JP4397727B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置本体に着脱可能なトナー補給容器、プロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。

従来、電子写真複写機やプリンター等の電子写真画像形成装置には現像剤として微粉末のトナーが使用されている。そして、画像形成装置本体の現像剤が消費された場合には、トナー供給容器（トナー補給容器）を用いて画像形成装置本体へトナーを補給している。
ここでトナーは極めて微細な粉末であるため、トナー補給作業時には、トナーが飛散しないようにトナー供給容器を画像形成装置本体内の内部に据え置いて、小さな開口部から少量ずつトナーを排出する方式が知られている。
このような方式にあっては、トナーは重力等の作用で自然に排出されるのは困難であり、何らかのトナー搬送手段が必要となる。そしてこのようなトナー搬送手段を備えたトナー補給容器としては、例えば、特許文献１に記載されているようなトナー補給容器がある。このトナー補給容器は全体形状が略円筒形であり、その外周面の一部には比較的小さなトナー排出用の開口が設けられている。また、容器内部には螺旋状のトナー搬送部材が設けられ、容器本体の端部壁面を貫通して容器外部より駆動を受けるような構造になっている。そして、このトナー補給容器は、画像形成装置装置本体内に装着したまま使用され、画像形成装置装置本体側からの駆動によりトナー搬送部材を回転することでトナーを搬送し、開口部から少量ずつトナーを排出するようになっている。

一方、トナー搬送手段を備えた他のトナー補給容器としては、特許文献２に記載されているようなトナー補給容器がある。このトナー補給容器は、円筒形のボトル状を成し、その内面には螺旋状の突起が設けられ、一端側の中心付近には小さなトナー排出口が設けられている。このトナー補給容器は、特許文献１に記載のトナー容器とは異なり搬送部材は内装されておらず、画像形成装置本体に据え置いて使用され、本体側からの駆動を受けて容器本体そのものが回転することでトナーを搬送する構成のトナー搬送手段を備えている。
このように、上述したトナー補給容器は、いずれの場合も画像形成装置本体側から、何らかの駆動を受けて、トナー補給容器側の搬送部材や容器本体を駆動させることで、トナーを排出させる構成になっている。
こうした駆動伝達手段としては幾つかの方法があり、例えば、容器本体であるトナーボトルの外周面にギア部を設け、このギアに駆動源に連結された回転する駆動ギアを噛み合わせてトナーボトルを回転駆動させる構成、また、トナーボトルの端面に回転駆動用の突起を設け、この突起を画像形成装置本体からの駆動部に設けた凹み部に係合させて、駆動を伝達する構成、また、逆にトナーボトル端面に突起ではなく凹みを設け、凹み部に対し、画像形成装置本体の駆動部に設けた突起部を係合させて駆動伝達する構成等、種々の駆動伝達方法が提案されている。

電子写真を用いた画像形成装置では、その使用が長期に及ぶと像担持体である感光体の交換、現像剤の補給や交換、帯電装置、クリーニング装置等の調整・清掃交換が必要となるが、このような保守作業は専門知識を有するサービスマン以外は事実上困難であった。
そこで、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、感光体及び感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、画像形成装置装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させる。このようなプロセスカートリッジにおいては、感光体と同軸線上に駆動力受け部を有する画像形成装置本体の駆動源から伝達された駆動力を出力する画像形成装置本体の駆動伝達部と、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した際には駆動伝達部と駆動力受け部は係合して画像形成装置本体からプロセスカートリッジを駆動することが可能となる。
しかし、トナーボトルを画像形成装置本体に挿入セットする際、トナーボトル外周面に設けたギア部と画像形成装置本体内の駆動ギア部とを上手く噛み合わせる必要があり、しかも、この作業はユーザー自身が注意して挿入する必要があり、ユーザーの補給操作性の負担を強いられていた。また、ギアとギアとの噛み合わせによりトナーボトルを回転させるため、トナーボトルは回転モーメントにより、軸直角方向にずれようとする力を受け、このため、トナーボトルが浮き上がったり、横ずれして正常な回転ができなくなるおそれがある。このようなずれを防止するために、トナーボトルの周囲を全部包囲して支持する必要があるが、そのようにすると今度はトナーボトルの着脱操作を簡単に行うことができなくなると同時に補給システム自体の構成が複雑化し、コストアップにつながる。
これらの不具合を解消するためにトナーカートリッジの駆動受け部にエラストマーやシリコンなどの抵抗部材を設け、画像形成装置本体の駆動伝達部と圧接させて駆動伝達を行う工夫などがなされている。

しかしながら、上記トナー補給容器に関する従来例では幾つかの技術的課題があった。
着脱動作の繰り返しにより駆動受け部にトナーやホコリなどが付着した場合には画像形成装置本体の駆動伝達部との摩擦力が得られず、駆動が適切に伝達できず、スベリが発生してしまう。
また、シリコンゴムなどは耐久性に乏しく、常に圧接状態で回転方向に力を加え続けると、劣化などが起こることも懸念される。また、トナーによる汚染、高温恒湿、低温低湿下における体積変化や表面状態の変化が大きく圧接状態が変化することも考えられる。

