JP5514697B2 - 現像装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、着脱可能な現像剤カートリッジを有する現像装置、画像形成ユニット（プロセスカートリッジ）および画像形成装置に関する。

一般に、電子写真法を用いた画像形成装置では、感光体ドラムの表面に形成した静電潜像を、現像装置により現像し、記録媒体に転写して定着する。現像装置は、トナー（現像剤）を収容した着脱可能なトナーカートリッジを有している。現像装置本体には、トナーカートリッジからのトナーを受け入れるトナー受給口が設けられている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００８−２０６０５号公報（段落００１８、００２８）

しかしながら、従来の現像装置では、トナーカートリッジを交換する際に、現像装置本体からトナーカートリッジを取り外すと、現像装置本体のトナー受給口が開いたままとなり、トナー受給口に異物が侵入する可能性があった。

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、受給口への異物の侵入を防止することができる現像装置、画像形成ユニットおよび画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明に係る現像装置は、現像装置本体と、現像装置本体に着脱可能に装着され、現像剤を収容する現像剤カートリッジとを備える。現像剤カートリッジは、現像剤を収容するケース部材と、ケース部材に設けられた供給口と、供給口を開閉する第１のシャッタとを備える。現像装置本体は、現像剤カートリッジから供給された現像剤を収容する筺体と、筺体に設けられた受給口と、第１のシャッタと連動して動作し、受給口を開閉する第２のシャッタとを備える。第１のシャッタと第２のシャッタとは、互いに連動して動作する。第１のシャッタおよび第２のシャッタは、それぞれ第１の開口部および第２の開口部を有し、互いに同一の移動方向に移動することにより、第１の開口部および第２の開口部をそれぞれ供給口および受給口に相対させて供給口および受給口を開放する。供給口および受給口を開放した状態で、移動方向における第２の開口部の端部が、第１の開口部の端部よりも、移動方向における前方に位置し、第２のシャッタが、第１のシャッタが供給口を開放するよりも先に受給口を開放し、第１のシャッタが供給口を閉鎖するよりも後に受給口を閉鎖するよう構成されている。

本発明に係る画像形成ユニットは、上記の現像装置を備えて構成されている。また、本発明に係る画像形成装置は、上記の画像形成ユニットを備えて構成されている。

本発明によれば、現像装置本体の受給口に第２のシャッタが設けられているため、現像剤カートリッジを取り外した状態でも、受給口への異物の侵入を防止することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタの全体構成を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプロセスカートリッジを、ユニット本体からトナーカートリッジを外した状態で示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのカバーカートリッジを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの第１のシャッタを示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの第１のシャッタの一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態におけるユニット本体の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における第１のシャッタのロック動作（Ａ）とその解除動作（Ｂ）を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態における第２のシャッタのロック動作（Ａ）とその解除動作（Ｂ）を説明するための断面図である。 本発明の第１の実施の形態における第１のシャッタおよび第２シャッタの作用を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態における第１のシャッタおよび第２シャッタの作用を示す断面図である。 本発明の第１の実施の形態の変形例における第１のシャッタおよび第２シャッタの作用を示す断面図である。 本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジを、ユニット本体からトナーカートリッジを外した状態で示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態におけるユニット本体の一部を拡大して示す斜視図である。 本発明の第２の実施の形態におけるシャッタレバーを示す斜視図である。

第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態における画像形成装置としてのプリンタ１０の全体構成を示す図である。図１において、プリンタ１０は、ロワフレーム３８とアッパフレーム３９からなる筺体内に、図示しない媒体（用紙）を搬送する搬送路２５を備えている。

搬送路２５に沿って、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色のトナー像を形成する画像形成ユニットとしてのプロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが配設される。プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、それぞれプリンタ１０のロワフレーム３８に着脱可能に装着されるものである。アッパフレーム３９には、各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの感光体ドラム１１（後述）に対向するように、露光装置としてのＬＥＤヘッド２３が取り付けられている。

プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの下方には、媒体を搬送すると共に、各色のトナー像を媒体に転写する転写ユニット３４が配設されている。上記の搬送路２５は、各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと転写ユニット３４との間を通るように形成されている。

転写ユニット３４は、走行自在に配設された転写ベルト２１と、各感光体ドラム１１に対向するように配置された転写部材としての転写ローラ２２とを備える。転写ベルト２１および転写ローラ２２は、図示されない電圧印加部によって所定のバイアス電圧が印加され、感光体ドラム１１上の各トナー像を用紙に転写する。

媒体の搬送方向において転写ユニット３４の下流側には、各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと転写ユニット３４とにより媒体に転写されたトナー像を、媒体に定着させる定着装置としての定着器３５が配設されている。

また、転写ユニット３４の下側には、搬送路２５の端部に位置し、媒体を収容する媒体収容部としての給紙カセット３０が配置されている。この給紙カセット３０には、媒体を一枚ずつ搬送路２５に繰り出す繰出部３２が配設されている。また、繰出部３２により繰り出された媒体を、プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃおよび転写ユニット３４に搬送するため、搬送路２５に沿って搬送ローラ対２６，２７が設けられている。

