現像装置及びそれを備えた画像形成装置
【課題】現像剤供給機構を装置本体側に残した状態で現像装置のみを簡単に取り外し可能であり、現像剤供給機構と現像装置との連結不良も発生しない画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間ホッパー６は、ホッパー上部６ａと、ホッパー上部６ａに対し回転可能に連結されるホッパー下部６ｂとで構成されている。ホッパー下部６ｂには、現像装置４のトナー供給口２０ａにトナーを搬送する搬送パイプ７０が連結されている。搬送パイプ７０は剛性を有する筒状体であり、搬送パイプ７０の現像側端部７０ａは、支持フレーム４１の上方に支持されたプレート４２に回転自在に連結されている。また、プレート４２は、支軸４３において支持フレーム４１に対し回転可能に支持されている。支持フレーム４１が矢印ＡＡ′方向に往復移動（平行移動）するとき、搬送パイプ７０は矢印ＢＢ′方向に回動する。
【解決手段】中間ホッパー６は、ホッパー上部６ａと、ホッパー上部６ａに対し回転可能に連結されるホッパー下部６ｂとで構成されている。ホッパー下部６ｂには、現像装置４のトナー供給口２０ａにトナーを搬送する搬送パイプ７０が連結されている。搬送パイプ７０は剛性を有する筒状体であり、搬送パイプ７０の現像側端部７０ａは、支持フレーム４１の上方に支持されたプレート４２に回転自在に連結されている。また、プレート４２は、支軸４３において支持フレーム４１に対し回転可能に支持されている。支持フレーム４１が矢印ＡＡ′方向に往復移動（平行移動）するとき、搬送パイプ７０は矢印ＢＢ′方向に回動する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱式の現像装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、現像装置と現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構との連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に搭載される現像装置は、メンテナンスの容易化のため現像装置内に一定量の現像剤（トナー）を充填しておき、現像剤がなくなると現像装置ごと交換していた。しかし、現像装置は経済上の観点から頻繁に交換できず、ある程度多数枚の画像形成を行うためには現像剤の容量を大きくせざるを得ないため、上記の方式では小型化は困難である。そこで、現像装置の小型化を図るために、現像装置とは別個に設けられたトナー収容容器や中間ホッパー等の現像剤供給機構から現像剤を供給する方式の現像装置が提案されている。
【０００３】
また、画像形成装置内部のレイアウト上の制約により、現像剤供給機構と現像装置とを隣接して配置できない場合、特許文献１、２に示すように、現像剤供給機構と現像装置とを連通するトナー送り管や搬送パイプ等の可撓性の現像剤供給路を設ける構成が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような画像形成装置においては、現像装置の交換作業やメンテナンス作業を簡素化するために、現像剤供給機構や現像剤供給路を画像形成装置本体側に残した状態で、現像装置のみを取り外し可能とすることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２のような構成では、可撓性の現像剤供給路が現像剤供給機構及び現像装置にフレキシブルに接続されるため、現像剤供給路と現像剤供給機構または現像装置との連結強度が弱くなるという問題点があった。また、特許文献１の構成ではトナー送り管の先端に設けられたプラグを現像ユニットの揺動軸に連結するため、現像ユニットの着脱時にその都度プラグを連結または連結解除する必要が生じ、現像ユニットの着脱動作が煩雑となる。
【０００７】
さらに、画像形成装置本体に対し現像装置を着脱する場合、現像ローラー（現像剤担持体）と感光体ドラム（像担持体）との干渉を回避するために、現像ローラーが感光体ドラムから所定距離だけ離間する位置まで現像装置を移動させた状態で現像装置を着脱する必要がある。このとき、現像装置の現像剤供給口に連結される現像剤供給路の連結部が画像形成装置本体側に固定されていると、現像装置の移動時に現像剤供給路の連結部と現像装置の現像剤供給口との位置関係がずれてしまい、現像装置と現像剤供給機構との連結不良が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤供給機構を装置本体側に残した状態で現像装置のみを簡単に取り外し可能であり、現像剤供給機構と現像装置との連結不良も発生しない画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置と、該現像装置を、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する着脱位置と、前記像担持体に現像剤を供給可能な現像位置と、に選択配置可能な支持フレームと、前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構と、該現像剤供給機構と前記現像装置とを連結する剛性を有する筒状体であって、一端が前記現像剤供給機構側に回動可能に支持され、他端が前記支持フレーム側に回動可能に支持される現像剤供給路と、を備えた画像形成装置である。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給路と前記支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けたことを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給機構は、前記現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給路内には現像剤を搬送するスパイラルが配置されており、前記スパイラルの回転軸と、前記現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記連結部材は、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つ前記ジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、前記第１係合突起が前記スパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、前記第２係合突起が前記駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、剛性を有する現像剤供給路を用いて現像剤供給機構と現像装置とを連結するため、連結強度を高めることができる。また、現像装置を現像位置または着脱位置に移動させたとき、現像剤供給路は支持フレームの移動に連動して、補給口の位置を一定範囲に保持しながら回動する。従って、現像装置の現像剤供給口と現像剤供給路の補給口との位置関係を常に略一定に維持可能となり、現像剤供給路と現像装置との連結不良の発生を効果的に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像剤供給路と支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けることにより、現像装置を現像位置または着脱位置に移動させる際に支持フレームを平行移動させたとき、現像剤供給路を現像装置の移動に追従して回動させることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、現像剤供給機構を、現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置することにより、現像剤供給機構を取り外すことなく現像装置を着脱することができ、画像形成装置のメンテナンス性が向上する。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、現像剤供給路内に配置された現像剤を搬送するスパイラルの回転軸と、現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けることにより、現像剤供給路の回動によってスパイラルの回転軸と駆動入力軸との角度が変化した場合でも、駆動入力軸の回転駆動力をスパイラルに確実に伝達することができる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の画像形成装置において、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、第１係合突起がスパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、第２係合突起が駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合する連結部材を用いることで、スパイラルの駆動トルクの大きさに係わらず、駆動入力軸の回転駆動力をスパイラルに確実に伝達することができ、耐久性にも優れた連結機構となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図
