JP2008020605A

JP2008020605A - 現像装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2008020605A
Application number: JP2006191389A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nozawa; 賢野沢
Original assignee: Oki Data Corp
Current assignee: Oki Electric Industry Co Ltd
Priority date: 2006-07-12
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2008-01-31

Abstract

【課題】現像剤収納容器の装着を容易にすると共に、現像装置に対する均一な現像剤供給を可能にすること。
【解決手段】現像装置１は、着脱可能なトナーカートリッジ１８が装着される装着部２０１を有している。装着部２０１には、トナーカートリッジ１８の側面に設けられた係合リブ１０９に当接し、これを案内する水平ガイド１４０が設けられている。水平ガイド１４０のトナーカートリッジ装着方向に隣接して、係合リブ１０９と係合する係合部１１９が設けられている。係合リブ１０９を水平ガイド１４０に沿わせるように、トナーカートリッジ１８をスライドさせ、係合リブ１０９を係合部１１９に係合させることにより、トナーカートリッジ１８が装着部２０１内で位置決めする。
【選択図】図３

Description

本発明は、現像剤収納容器を装着して使用する現像装置、及び、この現像装置を備えた画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラム（像担持体）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。現像装置には、現像剤（トナー）を収納した現像剤収納容器（トナーカートリッジ）が着脱可能に装着されている。印刷を繰り返すことにより現像剤が減少した場合には、現像剤収納容器を新しいものと交換することで、現像装置に現像剤を補充することができる。

現像剤収納容器を現像装置に装着する際には、まず、現像剤収納容器を傾け、現像剤収納容器の長手方向一端部に設けた係合部を現像装置の所定の箇所に係合させ、そののち、現像剤収納容器の全体を現像装置内に装填する（例えば、特許文献１参照）。

特開２００２−７２６５７号公報（第５頁、図１４参照）

しかしながら、このような構成では、現像剤収納容器の係合部を、現像装置の所定の箇所に位置合わせしながら係合させなければならないため、装着作業に時間がかかる。また、現像剤収納容器を傾け過ぎた場合には、現像剤が現像剤収納容器内の一端側に偏在してしまい、その結果、現像装置に対して現像剤が均一に供給されず、印刷むらの原因となる。

本発明は、上記の課題を解決するためになされたもので、現像剤収納容器の装着が容易で、現像装置に対する均等な現像剤供給が可能な現像装置、及びその現像装置を備えた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、現像剤収納容器を着脱可能に装着できる現像装置であって、前記現像剤収納容器を装着する装着部と、前記現像剤収納容器の側面に設けられた第１の係合部に係合する第２の係合部とを備え、前記現像剤収納容器及び前記装着部の一方が、前記第１の係合部及び前記第２の係合部の一方を他方との係合位置まで案内するガイド部材を有し、前記第１の係合部と前記第２の係合部とが係合することにより、前記装着部における前記現像剤収納容器の長手方向の位置が規制されることを特徴とする。

本発明によれば、ガイド部材によって第１の係合部又は第２の係合部が係合位置まで案内されるため、現像剤収納容器の装着を容易に行うことができる。また、現像剤収納容器を水平に近い状態に保ちながら装着できるため、現像剤収納容器内の現像剤の偏在がなく、その結果、現像剤を現像装置に対して均等に供給することができ、印刷むらの発生を防止することができる。

第１の実施の形態．
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る現像装置を備えた画像形成装置の構成を示す図である。図２は、本実施の形態に係る現像装置の構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、記録媒体４を収納する用紙カセット３と、この用紙カセット３から記録媒体４を一枚ずつ給紙するホッピングローラ７（給紙機構）と、給紙された記録媒体４を搬送するレジストローラ８，９（紙送り機構）と、トナー像を形成して記録媒体４に転写する画像形成部１０と、記録媒体４にトナー像を定着させる定着部１１，１２と、記録媒体４を排出するための排出ローラ１３，１４，１５，１６とを備えている。

図２に示すように、画像形成部１０は、静電潜像担持体である感光体ドラム２５と、この感光体ドラム２５の表面を均一に帯電させる帯電ローラ２４とを有している。感光体ドラム２５は、アルミニウム等からなる導電性基層と、有機感光体層からなる表層とにより構成された円筒状部材である。帯電ローラ２４は、導電性を有する金属シャフトの周囲に、エピクロルヒドリンゴム等の半導電性のゴムをロール状に形成したものである。

画像形成部１０は、さらに、感光体ドラム２５の表面を露光して静電潜像を形成する露光装置１７と、感光体ドラム２５の表面に形成された静電潜像をトナーにより現像する現像装置２と、感光体ドラム２５の表面に形成されたトナー像を記録媒体４に転写する転写ローラ２８と、感光体ドラム２５の表面の残存トナーを除去するクリーニングローラ２６とを有している。

現像装置２は、着脱可能な現像剤収納容器であるトナーカートリッジ１８を有しており、トナーカートリッジ１８のトナー貯蔵空間１９には現像剤としてのトナー（符号２７で示す）が貯蔵されている。現像装置２にトナーカートリッジ１８を装着し、後述するレバー部１０４を回転操作することにより、トナーカートリッジ１８の底面に形成されたシャッタ１０２（図５）が開き、トナー２７が現像装置２の内部のトナー保持空間２０に供給される。

現像装置２は、感光体ドラム２５に対向配置された現像ローラ（現像部材）２２と、トナー保持空間２０内において現像ローラ２２に対向配置されたトナー供給ローラ（供給部材）２１と、現像ローラ２２の表面に形成されるトナー層の厚さを規制するブレード（現像剤層規制部材）２３とを備えている。

