JP4681489B2

JP4681489B2 - トナーカートリッジ、現像装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4681489B2
Application number: JP2006097147A
Authority: JP
Inventors: 竜彦下村
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 2006-03-31
Filing date: 2006-03-31
Publication date: 2011-05-11
Anticipated expiration: 2026-03-31
Also published as: CN101046661A; CN101046661B; US7840160B2; EP1840671B1; US20070230999A1; JP2007271895A; EP1840671A1

Description

本発明は潜像担持体に形成された静電潜像を現像して可視化する画像形成装置に用いられるトナーカートリッジ、このようなトナーカートリッジが着脱される現像装置、及びこのようなトナーカートリッジと現像装置を具備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、感光ドラム表面に形成される静電潜像を現像手段により現像して、記録媒体に転写して定着を行う。このような現像手段を有するユニットは、本明細書において現像ユニットと称される。現像ユニットは印刷を繰り返すことによってトナーが減少するため、トナーを貯蔵したトナーカートリッジを別体として設け、トナーが少なくなると新しいトナーカートリッジと交換することにより、トナーの補充を可能としているものがある。

上記トナーカートリッジは、現像ユニットのトナー受給開口に対応した位置にトナー供給開口を設け、現像ユニットへの装着後にシャッターを開く、もしくはシールを開封することにより現像ユニットヘトナーを供給する。現像ユニットのローラ類の仕様及び印刷動作時の周速、トナー層厚規制部材の仕様、高電圧の印加条件などの各種設計、また、画像形成装置における定着器の温度設定などは、上記トナーの特性に合わせてなされているため、トナー補充の際に専用のトナーとは異なるトナーが補充されると印刷に不具合が生じたり、定着器への未定着トナー付着等に伴う用紙ジャム等の不具合が発生してしまう。

このような不具合を回避するために、トナーカートリッジに記憶素子を設け、その記憶素子にトナーの情報を保持し、トナーカートリッジの装着時には画像形成装置側でこれを読み取ることで、専用トナー以外のトナーが装着された際に、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）等にその旨を表示し、ユーザに通知することがなされているものがある。記憶素子と画像形成装置間のデータのやり取り方法については、大きく分けて接触方式、非接触方式の2通りがあるが、特に接触方式の場合、部品寸法のばらつきに起因する公差により、記憶素子コンタクト部とそれに対応する現像ユニット側もしくは画像形成装置側のコンタクト部との間で所望の電気的導通を得るために必要とされる接圧を確保することが困難である。このような問題点を解決するために、現像ユニットにトナーカートリッジを押圧して固定するための係止部にそれぞれコンタクトを設け、これらの係止部において電気的導通を図るものが知られている。（例えば、特許文献１参照。）。

特開2002-16935号公報

しかしながら、トナーカートリッジを現像ユニットに対して押圧して固定する場合、トナーの漏れを防止するために、コンタクト間で所望の電気的導通を確保するために必要な接圧以上の接圧でトナーカートリッジを現像ユニットに押し付ける必要がある。この大きな接圧により、トナーカートリッジの着脱動作においてコンタクトの削れや破損が発生する虞がある。コンタクトに削れや破損が発生すると、トナーカートリッジの繰り返し使用が困難となり、リサイクル性が低下してしまう。

そこで、上述の技術的な課題に鑑み、本発明はトナーカートリッジに記憶素子及び記憶素子と導通を持つコンタクト部を実装し、現像ユニットもしくは画像形成装置と前記コンタクト部において接触させて導通を行う装置において、部品寸法ばらつき等により接触不良を未然に防止して、必要以上の接圧に起因するコンタクト部の破損やリサイクル使用等の繰り返しの使用ができなくなるといった不具合も防止されるようなトナーカートリッジおよび現像装置の提供を目的とする。

上述の技術的な課題を解決するため、本発明のトナーカートリッジは、現像装置に対して着脱可能とされるトナーカートリッジであって、記憶素子と、前記記憶素子が接続され、前記現像装置に設けられた装置端子部と情報のやり取りを行う端子部と、当該トナーカートリッジの長手方向における端部であり、前記端子部が設けられる第１の端部と、前記第１の端部に対向する端部であり、前記現像装置に係合する第２の端部と、前記第１の端部側において、前記第１の端部及び前記第２の端部を連結する外周面に形成され、前記現像装置に設けられた受け部と係合する係合部と、を備え、前記現像装置への前記係合部を介した当該トナーカートリッジの装着動作に伴い、前記第１の端部は前記現像装置の前記装置端子部に対して押圧される方向で付勢されることを特徴とする。

また、本発明の現像装置は、上述のようなトナーカートリッジが着脱される現像装置であって、前記端子部と情報のやり取りを行う装置端子部と、前記係合部と係合し、前記第１の端部を前記装置端子部に付勢する受け部とを備えることを特徴とする。

さらに、本発明の画像形成装置は、トナーカートリッジと現像装置を有する画像形成装置であって、前記トナーカートリッジは、記憶素子と、前記記憶素子に接続される端子部と、前記端子部が設けられる第１の端部と、前記第1の端部に対向し、前記現像装置に係合する第２の端部と、前記第１の端部側に配設される係合部とを有し、前記現像装置は、前記端子部との情報のやり取りを行う装置端子部と、前記係合部と係合し、前記第１の端部を前記装置端子部側に付勢する受け部とを有することを特徴とする。

