JP2014102385A - 現像剤収容体、現像剤収容体保持ユニット、及び画像形成装置 - Google Patents

現像剤収容体、現像剤収容体保持ユニット、及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】現像剤収容体を挿抜する際の、抜け止め、抜け止め解除、及び現像剤供給口の開閉を、単純操作で行なうことが可能な現像剤収容体、現像剤収容体保持ユニット、及び画像形成装置を提供する
【解決手段】収容されたトナーを排出するトナー供給口39と、スライド可能に保持されてトナー供給口39を開閉可能なシャッター33と、シャッター33に形成された第1のラッチ係合部53と、トナーカートリッジ5本体に形成された第2のラッチ係合部54とを有するトナーカートリッジ5と、挿入方向への移動を規制する位置決め部44と、第1のラッチ係合部53及び第2のラッチ係合部54と係合して、引き抜き方向への移動を規制する第2のラッチ45とを有するトナーカートリッジ保持ユニット41とを有し、第2のラッチ45が、トナーカートリッジ保持ユニット本体に固定される固定部、自由端部、及び突出部を有する。
【選択図】図16

Description

本発明は、プリンタ、FAX、複写機など、電子写真装置中で使用される現像剤収容体、現像剤収容体を保持する現像剤収容体保持ユニット、及びこれらを備えた画像形成装置に関する。
電子写真カラー記録装置のような画像記録装置には、媒体搬送方向に沿って現像剤であるトナーの各色に応じた画像形成部を配列したものがある。各画像形成部には感光体等が設けてあり、画像情報に基づき感光体表面に形成した静電潜像を顕像化する。画像形成部は、画像形成装置に対して各々着脱可能であり、現像剤を収納する現像剤収容体と現像装置から構成され、現像剤収容体と現像装置の間には、画像形成装置にトナー搬送路が設けられている。現像装置は、感光体ドラム表面に圧接する現像ローラを挟んで感光体ドラムと対向する位置に供給ローラが設けられ、現像装置に対して着脱可能な現像剤収容体の開口部から、トナー搬送路を介して現像剤を現像装置に供給している。
ここで、現像剤収容体は、現像装置に装着する時、現像装置に挿入して固定し、レバーを動かすことで現像剤収容体の開口部を開口していた。また、取り外すときは、レバーを戻して開口部を閉じることによって固定が解除され、取り外しが可能となる構成のものがあった(例えば、特許文献1参照)。
特開2007−93697号公報(第7頁、図5,6)
しかしながら、従来の構成では、現像剤収容体を装着する際の、挿入する動作と開口部を開ける動作、更には現像剤収容体を取り外す際の、開口部を閉じてロックを解除する動作と取り出す動作が別々に行われるため、ユーザーの操作する回数が着脱時にそれぞれ2回必要となり、操作し忘れや、煩わしいという問題があった。
本発明による現像剤収容体保持ユニットは、現像剤供給口を開閉するシャッターを有する現像剤収容体を挿抜可能に保持する現像剤収容体保持ユニットであって、
前記現像剤収容体が載置される載置部と、前記現像剤収容体の、挿入される方向への移動を規制する第1の規制部と、前記現像剤収容体の、引き抜かれる方向への移動を規制する第2の規制部とを有し、
前記第2の規制部は、前記現像剤収容体保持ユニット本体に固定される固定部、自由端部、及び突出部を有することを特徴とする。
本発明による現像剤収容体は、現像剤収容体保持ユニットに挿抜可能に保持される現像剤収容体であって、
現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤を排出する現像剤供給口と、前記現像剤収容体本体に、スライド可能に保持されて前記現像剤供給口を開閉可能なシャッターと、前記シャッターに形成され、前記現像剤収容体保持ユニットに係合して、前記現像剤収容体本体を引き抜く方向への移動が規制される第1の被規制部と、前記現像剤収容体本体に形成され、前記現像剤収容体保持ユニットに係合して、前記現像剤収容体本体を引き抜く方向への移動が規制される第2の被規制部とを有することを特徴とする。
本発明による画像形成装置は、現像剤収容体を挿抜可能に保持する現像剤収容体保持ユニットを備えた画像形成措置であって、
前記現像剤収容体は、現像剤を収容する現像剤収容部と、前記現像剤収容部に収容された前記現像剤を排出する現像剤供給口と、前記現像剤収容体本体に、スライド可能に保持されて前記現像剤供給口を開閉可能なシャッターと、前記シャッターに形成された第1の被規制部と、前記現像剤収容体本体に形成された第2の被規制部とを有し、
前記現像剤収容体保持ユニットは、前記現像剤収容体が載置される載置部と、前記現像剤収容体の、挿入される方向への移動を規制する第1の規制部と、前記第1の被規制部及び前記第2の被規制部と係合して、前記シャッター及び前記現像剤収容体本体の、前記現像剤収容体が引き抜かれる方向への移動を規制する第2の規制部とを有し、
前記第2の規制部が、前記現像剤収容体保持ユニット本体に固定される固定部、自由端部、及び突出部を有することを特徴とする。
本発明によれば、現像剤収容体を挿抜する際の、抜け止め、抜け止め解除、及び現像剤供給口の開閉を、ユーザーの単純操作で行なうことが可能となる。
本発明によるトナーカートリッジを採用した実施の形態1のプリンタの要部構成を説明するための概略構成図である。 実施の形態1において、ブラック(K)の現像形成部、転写ローラ、露光装置、及び印刷された記録用紙を模式的に示す概略構成図である。 フロントカバーを開けた状態のプリンタの外観斜視図である。 トナーカートリッジ保持ユニットに保持されたトナーカートリッジの外観斜視図である。 トナーカートリッジ保持ユニットに保持されたトナーカートリッジを図4とは異なる方向からみた外観斜視図である。 実施の形態1において、トナーカートリッジを斜め上方から見た外観斜視図である。 実施の形態1において、トナーカートリッジを斜め下方から見た外観斜視図である。 内部を示すために一部のカバーを除いた状態のトナーカートリッジの外観斜視図である。 実施の形態1において、トナーカートリッジ保持ユニットの外観斜視図である。 実施の形態1において、トナーカートリッジ保持ユニットを図9とは異なる方向からみた外観斜視図である。 プリンタ本体内に配設された駆動入力ギヤと、トナーカートリッジのギヤとが噛合した状態を斜め上方からみた外観斜視図である。 