JP6907665B2 - 現像剤収容器、画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、現像剤収容器および現像剤収容器を備える画像形成装置に関する。

現像剤収容器としてのトナーカートリッジには、トナー（現像剤）を排出する排出口を開閉するためのシャッタが設けられ、トナーカートリッジから現像装置へのトナーの補給時以外には、排出口が閉鎖されることで、排出口からトナー漏れが生じない構成となっている。

また、シャッタの外周面には、シャッタの開閉部分とトナーカートリッジの枠体との隙間等からのトナー漏れを防止するために、隙間をシールするシール部材が設けられる。例えば特許文献１では、トナーカートリッジ内のトナー漏れを防止するために、可撓性のシールスポンジがシャッタ本体部の全周に亘って設けられる。

シール部材は、シャッタとトナーカートリッジの枠体等との隙間を埋めてトナー漏れを防止するために、適切な厚みで設けられる必要がある。例えば特許文献１（特許第５９７７６６２号公報）のように、可撓性のスポンジをシール部材に用いた構成では、隙間の幅よりも大きな厚みのスポンジを設けることで、シャッタとトナーカートリッジの本体部分との間にスポンジが圧縮して設けられる。これにより、シャッタとトナーカートリッジの本体部分との間を隙間なく埋めることができ、良好なシール性を発揮することができる。

ところで、シャッタは、トナーカートリッジに対して開閉動作可能に設けられているため、トナーカートリッジに固定されておらず、シャッタとトナーカートリッジの枠体との隙間の幅寸法に誤差が生じやすい。従って、シール部材の厚みは、上記の誤差やシール部材自体の厚みの誤差等を考慮して、上記隙間よりも余裕を持って大きく設ける必要がある。

しかし、隙間の幅に対してシール部材の厚みが大きくなるほど、シール部材がシャッタとトナーカートリッジの枠体との間に設けられた際に、より圧縮されることになる。また、シール部材が圧縮されるほど、トナーカートリッジの枠体に対するシール部材の反発力が大きくなって、シャッタの開閉動作時におけるシール部材と枠体との摩擦力が大きくなってしまう。そして、シャッタ開閉時の摩擦力が大きいと、シャッタを開閉させるためにより大きな力が必要となる。

このように、シール部材の厚みが大きいほどトナーのシール性は良好になるが、反面、シャッタの開閉動作性が悪くなり、その両立が難しかった。

このような事情から、本発明では、トナーのシール性とシャッタの開閉動作の容易性を両立することのできる現像剤収容器を提供することを課題としている。

上記の課題を解決するため、本発明は、現像剤を排出するための排出口と、前記排出口を開閉可能なシャッタと、前記シャッタを自身の内側に開閉移動可能に保持する現像剤収容器の枠体と、前記シャッタと前記枠体との間に設けられ、現像剤漏れを防止するためのシール部材とを備えた現像剤収容器において、前記シャッタは、その表面から前記枠体の側へ向けて突出し、前記枠体に当接する突起部を複数有し、前記突起部は、前記シャッタの開閉動作によって前記枠体と摺動し、前記突起部には、前記シャッタの長手方向に延在し、前記シャッタの周方向の異なる位置に設けられる複数の長手方向突起部と、前記シャッタの周方向に延在し、前記シャッタの長手方向の異なる位置に設けられる複数の周方向突起部が含まれ、前記複数の周方向突起部の少なくとも二つは、前記枠体内であって、前記シャッタの長手方向において前記排出口に対して同じ側に設けられることを特徴とする。

本発明では、シャッタの表面に設けた突起部を現像剤収容器の枠体に当接させる。このように、シャッタを部分的に突出させて現像剤収容器の枠体に当接させることにより、シャッタと枠体との摺動面積を最小限に抑えると共に、シャッタと現像剤収容器の枠体との隙間の幅を精度良く規定することができ、その寸法誤差を小さくすることができる。従って、シャッタと枠体との間に生じる摩擦力を最小限に留めつつ、シール部材をより適正な厚みで設けることが可能になり、トナーのシール性を損なうことなく、シャッタの回転動作性を改善させることができる。

