JP2015125248A - カートリッジ、画像形成装置及び画像形成装置本体 - Google Patents

カートリッジ、画像形成装置及び画像形成装置本体 Download PDF

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Abstract

【課題】カートリッジの装着部への装着を確実に行い、同時に、画像形成装置本体に搭載されたカートリッジへの物流時の衝撃緩和を図る。
【解決手段】カートリッジの装着完了位置を含まない装着過程では、開閉部材の閉動作時に、開閉部材の押圧部と当接する被押圧部をカートリッジに有し、装着完了時に、押圧部と被押圧部は、装着方向と、装着方向と交差する交差方向に、隙間を持って係合される。
【選択図】図1

Description

本発明は、カートリッジ、画像形成装置及び画像形成装置本体に関する。
ここで、画像形成装置とは、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの公知の各種の画像形成原理・方式を用いて記録媒体に画像を形成する装置である。例えば複写機、プリンタ(例えばレーザープリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサ、画像表示装置(電子黒板や電子白板)等が含まれる。記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、用紙、OHTシート、二次転写部材などが含まれる。
カートリッジとは、画像が形成される像担持体とこの像担持体に作用する画像形成プロセス手段を有する画像形成部の一部または全てが一体的にカートリッジ化されたものである。そして、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されて、記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するものである。画像形成装置本体は、カートリッジ方式の画像形成装置においてカートリッジを除いた画像形成装置構成部分である。
像担持体としては、電子写真プロセスにおける電子写真感光体、静電記録プロセスにおける静電記録誘電体、磁気記録プロセスにおける磁気記録磁性体、その他の各種の画像形成原理・方式にて画像形成が可能な部材が挙げられる。画像形成プロセス手段は像担持体に作用して画像を形成する画像形成プロセス機器である。
以下、便宜上、カートリッジ方式の電子写真画像形成装置を例にして説明する。カートリッジとしては、例えば、プロセスカートリッジ、現像カートリッジ、トナーカートリッジが挙げられる。
プロセスカートリッジは、電子写真プロセス手段としての、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと像担持体としての電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるものである。電子写真画像形成装置本体はカートリッジを除いた電子写真画像形成装置部分である。以下、装置本体とも記す。
従って、プロセスカートリッジには、プロセス手段としての現像手段と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。また、プロセスカートリッジには、プロセス手段としての、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と、電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものも含まれる。
電子写真感光体と現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂一体型と称する。また、電子写真感光体と現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。即ち、現像手段をプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。
プロセスカートリッジは、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
現像カートリッジは、現像ローラ(電子写真感光体に現像剤を適用する現像剤担持体)を有する。また、現像ローラによって、電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するのに用いられる粉体現像剤(トナー)を収容しており、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。
現像カートリッジの場合には、電子写真感光体は装置本体或いはカートリッジ支持部材に取り付けられている。或いは、電子写真感光体は、前記の所謂分離型プロセスカートリッジに設けられている(この場合には、プロセスカートリッジは、現像手段を有してはいない)。現像カートリッジも、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
トナーカートリッジは、トナーを収容し、収容したトナーを現像装置に供給する装置を、一体的にカートリッジ化して、装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。
そこで、カートリッジとしては、前記の所謂一体型又は所謂分離型のプロセスカートリッジが含まれる。また、カートリッジとしては、所謂分離型のプロセスカートリッジと現像カートリッジが対になって用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、電子写真感光体が装置本体或いはカートリッジ支持部材に固定して取り付けられており、電子写真感光体に作用可能に現像カートリッジが着脱可能に用いられる場合が含まれる。
カートリッジとしては、トナーカートリッジが含まれる。その他、装置本体に取り外し可能に装着されて記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するユニットが含まれる。
上記カートリッジにあっては、画像形成装置本体にカートリッジの装着部を備え、この装着部にカートリッジを挿入して、画像形成装置本体の開閉部材でカートリッジの装着部を閉じるように構成している。
従来、プロセスカートリッジの装着部への不十分装着状態を解消するため、開閉部材の開閉動作にともない、開閉部材と一体に移動して、プロセスカートリッジを正規の位置に押し込む凸状部を設ける構成が提案されている(特許文献1)。
また、近年においては、ユーザが購入してすぐに使用できるよう、装置本体出荷時にプロセスカートリッジを装置本体内に同梱させるカートリッジ出荷時本体同梱方式がとられている。本方式においては、装置本体とプロセスカートリッジの隙間に、発泡スチロール等の緩衝部材を配置させることにより、物流時のプロセスカートリッジに対する衝撃を緩和させている。
特開平11−249363号公報
従来のカートリッジ出荷時本体同梱方式においては、ユーザの手元に届き、使用する際には、開閉部材を開け、緩衝部材を取り除く作業が必要となり、廃材の発生にも繋がっていた。
本発明は、上記従来発明をさらに向上させたものであり、カートリッジの装着部への装着を確実に行うことを目的とする。また、本発明は同時に、装置本体にカートリッジが搭載された状態での物流時に、装置本体内でカートリッジが移動することを規制し、その結果、カートリッジへの衝撃緩和を図ることを目的とする。
上記目的を達成するための本発明に係るカートリッジの代表的な構成は、カートリッジが出し入れされる開口部と、前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、前記開閉部材に配設された押圧部と、を有し、記録媒体に画像形成する画像形成装置の画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるカートリッジであって、前記画像形成装置本体における装着完了位置を含まない装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と当接し、装着完了時には、前記押圧部に、装着方向と、装着方向と交差する交差方向に、隙間を持って係合する被押圧部を有することを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、記録媒体に画像形成する画像形成装置であって、カートリッジが出し入れされる開口部と、前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、前記開閉部材に配設された押圧部と、を有する画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるカートリッジと、を有し、前記画像形成装置本体における装着完了位置を含まない前記カートリッジの装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と前記カートリッジが有する被押圧部とが当接し、前記カートリッジの装着完了時には、前記押圧部と前記被押圧部は、カートリッジ装着方向と、カートリッジ装着方向と交差する交差方向に隙間を持って係合することを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置本体の代表的な構成は、被押圧部を有するカートリッジが取り外し可能に装着される、記録媒体に画像形成する画像形成装置の画像形成装置本体であって、カートリッジが出し入れされる開口部と、前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、前記開閉部材に配設され押圧部と、を有し、装着完了位置を含まない前記カートリッジの装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と前記カートリッジが有する被押圧部とが当接し、前記カートリッジの装着完了時には、前記押圧部と前記被押圧部は、カートリッジ装着方向と、カートリッジ装着方向と鉛直方向に隙間を持って係合することを特徴とする。
