JP2006235473A - 画像形成装置、トナーカートリッジ、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 現像装置とトナーカートリッジとの間でトナーを循環させる循環手段を現像装置に備えた画像形成装置において、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを防止すること。
【解決手段】 トナーカートリッジ６０に設けられたアジテータの回転軸６１ａには、図示しない駆動カップリングを介してレーザプリンタ本体から駆動力が伝達され、その回転軸にはギヤ６１ｂが一体に設けれている。このトナーカートリッジ６０が装着される現像カートリッジ４０の支持部４２には、トナーカートリッジ６０の装着時にギヤ６１ｂと噛み合うギヤ５３が露出している。このギヤ５３は、現像カートリッジ４０内に設けられたオーガと一体に回転するギヤ４３ａ，４４ａと噛み合い、トナーカートリッジ６０の装着時にのみオーガに駆動力を伝達することができる。
【選択図】 図１３

Description

本発明は、静電潜像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像して被記録媒体に付着させることで画像を形成するいわゆる電子写真方式の画像形成装置、並びに、その画像形成装置で使用可能なトナーカートリッジ及びプロセスカートリッジに関する。

従来より、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像の現像に供されるトナーが内部に収容されるトナーカートリッジと、該トナーカートリッジに収容されたトナーを前記静電潜像担持体の表面に付着させて前記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により前記静電潜像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、前記トナーカートリッジが着脱可能に構成され、少なくとも前記現像手段を収容した現像装置と、を備えた画像形成装置が考えられている。この種の画像形成装置では、静電潜像担持体の表面に静電潜像が形成されると、現像手段は、トナーカートリッジに収容されたトナーを前記静電潜像担持体の表面に付着させて前記静電潜像を現像する。続いて、前記のように現像手段により前記静電潜像担持体の表面に付着されたトナーを、転写手段が被記録媒体に転写することにより、前記被記録媒体に前記静電潜像に対応した画像を形成することができる。また、前記現像手段を収容した現像装置は前記トナーカートリッジを着脱可能に構成されているため、トナーの消耗時にはトナーカートリッジを交換して、画像形成を続けることができる。

更に、この種の画像形成装置では、現像装置の筐体内にオーガなどの循環手段を設け、その現像装置と前記トナーカートリッジとの間でトナーを循環させることも提案されている。このようにしてトナーを循環させることにより、劣化したトナーが一部に集中して固着するのを防止することができ、トナーの流動性を確保することができる（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３１９２０１号公報

ところが、このように現像装置にオーガなどの循環手段を設けた場合、トナーカートリッジが外された状態で循環手段に駆動力が加わってしまうと、現像装置内のトナーの圧力が高くなり、カートリッジが有する隙間からトナーが外にあふれ出してしまう。そこで、本発明は、現像装置とトナーカートリッジとの間でトナーを循環させる循環手段を現像装置に備えた画像形成装置において、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを防止することを目的としてなされた。

前記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、前記静電潜像の現像に供されるトナーが内部に収容されるトナーカートリッジと、該トナーカートリッジに収容されたトナーを前記静電潜像担持体の表面に付着させて前記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により前記静電潜像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、前記トナーカートリッジが着脱可能に構成され、少なくとも前記現像手段を収容した現像装置と、を備えた画像形成装置であって、前記現像装置に収容され、その現像装置と前記トナーカートリッジとの間でトナーを循環させる循環手段と、前記トナーカートリッジに設けられ、前記循環手段を駆動する駆動力を前記現像装置に出力する駆動力出力部と、前記現像装置に設けられ、前記トナーカートリッジが前記現像装置に装着され、かつ、前記駆動力出力部から駆動力が出力されたとき、その駆動力により前記循環手段を駆動する循環手段駆動部と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、循環手段は現像装置とトナーカートリッジとの間でトナーを循環させ、劣化したトナーが一部に集中して固化するのを防止して、トナーの流動性を確保する。また、この循環手段を駆動する循環手段駆動部は、トナーカートリッジが現像装置に装着され、かつ、そのトナーカートリッジに設けられた駆動力出力部から現像装置に駆動力が出力されたとき、その駆動力により前記循環手段を駆動する。このため、トナーカートリッジが現像装置に装着されていないときは、前記駆動力出力部からの駆動力は循環手段駆動部に伝達されず、循環手段は駆動されない。このため、本発明では、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを防止し、延いては、トナーが現像装置からあふれ出すのを良好に防止することができる。

なお、本発明の画像形成装置では、前記現像装置が着脱可能に構成されていてもよい。この場合、現像手段の劣化に応じて現像装置を交換することができ、メンテナンス性が向上する。また、前記静電潜像担持体が着脱可能に構成されていてもよい。この場合、静電潜像担持体の劣化に応じてその静電潜像担持体を交換することができ、メンテナンス性が向上する。