トナー供給ローラ２１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、トナーの搬送能力を向上させる目的でゴムの混練時に発泡剤が添加されている。現像ローラ２２は、導電性を有する金属シャフトの周囲にシリコーンゴム等の半導電性ゴムを形成したものである。ブレード２３は、現像ローラ２２の表面に、トナー層を介して押し当てられるブレードであり、現像ローラ２２の表面に形成されるトナー層の厚さを均一に規制するものである。

なお、本実施の形態の現像装置では、着脱可能なトナーカートリッジ１８に加えて、トナー供給ローラ２１、現像ローラ２２及びブレード２３で構成される現像ローラユニット部と、感光体ドラム２５、帯電ローラ２４及びクリーニングローラ２６で構成されるドラムユニット部とが一体となった画像形成ユニットを用いているが、これに限定されるものではなく、ドラムユニット部が着脱可能な構成であってもよい。

定着部は、トナー像が転写された記録媒体４を挟み込んで加圧・加熱するヒートローラ１２及びバックアップローラ１１を有している。ヒートローラ１２及びバックアップローラ１１によって加えられる熱及び圧力により、記録媒体４にトナー画像が定着される。排出ローラ１３〜１６は、トナー画像が定着された記録媒体４を、画像形成装置１の上部に設けられた載置部に排出するものである。

図３は、現像装置２及びトナーカートリッジ１８を示す斜視図である。トナーカートリッジ１８は、一方向に長い長尺形状を有しており、その長手方向一端を先端として、現像装置２に装着される。トナーカートリッジ１８の装着方向における先端部を「装着方向の先端部」とする。

まず、トナーカートリッジ１８の構成について説明する。
図４及び図５は、トナーカートリッジ１８の構成を示す斜視図及び分解斜視図である。トナーカートリッジ１８は、外筒部材１０５と、その内側に挿入された内筒部材１０１（図５）とにより構成されている。外筒部材１０５の下側は半円筒面１０５ａとなっており、その底部には、トナーを現像装置２に供給するためのトナー供給口１１０が形成されている。

外筒部材１０５の側面には、トナーカートリッジ１８を現像装置２に対して長手方向に位置決めするための係合リブ１０９（第１の係合部、凸部）が形成されている。図４及び図５では、係合リブ１０９は一つのみ示されているが、トナーカートリッジ１０８の幅方向両側に一対の係合リブ１０９が形成されている。これら一対の係合リブ１０９は、トナーカートリッジ１８の装着方向の先端部に近い位置に配置されている。

外筒部材１０５の装着方向の先端部には、外筒部材１０５の長手方向に突出する一対の規制リブ１１８が形成されている。この規制リブ１１８は、現像装置２の後述する位置規制部１１７（図３）に係合し、トナーカートリッジ１８が現像装置２から上方に外れないように位置規制するものである。図６は、一方の規制リブ１１８を拡大して示す斜視図である。規制リブ１１８の上端は、トナーカートリッジ１８の長手方向に水平に延在する水平部１１８ｂとなっており、その先端には傾斜部１１８ａが形成されている。規制リブ１１８の作用については、後述する。

外筒部材１０５の装着方向の先端部には、基板１２２（図５）が装着されるポケット部１０８が一体に形成されている。

図７（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、外筒部材１０５のポケット部１０８に装着される基板１２２の背面図、側面図、及び正面図である。図７（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、基板１２２の裏面（トナーカートリッジ１８の内側を向く面）には記憶素子１２０が実装され、基板１２２の表面（トナーカートリッジ１８の外側を向く面）にはコンタクト部１２１が実装されている。記憶素子１２０とコンタクト部１２１とは、図示しないスルーホールを介して互いに接続されている。コンタクト部１２１は、左右一対の端子１２１ａ，１２１ｂを有している。

図８（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は、それぞれ、外筒部材１０５のポケット部１０８の近傍を示す断面図、上面図、及び正面図である。図９（Ａ）及び（Ｂ）は、ポケット部１０８に基板１２２を装着した状態を示す側断面図及び正面図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）に示すように、ポケット部１０８は、外筒部材１０５の壁部１０５ｂに略平行な略円形の外壁部１０８ａを有しており、この外壁部１０８ａの中央には、基板１２２のコンタクト部１２１を露出させるための開口１０８ｂが形成されている。開口１０８ｂの上端縁の中央部には、外壁部１０８ａの裏側に突出する突起部１１２（図８（Ａ））が形成されている。また、外筒部材１０５の壁部１０５ｂには、ポケット部１０８に挿入された基板１２２を案内する一対の案内リブ１０８ｃ（図８（Ａ））が形成されている。

図９（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、基板１２２は、コンタクト部１２１が形成された側を外側（外壁部１０８ａ側）に向けて、ポケット部１０８に装着される。基板１２２は、外壁部１０８ａと案内リブ１０８ｃとの間に挿入され、その際、外壁部１０８ａの突起部１１２が基板１２２に当接して外側に変形する。基板１２２が完全に装着された状態では、基板１２２の上端に突起部１１２が当接し、基板１２２が外れないように保持される。基板１２２のコンタクト部１２１は、外壁部１０８ａの開口１０８ｂを介して、外部に露出する。

図５に示すように、外筒部材１０５の装着方向とは反対側の端部には、サイドケース１０６が溶着等により固定されている。外筒部材１０５とサイドケース１０６とにより、トナー貯蔵空間１９が形成される。

