JP6146614B2 - 粉体補給装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、粉体容器に収容されたトナー等の粉体を現像装置等の被補給体に向けて補給する粉体補給装置と、それを備えた画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置において、トナー容器（粉体容器）が着脱可能に設置されて、トナー容器に収容されたトナー（粉体）を現像装置（被補給体）に向けて補給するトナー補給装置（粉体補給装置）を設けたものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、トナー容器（粉体容器）には、トナー補給装置に対する着脱動作に連動して、トナー排出口（排出口）を開閉するシャッタ部材が設けられている。そして、トナー容器がトナー補給装置に装着されると、その装着動作に連動してシャッタ部材がトナー排出口を開放する方向に移動して、トナー補給装置のトナー補給口（補給口）にトナー排出口が連通することになる。こうして、トナー容器のトナー排出口から排出されたトナーは、トナー補給口からトナー補給装置の内部に補給されて、トナー補給装置によって現像装置に向けて搬送されて補給されることになる。
また、トナー容器がトナー補給装置から離脱されると、その離脱動作に連動してシャッタ部材がトナー排出口を閉鎖する方向に移動して、トナー容器のトナー排出口から容器内に残留するトナーがこぼれ落ちるのが防止されることになる。

また、特許文献１には、シャッタ部材に、シャッタ主部との接続位置を基点として弾性変形可能に形成されたシャッタ変形部を設けて、シャッタ変形部にストッパ部やストッパ解除部を形成することで、トナー容器が単体の状態でシャッタ部材が簡単に開放されないようにする技術が開示されている。

上述した従来の技術は、トナー容器（粉体容器）にシャッタ変形部を具備したシャッタ部材を設けているために、トナー容器が単体の状態でシャッタ部材が簡単に開放されることなく、トナー容器のトナー補給装置（粉体補給装置）に対する着脱動作に連動させてシャッタ部材によるトナー排出口（排出口）の開閉を簡単におこなうことができる。
しかし、従来の技術は、トナー容器の着脱（交換）がおこなわれるたびに、トナー補給装置のトナー補給口（補給口）の近傍がトナーで汚れてしまうことがあった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、粉体容器の着脱がおこなわれても、粉体補給装置における補給口の近傍が粉体で汚れにくい、粉体補給装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる粉体補給装置は、粉体容器が着脱可能に設置されて、前記粉体容器に収容された粉体を被補給体に向けて補給する粉体補給装置であって、前記粉体容器の排出口から排出された粉体が補給口から補給されて貯留される貯留部を備え、前記粉体容器は、当該粉体補給装置に対する着脱方向と同じ方向に移動して前記排出口を開閉するシャッタ部材を具備し、前記貯留部は、前記補給口に連通する開口部が形成されて、着脱方向に移動可能に構成された可動部材を具備し、前記粉体容器が当該粉体補給装置に対して着脱される動作に連動して、前記可動部材が着脱方向に移動するとともに、前記シャッタ部材が前記排出口を開閉して、前記開口部を介して前記排出口が前記補給口に連通・非連通し、前記貯留部の前記補給口は、その開口範囲が、前記可動部材が着脱方向に移動したときの前記開口部の開口範囲を含むように形成されたものである。

本発明によれば、粉体容器の着脱がおこなわれても、粉体補給装置における補給口の近傍が粉体で汚れにくい、粉体補給装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部と粉体補給装置との近傍を示す概略構成図である。 現像装置を示す拡大図である。 粉体容器を示す斜視図である。 シャッタ部材が外された状態の粉体容器の一部を示す拡大斜視図である。 シャッタ部材における、（Ａ）第１シャッタ部材を示す斜視図と、（Ｂ）第２シャッタ部材を示す斜視図と、である。 粉体容器における排出口の近傍を示す断面図である。 粉体補給装置において可動部材が設置された補給口の近傍を示す斜視図である。 粉体補給装置に粉体容器が装着される動作を示す概略図である。 図９に続く動作を示す概略図である。 補給口の近傍に現像剤が盛り上がった状態で、粉体容器が着脱される状態を示す概略図である。 従来の粉体補給装置において、補給口の近傍に現像剤が盛り上がった状態で、粉体容器が着脱される状態を示す概略図である。

実施の形態．
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、実施の形態における画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
書込み部２Ａ〜２Ｄは、画像情報に基いて帯電工程後の感光体ドラム２１（像担持体）に静電潜像を書き込むための装置である。書込み部２Ａ〜２Ｄは、ポリゴンミラー３Ａ〜３Ｄや光学素子４Ａ〜４Ｄ等を用いた光走査装置である。なお、書込み部として、光走査装置の替わりにＬＥＤアレイを用いることもできる。
給紙部６１は、記録紙、ＯＨＰ等の被転写材Ｐを格納して、画像形成時には被転写材Ｐを転写ベルト３０に向けて給送する。