本発明によれば、カートリッジの装着部への装着を確実に行うことができる。また、同時に、画像形成装置本体にカートリッジが搭載された状態での物流時に、画像形成装置本体内でカートリッジが移動することを規制し、その結果、カートリッジへの衝撃緩和を図ることができる。
実施例1の画像形成装置の要部の断面詳細図である。 同画像形成装置の断面図である。 図2の画像形成装置のプロセスカートリッジ部分の拡大断面図である。 同プロセスカートリッジの新品状態時の断面図である。 画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの構成を説明する分解斜視図である。 プロセスカートリッジを構成するクリーニングユニット(感光体ユニット)の構成を説明する分解斜視図である。 プロセスカートリッジを構成する現像装置ユニットの構成を説明する分解斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の断面図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の断面図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の断面図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の断面図である。 実施例2の現像装置ユニットの構成を説明する分解斜視図である。 実施例2のプロセスカートリッジの構成を説明する分解斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の斜視図である。 プロセスカートリッジの装着過程を示す画像形成装置の断面図である。
[実施例1]
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図2は本実施例における画像形成装置1の縦断面模式図である。図3Aは図2の画像形成装置1におけるプロセスカートリッジB部分の拡大図である。
この画像形成装置1はプロセスカートリッジ(以下、カートリッジと記す)Bを画像形成装置本体(以下、装置本体と記す)Aに取り外し可能に装着(着脱可能)して使用する、電子写真技術を利用したレーザビームプリンタ(電子写真画像形成装置)である。即ち、パソコン、イメージリーダ、ファクシミリなどの外部ホスト装置(不図示)から制御部(不図示)に入力する電気的画像情報に対応したトナー画像を記録媒体Pに形成してプリントアウトすることができる。
記録媒体Pは、画像形成装置1によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、OHPシート、光沢紙等が含まれる。
ここで、以下の説明において、像担持体としての電子写真感光体ドラム(感光体ドラム:以下、ドラムと記す)62の回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、装置本体Aからドラム62が駆動力を受ける側(後述する図4(b)における駆動力受け部63a側)を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
また、装置本体Aに対してカートリッジBを出し入れする側(図2における開閉部材13側)を装置本体正面とし、その反対側を装置本体背面とする。また、設置状態での装置本体Aの上方(記録媒体積載面11側)を装置本体上部とし、その反対側を装置本体下部とする。
[画像形成装置の全体構成]
図2の画像形成装置1において、カートリッジBが装置本体Aの内部の正規位置(装着位置:装着完了位置)Xに装着されたとき、カートリッジBの上側に露光装置(レーザスキャナユニット)3が配置されている。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材と記載する)Pを収容したシートトレイ4が配置されている。
更に、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、レジストローラ対5d、転写ガイド6、転写ローラ7が順次配置されている。更に続いて、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
[画像形成プロセス]
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、ドラム62は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBの上面の露光窓部74を通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3Aに示すように、現像装置としての現像装置ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、搬送部材43の回転によって撹拌、搬送され、トナー室29とトナー供給室28との連通開口部23aを通してトナー供給室28に送り出される。トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。トナーTは、現像ブレード(現像剤規制部材)42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32の周面の層厚が規制される。そのトナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ転移され、トナー像(現像剤像)として可視像化される。
また、露光装置3におけるレーザ光Lの出力タイミングとあわせて、装置本体Aの下部のシートトレイ4に収容されているシート材Pがピックアップローラ5aと給送ローラ対5bによって一枚分離給送される。そして、そのシート材Pが、搬送ローラ対5c、レジストローラ対5d、転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間の転写位置7aへ供給される。この転写位置7aにおいて、トナー像はドラム62からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そしてシート材Pは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとの圧接部である定着ニップ部9cを通過する。この定着ニップ部9cで加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材Pに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Pは、排出ローラ対10まで搬送され、装置本体Aの上方の記録媒体積載面である排出トレイ11に排出される。
一方、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナーは感光体ユニット(以下、クリーニングユニットと記す)60の廃トナー室71bに貯蔵される。
本実施例のカートリッジBは、ドラム62と、ドラム62に作用するプロセス手段としての帯電ローラ66、現像ローラ32、クリーニングブレード77を一括して装置本体Aに対して取り外し可能に装着される一体型のプロセスカートリッジである。
79は軸部79aを中心に開閉可能なドラム保護部材である。ドラム保護部材79はカートリッジBが装置本体Aから取り外されているときには、図3Bのように、ドラム62の外部露出面を隠蔽する閉鎖位置に位置している。そして、ドラム保護部材79はカートリッジBが図2、図3Aのように装置本体Aの内部の正規の装着位置Xに装着された状態時においてはカートリッジBの装着方向下流側の開放位置に位置しており、ドラム62の外部露出面が露出している。
図3Bは未使用の新品状態におけるカートリッジBの横断面図である。この状態時においては、トナー室29とトナー供給室28との連通開口部23aがトナーシール部材45により閉鎖されていて、トナー室29とトナー供給室28とが仕切られている。これにより、トナー室29からトナー供給室28の移動が阻止されている。カートリッジBの使用に際してトナーシール部材45は開封除去される。
[カートリッジ全体の構成]
次に、カートリッジBの全体構成について図3、図5を用いて説明する。カートリッジBは、クリーニングユニット(感光体ユニット)60と現像装置ユニット20を合体して構成される。図5は、カートリッジBを構成しているクリーニングユニット60と現像装置ユニット20の分解斜視図である。