内筒部材１０１は、多数の開口１０３を有する骨組み構造を有しており、外筒部材１０５のトナー供給口１１０を開閉するシャッター部１０２が形成されている。内筒部材１０１の装着方向とは反対側の端部には、この内筒部材１０１を回転させるためのレバー部１０４が取り付けられている。円筒部材１０１のレバー部１０４側の外周面には、サイドケース１０６との間からのトナー漏れを防止するシール部材１１１が設けられている。

次に、現像装置２について説明する。
図３に示すように、現像装置２は、上述したトナー保持空間２０（図２）を内部に有し、その上方に、トナーカートリッジ１８を装着する装着部２０１を有している。

現像装置２の装着部２０１は、トナーカートリッジ１８を装着できるよう一方向に長く形成されている。また、装着部２０１は、トナーカートリッジ１８の下側の半円筒面１０５ａに沿った略半円筒状の壁部２０２を有している。壁部２０２の底には、トナーカートリッジ１８のトナー供給口１１０に対応するトナー供給口１２６が形成されている。トナー供給口１２６の周囲には、トナーカートリッジ１８のトナー供給口１１０との間でトナー漏れが生じないよう、シール部材１２７が設けられている。

装着部２０１において、トナーカートリッジ１８の装着方向の先端部に対応する側の端部には、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１（図５）に接続されるコネクタ（接続部）１２３が設けられている。コネクタ１２３は、装着部２０１の壁部１２８に取り付けられた基板１２４に実装されている。ここでは、コネクタ１２３は、トナーカートリッジ１８の端子１２１ａ（図５）に対向する上下２つの接続部１２３ａと、端子１２１ｂ（図５）に対向する上下２つの接続部１２３ｂとを有している。端子１２１ａ（１２１ｂ）に対して２つの接続部１２３ａ（１２３ｂ）を設けたのは、端子と接続部との接続を安定させるためである。

装着部２０１には、壁部２０２の上端よりもさらに上方に所定量延在する水平ガイド１４０（ガイド部材）が形成されている。水平ガイド１４０は、装着部２０１の幅方向両側にそれぞれ設けられている。水平ガイド１４０は、装着部２０１の長手方向中央よりもコネクタ１２３側の領域に形成されている。水平ガイド１４０は、その上端部１４０ａが水平面となっており、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、トナーカートリッジ１８の一対の係合リブ１０９（図３には一方の係合リブ１０９のみ示す）に当接し、トナーカートリッジ１８を案内するものである。

水平ガイド１４０のコネクタ１２３側（すなわちトナーカートリッジ１８の装着方向）に隣接して、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９に係合する係合部１１９（第２の係合部）が形成されている。この係合部１１９は、水平ガイド１４０の上端部１４０ａよりも一段低く形成されたものである。トナーカートリッジ１８が装着部２０１の所定の位置に達すると、水平ガイド１４０に沿って案内された係合リブ１０９が係合部１１９に係合する。

また、装着部２０１には、トナーカートリッジ１８の装着方向の先端部に形成された一対の規制リブ１１８（図４）に当接するように、一対の位置規制部１１７が形成されている。トナーカートリッジ１８が装着部２０１の所定の位置に達すると、位置規制部１１７が規制リブ１１８に当接し、規制リブ１１８を下方に押し下げたのち下方位置で保持し、これによりトナーカートリッジ１８が現像装置２から持ち上がらないよう位置規制する。

図１０は、現像装置２を、図３に示す矢印Ａ方向から見た斜視図である。現像装置２の底部には、図示しない基板及び配線を介して上述したコネクタ１２３（図３）に接続されたコンタクト１２５が設けられている。このコンタクト１２５は、画像形成装置１側に設けられたコネクタ１５０（図２）に接続され、このコネクタ１５０及び図示しない配線を介して、画像形成装置１の制御基板３０（図１）に接続されている。

次に、現像装置２の装着部２０１における水平ガイド１４０、係合部１１９及び位置規制部１１７の構成について、さらに説明する。

図１１は、現像装置２を、図３に示す矢印Ｂ方向から見た斜視図であり、現像装置２の壁部の一部を切り欠いて示す図である。位置規制部１１７は、水平ガイド１４０に沿ってトナーカートリッジ１８が装着される際、規制リブ１１８の傾斜部１１８ａ（図６）に当接して、これを下方に押し下げる勾配を有する傾斜部１１７ａと、下方に押し下げられた規制リブ１１８の水平部１１８ｂ（図６）に上方から当接する水平部１１７ｂとを有している。

図１２は、現像装置２の装着部２０１にトナーカートリッジ１８を装着した状態を示す図である。装着部２０１には、トナーカートリッジ１８を装着方向と反対の方向に付勢する付勢部材１４７が設けられている。この付勢部材１４７は、例えば弾性体である。付勢部材１４７によりトナーカートリッジ１８を付勢することで、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が係合部１１９の鉛直面１１９ａに押し当てられ、係合リブ１０９が係合部１１９において係止される。これにより、トナーカートリッジ１８と装着部２０１との長手方向の位置決めがなされ、トナー供給口１１０（図４）とトナー供給口１２６（図３）との位置が合うため、トナー供給がスムーズに行われる。

ここでは、コネクタ１２３が実装された基板１２４が、板ばねで構成されており、付勢部材１４７として機能するようになっている。また、基板１２４の付勢力により、コネクタ１２３とトナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１との接触による導通も確保される。