また、前記トナーカートリッジは、前記駆動力出力部から出力すべき駆動力が入力される駆動力入力部を、更に備えていてもよい。そして、この場合、前記駆動力入力部と前記駆動力出力部とが、前記トナーカートリッジの互いに対向する面に配設されていれば、次のような更なる効果が生じる。すなわち、この場合、駆動力入力部近傍及び駆動力出力部近傍におけるギヤ配置などの駆動系の設計が容易になり、装置の小型化も容易になる。

より詳細に説明すれば、現像装置において、現像手段と循環手段とは近接配置する必要がある。ここに更に、トナーを現像手段に供給する供給ローラ等の駆動対象を配置する場合は、現像装置の一方の側面に駆動機構を配置することが非常に困難になる。従って、現像装置の両方の側面に駆動機構を設けることが好ましい。しかしながら、モータも現像装置の両方の側面に配置してしまっては、画像形成装置全体が大きくなってしまう。そこで、トナーカートリッジを介して、一方の側面から他方の側面に駆動力を伝達すれば、画像形成装置全体を大きくすることなく、好適に駆動することが可能となる。

また、前記現像装置は、前記トナーカートリッジがその現像装置に装着されているか否かに関わらず、画像形成装置本体から前記現像手段へ駆動力を伝達可能な駆動力伝達手段を、更に備えてもよい。この場合、トナーカートリッジを装着せずに現像手段を駆動して、各種試験及び評価を行うことができる。また、このときも循環手段は駆動されないので、前述のようにトナーが現像装置からあふれ出すのを防止することができる。

更に、この場合、前記駆動力伝達手段は、前記トナーカートリッジが前記現像装置に装着されている場合、前記現像手段及び前記駆動力入力部の双方へ駆動力を伝達してもよい。この場合、現像手段にトナーカートリッジが装着されていないときは駆動力入力部に駆動力が伝達されない。このため、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを一層良好に防止し、延いては、トナーが現像装置からあふれ出すのを一層良好に防止することができる。

逆に、前記駆動力入力部は、画像形成装置本体から前記駆動力が入力されてもよい。この場合、画像形成装置本体からトナーカートリッジへ直接駆動力を入力することができるので、その駆動力伝達経路を短縮して駆動力のロスを軽減することができる。

更に、この場合、前記駆動力入力部は、前記駆動力伝達手段とは独立して前記画像形成装置本体から前記駆動力が入力されてもよい。この場合、トナーカートリッジの装着時には、現像手段と循環手段とを独立に駆動制御することができる。

なお、前記各発明は、循環手段の構成を特に限定するものではないが、前記循環手段は、前記トナーカートリッジから前記現像装置へトナーを供給する供給オーガと、前記現像装置から前記トナーカートリッジへトナーを戻す戻しオーガと、を備えてもよい。この場合、簡単な構成で循環手段を構成することができ、製造コストを低減することができる。

また、本発明のトナーカートリッジは、静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段を収容した現像装置に着脱可能に構成され、前記現像手段による現像に供されるトナーが内部に収容されるトナーカートリッジであって、駆動力が入力される駆動力入力部と、該駆動力入力部に入力された駆動力を前記現像装置に向けて出力可能な駆動力出力部と、を備えたことを特徴としている。

このように構成されたトナーカートリッジを前述のような循環手段を備えた現像装置と組み合わせて使用することにより、前記発明の画像形成装置を構成することができ、同様の作用・効果が生じる。すなわち、現像装置とトナーカートリッジとの間でトナーを循環させ、トナーが固化するのを防止してトナーの流動性を確保すると共に、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを防止して、トナーが現像装置からあふれ出すのを良好に防止することができる。

そして、この場合、前記駆動力入力部には、前記現像装置から駆動力が入力されてもよい。この場合、現像手段にトナーカートリッジが装着されていないときは駆動力入力部に駆動力が伝達されない。このため、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを一層良好に防止し、延いては、トナーが現像装置からあふれ出すのを一層良好に防止することができる。

また、前記駆動力入力部には、当該トナーカートリッジが使用される画像形成装置の画像形成装置本体から駆動力が入力されてもよい。この場合、画像形成装置本体からトナーカートリッジへ直接駆動力を入力することができるので、その駆動力伝達経路を短縮して駆動力のロスを軽減することができる。

また、前記駆動力入力部と前記駆動力出力部とは、当該トナーカートリッジの互いに対向する面に配設されてもよい。この場合、駆動力入力部近傍及び駆動力出力部近傍におけるギヤ配置などの駆動系の設計が容易になり、装置の小型化も容易になる。

また、前記各発明のトナーカートリッジでは、前記内部に収容されたトナーを撹拌する撹拌手段を、更に備え、前記駆動力入力部及び前記駆動力出力部は、前記撹拌手段と連動していてもよい。この場合、駆動力出力部からの駆動力の出力と撹拌手段の駆動とが連動するので、制御を簡略化することができる。