クリーニングユニット60は、クリーニング枠体71、ドラム62、帯電ローラ66およびクリーニングブレード77等から構成されている。一方、現像装置ユニット20は、底部材22、現像容器23、現像ブレード42、現像ローラ32、マグネットローラ34、搬送部材43、トナーT、第1サイド部材26L、第2サイド部材26R、付勢部材46等から構成されている。
これらクリーニングユニット60と現像装置ユニット20を、結合部材75によって互いに回動可能に結合することによって、カートリッジBを構成する。更に具体的には、現像装置ユニット20の長手方向(現像ローラ32の軸線方向)両端部には第1サイド部材26L及び第2サイド部材26Rが配設されている。この第1サイド部材26L及び第2サイド部材26Rにはそれぞれアーム部26aL、26aRが形成されている。そして、それらアーム部26aL、26aRの先端部には、現像ローラ32と平行な回動穴26bL、26bRが設けられている。
また、クリーニング枠体71の長手両端部には、結合部材75を嵌入するための嵌入穴71a(非駆動側不図示)が形成されている。そして、アーム部26aL、26aRをクリーニング枠体71の所定の位置に合わせて、結合部材75を回動穴26bL、26bRと嵌入穴71aに挿入する。これにより、クリーニングユニット60と現像装置ユニット20が、結合部材75を中心に回動可能に結合される。
このとき、アーム部26aL、26aRの根元に取り付けられた付勢部材46がクリーニング枠体71に当たり、結合部材75を回動中心として、現像装置ユニット20をクリーニングユニット60へ付勢させている。
これにより、現像ローラ32はドラム62の方向へ確実に押し付けられる。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38(図7で後述)によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
[クリーニングユニットの構成]
次にクリーニングユニット60のより詳細な構成について図3、図6を用いて説明する。図6は、クリーニングユニット60の構成を説明する分解斜視図である。クリーニングブレード77は、板金からなる支持部材77aと、ウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材77bからなり、支持部材77aの両端をビス91で固定することで、クリーニング枠体71に対して所定の位置に配置される。弾性部材77bがドラム62と当接し、ドラム62の外周面上から残留トナーを除去する。除去された残留トナーは、クリーニングユニット60の廃トナー室71b(図3)に貯蔵される。
図3に示す第1シール部材82、図6に示す第2シール部材83、第3シール部材84及び、第4シール部材85は、クリーニング枠体71の所定の位置に設けられている。図3に示すように、第1シール部材82は、長手方向に渡って設けられ、クリーニングブレード77の支持部材77aとクリーニング枠体71の間から、廃トナーが漏出するのを防ぐ。図6に示すように、第2シール部材83は、クリーニングブレード77の弾性部材77bの長手両端から廃トナーが漏出するのを防ぐ。
第3シール部材84は、クリーニングブレード77の弾性部材77bの長手両端からの廃トナーが漏出するのを防止しつつ、ドラム62上のトナー等の付着物を拭き取る。第4シール部材85は、長手方向に渡ってドラム62に接して設けられ、クリーニングブレード77に対してドラム62の回転方向上流側から廃トナーが漏出するのを防ぐ。
電極部材81、付勢部材68、帯電ローラ軸受67L、67Rは、クリーニング枠体71に取り付けられる。帯電ローラ66の軸部66aは、帯電ローラ軸受67L、67Rにはめ込まれる。帯電ローラ66は付勢部材68によって、ドラム62に対して付勢されるとともに、帯電ローラ軸受67L、67Rによって回転可能に支持される。そして、ドラム62の回転に伴って従動回転を行う。
電極部材81、付勢部材68、帯電ローラ軸受67L、軸部66aは導電性を有する。電極部材81は、カートリッジBが装置本体Aに装着された状態において、装置本体Aの給電部(不図示)に接触している。これらを給電経路として、帯電ローラ66に給電する。
ドラム62は、非駆動側フランジ64、駆動側フランジ63と一体的に結合され、電子写真感光体ドラムユニット(以下、ドラムユニット61と記載する)となる。この結合方法には、カシメ、接着、溶着等を用いる。非駆動側フランジ64には、アース接点等(不図示)が結合されている。また、駆動側フランジ63には、装置本体Aから駆動力を受ける駆動力受け部63aと、現像ローラ32に駆動を伝えるフランジギア部63bを有している。
軸受部材76がビス90によりクリーニング枠体71の駆動側に一体的に固定され、ドラム軸78がクリーニング枠体71の非駆動側に圧入固定される。そして、軸受部材76は、駆動側フランジ63と嵌合し、ドラム軸78は、非駆動側フランジ64の穴64aと嵌合する。これにより、ドラムユニット61はクリーニング枠体71に回転可能に支持される。
ドラム保護部材79は、ドラム62の保護(遮光)及び露出が可能となるように、クリーニング枠体71に回動可能に支持される。付勢部材80は、ドラム保護部材79の駆動側の軸部79aRに取り付けられ、ドラム保護部材79をドラム62を保護する向きに付勢する。ドラム保護部材79の非駆動側の軸部79aLと駆動側の軸部79aRは、クリーニング枠体71の軸受部71cL、71cRに嵌合される。
[現像装置ユニット]
次に現像装置ユニット20のより詳細な構成について、図3、図7を用いて説明する。図7は現像装置ユニット20の構成を説明する分解斜視図である。図3に示すように、現像容器23と底部材22からなる現像枠体は、トナーTを収納するトナー室29やトナー供給室28を形成する。底部材22および現像容器23は、溶着等の手段により、一体に結合されている。
搬送部材43は、非駆動側を現像容器23に支持され、図7に示すように、駆動側を現像容器23に取り付けられた搬送ギア50によって支持される。これにより図3に示すように、搬送部材43はトナー室29内で搬送ギア50に従い回転を行う。
図7に示すように、トナーシール部材45は現像容器23に熱溶着されており、未使用新品状態のカートリッジBにおいては、図3Bに示すように、トナー室29とトナー供給室28との連通開口部23aを封止して仕切っている。これにより、カートリッジBの輸送中にトナー室29からトナーTが漏出するのを防止する。新品のカートリッジBの使用に際して、ユーザが、トナーシール部材45をカートリッジ外に引き抜いて開封することによって、トナー室29のトナーTがトナー供給室28へ供給される。
図7に示すように、第1シール部材55、第2シール部材56、および第3シール部材57は、現像容器23の所定の位置に設けられている。第4シール部材58は、現像容器23と底部材22が結合された後に、底部材22の所定の位置に設けられている。更に、第5シール部材59は、現像容器23に配置されている。
第1シール部材55は、現像ブレード42の弾性部材42bの長手両端からトナーTが漏出するのを防ぐ。第2シール部材56は、現像ローラ32の長手両端からトナーTが漏出するのを防ぐ。第3シール部材57は、長手方向に渡って設けられ、現像ブレード42の支持部材42aと現像容器23の間からトナーTが漏出するのを防ぐ。第4シール部材58は、長手方向に渡って現像ローラ32に接して設けられ、現像ローラ32下側からトナーTが漏出するのを防ぐ。
第5シール部材59は、トナーシール部材45が開封され現像装置ユニット20の外に取り出し開口(不図示)から取り出される際に、トナーシール部材45の表面に付着したトナーTを拭き取る。これと同時に、取り出し開口と密着してトナーTが漏出するのを防ぐ。
現像ブレード42は、板金からなる支持部材42aとウレタンゴム等の弾性材料からなる弾性部材42bで構成され、清掃部材47と共に支持部材42aの両端をビス93で現像容器23に対して所定の位置に固定される。弾性部材42bは現像ローラ32と当接し、現像ローラ32の周面のトナー量を規定すると共に、摩擦帯電電荷を付与する。清掃部材47は、現像ローラ32の端部表面と当接して、トナー等の付着物を清掃する。
現像ローラユニット31は、現像ローラ32、マグネットローラ34、フランジ35、間隔保持部材38、軸受部材37および現像ローラギア39等によって構成される。現像ローラ32の非駆動側端部からマグネットローラ34が挿入され、端部にはフランジ35が圧入固定されている。フランジ35には導電性の電極部材(不図示)が組み込まれており、電極部材は現像ローラ32および電極部材27に当接している。導電性の電極部材27は、第1サイド部材26Lに固定される。
電極部材27は、カートリッジBが装置本体Aに装着された状態において、装置本体Aの給電部(不図示)に接触しており、電極部材27、導電性の電極部材(不図示)を給電経路として現像ローラ32に給電する。間隔保持部材38は、現像ローラ32の両端部に取り付けられる。その外側に軸受部材37が配置され、駆動側においては、その外側に現像ローラギア39が組み込まれる。両端に配置された、軸受部材37によって現像ローラ32は回転可能に支持される。駆動伝達部材である第1ギア48と第2ギア49は、現像枠体に回転可能に取り付けられている。