図１３は、トナーカートリッジ１８及び装着部２０１の長手方向の寸法を説明するための図である。係合部１１９は、水平ガイド１４０のコネクタ１２３側（すなわち、トナーカートリッジ１８の装着方向）に位置しており、水平面１１９ｂと鉛直面１１９ａとを有している。

水平ガイド１４０の上端部１４０ａの高さは、係合部１１９の上端部の高さと同じか、又はそれよりも高い。また、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が、水平ガイド１４０の上端部１４０ａに沿って移動したのち、係合部１１９にスムーズに係合できるよう、水平ガイド１４０の上端部１４０ａと係合部１１９の鉛直面１１９ａとの間には、傾斜部１４０ｂが設けられている。

現像装置２の上方の広い範囲からアクセスできるよう、係合部１１９から水平ガイド１４０の最遠端（係合部１１９から遠い方の端部）までの距離Ｌ１は、係合部１１９から装着部２０１の最遠端（係合部１１９から遠い方の端部）までの距離Ｌ２の１／４以上であることが好ましい。

図１４は、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着するときのトナーカートリッジ１８の姿勢を説明するための図である。トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、トナー貯蔵空間１９内のトナーができるだけ偏らないようにするためには、トナーカートリッジ１８を傾ける角度θが２０°以下であることが好ましい。

図１４において、トナーカートリッジ１８の傾きが最も大きくなるのは、係合リブ１０９が、水平ガイド１４０の手前側（トナーカートリッジ１８の装着方向とは反対側）の端部に当接しており、且つ、トナーカートリッジ１８の底面が、装着部２０１の手前側の壁部１２９の上端面の内端に当接しているときである。

ここで、水平ガイド１４０の上記の端部を「点Ｏ」とし、装着部２０１の壁部１２９の上端面の内端を「点Ｑ」とする。点Ｏを通る水平線が壁部１２９の内面と交わる点を「点Ｐ」とする。点Ｏを通る傾きθの直線上で、線分ＰＱの延長線と交わる点を「点Ｒ」とする。また、水平ガイド１４０と壁部１２９との高さの差をＸとし、上述した距離Ｌ１から距離Ｌ２を引いた値（Ｌ１−Ｌ２）をＹとし、トナーカートリッジ１８の底面から係合リブ１０９までの最短距離（すなわち、トナーカートリッジ１８を水平に置いたときの高さ）をＺとする。

線分ＰＲの長さは、ＰＲ＝Ｙｔａｎθで表され、線分ＱＲの長さは、ＱＲ＝Ｚ／ｃｏｓθで表される。また、線分ＰＱの長さは、ＰＱ＝Ｘで表される。ＰＲ＝ＰＱ＋ＱＲであるから、Ｙｔａｎθ＝Ｚ／ｃｏｓθ＋Ｘが成立する。これから、Ｙ＝（Ｚ／ｃｏｓθ＋Ｘ）／ｔａｎθという関係が得られる。Ｙ（＝Ｌ１−Ｌ２）が大きいほどθが小さくなることは図１４から明らかであるから、装着時のトナーカートリッジ１８の傾きをθ以下にするための条件は、
Ｌ１−Ｌ２≧（Ｚ／ｃｏｓθ＋Ｘ）／ｔａｎθ
となる。従って、装着時のトナーカートリッジ１８の傾きを２０°以下にするためには、
Ｌ１−Ｌ２≧（Ｚ／ｃｏｓ２０°＋Ｘ）／ｔａｎ２０°
を満足するように、Ｌ１，Ｌ２を決定すればよいことが分かる。

次に、トナーカートリッジ１８の装着動作について説明する。図１５（Ａ）及び（Ｂ）は、装着部２０１が水平ガイド１４０を有していない場合の装着動作を示す図である。装着部２０１が水平ガイド１４０を有していない場合には、図１５（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が、係合部１１９に達する前に他の部分に当接してしまい、トナーカートリッジ１８を現像装置２に装着できない場合がある。また、図１５（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ１８を所定の装着位置に直接装着しようとして必要以上に傾けてしまい、トナーの偏在の原因となる場合もある。

図１６〜図２０は、本実施の形態におけるトナーカートリッジ１８の装着部２０１への装着動作を説明するための図である。本実施の形態において、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際には、図１６に示すように、装着部２０１の水平ガイド１４０の上端部１４０ａにおける任意の位置に、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９を上方から当接させる。さらに、図１７に示すように、係合リブ１０９を水平ガイド１４０の上端部１４０ａに沿わせて、トナーカートリッジ１８をコネクタ１２３側に向けてスライドさせる。これにより、図１８に示すように、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８の傾斜部１１８ａが、位置規制部１１７の傾斜部１１７ａに当接する。

トナーカートリッジ１８をさらにスライドさせると、図１９に示すように、規制リブ１１８の傾斜部１１８ａと位置規制部１１７の傾斜部１１７ａとの当接により、規制リブ１１８が下方に押し下げられる。さらに、図２０に示すように、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が、水平ガイド１４０から傾斜部１４０ａを経て係合部１１９に達し、係合部１１９と係合する。

この状態では、位置規制部１１７の水平部１１７ｂが、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８の水平部１１８ｂに上方から当接し、これにより、トナーカートリッジ１８は上方に外れないように位置規制される。また、基板１２４の弾性力により、トナーカートリッジ１８は基板１２４から離れる方向に付勢され、これにより係合リブ１０９が係合部１１９の鉛直面１１９ａに当接し、トナーカートリッジ１８は長手方向に確実に位置規制される。

