JP2011013367A - 現像装置および現像剤カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】現像ユニット16には、第1ガイド溝65および第2ガイド溝76が設けられている。第2ガイド溝76は、第1ガイド溝65に連続する第1位置と、第1ガイド溝65との連続状態が解消される第2位置との間で回動可能である。トナーカートリッジ11の内突起98は、トナーカートリッジ11が着脱されるときに、連続している第1ガイド溝65および第2ガイド溝76にガイドされ、トナーカートリッジ11の装着が完了したときに、第1ガイド溝65に受け止められ、第2ガイド溝76は第2位置にある。
【選択図】図5
Description
特許文献1に記載の現像器では、トナーカートリッジのトナー排出口から現像ハウジングのトナー注入口にトナーが供給される。
そして、トナーカートリッジには、トナー排出口を開閉するカートリッジ側のシャッタが設けられ、現像ハウジングには、トナー注入口を開閉する現像器側のシャッタが設けられている。
ここで、現像ユニットでは、現像剤担持体を支持する現像フレームに、現像ユニットに対して着脱される現像剤カートリッジをガイドするガイド部が設けられている。
ガイド部は、現像フレームに固定された第1ガイド部と、現像フレームによって回動可能に支持された第2ガイド部とを含んでいる。第2ガイド部は、現像ユニットに対して現像剤カートリッジを着脱するときに位置して第1ガイド部に連続する第1位置と、現像ユニットに対する現像剤カートリッジの装着が完了したときに位置して第1ガイド部との連続状態が解消される第2位置との間で回動可能である。
第1被ガイド部は、現像剤カートリッジが現像ユニット(または画像形成装置本体)に対して着脱されるときにガイド部(画像形成装置本体に設けられる場合もある)、詳しくは連続している第1ガイド部および第2ガイド部にガイドされる。そのため、現像ユニット(または画像形成装置本体)に対して現像剤カートリッジを円滑に着脱できる。
1.プリンタの全体構成
図1に示すように、画像形成装置の一例としてのプリンタ1は、画像形成装置本体の一例としての本体ケーシング2を備えている。本体ケーシング2内の中央部には、現像装置の一例としてのプロセスカートリッジ3が配置されている。本体ケーシング2内において、プロセスカートリッジ3の上方には、レーザなどを備える露光器4が配置されている。
プロセスカートリッジ3は、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナーカートリッジ11と、トナーカートリッジ11が着脱可能に装着される現像ユニット16とを備えている。現像ユニット16は、感光ドラム6およびスコロトロン型の帯電器7を保持するドラム部8と、トナーカートリッジ11からのトナーを外周面で担持する現像ローラ9を保持する現像部10とを含んでいる。ここで、トナーカートリッジ11は、現像剤カートリッジの一例として機能し、現像ユニット16は、筐体の一例として機能する。また、感光ドラム6は、像担持体の一例として機能し、現像ローラ9は、現像剤担持体の一例として機能する。
感光ドラム6の回転に伴って、感光ドラム6の外周面は、帯電器7によって一様に帯電された後、露光器4からのレーザビーム(破線矢印参照)によって選択的に露光される。これにより、感光ドラム6の外周面に、画像データに基づく静電潜像が形成される。そして、静電潜像が現像ローラ9に対向すると、静電潜像と現像ローラ9との間の電位差により、現像ローラ9から感光ドラム6の静電潜像にトナーが供給される。これによって、感光ドラム6の外周面にトナー像が形成される。
なお、プリンタ1では、フロントカバー5が設けられている側(図1における右側)が前側である。以下の説明での上下左右の方向は、プロセスカートリッジ3が本体ケーシング2に装着された状態でプリンタ1を前側(正面側)から見たときを基準とする(詳しくは、各図において方向を示す矢印を参照)。これにより、プロセスカートリッジ3は、本体ケーシング2に対して前側から着脱されることになる。
2.プロセスカートリッジ
前述したように、プロセスカートリッジ3は、現像ユニット16とトナーカートリッジ11とを備えており、現像ユニット16は、ドラム部8と現像部10とを含んでいる。以下では、現像ユニット16(ドラム部8および現像部10)およびトナーカートリッジ11のそれぞれについて詳説する。
(1)現像ユニット
(1−1)ドラム部
ドラム部8は、左右方向(幅方向ということがある。)に長手で上下に扁平な中空のボックス形状である。ドラム部8は、その外郭をなす現像フレームの一例としてのドラムケース20と、前述した感光ドラム6、帯電器7および転写ローラ13とを備えている。
1対の側壁25は、ともに幅方向に薄くて前後に長い板状であって、幅方向に間隔を隔てて対向配置されており、これらの側壁25の下端縁間に、底壁21が架設されて前後に延びている。また、底壁21の後側略3分の1の部分に対して、天壁23が間隔を隔てて上から対向配置されており、天壁23の後端縁と底壁21の後端縁との間に、後壁22が架設されて上下に延びている。そして、前壁24は、底壁21の前端縁から湾曲しながら上方へ延びつつ、1対の側壁25の前端縁間に架設されている。
ドラム収容室27には、感光ドラム6と転写ローラ13とが、それぞれの中心軸が幅方向に延びた状態で、収容されている。この状態で、転写ローラ13が感光ドラム6に対して下側から接触しており、感光ドラム6および転写ローラ13の幅方向両端部は、1対の側壁25によって回転可能に支持されている。また、底壁21において、転写ローラ13の下側外周面に一致する部分は、幅方向から見て、転写ローラ13の下側外周面に沿って下方へ円弧状に湾曲している。
