JP2011158507A - シャッタ開閉機構及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置本体にトナーコンテナを円滑に着脱可能なシャッタ開閉機構及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】ジョイント部材２８は、カバー１００ａが開状態と半開状態との間で開閉動作するときに、回動部材２９の回動に伴って前進位置と退避位置との間を進退移動し、カバー１００ａが前記半開状態と閉状態との間で開閉動作するときに、前記前進位置において回動部材２９の回動に伴って回動する。カップリング部材２７は、ジョイント部材２８が前記前進位置にあるときにジョイント部材２８と嵌合する一方でジョイント部材２８が前記退避位置にあるときにジョイント部材２８との嵌合が解除される。カップリング部材２７は、前記前進位置において嵌合されたジョイント部材２８の回動に伴って回動することによりトナー補給口２５を開閉する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置本体のカバーの開閉動作に連動してトナーコンテナのトナー補給口を開閉させるシャッタ開閉機構及びこれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンタ等の画像形成装置では、二成分現像剤を採用した現像装置を採用している場合には、現像装置内のトナーが消費されるとその消費分に対応した量のトナーがトナーコンテナから現像装置にトナーが補給される。トナーコンテナは、画像形成装置本体のカバーを開けて画像形成装置本体に挿入又は画像形成装置本体から抜き出すことにより着脱される。このトナーコンテナには、その着脱時に周囲にトナーが飛散するのを防ぐために、トナー補給口を開閉するコンテナシャッタが設けられている。トナーコンテナの着脱時にはコンテナシャッタによってトナー補給口が閉じられる。トナーコンテナが装着されるとコンテナシャッタによってトナー補給口が開かれてトナー補給が可能になる。

例えば特許文献１には、コンテナシャッタによるトナー補給口の開閉動作を画像形成装置本体のカバーの開閉動作に連動させたシャッタ開閉機構が提案されている。このシャッタ開閉機構は、コンテナシャッタのカップリング部材に嵌合するジョイント部材と、このジョイント部材を保持する回動部材（本体ジョイントギヤ）と、ジョイント部材をコンテナシャッタ側に付勢するスプリングとを備えている。このシャッタ開閉機構では、前記カバーの開閉動作に連動して本体ジョイントギヤが回動し、それに伴ってジョイント部材が回動する。ジョイント部材が回動すると、カップリング部材が回動してコンテナシャッタが動作してトナー補給口が開閉される。

このシャッタ開閉機構においては、トナーコンテナを画像形成装置本体の所定位置に装着する際には、ジョイント部材をスプリングによる付勢方向の反対側に一旦退避させた状態でトナーコンテナが前記所定位置に挿入される。トナーコンテナが前記所定位置に挿入されると、カップリング部材とジョイント部材が前記付勢方向に対向配置されるので、ジョイント部材が前記付勢方向に前進してカップリング部材に嵌合する。

特開２００９−１１６３０６号公報

上記のような従来のシャッタ開閉機構では、例えばカップリング部材に設けられたＣ面（傾斜面）にジョイント部材を当接させた状態でトナーコンテナを前記所定位置に挿入することにより、前記ジョイント部材が前記傾斜面に押されて前記付勢方向の反対側に一旦退避する。しかしながら、上記のようにカップリング部材の前記傾斜面でジョイント部材を押して退避させる構造の場合、トナーコンテナを挿入する際の抵抗が大きくなることがある。

また、トナーコンテナを前記所定位置から抜き出す際には、カップリング部材にジョイント部材が嵌合しているのでトナーコンテナを真っ直ぐに引き出すことができず、カップリング部材を中心に若干回転させながら斜めに抜き出す必要があった。

そこで、本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、トナーコンテナを円滑に着脱可能なシャッタ開閉機構及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

本発明は、画像形成装置本体のカバーの開閉動作に連動してトナーコンテナのトナー補給口を開閉するシャッタ開閉機構に関するものである。このシャッタ開閉機構は、回動部材と、ジョイント部材と、カップリング部材とを備えている。

前記回動部材は、前記画像形成装置本体に設けられ、前記カバーの開動作に連動して一方の回動方向に回動し、前記カバーの閉動作に連動して他方の回動方向に回動する。

前記ジョイント部材は、前記カバーが開いた開状態とこの開状態から前記カバーが閉じる方向に移動した半開状態との間で前記カバーが開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴ってその回動軸の軸方向に沿って前進位置と退避位置との間を前進方向及び退避方向に進退移動可能であり、前記半開状態と前記カバーが閉じた閉状態との間で前記カバーが開閉動作するときに、前記前進位置において前記回動部材の回動に伴って回動可能である。

前記カップリング部材は、前記トナーコンテナに回動可能に設けられ、前記ジョイント部材が前記前進位置にあるときに前記ジョイント部材と嵌合する一方で前記ジョイント部材が前記退避位置にあるときに前記ジョイント部材との嵌合が解除される。このカップリング部材は、前記前進位置において嵌合された前記ジョイント部材の回動に伴って回動することにより前記トナー補給口を開閉可能である。

この構成では、前記ジョイント部材は、前記カバーが前記閉状態と前記半開状態との間で開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴って回動可能であり、しかも、前記カバーが前記開状態と前記半開状態との間で開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴って前記前進位置と前記退避位置との間を前記進退移動可能である。このように前記カバーの開閉動作に連動して前記ジョイント部材と前記カップリング部材の嵌合及び嵌合の解除を行うことができるので、従来のようにトナーコンテナを画像形成装置本体の所定位置に挿入する時の抵抗がなくなり又は低減され、しかもトナーコンテナを画像形成装置本体から取り外す時にトナーコンテナを回転させて斜めに抜き出すような操作が不要になる。したがって、画像形成装置本体にトナーコンテナを円滑に着脱することができる。