プリンタ本体内に配設された駆動入力ギヤと、トナーカートリッジのギヤとが噛合した状態を図11とは異なる方向からみた外観斜視図である。 トナーカートリッジがトナーカートリッジ保持ユニットに装着され且つギヤが噛合した状態を、斜め上方からみた外観斜視図である。 トナーカートリッジがトナーカートリッジ保持ユニットに装着され且つギヤが噛合した状態を、図13とは異なる方向からみた外観斜視図である。 トナーカートリッジがトナーカートリッジ保持ユニットに装着された時の駆動入力ギヤと2つのギヤの位置関係を示す動作説明図で、(a)は、両者が噛合した状態を示し、(b)は、両者が噛合するまえの当接している状態を示している。 (a)、(b)は、実施の形態1において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特に第2のラッチとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。 (a)、(b)は、実施の形態1において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特に第2のラッチとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。 (a)、(b)は、実施の形態1において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特にラッチ解除ポストとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。 (a)、(b)は、実施の形態1において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特にラッチ解除ポストとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。 実施の形態1において、第2のラッチの外観斜視図である。 (a)、(b)は、実施の形態1において、トナーカートリッジをプリンタから取り出す動作について説明する動作説明図である。 (a)、(b)、(c)、(d)は、実施の形態1において、トナーカートリッジをトナーカートリッジ保持ユニットから引き出す際の、第2のラッチと、これとかかわる部材との間に発生する力の関係を説明する要部説明図である。 (a)、(b)、(c)、(d)は、実施の形態1において、トナーカートリッジをトナーカートリッジ保持ユニットから引き出す際の、第2のラッチと、これとかかわる部材との間に発生する力の関係を説明する要部説明図である。 実施の形態1の変形例を示す画像形成部の外観斜視図である。 実施の形態2において、トナーカートリッジを斜め上方から見た外観斜視図である。 実施の形態2において、トナーカートリッジを斜め下方から見た外観斜視図である。 実施の形態2において、トナーカートリッジ保持ユニットの外観斜視図である。 実施の形態2において、トナーカートリッジ保持ユニットを図27とは異なる方向からみた外観斜視図である。 (a)、(b)は、実施の形態2において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特に第2のラッチとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。 (a)、(b)は、実施の形態2において、トナーカートリッジが挿入されて装着が完了するまでの動作、特に第2のラッチとこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。
実施の形態1.
図1は、本発明によるトナーカートリッジを採用した実施の形態1のプリンタ100の要部構成を説明するための概略構成図である。
同図において、画像形成装置としてのプリンタ100は、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の4色を印刷可能なカラー用電子写真式プリンタとしての構成を備えている。ロワーフレーム28には、用紙搬送ローラ16〜19を有する概ねS字状の用紙搬送路15が形成されており、この用紙搬送路15の、上流側端部には記録用紙を収納する給紙カセット20が配置され、下流側端部には印刷された記録用紙を載置するスタッカ21が設けられている。
用紙搬送路15には、給紙カセット20から記録用紙を繰り出す用紙繰り出し部22、記録用紙の紙厚を検知する検知部26、繰り出された記録用紙を静電効果により転写ベルト11に付着させて搬送する搬送ベルトユニット24、及びトナー画像を記録用紙に定着させる定着部25が設けられている。
搬送ベルトユニット24とによって、転写ベルト11に付着して搬送される記録用紙を挟む位置に、記録用紙の搬送方向上流側より順にブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のトナーを収容する現像形成部23K,23Y,23M,23C(特に区別する必要がない場合は現像形成部23と称す)が一列に、プリンタ100本体に配列されている。本実施の形態においては、これらの現像形成部23K,23Y,23M,23Cの構成は同一であり、収容されているトナーの色のみが異なるため、ここではブラック(K)の現像形成部23Kを例にとり、その内部構造を以下に説明する。尚、例えばプリンタ100の現像形成部23のような、プリンタ100の構成要素の個々に対して、その構成要素を除いた部分をプリンタ100本体と称す場合がある。
図1中のX、Y、Zの各軸は、記録用紙が現像形成部23を通過する際の搬送方向にX軸をとり、後述する感光体1の回転軸方向にY軸をとり、これら両軸と直交する方向にZ軸をとっている。また、後述する他の図においてX、Y、Zの各軸が示される場合、これらの軸方向は、共通する方向を示すものとする。即ち、各図のX、Y、Z軸は、各図の描写部分が、図1に示すプリンタ100を構成する際の配置方向を示している。またここでは、Z軸が略鉛直方向となるように配置されるものとする。
図2は、ブラック(K)の現像形成部23K、転写ローラ12、露光装置3、及び印刷された記録用紙13を模式的に示す概略構成図である。