【図２】本発明の画像形成装置１００に搭載される現像装置４の外観斜視図
【図３】図２に示す現像装置４の側面断面図
【図４】図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図
【図５】図４における現像装置４と中間ホッパー６との連結部分の拡大図
【図６】支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図
【図７】支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図
【図８】図７における一方の爪部４６周辺の部分拡大図
【図９】フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図
【図１０】トナーコンテナ５の分解斜視図
【図１１】中間ホッパー６と搬送パイプ７０との連結部分を下方から見た斜視図
【図１２】搬送パイプ７０内に配置されるスパイラル７１の回転軸７１ａと中間ホッパー６側の駆動入力軸７２との連結部分の拡大図
【図１３】回転軸７１ａと駆動入力軸７２を連結する連結部分の分解斜視図
【図１４】現像装置４を現像位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図１４（ａ））、及び搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図（図１４（ｂ））
【図１５】現像装置４を着脱位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図１５（ａ））、及び搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図（図１５（ｂ））
【図１６】回転軸７１ａと駆動入力軸７２を連結する連結部材の他の例を示す側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Ｐにおいて、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から中間ホッパー６を介して行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２１】
画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。
【００２２】
帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。転写ローラー７は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置８は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。
【００２４】
そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。
【００２５】
上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー７により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部９を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。
【００２６】
図２及び図３は、現像装置４の斜視図及び側面断面図である。図３に示すように、現像容器２０内には、現像容器２０と一体形成された仕切壁（図示せず）によって第１貯留室２１と第２貯留室２２とが形成されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。現像容器２０の上部にはトナー供給口２０ａが設けられており、現像容器２０内のトナー量を検知するトナーセンサー（図示せず）の検知結果に応じてトナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが中間ホッパー６（図１参照）を介して供給される。
【００２７】
また、トナー供給口２０ａの開口縁を囲むようにスポンジ部材２６が設けられている。スポンジ部材２６は、中間ホッパー６から現像装置４までのトナー供給路である搬送パイプ７０の補給口８１（図１３参照）とトナー供給口２０ａとの隙間を密閉してトナー漏れを防止する。
【００２８】
第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸を中心とし、その周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。なお、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向である現像容器２０の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の両端部においては仕切壁が存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら搬送して現像ローラー２５に供給する。
【００２９】
現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成るマグネット体２７が固定されている。このマグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。現像ローラー２５は外周面の一部が現像容器２０から露出しており、露出部分が感光体ドラム１（図１参照）に対向するように配置されている。
【００３０】
そして、トナー薄層の形成された現像ローラー２５が感光体ドラム１の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラー２５は、モーター（図示せず）及びギア列により所定の速度で回転駆動される。また、現像ローラー２５の両端部には現像容器２０と現像ローラー２５との隙間からの現像剤の漏出を防止するための磁気シール部材２８が配設されている。
【００３１】
規制ブレード２９は、その長手方向が現像ローラー２５の最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する層厚規制部３０を形成する。層厚規制部３０の隙間は０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定される。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。ここでは、磁性体の規制ブレード２９に永久磁石３１を装着して磁性を付与している。
【００３２】
マグネット体２７は、Ｎ極及びＳ極から成る複数の磁極（図示せず）を有している。規制ブレード２９にはマグネット体２７の磁極が並行するため、規制ブレード２９の先端には極が集中され、層厚規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。
【００３３】
この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラー２５との間にトナーが連なったトナー鎖（磁気ブラシ）が形成される。そして、層厚規制部３０を通過することにより層規制され、現像ローラー２５上にトナー薄層が形成される。規制ブレード２９に永久磁石３１を配置することにより、層厚規制部３０の間隔だけでなく層厚規制部３０に発生する磁界によって規制力を高め、現像ローラー２５上に数十μｍのトナー薄層を形成する。一方、トナー薄層の形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側（図３の下側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラー２５が図３の時計方向に回転してトナー鎖が感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、トナー鎖は感光体ドラム１表面に接触してトナー像を形成する。
【００３４】
図４は、図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図であり、図５は、図４における現像装置４と中間ホッパー６との連結部分の拡大図である。なお、図４及び図５は、図１の裏面側から見た状態を示している。また、図５ではトナーコンテナ５を取り外した状態を示している。
【００３５】
