JP2018146721A - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】プロセスカートリッジに対するトナーカートリッジの固定の解除を簡易な構成で可能にする技術を提供する。
【解決手段】画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、トナーを収容するトナーカートリッジTと、トナーカートリッジTを着脱可能な装着部を有するプロセスカートリッジPと、トナーカートリッジTに取り付けられ、プロセスカートリッジPと係合することによって装着部に装着されたトナーカートリッジTとプロセスカートリッジPとの間の相対移動を規制する規制位置と、相対移動を規制しない非規制位置と、に移動可能な規制部材60と、装置本体から提供される駆動力をトナーカートリッジTへ伝達する駆動伝達手段210と、を備え、規制部材60は、駆動力受け部60dが駆動伝達手段210から駆動力を受けたとき、上記規制位置から上記非規制位置へ移動する。
【選択図】図1

Description

本発明は、カートリッジ方式を採用した電子写真画像形成装置に関する。
いわゆるカートリッジ方式を採用した複写機やプリンタ等の電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置)において、プロセスカートリッジに対して着脱可能なトナーカートリッジを用いてトナーの補給を行う補給方式が知られている。この補給方式のプロセスカートリッジによれば、プロセスカートリッジとトナーカートリッジを合わせたカートリッジサイズの小型化を図ることができる。なぜならば、プロセスカートリッジの寿命分のトナーを、分割して補給できるため、一度に収容するトナー量を抑えトナー収容部を小型化できるからである。
一方、カートリッジ方式の画像形成装置の販売形態として、ユーザが購入後に即使用することを可能にすべく、カートリッジを予め装置本体に装着した状態で販売する形態がある。この形態においては、本体組み立て工場にて、予めトナーカートリッジを装着したプロセスカートリッジを、画像形成装置本体に装着し、販売店やユーザの手元に送付する必要がある。しかし、輸送の際に発生する振動や衝撃により、プロセスカートリッジに装着したトナーカートリッジが正規装着位置から移動してしまう可能性がある。これを防止可能な先行技術として、プロセスカートリッジに装着されたトナーカートリッジを係止部材により固定する構成が提案されている(特許文献1参照)。
特許第3086763号公報
しかし特許文献1に記載の装置は、プロセスカートリッジのトナー貯蔵部内のトナーが使用されたことが検知されると、係止部材によるトナーカットリッジの固定が解除される構成となっており、装置の大型化や部品点数の増加を伴う場合がある。
本発明の目的は、カートリッジが画像形成装置本体に装着済みの形態において、プロセスカートリッジに対するトナーカートリッジの固定の解除を簡易な構成で可能にする技術を提供することである。
上記目的を達成するために、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
トナーを収容するトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジを着脱可能な装着部を有するプロセスカートリッジと、
前記トナーカートリッジに取り付けられ、前記プロセスカートリッジと係合することによって前記プロセスカートリッジの前記装着部に装着された前記トナーカートリッジと前記プロセスカートリッジとの間の相対移動を規制する規制位置と、前記相対移動を規制しない非規制位置と、に移動可能な規制部材と、
前記装置本体から伝達される駆動力を前記トナーカートリッジへ伝達する駆動伝達手段と、
を備え、
前記規制部材は、
前記駆動伝達手段と係合することによって前記駆動伝達手段から駆動力を受けることが可能な駆動力受け部を備え、
前記駆動力受け部が前記駆動伝達手段から駆動力を受けたとき、前記規制位置から前記非規制位置へ移動することを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
上記カートリッジと、
を備えることを特徴とする。
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、
トナーを収容し、装置本体に着脱可能なトナーカートリッジと、
前記トナーカートリッジを着脱可能な装着部を有するプロセスユニットと、
前記トナーカートリッジに取り付けられ、前記プロセスユニットと係合することによって前記プロセスユニットの前記装着部に装着された前記トナーカートリッジと前記プロセスユニットとの間の相対移動を規制する規制位置と、前記相対移動を規制しない非規制位置と、に移動可能な規制部材と、
前記装置本体から伝達される駆動力を前記トナーカートリッジへ伝達する駆動伝達手段と、
を備え、
前記規制部材は、
前記駆動伝達手段と係合することによって前記駆動伝達手段から駆動力を受け可能な駆動力受け部を備え、
前記駆動力受け部が前記駆動伝達手段から駆動力を受けたとき、前記規制位置から前記非規制位置へ移動することを特徴とする。
本発明によれば、カートリッジが画像形成装置本体に装着済みの形態において、プロセスカートリッジに対するトナーカートリッジの固定の解除を簡易な構成で可能にすることができる。
本実施例におけるトナーカートリッジの装着完了状態を示す側面図 本実施例における画像形成装置の側断面図 本実施例におけるプロセスカートリッジ、トナーカートリッジの側断面図 本実施例における現像ユニットの駆動側分解斜視図 本実施例における現像ユニットの非駆動側分解斜視図 本実施例におけるドラムユニットの斜視図 本実施例におけるプロセスカートリッジの分解斜視図 本実施例におけるプロセスカートリッジの斜視図 本実施例におけるトナーカートリッジに関する説明図 本実施例における回転ロック部材の組み付け方法を説明する斜視図 本実施例における回転ロック部材の組み付け方法を説明する斜視図 本実施例における回転ロック部材の組み付け方法を説明する斜視図 本実施例におけるトナーカートリッジの挿入開始時を示す説明図 本実施例におけるトナーカートリッジの挿入途中時を示す側面図 本実施例におけるトナーカートリッジの挿入完了時を示す側面図 本実施例におけるトナーカートリッジの挿入完了時を示す説明図 本実施例におけるトナーカートリッジの装着回転途中を示す説明図 本実施例におけるトナーカートリッジの回転装着方法を説明する側面図 本実施例におけるトナーカートリッジの回転装着方法を説明する側面図 本実施例におけるトナーカートリッジの装着回転完了時を示す説明図 本実施例におけるトナーカートリッジのロック解除方法を説明する断面図 本実施例におけるプロセスカートリッジの装着過程を示す駆動側斜視図 本実施例におけるプロセスカートリッジの装着過程を示す非駆動側斜視図 本実施例におけるプロセスカートリッジの装着完了時を示す側断面図 本実施例におけるカートリッジの装着完了時を示す斜視図 本実施例におけるトナーカートリッジの装着過程を示す斜視図
以下に図面を参照して本発明の実施形態を例示する。ただし、実施形態に記載されている構成部品の寸法や材質や形状やそれらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件などにより適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施形態に限定する趣旨ではない。
(実施例1)
本発明の実施例に係るカートリッジ及び画像形成装置について説明する。ここで、画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録材(記録媒体)に画像を形成するものである。そして、画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば、レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置およびワードプロセッサ等が含まれる。また、プロセスカートリッジとは、感光体としての電子写真感光ドラム(以下、感光ドラム)と、この感光ドラムに作用するプロセス手段の少なくとも一つをカートリッジ化し、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。本実施例では、プロセスカートリッジを、感光ドラムを有するドラムユニットと、現像ローラを有する現像ユニットとに分け、各ユニットを一体的にカートリッジ化したものとしている。また、感光ドラムやプロセス手段を含まず画像形成に伴い消費されていく現像剤(以下、トナー)のみを収容した枠体をカートリッジ化したものをトナーカートリッジと称す。トナーカートリッジは、プロセスカートリッジあるいは画像形成装置本体に着脱可能になっている。以下、プロセスカートリッジとトナーカートリッジを総じてカートリッジと称する場合がある。また、画像形成装置本体とは、カートリッジを除いた画像形成装置の残りの部分である。