更に、本発明のプロセスカートリッジは、静電潜像が形成された静電潜像担持体の表面にトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像手段を、少なくとも備え、前記静電潜像の現像に供されるトナーが内部に収容されたトナーカートリッジを着脱可能に構成され、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、前記トナーを循環させる循環手段と、前記トナーカートリッジからの駆動力により前記循環手段を駆動する循環手段駆動部と、を備えたことを特徴としている。このように構成されたプロセスカートリッジを前述のような駆動力出力部を備えたトナーカートリッジと組み合わせて使用することにより、前記発明の画像形成装置を構成することができ、ほぼ同様の作用・効果が生じる。すなわち、トナーを循環させ、トナーが固化するのを防止してトナーの流動性を確保すると共に、トナーカートリッジが外された状態で循環手段が駆動されるのを防止して、トナーがプロセスカートリッジからあふれ出すのを良好に防止することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ１の外観を表す斜視図である。図１に示すようにレーザプリンタ１の本体を外周から覆うカバー２の下部には、給紙カセット３が装着され、カバー２の前面（すなわち、レーザプリンタ１の設置時に手前に配設される面）には、そのカバー２の蓋部４が設けられている。

蓋部４は、左右両端上方に指掛け部４ａを備え、この指掛け部４ａを引くことによって、図２に示すように下端のヒンジ４ｂを中心に手前に開くことができるよう構成されている。更に、図３に示すように、給紙カセット３は手前に引き出し可能に設けられ、このように引き出すことで給紙カセット３はレーザプリンタ１に着脱可能とされている。

次に、図４は、レーザプリンタ１の内部構成を表す縦断面図である。なお、この図４は、図２のＡ−Ａ線断面図に相当する。図４に示すように給紙カセット３の内部には、バネ６により上方に付勢された支持板５が設けられ、その支持板５の更に上方の前面側には、支持板５の上に積層状に保持された被記録媒体としての用紙（図示省略）を一枚ずつ分離して画像形成部７方向へ供給する給紙ローラ９が配設されている。また、給紙ローラ９から画像形成部７へ到る用紙の搬送経路には、給紙ローラ９と協働して用紙を搬送する搬送ローラ１１と、搬送ローラ１１により搬送された用紙を給紙ローラ９の外周に沿って約１８０°折り返すガイド１３と、適宜停止することによって用紙の先端を係止し、その用紙の斜行を補正する１対のレジストローラ１４，１５とが順次配設されている。

画像形成部７は、感光体カートリッジ２０内に設けられた静電潜像担持体としての感光体ドラム２１と、その感光体ドラム２１に対向配置された転写手段としての転写ローラ２２とを備えており、この感光体ドラム２１及び転写ローラ２２の間を通過して後述のようにトナーによる画像が形成された用紙は、定着部３１へ供給される。この定着部３１では、用紙に形成されたトナー画像が加熱ローラ３３と押圧ローラ３５とに挟まれて熱定着され、画像が定着された用紙は１対の搬送ローラ３６，３６によって更に搬送される。

搬送ローラ３６，３６によって搬送された用紙はガイド３７によってカバー２の上方へ導かれ、一対の排紙ローラ３８，３８によって、カバー２の上面に設けられた排紙トレー３９に排出される。また、排紙トレー３９と感光体カートリッジ２０との間には、感光体ドラム２１をレーザ光Ｌによって露光するスキャナユニット９０が配設されている。

次に、画像形成部７及びスキャナユニット９０の構成について、更に詳細に説明する。感光体カートリッジ２０は、表面に感光層を有する感光体ドラム２１を回転可能に備え、更に、転写ローラ２２と、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させる帯電手段としてのスコロトロン帯電器２３とを備えている。スコロトロン帯電器２３によって帯電された感光体ドラム２１の表面には、スキャナユニット９０から露光開口部２０ａを介して入射するレーザ光Ｌによって静電潜像が形成される。続いて、次に述べる現像カートリッジ４０に設けられた現像手段としての現像ローラ４１が感光体ドラム２１の表面へトナーを供給することにより、前記静電潜像が現像される。このようにして感光体ドラム２１に付着されたトナーは、前述の転写ローラ２２との間を通過する用紙に転写され、以上の動作によってその用紙に画像が形成されるのである。更に、画像形成後の感光体ドラム２１の表面には正極性のバイアスが印加された紙粉回収ブラシ２４が当接しており、感光体ドラム２１に用紙から付着した紙粉（負に帯電）を除去している。