しかも、この構成では、トナーコンテナを画像形成装置本体から取り外す際には、前記閉状態から前記半開状態への前記カバーの開動作によりトナー補給口が閉じられた後、前記半開状態から前記開状態への前記カバーの開動作により前記ジョイント部材と前記カップリング部材の嵌合が解除されるので、トナー補給口が開いた状態でトナーコンテナが取り外されることがない。また、トナーコンテナを画像形成装置本体に装着する際には、前記開状態から前記半開状態への前記カバーの閉動作により前記ジョイント部材と前記カップリング部材が嵌合した後、前記半開状態から前記閉状態への前記カバーの閉動作によりトナー補給口が開かれるので、トナーコンテナの挿入中にトナー補給口が開くことがない。したがって、トナーコンテナの着脱中にトナー補給口からトナーが周囲に飛散するような不具合が生じるのを抑制することができる。

具体的には、本発明のシャッタ開閉機構は、例えば次のような構成が例示できる。すなわち、前記シャッタ開閉機構は、前記画像形成装置本体に固定され、前記回動部材及び前記ジョイント部材を内部に収容して支持する枠部材をさらに備え、前記ジョイント部材は、円筒状本体部と、この円筒状本体部の前記前進方向側の端部に設けられ、前記カップリング部材に嵌合可能な嵌合部と、前記円筒状本体部から半径方向の外側に突出する突起部とを有し、前記回動部材は、前記円筒状本体部が挿入された状態で前記ジョイント部材を前記進退移動可能に、かつ、前記回動可能に支持する円筒状支持部を有し、前記円筒状支持部は、前記ジョイント部材が前記前進位置にあるときに前記突起部が係合する凹部と、周方向に対して前記退避方向側に傾斜して前記凹部から前記他方の回動方向側に螺旋状に延び、前記突起部が当接しながら相対移動可能な螺旋状傾斜部とを有し、前記枠部材は、前記突起部を当接させて前記一方の回動方向側への前記ジョイント部材の回動を規制するために前記退避方向に沿って延設された回動規制面を有していてもよい。

この構成では、前記カバーが前記閉状態から前記半開状態に開動作するときに、前記一方の回動方向に回動する前記回動部材における前記凹部の一方の側壁に前記突起部が押されることにより、前記ジョイント部材が前記前進位置において前記一方の回動方向に回動して、前記カップリング部材を前記トナー補給口が閉じる方向に回動させる。そして、前記カバーが前記半開状態から前記開状態に開動作するときに、前記回動規制面に前記突起部が当接して前記一方の回動方向側への回動が規制され、かつ、前記一方の回動方向に回動する前記回動部材における前記螺旋状傾斜部に前記突起部が押されることにより、前記突起部が前記螺旋状傾斜部上を摺動しながら前記回動規制面上を前記退避方向に摺動して前記ジョイント部材が前記前進位置から前記退避位置に移動する。

また、前記枠部材は、周方向に対して前記退避方向側に傾斜して前記一方の回動方向側に延びて前記回動規制面の前記前進方向側の端部につながる傾斜面をさらに有し、前記突起部は、前記凹部に係合した状態から前記螺旋状傾斜部上に移動するときに、前記凹部の前記一方の側壁に前記突起部が押されて前記一方の回動方向に回動しながら前記傾斜面に沿って摺動することにより、前記凹部の前記一方の側壁に沿って前記退避方向側に移動して前記凹部との係合が解除される構成であるのが好ましい。

この構成では、前記突起部が前記傾斜面に沿って摺動することによって前記突起部と前記凹部との係合が円滑に解除される。これにより、ジョイント部材の回動動作と進退移動動作との間で動作の切り替えが円滑に進むので、トナーコンテナをさらに円滑に着脱することができる。

また、具体的には、本発明のシャッタ開閉機構は、例えば次のような構成が例示できる。すなわち、前記シャッタ開閉機構は、前記ジョイント部材を前記前進方向に付勢する付勢手段をさらに備えていてもよい。

この構成では、前記カバーが前記開状態から前記半開状態に閉動作するときに、前記他方の回動方向に回動する前記回動部材における前記螺旋状傾斜部が前記他方の回動方向に移動し、かつ、前記付勢手段により前記ジョイント部材が前記前進方向に押されることにより、前記突起部が前記螺旋状傾斜部上を摺動しながら前記回動規制面上を前記前進方向に摺動して前記ジョイント部材が前記退避位置から前記前進位置に移動して、前記嵌合部が前記カップリング部材に嵌合される。そして、前記カバーが前記半開状態から前記閉状態に閉動作するときに、前記他方の回動方向に回動する前記回動部材における前記凹部の他方の側壁に前記突起部が押されることにより、前記ジョイント部材が前記前進位置において前記他方の回動方向に回動して、前記カップリング部材を前記トナー補給口が開く方向に回動させる。

本発明の画像形成装置は、前記シャッタ開閉機構を備えている。

以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置本体のカバーの開閉動作に連動してトナーコンテナのトナー補給口を開閉させるシャッタ開閉機構において、画像形成装置本体にトナーコンテナを円滑に着脱することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す断面図である。 前記画像形成装置の内部構造を示す部分斜視図である。 前記画像形成装置におけるカップリング部材とジョイント部材との関係を示す部分斜視図である。 （ａ）は、トナーコンテナのトナー補給口が閉じた状態を示す部分斜視図であり、（ｂ）は、トナーコンテナのトナー補給口が開いた状態を示す部分斜視図である。 （ａ）及び（ｂ）は、前記画像形成装置におけるシャッタ開閉機構の要部を示す斜視図である。 トップカバーの開閉動作と前記シャッタ開閉機構の動作の連動機構の説明図である。 （ａ）は、トップカバー開状態におけるジョイント部材の嵌合部の状態を示す説明図であり、（ｂ）は、トップカバー閉状態におけるジョイント部材の嵌合部の状態を示す説明図である。 （ａ）〜（ｃ）は、前記シャッタ開閉機構の動作を示す斜視図である。 （ａ）〜（ｃ）は、前記シャッタ開閉機構の動作を示す正面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、図９（ａ）〜（ｃ）のX−X線断面図である。 （ａ）は、図９のXIA−XIA線断面図であり、（ｂ）は、図９のXIB−XIB線断面図であり、（ｃ）は、図９のXIC−XIC線断面図である。 （ａ）〜（ｅ）は、前記シャッタ開閉機構の動作を示す斜視図である。 図１２（ｃ）のXIII−XIII線断面図である。