以下の説明において、ドラムユニットと現像ユニット、及び、プロセスカートリッジとトナーカートリッジの長手方向とは、感光ドラムの回転軸線L10(図7参照)、及び、現像ローラの回転軸線L9(図7参照)と略平行な方向である。また、感光ドラムの回転軸線L10、及び、現像ローラの回転軸線L9は、記録材の搬送方向と交差する方向である。また、ドラムユニット、及び、現像ユニットの短手方向とは、感光ドラムの回転軸線L10、及び、現像ローラの回転軸線L9と略直交する方向である。本実施例では、プロセスカートリッジを画像形成装置本体へ着脱する方向は、プロセスカートリッジの短手方向である。また、説明文中の符号は、図面を参照するためのものであって、構成を限定するものではない。
(1)画像形成装置の全体説明
図2を用いて、本発明の実施例1に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図2は、画像形成装置の側断面説明図である。図2に示す画像形成装置本体(画像形成装置の装置本体)A1は、パーソナルコンピュータなどの外部機器から通信された画像情報に応じて、電子写真画像形成プロセスによって記録材2にトナーt2による画像を形成するものである。また、画像形成装置本体A1は、現像ユニットB1とドラムユニットCとが一体となったプロセスカートリッジPが、使用者によって画像形成装置本体A1に、取り付け、及び、取り外しが可能に設けられている。さらに、プロセスカートリッジPの現像ユニットB1に対して、トナーカートリッジTが着脱可能に設けられている。トナーカートリッジTには、現像ユニットB1に供給するための現像剤(以下、トナーt2と称す)が収納されている。記録材2の一例として、記録紙、ラベル紙、OHPシート、布等が挙
げられる。また、現像ユニットB1は現像剤担持体としての現像ローラ13等を有し、ドラムユニットCは像担持体としての感光ドラム10、帯電ローラ11等を有する。
感光ドラム10は、画像形成装置本体A1からの電圧印加によって、帯電ローラ11で感光ドラム10の表面を一様に帯電する。そして、光学手段1から画像情報に応じたレーザ光Lが、帯電した感光ドラム10に照射され、感光ドラム10に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この静電潜像は、後述の現像手段によってトナーt2で現像され、感光ドラム10表面に現像剤像が形成される。一方、給紙トレイ4に収容された記録材2は、上記現像剤像の形成と同期して、給紙ローラ3aとこれに圧接する分離パット3bに規制され、一枚ずつ分離給送される。そして、記録材2は、搬送ガイド3dにより、転写手段としての転写ローラ6へと搬送される。転写ローラ6は、感光ドラム10表面に接触するように付勢されている。次いで、記録材2は、感光ドラム10と転写ローラ6とで形成される転写ニップ部6aを通る。このとき、転写ローラ6に現像剤像と逆極性の電圧を印加することで、感光ドラム10表面上に形成された現像剤像が、記録材2に転写される。現像剤像が転写された記録材2は、搬送ガイド3fに規制され定着手段5へ搬送される。定着手段5は、駆動ローラ5a、及び、ヒータ5bを内蔵した定着ローラ5cを備えている。そして、記録材2は、駆動ローラ5aと定着ローラ5cとで形成されるニップ部5dを通過する際に、熱、及び、圧力を印加され、記録材2に転写された現像剤像が記録材2に定着される。これによって、記録材2に画像が形成される。その後、記録材2は、排出ローラ対3gによって搬送されて、排出部3hへ排出される。
(2)電子写真画像形成プロセスの説明
図3を用いて、電子写真画像形成プロセスについて説明する。図3は、プロセスカートリッジP、トナーカートリッジTの断面説明図である。図3に示すように、現像ユニットB1は、現像枠体としての現像枠体16に、現像手段としての現像ローラ13や現像ブレード15等を備えている。また、ドラムユニットCは、ドラム支持枠体21に、感光ドラム10や帯電ローラ11等を備えている。現像枠体16の現像剤収納部16aに収納されたトナーt2は、現像枠体16に回転可能に支持された現像剤搬送部材17が矢印X17方向に回転することによって、現像枠体16の現像枠体開口部16bから現像室16c内へ送り出される。現像枠体16には、マグネットローラ12を内蔵した現像ローラ13が設けられている。具体的には、現像ローラ13は、軸部13eとゴム部13dから構成される。軸部13eは、アルミ等の導電性の細長い円筒状であり、その長手方向で中央部はゴム部13dで覆われている。ここで、ゴム部13dは、外形形状が軸部13eと同軸の周面形状となるように軸部13eに被覆されている。現像ローラ13は、マグネットローラ12の磁力によって、現像室16cのトナーt2を現像ローラ13の表面に引き寄せる。また、現像ブレード15は、板金からなる支持部材15aとウレタンゴムやSUS板等からなる弾性部材15bから構成され、弾性部材15bが現像ローラ13に対して一定の接触圧をもって弾性的に接触するように設けられている。そして、現像ローラ13が回転方向X5に回転することで、現像ローラ13の表面に付着するトナーt2の量を規定し、トナーt2に摩擦帯電電荷を付与する。これにより、現像ローラ13表面にトナー層が形成される。そして、画像形成装置本体A1から電圧が印加された現像ローラ13を感光ドラム10と接触させた状態で、回転方向X5に回転させることにより、感光ドラム10の現像領域へトナーt2を供給する。
感光ドラム10の外周面には、ドラム支持枠体21に回転可能に支持され感光ドラム10方向に付勢された帯電ローラ11が接触して設けられている。詳細構成については後述する。帯電ローラ11は、画像形成装置本体A1からの電圧印加によって、感光ドラム10の表面を一様に帯電する。帯電ローラ11に印加する電圧は、感光ドラム10の表面と帯電ローラ11との電位差が放電開始電圧以上となるような値に設定されており、具体的には帯電バイアスとして−116dVの直流電圧を印加している。このとき、感光ドラム
10の表面を帯電電位(暗部電位)−700Vに一様に接触帯電させている。そして、光学手段1(図2)のレーザ光Lにより、感光ドラム10の表面に静電潜像が形成される。その後、感光ドラム10の静電潜像に応じてトナーt2を転移させて静電潜像を可視像化し、感光ドラム10に現像剤像を形成する。
(3)現像ユニットB1の構成説明
図4,図5を用いて、現像ユニットB1の構成について説明する。なお、先述の通り図4、図5においても、現像カートリッジB1の長手方向とは、現像ユニットB1の現像ローラ13の回転軸L9の軸線方向と平行な方向でる。また、長手方向に関して画像形成装置本体A1から現像ユニットB1に回転力が伝達される側を「駆動側」と称する。また、長手方向におけるその反対側を「非駆動側」と称す。図4は、現像ユニットB1の駆動側を分解して、駆動側からみた斜視説明図(a)と非駆動側からみた斜視説明図(b)であり、図5は、現像ユニットB1の非駆動側を分解して、非駆動側からみた斜視説明図(a)と駆動側からみた斜視説明図(b)ある。
図4、図5に示すように、現像ユニットB1は、現像ローラ13や現像ブレード15等を備えている。現像ブレード15は、支持部材15aの長手方向の駆動側端部15a1、非駆動側端部15a2が現像枠体16に対してビス51、ビス52で固定されている。現像枠体16の長手両端には、駆動側現像軸受36と非駆動側現像軸受46とがそれぞれ配置されている。現像ローラ13は、駆動側端部13aが駆動側現像軸受36の孔36aと嵌合し、また、非駆動側端部13cが非駆動側軸受46の支持部46fと嵌合することで、回転可能に支持されている。また、現像ローラ13の駆動側端部13aで、駆動側現像軸受36よりも長手方向外側には、現像ローラギア29が現像ローラ13と同軸に配置され、現像ローラ13と現像ローラギア29とが一体的に回転できるように係合している。駆動側現像軸受36は、その長手外側で駆動入力ギア27を回転可能に支持している。駆動入力ギア27は現像ローラギア29と噛み合っている。また、駆動入力ギア27と同軸にカップリング部材180が設けられている。
現像カートリッジB1の駆動側最端部には、駆動入力ギア27等を長手外側から覆うように現像サイドカバー34が設けられている。現像サイドカバー34の孔34aを通して、カップリング部材180が長手外側に突出している。カップリング部材180は、画像形成装置本体A1に設けられた本体側駆動部材(不図示)と係合し、回転力が伝達される構成となっている。また、その回転力はカップリング部材180の回転力伝達部180c1、180c2を介して駆動入力ギア27の回転力被伝達部(不図示)に伝わる構成となっている。結果として、カップリング部材180に入力された回転力は、駆動入力ギア27、現像ローラギア29を介して、回転部材としての現像ローラ13へ伝達される構成となっている。また、駆動側現像軸受36には、駆動側当接離間レバー70が備えられており、非駆動側現像軸受46には、非駆動側当接離間レバー72が備えられている。
(4)ドラムユニットCの構成説明
図6を用いて、ドラムユニットCの構成について説明する。図6(a)は、ドラムユニットCの非駆動側NGから見た斜視説明図である。図6(b)では、感光ドラム10、帯電ローラ11周辺部の説明のために、ドラム支持枠体21や駆動側ドラム軸受930やドラム軸54等を不図示とした斜視説明図である。図6に示すように、ドラムユニットCは、感光ドラム10や帯電ローラ11等を備えている。帯電ローラ11は、帯電ローラ軸受67a、帯電ローラ軸受67bによって回転可能に支持され、帯電ローラ付勢部材68a、帯電ローラ付勢部材68bによって感光ドラム10に対して付勢される。