底壁21において、現像部収容室28を下から区画する部分の後端部には、幅方向に長手で底壁21を上下に貫通する入口29が形成されている。画像形成時において、用紙Pは、入口29からドラム部8内に進入し、感光ドラム6と転写ローラ13との間を通過する。ここで、後壁22には、幅方向に長手で後壁22を前後に貫通する出口30が形成されている。感光ドラム6と転写ローラ13との間を通過した用紙Pは、出口30を通過し、定着器14に向けて搬送される。
図6に示すように、前壁24の幅方向両端部には、切欠き35が形成されている。各切欠き35は、前壁24を前後に貫通するように、前壁24の上端縁を下側へ切欠いている。前壁24の後面(現像部収容室28に臨む面)において各切欠き35に対して幅方向外側から隣接する位置には、現像部収容室28へ向けて後側へ突出するコイルばね36が設けられている。コイルばね36の後端には、ブロック状の押圧部材37が取り付けられ、コイルばね36と一体化されている。
(1−2)現像部
図2(a)に示すように、現像部10は、現像部収容室28(図1参照)にちょうど収まる大きさを有する幅方向に長手で上下に扁平な中空のボックス形状である。
(1−2−1)現像配置部
現像配置部41は、その外郭をなす現像フレームの一例としての現像ケース43と、前述した現像ローラ9と、供給ローラ44と、搬送オーガ45と、層厚規制ブレード46とを備えている。
現像ローラ9は、その中心軸が幅方向に沿って延びた状態で、幅方向両端部において現像ケース43の左壁47および右壁48によって回転可能に支持されている。現像ローラ9の後側外周面は、前述した露出穴49から後方へ露出されている。現像ローラ9の幅方向両端部は、対応する左壁47または右壁48から幅方向外側へ突出しており、現像ローラ9の幅方向両端部には、円筒状のカラー67が外嵌されている(図2(b)および図2(d)参照)。
搬送オーガ45は、中心軸が幅方向に沿って延びる細長い円柱であって、その外周面には、幅方向中央から幅方向両外側へ向かいながら螺旋を描く翼45Aが一体的に設けられている(図6参照)。搬送オーガ45は、幅方向両端部において左壁47および右壁48によって回転可能に支持されている。搬送オーガ45は、供給ローラ44に対して間隔を隔てて上から対向しつつ、現像ローラ9に対して間隔を隔てて前側から対向している。搬送オーガ45の幅方向両端部は、対応する左壁47または右壁48から幅方向外側へ突出しており、搬送オーガ45の幅方向両端部には、円筒状のカラー68が外嵌されている(図2(b)および図2(d)参照)。
また、底壁50の上面(現像ケース43の内部に臨む面)には、フィルム状のシール部材52が、現像ローラ9の下側外周面の幅方向全域に対して下側から接触している。
(1−2−2)カートリッジ配置部
カートリッジ配置部42は、現像フレームの一例としての配置部本体53と、受け部54とを備えている。ここで、配置部本体53だけでなく、前述したドラムケース20(図1参照)および現像ケース43も現像フレームの一例であるが、ドラムケース20、現像ケース43および配置部本体53のまとまりを、現像フレームの一例としている。
(1−2−2−1)配置部本体
配置部本体53は、上下に扁平な中空のボックス状であり、その上面のほぼ全域は、配置部本体53内を上方ヘ露出させる開口となっており、露出口55とされる。配置部本体53の幅方向寸法は、現像配置部41の幅方向寸法とほぼ同じであり、配置部本体53の上下の厚みは、現像配置部41の上下の厚みとほぼ同じである。一方、配置部本体53の前後方向寸法は、現像配置部41の前後方向寸法の2〜3倍程度である。
支持部64は、幅方向から見て、配置部本体53の後壁60の円弧中心を円中心とする円盤形状である。支持部64は、対応する左壁56または右壁57の幅方向内側面よりも幅方向内側(配置部本体53の内部)に突出している(図6参照)。各支持部64の後側外周縁は、後壁60から前側へずれている。
現像ケース43の外壁48Aは、配置部本体53の外壁57Aに後側から接続されている一方で、現像ケース43の内壁48Bは、配置部本体53の内壁57Bに後側から接続されている。そのため、現像ケース43において外壁48Aと内壁48Bとによって挟まれた部分(空間)は、配置部本体53において外壁57Aと内壁57Bとによって挟まれた部分(空間)に後側から連通している。外壁48Aと内壁48Bとによって挟まれた部分には、搬送オーガ45の右端部(カラー68より左側の部分)および現像ローラ9の右端部(カラー67より左側の部分)が、前側からこの順番で配置されている。
詳しくは、第1支持軸111は、右壁57の前述した前挿通穴66Aに嵌め込まれており、第5支持軸115は、前述した後挿通穴66Bに嵌め込まれている(図2(a)参照)。この状態で、第1支持軸111および第5支持軸115のそれぞれは、対応する前挿通穴66Aまたは後挿通穴66B内で回転自在である。
後入力部127Bの被押圧部128の右端面が平坦である一方で、前入力部127Aの被押圧部128の右端面の円中心部分には、左側へ窪む凹部128Aが形成されている。
軸部129では、左端部129Aが、それ以外の部分(左端部129Aより右側の部分)とは異なり、金槌の頭部のような形状をしている。
入力解除位置にある入力部127は、図示するように右側へ退避しており、このとき、軸部129の左端部129Aが、対応する第1支持軸111または第5支持軸115内に収まっていて、配置部本体53の右壁57の内壁57Bから左側へほとんどはみ出ていない。また、軸部129の左端部129Aは、対応する突出部111Aまたは突出部115Aに左側から当接しているので、入力部127が入力解除位置から右側へずれて第1支持軸111または第5支持軸115から外れることはない。