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。 現像装置とトナーカートリッジの概略断面図である。 現像ハウジングの断面図である。 上ケースとギヤカバーを取り外した状態のトナーカートリッジの斜視図である。 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。 図７のＩ−Ｉ断面図で、（ａ）図はシャッタの閉鎖状態、（ｂ）図はシャッタの開放状態を示す。 シャッタの斜視図である。 シャッタの開閉機構を示す正面図で、（ａ）図はシャッタの閉鎖状態、（ｂ）図はシャッタの開放状態を示す。 本発明と異なるトナーカートリッジの構成を示す断面図である。 本発明と異なるシャッタの構成を示す斜視図である。 図８におけるシャッタ周辺の拡大図であり、（ａ）図はシャッタの閉鎖状態、（ｂ）図はシャッタの開放状態を示す。 他の実施形態のシャッタの構成を示す斜視図である。 他の実施形態のシャッタの構成を示す斜視図である。 他の実施形態のトナーカートリッジの構成を示す断面図である。 他の実施形態のシャッタの構成を示す斜視図である。 他の実施形態のシャッタの構成を示す斜視図である。 他の実施形態のシャッタの構成を示す斜視図である。 他の実施形態のトナーカートリッジの構成を示す断面図である。

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）の異なる色のトナー（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上の潜像にトナー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。

また、各トナーカートリッジ５０の下方付近には、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、支点１１０を中心に回動することにより上下方向に開閉可能な上部カバー１０９、および、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な内部カバー１１６が設けられている。

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、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、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、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、記録媒体としての用紙Ｐ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、収容されている用紙Ｐ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。

装置本体１００内には、用紙Ｐ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。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、収容されている用紙Ｐが搬送路Ｒへ送り出される。搬送路Ｒへ送り出された用紙Ｐ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上のトナー画像が用紙Ｐ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用紙Ｐは、定着装置２０へと搬送され、定着装置２０において用紙Ｐ上のトナー画像が当該用紙Ｐに定着される。そして、用紙Ｐ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。

次に、トナーカートリッジ５０等の装置本体１００に対する着脱構造について、図１〜図３を用いて説明する。

図１に示すように、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。トナーカートリッジ５０は、図２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３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、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５０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５０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、その時のトナーカートリッジ５０から装置１００内へのトナー飛散のリスクを抑えることができる。

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４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４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４において反時計回りの方向に回転し、表面に保持したトナーを現像ブレード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４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４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。

トナーカートリッジ５０は、トナーを収容するトナー収容部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、トナーカートリッジ５０の枠体としてのケース円筒状部６５と、トナー収容部５１内のトナーを外部へ排出する排出口５２と、排出口５２を開閉可能なシャッタ６０と、ケース円筒状部６５とシャッタ６０との間に設けられたシール部材６６と、トナー収容部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、トナー収容部５１内のトナー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はトナー収容部５１の下部に設けられている。また、現像ハウジング４０には、トナーカートリッジ５０が装着された状態で、排出口５２と連通する供給口４９が設けられる。

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４に示すように、トナー収容部５１の底面を、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トナー収容部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。

トナー量検知機構により、現像ハウジング４０内のトナー量が基準量以下になったことが検知されると、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。そして、搬送スクリュー５３によってトナーが搬送され、排出口５２および供給口４９を介して、現像ハウジング４０の領域Ｅ１にトナーが補給される。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、図５に示すように、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。

搬送スクリュー４４，４５によるトナーの搬送速度は、スクリューのピッチと回転速度に比例して大きくなる。また、スクリュー１回転あたりのトナー搬送量は、スクリュー径に比例して大きくなる。このように、スクリューのピッチや回転量、スクリュー径を変更することにより、トナー搬送速度や搬送量を調整することができる。

図６に、トナーカートリッジ５０から上ケースとギヤカバーを取り外した状態の斜視図を示す。
図６に示すように、トナーカートリッジ５０の容器本体の内部空間には、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。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。トナーカートリッジ５０内のトナーは、搬送スクリュー５３によって、トナーカートリッジ５０の一端側（図６の矢印Ａの側）から他端側（図６の矢印Ｂの側）へ搬送される。