また、媒体の搬送方向において定着器３５の下流側には、定着器３５から排出された媒体を、プリンタ１０の外部に排出する排出ローラ対２８，２９が設けられている。アッパフレーム３９の上側には、排出ローラ対２８，２９により排出された媒体を載置するためのスタッカ３１が設けられている。

次に、各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃについて説明する。各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、使用するトナーの種類を除いて共通の構成を有するため、ここでは「プロセスカートリッジ１」として説明する。

プロセスカートリッジ１は、潜像担持体としての感光体ドラム１１を備える。感光体ドラム１１は、表面に電荷を蓄えることが可能な感光体層を有する円筒状の部材であり、図示しないドラムモータ（駆動部）によって所定の回転速度で回転する。

プロセスカートリッジ１は、さらに、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１２を有している。帯電ローラ１２は、感光体ドラム１１に一定の圧力で接触し、感光体ドラム１１の回転に従動して回転する。また、帯電ローラ１２は、図示しない電圧印加部により所定のバイアス電圧を印加されており、感光体ドラム１１の表面に所定の電圧を印加する。

帯電ローラ１２により一様に帯電された感光体ドラム１１の表面（感光体層）は、ＬＥＤヘッド２３により露光された部分の電位が変化し、これにより、露光パターンに応じた静電潜像が形成される。

プロセスカートリッジ１は、また、感光体ドラム１１に隣接して配置され、静電潜像を現像する現像装置４０を有している。現像装置４０は、感光体ドラム１１に現像剤としてのトナーを付着させる現像剤担持体としての現像ローラ１６と、現像ローラ１６上のトナーの厚さを規制する現像剤層規制部材としての現像ブレード（図示せず）と、現像ローラ１６にトナーを供給する現像剤供給部材としてのトナー供給ローラ１８等を備えている。

現像ローラ１６は、導電性を有する金属シャフトの周囲に半導電性ゴム層を設けたものであり、感光体ドラム１１に一定の圧力で接触して、感光体ドラム１１と反対方向に回転することで、感光体ドラム１１の表面にトナーを付着させる。この現像ローラ１６には、図示しない電圧印加部により所定のバイアス電圧が印加されている。

トナー供給ローラ１８は、導電性を有する金属シャフトの周囲にゴム層を設けたものであり、現像ローラ１６に一定の圧力で接触し、現像ローラ１６と同じ方向に回転することで、現像ローラ１６の表面にトナーを供給する。また、現像ローラ１６およびトナー供給ローラ１８の上側には、トナーカートリッジ１５から供給されたトナーを保持するためのトナーホッパ４１が設けられている。

現像装置４０は、さらに、トナーを収容する現像剤カートリッジ（現像剤収容部）としての着脱可能なトナーカートリッジ１５を有している。トナーカートリッジ１５の具体的な構成については、後述する。

現像装置４０のうち、着脱可能なトナーカートリッジ１５を除く部分（現像ローラ１６、現像ブレード、トナー供給ローラ１８およびトナーホッパ４１を含む部分）を、「現像装置本体２０」と称する。現像装置本体２０は、筺体２０ａを有している。この筺体２０ａは、プロセスカートリッジ１の筺体でもある。筺体２０ａの上側には、上記のトナーカートリッジ１５が着脱可能に装着される。

プロセスカートリッジ１は、また、クリーニング部材としてのクリーニングブレード１９を有している。クリーニングブレード１９は、感光体ドラム１１の軸方向に延在する長尺状部材であり、感光体ドラム１１に当接するように配置されている。クリーニングブレード１９は、感光体ドラム１１の回転に伴い、感光体ドラム１１の表面に残存するトナーを掻き取って除去する。

上記のとおり、現像装置本体２０とトナーカートリッジ１５とにより現像装置４０が構成されるが、現像装置本体２０は「現像器」とも称する。また、プロセスユニット（画像形成ユニット）１のうち、トナーカートリッジ１５を除く部分（現像装置４０、感光体ドラム１１、帯電ローラ１２およびクリーニングブレード１９を含む部分）は、「画像形成ユニット本体」とも称する。

次に、プロセスカートリッジ１を構成するトナーカートリッジ１５と現像装置本体２０について、さらに説明する。

図２は、プロセスカートリッジ１を、現像装置本体２０からトナーカートリッジ１５を取り外した状態で示す斜視図である。図３は、トナーカートリッジ１５を示す斜視図である。また、図４は、トナーカートリッジ１５のカバーカートリッジ７０を示す斜視図であり、図５は、トナーカートリッジ１５の第１のシャッタ７５を示す斜視図である。