各入力部127では、幅方向に延びるコイルばね130が軸部129に外嵌されており、コイルばね130は、被押圧部128の左端面と対応する突出部111Aまたは突出部115Aとの間に、圧縮された状態で介挿されている。そのため、各入力部127は、コイルばね130が伸びようとする力によって、常には、入力位置(図示せず)から入力解除位置へ向けて付勢されている。
そして、ギヤ117、ギヤ118、ギヤ119、ギヤ120、ギヤ121、ギヤ122、ギヤ123およびギヤ124のそれぞれは、前後に隣り合うギヤと噛合している。
(1−2−2−2)受け部
図2(a)に示すように、受け部54は、配置部本体53の内部空間の後側領域にちょうど収まる大きさを有する中空体である。
左壁73および右壁74は、幅方向に間隔を隔てて対向配置されている。左壁73および右壁74は、幅方向から見て、同じ形状をしており、前後に長手で幅方向に薄い板状である。幅方向から見て、左壁73および右壁74のそれぞれにおいて、後端縁は、後側へ膨出する円弧状をなしており、上端縁は、後端縁の上端から前側へ直線状に延び、下端縁は、後端縁の下端から前側へ直線状に延び、前端縁は、上端縁の前端から前下側へ直線状に傾斜して延びて下端縁の前端に接続されている。そのため、左壁73および右壁74のそれぞれの前側部分は、幅方向から見て略三角形状である。左壁73および右壁74のそれぞれにおける円弧状の後端縁の曲率半径は、配置部本体53の円弧状の後壁60の曲率半径とほぼ同じである。
このような受け部54は、配置部本体53の内部空間の後側領域に収容されている。この状態で、受け部54では、左壁73の丸穴75に対して、配置部本体53の左壁56の支持部64が幅方向外側(左側)から挿通され、右壁74の丸穴75に対して、配置部本体53の右壁57の支持部64が幅方向外側(右側)から挿通されている(図6も参照)。この状態で、左壁73および右壁74のそれぞれの幅方向内側面と、幅方向で同じ側にある支持部64の幅方向内側面とは、ほぼ面一になっている。
詳しくは、受け部54は、第1位置(図2(c)および図2(d)参照)と、第2位置(図2(a)および図2(b)参照)との間で回動可能である。ここで、受け部54の左壁73および右壁74のそれぞれに形成された第2ガイド溝76の位置について、受け部54が第1位置にあるときに第2ガイド溝76も第1位置にあるとし(図2(c)参照)、受け部54が第2位置にあるときに第2ガイド溝76も第2位置にあるという(図2(a)参照)。
そして、第1位置にある受け部54を、左側から見て、時計回りに回動させる。そして、図2(a)に示すように、受け部54の底壁70が配置部本体53の底壁59に上から接触すると、受け部54は、回動を停止し、第2位置に配置される。
また、受け部54が第1位置にあるときには前上側へ延びていた第1位置の第2ガイド溝76(図2(c)参照)は、受け部54が第2位置にあるときには、第2位置にあって、前後方向に沿って延びている。これに応じて、第2位置の第2ガイド溝76は、幅方向から見て、前上側へ延びている第1ガイド溝65と交差しており、第1ガイド溝65と第2ガイド溝76との連続状態が解消されている。詳しくは、第2ガイド溝76は、分断されて前第2ガイド溝76Aと後第2ガイド溝76Bとに完全に分かれ、第1ガイド溝65の両端部(前上側の端部および後下側の端部)は、対応する左壁73または右壁74において第2ガイド溝76以外の部分によって塞がれている。
また、受け部54が第2位置にあるときには、受け部54の貫通穴77は、配置部本体53の後壁60の貫通穴63に対して前側から対向しており、詳しくは、供給口77Aと供給口63Aとが連通し、左右の回収口77Bと幅方向で同じ側にある回収口63Bとが連通している(図6参照)。
(1−3)現像部とドラム部との関係
このような現像部10は、図1に示すように、ドラム部8の現像部収容室28に収容されている。この状態で、現像部10では、前述した受け部54が、ドラム部8(ドラムケース20)の通過口26から上方へ露出されている。
また、現像部10では、図6に示すように、搬送オーガ45の左端部(カラー68が外嵌された部分)が、ドラム部8の左側の側壁25の前長穴38Aに幅方向内側(右側)から挿通され、現像ローラ9の左端部(カラー67が外嵌された部分)が、左側の側壁25の後長穴38Bに幅方向内側から挿通されている。また、搬送オーガ45の右端部(カラー68が外嵌された部分)が、ドラム部8の右側の側壁25の前長穴38Aに幅方向内側(左側)から挿通され、現像ローラ9の右端部(カラー67が外嵌された部分)が、右側の側壁25の後長穴38Bに幅方向内側から挿通されている。
(2)トナーカートリッジ
図3に示すように、トナーカートリッジ11は、現像部10の配置部本体53(図2(a)参照)の内部空間にちょうど収まる大きさを有する上下に扁平で幅方向に長手の中空のボックス形状である。
(2−1)外ケース
外ケース81は、中心軸が幅方向に延びて幅方向両端が塞がれた略円筒状のサブケース83を前後方向に複数(ここでは3つ)並べて一体化することで形成されている。各サブケース83の内部空間は、幅方向から見て、略円柱状に区画されている。各サブケース83(厳密にはサブケース83の内部空間)は、現像剤収容室の一例として機能する。
隔壁84は、幅方向から見て、後サブケース83Cの円状の輪郭の一部をなしており、中サブケース83Bの内部へ向けて前側へ円弧状に膨出している。隔壁84の下側部分には、隔壁84を前後方向に貫通する幅方向に長手の連通口85が形成されており(図4Bも参照)、この連通口85を介して、中サブケース83Bの内部と後サブケース83Cの内部とが連通している。
