JP6272092B2 - 現像装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置の装置本体に設けられた現像剤補給装置に対して着脱可能な現像装置に関する。詳しくは、現像剤補給装置から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入口を開閉するためのシャッタ機構に関する。

従来から、感光ドラムに形成された静電像を例えばトナーと磁性キャリアとを含む二成分現像剤を用いてトナー像に現像する現像装置と、前記現像装置に現像剤を補充する現像剤補給装置を搭載した画像形成装置が知られている。画像形成装置において、現像装置は単独でもしくは他の画像形成構成部（例えば感光ドラム等）と一体となってユニット化されて、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に着脱可能に装着し得るようになっている。プロセスカートリッジ（現像装置）は画像形成装置本体に設けられた現像剤補給装置に接続され、装置本体内においてプロセスカートリッジの現像剤受入口は現像剤補給装置の現像剤補給口と連通する。

かかる構成の画像形成装置では、プロセスカートリッジの着脱時に現像剤補給装置の現像剤補給口から現像剤が漏れることのないように、プロセスカートリッジの挿抜動作に伴って前記現像剤補給口を開閉するシャッタ機構が設けられている（特許文献１）。

また、現像装置の現像剤受入口を開閉するシャッタ機構の設けられたプロセスカートリッジが公知である（特許文献２）。このシャッタ機構は、初回の電源投入時に、現像容器内に設けられている攪拌部材の回転に応じて、現像剤受入口を閉じる位置にあったシャッタが現像剤受入口を開放する位置へとスライド移動する。

特開２０１２−１０８４５７号公報 特開２０１２−８４５７号公報

ところで、消耗品であるプロセスカートリッジ（現像装置）は、画像形成装置の装置本体に装着された状態で同梱出荷される。しかし、上述した特許文献１のシャッタ機構は、例えば輸送時や設置時に生じ得る振動や衝撃等によって、現像剤補給口と現像剤受入口との連結部に隙間が生じやすく、そこから現像剤が漏れる恐れがあった。

これに対し、特許文献２のシャッタ機構は、現像剤補給口と現像剤受入口との連結部からの現像剤漏れが発生し難い。しかし、このシャッタ機構は、現像剤の攪拌／搬送に加えてシャッタを移動させるためにより大きなトルクを必要とすることから、性能の高いモータが要求されていた。また、このシャッタ機構は複雑な構成であり部品点数も多くなる。したがって、このようなシャッタ機構をプロセスカートリッジに設けると、消耗品であるにも関わらずプロセスカートリッジのコストが高くなってしまう。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、特に同梱出荷された場合に現像剤が漏れるのを抑制することのできる、簡易な構成のシャッタ機構を備えた現像装置の提供を目的とする。

本発明に係る現像装置は、現像剤補給手段を有する画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられ、前記現像剤補給手段から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入口と、前記現像剤受入口を開閉するシャッタ手段とを備える現像装置であって、前記シャッタ手段は、前記装置本体への挿抜方向にスライドして前記現像剤受入口を開く位置と前記現像剤受入口を閉じる位置との間を移動するシャッタと、前記装置本体への挿入動作に伴って、前記現像剤補給手段に当接して移動することで、前記現像剤受入口を閉じる位置から前記現像剤受入口を開く位置に前記シャッタを移動させるシャッタ移動部と、を備え、前記シャッタ移動部は、前記シャッタと揺動可能に係合することを特徴とする。

本発明によれば、特に同梱出荷された場合に現像剤が漏れるのを抑制することのできる、簡易な構成のシャッタ機構を備えた現像装置を提供できる。

画像形成装置の構成を示す概略図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジを示す外観斜視図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの長手方向の断面構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジの長手方向に垂直な断面構成を示す図３のＤ−Ｄ’断面図である。 受入口シャッタ機構を説明するための側面概略図である。 受入口シャッタ機構を説明するための上面概略図である。 凹部と凸部の具体的形状の一例を示す断面図である。 比較のためのプロセスカートリッジの長手方向の断面構成を示す断面図である。

本発明に係る現像装置について、図１乃至図８を用いて説明する。まず、本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジを備えた画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
図１は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置の断面図であり、画像形成装置６０は、４色の画像形成部（プロセスカートリッジ）６００を中間転写ベルト６１に対向させて配置した、所謂中間転写タンデム方式の例である。中間転写タンデム方式は、高いプロダクティビティや様々なメディアの搬送に対応できる点から、近年主流となっている構成である。