図２に示すように、トナーカートリッジ１５は、一方向に長い形状を有している。トナーカートリッジ１５は、現像装置本体２０の上部に形成された一方向（感光体ドラム１１の軸方向に平行な方向）に長い凹部としてのカートリッジ装着部４４に装着される。

まず、トナーカートリッジ１５について説明する。図３に示すように、トナーカートリッジ１５は、トナーを収容するケース部材であるカバーカートリッジ７０と、その内側に回動可能に設けられた第１のシャッタ７５とにより構成されている。カバーカートリッジ７０は、略直方体状のケース上部と、略半円筒状のケース下部とを有している。トナーカートリッジ７０のケース下部には、トナーカートリッジ７０からトナーを排出するための供給口７２が形成されている。

図４に示すように、カバーカートリッジ７０の長手方向一端には、円形の開口部７０ａが形成されている。また、カバーカートリッジ７０の長手方向他端には、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に固定する際に、現像装置本体２０の第１の凸部５１（図２）に係合する凹部７１（図２）が形成されている。

図５に示すように、第１のシャッタ７５は、略円筒状の部材であり、カバーカートリッジ７０のケース下部の内周面および図示しない摺動部に沿って摺動することで、第１のシャッタ７５の円筒中心軸を中心として回動可能に構成されている。第１のシャッタ７５の回動方向をＳ１方向、Ｓ２方向とするが、これらについては後述する。また、第１のシャッタ７５は、カバーカートリッジ７０の供給口７２に対応する第１の開口部７７を有している。

第１のシャッタ７５の長手方向一端は、カバーカートリッジ７０の開口７０ａから外部に突出している。また、第１のシャッタ７５の突出した部分には、操作部としてのレバー部８０が形成されている。レバー部８０は、第１のシャッタ７５を回動させるときに、使用者が把持する取っ手である。

図６は、トナーカートリッジ１５の長手方向一端（レバー部８０側の端部）の近傍を拡大して示す斜視図である。第１のシャッタ７５のレバー部８０側の端部には、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に固定する際に、現像装置本体２０の筺体２０ａの第２の凸部５２（図２）に係合するロック部７６が形成されている。ロック部７６は、例えば、半径方向に伸びる溝部７６ａと、この溝部７６ａに繋がる中心穴７６ｂとからなる。トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に搭載すると、現像装置本体２０の第２の凸部５２（図２）が、ロック部７６の溝部７６ａを通って中心穴７６ｂに達する。この状態で第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動させると、ロック部７６の溝部７６ａが移動し、現像装置本体２０の第２の凸部５２が中心穴７６ｂから抜けない状態となる。これにより、トナーカートリッジ１５が、現像装置本体２０に固定される。

図６に示すように、第１のシャッタ７５の長手方向一端の近傍であって、現像装置本体２０に対向する部分（図６における下部）には、片持ち梁部分７９ａが形成されている。片持ち梁部分７９ａは、周方向（すなわち第１のシャッタ７５の回動方向）に延在し、その先端に、第１のロック部材としてのフック部７９を有している。このフック部７９は、カバーカートリッジ７０の開口７０ａ（図４）の周囲に形成された係止部７３（凹部）に係合しており、これにより第１のシャッタ７５の回動がロックされている。なお、フック部７９が係止部７３から抜けるように（すなわち第１のシャッタ７５の半径方向内側に）付勢されると、第１のシャッタ７５のロックが解除され、第１のシャッタ７５の回動が可能となる。

また、図５に示すように、第１のシャッタ７５は、その円筒状の外周面から突出する第１の係合部（シャッタフック）７８を有している。この第１の係合部７８は、第１のシャッタ７５の長手方向においてフック部７９よりも中心寄りに位置しており、また、矢印Ｓ１方向において第１の開口部７７よりも前方に位置している。

図６に示すように、カバーカートリッジ７０には、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８が係合する溝部であるレール部７４が形成されている。このレール部７４は、周方向（すなわち第１のシャッタ７５の回動方向）に延在している。第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動させると、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８がレール部７４に沿って移動する。

第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動し、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７（図５）とカバーカートリッジ７０の供給口７２（図４）とが重なり合うと、供給口７２は開放され、トナーカートリッジ１５内のトナーが供給口７２から外部に排出可能となる。

なお、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８は、後述する第２のシャッタ５０に設けられた第２の係合部５０ａと係合することにより、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とを連動させる役割も有している。

また、カバーカートリッジ７０には、第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動させたときに当接する回動ストッパ７０１（図８）と、第１のシャッタ７５を矢印Ｓ２方向に回動させたときに当接する回動ストッパ７０２（図６、図８）とが設けられている。回動ストッパ７０１，７０２は、いずれも突起部として形成されている。

次に、現像装置本体２０について説明する。
図２に示すように、現像装置本体２０は、そのカートリッジ装着部４４の長手方向一端に、上述したロック部７６に係合する第２の凸部５２を有し、長手方向他端に、トナーカートリッジ１５の凹部７１に係合する第１の凸部５１を有している。凹部７１と第１の凸部５１との係合、および、ロック部７６と第２の凸部５２との係合により、トナーカートリッジ１５が現像装置本体２０に対して固定される。

