JP2024033622A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】補給容器の装着時の力が現像ローラを介して像担持体に作用することを回避する。
【解決手段】画像形成装置は、像担持体を有する第１ユニットと、像担持体にトナーを供給する現像ローラと、補給容器を装着可能に構成された装着部と、補給容器から補給されたトナーを収容するための収容部とを有し、現像ローラが像担持体に当接する第１位置と現像ローラが像担持体から離間する第２位置とに移動可能な第２ユニットと、を備え、第２ユニットが第１位置から第２位置へ向かって移動するときの移動方向を離間方向として、第２ユニットは、補給容器が装着部に装着されるときに装着部が補給容器から受ける力により、離間方向に付勢されるように構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、像担持体（感光ドラム）の表面に形成した現像剤像（トナー像）を記録材に転写することで、記録材に画像を形成する。特許文献１には、現像剤を収容した補給容器を着脱可能な補給部を備え、装置内の現像剤が少なくなった場合は補給容器を補給部に接続することで装置外から現像剤を補給する方式（トナー補給方式）の画像形成装置が記載されている。

また、画像形成装置には、現像ローラを像担持体に対して当接及び離間させる構成を備えたものがある。特許文献２には、現像ローラを感光ドラムに対して当接及び離間させることが可能なトナー補給方式の画像形成装置において、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して感光ドラムに作用することを抑制可能な構成が記載されている。この文献によると、現像ローラが感光ドラムから離間する位置に現像ユニットが位置する状態で現像ユニットを支持する支持部材を設けることにより、補給容器の装着時の力は、現像ユニットを介して支持部材が受け止める。

特開２０２１－２６２１８号公報 特開２０２２－８５４０２号公報

しかしながら、上記特許文献２では、補給容器の装着時の力により、現像ユニットは現像ローラを感光ドラムに近付けようとする向きに付勢される構成となっていた。

そこで、本発明は、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して像担持体に作用することを回避可能な新たな構成を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一態様は、トナーを補給するための補給容器を着脱可能な画像形成装置であって、像担持体を有する第１ユニットと、前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記補給容器を装着可能に構成された装着部と、前記補給容器から補給されたトナーを収容するための収容部とを有し、前記現像ローラが前記像担持体に当接する第１位置と前記現像ローラが前記像担持体から離間する第２位置とに移動可能な第２ユニットと、を備え、前記第２ユニットが前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動するときの移動方向を離間方向として、前記第２ユニットは、前記補給容器が前記装着部に装着されるときに前記装着部が前記補給容器から受ける力により、前記離間方向に付勢されるように構成されている、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して像担持体に作用することを回避可能な新たな構成を備えた画像形成装置を提供することができる。

実施例１に係るプロセスユニットの説明図。 実施例１に係る画像形成システムの概略図（ａ）及び斜視図（ｂ）。 実施例１に係る画像形成装置の斜視図。 実施例１に係るプロセスユニットの斜視図。 実施例１に係るプロセスユニットの分解図。 実施例１に係るプロセスユニットの側面図。 実施例１に係る開閉部材及び押圧板の説明図（ａ、ｂ）。 実施例１に係る押圧板の説明図（ａ、ｂ）。 実施例１に係るトナーパックの斜視図。 変形例１に係るプロセスユニットの説明図。 変形例２に係るプロセスユニットの説明図。 変形例３に係るプロセスユニットの説明図（ａ、ｂ）。 実施例２に係るプロセスユニットの側面図（ａ、ｂ）。 比較例に係るプロセスユニットの側面図。

以下、本開示に係る実施形態について、図面を参照しながら説明する。

《実施例１》
（画像形成システム）
実施例１における画像形成システムについて説明する。以下の説明において、画像形成装置が水平面に設置された場合における画像形成装置の高さ方向（重力方向とは反対の方向）をＺ方向とする。Ｚ方向と交差し、後述する感光ドラム２１の回転軸方向（主走査方向）と平行な方向をＸ方向とする。Ｘ方向及びＺ方向の双方と交差する方向をＹ方向とする。Ｘ方向、Ｙ方向、Ｚ方向は、好ましくは互いに垂直に交差する。また便宜上、Ｘ方向においてプラス側を右側、マイナス側を左側と呼び、Ｙ方向においてプラス側を前側または正面側、マイナス側を後側または背面側と呼び、Ｚ方向においてプラス側を上側、マイナス側を下側と呼ぶ。本実施形態において、Ｚ方向は鉛直方向と平行であり、Ｘ方向、Ｙ方向は水平方向と平行である。

また、画像形成装置の構成要素の形状等は、画像形成装置に組み込まれた状態の姿勢を基準にして説明する。

図２（ａ）は、実施例１に係る画像形成システム１０００の構成を示す概略断面図である。図２（ｂ）は、画像形成システム１０００の斜視図である。図３は、トナーパック１００が装着されていない画像形成装置１の斜視図である。

画像形成システム１０００は、画像形成装置１と、画像形成装置１に着脱可能（装着可能）な補給容器としてのトナーパック１００（現像剤補給容器、トナー補給容器、トナー容器、トナーカートリッジ）と、を備える。

トナーパック１００は、図３に示す画像形成装置１の装着部１０６に装着して画像形成装置１に補給するためのトナーを収容する。トナーパック１００は、画像形成装置１の後述する装着部１０６に対して、所定の装着方向（図３の矢印Ｍ）に装着される。トナーの補給が終わると、トナーパック１００は装着部１０６から取り外される。画像形成装置１は、トナーパック１００が取り外された状態で、後述の画像形成動作を実行可能である。

（画像形成装置）
画像形成装置１は、外部機器から入力される画像情報に基づいて記録材Ｐに画像を形成するモノクロプリンターである。記録材Ｐには、普通紙及び厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、並びに布等の、材質の異なる様々なシート材が含まれる。