図２１（Ａ）〜（Ｃ）は、トナーカートリッジ１８のレバー１０４の作用を示す図である。トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着すると、図２１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ１８のレバー１０４に形成された溝部１３６に、装着部２０１内に設けられたリブ１３５が入り込む。また、装着部２０１のトナー供給口１２６の周囲の弾性を有するシール部材１２７（発泡ウレタン等のスポンジ）が圧縮され、トナー供給口１２６の周囲のトナー漏れが防止できる状態となる。

この状態で、図２１（Ｃ）に示すように、使用者がレバー１０４を回転させると、トナーカートリッジ１８の底面に形成されたシャッタ１０２（図５）が開き、トナー供給口１１０（図４）及びトナー供給口１２６（図３）を介して、トナーが現像装置２のトナー保持空間２０に供給される。

なお、上述した図１６において、位置規制部１１７の傾斜部１１７ａの開始位置（上端位置）から、水平ガイド１４０の傾斜部１４０ｂと上端部１４０ａとの境界位置までの距離をＤ１とし、トナーカートリッジ１８の長手方向における規制リブ１１８の先端位置から、係合リブ１０９の最遠端（規制リブ１１８から遠い側の端部）までの距離をＤ２とすると、これらの距離Ｄ１，Ｄ２の間には、Ｄ１≦Ｄ２の関係が成立することが好ましい。Ｄ１＞Ｄ２の場合には、トナーカートリッジ１８が装着時にがたつく可能性があるのに対し、Ｄ１≦Ｄ２の場合には、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８及び係合リブ１０９を、傾斜部１１７ａ，１４０ｂで共に案内しながら装着を行うことができるため、がたつきを防止することができる。

また、位置規制部１１７の傾斜部１１７ａの水平方向に対する傾斜角度θ４と、水平ガイド１４０の傾斜部１１４ｂの水平方向に対する傾斜角度θ５との間には、θ４≧θ５の関係が成立することが好ましい。θ４＜θ５の場合には、係合リブ１０９が比較的急勾配の傾斜部１４０ｂに沿って係合部１１９に案内されるため、トナーカートリッジ１８が装着しにくくなるのに対し、θ４≧θ５であれば、係合リブ１０９が比較的緩い勾配の傾斜部１４０ｂに沿って係合部１１９に案内されるため、トナーカートリッジ１８が装着しやすくなる。

以上説明したように、この第１の実施の形態によれば、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９を係合部１１９まで案内する水平ガイド１４０を設けたので、使用者は、係合リブ１０９を水平ガイド１４０に沿わせるようにして、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着することができる。また、装着に際しては、係合リブ１０９を水平ガイド１４０に載せればよいため、現像装置２の上方の広い範囲から、簡単にトナーカートリッジ１８を装着することができる。

また、係合リブ１０９を水平ガイド１４０の上端部１４０ａ（水平面）に沿わせるようにしてトナーカートリッジ１８を装着できるため、トナーカートリッジ１８を大きく傾ける必要がなく、水平に近い姿勢に保つことができる。そのため、トナーカートリッジ１８内のトナーの偏在を防止でき、現像装置２に対して均一にトナーを供給することが可能となり、その結果、印刷むらの発生を防止することができる。

さらに、装着部２０１に、トナーカートリッジ１８を係合部１１９の鉛直面１１９ａに対して押圧する付勢部材１４７を設けたので、装着部２０１に対するトナーカートリッジ１８の位置決めが可能となり、その結果、トナーカートリッジ１８のトナー供給口１１０と装着部２０１のトナー供給口１２６とを正確に位置合わせることができる。加えて、コネクタ１２３の基板１２４（板ばね）を付勢部材１４７として使用すれば、独立したばね部材を用いないことで部品点数を削減でき、また、弾性力を利用してコネクタ１２３とコンタクト部１２１との接触導通を確保することもできる。

また、装着部２０１の位置規制部１１７により、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８を位置規制するようにしたので、装着部２０１からトナーカートリッジ１８が脱落しないよう確実に保持することができる。

第２の実施の形態．
図２２は、本発明の第２の実施の形態に係る現像装置２とトナーカートリッジ１８とを示す斜視図である。図２３（Ａ）は、第２の実施の形態におけるトナーカートリッジ１８の現像装置２への装着を説明するための図である。

本実施の形態では、トナーカートリッジ１８の両側面に、角度補正リブ（第１の当接部）１４５が設けられている。この角度補正リブ１４５は、トナーカートリッジ１８の長手方向において、装着方向とは反対の方向の端部に近い位置に形成されている。また、角度補正リブ１４５は、トナーカートリッジ１８の長手方向に沿って長く、例えば、装着部２０１の水平ガイド１４０と同程度の長さを有している。なお、図２２，２３では、角度補正リブ１４５はそれぞれ一つのみ示されているが、トナーカートリッジ１８の幅方向両側に一対の角度補正リブ１４５が設けられている。

装着部２０１の幅方向両側には、トナーカートリッジ１８の一対の角度補正リブ１４５に当接する一対の角度補正ガイド（第２の当接部）１４６が上方に突出形成されている。角度補正ガイド１４６は、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際に、トナーカートリッジ１８の角度補正リブ１４５に当接することで、トナーカートリッジ１８の傾きを補正するものである。

図２３（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が水平ガイド１４０の上端部１４０ａに当接し、さらに、トナーカートリッジ１８の角度補正リブ１４５が角度補正ガイド１４６に当接する。このとき、トナーカートリッジ１８の傾きが所定の角度α（ここでは２０°）になるように、各部の寸法が設定されている。