特公平７−１１３７９６号公報 特開平７−４４０００号公報

上記問題点に鑑み、本発明は、ユーザーがトナー補給容器の補給操作時にトナー補給容器の回転方向の位置合わせを必要とせず、簡単な操作で確実に補給できるトナー補給容器およびこのトナー補給容器を備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明は、内部に収納されたトナーを開口部から排出するトナー補給容器を着脱可能に保持する容器受け台と、該トナー補給容器に駆動を伝達するための駆動伝達部とを有する画像形成装置において、前記トナー補給容器の開口部は封止部材で封止され、前記駆動伝達部及び／又は前記封止部材に磁界発生手段が設けられ、前記駆動伝達部と前記封止部材とが連結することで、前記磁界発生手段により前記駆動伝達部からの駆動が前記トナー補給容器本体に伝達され、前記駆動伝達部と連結した前記封止部材と係合し、前記封止部材を前記駆動伝達部側へ圧接する圧接手段を画像形成装置本体に備えることを特徴とする画像形成装置である。

本発明は、前記圧接手段はＵ字形状を有し、前記トナー補給容器の着脱方向と直交する方向から前記圧接手段をスライドすることにより、該圧接手段が前記トナー補給容器の封止部材と係合することを特徴とする画像形成装置である。
本発明は、前記圧接手段は、前記封止部材と係合したときに前記駆動伝達部側となる面に、該駆動伝達部を圧接する凸部が設けられていることを特徴とする画像形成装置である。

本発明により、ユーザーがトナー補給容器の補給操作時にトナー補給容器の回転方向の位置合わせを必要とせず、簡単な操作で確実に補給できるトナー補給容器およびこのトナー補給容器を備えるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、本発明に係るトナー補給容器を装着する電子写真複写機の概略構成図である。図２は、電子写真複写機の操作部を示す図である。
電子写真複写機本体１００（以下「装置本体」という）では、原稿１０１が原稿台ガラス１０２の上に置かれ、画像情報に応じた光像が露光装置１０３の複数のミラーＭとレンズＬｎにより、電子写真感光体ドラム１０４上に結像する。カセット１０５、１０６、１０７、１０８に積載された記録媒体（以下、「用紙」という。）Ｐのうち、操作部１００ａからユーザーが入力した情報もしくは原稿１０１の紙サイズから最適な用紙をカセット１０５〜１０８の用紙サイズ情報から選択する。ここで、記録媒体としては、用紙に限定されずに、例えばＯＨＰシート等適宜選択できる。
そして、給紙・分離装置１０５Ａ〜１０８Ａにより搬送された１枚の用紙Ｐを、搬送部１０９を経由してレジストローラ１１０まで搬送し、感光体１０４の回転と、露光装置１０３のスキャンのタイミングを同期させて搬送する。なお、１１１、１１２は転写放電器、分離放電器である。ここで、転写放電器１１１によって、感光体１０４上に形成されたトナー像を用紙Ｐに転写する。そして、分離放電器１１２によって、トナー像の転写された用紙Ｐを感光体１０４から分離する。
この後、搬送部１１３により搬送された用紙Ｐは、定着部１１４において熱と圧により用紙上のトナー像を定着させた後、片面コピーの場合には、排紙反転部１１５を通過し、排紙ローラ１１６により排紙トレイ１１７へ排出される。また、多重コピーの場合には、排紙反転部１１５のフラッパ１１８の制御により、再給紙搬送路１１９、１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排紙トレイ１１７へ排出される。
また、両面コピーの場合には、用紙Ｐは排紙反転部１１５を通り、一度排紙ローラ１１６により一部が装置外へ排出される。そして、この後、用紙Ｐの終端がフラッパ１１８を通過し、排紙ローラ１１６にまだ挟持されているタイミングでフラッパ１１８を制御すると共に排紙ローラ１１６を逆回転させることにより、再度装置内へ搬送される。さらにこの後、再給紙搬送部１１９、１２０を経由してレジストローラ１１０まで搬送された後、片面コピーの場合と同様の経路をたどって排紙トレイ１１７へ排出される。

感光体１０４の回りには現像装置２０１、クリーニング装置２０２、帯電装置２０３等が配置されている。ここで、現像装置２０１は、原稿１０１の情報を露光装置１０３により感光体１０４に形成された静電潜像をトナーを用いて現像するものである。そして、この現像装置２０１へトナーを補給するためのトナー補給容器１が装置本体１００に使用者によって着脱可能に設けられている。ここで、現像装置２０１は、トナーホッパー２０１ａと現像器２０１ｂとを有している。トナーホッパー２０１ａは、トナー補給容器１から補給されたトナーを撹拌するための撹拌部材２０１ｃを有している。そして、この撹拌部材２０１ｃにより撹拌されたトナーは、マグネットローラ２０１ｄにより現像器２０１ｂに送られる。現像器２０１ｂは、現像ローラ２０１ｆと、送り部材２０１ｅを有している。そして、マグネットローラ２０１ｄによりトナーホッパー２０１ａから送られたトナーは、送り部材２０１ｅにより現像ローラ２０１ｆに送られて、この現像ローラ２０１ｆにより感光体ドラム１０４に供給される。
なお、クリーニング装置２０２は、感光体ドラム１０４に残留しているトナーを除去するためのものである。また、帯電装置２０３は、感光体１０４を帯電するためのものである。

図３は、トナー補給容器交換用カバーを開けた状態を示す図である。外装カバーの一部であるトナー補給容器交換用カバー１５（以下交換用カバーという）を図３に示すように使用者が開けると、容器受け台５０が、駆動系（不図示）によって、所定の位置まで引き出される。そして、この容器受け台５０上にトナー補給容器１を設置する。使用者が容器１を装置本体１００から取り出す際には、引き出された容器受け台５０に載っているトナー補給容器１を取り出す。ここで、交換用カバー１５はトナー補給容器１を着脱（交換）するための専用カバーであって、トナー補給容器１を着脱するためだけに開閉される。尚、装置本体１００のメインテナンスは、前面カバー１００ｃを開閉することによって行なわれる。
なお、容器受け台５０を介することなく、トナー補給容器１を直接装置本体１００に設置し、又、装置本体１００から取り外してもよい。

