JP5999491B2

JP5999491B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5999491B2
Application number: JP2012186752A
Authority: JP
Inventors: 辰生福嶋
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-08-27
Filing date: 2012-08-27
Publication date: 2016-09-28
Anticipated expiration: 2032-08-27
Also published as: JP2014044323A

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の電子写真方式の画像形成装置においては、画像形成に伴って現像剤としてのトナーが消費されるため、現像装置内のトナーが枯渇しないようにトナーの補給が行われる。補給方法の一つとして、トナーを充填したトナーカートリッジを交換する手法が知られている。トナーカートリッジの交換は、例えば画像形成装置の上面に設けられた上部カバーを開き、装置内の古いトナーカートリッジを取り外して新たなトナーカートリッジを装置内の所定位置に装着することで行われる。

このトナーカートリッジには、トナーを画像形成装置本体側の現像装置に供給するための排出口が設けられる。また、トナーカートリッジを画像形成装置本体から取り外した際に排出口からトナーが飛散しないように、排出口にはこれを開放および閉鎖するシャッタが設けられる。具体的には、トナーカートリッジを画像形成装置本体に装着した際に、シャッタを開いて排出口を開放し、現像装置へのトナーの供給を可能とする一方、トナーカートリッジを画像形成装置本体から取り外した際に、シャッタを閉じて排出口を閉鎖し、排出口を介して外部にトナーが飛散するのを防止するようにしている。

シャッタの開閉状態を切り替えるためのシャッタ開閉機構として、外装カバーの開閉運動をシャッタの駆動力とする構成が公知である。その一例として、例えば特開２００８−５２０３３号公報（特許文献１）には、外装カバーの開閉軸に入力ギヤを取り付け、カバー部材の開閉に応じて入力ギヤを正逆回転させ、この回転運動を、ギヤ列を介してシャッタに伝達することで、シャッタを開閉させる構成が開示されている。

シャッタを開放状態と閉鎖状態との間で切り替えるためには、ある程度のシャッタストロークが必要となる。特許文献１に記載のシャッタ開閉機構では、カバー部材の開閉角に応じて入力ギヤを回転させる構成であるため、カバー部材の開閉角の範囲で必要なシャッタストロークを得るために入力ギヤをある程度大径化し、あるいはギヤ列を用いてギヤ比を調整する必要があり、機構が大型化・複雑化する。また、入力側ギヤは開閉軸と同軸に配置する必要があり、その設置箇所が制約を受ける。以上の理由から、シャッタ開閉機構のコンパクト化や設計自由度の向上を図ることが難しく、これらが画像形成装置の小型化を阻む要因となっている。

そこで、本発明は、シャッタ開閉機構のコンパクト化や設計自由度の向上を達成し、これによって画像形成装置の小型化を図ることを目的とする。

本発明は、開口部を有する画像形成装置本体と、前記開口部を介して画像形成装置本体に対して着脱可能であり、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する排出口と、排出口を開閉する第一シャッタと、画像形成装置本体の前記開口部を開閉するカバー部材と、カバー部材の開閉動作を機械的に伝達し、カバー部材の閉動作で第一シャッタを開き、カバー部材の開動作で第一シャッタを閉じるシャッタ開閉機構とを有する画像形成装置において、シャッタ開閉機構に、カバー部材の閉動作で付勢力を蓄積する第一付勢部材と、前記閉動作でカバー部材に当接して正方向に運動し、カバー部材の開動作で第一付勢部材に蓄積された前記付勢力により逆方向に運動する入力側部材とを設け、入力側部材の正方向運動および逆方向運動に応じて第一シャッタを開閉させ、シャッタ開閉機構に、一方向の移動で第一シャッタを開くと共に、逆方向の移動で第一シャッタを閉じる出力側部材と、出力側部材を前記一方向に付勢し、かつその付勢力が第一付勢部材の付勢力よりも小さい第二付勢部材と、入力側部材と出力側部材とを連結する連結部とを設け、カバー部材の閉動作に伴って第二付勢部材の付勢力で出力側部材を前記一方向に移動させて第一シャッタを開き、カバー部材の開動作に伴う入力側部材の逆方向運動で出力側部材を前記逆方向に移動させて第一シャッタを閉じ、シャッタ開閉機構に、第一シャッタが閉じる方向に第一シャッタを付勢する第三付勢部材を設け、出力側部材の前記一方向の移動で第一シャッタを押圧して第一シャッタを開くことを特徴とするものである。

本発明によれば、入力側部材はカバー部材と接触できる位置に配置すれば足りる。そのため、カバー部材の開閉軸上に入力側部材（入力ギヤ）を配置する構成に比べ、入力側部材の設置箇所の自由度が高まる。また、シャッタストロークは、入力側部材の正逆方向運動時の移動距離から定めることができる。この移動距離は、カバー部材のうち、入力側部材との接触部の移動軌跡の長さに依存する。そのため、入力側部材の寸法とは無関係にシャッタストロークを設定することができ、入力側部材の小型化を図ることが可能となる。以上から、シャッタ開閉機構のコンパクト化や設計自由度の向上を達成し、画像形成装置を小型化することができる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置の概略構成図である。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の外観図である。図３と逆方向から見たトナーカートリッジの外観図である。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。ギヤホルダの斜視図である。トナーカートリッジを搬送スクリューの位置でその軸方向に切断した断面図である。（ａ）は開放状態を示す排出口付近の断面図、（ｂ）は閉鎖状態を示す排出口付近の断面図である。トナーカートリッジをギヤカバー側から見た側面図である。トナーカートリッジを装置本体に装着した状態を下方から見た断面図である。トナーカートリッジを装着したベース部材を示す斜視図である。トナーカートリッジの装置本体への着脱動作を説明するための側面図である。上部カバー部材を閉じた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を開いた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。内側シャッタ及びその周辺構造を示す斜視図である。（ａ）は内側シャッタがシャッタ開閉機構によって開放状態となった図、（ｂ）は閉鎖状態となった図である。上部カバー部材を閉じた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を開いた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を閉じた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を開いた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を閉じた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。上部カバー部材を開いた状態のシャッタ開閉機構を概略的に示す断面図である。本発明の他の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。上部カバーを開いた状態を示す図である。上部カバーと内部カバーを開いた状態を示す図である。プロセスユニットに当接部を設けた構成を示す図である。

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カラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。モノクロプリンタや、その他のプリンタ、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本発明の構成を適用可能である。

図１に示すように、カラーレーザー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）の異なる色の現像剤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ドラム状の感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電ローラ３等を備えた帯電装置と、感光体２上の潜像に現像剤を供給する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするためのクリーニングブレード５等を備えたクリーニング装置などで構成されている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。また、本実施形態では、現像剤としてトナーから成る一成分現像剤を用いている。ただし、現像剤は、これに限らず、トナーとキャリアから成る二成分現像剤であってもよい。

各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが有する４つの現像装置４の上方には、それぞれ、各現像装置４に補給するためのトナーを収容した現像剤収容器としてのトナーカートリッジ５０が配設されている。本実施形態では、各現像装置４と各トナーカートリッジ５０との間に、後述のベース部材１０７を構成する仕切り部１０８が配設されており、この仕切り部１０８に形成された４つの装着部１０６に各トナーカートリッジ５０が着脱可能に装着されている。

また、各トナーカートリッジ５０の上方付近には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２の表面を露光する露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。