同図に示すように、現像形成部23Kは、プリンタ100本体に対して着脱自在に配置された現像装置10K(特に区別する必要がない場合は現像装置10と称す)、現像剤収容体としてのトナーカートリッジ5K(特に区別する必要がない場合はトナーカートリッジ5と称す)、及び現像剤収容体保持ユニットとしてのトナーカートリッジ保持ユニット41K(特に区別する必要がない場合はトナーカートリッジ保持ユニット41と称す)とを有する。
現像装置10には、表面に電荷を貯えることができ、露光によって表面の電荷を除去することができる像担持体としての感光体1が矢印方向に回転可能に配置され、この感光体1の周囲には、その回転方向上流側から順に、感光体1の表面に一定の圧力で接触して電荷を供給して帯電させる帯電ローラ2、帯電された感光体1の表面に、例えばLEDヘッド等の光源による光を照射して静電潜像を形成する露光装置3が配設される。尚、この露光装置3は、プリンタ100の本体側のアッパーフレーム30(図1)に配設されている。
更に、静電潜像が形成された感光体1の表面に、所定色(ここではブラック)のトナーを付着させて現像を発生させる現像部110、感光体1上のトナー現像を記録媒体としての記録用紙13に転写した際に残留した転写残トナーを除去して、廃トナー収集部111に落下させるクリーニングブレード9が配設されている。このためクリーニングブレード9は弾性体で形成され、そのエッジ部が感光体1の表面に一定の圧力で接触するように配置されている。尚、これら各装置に用いられている回転体は、図示しない駆動源からギヤなどを経由して動力が伝達され回転する。
現像部110は、トナー搬送路27から排出されるトナー4を貯蔵するトナー貯蔵部112、現像ローラ6、この現像ローラ6に貯蔵されたトナー4を供給するトナー供給ローラ8、現像ローラ6上のトナー4を薄層化する現像ブレード7を有し、感光体1の表面に形成された静電潜像をトナー4によって顕像化、即ち現像する。
後述するトナーカートリッジ保持ユニット41は、トナー4を収容するトナーカートリッジ5Kを挿抜可能に保持し、トナーカートリッジ5Kの下部に形成されたトナー供給口39から排出されるトナー4を、トナー搬送路27を介してトナー貯蔵部112に導く。尚、ここでは、後述するようにトナーカートリッジ保持ユニット41は、プリンタ100本体に配設されている。
現像ローラ6とトナー供給ローラ8とは、一定の圧力で当接するように、互いに平行に配置され、それぞれ同図に示される矢印の方向(同方向)に回転する。また、現像ブレード7と現像ローラ6とは、同図に示すように、例えば現像ブレード7の折り曲げ部分が現像ローラ6の周面に一定の圧力で接触するように、互いに平行に配置される。尚、これら各装置に用いられている回転体は、図示しない駆動源からギヤなどを経由して動力が伝達され回転する。
図1に示すように、上記した4つの現像形成部23の各感光体1に対向する位置には、それぞれ導電性のゴム等によって形成された転写ローラ12が、記録用紙13(図2)を静電吸収して搬送する転写ベルト11を介して圧接された状態で配設されている。これらの転写ローラ12は、感光体1上のトナー現像を記録用紙13(図2)に転写するが、この転写時に、各感光体1の表面電位とこれらの各感光体に対向して配置された各転写ローラ12の表面電位に電位差を持たせるための電圧が印加される。
定着部25は、内部に加熱ローラとバックアップローラとを有し、記録用紙13(図2)上に転写された転写済みトナー14を加圧・加熱することによって定着する。ここで定着された記録用紙13は、後段の用紙搬送ローラ18,19によって、印刷済み記録用紙のスタッカ21に搬送される。
ここで、プリンタ100の印刷動作の概略について、図1、図2を参照しながら説明する。
印刷が起動されると、プリンタ100は、図1に示す用紙繰り出し部22によって、給紙カセット20から記録用紙を繰り出し、この記録用紙を用紙搬送路15に沿って下流側に搬送する。そして用紙搬送路の途中にあって、紙の厚さを検知する検知部26にてこの記録用紙の紙厚を検知し、搬送ベルトユニット24で搬送する。この搬送過程で、現像形成部23K,23Y,23M,23Cによって個々に形成したトナー画像を、転写ローラ12により記録用紙の記録面上に順次重ねて転写し、更に定着部25によって記録面上に転写されたトナー画像の定着を行った後、印刷済みの記録用紙をスタッカ21へ搬送する。
この時現像形成部23では、トナーカートリッジ5から供給したトナー4をトナー供給ローラ8により現像ローラ6に供給し、現像ローラ6に供給したトナー4を現像ブレード7により均一な厚さに均す。そして、感光体1上に露光装置3によって形成された静電潜像を均一化されたトナー4によって顕像化、即ち現像する。現像されたトナー4は、転写ローラ12によって記録媒体13に電気的に転写される。記録媒体13上に転写されず、感光体1表面に残った残留トナー4は、クリーニングブレード9により掻き取られ、廃トナー収集部111内に廃トナーとして落下する。
次に、本実施の形態のトナーカートリッジ5を、プリンタ100に対して挿抜するための機構について説明する。
図3は、フロントカバー29を開けた状態のプリンタ100の外観斜視図であり、図4、図5は、トナーカートリッジ保持ユニット41に保持されたトナーカートリッジ5を異なる方向から見た外観斜視図であり、図6は、トナーカートリッジ5を斜め上方から見た外観斜視図であり、図7は、トナーカートリッジ5を斜め下方から見た外観斜視図であり、図8は、内部を示すために一部のカバーを除いた状態のトナーカートリッジ5の外観斜視図であり、図9、図10は、トナーカートリッジ保持ユニット41を異なる方向から見た外観斜視図である。
図1〜図3に示すように、トナーカートリッジ保持ユニット41は、プリンタ100内に配列された4つの各現像形成部23の、現像装置10とトナーカートリッジ5の間に配置され、プリンタ100本体に固定的に保持されている。フロントカバー29は、プリンタ100の正面上部において、X軸方向に向いた回動軸中心に、プリンタ100本体によって回動可能に保持され、プリンタ100本体のカートリッジ挿抜部100aを開閉する。このカートリッジ挿抜部100aには、トナーカートリッジ保持ユニット41の端部が外側に突出し、トナーカートリッジ5を出し入れするための開口部100bが形成されている。