現像ローラ４１は、図４に示すように現像カートリッジ４０に回転可能に支持され、感光体ドラム２１に接触して後述の機構により回転駆動される。現像カートリッジ４０は、トナーカートリッジ６０を着脱可能に支持するカートリッジ装着部としての支持部４２を備え、支持部４２には、トナーカートリッジ６０からトナーが供給される開口部４２ａが穿設されている（図７参照）。更に、現像カートリッジ４０には、軸方向中央部に設けられた開口部４２ａから供給されたトナーを軸方向両側に循環させる上オーガ４３及び下オーガ４４と、その上オーガ４３，下オーガ４４によって搬送されたトナーを現像ローラ４１に向けて供給する供給ローラ４５と、その供給ローラ４５によって現像ローラ４１の表面に付着されたトナーを摩擦帯電させトナーの薄層を形成する現像ブレード４７とが設けられている。また、トナーカートリッジ６０の内部には、収容されたトナーを撹拌し、現像カートリッジ４０側へ供給するためのアジテータ６１が回転可能に設けられている。

続いて、スキャナユニット９０の構成について説明する。スキャナユニット９０は、図示しないレーザ発光部が発生したレーザ光Ｌを偏向走査するポリゴンミラー９１と、そのポリゴンミラー９１に偏向されたレーザ光Ｌを感光体ドラム２１に向けて折り返すミラー９２，９３とを備えている。また、ポリゴンミラー９１からミラー９２に到るレーザ光Ｌの光路にはｆθレンズ９５が、ミラー９２からミラー９３に到るレーザ光Ｌの光路にはシリンドリカルレンズ９７が、それぞれ固定されている。

以上の構成により、ポリゴンミラー９１及び感光体ドラム２１を回転させながらレーザ光Ｌを適宜のタイミングで出射することにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成することができる。そして、前述のように、その静電潜像を現像ローラ４１を介してトナーで現像して用紙に転写することで、電子写真方式による画像形成が可能となる。

次に、図５に示すように蓋部４を開いて、更に、感光体カートリッジ２０の取っ手２５を手前に引くと、感光体カートリッジ２０を現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０と一体に、着脱口２ａからレーザプリンタ１の装置本体外へ取り出すことができる。なお、着脱口２ａとは、蓋部４によって塞がれるカバー２の開口部である。

また、図６に示すように、トナーカートリッジ６０の取っ手６２を上方へ回動させると、後述のようにトナーカートリッジ６０は現像カートリッジ４０と分断され、更にその取っ手６２を手前に引くと、図７に示すようにトナーカートリッジ６０のみを着脱口２ａからレーザプリンタ１の装置本体外へ取り出すことができる。

また更に、図８に示すように、感光体カートリッジ２０の取っ手２５を押し下げると、現像カートリッジ４０を係合固定している板バネ２６が押し下げられ、更に、トナーカートリッジ６０の取っ手６２を上方へ回動させることなくそのまま手前に引くと、トナーカートリッジ６０と現像カートリッジ４０とが分断されずに、トナーカートリッジ６０と現像カートリッジ４０とを一体的に着脱口２ａからレーザプリンタ１の装置本体外へ取り出すことができる。

続いて、このような画像形成部７を構成する各部の構成について説明する。図９は、感光体カートリッジ２０の構成を表す左側面図である。なお、以下の説明において、図４における手前側を左側と定義する。図９に示すように、感光体カートリッジ２０の取っ手２５は板バネ２６を介して感光体カートリッジ２０に固定されている。板バネ２６は、上方に階段状に屈曲した屈曲部２６ａを途中に有しており、感光体カートリッジ２０に現像カートリッジ４０を装着したときには、支持部４２の下側端縁にこの屈曲部２６ａが係合することによって感光体カートリッジ２０と現像カートリッジ４０とを連結する。このため、前述のように取っ手２５を押し下げると（図８参照）、屈曲部２６ａと支持部４２の下側端縁との係合が解除され、感光体カートリッジ２０に対して現像カートリッジ４０が着脱可能となる。

また、感光体カートリッジ２０からは感光体ドラム２１の金属製の回転軸２１ａが左右両側に突出し、感光体カートリッジ２０の後側（装着方向側）端部からは感光体ドラム２１と一体に回転するギヤ２１ｂが露出している。

これに対して、レーザプリンタ１の本体の左側内壁面には、図１０に示すように、回転軸２１ａをガイドするガイド溝１２１が形成され、ギヤ２１ｂと噛み合うギヤ１２１ｂが設けられている。感光体カートリッジ２０の装着時には、このギヤ２１ｂ，１２１ｂが噛み合うことにより、本体側から感光体ドラム２１に駆動力を伝達可能となる。

次に、図１１は、現像カートリッジ４０にトナーカートリッジ６０を装着した状態を表す左側面図である。図１１に示すように、現像カートリッジ４０の左側面には、本体側の駆動軸１５１から駆動力を伝達される駆動軸５１が設けられている。なお、駆動軸１５１は端面に平板状凸部１５１ａを備え、駆動軸５１は駆動軸１５１が嵌合可能な筒状凹部に構成されると共に平板状凸部１５１ａと係合可能な突起５１ａが形成され、両者でいわゆる駆動カップリングを構成している。