以下、本発明の一実施形態にかかるシャッタ開閉機構及びこれを備えた画像形成装置について図面を参照しながら詳細に説明する。

［画像形成装置］
図１に示すように、本実施形態の画像形成装置は、画像形成装置本体１００と、この画像形成装置本体１００に着脱自在なトナーコンテナ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）とを備えている。この画像形成装置は、タンデム型であり、画像形成装置本体１００内の中央部には、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍ、シアン画像形成ユニット１Ｃ、イエロー画像形成ユニット１Ｙ及びブラック画像形成ユニット１ＢＫが一定の間隔で配列されている。

各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫには、像担持体である感光ドラム２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄがそれぞれ配置されている。各感光ドラム２ａ〜２ｄの周囲には、帯電器３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、転写手段としての転写ローラ５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄがそれぞれ配置されている。

感光ドラム２ａ〜２ｄは、ドラム状の感光体であって、不図示のモータによって図示矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。又、帯電器３ａ〜３ｄは、不図示の帯電バイアス電源から印加される帯電バイアスによって感光ドラム２ａ〜２ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させる。

現像装置４ａ〜４ｄは、マゼンタ（Ｍ）トナー、シアン（Ｃ）トナー、イエロー（Ｙ）トナー、ブラック（ＢＫ）トナーをそれぞれ含んだ二成分現像剤を収容しており、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に形成された各静電潜像に各色のトナーを付着させて各静電潜像を各色のトナー像として可視像化する。

転写ローラ５ａ〜５ｄは、各一次転写部にて中間転写ベルト７を介して各感光ドラム２ａ〜２ｄに当接可能に配置されている。中間転写ベルト７は、二次転写対向ローラ８とテンションローラ９との間に張設されて各感光ドラム２ａ〜２ｄの上面側に走行可能に配置されている。二次転写対向ローラ８は、二次転写部において中間転写ベルト７を介して二次転写ローラ１０に当接可能に配置されている。又、テンションローラ９の近傍にはベルトクリーニング装置１１が設けられている。中間転写ベルト７の材質としては、例えばポリカーボネイト、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）等の誘電体樹脂を用いることができる。

画像形成装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫの上方には、各現像装置４ａ〜４ｄにトナーを補給するためのトナーコンテナ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄが一列に並設されている。

図２に示すように、画像形成装置本体１００の側板１００ｃには、各トナーコンテナ１２の後述するカップリング部材２７を案内するためのガイド溝１００ｂが設けられている。各トナーコンテナ１２（１２ａ〜１２ｄ）は、画像形成装置本体１００のトップカバー１００ａを開いて、各カップリング部材２７を対応するガイド溝１００ｂに沿わせた状態で上方から下方に向かって画像形成装置本体１００の所定位置に挿入される。

画像形成装置本体１００内の各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫの下方にはレーザースキャナユニット（ＬＳＵ）１３が配置され、その下方の画像形成装置本体１００の底部には給紙カセット１４が着脱可能に設置されている。給紙カセット１４には複数枚の不図示の用紙が積層収容されている。この給紙カセット１４の近傍には、給紙カセット１４から用紙を１枚ずつ取り出すピックアップローラ１５と、取り出された用紙を搬送パスＬへと送り出すフィードローラ１６とリタードローラ１７が設けられている。

画像形成装置本体１００の側部を上下方向に延びる前記搬送パスＬには、用紙を搬送する搬送ローラ対１８と、用紙を一時待機させた後に所定のタイミングで前記二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０との当接部である二次転写部へと供給するレジストローラ対１９が設けられている。搬送パスＬの横には、用紙の両面に画像を形成する場合に使用される別の搬送パスＬ’が形成されており、この搬送パスＬ’には複数の搬送ローラ対２０が適切な間隔で設けられている。

画像形成装置本体１００内の一側部に縦方向に配置された前記搬送パスＬは、画像形成装置本体１００の上面に設けられた排紙トレイ２１まで延びており、その途中には定着装置２２と排紙ローラ対２３及び排紙装置２４が設けられている。

次に、以上の構成を有する画像形成装置による画像形成動作について説明する。

画像形成開始信号が発せられると、各画像形成ユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｙ，１ＢＫにおいて各感光ドラム２ａ〜２ｄが図１の矢印方向（時計方向）に所定のプロセススピードで回転駆動され、これらの感光ドラム２ａ〜２ｄは、帯電器３ａ〜３ｄによって一様に帯電される。レーザースキャナユニット１３は、各色のカラー画像信号によって変調されたレーザー光を出射し、そのレーザー光を各感光ドラム２ａ〜２ｄの表面に照射し、各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に各色のカラー画像信号に対応した静電潜像をそれぞれ形成する。

先ず、マゼンタ画像形成ユニット１Ｍの感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、該感光ドラム２ａの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加された現像装置４ａによってマゼンタトナーを付着させ、該静電潜像をマゼンタトナー像として可視像化する。このマゼンタトナー像は、感光ドラム２ａと転写ローラ５ａとの間の一次転写部（転写ニップ部）において、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが印加された転写ローラ５ａの作用によって、図１の矢印方向に回転駆動されている中間転写ベルト７上に一次転写される。

上述のようにしてマゼンタトナー像が一次転写された中間転写ベルト７は、次のシアン画像形成ユニット１Ｃへと移動する。そして、シアン画像形成ユニット１Ｃにおいても、前記と同様にして、感光ドラム２ｂ上に形成されたシアントナー像が一次転写部において中間転写ベルト７上のマゼンタトナー像に重ねて転写される。