この図3では、X軸方向の配列された4つのトナーカートリッジ保持ユニット41のうち、トナーカートリッジ保持ユニット41Cについてはトナーカートリッジ5Cが装着された状態を示し、トナーカートリッジ保持ユニット41Mについてはトナーカートリッジ5Mを挿入途中の状態を示し、トナーカートリッジ保持ユニット41Y,41Kについては、トナーカートリッジ5を外した状態を示している。図4、図5は、図3に示すトナーカートリッジ保持ユニット41Cのように、プリンタ100本体の所定位置に配置されたトナーカートリッジ保持ユニット41にトナーカートリッジ5が装着された状態を示している。この状態でトナーカートリッジ保持ユニット41及びトナーカートリッジ5は、プリンタ100本体内でY軸方向に延在するが、以後この方向を長手方向と称する場合がある。
図6、図7、及び図8に示すように、トナーカートリッジ5には、トナー4を収容する現像剤収容部としてのトナー収容部31、トナー収容部31の下部に形成されてトナーを供給するための現像剤供給口としてのトナー供給口39、トナーカートリッジ5の長手方向にスライド可能に保持され、トナー供給口39を開閉するシャッター33、プリンタ100本体に設けられた駆動入力ギヤ37(図11参照)により位置を決める位置決めポスト32、駆動を受けてトナーカートリッジ5自体に発生する回転力を規制する規制溝部52、トナーカートリッジ保持ユニット41に対してスライド移動を可能にするための外周リブ50、駆動入力ギヤ37に噛合して駆動力を受けるギヤ34a,34b、ギヤ34aと一体的に回転してトナー4をトナー供給口39へ搬送するスパイラル36、ギヤ34bと一体的に回転してトナー4を攪拌する攪拌部材35、トナーカートリッジ5の新旧判別を行うための新旧判別部材40、シャッター33の開閉動作を規制する第4の規制部としての第1のラッチ51、後述する図16に示すように、シャッター33より矢印A方向の側にあってシャッター33を閉じたときに突き当たるストッパー57、トナーカートリッジ5を持つための持ち手49、及びプリンタ100本体から引き出すときに使用する引き手48が備えられている。
ここで、トナー供給口39は、トナーカートリッジ5の長手方向略中央部に配置されており、新旧判別部材40は、不揮発性メモリーを有している。またトナーカートリッジ5の外装表面に表示された矢印5aは、トナーカートリッジ5の挿入方向を示している。
一方、図9、図10に示すように、トナーカートリッジ保持ユニット41には、トナーカートリッジ5を載置する載置部としてのトレー42、トレー42上を移動するトナーカートリッジ5の外周リブ50が摺動することでこれをガイドするガイド部としてのガイド43、トナーカートリッジ5の挿入時に、トナーカートリッジ5の規制溝部52と係合することで、トナーカートリッジ5の回転を規制し且つその挿入量を規制する第1の規制部としての位置決め部44、トナーカートリッジ5を引き出す時に、例えばそのシャッター33を閉めるための第2の規制部としの第2のラッチ45、変位する第2のラッチ45の変位量を規制する第3の規制部としての変位量規制部47(図16参照)、第1のラッチ51を押して撓ませることで、シャッター33の移動規制を解除するラッチ解除ポスト55、トナーカートリッジ5の挿入時に、シャッター33が当接してその後のシャッター33の同方向へ移動を規制するシャッター移動規制部56、新旧判別部材40に接触することでこの新旧判別部材40との通信を可能とする接点46、及びトナーカートリッジ5のトナー供給口39から排出されたトナー4を、現像装置10のトナー貯蔵部112に搬送するための現像剤受入れ部としてのトナー搬送路27が設けられている。
更に、図7に示すように、トナーカートリッジ5に設けられたシャッター33には、トナーカートリッジ5がプリンタ100本体から抜き出される時に、第2のラッチ45に引っ掛かる第1の被規制部としての第1のラッチ係合部53(図17参照)が形成され、トナーカートリッジ5の底部外側には、トナーカートリッジ5がプリンタ100本体に装着された時、第2のラッチ45に引っ掛かる第2の被規制部としての第2のラッチ係合部54(図17参照)が形成されている。ここでは、第2のラッチ係合部54を、厚さ0.3mmのSUS材の様な金属性薄板材で形成しているが、後述する同様の作用効果が得られる場合にはモールド材でも良い。図7に示すように、この第2のラッチ係合部54は、トナーカートリッジ5の底部外側に配設されるが、ほぼシャッター33の第1のラッチ係合部53の移動領域に亘って延在している。
図20は、第2のラッチ45の外観斜視図である。同図に示すように、第2のラッチ45は、弾性を有する金属性の薄板材で一体形成され、ネジ穴が形成された固定部61、撓み部69、突出部62、自由端部63、固定部61と撓み部69をつなぐ段差部の上屈曲部に相当する第2の支点部65、撓み部69と突出部62とが連続する屈曲部に相当する第1の支点部64、及び突出部62と自由端部63が連続する屈曲部に相当する第3の支点部66とを有する。突出部62は、撓み部69と約垂直な当接部62aと傾斜部62bを有し、傾斜部62bと連続する自由端部63は、撓み部69と略平行に延在する。
第2のラッチ45は、図9に示すように自由端部63をプリンタ100の開口部100bの方向(Y軸のプラス方向)としてその固定部61が、トナー搬送路27の開口部に隣接してトナーカートリッジ保持ユニット41本体にネジ止めされている。このとき自由端部63が変位量規制部47(図16参照)によって変位量が規制される。
以上の構成において、プリンタ100本体に対するトナーカートリッジ5の挿抜動作について説明する。
図11、図12は、プリンタ100本体内に配設された駆動入力ギヤ37と、トナーカートリッジ5のギヤ34a,34bとが噛合した状態を、異なる方向から見た外観斜視図であり、図13,14は、トナーカートリッジ5がトナーカートリッジ保持ユニット41に装着され且つギヤが噛合した状態を、異なる方向から見た外観斜視図である。図15は、トナーカートリッジ5がトナーカートリッジ保持ユニット41に装着された時の駆動入力ギヤ37とギヤ34a,34bの位置関係を示す動作説明図で、同図(a)は、両者が噛合した状態を示し、同図(b)は、両者が噛合するまえの当接している状態を示している。
図16、図17は、トナーカートリッジ5が挿入されて装着が完了するまでの各部の動作のうち、特に第2のラッチ45とこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図であり、図18、図19は、同過程の動作にうち、特にラッチ解除ポスト55とこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。尚、図16〜図19において、矢印先の点線枠部分は矢印元の点線枠部分の拡大図である。