＜実施の形態１＞
次に、本発明の実施の形態１に係るトナー補給容器について図４を用いて説明する。
図４は、本実施の形態のトナー補給容器の一例を示す図である。図４（ａ）は本実施の形態のトナー補給容器の一例を示した斜視図である。また、図４（ｂ）はトナー補給容器の駆動力受け部の構成を示した部分断面図である。

（トナー補給容器）
トナー補給容器本体であるトナーボトル１Ａ（以下容器本体又はボトルとも称す）は、略円筒形状に形成され、その一端面のほぼ中央に円筒部より小径の開口部１ａが突設されている。前記開口部１ａには開口部１ａを閉じる封止部材２が設けて有り、この封止部材２がトナーボトル１Ａの軸線方向にスライドすることにより、開口部１ａの開閉動作を行う構成になっている。前記封止部材２の先端部には磁界発生手段３を設けており、この磁界発生手段３は後述する画像形成装置本体に設けられた圧接手段により、画像形成装置本体内の駆動伝達部表面に圧接し、トナーボトル１Ａに回転駆動を伝達する機能を果たす構成になっている。トナーボトル１Ａの内部の構成について説明する。
トナーボトル１Ａは略円筒形状を有しており、画像形成装置本体内に略水平方向に配置され、装置本体１００から回転駆動を受けて、ボトル１Ａが回転する構成になっている。そして、このトナーボトル１Ａの内面には螺旋状の突起部１ｃが設けてある。トナーボトル１Ａが回転することにより、この螺旋状突起１ｃに沿ってトナーが軸線方向に搬送され、トナーボトル１Ａ端面に設けた開口部１ａからトナーが排出される構成になっている。
本発明の実施の形態におけるトナーボトル１Ａ内部の構成については、トナーボトル１Ａが回転することによりトナーが排出するボトル形状であれば、特にその形状や構成について限定するものではない。本発明の主旨はトナーボトル１Ａを駆動させることによってトナー排出するトナー補給容器１においてボトル１Ａの駆動伝達部に磁界発生手段３を用いたことを特徴としたことであるため、トナーボトル１Ａの構成については一般的によく知られているボトル内部に螺旋状の突起１ｃを形成したものや、その他の構成のものであってもかまわない。
ちなみに、図４にはもっとも一般的な構成である、ボトル内部に螺旋状の突起１ｃを形成したトナーボトル１Ａの例を示した。

また、本発明における駆動の種類は、この実施の形態１に示したような回転駆動だけに限定するものではなく、トナー補給容器を振動、あるいは揺動、又はその他の駆動方法によりトナーを補給するものであれば、特にその駆動の種類は問わない。つまり、画像形成装置本体１００から駆動を受けることによってトナーを排出するトナー補給容器１であれば、その駆動が回転でも、揺動でも振動でも、いずれの駆動方法でも良い。
ボトル１Ａにはボトル１Ａの一端面に開口部１ａが設けて有り、前記開口部１ａ内にボトル１Ａと一体に設けられた駆動軸１ｂが開口部１ａより突出している。この駆動軸１ｂは開口部１ａのほぼ中心軸線上に位置し、封止部材２に設けた係合穴２ａと係合する構成になっている。この駆動軸１ｂは装置本体１００から封止部材２を介して回転駆動力をボトル本体１へ伝達させるためのものであることから、駆動軸１ｂの断面形状は回転駆動力を伝達可能な四角形状やＨカット形状、Ｄカット形状等の形状になっている。

（封止部材）
図５は、封止部材を示す図である。図５（ａ）は、封止部材の正面図、図５（ｂ）は、（ａ）のＡ矢視図、図５（ｃ）は、（ａ）の正面断面図である。
図５の（ａ）〜（ｃ）において、２ｂはトナー補給容器１のトナー排出口である開口部１ａを開封可能に封止する封止部である。この封止部２ｂの外径は開口部１ａの内径よりも適当量大きく設定されている。そして、この封止部２ｂを開口部１ａに圧入嵌合することにより、封止部材２は開口部１ａを密封する。
ところで、この封止部材２には、駆動軸１ｂと係合して装置本体１００から受けた駆動力を駆動軸１ｂ（図４）に伝達するための駆動力伝達部として係合孔２ａを有している。この係合孔２ａは封止部２ｂ及び圧接手段係合部２ｃの形成部分にわたって形成された開口（穴）によって構成されている。ここで、この係合孔２ａは駆動軸１ｂの断面形状に対応した形状を有するとともに、駆動軸１ｂよりも僅かに大きく形成されている。これにより駆動軸１ｂは係合孔２ａに遊嵌される。
そして、このように駆動軸１ｂが係合孔２ａに遊嵌されることにより、ボトル１Ａと封止部材２とは、ボトル１Ａの回転方向にはお互いに係止される一方、軸線方向へはお互いに移動自在に構成されるようになっている。これにより、トナー補給容器装着時、後述するように封止部材２とボトル１Ａとの離間が可能となり、トナー補給口である開口部１ａの開封（開口）が可能となる。
ところで、この係合孔２ａと駆動軸１ｂとの係合長さは、封止部材２とボトル１Ａとが離間する際、外れることのない長さを有している。これにより封止部材２がボトル１Ａと離間しても、駆動軸１ｂは封止部材２を介して駆動力を受けることができる。
このような封止部材２はプラスチック等の樹脂を射出成形して製造するのが好ましいが、他の材料及び製造方法であっても、任意に分割、接合しても構わない。また、封止部材２はトナー補給開口部１ａに圧入嵌合してこれを密封するために適度な弾性が必要とされる。その材料としては低密度ポリエチレンが最も好ましく、次いでポリプロピレン・ナイロン・高密度ポリエチレン等好ましく利用できる。