図２（ａ）及び図２（ｂ）に示すように、画像形成装置１は、記録材Ｐにトナー像を形成する画像形成部１０と、画像形成部１０に記録材Ｐを給送するピックアップローラ６５と、を有する。また、画像形成装置１は、画像形成部１０で形成されたトナー像を記録材Ｐに定着させる定着部７０と、排出ローラ対８０と、を有する。

画像形成部１０は、スキャナユニット１１と、電子写真方式のプロセスユニット２０と、プロセスユニット２０の感光ドラム２１に形成された現像剤像としてのトナー像を記録材Ｐに転写する転写ローラ１２と、を有する。プロセスユニット２０は、感光ドラム２１、帯電ローラ２２及び前露光部２３を含むドラムユニット２５（第１ユニット）と、現像ローラ３１を含む現像ユニット３０（第２ユニット、現像装置）と、を有する。

感光ドラム２１は、円筒型に成形された感光体である。感光ドラム２１は、静電潜像及びトナー像（現像剤像）を担持する像担持体として機能する。本実施例の感光ドラム２１は、アルミニウムで成形されたドラム状の基体上に、負帯電性の有機感光体で形成された感光層を有する。また、感光ドラム２１は、モータによって所定の回転方向（図中時計周り方向）に所定のプロセススピードで回転駆動される。

帯電ローラ２２は、感光ドラム２１に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。また、帯電高圧電源によって所望の帯電電圧を印加されることで、感光ドラム２１の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施例では、感光ドラム２１は帯電ローラ２２により負極性に帯電する。前露光部２３は、帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に到達する前の感光ドラム２１の表面電位を除電する。

露光手段としてのスキャナユニット１１は、外部機器から入力された画像情報に対応したレーザ光を、ポリゴンミラーを用いて感光ドラム２１に照射することで、感光ドラム２１の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム２１の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、スキャナユニット１１は、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム２１の長手方向に沿って複数のＬＥＤが配列されたＬＥＤアレイを有するＬＥＤ露光装置を採用しても良い。

現像ユニット３０は、現像剤を担持する現像ローラ３１（現像剤担持体）と、現像ユニット３０の枠体となる現像容器３２（現像枠体）と、現像ローラ３１に現像剤を供給可能な供給ローラ３３と、を備える。現像ローラ３１及び供給ローラ３３は、現像容器３２によって回転可能に支持される。また、現像ローラ３１は、感光ドラム２１に対向するように、現像容器３２の開口部に配置される。供給ローラ３３は現像ローラ３１に回転可能に当接しており、現像容器３２に収容される現像剤としてのトナーは供給ローラ３３によって現像ローラ３１の表面に供給される。なお、現像ローラ３１に十分にトナーを供給できる構成であれば、必ずしも供給ローラ３３は必要としない。

本実施例の現像ユニット３０は、現像方式として接触現像方式を用いる。即ち、現像ローラ３１に担持されたトナー層が、感光ドラム２１と現像ローラ３１とが対向する現像部（現像領域）において感光ドラム２１と接触する。現像ローラ３１には現像高圧電源によって現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ３１に担持されたトナーが感光ドラム２１の表面の電位分布に従って現像ローラ３１からドラム表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。なお、本実施例では、反転現像方式を採用する。即ち、帯電工程において帯電させられた後、露光工程において露光されることで電荷量が減衰した感光ドラム２１の表面領域にトナーが付着することでトナー像が形成される。

また、本実施例では、粒径が６μｍで、正規の帯電極性が負極性のトナーを用いる。トナーは、一例として重合法により生成された重合トナーを採用する。また、本実施例のトナーは磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力（鏡像力）によってトナーが現像ローラ３１に担持される、所謂非磁性の一成分現像剤である。ただし、磁性成分を含有する一成分現像剤を用いてもよい。また、一成分現像剤には、トナー粒子以外にもトナーの流動性や帯電性能を調整するための添加物（例えば、ワックスやシリカ微粒子）が含まれる場合がある。また、現像剤として非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成された二成分現像剤を用いてもよい。磁性を有する現像剤を用いる場合、現像ローラ（現像剤担持体）としては、例えば内側にマグネットが配置された円筒状のスリーブが用いられる。

現像容器３２は、トナーを収容するトナー収容室３６（収容部）を有する。トナー収容室３６の内部には、撹拌部材３４（トナー搬送部材）が設けられる。撹拌部材３４は、不図示のモータに駆動されて回動することで、現像容器３２内のトナーを撹拌すると共に、現像ローラ３１及び供給ローラ３３に向け、トナーを搬送する。また、撹拌部材３４は、現像に使用されず現像ローラ３１から剥ぎ取られたトナーを現像容器内で循環させ、現像容器内のトナーを均一化する役割を有する。なお、撹拌部材３４は、回動する形態に限定されない。例えば、揺動する形態の撹拌部材を採用しても良い。

また、現像ローラ３１が配置される現像容器３２の開口部には、現像ローラ３１に担持されるトナーの量を規制する現像ブレード３５が配置される。現像ローラ３１の表面に供給されたトナーは、現像ローラ３１の回転に伴って現像ブレード３５との対向部を通過することで、均一に薄層化され、また摩擦帯電により負極性に帯電させられる。

次に、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。画像形成装置１に画像形成の指令が入力されると、画像形成装置１に接続された外部のコンピュータから入力された画像情報に基づいて、画像形成部１０による画像形成プロセスが開始される。スキャナユニット１１は、入力された画像情報に基づいて、感光ドラム２１に向けてレーザ光を照射する。感光ドラム２１は、帯電ローラ２２により予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム２１上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ３１によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム２１上にトナー像が形成される。

上述の画像形成プロセスに並行して、記録材Ｐはピックアップローラ６５によって送り出され、転写ローラ１２及び感光ドラム２１によって形成される転写ニップに向けて搬送される。