このような画像形成装置６０の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、記録材収納庫（カセット）６２内に積載される形で収納されており、給紙ローラ６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。記録材収納庫（カセット）６２からの給紙は、例えば摩擦分離方式などが用いられる。給紙ローラ６３により送り出された記録材Ｓは、搬送パス６４の途中に配置されたレジストローラ６５へと搬送される。そして、レジストローラ６５において記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ６６および二次転写外ローラ６７により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部６００について説明するが、各色の画像形成部の構成は、トナーの色以外は基本的に同じであるため、以下、代表して、ブラック（Ｂｋ）の画像形成部６００について説明する。

画像形成部６００（プロセスカートリッジ）は、主に感光ドラム（感光体、像担持体）１、帯電装置２、現像装置３、および感光ドラムクリーナ５等から構成される。回転駆動される感光ドラム１の表面は、帯電装置２により予め表面を一様に帯電され、その後画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置６８によって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置３によるトナー現像を経て可視像化される。その後、画像形成部６００と中間転写ベルト６１を挟んで対向配置される一次転写装置４により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、感光ドラム１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト６１上に一次転写される。感光ドラム１上に僅かに残った転写残トナーは、感光ドラムクリーナ５により回収され、再び次の作像プロセスに備える。以上説明した画像形成部６００は、図１に示す構造の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）の４セット存在する。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。なお、現像装置３は、現像剤としてトナーと磁性キャリアを混合させた二成分現像剤を使用するものとする。トナーは、画像形成装置６０にセットされたトナーボトル６０５から不図示のトナー補給装置を経て現像装置３に供給される。

中間転写ベルト６１について説明する。中間転写ベルト６１は、テンションローラ６、二次転写内ローラ６６、および従動ローラ７ａ、７ｂによって張架され、図中矢印Ｃ方向へと搬送駆動される無端ベルトである。ここで、二次転写内ローラ６６は、中間転写ベルト６１を駆動する駆動ローラも兼ねるものとする。上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫの各画像形成部６００により並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト６１上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６１上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置８によって回収される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｓは定着装置９へと搬送され、所定の圧力と熱量によって記録材Ｓ上にトナー像が溶融固着される。こうして画像定着された記録材Ｓは、排紙ローラ６９の順回転により、そのまま排紙トレイ６０１上に排出されるか、もしくは両面画像形成を行うかの選択が行われる。

両面画像形成を要する場合には、排紙ローラ６９の順回転により記録材Ｓの後端が切り替え部材６０２を通過するまで搬送された後、排紙ローラ６９を逆回転させることで先後端を入れ替え、両面搬送パス６０３へと搬送される。その後、給紙ローラ６３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、再給紙ローラ６０４によって再び搬送パス６４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面の作像プロセスに関しては、上述の場合と同様なので説明を省略する。

［プロセスカートリッジ］
次に、本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジについて説明する。図２（ａ）は、プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。図２（ｂ）は、プロセスカートリッジの装着状態を示す一部拡大図である。なお、プロセスカートリッジ１１４は、現像装置３が他の画像形成構成部と一体となってユニット化されたものであるが、図示の都合上、図２（ａ）では他の画像形成構成部として感光ドラム１のみを示している。

プロセスカートリッジ１１４は、長手方向（挿抜方向）に滑らされるように画像形成装置６０（図１参照）に着脱可能に装着される。図２（ａ）に示すように、画像形成装置６０に接合させる側（図面手前側）の側面部には、挿入部としての搬送部挿入口１１７が設けられている。プロセスカートリッジ１１４の装着時、搬送部挿入口１１７にトナー補給装置１００のトナー搬送部１０６（後述の図３参照）が嵌め込まれて、プロセスカートリッジ１１４はトナー搬送部１０６に沿って画像形成装置本体内に挿入されるようになっている。プロセスカートリッジ１１４は、図２（ｂ）に示す装着状態になるまで画像形成装置本体内に押し込まれて、トナー補給装置１００に接続される。図２（ｂ）に示す装着状態は、プロセスカートリッジ１１４の現像剤受入口１２６とトナー補給装置１００の現像剤補給口１１１とが接合した状態である（図３参照）。この状態では、トナー補給装置１００から現像剤補給口１１１を介して補給される現像剤が現像剤受入口１２６から現像装置３に受け入れられる。

画像形成装置６０と接合する側の側面部には更に、画像形成装置６０からプロセスカートリッジ１１４に対し駆動力の伝達や電力の供給等を行うための、現像駆動入力部１１５、感光ドラム駆動入力部１１６、接点部９９などが設けられている。すなわち、プロセスカートリッジ１１４は単体では動作せずに、画像形成装置６０に装着されて画像形成装置本体から駆動力の伝達や電力の供給等を受けることで動作する。