（駆動伝達部の磁界発生手段）
次に本発明の特徴を最もよく表す、駆動伝達部の磁界発生手段について、図６を用いて説明する。図６は、磁界発生手段を示す図である。図６の（ａ）は、本発明の実施の形態１に係る駆動伝達部の拡大斜視図であり、（ｂ）は駆動伝達部の拡大正面図である。図７は、トナー補給容器の収納を示す平面図である。図８は、トナー容器の着脱を示す図である。図９は、装着したトナー補給容器に圧接手段を取り付ける状態を示す図である。図１０は、トナー補給容器を装置本体の前面に沿うように収容する形態を示す図である。
図６（ａ）の封止部材２は、その先端部に磁界発生手段３が設けられており、トナー補給容器１を電子写真画像形成装置本体１００に装着すると、前記トナー補給容器１の駆動力受け部と前記画像形成装置本体１００の駆動伝達部とを圧接状態とする。画像形成装置本体１００に設けられた圧接手段２４（図８参照）により、本体駆動部２０の先端に設けられた磁性金属製の本体側駆動伝達部３０に磁界発生手段３が圧接され、本体駆動部２０と前記封止部材２が駆動伝達可能に圧接される（図６（ｂ）、図８（ｂ）参照）。その状態にて本体駆動部２０に駆動を与えると前述の要領にて封止部材２を介して駆動が伝達される。
本発明の主旨は駆動の伝達を、駆動源と駆動力受け部間の磁界発生手段の磁力を利用して行うものである。従って、本実施の形態では、容器本体側の封止部材２の先端に磁界発生手段３を設けた例を示したが、例えば磁界発生手段３を本体駆動部２０の先端に配置する構成にしても構わないし、本体駆動部及び容器本体側封止部材の先端部両方に磁界発生手段３を配置した構成にしても、本発明の主旨から外れるものではない。
なお、本実施の形態ではもっとも好適な構成である、トナー補給容器側に摩擦抵抗手段を設けた例を示した。
また、本実施の形態のように、片方のみに磁界発生手段を配置した場合には、相手の駆動伝達部を磁界発生手段と略同一形状とすると、僅かな位置ズレでも磁界発生手段の接触面積が減少してしまい、磁界発生手段にかかる単位面積あたりの負荷が増大してしまうため、より好ましくは、相手の駆動伝達部は磁界発生手段を完全に包含でき、位置ずれした際にもカバーできる程度に大きめにしておくと、多少の装着時の位置ずれにも何ら問題なく機能を発揮することができる。
本発明における磁界発生手段３はラバーマグネットのような多少の弾性を有する材質により形成されている。

（トナー補給容器の交換方法）
次に、トナー補給容器の交換方法について説明する。
画像形成のプロセスに伴い、トナー補給容器１内のトナーが略全量消費されると、装置本体１００に設けられたトナー補給容器空検知手段（不図示）による検知によって、液晶等の表示手段１００ｂ（図２参照）によりユーザーはトナー補給容器１内のトナーが無くなったことを知らされる。
本実施の形態においてはトナー補給容器１の交換はユーザー自身が行ない、その手順は以下の通りである。
まず、図２、図３、図７、図１０示すように、閉じられた状態の交換用カバー１５を、ヒンジ１８を中心に回動させて開く。この交換用カバー１５を開く動作に連動して後述するトナー補給部開閉手段により、図８（ｃ）から矢印ｂと反対方向に容器本体１Ａが移動して、それまで容器本体１Ａと離間してトナー補給開口部１ａを開放する状態にあった封止部材２がトナー補給開口部１ａに圧入嵌合され、トナー補給開口部１ａが閉口される（図８（ｂ）参照）。続いて、図示されないセンサがスライド部材３００の復帰を検知すると圧接手段２４が後退する。
次に、ユーザーは、装置本体１００に装着されているトナーのなくなったトナー補給容器１を図８（ａ）に示す矢印ａ方向と逆方向に引き出し、装置本体１００より取り外す。この後、図８（ａ）に示すようにユーザーは新しいトナー補給容器１を矢印ａの向きに装置本体１００へと挿入した後（図８（ｂ）参照）、交換用カバー１５を閉じる。そして、この交換用カバー１５を閉める動作に連動して先ず圧接手段２４が封止部材２を係止され、スライド部材３００が右行して封止部材２が容器本体１Ａから離間され、トナー補給口である開口部１ａが開封される（図８（ｃ）参照）。以上が、トナー補給容器の交換手順である。

なお、後述する圧接手段による駆動伝達部の圧接をも鑑みると、図７に示すような装着方法がもっとも好適である。図７は図３に示すように装置本体１００の手前（図の左下側）の操作者側から奥側へほぼ水平に真っ直ぐにトナー補給容器本体１を挿入し又は引き出すものである。
なお、図１０は、トナー補給容器１は、装置本体１００の前面に沿うトナー補給容器交換用カバー１５を開き、このカバー１５に設けた容器本体受台１００ｄに載置した後にヒンジ１８を中心にして図１０（ａ）から（ｂ）に示すようにカバー１５を閉めると、装置本体１００に装着されるものである。トナー補給容器１の取り外しは上記と逆である。