これにより、装置本体Aから受けた駆動力は、フランジギア部63b(図6)、現像ローラギア39、第1ギア48、第2ギア49および、搬送ギア50が順次噛み合い、回転することにより、現像ローラ32、搬送部材43へ伝達される。第1サイド部材26L、第2サイド部材26Rは、長手方向の両端にビス92を用いて現像枠体に固定される。その際、現像ローラユニット31の軸受部材37は、第1サイド部材26L、第2サイド部材26Rによって保持される。
[カートリッジ着脱と位置決め]
次に、装置本体Aに対するカートリッジBの着脱と位置決めについて、図1、図4、図10を用いて説明する。図1は、開閉部材13が閉じた状態の装置本体Aの断面詳細を示している。図10は、開閉部材13が開いた状態の装置本体Aの断面を示しており、カートリッジBは装着途中の状態を示している。
そして、図1、図10は、装置本体Aの断面図、カートリッジBに関しては非駆動側より見た側面図である。非駆動側ガイドレール12aL、位置決め部12cL、下ガイド12bLを二点鎖線で、引き込みバネ19を実線で図示している。開閉部材13は、非駆動側の構成を示している。これは、後ほど示される装置本体Aの断面図(図11、図13、図14)に関しても、同様である。なお、後述する構成は、非駆動側の構成を示したものであり、駆動側に関しても同様の構成を有する。よって、詳細な構成の説明は省略する。
図4は、カートリッジBを着脱するために開閉部材13を開いた装置本体A、およびカートリッジBの斜視図である。図4(a)は装置本体Aを非駆動側上方から見た斜視図、図4(b)は装置本体Aを駆動側上方から見た斜視図である。
装置本体AはカートリッジBが出し入れされる開口部Uを有する。また、この開口部Uを閉じる閉鎖位置Vと開放する開放位置Wとの間を移動可能な開閉部材13を有する。より具体的には、図4に示すように、装置本体Aには、開閉部材13が、回動軸13aを回動中心として、開閉回動可能に取り付けられている。
図1、図2は、装置本体Aに対して開閉部材13が閉鎖位置Vに回動されていて、装置本体Aの開口部Uが閉じられている状態時を示している。この閉鎖位置Vにある開閉部材13は回動軸13aを中心に図2において矢印J方向に回動することで、図4、図10のように装置本体Aの手前側に倒し回動して開放位置Wに移動することができる。この開閉部材13の開きにより装置本体Aの開口部Uが大きく開放され、装置本体Aの内部へのアクセスが可能となる。
装置本体Aの内部の駆動側の側面と非駆動側の側面には、それぞれ、からカートリッジBを装置本体Aに出し入れガイドするためのガイドとしての駆動側ガイドレール12aR、非駆動側ガイドレール12aLが配設されている(図4)。
このガイドレール12aL、12aRは装置本体Aに対するカートリッジBの装着方向を規制する。即ち、ガイドレール12aR、12aLは開口部Uから装置本体Aに挿入したカートリッジBを装置本体Aの内部の画像形成の為の図1、図2の正規位置X(装着位置:装着完了位置)の状態に導く。逆に、その正規位置Xから装置本体外への取り出し方向に導く。装置本体Aに対するカートリッジBの出し入れは開閉部材13を開いて開口部Uを開放することでなされる。
図4、図5に示すように、カートリッジBのクリーニング枠体71の長手両側面には、駆動側ボス71dR、71eR、非駆動側ボス71dL、71eLを有している。駆動側ボス71dR、71eRを駆動側ガイドレール12aRに沿わせて、また、非駆動側ボス71dL、71eLを非駆動側ガイドレール12aLに沿わせて、装置本体Aの内部にカートリッジBを矢印S1(図4)の方向へ挿入していく。
そうすると、カートリッジBの非駆動側の円筒部71f(図4(a))が、非駆動側の下ガイド12bL(図4(b))に沿って入っていく。円筒部71fが、位置決め部12cLに突き当たると、カートリッジBが装置本体Aに装着完了となり、画像形成可能な正規位置X(図1、図2)に装着することができる。
図1、図4(b)、図10に示すように、装置本体Aには、ドラム62を転写ローラ7に対向させて、当接させるため、カートリッジBを引き込む、引き込みバネ19が設けられている。引き込みバネ19は、回動軸19cに回動可能に支持されており、係止部19dで位置が固定されている。図10に示すように、ユーザがカートリッジBを矢印S1方向に挿入すると、引き込みバネ19はカートリッジBの円筒部71fと引き込みバネ19の作用部19bが当たり矢印H方向に移動する。
そして、図1に示すように、カートリッジBの円筒部71fが、引き込みバネ19の角部19eを乗り越え、付勢部19aに当接する。これにより、カートリッジBの円筒部71fは付勢力Nを受け、装置本体位置決め部12cLに突き当たり正規位置Xに位置決めされる。ここで言う、装置本体A内でのカートリッジBの画像形成可能な正規位置Xとは、ドラム62が転写ローラ7と対向した位置である。
そして、装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される駆動入力軸14(図4(a)、図10)が、カートリッジBに設けられた駆動力受け部63a(図4(b)、図5、図6)と係合する。これにより、駆動力受け部63aと結合しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。
さらに、図6に示す電極部材81が、装置本体Aの給電部(不図示)に接触し、クリーニングユニット60の構成で前述した、給電経路を介して帯電ローラ66に給電する。また、図7に示す電極部材27が、装置本体Aの給電部(不図示)に接触し、現像装置ユニット20の構成で前述した、給電経路を介して現像ローラ32に給電する。
[開閉部材の構成]
次に、開閉部材13の構成について、図1、図4、図8、図9を用いて説明する。図8、図9は装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。開閉部材13は、図1、図2に示した開口部Uを閉じた閉鎖位置Vから、図4、図8、図9に示すように、回動軸13aを回動支点として装置本体Aの手前側に約90度回転し、開口部Uを開放した開放位置Wをとることができる。開放位置Wにおいては、開閉部材13がそれ以上開かないよう規制される。
図4(a)に示すように、開閉部材13の内側には、ユーザが装置本体Aにカートリッジを装着する際にカートリッジBを載せ置く支持部18L、18Rを有している。この支持部18L、18Rは、カートリッジBのボス71dR、71eRを駆動側ガイドレール12aRに、またボス71dL、71eLを非駆動側ガイドレール12aLに係合させることを補助する。ここで言う、係合を補助する動作とは、カートリッジBが図8の状態から図9の状態に至る動作である。
駆動側ガイドレール12aR、非駆動側ガイドレール12aLの溝幅は、カートリッジBのボス71dL、71eL、71dR、71eRの径より大きく設定されており、カートリッジBの抜き差しをスムーズに行うことができる。
支持部18L、18Rは開閉部材13の内側に長手方向両端において非駆動側ガイドと駆動側ガイドとして配置されており、その支持面15L、15R、17L、17Rは略同一高さで形成されている(図4(a)中網目部)。
支持部18L、18Rに対してカートリッジBが装置本体Aの駆動側ガイドレール12aR、非駆動側ガイドレール12aLに対して長手位置を合わせて乗せる(図8)。この際、支持部18L、18RはカートリッジBの第1サイド部材26L、第2サイド部材26Rの下面に形成された被支持面26dL、26dR(図4(b)参照)を支持する。そして、図9のように、カートリッジBのボス71dR、71eRを駆動側ガイドレール12aRに、またボス71dL、71eLを非駆動側ガイドレール12aLに係合させる。
上記の構成をまとめると次のとおりである。装置本体AはカートリッジBの装着方向を規制するガイド12aL、12aRを有する。開閉部材13は開いた状態においてカートリッジBがガイド12aL、12aRに規制される直前にガイド12aL、12aRに規制されることを補助する支持面15L、15R、17L、17Rを有している。カートリッジBは支持面15L、15R、17L、17Rと当接する被支持面26dL、26dRを有する。
[カートリッジの不十分装着状態からの装着]
次に、カートリッジBの不十分装着状態からの装着について、図1、図11、図14を用いて説明する。図11、図14は装置本体Aの断面図である。図14は、装置本体A内でのカートリッジBの画像形成可能な正規位置X(十分な装着状態)を示しており、ドラム62が転写ローラ7と対向している。対して図11は、ドラム62が転写ローラ7から離れており、装置本体AへのカートリッジBの不十分装着状態を示している。つまり、円筒部71fが位置決め部12cLから離れている。
図11に示すように、支持面15L(15R)、17L(17R)のうち、支持面15L(15R)は、押圧部としての機能も兼ねている。この押圧部15L(15R)は、カートリッジBが不十分装着状態にある時、開閉部材13を矢印K方向に閉じる動作に伴って、画像形成可能な正規位置Xへ装着させるための押圧力F2を発生させる。動作の詳細は後述する。