現像装置４は、画像形成装置１００本体（図１参照）に対し水平方向（矢印ＡＡ′方向）に移動可能な支持フレーム４１上に載置されている。支持フレーム４１が矢印Ａ方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１に対して予め定められたギャップで対向し、感光体ドラム１にトナーを供給可能な位置（以下、現像位置という）に配置される。一方、支持フレーム４１が矢印Ａ′方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１から離間し、画像形成装置１００本体から着脱可能な位置（以下、着脱位置という）に配置される。
【００３６】
着脱位置に配置された現像装置４は、支持フレーム４１の底面部に沿って挿入または引き出されることにより、支持フレーム４１に対して装着及び離脱（着脱）される。また、現像装置４を現像位置に配置すると、現像装置４から感光体ドラム１にトナーの供給が可能となる。支持フレーム４１の移動機構については後述する。
【００３７】
中間ホッパー６は、画像形成装置１００本体に固定されトナーコンテナ５が装着されるホッパー上部６ａと、ホッパー上部６ａに対し回転可能に連結されるホッパー下部６ｂとで構成されている。ホッパー上部６ａ内には、トナーコンテナ５が連結される駆動軸６１と、駆動軸６１に固定されたパドル６３とが配置されている。ホッパー下部６ｂには、現像装置４のトナー供給口２０ａにトナーを搬送する搬送パイプ７０が連結されている。搬送パイプ７０は剛性を有する筒状体であり、ホッパー下部６ｂの内部と搬送パイプ７０の内部とが連通している。搬送パイプ７０の内部には中間ホッパー６内のトナーを現像装置４に移送するためのスパイラル７１（図１４参照）が配置されている。
【００３８】
搬送パイプ７０の現像側端部７０ａは、支持フレーム４１の上方に支持されたプレート４２に回転自在に連結されている。また、プレート４２は、支軸４３において支持フレーム４１に対し回転可能に支持されている。この構成により、プレート４２は支持フレーム４１と搬送パイプ７０とを回動可能に連結するリンク部材として機能し、支持フレーム４１が矢印ＡＡ′方向に往復移動（平行移動）するとき、搬送パイプ７０が矢印ＢＢ′方向に回動できるようになっている。
【００３９】
次に、支持フレーム４１の移動機構について説明する。図６は、支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図であり、図７は、支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図、図８は、図７における一方の爪部４６周辺（図７の破線円Ｓ内）の部分拡大図、図９は、フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図である。なお、図６では現像解除レバー４４の記載を省略している。
【００４０】
現像解除レバー４４は、支持フレーム４１の下方に回転可能に支持されたシャフト４５の一端に固定されている。シャフト４５の両端部近傍には２つの爪部４６が設けられており、現像解除レバー４４を操作することによってシャフト４５及び爪部４６が回転するようになっている。支持フレーム４１の裏面側には、一対のレール部４１ａと、コイルバネ４７の一端を受ける一対のバネ受け部４８と、各爪部４６に対向して配置された一対の突起部４９が形成されている。
【００４１】
フレーム固定部材５０は画像形成装置１００本体側に固定されており、支持フレーム４１のレール部４１ａが係合するレール係合溝５１と、コイルバネ４７が収容されるバネスペース５３とが形成されている。即ち、コイルバネ４７の両端はバネ受け部４８とバネスペース５３の左端の内壁面とに接触しており、通常は、支持フレーム４１のバネ受け部４８にはフレーム固定部材５０へ近づく方向（矢印Ａ方向）の付勢力が作用している。
【００４２】
図８の状態から現像解除レバー４４を矢印Ｃ方向に回動させると、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面を押圧する。これにより、支持フレーム４１は矢印Ａ′方向に移動し、現像装置４（図４参照）は着脱位置に配置される。また、支持フレーム４１と共にバネ受け部４８も矢印Ａ′方向に移動するため、コイルバネ４７はバネスペース５３の左端の内壁面に押し付けられて圧縮される。
【００４３】
次に、現像解除レバー４４を矢印Ｃ′方向に回動させて図８の状態に戻すと、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面から離間する。これにより、圧縮されていたコイルバネ４７が伸長してバネ受け部４８を押圧するため、支持フレーム４１は矢印Ａ方向に移動し、現像装置４（図４参照）は現像位置に配置される。
【００４４】
図１０は、トナーコンテナ５の分解斜視図である。トナーコンテナ５は、円筒状のコンテナ本体５５と、コンテナ本体５５の両端部に装着されるキャップ５６ａ、５６ｂとを有する。コンテナ本体５５の内壁面には螺旋状のリブ５５ａが形成されており、中間ホッパー６側のキャップ５６ａにはトナー排出口５７が形成されている。また、コンテナ本体５５とキャップ５６ａとの間にはトナー排出口５７と略同一形状の開口５８ａが形成されたシャッター５８が配置されている。
【００４５】
中間ホッパー６の駆動軸６１（図５参照）に連結されたキャップ５６ａと共に、コンテナ本体５５を正回転（図１０の時計回り方向に回転）させると、リブ５５ａの位相の進行によってコンテナ本体５５内に収容されたトナーも徐々に軸方向（矢印Ｆ方向）に沿ってキャップ５６ｂ側からキャップ５６ａ側（中間ホッパー６側）へ移動する。また、シャッター５８の開口５８ａは、コンテナ本体５５が正回転するときキャップ５６ａのトナー排出口５７と重なり合う位置に配置される。
【００４６】
従って、コンテナ本体５５を正回転させることで、コンテナ本体５５内のトナーは開口５８ａ及びトナー排出口５７を介して中間ホッパー６に供給される。一方、コンテナ本体５５を逆回転させると、シャッター５８の開口５８ａはキャップ５６ａのトナー排出口５７と重ならない位置に移動し、トナー排出口５７が閉鎖される。
【００４７】
図１１は、中間ホッパー６と搬送パイプ７０との連結部分を下方から見た斜視図である。搬送パイプ７０が連結されたホッパー下部６ｂは、回動支点６４においてホッパー上部６ａに回動可能に連結されている。搬送パイプ７０内に配置されたスパイラル７１（図１２参照）の一端には第１カップリング７３が設けられており、中間ホッパー６側の駆動入力軸７２の一端に設けられた第２カップリング７５に連結されている。駆動入力軸７２には駆動入力ギア６２が固定されており、駆動入力ギア６２はアイドルギア６３を介して中間ホッパー６の駆動軸６１に固定された大径ギア６５に連結されている。
【００４８】
図１２は、搬送パイプ７０内に配置されるスパイラル７１の回転軸７１ａと中間ホッパー６側の駆動入力軸７２とを連結する連結部分の拡大図であり、図１３は、回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを連結する連結部分の分解斜視図である。第１カップリング７３と第２カップリング７５との間にはジョイント７７が配置されている。ジョイント７７は、球形のジョイント本体７８と、ジョイント本体７８の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起７９と、一対の第１係合突起７９を通る直線Ｌ１と垂直であり、且つジョイント本体７８の中心を通る直線Ｌ２上に突設された一対の第２係合突起８０と、を有している。
【００４９】
そして、第１係合突起７９が第１カップリング７３に形成された第１係合孔７３ａに回転自在に係合し、第２係合突起８０が第２カップリング７５に形成された第２係合孔７５ａに回転自在に係合することで、スパイラル７１と駆動入力軸７２とが屈曲可能、且つ回転可能に連結されている。
【００５０】
上記の構成により、駆動軸６１を正回転させると、トナーコンテナ５が回転してコンテナ本体５５内のトナーが中間ホッパー３のホッパー上部６ａに供給される。ホッパー上部６ａに供給されたトナーは駆動軸６１と共に回転するパドル６３によってホッパー下部６ｂへ落下する。一方、駆動軸６１に固定された大径ギア６５、アイドルギア６３、駆動入力ギア６２も回転し、駆動入力ギア６２が固定された駆動入力軸７２が回転するため、駆動入力軸７２に連結されたスパイラル７１も回転する。その結果、ホッパー下部６ｂ内のトナーがスパイラル７１の回転によって搬送パイプ７０内を移動し、トナー供給口２０ａから現像装置４内部へ供給される。
【００５１】