（補給動作の説明）
次に図８を用いて本発明におけるトナー補給容器の補給動作について説明する。
図８は本発明におけるトナーボトル１Ａを画像形成装置本体内に挿入してトナー補給を行う過程の状態を各段階毎に示した図である。同図においてｍは複写機本体内に設けた駆動モータであり、中間ギア２１対を介してトナー補給容器側と連結する駆動部２０を回転駆動させる構成になっている。前記駆動部２０には、前記トナー補給容器側に設けられた磁界発生手段３が圧接する本体側駆動伝達部３０が設けてある。ここで、駆動部２０は装置本体１００に装着された軸受２０ａ（片側のみ示す）に軸方向に移動しないように両端支持された駆動軸２０ｂの先端に駆動伝達部３０を固定してある。なお、中間ギア２１対の小ギアは駆動モータｍの軸に固定され、大ギアは駆動力２０ｂに固定されている。
図８において（ａ）はトナー容器本体１Ａを複写機本体１００に挿入させる状態を示した図である。このとき、トナー容器本体１Ａ先端の一端面には開口部１ａが設けて有り、前記開口部１ａは封止部材２により封止された状態にある。

図８（ｂ）は更にトナー容器本体１Ａの挿入が進み、封止部材２先端部に設けた磁界発生手段３が、装置本体側の駆動部２０の本体側駆動伝達部３０に圧接した状態である。この本体側駆動伝達部３０とトナー補給容器側磁界発生手段３との圧接はユーザーがトナーボトル１Ａを挿入した時の挿入動作によって行われ、同時に画像形成装置本体１００に設けられた圧接手段２４（図９（ｃ）参照）が、駆動伝達部３０、及び駆動力受け部である磁界発生手段３の圧接状態を維持するため、封止部材２が駆動伝達部２０から離間する方向へ移動してしまうことを防止するべく係合し、封止部材２の駆動伝達部２０との相対位置を固定する。このような構成とすることにより、駆動伝達部２０が遊離してしまうことなく、駆動伝達部２０に磁界発生手段３による適度な磁力が働き、駆動伝達不良などの不具合無く確実な駆動の伝達が可能となる。

図８（ｃ）は封止部材２と駆動部２０がトナー補給容器の磁界発生手段３と本体側伝達部３０が圧接した後、不図示の本体前カバーの閉動作に連動して、スライド部材３００が矢印ｂ方向に後退することでトナーボトル１Ａも後退し、相対的に封止部材２がボトル１Ａから離れて開口部１ａが開いた状態になりトナー補給可能状態になる。この時、ボトル１Ａの駆動軸１ｂは封止部材２から完全に外れることは無く、駆動軸１ｂの一部が封止部材２内に残っている。また、駆動軸１ｂの断面形状は非円形断面で、四角形や三角形など回転駆動伝達が可能な断面形状になっている。ここで、トナーボトル１Ａは装置本体１００のトナー補給容器部に設けたボトル受けローラ２３によってくら形に支持されている。そこで、トナーボトル１Ａはボトル受けローラ２３上で回転自在であると共に軸方向に移動自在である。

（圧接手段について）
本発明においては、磁界発生手段の磁力を利用して駆動力を伝達するため、駆動伝達時に確実に伝達が行われるよう、画像形成装置本体の駆動伝達部３０にトナー補給容器の駆動力受け部に設けられた磁界発生手段３をある程度圧接する必要があることから、本実施の形態においては、図８、図９に示すような、圧接手段２４を設けている。
圧接手段２４は図９（ｃ）に示すように、封止部材２の圧接手段係合部２ｃに係合するための、逆Ｕ字型の係合部を有しており、画像形成装置本体内に設けられており、矢印方向ｃ−ｄに移動可能な構成となっている。トナー補給容器の着脱の際は、前記圧接手段２４は、矢印のｄ方向に位置し、トナー補給容器及びトナー補給容器に嵌合されている封止部材２は着脱自在となっている。また着脱が終了し、トナー補給容器本体１Ａが画像形成装置本体１００からの駆動を受ける際には、前記圧接手段２４が矢印のｃ方向に移動し、前記トナー補給容器の封止部材２に設けられた圧接手段係合部２ｃに進入し、封止部材２は係止され、画像形成装置本体１００の駆動伝達部との圧接状態を維持するよう、前記駆動伝達部との相対位置は固定される。本実施の形態においては、前記圧接手段２４が封止部材２の圧接手段係合部２ｃに進入する際に、前記圧接手段２４が前記圧接手段係合部２ｃに干渉しないよう、誘い込みのためのＣ面を封止部材２に設けた構成とした。ここで、圧接手段係合部２ｃは封止部材２に設けた周方向の溝である。