感光ドラム10の駆動側端部10aには、駆動側フランジ24が一体的に固定され、感光ドラム10の非駆動側端部10bには、非駆動側フランジ28が一体的に固定されてい
る。駆動側フランジ24や非駆動側フランジ28は、カシメや接着等の手段で感光ドラム10と同軸に固定されている。ドラム支持枠体21の長手両端部には、駆動側G端部に駆動側ドラム軸受930が、非駆動側NG端部にドラム軸54が、ビスや接着、圧入等の手段で固定されている。感光ドラム10と一体的に固定された駆動側フランジ24はドラム軸受930によって回転可能に支持され、また、非駆動側フランジ28はドラム軸54によって回転可能に支持される。
また、帯電ローラ11の長手一端には帯電ローラギア69が設けられており、帯電ローラギア69は駆動側フランジ24のギア部24gと噛み合っている。ドラムフランジ24の駆動側端部24aは、画像形成装置本体A1側から回転力が伝達される構成となっている(不図示)。結果として、感光ドラム10が回転駆動するのに伴って、帯電ローラ11も回転駆動する。前述のように、帯電ローラ11の表面の周速は、感光ドラム10表面の周速に対して105〜120%程度になるように設定されている。
また、ドラム支持枠体21には、ユーザがプロセスカートリッジPの装着操作時につかむための把手としての第一把手21aが設けられている。
<現像ユニットB1とドラムユニットCとの合体>
図7を参照して、現像ユニットB1とドラムユニットCとを合体し、プロセスカートリッジPとする構成について説明する。図7(a)は、感光ドラム10側から見たプロセスカートリッジPの斜視説明図である。図7(b)は、感光ドラム10の反対側から見たプロセスカートリッジPの斜視説明図である。
図7に示すように、ドラム支持枠体21の長手両端部には、駆動側端部に駆動側ドラム軸受930が、非駆動側端部に非駆動側ドラム軸受931が設けられ、ビスや接着、圧入等の手段で固定されている。具体的には、感光ドラム10と一体的に固定された駆動側フランジ24の被支持部24fが、駆動側ドラム軸受930の孔部930aに回転可能に支持されている。また、非駆動側フランジ28の被支持部28f(図6(b))が、ドラム軸54によって非駆動側ドラム軸受931の孔部931aと同軸に回転可能に支持されている。さらに、現像ユニットB1は、駆動側現像軸受36に設けられた吊りボス36rが、駆動側ドラム軸受930に設けられた吊り孔930rに回転可能に支持される。また、非駆動側現像軸受46に設けられた吊りボス46rが、非駆動側ドラム軸受931に設けられた吊り孔931rに回転可能に支持される。上記構成により、現像ユニットB1は、ドラムユニットCに対し、駆動側現像軸受36の吊りボス36rと非駆動側現像軸受46の吊りボス46rを軸L30として揺動可能な構成にしている(図7)。また、このとき、現像ユニットB1は、単品状態(自然状態)においてドラムユニットCに対し、現像付勢部材(例えば、ねじりコイルバネ)によって、現像ローラ13と感光ドラム10が当接するように常に付勢されている(不図示)。現像ユニットB1の付勢方法としては、ドラムユニットCと現像ユニットB1との間にバネを設ける方法や、または、現像ユニットB1の自重を利用する方法など考えられるが手法については問わない。
(5)現像ユニットB1のトナーカートリッジT収納部の詳細説明
図8を参照して、本実施例に係る現像カートリッジB1のトナーカートリッジTの受け入れ部近辺の詳細構成について説明する。図8は、トナーカートリッジT収納部近辺のプロセスカートリッジPの斜視図であり、図8(a)は現像シャッタ301が閉塞された状態、図8(b)は開放された状態を表している。現像ユニットB1にはトナーカートリッジ収納部B1aが設けられている。トナーカートリッジ収納部B1aは、ドラム支持枠体21と現像剤収納部16aの間に配置される。トナーカートリッジ収納部B1a近辺には、受入開口部16d、現像シャッタ301を有し、受入開口部16dは、現像枠体16の長手方向中央部に設けている。なお、受入開口部16dの位置は、後述する供給開口部2
00と対向する位置に設けられていれば、この限りではない。受入開口部16dは、図8(a)に示すように、後述するトナーカートリッジTの外周面に沿った曲率を有した形状の現像シャッタ301により封止している。
現像シャッタ301は、後述するトナーカートリッジTに設けられた凸部40bと係合する孔部301aが受入開口部16dの封止範囲外側に設けている。この現像シャッタ301は、受入開口部16dの長手方向両端部に設けられた現像シャッタガイド部16eと係合している。現像シャッタ301は、受入開口部16dを閉塞する状態(図8(a))と受入開口部16dを開放する状態(図8b))との間を現像シャッタガイド部16eに沿ってスライド自在に構成されている。そして、現像シャッタ301と受入開口部16dとの間を封止する受入開口シール303が現像開口部16dの周りを囲むように現像枠体16側に取り付けられている。
現像カートリッジB1の駆動側現像軸受36にはトナーカートリッジTの挿入軌跡をガイドする挿入ガイド36gと、後述するトナーカートリッジTの挿入時にトナーカートリッジTの突き当て部207aと突き当たる被突き当て部36hを有する。同様に、現像カートリッジB1の非駆動側現像軸受46にはトナーカートリッジTの挿入軌跡をガイドする挿入ガイド46gと、後述するトナーカートリッジTの挿入時にトナーカートリッジTの突き当て部208aと突き当たる被突き当て部46hを有する。また、現像シャッタ301と後述するトナーシャッタ201を開閉する際に、トナーカートリッジTをガイドする開閉ガイド部36k,開閉ガイド部46kを有する。ここで、挿入ガイド36k、挿入ガイド46kは、トナーカートリッジTの挿入方向F(図8(a))に沿って直線かつ互いに平行に形成している。そして、被突き当て部36h、開閉ガイド部36kは挿入ガイド36gの挿入方向F下流側に、被突き当て部46h、開閉ガイド部46kは挿入ガイド46gの挿入方向F下流側に設けている。
さらに、現像ユニットB1は、後述のトナーカートリッジTのトナー搬送手段206に駆動を伝えるための第一駆動伝達部38を現像カートリッジB1の長手方向の一端部に設けている。第一駆動伝達部38は、現像カートリッジB1の内部で画像形成装置本体A1の駆動機構とギアによって連結されている(不図示)。また、現像カートリッジB1の受入開口部16dの長手方向の両端外側に孔部16fを設けている。これは、後述するトナーカートリッジTのトナーシャッタ201に設けたスナップフィット部201aの爪部201bと係合し、トナーシャッタ201を閉塞する際に、トナーシャッタ201が後述するトナー枠体40に連れ回ることを防止する。
(6)トナーカートリッジTの構成説明
図9を参照して、本実施例に係るトナーカートリッジTの詳細構成について説明する。図9(a)は、トナーカートリッジTを駆動側からみた斜視図であり、図9(b)は、トナーカートリッジTを駆動側の逆側からみた斜視図である。図9(c)は、トナーカートリッジTを駆動側の逆側からみた断面図であり、図9(d)はトナーカートリッジTのトナーシャッタ201が開放した状態の斜視図である。トナーカートリッジTは、トナー枠体40、供給開口部200、トナーシャッタ201を有する。さらに、トナーシャッタ201にはトナーシャッタ201が供給開口200を閉塞する閉塞位置に位置するときにトナー枠体40とトナーシャッタ201の間を封止するトナー排出口シール203が供給開口部200を覆うように取り付けている。
トナー枠体40は中空の略円筒形状であり、外周には現像シャッタ301の孔部301aと係合する凸部40bを設けている。トナー枠体40の内部には、トナーを搬送するためのトナー搬送部材206が設けられている。トナー搬送部材206の一端部には、トナー搬送部材206を駆動させるトナー搬送駆動伝達部材210、プロセスカートリッジP
の第一駆動伝達部38(図8)の駆動をトナー搬送駆動伝達部材210へ伝える第二駆動伝達部材211が設けられている。
供給開口部200は、トナー枠体40の円周上でトナーカートリッジTの長手方向中央に設けている。ここで、トナーカートリッジTの長手方向とは、トナー搬送部材206の回転軸線方向と平行な方向である。供給開口部200の位置は、受入開口部16dと対向する位置に設けられていればこの限りではない。さらに、トナーシャッタ201は、トナーカートリッジTの外周面に沿った曲率を有した形状であり、長手両端部にスナップフィット部201aと爪部201bとを有する。このトナーシャッタ201は、供給開口部200の長手方向の両端に設けられたトナーシャッタガイド部40c1,40c2と係合している。そして、トナーカートリッジTの外周面に沿って供給開口部200を開放する状態(図9(d))と、供給開口部200を閉塞する状態(図9(b))の間をトナー枠体40の周方向にスライド自在に構成している。