また、カートリッジBには、押圧部15L(15R)から押圧力を受ける被押圧部26cL(26cR)をサイド部材26L(26R)に有している。被押圧部26cL(26cR)は、開閉部材13の方向に延出した凸形状で構成されており、断面の外形形状は円弧形状である。
図1は、十分な装着状態(図14)の詳細拡大図である。図1に示すように、開閉部材13の支持部18L(18R)には、被押圧部26cL(26cR)に対応した、深さQの凹形状の収納部16L(16R)を有している。収納部16L(16R)の断面外形形状は、被押圧部26cL(26cR)の断面外形形状より一回り大きく形成されている。よって、カートリッジBの装置本体Aへの装着完了時には、被押圧部26cL(26cR)は、収納部16L(16R)に隙間a、b、c、d、eを持って収納される。隙間の詳細については後述する。
ここで、図4と、図8から図14と、図1を用いて、更に詳細に装置本体AへのカートリッジBの装着方法を説明する。図12は装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。図13は装置本体Aの断面図である。
まず、図4に示すように、装置本体Aの開閉部材13を開放位置Wに位置させて開いた状態にする。次に、図8に示すように、開いた状態にある開閉部材13に、カートリッジBを位置合わせする。その際、カートリッジBの第1サイド部材26L、第2サイド部材26Rの下面に形成された被支持面26dL、26dR(図4)を、開閉部材13に設けられた支持部18L、18Rの支持面15L、15R、17L、17R(図中網目部)に沿わせて積載する。これにより、図8の状態になる。
その状態で、カートリッジBを装置本体Aの内部に挿入していくと、図9に示すように、カートリッジBの装着方向下流側のボス71dL、71dRが、駆動側ガイドレール12aR、非駆動側ガイドレール12aLの溝に係合する。さらに、カートリッジBを装置本体Aの内部に挿入していくと、図10に示すように、カートリッジBの現像装置ユニット20側のボス71eL(71eR)が、ガイドレール12aL(12aR)の溝に係合する。
これにより、カートリッジBのボス71dL(71dR)、71eL(71eR)がガイドレール12aL(12aR)にて支持された状態となる。この状態においては、ドラム62は転写ローラ7と対向する位置にはきておらず、画像形成可能な正規位置XにカートリッジBは装着されていない。また、ドラム62と駆動入力軸14の中心がずれているためカートリッジBへの駆動伝達も不可能な状態にある。そこで、図14に示すように、通常は、ユーザが装置本体Aの内部にカートリッジBを押し込み、画像形成可能な正規位置XにカートリッジBを位置させて装着を完了させる。
しかしながら、ユーザによっては、図10に示すように、カートリッジBのボス71dL(71dR)、71eL(71eR)が、ガイドレール12aL(12aR)に支持された状態を装着完了と考えてしまう場合がある。そして、装置本体Aの内部でカートリッジの装着を停止させてしまう場合がある。本状態をカートリッジBの不十分装着状態とする。
また、重力によりカートリッジBが画像形成可能な正規位置Xにまでガイドされることも可能だが、ガイドレール12aL(12aR)とカートリッジBのボス71dL(71dR)、71eL(71eR)の摺動部等には摩擦が発生する。そのため、重力だけでは正規位置Xに至らない場合がある。
以下で、この不十分装着状態にあったとしても、開閉部材13の閉動作により、画像形成可能な正規位置XにカートリッジBを装着完了させる過程を説明する。図10の状態より、開閉ドア13を回動軸13aを回動中心として矢印K方向(図中反時計回り)に閉めていくと、図11の状態に至る。そして、図11に示すように、開閉部材13に設けられた押圧部としての支持面15L(15R)が、第1サイド部材26L(26R)に設けられた被押圧部26cL(26cR)に当接する。
更に、開閉ドア13を、回動軸13aを回動中心として、矢印K方向(図中反時計回り)に更に閉めていくと、被押圧部26cL(26cR)には、押圧力F2が付与される。押圧力F2の分力F2aにより、S2方向にカートリッジBを押し込もうとする力が発生する。装着方向である矢印S2方向と、ガイドレール12aL(12aR)は、平行な方向である。矢印S2と垂直な方向を矢印Y方向とすると、押圧力F2により矢印Y方向の分力F2bが発生するので、ガイドレール12aL(12aR)から、矢印Y方向にカートリッジBを浮かすことができる。
即ち、押圧部15L、15Rが被押圧部26cL、26cRを押圧する際にカートリッジBとガイドレール12aL、12aRとの当接圧を低減させる。その結果、カートリッジBを装着する際に発生する、ガイドレール12aL(12aR)とカートリッジBのボス71dL(71dR)、71eL(71eR)の摺動部に発生する摩擦を軽減することができる。従って、カートリッジBの装置本体Aへの押し込みをよりし易くする。
図12は、図11の不十分装着状態と同じ状態において、斜め上方から見た斜視図である。図12に示すように、開閉部材13の長手両端に押圧部としての支持面15R(15L)が設けられている。これにより、支持面15Rが第1サイド部材26Rに設けられた被押圧部26cRを、支持面15L(不図示)が第2サイド部材26Lに設けられた被押圧部26cLを、ほぼ同時に押圧することができる。よって、装置本体A内でカートリッジBがこじること無く、安定して押し込みを行うことが可能で、確実に画像形成可能な位置へとカートリッジBを装着させることができる。
更に図11(図12)の状態より、開閉ドア13を、回動軸13aを回動中心として、K方向(図11中反時計回り)に閉めていくと、カートリッジBの円筒部71fと引き込みバネ19の作用部19bが当たり矢印H方向に移動する。そして、カートリッジBの円筒部71fが、引き込みバネ19の角部19eを乗り越え、図13の状態に至る。
図13に示すように、カートリッジBの円筒部71fが、付勢部19aに当接することで、付勢力Nを受け、装置本体位置決め部12cLに位置決めされようとする。これにより、矢印S3方向にカートリッジBの引き込みが開始する。更に図13の状態より、開閉ドア13を回動軸13aを回動中心として、K方向(図中反時計回り)に閉めていくと、図14の状態に至る。
上記一連の動作により、図13から図14に至る間で、押圧力F2によるカートリッジBの押し込みから、引き込みバネ19による引き込みに、カートリッジBへの装着力が変化する。これにより、カートリッジBを画像形成可能な正規位置Xへと確実に位置決めすることができる。そして、図14に示すように、十分な装着状態においては、第1サイド部材26L(26R)に設けられた被押圧部26cL(26cR)は、支持部18L(18R)に設けられた、凹形状の収納部16L(16R)に収納される。
また、収納部16L(16R)の断面外形形状は、被押圧部26cL(26cR)の断面外形形状より一回り大きく形成されているため、十分な装着状態においては接触することが無い。
具体的には、図1を用いて説明する。図1は、十分な装着状態(図14)の詳細拡大図である。被押圧部26cL(26cR)の外形形状は、円弧部の半径をr1とした時、収納部16L(16R)の外形形状の円弧部は半径r2(>r1)で形成されている。そのため、十分な装着状態においては、互いの円弧部の間には隙間aを有している。
また、被押圧部26cL(26cR)と収納部16L(16R)の間には、下部の隙間b、上部の隙間cを有している。また、第1サイド部材26L(26R)と押圧部15L(15R)の対向部における面同士の間には、隙間dを有している。また、第1サイド部材26L(26R)と支持面17L(17R)の対向部における面同士の間には、隙間eを有している。これらa、b、c、d、eの隙間は、部品寸法のバラツキ等を考慮して決められ、十分な装着状態においては、必ず隙間を有するよう設定される。
上記の構成をまとめると次のとおりである。装置本体Aにおける画像形成可能な正規位置(装着完了位置)Xを含まないカートリッジBの装着過程では開閉部材13の閉動作時に押圧部15L、15RとカートリッジBが有する被押圧部26cL、26cRとが当接する。そして、カートリッジ(B)の装着完了時には、前記押圧部(15L、15R)と前記被押圧部26cL、26cRは、カートリッジ装着方向と、カートリッジ装着方向と交差する交差方向に隙間a〜eを持って係合する。
よって、十分な装着状態においては、開閉部材13がカートリッジBを構成する構成部品(例えばサイド部材26L(26R))に接触することは無い。
カートリッジ全体の構成で前述したように、現像装置ユニット20は、クリーニングユニット60と結合部材75を中心に回動可能に結合される。そして、結合部材75を回動中心として、現像装置ユニット20をクリーニングユニット60へ付勢し、現像ローラ32はドラム62の方向へ確実に押し付けられている。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38(図7)によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
よって、現像装置ユニット20は、クリーニングユニット60に対してのみ、位置を決められており、本発明の構成により、画像形成時に現像装置ユニット20の設定を妨げることなく、良好な画像を得ることができる。