［トナー補給装置］
プロセスカートリッジ１１４と接続されるトナー補給装置１００について、図３を用いて説明する。現像剤補給装置としてのトナー補給装置１００は、画像形成装置６０の本体に固定されている。すなわち、トナー補給装置１００には、上下の位置関係にある２つの位置決め用ボス１０４が設けられている。トナー補給装置１００は、これらの位置決め用ボス１０４を装置本体に固定された後側板１０３の所定の孔に差し込むことで位置決めされて、ビス１０５によって後側板１０３に取り付けられている。なお、位置決め用ボス１０４とトナー補給装置１００を挟んで反対側のトナー補給装置１００の背面側（図３左側）には不図示の本体駆動部が設けられており、該本体駆動部は攪拌部材１１０に連結されている。

トナー補給装置１００の上部には、トナーボトル保持部材（不図示）が後側板１０３に取り付けられている。トナー補給装置１００とトナーボトル保持部材とは、封止用シール材（不図示）を間に挟んで封止結合された状態で接続される。トナーボトル保持部材には、トナーボトル６０５（図１参照）を取り付けることができるようになっている。

トナー補給装置１００は、プロセスカートリッジ１１４の搬送部挿入口１１７に嵌め込まれ得る形状のトナー搬送部１０６を有する。搬送部としてのトナー搬送部１０６は、図３に示すようにプロセスカートリッジ１１４側に向かって突出するように設けられている。トナー搬送部１０６内には、トナーを攪拌／搬送するための攪拌部材１１０が回転自在に設けられている。また、トナー搬送部１０６には、トナー搬送部１０６の外にトナーを排出するための開口した現像剤補給口１１１がトナー搬送方向下流側に設けられている。

上記トナー補給装置１００におけるトナーの搬送について説明する。トナーボトル６０５（図１参照）から供給されたトナーは、トナー補給装置１００の上部から重力によりトナー搬送部１０６に向かって落下する。すると、トナー搬送部１０６内において攪拌部材１１０のトナー搬送方向上流側に、落下したトナーが溜まる。トナー補給装置１００の本体駆動部（不図示）は画像形成装置６０からトナー補給信号を受信すると、攪拌部材１１０を駆動して回転させる。攪拌部材１１０は、回転軸の周りに非磁性材料で構成された攪拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造となっている。したがって、攪拌部材１１０が回転すると、トナー搬送方向上流側に溜まっていたトナーは攪拌されながらトナー搬送部１０６内をプロセスカートリッジ１１４側に向かって搬送される。攪拌部材１１０によってトナー搬送部１０６内を搬送されたトナーは、現像剤補給口１１１からトナー搬送部１０６の外へ排出される。

かかる構成のトナー補給装置１００において、プロセスカートリッジ１１４の着脱時に現像剤補給口１１１が開放されたままの状態であると、そこからトナーが漏れてしまう。そこで、トナー補給装置１００にも、現像剤補給口１１１を開閉する補給口シャッタ機構が設けられている。補給口シャッタ機構は、シャッタ押圧部材１２４と補給口シャッタ１２５とバネ（不図示）とにより構成されている。補給口シャッタ１２５はシャッタ押圧部材１２４に連結されて、シャッタ押圧部材１２４の挿抜動作に伴って現像剤補給口１１１を閉じる位置と開放する位置との間でスライド移動可能に、トナー搬送部１０６に取り付けられている。シャッタ押圧部材１２４は、プロセスカートリッジ１１４の挿抜動作に連動して動作する。つまり、シャッタ押圧部材１２４は現像剤補給口１１１を閉じる方向の移動力をバネによって常時付勢され、プロセスカートリッジ１１４が挿入されるときには、バネの付勢力に抗して現像剤補給口１１１を開放する位置に補給口シャッタ１２５を移動させる。他方、プロセスカートリッジ１１４が取り外されるときには、バネによってプロセスカートリッジ１１４の移動に追従して現像剤補給口１１１を閉じる位置へと補給口シャッタ１２５を移動させる。こうして、補給口シャッタ１２５は、プロセスカートリッジ１１４が装置本体に取り付けられるとその動作に連動して現像剤補給口１１１を開放し、プロセスカートリッジ１１４が装置本体から取り外されるとその動作に連動して現像剤補給口１１１を閉じる。

ところで、近年では、使用者による初期設置作業をできるだけ容易にし、使用者が電源を入れたらすぐに画像出力できるようにするために、画像形成装置６０にプロセスカートリッジ１１４を装着した状態で出荷する同梱出荷が主流になっている。この場合、画像形成装置６０の輸送時に、トナー補給装置１００の現像剤補給口１１１とプロセスカートリッジ１１４の現像剤受入口１２６との連結部（図３参照）から現像剤が漏れないようにする必要がある。