さらに、トナーカートリッジTは、現像ユニットB1の挿入ガイド36g、挿入ガイド46gにガイドされる被挿入ガイド部としての位置決めボス207,被挿入ガイド部208をトナーカートリッジTの長手方向両端部に設けている。被挿入ガイド部としての位置決めボス207は、トナーカートリッジTの挿入時に現像ユニットB1の被突き当て部36hと突き当たる突き当て部207aを有している。また、被挿入ガイド部208は、トナーカートリッジTの挿入時に現像ユニットB1の被突き当て部46hと突き当たる突き当て部208aを有している。さらに、被挿入ガイド部208は、現像シャッタ301とトナーシャッタ201を開閉する際にトナーカートリッジTをガイドする被開閉ガイド部208bを有している。加えて、被挿入ガイド部208には、挿入時にトナーカートリッジTの挿入姿勢を規制するための規制部208c1、規制部208c2を設けている。
なお、実施例では、突き当て部207aは、被挿入ガイド部としての位置決めボス207と一体のものとして構成しているが、各機能を満たす構成であれば、それぞれ別部材として設けてもよい。さらには、本実施例では、被挿入ガイド部としての位置決めボス207はトナー搬送部材206の長手方向でトナー搬送駆動伝達部材210の端部に設けているが、トナー枠体40に設けてもよい。また、実施例では、突き当て部208a、被開閉ガイド部208b,規制部208c1、規制部208c2は、被挿入ガイド部208と一体のものとして構成しているが、各機能を満たす構成であれば、それぞれ別部材として設けてもよい。
また、図9に示すように、トナー枠体40には、ユーザがトナーカートリッジTの装着操作時につかむための第二把手220が設けられている。第二把手220は一端部220a1、他端部220a2、基体部220a3からなる略コの字形状で形成されている。一端部220a1および他端部220a2はトナー枠体40のそれぞれ長手方向一端部および他端部から長手方向とは交差する方向に突出して設けられている。また、基体部220a3は一端部220a1の先端部220a1aと他端部220a2の先端部220a2aとを繋ぐように、トナー枠体40の長手方向に沿って設けられている。さらに、基体部220a3はユーザがトナーカートリッジを把持するための第一把持部220b、第二把持部220c1および第二把持部220c2を有している。
(7)回転ロック部材60(位置規制部材)のトナーカートリッジTへの組み付け方法
図10〜図12を参照して、本実施例の特徴的な部分として、位置規制部材である回転ロック部材60のトナーカートリッジTへの組み付け方法に関して説明する。図10、図11、図12は、位置規制部材である回転ロック部材60のトナーカートリッジTへの組み付け方法を説明する駆動側を示した斜視図である。図12は回転ロック部材60のトナーカートリッジTへの組み付けが完了した状態を示している。
図10に示すように、トナー枠体40は長手方向の駆動側の端部において、トナー搬送部材206(図9(c)参照)に回転力を伝達するための、トナー搬送駆動伝達部材210を回転可能に支持している。トナー枠体40内部において、トナー搬送駆動伝達部材210とトナー搬送部材206(図9(c)参照)は一体的に回転できるよう連結している。図10に示すように、トナー枠体40は第二駆動伝達部材211を回転可能に支持し、第二駆動伝達部材211のギア部211aは、トナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aに噛み合っている。画像形成装置本体A1から受けた駆動力を、第二駆動伝達部材211を介して、トナー搬送駆動伝達部材210に伝達し、トナー搬送部材206(図9(c)参照)は回転する。トナー搬送駆動伝達部材210は、駆動伝達部であるギア部210aと、トナー搬送駆動伝達部材210の回転軸と同軸上に、位置決め部としての長手方向外側に延出した円筒状の位置決めボス207を有している。
(回転ロック部材60(位置規制部材)の形状)
図10に示すように、回転ロック部材60は、ベースとなる部材に対して、先端に係止部となる棒状の閂ピン60aを、側面に略長丸孔形状の位置決め孔61を、上部に突き当て面60hを設けた構成となっている。位置決め孔61には位置決めボス207が係合され、突き当て面60hはトナーカートリッジTに組み付け後の回転ロック部材60の長手方向への脱落を防止するために設けられている。また、閂ピン60aの先端の閂ピン上面60gには凸部60bを形成している(図1(a)内のb部の拡大図である図1(b)参照)。
図21(a)は、図12における、ギア歯面部を長手方向で直交する方向で切断した断面図であり、カートリッジを長手内側から外側を見た断面図である。図21(a)に示すように、回転ロック部材60には駆動力受け部としてのラック60dが形成されている。ラック60dは3歯で、図中矢印W9方向に、歯がある部分と無い部分を形成している。また、回転ロック部材60には、スナップフィット部60cを設けている。スナップフィット部60cは、腕60c3と傾斜部60c1と押圧部60c2で構成される。スナップフィット部60cは、位置決めボス207を係合させるための略長丸孔形状の位置決め孔61の形状の一部を形成している。
図10に示すよう、トナー枠体40は、ユーザがプロセスカートリッジPにトナーカートリッジTを着脱しやすいよう、第二把持部220c1を有している。第二把持部220c1の駆動側端部には長手方向外側に向けて、突出した円弧状のリブ41を具備している。リブ41の端部にはコの字の切り欠き部42を有している。
(回転ロック部材60(位置規制部材)の組み付け)
回転ロック部材60は、位置決め孔61をトナー搬送駆動伝達部材210の位置決めボス207に係合させるようにして、また閂ピン60aが切り欠き42に嵌るようにして、長手方向外側から内側に向けて、図10に示す矢印W1方向に組み付けられる。
組み付けを進めていくと最終的に、図11に示すように、回転ロック部材60の長手内側の面61h(図10参照)は、トナー搬送駆動伝達部材210に設けられた円環リブ210cに突き当たる。回転ロック部材60の位置決め孔61は、トナー搬送駆動伝達部材210の位置決めボス207に係合している状態である。トナー搬送駆動伝達部材210の位置決めボス207は、位置規制部材である回転ロック部材60を移動可能に支持する支持部である。また、回転ロック部材60の閂ピン60aがリブ41の上面41aより突出して、リブ41に設けられた切り欠き42の切り欠き上面42aと切り欠き下面42bの間に保持される。すなわち切り欠き上面42aと切り欠き下面42bは、回転ロック部材60が円筒状の位置決めボス207周りに回転しようとすることに対して、回転を規制
する役割を果たしている。
この状態において、図11の矢印W2方向に、回転ロック部材60を移動させる。位置決め孔61の閂ピン60a側を前方として位置決め孔(前側)61a、逆を後方として位置決め孔(後側)61bとする。図12に示すように、位置決めボス207に係合する部位は、位置決め孔(後側)61bから位置決め孔(前側)61aに係合するよう移動する。図11において、リブ41の上面41aより突出していた回転ロック部材60の閂ピン60aは、図12に示すように、上面41aよりピン先端60fが引っ込んだ状態となる。位置決めボス207が、位置決め孔(前側)61aに係合している状態がトナーカートリッジTをプロセスカートリッジPに装着できる状態である。
すなわち、トナーカートリッジTに回転ロック部材60を取り付けると、回転ロック部材60は、図11と図12の範囲で移動可能である。また、前述範囲にて移動可能であるものの、移動した後は、各部品の摺動抵抗によりある程度の負荷を持って停止できる。
位置決めボス207に位置決め孔(前側)61aが係合している図12の状態においては、突き当て面60hがトナー容器に形成されたボス40aに突き当たることで、回転ロック部材60が位置決めボス207の軸方向外側へ移動することが規制される。すなわち、回転ロック部材60がトナーカートリッジTより位置決めボス207の軸方向外側に脱落しようとしても、突き当て面60hがボス40aに突き当たり、脱落しないようになっている。
また、別手段として、図12の状態においては、回転ロック部材60には、トナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aを歯幅方向において抱え込むように、側部60iとその対向部に(図21(c)に示す)脱落防止リブ60eを形成している。この脱落防止リブ60eは、図11の状態では、ギア部210aと軸線方向にオーバーラップせず、図12の状態でオーバーラップし、回転ロック部材60がトナーカートリッジTより位置決めボス207の軸方向外側に脱落することを防ぐ。
これらの手段により、交換時に交換対象となるトナーカートリッジTに組み付けられた回転ロック部材60が、位置決めボス207の軸方向に脱落することはない。これらの手段は、両方ある必要はなく、どちらかの手段があれば良い。
(8)トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの装着動作
まず、トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの挿入からトナーカートリッジTとプロセスカートリッジPの係合、そして、現像開口部16d、供給開口部200の開放までの動作を説明する。
(トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの挿入動作)
図13〜図15を参照して、トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの挿入動作について説明する。図13(a)は、トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの挿入時を示した斜視説明図、図13(b)は、トナーカートリッジTの挿入時を示した側面図、図14は、トナーカートリッジTの挿入途中の状態を示した側面図である。図15(a)は、装着方向に対する第二把手220、突き当て部208aの位置関係を示したトナーカートリッジTの側面図、図15(b)は、装着方向に対する第二把手220、突き当て部207aの位置関係を示したトナーカートリッジTの側面図である。
トナーカートリッジTをプロセスカートリッジPのトナーカートリッジ収納部B1aに装着する場合、現像ユニットB1の受入開口部16dとトナーカートリッジTの供給開口部200がそれぞれ閉塞状態となっている。すなわち、現像シャッタ301とトナーシャッタ201は、それぞれ受入開口部16dと供給開口部200を閉塞する位置に位置している。また、トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの挿入方向は、トナーカ
ートリッジTの長手方向側面から見て、規制部208c1、208c2に沿って突き当て部208aが被挿入ガイド部208の下流側になる方向(図13(b)F方向)である。
図13(a)に示すように、ユーザは第二把手220を把持し、挿入方向FにトナーカートリッジTをプロセスカートリッジPへ移動させる。このとき、ユーザは、トナーカートリッジTの被挿入ガイド部208と現像ユニットB1の挿入ガイド46g、被挿入ガイド部としての位置決めボス207と挿入ガイド36gが係合するようにトナーカートリッジTを移動させる。このとき、トナーカートリッジTは、被挿入ガイド部208の規制部208c1と挿入ガイド46gのガイド面46g1、規制部208c2とガイド面46g2、がそれぞれ重力方向g(図13(b))に合わさって挿入される。同様に、被挿入ガイド部としての位置決めボス207も、ガイド面36g1、36g2に重力方向gに合わさって挿入される。その結果、規制部208c1とガイド面46g1、被挿入ガイド部としての位置決めボス207とガイド面36g1、がそれぞれ重力方向gに当接し、これにより、図14に示すように、トナーカートリッジTの現像ユニットB1に対する姿勢が定まる。そして、ユーザはその姿勢のままさらにトナーカートリッジTを挿入ガイド部46g,挿入ガイド部36gに沿って重力方向gで下方向に移動させることで、トナーカートリッジTは、矢印F方向に沿って現像ユニットB1に挿入される。そして、トナーカートリッジTを挿入ガイド46g、挿入ガイド36gに沿って矢印F方向に移動させていくと、突き当て部208aが被突き当て部46hに、突き当て部207aが被突き当て部36hに突き当たる。これによりトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPのトナーカートリッジ収納部B1aへの挿入が完了する(図15(a)、図15(b)の状態)。詳しくは後述するが、このとき受入開口部16d、供給開口部200は閉塞されており、このときのトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPに対する装着位置がトナーの移動が規制される第二装着位置である。
(トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの位置決め)
図16、図17を参照して、トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの位置決めについて説明する。図16(a)は、突き当て部208aと被突き当て部46hが突き当たった状態のトナーカートリッジTを示す側面図である。図16(b)は、突き当て部208aと被突き当て部46hが突き当たった状態のトナーカートリッジTを示す断面図である。図17(a)は、トナーカートリッジTがプロセスカートリッジPに位置決めされた状態を示す側面図である。図17(b)は、位置決めされたトナーカートリッジTとプロセスカートリッジPの係合関係を示す断面図である。図17(c)は、位置決めされたトナーカートリッジTとプロセスカートリッジPの他の係合状態を示す断面図である。
現像ユニットB1へ挿入されたトナーカートリッジTは、第二把手220によって、図16(a)、図16(b)からみて反時計回り(図中矢印e方向)にトナー枠体40を回動させる。すると、トナーカートリッジTは、図17(a)に示すように被開閉ガイド部208bが開閉ガイド部46kと係合し、トナーカートリッジTはプロセスカートリッジPに対して相対的に位置が決まる。
(回転ロック部材60のプロセスカートリッジPへの係合方法)
図1、図18、図19を用いて、回転ロック部材60のプロセスカートリッジPへの係合方法を説明する。図1、図18、図19、は、回転ロック部材60を搭載したトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの回転装着方法を説明する駆動側の側面図である。図18は、トナーカートリッジTをプロセスカートリッジPに挿入完了した状態であり、引き続き、図中矢印W4方向にトナーカートリッジTを回転させプロセスカートリッジPへの装着を行う。
感光ドラム10の軸と垂直な断面において、プロセスカートリッジPの駆動側の側面には内側に突出した、円弧状の断面を有するガイド71を有している(斜視形状は図8(a)、図8(b)、図13(a)参照)。
図18に示すように、位置決めボス207の軸を中心として、プロセスカートリッジPに対して図中矢印W4方向にトナーカートリッジTを回転装着させていくと、ガイド71の下方をトナーカートリッジTに設けられたリブ41が移動していく。
図19に示すように、図中矢印W6方向にトナーカートリッジTを回転させると、ガイド71の下面71bが位置決めボス207の軸を回転中心として略円弧形状であるため、リブ41と下面71bとを対向させて回転装着させることができる。よって、ユーザのトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPへの回転装着動作を助けることができる。
また、トナーカートリッジTの回転装着の際には、回転ロック部材60を図19中矢印W5方向に押し込み、トナーカートリッジTに対する回転ロック部材60の相対位置を変化させる。これにより、閂ピン60aのピン先端60fがガイド71の下面71bに突き当たった状態となる。その状態で、図中W6方向にトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPに対する装着回転動作をさらに継続する。
図1(a)に示すように、トナーカートリッジTをプロセスカートリッジPに対して相対回転させる装着回転動作をさら継続しつつ、回転ロック部材60のトナーカートリッジTに対する相対位置もさらに変化させる。具体的には、回転ロック部材60が、図1(b)に示す閂ピン上面60gに形成された凸部60bがガイド71の規制面71aに到達し、そこからさらに図中矢印W7の方向に移動するように、回転ロック部材60をトナーカートリッジTに対して変位させる。この回転ロック部材60とトナーカートリッジTの相対変位により、位置決め孔61の位置決めボス207に対する係合位置は、位置決め孔(前側)61aより位置決め孔(後側)61bに移動する。
閂ピン60aも図中矢印W7方向に移動し、ガイド71より突出した状態となる。そして、トナーカートリッジTが図中矢印h方向に回転した場合、閂ピン上面60gは、ガイド71の規制面71aに当接し、プロセスカートリッジPに対してトナーカートリッジTの回転を規制することができる。このときの回転ロック部材60のトナーカートリッジT及びプロセスカートリッジPに対する相対位置が規制位置である。この状態で、プロセスカートリッジPが、トナーカートリッジT、回転ロック部材60とともに、画像形成装置本体Aに装着される。
また、上述したように、閂ピン60aの先端の閂ピン上面60gには凸部60bを形成している。これにより、トナーカートリッジTが図中矢印h方向に回転し、回転ロック部材60に図中矢印W7と逆方向の力が働いたとしても、軽度な力であれば、ガイド71の規制面71aに凸部60bが引っかかる状態で保持される。よって、軽微な振動や衝撃が加わったとしても、閂ピン上面60gとガイド71の規制面71aの当接状態が保たれるようになっている。
(シャッタの開放動作)
図15(a)、図17、図20を参照して、現像ユニットB1の現像シャッタ301とトナーカートリッジTのトナーシャッタ201の開放動作について説明する。図20(a)は、受入開口部16d、供給開口部200が開放された状態を示す側面図、図20(b)は受入開口部16d、供給開口部200が開放された状態を示す断面図である。