また、後サブケース83Cの後端部における周壁には、この周壁を前後方向(後サブケース83Cの径方向)に貫通して第1室86に直接連通する開口の一例としての貫通穴88が幅方向に間隔を隔てて3つ形成されている。3つの貫通穴88のうち、真ん中の貫通穴88は、供給口88Aとされ、左端および右端の2つの貫通穴88は、回収口88Bとされる(図4A参照)。
このように、外ケース81の内部は、貫通穴88に直接連通する第1室86と、連通口85を介して第1室86に連通する第2室87とに区画されている。
また、後サブケース83Cの左端面および右端面のそれぞれには、露出穴89を前後から挟むように後サブケース83Cの対応する左端面または右端面から幅方向外側へ突出する1対の突出部(第2被ガイド部および第2係合部の一例としての外突起90という。)が一体的に設けられている。外突起90は、後サブケース83C(外ケース81)に固定されている。ここで、後サブケース83Cの左端面および右端面のそれぞれの1対の外突起90のうち、後側の外突起90は、後外突起90Aとされ、前側の外突起90は、前外突起90Bとされる。
(2−2)内ケース
内ケース82は、図3(b)に示すように、中心軸が幅方向に延びて幅方向両端が塞がれた略円筒状であって、後サブケース83C内(第1室86)にちょうど収まる大きさを有している。
進出位置にある内突起98では、そのほとんどの部分が、対応する左壁95の外壁95Aまたは右壁96の外壁96Aの幅方向外側面から幅方向外側へ突出している。このとき、内突起98の幅方向内側の縁が、係合部98Aとなって、対応する左壁95の外壁95Aまたは右壁96の外壁96Aに対して幅方向内側から引っ掛かっており、内突起98が進出位置より幅方向外側へずれて露出溝97から外れてしまうことが防止されている。
このような内ケース82は、後サブケース83Cの第1室86に収容されている。この状態で、内ケース82の左端面(左壁95の外壁95Aの左面)および右端面(右壁96の外壁96Aの右面)のそれぞれは、後サブケース83Cにおいて幅方向で同じ側にある露出穴89から幅方向外側へ露出されている(図3(a)、(c)、(d)および(f)参照)。
また、内ケース82の左端面(左壁95)および右端面(右壁96)のそれぞれにある内突起98は、実線で示すように進出位置にあるときには、退避位置にあるとき(点線で示した内突起98を参照)よりも、外ケース81の対応する幅方向外側端面(外表面)から幅方向外側へ突出している。進出位置にある各内突起98の幅方向外側端面は、幅方向で同じ側にある外突起90の幅方向外側端面とほぼ面一になっている。一方、退避位置にある内突起98の幅方向外側端面は、外ケース81および内ケース82の対応する幅方向外側端面とほぼ面一になっている。
そして、図3を参照して、内ケース82は、後サブケース83Cに対して、内ケース82の円中心(後サブケース83Cの円中心でもある。)を中心として相対回動可能である。換言すれば、内ケース82(内ケース82の各内突起98も含む)は、外ケース81によって回動可能に支持されている。詳しくは、内ケース82は、閉位置(図3(a)〜図3(c)および図4A参照)と開位置(図3(d)〜図3(f)および図4B参照)との間で回動可能である。
これにより、外ケース81の貫通穴88が、内ケース82の周壁において貫通穴93より下側の部分によって、前側(後サブケース83Cの径方向内側)から塞がれ、連通口85が、内ケース82の周壁において取込口94より上側の部分によって、後側(後サブケース83Cの径方向内側)から塞がれている(図4Aも参照)。つまり、内ケース82(厳密には内ケース82の周壁)は、閉位置にあるとき、貫通穴88および連通口85の両方を閉じている。この状態では、トナーカートリッジ11の内部空間が外部から遮断され、かつ、前述した第1室86(換言すれば内ケース82の内部空間)と第2室87との間が遮断されている(図4Aも参照)。
内ケース82が開位置にあるとき、各内突起98は、前上側へ延びており、幅方向から見て、前述した直線Xに対して交差していて、後外突起90Aおよび前外突起90Bにつながっていない(図3(f)も参照)。
(2−3)その他
図4Aに示すように、トナーカートリッジ11において、外ケース81の前サブケース83Aおよび中サブケース83B、ならびに内ケース82(換言すれば、内ケース82を収容する後サブケース83C)のそれぞれの内部空間には、攪拌部材の一例としてのアジテータ99が1つずつ回転自在に設けられている。
前サブケース83Aおよび中サブケース83Bの各アジテータ99の回転軸99Aは、対応する前サブケース83Aまたは中サブケース83Bの円中心を通った状態で、前サブケース83Aおよび中サブケース83Bにおける外ケース81の左壁106と右壁92との間に架設されており、これらの壁によって回転自在に支持されている。前サブケース83Aおよび中サブケース83Bの各アジテータ99の回転軸99Aの右端部は、右壁92の外壁92Aから右側へ露出されている。
各被入力部100は、凹部100Aが外ケース81の右端面から右側に露出されるように、配置されており、換言すれば、外ケース81に設けられている。
また、前サブケース83Aのアジテータ99の被入力部100の左端部には、中心軸が幅方向に延びる環状であって外周面にギヤ歯が形成されたギヤ101が外嵌され、この被入力部100と一体化されている。ギヤ101は、外ケース81の右壁92における外壁92Aと内壁92Bとの間に配置されている。
(3)現像ユニットに対するトナーカートリッジの着脱
次に、現像ユニット16(プロセスカートリッジ3においてトナーカートリッジ11以外の部分)に対するトナーカートリッジ11の着脱について説明する。なお、トナーカートリッジ11の着脱は、プロセスカートリッジ3が本体ケーシング2(図1参照)の外にある状態で行われる。
まず、現像部10において、前述した受け部54を、図5(a)および(b)に示すように第1位置に配置する。