また、装置本体１００の上部には、開閉軸１１０を中心に回動することにより、上下方向に開閉可能なカバー部材としての上部カバー１０９が設けられている。また、この上部カバー１０９には、上記露光装置６が取り付けられている。このため、上部カバー１０９を開くと、露光装置６をトナーカートリッジ５０の上方付近から待避させることができ、その状態でトナーカートリッジ５０を装置本体１００の上部開口部から着脱できるようになっている。

上記各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、転写体としての無端状のベルトから構成される中間転写ベルト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は図の矢印に示す方向に周回走行（回転）するように構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ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、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。この二次転写ローラ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。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。

また、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。この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Ｓを収容する給紙カセット１５が配設されている。給紙カセット１５には、収容されている記録媒体Ｓを送り出す給紙ローラ１６が設けてある。一方、装置本体１００の上部には、記録媒体を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７が配設されている。また、排紙ローラ１７によって排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８が、上部カバー１０９に設けられている。なお、記録媒体には、普通紙以外に、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。

装置本体１００内には、記録媒体Ｓを給紙カセット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。搬送路Ｒにおいて、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向上流側には、搬送タイミングを計って記録媒体を二次転写ニップへ搬送する搬送手段としての一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２の位置よりも記録媒体搬送方向下流側には、定着装置２０が配設されている。

上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの感光体２が図１の時計回りに回転駆動され、帯電ローラ３によって各感光体２の表面が所定の極性に一様に帯電される。図示しない画像読取装置によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、露光装置６から各感光体２の帯電面にレーザー光が照射されて、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。

続いて、中間転写ベルト８を張架する駆動ローラ９が回転駆動し、中間転写ベルト８を図の矢印の方向に周回走行させる。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各感光体２上の各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上のトナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

一方、給紙カセット１５では、給紙ローラ１６が回転することにより、収容されている記録媒体Ｓが搬送路Ｒへ送り出される。搬送路Ｒへ送り出された記録媒体Ｓは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録媒体Ｓ上に一括して転写される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

その後、トナー画像が転写された記録媒体Ｓは、定着装置２０へと搬送され、定着装置２０において記録媒体Ｓ上のトナー画像が当該記録媒体Ｓに定着される。そして、記録媒体Ｓは、一対の排紙ローラ１７によって装置外に排出され、排紙トレイ１８上にストックされる。

以上の説明は、記録媒体にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２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２つの搬送スクリュー４４，４５とを有する。

現像ハウジング４０の内部は、連通口４８ａを有する隔壁４８によって、図の上側の第１の領域Ｅ１と、図の下側の第２の領域Ｅ２とに分割されている。連通口４８ａは、隔壁４８の両端部（図２の紙面に直交する方向の手前側と奥側）にそれぞれ設けられている。すなわち、第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２は、２つの連通口４８ａを形成した箇所で互いに連通している。

第１の領域Ｅ１内には、一方の搬送スクリュー４４が配置されている。第２の領域Ｅ２内には、他方の搬送スクリュー４５と、供給ローラ４２が設けられている。また、第２の領域Ｅ２の感光体２と対向する開口部には、現像ローラ４１及び現像ブレード４３が設けてある。

２つの搬送スクリュー４４，４５は、それぞれ回転軸４４０，４５０の外周に螺旋状の羽根４４１，４５１を設けて形成されている。各搬送スクリュー４４，４５が回転すると、それぞれの軸方向にトナーを搬送するようになっているが、ここでは、各搬送スクリュー４４，４５によるトナー搬送方向は互いに逆方向となっている。

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。現像ローラ４１は、図２において反時計回りの方向に回転し、表面に保持した現像剤を現像ブレード４３及び感光体２との対向位置へと搬送する。

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。本実施形態では、ニップを２ｍｍとしている。また、供給ローラ４２は、現像ローラ４１に対してカウンター方向（図２において反時計回り）に回転することで、現像ハウジング４０内のトナーを現像ローラ４１の表層まで効率よく供給できるようにしている。さらに、本実施形態では、現像ローラ４１と供給ローラ４２の回転数比を１に設定することで、良好なトナー供給機能を確保している。

上記現像ブレード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。現像ブレード４３による現像ローラ４１上のトナー量の制御は、現像特性を安定させ良好な画質を得るために非常に重要なパラメータである。そのため、通常の製品においては現像ローラ４１に対する現像ブレード４３の当接圧は２０〜６０Ｎ／ｍ程度、ニップ部の位置は現像ブレード４３の先端から０．５±０．５ｍｍ程度に厳しく管理されている。また、これらのパラメータは、使用するトナー、現像ローラ、供給ローラなどの特性に合わせて適宜決定される。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。

図２を参照しつつ、現像装置４における現像動作について説明する。
作像動作開始の指示があり、現像ローラ４１と供給ローラ４２が回転を開始すると、供給ローラ４２によって現像ローラ４１の表面にトナーが供給され担持される。現像ローラ４１上に担持されたトナーは、現像ローラ４１と現像ブレード４３とのニップ部を通過することにより、トナー層の厚さが規制されると同時に摩擦荷電させられる。そして、現像ローラ４１上のトナーが感光体２との対向位置（現像領域）に搬送されると、トナーが感光体２上の静電潜像へ静電的に転移してトナー画像が形成される。

現像剤収容器としてのトナーカートリッジ５０は、トナーを収容する現像剤収容部５１を内部に有する容器本体７０を具備する。容器本体７０には、現像剤収容部５１内のトナーを外部へ排出する排出口５２と、現像剤収容部５１内のトナーを排出口５２へ搬送する搬送部材としての搬送スクリュー５３と、現像剤収容部５１内の現像剤を撹拌する撹拌部材としてのアジテータ５４等が設けられる。排出口５２は現像剤収容部５１の下部に設けられている。一方、トナーカートリッジ５０が装着される仕切り部１０８の各装着部１０６には、トナーカートリッジ５０の排出口５２と連結される補給口４９が形成されている。

搬送スクリュー５３は、回転軸５３０の外周に、螺旋状の羽根５３１を設けて形成されている。アジテータ５４は、搬送スクリュー５３の回転軸５３０と平行に配設された回転軸５４０に、平面状の変形可能な羽根５４１を設けて形成されている。アジテータ５４の羽根５４１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。また、図２に示すように、現像剤収容部５１の底面５０１を、羽根５４１の回転軌道に沿った円弧状に形成することで、羽根５４１によって移動されずに現像剤収容部５１内に残ってしまうトナー量を減らすことができる。

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５０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５０を現像装置４および感光体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５０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。

続いて、現像装置へのトナー補給動作について説明する。
現像装置へのトナーの補給は、現像ハウジング４０内のトナー量が所定の基準値以下となった場合に行われる。トナー量が基準値以下であるか否かは、例えば第１の領域Ｅ１内に配置した二つの導光部材４６，４７の各先端部間で光が透過するか否かに基づいて判定することができる。両先端部がトナーに埋まっている場合には、一方の導光部材から他方の導光部材に光が透過しないので、トナー量が基準値以上であると判定することができる。導光部材４６，４７間で光が透過すれば、両先端部間にトナーが存在せず、従ってトナー量が基準値以下であると判定することができる。

トナー量が基準値以下になると、トナーカートリッジ５０内の搬送スクリュー５３およびアジテータ５４が回転を開始する。搬送スクリュー５３の回転によってトナーが排出口５２へ向かって搬送され、排出口５２から現像ハウジング４０の第１の領域Ｅ１内にトナーが補給される。また、アジテータ５４の回転によって、トナーカートリッジ５０内のトナーが撹拌され、さらに搬送スクリュー５３の回転領域に移送される。現像ハウジング４０内のトナー量が所定の基準値よりも多くなると、搬送スクリュー５３とアジテータ５４の回転駆動が停止してトナー補給が終了する。