図17(a)に示すようにトナーカートリッジTがプロセスカートリッジB1に位置決めされ、さらに第二把手220によって、トナーカートリッジTを矢印e方向に回動を進める。そうすると、図17(b)に示すように、トナーシャッタ201の先端面201c(図9(b)参照)と現像カートリッジB1の衝突面39(図8(b)参照)が突き当たる。これにより、トナーシャッタ201の回動が規制される。また、トナー枠体40の凸
部40bと現像シャッタ301の孔部301aが係合する。この状態でさらに回動が進められると、トナーシャッタ201は回動が規制されているため、トナー枠体40は供給開口部200が開放される方向へトナーシャッタ201に対し相対移動する。このとき、凸部40bの面40b1と、孔部301aの面301a1が接触し、現像シャッタ301は、トナー枠体40の凸部40bに押される。その結果、トナー枠体40と連動してシャッタ301は回動し、受入開口部16dが開放される。さらに、図15(a)、図17(c)に示すように、トナー枠体40の外周面でトナーシャッタ201のスナップフィット部201aと対向している面40dの点Qが、スナップフィット部201aの面201dに沿って移動し面201eと当接する。このとき、面201eが点Qから矢印n方向の力を受けて矢印n方向に変位するように、スナップフィット部201aが変形する。そして、回動に伴って爪部201bが現像ユニットB1の孔部16fに係合する。
その後、図20(b)に示すように供給開口部200と受入開口部16dが連通した状態で受入開口部16d、供給開口部200の開放が完了する。このとき、図20(a)に示すように、規制部208c1、208c2が、被規制部46m、46nに当接し、トナーカートリッジTはプロセスカートリッジPに対して、挿入方向に加えて回転方向においても、相対的に位置が決まる。
本状態において、トナーカートリッジTはプロセスカートリッジPに対して、図20(a)に示す状態から図中矢印e方向に回動することはない。これは、図1に示す状態において、トナーカートリッジTはプロセスカートリッジPに対して図中矢印e方向に回動することがないことと同じである。
また図1に示すように、トナーカートリッジTが図中矢印h方向に回転しようとすると、閂ピン上面60gがガイド71の規制面71aに当接する。よって、トナーカーリッジTがプロセスカートリッジPに対して、各部品を組み付けるために必要なガタ分の回動を許容するが、そのガタ以上は図中矢印h方向に回動することはない。
よって、本状態はトナーカートリッジTがプロセスカートリッジPに対して図中矢印h方向とe方向の両方向に回転規制された状態である。
これにより、輸送中に振動や衝撃が発生し、トナーカートリッジTがプロセスカートリッジPに対して回転してしまうことが防止できる。
さらに、このとき、第二駆動伝達部材211は、現像カートリッジB1の第一駆動伝達部38と連結され、プロセスカートリッジB1からトナー搬送部材206への駆動伝達が可能となる。
以上より、トナーカートリッジTのトナー枠体40と、現像ユニットB1の現像剤収容部16aでトナーt2の流通が可能となる(図3参照)。このときのトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPに対する装着位置がトナーの移動を許可する第一装着位置である。
<トナーカートリッジTのプロセスカートリッジPに対するロック解除方法)
図21を用いて、回転ロック部材60を搭載したトナーカートリッジTのプロセスカートリッジPとのロック解除方法を説明する。図21は、図11に示す駆動側のギア歯面部を長手方向で直交する方向で切断し、カートリッジを長手内側から外側を見たときの模式的断面図(側面図)である。図21(a)、図21(b)、図21(c)の順に回転ロック部材60の解除動作が行われる。
図21(a)は、前述図1と同様、カートリッジ同梱本体(回転ロック部材60が装着されたプロセスカートリッジPとトナーカートリッジTが装置本体に装着された状態の画像形成装置)がユーザに届いた状態である。閂ピン60aがガイド71より突出し、閂ピン上面60gがガイド71の規制面71aに当接することで、プロセスカートリッジPに対してトナーカートリッジTの回転が規制された状態である。このときの回転ロック部材
60のトナーカートリッジT及びプロセスカートリッジPに対する相対位置が規制位置である。プロセスカートリッジPとトナーカートリッジTが装着された本体がユーザに届くと、ユーザはプリントを開始するため本体に電源を入れる。本体に電源を供給すると、本体は初期シーケンスを実施し、カートリッジに駆動を入力する。本体から入力された駆動を、第二駆動伝達部材211を介してトナー搬送駆動伝達部材210に伝達し、トナー搬送駆動伝達部材210は、図21(a)中矢印W8方向に回転する。
図21(a)に示すように、回転ロック部材60にはラック60dが形成されており、回転ロック部材60の組立完了時は、ラック60dはトナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aに噛み合っている。ギア部210aとラック60dの噛み合いによって、回転ロック部材60は閂ピン60aと共に図中矢印W9方向に動く。
回転ロック部材60のラック60dは3歯と、図21(b)中矢印W10方向に、歯が無い部分60jを形成している。よって、図21(b)に示すように、トナー搬送駆動伝達部材210の回転を継続すると、トナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aとラック60dの噛み合いが外れるタイミングが発生する。
図1、図21(a)に示すよう、回転ロック部材60には、先述したスナップフィット部60cが設けられている。スナップフィット部60cは、腕60c3と傾斜部60c1と押圧部60c2で構成される。
図21(b)に示すように、トナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aとラック60dの噛み合いが切れるタイミングにおいて、スナップフィット60cの腕部60c3は弾性変形し、押圧部60c2と当接している状態となる。これにより、位置決めボス207にはスナップフィット部60cの弾性変形による力F1が発生する。力F1の反力R1を受け、その分力であるr1により、回転ロック部材60は図中矢印W10方向にさらに移動し、図21(c)の状態に至る。すなわち、回転ロック部材60の位置決め孔61の、位置決めボス207に対する係合位置を変化させることを促す付勢力が、付勢手段としてのスナップフィット60cから位置決めボス207に付与されることになる。
すると、図21(c)に示すように、スナップフィット部60cの腕60c3の撓みが元に戻り、円筒状の位置決めボス207が、位置決め孔61の位置決め孔(前側)61aの円弧形状と押圧部60c2の間に配置される。よって、図21(a)から図21(c)に至る過程において、位置決めボス207の係合部分が、位置決め孔(後側)61bから位置決め孔(前側)61aになるよう回転ロック部材60が移動する。このときの回転ロック部材60のトナーカートリッジT及びプロセスカートリッジPに対する相対位置が非規制位置である。
また位置決めボス207の係合部分が、位置決め孔(前側)61aから位置決め孔(後側)61bへ移動しようとすると、スナップフィット部60cの押圧部60c2が当接するようになる。よって図21(c)から図21(b)または図21(a)の状態の戻ることはない。すなわち、回転ロック部材60の位置決め孔61の、位置決めボス207に対する係合位置を変化させることを規制する付勢力が、位置決めボス207とスナップフィット部60cとが当接したとき、スナップフィット部60cから位置決めボス207に付与されることになる。
また、図21(c)は画像形成時の状態(画像形成動作が可能な状態)であり、画像形成時であっても、トナー搬送駆動伝達部材210のギア部210aとラック60dが当接することがない。したがって、ギア部210aとラック60dの歯当たりによる振動等が発生することはなく、バンディング等の画像不良が起こることがない。
(シャッタの閉塞動作)
図16、図17(b)、図17(c)を参照して、現像ユニットB1の現像シャッタ301とトナーカートリッジTのトナーシャッタ201の閉塞動作について説明する。
まず、図17(b)の状態において、ユーザは第二把手220を把持しトナー枠体40を閉塞方向(矢印h方向)へ回動させる。すると、図17(b)に示すように、トナー枠体40の凸部40bの面40b2が現像シャッタ301の孔部301aの面301a2に突き当たる。そうすると、現像シャッタ301は、面301a2から力を受けてトナー枠体40と連動して回動し、受入開口部16dを閉塞する。さらにこのとき、図17(c)に示すように、トナーシャッタ201は、爪部201bと現像ユニットB1の孔部16fが係合している。そのため、爪部201bの面201fが孔部16fの面16f1に突き当り、トナーシャッタ201は、トナー枠体40に連れ回らない。よって、トナー枠体40はトナーシャッタ201に対し相対的に移動し、供給開口部200も閉塞される。
そして、閉塞方向(矢印h方向)へさらに回動させると、図16(a)、図16(b)に示すようにトナーカートリッジTはプロセスカートリッジPへの位置決めが解除され、図16(b)矢印k方向への取り出しが可能となる。
(9)画像形成装置本体A1に対するプロセスカートリッジPの着脱構成の説明