また更に、本発明にかかるトナーカートリッジは、内部にトナーを貯蔵し、現像装置に対して着脱可能とされるトナーカートリッジであって、記憶素子と、前記記憶素子に接続され、前記現像装置に設けられた装置端子部と情報のやり取りを行う端子部と、トナーカートリッジの長手方向の一端において前記端子部が外側に向けて配設される第１の端部と、トナーカートリッジの長手方向の前記第１の端部の反対側である第２の端部と、を備え、前記第１の端部と前記第２の端部との間のトナーカートリッジ外周面において、前記現像装置の前記装置端子部への付勢に要する前記第１の端部への押圧力に基づき規定され、トナーカートリッジの長手方向の半分の長さ位置より前記端子部側に前記現像装置に設けられた受け部と係合する凸部が設けられることを特徴とするトナーカートリッジ。

本発明のトナーカートリッジによれば、端子部が設けられた第１の端部側に配設される係合部を有しており、係合部は、当該トナーカートリッジが現像装置に装着される際に第１の端部が前記現像装置に対して押圧される方向で付勢される。これにより、部品寸法のばらつきに起因する端子部の接圧ばらつきを低減して安定した電気的導通を確保することができる。また、端子部に必要以上に大きな接圧が加わることを防止でき、トナーカートリッジのリサイクル性を向上させることができる。

本発明の好適な実施形態を図面を参照しながら説明する。
[第１の実施形態]
図１は本発明にかかる画像形成装置全体を示す模式図であり、図２は現像ユニット２を拡大して示す模式図である。トナーカートリッジ１８は内部にトナー貯蔵空間１９を有し、そこにトナーを貯蔵している。後述する装着動作及びレバーを回転することにより、シャッターが開かれ、カートリッジ内部のトナーを現像ユニット２の内部のトナー保持空間２０へ供給することができる。供給されたトナーは、供給ローラ２１により現像ローラ２２に供給され、ブレード２３によって現像ローラ２２の表面に薄膜が形成される。

また、帯電ローラ２４により、感光ドラム２５の表面は一様に帯電され、露光部１７により選択的に露光されることにより静電潜像が形成され、その静電潜像を前述した現像ローラ２２によって現像してトナー像が形成される。そして感光体ドラム２５の表面に形成されたトナー像は、ホッピングローラ７やレジストローラ８、９で構成される給紙機構及び紙送り機構によりカセット３から送られてきた記録媒体５に転写ローラ１０により転写される。

この時転写されずに感光ドラム２５上に残ったトナーはクリーニングローラ２６により除去される。その後、ヒートローラ１２とバックアップローラ１１で構成される定着ユニットにおいてトナーの定着が行われ、排出ローラ１３〜１６により排出される。上記印刷動作を制御するための制御部３０を画像形成装置内部に有する。なお、図１において、現像ユニット２は画像形成装置１の内部に配置されている。記録媒体４はカセット３内部に格納され、記録媒体５に続いて画像が形成される記録媒体を示し、記録媒体６は記録媒体５に先立って画像が形成された記録媒体を示している。

略円柱形状のトナーカートリッジ１８は、後述する記憶素子に接続される端子部としてのコンタクト部１２１を長手方向端面に実装している。また、現像ユニット２側には、該コンタクト部１２１と情報のやり取りを行うための装置端子部としてのコネクタ部１２３が設けられている。コネクタ部１２３は、図示しない基板及び線材によりコンタクト１２５に接続されており、現像ユニット２のコンタクト１２５に対応する画像形成装置１側の位置にコネクタ１５０が実装され、図示しない配線により制御部３０に接続されている。

図３、図４は本実施形態にかかるトナーカートリッジを示す斜視図であり、図３は、各部品に分解した斜視図であり、図４は各部材を組み立てた状態の斜視図である。トナーカートリッジ１８は、トナーの供給を規制するシャッターとしての役割を果たす内筒部材１０１と、内筒部材１０１を収納する外筒部材１０５からなる。これら内筒部材１０１と外筒部材１０５は、それぞれアクリロニトリル・ブタジエン・スチレン（ＡＢＳ）樹脂などの熱可塑性樹脂材料からなる。内筒部材１０１は、ある曲率を持った面で形成されトナーの流出を制御するためのシャッター部１０２と、開口部１０３と、当該内筒部材１０１を回転させるためのレバー部１０４と、内筒部材１０１と外筒部材１０５との間からトナーが漏れ出すことを防止するためのシール部材１１１とから成る。シャッター部１０２の外筒部材１０５に形成されたトナー供給開口部１１０に対向する面には図示しないシール部材が貼り付けられている。