以下同様にして、中間転写ベルト７上に重畳転写されたマゼンタ及びシアントナー像の上に、イエロー及びブラック画像形成ユニット１Ｙ，１ＢＫの各感光ドラム２ｃ，２ｄ上にそれぞれ形成されたイエロー及びブラックトナー像が各一次転写部において順次重ね合わせられ、中間転写ベルト７上にはフルカラーのトナー像が形成される。尚、中間転写ベルト７上に転写されないで各感光ドラム２ａ〜２ｄ上に残留する転写残トナーは、各ドラムクリーニング装置６ａ〜６ｄによって除去され、さらに不図示の除電装置によって各感光ドラム２ａ〜２ｄの残留電荷が除電され、各感光ドラム２ａ〜２ｄは次の画像形成に備えられる。

そして、中間転写ベルト７上のフルカラートナー像の先端が二次転写対向ローラ８と二次転写ローラ１０間の二次転写部（転写ニップ部）に達するタイミングに合わせて、給紙カセット１４からピックアップローラ１５とフィードローラ１６及びリタードローラ１７によって搬送パスＬへと送り出された用紙がレジストローラ対１９によって二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部に搬送された用紙に、トナーの帯電極性と逆極性の二次転写バイアスが印加された二次転写ローラ１０によってフルカラーのトナー像が中間転写ベルト７から二次転写される。

フルカラーのトナー像が転写された用紙は、定着装置２２へと搬送され、フルカラーのトナー像が加熱及び加圧されて用紙の表面に熱定着される。トナー像が定着された用紙は、排紙ローラ対２３によって排紙装置２４へと搬送され、排紙装置２４によって排紙トレイ２１上に排出されて一連の画像形成動作が完了する。尚、用紙上に転写されないで中間転写ベルト７上に残留する転写残トナーは、前記ベルトクリーニング装置１１によって除去され、中間転写ベルト７は次の画像形成に備えられる。

［シャッタ開閉機構］
次に、本発明の一実施形態に係るシャッタ開閉機構について説明する。図３及び図５（ａ），（ｂ）に示すように、本実施形態のシャッタ開閉機構は、カップリング部材２７と、ジョイント部材２８と、回動部材２９とを含む。カップリング部材２７は、トナーコンテナ１２に設けられている。ジョイント部材２８及び回動部材２９は、画像形成装置本体１００に固定された枠部材４１に支持されている。

以下、前記シャッタ開閉機構について具体的に説明するが、トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄの基本構成は同じであるため、代表してマゼンダのトナーコンテナ１２ａにおけるシャッタ開閉機構について説明する。

図３及び図４（ａ），（ｂ）に示すように、トナーコンテナ１２ａは、その底面に矩形状のトナー補給口２５を有している。このトナー補給口２５は円筒状のコンテナシャッタ２６によって開閉される。コンテナシャッタ２６は、トナー補給口２５と同形状の矩形孔２６ａを有している。

図４（ａ）に示すように、コンテナシャッタ２６の矩形孔２６ａが側方を向いてトナー補給口２５に連通していない状態ではトナー補給口２５が閉じられ、図４（ｂ）に示すようにコンテナシャッタ２６が回動して矩形孔２６ａがトナー補給口２５に連通することによってトナー補給口２５が開かれる。

図３に示すように、コンテナシャッタ２６の端部には、カップリング部材２７が嵌め込まれている。このカップリング部材２７は、コンテナシャッタ２６の回動軸方向に突出する嵌合突起２７ａを有している。この嵌合突起２７ａは、前記回動軸に沿って突出する円筒状の部分と、この円筒状部分から半径方向に扇状に突出する扇状部分と、この扇状部分の反対側に円筒状部分から半径方向に線状に突出する線状部分とを含む。

図５（ａ），（ｂ）に示すように、ジョイント部材２８は、円筒状本体部２８１と、この円筒状本体部２８１の方向Ｄ１側（前進方向側）の端部に設けられ、カップリング部材２７の嵌合突起２７ａに嵌合可能な嵌合凹部（嵌合部）２８２と、円筒状本体部２８１の方向Ｄ２側（退避方向側）に設けられ、円筒状本体部２８１の側面から半径方向の外側に突出する一対の突起部２８３とを有している。一対の突起部２８３は、円筒状本体部２８１の半径方向に互いに対向する位置からそれぞれ延設されている。

嵌合凹部２８２は、カップリング部材２７の嵌合突起２７ａが嵌り込むことができるように嵌合突起２７ａに対応した形状を有している。すなわち、嵌合凹部２８２は、嵌合突起２７ａの前記円筒状部分が嵌り込む円柱状凹部と、この円柱状凹部から半径方向に扇状に形成され、前記嵌合突起２７ａの扇状部分が嵌り込む扇状凹部と、この扇状凹部の反対側に前記円柱状凹部から半径方向に扇状に形成され、前記嵌合突起２７ａの前記線状部分が嵌り込む扇状凹部とを含む。円筒状本体部２８１は、その回動軸Ａにそって穿孔された貫通口２８４を有している。前記円柱状凹部は、貫通口２８４と連通している。

回動部材２９は、環状のギヤ部２９１と、このギヤ部２９１から方向Ｄ２側に延設された円筒状支持部２９２とを有している。ギヤ部２９１は、後述するラック部材３２が歯合する。円筒状支持部２９２は、ジョイント部材２８の円筒状本体部２８１が挿入された状態でジョイント部材２８を前進位置と退避位置との間で前進方向（方向Ｄ１）及び退避方向（方向Ｄ２）に進退移動可能に、かつ、前記回動軸Ａを中心に回動可能に支持する。

円筒状支持部２９２は、方向Ｄ１側に凹む一対の凹部２９３と、各凹部２９３から円筒状支持部２９２の周方向に対して方向Ｄ２側に傾斜して凹部２９３から回動方向Ｄ４側に螺旋状に延びる螺旋状傾斜部２９４とを有している。一対の凹部２９３は、半径方向に互いに対向する位置に設けられている。後述するように、各凹部２９３は、ジョイント部材２８が前記前進位置にあるときに各突起部２８３がそれぞれ係合する。各螺旋状傾斜部２９４は、ジョイント部材２８が前記進退移動するときに各突起部２８３が当接しながら相対移動する。