両ギヤ６２，６３は、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。

トナーカートリッジ５０を装置本体１００に装着すると、搬送駆動ギヤ６２が本体側駆動ギヤと噛み合う。この状態で、本体側駆動ギヤ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６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。

図７に示すように、トナーカートリッジ５０の他端側（矢印Ｂの側）には、ケース円筒状部６５が設けられる。ケース円筒状部６５の内周面側には、搬送スクリュー５３が挿通される。トナー収容部５１に収容されたトナーは、搬送スクリュー５３によって矢印Ｃ方向へ搬送され、ケース円筒状部６５内へ送られる。そして、ケース円筒状部６５の下方に設けられた排出口５２から現像ハウジング４０（図４参照）へトナーが供給される。また、ケース円筒状部６５の上部で、図７と異なる断面の位置には、トナー収容部５１へトナーを戻すことのできる戻し口が設けられている。

図８（ａ）に示すように、ケース円筒状部６５の内周面側には、シャッタ６０およびシール部材６６が設けられる。

シャッタ６０は、シャッタ円筒状部６０ａと、シャッタ円筒状部６０ａの周方向に間隔を置いて複数設けられた突起部６０ｂ等を有する。また、シャッタ円筒状部６０ａは、周方向の一部に開口部６０ｃを有する。

シャッタ円筒状部６０ａは、排出口５２を開閉する部分であり、ケース円筒状部６５に対して開閉移動（回転移動）可能に保持される。

突起部６０ｂは、シャッタ円筒状部６０ａの表面からケース円筒状部６５の側に突出して設けられ、ケース円筒状部６５の内周面に当接する。このように、突起部６０ｂがケース円筒状部６５の内周面に当接することで、シャッタ円筒状部６０ａの外周面とケース円筒状部６５の内周面との間隔を、突起部６０ｂの高さに規定することができる。

シャッタ６０の周方向において、複数設けられた突起部６０ｂのうち、排出口５２の両側には、排出口５２に隣接する第一の突起部６０ｂ１と第二の突起部６０ｂ２とがそれぞれ設けられる。そしてシール部材６６は、シャッタ６０の周方向において、突起部６０ｂ１，６０ｂ２に挟まれた部分に設けられる。

本実施形態では、シール部材６６は、可撓性のスポンジにより構成され、シャッタ円筒状部６０ａの外周面に貼設される。シール部材６６は、ケース円筒状部６５とシャッタ円筒状部６０ａとに挟まれて圧縮されることにより、ケース円筒状部６５とシャッタ円筒状部６０ａとの間を隙間なく埋めることができ、良好なシール性を発揮することができる。また、シール部材６６は、シャッタ円筒状部６０ａの開口部６０ｃに対応する位置に、開口部６６ａを有する。

図８（ａ）に示すように、トナーカートリッジ５０から現像ハウジング４０へのトナーの補給を行わない場合には、シール部材６６が排出口５２の面全体を覆うようにして設けられることで、排出口５２を閉鎖している（以下、排出口５２を閉鎖するシャッタ６０の上記位置を、シャッタ６０の閉鎖位置と呼ぶ）。

一方、図８（ｂ）に示すように、トナーカートリッジ５０が装置本体に装着され、トナーカートリッジ５０から現像ハウジング４０へのトナーの補給が行われる場合には、シャッタ６０が回転してシャッタ６０の開口部６０ｃ（およびシール部材６６の開口部６６ａ）が排出口５２に連通する位置まで移動し、排出口５２が開放される（以下、排出口５２が開放されるシャッタ６０の上記位置を、シャッタ６０の開放位置と呼ぶ）。

図９に示すように、各突起部６０ｂは、シャッタ６０の長手方向にわたって設けられる。また、シール部材６６は、排出口５２に対向する側であるシャッタ６０の長手方向一方側の一部にのみ設けられている。シャッタ６０の開口部６０ｃおよびシール部材６６の開口部６６ａは、排出口５２よりも一回り大きく設けられる。シャッタ６０が開放位置に配置された状態で、シール部材６６は、排出口５２の全周を囲うようにして周設される。