また、現像装置本体２０は、トナーカートリッジ１５から供給されたトナーを受け入れる受給口５３と、この受給口５３を開閉する第２のシャッタ５０とを有している。第２のシャッタ５０は、カバーカートリッジ７０の供給口７２よりも大きい面積を有し、カバーカートリッジ７０の長手方向に長い薄板状部材である。第２のシャッタ５０は、また、カバーカートリッジ７０の供給口７２に対応する第２の開口部５０ｂを有している。

図７は、現像装置本体２０のカートリッジ装着部４４の長手方向一端（第２の凸部５２側の端部）近傍を拡大して示す斜視図である。図７に示すように、カートリッジ装着部４４には、カバーカートリッジ７０の外周面に沿う円筒状の摺動面４２（図１０（Ａ）参照）が設けられている。第２のシャッタ５０は、この摺動面４２に沿って矢印Ｔで示すように摺動可能であり、第２のシャッタ５０の長手方向両端においてガイド５４ａ，５４ｂにより保持されている。また、現像装置本体２０の上述した受給口５３（図２）は、摺動面４２に形成されている。

第２のシャッタ５０は、その長手方向の一端の近傍に、例えば矩形状の孔部である第２の係合部５０ａを備えている。この第２の係合部５０ａには、後述するように、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８が係合し、これにより第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とが連動する。

また、第２の係合部５０ａの内側には、第２のロック部材としてのシャッタロック５５が備えられている。このシャッタロック５５は、現像装置本体２０の筺体２０ａに配設された押圧スプリング５６（図９（Ａ））により、第２の係合部５０ａに係合するように付勢されている。このシャッタロック５５と第２の係合部５０ａとの係合により、第２のシャッタ５０の摺動が規制されている。一方、図７に矢印Ｕで示すように、押圧スプリング５６の付勢力に抗してシャッタロック５５を押し込み、第２の係合部５０ａとの係合を解除すると、第２のシャッタ５０の摺動が可能となる。

現像装置本体２０のカートリッジ装着部４４には、また、トナーカートリッジ１５をカートリッジ装着部４４に装着する際に、トナーカートリッジ１５の第１のシャッタ７５に設けられたフック部７９（第１のロック部材）を押圧し、このフック部７９を係止部７３から抜け出させる凸形状のロック解除部５７が備えられている。

次に、本実施の形態におけるプリンタ１０の動作について、図１を参照して説明する。
まず、プリンタ１０の制御部（図示せず）は、プリンタ１０の電源が投入されると、所定の初期動作を行ったのち、印刷命令の受信を待つスタンバイ状態となる。上位装置としてのホストコンピュータから印刷命令が送られると、制御部は、繰出部３２を駆動して給紙カセット３０から媒体を１枚ずつ搬送路２５に繰り出す。搬送路２５に繰り出された媒体は、搬送ローラ対２６，２７によって転写ベルト２１まで搬送され、転写ベルト２１に吸着保持される。さらに、転写ベルト２１の走行により、媒体は、プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと転写ベルト２１との間を搬送される。

各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃでは、帯電ローラ１２が感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させ、ＬＥＤヘッド２３が感光体ドラム１１の表面を露光して静電潜像を形成する。さらに、現像装置４０が、感光体ドラム１１の表面の静電潜像を現像し、各色のトナー像を形成する。

各感光体ドラム１１の表面に形成された各色のトナー像は、各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃと転写ユニット３４との間を搬送される媒体に順次転写される。トナー像が転写された媒体は、定着器３５に送られ、熱および圧力によりトナー像が媒体に定着する。すなわち、媒体上にカラーの画像が形成される。その後、媒体は、排出ローラ対２８，２９によってスタッカ３１に排出される。

各プロセスカートリッジ１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃにおいて、転写後に感光体ドラム１１上に残留したトナーは、クリーニングブレード１９によって掻き取られ、廃トナー（廃現像剤）として、図示しない廃トナー収容器に回収される。

このような一連の画像形成動作を繰り返すことにより、トナーカートリッジ１５内のトナーが無くなった場合には、トナーカートリッジ１５を交換する必要がある。トナーカートリッジ１５の交換時（着脱時）におけるトナーカートリッジ１５の供給口７２および現像装置本体２０の受給口５３の開閉について、以下に説明する。

図８は、トナーカートリッジ１５の現像装置本体２０への装着前および装着後における、第１のシャッタ７５のロック動作（Ａ）とロック解除動作（Ｂ）を説明するための図である。図９は、トナーカートリッジ１５の現像装置本体２０への装着前および装着後における、第２のシャッタ５０のロック動作（Ａ）とロック解除動作（Ｂ）を説明するための図である。

