JP4798300B2 - プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体に形成された静電潜像をトナーで現像して被記録媒体に付着させることで画像を形成するいわゆる電子写真方式の画像形成装置、並びに、その画像形成装置で使用可能なプロセスカートリッジ、本体カートリッジ、像担持体カートリッジ、現像カートリッジ、及びトナーカートリッジに関する。

従来より、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により上記像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、上記トナーが収容され、着脱可能に構成されたトナーカートリッジと、を備えた画像形成装置が考えられている。この種の画像形成装置では、像担持体の表面に静電潜像が形成されると、現像手段は、トナーカートリッジに収容されたトナーを上記像担持体の表面に付着させて上記静電潜像を現像する。続いて、像担持体の表面に付着されたトナーを、転写手段が被記録媒体に転写することにより、被記録媒体に上記静電潜像に対応した画像を形成することができる。

また、この種の画像形成装置では、ＯＰＣ（有機感光体）などを用いた像担持体に現像ローラなどの現像手段をバネなどで圧接して、上記現像を行っている。ところが、ＯＰＣ及び現像ローラを回転させずに長期間互いに圧接し続けるとＯＰＣに化学的な損傷が加わったり、現像ローラが永久変形したりする可能性がある。そこで、現像手段と像担持体とを近接離間可能に構成し、画像形成装置の出荷時には現像手段と像担持体との間に楔部材を挿入しておくことで、両者を離間させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開平９−３１９２０７号公報

しかしながら、プロセスカートリッジにこのような楔部材が挿入されていると、その楔部材を除去してから使用を開始しなくてはならず、使用者は煩雑な作業を強いられていた。また、現像手段と像担持体とは、トナーカートリッジの交換時など画像形成がなされないときは隔離しておくのが望ましいが、上記構成では一旦楔部材を除去した後は両者を隔離することができなかった。

そこで、本発明は、現像手段と像担持体との圧接／圧接解除の切り替えが容易で、トナーカートリッジの交換時にはそれに連動して上記圧接の解除がなされる画像形成装置、並びに、その画像形成装置で使用可能なプロセスカートリッジ、本体カートリッジ、像担持体カートリッジ、現像カートリッジ、及びトナーカートリッジを提供することを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明のプロセスカートリッジは、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、上記像担持体に対する上記現像手段の圧接状態を変更可能に上記像担持体及び上記現像手段を支持する単一のまたは複数に分離可能な筐体と、上記トナーが収容され、上記筐体に着脱可能に構成されたトナーカートリッジと、を備えたプロセスカートリッジであって、上記筐体に対する上記トナーカートリッジの装着動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段とを圧接させ、上記筐体に対する上記トナーカートリッジの離脱動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段との圧接を解除する圧接手段を、備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明のプロセスカートリッジでは、筐体には像担持体及び現像手段が、像担持体に対する現像手段の圧接状態を変更可能に支持されている。そして、トナーが収容されたトナーカートリッジを筐体に装着すると、その装着動作に連動して、圧接手段は像担持体と現像手段とを圧接させる。また、トナーカートリッジを筐体から離脱させると、その離脱動作に連動して、圧接手段は上記像担持体と現像手段との圧接を解除する。

このため、本発明では、出荷時にトナーカートリッジを筐体から離脱させておけば、像担持体及び現像手段を圧接が解除された状態に維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。また、本発明を備えた画像形成装置では、トナーカートリッジを筐体に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することができるので、作業性が向上し、トナーカートリッジを筐体から離脱させて交換するときには再び上記圧接が解除されるので、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を一層良好に防止することができる。更に、使用済みのプロセスカートリッジを回収し、再利用する場合も、トナーカートリッジを離脱させるだけで像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止できるので、再利用可能な部品点数を多くすることが可能となる。

更にまた、トナーカートリッジの離脱時には、画像形成を行うことがないので、その時に像担持体と現像手段との圧接を解除すれば、より効果的に、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。

なお、本発明は、筐体が像担持体を支持する部分と現像手段を支持する部分とに分離可能ないわゆる３点式のプロセスカートリッジにも、像担持体及び現像手段を単一の筐体で支持するいわゆる２点式のプロセスカートリッジにも、適用することができる。