シャッタ６０の長手方向一端側には、レバー部６７が設けられる。レバー部６７を操作することにより、シャッタ６０をケース円筒状部６５に対して回転させることができ、シャッタ６０の閉鎖位置と開放位置とを往復させることができる。

図１０（ａ）は、ギヤカバーを外した状態のトナーカートリッジ５０を、容器本体７０の他端側から見た図で、排出口５２の閉鎖状態（図８ａ参照）を示している。
図１０（ａ）に示すように、容器本体７０のアジテータ５４が設けられた側の側壁には爪部６８が固設される。そして、付勢部材としてのバネ６９が、その一端側が爪部６８に連結され、他端側がシャッタ６０のレバー部６７に連結されて設けられる。レバー部６７は、装置本体１００（図１参照）に設けられた移動部材１１３に当接する。

バネ６９は、その一端側が爪部６８に連結されることにより、その位置が容器本体７０に対して固定されている。そして、バネ６９は、その他端側に連結されるレバー部６７を爪部６８の側に付勢している。レバー部６７は、バネ６９によって付勢されて移動部材１１３に当接し、この位置に位置決めされている。

そして、排出口５２を閉鎖状態から解放状態に移行する際には、装置本体に設けられたソレノイド等の駆動機構により、移動部材１１３に矢印Ｄ１方向の駆動力が付与される。これにより、移動部材１１３は、バネ６９の付勢力や、ケース円筒状部６５（図８ａ参照）とシール部材６６等との間に生じる摩擦力に抗して、レバー部６７を矢印Ｄ１方向へ押圧しながら移動する。そして、図１０（ｂ）に示すように、レバー部６７の移動によりシャッタ６０が回転してシャッタ６０が閉鎖位置へ移動し、排出口５２が開放状態になる（図８ｂ参照）。

そして、トナーカートリッジ５０から現像ハウジングへのトナーの補給が完了した際には、駆動機構によって移動部材１１３を再び図１０（ａ）の位置まで移動させる。これにより、移動部材１１３からレバー部６７への押圧力が一時的に解除され、レバー部６７がバネ６９の付勢力によって再び図１０（ａ）の位置まで移動する。以上により、排出口５２が再び閉鎖状態になる。このように、トナーの補給時以外には、排出口５２を閉鎖することにより、排出口５２からのトナー漏れを防止することができる。

ここで、本発明と異なるトナーカートリッジの構成について図１１および図１２を用いて説明する。そして、上記トナーカートリッジとの比較により、本発明の上記実施形態の構成が有する効果について説明する。以下の説明では、本発明の上記実施形態と異なる点を中心に説明する。

図１１に示すように、トナーカートリッジ５０’のシャッタ１６０には突起部が設けられておらず、開口部１６０ｃの部分を除くシャッタ円筒状部１６０ａの外周面全周に、シール部材１６６が設けられる。そして、図１２に示すように、シール部材１６６は、シャッタ１６０の長手方向両端を除く広範囲に設けられる。このように、図１１および図１２のトナーカートリッジでは、シール部材１６６が、シャッタ１６０の広範囲に貼設される。

ところで、前述した本実施形態の構成のように、移動部材１１３の押圧力とバネ６９の付勢力によってレバー部６７を図１０（ａ）の左右方向に移動させてシャッタ６０を開閉する構成では、手動で開閉する場合と比較して、その開閉力に制限が大きい。従って、シャッタ６０を開閉移動するために必要な力（以下、シャッタ６０の操作力と呼ぶ）をできる限り小さくし、シャッタ６０を容易に回転可能とすることが重要になる。

しかし、図１１に示すトナーカートリッジ５０’のように、シール部材１６６とケース円筒状部６５とが広範囲で接触する構成では、シャッタ１６０の回転動作時に、シール部材１６６とケース円筒状部６５の間に生じる摩擦力が大きくなり、シャッタ１６０の操作力が大きくなってしまう。