転写ローラ１２には、転写高圧電源から転写電圧が印加され、記録材Ｐに感光ドラム２１に担持されているトナー像が転写される。トナー像を転写された記録材Ｐは、定着部７０を通過する際にトナー像が加熱及び加圧される。これによりトナー粒子が溶融し、その後固着することで、トナー像が記録材Ｐに定着する。定着部７０を通過した記録材Ｐは、排出手段としての排出ローラ対８０によって画像形成装置１の外部に排出され、画像形成装置１の上部に形成された積載部としての排出トレイ８１に積載される。

画像形成装置１の上部には、積載トレイとしてのトップカバー８２が設けられており、トップカバー８２の上面には、積載面としての排出トレイ８１が形成される。トップカバー８２には、図２（ｂ）及び図３に示すように、前後方向に延びる回動軸８３ａを中心に開閉可能に支持された開閉部材８３が設けられる。

また、画像形成装置１の上部には、トナーパック１００を着脱可能（装着可能）な装着部１０６（補給部）が設けられる。トップカバー８２の排出トレイ８１には、上方に開口した開口部８２ａが形成される。開閉部材８３は、開口部８２ａを塞ぐ閉位置（カバー位置）と、開口部８２ａを露出させる開位置（露出位置）との間で移動可能である。

図３に示すように、開閉部材８３を開位置へ移動させると、開口部８２ａから装着部１０６が露出する。開閉部材８３が開位置にあるとき、トナーパック１００の画像形成装置１への装着は許容される。開閉部材８３が閉位置にあるとき、トナーパック１００の画像形成装置１への装着は制限される。なお、排出トレイ８１の全体が、画像形成装置１の筐体に対して開閉可能な開閉部材によって形成されていてもよい。

開閉部材８３は、閉位置において、排出トレイ８１の一部として機能する。つまり、開閉部材８３が閉位置にあるとき、画像形成動作によって画像を形成された記録材を排出トレイ８１に排出し積載することが許容される。

開閉部材８３及び開口部８２ａは、画像形成装置１の正面から見て排出トレイ８１の左側に形成される。ここで述べる画像形成装置１の正面は、記録材Ｐがピックアップローラ６５によって送り出される方向における画像形成装置１の上流側である。また、開閉部材８３は、トップカバー８２に設けられた溝部８２ｂから指を掛けることで左方向に開かれる。

排出トレイ８１の開口部８２ａは、上方から見て装着部１０６が露出するように開口しており、開閉部材８３が開かれることで、ユーザは装着部１０６にアクセスすることができる。本実施例では、現像ユニット３０が画像形成装置１に装着されている状態で、ユーザが装着部１０６にトナーパック１００を装着しトナーパック１００から現像ユニット３０へとトナーを補給する方式（トナー補給方式、直接補給方式）を採用する。トナーパック１００は、画像形成装置１の装着部１０６に装着された状態で、少なくとも一部が画像形成装置１の外部に露出する。

プロセスユニット２０のトナー残量が少なくなった場合に、プロセスユニット２０を画像形成装置１から取り出して新品のプロセスユニットに交換する作業が不要になるので、ユーザビリティを向上させることができる。また、プロセスユニット２０全体を交換するよりも安価に現像容器３２にトナーを補給することができる。なお、直接補給方式は、プロセスユニット２０の現像ユニット３０のみを交換する場合に比しても、各種のローラやギア等を交換する必要が無いので、コスト削減が可能となる。

（現像ユニットの支持構成）
次に、図４から図６を用いて、プロセスユニット２０における現像ユニット３０の支持構成について説明する。なお、感光ドラム２１の回転軸線Ａ１に沿った方向（Ｘ方向）において、感光ドラム２１が駆動源から駆動力を受ける側（＋Ｘ側）を駆動側、その反対側（－Ｘ側）を非駆動側とする。駆動側は、感光ドラム２１の回転軸線Ａ１の第１端側であり、非駆動側は、回転軸線Ａ１の第１端側とは反対側の第２端側である。

図４は駆動側から見たプロセスユニット２０の斜視図である。図５は非駆動側から見たプロセスユニット２０の分解斜視図である。図６は非駆動側から見たプロセスユニット２０の側面図である。

図４に示すように、プロセスユニット２０は、感光ドラム２１を含むドラムユニット２５と、現像ローラ３１を含む現像ユニット３０と、を有する。ドラムユニット２５は、感光ドラム２１を回転軸線Ａ１の周りで回転可能に支持するドラム枠体１１０を有する。ドラム枠体１１０は、以下で説明する構成の他に、例えば前述の帯電部を備えていてもよい。

感光ドラム２１の駆動側の端部には、駆動源から入力される駆動力を受けるための入力部２１ａ（駆動受部、カップリング）が設けられる。また、現像ユニット３０を構成する現像容器３２には、図２から図３を用いて説明した装着部１０６が固定される。つまり、本実施例の現像ユニット３０は、補給容器（トナーパック１００）を装着可能に構成された装着部１０６を有する。装着部１０６は、画像形成装置１に装着される補給容器の一部を収容して該補給容器から排出されるトナーを受け入れる受入部である。本実施例では、装着部１０６は現像容器３２の非駆動側の端部に配置される。

図５に示すように、ドラム枠体１１０の駆動側の側板である第１側板１１０ａには、第１穴部１１０ｃが設けられ、非駆動側の側板である第２側板１１０ｂには、第２穴部１１０ｄが設けられる。一方、現像容器３２の駆動側の側面である第１側面３２ａには、第１ボス３２ｃが設けられ、非駆動側の側面である第２側面３２ｂには、第２ボス３２ｄが設けられる。現像ユニット３０は、第１ボス３２ｃが第１穴部１１０ｃに嵌合し、第２ボス３２ｄが第２穴部１１０ｄに嵌合することで、ドラム枠体１１０に支持される。つまり、現像ユニット３０は、ドラムユニット２５に対して連結されている。