転写ベルト３０は、被転写材Ｐをその表面に静電的に吸着させて搬送して感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を被転写材Ｐ上に転写するための無端状ベルトであって、その外周面上に吸着ローラ６４とベルトクリーナ６５とを設けている。
転写ベルト３０を介して感光体ドラム２１に対向する転写ローラ２４は、芯金と芯金を被覆する導電性弾性層とを有する。転写ローラ２４の導電性弾性層は、ポリウレタンゴム、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）等の弾性材料に、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化スズ等の導電性付与剤を配合分散して電気抵抗値（体積抵抗率）を中抵抗に調整した弾性体である。

定着部６６は、加熱ローラ６８および加圧ローラ６７を有し、被転写材Ｐ上のトナー像を圧力と熱とによって被転写材Ｐに定着させる。
転写ベルト３０に沿って縦方向に配設された４つのプロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像を形成するためのものである。

各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上には、キャリア（磁性キャリア）と各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナー（トナー粒子）とを被補給体としての現像装置２３に補給するための粉体容器２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫ（現像剤容器）や粉体補給装置８０（図２を参照できる。）が設置されている。
プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫは、転写ベルト３０を回転支軸を中心に回動して装置内部を露呈した状態で、装置本体１の側方（図１の右方である。）から着脱することができる。
また、粉体容器２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫは、装置本体１の手前側（図１の紙面垂直方向手前側である。）に設けられた開閉ドアー（粉体容器２８を着脱するための専用のドアーである。）を開放して粉体補給装置８０の容器設置部を露呈した状態で、装置本体１の手前側から着脱することができる。なお、図１及び図２では、装置全体の構成の理解を容易にするため、粉体容器２８と粉体補給装置８０の貯留部８１の向きを９０度回転して図示している。

本実施の形態の画像形成装置は、複写機及びプリンタとして機能する複合型の画像形成装置である。複写機として機能する場合には、スキャナから読み込まれた画像情報に対してＡ／Ｄ変換、ＭＴＦ補正、階調処理等の種々の画像処理が施されて書込みデータに変換される。プリンタとして機能する場合には、コンピュータ等から送信されるページ記述言語やビットマップ等の形式の画像情報に対して画像処理が施されて書込みデータに変換される。

画像形成時には、書込み部２Ａ〜２Ｄからプロセスカートリッジ２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙ（作像部）に対して、ブラック、マゼンタ、シアン、イエローの画像情報に応じた露光光がそれぞれ照射される。すなわち、各光源から発せられた露光光（レーザ光）がポリゴンミラー３Ａ〜３Ｄ、光学素子４Ａ〜４Ｄ等を通過して、各感光体ドラム２１上に照射される。これによって、各プロセスカートリッジ２０ＢＫ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの感光体ドラム２１（像担持体）上に、露光光に応じたトナー像が形成される。そして、このトナー像が、被転写材Ｐに転写されることになる。

給紙部６１から給送された被転写材Ｐは、レジストローラ６３の位置で一旦タイミングを合わせて、転写ベルト３０の位置に搬送される。転写ベルト３０の送入位置に配設された吸着ローラ６４は、電圧の印加によって送入された被転写材Ｐを転写ベルト３０に吸着させる。転写ベルト３０の矢印方向の走行にともない移動する被転写材Ｐは、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫの位置を順次通過して各色のトナー像が重ねて転写される。

カラーのトナー像が転写された被転写材Ｐは、転写ベルト３０から分離して定着部６６に達する。被転写材Ｐ上のトナー像は、加熱ローラ６８及び加圧ローラ６７に挟まれつつ加熱されることで被転写材Ｐ上に定着される。一方、被転写材Ｐが分離した後の転写ベルト３０表面は、その後にベルトクリーナ６５の位置に達して、その表面に付着したトナー等の汚れがクリーニングされる。

次に、画像形成装置における、プロセスカートリッジ（作像部）、粉体容器、粉体補給装置について説明する。
なお、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫはほぼ同一構造であって、各粉体容器２８Ｙ、２８Ｃ、２８Ｍ、２８ＢＫもほぼ同一構造であるために、図２にてプロセスカートリッジ及び粉体容器は符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。また、書込み部は符号のアルファベット（Ａ〜Ｄ）を除して図示する。
図２は、装置本体１に設置されたプロセスカートリッジ２０、粉体容器２８（現像剤容器）、粉体補給装置８０（現像剤補給装置）を示す概略構成図である。図３は、プロセスカートリッジ２０に設置された現像装置２３を示す拡大図である。

図２に示すように、プロセスカートリッジ２０は、像担持体としての感光体ドラム２１、帯電部２２、現像装置２３（現像部）、クリーニング部２５が一体化されたものであって、プレミックス現像方式（キャリアの補給・排出を適宜におこなう現像方式である。）が採用されている。
像担持体としての感光体ドラム２１は、負帯電の有機感光体であって、不図示の回転駆動機構によって反時計方向に回転駆動される。