図１１に示すように、駆動軸５１には一体に回転するギヤ５１ｂが形成され、このギヤ５１ｂは、現像ローラ４１と一体に回転するギヤ４１ａ、及び、供給ローラ４５と一体に回転するギヤ４５ａと噛み合っている。

また、トナーカートリッジ６０は次のように構成され、現像カートリッジ４０との連結／分断を切り換え可能に構成されている。図１２（Ａ），（Ｂ）は、図７に示すようにトナーカートリッジ６０の取っ手６２が上方へ回動された位置（以下、分断位置という）に配設された状態を表しており、図１２（Ａ）は現像カートリッジ４０の支持部４２をトナーカートリッジ６０側から見た図、図１２（Ｂ）はトナーカートリッジ６０を支持部４２側から見た図である。

図１２（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ６０は、内部にトナーが収容される長尺円筒状の内筒６３と、その内筒６３の中央に外嵌される外筒６４とを備えている。外筒６４は、支持部４２側に突出した突条６４ａを支持部４２の内壁面に形成された長溝４２ｂに係合させることにより、支持部４２に回動不能に装着される。内筒６３は、前述の取っ手６２が一体成形されており、その取っ手６２の操作に応じて外筒６４の内側で回動可能に構成されている。

また、図１２（Ａ）に示すように、支持部４２の内側には、金属板からなるシャッタ４８が配設されている。このシャッタ４８は、支持部４２の内壁面に形成されたレール４２ｃによって両端を支持されることにより、図１２（Ａ）に示すように支持部４２の開口部４２ａを塞ぐ位置と、開口部４２ａよりも上方にずれて配設される位置（図１２（Ｃ）参照）との間を、支持部４２の内周方向に移動可能に配設されている。

内筒６３の表面には、このシャッタ４８の両端近傍を周方向両側から挟む４つの突起６３ａが形成されている。このため、内筒６３の回動に応じてシャッタ４８は移動し、取っ手６２を分断位置へ回動させたときは、図１２（Ａ）に示すように、シャッタ４８は開口部４２ａを塞ぐ位置に配設される。なお、前述の長溝４２ｂは、この位置に配設されたシャッタ４８と重ならないように、更にその下方に形成されている。また、開口部４２ａは横方向に長い長方形状に構成され、その周囲の支持部４２の内壁面には、開口部４２ａを囲む矩形枠状のスポンジ４９が貼着されている。

外筒６４の、突条６４ａを長溝４２ｂに係合させたときに開口部４２ａと対向する部分には、開口部４２ａと同形状の開口部６４ｂが形成され、その周囲にはスポンジ４９と同形状のスポンジ６５が貼着されている。また、内筒６３にも開口部６４ｂと同形状の開口部６３ｂが形成されているが、図１２（Ｂ）に示すように、取っ手６２が分断位置に配設されているときは開口部６４ｂと開口部６３ｂとは全く重ならない。このため、トナーカートリッジ６０を取り外したときも内部のトナーはこぼれない。

そして、突条６４ａを長溝４２ｂに係合させた上で、トナーカートリッジ６０の取っ手６２を図８に示すように下方へ回動させると（以下、取っ手６２のこの位置を連結位置という）、図１２（Ｄ）に示すように開口部６４ｂと開口部６３ｂとが重なる。また、このとき、シャッタ４８は突起６３ａによって、図１２（Ｃ）に示すように開口部４２ａの上方へ移動させられるので、開口部６４ｂと開口部４２ａとが連通し、トナーカートリッジ６０から現像カートリッジ４０へのトナーの供給が可能となる。

更に、このとき、スポンジ４９とスポンジ６５とが密着し、しかも、内筒６３の外周面に一体形成された係合部６３ｃがレール４２ｃと係合するため、開口部６４ｂ，４２ａの周囲は密閉され、外部にトナーがこぼれることもない。また、この係合部６３ｃとレール４２ｃとの係合により、現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０とが連結され、前述のように両者を一体に着脱することが可能となる（図８参照）。逆に、取っ手６２を操作して内筒６３を回動させ、係合部６３ｃとレール４２ｃとの係合を解除することにより、現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０とを分断し、前述のようにトナーカートリッジ６０のみを取り出すことができる（図７参照）。