枠部材４１は、回動部材２９を回動可能に収容する収容空間を構成する環状の枠本体４１１と、この枠本体４１１の方向Ｄ２側の周縁部から方向Ｄ２に向かって延びる一対の延設部４１４と、これらの延設部４１４の方向Ｄ２側の端部同士をアーチ状につなぐ連結部４１６と、この連結部４１６から回動軸Ａに沿って方向Ｄ１側に延びる支柱４１２と、枠本体４１１の方向Ｄ１側の周縁部から方向Ｄ１に向かって延び、画像形成装置本体１００の側板１００ｃに当接する４本の脚部４１７ａ〜４１７ｄと、枠体４１を画像形成装置本体１００の側板１００ｃに固定するために枠本体４１１から方向Ｄ１側に延びる一対の係合片４１３とを有している。

支柱４１２は、ジョイント部材２８の貫通口２８４に挿入される。各係合片４１３は、図２に示すように画像形成装置本体１００の側板１００ｃに設けられた係合孔１００ｄにそれぞれ係合される。

各延設部４１４は、回動方向Ｄ４側に回動規制面４１４ａを有している。この回動規制面４１４ａは、後述するように突起部２８３を当接させて回動方向Ｄ３側へのジョイント部材２８の回動を規制するためのものである。この回動規制面４１４ａは、回動軸Ａにほぼ平行に設けられている。

枠部材４１は、枠本体４１１の内側面に沿って設けられた一対の傾斜面４１５を有している。各傾斜面４１５は、回動部材２９の周方向に対して方向Ｄ２側に傾斜して回動方向Ｄ３側に延び、回動規制面４１４ａの方向Ｄ１側の端部につながっている。各傾斜面４１５は、枠本体４１１の内側面と回動部材２９の円筒状支持部２９２の外側面との間に位置している。

ジョイント部材２８の方向Ｄ２側の端部と枠部材４１の連結部４１６との間には、ジョイント部材２８を方向Ｄ１（前進方向）に付勢する付勢手段としてのスプリング３０が配設されている。このスプリング３０の内部には支柱４１２が挿通されている。

次に、トップカバー１００ａの開閉動作に連動して各トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄのトナー補給口２５が開閉される機構（連動機構）について説明する。

図６に示すように、画像形成装置本体１００の上部にはラック部材３２が水平（矢印方向）に移動可能に設けられている。このラック部材３２は、その下面に形成された４つのラック３２ａを有している。各ラック３２ａには各トナーコンテナ１２ａ〜１２ｄに対応する回動部材２９がそれぞれ噛合している。

トップカバー１００ａの支点軸３３には扇形のセクタギヤ３４が結着されている。このセクタギヤ３４はアイドルギヤ３５を介してピニオンギヤ３６に噛合している。ピニオンギヤ３６は、ラック部材３２の長手方向一端の上面に形成されたラック３２ｂに噛合している。

トップカバー１００ａを支点軸３３を中心として回動させて開閉するとラック部材３２が水平方向に往復動し、これに形成された４つのラック３２ａに各々噛合する回動部材２９が回動する。

図７（ａ）に示すようにトップカバー１００ａが全開の状態（開状態）から閉じる方向にトップカバー１００ａを動作させると、支点軸３３とこれに結着されたセクタギヤ３４が図７（ａ）の矢印方向に回転し、その回転はアイドルギヤ３５を経てピニオンギヤ３６に伝達される。このピニオンギヤ３６が矢印方向に回転すると、ラック部材３２が矢印方向に移動する。ラック部材３２が矢印方向に移動すると、このラック部材３２のラック２３ａに噛合する４つの回動部材２９が矢印方向（回動方向Ｄ４）に回転する。

一方、図７（ｂ）に示すようにトップカバー１００ａが全閉の状態（閉状態）から開く方向にトップカバー１００ａを動作させると、支点軸３３とこれに結着されたセクタギヤ３４が図７（ｂ）の矢印方向に回転し、その回転はアイドルギヤ３５を経てピニオンギヤ３６に伝達される。このピニオンギヤ３６が矢印方向に回転すると、ラック部材３２が矢印方向に移動する。ラック部材３２が矢印方向に移動すると、このラック部材３２のラック２３ａに噛合する４つの回動部材２９が矢印方向（回動方向Ｄ３）に回転する。

本実施形態のシャッタ開閉機構では、上記のようにトップカバー１００ａが開状態と閉状態との間で開閉動作するのに連動してトナーコンテナ１２のトナー補給口２５を開閉可能であることに加え、トップカバー１００ａの開閉動作に連動してカップリング部材２７とジョイント部材２８との嵌合及びその解除を行うことができる。以下、これらの動作について詳細に説明する。

図８〜図１２は、本実施形態に係るシャッタ開閉機構の動作を示す図である。図１０（ａ）〜（ｃ）は、図９（ａ）〜（ｃ）のX−X線断面図である。図１１（ａ）は、図９のXIA−XIA線断面図であり、図１１（ｂ）は、図９のXIB−XIB線断面図であり、図１１（ｃ）は、図９のXIC−XIC線断面図である。

図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）及び図１１（ａ）は、トップカバー１００ａが「開状態」のときのジョイント部材２８の配置を示している。図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）は、トップカバー１００ａが「半開状態」のときのジョイント部材２８の配置を示している。図８（ｃ）、図９（ｃ）、図１０（ｃ）及び図１１（ｃ）は、トップカバー１００ａが「閉状態」のときのジョイント部材２８の配置を示している。