第１穴部１１０ｃに嵌合した第１ボス３２ｃの中心と第２穴部１１０ｄに嵌合した第２ボス３２ｄの中心とを結ぶ仮想直線を、揺動軸線Ｂとする。揺動軸線Ｂは、感光ドラム２１の回転軸線Ａ１及び現像ローラ３１の回転軸線と、それぞれ実質的に平行である。また、揺動軸線Ｂの位置は、Ｘ方向に見た場合、第１側板１１０ａ及び第２側板１１０ｂの感光ドラム２１とは反対側（図４の右側）の端部に設定される。

本実施例の現像ユニット３０は、ドラムユニット２５に対して、揺動軸線Ｂを中心として揺動可能（移動可能）である。より具体的には、現像ユニット３０の枠体である現像容器３２は、ドラムユニット２５の枠体であるドラム枠体１１０に対して、揺動軸線Ｂの周りで揺動可能である。つまり、本実施例の現像ユニット３０の移動方向は、Ｘ方向に見たときに揺動軸線Ｂを中心とする仮想円の円周に沿った方向（揺動軸線Ｂの周りの回転方向）である。なお、上述したように、本実施例において現像ユニット３０はドラムユニット２５に連結されているが、ドラムユニット２５から独立していてもよい。

現像ユニット３０は、ドラムユニット２５に対して、現像ローラ３１が感光ドラム２１に当接する当接位置（第１位置）と、現像ローラ３１が感光ドラム２１から離間する離間位置（第２位置）と、に移動可能である。本実施例の離間位置は、後述するように開閉部材８３の開放に伴って現像ユニット３０が移動した位置（図８（ｂ））である。以下、現像ユニット３０の移動方向のうち、離間位置から当接位置に向かう方向を「当接方向Ｄ１」とし、当接位置から離間位置に向かう方向を「離間方向Ｄ２」とする。

プロセスユニット２０は、現像ユニット３０を付勢する付勢部材としてのバネ部材を備える。図５に示すように、プロセスユニット２０の駆動側には第１バネ１１１が配置され、非駆動側には第２バネ１１２が配置される。第１バネ１１１は、ドラム枠体１１０の第１側板１１０ａに設けられたフック１１０ｅと、現像容器３２の第１側面３２ａに設けられたフック３２ｅと、にそれぞれ接続された引張りバネである。第２バネ１１２は、ドラム枠体１１０の第２側板１１０ｂに設けられたフック１１０ｆと、現像容器３２の第２側面３２ｂに設けられたフック３２ｆと、にそれぞれ接続された引張りバネである。

図６に示すように、第１バネ１１１及び第２バネ１１２の弾発力（復元力）の合力である付勢力Ｆ１により、現像ユニット３０は当接方向Ｄ１のモーメントＮ１（力のモーメント。以下、本開示では力のモーメントを単に「モーメント」と呼ぶ）を受ける。これにより、現像ユニット３０は当接位置に維持され、現像ローラ３１は所定の加圧力で感光ドラム２１に圧接される。

（装着過程）
次に、図１、図７（ａ、ｂ）、図８（ａ、ｂ）、図９を用いて装着部１０６にトナーパック１００を装着する過程について説明する。

図１は、トナーパック１００を装着部１０６に装着した状態を示すプロセスユニット２０の断面図である。図７（ａ）は、開閉部材８３が閉位置にあるときの開口部８２ａを示す図である。図７（ｂ）は、開閉部材８３が開位置にあるときの開口部８２ａを示す図である。図８（ａ）は、開閉部材８３が閉位置にあるときの装着部１０６の断面図である。図８（ｂ）は、開閉部材８３が開位置にあるときの装着部１０６の断面図である。図９は、トナーパック１００の斜視図である。

図７（ａ）に示すように、画像形成装置１の上面部に設けられた開口部８２ａには、開口１１８ｂを有する押圧板１１８が配置される。押圧板１１８は、ラック形状１１８ａを有する。開閉部材８３は、回動軸８３ａの周囲に設けられたギア部８３ｂを有する。ギア部８３ｂとラック形状１１８ａとが噛合うことで、押圧板１１８は開閉部材８３の開閉に連動して移動するように構成されている。

前述したように、開閉部材８３は回動軸８３ａを中心に回動可能であり、閉位置（図７（ａ））と開位置（図７（ｂ））とに移動する。開閉部材８３を閉位置から開位置に向かって矢印Ｄ方向に回動させると、図７（ｂ）に示すように押圧板１１８は矢印Ｍ方向に移動する。また、開閉部材８３を開位置から閉位置に向かって矢印Ｄ方向とは反対方向に回動させると、押圧板１１８は矢印Ｍ方向とは反対方向に移動する。本実施例では、矢印Ｍ方向は略鉛直方向であり、押圧板１１８は開閉部材８３の開放に伴って下降し、開閉部材８３の閉鎖に伴って上昇する。

図８（ａ）に示す状態（開閉部材８３の閉状態）から押圧板１１８が矢印Ｍ方向に移動すると、押圧板１１８の押圧面１１８ｃ（下面）が装着部１０６の被押圧面１０６ａを押圧する。その結果、現像ユニット３０は、第１バネ１１１及び第２バネ１１２の付勢力（モーメントＮ１）に抗して、揺動軸線Ｂを中心に離間方向Ｄ２に揺動する（図８（ｂ））。これにより、現像ローラ３１は感光ドラム２１から離間する。

また、現像ユニット３０が当接位置から離間位置へ移動すると、現像容器３２に設けられた当接部３２ｇが、画像形成装置１に設けられた被当接部１１９の近傍に移動するように構成されている。被当接部１１９は、現像ユニット３０と当接することで現像ユニット３０の離間方向Ｄ２への移動を規制可能な規制部（ストッパ）として機能する。被当接部１１９は、画像形成装置１の装置本体（枠体）に対して固定された部材である。