トナーカートリッジ１５が現像装置本体２０に装着されていない状態では、図８（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ１５の第１のシャッタ７５のフック部７９が、カバーカートリッジ７０の係止部７３に係合しており、第１のシャッタ７５の回動がロックされている。このとき、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７とカバーカートリッジ７０の供給口７２とは、矢印Ｓ１方向において互いにずれた位置にある。すなわち、トナーカートリッジ１５の供給口７２は閉鎖されている（後述する図１０（Ｂ））。

また、図９（Ａ）に示すように、第２のシャッタ５０の第２の係合部５０ａに、現像装置本体２０のシャッタロック５５が係合しているため、第２のシャッタ５０の回動もロックされている。このとき、第２のシャッタ５０の第２の開口部５０ｂと、現像装置本体２０の受給口５３とは、矢印Ｓ１方向において互いにずれた位置にある（後述する図１０（Ｂ））。すなわち、受給口５３は閉鎖されている。

この状態から、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着する。具体的には、トナーカートリッジ１５の凹部７１（図２）を、現像装置本体２０の第１の凸部５１に係合させ、次に、トナーカートリッジ１５のロック部７６（図２）を、現像装置本体２０の第２の凸部５２に係合させる。このとき、図８（Ｂ）に示すように、第１のシャッタ７５のフック部７９は、現像装置本体２０のロック解除部５７によって押圧され、片持ち梁部７９ａが弾性変形して、フック部７９ａが係止部７３から抜け出す。これにより、第１のシャッタ７５のロックが解除され、第１のシャッタ７５は矢印Ｓ１で示す方向に回動可能となる。

また、図９（Ｂ）に示すように、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８がシャッタロック５５を押圧し、シャッタロック５５を第２のシャッタ５０の第２の係合部５０ａから押し出す。これにより、第２のシャッタ５０のロックが解除される。これと同時に、第１の係合部７８は第２のシャッタ５０の第２の係合部５０ａに係合するため、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とが連動して回動することとなる。

このようにトナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着したのち、トナーカートリッジ１５の第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動させる。なお、使用者は、回動中心からの突出量が大きいレバー部８０を操作することで第１のシャッタ７５を回動させるため、小さな力で第１のシャッタ７５を回動させることができる。

図１０は、第１のシャッタ７５を回動させる前のトナーカートリッジ１５および現像装置本体２０を示す断面図である。図１０（Ａ）は図２の線分Ａ−Ａにおける断面図であり、図１０（Ｂ）は図２の線分Ｂ−Ｂにおける断面図である。図１１は、第１のシャッタ７５を回動させた後のトナーカートリッジ１５および現像装置本体２０を示す断面図である。図１１（Ａ）は図２の線分Ａ−Ａにおける断面図であり、図１１（Ｂ）は図２の線分Ｂ−Ｂにおける断面図である。

トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着することで、図１０（Ａ）に示すように、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８と第２のシャッタ５０の第２の係合部５０ａとが係合し、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とが連動して回動可能な状態になる。

第１のシャッタ７５を回動させる前の状態では、図１０（Ｂ）に示すように、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７とカバーカートリッジ７０の供給口７２とは、矢印Ｓ１方向において互いにずれた位置にあるため、供給口７２は閉鎖されており、トナーカートリッジ１５からトナーは排出されない。また、第２のシャッタ５０の第２の開口部５０ｂと現像装置本体２０の受給口５３とは、矢印Ｓ１方向において互いにずれた位置にあるため、受給口５３は閉鎖されており、現像装置本体２０にトナーは供給されない。このように供給口７２と受給口５３が共に閉鎖された状態を、「閉鎖状態」と称する。

第１のシャッタ７５を矢印Ｓ１方向に回動させると、上述した第１の係合部７８と第２の係合部５０ａとの係合により、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とが連動して回動し、図１１（Ａ）に示す位置に達する。第１のシャッタ７５は、上述した回動ストッパ７０１（図８）に当接し、矢印Ｓ１方向の回動は規制される。このとき、図１１（Ｂ）に示すように、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７、カバーカートリッジ７０の供給口７２、第２のシャッタ５０の第２の開口部５０ｂ、および現像装置本体２０の受給口５３が、上下方向に一列にならぶ。

すなわち、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７がカバーカートリッジ７０の供給口７２と相対するため、供給口７２が開放され、トナーカートリッジ１５からのトナーが供給口７２から排出される。また、第２のシャッタ５０の第２の開口部５０ｂが現像装置本体２０の受給口５３と相対するため、受給口５３が開放され、トナーカートリッジ１５から排出されたトナーが、受給口５３から現像装置本体２０に供給される。このように供給口７２と受給口５３が共に開放された状態を「開放状態」と称する。

なお、第１の開口部７７の開口寸法は、他の開口部（７２，５０ｂ，５３）よりも大きい。これは、第１のシャッタ７５の回動に起因して、ねじれなどの影響により第１の開口部７７と供給口７２との位置ずれが生じた場合でも、供給口７２の実質的な開口面積が小さくならないよう、第１の開口部７７の開口寸法を若干大きくしたものである。