そして、操作部91を把持することで、内ケース82が閉位置にあるトナーカートリッジ11を、後サブケース83Cから前サブケース83Aへ向かって前上側へ延びるように傾斜した姿勢にし、受け部54の受け口79の前上側へ配置する。
その際、図5(a)を参照して、トナーカートリッジ11が受け部54の左壁73および右壁74によって幅方向から挟まれるので、左壁73および右壁74のそれぞれに設けられた第1ガイド溝65および第2ガイド溝76は、幅方向においてトナーカートリッジ11の両側に位置する。
このように、トナーカートリッジ11は、現像ユニット16に装着される際、外突起90および内突起98において、つながっている第1ガイド溝65および第2ガイド溝76の両方にガイドされる。
このとき、トナーカートリッジ11の貫通穴88は、受け部54の貫通穴77に対して前上側から対向しており、詳しくは、供給口88Aと供給口77Aとが連通し、左右の回収口88Bと幅方向で同じ側にある回収口77Bとが連通している(図6参照)。
受け部54が第2位置へ向けて回動すると、受け部54が第1位置にあるときに前上側へ延びていた第1ガイド溝65は、引き続き前上側へ延びている一方で、今まで第1位置にあった第2ガイド溝76は、図5(c)に示すように、幅方向から見て第1ガイド溝65と交差しようとする。そのため、トナーカートリッジ11において、第1ガイド溝65に受け入れられている(嵌っている)内突起98を有する内ケース82に対して、第2ガイド溝76に受け入れられている(嵌っている)外突起90を有する外ケース81が、左側面視で時計回りに相対回動する。内ケース82が、外ケース81に対して左側面視で反時計回りに相対回動しているともいえる。
そして、図5(c)に示すように受け部54が第2位置まで回動すると、内ケース82は、外ケース81に対して相対回動することで開位置に配置され、トナーカートリッジ11は、現像部10の配置部本体53内に完全に収容される(図5(d)も参照)。これにより、現像ユニット16(現像部10)に対するトナーカートリッジ11の装着が完了する。
また、このとき、図5(d)に示すように、トナーカートリッジ11の貫通穴88は、受け部54が第1位置にあったときから引き続いて受け部54の貫通穴77に対向(連通)しており、さらには、現像部10において現像配置部41(現像ケース43)の内部に連通する貫通穴63に対して、受け部54の貫通穴77を介して前側から連通している。
詳しくは、図6に示すように、供給口63Aと供給口77Aと供給口88Aと供給口93Aとが連通し、左側の回収口63Bと左側の回収口77Bと左側の回収口88Bと左側の回収口93Bとが連通し、右側の回収口63Bと右側の回収口77Bと右側の回収口88Bと右側の回収口93Bとが連通する。
また、トナーカートリッジ11が現像ユニット16に着脱される際、外突起90および内突起98は、前述したように1本の直線X(図3(a)および図3(c)参照)上に並んでいて、第1ガイド溝65および第2ガイド溝76にガイドされる。このとき、内突起98は、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の着脱方向(前上側と後下側とを結ぶ方向であり、図5(a)の太線矢印Yを参照)において、後外突起90Aと前外突起90Bとに挟まれている。
(4)画像形成時におけるプロセスカートリッジでの動作
次に、現像ユニット16にトナーカートリッジ11が装着された(完成した)プロセスカートリッジ3での、前述した画像形成時における動作について説明する。
このとき、前入力部127Aでは、軸部129の左端部129Aが、トナーカートリッジ11の前サブケース83Aのアジテータ99の被入力部100の凹部100Aに右側から嵌っていて、この被入力部100に連結されている。また、後入力部127Bでは、軸部129の左端部129Aが、トナーカートリッジ11の内ケース82のアジテータ99の被入力部100の凹部100Aに右側から嵌っていて、この被入力部100に連結されている。
前入力部127Aに伝達された駆動力は、前サブケース83Aのアジテータ99の被入力部100に入力され、これにより、前サブケース83Aのアジテータ99に伝達されるとともに、被入力部100のギヤ101ならびにギヤ102およびギヤ103を介して、中サブケース83Bのアジテータ99にも伝達される。
各アジテータ99は、左側から見て時計回りの方向に回転する(図1の太い実線矢印を参照)。これにより、前サブケース83A内のトナーが、前サブケース83A内の回転するアジテータ99の羽根99Cによって攪拌されつつ後上側へ掬い上げられ、中サブケース83B内へ搬送される(図1も参照)。中サブケース83B内のトナーは、中サブケース83B内の回転するアジテータ99の羽根99Cによって攪拌されつつ後上側へ掬い上げられ、前述した連通口85および取込口94をこの順番で通過して内ケース82内へ搬送される(図1も参照)。
(5)保持部材
前述したトナーカートリッジ11は、図7に示す保持部材140を備えている。保持部材140は、金属の薄板を折り曲げることで形成される。保持部材140は、幅方向から見て上下に長手の略矩形状をなして幅方向に間隔を隔てて対向配置される1対の保持板141と、幅方向に長手で1対の保持板141の上端縁間に架設される架設板142とを一体的に備えており、前後方向から見て、上下が逆になった略U字形状をなしている。
そして、右側の保持板141において、幅方向から見たときの略中央位置には、保持板141を幅方向において貫通する丸穴143が形成されている(図7および図8(c)参照)。
この保持部材140は、新品のプリンタ1を出荷する際に使用される。
具体的には、出荷に際して新品のトナーカートリッジ11の外ケース81に装着される。なお、保持部材140は、後述するように外ケース81から離脱可能である。