ここで、画像形成装置６０が同梱出荷された場合に上記連結部から現像剤が漏れる理由について、図８に示した比較例（従来例）を用いて説明する。同梱出荷する場合、画像形成装置６０は段ボールで梱包され、また段ボールと画像形成装置６０との間の底面、側面、上面には緩衝材が配される。そして、梱包された画像形成装置６０は空路、海路、陸路などの各種輸送経路で輸送される。こうした輸送条件を加味し、想定される周波数範囲で画像形成装置６０を振動させる物流試験を実施した。この物流試験の結果から、画像形成装置６０が振動した際には、装置各部が変位することによってシャッタ部材１１８にがたつきが発生してしまい、それ故に隙間が生じて連結部から現像剤が漏れることがわかった。

具体的に説明すると、例えば、画像形成装置６０がシャッタ部材１１８の移動方向（図８の左右方向）に振動した場合、トナーボトル６０５（図１参照）及びトナーボトル保持部材（不図示）とは同一方向に振動して周囲の部品を大きく振動させる。トナーボトル保持部材は後側板１０３に固定されているため、トナーボトル保持部材の振動は後側板１０３を介してトナー補給装置１００へと伝達される。また、トナーボトル保持部材はトナー補給装置１００に直接接続されてもいる。そのため、トナーボトル保持部材が振動すると、実質的に１本のビス１０５のみで後側板１０３に固定されているトナー補給装置１００は、ビス締付け部近傍を振動中心として変位する。特に、トナー補給装置１００のトナー搬送部１０６は、図中矢印Ｆ方向に大きく振れるようにして振動する。実際には、図中矢印Ｆ方向及びシャッタ部材１１８の移動方向を含む３次元の方向に振動する、つまりトナー搬送部１０６は円錐状に振れるようにして変位する。

プロセスカートリッジ１１４が装着されている場合、トナー搬送部１０６は、先端がバネ１２７により付勢されたシャッタ部材１１８に当接した状態である。そのため、上述のようにトナー搬送部１０６が円錐状に振れると、シャッタ部材１１８はトナー搬送部１０６の動きに追従して変位する。シャッタ部材１１８の下部には現像剤を封止するためのシール材１２０が配置されているが、該シール材１２０は柔軟性部材により形成されている。それ故、図８に示すように、シャッタ部材１１８はトナー搬送部１０６が変位する度に傾き得る。つまり、振動によりシャッタ部材１１８はがたつく。シャッタ部材１１８ががたつくと、シャッタ部材１１８を上から押さえて保持しているシャッタ保持部材１２１との間に隙間が生じ（図中楕円で囲む範囲Ｑ）、その隙間から現像剤が漏れる。また、トナー搬送部１０６は、プロセスカートリッジ１１４に対してシャッタ部材１１８の移動方向に交差する方向へ相対的に変位する。そのため、シャッタ保持部材１２１の上部に配置されトナー搬送部１０６と接するシール材１２０との間に隙間が生じやすく（図中楕円で囲む範囲Ｐ）、その隙間から現像剤が漏れる。

上記理由に鑑みると、現像剤補給口１１１と現像剤受入口１２６との連結部から現像剤が漏れるのを防ぐには、画像形成装置全体の振動により発生するトナー補給装置１００（詳しくはトナー搬送部１０６）の変位をシャッタ部材１１８に伝達させなければよい。また、画像形成装置全体の振動により変位するトナー搬送部１０６の動きにプロセスカートリッジ１１４全体を追従させればよい。そこで、本発明に係るプロセスカートリッジ１１４は、上記２点を反映した特徴的な構成を有する。以下、順に説明する。

第一に、プロセスカートリッジ１１４は、図３に示すように、従来１つであったシャッタ部材１１８（図８参照）を、シャッタ移動部１１９Ａ及び受入口シャッタ１１９Ｂの２つの部材に分けて構成した受入口シャッタ機構を備える。シャッタ手段としての受入口シャッタ機構は、シャッタ移動部１１９Ａと、受入口シャッタ１１９Ｂと、弾性部材としてのバネ１２７とにより構成されている。受入口シャッタ１１９Ｂは現像剤受入口１２６を閉じる位置と開放する位置との間をスライド移動可能に、現像容器１２２に取り付けられている。受入口シャッタ１１９Ｂと現像容器１２２との間には、現像剤を封止するために軟性部材で形成されたシール材１２０が挟まれている。この受入口シャッタ１１９Ｂには、シャッタ移動部１１９Ａに向かって延びる凸部１１９Ｄが設けられている。他方、シャッタ移動部１１９Ａには前記凸部１１９Ｄを受ける凹部１１９Ｃが設けられている。後述するように、受入口シャッタ１１９Ｂとシャッタ移動部１１９Ａとは、凸部１１９Ｄと凹部１１９Ｃとが係合することで組み合されて、１つのシャッタ部材として機能する。そして、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄとの間には所定の隙間（遊びとも呼ぶ）が設けられ、この隙間によってシャッタ移動部１１９Ａは受入口シャッタ１１９Ｂに対し揺動可能になっている。