また、近年、ユーザが装置本体Aを購入後、すぐに使用できるよう、本体出荷時にカートリッジBを装置本体A内に同梱させる、カートリッジ出荷時本体同梱方式が取られている。本体同梱方式においては、工場からの出荷後、輸送による振動や衝撃が装置本体Aに同梱されたカートリッジBに加わる可能性がある。
前述したように、現像装置ユニット20は、クリーニングユニット60と結合部材75を中心に回動可能に結合されている。そして、付勢部材46が現像装置ユニット20を結合部材75を回動中心としてクリーニングユニット60へ回動付勢している。これにより、現像ローラ32がドラム62に押し付けられている。
よって、輸送による振動や衝撃が、装置本体Aに同梱されたカートリッジBに加わり、クリーニングユニット60へ付勢力に抗し、現像装置ユニット20は結合部材75を中心に矢印S1、矢印S2方向に回動する可能性がある。過度な回動や、それと同時に発生する衝撃は、現像ローラ32がドラム62に摺擦傷等を付けてしまい、画像不良を引き起こす恐れがある。また、カートリッジBを構成している部品の破損の恐れがある。
これについては、上記の形態をとることにより、つまり、図1に示すように押圧部26cL(26cR)と収納部16L(16R)を係合させることにより防止することができる。即ち、a、b、c、d、eの隙間以上の距離を現像装置ユニット20が回動した場合には、その回動を規制し、現像ローラ32がドラム62に摺擦傷を付けてしまうことを防止することができる。また部品の破損等も防止することができる。ひいては良好な画像を得ることができる。
本実施例では、被押圧部26cRを凸形状、収納部16Rを凹形状として説明したが、逆の構成をとったとしても、実施例と同様の効果を得ることができる。しかし、図8に示すように、被押圧部26cL、26cRを凸形状、収納部16L(16R)を凹形状として構成した方がよい。即ち、開いた状態にある開閉部材13の支持部18L(18R)の支持面15L、17L、(15R)、(17R)(図中網目部)に、凸形状が形成されない。これにより、カートリッジBを支持部18L(18R)に沿わせて、装置本体A内部に挿入していく際、引っ掛かることなくスムーズに導くことができる。
図1で、本実施例として示したQ、r1、r2、a、b、c、d、e各寸法は、Q=9mm、r1=7mm、r2=9mm、a、b、c=2mm、d=3mmである。しかしながら、これら寸法はこの限りでなく、前述した、各隙間の関係を構成することができれば、実施例と同様の効果を得ることができる。また、カートリッジBの開閉部材13への積載のし易さに影響が無い範囲であれば、隙間eは大きく設定しても良い。
また、被押圧部26cL、26cRと、それら各々に対応した収納部16L、16Rの断面外形形状は、円弧に限るものでは無く、本発明の効果が適用される凹凸形状で有れば他の形状でも良い。例えば、三角形状や、四角形状でも良く、同様の効果を得ることができる。
ここで、カートリッジ(プロセスカートリッジ)Bは、現像カートリッジ20について、現像ローラ32の軸線方向における一端においてサイド部材を有し、被押圧部をそのサイド部材に具備する構成形態であってもよい。また、本実施例のように、現像ローラ32の軸線方向における両端においてサイド部材26L、26Rを有し、被押圧部26cL、26cRをそれらのサイド部材26L、26Rに具備する構成形態であってもよい。
また、本実施例は、現像ローラを有する現像カートリッジと、その現像カートリッジを着脱可能とする装置本体にも適用することができ、同様の効果を得ることができる。また、トナーを収容するトナーカートリッジとそのトナーカートリッジを着脱可能とする装置本体にも適用することができ、同様の効果を得ることができる。
[実施例2]
次に、本発明の実施例2の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、構成等は前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
図15は、現像装置ユニットの構成を説明する斜視図を示したものである。図16は、プロセスカートリッジの構成を説明する斜視図を示したものである。図17は、画像形成装置本体の斜視図を示したものである。また、図18は、画像形成装置本体の断面図である。
近年、1つの装置本体に対して、トナー容量の異なる2つ以上の現像装置ユニットを有するカートリッジを使用可能にし、ユーザの使用ニーズに合わせて、トナー寿命の異なるカートリッジを提供する方式がとられている。
図16は、実施例1のカートリッジB(図5)に対してトナー容量を増量させた、大容量カートリッジCである。また図15は、大容量カートリッジCに使用される、大容量現像装置ユニット220を示したものである。
図7に示す、実施例1の現像装置ユニット20と異なる点は、以下である。図15に示すように、トナー容量を増量させるため、実施例1で使用した現像容器23と底部材22より一回り大きい、現像容器223と底部材222で現像枠体を構成している。底部材222および現像容器223は、溶着等の手段により、一体に結合されている。クリーニングユニット60との結合を行う、第1サイド部材26Lは、実施例1で使用したものを共通で使用できる。
また、トナー容量の増大に伴い、トナー循環の向上のため、第2搬送部材44が必要となる場合がある。その場合には、ギアボックスとなる第2サイド部材26Rを、大型の第3サイド部材226Rに変更する。これにより、第2搬送部材の駆動を伝達するための第2撹拌ギア52を、ギアボックス大型化によりできたスペースに、追加配置することができる。
具体的には、図16に示すように、大型の第3サイド部材226Rには、図5に示す実施例1で使用した被押圧部26cRより、一回り大きい被押圧部226cRを設けている。これにより、図15に示すように、大型化した被押圧部226cRの内側に、第2撹拌ギア52を配置することができる。また、第1撹拌ギア50と第2撹拌ギア52の間には、駆動伝達部材である第3ギア51が、現像容器223に回転可能に取り付けられている。
これにより、装置本体Aから受けた駆動力は、現像ローラ32、第1搬送部材43、第2搬送部材44へ伝達される。即ち、駆動力は、フランジギア部63b(図16)、図15に示す現像ローラギア39、第1ギア48、第2ギア49、第1搬送ギア50、第3ギア51および、第2搬送ギア52が順次噛み合い回転する。そして、現像ローラ32、第1搬送部材43、第2搬送部材44へ伝達される。また、第3サイド部材226Rは、長手方向の側面からビス92を用いて現像枠体に固定される。
実施例1にて説明したが、図4(a)に示すように、装置本体Aの開閉部材13の内側の駆動側には、支持部18Rを有している。支持部18Rは、支持面15R、17Rと、その間に形成された、カートリッジBの被押圧部26cRを収納するための、収納部16Rで構成されている。
対して実施例2においては、実施例1から装置本体側に下記の点が追加されている。即ち、図17に示すように、支持部18Rには、収納部16Rと長手方向にて並列するように、実施例2のカートリッジCの被押圧部226cRを収納するための、収納部116Rが形成されている。
被押圧部226cRと収納部116Rの断面外形形状の関係は、実施例1で示した被押圧部26cRと収納部16Rの断面外形形状の関係と同様であり、大きさが異なるだけである。実施例1のカートリッジBの被押圧部26cRと、実施例2のカートリッジCの被押圧部226cRは、長手方向においてずれて配置されている。そして、互いの被押圧部26cR、226cRがそれぞれ収納部16Rと収納部116Rに収納されるよう、第1サイド部材26Rと第3サイド部材226Rに形成されている。
上記構成をとることにより、図18に示すように、カートリッジCに結合される、トナー容量を増量させた現像装置ユニット220に対して、通常のトナー容量のカートリッジBで使用した、非駆動側の第1サイド部材26Lを共通して使用できる。そのため、実施例1と同様の効果を得ることができる。また、開閉部材13の内壁13bの内側まで、現像装置ユニット220の格納スペースとして活用でき、現像装置ユニット220のトナー容量の増量させることができる。
また、図17に示すように、駆動側の第3サイド部材226Rに関しても、実施例1で説明した被押圧部26cRと異なる外形形状を有する、被押圧部226cRを、長手方向に対してずらして配置している。そして、それぞれの被押圧部26cR、226cRに対して対応した収納部16Rと収納部116Rを、開閉部材13の支持部18R上に長手方向に対して、ずらして形成している。そのため、サイド部材の交換により、実施例1と同様の効果を得ることができる。
また、ここでは、2つ以上のプロセスカートリッジが、各々異なるサイド部材を有する一例として、トナー容量の増量により、撹拌能力の向上のため第2搬送部材44(図15)が必要となる。そして、その駆動伝達を行うためのギアスペースがサイド部材に必要となる。そのために、1種目のプロセスカートリッジと共通化できないことを例として挙げた。しかしながら、その理由によるものだけではなく、他の理由により形状の異なるサイド部材の追加が必要となる場合もある。