一方、現像ハウジング４０では、トナーの補給があると、第１の領域Ｅ１内に設けられた搬送スクリュー４４と、第２の領域Ｅ２に設けられた搬送スクリュー４５が回転し、各領域Ｅ１，Ｅ２でトナーが互いに反対方向に搬送される。各搬送スクリュー４４，４５によって各領域Ｅ１，Ｅ２の搬送方向下流端まで搬送されたトナーは、隔壁４８の両端部に形成された各連通口４８ａを通って、他方の領域内（領域Ｅ１から領域Ｅ２、又は領域Ｅ２から領域Ｅ１）に送り込まれる。そして、他方の領域内に送り込まれたトナーは、それぞれの領域内で搬送スクリュー４４，４５によって搬送され、上記とは反対側の連通口４８ａを通って元の領域内に戻される。この動作を繰り返し行うことにより、トナーが第１の領域Ｅ１と第２の領域Ｅ２との間で循環し、補給された新しいトナーと現像ハウジング４０内にあるトナーとが混ざり合うので、トナーの状態（トナー中の新しいトナーの割合）を均一にし、色ムラや地汚れ等の不具合の発生を防止することができる。

図３および図４は、上記トナーカートリッジの外観を示す斜視図である。図３はトナーカートリッジ５０を一端（矢印Ａ方向側の端部）側から見た図であり、図４はこれとは逆にトナーカートリッジ５０を他端（矢印Ｂ方向側の端部）から見た図である。

図３および図４に示すように、トナーカートリッジ５０は、上ケース５５と下ケース５６とからなる容器本体７０と、容器本体７０の一端側（Ａ方向）の側面に装着された容器側端子５８と、容器本体７０の他端側（Ｂ方向）の側面を覆うギヤカバー５７と、容器本体７０の他端側に配置されたシャッタ６０とを有する。容器本体７０は、上ケース５５と下ケース５６の開口部に形成された縁部を互いに接合することで製作され、両者を接合することで形成されたフランジ部６３は容器本体７０の全周にわたって形成されている。容器本体７０の内部空間に、トナーや、搬送スクリュー５３及びアジテータ５４が収容されている。両ケース５５，５６の接合方法としては、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。容器本体７０の一端側の側面には、トナーを充填するための充填口を密封するキャップ部材５９が設けられている。キャップ部材５９は、充填口からトナーカートリッジ５０内にトナーが充填された後、充填口からのトナー漏れを防止するために取り付けられる。

シャッタ６０を容器本体７０の他端側に形成する一方で、容器側端子５８をシャッタと離れた容器本体７０の一端に設けることで、容器側端子５８のトナーによる汚染が生じにくくなり、後述する本体側接触子１０４ｂとの間の通電性を向上させることができる。

容器本体７０の長手方向他端側の側面には、ギヤカバー５７が装着されている。ギヤカバー５７内には、装置本体側からの駆動力を搬送スクリュー５３やアジテータ５４に伝達するためのトルク伝達手段として、複数のギヤが配置されている。

容器本体７０の長手方向の他端側には、排出口５２を開閉する第二シャッタとしての外側シャッタ６０が設けられている。外側シャッタ６０は、容器本体７０の部分円筒状の外周面に沿って回転可能であり、この回転により、外側シャッタ６０は図２に示す排出口５２が開放された開放位置と排出口５２が閉鎖された閉鎖位置との間で移動する。

容器本体７０の長手方向の中央部よりも他端側（Ｂ方向）には、取っ手状の把持部６１が設けられている。トナーカートリッジ５０を交換する際に、ユーザーがこの把持部６１を把持することで、容易にトナーカートリッジ５０を着脱することができる。把持部６１の内面には、使用者が把持部６１を認識し易くなるように環状のリブ６１ａが設けられている。

図６に、トナーカートリッジ５０から上ケース５５とギヤカバー５７を取り外した状態の斜視図を示す。
図６において、符号６２，６３，６４は、上記ギヤカバー５７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６２は搬送駆動ギヤであり、符号６３は攪拌駆動ギヤである。両ギヤ６２，６３は、下ケース５６の他端側（Ｂ方向）の側面から外部に突出した搬送スクリュー５３およびアジテータ５４の各回転軸に取り付けられている。また、符号６４で示すギヤは、搬送駆動ギヤ６２及び撹拌駆動ギヤ６３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。

装置本体１００には後述のように本体側駆動ギヤ１０５が設けられている（図１２、図１４参照）。トナーカートリッジ５０を装置本体１００の装着部１０６に装着すると、搬送駆動ギヤ６２が本体側駆動ギヤ１０５と噛み合う。この状態で、本体側駆動ギヤ１０５を回転駆動させると、搬送駆動ギヤ６２、トルク伝達ギヤ６４及び撹拌駆動ギヤ６３がそれぞれ図５の矢印で示す方向に回転し、搬送スクリュー５３とアジテータ５４とが回転する。本実施形態における搬送駆動ギヤ６２は大径のギヤ部と小径のギヤ部とを有する二段ギヤで構成されており、このうち、大径のギヤ部にトルク伝達ギヤ６４が噛み合い、小径のギヤ部に本体側駆動ギヤ１０５が噛み合うようになっている。

図６及び図７は、トナーカートリッジ５０のギヤカバー５７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６４は、図６に示すように、他のギヤ６２，６３と噛み合ってトルク伝達を行う作動位置と、図７に示すように、他のギヤ６２，６３との噛み合いが解消される位置まで待避した待避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６４は、図８に示すように、搬送スクリュー５３（又は搬送駆動ギヤ６２）の回転軸５３０を中心に回転可能に支持されたギヤホルダ７１に保持されており、このギヤホルダ７１が正逆方向に回転することで、トルク伝達ギヤ６４が図６に示す作動位置と図７に示す待避位置との間で切り換えられるようになっている。

図８に示すように、ギヤホルダ７１には、外側シャッタ６０（第二シャッタ）が一体に設けられている。ギヤホルダ７１が回転軸５３０を中心に回転すると、これに伴って外側シャッタ６０が搬送スクリュー５３の回転軸５３０を中心に回転する。この場合、図６に示すように、トルク伝達ギヤ６４が作動位置にある状態では、外側シャッタ６０によって排出口５２が開放され、図７に示すように、トルク伝達ギヤ６４が待避位置にある状態では、外側シャッタ６０によって排出口５２が閉鎖される。

図６および図７に示すように、ギヤホルダ７１と容器本体７０との間には引張バネ７２が配置されている。引張バネ７２の一端部がギヤホルダ７１に設けた係止部７１ａに取り付けられ、引張バネ７２の他端部が上ケース５５の側面に設けられた係止部７０ａに取り付けられている。この引張バネ７２の引張力（付勢力）により、ギヤホルダ７１がトルク伝達ギヤ６４を撹拌駆動ギヤ６３から離間させる方向に付勢される。従って、ギヤホルダ７１に外力が作用しない状態では、引張バネ７２の引張力により、図７に示すようにトルク伝達ギヤ６４が待避位置に移動する。

また、図８に示すように、ギヤホルダ７１には操作部７１ｂが設けられている。この操作部７１ｂは、トナーカートリッジ５０を装置本体１００の装着部１０６へ装着した際に、装置本体１００に設けられたシャッタ制御部材１０２の上端と当接する。トナーカートリッジ５０を装置本体１００から取り外した際には、操作部７１ｂがシャッタ制御部材１０２から離反する。