図3に示すように、プリンタ100のフロントカバー29を開けると、開口部100cから端部が突出した4つのトナーカートリッジ保持ユニット41がある。操作者は、トナーカートリッジ5の矢印5a(図6)方向の先端部をトレー42(図9)の上にのせ、ガイド43(図9)にトナーカートリッジ5の外周リブ50(図6)を沿わせながら挿入する。この時図16〜図19において、トナーカートリッジ5は、矢印A方向(Y軸のマイナス方向)に移動することになる。
ある程度挿入すると、図16(a)、図18(a)に示すように、トナーカートリッジ5のシャッター33が、第2のラッチ45を下方に撓ませて割込むようにして移動する。このときシャッター33は閉じており、図18(a)に示すように、トナーカートリッジ5に備えられた第1のラッチ51の先端突起部51aが、シャッター33の凹部33aに嵌入してシャッター33がトナーカートリッジ5本体に対して矢印B方向に移動して開くのを防止している。尚、ここでは第1のラッチ51は、例えば弾性部材で形成されて、先端突起部51aがシャッター33の凹部33aに付勢される力が生じるように保持されているものとする。
更に挿入して、図16(b)、図18(b)に示すように、シャッター33の第1の係合部53が第2のラッチ45の突出部62を通り過ぎると、第2のラッチ45は、その撓みが解消し、第1の係合部53との係合によってシャッター33の矢印B方向移動を規制可能な状態となる。但し、第2のラッチ45の撓みは完全に解消されるわけではなく、第2のラッチ係合部54の底部に当接して撓み状態が継続する。またこのあたりから、図18(b)に示すように、トナーカートリッジ保持ユニット41に備えられたラッチ解除ポスト55が、トナーカートリッジ5に備えられた第1のラッチ51の先端突起部51aを押し上げてシャッター33の凹部33aとの係合を解除しはじめる。
更に挿入すると、図17(a)、図19(a)に示すように、シャッター33の先端部がトナーカートリッジ保持ユニット41に備えられたシャッター移動規制部56に当接し、シャッター33のそれ以上のA方向移動が規制される。一方、図19(a)に示すように、ラッチ解除ポスト55は、この時点で第1のラッチ51とシャッター33の係合を解除し、シャッター33の、トナーカートリッジ5本体に対する相対的な矢印B方向へのスライド移動が可能となっている。従って、更に挿入すると、トナーカートリッジ5本体はこれに応じて矢印A方向に移動し、シャッター33はA方向移動が規制されるため、シャッター33が当接しているストッパー57から離間してトナー供給口39(図8)を開き始める。
更に挿入すると、やがて図15(b)に示すように、トナーカートリッジ5の位置決めポスト32が駆動入力ギヤ37の回転軸中心部に形成された嵌入穴(図示ぜす)に嵌入し、同時に図17(b)、図19(b)に示すように、溝部52にトナーカートリッジ保持ユニット41の位置決め部44が嵌入して当接し、トナーカートリッジ保持ユニット41にトナーカートリッジ5が位置決めされる。このとき、第2のラッチ45は、その突出部62を第2のラッチ係合部54の底部が通過するため、撓みは完全に解消してその当接部62a(図20)が第2のラッチ係合部54の端部を規制してトナーカートリッジ5が矢印B方向に移動するのを規制する。即ちトナーカートリッジ5の抜け止めを行う。このとき、当接部62aとシャッター33の第1のラッチ係合部53との間には僅かな隙間が生じている。尚、トナーカートリッジ5のこの挿入位置を装着位置と称す場合がある。
またトナーカートリッジ5が装着位置にあるとき、図17(b)に示すようにトナーカートリッジ5の新旧判別部材40は、接点46と接触する。
トナーカートリッジ5が挿入されて装着位置に至ると、図15(b)に示すように、ギヤ34aとギヤ34bは、駆動入力ギヤ37と当接し、駆動入力ギヤ37を矢印A方向に押し込む。駆動入力ギヤ37は、回転軸によって軸方向に移動可能に保持されると共に、コイルスプリング38によって、矢印B方向に付勢された状態で所定位置に規制されている。従って、駆動入力ギヤ37は、このように、装着位置に至ったギヤ34a及びギヤ34bと噛合が成立しない場合には矢印A方向に押し込まれるものの、回転が開始されると、図15(a)に示すように、ギヤ34a及びギヤ34bと噛合可能なタイミングで矢印B方向に復帰してギヤ34a及びギヤ35bと噛合して回転力を伝達する構成となっている。
更に、トナーカートリッジ5が装着位置に至った段階でフロントカバー29(図3)を閉めると、新旧判別部材40との通信確認が行われ、通信が可能な場合、正しく挿入されたと判断されて通常の印刷可能な動作へと移行し、逆に、通信が確認できない場合、トナーカートリッジ5が正しく挿入されていないと判断されて印刷動作を不可とする。
次に、トナーカートリッジ5をプリンタ100から取り出す動作について説明する。図21は、このときの動作を説明する動作説明図である。尚、図21において、矢印先の点線枠部分は矢印元の点線枠部分の拡大図である。
プリンタ100のフロントカバー29(図3)を開け、トナーカートリッジ5の引き手48(図7参照)に手をかけてトナーカートリッジ5をトナーカートリッジ保持ユニット41から引き出す。この時、同図(a)に示すように、第2のラッチ45の当接部62a(図20)がトナーカートリッジ5の第2のラッチ係合部54の端部に引っ掛かってトナーカートリッジ5が矢印B方向に移動するのを規制して抜け止めしているが、第2のラッチ45が第2のラッチ係合部54に引っかかる力F3(最大値)に比べ、引き手48を引く力F1が大きくなる(F1>F3(最大値))と、第2のラッチ45が撓むことでこの引っ掛かり状態が解除され、トナーカートリッジ5を矢印B方向に引き出すことができる。
このとき、第2のラッチ45は、撓みによって生じる復元力によって、第2のラッチ係合部54の底部に当接し且つシャッター33の第1のラッチ係合部53に係合して(引っ掛かって)シャッター33のB方向移動を阻止し、その位置に維持する。これによりトナーカートリッジ5本体の矢印B方向移動に伴って、その場に留まるシャッター33によってトナー供給口39(図8)が閉まり始め、やがて図21(b)に示すように、シャッター33がストッパー57に当接して完全に閉じた状態となる。