よって、2つ以上のプロセスカートリッジB、Cに対して、非駆動側において第1サイド部材26Lを共通化し、駆動側において第2サイド部材26R、第3サイド部材226Rを使い分ける方法を挙げた。しかし、非駆動側に2種のサイド部材を使用し、使い分けても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
また、3つ以上の押圧部、被押圧部の組み合わせを有することも可能で、開閉部材13の支持部18Rの幅に配置可能なだけ構成できる。その場合においても、実施例1と同様の効果を得ることができる。
本実施例では、被押圧部26cR、226cRを凸形状、収納部16R、116Rを凹形状として説明したが、逆の構成をとったとしても、実施例と同様の効果を得ることができる。
しかし、図17に示すように、被押圧部26cL、226cRを凸形状、収納部16L、116Rを凹形状として構成した方がよい。即ち、開いた状態にある開閉部材13の支持部18L、18Rの支持面(15L、)15R、17L、17R(図中網目部)に、凸形状が形成されない。これにより、カートリッジCを支持部18L(18R)に沿わせて、装置本体A内部に挿入していく際、引っ掛かることなくスムーズに導くことができる。
また、被押圧部26cL、226cRと、それら各々に対応した収納部16L、116Rの断面外形形状は、円弧に限るものでは無く、本発明の効果が適用される凹凸形状で有れば他の形状でも良い。例えば、三角形状や、四角形状でも良く、同様の効果を得ることができる。
上記の構成をまとめると次のとおりである。装置本体Aは初期に収容されるトナー容量が異なる2種類以上のカートリッジB、Cを選択的に装着可能である。この2種類以上のカートリッジB、Cはそれぞれ長手方向の一端または両端に異なるサイド部材26cR、226cRを有している。また、開閉部材13は異なるサイド部材26R、226Rがそれぞれ具備している被押圧部26cR、226cRに対応する押圧部15Rを備えている。
また、本実施例は、現像ローラを有する現像カートリッジと、その現像カートリッジを着脱可能とする装置本体にも適用することができ、同様の効果を得ることができる。また、トナーを収容するトナーカートリッジとそのトナーカートリッジを着脱可能とする装置本体にも適用することができ、同様の効果を得ることができる。
以上、実施例1や2で説明したように、カートリッジを、交換、保守点検する際に、ユーザの装着ミスにより、カートリッジが正規位置に装着されない場合であっても、最終的には正規位置に装着状態にすることができる。即ち、開閉部材を閉じる動作にともなって、カートリッジが押圧部によって画像形成装置本体内に押し込まれて、正規位置に移動させられる。
また、カートリッジの装着完了時には、押圧部と被押圧部は、隙間を持って係合される。そのため、カートリッジがプロセスカートリッジであれば、現像装置ユニットは、クリーニングユニットに対してのみ位置決めされ、画像形成時に現像装置ユニットの設定を妨げることなく、良好な画像を得ることができる。
また、本発明は同時に、カートリッジ出荷時本体同梱方式を採用した場合の、画像形成装置本体に搭載されたカートリッジへの物流時の衝撃を緩和することができる。その結果、商品がユーザの元に届いた時点において、工場出荷時のカートリッジの各種設定を適正に維持することができ、画像形成時に良好な画像を得ることができる。
また、画像形成装置本体とカートリッジの隙間に、発泡スチロール等の緩衝部材を配置させることなく、物流時のカートリッジに対する衝撃を緩和させることができる。よって、ユーザの手元に届き、使用する際には、開閉部材を開け、緩衝部材を取り除く工程を減らすことができ、廃材も発生しない。
さらに、開閉部材の内側に設けられた支持部には、凹形状の被押圧部の収納部に隣接して支持面を有している。よって、開いた状態にある開閉部材にカートリッジを積載する際、カートリッジの下面を、開閉部材に設けられた支持部の支持面に沿わせて積載することができる。支持面に積載されたカートリッジは、画像形成装置本体の内部に導き易く、ユーザビリティを向上させることができる。
さらに、開閉部材の閉動作により、画像形成装置本体の装着部に向けてカートリッジを押圧する際、カートリッジとガイドとの当接圧を低減させる力が発生する。これにより、カートリッジが画像形成装置本体の内部で支持されている部位において、摩擦抵抗を低減させることができる。その結果、カートリッジの押し込み力が低減し、開閉部材の閉動作に必要な力を低減させ、ユーザビリティを向上させることができる。
さらに、輸送による振動や衝撃が、画像形成装置本体に同梱されたプロセスカートリッジに加わることで、クリーニングユニットへ付勢力に抗し、現像装置ユニットが結合部材を中心に回動する可能性があるが、押圧部と被押圧部が係合している。そのため、その回動を抑制し、現像ローラの感光体ドラムへの接触傷発生等を防止することができる。その結果、ユーザ使用時には、良好な画像を得ることができる。
さらに、1つの画像形成装置本体に対して、トナー容量の異なる2つ以上のカートリッジを使用可能にした場合であっても、被押圧部を有するサイド部材は、共通して使用できる。結果、異なるトナー容量を持つカートリッジに対して、新たなサイド部材を追加して製作する必要が無く、部品点数の増加を抑えることができる。
さらに、被押圧部を有するサイド部材を現像装置ユニットの両端に設けることによって、安定してカートリッジを押圧することができ、カートリッジの装着部への装着の確実性を、向上させることができる。
また、装着完了時には、カートリッジ出荷時本体同梱方式を採用した場合の、画像形成装置本体に搭載されたカートリッジへの物流時の衝撃を、長手両端に設けられた、押圧部と被押圧部の係合により、より緩和することができる。
さらに、1つの画像形成装置本体に対して、トナー容量の異なる2つ以上のカートリッジを使用可能にした場合であり、2種類以上のカートリッジが、各々異なるサイド部材を有している。開閉部材は、サイド部材の各々に対応した押圧部と被押圧部の収納部を現像ローラの軸線方向において異なる位置に備えている。これにより、サイド部材のサイズを変更しなければならない場合においても、上記の場合と同じ効果を得ることができる。
ここで言う、各々異なるサイド部材を有するとは、例えばトナー容量の増量により、撹拌能力の向上のため、第2搬送部材が必要となった場合が挙げられる。つまり、第2搬送部材の駆動伝達を行うためのギアスペースが、サイド部材内部に必要となり、1種目のカートリッジと共通化できない場合等を想定している。
[その他の事項]
1)実施例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
2)本発明において画像形成装置は実施例の電子写真画像形成装置に限られない。静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの他の公知の各種の画像形成原理・方式を用いて記録媒体に画像を形成する画像形成装置が含まれる。
3)1つのカートリッジが着脱可能な画像形成装置に限られない。互いに色違いであるなどの複数のカートリッジをそれぞれの所定の装着部に取り外し可能に装着してカラー画像などを形成する画像形成装置も含まれる。
4)カートリッジは実施例の一体型のプロセスカートリッジに限られない。画像が形成される像担持体に対して作用する画像形成プロセス手段を備えた分離型のプロセスカートリッジ、画像が形成される像担持体に形成された潜像を現像剤で現像する現像手段を備えた現像カートリッジが含まれる。また、トナーカートリッジや、その他、画像形成装置本体に取り外し可能に装着されて記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するユニットが含まれる。
1・・画像形成装置、A・・画像形成装置本体、U・・開口部、B・・カートリッジ、P・・記録媒体、13・・開閉部材、V・・閉鎖位置、W・・開放位置、15L・15R・・押圧部、X・・装着完了位置、26cL・26cR・・被押圧部、a〜e・・隙間

Claims (32)

  1. カートリッジが出し入れされる開口部と、前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、前記開閉部材に配設された押圧部と、を有し、記録媒体に画像形成する画像形成装置の画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるカートリッジであって、
    前記画像形成装置本体における装着完了位置を含まない装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と当接し、装着完了時には、前記押圧部に、装着方向と、装着方向と交差する交差方向に、隙間を持って係合する被押圧部を有することを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記被押圧部は凸形状であることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記カートリッジは、
    感光体ドラムを有する感光体ユニットと、
    前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラを有し前記感光体ユニットに対して回動する現像装置ユニットと、
    前記現像ローラを前記感光体ドラムに付勢する付勢部材と、