図22〜図24を用いて、画像形成装置本体A1に対するプロセスカートリッジPの着脱方法について説明する。図22は、画像形成装置本体A1を非駆動側から見た斜視説明図であり、図23は、画像形成装置本体A1を駆動側から見た斜視説明図である。図24は、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1に装着完了時の説明図である。図25は、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1に装着完了時の斜視説明図である。
図22に示すように、プロセスカートリッジPの非駆動部側に非駆動ドラム軸受931が設けられている。また、非駆動ドラム軸受931が被ガイド部931dを有する。この被ガイド部931dは、位置決め部931bと回転止め部931cを有する。
また、図23に示すように、駆動ドラム軸受930には、被ガイド部930dが設けられている。この被ガイド部930dは、位置決め部930bと回転止め部930cを有する。
一方、図22、図23に示すように、画像形成装置本体A1の本体カバー941を開けると、カートリッジ装着部999が設けられており、その駆動側には、画像形成画像形成装置本体A1の筐体を構成する駆動側側板990が設けられている。そして、駆動側側板990に、駆動側ガイド部材992が設けられている。また、非駆動側側板991に、非駆動側ガイド部材993が設けられている。また、駆動側ガイド部材992には、ガイド部992cが設けられ、非駆動側ガイド部材993には、ガイド部993cが設けられている。そして、駆動側ガイド部材992のガイド部992cと、非駆動側ガイド部材993のガイド部993cには、プロセスカートリッジPの着脱経路X903に沿った溝形状が形成されている。さらに、駆動側ガイド部材992には、プロセスカートリッジPの装着過程において、カップリングレバー955(図24参照)の回転規制部955eと当接する突き当て部992yが設けられている。
<画像形成装置本体A1へのプロセスカートリッジPの装着>
図22、図23に示すように、画像形成装置本体A1の上部に配置され開閉可能な本体カバー941を開方向D91へ回動させる。これにより、画像形成装置本体A1内のカートリッジ装着部999が露出する。
その後、ユーザはプロセスカートリッジPの第一把手21aを把持した状態で、プロセスカートリッジP両端の各駆動ドラム軸受の各被ガイド部を画像形成装置本体A1の各駆動側ガイド部材の各ガイド部と係合させる。すなわち、非駆動ドラム軸受931の被ガイド部931d(図22)と非駆動側ガイド部材993のガイド部993c(図23)、駆動ドラム軸受930の被ガイド部930d(図23)と駆動側ガイド部材992のガイド部992c(図22)を係合させる。これにより、プロセスカートリッジPは、駆動側ガイド部材992のガイド部992c、及び、非駆動側ガイド部材993のガイド部993
cにより形成された着脱経路X903に沿って、画像形成装置本体A1内に挿入される。
駆動ドラム軸受930の位置決め部930bは、駆動側押圧部材982から付勢力を受ける。これによって、位置決め部930bが、駆動側ガイド部材992に設けられた位置決め部992fと当接する(図24参照)。非駆動側についても、駆動側と同様な構成で、プロセスカートリッジPの非駆動側が被駆動側ガイド部材993へ位置決め固定される。これらにより、プロセスカートリッジPは、駆動ドラム軸受930が駆動側ガイド部材992に位置決め固定され、非駆動ドラム軸受931が非駆動側ガイド部材993へ位置決め固定される(図24参照)。
<画像形成装置本体A1からのプロセスカートリッジPの取出し>
図25に示すように、画像形成装置本体A1の上部に配置され開閉可能な本体カバー941を開放する矢印D91方向へ回動させる。これにより、プロセスカートリッジPとトナーカートリッジTが露出する。
ユーザはプロセスカートリッジPの第一把手21aを把持し、駆動側ドラム軸受930の位置決め部930bが駆動側押圧部材982(図24)から受ける付勢力に抗して矢印y方向にプロセスカートリッジPを引っ張る。これにより、プロセスカートリッジPは、駆動側ガイド部材992のガイド部992c、および、非駆動側ガイド部材993のガイド部993cにより形成された着脱経路X903に沿って位置決め位置から離脱する。ユーザがさらにプロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1外まで引き出すと、プロセスカートリッジPの取出し完了である。
(10)画像形成装置本体A1に対するトナーカートリッジTの着脱構成
図16(a)、図17(a)、図25、図26(a)、図26(b)を用いて、画像形成装置本体A1に対するトナーカートリッジTの着脱方法について説明する。図26(a)は、プロセスカートリッジPが装着された状態の画像形成装置本体A1を非駆動側から見た斜視説明図であり、図26(b)は、プロセスカートリッジPが装着された状態の画像形成装置本体A1を駆動側から見た斜視説明図である。
図26(a)に示すように、トナーカートリッジTの非駆動側に被挿入ガイド208が設けられている。前述したように、この被挿入ガイド部208は規制部208c1および規制部208c2を有する。また、図26(b)に示すように、トナーカートリッジTの駆動側側に位置決めボス207が設けられている。前述したように、この位置決めボス207は突き当て部207aを有する。
一方、図26(a)に示すように、プロセスカートリッジPの駆動側には駆動側現像軸受36が設けられている。この駆動側現像軸受36は挿入ガイド36gが設けられている。また、図26(b)に示すように、プロセスカートリッジPの非駆動側には非駆動側現像軸受46が設けられている。前述したように、この非駆動側現像軸受46は挿入ガイド46gが設けられている。そして、駆動側現像軸受36の挿入ガイド36gと、非駆動側現像軸受46の挿入ガイド46gには、トナーカートリッジTの着脱経路X914に沿った溝形状が形成されている。
<画像形成装置本体A1へのトナーカートリッジTの装着>
図26(a)、図26(b)に示すように、画像形成装置本体A1の上部に配置され開閉可能な本体カバー941を開放する矢印D91方向へ回動させる。これにより、画像形成装置本体A1内が露出する。
その後、ユーザはトナーカートリッジTの第二把手220の第一把持部220bを保持した状態で、トナーカートリッジTの被挿入ガイド208をプロセスカートリッジPの非駆動側現像軸受46の挿入ガイド46gと係合させる。また、トナーカートリッジTの位置決めボス207をプロセスカートリッジPの駆動側現像軸受36の挿入ガイド36gと
係合させる。これにより、トナーカートリッジTは、非駆動側現像軸受46の挿入ガイド46gと駆動側現像軸受36の挿入ガイド36gにより形成された装着経路X914に沿って、画像形成装置本体A1内の挿入される。トナーカートリッジTの突き当て部208aと非駆動側現像軸受46の被突き当て部46hが突き当たるまでトナーカートリッジTを挿入する。これにより、画像形成装置本体A1内のプロセスカートリッジPのトナーカートリッジ収納部B1aへのトナーカートリッジTの挿入が完了する(図16(a))。
<画像形成装置本体A1からのトナーカートリッジTの取出し>
図25に示すように、画像形成装置本体A1の上部に配置され開閉可能な本体カバー941を開放する矢印D91方向へ回動させる。これにより、プロセスカートリッジPとトナーカートリッジTが露出する。
ユーザはトナーカートリッジTの第二把持部220c1、または、第二把持部220c2を把持し、図20(b)に示す矢印h方向に回動させる。すると、図20(b)に示す、トナーカートリッジTの供給開口部200とプロセスカートリッジPの受入開口部16dが閉塞されていく。トナーカートリッジTをプロセスカートリッジPへの挿入完了状態(図16参照)まで回動すると、トナーカートリッジTの供給開口部200とプロセスカートリッジPの受入開口部16dは完全に閉塞する。さらに、図16(b)に示す矢印k方向にトナーカートリッジTを引っ張る。これにより、トナーカートリッジTは、駆動側現像軸受36の挿入ガイド36gと非駆動側現像軸受46の挿入ガイド46gにより形成された装着経路X914に沿ってプロセスカートリッジPのトナーカートリッジ収納部B1aから離脱する(図26参照)。ユーザがトナーカートリッジTを画像形成装置本体A1外まで引き出すと取出し完了である。取り出されるトナーカートリッジTが、最初のトナーカートリッジT、すなわちプロセスカートリッジPとともに画像形成装置本体Aに装着されたものである場合、この取出しによって回転ロック部材60も画像形成装置本体Aの外部へ取り出されることになる。
以上説明した通り、本実施例のプロセスカートリッジPの第一把手21aにより、トナーカートリッジTと合体した状態でプロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1から着脱することができる。また、トナーカートリッジTの第二把手220により、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に残したまま、トナーカートリッジTだけを着脱することができる。