次に、保持部材140を、1対の保持板141によって幅方向両外側からトナーカートリッジ11の内ケース82および後サブケース83Cを挟むように、トナーカートリッジ11の外ケース81に対して上から装着する。
そして、左側の保持板141は、図8(a)に示すように、内ケース82の左端面および後サブケース83Cの左端面に対して左側から接触しており、同時に、左側の内突起98を左側から右側(幅方向内側)へ押さえて退避位置に保持している(図10参照)。このとき、左側の保持板141は、幅方向で同じ側にある後外突起90Aと前外突起90Bとによって前後から挟まれているが、これらの後外突起90Aおよび前外突起90Bに接触していない。
この場合、前述した手順と同じ手順で、図9(a)に示すように、まず、現像部10の受け部54を第1位置に配置し、その後、トナーカートリッジ11を、後下側へ移動させて受け部54内に挿入する。この際、トナーカートリッジ11において、左右の各外突起90(図8(a)および図8(c)参照)は、第1ガイド溝65および第2ガイド溝76(図2(c)参照)に受け入れられて(係合して)ガイドされる。しかし、保持部材140によって退避位置に保持された左右の各内突起98(図8(a)、図8(c)および図10参照)は、第1ガイド溝65および第2ガイド溝76のいずれにも受け入れられない(係合しない)。
プリンタ1を入手したユーザは、まず、本体ケーシング2からプロセスカートリッジ3を引き出し、さらに、トナーカートリッジ11を現像ユニット16から引き出す。そして、引き出されたトナーカートリッジ11(図8参照)の外ケース81から保持部材140を離脱させる。これにより、トナーカートリッジ11の各内突起98は、図4Aにて実線で示すように、前述したばね105の付勢力によって、進出位置に配置される。
3.作用効果
(1)図5に示すように、このプロセスカートリッジ3では、トナーを収容するトナーカートリッジ11が、現像ユニット16に対して着脱可能に装着される。
第1ガイド溝65(厳密には、第1ガイド溝65が形成された支持部64)は、配置部本体53に固定され、第2ガイド溝76(厳密には、第2ガイド溝76が形成された受け部54)は、配置部本体53によって回動可能に支持されている。第2ガイド溝76(受け部54)は、現像ユニット16に対してトナーカートリッジ11を着脱するときに位置して第1ガイド溝65に連続する第1位置(図5(a)参照)と、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の装着が完了したときに位置して第1ガイド溝65との連続状態が解消される第2位置(図5(c)参照)との間で回動可能である。
内突起98は、トナーカートリッジ11が現像ユニット16に対して着脱されるときに、連続している第1ガイド溝65および第2ガイド溝76にガイドされる(図5(a)参照)。そのため、現像ユニット16に対してトナーカートリッジ11を円滑に着脱できる。
(2)図4Aおよび図4Bに示すように、トナーカートリッジ11では、外ケース81に形成されたトナーの供給口88Aが、内突起98に連結された内ケース82によって開閉される。これにより、供給口88Aでのトナーの漏れを防止できる。そして、図5(b)および図5(d)に示すように、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の着脱動作と、内ケース82の開閉動作とが連動しているので、トナーカートリッジ11を着脱することで内ケース82を開閉できて使い勝手がよい。
(3)図6に示すように、外ケース81に形成された回収口88Bによって、現像ユニット16からトナーカートリッジ11にトナーを回収することができるので、供給口88Aからトナーを供給して回収口88Bで回収することによってトナーを循環させることができる(太い破線矢印参照)。そのため、トナーが滞留して一部のトナーが極端に劣化することを防止できる。
(4)図2(c)に示すように第2ガイド溝76が第1位置にあるとき第1ガイド溝65が第2ガイド溝76の途中にある。そのため、図2(a)に示すように第2ガイド溝76が第2位置にあるときには、第2ガイド溝76において第1ガイド溝65の両側と連続していた2箇所(前第2ガイド溝76Aおよび後第2ガイド溝76B)にて、第2ガイド溝76と第1ガイド溝65との連続状態を確実に解消することができる。
(5)図5(a)に示すように、トナーカートリッジ11では、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の着脱方向Yにおいて内突起98を挟むように1対設けられた外突起90(後外突起90Aおよび前外突起90B)が、外ケース81に固定されている。
そして、図5(c)に示すように、外突起90は、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の装着が完了したときに、回動可能な第2ガイド溝76に受け止められるので、外突起90が固定された外ケース81は、固定された(回動不能な)第1ガイド溝65に受け止められた内突起98を中心として、確実に回動することができる。
(6)第1ガイド溝65および第2ガイド溝76は、溝であり、内突起98および外突起90は、外ケース81の外表面から突出する突出部であることから、このような簡易な構成で、内突起98および外突起90を第1ガイド溝65および第2ガイド溝76で確実にガイドすることができる。