帯電部２２は、芯金上に、ウレタン樹脂、導電性粒子としてのカーボンブラック、硫化剤、発泡剤等を処方した中抵抗の発泡ウレタン層をローラ状に形成した弾性を有する帯電ローラである。帯電部２２の中抵抗層の材質としては、ウレタン、エチレン−プロピレン−ジエンポリエチレン（ＥＰＤＭ）、ブタジエンアクリロニトリルゴム（ＮＢＲ）、シリコーンゴムや、イソプレンゴム等に抵抗調整のためにカーボンブラックや金属酸化物等の導電性物質を分散したゴム材や、またこれらを発泡させたものを用いることもできる。
クリーニング部２５は、感光体ドラム２１に摺接するクリーニングブラシ（又は、クリーニングブレード）が設置されていて、感光体ドラム２１上の未転写トナーを機械的に除去・回収する。

被補給体としての現像装置２３は、現像剤担持体としての２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２が感光体ドラム２１に近接するように配置されていて、双方の対向部分には感光体ドラム２１と磁気ブラシとが接触する現像領域が形成される。現像装置２３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる粉体としての現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置２３は、感光体ドラム２１上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。

ここで、本実施の形態における現像装置２３は、プレミックス現像方式のものであって、現像装置２３内に適宜に新品のキャリアＣ（現像剤Ｇ）が粉体容器２８から供給されるとともに、劣化した現像剤Ｇが現像装置２３の外部に設置された剤貯留容器７０に向けて排出される。
図２を参照して、粉体容器２８は、その内部に現像装置２３内に補給するための現像剤Ｇ（トナーＴ及びキャリアＣ）を収容している。そして、粉体容器２８は、現像装置２３に新品のトナーＴを補給するように機能するとともに、現像装置２３に新品のキャリアＣを補給するように機能する。具体的に、現像装置２３に設置された磁気センサ（不図示である。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーの割合である。）の情報に基いて、粉体補給装置８０の搬送スクリュ８２を回転駆動して、貯留部８１に貯留された現像剤Ｇを落下経路部８５に向けて搬送して、落下経路部８５から現像装置２３内に向けて現像剤Ｇを自重落下させて補給する。
なお、本実施の形態では、粉体容器２８の現像剤Ｇにおける、キャリアＣに対するトナーＴの混合率（トナー濃度）が比較的高く設定されている。

次に、感光体ドラム２１上でおこなわれる作像プロセスについて説明する。
図２を参照して、感光体ドラム２１が反時計方向に回転駆動されると、まず、帯電部２２の位置で感光体ドラム２１の表面が一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム２１表面は、露光光Ｌの照射位置に達して、書込み部２による露光工程がおこなわれる。すなわち、露光光Ｌの照射によって感光体ドラム２１上を画像情報に応じて選択的に除電することで、照射されなかった非画像部の電位との差（電位コントラスト）を発生させて静電潜像を形成する。なお、この露光工程は、感光体ドラム２１の感光層中で電荷発生物質が光を受けて電荷を発生して、このうち正孔が感光体ドラム２１表面の帯電電荷と打ち消しあうものである。

その後、潜像が形成された感光体ドラム２１表面は、現像装置２３との対向位置に達する。感光体ドラム２１上の静電潜像は、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２上の磁気ブラシと接触して、磁気ブラシ中の負帯電されたトナーＴが付着されて可視化される。
詳しくは、上方の現像ローラ２３ａ１の磁極による磁力で汲み上げられた現像剤Ｇは、ドクターブレード２３ｃによって適量化された後に、感光体ドラム２１との対向部である現像領域（２つの現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との対向領域である。）に搬送される。現像領域において穂立ちされたキャリアＣが感光体ドラム２１を摺擦する。このとき、キャリアＣに混合されているトナーＴは、キャリアＣとの摩擦によって負帯電されている。これに対して、キャリアＣは正帯電されている。不図示の電源部から現像ローラ２３ａ１、２３ａ２に対して、所定の現像バイアスが印加される。これによって、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２と感光体ドラム２１との間に電界が形成されて、負帯電されたトナーＴが電界によって感光体ドラム２１上の画像部にのみ選択的に付着してトナー像を形成する。

その後、トナー像が形成された感光体ドラム２１表面は、転写ベルト３０及び転写ローラ２４との対向位置に達する。そして、このタイミングに合わせてその対向位置に搬送された被転写材Ｐ上に、感光体ドラム２１上のトナー像が転写される。このとき、転写ローラ２４には、所定の電圧が印加されている。
その後、トナー像が転写された被転写材Ｐは、定着部６６を通過して、排出ローラ６９から装置外部に排出される。

一方、転写工程時に被転写材Ｐに転写されずに感光体ドラム２１上に残留したトナーＴ（未転写トナー）は、感光体ドラム２１上に付着したままクリーニング部２５との対向部に達する。そして、感光体ドラム２１上の未転写トナーは、クリーニング部２５で除去・回収される。
その後、感光体ドラム２１表面は、不図示の除電部を通過して、感光体ドラム２１における一連の作像プロセスが終了する。