さらに上記のトナーカートリッジ５０’の構成では、シール部材１６６の厚みを大きく設定する必要があり、これによってシャッタ１６０の操作力が大きくなってしまう。

つまり、上記構成では、シャッタ１６０は、シール部材１６６を介してケース円筒状部６５に接触し、ケース円筒状部６５に回転可能に保持されている。このような構成では、シャッタ１６０がケース円筒状部６５に対して位置決めされていないため、シャッタ１６０とケース円筒状部６５との隙間の幅は、その寸法誤差が大きくなってしまう。また、スポンジにより円筒状に形成されるシール部材１６６は、その周方向において厚みのバラつきが大きくなりやすいため、シール部材１６６自身の厚み寸法にも誤差が生じやすい。以上のことから、ケース円筒状部６５とシャッタ１６０との隙間を確実にシールし、トナー漏れを防止するためには、シール部材１６６の厚みを、上記のバラつきや寸法誤差を考慮して、上記隙間に対して大きめに設定する必要がある。

しかし、このようにシール部材１６６の厚みを大きく設定すると、シャッタ１６０とケース円筒状部６５との隙間の幅が小さい部分や、シール部材１６６の厚みが誤差により大きくなった部分では、シャッタ１６０とケース円筒状部６５との隙間に対してシール部材１６６の厚みが相対的に大きくなってしまう。そして、このような部分では、シール部材１６６が小さい隙間に圧縮されて設けられることになり、シール部材１６６のケース円筒状部６５に対する反発力（弾性変形したシール部材１６６の弾性復帰力）が大きくなってしまう。これにより、シール部材１６６とケース円筒状部６５との間に生じる摩擦力が大きくなり、シャッタ１６０の操作力が大きくなってしまう。

以上のように、シール部材の厚みを大きくするほど、シール部材が、シャッタとケース円筒状部との間を隙間なく埋めることができ、トナーのシール性を向上させることができるが、一方で、シャッタの操作力が大きくなってしまう。このように、トナーカートリッジにおいて、シャッタ部分におけるシール性と回転動作性とはトレードオフの関係にあり、その両立が難しいという課題があった。

そこで本実施形態では、図８（ａ）に示すように、シャッタ６０のシャッタ円筒状部６０ａに、ケース円筒状部６５に当接する突起部６０ｂが設けられる。ケース円筒状部６５に対して突出する突起部６０ｂをケース円筒状部６５に当接させることで、シャッタ６０とケース円筒状部６５の隙間を精度良く規定することができ、その寸法誤差を小さくすることができる。このため、シール部材６６の厚みを、前述した図１１等の構成よりも小さくすることができる。従って、シール部材６６からケース円筒状部６５への反発力を減少させ、ケース円筒状部６５とシール部材６６の摺動性を改善することができるので、トナーのシール性を損なうことなく、シャッタ６０の回転動作性を向上させることができる。

また、部分的に突出した突起部６０ｂでケース円筒状部６５に当接させることにより、ケース円筒状部６５に当接するシャッタ６０の面積を最小限に留めることができる。このため、ケース円筒状部６５とシャッタ６０との間に生じる摩擦力をできるだけ小さくすることができる。特に、シャッタ６０の製造過程においても、突起部６０ｂの部分の寸法公差を厳しく設定すれば、ケース円筒状部６５とシャッタ円筒状部６０ａの隙間の幅寸法を精度良く規定することができるので、シャッタ６０の成形が容易になり、その品質も安定する。

さらに本実施形態では、ケース円筒状部６５およびシャッタ６０を共に樹脂材料により形成しており、両者の摺動性は、スポンジからなるシール部材６６とケース円筒状部６５との摺動性よりも良好である。従って、図１１のトナーカートリッジ５０’のように、シール部材１６６とケース円筒状部６５のみが接触し、両者が摺動する構成と比較すると、本実施形態では、シャッタ６０の周方向の一部において、突起部６０ｂがケース円筒状部６５と摺動する構成であるため、シャッタ６０の開閉移動時に発生する摩擦力をより低減することができる。