図９に示すように、トナーパック１００は、樹脂フィルム等の柔らかい素材で形成された袋部１００ａ（トナー収容部）と、画像形成装置１との接続インタフェースとなるノズル部１００ｂと、を有する。ノズル部１００ｂは、略円筒状の外周面１１６と、円筒の底部に位置する先端部１１７と、を有する。また、ノズル部１００ｂの内部には袋部１００ａの内部空間と連通する開口が設けられ、外周面１１６及び先端部１１７は開口を覆う位置と開口を露出させる位置とに移動可能なシャッタとして機能する。

一方、図８（ｂ）に示すように、装着部１０６は、略円筒状の内周面１１４と、円筒の底部に位置する底面部１１５と、を有する。装着部１０６に対し、押圧板１１８の開口１１８ｂを介して矢印Ｍ方向にトナーパック１００を装着すると、図１に示すようにトナーパック１００の外周面１１６が装着部１０６の内周面１１４と係合する。これと同時に、トナーパック１００の先端部１１７が装着部１０６の底面部１１５に当接する。ユーザがさらにトナーパック１００を矢印Ｍ方向に押し込むと、装着部１０６は矢印Ｍ方向の装着力Ｆ２を受ける。現像ユニット３０は、トナーパック１００が装着部１０６に装着されるときに装着部１０６がトナーパック１００から受ける装着力Ｆ２により、離間方向Ｄ２に付勢されるように構成されている。

言い換えると、本実施例の現像ユニット３０は、トナーパック１００から装着部１０６が受ける装着力Ｆ２により、現像ユニット３０を離間方向Ｄ２に移動させようとする力の作用を受けるように、構成されている。本実施例においては、装着力Ｆ２によって揺動軸線Ｂの周りのモーメントＮ２が生じ、現像ユニット３０が離間方向Ｄ２に向けて付勢される。モーメントＮ２の向きが、揺動軸線Ｂの周りの回転方向である現像ユニット３０の離間方向Ｄ２と一致する。

本実施例では、装着部１０６は、揺動軸線Ｂに直交する方向について、揺動軸線Ｂと現像ローラ３１の回転軸線Ａ２の間の位置で、装着力Ｆ２を受けるように構成されている。
本実施例では、図１に示すように現像ローラ３１の回転軸線Ａ２は、感光ドラム２１の回転軸線Ａ１よりも下方に位置する。また、装着部１０６は、Ｚ方向の上側からトナーパック１００を装着される（つまり、装着方向がＺ方向に関して下向きとなる）ように構成されている。そして、図１のようにＸ方向に見たときに、水平方向において装着部１０６は感光ドラム２１の回転軸線Ａ１と揺動軸線Ｂとの間に位置する。同様に、水平方向において装着部１０６は現像ローラ３１の回転軸線Ａ２と揺動軸線Ｂとの間に位置する。また、揺動軸線Ｂに直交する方向について、装着部１０６と揺動軸線Ｂとの間の距離は、回転軸線Ａ２と揺動軸線Ｂの距離、および回転軸線Ａ１と揺動軸線Ｂとの間の距離よりも短い。ここで、装着力Ｆ２は、装着部１０６の各部分がトナーパック１００から受ける力の合力である。装着部１０６の位置は、装着力Ｆ２の作用点である底面部１１５の中心を基準とする。

上記の構成により、装着部１０６がトナーパック１００から下向きの装着力Ｆ２を受けた場合に、現像ユニット３０には、現像ローラ３１が下方に移動しようとする向き（即ち、離間方向Ｄ２）のモーメントＮ２が生じる。その結果、本実施例では現像ユニット３０は離間方向Ｄ２に揺動し、現像容器３２の当接部３２ｇが装置本体の被当接部１１９に当接することで停止する。

このように、ユーザがトナーパック１００を装着する時の装着力Ｆ２が、現像ユニット３０を離間方向Ｄ２に移動させようとする力として作用する。このため、例えばユーザが不用意に強い力でトナーパック１００を装着し大きな装着力Ｆ２が加えられたとしても、その力は当接部３２ｇから被当接部１１９への当接力Ｆ３として被当接部１１９に受け止められる。したがって、装着力Ｆ２によって現像ローラ３１が感光ドラム２１に衝突することが避けられる。

以上説明した通り、本実施例によれば、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して感光ドラムに作用することを回避可能な新たな構成を備えた画像形成装置を提供することができる。

比較例として、装着力Ｆ２によって現像ユニット３０に対し現像ローラ３１が感光ドラム２１に接近する方向に力が作用する場合について考える。例えば、図１４のように、装着部１０６が揺動軸線ＢよりもＹ方向のプラス側に位置する場合である。この場合、装着部１０６がトナーパック１００から装着力Ｆ２を受けると、現像ユニット３０には当接方向Ｄ１（図中時計回り方向）のモーメントＮ３が作用する。

しかし、比較例の構成では、装着力Ｆ２の大きさが、現像ユニット３０を離間位置に保持している部材（例えば図７（ｂ）のギア部８３ｂやラック形状１１８ａ、特許文献２の支持部材）の強度限界を超えた場合に、部材の破損が生じる可能性がある。部材の破損を避けるために各部材の剛性を高めると、部材の大型化又は重量化により、画像形成装置１の大型化や重量化につながる。

これに対し、本実施例によれば、現像ユニット３０が装着力Ｆ２により現像ユニット３０を離間方向Ｄ２に移動させようとする力の作用を受けるにしたので、装着力Ｆ２が大きい場合でも現像ユニット３０が当接方向Ｄ１に移動しようとすることがない。そのため、画像形成装置が不必要に大型化又は重量化することを回避することができる。つまり、本実施例によれば、簡素な構成で、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して感光ドラムに作用することを回避することができる。

なお、図１に示すように、Ｘ方向に見たときに、現像ユニット３０の揺動軸線Ｂから被当接部１１９（規制部）までの距離ｄ１は、揺動軸線Ｂから装着部１０６までの距離ｄ２よりも長いことが好ましい。本実施例ではトナーパック１００の装着時に現像ユニット３０が離間方向Ｄ２のモーメントＮ２を受けるところ、上記の構成によれば、てこの原理により、被当接部１１９が現像ユニット３０から受ける当接力Ｆ３は、装着力Ｆ２より小さくなる。これにより、被当接部１１９に求められる強度が小さくなるので、被当接部１１９の小型化又は軽量化が可能となる。ただし、被当接部１１９の強度を確保できる場合等は、距離ｄ１が距離ｄ２より短くなるような配置としても構わない。