以下、現像装置２３の構成・動作について詳述する。
図３を参照して、現像装置２３は、現像ローラ２３ａ１、２３ａ２（現像剤担持体）、搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３（搬送部材）、ドクターブレード２３ｃ、キャリア捕集ローラ２３ｋ、スクレーパ２３ｍ、排出スクリュ２３ｎ、等で構成されている。また、現像装置２３内には、現像剤Ｇを搬送して循環経路を形成する３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３（搬送経路）が形成されている。

現像ローラ２３ａ１、２３ａ２は、アルミニウム、真鍮、ステンレス、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブが不図示の回転駆動機構によって時計方向に回転されるように構成されている。現像ローラ２３ａ１、２３ａ２のスリーブ内には、スリーブの周面に現像剤Ｇの穂立ちを生じるように磁界を形成するマグネットが固設されている。マグネットから発せられる法線方向磁力線に沿うように、現像剤Ｇ中のキャリアＣがスリーブ上にチェーン状に穂立ちする。このチェーン状に穂立ちしたキャリアＣに帯電したトナーＴが付着されて、磁気ブラシが形成される。磁気ブラシは、スリーブの回転によってスリーブと同方向（時計方向）に移送される。
ドクターブレード２３ｃは、現像領域の上流側に設置されていて、第１の現像ローラ２３ａ１上の現像剤を適量に規制する。

３つの搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３は、軸部上に螺旋状にスクリュ部が形成されたものであって、現像装置２３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
詳しくは、第１搬送スクリュ２３ｂ１による搬送経路（第１現像剤搬送部Ｂ１）と、第２搬送スクリュ２３ｂ２による搬送経路（第２現像剤搬送部Ｂ２）と、第３搬送スクリュ２３ｂ３による搬送経路（第３現像剤搬送部Ｂ３）と、は壁部によって隔絶されている。そして、第２現像剤搬送部Ｂ２の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側と、は第１中継部を介して連通している。また、第３現像剤搬送部Ｂ３の下流側と、第１現像剤搬送部Ｂ１の上流側と、は第２中継部を介して連通している。また、第１現像剤搬送部Ｂ１の下流側と、第３現像剤搬送部Ｂ３の上流側と、は落下経路を介して連通している。このような構成により、３つの現像剤搬送部Ｂ１〜Ｂ３（搬送スクリュ２３ｂ１〜２３ｂ３）によって、現像装置２３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。

ここで、第１現像剤搬送部Ｂ１の壁部には、現像装置２３内に収容された現像剤Ｇの一部を外部（剤貯溜容器７０）に排出するためのポケット部２３ｄ（流出口）が設けられている。詳しくは、ポケット部２３ｄは、粉体補給装置８０によって現像装置２３内に現像剤Ｇが補給されて装置内の現像剤量が増加してポケット部２３ｄに流入される現像剤の剤面（上面）が所定高さを超えたときに、その余剰分の現像剤Ｇを剤貯留容器７０に向けて排出するためのものである。このように、トナーＴの母体樹脂や外添剤によって汚染されて劣化したキャリアが自動的に現像部の外部に排出されるので、経時においても画像品質の劣化を抑止することができる。なお、図３を参照して（図２では図示を省略している。）、排出経路中には、ポケット部２３ｄから排出された現像剤を水平方向に搬送するための排出スクリュ２３ｎが設置されている。
また、図３を参照して（図２では図示を省略している。）、第２の現像ローラ２３ａ２の下方（回転方向下流側）であって、感光体ドラム２１に対向する位置に、現像装置２３内から移動（飛翔）して感光体ドラム２１に付着したキャリアを捕集するための、キャリア捕集ローラ２３ｋが設置されている。さらに、キャリア捕集ローラ２３ｋに当接する位置に、キャリア捕集ローラ２３ｋ上に担持されたキャリアを機械的に掻き取るための、スクレーパ２３ｍが設置されている。

以下、主として図４〜図７を用いて、粉体容器２８（現像剤容器）の構成・動作について詳述する。
図４〜図７（及び、図２）を参照して、本実施の形態における粉体容器２８は、略箱状の容器であって、排出口Ｗ（粉体排出口）を開閉するシャッタ部材２８０、搬送スクリュ２８５、撹拌部材２８６、第１カップリング２９５、第２カップリング２９６、等が設けられている。
粉体容器２８は、ユーザーの手動操作によって、略水平方向を着脱方向として粉体補給装置８０（画像形成装置１）に対して着脱される（図９、図１０等を参照できる）。図５、図７等を参照して、粉体容器２８の底部には、粉体容器２８の内部に収容された現像剤Ｇを粉体補給装置８０の貯留部８１に向けて排出するための、排出口Ｗが下方に向けて開口するように形成されている。また、図４、図７等を参照して、粉体容器２８には、粉体補給装置８０に対する着脱方向と同じ方向に移動して排出口Ｗを開閉するシャッタ部材２８０が設けられている。具体的に、粉体容器２８が装着方向に移動する動作に連動してシャッタ部材２８０が離脱方向に相対的に移動して排出口Ｗを開放して、粉体容器２８が離脱方向に移動する動作に連動してシャッタ部材２８０が装着方向に相対的に移動して排出口Ｗを閉鎖する。