また、本実施形態では、シール部材６６をシャッタ６０の周方向と長手方向の一部領域にのみ設ける構成とした。具体的には、図８（ａ）に示すように、シャッタ６０の周方向において、シール部材６６を排出口５２の両側にのみ設けた。また、図９に示すように、シャッタ６０の長手方向において、シール部材６６を、排出口５２が設けられる側（長手方向の一方側）にのみ設けた。このように、シール部材６６を排出口５２の周辺にのみ設けることで、シャッタ６０からのトナー漏れを防止するために最低限必要な部分にだけシール部材６６を設けることができ、シャッタ部分におけるトナーのシール性を確保すると共に、シール部材６６とケース円筒状部６５とが接触する面積を減少させてシャッタ６０の回転動作性を向上させることができる。

上記のように、シール部材６６は、その面積が小さいほどシャッタ６０の回転動作性を向上させることができるため、そのシール性等の機能を考慮して、最小限の範囲に設けることが好ましい。そこで、シール部材６６の各部について、必要な寸法について説明する。

図１３（ａ）および図１３（ｂ）は、それぞれ図８（ａ）および図８（ｂ）のシャッタ部分の拡大図である。
図１３（ｂ）に示すように、シャッタ６０が開放位置に配置された状態で、シール部材６６は、シャッタ６０の開閉移動方向（シャッタ６０の周方向）の一方側に配置される一方側部６６ｂ１と、他方側に配置される他方側部６６ｂ２を有する。

図１３（ａ）に示すように、シャッタ６０が閉鎖位置に配置された状態で、一方側部６６ｂ１は、排出口５２に対向し、排出口５２を覆う（閉鎖する）部分である。このため、その外周面側の周長Ｅ１は、排出口５２の内周面側の周長Ｅ３よりも長く設ける必要がある。さらに、一方側部６６ｂ１の周長Ｅ１が排出口５２の周長Ｅ３と同程度の長さであると、排出口５２の閉鎖時に、一方側部６６ｂ１の端部が排出口５２の側壁５２ａに接触してめくれ、この部分がシャッタ６０から剥離してしまう虞がある。このため、一方側部６６ｂ１は、排出口５２よりも、さらにその両側に延在する構成であることが好ましい。この端部のめくれや、シール部材６６の寸法誤差、回転位置の誤差等を考慮して、本実施形態では、一方側部６６ｂ１の周長Ｅ１を、排出口５２の周長Ｅ３よりも４ｍｍ程度大きく設ける。そして、シャッタ６０が閉鎖位置において、一方側部６６ｂ１が排出口５２の周方向両端よりも、さらに両側へ約２ｍｍずつ延在する配置とした。

また、他方側部６６ｂ２は、一方側部６６ｂ１のように排出口５２との関係でその寸法を規定する必要はないが、トナーのシール性やケース円筒状部６５との摺動によるめくれ防止を考慮して、最低限の幅で設ける必要がある。

以上のことを考慮して、シール部材６６の周方向の長さが規定される。上記のように、一方側部６６ｂ１は、排出口５２を閉鎖する必要があるため、その外周面の周長Ｅ１は、他方側部６６ｂ２の周長Ｅ２よりもその長さが大きく設定される。

以上のように、本実施形態の構成では、シャッタ６０の開閉移動時に生じる摩擦力を減少させて、シャッタ６０の回転動作性を向上させると共に、シャッタ６０におけるトナーの良好なシール性を実現することができる。

以下、本発明の他の実施形態について説明する。なお、上記の実施形態と共通する構成については、適宜、その記載を省略し、各実施形態の特徴部分を中心に説明する。

図１４に示すように、本実施形態では、前述したシール部材６６を第一のシール部材６６とすると、追加のシール部材である第二のシール部材７１を設けた。第二のシール部材７１は、シャッタ６０の長手方向の他方側（排出口５２に対向する部分と反対側）に、シャッタ６０の各突起部６０ｂの間を埋めるようにして複数設けられる。言い換えると、シャッタ６０の長手方向の他方側の一部に、シャッタ６０とケース円筒状部６５の隙間の全周を埋めるようにして第二のシール部材７１が設けられる。