図１２（ａ）〜（ｅ）は、シャッタ開閉機構の動作をさらに細分化した斜視図である。図１３は、図１２（ｃ）のXIII−XIII線断面図である。

なお、本実施形態において「開状態」とは、トップカバー１００ａが全開した状態をいい、「閉状態」とは、トップカバー１００ａが全閉した状態をいう。また、「半開状態」とは、トップカバー１００ａが開状態と閉状態との間にあって、後述するジョイント部材２８の回動動作と進退移動動作とが切り替わるときのトップカバー１００ａの状態をいう。したがって、「半開状態」は、トップカバー１００ａが必ずしも開状態と閉状態との中間の位置（１／２の位置）にあることを意味しているのではない。

まず、トナーコンテナ１２を画像形成装置本体１００の所定位置に挿入するときの動作について説明する。トナーコンテナ１２を前記所定位置に挿入する際には、トップカバー１００ａが前記開状態に開かれる。この開状態のときにはジョイント部材２８は、図８（ａ）、図９（ａ）、図１０（ａ）及び図１１（ａ）に示す位置にある。このとき、ジョイント部材２８は、方向Ｄ２（退避方向）側に移動した退避位置にある。

ジョイント部材２８が前記退避位置にあるときには、前述した側板１００ｃのガイド溝１００ｂにジョイント部材２８が突出しておらず、回動部材２９の内部に入り込んでいるので、カップリング部材２７をガイド溝１００ｂに沿ってその下端部まで移動させることができ、各トナーコンテナ１２を前記所定位置に円滑に挿入できる。各トナーコンテナ１２が前記所定位置に挿入されると、各ジョイント部材２８は、トナーコンテナ１２のカップリング部材２７に対向して配置される。

各トナーコンテナ１２が前記所定位置に挿入されると、ユーザーは、トップカバー１００ａを閉める動作を行う。トップカバー１００ａが前記開状態から前記半開状態まで閉動作されると、ラック部材３２が移動して回動部材２９が方向Ｄ４に回動し、ジョイント部材２８は、図８（ｂ）、図９（ｂ）、図１０（ｂ）及び図１１（ｂ）に示す位置に移動する。すなわち、ジョイント部材２８は、前記退避位置から方向Ｄ１側に移動して前進位置に配置される。ジョイント部材２８が前記前進位置に移動すると、ジョイント部材２８の嵌合凹部２８２は、カップリング部材２７の嵌合突起２７ａに嵌合する。

このジョイント部材２８の前進動作をさらに詳細に説明すると次のようになる。まず、トップカバー１００ａが前記開状態にあるとき、図１０（ａ）、図１１（ａ）及び図１２（ａ）に示すように、ジョイント部材２８は、突起部２８３の側部が枠部材４１の回動規制面４１４ａの方向Ｄ２側の部分に当接し、かつ、突起部２８３の下面が回動部材２９の螺旋状傾斜部２９４の方向Ｄ２側の部分に当接した状態で前記退避位置に位置している。

トップカバー１００ａが前記開状態からトップカバー１００ａを閉じる方向に閉動作するのに伴って、図１２（ｂ）に示すように、回動部材２９の螺旋状傾斜部２９４が回動方向Ｄ４に移動するので、螺旋状傾斜部２９４が突起部２８３を支持する位置が方向Ｄ１側に移動する。このとき、ジョイント部材２８はスプリング３０によって方向Ｄ１（前進方向）に付勢されているので、突起部２８３は螺旋状傾斜部２９４上を摺動しながら回動規制面４１４ａに沿って方向Ｄ１に移動する。これにより、ジョイント部材２８は前記退避位置から方向Ｄ１側に移動する。

トップカバー１００ａが閉じる方向にさらに閉動作するのに伴って、突起部２８３は、螺旋状傾斜部２９４上を摺動しながら回動規制面４１４ａに沿って方向Ｄ１にさらに移動し、回動規制面４１４ａの方向Ｄ１側の端部に達する。突起部２８３は、回動規制面４１４ａの方向Ｄ１側の端部を通過すると、この端部につながる傾斜面４１５上を摺動し始める。

トップカバー１００ａが前記半開状態まで達した時点では、図１０（ｂ）、図１１（ｂ）、図１２（ｃ）及び図１３に示すように、突起部２８３は、螺旋状傾斜部２９４の方向Ｄ３側の端部を通過して凹部２９３に対向する位置にあり、傾斜面４１５の方向Ｄ４側の端部付近まで移動している。

このとき、突起部２８３は、傾斜面４１５に当接しているとともに、凹部２９３にも当接している。すなわち、突起部２８３は、図５（ａ）に示すように、方向Ｄ１側の両サイドの角部が面取りされた面取り部２８３ａ，２８３ａと、これらの面取り部２８３ａに挟まれた中央部２８３ｂとを有している。この面取り部２８３ａの傾斜角度は、傾斜面４１５の傾斜角度とほぼ同程度に設計されている。これらの面取り部２８３ａのうち方向Ｄ３側の面取り部２８３ａが傾斜面４１５に当接し、中央部２８３ｂが凹部２９３に当接している。

また、この時点では、ジョイント部材２８は、前記前進位置に移動しており、嵌合凹部２８２がカップリング部材２７の嵌合突起２７ａに嵌合されている。この時点でジョイント部材２８は、前進動作を完了し、回動動作に移行する。

ジョイント部材２８の回動動作は次の通りである。トップカバー１００ａが前記半開状態からさらに閉じる方向に閉動作するのに伴って、回動部材２９が方向Ｄ４に回動する。この回動部材２９の回動によって凹部２９３の側壁２９３ｂが突起部２８３に当接して突起部２８３を方向Ｄ４側に押すので、突起部２８３は、傾斜面４１５の方向Ｄ４側の端部を通過して傾斜面４１５による支持が解除され、凹部２９３に嵌り込む（係合する）。本実施形態では、傾斜面４１５は、突起部２８３が凹部２９３に係合するときの案内面として機能するので、ジョイント部材２８の前進動作から回動動作への移行がより円滑になる。