図１４（ａ）は、現像装置４を現像位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図５の下方向から見た図）であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図である。支持フレーム４１（図４参照）を矢印Ａ方向に移動させて現像装置４を現像位置に配置する場合、支持フレーム４１に支持されたプレート４２が支軸４３を中心として矢印Ｂ方向に回動する。また、ホッパー下部６ｂ及び搬送パイプ７０も回動支点６４を中心として矢印Ｂ方向に回動する。これにより、搬送パイプ７０の補給口８１も矢印Ｂ方向に回動する。その結果、現像装置４の現像位置への移動に伴うトナー供給口２０ａの矢印Ａ方向への移動に追従して補給口８１も矢印Ａ方向へ移動する。
【００５２】
図１５（ａ）は、現像装置４を着脱位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図５の下方向から見た図）であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図である。支持フレーム４１（図４参照）を矢印Ａ′方向に移動させて現像装置４を着脱位置に配置する場合、支持フレーム４１に支持されたプレート４２が支軸４３を中心として矢印Ｂ′方向に回動する。また、ホッパー下部６ｂ及び搬送パイプ７０も回動支点６４を中心として矢印Ｂ′方向に回動する。これにより、搬送パイプ７０の補給口８１も矢印Ｂ′方向に回動する。その結果、現像装置４の着脱位置への移動に伴うトナー供給口２０ａの矢印Ａ′方向への移動に追従して補給口８１も矢印Ａ′方向へ移動する。
【００５３】
従って、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６を画像形成装置１００本体内へ残した状態で、現像装置４を現像位置と着脱位置とに選択配置することができる。また、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６が現像装置４の着脱方向（図４の紙面手前側）に重なり合う位置に配置されていないため、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６を取り外すことなく現像装置４を着脱することができる。従って、画像形成装置１００に対して現像装置４、トナーコンテナ５をそれぞれ別個に着脱することができ、画像形成装置１００のメンテナンス性が向上する。
【００５４】
また、現像装置４を現像位置または着脱位置に移動させたとき、搬送パイプ７０は支持フレーム４１の矢印ＡＡ′方向への移動に連動して、補給口８１の位置を一定範囲に保持しながら矢印ＢＢ′方向に回動する。従って、現像装置４のトナー供給口２０ａと搬送パイプ７０の補給口８１との位置関係も常に略一定に維持可能となり、搬送パイプ７０と現像装置４との連結不良の発生を効果的に防止することができる。また、剛性を有する搬送パイプ７０を用いて中間ホッパー６と現像装置４とを連結するため、搬送パイプ７０と中間ホッパー６または現像装置４との連結強度を高めることができる。
【００５５】
なお、現像装置４が平行移動するのに対し、搬送パイプ７０は回転移動するため、厳密にはトナー供給口２０ａに対する補給口８１の相対的位置及び角度はある程度変化する。しかし、トナー供給口２０ａは補給口８１に比べて大きく形成されており、トナー供給口２０ａの周囲にはスポンジ部材２６（図２参照）が設けられているため、補給口８１の位置及び角度が若干変化したとしても、トナー供給口２０ａと補給口８１とがずれてトナーが漏出するおそれはない。
【００５６】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ジョイント７７を用いてスパイラル７１の回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを屈曲可能、且つ回転可能に連結したが、例えば図１６に示すように、連結部材として弾性材料で形成された中空筒状体８３を用いて回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを連結させることもできる。しかし、中空筒状体８３はスパイラル７１の駆動トルク（トナー搬送トルク）が大きいと捩れが生じる可能性があり、耐久性の面でもジョイント７７よりも劣る。そのため、連結部材として図１３に示したようなジョイント７７を用いることが好ましい。
【００５７】
また、ここでは図２及び図３に示したような磁性一成分現像剤を用いる現像装置４を用いる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像装置であっても良い。例えば、磁気ローラーと現像ローラーを用い、磁気ローラー上にキャリアを残したまま現像ローラー上にトナーのみを移動させてトナー薄層を形成する現像装置に適用することもできる。また、トナーコンテナ５についても、図１０に示したようにコンテナ本体５５を回転させて内部のトナーを移動させる方式に限らず、コンテナ本体内にトナー搬送用のパドルやスパイラルを配置する方式を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、着脱可能な現像装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、剛性を有する現像剤供給路を用いて現像剤供給機構と現像装置との連結強度を高めるとともに、現像装置の現像位置または着脱位置への移動による現像剤供給路と現像装置との連結不良の発生を効果的に防止することができ、メンテナンス性にも優れた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
５ トナーコンテナ
６ 中間ホッパー（現像剤供給機構）
６ａ ホッパー上部
６ｂ ホッパー下部
２０ 現像容器
２０ａ トナー供給口
２５ 現像ローラー（現像剤担持体）
４１ 支持フレーム
４２ プレート（リンク部材）
４４ 現像解除レバー
５０ フレーム固定部材
７０ 搬送パイプ（現像剤供給路）
７１ スパイラル
７２ 駆動入力軸
７３ 第１カップリング
７３ａ 第１係合孔
７５ 第２カップリング
７５ａ 第２係合孔
７７ ジョイント（連結部材）
７８ ジョイント本体
７９ 第１係合突起
８０ 第２係合突起
８１ 補給口
８３ 中空筒状体（連結部材）
１００ 画像形成装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、着脱式の現像装置を備えた複写機、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関し、特に、現像装置と現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構との連結構造に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成装置に搭載される現像装置は、メンテナンスの容易化のため現像装置内に一定量の現像剤（トナー）を充填しておき、現像剤がなくなると現像装置ごと交換していた。しかし、現像装置は経済上の観点から頻繁に交換できず、ある程度多数枚の画像形成を行うためには現像剤の容量を大きくせざるを得ないため、上記の方式では小型化は困難である。そこで、現像装置の小型化を図るために、現像装置とは別個に設けられたトナー収容容器や中間ホッパー等の現像剤供給機構から現像剤を供給する方式の現像装置が提案されている。
【０００３】
また、画像形成装置内部のレイアウト上の制約により、現像剤供給機構と現像装置とを隣接して配置できない場合、特許文献１、２に示すように、現像剤供給機構と現像装置とを連通するトナー送り管や搬送パイプ等の可撓性の現像剤供給路を設ける構成が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２７０９５０号公報
【特許文献２】特開２００５−３１６２８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、上述したような画像形成装置においては、現像装置の交換作業やメンテナンス作業を簡素化するために、現像剤供給機構や現像剤供給路を画像形成装置本体側に残した状態で、現像装置のみを取り外し可能とすることが好ましい。
【０００６】
しかしながら、特許文献１、２のような構成では、可撓性の現像剤供給路が現像剤供給機構及び現像装置にフレキシブルに接続されるため、現像剤供給路と現像剤供給機構または現像装置との連結強度が弱くなるという問題点があった。また、特許文献１の構成ではトナー送り管の先端に設けられたプラグを現像ユニットの揺動軸に連結するため、現像ユニットの着脱時にその都度プラグを連結または連結解除する必要が生じ、現像ユニットの着脱動作が煩雑となる。
【０００７】