本実施形態では、仮にシャッタ６０の開口部６０ｃからトナーが漏れ出し、シール部材６６を越えてシャッタ６０の長手方向他方側へ流れ出した場合でも、長手方向他方側の一部において、上記隙間の全周をシールする第二のシール部材７１により、シャッタ６０の外側へトナーが流出することを防止できる。これにより、トナーのシール性をより高めることができる。

また、図１５に示すように、シャッタ６０の長手方向他端側において、突起部６０ｂを一部省略し、この部分に第二のシール部材７１を設けてもよい。この場合、単一の第二のシール部材７１が、シャッタ６０の外周面全周を覆うようにして設けられる。本実施形態では、単一のシール部材７１を周方向に連続して設けることができる。このため、当該部分において、シャッタ６０の周方向に、第二のシール部材７１と突起部６０ｂとの隙間が生じず、トナーの流出をより確実に防止することができる。また、単一のシール部材によりシャッタ６０の全周を覆うことができるので、貼り付けが容易になり、トナーカートリッジ５０の組立作業性が向上する。

また、シャッタ６０の突起部６０ｂが異なる方向に形成された実施形態についても説明する。
図１６および図１７に示すように、本実施形態では、シャッタ６０の突起部６０ｂは、シャッタ６０の周方向に延在して設けられる。突起部６０ｂは、シャッタ６０の長手方向に複数設けられる。

また、シール部材６６は、シャッタ６０の長手方向において、第一の突起部６０ｂ１と第二の突起部６０ｂ２との間に設けられると共に、シャッタ６０の周方向において、排出口５２の両側にのみ設けられる。突起部６０ｂにより、ケース円筒状部６５とシャッタ６０の隙間の長さを精度良く設定できる点は、前述した実施形態と同様である。

本実施形態では、突起部６０ｂがシャッタ６０の全周にわたって隙間なく設けられることにより、排出口５２からシャッタ６０の長手方向に流れ出すトナーを、突起部６０ｂによって堰き止めることができる。このため、トナーのシール性をより向上させることができる。本実施形態では、突起部６０ｂはシャッタ６０の周方向全周を覆うようにして環状に設けられるが、トナーのシール性に支障がなければ、その一部を削除することもできる。

また、図１８に示すように、第一のシール部材６６とは別に、突起部６０ｂ２，６０ｂ３の間に、第二のシール部材７１を設けることもできる。第二のシール部材７１は、シャッタ６０に周設され、ケース円筒状部６５（図１６参照）とシャッタ円筒状部６０ａの隙間をその全周に亘って埋める。本実施形態では、仮に、トナーが突起部６０ｂ２を越えてシャッタ６０の長手方向に流れ出した場合でも、第二のシール部材７１によりトナーの流出を防止することができ、トナーのシール性をより向上させることができる。

さらに、図１９に示すように、シール部材６６の長手方向端部側に、シャッタ６０の全周を覆うようにして設けられた周回部６６ｃを設けてもよい。この場合、図１８の構成と比較して、シール部材を一体化できるため、シール部材をシャッタ６０に貼り付ける作業が容易になる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、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。

以上の実施形態では、シャッタ６０に突起部６０ｂを設けることにより、シャッタ６０をケース円筒状部６５に当接させ、両者の隙間の幅を精度良く設定する構成について説明した。しかし、本発明はこれに限らず、ケース円筒状部６５の側に突起部が設けてあってもよい。例えば図２０に示すように、ケース円筒状部６５は、その周方向に一定の間隔を置いて、シャッタ６０の長手方向にわたって設けられた複数の突起部６５ａを有する。この突起部６５ａにより、シャッタ６０とケース円筒状部６５との隙間の幅を精度良く規定することができる。また、シール部材６６は、図９で示した実施形態と同様に、シャッタ６０の周方向において、排出口５２の両側にのみ設けられ、シャッタ６０の長手方向において、長手方向一方側の一部にのみ設けられる。