また、より確実な圧接作用が得られるよう、前記圧接手段２４に封止部材２を画像形成装置本体１００の駆動伝達部側に押し付けるための凸部２４ｂを設けることにより、操作者によるトナー補給容器１の押し込みが不十分であったり、前記封止部材２の寸法差による圧接力不足が生じた場合にも、確実に磁界発生手段が圧接され、駆動伝達不良などの不具合をなくすことができる。ここで、圧接手段２４は図外で根本側は剛に支持されており、凸部２４ｂはなめらかに湾曲してその頂部は圧接手段係合部２ｃの側面２ｃ１に図９（ａ）の非係合位置では入り込んでいる。そこで、図９（ｂ）に示すように凸部２４ｂは側面２ｃ１に押されて圧接手段２４は弾性変形している。この圧接手段２４による、駆動伝達部の圧接力については、本発明の主旨によって制限されるものではなく、磁界発生手段の機能が充分果たせるよう、駆動伝達時にかかる磁界発生手段への負荷、駆動の種類、駆動速度、磁界発生手段の形状・大きさ、その他設計・製造上の制約などにより、適宜最適な強度となるよう設計して構わない。
次に前記圧接手段２４の移動機構については、不図示の画像形成装置本体の前カバーの開閉動作に連動させて、前カバーを閉じた時に圧接手段２４が矢印ｃ方向におりてきて、前記封止部材２の圧接手段係合部２ｃに進入し圧接を行い、前カバーを開けると矢印ｄ方向に移動するといった構成にしても構わないし、あるいは別途駆動モーターなどを用いて、独立した圧接動作を行うような構成にしても構わないし、あるいは装置本体の前カバーとの連動動作ではなく、別途手動レバーを設け、これに連動して圧接動作を行うような構成にする、など何れの方法でも構わない。

次に、この状態でモーターｍを駆動させると回転駆動力は中間ギア２１対、駆動軸２０ｂを介して本体駆動部２０へ伝えられ、本体駆動部２０から封止部材２へと伝達し、さらに封止部材２からボトル駆動軸１ｂへと伝わることでボトル１Ａが回転する構成になっている。すなわちこの封止部材２はトナーを封止すると同時にボトル１Ａの回転駆動力を伝達させる２つの機能を果たしている。また、ボトル１Ａはボトル受けローラ２３により回転可能に支持されているため、わずかな駆動トルクでもスムーズに回転することが可能である。
また、ボトル受けローラ２３に、ボトル回転時の偏心をバネ部材などにより吸収できるよう構成しても良い。そのような場合には、駆動部接合時の芯合わせに高い精度が要求されず、補給操作及び本体構成を簡単にすることができる。
また、本発明におけるトナー補給容器には非磁性トナーが用いられているため、磁界発生手段３の表面や磁界発生手段と圧接されることにより磁化した駆動伝達手段３０の表面へのトナー付着を抑制できるため、安定し駆動伝達が実現可能である。
次に本発明の実施の形態２としてプロセスカートリッジに適用した場合の例について、以下に説明する。

＜実施の形態２＞
実施の形態２に係るプロセスカートリッジ及びこれを装着可能な画像形成装置について、図１１から図１８を参照して具体的に説明する。
ここでは説明の順序として、まず図１１から図１４を参照してプロセスカートリッジ及びこれを装着して用いる画像形成装置の全体構成を説明し、次に図１５から図１８を参照してプロセスカートリッジと画像形成装置本体の駆動伝達機構である磁界発生手段の構成について説明する。

（全体構成）
図１１は、プロセスカートリッジを取り外し可能に装着した画像形成装置の構成模式説明図であり、図１２は、プロセスカートリッジの構成模式説明図であり、図１３は、プロセスカートリッジの外観斜視図であり、図１４は、プロセスカートリッジの装着構成の説明図である。
図１１に示す画像形成装置Ａは、露光装置１０３から画像情報に基づいたレーザー光像をドラム形状の電子写真感光体に照射して該感光体に潜像を形成し、この潜像を現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、記録媒体である用紙Ｐを給紙カセット３１ａからピックアップローラ３１ｂ及び給送ローラ３１ｃ、搬送ローラ対３１ｄ、レジストローラ対３１ｅ等からなる搬送手段３１で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとしてカートリッジ化された感光体に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって用紙Ｐに転写し、その用紙Ｐをガイド板３１ｆでガイドして定着手段へと搬送する。この定着手段５は駆動ローラ５ａ及びヒータ５ｂを内蔵する定着ローラ５ｃからなり、通過する用紙Ｐに熱及び圧力を印加して転写トナー像を定着する。そしてこの用紙Ｐを排出ローラ対３１ｇ，３１ｈで搬送し、反転搬送経路を通して排出部６へと排出如く構成している。尚、この画像形成装置Ａは、手差しトレイ３１ｉ及びローラ３１ｊによって手差し給送も可能となっている。

プロセスカートリッジＢは、感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば感光体を帯電させる帯電装置、感光体に形成された潜像を現像する現像装置、感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング装置等がある。本実施の形態のプロセスカートリッジＢは、図１２及び図１３に示すように、感光体である感光層を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電装置の帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電し、露光装置１０３からの情報光を露光開口部９を介して感光体ドラム７に露光して潜像を形成し、現像装置１０によって現像するように構成している。
現像装置１０は、トナー収納部１０ａ内のトナーを送り部材１０ｂで送り出し、固定磁石１０ｃを内蔵した現像ローラ１０ｄを回転させると共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を用紙Ｐに転写した後は、クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート１１ｂによってすくい取り、除去トナー溜め１１ｃへ集めるクリーニング装置１１によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去するように構成している。