このとき更に引き出そうとすると、第2のラッチ45の引っ掛かりによって、引き出しを阻止する引っ掛かる力F2が生ずるが、このときの引っかかる力F2(最大値)に比べ、引き手48を引く力F1が大きくなる(F1>F2(最大値))と、第2のラッチ45が更に撓むことでこの引っ掛かり状態が解除され、シャッター33が閉じた状態のトナーカートリッジ5を矢印B方向に引き出すことができる。
尚、図21(a)に示すように、トナーカートリッジ5を引き出す前の装着された段階で、図19(b)に示すように、シャッター移動規制部56の近傍に位置しているトナーカートリッジ5に備えられた第1のラッチ51は、図21(b)に示すように、シャッター33がストッパー57に当接して完全に閉じた状態となる段階で、図18(b)に示すようにラッチ解除ポスト55を乗り越え、その先端突起部51aが、シャッター33の凹部33aに嵌入してシャッター33がトナーカートリッジ5本体に対して相対的に矢印B方向に移動して開くのを防止する。
このままトナーカートリッジ5を引き出すことで、プリンタ100から完全に取り出すことができる。トナーカートリッジ5の持ち手49(図6)は、トナーカートリッジ5を持ち運ぶ時に使うものである。
図22、図23は、上記したようにトナーカートリッジ5をトナーカートリッジ保持ユニット41から引き出す際の、第2のラッチ45と、これとかかわる第1のラッチ係合部53、第2のラッチ係合部54及び変位量規制部47との間に発生する力の関係を説明する要部説明図である。
尚、前記したように、
F1=引き手48を引く力
F2=第2のラッチ45が第1のラッチ係合部53に引っかかる力
F3=第2のラッチ45が第2のラッチ係合部54に引っかかる力
である。
図22(a)に示すように、トナーカートリッジ5がトナーカートリッジ保持ユニット41にセットされた状態で、トナーカートリッジ5を引き出すと、先ず図22(b)に示すように、第2のラッチ45の突出部62の当接部62aに第2のラッチ係合部54が接触し、第2のラッチ45が、固定部61(図20)と突出部62とで突っ張る。このとき、まだ第2のラッチ45に撓みはない。
この状態からF1を大きくしていくと、第2のラッチ45が撓み始め、図22(c)に示すように、突出部62が第1の支点部64を支点として矢印α方向に傾き始め、これによって撓み部69も第2の支点部65を支点として矢印β方向に傾き始める。これらの第2のラッチ45の撓みによって、F1>F3(最大値)となると、図22(d)に示すように、第2のラッチ係合部54に対する突出部62の引っ掛かり状態のみが解除される。
この時、第2のラッチ45は、その自由端部63が、変位量規制部47に当接して下方(Z軸マイナス方向)移動が規制され、突出部62の当接部62aは、第1のラッチ係合部53に引っ掛かってシャッター33の矢印B方向移動を阻止する。更に突出部62は、第2のラッチ45の復元力によって第2のラッチ係合部54の底部に圧接している。
この状態でトナーカートリッジ5を引き出すと、図23(a)に示すように、トナーカートリッジ5本体のみが矢印B方向に移動するため、この移動に伴ってシャッター33がトナー供給口39(図8)を閉じ始める。このとき、トナーカートリッジ5本体に対して相対的に移動するシャッター33には、移動摩擦等の負荷によって矢印B方向に移動力F4が生じる。従って、第2のラッチ45と第1のラッチ係合部53との係合によって生じる引っ掛かる力F2が、シャッター33の移動力F4よりも大きく、F2>F4となるように構成する必要がある。
やがてトナーカートリッジ5のストッパー57がシャッター33に突き当たってトナー供給口39が閉じられると、F1がシャッター33に伝わり、図23(b)に示すように、第1のラッチ係合部53が第2のラッチ45の突出部62の当接部62aを押圧する。この時第2のラッチ45は、同図に示すように、撓み部69が第2の支点部65を支点として更に矢印B方向に傾斜すると共に、傾斜部62bが第3の支点部66を支点として矢印γ方向に撓む。
これらの第2のラッチ45の撓みによって、F1>F2(最大値)となると、図23(c)に示すように、第1のラッチ係合部53に対する突出部62の引っ掛かり状態が解除され、更にトナーカートリッジ5が引き出されると、図23(d)に示すように、閉じられたシャッター33が第2のラッチ45の突出部62と摺接しながら矢印B方向に移動し、やがてトナーカートリッジ5全体がプリンタ100から引き出される。
ここで、F2(最大値)は、第2のラッチ45の自由端部63が、変位量規制部47に当接して下方(Z軸マイナス方向)移動が規制されることにより、傾斜部62のγ方向への撓みによる力が加わるため、例えば、変位量規制部47による規制がない場合に比べてより大きく設定することができる。これにより、確実にF2(最大値)>F4の関係を構築して、シャッター33が半開きのままトナーカートリッジ5が引き出されるといった不都合を防止できる。
尚、本実施の形態では、トナーカートリッジ保持ユニット41を現像装置10と別体とし、プリンタ100本体に固定し、トナーカートリッジ保持ユニット41のトナー搬送路27を介して現像装置10にトナーを導くように構成したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば図24に変形例として示す現像形成部123(但し、トナーカートリッジ5を除いている)のように、トナー搬送路27を除いて、トナーカートリッジ保持ユニットの機能を現像装置の上部に直接配設し、これらを一体的に構成しても良いものである。
以上のように、本実施の形態のプリンタによれば、トナーカートリッジ5をプリンタ100本体に対して着脱する際に、トナーカートリッジ5を直線移動させるだけで、プリンタ100本体からの抜け止めとシャッター33によるトナー供給口39の開閉を行うことがき、ユーザーによるトナーカートリッジの交換動作を簡素化でき、ベターハンドリングを実現できる。
また、プリンタ100本体からトナーカートリッジ5を取り出す際には、引き出し過程でのシャッター33が閉まる段階で、一度引っ掛かりが生じるため、引き出す速度を意図的に落して、トナーカートリッジ5を勢いよく引き出すことによる取り落としなどを防止することができる。
実施の形態2.