また、開放状態（図１１（Ｂ））において、第１の開口部７７、供給口７２、第２の開口部５０ｂおよび受給口５３の矢印Ｓ１方向の先端位置は、ほぼ一致している。従って、供給口７２の開放を開始するタイミングと、受給口５３の開放を開始するタイミングは、ほぼ同時である。

一方、トナーカートリッジ１５を取り外すときには、レバー部８０を、図１１（Ｂ）に示す矢印Ｓ２方向に回動させる。これにより、図１０（Ｂ）に示すように、第１のシャッタ７５の第１の開口部７７とカバーカートリッジ７０の供給口７２とが回動方向において互いにずれた位置に達し、供給口７２が閉鎖される。同様に、第２のシャッタ５０の第２の開口部５０ｂと現像装置本体２０の受給口５３とが回動方向において互いにずれた位置に達し、受給口５３が閉鎖される。これにより、供給口７２と受給口５３が共に閉鎖された閉鎖状態となる。また、このとき、第１のシャッタ７５は、上述した回動ストッパ７０２（図６、図８）に当接し、矢印Ｓ２方向の回動は規制される。

このように、第１の実施の形態によれば、トナーカートリッジ１５に、供給口７２を開閉する第１のシャッタ７５を設け、現像装置本体２０に、受給口５３を開閉する第２のシャッタ５０を設けているため、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０から取り外した状態であっても、現像装置本体２０の受給口５３は第２のシャッタ５０に閉鎖されている。従って、トナーカートリッジ１５の交換時においても、受給口５３への異物の侵入を防止することができる。

さらに、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着することにより、第１の係合部７８と第２の係合部５０ａとが係合し、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とが連動するため、使用者は、レバー部８０を操作するだけで、第１のシャッタ７５および第２のシャッタ５０による開閉動作を行うことができる。すなわち、使用者が複雑な操作を行う必要はない。

また、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着していないときには、第１のシャッタ７５の回動がロックされており、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着することによってロックが解除されるため、トナーカートリッジ１５を単体で取り扱っているときに、誤って第１のシャッタ７５が開くことが防止される。

また、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着していないときには、第２のシャッタ５０の回動がロックされており、トナーカートリッジ１５を現像装置本体２０に装着することによってロックが解除されるため、トナーカートリッジ１５が現像装置本体２０から取り外されているときに、誤って第２のシャッタ５０が開くことが防止される。

さらに、第１のシャッタ７５の第１の係合部７８は、第２のシャッタ５０のロックを解除する役割と、第１のシャッタ７５と第２のシャッタ５０とを連動させる役割とを有している。そのため、ロックとシャッタ連動に関わる部材の形状および構成を簡素化することができる。また、第２のシャッタ５０のロックを解除する部材を、現像装置本体２０側に設けた場合には、当該部材との干渉を回避するための切り欠き等を第２のシャッタ５０に設ける必要が生じ、形状が複雑になるが、本実施の形態では、第２のシャッタ５０の形状を簡素化することができる。

変形例．
上述した第１の実施の形態では、第１のシャッタ７５が供給口７２を開放するタイミングと、第２のシャッタ５０が受給口５３を開放するタイミングとがほぼ同時であったが、本発明は、このような構成に限定されるものではない。例えば、第２のシャッタ５０が受給口５３を開放するタイミングが、第１のシャッタ７５が供給口７２を開放するタイミングよりも早くてもよい。

図１２は、変形例における第１のシャッタ７５の回動前（Ａ）と回動後（Ｂ）のトナーカートリッジ１５および現像装置本体２０を示す断面図であり、いずれも図２の線分Ｂ−Ｂにおける断面図に対応する。この変形例では、図１２（Ｂ）に示す開放状態において、第２の開口部５０ｂの矢印Ｓ１方向の先端部が、第１の開口部７７の矢印Ｓ１方向の先端部よりも、矢印Ｓ１方向における前方に位置している。

このように構成されているため、第２のシャッタ５０が受給口５３を開放するタイミングが、第１のシャッタ７５が供給口７２の開放するタイミングよりも早くなる。そのため、トナーカートリッジ１５の供給口７２からトナーの供給が開始されるときには、既に現像装置本体２０の受給口５３が開放されており、トナーカートリッジ１５の供給口７２から排出されたトナーが、受給口５３に入り損なって溢れることが防止される。

一方、第１のシャッタ７５を逆方向（矢印Ｓ２方向）に回動させる際には、第１のシャッタ７５が供給口７２を完全に閉鎖するタイミングが、第２のシャッタ５０が受給口５３を完全に閉鎖するタイミングよりも早い。そのため、トナーカートリッジ１５と現像装置本体２０との間にトナーが残留することが防止される。