本実施の形態において、シャッタ部材２８０は、排出口Ｗを直接的に開閉する第１シャッタ部材２８１と、第１シャッタ部材２８１を外側から覆う第２シャッタ部材２８２と、で構成されている。
図６（Ａ）を参照して、第１シャッタ部材２８１は、シャッタ主部２８１ａとシャッタ変形部２８１ｂとからなる。シャッタ主部２８１ａの装着方向先端側の両端には、粉体補給装置８０の保持部８５（図８を参照できる。）に保持される被保持部２８１ｄが、上方に起立するように設けられている。また、シャッタ主部２８１ａの上面には、シャッタ部材２８０が排出口Ｗを閉鎖しているときに排出口Ｗから現像剤Ｇが容器外に漏出するのを防止するための、シール材２８１ｃが貼着されている。シャッタ変形部２８１ｂは、シャッタ主部２８１ａとの接続位置を基点として弾性変形可能に形成されている。

図６（Ｂ）を参照して、第２シャッタ部材２８２には、第１係止部２８２ｃ、第２係止部２８２ｂ、突起部２８２ａが設けられている。第１係止部２８２ｃは、第２シャッタ部材２８２の着脱方向中央部を根元として装着方向先端側が自由端となるように弾性変形可能に形成されていて、第２シャッタ部材２８２に対して第１シャッタ部材２８１が装着方向（図７の左方である。）に向けて相対的に移動するのを規制している。第２係止部２８２ｂは、第２シャッタ部材２８２の装着方向後端側において上方に突出するように形成されていて、第２シャッタ部材２８２に対して第１シャッタ部材２８１が離脱方向（図７の右方である。）に向けて相対的に移動するのを規制している。突起部２８２ａは、第２シャッタ部材２８２の着脱方向中央部において上方に突出するように形成されていて、その着脱方向両端部にはスロープ（傾斜面）が形成されている。

このようの構成されたシャッタ部材２８０は、図８をも参照して、粉体容器２８が粉体補給装置８０に装着されて、第２シャッタ部材２８２が貯留部８１の天井面８１ｄに形成されたフェンス部８１ｅにガイドされながら略水平方向（装着方向）に移動すると、やがて天井面８１ｄの段差に第２シャッタ部材２８２が当接して第２シャッタ部材２８２の装着方向の移動が制止される。このとき、第１係止部２８２ｃの自由端側が天井面８１ｄに形成された突出部に係合してその間隔が広がって、第１シャッタ部材２８１の係止を解除するように弾性変形する。これにより、粉体容器２８をさらに装着方向に押動することにより、第１シャッタ部材２８１は第２シャッタ部材２８２に対して相対的にスライド移動しながら粉体容器２８とともに装着方向に移動する。このとき、第１シャッタ部材２８１は、被保持部２８１ｄが保持部８５（貯留部８１の天井面８１ｄに回動可能に支持されている。）に保持された状態で、装着方向に直交する方向に対する位置がずれることなく装着方向に移動することになる。そして、やがてシャッタ変形部２８１ｂが突起部２８２ａに当接して弾性変形することにより、粉体容器２８に対する第１シャッタ部材２８１の係止も解除されて、第１シャッタ部材２８１による排出口Ｗの開放が可能になる。

そして、さらに粉体容器２８が装着方向に押動されると、第１シャッタ部材２８１が可動部材８３に当接して第１シャッタ部材２８１の装着方向の移動が制止された後に、粉体容器２８の排出口Ｗが粉体補給装置８０の補給口８１ａ（開口部８３ａ）に合致する位置で粉体容器２８の装着方向の位置が定められる。こうして、粉体容器２８から粉体補給装置８０（貯留部８１）に向けての現像剤Ｇの排出が可能になる。
また、このとき、粉体容器２８の搬送スクリュ２８５の回転軸方向端部に設置された第１カップリング２９５が、粉体補給装置８０の駆動カップリング９０（図１０（Ｃ）等を参照できる。）に嵌合して、粉体補給装置８０に設置された駆動モータによる搬送スクリュ２８５の回転駆動が可能になる。この搬送スクリュ２８５は、粉体容器２８に収容された現像剤Ｇ（粉体）を排出口Ｗに向けて搬送するためのものである。
また、図示は省略するが、粉体容器２８が粉体補給装置８０にセットされると、粉体容器２８の撹拌部材２８６（図２を参照できる。）の回転軸方向端部に設置された第２カップリング２９６が、粉体補給装置８０の第２駆動カップリングに嵌合して、粉体補給装置８０に設置された駆動モータによる撹拌部材２８６の回転駆動が可能になる。この撹拌部材２８６は、粉体容器２８に収容された現像剤Ｇを撹拌して、現像剤Ｇの凝集を防止するためのものである。