シャッタ移動部１１９Ａは搬送部挿入口１１７（図２参照）の奥側に配置され、現像剤受入口１２６を閉じる方向の移動力をバネ１２７によって常時付勢されている。そして、シャッタ移動部１１９Ａは、プロセスカートリッジ１１４の装置本体への挿入動作に伴ってトナー搬送部１０６に当接して移動する。すなわち、シャッタ移動部１１９Ａは、プロセスカートリッジ１１４が挿入されるときにはバネ１２７の付勢力に抗して現像剤受入口１２６を開放する位置に受入口シャッタ１１９Ｂを移動させる。他方、プロセスカートリッジ１１４が装置本体から取り外されるときには、バネ１２７によって現像剤受入口１２６を閉じる位置へと受入口シャッタ１１９Ｂを移動させる。

また、プロセスカートリッジ１１４には、図３に示すように、第一規制手段としてのリブ１３０Ｄがシャッタ移動部１１９Ａの上方に設けられている。リブ１３０Ｄは、シャッタ移動部１１９Ａの図中上方向（受入口シャッタ１１９Ｂの移動方向に交差する方向）への変位を規制する。これにより、シャッタ移動部１１９Ａの振動が抑えられ、また受入口シャッタ１１９Ｂがシャッタ移動部１１９Ａから外れるのを防止している。本実施形態では、図３に示されるリブ１３０Ｄとシャッタ移動部１１９Ａとの対向距離（移動許容量）を、以下のように設定している。すなわち、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄの係合量（図３において、凹部１１９Ｃに対する凸部１１９Ｄが図中上下方向に侵入する侵入量）よりも、リブ１３０Ｄとシャッタ移動部１１９Ａとの対向距離を小さくしている。

第二に、プロセスカートリッジ１１４は、図４に示すように、第二規制手段又は規制部としてのリブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃを備える。リブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃは、プロセスカートリッジ１１４内に進入したトナー搬送部１０６を囲むように搬送部挿入口１１７内（挿入部内、図２参照）に配置され、画像形成装置全体の振動によってトナー搬送部１０６が円錐状に変位した場合に当接する。本実施形態では、トナー搬送部１０６が円錐状に変位した場合であっても、トナー補給装置１００の現像剤補給口１１１とプロセスカートリッジ１１４の現像剤受入口１２６との連結部（図３参照）から現像剤が漏れないようにしている。すなわち、現像剤補給口１１１の鉛直方向下方に投影した領域が、現像剤受入口１２６領域内に収まるように、リブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃにてトナー搬送部１０６とプロセスカートリッジ１１４の相対移動を規制している。

これらリブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃによって、上記のように鉛直方向で現像剤補給口１１１が現像剤受入口１２６領域内に収まるように、プロセスカートリッジ１１４はトナー搬送部１０６の動きに追従する。例えば、振動によりトナー搬送部１０６が図４において上方に変位した場合、トナー搬送部１０６がリブ１３０Ａに接することでプロセスカートリッジ１１４を同じ向きに変位させる。トナー搬送部１０６が図４において左右方向に変位した場合、トナー搬送部１０６がリブ１３０Ｂ（又は１３０Ｃ）に接することでプロセスカートリッジ１１４を同じ向きに変位させる。このように、プロセスカートリッジ１１４全体をトナー搬送部１０６の動きに追従させることで、シャッタ移動部１１９Ａ及び受入口シャッタ１１９Ｂとトナー補給装置１００（詳しくはトナー搬送部１０６）との相対的な位置関係が維持される。つまり、リブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃは、シャッタ移動部１１９Ａ及び受入口シャッタ１１９Ｂとトナー補給装置１００とを相対的に変位させないように、トナー補給装置１００の受入口シャッタ１１９Ｂの移動方向に交差する方向への変位を規制する。