本実施例によれば、本体装着同梱カートリッジ形態において、商品がユーザに届くまでの間、トナーカートリッジTをプロセスカートリッジPに対して正規装着位置に保つことができる。
また、トナーカートリッジTが一度使用されれば、トナーカートリッジTの追加交換に備えて、プロセスカートリッジPに対するトナーカートリッジTのロックの解除を、ユーザに負担のかからない簡易な構成で行うことができる。これにより、ユーザは新しいトナーカートリッジTへの交換作業を、本体使用開始後はいつでも実施することができる。
すなわち、本実施例によれば、上述した簡易な構成によって、輸送時にのみトナーカートリッジTをプロセスカートリッジPに対して回転規制することができる。これにより輸送中にトナーカートリッジTがずれることによる不具合を防止しつつ、使用後はトナーカートリッジTを簡易に交換可能となる。
本効果は、本実施例で説明したようなトナーカートリッジTがプロセスカートリッジPに対して回転移動を行うものだけに限定されるものではない。例えば、トナーカートリッジTがプロセスカートリッジPに対して回転以外の相対移動(直線移動等)する構成であってもよい。かかる構成に対して上記回転ロック部材60と同様の機能を有する回転ロック部材を用いることで、本実施例と同様の効果を得ることができる。
また、本実施例におけるプロセスカートリッジPは、プロセスカートリッジとして機能するプロセス手段をユニット化し(プロセスユニット)、画像形成装置本体A1の一部と
して構成してもよい。
また、本実施例では、規制部材をトナーカートリッジT側に設けた例について説明したが、プロセスカートリッジP側に規制部材を設けてもよい。
A1…画像形成装置本体、P…プロセスカートリッジ、T…トナーカートリッジ、60…回転ロック部材、60c…スナップフィット部、60d…ラック、61…位置決め孔、61a…位置決め孔(前側)、61b…位置決め孔(後側)、207…位置決めボス、210…トナー搬送駆動伝達部材

Claims (14)

  1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジであって、
    トナーを収容するトナーカートリッジと、
    前記トナーカートリッジを着脱可能な装着部を有するプロセスカートリッジと、
    前記トナーカートリッジに取り付けられ、前記プロセスカートリッジと係合することによって前記プロセスカートリッジの前記装着部に装着された前記トナーカートリッジと前記プロセスカートリッジとの間の相対移動を規制する規制位置と、前記相対移動を規制しない非規制位置と、に移動可能な規制部材と、
    前記装置本体から伝達される駆動力を前記トナーカートリッジへ伝達する駆動伝達手段と、
    を備え、
    前記規制部材は、
    前記駆動伝達手段と係合することによって前記駆動伝達手段から駆動力を受けることが可能な駆動力受け部を備え、
    前記駆動力受け部が前記駆動伝達手段から駆動力を受けたとき、前記規制位置から前記非規制位置へ移動することを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記プロセスカートリッジの前記装着部に装着される前記トナーカートリッジは、
    前記装着部への装着動作が完了した状態で前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへトナーの移動が許可される第一装着位置と、
    前記装着部への装着動作が完了する前の状態で前記トナーカートリッジから前記プロセスカートリッジへトナーの移動が規制される第二装着位置と、
    に移動可能に構成されており、
    前記規制部材は、前記トナーカートリッジが前記第一装着位置に位置している状態において、前記規制位置に位置するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記トナーカートリッジが前記第一装着位置にあり、前記規制部材が前記規制位置にある状態で、前記装置本体に装着されることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
  4. 前記プロセスカートリッジは、前記規制部材が前記駆動力受け部によって前記駆動伝達手段から駆動力を受けて前記規制位置から前記非規制位置へ移動した後、画像形成動作が可能となることを特徴とする請求項2または3に記載のカートリッジ。
  5. 前記トナーカートリッジは、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された状態のまま、前記規制部材とともに前記プロセスカートリッジから離脱し、かつ前記装置本体の外部へ取り出すことが可能であることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  6. 前記駆動伝達手段は、ギアであり、
    前記駆動力受け部は、前記ギアと噛み合うラックであり、
    前記規制部材は、前記ギアと前記ラックが噛み合うことにより、前記装置本体から駆動力を受けることを特徴とする請求項1〜5のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  7. 前記トナーカートリッジは、前記規制部材と係合して前記規制部材を位置決めする位置決め部であって、前記トナーカートリッジに対する前記規制部材の相対位置に応じて、前記規制部材との係合位置が変化する位置決め部を有し、
    前記規制部材は、前記規制位置から前記非規制位置へ移動した後に、前記位置決め部との係合位置が変化することを規制する付勢力を前記位置決め部に付与する付勢手段を有す
    ることを特徴とする請求項1〜6のいずれか1項に記載のカートリッジ。
  8. 前記付勢手段は、前記規制部材が前記規制位置から前記非規制位置へ移動する際に、前記位置決め部が前記係合位置を変化させることを促す付勢力を前記位置決め部に付与することを特徴とする請求項7に記載のカートリッジ。
  9. 装置本体と、
    請求項1〜8のいずれか1項に記載のカートリッジと、
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  10. トナーを収容し、装置本体に着脱可能なトナーカートリッジと、
    前記トナーカートリッジを着脱可能な装着部を有するプロセスユニットと、
    前記トナーカートリッジに取り付けられ、前記プロセスユニットと係合することによって前記プロセスユニットの前記装着部に装着された前記トナーカートリッジと前記プロセスユニットとの間の相対移動を規制する規制位置と、前記相対移動を規制しない非規制位置と、に移動可能な規制部材と、
    前記装置本体から伝達される駆動力を前記トナーカートリッジへ伝達する駆動伝達手段と、
    を備え、
    前記規制部材は、
    前記駆動伝達手段と係合することによって前記駆動伝達手段から駆動力を受け可能な駆動力受け部を備え、
    前記駆動力受け部が前記駆動伝達手段から駆動力を受けたとき、前記規制位置から前記非規制位置へ移動することを特徴とする画像形成装置。
  11. 前記プロセスユニットの前記装着部に装着される前記トナーカートリッジは、
    前記装着部への装着動作が完了した状態で前記トナーカートリッジから前記プロセスユニットへトナーの移動が許可される第一装着位置と、
    前記装着部への装着動作が完了する前の状態で前記トナーカートリッジから前記プロセスユニットへトナーの移動が規制される第二装着位置と、
    に移動可能に構成されており、
    前記規制部材は、前記トナーカートリッジが前記第一装着位置に位置している状態において、前記規制位置に位置するように構成されていることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
  12. 前記駆動伝達手段は、ギアであり、
    前記駆動力受け部は、前記ギアと噛み合うラックであり、
    前記規制部材は、前記ギアと前記ラックが噛み合うことにより、前記装置本体から駆動力を受けることを特徴とする請求項10または11に記載の画像形成装置。
  13. 前記トナーカートリッジは、前記規制部材と係合して前記規制部材を位置決めする位置決め部であって、前記トナーカートリッジに対する前記規制部材の相対位置に応じて、前記規制部材との係合位置が変化する位置決め部を有し、
    前記規制部材は、前記規制位置から前記非規制位置へ移動した後に、前記位置決め部との係合位置が変化することを規制する付勢力を前記位置決め部に付与する付勢手段を有することを特徴とする請求項10〜12のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  14. 前記付勢手段は、前記規制部材が前記規制位置から前記非規制位置へ移動する際に、前記位置決め部が前記係合位置を変化させることを促す付勢力を前記位置決め部に付与することを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
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