図25、図26は、本発明に基づく実施の形態2のプリンタに採用されるトナーカートリッジ205を異なる方向(斜め上方及び斜め下方)から見た外観斜視図であり、図27、図28は、同じく本発明に基づく実施の形態2のプリンタに採用されるトナーカートリッジ保持ユニット241を異なる方向から見た外観斜視図である。
本実施の形態のプリンタは、これらのトナーカートリッジ205及びトナーカートリッジ保持ユニット241を、前記した図6に示すトナーカートリッジ5及び図9に示すトナーカートリッジ保持ユニット41に代えて採用している以外は、図2に示す画像形成部23と同じである。従って、このプリンタが、前記した実施の形態1のプリンタと共通する部分には同符号を付して、或いは図面を省いて説明を省略し、異なる点を重点的に説明する。尚、本実施の形態のプリンタの要部構成は、トナーカートリッジ205及びトナーカートリッジ保持ユニット241以外において図2に示す実施の形態1の画像形成部23の要部構成と共通するため、必要に応じて図1乃至図3を参照する。
図26に示すようにここでは、トナーカートリッジ205の新旧判別部材240が、第2のラッチ係合部54の、引き手48の側の近傍に配設されている。また図27に示すようにここでは、第2のラッチ245が複数(2つ)に分割して配置されているが、幅が狭くなっている点、及び表面に金メッキが施されている点、以外の基本的な形状は、図20に示す実施の形態1の第2のラッチ45と同一である。
従って、トナーカートリッジ205の挿抜時における、第2のラッチ245と、第1のラッチ係合部53及び第2のラッチ係合部54の相互作用の関係は前記した実施の形態1で説明した通りであるので、ここでの詳細な説明は省略する。
図29、図30は、トナーカートリッジ205が挿入されて装着が完了するまでの各部の動作うち、特に第2のラッチ245とこれとかかわる部分の動作を説明する動作説明図である。
図29(a)は、トナーカートリッジ205がある程度挿入され、シャッター33が、第2のラッチ245を下方に撓ませて割込むようにして移動する状態(図16(a)と同じ状態)を示し、図29(b)は、更に挿入し、第2のラッチ245が第1の係合部53との係合によってシャッター33の矢印B方向移動を規制可能な状態(図16(b)と同じ状態)を示し、図30(a)は、シャッター33の先端部がトナーカートリッジ保持ユニット241に備えられたシャッター移動規制部56(図17参照)に当接し、シャッター33のそれ以上のA方向移動が規制される状態(図17(a)と同じ状態)を示し、図30(b)は、トナーカートリッジ保持ユニット241にトナーカートリッジ5が位置決めされ、第2のラッチ245の当接部62a(図20)が第2のラッチ係合部54の端部を規制してトナーカートリッジ205が矢印B方向に移動するのを規制する状態(図17(b)と同じ状態)を示している。
このとき、図30(b)に示すように、撓みが解消した第2のラッチ245の突起部62が、第2のラッチ係合部54の近傍に配置された新旧判別部材240に電気的に接触する。このように第2のラッチ245は、新旧判別部材240に電気的に接触することで、この新旧判別部材240との通信を可能とする接点としての役割を兼用する。
更に、トナーカートリッジ205が装着位置に至った段階でフロントカバー29(図3)を閉めると、新旧判別部材240との通信確認が行われ、通信が可能な場合、正しく挿入されたと判断して通常の印刷可能な動作へと移行し、逆に、通信が確認できない場合、トナーカートリッジ205が正しく挿入されていないと判断されて印刷動作を不可とする。
以上のように、本実施の形態のプリンタによれば、前記した実施の形態1で記述した効果に加え、第2のラッチ245が、新旧判別部材240との接点としての役割を兼用するため、構成の簡素化及びコストダウンが可能となる。
上記した実施の形態では、本発明を、カラー電子写真プリンタを例にして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真方式を利用して記録材上に画像を形成する複写機、ファクシミリ、MFP等の画像形成装置にも利用可能である。またカラープリンタに関して説明したが、モノクロプリンタであってもよい。
1 感光体、 2 帯電ローラ、 3 露光装置、 4 トナー、 5 トナーカートリッジ、 6 現像ローラ、 7 現像ブレード、 8 トナー供給ローラ、 9 クリーニングブレード、 10 現像装置、 11 転写ベルト、 12 転写ローラ、 13 記録用紙、 14 トナー、 15 用紙搬送路、 16 用紙搬送ローラ、 17 用紙搬送ローラ、 18 用紙搬送ローラ、 19 用紙搬送ローラ、 20 給紙カセット、 21 スタッカ、 22 用紙繰り出し部、 23 現像形成部、 24 搬送ベルトユニット、 25 定着部、 26 検知部、 27 トナー搬送路、 28 ロワーフレーム、 29 フロントカバー、 30 アッパーフレーム、 31 トナー収容部、 32 位置決めポスト、 33 シャッター、 33a 凹部、 34a ギヤ、 34b ギヤ、 35 攪拌部材、 36 スパイラル、 37 駆動入力ギヤ、 38 コイルスプリング、 39 トナー供給口、 40 新旧判別部材、 41 トナーカートリッジ保持ユニット、 42 トレー、 43 ガイド、 44 位置決め部、 45 第2のラッチ、 46 接点、 47 変位量規制部、 48 引き手、 49 持ち手、 50 外周リブ、 51 第1のラッチ、 51a 先端突起部、 52 規制溝部、 53 第1のラッチ係合部、 54 第2のラッチ係合部、 55 ラッチ解除ポスト、 56 シャッター移動規制部、 57 ストッパー、 61 固定部、 62 突出部、 62a 当接部、 62b 傾斜部、 63 自由端部、 64 第1の支点部、 65 第2の支点部、 66 第3の支点部、 69 撓み部、 100 プリンタ、 100a カートリッジ挿抜部、 100b 開口部、 110 現像部、 111 廃トナー収集部、 112 トナー貯蔵部、 123 現像形成部、 205 トナーカートリッジ、 240 新旧判別部材、 241 トナーカートリッジ保持ユニット、 245 第2のラッチ。