トップカバー１００ａがさらに閉じる方向に閉動作すると、回動部材２９が方向Ｄ４に回動するので、凹部２９３に係合している突起部２８３が凹部２９３によって方向Ｄ４側に押されてジョイント部材２８が方向Ｄ４に回動する（図１２（ｄ））。そして、トップカバー１００ａがさらに閉動作して前記閉状態まで達すると、凹部２９３に係合している突起部２８３が方向Ｄ４側に押され、ジョイント部材２８は、方向Ｄ４にさらに回動し、図８（ｃ）、図９（ｃ）、図１０（ｃ）、図１１（ｃ）及び図１２（ｅ）に示す位置に達する。このとき、ジョイント部材２８の嵌合凹部２８２は、図８（ｃ）及び図９（ｃ）に示す位置に回動している。このジョイント部材２８の回動に伴って、この嵌合凹部２８２に嵌合されているカップリング部材２７も同方向に回動する。これにより、コンテナシャッタ２６が回動してトナー補給口２５が開放される（図４（ｂ））。以上でコンテナシャッタ２６の開動作が完了する。

次に、トナーコンテナ１２を画像形成装置本体１００の所定位置から取り外すときの動作について説明する。まず、トップカバー１００ａが前記閉状態から開く方向に開動作されると、ラック部材３２が移動して回動部材２９が方向Ｄ３に回動する。この回動部材２９の回動に伴って凹部２９３が突起部２８３を方向Ｄ３に押すので、ジョイント部材２８が方向Ｄ３に回動して図１２（ｅ）に示す位置から図１２（ｄ）に示す位置に移動する。

トップカバー１００ａがさらに開動作されて前記半開状態に達すると、方向Ｄ３にさらに回動したジョイント部材２８は図１２（ｃ）に示す位置に移動する。このとき、突起部２８３の面取り部２８３ａが傾斜面４１５に当接し、突起部２８３の中央部２８３ｂが凹部２９３に当接している。この時点でジョイント部材２８は、回動動作を完了し、退避動作に移行する。

また、トップカバー１００ａが前記閉状態から前記半開状態に開動作するときに、ジョイント部材２８が前記前進位置において回動方向Ｄ３に回動して、カップリング部材２７をトナー補給口２５が閉じる方向に回動させる（図４（ａ））。

トップカバー１００ａが前記半開状態からさらに開く方向に開動作すると、回動部材２９の方向Ｄ３の回動に伴って突起部２８３は、凹部２９３に押されて方向Ｄ３に回動する。突起部２８３は、図１２（ｃ）の状態から方向Ｄ３に回動すると、傾斜面４１５上を摺動し始めて凹部２９３から離隔する。すなわち、突起部２８３は、回動規制面４１４ａに近づいたあたりで凹部２９３との係合が解除され、螺旋状傾斜部２９４上に乗り移る。

言い換えると、突起部２８３は、凹部２９３に係合した状態から螺旋状傾斜部２９４上に移動するときに、凹部２９３の一方の側壁２９３ａに突起部２８３が押されて回動方向Ｄ３に回動しながら傾斜面４１５に沿って摺動することにより、凹部２９３の一方の側壁２９３ａに沿って方向Ｄ２（退避方向）側に移動し、凹部２９３との係合が解除される。

トップカバー１００ａが開く方向にさらに開動作すると、図１２（ｂ）に示すように、突起部２８３は、回動規制面４１４ａに当接して回動方向Ｄ３側への回動が規制され、かつ、回動方向Ｄ３に回動する螺旋状傾斜部２９４に押されることにより、螺旋状傾斜部２９４上を摺動しながら回動規制面４１４ａ上を方向Ｄ２（退避方向）に摺動する。そして、トップカバー１００ａが前記開状態に達すると、図１２（ａ）に示す前記退避位置にジョイント部材２８が到達してジョイント部材２８の退避動作が完了する。このとき、カップリング部材２７は、ジョイント部材２８との嵌合が解除されている。しかも、ジョイント部材２８が前記退避位置にあるときには、前述した側板１００ｃのガイド溝１００ｂにジョイント部材２８が突出しておらず、回動部材２９の内部に入り込んでいるので、前記所定位置からトナーコンテナ１２を上方に円滑に取り出すことができる。

以上説明したように、本実施形態では、前記ジョイント部材は、前記カバーが前記半開状態と前記閉状態との間で開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴って回動可能であるだけでなく、さらに前記カバーが前記開状態と前記半開状態との間で開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴って前記前進位置と前記退避位置との間を前記進退移動可能である。このように前記カバーの開閉動作に連動して前記ジョイント部材と前記カップリング部材の嵌合及び嵌合の解除を行うことができるので、従来のようにトナーコンテナを画像形成装置本体の所定位置に挿入する時の抵抗が低減され、しかもトナーコンテナを画像形成装置本体から取り外す時にトナーコンテナを回転させて斜めに抜き出すような操作が不要になる。したがって、トナーコンテナを円滑に着脱することができる。

また、前記実施形態では、トナーコンテナを画像形成装置本体から取り外す際には、前記閉状態から前記半開状態への前記カバーの開動作によりトナー補給口が閉じられた後、前記半開状態から前記開状態への前記カバーの開動作により前記ジョイント部材と前記カップリング部材の嵌合が解除されるので、トナー補給口が開いた状態でトナーコンテナが取り外されることがない。また、トナーコンテナを画像形成装置本体に装着する際には、前記開状態から前記半開状態への前記カバーの閉動作により前記ジョイント部材と前記カップリング部材が嵌合した後、前記半開状態から前記閉状態への前記カバーの閉動作によりトナー補給口が開かれるので、トナーコンテナの挿入中にトナー補給口が開くことがない。したがって、トナーコンテナの着脱中にトナー補給口からトナーが周囲に飛散するような不具合が生じるのを抑制することができる。

また、前記実施形態では、前記枠部材が前記傾斜面を有しているので、ジョイント部材の回動と進退移動との間で動作が切り替わる際に、前記突起部と前記凹部との係合が円滑に解除されるので、トナーコンテナをさらに円滑に着脱することができる。