トナーカートリッジ１８の傾きを所定の角度αに規制するための各部の寸法の関係は、以下の通りである。ここでは、係合リブ１０９の装着方向の先端（点Ｍとする。）から角度補正リブ１４５までの距離をＡとする。トナーカートリッジ１８の底面から角度補正リブ１４５までの最短距離（トナーカートリッジ１８を水平に置いた場合の高さ）をＢとする。角度補正ガイド１４６と水平ガイド１４０との高さの差をＤとする。水平ガイド１４０と角度補正ガイド１４６との間の距離をＥとする。装着部２０１の壁部１２９の上端面と角度補正ガイド１４６との高さの差をＦとする。係合リブ１０９の装着方向の先端（点Ｍ）から角度補正ガイド１４６の同方向の先端（点Ｎとする。）までの距離をＪとする。角度補正ガイド１４６の装着方向の先端（点Ｎ）から壁部１２９までの距離をＧとする。

ここで、トナーカートリッジ１８の底面から角度補正リブ１４５までの最短距離Ｂ（すなわち、トナーカートリッジ１８を水平に置いたときの高さ）は、トナーカートリッジ１８の底面から係合リブ１０９までの最短距離と同じものとする。従って、トナーカートリッジ１８の傾きは、線分ＭＮの傾きと同じになる。

図２３（Ｂ）は、線分ＭＮの傾きを示す模式図である。図２３（Ｂ）から、トナーカートリッジ１８の装着時の傾きが所定の角度α以下であるための第１の条件としては、
Ｄ／Ｅ≦ｔａｎα ・・・（１）
であることが必要である。

また、第２の条件としては、角度補正リブ１４５と角度補正ガイド１４６とが当接する前にトナーカートリッジ１８の底面が壁部１２９に当接しないこと（そうでないと角度補正リブ１４５及び角度補正ガイド１４６による角度補正ができないため）が必要である。そのためには、角度補正リブ１４５からトナーカートリッジ１８の底面までの最短距離Ｂが、角度補正リブ１４５から壁部１２９までの最短距離Ｈ以下であることが必要である。すなわち、
Ｂ≦Ｈ・・・（２）
であることが必要である。

ここで、壁部１２９の上端面の内端位置に点Ｉをとり、この点Ｉを通る鉛直線と角度補正リブ１４５の底面との交点を点Ｋとする。図２３（Ｃ）は、点Ｉ，Ｋ，Ｎの関係を示す模式図である。図２３（Ｃ）から、上記の距離Ｈは、線分ＩＫの長さ（Ｌ_０）を用いて、
Ｈ＝Ｌ_０ｃｏｓα
で表される。また、線分ＩＫの長さＬ_０は、
Ｌ_０＝Ｆ＋Ｇｔａｎα
で表される。従って、上記の式（２）は、以下の式（２ａ）のように表される。
Ｂ≦（Ｆ＋Ｇｔａｎα）ｃｏｓα ・・・（２ａ）

第３の条件としては、係合リブ１０９が水平ガイド１４０の上端部１４０ａのどの位置に当接していても、角度補正リブ１４５と角度補正ガイド１４６とが接触可能であることが必要である。そのため、図２３（Ａ）から、
Ａ≦Ｊ・・・（３）
であることが必要である。

ここで、距離Ｊ（係合リブ１０９の装着方向の先端から角度補正ガイド１４６までの距離）は、図２３（Ｂ）から、
Ｊ＝Ｅ／ｃｏｓα＝Ｄ／ｓｉｎα
で表される。従って、上記の式（３）は、以下の式（３ａ）のように表される。
Ａ≦Ｅ／ｃｏｓα＝Ｄ／ｓｉｎα ・・・（３ａ）

式（１）、（２ａ）及び（３ａ）から、装着時におけるトナーカートリッジ１８の傾きを２０°以下にするための条件は、
Ｄ／Ｅ≦ｔａｎ２０°
Ｂ≦（Ｆ＋Ｇｔａｎ２０°）ｃｏｓ２０°
Ａ≦Ｅ／ｃｏｓ２０°＝Ｄ／ｓｉｎ２０°
であることが分かる。

次に、トナーカートリッジ１８の装着部２０１への装着動作について説明する。図２３（Ａ）に示すように、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、水平ガイド１４０の上端部１４０ａの任意の位置に、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が上方から当接する。さらに、装着部２０１の角度補正ガイド１４６には、トナーカートリッジ１８の角度補正リブ１４５が上方から当接する。係合リブ１０９を水平ガイド１４０に沿わせると共に、角度補正リブ１４５を角度補正ガイド１４６に沿わせるようにして、トナーカートリッジ１８を水平にスライドさせる。

トナーカートリッジ１８をさらにスライドさせると、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８の傾斜部１１８ａが、位置規制部１１７の傾斜部１１７ａに当接する。規制リブ１１８の傾斜部１１８ａと位置規制部１１７の傾斜部１１７ａとの当接により、規制リブ１１８が下方に押し下げられる。次いで、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９が、水平ガイド１４０から係合部１１９に達し、係合部１１９に係合する。