（変形例１）
実施例１では、開閉部材８３を開く動作に連動して、開閉部材８３に連動する押圧板１１８（図７（ａ、ｂ）、図８（ａ、ｂ））の作用により現像ユニット３０が当接位置から離間位置へ移動する構成を説明した。これに限らず、例えば開閉部材８３を開く動作に連動して第１バネ１１１及び第２バネ１１２の付勢力Ｆ１（図６）が現像ユニット３０に作用しなくなる構成をとしてもよい。この場合、図１０に示すように、開閉部材８３を閉位置から開位置へ移動させると、付勢力Ｆ１が消失するため、現像ユニット３０は自重（重力Ｆ４）により離間方向Ｄ２に揺動し、当接部３２ｇにおいて被当接部１１９に当接した状態で停止する。この状態でトナーパック１００を装着したときの動作は、実施例１と同様である。

一例として、第１バネ１１１及び第２バネ１１２を、ドラム枠体１１０のフック１１０ｅ，１１０ｆに代えて、開閉部材８３に連動して移動する部材に取り付けることができる。この場合、開閉部材８３が閉位置にあるときは第１バネ１１１及び第２バネ１１２が実施例１と同様の付勢力Ｆ１を生じさせ、開閉部材８３が開位置にあるときは付勢力Ｆ１が生じないようにする。

（変形例２）
また、実施例１では、開閉部材８３の動作に連動して現像ユニット３０が当接位置から離間位置へ移動する構成を説明したが、開閉部材８３の動作に連動して現像ユニット３０が移動しない構成としてもよい。図１１は、開閉部材８３を開いても現像ユニット３０が当接位置に留まる構成の変形例において、トナーパック１００を装着部１０６に装着したときの様子を示す。図１１に示すように、現像ユニット３０が当接位置に位置する状態でトナーパック１００が装着された場合でも、装着力Ｆ２によって現像ユニット３０には離間方向Ｄ２のモーメントＮ２が作用する。そのため、この変形例においても装着力Ｆ２が現像ローラ３１を介して感光ドラム２１に作用することが回避される。

（変形例３）
また、実施例１では、開閉部材８３を開位置まで移動させると現像ユニット３０の当接部３２ｇが被当接部１１９の近傍まで移動する構成を説明した。これに限らず、例えば図１２（ａ）に示すように、開閉部材８３を開位置まで移動させると現像ユニット３０の当接部３２ｇが被当接部１１９に当接する構成としてもよい。この変形例では、当接部３２ｇが被当接部１１９に当接した状態の現像ユニット３０の位置が、現像ユニット３０の離間位置となる。

図１２（ａ）の状態でユーザがトナーパック１００を装着し装着部１０６が装着力Ｆ２を受けた場合でも、現像ユニット３０には離間方向Ｄ２のモーメントＮ２が作用する。ただし、実施例１と異なり、当接部３２ｇが既に被当接部１１９と当接しているため、現像ユニット３０は離間方向Ｄ２に揺動せずにその場に留まる（図１２（ｂ））。この変形例においても装着力Ｆ２が現像ローラ３１を介して感光ドラム２１に作用することが回避される。

（その他の変形例）
また、実施例１で説明した第１バネ１１１及び第２バネ１１２は付勢部材の一例であり、引張りバネ以外の付勢部材（例えば、圧縮バネ、ねじりバネ、磁石等）を用いてもよい。

また、実施例１において、第１バネ１１１及び第２バネ１１２の現像ユニット３０とは反対側の端部は、ドラム枠体１１０に設けられたフック１１０ｅ，１１０ｆに取り付けられていたが、必ずしもその必要はない。例えば、第１バネ１１１又は第２バネ１１２の現像ユニット３０とは反対側の端部を、画像形成装置１の装置本体（プロセスユニット２０以外の部分）に設けたフックに取付けてもよい。

また、実施例１の現像ユニット３０は、現像容器３２に設けた凸部（第１ボス３２ｃ及び第２ボス３２ｄ）をドラム枠体１１０に設けた凹部（第１穴部１１０ｃ及び第２穴部１１０ｄ）に嵌合させることでドラムユニット２５に支持される構成とした。これに限らず、例えば凹部を現像容器３２に設け、この凹部に嵌合する凸部をドラム枠体１１０に設けてもよい。

《実施例２》
次に、図１３（ａ、ｂ）を用いて実施例２に係るプロセスユニット２０の構成を説明する。以下、実施例１と共通の参照符号を付した要素は、実施例１で説明したものと実質的に同じ構成及び作用を有するものとし、実施例１とは異なる部分を主に説明する。

図１３（ａ）は、装着部１０６にトナーパック１００が装着される前のプロセスユニット２０を示す側面図である。図１３（ｂ）は、装着部１０６にトナーパック１００が装着された時のプロセスユニット２０を示す側面図である。

実施例１では、現像ユニット３０がドラムユニット２５に対して揺動する構成を説明した。本実施例では、現像ユニット３０がドラムユニット２５に対して直線運動（スライド）する構成を説明する。

図１３（ａ）に示すように、ドラム枠体１１０の第２側板１１０ｂには、トナーパック１００の装着方向である矢印Ｍ方向に延びるガイドスリット２０１が設けられる。第１側板１１０ａにも同様のガイドスリット（不図示）が設けられる。一方、現像容器３２の第２側面３２ｂには、矢印Ｍ方向に延びる被ガイドリブ２０２が設けられ、第２側板１１０ｂのガイドスリット２０１と係合される。第１側面３２ａにも同様の被ガイドリブ２０２が設けられ、第１側板１１０ａのガイドスリット２０１と係合される。これにより、ドラムユニット２５に対する現像ユニット３０の移動方向が、ガイドスリット２０１に沿った方向に制限される。