図９は、トナーカートリッジを搬送スクリューの位置でその軸方向に切断した断面図である。
図９に示すように、本実施形態のトナーカートリッジ５０では、既に説明した外側シャッタ６０（第二シャッタ）の他に、第一シャッタとしての内側シャッタ２２を備える二重シャッタ構造が採用されている。内側シャッタ２２と外側シャッタ６０は径方向に重ねて配置されており、外側シャッタ６０は、排出口５２の外側開口部を開閉し、内側シャッタ２２は、排出口５２の内側開口部を開閉する。

内側シャッタ２２は、円筒状に形成されており、その周壁には現像剤出口２３が設けられている。内側シャッタ２２がその軸心回りに回転することで、現像剤出口２３が排出口５２と重なり合った開放状態と、内側シャッタ２２の周壁が排出口５２を重なった（現像剤出口２３が排出口５２を重なり合わない）閉鎖状態とに切換可能となっている。内側シャッタ２２の内径部には、搬送スクリュー５３が挿入されている。

また、内側シャッタ２２には、現像剤出口２３を介して排出口５２から排出されなかったトナーを内側シャッタ２２内から現像剤収容部５１内に戻すための戻し口２４が設けられている。戻し口２４は、現像剤出口２３よりもトナー搬送方向の下流側に位置している。

内側シャッタ２２の外径側には、半円筒状のひさし部６５が配設されている。内側シャッタ２２は、このひさし部６５と容器本体７０の内壁面との間で回転可能に保持されている。

なお、ひさし部６５を設けなくても、内側シャッタ２２の一端部を容器本体７０で片持ちして回転可能に支持することは可能であるが、ひさし部６５を設けることで、その内筒面が軸受の役割を果たし、内側シャッタ２２の回転姿勢を安定化させることができる。ひさし部６５には、内側シャッタ２２の戻し口２４と対応する位置に、別途戻し口６７が設けられている。

内側シャッタ２２の外周面とひさし部６５の内周面との間、及び、内側シャッタ２２の内周面と容器本体７０の内壁面との間には、それらの間からトナーが外部に漏れるのを防止するための円筒状のシール部材２５が配設されている。

図１０（ａ）は、図９のＩ−Ｉ断面図であり（外側シャッタ６０の図示は省略）、内側シャッタ２２の現像剤出口２３が排出口５２と重なり合った開放状態を示す。一方、図１０（ｂ）は、現像剤出口２３が排出口５２と重なり合っていない閉鎖状態を示している。
図１０（ａ）に示すように、内側シャッタ２２に設けられた戻し口２４は、内側シャッタ２２の周方向に延在するように形成されており、戻し口２４の方が現像剤出口２３よりも周方向に大きく開口している。このように内側シャッタ２２の戻し口２４を形成することで、図１０（ａ）に示す開放状態でも、図１０（ｂ）に示す閉鎖状態でも、内側シャッタ２２の戻し口２４の一部がひさし部６５の戻し口６７と重なるようになっている。

図１１は、トナーカートリッジ５０をギヤカバー５７側から見た側面図であり、図１２は、装置本体に装着されたトナーカートリッジを下側から見た断面図である。
図１１および図１２に示すように、ギヤカバー５７の外面（表側の面）には、上下方向に延びる溝７３が形成されている（図４参照）。また、装置本体１００の各装着部には、水平方向に突出する突起部１０１が形成されている。トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着する際には、溝７３に突起部１０１が挿入される。溝７３と突起部１０１との協働により、装置本体１００に対して容器本体７０の着脱方向をガイドする機能と、装置本体１００に対して容器本体７０を位置決めする機能とが得られる。具体的には、溝７３のうち、下端部から上方の幅が狭くなっている部分の手前までが、ガイド機能を有するガイド部７３ａであり、前記幅が狭くなっている部分が位置決め機能を有する位置決め部７３ｂである。ガイド部７３ａの下端部は下方に開口している。ガイド部７３ａは、上端を除いて等しい幅を有し、上端では容器側位置決め部７３ｂに向かって幅が徐々に狭くなっている。

図１１では、溝７３を設けたギヤカバー５７の外面上における、各ギヤ６２，６３，６４の投影領域を点線で示している。また、符号Ｊで示す領域は、作動位置にあるトルク伝達ギヤ６４の投影領域であり、符号Ｕで示す領域は、待避位置にあるトルク伝達ギヤ６４の投影領域である。このように、本実施形態では、溝７３のガイド部７３ａの一部を、作動位置にあるトルク伝達ギヤ６４の投影領域Ｊ内に配設している。なお、ガイド部７３ａの全部を、作動位置にあるトルク伝達ギヤ６４の投影領域Ｊ内に配設することも可能である。一方、溝７３の幅の狭い位置決め部７３ｂは、作動位置にあるトルク伝達ギヤ６４の投影領域Ｊ外に配設されることが必要である。

図１１および図１２に示すように、ギヤカバー５７の表側には、装置本体１００に対する別のガイド部及び位置決め部として、外周を円筒面状にした凸部７９（図４参照）が設けられている。この凸部７９は、装置本体１００に設けられたガイド溝１０３に挿入される。凸部７９とガイド溝１０３との協働により、装置本体１００に対して容器本体７０を上下方向にガイドする機能と、装置本体１００に対して容器本体７０を位置決めする機能とが得られる。このように、本実施形態では、装置本体１００に対する容器本体７０の位置決めを、図１１に示す溝７３の位置決め部７３ｂと凸部７９との２箇所で行っている。

ギヤカバー５７の裏面であって、溝７３の容器側位置決め部７３ｂの裏側には、図示しない位置決め用のボスが突出して設けられている。このボスは、ギヤカバー５７を各ケース５５，５６に取り付ける際に、上ケース５５の側面に設けられた長孔７７（図６参照）に挿入される。これにより、ギヤカバー５７が上ケース５５に対して位置決めされる。

図１２に示すように、ギヤカバー５７の裏面には、凸部７９と同軸に孔部７８が形成されている。この孔部７８には、搬送スクリュー５３の下ケース５６から突出した回転軸５３０の一端部が挿入される。この孔部７８によって搬送スクリュー５３の回転軸５３０を保持することで、ギヤカバー５７が下ケース５６に対して位置決めされるようになっている。

次に画像形成装置本体１００に設置されるベース部材１０７について説明する。
図１３に示すように、ベース部材１０７は、底部を構成する概略矩形状の仕切り部１０８（図１参照）と、仕切り部１０８の一辺に設けられた背面壁１０９と、仕切り部１０８の背面壁１０９を挟む対向二辺に設けられた一対の側壁１１１，１１２とを有する。一対の側壁１１１，１１２間に、側面を両側壁１１１，１１２に対向させて複数のトナーカートリッジ５０が水平姿勢で互いに平行に配置される。以下では、各トナーカートリッジ５０の一端側（Ａ方向：容器端子部５８の装着側）の側面と対向する側壁を第一側壁１１１と称し、各トナーカートリッジ５０の他端側（Ｂ方向：ギヤケース５７の装着側）の側面と対向する側壁を第二側壁１１２と称する。

両側壁１１１，１１２間に挿入されたトナーカートリッジ５０は、図１に示すように、仕切り部１０８に設けた装着部１０６に装着される。装着部１０６はトナーカートリッジ５０の本数と同数分設けられており、各トナーカートリッジ５０は、そのトナー色に応じて、トナー色ごとに定められた規定位置の装着部１０６に装着される。

図１３に示すように、第一側壁１１１には、各トナーカートリッジ５０の容器側端子５８と対向して４つの本体側端子１０４が装着されている。トナーカートリッジ５０を装着部に装着することで、容器側端子５８が本体側端子と電気的に接続される。