この変形例によれば、第２のシャッタ５０が受給口５３を開放するタイミングを、第１のシャッタ７５が供給口７２を開放するタイミングよりも早くすることにより、トナーカートリッジ１５と現像装置本体２０との間にトナーが残留し、あるいは漏れることを防止することができる。

第２の実施の形態．
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
第２の実施の形態は、プロセスカートリッジ１００の構成において第１の実施の形態と異なるものである。第１の実施の形態と相違する点について、図１２および図１３を参照して説明する。

図１３は、第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジ１００の構成を示す斜視図である。プロセスカートリッジ１００は、第１の実施の形態のトナーカートリッジ１５および現像装置本体２０に代えて、トナーカートリッジ１５Ａおよび現像装置本体２０Ａを有する。

トナーカートリッジ１５Ａは、第１のシャッタ７５Ａがレバー部８０（図２）を有さない点で、第１の実施の形態におけるトナーカートリッジ１５と相違する。その他の点は、第１の実施の形態におけるトナーカートリッジ１５と同様である。

現像装置本体２０Ａは、第２のシャッタ５０Ａの長手方向の一端（現像装置本体２０Ａの第２の凸部５２側の端部）にシャッタレバー１２２が取り付けられている点で、第１の実施の形態の現像装置本体２０と相違する。その他の点は、第１の実施の形態における現像装置本体２０と同様である。

図１４は、現像装置本体２０Ａの長手方向一端（第２の凸部５２側の端部）を拡大して示す斜視図である。図１４に示すように、現像装置本体２０Ａの第２のシャッタ５０Ａは、その長手方向に所定の長さだけ延長された延長部（第３の係合部）１２１を有している。図１５に拡大して示すように、延長部１２１の先端は、コの字形状を有している。この延長部１２１には、シャッタレバー１２２が取り付けられている。シャッタレバー１２２は、延長部１２１の長手方向に延在する第１の部分１２２ａと、これに直交する第２の部分１２２ｂとを有し、Ｌ字状に形成されている。

シャッタレバー１２２の第１の部分１２２ａには、第１のシャッタ５０Ａの延長部１２１に係合する係合部（第４の係合部）１２２ｃが設けられている。また、第２の部分１２２ｂの先端には、リング状部分１２２ｄが形成されており、その中心を貫通するピン１２３（回動軸）が、筺体２０ａの側壁４３（図１３）に固定されている。ピン１２３は、例えば、第１のシャッタ７５Ａの回動軸と略同一軸線上に位置するように配置されている。すなわち、シャッタレバー１２２は、ピン１２３を中心として回動可能に支持されている。

トナーカートリッジ１５Ａを現像装置本体２０Ａに装着して、第１のシャッタ７５Ａを回動させる直前までの動作は、第１の実施の形態で説明した通りである。

上述した第１の実施の形態では、第１のシャッタ７５のレバー部８０を回動することで、第１のシャッタ７５および第２のシャッタ５０による開閉動作を行っていたが、この第２の実施の形態では、現像装置本体２０Ａに設けられたシャッタレバー１２２を回動させることで、第１のシャッタ７５Ａおよび第２のシャッタ５０Ａによる開閉動作を行う。

すなわち、シャッタレバー１２２を、ピン１２３を中心として、図１５に示す矢印Ｖ方向に回動させることにより、このシャッタレバー１２２と延長部１２１において連結されている第２のシャッタ５０が、現像装置本体２０Ａの上述した摺動面４２（図１０（Ａ）参照）に沿って摺動する。

第１の実施の形態でも説明したように、第１のシャッタ７５Ａと第２のシャッタ５０Ａとは、第１の係合部７８と第２の係合部５０ａとの係合により互いに連動して移動するため、第２のシャッタ５０Ａと共に第１のシャッタ７５Ａも回動する。

これにより、第１のシャッタ７５Ａの第１の開口部７７（図１１（Ｂ）参照）とカバーカートリッジ７０の供給口７２とが相対して、供給口７２が開放される。また、第２のシャッタ５０Ａの第２の開口部５０ｂと、現像装置本体２０Ａの受給口５３とが相対して、受給口５３が開放される。すなわち、トナーカートリッジ１５Ａから現像装置本体２０Ａにトナーが供給される。

このように、第２の実施の形態によれば、第２のシャッタ５０Ａを連動して回動させるシャッタレバー１２２を現像装置本体２０Ａに設けることにより、現像装置本体２０Ａ側のシャッタレバー１２２の操作により、トナーカートリッジ１５Ａから現像装置本体２０Ａにトナーを供給することができる。そのため、第１のシャッタ７５Ａに回動操作用のレバー部を設ける必要がない。そのため、トナーカートリッジ１５Ａを単体で取り扱っているときのレバー部の誤作動によるトナーの誤排出を、より確実に防止することができる。