Claims (14)

  1. 現像剤供給口を開閉するシャッターを有する現像剤収容体を挿抜可能に保持する現像剤収容体保持ユニットにおいて、
    前記現像剤収容体が載置される載置部と、
    前記現像剤収容体の、挿入される方向への移動を規制する第1の規制部と、
    前記現像剤収容体の、引き抜かれる方向への移動を規制する第2の規制部と
    を有し、
    前記第2の規制部は、前記現像剤収容体保持ユニット本体に固定される固定部、自由端部、及び突出部を有することを特徴とする現像剤収容体保持ユニット。
  2. 前記現像剤収容体が前記挿入される方向へ所定量移動した段階で、前記シャッターが前記挿入される方向へ移動するのを規制するシャッター移動規制部を有することを特徴とする請求項1記載の現像剤収容体保持ユニット。
  3. 前記現像剤収容体が前記第1の規制部及び前記第2の規制部に規制される装着位置にあるとき、前記現像剤供給口に対向する位置にあって、前記現像剤収容体から排出される現像剤を受け入れる現像剤受入れ部を備えたことを特徴とする請求項1又は2記載の現像剤収容体保持ユニット。
  4. 前記現像剤収容体の移動をガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の現像剤収容体保持ユニット。
  5. 静電潜像が形成される像担持体と、前記静電潜像を現像する現像部とを有することを特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の現像剤収容体保持ユニット。
  6. 前記第2の規制部は、前記現像剤収容体が、所定値以上の前記引き抜かれる方向への力を受けた時、同方向への移動を許容することを特徴とする請求項1乃至5の何れかに記載の現像剤収容体保持ユニット。
  7. 前記第2の規制部は、前記現像剤収容体の前記引き抜かれる方向への移動に伴って、前記現像剤供給口が閉じるまで、前記シャッターの同方向への移動を規制することを特徴とする請求項6記載の現像剤収容体保持ユニット。
  8. 前記第2の規制部は、前記現像剤供給口が閉じて前記シャッターに所定値以上の前記引き抜かれる方向への力が生じた時、同方向への移動を許容することを特徴とする請求項7記載の現像剤収容体保持ユニット。
  9. 前記第2の規制部が、前記シャッターの、前記引き抜かれる方向へ移動を規制する際に、前記自由端部の変位を規制する第3の規制部を備えたことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の現像剤収容体保持ユニット。
  10. 現像剤収容体保持ユニットに挿抜可能に保持される現像剤収容体において、
    現像剤を収容する現像剤収容部と、
    前記現像剤収容部に収容された前記現像剤を排出する現像剤供給口と、
    前記現像剤収容体本体に、スライド可能に保持されて前記現像剤供給口を開閉可能なシャッターと、
    前記シャッターに形成され、前記現像剤収容体保持ユニットに係合して、前記現像剤収容体本体を引き抜く方向への移動が規制される第1の被規制部と、
    前記現像剤収容体本体に形成され、前記現像剤収容体保持ユニットに係合して、前記現像剤収容体本体を引き抜く方向への移動が規制される第2の被規制部と
    を有することを特徴とする現像剤収容体。
  11. 現像剤収容体保持ユニットから前記現像剤収容体を引き抜くための引き手を備えたことを特徴とする請求項10記載の現像剤収容体。
  12. 前記シャッターを、前記現像剤供給口を閉じた位置に規制する第4の規制部を備えたことを特徴とする請求項10又は11記載の現像剤収容体。
  13. 現像剤収容体を挿抜可能に保持する現像剤収容体保持ユニットを備えた画像形成措置において、
    前記現像剤収容体は、
    現像剤を収容する現像剤収容部と、
    前記現像剤収容部に収容された前記現像剤を排出する現像剤供給口と、
    前記現像剤収容体本体に、スライド可能に保持されて前記現像剤供給口を開閉可能なシャッターと、
    前記シャッターに形成された第1の被規制部と、
    前記現像剤収容体本体に形成された第2の被規制部と
    を有し、
    前記現像剤収容体保持ユニットは、
    前記現像剤収容体が載置される載置部と、
    前記現像剤収容体の、挿入される方向への移動を規制する第1の規制部と、
    前記第1の被規制部及び前記第2の被規制部と係合して、前記シャッター及び前記現像剤収容体本体の、前記現像剤収容体が引き抜かれる方向への移動を規制する第2の規制部と
    を有し、
    前記第2の規制部が、前記現像剤収容体保持ユニット本体に固定される固定部、自由端部、及び突出部を有することを特徴とする画像形成装置。
  14. 前記現像剤収容体を出し入れする開口部を備えた現像剤収容体挿抜部と
    前記現像剤収容体挿抜部を開閉するカバーと
    を備えたことを特徴とする請求項13記載の画像形成装置。
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