図１２に示すように、第二側壁１１２の内面には、装着部１０６ごとに、前述した突起部１０１とガイド溝１０３とが設けられている。ガイド溝１０３は上下方向に延び、その上端部は開口している。トナーカートリッジ４０を装着する際には、その開口部からトナーカートリッジ５０に設けられた凸部７９（図１１参照）が挿入される。ガイド溝１０３の下端部には、凸部７９を受ける受け部が形成されている。

仕切り部１０８のうち、各ガイド溝１０３の下端部の近傍には、本体側駆動ギヤ１０５が設けられている。この本体側駆動ギヤ１０５は、装置本体１００に設けられた図示しない駆動源によって回転駆動されるようになっている。本体側駆動ギヤ１０５は、トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着した状態で、上記搬送駆動ギヤ６２（図６参照）と噛み合う。

第一側壁１１１には、装着部１０６ごとに、トナーカートリッジ５０を他端側（Ｂ方向）に付勢する板バネ等からなる付勢部材１０７が設けられている。この付勢部材１０７によってトナーカートリッジ５０が第二側壁１１２側に押し付けられ、他端側（Ｂ方向）に設けられた凸部７９の先端がガイド溝１０３の溝底に当接する。これにより、トナーカートリッジ５０の長手方向（図１２の上下方向）への移動が規制され、ガイド溝１０３からの凸部７９の脱落や、容器側位置決め部７３ｂからの突起部１０１の脱落が防止される。

以下、図１４（ａ）〜（ｃ）を参照しつつ、上記本実施形態に係るトナーカートリッジ５０の装置本体１００への着脱について説明する。
トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着する場合、使用者は先ず装置本体１００の上部カバー１０９（図１参照）を開放状態にする。次いで、使用者によってトナーカートリッジ５０の装着操作が行われる。この装着操作は、図１４（ａ）に示すように、使用者が把持部６１を把持し、トナーカートリッジ５０を、装置本体１００の上部開口部を介して下方へ移動させることで行われる。

この装着操作に伴い、図１４（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ５０に設けられた凸部７９が第二側壁１１２のガイド溝１０３の上端に挿入される。装着操作中はトナーカートリッジ５０の挿入方向がガイド溝１０３にガイドされるため、トナーカートリッジ５０を、こじることなくスムーズに装着部１０６に案内することができる。

図１４（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ５０が装着部１０６に装着された状態となると、トナーカートリッジ５０の凸部７９が、ガイド溝１０３の下端部（受け部）に当接し、トナーカートリッジ５０の位置決めが行われる。

また、トナーカートリッジ５０の装着操作に伴い、第二側壁１１２に設けた突起部１０１が、溝７３に挿入される。図１４（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ５０が装着部１０６に装着されると、突起部１０１が溝７３のうち、幅が狭くなっている容器側位置決め部７３ｂに位置する。

この装着操作中は、さらにギヤホルダ７１の操作部７１ｂに、装置本体１００に設けられたシャッタ制御部材１０２が当接する。これにより、ギヤホルダ７１は、引張バネ７２の引張力（付勢力）に抗して図１４（ｃ）に示す矢印の方向に回動され、トルク伝達ギヤ６４が撹拌駆動ギヤ６３と噛み合う作動位置に配設される。また、ギヤホルダ７１が回動することによって、ギヤホルダ７１に一体的に設けられた外側シャッタ６０も回動し、排出口５２の外周側は開放された状態となる。しかし、この場合（トナーカートリッジ５０が本体に載置された場合）においても内側シャッタ２２は閉鎖されたままである。外側シャッタ６０が開放する一連の動作中には、トナーカートリッジ５０の排出口５２が本体側の補給口４９に接続していない瞬間がある。その場合、トナーが下方漏れ出してしまうが、内側シャッタ２２が閉じたままなのでトナーが漏れることはない。

なお、トルク伝達ギヤ６４が作動位置へ移動する際、トルク伝達ギヤ６４が溝７３に接近した時点では、突起部１０１はすでに溝７３上の作動位置と重なる領域を通過しているので、トルク伝達ギヤ６４と突起部１０１とが干渉することはない。

トルク伝達ギヤ６４が作動位置に移動し撹拌駆動ギヤ６３と噛み合うと、トナーカートリッジ５０内の上記搬送スクリュー５３とアジテータ５４とが連動するように連結される。また、同時に、ギヤホルダ７１に一体的に設けられた外側シャッタ６０も図１４（ｂ）に示す位置から同図（ｃ）に示す位置へ回動し、排出口５２が開放された状態となる。そして、開放された排出口５２が装置本体１００側の補給口４９と連結される。

その後、上記内側シャッタ２２が開放状態となる。具体的には、上部カバー１０９の閉鎖をトリガーとし、この閉鎖動作に連動して後述のシャッタ開閉機構２００を介して内側シャッタ２２が開放状態となる。これにより、内外双方のシャッタ２２，６０が開放状態となり、排出口５２らトナーが排出可能となる。

また、図１４（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ５０を装着部１０６に装着した状態では、搬送駆動ギヤ６２が本体側駆動ギヤ１０５と噛み合う。この状態で、本体側駆動ギヤ１０５が図示しない駆動源によって回転駆動させられると、その駆動力が搬送駆動ギヤ６２、トルク伝達ギヤ６４、撹拌駆動ギヤ６３を介して、上記搬送スクリュー５３とアジテータ５４に伝達され、それらが回転駆動される。これにより、上記開放された排出口５２から補給口４９を介して現像装置へトナーが補給される。

次に、トナーカートリッジ５０を装置本体から取り外す場合は、まず上部カバー１０９を開く（図１参照）。この動作に連動して後述のシャッタ開閉機構２００を介して内側シャッタ２２が閉鎖状態となる。次いで使用者によってトナーカートリッジ５０の離脱操作が行われる。この離脱操作は、使用者が把持部６１を把持し、装着部１０６に位置決めされたトナーカートリッジ５０を上方へ移動させて、装置本体１００の上部開口部から取り出すことで行われる。

図１４（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ５０を引き上げると、ギヤホルダ７１の操作部７１ｂに対する装置本体１００側のシャッタ制御部材１０２による当接が解除され、ギヤホルダ７１は引張バネ７２の引張力（付勢力）によって回転して元の位置に戻される。このギヤホルダ７１の回転に伴い、トルク伝達ギヤ６４が撹拌駆動ギヤ６３と離間する待避位置に配設される。なお、このとき、突起部１０１が溝７３上の作動位置と重なる領域を通過することになるが、突起部１０１が当該領域に達したときには、トルク伝達ギヤ６４はすでに溝７３上から待避しているので、突起部１０１とトルク伝達ギヤ６４とが干渉することはない。

また、図１４（ｂ）に示すように、ギヤホルダ７１が元の位置に回転すると、これに伴って外側シャッタ６０も回転して排出口５２を閉鎖する。これにより、補給口４９との接続に起因して表面が汚れがちな内側シャッタ２２を更に外側シャッタ６０が隠すことになる。その結果、ユーザーの手がシャッタ部に触れても汚れる恐れが軽減する。内外双方のシャッタ２２，６０が閉鎖状態となっていることで、排出口５２からのトナー飛散の防止性も大幅に向上する。

かかる構成では、トナーカートリッジ５０が取り外された状態では、トナーカートリッジ５０内の搬送スクリュー５３とアジテータ５４との連結が解除される。そのため、使用者等が誤ってギヤ６２，６４に触れて搬送スクリュー５３やアジテータ５４の一方を駆動させてしまったとしても、他方へは駆動力が伝達されない。そのため、搬送スクリュー５３やアジテータ５４の双方が駆動されることによる現像剤への負荷を低減することができ、現像剤の劣化を抑制し、また、搬送スクリュー５３やアジテータ５４の破損を防止することができる。