上述したように、シャッタ移動部１１９Ａと受入口シャッタ１１９Ｂとは、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄとを係合させて組み合わせ、シャッタ移動部１１９Ａが受入口シャッタ１１９Ｂに対して揺動できるようにしている。それには、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄとの係合時に凸部１１９Ｄの先端と凹部１１９Ｃの底面とが当接した状態で、これらの側面の間に隙間（遊び）を生じさせる必要がある。そのために、凹部１１９Ｃの側面は、凸部１１９Ｄの対向面に対して所定角度で傾斜する形状に形成される。この傾斜角度は、トナー搬送部１０６の変位量もしくはシャッタ移動部１１９Ａの変位量に関連して決まる。トナー搬送部１０６が円錐状に変位した場合、シャッタ移動部１１９Ａはトナー搬送部１０６の変位に追従して振動する。本実施形態では、この振動がシャッタ移動部１１９Ａによって吸収されるがごとく受入口シャッタ１１９Ｂまで伝わらずに、受入口シャッタ１１９Ｂが現像剤受入口１２６に対し変位しない構成としている。後述するようにして、トナー搬送部１０６のプロセスカートリッジ１１４に対する揺動角度が、シャッタ移動部１１９Ａの受入口シャッタ１１９Ｂに対する揺動角度以下となるようにしている。すなわち、トナー搬送部１０６の揺動角度をリブ１３０Ａ〜リブ１３０Ｃで規制するとともに、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄの揺動角度を設定している。以下、図５及び図６を用いて説明する。

まず、トナー搬送部１０６の垂直方向の変位量との関連について、図５を用いて説明する。仮に、トナー搬送部１０６とリブ１３０Ａとの間隔を記号「Ｚ」で、トナー搬送部１０６の根本位置（トナー補給装置１００が固定された後側板１０３の位置）からリブ１３０Ａまでの長さを記号「Ｙ」で表すものとする。トナー搬送部１０６の垂直方向の変位角度Ｘは、以下に示す式１から求められる。
Ｘ＝ｔａｎ^−１（Ｚ／Ｙ） ・・・式１

シャッタ移動部１１９Ａのみをトナー搬送部１０６の変位に追従させる一方で、受入口シャッタ１１９Ｂをトナー搬送部１０６の変位に追従させないためには、凹部１１９Ｃに形成する傾斜面の傾斜角度αを変位角度Ｘ°以上とすればよい。例えば、上記した間隔Ｚを０．５ｍｍ、上記した長さＹを１５０ｍｍとした場合、傾斜角度αは０．１９°よりも大きければよい。このように、傾斜角度αはトナー搬送部１０６の垂直方向の変位量に関連する。なお、トナー搬送部１０６とリブ１３０Ａとの間隔が「０」、つまりリブ１３０Ａの先端がトナー搬送部１０６の外面に接する状態は、プロセスカートリッジ１１４を装置本体に挿入するときに、トナー搬送部１０６に公差上干渉する場合があるので成り立たない。また、シャッタ移動部１１９Ａの垂直方向の変位量に関しては、上記したトナー搬送部１０６の垂直方向の変位量と同様であり、ここでは説明を省略する。

また、トナー搬送部１０６は水平方向にも振動するので、トナー搬送部１０６の水平方向の変位量との関連について図６を用いて説明する。トナー搬送部１０６の水平方向の変位角度Ｘ’は、上述した式１と同様の式で表される。ただし、この場合、記号「Ｚ」はトナー搬送部１０６とリブ１３０Ｂ（又はリブ１３０Ｃ）との間隔とする。また、シャッタ移動部１１９Ａと受入口シャッタ１１９Ｂの傾斜角度βは、以下に示す式２から求められる。式２において、「Ｔ１」は長手方向における凸部１１９Ｄの中心線から凹部１１９Ｃまでの長さであり、「Ｔ２」は短手方向における凸部１１９Ｄと凹部１１９Ｃとが対向する面の間隔である。
β＝ｔａｎ^−１（Ｔ１／Ｔ２） ・・・式２

シャッタ移動部１１９Ａのみをトナー搬送部１０６の変位に追従させる一方で、受入口シャッタ１１９Ｂをトナー搬送部１０６の変位に追従させないためには、「Ｘ＜β」の関係が成立する値となるように、上記「Ｔ１」及び「Ｔ２」を設定すればよい。このようにして、シャッタ移動部１１９Ａの凹部１１９Ｃと受入口シャッタ１１９Ｂの凸部１１９Ｄの形状を決めてそれぞれを形成すればよい。

そうであるから、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄの形状は図３に示したものに限らず、例えば図７（ａ）〜（ｃ）に示す形状であってもよい。図７（ａ）〜（ｃ）は、凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄの具体的形状の一例を示す断面図である。図７（ａ）に示すように、凹部１１９Ｃ側面の両面ではなくいずれか一面のみを傾斜状に形成してもよい。図７（ｂ）に示すように、凹部１１９Ｃの側面を傾斜状に形成することなく、先端に向かうほど幅の広がっていく傾斜状に凸部１１９Ｄの側面を形成するようにしてもよい。つまり、凹部１１９Ｃの側面及び凸部１１９Ｄの側面のいずれか一方の少なくとも一面が傾斜状に形成されていればよい。また、図７（ｃ）に示すように、凸部１１９Ｄの先端及び凹部１１９Ｃの底面の少なくとも一方は、曲面状に滑らかに形成されているとよい。この場合には特に、シャッタ移動部１１９Ａが受入口シャッタ１１９Ｂに対してより揺動しやすくなるという利点がある。