また、内筒６３の右端の外側には、アジテータ６１の回転軸６１ａと一体に回転するギヤ６１ｂが配設されており、支持部４２のギヤ６１ｂとの対向位置には、トナーカートリッジ６０の装着時にギヤ６１ｂと噛み合うギヤ５３が露出している。このギヤ５３は、図１３に示す現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の右側面図から分かるように、上オーガ４３，下オーガ４４とそれぞれ一体に回転するギヤ４３ａ，４４ａと噛み合っている。更に、図１０，図１１に示すように、アジテータ６１の回転軸６１ａは、本体側の駆動軸１６１といわゆる駆動カップリングを構成している。すなわち、駆動軸１６１は端面に平板状凸部１６１ａを備え、回転軸６１ａは駆動軸１６１が嵌合可能な筒状凹部に構成されると共に平板状凸部１６１ａと係合可能な突起６１ｃが形成されている。

このため、駆動軸１６１から回転軸６１ａへ駆動力が伝達されると、その駆動力によってアジテータ６１を回転させると共に、その駆動力をギヤ６１ｂ、ギヤ５３、ギヤ４３ａまたは４４ａと順次伝達して上オーガ４３及び下オーガ４４を回転させることができる。ここで、上オーガ４３及び下オーガ４４には、図１４に示すようにそれぞれ螺旋歯４３ｂ，４４ｂが形成されており、前記回転によって次のように動作する。すなわち、下オーガ４４は、アジテータ６１の回転により開口部４２ａから吐出されたトナーを現像カートリッジ４０内の左右方向へ搬送し、上オーガ４３は、現像カートリッジ４０の左右両側に溜まったトナーを中央に回収して開口部４２ａからトナーカートリッジ６０内へ返還する。

この動作によって、現像カートリッジ４０内でトナーを循環させると共に現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０との間でもトナーを循環させることができ、劣化したトナーが一部に集中して固着するのを防止して、トナーの流動性を確保することができる。なお、上オーガ４３及び下オーガ４４によるトナーの搬送方向は、図１４に矢印で示したので参照されたい。

また、図１４に示すように、上オーガ４３と下オーガ４４との間には、前記トナーの搬送を円滑にするための区画壁５５が設けられている。なお、図１４は、現像カートリッジ４０を上オーガ４３及び下オーガ４４の配列方向に沿って切断した断面図であるが、現像カートリッジ４０の外側に配設される構成（ギヤ４３ａ，４４ａ等）は図示を省略した。

次に、図１５は図１０の部分拡大図であり、前述の駆動軸１５１，１６１を駆動するためのレーザプリンタ１の本体側の駆動系を表している。図１５に示すように、駆動軸１５１と一体に回転するギヤ１５１ｂは、モータ１７０の回転軸と一体に回転するギヤ１７１と噛み合っており、駆動軸１６１と一体に回転するギヤ１６１ｂは、ギヤ１７２を介してギヤ１５１ｂと噛み合っている。このため、モータ１７０を駆動すれば、駆動軸１５１，１６１が所定のギヤ比で同時に回転し、現像ローラ４１，供給ローラ４５，上オーガ４３，下オーガ４４，及びアジテータ６１を同時に駆動することができる。

なお、駆動軸１５１，１６１は突出／退避可能に設けられ、蓋部４の閉鎖または開放に連動して突出または退避するように、図示しないリンク機構に接続されている。蓋部４の開放時にはそれらが退避して、駆動軸１５１，１６１と駆動軸５１，回転軸６１ａとの係合が解除される。このため、感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の着脱が可能となる。逆に、蓋部４の閉鎖時にはそれらが突出して、駆動軸１５１，１６１と駆動軸５１，回転軸６１ａとが係合する。このため、前述の各部の駆動が可能となる。

また、図１１に示すように、取っ手６２の両側より若干上方の内筒６３の表面には、周方向の中央が窪んだ一対のバネ受け部６６，６６が左右に形成されている。図２に示すように、蓋部４の内面には図示しないバネによって突出方向に付勢された一対の押圧部材７１，７１が配設され、バネ受け部６６，６６は、蓋部４を閉じたときに押圧部材７１，７１からの押圧力を受ける。この押圧力によって各カートリッジ２０，４０，６０が装置内に確実に固定される。また、押圧部材７１，７１の間には干渉部材７２が突設され、取っ手６２を連結位置に配設しなければその取っ手６２と干渉部材７２とが干渉し合って蓋部４を閉じることができないように構成されている。

以上のように構成された本実施の形態では、現像カートリッジ４０からトナーカートリッジ６０を取り外した場合、ギヤ６１ｂがギヤ５３と噛み合わないので上オーガ４３及び下オーガ４４には駆動力が伝達されない。このため、現像カートリッジ４０からトナーカートリッジ６０を取り外した状態で上オーガ４３または下オーガ４４が回転して、現像カートリッジ４０からトナーがあふれ出すのを良好に防止することができる。また、本実施の形態では、現像カートリッジ４０からトナーカートリッジ６０を取り外した場合でも駆動軸５１から駆動力を伝達して現像ローラ４１及び供給ローラ４５を駆動することができる。このため、トナーカートリッジ６０を装着せずに現像ローラ４１及び供給ローラ４５を駆動して、各種試験及び評価を行うこともできる。この場合も、前述のように上オーガ４３及び下オーガ４４は駆動されないので、現像カートリッジ４０からトナーがあふれ出すのを良好に防止することができる。