使用者等が搬送スクリュー５３を駆動させたとしても、戻し口２４が設けられているために戻し口２４から現像剤収容部５１へ現像剤を戻すことができる。そのため、現像剤に負荷がかかるのを低減することができる。

また、本実施形態では、トナーカートリッジ５０を取り外す際、その取り外し動作に連動して、外側シャッタ６０が自動的に排出口５２を閉鎖するので、外側シャッタ６０の閉じ忘れによる排出口５２からのトナーの漏洩や飛散も防止できる。

以上に説明したように、本発明のトナーカートリッジ５０の二重シャッタのうち、外側シャッタ６０は、トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着する際に、操作部７１ｂを装置本体１００に設けたシャッタ制御部材１０２を当接させることで、排出口５２を開き、トナーカートリッジ５０を装置本体１００から離脱させる際に、操作部７１ｂをシャッタ制御部材１０２から離反させることで、排出口５２を閉じる。

その一方で、内側シャッタ２２の開閉は、図１に示すカバー部材としての上部カバー１０９の開閉動作と連動して行われる。具体的には上部カバー１０９を閉じることで内側シャッタ２２が開き、上部カバー１０９を開くことで内側シャッタ２２が閉じる。

内側シャッタ２２の開閉はシャッタ開閉機構２００を介して行われる。以下、このシャッタ開閉機構２００の構成および機能を図１５〜図１８に基づいて説明する。

図１５および図１６はシャッタ開閉機構２００の概略構成を示す側面図であり、図１５が上部カバー１０９を完全に閉じた状態、図１６が上部カバー１０９を全開させた状態を示す。図１に示すように上部カバー１０９には露光装置６が取り付けられているが、図１５および図１６では露光装置６の図示を省略している。また、図１７は、内側シャッタ２２の周辺構造を示す斜視図であり、図１８はその側面図である。なお、図１７および図１８では、トナーカートリッジ５０からギヤカバー５７や搬送駆動ギヤ６２等の各ギヤが取り外された状態を示している。

図１５および図１６に示すように、シャッタ開閉機構２００は、入力側部材２０１、出力側部材２０２、連結部２０３、第一付勢部材としての第一ばね２０４、第二付勢部材としての第二ばね２０５、および第三付勢部材としての第三ばね２０６を有する。

入力側部材２０１は、画像形成装置本体１００の開閉軸１１０の近傍に設けられた案内部１５０内に、上下方向にスライド可能に配置される。案内部１５０の底面と入力側部材２０１との間には圧縮状態の第一ばね２０４が配置されており、この第一ばね２０４の付勢力によって入力側部材２０１が常時上方に付勢されている。案内部１５０には、入力側部材２０１の下端と係合してその上限位置を規定する第一ストッパ１５１が形成されている。

上部カバー１０９の下面には、入力側部材２０１と当接可能の当接部１０９ａが一体にまたは別体に設けられている。なお、当接部１０９ａを設けることなく、カバー部材１０９を入力側部材２０１に直接当接させるようにしてもよい。

出力側部材２０２は、水平方向に延びる長尺状の部材であり、装置本体１００の内部で水平移動可能に支持されている。出力側部材２０２には、装着部１０６毎に上方に突出する突出部２０２ａが形成されている。また、出力側部材２０２は、ばね取り付け部２０２ｂが形成され、このばね取り付け部２０２ｂと画像形成装置本体１００との間に圧縮状態の第二ばね２０５が配置されている。第二ばね２０５の付勢力により、出力側部材２０２は常時一方向（図面左方）に押圧される。第二ばね２０５の付勢力は、第一ばね２０４の付勢力よりも小さくする。

出力側部材２０２の一方向への最大変位を規定するため、画像形成装置本体１００には、出力側部材２０２と係合する第二ストッパ１５２が設けられている。図１５および図１６は、第二ストッパ１５２をばね取り付け部２０２ｂと係合させる場合を例示している。

図１７および図１８（ａ）（ｂ）に示すように、内側シャッタ２２には、突起２７が形成されている。この突起２７は、下ケース５６から露出した内側シャッタ２２の端部に設けられており、かつ内側シャッタ２２の軸方向へ突出している。この突起２７と下ケース５６の側面に設けられた取り付け部７０ｂとの間には、引張状態の第三ばね２０６が取り付けられている。この第三ばね２０６の付勢力で内側シャッタ２２は、これを閉じる方向に付勢されている。各トナーカートリッジ５０の第三ばね２０６の合計付勢力は、第二ばね２０５の付勢力よりも小さい。

入力側部材２０１と出力側部材２０２は、連結部２０３で連結される。本実施形態では、連結部として可撓性を有するワイヤ２０３を使用した場合を例示している。ワイヤ２０３はプーリ２０７に巻きかけられており、その一端が入力側部材２０１に、他端が出力側部材２０２にそれぞれ取り付けられている。

以下、以上に述べたシャッタ開閉機構２００の動作を説明する。
なお、以下の説明では、上部カバー１０９が完全に閉じた状態（図１５）から全開状態（図１６）に至るまでを上部カバー１０９の開動作と呼び、上部カバー１０９が全開状態（図１６）から完全に閉じた状態（図１５）に至るまでを上部カバー１０９の閉動作と呼ぶ。

先ず、上部カバー１０９を閉じ動作させた時のシャッタ開閉機構２００の動作を説明する。図１６に示すように、上部カバー１０９が全開の状態では、第一ストッパ１５１で入力側部材２０１の上限位置が規定されているため、上部カバー１０９の閉じ動作の初期は、上部カバー１０９の当接部１０９ａと入力側部材２０１とが非接触となる。閉じ動作の終期には、当接部１０９ａが入力側部材２０１に当接し、その後の閉じ動作で入力側部材２０１が下方に押し下げられて正方向の運動を行う。同時に第一ばね２０４が圧縮され、第一ばね２０４に付勢力が蓄積される。なお、上部カバー１０９の閉じ動作の初期から終期に移行するタイミングは、第一ストッパ１５１の位置を調整することで変更可能である。

入力側部材２０１の正方向運動（降下運動）に伴ってワイヤ２０３が弛もうとする。この際、出力側部材２０２に作用する力が第二ばね２０５の付勢力だけとなるので、出力側部材２０２は水平一方向（図面左方）に移動する。入力側部材２０１の正方向運動は出力側部材２０２には伝達されない。出力側部材２０２の一方向移動により、各突出部２０２ａが第三ばね２０６の付勢力に抗して各内側シャッタ２２の突起２７を押し、各内側シャッタ２２を図１５の時計回りに回転させる。その結果、図１８（ａ）に示すように、現像剤出口２３が下を向き、これによって図１０（ａ）に示すように排出口５２が開いた状態となる。

次に上部カバー１０９を開き動作させた時のシャッタ開閉機構２００の動作を説明する。上部カバー１０９の開き動作の初期は、入力側部材２０１が上部カバー１０９の当接部１０９ａとの接触状態を保持しながら当接部１０９ａに追従して上昇し、逆方向の運動を行う。入力側部材２０１が第一ストッパ１５１と係合した後の開き動作の終期には、当接部１０９ａが入力側部材２０１から離反する。