なお、本発明は、前記実施形態に限られるものではなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更、改良等が可能である。例えば、前記実施形態では、本発明をフルカラーのレーザビームプリンタに適用した形態について説明したが、本発明は、他のカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置に対しても同様に適用可能である。

１２ トナーコンテナ
２５ トナー補給口
２６ コンテナシャッタ
２７ カップリング部材
２７ａ 嵌合突起
２８ ジョイント部材
２８１ 嵌合部
２８２ 円筒状本体部
２８３ 突起部
２９ 回動部材
２９１ ギヤ部
２９２ 円筒状支持部
２９３ 凹部
２９４ 螺旋状傾斜部
３０ スプリング
３２ ラック部材
３２ａ，３２ｂ ラック
４１ 枠部材
４１４ａ 回動規制面
４１５ 傾斜面
１００ 画像形成装置本体
１００ａ トップカバー
Ｄ１ 前進方向
Ｄ２ 退避方向
Ｄ３，Ｄ４ 回動方向

Claims (5)

1. 画像形成装置本体のカバーの開閉動作に連動してトナーコンテナのトナー補給口を開閉するシャッタ開閉機構であって、
   前記画像形成装置本体に設けられ、前記カバーの開動作に連動して一方の回動方向に回動し、前記カバーの閉動作に連動して他方の回動方向に回動する回動部材と、
   前記カバーが開いた開状態とこの開状態から前記カバーが閉じる方向に移動した半開状態との間で前記カバーが開閉動作するときに、前記回動部材の回動に伴ってその回動軸の軸方向に沿って前進位置と退避位置との間を前進方向及び退避方向に進退移動可能であり、前記半開状態と前記カバーが閉じた閉状態との間で前記カバーが開閉動作するときに、前記前進位置において前記回動部材の回動に伴って回動可能なジョイント部材と、
   前記トナーコンテナに回動可能に設けられ、前記ジョイント部材が前記前進位置にあるときに前記ジョイント部材と嵌合する一方で前記ジョイント部材が前記退避位置にあるときに前記ジョイント部材との嵌合が解除され、前記前進位置において嵌合された前記ジョイント部材の回動に伴って回動することにより前記トナー補給口を開閉可能なカップリング部材と、を備えているシャッタ開閉機構。
2. 前記画像形成装置本体に固定され、前記回動部材及び前記ジョイント部材を内部に収容して支持する枠部材をさらに備え、
   前記ジョイント部材は、円筒状本体部と、この円筒状本体部の前記前進方向側の端部に設けられ、前記カップリング部材に嵌合可能な嵌合部と、前記円筒状本体部から半径方向の外側に突出する突起部とを有し、
   前記回動部材は、前記円筒状本体部が挿入された状態で前記ジョイント部材を前記進退移動可能に、かつ、前記回動可能に支持する円筒状支持部を有し、
   前記円筒状支持部は、前記ジョイント部材が前記前進位置にあるときに前記突起部が係合する凹部と、周方向に対して前記退避方向側に傾斜して前記凹部から前記他方の回動方向側に螺旋状に延び、前記突起部が当接しながら相対移動可能な螺旋状傾斜部とを有し、
   前記枠部材は、前記突起部を当接させて前記一方の回動方向側への前記ジョイント部材の回動を規制するために前記退避方向に沿って延設された回動規制面を有し、
   前記カバーが前記閉状態から前記半開状態に開動作するときに、前記一方の回動方向に回動する前記回動部材における前記凹部の一方の側壁に前記突起部が押されることにより、前記ジョイント部材が前記前進位置において前記一方の回動方向に回動して、前記カップリング部材を前記トナー補給口が閉じる方向に回動させ、
   前記カバーが前記半開状態から前記開状態に開動作するときに、前記回動規制面に前記突起部が当接して前記一方の回動方向側への回動が規制され、かつ、前記一方の回動方向に回動する前記回動部材における前記螺旋状傾斜部に前記突起部が押されることにより、前記突起部が前記螺旋状傾斜部上を摺動しながら前記回動規制面上を前記退避方向に摺動して前記ジョイント部材が前記前進位置から前記退避位置に移動する、請求項１に記載のシャッタ開閉機構。
3. 前記枠部材は、周方向に対して前記退避方向側に傾斜して前記一方の回動方向側に延びて前記回動規制面の前記前進方向側の端部につながる傾斜面をさらに有し、
   前記突起部は、前記凹部に係合した状態から前記螺旋状傾斜部上に移動するときに、前記凹部の前記一方の側壁に前記突起部が押されて前記一方の回動方向に回動しながら前記傾斜面に沿って摺動することにより、前記凹部の前記一方の側壁に沿って前記退避方向側に移動して前記凹部との係合が解除される、請求項２に記載のシャッタ開閉機構。
4. 前記ジョイント部材を前記前進方向に付勢する付勢手段をさらに備え、
   前記カバーが前記開状態から前記半開状態に閉動作するときに、前記他方の回動方向に回動する前記回動部材における前記螺旋状傾斜部が前記他方の回動方向に移動し、かつ、前記付勢手段により前記ジョイント部材が前記前進方向に押されることにより、前記突起部が前記螺旋状傾斜部上を摺動しながら前記回動規制面上を前記前進方向に摺動して前記ジョイント部材が前記退避位置から前記前進位置に移動して、前記嵌合部が前記カップリング部材に嵌合され、
   前記カバーが前記半開状態から前記閉状態に閉動作するときに、前記他方の回動方向に回動する前記回動部材における前記凹部の他方の側壁に前記突起部が押されることにより、前記ジョイント部材が前記前進位置において前記他方の回動方向に回動して、前記カップリング部材を前記トナー補給口が開く方向に回動させる、請求項２又は３に記載のシャッタ開閉機構。
5. 請求項１〜４のいずれかに記載のシャッタ開閉機構を備えた画像形成装置。

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