なお、前記実施の形態において、現像カートリッジ４０が現像装置及びプロセスカートリッジに、上オーガ４３及び下オーガ４４が循環手段に、上オーガ４３が戻しオーガに、下オーガ４４が供給オーガに、ギヤ６１ｂが駆動力出力部に、ギヤ５３が循環手段駆動部に、回転軸６１ａの駆動カップリングを構成する部分が駆動力入力部に、ギヤ５１ｂが駆動力伝達手段に、アジテータ６１が撹拌手段に、それぞれ相当する。また、本発明は前記実施の形態に何ら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形態で実施することができる。例えば、前記実施の形態では、駆動軸１５１，１６１を同時に駆動しているが、駆動軸１５１，１６１は個々にモータを設けることにより独立して駆動制御してもよい。

また、現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の駆動系を次のように構成すれば、本体側の駆動軸を１本にすることができる。図１６は、そのような変形例としての現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の構成を表す左側面図である。

本変形例では、ギヤ５１ｂは、支持部４２の左側内壁面に回転自在に設けられたギヤ５７と噛み合っている。また、アジテータ６１の回転軸６１ａは駆動カップリングを構成せず、代わりに、ギヤ５７と噛み合うギヤ６１ｄが一体に形成されている。本変形例では、その他の部分は前記実施の形態と同様に構成されているので、対応する部材に前記実施の形態と同一の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。すなわち、この現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の右側面図は、図１３に示した前記実施の形態と一致する。

このように構成された変形例では、駆動軸５１に本体側から駆動力を伝達すれば、その駆動力がギヤ４１ａ，４５ａを介して前述のように現像ローラ４１及び供給ローラ４５に伝達され、更に、駆動軸５１に伝達された駆動力はギヤ５７にも伝達される。ギヤ５７に伝達された駆動力は、ギヤ６１ｄを介して回転軸６１ａに伝達され、アジテータ６１を回転させる。更に、ギヤ６１ｂ→５３→４３ａ，４４ａという経路を介して、上オーガ４３，下オーガ４４を回転させる。

従って、本変形例では、駆動軸５１に駆動力を伝達するだけで、現像ローラ４１，供給ローラ４５，上オーガ４３，下オーガ４４，及びアジテータ６１を同時に駆動することができる。また、本変形例でも、現像カートリッジ４０からトナーカートリッジ６０を取り外した場合、ギヤ６１ｂがギヤ５３と噛み合わないので上オーガ４３及び下オーガ４４には駆動力が伝達されず（図１３参照）、前記実施の形態と同様の効果が生じる。なお、本変形例では、ギヤ６１ｄが駆動力入力部に相当する。

更に、本発明は、コピー機、ファクシミリ装置、カラーレーザプリンタ等、種々の電子写真方式の画像形成装置に適用することができ、静電潜像担持体は感光体ベルトであってもよく、感光体以外の静電潜像担持体であってもよい。また、いわゆる中間転写ベルトを備えた画像形成装置にも適用でき、その場合は、中間転写ベルトも転写手段に相当する。

また更に、感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０は、レーザプリンタ１の本体に固定されていてもよく、感光体カートリッジ２０と現像カートリッジ４０とが一体のプロセスカートリッジとして構成されてもよい。但し、前記実施の形態では、感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０が個々に着脱自在に構成されているため、これらを適宜交換することができ、メンテナンス性に優れている。

本発明が適用されたレーザプリンタの外観を表す斜視図である。 そのレーザプリンタの蓋部を開放する動作を表す斜視図である。 そのレーザプリンタの給紙カセットを引き出す動作を表す斜視図である。 そのレーザプリンタの内部構成を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタの各カートリッジを一体に取り出す操作を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタのトナーカートリッジと現像カートリッジとを分断する動を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタのトナーカートリッジのみを取り出す動作を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタの現像カートリッジとトナーカートリッジとを一体に取り出す動作を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタの感光体カートリッジの構成を表す左側面図である。 そのレーザプリンタ本体の左側内壁面の構成を表す説明図である。 前記トナーカートリッジを現像カートリッジに装着した状態を表す左側面図である。 前記現像カートリッジと前記トナーカートリッジとの連結／分断を切り換える機構の構成を表す説明図である。 そのトナーカートリッジを現像カートリッジに装着した状態を表す右側面図である。 その現像カートリッジのオーガの構成及び動作を表す説明図である。 そのレーザプリンタ本体の左側内壁面の構成を表す部分拡大図である。 変形例の現像カートリッジ及びトナーカートリッジの構成を表す左側面図である。