上述の受入口シャッタ機構の動作について図３を参照して説明する。画像形成装置本体への装着前において、シャッタ移動部１１９Ａは搬送部挿入口１１７（図２参照）側に位置し、搬送部挿入口１１７を閉じた状態にしている。搬送部挿入口１１７にトナー搬送部１０６を進入させるようにプロセスカートリッジ１１４を画像形成装置本体側に押し込むと、トナー搬送部１０６の先端部がシャッタ移動部１１９Ａに突き当たって当接する。プロセスカートリッジ１１４をさらに押し込むと、バネ１２７によって付勢されているシャッタ移動部１１９Ａはプロセスカートリッジ１１４と共にその装着方向にスライドして、現像剤受入口１２６を開放する位置に受入口シャッタ１１９Ｂを移動させる。

他方、トナー補給装置１００においては、トナー搬送部１０６の先端がシャッタ移動部１１９Ａに突き当たり、さらにプロセスカートリッジ１１４が押し込まれると、プロセスカートリッジ１１４の現像容器１２２がシャッタ押圧部材１２４に突き当たる。ここで時間差を設けているのは、補給口シャッタ１２５が開くと現像剤補給口１１１からトナーが落下することを想定し、先行してプロセスカートリッジ１１４の現像剤受入口１２６を開放して、確実にトナーを現像容器１２２内に落下させるためである。すなわち、本実施形態では、現像剤受入口１２６が全て開いた後、現像剤補給口１１１が開く構成となっている。

プロセスカートリッジ１１４がさらに押し込まれると、シャッタ押圧部材１２４がプロセスカートリッジ１１４の挿入方向にスライドして、現像剤補給口１１１を開放する位置に補給口シャッタ１２５を移動させる。このようにして、トナー補給装置１００の補給口シャッタ１２５とプロセスカートリッジ１１４の受入口シャッタ１１９Ｂが共に開放状態となって、現像剤補給口１１１と現像剤受入口１２６とが連通する。

以上のように、シャッタ移動部１１９Ａ及び受入口シャッタ１１９Ｂの２つの部材を、それぞれが有する凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄとを係合させて組み合わせ、これによってプロセスカートリッジ１１４の現像剤受入口１２６を開閉させるようにした。凹部１１９Ｃと凸部１１９Ｄとの間には所定の隙間が設けられ、この隙間の分だけシャッタ移動部１１９Ａは受入口シャッタ１１９Ｂに対し揺動し得る。こうすると、シャッタ移動部１１９Ａがトナー搬送部１０６の変位に追従して振動しても、その振動はシャッタ移動部１１９Ａによって吸収されるがごとく受入口シャッタ１１９Ｂまで伝わらずに、受入口シャッタ１１９Ｂは現像剤受入口１２６に対し変位しない。つまり、受入口シャッタ１１９Ｂはがたつかない。そうであれば、現像剤補給口１１１と現像剤受入口１２６との連結部に隙間が生じないことから、そこから現像剤が漏れることがない。

また、プロセスカートリッジ１１４は、トナー補給装置１００（詳しくはトナー搬送部１０６）の変位を規制するリブ１３０Ａ〜１３０Ｃ、並びにシャッタ移動部１１９Ａの変位を規制するリブ１３０Ｄを有する。リブ１３０Ａ〜１３０Ｃによって、トナー補給装置１００の振動にシャッタ移動部１１９Ａ及び受入口シャッタ１１９Ｂを追従させる一方、リブ１３０Ｄによって、受入口シャッタ１１９Ｂに対するシャッタ移動部１１９Ａの振動を抑制する。こうすると、受入口シャッタ１１９Ｂにがたつきが生じ難くなり、連結部からの現像剤漏れをより防止することができる。

さらには、シャッタ移動部１１９Ａと受入口シャッタ１１９Ｂとを係合させて組み合わせた簡易な構成のシャッタ機構であることから、プロセスカートリッジ１１４のコストを安くすることができる。

なお、上述した実施形態では、受入口シャッタ１１９Ｂは略Ｌ字状に形成されたものを示したが、これに限らず、例えば略Ｔ字等の適宜の形状に形成されていてよい。また、受入口シャッタ１１９Ｂに凸部１１９Ｄを、シャッタ移動部１１９Ａに凹部１１９Ｃを設けたものを示したが、これに限らず、シャッタ移動部１１９Ａに凸部１１９Ｄを、受入口シャッタ１１９Ｂに凹部１１９Ｃを設けてもよい。

