のモデル図である。 従来の単色の画像形成装置の通常状態の断面図である。 従来の単色の画像形成装置の現像器交換時の図である。 従来のフルカラー画像形成装置の通常状態の断面図である。 従来のフルカラー画像形成装置の現像器交換時の図である。 従来の画像形成装置本体の説明図である。

符号の説明

１ 現像器（トナー貯蔵ユニット）
１ａ 開口孔
２ 画像形成装置本体
３ トナー搬送パイプ（トナー搬送手段）
３ａ 開口孔
４ 現像器側シャッター（現像器側遮蔽部材）
４ａ 孔
４ｂ 突起
５ 本体側シャッター（本体側遮蔽部材）
５ａ 孔
５ｂ 突起
６ シャッター移動部材（遮蔽部材移動部材）
７ 駆動手段
７ａ カム
７ｂ レバー
８ ばね
９ 爪（係合部材）
１０ レバー（解除部材）
１１ モータ
１２ センサ（検出手段）
１３ センサ（検出手段）
３５ スライド部材
５５ シャッター移動部材（遮蔽部材移動部材）

Claims (11)

1. 内部にトナーを貯蔵可能な空間を有し外壁の一部にトナーを通過させるための開口孔が形成されたトナー貯蔵ユニットと、
   前記トナー貯蔵ユニットを少なくとも１つ以上着脱可能な画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体に設けられトナーを搬送可能で前記トナー貯蔵ユニットを前記画像形成装置本体に装着した状態で前記トナー貯蔵ユニットの開口孔に対向した位置の端部に開口孔が形成されたトナー搬送手段と、
   前記トナー貯蔵ユニットの開口孔又は前記トナー搬送手段の開口孔の少なくとも何れか一方に隣接し前記トナー貯蔵ユニットの開口孔と前記トナー搬送手段の開口孔を遮蔽する遮蔽位置と、前記トナー貯蔵ユニットの開口孔と前記トナー搬送手段の開口孔を連通させてトナーを通過可能にする連通位置の２つ位置の間を移動可能に設けられた遮蔽部材と、
   遮蔽位置にある前記遮蔽部材と干渉しない初期位置と、連通位置にある前記遮蔽部材と当接する連通位置の間を、移動可能に前記画像形成装置本体に設けられた遮蔽部材移動部材と、
   前記遮蔽部材移動部材を前記初期位置から前記連通位置まで移動させた後に、前記連通位置から前記初期位置まで戻すことが可能な駆動手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記遮蔽部材移動部材が初期位置にあることを検出可能な検出手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記遮蔽部材が連通位置にあることを検出可能な検出手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
4. 前記駆動手段は、モータを有し、
   前記駆動手段が遮蔽部材移動部材を初期位置から連通位置まで移動させた後に連通位置から初期位置まで戻す動作は、前記モータが一方向に回転して行われることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記トナー貯蔵ユニットは、画像形成手段の現像作用が可能な現像器であることを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
6. 前記トナー貯蔵ユニットは、感光ドラムと共にプロセスカートリッジを構成することを特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置。
7. 前記遮蔽部材の移動方向と前記トナー貯蔵ユニットの前記画像形成装置本体への挿入方向が直交していることを特徴とする請求項１〜６の何れかに記載の画像形成装置。
8. 前記トナー貯蔵ユニットの開口孔は新トナーの供給孔であって、前記トナー搬送手段は新トナーの補給手段であることを特徴とする請求項１〜７の何れかに記載の画像形成装置。
9. 前記トナー貯蔵ユニットの開口孔は廃トナーの排出孔であって、前記トナー搬送手段は廃トナーの回収手段であることを特徴とする請求項１〜８の何れかに記載の画像形成装置。
10. 前記遮蔽部材を連通位置から遮蔽位置へ移動させる方向に付勢するばねと、前記ばねの付勢力に抗して前記遮蔽部材を連通位置に保持する係合部材と、前記係合部材に作用して前記遮蔽部材の保持を解除する解除部材と、を備えたことを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像形成装置。
11. 前記遮蔽部材は、連通位置から遮蔽位置までユーザーによって移動可能となるように設けられていることを特徴とする請求項１〜９の何れかに記載の画像形成装置。

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