符号の説明

１…レーザプリンタ ４…蓋部 ７…画像形成部
２０…感光体カートリッジ ２１…感光体ドラム ２２…転写ローラ
２１ｂ，４１ａ，４３ａ，４４ａ，４５ａ，５１ｂ，５３，６１ｂ，１２１ｂ…ギヤ
２３…スコロトロン帯電器 ２４…紙粉回収ブラシ ４０…現像カートリッジ
４１…現像ローラ ４２…支持部 ４２ａ，６３ｂ，６４ｂ…開口部
４３…上オーガ ４４…下オーガ ４３ｂ，４４ｂ…螺旋歯
４５…供給ローラ ４８…シャッタ ５１，１５１，１６１…駆動軸
５５…区画壁 ６０…トナーカートリッジ ６１…アジテータ
６１ａ…回転軸 ６２…取っ手 ６３…内筒
６４…外筒 ９０…スキャナユニット Ｌ…レーザ光

Claims (16)

1. 表面に静電潜像が形成される静電潜像担持体と、
   前記静電潜像の現像に供されるトナーが内部に収容されるトナーカートリッジと、
   該トナーカートリッジに収容されたトナーを前記静電潜像担持体の表面に付着させて前記静電潜像を現像する現像手段と、
   該現像手段により前記静電潜像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、
   前記トナーカートリッジが着脱可能に構成され、少なくとも前記現像手段を収容した現像装置と、
   を備えた画像形成装置であって、
   前記現像装置に収容され、その現像装置と前記トナーカートリッジとの間でトナーを循環させる循環手段と、
   前記トナーカートリッジに設けられ、前記循環手段を駆動する駆動力を前記現像装置に出力する駆動力出力部と、
   前記現像装置に設けられ、前記トナーカートリッジが前記現像装置に装着され、かつ、前記駆動力出力部から駆動力が出力されたとき、その駆動力により前記循環手段を駆動する循環手段駆動部と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像装置が着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記静電潜像担持体が着脱可能に構成されたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記トナーカートリッジは、前記駆動力出力部から出力すべき駆動力が入力される駆動力入力部を、
   更に備えたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記駆動力入力部と前記駆動力出力部とは、前記トナーカートリッジの互いに対向する面に配設されたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記現像装置は、前記トナーカートリッジがその現像装置に装着されているか否かに関わらず、画像形成装置本体から前記現像手段へ駆動力を伝達可能な駆動力伝達手段を、
   更に備えたことを特徴とする請求項４または５記載の画像形成装置。
7. 前記駆動力伝達手段は、前記トナーカートリッジが前記現像装置に装着されている場合、前記現像手段及び前記駆動力入力部の双方へ駆動力を伝達することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記駆動力入力部は、画像形成装置本体から前記駆動力が入力されることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
9. 前記駆動力入力部は、前記駆動力伝達手段とは独立して前記画像形成装置本体から前記駆動力が入力されることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 前記循環手段は、前記トナーカートリッジから前記現像装置へトナーを供給する供給オーガと、前記現像装置から前記トナーカートリッジへトナーを戻す戻しオーガと、を備えたことを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 静電潜像担持体の表面に形成された静電潜像を現像する現像手段を収容した現像装置に着脱可能に構成され、前記現像手段による現像に供されるトナーが内部に収容されるトナーカートリッジであって、
    駆動力が入力される駆動力入力部と、
    該駆動力入力部に入力された駆動力を前記現像装置に向けて出力可能な駆動力出力部と、
    を備えたことを特徴とするトナーカートリッジ。
12. 前記駆動力入力部には、前記現像装置から駆動力が入力されることを特徴とする請求項１１記載のトナーカートリッジ。
13. 前記駆動力入力部には、当該トナーカートリッジが使用される画像形成装置の画像形成装置本体から駆動力が入力されることを特徴とする請求項１１記載のトナーカートリッジ。
14. 前記駆動力入力部と前記駆動力出力部とは、当該トナーカートリッジの互いに対向する面に配設されたことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
15. 前記内部に収容されたトナーを撹拌する撹拌手段を、更に備え、
    前記駆動力入力部及び前記駆動力出力部は、前記撹拌手段と連動していることを特徴とする請求項１１〜１４のいずれかに記載のトナーカートリッジ。
16. 静電潜像が形成された静電潜像担持体の表面にトナーを付着させて前記静電潜像を現像する現像手段を、少なくとも備え、
    前記静電潜像の現像に供されるトナーが内部に収容されたトナーカートリッジを着脱可能に構成され、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
    前記トナーを循環させる循環手段と、
    前記トナーカートリッジからの駆動力により前記循環手段を駆動する循環手段駆動部と、
    を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。