    を有し、前記被押圧部を前記現像装置ユニットに具備するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項1または2に記載のカートリッジ。
  4. 前記現像装置ユニットは、前記現像ローラの軸線方向における前記現像装置ユニットの一端において前記感光体ユニットに対して回動可能に結合するサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項3に記載のカートリッジ。
  5. 前記現像装置ユニットは、前記現像ローラの軸線方向における前記現像装置ユニットの両端において前記感光体ユニットに対して回動可能に結合するサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項3に記載のカートリッジ。
  6. 前記カートリッジは、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラを有する現像カートリッジであることを特徴とする請求項1または2に記載のカートリッジ。
  7. 前記現像カートリッジは、前記現像ローラの軸線方向における一端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項6に記載のカートリッジ。
  8. 前記現像カートリッジは、前記現像ローラの軸線方向における両端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項6に記載のカートリッジ。
  9. 前記カートリッジは、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置に供給するトナーを収容するトナーカートリッジであることを特徴とする請求項1または2に記載のカートリッジ。
  10. 前記トナーカートリッジは、長手方向における一端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項9に記載のカートリッジ。
  11. 前記トナーカートリッジは、長手方向における両端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項9に記載のカートリッジ。
  12. 記録媒体に画像形成する画像形成装置であって、
    カートリッジが出し入れされる開口部と、前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、前記開閉部材に配設された押圧部と、を有する画像形成装置本体と、
    被押圧部を有し、前記画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるカートリッジと、
    を有し、前記画像形成装置本体における装着完了位置を含まない前記カートリッジの装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と前記カートリッジが有する被押圧部とが当接し、前記カートリッジの装着完了時には、前記押圧部と前記被押圧部は、カートリッジ装着方向と、カートリッジ装着方向と交差する交差方向に隙間を持って係合することを特徴とする画像形成装置。
  13. 前記カートリッジが有する被押圧部は凸形状であることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
  14. 前記カートリッジは、
    感光体ドラムを有する感光体ユニットと、
    前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラを有し前記感光体ユニットに対して回動する現像装置ユニットと、
    前記現像ローラを前記感光体ドラムに付勢する付勢部材と、
    を有し、前記被押圧部を前記現像装置ユニットに具備するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項12または13に記載の画像形成装置。
  15. 前記現像装置ユニットは、前記現像ローラの軸線方向における前記現像装置ユニットの一端において前記感光体ユニットに対して回動可能に結合するサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
  16. 前記現像装置ユニットは、前記現像ローラの軸線方向における前記現像装置ユニットの両端において前記感光体ユニットに対して回動可能に結合するサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
  17. 前記カートリッジは、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラを有する現像カートリッジであることを特徴とする請求項12または13に記載の画像形成装置。
  18. 前記現像カートリッジは、前記現像ローラの軸線方向における一端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
  19. 前記現像カートリッジは、前記現像ローラの軸線方向における両端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項17に記載の画像形成装置。
  20. 前記カートリッジは、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像装置に供給するトナーを収容するトナーカートリッジであることを特徴とする請求項12または13に記載の画像形成装置。
  21. 前記トナーカートリッジは、長手方向における一端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項20に記載の画像形成装置。
  22. 前記トナーカートリッジは、長手方向における両端においてサイド部材を有し、前記被押圧部を前記サイド部材に具備することを特徴とする請求項20に記載の画像形成装置。
  23. 前記画像形成装置本体は前記カートリッジの装着方向を規制するガイドを有し、前記開閉部材は開いた状態において前記カートリッジが前記ガイドに規制される直前に前記ガイドに規制されることを補助する支持面を有し、前記カートリッジは前記支持面と当接する被支持面を有することを特徴とする請求項12乃至22の何れか一項に記載の画像形成装置。
  24. 前記押圧部は前記支持面に配置され凹形状であり、前記被押圧部は前記凹形状に隙間を持って係合する凸形状であることを特徴とする請求項23に記載の画像形成装置。
  25. 前記押圧部が前記被押圧部を押圧する際に前記カートリッジと前記ガイドとの当接圧を低減させることを特徴とする請求項23または24に記載の画像形成装置。
  26. 前記画像形成装置本体は初期に収容されるトナー容量が異なる2種類以上のカートリッジを選択的に装着可能であり、前記2種類以上のカートリッジはそれぞれ長手方向の一端または両端に異なるサイド部材を有し、前記開閉部材は前記異なるサイド部材がそれぞれ具備している被押圧部に対応する押圧部を備えていることを特徴とする請求項12乃至25の何れか一項に記載の画像形成装置。
  27. 被押圧部を有するカートリッジが取り外し可能に装着される、記録媒体に画像形成する画像形成装置の画像形成装置本体であって、
    カートリッジが出し入れされる開口部と、
    前記開口部を閉じる閉鎖位置と開放する開放位置との間を移動可能な開閉部材と、
    前記開閉部材に配設され押圧部と、
    を有し、
    装着完了位置を含まない前記カートリッジの装着過程では前記開閉部材の閉動作時に前記押圧部と前記カートリッジが有する被押圧部とが当接し、前記カートリッジの装着完了時には、前記押圧部と前記被押圧部は、カートリッジ装着方向と、カートリッジ装着方向と交差する交差方向に隙間を持って係合することを特徴とする画像形成装置本体。
  28. 前記カートリッジが有する被押圧部は凸形状であることを特徴とする請求項27に記載の画像形成装置本体。
  29. 前記カートリッジの装着方向を規制するガイドを有し、前記開閉部材は開いた状態において前記カートリッジが前記ガイドに規制される直前に前記ガイドに規制されることを補助する、前記カートリッジの有する被支持面が当接する支持面を有することを特徴とする請求項27または28に記載の画像形成装置本体。
  30. 前記押圧部は前記支持面に配置され凹形状であり、前記被押圧部は前記凹形状に隙間を持って係合する凸形状であることを特徴とする請求項29に記載の画像形成装置本体。
  31. 前記押圧部が前記被押圧部を押圧する際に前記カートリッジと前記ガイドとの当接圧を低減させることを特徴とする請求項29または30に記載の画像形成装置本体。
  32. 初期に収容されるトナー容量が異なる2種類以上のカートリッジを選択的に装着可能であり、前記2種類以上のカートリッジはそれぞれ長手方向の一端または両端に異なるサイド部材を有し、前記開閉部材は前記異なるサイド部材がそれぞれ具備している被押圧部に対応する押圧部を備えていることを特徴とする請求項27乃至31何れか一項に記載の画像形成装置本体。
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