外筒部材１０５における第１の端部としての長手方向の一端面には、トナーに関する情報を記憶する記憶素子１２０及び該記憶素子１２０と導通を有するコンタクト部１２１を持つ基板１２２が実装されるポケット部１０８が形成されている。外筒部材１０５における第２の端部としての長手方向の他端面には、サイドケース１０６が溶着などにより取り付けられている。また、長手方向の略直交する短手方向の外周面において、基板１２２が装着される長手方向の一端面の近傍には、リブ１０９が外筒部材１０５と一体に形成されている。このリブ１０９は、トナーカートリッジ１８を現像ユニット２に装着した際、後述する現像ユニット２の受け部としてのリブ１１９（図８）と係合する係合部として機能する、なお、リブ１０９は外筒部材１０５と別体で形成し、外筒部材１０５に取り付けるようにしても良い。

また、現像ユニット２に装着した際、現像ユニット２の枠体に形成された図８に示すリブ１１７と係合することにより、トナーカートリッジ１８が上に持ち上がることを規制する規制するリブ１１８が形成されている。

図５乃至図７は基板１２２の実装部付近の詳細な図である。図５には基板１２２を示す。略矩形状で下側角部が斜めに切り落とされた形状の基板１２２には記憶素子１２０が裏面側に実装され、スルーホールにより記憶素子１２０とは逆面となる表面に設けた金属片などからなるコンタクト部１２１に接続されている。

図６は基板１２２を未実装とした時のトナーカートリッジの基板実装部付近を示す図であり、左側面図は断面図である。図７は基板１２２を実装した後の図であり、左側面図は断面図である。基板１２２は、外筒部材１０５に設けられたポケット部１０８にコンタクト部１２１が外側となるようリブ部１１２を変形させながら挿入され、所定の位置まで挿入されたところでリブ部１１２が元に戻ることで抜けないように外筒部材１０５のポケット部１０８内に実装される。

トナーカートリッジ１８が取り付けられる現像ユニット２の斜視図を図８に示し、図９に図８の矢印Ａ方向から見た現像ユニット２の裏側の斜視図を示す。図８は、トナーカートリッジ１８が未装着の状態を示している。現像ユニット２は、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１と接触し、電気的に導通する装置端子部としてのコネクタ部１２３を有する。本実施形態においては、コンタクトパッド１２１aに対応するコネクタピン１２３aを２つ、コンタクトパッド１２１bに対応するコネクタピン１２３bを２つ有している。なお、１つのコンタクトパッドに対し２つのコネクタピンを実装しているのは、コンタクト部１２１とコネクタ部１２３の電気的な接続をさらに安定化させるためである。

コネクタ部１２３は基板１２４と図示しない線材を通じて、図９に示す現像ユニット２の画像形成装置とのコンタクト１２５に接続される。コネクタ部１２３を実装した基板１２４は、現像ユニット２のフレームの一部である壁１２８によりコンタクト接圧方向の支持がなされている。図８において、トナー受給開口部１２６の周りにはトナー供給開口部１１０との間でトナーが漏れないようにシール部材１２７が貼り付けられている。トナーカートリッジ１８の装着時には、トナーカートリッジ１８のリブ１１８が現像ユニット２のリブ１１７に係合して固定されることにより、トナーカートリッジ１８が上方に持ち上がることが規制される。また、現像ユニット２のリブ１１９とトナーカートリッジ１８のリブ１０９が係合し、リブ１０９がコネクタ部１２３の方向に付勢されることにより、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１が現像ユニット２のコネクタ部１２３に所定の押圧力で接続される。

リブ１１９は、トナーカートリッジ１８の短手方向の外周面に突設される一対のリブ１０９を受ける受け部である。リブ１１９は、図１０に示すように、トナーカートリッジ１８の短手方向の動きを規制する壁面１３７と、トナーカートリッジ１８の長手方向の動きを規制する壁面１３８と、底面１３９とを有している。また、壁面１３７及び１３８の上方には、リブ１０９を壁面１３７、１３８及び底面１３９で囲まれた溝部１４０に案内するための傾斜面１３７ａ、１３８ａがそれぞれ形成されている。

図１１は現像ユニット２ヘトナーカートリッジ１８が装着されていない場合の係合部付近を示し、図１２は装着された状態での係合部付近を示す。現像ユニット２のリブ１１７にトナーカートリッジ１８のリブ１１８が、かつ現像ユニット２のリブ１１９にトナーカートリッジ１８のリブ１０９が嵌り込むように上方から斜めにコネクタ１２３を押し込みながら挿入する。このとき、各傾斜面１３７ａ、１３８ａによってリブ１０９が溝部１４０に嵌り込むように案内され、リブ１０９がリブ１０９の底部の所定の位置に確実に位置決めされる。その後、図８、及び図１３乃至図１５に示すトナーカートリッジ１８のレバー１０４に設けた溝部１３６に現像ユニット２に設けたリブ１３５を嵌め込み、レバー１０４を回転させることで、現像ユニット２のトナー受給開口部１２６の周りに貼り付けられた発泡ウレタンなどのスポンジ材からなるシール部材１２７を圧縮させながらトナーカートリッジ１８が現像ユニット２に装着される。このようにシール部材１２７を圧縮させながら押圧することで、現像ユニット２のトナー受給開口部１２６の周囲でのトナー漏れは防止される。