さらに、画像形成装置本体に対し現像装置を着脱する場合、現像ローラー（現像剤担持体）と感光体ドラム（像担持体）との干渉を回避するために、現像ローラーが感光体ドラムから所定距離だけ離間する位置まで現像装置を移動させた状態で現像装置を着脱する必要がある。このとき、現像装置の現像剤供給口に連結される現像剤供給路の連結部が画像形成装置本体側に固定されていると、現像装置の移動時に現像剤供給路の連結部と現像装置の現像剤供給口との位置関係がずれてしまい、現像装置と現像剤供給機構との連結不良が発生するおそれがあった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、現像剤供給機構を装置本体側に残した状態で現像装置のみを簡単に取り外し可能であり、現像剤供給機構と現像装置との連結不良も発生しない画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置と、該現像装置を、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する着脱位置と、前記像担持体に現像剤を供給可能な現像位置と、に選択配置可能な支持フレームと、前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構と、該現像剤供給機構と前記現像装置とを連結する剛性を有する筒状体であって、一端が前記現像剤供給機構側に回動可能に支持され、他端が前記支持フレーム側に回動可能に支持される現像剤供給路と、を備えた画像形成装置である。
【００１０】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給路と前記支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けたことを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給機構は、前記現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置されることを特徴としている。
【００１２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記現像剤供給路内には現像剤を搬送するスパイラルが配置されており、前記スパイラルの回転軸と、前記現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けたことを特徴としている。
【００１３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記連結部材は、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つ前記ジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、前記第１係合突起が前記スパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、前記第２係合突起が前記駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合することを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の第１の構成によれば、剛性を有する現像剤供給路を用いて現像剤供給機構と現像装置とを連結するため、連結強度を高めることができる。また、現像装置を現像位置または着脱位置に移動させたとき、現像剤供給路は支持フレームの移動に連動して、補給口の位置を一定範囲に保持しながら回動する。従って、現像装置の現像剤供給口と現像剤供給路の補給口との位置関係を常に略一定に維持可能となり、現像剤供給路と現像装置との連結不良の発生を効果的に防止することができる。
【００１５】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、現像剤供給路と支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けることにより、現像装置を現像位置または着脱位置に移動させる際に支持フレームを平行移動させたとき、現像剤供給路を現像装置の移動に追従して回動させることができる。
【００１６】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、現像剤供給機構を、現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置することにより、現像剤供給機構を取り外すことなく現像装置を着脱することができ、画像形成装置のメンテナンス性が向上する。
【００１７】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、現像剤供給路内に配置された現像剤を搬送するスパイラルの回転軸と、現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けることにより、現像剤供給路の回動によってスパイラルの回転軸と駆動入力軸との角度が変化した場合でも、駆動入力軸の回転駆動力をスパイラルに確実に伝達することができる。
【００１８】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第４の構成の画像形成装置において、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、第１係合突起がスパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、第２係合突起が駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合する連結部材を用いることで、スパイラルの駆動トルクの大きさに係わらず、駆動入力軸の回転駆動力をスパイラルに確実に伝達することができ、耐久性にも優れた連結機構となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の概略断面図
【図２】本発明の画像形成装置１００に搭載される現像装置４の外観斜視図
【図３】図２に示す現像装置４の側面断面図
【図４】図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図
【図５】図４における現像装置４と中間ホッパー６との連結部分の拡大図
【図６】支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図
【図７】支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図
【図８】図７における一方の爪部４６周辺の部分拡大図
【図９】フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図
【図１０】トナーコンテナ５の分解斜視図
【図１１】中間ホッパー６と搬送パイプ７０との連結部分を下方から見た斜視図
【図１２】搬送パイプ７０内に配置されるスパイラル７１の回転軸７１ａと中間ホッパー６側の駆動入力軸７２との連結部分の拡大図
【図１３】回転軸７１ａと駆動入力軸７２を連結する連結部分の分解斜視図
【図１４】現像装置４を現像位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図１４（ａ））、及び搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図（図１４（ｂ））
【図１５】現像装置４を着脱位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図１５（ａ））、及び搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図（図１５（ｂ））
【図１６】回転軸７１ａと駆動入力軸７２を連結する連結部材の他の例を示す側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置（例えばモノクロプリンター）１００では、コピー動作を行う場合、装置本体内の画像形成部Ｐにおいて、不図示のパーソナルコンピューター（ＰＣ）から送信された原稿画像データに基づく静電潜像が形成され、現像装置４により静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成される。この現像装置４へのトナーの供給はトナーコンテナ５から中間ホッパー６を介して行われる。そして、このような画像形成装置１００では、感光体ドラム１を図１において時計回りに回転させながら、感光体ドラム１に対する画像形成プロセスが実行される。
【００２１】
画像形成部Ｐには、感光体ドラム１の回転方向（時計回り）に沿って、帯電部２、露光ユニット３、現像装置４、転写ローラー７、クリーニング装置８、及び除電装置（図示せず）が配設されている。感光体ドラム１は、例えばアルミドラムに感光層が積層されたものであり、帯電部２により、表面を帯電させるようになっている。そして、後述する露光ユニット３からのレーザービームを受けた表面に、帯電を減衰させた静電潜像を形成する。なお、上記の感光層は、特に限定するものではないが、例えば耐久性に優れるアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）や、帯電時のオゾンの発生が少なく高解像度の画像が得られる有機感光層（ＯＰＣ）等が好ましい。