なお、上述した第１の実施の形態の変形例（図１２）を、第２の実施の形態に適用してもよい。

本発明は、以上の実施形態に限定されるものではない。例えば、画像形成装置は、図１に示したように、各色のプロセスカートリッジを一列に配列したタンデム型に限らず、例えば、単色の画像形成装置であってもよい。また、中間転写ベルト等を用いた、中間転写方式の画像形成装置であってもよい。

また、第１のシャッタ７５は、回動するものに限らず、供給口７２を開閉するように移動するものであればよい。第２のシャッタ５０は、第１のシャッタ７５と連動して、受給口５３を開閉するものであればよい。

本発明は、例えば、着脱可能なプロセスカートリッジを有する複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に適用することができる。

１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ プロセスカートリッジ（画像形成ユニット）、 １０ プリンタ、 １１ 感光体ドラム（潜像担持体）、 １２ 帯電ローラ（帯電装置）、 １３ ＬＥＤヘッド（露光装置）、 １５，１５Ａ トナーカートリッジ（現像剤収容体）、 １６ 現像ローラ（現像剤担持体）、 １８ トナー供給ローラ（現像剤供給部材）、 １９ クリーニングブレード（クリーニング部材）、 ２０，２０Ａ 現像装置本体（画像形成ユニット本体）、 ２０ａ 筺体、 ４０ 現像装置、 ５０，５０Ａ 第２のシャッタ、 ５０ａ 第２の係合部、 ５０ｂ 第２の開口部、 ５３ 受給口、 ５５ シャッタロック（第２のロック部材）、 ５７ ロック解除部、 ７０ カバーカートリッジ（ケース部材）、 ７２ 供給口、 ７３ 係止部、 ７４ レール部、 ７５，７５Ａ 第１のシャッタ、 ７７ 第１の開口部、 ７８ 第１の係合部、 ７９ フック部（第１のロック部材）、 ８０ レバー部（操作部）、 １２２ シャッタレバー。

Claims (10)

1. 現像装置本体と、前記現像装置本体に着脱可能に装着され、現像剤を収容する現像剤カートリッジとを備えた現像装置であって、
   前記現像剤カートリッジは、
   現像剤を収容するケース部材と、
   前記ケース部材に設けられた供給口と、
   前記供給口を開閉する第１のシャッタと
   を備え、
   前記現像装置本体は、
   前記現像剤カートリッジから供給された現像剤を収容する筺体と、
   前記筺体に設けられた受給口と、
   前記第１のシャッタと連動して動作し、前記受給口を開閉する第２のシャッタと
   を備え、
   前記第１のシャッタおよび前記第２のシャッタは、それぞれ第１の開口部および第２の開口部を有し、互いに同一の移動方向に移動することにより、前記第１の開口部および前記第２の開口部をそれぞれ前記供給口および前記受給口に相対させて前記供給口および前記受給口を開放し、
   前記供給口および前記受給口を開放した状態で、前記移動方向における前記第２の開口部の端部が、前記第１の開口部の端部よりも、前記移動方向における前方に位置し、
   前記第２のシャッタが、前記第１のシャッタが前記供給口を開放するよりも先に前記受給口を開放し、前記第１のシャッタが前記供給口を閉鎖するよりも後に前記受給口を閉鎖するよう構成されている
   ことを特徴とする現像装置。
2. 前記第１のシャッタおよび前記第２のシャッタのいずれか一方に、使用者が開閉操作を行うための操作部が設けられていることを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
3. 前記第１のシャッタは、前記ケース部材の内側で回動することにより、前記供給口を開閉することを特徴とする請求項１または２に記載の現像装置。
4. 前記第２のシャッタは、前記現像装置本体に、前記現像剤カートリッジの外周面に沿って摺動可能に設けられていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか１項に記載の現像装置。
5. 前記第１のシャッタは、第１の係合部を有し、
   前記第２のシャッタは、第２の係合部を有し、
   前記現像剤カートリッジを前記現像装置本体に取り付けることにより、前記第１の係合部が前記第２の係合部と係合し、これにより前記第１のシャッタと前記第２のシャッタとが互いに連動して動作可能となること
   を特徴とする請求項１から４までのいずれか１項に記載の現像装置。
6. 前記第１のシャッタは、前記ケース部材と係合して前記第１のシャッタの移動をロックする第１のロック部材を有し、
   前記現像剤カートリッジを前記現像装置本体に取り付けることにより、前記第１のロック部材が前記筺体の一部に当接し、前記第１のシャッタのロックが解除されることを特徴とする請求項１から５までのいずれか１項に記載の現像装置。
7. 前記現像装置本体の前記筺体には、前記第２のシャッタの移動をロックする第２のロック部材が設けられ、
   前記現像剤カートリッジを前記現像装置本体に取り付けることにより、前記第１の係合部が、前記第２の係合部に係合すると共に、前記第２のロック部材にも当接し、前記第２のシャッタのロックが解除されることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成ユニット。
9. 請求項８に記載の画像形成ユニットを備えたことを特徴とする画像形成装置。
10. 前記画像形成ユニットは、画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。

Images