この時、トナーカートリッジ１８のリブ１０９の係合面１０９ａからコンタクト部１２１の表面までの距離Ｌ２（図１２）は、現像ユニット２のリブ１１９の壁面１３８からコネクタ部１２３の先端部、すなわちコネクタピン１２３ａ、１２３ｂの先端部までの距離Ｌ１（図１１）よりも大きく設計されている。そのため、コンタクト部１２１によりコネクタピン１２３ａ、１２３ｂが押圧されると、距離Ｌ１とＬ２の差分量だけコネクタピン１２３ａ、１２３ｂが変形する。コンタクト部１２１とコネクタ部１２３の間で所望の電気的導通が確保されるために必要なコネクタピン１２３ａ、１２３ｂの変形量の下限値から、コネクタピン１２３ａ、１２３ｂの弾性変形限界点となる変形量の上限値までの範囲を有効ストロークと定義する。そして、その有効ストロークの範囲を、例えば、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍと規定する場合、距離Ｌ１とＬ２との差分量の中心値を１ｍｍ、構成部品の積み上げ公差を±０．５ｍｍ以内となるように設計する必要がある。

本実施形態においては、図１６に示すように、現像ユニット２側の構成部品の積み上げ公差としては、リブ１１９の壁面１３８から基板１２４を支持する壁１２８の表面までの寸法公差Δｄ１、基板１２４の板厚公差Δｄ２、基板１２４の表面からコネクタ１２３の先端部までの寸法公差Δｄ３とがあるが、これらの公差を単純に積み上げでも±０．３ｍｍ以内で収まる。トナーカートリッジ１８側の構成部品の積み上げ公差としては、リブ１０９の係合面１０９ａから基板１２２の支持部までの寸法公差Δｄ４と、基板１２２の板厚公差Δｄ５とがある。本実施形態においては、係合部となるリブ１０９をトナーカートリッジ１８の短手方向の外周面に形成するため、リブ１０９の係合面１０９ａから基板１２２の支持部までの寸法ｄ４を短くすることが可能である。そのため、例えば寸法ｄ４が３０ｍｍ程度であれば、その寸法公差Δｄ４を±０．１ｍｍ以内となるように製造することは容易である。今、基板１２２の板厚公差Δｄ５を、例えば±０．１ｍｍとすれば、寸法公差Δｄ４と板厚公差Δｄ５とを合わせた公差は、±０．２ｍｍ以内となる。従って、現像ユニット２側の積み上げ公差（Δｄ１＋Δｄ２＋Δｄ３）と、トナーカートリッジ１８側の積み上げ公差（Δｄ４＋Δｄ５）とを合わせた公差は、±０．５ｍｍ以内となり、上述した設計目標の公差内に収めることが可能となる。なお、それぞれの寸法ばらつきを正規分布で考えれば、上記積み上げ公差はさらに小さい値となる。

仮に、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１と現像ユニット２のコネクタ部１２３とを接触させるために、コンタクト部１２１が設けられた長手方向の一端部に対向する他端部でトナーカートリッジ１８を押圧する場合を考えると、Ａ４／ＬＥＴＴＥＲ対応のトナーカートリッジの場合で、他端部から上記基板１２２の支持部までの寸法は約２５０ｍｍとなる。この場合、その寸法に対する公差を±０．１ｍｍ以内に収めてトナーカートリッジを製造することは非常に困難となる。

本実施形態では、以上説明したトナーカートリッジ１８の現像ユニット２への装着により、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１が現像ユニット２のコネクタ部１２３と接続し、さらに基板１２４及び図示しない線材を介して図９に示す現像ユニット２のコンタクト１２５へと接続される。上記トナーカートリッジ１８が装着された現像ユニット２を画像形成装置１に装着すると、画像形成装置１のコネクタ１５０と現像ユニット２のコンタクト１２５が接続され、結果としてトナーカートリッジ１８の記憶素子１２０と画像形成装置１の制御部３０が接続される。なお、当然のことながら、現像ユニット２を先に画像形成装置１に装着し、その後トナーカートリッジ１８を装着しても同様に記憶素子１２０と画像形成装置１の制御部３０は接続される。以上の構造によって、記憶素子１２０に記録されたトナー情報を制御部３０が読み取ることが可能となり、トナーカートリッジ１８が装着されていない場合や、トナーカートリッジ１８に記憶素子１２０が搭載されていない場合等情報が読み取れない場合においては、トナーカートリッジが装着されていないか専用トナーではないトナーカートリッジが装着されたものと判断して、画像形成装置１に有する液晶ディスプレーに“トナーカートリッジ未装着”もしくは“専用トナーと違う”旨の表示を行う。

このように本実施形態においては、トナーカートリッジ１８の長手方向の一端面に記憶素子１２０に接続されるコンタクト部１２１を設け、長手方向に略直交する短手方向の外周面において、長手方向の一端面の近傍にリブ１０９を設けている。そして、トナーカートリッジ１８が現像ユニット２に設けられたリブ１１９と係合してコネクタ部１２３の方向に付勢されることにより、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１と現像ユニット２のコネクタ部１２３とが所定の押圧力で接続されるようになっている。そのため、コンタクト部１２１とコネクタ部１２３との間の接圧ばらつきを低減することができ、接触不良の発生や過剰な押圧力によるコンタクト部の破損の発生などを防止して電気的に安定した導通を確保することが可能となる。