【００２２】
帯電部２は、感光体ドラム１の表面を均一に帯電させるものである。例えば帯電部２として、細いワイヤー等を電極として高電圧を印加することにより放電するコロナ放電装置が用いられる。なお、コロナ放電装置に代えて、帯電ローラーに代表される帯電部材を感光体表面に接触させた状態で電圧を印加する接触式の帯電装置を用いても良い。露光ユニット３は、画像データに基づいて光ビーム（例えばレーザービーム）を感光体ドラム１に照射し、感光体ドラム１の表面に静電潜像を形成する。
【００２３】
現像装置４は、感光体ドラム１の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成させるものである。なお、ここでは磁性を有するトナー成分のみから構成される一成分現像剤（以下、単にトナーともいう）が現像装置４に収容されている。また、現像装置４の詳細については後述する。転写ローラー７は、感光体ドラム１表面に形成されたトナー像を乱さずに用紙搬送路１１を搬送されてくる用紙に転写する。クリーニング装置８は、感光体ドラム１の長手方向に線接触するクリーニングローラーやブレード材等を備えており、トナー像が用紙に転写された後に、感光体ドラム１の表面に残った残留トナーを除去する。
【００２４】
そして、予め入力された画像データに基づいて露光ユニット３が感光体ドラム１上にレーザービーム（光線）を発することで、その画像データに基づく静電潜像を感光体ドラム１表面に形成する。その後、現像装置４が静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。
【００２５】
上記のようにトナー像が形成された画像形成部Ｐに向けて、用紙収容部１０から用紙が用紙搬送路１１及びレジストローラー対１３を経由して所定のタイミングで搬送され、画像形成部Ｐにおいて転写ローラー７により感光体ドラム１表面のトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は感光体ドラム１から分離され、定着部９に搬送されて加熱及び加圧されることで用紙にトナー像が定着される。定着部９を通過した用紙は、排出ローラー対１４を通過して用紙排出部１５に排出される。
【００２６】
図２及び図３は、現像装置４の斜視図及び側面断面図である。図３に示すように、現像容器２０内には、現像容器２０と一体形成された仕切壁（図示せず）によって第１貯留室２１と第２貯留室２２とが形成されている。そして、この第１貯留室２１には第１攪拌スクリュー２３が、第２貯留室２２には第２攪拌スクリュー２４が配設されている。現像容器２０の上部にはトナー供給口２０ａが設けられており、現像容器２０内のトナー量を検知するトナーセンサー（図示せず）の検知結果に応じてトナーコンテナ５（図１参照）に貯留されたトナーが中間ホッパー６（図１参照）を介して供給される。
【００２７】
また、トナー供給口２０ａの開口縁を囲むようにスポンジ部材２６が設けられている。スポンジ部材２６は、中間ホッパー６から現像装置４までのトナー供給路である搬送パイプ７０の補給口８１（図１３参照）とトナー供給口２０ａとの隙間を密閉してトナー漏れを防止する。
【００２８】
第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４は、それぞれ支軸を中心とし、その周囲に螺旋羽を設けた構成になっており、互いに平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。なお、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４の軸方向である現像容器２０の長手方向（図３の紙面と垂直な方向）の両端部においては仕切壁が存在せず、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４間でのトナーの受け渡しが可能となっている。これにより、第１攪拌スクリュー２３は、第１貯留室２１内のトナーを攪拌しながら第２貯留室２２に搬送し、第２攪拌スクリュー２４は、第２貯留室２２に搬送されてきたトナーを攪拌しながら搬送して現像ローラー２５に供給する。
【００２９】
現像ローラー２５は、第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４と平行な状態で現像容器２０に回転可能に軸支されている。現像ローラー２５の内部には複数の磁極を有する永久磁石から成るマグネット体２７が固定されている。このマグネット体２７の磁力により現像ローラー２５の表面にトナーを付着（担持）させてトナー薄層を形成する。現像ローラー２５は外周面の一部が現像容器２０から露出しており、露出部分が感光体ドラム１（図１参照）に対向するように配置されている。
【００３０】
そして、トナー薄層の形成された現像ローラー２５が感光体ドラム１の回転に応じて回転することで、感光体ドラム１の感光層にトナーを供給する。第１攪拌スクリュー２３、第２攪拌スクリュー２４、及び現像ローラー２５は、モーター（図示せず）及びギア列により所定の速度で回転駆動される。また、現像ローラー２５の両端部には現像容器２０と現像ローラー２５との隙間からの現像剤の漏出を防止するための磁気シール部材２８が配設されている。
【００３１】
規制ブレード２９は、その長手方向が現像ローラー２５の最大現像幅よりも大きく形成されており、現像ローラー２５と所定の間隔を隔てて配置されることにより、感光体ドラム１に供給するトナー量を規制する層厚規制部３０を形成する。層厚規制部３０の隙間は０．２ｍｍ〜０．４ｍｍ程度に設定される。規制ブレード２９の材質としては、磁性体或いは非磁性体のＳＵＳ（ステンレス）等が用いられる。ここでは、磁性体の規制ブレード２９に永久磁石３１を装着して磁性を付与している。
【００３２】
マグネット体２７は、Ｎ極及びＳ極から成る複数の磁極（図示せず）を有している。規制ブレード２９にはマグネット体２７の磁極が並行するため、規制ブレード２９の先端には極が集中され、層厚規制部３０に引き合う方向の磁界が発生する。
【００３３】
この磁界により、規制ブレード２９と現像ローラー２５との間にトナーが連なったトナー鎖（磁気ブラシ）が形成される。そして、層厚規制部３０を通過することにより層規制され、現像ローラー２５上にトナー薄層が形成される。規制ブレード２９に永久磁石３１を配置することにより、層厚規制部３０の間隔だけでなく層厚規制部３０に発生する磁界によって規制力を高め、現像ローラー２５上に数十μｍのトナー薄層を形成する。一方、トナー薄層の形成に用いられなかったトナーは規制ブレード２９の上流側（図３の下側）の側面に沿って滞留する。その後、現像ローラー２５が図３の時計方向に回転してトナー鎖が感光体ドラム１に対向する位置に移動すると、トナー鎖は感光体ドラム１表面に接触してトナー像を形成する。
【００３４】
図４は、図１の画像形成装置１００における現像装置４、トナーコンテナ５、中間ホッパー６の位置関係を示す外観斜視図であり、図５は、図４における現像装置４と中間ホッパー６との連結部分の拡大図である。なお、図４及び図５は、図１の裏面側から見た状態を示している。また、図５ではトナーコンテナ５を取り外した状態を示している。
【００３５】
現像装置４は、画像形成装置１００本体（図１参照）に対し水平方向（矢印ＡＡ′方向）に移動可能な支持フレーム４１上に載置されている。支持フレーム４１が矢印Ａ方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１に対して予め定められたギャップで対向し、感光体ドラム１にトナーを供給可能な位置（以下、現像位置という）に配置される。一方、支持フレーム４１が矢印Ａ′方向に移動することで、現像装置４は、現像ローラー２５が感光体ドラム１から離間し、画像形成装置１００本体から着脱可能な位置（以下、着脱位置という）に配置される。
【００３６】
着脱位置に配置された現像装置４は、支持フレーム４１の底面部に沿って挿入または引き出されることにより、支持フレーム４１に対して装着及び離脱（着脱）される。また、現像装置４を現像位置に配置すると、現像装置４から感光体ドラム１にトナーの供給が可能となる。支持フレーム４１の移動機構については後述する。
【００３７】
中間ホッパー６は、画像形成装置１００本体に固定されトナーコンテナ５が装着されるホッパー上部６ａと、ホッパー上部６ａに対し回転可能に連結されるホッパー下部６ｂとで構成されている。ホッパー上部６ａ内には、トナーコンテナ５が連結される駆動軸６１と、駆動軸６１に固定されたパドル６３とが配置されている。ホッパー下部６ｂには、現像装置４のトナー供給口２０ａにトナーを搬送する搬送パイプ７０が連結されている。搬送パイプ７０は剛性を有する筒状体であり、ホッパー下部６ｂの内部と搬送パイプ７０の内部とが連通している。搬送パイプ７０の内部には中間ホッパー６内のトナーを現像装置４に移送するためのスパイラル７１（図１４参照）が配置されている。