以下、ガイドスリット２０１に沿った方向のうち、現像ローラ３１が感光ドラム２１に接近するように現像ユニット３０が移動する方向を当接方向Ｄ３とする。また、ガイドスリット２０１に沿った方向のうち、現像ローラ３１が感光ドラム２１から離間するように現像ユニット３０が移動する方向を離間方向Ｄ４とする。

現像ユニット３０は、実施例１と同様の第１バネ１１１（不図示）及び第２バネ１１２によって付勢されている。第１バネ１１１及び第２バネ１１２の付勢力Ｆ１の方向は、トナーパック１００の装着方向（矢印Ｍ方向）とは反対の方向（矢印Ｇ方向）である。トナーパック１００が装着されていないとき、第１バネ１１１及び第２バネ１１２の付勢力により、現像ローラ３１が感光ドラム２１に当接する。

図１３（ｂ）に示すように、ユーザがトナーパック１００を装着部１０６に装着すると、現像ユニット３０は装着部１０６が受ける装着力Ｆ２により、被ガイドリブ２０２をガイドスリット２０１にガイドされながら、付勢力Ｆ１に抗して矢印Ｍ方向に移動する。その結果、現像ローラ３１は感光ドラム２１から離間する。現像ユニット３０は、現像容器３２の当接部３２ｇが画像形成装置１の被当接部１１９に当接する位置まで移動し、被当接部１１９によって停止される。

このように、本実施例の現像ユニット３０は、トナーパック１００から装着部１０６が受ける装着力Ｆ２により、現像ユニット３０を離間方向Ｄ４に移動させようとする力の作用を受けるように、構成されている。言い換えると、現像ユニット３０がドラムユニット２５に対して直線移動する方向（矢印Ｍ方向及び矢印Ｇ方向）における装着力Ｆ２の向きは、離間方向Ｄ４と一致する。

この構成により、装着部１０６がトナーパック１００から受ける装着力Ｆ２によって現像ユニット３０は、離間方向Ｄ４に移動しようとするので、装着力Ｆ２が現像ローラ３１を介して感光ドラム２１に伝わることが避けられる。なお、離間方向Ｄ４に移動した現像ユニット３０は、現像容器３２の当接部３２ｇが装置本体の被当接部１１９に当接する位置まで移動して被当接部１１９により停止される。

以上説明した通り、本実施例の構成でも、補給容器の装着時の力が現像ローラを介して感光ドラムに作用することを回避可能な新たな構成を備えた画像形成装置を提供することができる。

（変形例）
実施例２では、ドラムユニット２５に設けたガイドスリット２０１（溝部、凹部）に沿って現像ユニット３０に設けた被ガイドリブ２０２（凸部）がガイドされる構成を説明した。これに代えて、現像ユニット３０にガイドスリット２０１を設け、ドラムユニット２５に被ガイドリブ２０２を設けてもよい。

また、実施例２では、トナーパック１００の装着方向（矢印Ｍ方向）と現像ユニット３０の移動方向（ガイドスリット２０１の延伸方向）が実質的に平行である場合を説明したが、装着方向と現像ユニット３０の移動方向が交差するようにしてもよい。この場合、装着方向と現像ユニット３０の離間方向Ｄ４との間の角が９０°未満（好ましくは４５°以下、より好ましくは３０°以下）であればよい。これにより、装着力Ｆ２によって現像ユニット３０は離間方向Ｄ４に移動しようとするため、実施例２と同様の利点が得られる。

（その他の実施形態）
実施例１では現像ユニット３０がドラムユニット２５に対して揺動（回動、回転）する構成を説明し、実施例２では現像ユニット３０がドラムユニット２５に対して直線移動する構成を説明したが、現像ユニット３０の移動の態様はこれに限らない。現像ユニット３０が、ドラムユニット２５に対して揺動と直線移動とを組み合わせた軌道に沿って移動するように構成されていてもよい。この場合、「離間方向」とは、軌道に沿った現像ユニット３０の移動方向のうち現像ローラ３１が感光ドラム２１から離れるように現像ユニット３０が移動する方向を指す。

以上示した本実施形態は、少なくとも以下を開示する。

（構成１）
トナーを補給するための補給容器を着脱可能な画像形成装置であって、
像担持体を有する第１ユニットと、
前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記補給容器を装着可能に構成された装着部と、前記補給容器から補給されたトナーを収容するための収容部とを有し、前記現像ローラが前記像担持体に当接する第１位置と前記現像ローラが前記像担持体から離間する第２位置とに移動可能な第２ユニットと、
を備え、
前記第２ユニットが前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動するときの移動方向を離間方向として、
前記第２ユニットは、前記補給容器が前記装着部に装着されるときに前記装着部が前記補給容器から受ける力により、前記離間方向に付勢されるように構成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。

（構成２）
前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
前記第２ユニットが前記離間方向に付勢されるように、前記力によって前記揺動軸線の周りのモーメントが生じる、
ことを特徴とする構成１に記載の画像形成装置。

（構成３）
前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
前記現像ローラの回転軸線は、前記像担持体の回転軸線よりも下方に位置し、
前記装着部は、鉛直方向の上側から前記補給容器が装着されるように構成され、
前記像担持体の回転軸方向に見たときに、前記装着部は、水平方向において前記像担持体の回転軸線と前記揺動軸線との間に位置する、
ことを特徴とする構成１又は２に記載の画像形成装置。

（構成４）
前記第１ユニットは、前記像担持体を回転可能に支持する枠体を有し、
前記枠体は、前記像担持体の回転軸線の第１端側に設けられた第１側板と、前記回転軸線の第２端側に設けられた第２側板と、を有し、
前記第２ユニットは、前記第１側板及び前記第２側板の前記像担持体とは反対側の端部において、揺動可能に支持されている、
ことを特徴とする構成３に記載の画像形成装置。