また、本実施形態においては、現像ユニット２のトナー受給開口部１２６と、トナーカートリッジ１８のトナー供給開口１１０間でのトナーが漏れないようにするため、シール部材１２７を圧縮するようにしてトナーカートリッジ１８を現像ユニット２に装着する。シール部材１２７を圧縮するためには、例えば、コンタクト部１２１とコネクタ部１２３との間の電気的導通を確保するために必要な押圧力よりもかなり大きな押圧力が必要となる。しかしながら、本実施形態においては、シール部材１２７を圧縮してトナーカートリッジ１８を現像ユニット２に対して押圧する方向と、現像ユニット２のコネクタ部１２３に対してトナーカートリッジ１８を押圧する方向とが異なっているため、コンタクト部１２１とコネクタ部１２３との間の電気的導通を確保するために、必要以上に大きな接圧を加える必要はない。そのため、現像ユニット２に対してトナーカートリッジ１８を着脱する際にコンタクト部１２１に削れや破損を生じたり、クリープ変形によって時間と共に接圧が低下して接触不良が発生したりすることがなくなる。これにより、トナーカートリッジ１８のリサイクル性を向上させることができる。

[第２の実施形態]
図１７、図１８に第２の実施形態を示すトナーカートリッジ１８の斜視図を示す。図１７は各部品に分解した斜視図であり、図１８は各部材を組み立てた状態の斜視図である。第１の実施形態のトナーカートリッジとの違いは、リブ１０９を有する第２の部材としての外筒部材１０５とは別体に形成された第１の部材としてのサイドケース１２９により第１の部材が構成されており、サイドケース１２９と外筒部材１０５との間に発砲ウレタンなどのスポンジ材からなる弾性を有するシール材１３０を介在させていることにある。逆にサイドケース１２９による第１の端部に対向する第２の端部は、第１実施形態のようにサイドケース１０６により構成されるのではなく、外筒部材１０５と一体に形成されている。サイドケース１２９は、例えば外筒部材１０５と同じＡＢＳ樹脂などにより成形される。

サイドケース１２９には、基板１２２を実装するポケット部１３１と、トナーカートリッジ１８を現像ユニット２に装着した際に、トナーカートリッジ１８が上方に持ち上がることを規制するリブ１３４が形成されている。さらに、サイドケース１２９の上下の面には、サイドケース１２９を外筒部材１０５に装着するためのフック１３３がそれぞれ設けられている。

図１９は外筒部材１０５とサイドケース１２９の未装着時の図であり、図２０は装着時の図である。サイドケース１２９に形成されたフック部１３３は、外筒部材１０５に形成されたリブ１３２と嵌合することにより、外筒部材１０５に対してサイドケース１２９が固定される。また、サイドケース１２９と外筒部材１０５との間には、シール部材１３０が設けられる。このシール部材は弾性を有しており、外筒部材１０５にサイドケース１２９を装着した状態で所定量圧縮されるようになっている。なお、外筒部材１０５にサイドケース１２９を装着した状態においては、フック１３３の端面１３３ａと、リブ１３２の端面１３２ａとが嵌合するようになっている。

また、コンタクト部１２１がコネクタ部１２３を押圧する際の反作用方向のカを受けた際に、弾性シール材１３０を圧縮しながらサイドケース１２９全体が反作用方向に変位できるように外筒部材１０５とサイドケース１２９にはある一定量の隙間Ｌを設けてある。またリブ１３２とフック１３３間においても上記反作用方向ヘサイドケース１２９が変位できる隙間が設けられている。

現像ユニット２側の構成は第１の実施形態と同様であり、現像ユニット２へのトナーカートリッジ１８の装着方法についても第１の実施形態と同様である。ただし、本実施形態においては、後述するように、トナーカートリッジ１８のリブ１０９の係合面１０９ａからコンタクト部１２１の表面までの距離と、現像ユニット２のリブ１１９の壁面１３８からコネクタ部１２３の先端部、すなわちコネクタピン１２３ａ、１２３ｂの先端部までの距離との間の差分量の設計値を、第１の実施形態の設計値よりも大きく設定することが可能となっている。

図２１、図２２に示すように、第１の実施形態と同様に現像ユニット２のリブ１１７にトナーカートリッジ１８のリブ１３４が、かつ現像ユニット２のリブ１１９にトナーカートリッジ１８のリブ１０９が嵌り込むように上方から斜めに、コネクタ部１２３を押しながら挿入する。その後図１３乃至図１５に示すトナーカートリッジ１８のレバー１０４に設けた溝部１３６に現像ユニット２に設けたリブ１３５を嵌め込み、レバー１０４を回転させることで、現像ユニット２のトナー受給開口部１２６の周りに貼り付けられたシール部材１２７をある一定量圧縮させながらトナーカートリッジ１８が現像ユニット２に装着される。