(7)図5(b)に示すように、外ケース81に設けられた複数のサブケース83(前サブケース83A、中サブケース83Bおよび後サブケース83C)は、現像ユニット16に対するトナーカートリッジ11の装着方向(後下側へ向かう方向)における上流側へ供給口88Aから離れる方向(前上側へ向かう方向)に沿って一列に並んでいる。これにより、トナーカートリッジ11を、前記装着方向に沿って細長く(コンパクトに)形成することができる。そして、このように細長いトナーカートリッジ11において供給口88Aから最も離れたサブケース83(前サブケース83A)側を掴むことで、供給口88A側を中心としてトナーカートリッジ11を容易に回動させて現像ユニット16に対して着脱できる。
(8)回転することでトナーを攪拌するアジテータ99が設けられた各サブケース83A〜83Cは、アジテータ99の回転軸方向(幅方向)から見て、略円柱状に区画されているので、アジテータ99は、各サブケース83において円滑に回転してサブケース83のトナーを攪拌することができる(図1参照)。
(9)図6に示すように、トナーカートリッジ11では、外ケース81に複数設けられた被入力部100に駆動力が入力されることで、この駆動力により、外ケース81内のトナーを攪拌すること等が可能である。そして、被入力部100に駆動力を入力する入力部127がトナーカートリッジ11外で進退自在に設けられている。そのため、入力部127は、被入力部100に駆動力を入力するときには進出する一方で(図示せず)、トナーカートリッジ11を現像ユニット16に対して着脱するときには、図6に示すように退避することでトナーカートリッジ11に干渉しないので、トナーカートリッジ11の円滑な着脱が可能となる。
(10)現像ユニット16は、ドラムケース20に支持されて静電潜像が形成される感光ドラム6を備えており、現像ローラ9は、感光ドラム6にトナーを供給することで、感光ドラム6の静電潜像を可視像化する。
操作部91は、現像ローラ9を感光ドラム6に押圧するための押圧力を受ける受け部91Bを備えている。つまり、このプロセスカートリッジ3では、トナーカートリッジ11が現像ユニット16に装着されてから現像ローラ9が感光ドラム6を押圧するので、トナーカートリッジ11が現像ユニット16に装着されていない状態では、現像ローラ9が感光ドラム6を不必要に押圧することで現像ローラ9および感光ドラム6が劣化することを防止できる。
(11)第1ガイド溝65および第2ガイド溝76が、トナーカートリッジ11の長手方向(幅方向)における両側に設けられている(図5(a)および図5(c)参照)。そのため、トナーカートリッジ11を現像ユニット16に対して着脱するときに、トナーカートリッジ11では、その長手方向両側が第1ガイド溝65および第2ガイド溝76にガイドされ、着脱されるトナーカートリッジ11の姿勢を安定させることができる。
4.変形例
前記実施例では、トナーカートリッジ11は、本体ケーシング2(図1参照)から離脱されたプロセスカートリッジ3に対して着脱されている。これに代え、プロセスカートリッジ3(トナーカートリッジ11以外の部分であって、現像ユニット16)が本体ケーシング2と一体化されていて、本体ケーシング2(本体ケーシング2のプロセスカートリッジ3)に対してトナーカートリッジ11が着脱可能であってもよい。
また、保持部材140(図7参照)は、金属の薄板で形成され、上下が逆になった略U字形状をなしているが、その材料および形状はあくまでも一例であって、環状のゴムバンドであってもよい。この場合、保持部材140を、正面から見て、その内側にトナーカートリッジ11の後サブケース83C(図8参照)が位置するように、後サブケース83Cに外嵌する。これにより、ゴムの弾性によって収縮しようとする保持部材140によって、左右の内突起98が退避位置に保持される(図10参照)。
3 プロセスカートリッジ
6 感光ドラム
9 現像ローラ
11 トナーカートリッジ
16 現像ユニット
20 ドラムケース
43 現像ケース
53 配置部本体
65 第1ガイド溝
76 第2ガイド溝
81 外ケース
82 内ケース
83 サブケース
88A 供給口
88B 回収口
90 外突起
91 操作部
91B 受け部
98 内突起
99 アジテータ
100 被入力部
127 入力部
Y 着脱方向
Claims (19)
- 現像剤を収容する現像剤カートリッジと、前記現像剤カートリッジが着脱可能に装着される現像ユニットとを備えた現像装置において、
前記現像ユニットは、
現像フレームと、
前記現像フレームに支持され、現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記現像フレームに設けられ、前記現像ユニットに対して着脱される前記現像剤カートリッジをガイドするガイド部と
を備え、
前記ガイド部は、前記現像フレームに固定された第1ガイド部と、前記現像フレームによって回動可能に支持された第2ガイド部とを含み、
前記第2ガイド部は、前記現像ユニットに対して前記現像剤カートリッジを着脱するときに位置して前記第1ガイド部に連続する第1位置と、前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの装着が完了したときに位置して前記第1ガイド部との連続状態が解消される第2位置との間で回動可能であり、
前記現像剤カートリッジは、
現像剤を収容する現像剤フレームと、
前記現像剤フレームによって回動可能に支持され、前記現像剤カートリッジが前記現像ユニットに対して着脱されるときに前記ガイド部にガイドされ、前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの装着が完了したときに前記第1ガイド部に受け止められる第1被ガイド部と
を備えていることを特徴とする、現像装置。 - 前記現像剤フレームには、前記現像剤カートリッジから前記現像ユニットに現像剤を供給するための供給口が形成されており、
前記現像剤カートリッジは、前記第1被ガイド部に連結されて前記供給口を開閉するシャッタを備え、