（構成５）
前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
前記装着部は、前記揺動軸線に直交する方向について前記揺動軸線と前記現像ローラの回転軸線の間の位置で、前記力を受けるように構成されている、
ことを特徴とする構成１から４のいずれかに記載の画像形成装置。

（構成６）
前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
前記揺動軸線に直交する方向について、前記装着部と前記揺動軸線との間の距離は、前記現像ローラの回転軸線と前記揺動軸線との間の距離よりも短い、
ことを特徴とする構成１から５のいずれかに記載の画像形成装置。

（構成７）
前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して直線移動するように構成される、
ことを特徴とする構成１に記載の画像形成装置。

（構成８）
前記装着部を覆う閉位置と、前記装着部を露出させる開位置と、に移動可能な開閉部材を更に備え、
前記第２ユニットは、前記開閉部材の前記閉位置から前記開位置への移動に連動して、前記第１位置から前記第２位置へ移動するように構成されている、
ことを特徴とする構成１から７のいずれかに記載の画像形成装置。

（構成９）
前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
前記開閉部材が前記開位置に位置し且つ前記補給容器が前記装着部に装着されていない状態では、前記第２ユニットは前記規制部と当接しておらず、
前記開閉部材が前記開位置に位置し且つ前記補給容器が前記装着部に装着されたときに、前記力によって前記第２ユニットは前記規制部と当接する位置まで移動する、
ことを特徴とする構成８に記載の画像形成装置。

（構成１０）
前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
前記開閉部材の前記閉位置から前記開位置への移動に連動して、前記第２ユニットは前記規制部に当接する位置まで移動する、
ことを特徴とする構成８に記載の画像形成装置。

（構成１１）
前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
前記像担持体の回転軸方向に見た場合に、前記揺動軸線から前記規制部と前記第２ユニットの当接位置までの距離は、前記揺動軸線から前記装着部までの距離よりも長い、
ことを特徴とする構成２から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

（構成１２）
前記補給容器が取り外された状態で、記録材に画像を形成する画像形成動作を実行可能である、
ことを特徴とする構成１から１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

２１…像担持体（感光ドラム）／２５…第１ユニット（ドラムユニット）／３０…第２ユニット（現像ユニット）／３１…現像ローラ／３６…収容部（トナー収容室）／８３…開閉部材／１０６…装着部／１１９…規制部（被当接部）／Ａ１…像担持体の回転軸線／Ａ２…現像ローラの回転軸線／Ｂ…揺動軸線／Ｄ２，Ｄ４…離間方向

Claims (12)

1. トナーを補給するための補給容器を着脱可能な画像形成装置であって、
   像担持体を有する第１ユニットと、
   前記像担持体にトナーを供給する現像ローラと、前記補給容器を装着可能に構成された装着部と、前記補給容器から補給されたトナーを収容するための収容部とを有し、前記現像ローラが前記像担持体に当接する第１位置と前記現像ローラが前記像担持体から離間する第２位置とに移動可能な第２ユニットと、
   を備え、
   前記第２ユニットが前記第１位置から前記第２位置へ向かって移動するときの移動方向を離間方向として、
   前記第２ユニットは、前記補給容器が前記装着部に装着されるときに前記装着部が前記補給容器から受ける力により、前記離間方向に付勢されるように構成されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
   前記第２ユニットが前記離間方向に付勢されるように、前記力によって前記揺動軸線の周りのモーメントが生じる、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
   前記現像ローラの回転軸線は、前記像担持体の回転軸線よりも下方に位置し、
   前記装着部は、鉛直方向の上側から前記補給容器が装着されるように構成され、
   前記像担持体の回転軸方向に見たときに、前記装着部は、水平方向において前記像担持体の回転軸線と前記揺動軸線との間に位置する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記第１ユニットは、前記像担持体を回転可能に支持する枠体を有し、
   前記枠体は、前記像担持体の回転軸線の第１端側に設けられた第１側板と、前記回転軸線の第２端側に設けられた第２側板と、を有し、
   前記第２ユニットは、前記第１側板及び前記第２側板の前記像担持体とは反対側の端部において、揺動可能に支持されている、
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
   前記装着部は、前記揺動軸線に直交する方向について前記揺動軸線と前記現像ローラの回転軸線の間の位置で、前記力を受けるように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
6. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して揺動軸線を中心に揺動可能であり、
   前記揺動軸線に直交する方向について、前記装着部と前記揺動軸線との間の距離は、前記現像ローラの回転軸線と前記揺動軸線との間の距離よりも短い、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記第２ユニットは、前記第１ユニットに対して直線移動するように構成される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
8. 前記装着部を覆う閉位置と、前記装着部を露出させる開位置と、に移動可能な開閉部材を更に備え、
   前記第２ユニットは、前記開閉部材の前記閉位置から前記開位置への移動に連動して、前記第１位置から前記第２位置へ移動するように構成されている、
   ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
   前記開閉部材が前記開位置に位置し且つ前記補給容器が前記装着部に装着されていない状態では、前記第２ユニットは前記規制部と当接しておらず、
   前記開閉部材が前記開位置に位置し且つ前記補給容器が前記装着部に装着されたときに、前記力によって前記第２ユニットは前記規制部と当接する位置まで移動する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
    前記開閉部材の前記閉位置から前記開位置への移動に連動して、前記第２ユニットは前記規制部に当接する位置まで移動する、
    ことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
11. 前記第２ユニットと当接することで前記第２ユニットの前記離間方向への移動を規制可能な規制部を更に備え、
    前記像担持体の回転軸方向に見た場合に、前記揺動軸線から前記規制部と前記第２ユニットの当接位置までの距離は、前記揺動軸線から前記装着部までの距離よりも長い、
    ことを特徴とする請求項２から６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記補給容器が取り外された状態で、記録材に画像を形成する画像形成動作を実行可能である、
    ことを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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