この時、トナーカートリッジ１８のリブ１０９の係合面１０９aからコンタクト部１２１の表面までの距離L３（図２２）はコンタクト部１２１がコネクタ部１２３を押圧する際の反作用方向の力により、サイドケース１２９全体が弾性を有するシール部材１３０を圧縮しながら反作用方向に移動できる変位量を考慮した上で、第1の実施形態の距離L２（図１２）よりも大きな値に設計されている。例えば、コネクタ部１２３の４つのコネクタピン１２３a及び１２３bの持つ全体のばね定数と、シール部材１３０が持つばね定数とを同一のばね定数に設定したとする。そして、コネクタ部１２３とコンタクト部１２１との間で、所望の電気的導通が確保されるために必要とされる接圧に相当する変形量の下限値を０．５mmとする。この時、０．５mmの下限値を確保するためには、トナーカートリッジ１８のリブ１０９の係合面１０９aからコンタクト部１２１の表面までの距離L３と、現像ユニット２のリブ１１９の壁面１３８からコネクタ部１２３の先端部、すなわち、コネクタピン１２３a及び１２３bの先端部までの距離L１との差分量の下限値を１mmとする必要がある。従って、第1の実施形態と同様にコネクタ部１２３の有効ストロークを、例えば、０．５mm〜１．５mm（中心値１mm）と規定する場合、距離L１とL３との差分量の中心値を２ｍｍ、構成部品の積み上げ公差を±１mm以内となるように設計すれば良い。すなわち、第１の実施形態においては、距離L１とL２との差分量の許容公差を±０．５mm以内に規定する必要があるのに対し、本実施形態では、距離L１とL３との差分量の許容公差を±１mm以内と倍の公差で規定できることになる。

なお、上述した許容公差において、第1の実施形態と異なるのはトナーカートリッジ１８側の構成部分の積み上げ公差のみである。具体的には、第1の実施形態における構成部分の積み上げ公差は、リブ１０９の係合面１０９aから基板１２２の支持部までの寸法公差Δｄ４と、基板１２２の板厚公差Δd５との２つの公差からなっていた。これに対し、本実施形態における構成部分の積み上げ公差は、リブ１０９の係合面１０９aからリブ１３２の端面１３２a（フック１３３の端面１３３aに接触する面）までの寸法公差と、フック１３３の端面１３３a（リブ１３２の端面１３２aに接触する面）から基板１２２の支持部までの寸法公差と、基板１２２の板厚交差との３つの公差からなっている。すなわち、本実施形態における構成部分の積み上げ公差は、第1の実施形態における構成物品の積み上げ公差に比べて一つ増えることになるが、その差は±０．１mm以内であるため、積み上げ公差の増加以上に改善効果が得られる。

以上説明したトナーカートリッジ１８の現像ユニット２への装着により、トナーカートリッジ１８のコンタクト部１２１が現像ユニット２のコネクタ部１２３と接続し、さらに基板１２４及び図示しない線材を介して図９に示す現像ユニット２のコンタクト１２５へと接続される。上記トナーカートリッジ１８が装着された現像ユニット２を画像形成装置１に装着すると、画像形成装置１のコネクタ１５０と現像ユニット２のコンタクト１２５が接続され、結果としてトナーカートリッジ１８の記憶素子１２０と画像形成装置１の制御部３０が接続される。第１の実施形態同様に、現像ユニット２を先に画像形成装置１に装着し、その後トナーカートリッジ１８を装着しても同様に記憶素子１２０と画像形成装置１の制御部３０は接続される。上記により、記憶素子１２０に記録されたトナー情報を制御部３０が読み取ることが可能となり、トナーカートリッジ１８が装着されていない場合や、トナーカートリッジ１８に記憶素子１２０が搭載されていない場合等情報が読み取れない場合においては、トナーカートリッジが装着されていないか専用トナーではないトナーカートリッジが装着されたものと判断して、画像形成装置１に設けられた液晶ディスプレーに“トナーカートリッジ未装着”もしくは“専用トナーと違う”旨の表示を行う。

このように本実施形態では、トナーカートリッジ１８のリブ１０９を有する外筒部材１０５と、コンタクト部１２１を有するサイドケース１２９とを別体で形成し、外筒部材１０５とサイドケース１２９との間に弾性を有するシール部材１３０を介在させて接続する。これにより、コンタクト部１２１とコネクタ部１２３との間で必要とされる接圧を確保するための寸法の許容公差を大きく取ることができ、より安定して電気的導通を確保することが可能となる。

[第３の実施形態]
第１又は第２の実施形態においては、トナーカートリッジ１８を現像ユニット２に装着する際（図８）、装着の仕方によっては、例えば、現像ユニット２のリブ１１９とトナーカートリッジ１８のリブ１０９とが引っ掛かったり、また、現像ユニット２のリブ１１７とトナーカートリッジ１８のリブ１１８（リブ１３４）とが引っ掛かったりして装着に手間取る虞がある。