感光体ドラム７等の各部材は、トナーを収納するトナー容器１２ａと、現像ローラ１０ｄ等の現像部材を保持する現像フレーム１２ｂとを溶着して現像ユニットを構成し、これをクリーニング枠体１２ｃに感光体ドラム７やクリーニング手段１１等を取り付けたクリーニングユニットを結合して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、装置本体１３に設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。
前記カートリッジ装着手段は、軸１４ａを中心にして開閉カバー１４を開くと、図１４に示すように、カートリッジ装着スペースの左右両側面にカートリッジ装着ガイド部材３２が対向して取り付けてあり（図１４は一方側面のみを図示）、この左右ガイド部材３２にはプロセスカートリッジＢを挿入するときのガイドとなるガイド部３２ａが対向して設けてある。このガイド部３２ａにカートリッジ枠体の長手方向両側に突出形成したボスをガイドさせて挿入し、開閉カバー１４を閉じることによってプロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに装着する。前記プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに装着すると、後述するように、カートリッジ側駆動力受け部に設けられた摩擦抵抗手段と本体側駆動伝達部とが圧接し、その摩擦力により、感光体ドラム７等は装置本体から駆動を受けて回転可能となる。

（駆動伝達部構成）
次に画像形成装置本体１００からプロセスカートリッＢジへの駆動伝達機構である駆動伝達手段の構成について説明する。図１５は、駆動伝達手段の外観図である。図１６は、駆動伝達手段の断面図である。
図１５及び図１６に示すように、感光体ドラム７の一方端部には磁界発生手段３が設けてある。
一方、画像形成装置本体側には、本体側駆動伝達部３０(磁性部材)が設けてある。この本体側駆動伝達部３０は、プロセスカートリッジＢを挿入したときの感光体ドラム回転軸線と一致する位置に駆動軸２７が配設してある。この駆動軸２７はモータ１９のピニオンギア３３と噛み合う伝達ギア３４を介して回転力が伝達され、駆動回転可能となっており、その先端に本体側駆動伝達部３０が形成してある。駆動軸２７は装置本体１３に設けた不図示の軸受により支持されている。
駆動軸２７には、図１６に示すように、伝達ギア３４が固着してあり、この伝達ギア３４とピニオンギア３３はハス歯ギアで構成している。このハス歯ギアは、駆動軸２７を画像形成時の回転方向に回転すると、伝達ギア３４に図１６の矢印ａ方向の推力を発生させるような傾斜角の歯を有している。これにより、伝達ギア３４と一体的な駆動軸２７が感光体ドラム７に向って押し付けられ、駆動軸２７の表面に設けた磁性部材である本体駆動伝達部３０と感光体ドラム側に設けた磁界発生手段３とが圧接する。
また、このとき感光体ドラム７と本体駆動側の駆動軸２７との位置精度をより高めるために図１５及び図１６に示すように、本体側駆動伝達部３０の中心部に位置合せ用センタ３０ｂを設け、前記センタ３０ｂをドラム側磁界発生手段３を設けるフランジ１６のセンタ穴３ｈに嵌合させるような構成をとっても良い。これにより互いの中心軸が正確に合致し、駆動伝達時の圧接不良等が発生することなく、確実で精度の高い回転駆動の伝達が実現できる。特に感光体ドラム等のような高い回転精度を必要とするような駆動伝達部には、こうした構成は有効である。
なお、フランジ１６は中空アルミ筒の外周に感光層を有する感光体ドラム７の端部に嵌入固定されている。そして、センタ穴３ｈと同心である磁界発生手段３にはセンタ穴３ｈよりも大きな穴があいている。
また、本構成は先に実施の形態１で説明したトナー補給容器の場合に適用しても、もちろん構わないし、その他の駆動伝達部に適用しても何ら構わない。

図１７は、開閉カバーを閉じた状態を示す図である。図１８は、開閉カバーを開けた状態を示す図である。
開閉カバー１４には図１７（ａ）に示すように、軸１４ａを中心にした円弧状の解除部材３５が取り付けてあり、この解除部材３５の先端部分には図１７（ｂ）に示すように、徐々に肉厚となるカム部３５ａが形成してある。従って、図１８に示すように、プロセスカートリッジＢを取り外すために開閉カバー１４を開くと、カム部３５ａが装置本体１３の壁部３６と伝達ギア３４の間に入り込み、該伝達ギア３４の側面を矢印ｂ方向へ押し出す。これにより、駆動軸２７及びその表面に設けた本体側駆動伝達部３０は壁部３６から引っ込んで感光体ドラム７に設けた磁界発生手段３との圧接が解除され、プロセスカートリッジＢの取り外しがスムーズに行われる。

＜他の実施の形態＞
次に、実施の形態２に係るプロセスカートリッジＢ及び画像形成装置の各部の他例について説明する。
実施の形態２では、プロセスカートリッジＢは単色画像を形成するためのものであったが、プロセスカートリッジは単色の画像を形成する場合のみならず、現像装置を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。
また、現像方法としても、公知の２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
また、感光体としては、感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。まず感光体としては、光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行ったものである。

また、帯電装置の構成も、上述した実施の形態２では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、感光体ドラムの表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然である。
帯電装置としてはローラ型以外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
また、感光体ドラムに残存するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
また、プロセスカートリッジとは、例えば感光体と、少なくともプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、上述した実施の形態のもの以外にも、例えば感光体と帯電装置とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。感光体と現像装置とを一体化的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。感光体とクリーニング装置とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には、感光体と、上述のプロセス手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
上述のプロセスカートリッジは、帯電装置、現像装置又はクリーニング装置と感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。または、帯電装置、現像装置、クリーニング装置の少なくとも一つと感光体とを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少なくとも現像装置と感光体とを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものである。
更に、上述の実施の形態では画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成装置に使用することも当然可能である。