この状態では、第１の実施の形態において図２０を参照して説明したように、規制リブ１１８の水平部１１８ｂと位置規制部１１７の水平部１１７ｂとが当接し、トナーカートリッジ１８は上方に外れないように保持される。また、図２１を参照して説明したように、トナーカートリッジ１８のレバー１０４に形成された溝部１３６に、装着部２０１内に設けられたリブ１３５が入り込み、また、装着部２０１のトナー供給口１２６の周囲の弾性を有するシール部材１２７が圧縮されてトナー漏れを防止できる状態となる。使用者がトナーカートリッジ１８のレバー１０４を回転させることにより、トナーカートリッジ１８の底面に形成されたシャッタ１０２（図５）が開き、トナー供給口１１０（図４）及びトナー供給口１２６（図３）を介して、トナーが現像装置２の内部のトナー保持空間２０に供給される。

以上説明したように、この第２の実施の形態によれば、トナーカートリッジ１８の側面に角度補正リブ１４５を設けると共に、現像装置２の装着部２０１に角度補正ガイド１４６を設けたので、使用者は、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９及び角度補正リブ１４５を、それぞれ水平ガイド１４０及び角度補正ガイド１４６に載せてそのままスライドさせるだけで、トナーカートリッジ１８の傾きαを小さく（例えば２０°以下に）保ちながら装着部２０１に装着することができる。なお、係合リブ１０９が図２３の点Ｍよりも装着方向（図２３の左側）で水平ガイド１０９と当接するとき、傾きはα未満（例えば２０°未満）となる。そのため、トナーカートリッジ１８の装着が容易になり、加えて、トナーカートリッジ１８内のトナーの偏在を防止できるため、印刷むらの発生を防止することができる。

第３の実施の形態．
図２４は、第３の実施の形態に係る現像装置２及びトナーカートリッジ１８の一部を拡大して示す模式図である。

一般に、トナーカートリッジ１８の輸送時の振動や重力により、トナーが外部から振動を受けると、粉体であるトナーのかさ密度が高くなり、トナー同士が凝集して一つの塊のようになることが知られている。トナーカートリッジ１８は、輸送時や保管時には、トナー供給口１１０側を上にして置かれているため、トナーの凝集体がトナー貯蔵容器１９の上側の内面（トナー供給口１１０とは反対側の面）に付着する場合がある。また、付着が生じなかったとしても、トナーが凝集していると、トナー供給口１１０から出ることができない場合がある。このような場合には、トナーカートリッジ１８を現像装置２の装着部２０１に装着しても、現像装置２にトナーを十分に供給することができず、印刷不良（濃度不足、印刷のかすれなど）の原因となる。そのため、トナーカートリッジ１８を装着する前に、トナーカートリッジ１８を振動させる等して、トナーの凝集をほぐし、付着したトナーをふるい落とす必要がある。

そこで、本実施の形態では、装着部２０１の水平リブ１４０の上端部１４０ａに、少なくとも一つの振動付与部１４１を設けている。この振動付与部１４１は、水平リブ１４０の上端部１４０ａからさらに突出する凸部である。

図２５は、第３の実施の形態に係る現像装置２の作用を模式的に示す拡大図である。トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９を水平ガイド１４０の上端部１４０ａに沿ってスライドさせることにより、係合リブ１０９が振動付与部１４１に当接し、トナーカートリッジ１８に振動が付与される。

係合リブ１０９の振動付与部１４１に当接する面１０９ａ、及び、振動付与部１４１の係合リブ１０９に当接する面１４１ａのうち、少なくとも一方が、テーパ又はＲ（曲率）を有している。なお、水平ガイド１４０の上端部１４０ａにおいて、トナーカートリッジ１８の規制リブ１１８（図４）が位置規制部１１７に達した後の係合リブ１０９の移動範囲には、振動付与部１４１は設けられてない。

次に、トナーカートリッジ１８の装着部２０１への装着動作について説明する。図２５に示すように、トナーカートリッジ１８を装着部２０１に装着する際、水平ガイド１４０の上端部１４０ａに沿って、トナーカートリッジ１８の係合リブ１０９をスライドさせると、係合リブ１０９の当接面１０９ａが振動付与部１４１の当接面１４１ａに当接する。当接面１０９ａ，１４１ａの少なくとも一方がテーパ又はＲを有しているため、係合リブ１０９がスムースに振動付与部１４１に乗り上げ、その後、振動付与部１４１の頂部から水平ガイド１４０上に落下する。これにより、トナーカートリッジ１８に適度な振動が付与され、その結果、トナーカートリッジ１８の内面に付着したトナーがふるい落とされ、また、凝集したトナーがほぐされる。規制リブ１１８（図４）が位置規制部１１７に達した後の係合リブ１０９の移動範囲には、振動付与部１４１は設けられてないため、トナーカートリッジ１８の装着動作を安定に完了させることができる。

以上説明したように、第３の実施の形態によれば、水平ガイド１４０に振動付与部１４１を設けることにより、第１の実施の形態の効果に加えて、トナーカートリッジ１８に振動を付与することで、トナーカートリッジ１８内に付着したトナーをふるい落とし、また凝集したトナーをほぐすことができ、良好な印字を確保することができる。また、使用者がトナーカートリッジ１８を装着前に振る必要がないため、操作の煩わしさがない。

なお、振動付与部１４１は、トナーカートリッジ１８に振動を付与できるものであればよく、凸部のほか、凹部、段差、又はこれらのうち２以上の組み合わせを用いてもよい。

上述した第１〜第３の実施の形態では、装着部２０１に、係合リブ１０９を係合部１１９まで案内する水平ガイド１４０を設けていたが、トナーカートリッジ１８にガイド部材を設けてもよい。この場合、例えば、装着部２０１に設けた凸部が、トナーカートリッジ１８に設けたガイド部材に摺接するように構成することができる。