図２３に第３の実施形態を示す。第３実施形態の現像ユニット２においては、トナーカートリッジ１８のリブ１０９と係合するリブ１４１を備えている。本実施形態におけるリブ１４１は、第１又は第２の実施形態における現像ユニット２のリブ１１９において、その一部を現像ユニット２の長手方向の中央部に向かって延長させた形状を有している。さらに、中央部に向かって延在するリブ１４１の上部には、所定の傾斜角を持ち、トナーカートリッジ１８のリブ１０９に当接してリブ１０９を溝部１４２に案内する案内部１４３を有している。なお、図２３におけるトナーカートリッジ１８は、第２の実施形態のトナーカートリッジを示しているが、第１の実施形態のトナーカートリッジも同様である。

図２３において、トナーカートリッジ１８を現像ユニット２へ装着する場合、まず、トナーカートリッジ１８のリブ１０９を現像ユニット２のリブ１４１の案内部１４３に当接させる。案内部１４３は溝部１４２に向かって傾斜しているため、トナーカートリッジ１８のリブ１０９を容易に、かつ適切に溝部１４２に案内することができる。

この時、トナーカートリッジ１８は斜めに傾いているため、トナーカートリッジ１８のリブ１３４が現像ユニット２のリブ１１７の下方に適切に導かれる。そして、トナーカートリッジ１８のリブ１３４が現像ユニット２のリブ１１７と嵌合し、トナーカートリッジ１８のリブ１０９が現像ユニット２のリブ１４１の溝部１４２と係合したところで、第１の実施形態と同様にレバー１０４に設けた溝部１３６に現像ユニット２に設けたリブ１３５をはめ込み、レバー１０４を回転させる。これにより、現像ユニット２のトナー受給開口部１２６の周りに貼り付けられた弾性を有するシール部材１２７を圧縮させながらトナーカートリッジ１８が現像ユニット２に装着される。

上記トナーカートリッジ１８が装着された現像ユニット２を画像形成装置１に装着すると、画像形成装置１のコネクタ１５０と現像ユニット２のコンタクト部１２５が接続され、結果としてトナーカートリッジ１８の記憶素子１２０と画像形成装置1の制御部３０が接続される。第１、２の実施形態と同様に、現像ユニット２を先に画像形成装置1に装着し、その後トナーカートリッジ１８を装着しても同様に記憶素子１２０と画像形成装置１の制御部３０は接続される。

上記により、記憶素子１２０に記録されたトナー情報を制御部３０が読み取ることが可能となり、トナーカートリッジ１８が装着されていない場合や、トナーカートリッジ１８に記憶素子１２０が搭載されていない場合等情報が読み取れない場合においては、トナーカートリッジが装着されていないか専用トナーではないトナーカートリッジが装着されたものと判断して、画像形成装置１に設けられた液晶ディスプレーに“トナーカートリッジ未装着”もしくは“専用トナーと違う”旨の表示を行う。

このように本実施形態では、トナーカートリッジ１８が装着される現像ユニット２において、トナーカートリッジ１８のリブ１０９と係合し、リブ１０９をコネクタ部１２３の方向に付勢するリブ１４１を設けている。さらにリブ１４１は、トナーカートリッジ１８のリブ１０９を溝部１４２に案内する案内部１４３を有している。これにより短手方向の外周面にリブ１０９を備えるトナーカートリッジ１８の現像ユニット２への装着性を向上させることができる。

本発明はプリンタ、ファックス、コピー機、およびそれらを複合的に持つ各種装置のトナーカートリッジ、及び現像ユニットに適用可能である。また、感光ドラムのクリーニングにより発生する廃トナーを収容する廃トナー収容器、もしくは廃トナー収容器を備える現像ユニットもしくは画像形成装置や、廃トナーベルトなどを使用することによりトナーカートリッジ内に設けられた廃トナー収容部へ廃トナーを収容可能とする構成を有するトナーカートリッジ、及び現像ユニットに対しても適用可能である。

本発明にかかる画像形成装置の全体を示す模式図である。本発明にかかる画像形成装置の現像ユニットを拡大して示す模式図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジを示す分解斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジを示す斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジに実装される基板を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかる基板を未実装とした時のトナーカートリッジの基板実装部付近を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかる基板を実装した後のトナーカートリッジの基板実装部付近を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジが取り付けられる現像ユニットの斜視図である。図８の矢印Ａ方向から見た現像ユニットの裏側の斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジが取り付けられる現像ユニットのリブ形状を示す斜視図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジと現像ユニットの上面図であり、現像ユニットにトナーカートリッジが装着されていない場合の係合部付近を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジと現像ユニットの上面図であり、現像ユニットにトナーカートリッジが装着された状態での係合部付近を示す図である。本発明の実施形態にかかるトナーカートリッジのレバー操作による現像ユニットに対する圧着工程を示す図であり、トナーカートリッジの挿入時の状態を示す図である。本発明の実施形態にかかるトナーカートリッジのレバー操作による現像ユニットに対する圧着工程を示す図であり、リブの係合時の状態を示す図である。本発明の実施形態にかかるトナーカートリッジのレバー操作による現像ユニットに対する圧着工程を示す図であり、レバーの回転時の状態を示す図である。本発明の第１の実施形態にかかるトナーカートリッジと現像ユニットの各部材の公差について示す模式図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジを示す分解斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジを示す斜視図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジの外筒部材にサイドケースが装着されていない場合を示す模式図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジの外筒部材にサイドケースが装着された場合を示す模式図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジと現像ユニットの上面図であり、現像ユニットにトナーカートリッジが装着されていない場合の係合部付近を示す図である。本発明の第２の実施形態にかかるトナーカートリッジと現像ユニットの上面図であり、現像ユニットにトナーカートリッジが装着された状態での係合部付近を示す図である。本発明の第３の実施形態にかかるトナーカートリッジが取り付けられる現像ユニットの斜視図である。