本発明に係るトナー補給容器を装着する電子写真複写機の概略構成図である。 電子写真複写機の操作部を示す図である。 トナー補給容器交換用カバーを開けた状態を示す図である。 トナー補給容器の一例を示す図である。 封止部材を示す図である。 磁界発生手段を示す図である。 トナー補給容器の収納を示す平面図である。 トナー容器の着脱を示す図である。 装着したトナー補給容器に圧接手段を取り付ける状態を示す図である。 トナー補給容器を装置本体の前面に沿うように収容する形態を示す図である。 プロセスカートリッジを取り外し可能に装着した画像形成装置の構成を示す図である。 プロセスカートリッジの構成図である。 プロセスカートリッジの外観斜視図である。 プロセスカートリッジの装着構成を示す図である。 駆動伝達手段の外観図である。 駆動伝達手段の断面図である。 開閉カバーを閉じた状態を示す図である。 開閉カバーを開けた状態を示す図である。

符号の説明

１ トナー補給容器
１Ａ トナー補給容器本体（容器本体）
１ａ 開口部
１ｂ 駆動軸
１ｃ 螺旋状突起
１ｄ 後端板
２ 封止部材
２ａ 係合穴
２ｂ 封止部
２ｃ 圧接手段係合部
２ｃ１ 側面
２ｄ 位置決め溝
３ 磁界発生手段
３ｈ センタ穴
４ 転写ローラ
５ 定着手段
５ａ 駆動ローラ
５ｂ ヒータ
５ｃ 定着ローラ
６ 排出部
７ 感光体（感光体ドラム）
８ 帯電ローラ
９ 露光開口部
１０ 現像装置
１０ａ トナー収納部
１０ｂ 送り部材
１０ｃ 固定磁石
１０ｄ 現像ローラ
１０ｅ 現像ブレード
１１ クリーニング装置
１１ａ クリーニングブレード
１１ｂ スクイシート
１１ｃ 除去トナー溜め
１２ａ トナー容器
１２ｂ 現像フレーム
１２ｃ クリーニング枠体
１３ 装置本体
１４ 開閉カバー
１４ａ 軸
１５ トナー補給容器交換用カバー
１６ フランジ
１８ ヒンジ
１９ モータ
２０ 本体駆動部
２０ａ 軸受
２０ｂ 駆動軸
２１ 中間ギア
２３ ボトル受ローラ
２４ 圧接手段
２４ａ 付勢部材
２４ｂ 凸部
２７ 駆動軸
３０ 本体側駆動伝達部（摩擦抵抗手段圧接部）
３０ａ 凹又は凸部
３０ｂ 位置合せ用センタ
３１ 搬送手段
３１ａ 給紙カセット
３１ｂ ピックアップローラ
３１ｃ 給送ローラ
３１ｄ 搬送ローラ対
３１ｅ レジストローラ
３１ｆ ガイド板
３１ｇ、３１ｈ 排出ローラ対
３１ｉ 手差しトレイ
３１ｊ ローラ
３２ 左右ガイド部材
３２ａ ガイド部
３３ ピニオンギア
３４ 伝達ギア
３５ 解除部材
３５ａ カム部
３６ 壁部
５０ 容器受け台
１００ 画像形成装置本体
１００ａ 操作部
１００ｂ 液晶表示手段
１００ｃ 前面カバー
１００ｄ 容器本体受け台
１０１ 原稿
１０２ 原稿台ガラス
１０３ 露光装置
１０４ 感光ドラム
１０５、１０６、１０７、１０８ カセット
１０５Ａ、１０６Ａ、１０７Ａ、１０８Ａ 給紙・分離装置
１０９ 搬送部
１１０ レジストローラ
１１１ 転写放電器
１１２ 分離放電器
１１３ 搬送部
１１４ 定着部
１１５ 排紙反転部
１１６ 排紙ローラ
１１７ 排紙トレイ
１１８ フラッパ
１１９、１２０ 再給紙搬送路
２０１ 現像装置
２０１ａ トナーホッパー
２０１ｂ 現像器
２０１ｃ 撹拌部材
２０１ｄ マグネットローラ
２０１ｅ 送り部材
２０１ｆ 現像ローラ
２０２ クリーニング装置
２０３ 帯電装置
３００ スライド部材
Ａ レーザービームプリンター
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｍ ミラー
Ｌｎ レンズ
Ｐ 用紙
ｍ 駆動モーター

Claims (3)

1. 内部に収納されたトナーを開口部から排出するトナー補給容器を着脱可能に保持する容器受け台と、該トナー補給容器に駆動を伝達するための駆動伝達部とを有する画像形成装置において、
   前記トナー補給容器の開口部は封止部材で封止され、前記駆動伝達部及び／又は前記封止部材に磁界発生手段が設けられ、前記駆動伝達部と前記封止部材とが連結することで、前記磁界発生手段により前記駆動伝達部からの駆動が前記トナー補給容器本体に伝達され、
   前記駆動伝達部と連結した前記封止部材と係合し、前記封止部材を前記駆動伝達部側へ圧接する圧接手段を画像形成装置本体に備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記圧接手段はＵ字形状を有し、前記トナー補給容器の着脱方向と直交する方向から前記圧接手段をスライドすることにより、該圧接手段が前記トナー補給容器の封止部材と係合する
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記圧接手段は、前記封止部材と係合したときに前記駆動伝達部側となる面に、該駆動伝達部を圧接する凸部が設けられている
   ことを特徴とする画像形成装置。

Images