【００３８】
搬送パイプ７０の現像側端部７０ａは、支持フレーム４１の上方に支持されたプレート４２に回転自在に連結されている。また、プレート４２は、支軸４３において支持フレーム４１に対し回転可能に支持されている。この構成により、プレート４２は支持フレーム４１と搬送パイプ７０とを回動可能に連結するリンク部材として機能し、支持フレーム４１が矢印ＡＡ′方向に往復移動（平行移動）するとき、搬送パイプ７０が矢印ＢＢ′方向に回動できるようになっている。
【００３９】
次に、支持フレーム４１の移動機構について説明する。図６は、支持フレーム４１と、画像形成装置１００本体側に配置されるフレーム固定部材５０とが連結した状態を示す斜視図であり、図７は、支持フレーム４１及び現像解除レバー４４を下方から見た斜視図、図８は、図７における一方の爪部４６周辺（図７の破線円Ｓ内）の部分拡大図、図９は、フレーム固定部材５０を上方から見た斜視図である。なお、図６では現像解除レバー４４の記載を省略している。
【００４０】
現像解除レバー４４は、支持フレーム４１の下方に回転可能に支持されたシャフト４５の一端に固定されている。シャフト４５の両端部近傍には２つの爪部４６が設けられており、現像解除レバー４４を操作することによってシャフト４５及び爪部４６が回転するようになっている。支持フレーム４１の裏面側には、一対のレール部４１ａと、コイルバネ４７の一端を受ける一対のバネ受け部４８と、各爪部４６に対向して配置された一対の突起部４９が形成されている。
【００４１】
フレーム固定部材５０は画像形成装置１００本体側に固定されており、支持フレーム４１のレール部４１ａが係合するレール係合溝５１と、コイルバネ４７が収容されるバネスペース５３とが形成されている。即ち、コイルバネ４７の両端はバネ受け部４８とバネスペース５３の左端の内壁面とに接触しており、通常は、支持フレーム４１のバネ受け部４８にはフレーム固定部材５０へ近づく方向（矢印Ａ方向）の付勢力が作用している。
【００４２】
図８の状態から現像解除レバー４４を矢印Ｃ方向に回動させると、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面を押圧する。これにより、支持フレーム４１は矢印Ａ′方向に移動し、現像装置４（図４参照）は着脱位置に配置される。また、支持フレーム４１と共にバネ受け部４８も矢印Ａ′方向に移動するため、コイルバネ４７はバネスペース５３の左端の内壁面に押し付けられて圧縮される。
【００４３】
次に、現像解除レバー４４を矢印Ｃ′方向に回動させて図８の状態に戻すと、シャフト４５及び爪部４６も同方向に回転し、爪部４６の先端が突起部４９の側面から離間する。これにより、圧縮されていたコイルバネ４７が伸長してバネ受け部４８を押圧するため、支持フレーム４１は矢印Ａ方向に移動し、現像装置４（図４参照）は現像位置に配置される。
【００４４】
図１０は、トナーコンテナ５の分解斜視図である。トナーコンテナ５は、円筒状のコンテナ本体５５と、コンテナ本体５５の両端部に装着されるキャップ５６ａ、５６ｂとを有する。コンテナ本体５５の内壁面には螺旋状のリブ５５ａが形成されており、中間ホッパー６側のキャップ５６ａにはトナー排出口５７が形成されている。また、コンテナ本体５５とキャップ５６ａとの間にはトナー排出口５７と略同一形状の開口５８ａが形成されたシャッター５８が配置されている。
【００４５】
中間ホッパー６の駆動軸６１（図５参照）に連結されたキャップ５６ａと共に、コンテナ本体５５を正回転（図１０の時計回り方向に回転）させると、リブ５５ａの位相の進行によってコンテナ本体５５内に収容されたトナーも徐々に軸方向（矢印Ｆ方向）に沿ってキャップ５６ｂ側からキャップ５６ａ側（中間ホッパー６側）へ移動する。また、シャッター５８の開口５８ａは、コンテナ本体５５が正回転するときキャップ５６ａのトナー排出口５７と重なり合う位置に配置される。
【００４６】
従って、コンテナ本体５５を正回転させることで、コンテナ本体５５内のトナーは開口５８ａ及びトナー排出口５７を介して中間ホッパー６に供給される。一方、コンテナ本体５５を逆回転させると、シャッター５８の開口５８ａはキャップ５６ａのトナー排出口５７と重ならない位置に移動し、トナー排出口５７が閉鎖される。
【００４７】
図１１は、中間ホッパー６と搬送パイプ７０との連結部分を下方から見た斜視図である。搬送パイプ７０が連結されたホッパー下部６ｂは、回動支点６４においてホッパー上部６ａに回動可能に連結されている。搬送パイプ７０内に配置されたスパイラル７１（図１２参照）の一端には第１カップリング７３が設けられており、中間ホッパー６側の駆動入力軸７２の一端に設けられた第２カップリング７５に連結されている。駆動入力軸７２には駆動入力ギア６２が固定されており、駆動入力ギア６２はアイドルギア６３を介して中間ホッパー６の駆動軸６１に固定された大径ギア６５に連結されている。
【００４８】
図１２は、搬送パイプ７０内に配置されるスパイラル７１の回転軸７１ａと中間ホッパー６側の駆動入力軸７２とを連結する連結部分の拡大図であり、図１３は、回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを連結する連結部分の分解斜視図である。第１カップリング７３と第２カップリング７５との間にはジョイント７７が配置されている。ジョイント７７は、球形のジョイント本体７８と、ジョイント本体７８の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起７９と、一対の第１係合突起７９を通る直線Ｌ１と垂直であり、且つジョイント本体７８の中心を通る直線Ｌ２上に突設された一対の第２係合突起８０と、を有している。
【００４９】
そして、第１係合突起７９が第１カップリング７３に形成された第１係合孔７３ａに回転自在に係合し、第２係合突起８０が第２カップリング７５に形成された第２係合孔７５ａに回転自在に係合することで、スパイラル７１と駆動入力軸７２とが屈曲可能、且つ回転可能に連結されている。
【００５０】
上記の構成により、駆動軸６１を正回転させると、トナーコンテナ５が回転してコンテナ本体５５内のトナーが中間ホッパー３のホッパー上部６ａに供給される。ホッパー上部６ａに供給されたトナーは駆動軸６１と共に回転するパドル６３によってホッパー下部６ｂへ落下する。一方、駆動軸６１に固定された大径ギア６５、アイドルギア６３、駆動入力ギア６２も回転し、駆動入力ギア６２が固定された駆動入力軸７２が回転するため、駆動入力軸７２に連結されたスパイラル７１も回転する。その結果、ホッパー下部６ｂ内のトナーがスパイラル７１の回転によって搬送パイプ７０内を移動し、トナー供給口２０ａから現像装置４内部へ供給される。
【００５１】
図１４（ａ）は、現像装置４を現像位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図５の下方向から見た図）であり、図１４（ｂ）は、図１４（ａ）の搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図である。支持フレーム４１（図４参照）を矢印Ａ方向に移動させて現像装置４を現像位置に配置する場合、支持フレーム４１に支持されたプレート４２が支軸４３を中心として矢印Ｂ方向に回動する。また、ホッパー下部６ｂ及び搬送パイプ７０も回動支点６４を中心として矢印Ｂ方向に回動する。これにより、搬送パイプ７０の補給口８１も矢印Ｂ方向に回動する。その結果、現像装置４の現像位置への移動に伴うトナー供給口２０ａの矢印Ａ方向への移動に追従して補給口８１も矢印Ａ方向へ移動する。
【００５２】
図１５（ａ）は、現像装置４を着脱位置へ移動させたときの中間ホッパー６及び搬送パイプ７０の動作を示す下面図（図５の下方向から見た図）であり、図１５（ｂ）は、図１５（ａ）の搬送パイプ７０を取り外した状態を示す下面図である。支持フレーム４１（図４参照）を矢印Ａ′方向に移動させて現像装置４を着脱位置に配置する場合、支持フレーム４１に支持されたプレート４２が支軸４３を中心として矢印Ｂ′方向に回動する。また、ホッパー下部６ｂ及び搬送パイプ７０も回動支点６４を中心として矢印Ｂ′方向に回動する。これにより、搬送パイプ７０の補給口８１も矢印Ｂ′方向に回動する。その結果、現像装置４の着脱位置への移動に伴うトナー供給口２０ａの矢印Ａ′方向への移動に追従して補給口８１も矢印Ａ′方向へ移動する。
【００５３】
従って、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６を画像形成装置１００本体内へ残した状態で、現像装置４を現像位置と着脱位置とに選択配置することができる。また、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６が現像装置４の着脱方向（図４の紙面手前側）に重なり合う位置に配置されていないため、トナーコンテナ５及び中間ホッパー６を取り外すことなく現像装置４を着脱することができる。従って、画像形成装置１００に対して現像装置４、トナーコンテナ５をそれぞれ別個に着脱することができ、画像形成装置１００のメンテナンス性が向上する。