符号の説明

１画像形成装置
２現像ユニット
３カセット
４〜６記録媒体
７ホッピングローラ
８、９レジストローラ
１０転写ローラ
１１バックアップローラ
１２ヒートローラ
１３〜１６排出ローラ
１８トナーカートリッジ
１９トナー貯蔵空間
２１供給ローラ
２２現像ローラ
２３ブレード
２４帯電ローラ
２５感光ドラム
２６クリーニングローラ
３０制御部
１０１内筒部材
１０２シャッター部
１０３開口部
１０４レバー部
１０５外筒部材
１０６サイドケース
１０８ポケット部
１０９リブ
１１０トナー供給開口部
１１１シール部材
１１７リブ
１１８リブ
１１９リブ
１２０記憶素子
１２１コンタクト部
１２２基板
１２３コネクタ部
１２４基板
１２５コンタクト
１２６トナー受給開口部
１２７シール部材
１２９サイドケース
１３１ポケット部
１３２リブ
１３３フック
１３４リブ
１３５リブ
１３６溝部
１３７壁面
１３８壁面
１３９底面
１４０溝部
１４１リブ
１４２溝部
１４３案内部
１５０コネクタ

Claims

現像装置に対して着脱可能とされるトナーカートリッジであって、
記憶素子と、
前記記憶素子が接続され、前記現像装置に設けられた装置端子部と情報のやり取りを行う端子部と、
当該トナーカートリッジの長手方向における端部であり、前記端子部が設けられる第１の端部と、
前記第１の端部に対する端部であり、前記現像装置に係合する第２の端部と、
前記第１の端部側において、前記第１の端部及び前記第２の端部を連結する外周面に形成され、前記現像装置に設けられた受け部と係合する係合部と、を備え、
前記現像装置への前記係合部を介した当該トナーカートリッジの装着動作に伴い、前記第１の端部は前記現像装置の前記装置端子部に対して押圧される方向で付勢されることを特徴とするトナーカートリッジ。
前記第１の端部を構成する第１の部材と、前記外周面を構成する第２の部材とは、それぞれ別体に形成され、前記第１の部材と前記第２の部材とは弾性部材を介して接続されることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
前記弾性部材は、前記第１の部材と前記第２の部材との間でトナーが漏れることを防止することを特徴とする請求項２に記載のトナーカートリッジ。
前記記憶素子と前記端子部とは同一の基板に形成され、前記基板は前記第１の端部に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載のトナーカートリッジ。
請求項１乃至請求項４の何れか１項に記載のトナーカートリッジが着脱される現像装置であって、
前記トナーカートリッジの着脱位置に前記係合部と係合し、前記第１の端部を前記装置端子部側に付勢する受け部を備えることを特徴とする現像装置。
前記受け部は、前記係合部を案内する案内部を有することを特徴とする請求項５に記載の現像装置。
トナーカートリッジと現像装置とを有する画像形成装置であって、
前記トナーカートリッジは、記憶素子と、前記記憶素子に接続される端子部と、当該トナーカートリッジの長手方向における端部であり、前記端子部が設けられる第１の端部と、前記第１の端部に対向する端部であり、前記現像装置に係合する第２の端部と、前記第１の端部側において、前記第１の端部及び前記第２の端部を連結する外周面に形成される係合部と、を有し、
前記現像装置は、前記端子部と情報のやり取りを行う装置端子部と、
前記係合部と係合し、前記第１の端部を前記装置端子部側に付勢する受け部とを有することを特徴とする画像形成装置。
内部にトナーを貯蔵し、現像装置に対して着脱可能とされるトナーカートリッジであって、
記憶素子と、
前記記憶素子に接続され、前記現像装置に設けられた装置端子部と情報のやり取りを行う端子部と、
トナーカートリッジの長手方向の一端において前記端子部が外側に向けて配設される第１の端部と、
トナーカートリッジの長手方向の前記第１の端部の反対側である第２の端部と、を備え、
前記第１の端部と前記第２の端部との間のトナーカートリッジ外周面において、前記現像装置の前記装置端子部への付勢に要する前記第１の端部への押圧力に基づき規定され、トナーカートリッジの長手方向の半分の長さ位置より前記端子部側に前記現像装置に設けられた受け部と係合する凸部が設けられることを特徴とするトナーカートリッジ。
トナーカートリッジ外周面における前記端子部から前記凸部までの長さは、前記現像装置における前記装置端子部から前記受け部までの長さよりも長いことを特徴とする請求項８に記載のトナーカートリッジ。