前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの着脱動作と、前記シャッタの開閉動作とが連動していることを特徴とする、請求項1に記載の現像装置。 - 前記現像剤フレームには、前記現像ユニットから前記現像剤カートリッジに現像剤を回収するための回収口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。
- 前記第2ガイド部が前記第1位置にあるとき、前記第1ガイド部は、前記第2ガイド部の途中にあることを特徴とする、請求項2または3に記載の現像装置。
- 前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの着脱方向において前記第1被ガイド部を挟むように1対設けられ、前記現像剤フレームに固定される第2被ガイド部を備え、
前記第2被ガイド部は、前記現像剤カートリッジが前記現像ユニットに対して着脱されるときに前記ガイド部にガイドされ、前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの装着が完了したときに前記第2ガイド部に受け止められることを特徴とする、請求項4に記載の現像装置。 - 前記第1ガイド部および前記第2ガイド部は、溝であり、前記第1被ガイド部および前記第2被ガイド部は、前記現像剤フレームの外表面から突出する突出部であることを特徴とする、請求項5に記載の現像装置。
- 前記現像剤フレームには、現像剤を収容する現像剤収容室が複数設けられ、
複数の前記現像剤収容室は、前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの装着方向における上流側へ前記供給口から離れる方向に沿って一列に並んでいることを特徴とする、請求項2ないし6のいずれかに記載の現像装置。 - 各前記現像剤収容室には、回転することで現像剤を攪拌する攪拌部材が設けられ、
各前記現像剤収容室は、前記攪拌部材の回転軸方向から見て、略円柱状に区画されていることを特徴とする、請求項7に記載の現像装置。 - 前記現像剤フレームに複数設けられ、駆動力が入力される被入力部と、
前記現像剤カートリッジ外において進退自在に設けられ、前記被入力部に前記駆動力を入力する入力部と
を備えていることを特徴とする、請求項1ないし8のいずれかに記載の現像装置。 - 前記現像ユニットは、前記現像フレームに支持されて静電潜像が形成される像担持体を備え、
前記現像剤担持体は、前記像担持体に現像剤を供給し、
前記現像剤フレームにおいて、前記現像ユニットに対する前記現像剤カートリッジの装着方向における前記第1被ガイド部よりも上流側に設けられ、前記現像剤カートリッジを前記現像ユニットに対して着脱するために操作される操作部を備え、
前記操作部は、前記現像剤担持体を前記像担持体に押圧するための押圧力を受ける受け部を備えていることを特徴とする、請求項1ないし9のいずれかに記載の現像装置。 - 前記ガイド部は、前記現像フレームにおいて、前記現像剤カートリッジの長手方向における両側に設けられていることを特徴とする、請求項1ないし10のいずれかに記載の現像装置。
- 画像形成装置本体または前記画像形成装置本体に装備される現像装置に対して着脱可能な現像剤カートリッジであって、
現像剤を収容する現像剤フレームと、
前記現像剤フレームによって回動可能に支持され、前記現像剤カートリッジが前記画像形成装置本体または前記現像装置に対して着脱されるときに、前記画像形成装置本体または前記現像装置に設けられたガイド部にガイドされる第1被ガイド部と
を備えていることを特徴とする、現像剤カートリッジ。 - 前記現像剤フレームには、前記現像剤カートリッジから前記画像形成装置本体または前記現像装置に現像剤を供給するための供給口が形成されており、
前記現像剤カートリッジは、前記第1被ガイド部に連結されて前記供給口を開閉するシャッタを備えていることを特徴とする、請求項12に記載の現像剤カートリッジ。 - 前記現像剤フレームには、前記画像形成装置本体または前記現像装置から前記現像剤カートリッジに現像剤を回収するための回収口が形成されていることを特徴とする、請求項13に記載の現像剤カートリッジ。
- 前記画像形成装置本体または前記現像装置に対する前記現像剤カートリッジの着脱方向において前記第1被ガイド部を挟むように1対設けられ、前記現像剤フレームに固定される第2被ガイド部を備え、
前記第2被ガイド部は、前記現像剤カートリッジが前記画像形成装置本体または前記現像装置に対して着脱されるときに前記ガイド部にガイドされることを特徴とする、請求項13または14に記載の現像剤カートリッジ。 - 前記第1被ガイド部および前記第2被ガイド部は、前記現像剤フレームの外表面から突出する突出部であることを特徴とする、請求項15に記載の現像剤カートリッジ。
- 前記現像剤フレームには、現像剤を収容する現像剤収容室が複数設けられ、
複数の前記現像剤収容室は、前記画像形成装置本体または前記現像装置に対する前記現像剤カートリッジの装着方向における上流側へ前記供給口から離れる方向に沿って一列に並んでいることを特徴とする、請求項13ないし16のいずれかに記載の現像剤カートリッジ。 - 各前記現像剤収容室には、回転することで現像剤を攪拌する攪拌部材が設けられ、
各前記現像剤収容室は、前記攪拌部材の回転軸方向から見て、略円柱状に区画されていることを特徴とする、請求項17に記載の現像剤カートリッジ。 - 前記現像剤フレームに複数設けられ、駆動力が入力される被入力部を備えていることを特徴とする、請求項12ないし18のいずれかに記載の現像剤カートリッジ。
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