この開き動作の初期には、入力側部材２０１の逆方向運動により、ワイヤ２０３が引張状態となる。そのため、出力側部材２０２は、入力側部材２０１に牽引されて水平逆方向（図面右方向）に移動する。このように入力側部材２０１の逆方向運動は、ワイヤ２０３を介して出力側部材２０２に伝達される。出力側部材２０２の逆方向移動により、突起２７を押す力が消失するため、内側シャッタ２２は第三ばね２０６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２３は、図１８（ｂ）に示すように右側を向き、これによって図１０（ｂ）に示すように排出口５２が閉じられた状態となる。

以下、以上に述べたシャッタ開閉機構２００が奏する作用効果を説明する。
本発明のシャッタ開閉機構２００によれば、入力側部材２０１は上部カバー１０９と接触できる位置に配置すれば足りる。そのため、上部カバー１０９の開閉軸１１０上に入力ギヤを配置する従来構成に比べ、入力側部材２０１の設置箇所の自由度が高くなる。また、内側シャッタ２２のシャッタストロークは、入力側部材２０１の正逆方向運動時の移動距離に基づいて定めることができる。この移動距離は、上部カバー１０９を開閉する際の当接部１０９ａの移動軌跡の長さに依存する。そのため、入力側部材２０１の寸法とは無関係にシャッタストロークを設定することができ、入力側部材２０１の小型化を達成できる。以上から、シャッタ開閉機構２００のコンパクト化や設計自由度の向上を達成し、画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。

また、本発明のシャッタ開閉機構２００では、上部カバー１０９の閉動作の初期に入力側部材２０１をカバー部材１０９に対して非接触とする一方で、上部カバー１０９の閉動作の終期に入力側部材２０１をカバー部材１０９に当接させている。この場合、上部カバー１０９の閉動作の終期や開動作の初期に限って内側シャッタ２２を開閉させることになるので、内側シャッタ２２のシャッタストロークが必要以上に大きくなることはない。これにより、シャッタストロークを確保するための必要スペースを小さくし、設計自由度を向上や画像形成装置の小型化を図ることが可能となる。また、上部カバー１０９が全開状態となるより前のタイミングで使用者がトナーカートリッジ５０を取り外した場合でも、取り外した時点では内側シャッタ２２が閉じた状態にある。そのため、このような不適切な取り扱いが行われた際にも、排出口５２からのトナーの飛散を確実に防止することができる。

さらに本発明では、シャッタ開閉機構２００に、一方向の移動で内側シャッタ２２を開くと共に、逆方向の移動で内側シャッタ２２を閉じる出力側部材２０２と、出力側部材２０２を一方向に付勢し、かつその付勢力が第一ばね２０４の付勢力よりも小さい第二ばね２０５と、入力側部材２０１と出力側部材２０２とを連結する連結部２０３とを設けている。加えて、上部カバー１０９の閉動作に伴って第二ばね２０５の付勢力で出力側部材２０２を一方向に移動させて内側シャッタ２２を開き、上部カバー１０９の開動作に伴う入力側部材２０１の逆方向運動で出力側部材２０２を逆方向に移動させて内側シャッタ２２を閉じるようにしている。以上の構成から、シンプルかつコンパクトな機構で内側シャッタ２２を確実に開閉させることができる。

この場合において、連結部を構成するワイヤ２０３は、可撓性を有するため、適宜折り曲げながら空きスペースに引き回すような形で配置することができる。この点から、シャッタ開閉機構２００のコンパクト化や設計自由度の向上をさらに推し進め、画像形成装置のさらなる小型化を図ることが可能である。同様の効果は、可撓性を有する長尺部材で連結部２０３を構成すれば得ることができ、ワイヤ以外にも例えばベルト等が使用可能である。スペース的に特に問題がなければ、連結部２０３を、剛体からなる部材、例えばギヤ列や鋼製長尺材等で形成しても構わない。

シャッタ開閉機構２００に、内側シャッタ２２が閉じる方向に内側シャッタを付勢する第三ばね２０６を設け、出力側部材２０２の一方向の移動で内側シャッタを押圧して内側シャッタ２２を開くようにすれば、トナーカートリッジ５０を装置本体１００から取り外した状態では、必ず内側シャッタ２２を閉じることができる。そのため、トナーの飛散をより確実に防止することができる。

本実施形態のトナーカートリッジ５０は、内側シャッタ２２とは別に排出口５２を開閉する外側シャッタ６０を有する。また、トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着した際に外側シャッタ６０を開き、トナーカートリッジ５０を装置本体１００から離脱させた際に外側第二シャッタを閉じるようにしている。

そのため、トナーカートリッジ５０を装着する際、外側シャッタ６０は装着動作に連動して先に開く。この時、上部カバー１０９はまだ開いた状態にあり、内側シャッタ２２は閉じたままである。従って、排出口５２が補給口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。その後、上部カバー１０９を閉じることで内側シャッタ２２が開き、排出口５２を介して現像装置４にトナーを供給することが可能となる。なお、外側シャッタ６０の開くタイミングを、トナーカートリッジ５０の装着完了前にすれば、装着時に外側シャッタ６０と補給口４９との干渉を避けることができる。

また、トナーカートリッジ５０を取り外す際は、まず、上部カバー１０９を開くことで内側シャッタ２２が閉じ、その後、外側シャッタ６０が取り外し動作に連動して閉じる。そのため、排出口５２の内側にトナーが付着していても、そのトナーが飛散することがない。このように、内側シャッタ２２と外側シャッタ６０を有する二重シャッタ構造とすることで、トナーカートリッジ５０の着脱時における排出口５２からのトナーの飛散を確実に防止することができる。

本実施形態の画像形成装置は、外側シャッタ６０に設けられた操作部７１ｂと、装置本体１００に設けられたシャッタ制御部材１０２とを備え、かつ外側シャッタ６０にこれが閉じる方向の付勢力（引張ばね７２の付勢力）を作用させている。そして、トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着した際に、操作部７１ｂとシャッタ制御部材１０２とを当接させて外側シャッタ６０を開き、トナーカートリッジ５０を装置本体１００から離脱させた際に、操作部７１ｂとシャッタ制御部材１０２を離反させて上述の付勢力で外側シャッタ６０を閉じている。従って、コンパクトでシンプルな機構で外側シャッタを開閉することができる。

以上の実施形態では、シャッタ開閉機構２００の第一付勢部材２０４として、圧縮状態のコイルばね（第一ばね２０４）を使用した場合を例示しているが、第一付勢部材２０４としては、装置本体１００と入力側部材２０１との間に配置された任意の形態の弾性部材が使用可能である。例えば、図１９および図２０に示すように、第一付勢部材２０４として引張状態のコイルばねを使用することもでき、あるいは図２１および図２２に示すように、第一付勢部材２０４として、ねじりコイルばねを使用することもできる。さらには図２３および図２４に示すように、第一付勢部材２０４としてゴム等の弾性体を使用することもできる。

図２５〜図２８に、画像形成装置の他の実施形態を示す。以下、これらの実施形態を、上記実施形態とは異なる部分についてのみ説明する。

図２５に示すように、この画像形成装置は、装置本体１００の上部に設けられた上部カバー１０９と、上部カバー１０９を開けることでトナーカートリッジ５０を着脱可能な容器装着部１２０と、当該容器装着部１２０よりも画像形成装置本体の内側に開閉可能に設けられた内部カバー１１６と、当該内部カバー１１６を開けることでプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを着脱可能なユニット装着部１３０とを備える。図２６は、上部カバー１０９を開いた状態、さらに、図２７は、内部カバー１１６を開いた状態を示す。