【００５４】
また、現像装置４を現像位置または着脱位置に移動させたとき、搬送パイプ７０は支持フレーム４１の矢印ＡＡ′方向への移動に連動して、補給口８１の位置を一定範囲に保持しながら矢印ＢＢ′方向に回動する。従って、現像装置４のトナー供給口２０ａと搬送パイプ７０の補給口８１との位置関係も常に略一定に維持可能となり、搬送パイプ７０と現像装置４との連結不良の発生を効果的に防止することができる。また、剛性を有する搬送パイプ７０を用いて中間ホッパー６と現像装置４とを連結するため、搬送パイプ７０と中間ホッパー６または現像装置４との連結強度を高めることができる。
【００５５】
なお、現像装置４が平行移動するのに対し、搬送パイプ７０は回転移動するため、厳密にはトナー供給口２０ａに対する補給口８１の相対的位置及び角度はある程度変化する。しかし、トナー供給口２０ａは補給口８１に比べて大きく形成されており、トナー供給口２０ａの周囲にはスポンジ部材２６（図２参照）が設けられているため、補給口８１の位置及び角度が若干変化したとしても、トナー供給口２０ａと補給口８１とがずれてトナーが漏出するおそれはない。
【００５６】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では、ジョイント７７を用いてスパイラル７１の回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを屈曲可能、且つ回転可能に連結したが、例えば図１６に示すように、連結部材として弾性材料で形成された中空筒状体８３を用いて回転軸７１ａと駆動入力軸７２とを連結させることもできる。しかし、中空筒状体８３はスパイラル７１の駆動トルク（トナー搬送トルク）が大きいと捩れが生じる可能性があり、耐久性の面でもジョイント７７よりも劣る。そのため、連結部材として図１３に示したようなジョイント７７を用いることが好ましい。
【００５７】
また、ここでは図２及び図３に示したような磁性一成分現像剤を用いる現像装置４を用いる構成について説明したが、これに限定されるものではなく、トナーとキャリアとから成る二成分現像剤を用いる現像装置であっても良い。例えば、磁気ローラーと現像ローラーを用い、磁気ローラー上にキャリアを残したまま現像ローラー上にトナーのみを移動させてトナー薄層を形成する現像装置に適用することもできる。また、トナーコンテナ５についても、図１０に示したようにコンテナ本体５５を回転させて内部のトナーを移動させる方式に限らず、コンテナ本体内にトナー搬送用のパドルやスパイラルを配置する方式を採用することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００５８】
本発明は、着脱可能な現像装置を備えた画像形成装置に利用可能である。本発明の利用により、剛性を有する現像剤供給路を用いて現像剤供給機構と現像装置との連結強度を高めるとともに、現像装置の現像位置または着脱位置への移動による現像剤供給路と現像装置との連結不良の発生を効果的に防止することができ、メンテナンス性にも優れた画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１ 感光体ドラム（像担持体）
４ 現像装置
５ トナーコンテナ
６ 中間ホッパー（現像剤供給機構）
６ａ ホッパー上部
６ｂ ホッパー下部
２０ 現像容器
２０ａ トナー供給口
２５ 現像ローラー（現像剤担持体）
４１ 支持フレーム
４２ プレート（リンク部材）
４４ 現像解除レバー
５０ フレーム固定部材
７０ 搬送パイプ（現像剤供給路）
７１ スパイラル
７２ 駆動入力軸
７３ 第１カップリング
７３ａ 第１係合孔
７５ 第２カップリング
７５ａ 第２係合孔
７７ ジョイント（連結部材）
７８ ジョイント本体
７９ 第１係合突起
８０ 第２係合突起
８１ 補給口
８３ 中空筒状体（連結部材）
１００ 画像形成装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置と、
該現像装置を、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する着脱位置と、前記像担持体に現像剤を供給可能な現像位置と、に選択配置可能な支持フレームと、
前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構と、
該現像剤供給機構と前記現像装置とを連結する剛性を有する筒状体であって、一端が前記現像剤供給機構側に回動可能に支持され、他端が前記支持フレーム側に回動可能に支持される現像剤供給路と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤供給路と前記支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤供給機構は、前記現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤供給路内には現像剤を搬送するスパイラルが配置されており、前記スパイラルの回転軸と、前記現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記連結部材は、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つ前記ジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、前記第１係合突起が前記スパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、前記第２係合突起が前記駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項１】
静電潜像が形成される像担持体と対向して配置され、前記像担持体との対向領域において前記像担持体に現像剤を供給する現像剤担持体を有する現像装置と、
該現像装置を、前記現像剤担持体が前記像担持体から離間する着脱位置と、前記像担持体に現像剤を供給可能な現像位置と、に選択配置可能な支持フレームと、
前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給機構と、
該現像剤供給機構と前記現像装置とを連結する剛性を有する筒状体であって、一端が前記現像剤供給機構側に回動可能に支持され、他端が前記支持フレーム側に回動可能に支持される現像剤供給路と、
を備えた画像形成装置。
【請求項２】
前記現像剤供給路と前記支持フレームとを異なる回動支点で回動可能に連結するリンク部材を設けたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記現像剤供給機構は、前記現像装置の着脱方向に重なり合わない位置に配置されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記現像剤供給路内には現像剤を搬送するスパイラルが配置されており、前記スパイラルの回転軸と、前記現像剤供給機構側に配置された駆動入力軸とを屈曲可能且つ回転可能に連結する連結部材を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記連結部材は、球形のジョイント本体と、該ジョイント本体の中心に対し点対称の位置に突設された一対の第１係合突起と、該一対の第１係合突起を通る直線と垂直であり、且つ前記ジョイント本体の中心を通る直線上に突設された一対の第２係合突起と、を有し、前記第１係合突起が前記スパイラルの一端に形成された第１カップリングに回転自在に係合し、前記第２係合突起が前記駆動入力軸の端部に形成された第２カップリングに回転自在に係合することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１３−５７８４９（Ｐ２０１３−５７８４９Ａ）
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１９６８８６（Ｐ２０１１−１９６８８６）
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年３月２８日（２０１３．３．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月９日（２０１１．９．９）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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