なお、本実施の形態における粉体補給装置８０には、補給口８１ａの上方に、補給口８１ａに連通する開口部８３ａ（可動補給口）が形成された可動部材８３（可動補給部）が、着脱方向に移動可能に設置されているが、これについては後で図９〜図１１等を用いて詳しく説明する。
また、粉体補給装置８０（画像形成装置１）に対して、粉体容器２８を取り出すとき（離脱時）には、上述した装着時の動作と逆の操作がおこなわれて、逆の手順で各部が動作することになる。

以下、図９〜図１１等を用いて、本実施の形態において特徴的な、粉体補給装置８０（画像形成装置１）の構成・動作について詳述する。
粉体補給装置８０（現像剤補給装置）は、粉体容器２８に収容された現像剤Ｇ（粉体）を現像装置２３（被補給体）に向けて補給するものであって、先に説明したように粉体容器２８が着脱可能（交換可能）に設置されるように構成されている。
本実施の形態における粉体補給装置８０には、貯留部８１や落下経路部８５が設けられている。図２等を参照して、貯留部８１は、粉体容器２８の排出口Ｗから排出された現像剤Ｇが補給口８１ａから補給されて貯留されるものであって、補給口８１ａが上方に向けて開口するように形成されている。
また、貯留部８１は、補給口８１ａの下方の位置から略水平方向に現像剤Ｇを搬送する搬送経路が形成されている。詳しくは、貯留部８１は、その内部が略円筒状に形成されていて、搬送スクリュ８２が内設されている。そして、不図示の駆動モータによって搬送スクリュ８２が回転駆動されることによって、貯留部８１に貯留された現像剤Ｇが落下経路部８５に向けて搬送されて、落下経路部８５を自重落下した現像剤Ｇが現像装置２３に補給されることになる。

ここで、図８〜図１０等を参照して、本実施の形態における粉体補給装置８０の貯留部８１には、着脱方向（図９、図１０の左右方向である。）に移動可能に構成された可動部材８３（可動補給部）が設けられている。この可動部材８３には、補給口８１ａに連通する開口部８３ａ（可動補給口）が形成されている。
また、貯留部８１の補給口８１ａの開口範囲Ａ（着脱方向の開口範囲である。）は、可動部材８３が着脱方向に移動したときの開口部８３ａの開口範囲Ｂ（着脱方向の開口範囲である。）を含むように形成されている。すなわち、補給口８１ａの開口範囲Ａは可動部材８３の開口部８３ａの開口範囲よりも大きく（Ａ＞Ｂ）、可動部材８３が図９、図１０の左右方向に移動しても、開口部８３ａの全部が補給口８１ａに連通するように形成されている。
そして、粉体容器２８が粉体補給装置８０に対して着脱される動作に連動して、可動部材８３が着脱方向に移動するとともに、シャッタ部材２８０が排出口Ｗを開閉して、開口部８３ａを介して排出口Ｗが補給口８１ａに連通・非連通する。

詳しくは、粉体容器２８が粉体補給装置８０（貯留部８１）に対して装着される動作に連動して、可動部材８３がシャッタ部材２８０（第１シャッタ部材２８１）に押動されて装着方向（図９、図１０の右方向である。）に移動して、可動部材８３がストッパ部８１ｂ（第１ストッパ部）に当接して装着方向の移動が規制されることでシャッタ部材２８０（第１シャッタ部材２８１）が可動部材８３に押動されて排出口Ｗを開放するように相対的に移動する。
また、粉体容器２８が粉体補給装置８０（貯留部８１）に対して離脱される動作に連動して、シャッタ部材２８０（第１シャッタ部材２８１）による可動部材８３の押動が解除されて可動部材８３が圧縮スプリング８４（付勢部材）に付勢されて離脱方向（図９、図１０の左方である。）に移動して、可動部材８３が第２ストッパ部８１ｃに当接することで可動部材８３の離脱方向の移動が規制されることになる。

具体的に、図９、図１０を用いて、粉体容器２８が粉体補給装置８０に装着されるときの、各部の動作について詳述する。
まず、図９（Ａ）に示すように、ユーザーに把持された粉体容器２８（排出口Ｗがシャッタ部材２８１、２８２によって閉鎖された状態のものである。）は、装着方向（図の白矢印方向）に略水平に移動される。このとき、粉体容器２８は、第２シャッタ部材２８２の底面が貯留部８１の天井面８１ｄに沿うように移動される。また、可動部材８３は、付勢部材としての圧縮スプリング８４の付勢力によって左方に付勢されて、第２ストッパ部８１ｃに当接する位置にある（開口部８３ａの左端位置と補給口８１ａの左端位置とが合致した状態である。）。
そして、粉体容器２８の装着方向の移動が進められると、図９（Ｂ）に示すように、第２シャッタ部材２８２が天井面８１ｄの段差に当接して、第２シャッタ部材２８２の移動が規制されて、第１シャッタ部材２８１が図の黒矢印方向に移動することになる。
そして、粉体容器２８の装着方向の移動がさらに進められると、図９（Ｃ）に示すように、第１シャッタ部材２８１が可動部材８３に当接する。そして、図１０（Ａ）に示すように、可動部材８３は圧縮スプリング８４の付勢力に抗するように図の左方（黒矢印方向）に移動を開始する。