本発明は、プリンタのほか、ファックス機、複写機、又は、これらの機能を複合的に有する装置などにおいて、現像装置及びその現像剤収納容器として利用することができる。

本発明の第１の実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。第１の実施の形態における現像装置の構成を示す図である。第１の実施の形態における現像装置及びトナーカートリッジを示す斜視図である。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。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジを示す分解斜視図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの一部を拡大して示す部分拡大図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジに装着される基板を示す背面図（Ａ）、側面図（Ｂ）及び正面図（Ｃ）である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのポケット部を示す側断面図（Ａ）、上面図（Ｂ）及び正面図（Ｃ）である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジのポケット部に基板を装着した状態を示す側断面図（Ａ）及び正面図（Ｂ）である。第１の実施の形態における現像装置を図３における矢印Ａ方向から見た斜視図である。第１の実施の形態における現像装置を図３における矢印Ｂ方向から見た、一部を切り欠いて示す斜視図である。第１の実施の形態における現像装置にトナーカートリッジを装着した状態を示す図である。第１の実施の形態における現像装置及びトナーカートリッジの寸法を示す図である。第１の実施の形態における装着時のトナーカートリッジの姿勢を説明するための図である。現像装置が水平ガイドを有していなかった場合の、トナーカートリッジの装着動作を示す図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。第１の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。第１の実施の形態におけるレバーの構成及び操作を説明するための図である。本発明の第２の実施の形態における現像装置及びトナーカートリッジを示す斜視図である。第２の実施の形態におけるトナーカートリッジの装着動作を説明するための図である。本発明の第３の実施の形態における現像装置及びトナーカートリッジの一部を拡大して示す図である。第３の実施の形態における現像装置及びトナーカートリッジの作用を説明するための図である。

符号の説明

１画像形成装置、２現像装置、１８トナーカートリッジ、１０４レバー、１０８ポケット部、１０９係合リブ、１１０トナー供給口、１１８規制リブ、１１７位置規制部、１１９係合部、１２１コンタクト部、１２３コネクタ部、１２４基板、１２６トナー供給口、１２７シール部材、１４０水平ガイド、２０１装着部、１４５角度補正リブ、１４６角度補正ガイド、１４１振動付与部。

Claims

現像剤収納容器を着脱可能に装着できる現像装置であって、
前記現像剤収納容器を装着する装着部と、
前記現像剤収納容器の側面に設けられた第１の係合部に係合する第２の係合部と
を備え、
前記現像剤収納容器及び前記装着部の一方が、前記第１の係合部及び前記第２の係合部の一方を他方との係合位置まで案内するガイド部材を有し、
前記第１の係合部と前記第２の係合部とが係合することにより、前記装着部における前記現像剤収納容器の長手方向の位置が規制される
ことを特徴とする現像装置。
前記第１の係合部は、前記現像剤収納容器の側面に設けられた凸部であり、
前記第２の係合部は、前記装着部に設けられ、前記凸部に係合する係合部であり、
前記ガイド部材は、前記装着部に設けられ、前記凸部を前記係合部まで案内することを特徴とする請求項１に記載の現像装置。
前記ガイド部材は、前記現像剤収納容器の前記凸部を長手方向に案内する長尺部材であり、
前記ガイド部材による案内方向において、前記ガイド部材に隣接して前記係合部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
前記ガイド部材の前記凸部を案内する面が、水平面であることを特徴とする請求項２に記載の現像装置。
前記装着部は、前記現像剤収納容器の装着方向の先端部に当接し、前記先端部の位置を規制する位置規制部を有することを特徴とする請求項２から４までのいずれか１項に記載の現像装置。
前記位置規制部は、前記現像剤収納容器の前記先端部を下方に付勢し、さらに前記先端部を下方位置で保持するよう構成されていることを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
前記装着部は、前記現像剤収納容器を長手方向に付勢する付勢部材を有し、
前記付勢部材の付勢により前記凸部が前記係合部に押し当てられ、前記現像剤収納容器の長手方向の位置が規制されることを特徴とする請求項２から６までのいずれか１項に記載の現像装置。
前記装着部は、前記現像剤収納容器の装着方向の先端部に設けられた端子部に電気的に接続される接続部と、当該接続部を支持する基板とを有し、前記基板が、前記付勢部材として機能することを特徴とする請求項７に記載の現像装置。
一対の前記ガイド部材が、前記現像剤収納容器の幅方向両側面に対向するように設けられていることを特徴とする請求項２から８までのいずれか１項に記載の現像装置。
前記現像剤収納容器及び前記装着部は、前記凸部と前記ガイド部材とが当接した状態で、互いに当接する第１の当接部及び第２の当接部をそれぞれ有し、
前記凸部と前記ガイド部材との当接、及び、前記第１の当接部と前記第２の当接部との当接により、前記現像剤収納容器の装着時の傾きを規制することを特徴とする請求項２から９までの何れか１項に記載の現像装置。
前記第１の当接部は、前記現像剤収納容器の長手方向に延在する延在部であり、前記第２の当接部は、前記装着部から上方に突出する突出部であることを特徴とする請求項１０に記載の現像装置。
前記ガイド部材は、前記凸部が前記ガイド部材に沿ってスライドする際、前記凸部に当接して振動を付与する振動付与部を有することを特徴とする請求項２から１１までのいずれか１項に記載の現像装置。
前記振動付与部は、前記ガイド部材に形成された凸部、凹部、断差部、又はこれらのうちの２以上の組み合わせにより構成されていることを特徴とする請求項１２に記載の現像装置。
請求項１から１３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装置。