３…現像装置、６０…画像形成装置、１００…トナー補給装置
１３０Ａ〜１３０Ｄ…リブ、１０６…トナー搬送部、１１１…現像剤補給口
１１４…プロセスカートリッジ、１１９Ａ…シャッタ移動部、１１９Ｂ…受入口シャッタ
１１９Ｃ…凹部、１１９Ｄ…凸部、１２５…補給口シャッタ、１２７…バネ

Claims (10)

1. 現像剤補給手段を有する画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられ、前記現像剤補給手段から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入口と、前記現像剤受入口を開閉するシャッタ手段とを備える現像装置であって、
   前記シャッタ手段は、
   前記装置本体への挿抜方向にスライドして前記現像剤受入口を開く位置と前記現像剤受入口を閉じる位置との間を移動するシャッタと、
   前記装置本体への挿入動作に伴って前記現像剤補給手段に当接して移動することで、前記現像剤受入口を閉じる位置から前記現像剤受入口を開く位置に前記シャッタを移動させるシャッタ移動部と、を備え、
   前記シャッタ移動部は、前記シャッタと揺動可能に係合することを特徴とする現像装置。
2. 前記シャッタと前記シャッタ移動部は、互いに係合し合う凸部と凹部をそれぞれ有し、係合時に前記凸部の先端と前記凹部の底面とが当接した状態で、前記凸部の側面と前記凹部の側面との間に隙間が生じるように形成されることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記凸部の側面及び前記凹部の側面の少なくとも一方は、少なくとも一面が対向面に対して傾斜する形状に形成されることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
4. 前記凸部の先端及び前記凹部の底面の少なくとも一方は、曲面状に形成されることを特徴とする請求項２又は３に記載の現像装置。
5. 前記シャッタ移動部の前記シャッタの移動方向に交差する方向への変位を規制する第一規制手段を有する請求項１乃至４のいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記シャッタ及び前記シャッタ移動部に対する前記現像剤補給手段の前記シャッタの移動方向に交差する方向への相対的な変位を規制する第二規制手段を有する請求項１乃至５のいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記シャッタが現像剤受入口を閉じる方向の移動力を前記シャッタ移動部に付勢する弾性部材を有する請求項１乃至６のいずれか１項に記載の現像装置。
8. 現像剤補給手段を有する画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられ、前記現像剤補給手段から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入口と、前記現像剤受入口を開閉するシャッタ手段とを備える現像装置であって、
   前記シャッタ手段は、
   前記装置本体への挿抜方向にスライドして前記現像剤受入口を開く位置と前記現像剤受入口を閉じる位置との間を移動するシャッタと、
   前記装置本体への挿入動作に伴って前記現像剤補給手段に当接して移動することで、前記現像剤受入口を閉じる位置から前記現像剤受入口を開く位置に前記シャッタを移動させる、前記シャッタと揺動可能に係合されたシャッタ移動部と、を備え、
   前記装置本体に装着された状態において、前記現像剤補給手段の揺動角度が前記シャッタ移動部の前記シャッタに対する揺動角度よりも小さくなるように、前記現像剤補給手段の揺動角度を規制する規制部を有する、ことを特徴とする現像装置。
9. 現像剤補給手段を有する画像形成装置の装置本体に着脱可能に設けられ、前記現像剤補給手段から補給される現像剤を受け入れる現像剤受入口と、前記現像剤受入口を開閉するシャッタ手段とを備える現像装置であって、
   前記シャッタ手段は、
   前記装置本体への挿抜方向にスライドして前記現像剤受入口を開く位置と前記現像剤受入口を閉じる位置との間を移動するシャッタと、
   前記装置本体への挿入動作に伴って前記現像剤補給手段に当接して移動することで、前記現像剤受入口を閉じる位置から前記現像剤受入口を開く位置に前記シャッタを移動させるシャッタ移動部と、を備え、
   前記装置本体に装着された状態において、前記現像剤補給手段に設けられた現像剤を補給するための現像剤補給口を鉛直方向に投影した領域が、前記現像剤受入口の領域内に収まるように、前記現像剤補給手段の揺動角度を規制する規制部を有する、ことを特徴とする現像装置。
10. 前記現像剤補給手段は、現像剤を搬送する搬送部を備え、
    前記現像装置は、前記現像剤補給手段の搬送部が挿入される挿入部を有し、
    前記規制部は、前記挿入部内に設けられている、ことを特徴とする請求項８又は９に記載の現像装置。

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