その後、粉体容器２８の装着方向の移動がさらに進められると、図１０（Ｂ）に示すように、可動部材８３が第１ストッパ部８１ｂに当接して、可動部材８３とともに第１シャッタ部材２８１の移動が規制されて、排出口Ｗに対して第１シャッタ部材２８１が相対的に移動して、排出口Ｗの開放が開始される。このとき、開口部８３ａの右端位置と補給口８１ａの右端位置とが合致した状態になる。
そして、粉体容器２８の装着方向の移動がさらに進められると、図１０（Ｃ）に示すように、排出口Ｗが開口部８３ａに合致して連通する位置で、粉体容器２８の着脱方向の位置が定められ、粉体補給装置８０に対する粉体容器２８の装着が完了する。このとき、第１カップリング２９５が駆動カップリング９０に嵌合した状態になる。
そして、図１０（Ｃ）に示すように、排出口Ｗが開口部８３ａを介して補給口８１ａに連通した状態で、粉体容器２８から貯留部８１（粉体補給装置８０）に向けて現像剤Ｇの補給がおこなわれることになる。
また、粉体容器２８内の現像剤Ｇがほぼ空になって粉体容器２８を交換する場合などにおいて、粉体補給装置８０（貯留部８１）に対して粉体容器２８を取り出すとき（離脱時）には、上述した装着時の動作と逆の操作がおこなわれて、逆の手順で各部が動作することになる。

このように構成され動作する粉体補給装置８０は、粉体容器２８の着脱（交換）を繰り返しおこなっても、粉体補給装置８０の補給口８１ａ（開口部８３ａ）の近傍が現像剤Ｇ（粉体）で汚れてしまうという不具合が生じにくくなる。
詳しくは、粉体容器２８内の現像剤Ｇが空になって粉体容器２８の交換作業（離脱作業）をおこなう直前には、図１１（Ａ）に示すように、補給口８１ａ（開口部８３ａ）から排出口Ｗの高さまで現像剤Ｇが盛り上がった状態になってしまうことが多い。これは、粉体容器２８内の現像剤Ｇがほぼ空になった状態が粉体容器２８内のセンサで検知されると、粉体補給装置８０の稼働が強制的に停止されて搬送スクリュ８２の回転駆動も停止されること等によるものであり、補給口８３ａ（排出口Ｗ）の下方が最も貯留された現像剤が多くなるためである。そして、このような状態は、本実施の形態における粉体補給装置８０のように、補給口８１ａの真下に水平方向に延在する搬送経路（貯留部８１）が形成されている装置では特に顕著になる。
そして、本実施の形態における粉体補給装置８０は、図１１（Ａ）に示すような現像剤Ｇの盛り上がりが形成されてしまっても、図１１（Ｂ）に示すように粉体容器２８の離脱動作にともない可動部材８３が離脱方向に移動することで、開口部８３ａが補給口８１ａの左端側の空間（図１１（Ａ）の破線で囲んだ部分である。）を利用して現像剤Ｇの山を崩すことになり、最終的に粉体容器２８が離脱されたときには、盛り上がった現像剤Ｇの山の高さが補給口８１ａの上端位置よりも低くなる。これにより、図１１（Ｃ）に示すように、交換用の新品の粉体容器２８が粉体補給装置８０に装着されても、右方に移動する可動部材８３に現像剤Ｇの山が干渉せずに、補給口８１ａ（開口部８３ａ）から現像剤Ｇが飛散してその周囲が現像剤Ｇで汚れる不具合が抑止されることになる。

図１２に示す粉体補給装置８００は、本実施の形態のものとは異なり、補給部８３０が可動することなく、補給部８３０において一定の開口面積の補給口８１０ａが形成されたものである（従来の粉体補給装置である）。
このような粉体補給装置８００では、図１２（Ａ）に示すような現像剤Ｇの盛り上がりが補給口８１０ａの近傍に形成されてしまうと、図１２（Ｂ）に示すように粉体容器２８の離脱動作にともない粉体容器２８が現像剤Ｇの山を崩して、貯留部８１０の天井面を汚してしまうことになる。さらに、図１２（Ｃ）に示すように、交換用の新品の粉体容器２８が粉体補給装置８０に装着されても、右方に移動する粉体容器２８が現像剤Ｇの山に干渉して、補給口８１０ａから現像剤Ｇが飛散してその周囲が現像剤Ｇで汚れてしまうことになる。
本実施の形態における粉体補給装置８０は、図１１で説明したように、このような不具合を確実に軽減するものである。