また、上記の説明では、シャッタ６０の長手方向に延在する突起部６５ａを、シャッタ６０の周方向に間隔を置いて複数設ける構成とした。しかし、図１７で示したシャッタ６０の突起部６０ｂのように、ケース円筒状部６５に、シャッタ６０の周方向に延在する突起部６５ａを、シャッタ６０の長手方向に複数設けた構成であってもよい。

本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、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であってもよい。

記録媒体としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、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、プラスチックフィルム、プリプレグ、銅箔等が含まれる。

４ 現像装置
５０ トナーカートリッジ（現像剤収容器）
７０ 容器本体
５２ 排出口
５３ 搬送スクリュー（搬送部材）
５４ アジテータ
６０ シャッタ
６０ｂ 突起部
６０ｂ１ 第一の突起部
６０ｂ２ 第二の突起部
６５ ケース円筒状部（枠体）
６５ａ 突起部
６６ シール部材
６６ｂ１ 一方側部
６６ｂ２ 他方側部
６６ｃ 周回部
７１ 第二のシール部材
１００ 画像形成装置

特許第５９７７６６２号公報

Claims (7)

1. 現像剤を排出するための排出口と、
   前記排出口を開閉可能なシャッタと、
   前記シャッタを自身の内側に開閉移動可能に保持する現像剤収容器の枠体と、
   前記シャッタと前記枠体との間に設けられ、現像剤漏れを防止するためのシール部材とを備えた現像剤収容器において、
   前記シャッタは、その表面から前記枠体の側へ向けて突出し、前記枠体に当接する突起部を複数有し、
   前記突起部は、前記シャッタの開閉動作によって前記枠体と摺動し、
   前記突起部には、前記シャッタの長手方向に延在し、前記シャッタの周方向の異なる位置に設けられる複数の長手方向突起部と、前記シャッタの周方向に延在し、前記シャッタの長手方向の異なる位置に設けられる複数の周方向突起部が含まれ、
   前記複数の周方向突起部の少なくとも二つは、前記枠体内であって、前記シャッタの長手方向において前記排出口に対して同じ側に設けられることを特徴とする現像剤収容器。
2. 前記の複数の長手方向突起部のうち、前記排出口の両側に隣接する第一の長手方向突起部と第二の長手方向突起部とをそれぞれ備え、
   前記シール部材は、前記第一の長手方向突起部と第二の長手方向突起部との間に設けられる請求項１記載の現像剤収容器。
3. 前記シール部材は、前記排出口が開放される前記シャッタの開放位置において、排出口よりもシャッタの開閉移動方向の一方側に設けられる一方側部と、他方側に設けられる他方側部とを有し、
   前記一方側部は、前記排出口が閉鎖される前記シャッタの閉鎖位置において、排出口を閉鎖し、
   前記一方側部は、前記他方側部よりも前記開閉移動方向の長さが大きく設けられる請求項１または２いずれか記載の現像剤収容器。
4. 前記シール部材を第一のシール部材とすると、
   前記シャッタの長手方向一部に、前記シャッタと前記枠体との間に形成された隙間の全周をシールするようにして設けられた第二のシール部材をさらに備えた請求項１から３いずれか１項に記載の現像剤収容器。
5. 現像剤を排出するための排出口と、
   前記排出口を開閉可能なシャッタと、
   前記シャッタを自身の内側に開閉移動可能に保持する現像剤収容器の枠体と、
   前記シャッタと前記枠体との間に設けられ、現像剤漏れを防止するためのシール部材とを備えた現像剤収容器において、
   前記枠体は、その表面から前記シャッタの側へ向けて突出し、前記シャッタに当接する突起部を複数有し、
   前記突起部は、前記シャッタの開閉動作によって前記シャッタと摺動し、
   前記突起部には、前記枠体の周方向に延在し、前記枠体の長手方向の異なる位置に設けられる複数の周方向突起部が含まれ、
   前記複数の周方向突起部は、前記枠体の長手方向において前記排出口に対して同じ側に設けられることを特徴とする現像剤収容器。
6. 前記複数の周方向突起部の間に、他のシール部材をさらに備えた請求項１または５記載の現像剤収容器。
7. 請求項１から６いずれか１項に記載の現像剤収容器を備えた画像形成装置。

Images