具体的に、内部カバー１１６は、装置本体１００に対して支点１１７を中心に回動することにより上下方向に開閉可能に取り付けられている。内部カバー１１６上には、各色のトナーを収容したトナーカートリッジ５０が装着可能となっている。図示省略するが、この内部カバー１１６の上面は、上記実施形態と同様に、各トナーカートリッジ５０を装着するための複数の装着部１０６が形成されている。トナーカートリッジ５０は、図２６に示すように、上部カバー１０９を開いた状態で着脱可能となる。

各色のプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、内部カバー１１６の内側（下方）に収容されている。従って、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを着脱するには、図２７に示すように、上部カバー１０９と内部カバー１１６の両方を開いた状態にする。また、各感光体２を露光する複数の露光装置６（ＬＥＤユニット）は、内部カバー１１６の下面に揺動可能に取り付けられている。これにより、各露光装置６は、内部カバー１１６の開閉動作に連動して、図示しないガイド手段によってプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋとの干渉を回避しながら、感光体２に近接した位置とそこから上方に待避した位置との間で移動する。

上記のように構成することで、内部カバー１１６を開くことにより、トナーカートリッジを装着したままプロセスユニットの上方から待避させることができるので、トナーカートリッジを取り外さなくても、プロセスユニットを着脱することができる。これにより、プロセスユニットの交換作業時における操作性が向上すると共に、そのときのトナーカートリッジから装置内へのトナー飛散のリスクを抑えることができる。なお、以上の構成では、トナーカートリッジ５０の内側シャッタ２２は、シャッタ開閉機構２００を介し、上部カバー１０９の開閉動作と連動して開閉させる。

一方で、内部カバー１１６を閉じた状態では、プロセスユニットを視認することができないため、複数色のプロセスユニットを同時に交換する場合は、一部のプロセスユニットを装着し忘れたまま、上部カバー１０９と内部カバー１１６を閉じてしまう可能性がある。そして、万が一、プロセスユニットを装着し忘れた場合に、その装着し忘れた箇所に対応するトナーカートリッジの排出口５２が開放されてしまうと、装置内にトナーが飛散する事態となる。

そこで、このようなトナーの飛散を防止するため、ここでは図２８に示すように、外側シャッタ６０を開くためのシャッタ制御部材１０２をプロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋに設けている。そして、これに伴い、内部カバー１１６にはシャッタ制御部材１０２を挿通させるための挿通孔１１８を形成している。これにより、プロセスユニット１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋを装着し、内部カバー１１６を閉じた状態にすると、シャッタ制御部材１０２が内部カバー１１６の挿通孔１１８に挿通され、容器装着部１２０内にシャッタ制御部材１０２が突出するようになっている。

上記のように構成することで、プロセスユニットを装着していない箇所では、外側シャッタ６０を開くためのシャッタ制御部材１０２が存在しないため、外側シャッタ６０が開くことはない。従って、プロセスユニットを装着しないまま、内部カバー１１６を閉じた場合でも、プロセスユニットを装着していない箇所では、外側シャッタ６０が開くことがなく、トナーの飛散を防止することが可能となる。

以上、図２５〜図２８に基づき、本発明の他の実施形態について説明したが、上記実施形態と同様の構成部分については、上記と同様の作用・効果が得られる。

なお、本発明は上述の各実施形態に限定されるものではない。各構成部材の数、形状、配置、機能などにつき、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば各実施形態では、排出口５２を内側シャッタ２２と外側シャッタ６０からなる二重シャッタで開閉する場合を説明したが、単一のシャッタで排出口５２を開閉する場合にも本発明を適用することができる。この場合、単一のシャッタを上述のシャッタ開閉機構２００で開閉させる。また、トナーカートリッジ５０を現像装置４および感光体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としたタイプでは、プロセスユニットのハウジング（現像剤収容器）に感光体から除去された廃トナーの排出口を設け、この排出口をシャッタで開閉する場合があるが、この廃トナーの排出口のシャッタを上述のシャッタ開閉機構２００で開閉させることもできる。

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋプロセスユニット
２感光体（潜像担持体）
４現像装置
２２内側シャッタ
４１現像ローラ（現像剤担持体）
５０トナーカートリッジ
５１現像剤収容部
５２排出口
６０外側シャッタ
７１ｂ操作部
１００画像形成装置本体
１０２シャッタ制御部材
１０９上部カバー（カバー部材）
１１０開閉軸
２００シャッタ開閉機構
２０１入力側部材
２０２出力側部材
２０３ワイヤ（連結部）
２０４第一ばね（第一付勢部材）
２０５第二ばね（第二付勢部材）
２０６第三ばね（第三付勢部材）
２０７プーリ

特開２００８−５２０３３号公報

Claims

開口部を有する画像形成装置本体と、前記開口部を介して画像形成装置本体に対して着脱可能であり、現像剤を収容する現像剤収容部と、現像剤収容部内の現像剤を外部に排出する排出口と、排出口を開閉する第一シャッタと、画像形成装置本体の前記開口部を開閉するカバー部材と、カバー部材の開閉動作を機械的に伝達し、カバー部材の閉動作で第一シャッタを開き、カバー部材の開動作で第一シャッタを閉じるシャッタ開閉機構とを有する画像形成装置において、
シャッタ開閉機構に、カバー部材の閉動作で付勢力を蓄積する第一付勢部材と、前記閉動作でカバー部材に当接して正方向に運動し、カバー部材の開動作で第一付勢部材に蓄積された前記付勢力により逆方向に運動する入力側部材とを設け、入力側部材の正方向運動および逆方向運動に応じて第一シャッタを開閉させ、
シャッタ開閉機構に、一方向の移動で第一シャッタを開くと共に、逆方向の移動で第一シャッタを閉じる出力側部材と、出力側部材を前記一方向に付勢し、かつその付勢力が第一付勢部材の付勢力よりも小さい第二付勢部材と、入力側部材と出力側部材とを連結する連結部とを設け、カバー部材の閉動作に伴って第二付勢部材の付勢力で出力側部材を前記一方向に移動させて第一シャッタを開き、カバー部材の開動作に伴う入力側部材の逆方向運動で出力側部材を前記逆方向に移動させて第一シャッタを閉じ、
シャッタ開閉機構に、第一シャッタが閉じる方向に第一シャッタを付勢する第三付勢部材を設け、出力側部材の前記一方向の移動で第一シャッタを押圧して第一シャッタを開くことを特徴とする画像形成装置。
カバー部材の閉動作の初期に入力側部材をカバー部材に対して非接触とし、カバー部材の閉動作の終期に入力側部材をカバー部材に当接させる請求項１に記載の画像形成装置。
連結部を、可撓性を有する長尺部材で構成した請求項１に記載の画像形成装置。
第一付勢部材を、画像形成装置本体と入力側部材との間に配置した弾性部材で構成した請求項１〜３何れか１項に記載の画像形成装置。
前記第一シャッタとは別に前記排出口を開閉する第二シャッタを有し、現像剤収容部を画像形成装置本体に装着した際に第二シャッタを開き、現像剤収容部を画像形成装置本体から離脱させた際に第二シャッタを閉じる請求項１〜４何れか１項に記載の画像形成装置。
第二シャッタに設けられた操作部と、画像形成装置本体に設けられたシャッタ制御部材とを備え、第二シャッタにこれが閉じる方向の付勢力を作用させ、現像剤収容部を画像形成装置本体に装着した際に、操作部とシャッタ制御部材とを当接させて第二シャッタを開き、現像剤収容部を画像形成装置本体から離脱させた際に、操作部とシャッタ制御部材を離反させて前記付勢力で第二シャッタを閉じる請求項５に記載の画像形成装置。