以上説明したように、本実施の形態では、貯留部８１の補給口８１ａに連通する開口部８３ａが形成された可動部材８３を着脱方向に移動可能に設置して、貯留部８１の補給口８１ａの開口範囲が着脱方向に移動する開口部８３ａの開口範囲を含むように形成して、粉体容器２８が粉体補給装置８０に対して着脱される動作に連動して可動部材８３が着脱方向に移動するとともに、シャッタ部材２８０が排出口Ｗを開閉して開口部８３ａを介して排出口Ｗが補給口８１ａに連通・非連通するように構成している。これにより、粉体容器２８の着脱がおこなわれても、粉体補給装置８０における補給口８１ａの近傍をトナーで汚れにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、粉体として現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容された粉体容器２８が着脱可能に設置される粉体補給装置８０に対して、本発明を適用した。これに対して、粉体としてトナーＴのみが収容された粉体容器（トナー容器）が着脱可能に設置される粉体補給装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、略箱状の粉体容器２８が着脱可能に設置される粉体補給装置８０に対して本発明を適用したが、その他の形態の粉体容器（例えば、特許文献１等に開示された円筒ボトル状の粉体容器である。）が着脱可能に設置される粉体補給装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、２つのシャッタ部材２８１、２８２からなるシャッタ部材２８０が設置された粉体容器２８が着脱可能に設置される粉体補給装置８０に対して本発明を適用したが、１つのシャッタ部材が設置された粉体容器（例えば、特許文献１等に開示された粉体容器である。）が着脱可能に設置される粉体補給装置に対しても本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、被補給体としての現像装置２３に粉体を補給する粉体補給装置に対して本発明を適用したが、現像装置２３以外の被補給体に粉体を補給する粉体補給装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
そして、これらのような場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、略水平方向に延在する貯留部８１と落下経路部８５とで構成された粉体補給装置８０に対して本発明を適用したが、本発明が適用される粉体補給装置の形態はこれに限定されることなく、例えば、落下経路部が設けられておらず貯留部が直接的に現像装置に連通するように構成された粉体補給装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、そのような場合であっても、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０、２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ プロセスカートリッジ、
２１ 感光体ドラム（像担持体）、
２３ 現像装置（現像部）、
２８ 粉体容器（現像剤容器）、
８０ 粉体補給装置（現像剤補給装置）、
８１ 貯留部（搬送経路）、
８１ａ 補給口、
８１ｂ 第１ストッパ部（ストッパ部）、
８１ｃ 第２ストッパ部、
８３ 可動部材（可動補給部）、
８３ａ 開口部（可動補給口）、
８４ 圧縮スプリング（付勢部材）、
２８０ シャッタ部材、
２８１ 第１シャッタ部材、 ２８２ 第２シャッタ部材、
Ｗ 排出口、
Ｇ 現像剤（粉体）、 Ｔ トナー、 Ｃ キャリア。

特許第４９５８３２５号公報

Claims (5)

1. 粉体容器が着脱可能に設置されて、前記粉体容器に収容された粉体を被補給体に向けて補給する粉体補給装置であって、
   前記粉体容器の排出口から排出された粉体が補給口から補給されて貯留される貯留部を備え、
   前記粉体容器は、当該粉体補給装置に対する着脱方向と同じ方向に移動して前記排出口を開閉するシャッタ部材を具備し、
   前記貯留部は、前記補給口に連通する開口部が形成されて、着脱方向に移動可能に構成された可動部材を具備し、
   前記粉体容器が当該粉体補給装置に対して着脱される動作に連動して、前記可動部材が着脱方向に移動するとともに、前記シャッタ部材が前記排出口を開閉して、前記開口部を介して前記排出口が前記補給口に連通・非連通し、
   前記貯留部の前記補給口は、その開口範囲が、前記可動部材が着脱方向に移動したときの前記開口部の開口範囲を含むように形成されたことを特徴とする粉体補給装置。
2. 前記粉体容器が当該粉体補給装置に対して装着される動作に連動して、前記可動部材が前記シャッタ部材に押動されて装着方向に移動して、前記可動部材がストッパ部に当接して装着方向の移動が規制されることで前記シャッタ部材が前記可動部材に押動されて前記排出口を開放することを特徴とする請求項１に記載の粉体補給装置。
3. 前記粉体容器が当該粉体補給装置に対して離脱される動作に連動して、前記シャッタ部材による前記可動部材の押動が解除されて前記可動部材が付勢部材に付勢されて離脱方向に移動して、前記可動部材が第２ストッパ部に当接することで前記可動部材の離脱方向の移動が規制されることを特徴とする請求項２に記載の粉体補給装置。
4. 前記粉体容器は、略水平方向を着脱方向として当該粉体補給装置に対して着脱され、前記排出口が下方に向けて開口するように形成され、
   前記貯留部は、前記補給口が上方に向けて開口するように形成され、前記補給口の下方の位置から略水平方向に粉体を搬送する搬送経路を具備したことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の粉体補給装置。
5. 請求項１〜請求項４のいずれかに記載の粉体補給装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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