また、本発明は、トナーカートリッジの着脱動作と圧接手段の動作とを連動させる機構を限定するものではないが、この種の機構としては、例えば、上記トナーカートリッジが、上記筐体への装着時には装着位置に、上記筐体からの離脱時には離脱位置に、それぞれ配設される操作部を備え、上記圧接手段が、上記操作部が上記装着位置に配設されたときは上記像担持体と上記現像手段とを圧接させ、上記操作部が上記離脱位置に配設されたときは上記像担持体と上記現像手段との圧接を解除する機構が考えられる。

また、本発明は、圧接手段が上記圧接力を加える機構を限定するものではないが、上記圧接手段が、上記トナーカートリッジを介して上記現像手段を上記像担持体に圧接してもよい。この場合、上記圧接と同時に、トナーカートリッジが離脱するのを良好に防止することができるといった更なる効果が生じる。

更に、この場合、上記筐体及び上記トナーカートリッジが、上記操作部が上記装着位置に配設されたときは互いに係合し、上記操作部が上記離脱位置に配設されたときはその係合が解除される係合部を、それぞれ備えてもよい。この場合、操作部が装着位置に配設されたときは、係合部の係合によりトナーカートリッジと現像手段及び像担持体とを一体に扱うことが可能となる。このため、本発明を備えた画像形成装置では、ジャム処理などの作業の作業性が向上する。また、前述のように、圧接手段はトナーカートリッジを介して圧接を行うので、その圧接によってもトナーカートリッジの離脱が防止され、係合部の強度を補償することができる。

また更に、この場合、上記筐体と上記トナーカートリッジとには、各々の内部を互いに連通させるための開口部とそれを覆う遮蔽部材とがそれぞれ設けられ、上記操作部が上記装着位置に配設されたときは、上記各遮蔽部材は上記各開口部をそれぞれ開口し、上記操作部が上記離脱位置に配設されたときは上記各遮蔽部材は上記各開口部をそれぞれ覆ってもよい。この場合、トナーカートリッジの着脱時に操作部が離脱位置に配設されたときには上記各開口部が上記各遮蔽部材によって覆われ、トナーが周囲にこぼれるのを防止することができる。また、トナーカートリッジを装着して画像形成をする際に操作部が装着位置に配設されたときには、上記各開口部が開口して筐体とトナーカートリッジとの内部が連通するので、その開口部を介してトナーカートリッジから筐体内へトナーを供給することが可能となる。

また、上記のように圧接手段がトナーカートリッジを介して圧接を行う場合、上記筐体は、上記トナーカートリッジの装着部を備え、上記現像手段は、上記像担持体と上記装着部との間に配設され、上記像担持体と上記装着部とを結ぶ方向に沿って往復移動可能に構成されてもよい。この場合、トナーカートリッジ及び装着部を介して、現像手段に像担持体方向の圧接力が加わる。現像手段は、この圧接力の方向に往復移動可能に構成されているので、上記圧接及び圧接解除を一層円滑に行うことができる。

更に、この場合、上記現像手段は、ローラによって構成され、そのローラの軸が上記方向にガイドされてもよい。この場合、上記ローラの軸と像担持体との位置関係がぶれ難くなり、トナーによる静電潜像の現像を一層良好に行うことができるといった更なる効果が生じる。

また、上記のように圧接手段がトナーカートリッジを介して圧接を行う構成としては、種々の形態が考えられるが、例えば、上記圧接手段は、少なくとも一部が弾性材料によって構成され、上記トナーカートリッジを上記像担持体に向けて付勢するものであってもよい。この場合、弾性部材の付勢力によって上記圧接を行うことができるので、一層良好に圧接を行うことができる。

更に、このような構成としては、種々の形態が考えられるが、例えば、上記圧接手段が、上記トナーカートリッジまたは上記筐体のいずれか一方に設けられた嵌合部と、上記トナーカートリッジまたは上記筐体の他方に設けられた被嵌合部とにより構成されてもよい。この場合、嵌合部を被嵌合部に嵌合させることにより上記圧接を行うことができ、その嵌合を解除することにより上記圧接を解除することができる。

また、このような構成の更に具体的な構成としては、例えば、上記嵌合部が、上記トナーカートリッジの着脱方向に平行な対向する一対の側面にそれぞれ配設され、上記各被嵌合部が、上記各嵌合部に応じて対向配置された構成が考えられる。この場合、各嵌合部と各被嵌合部との嵌合を解除すれば、各被嵌合部の間からトナーカートリッジを着脱することが可能となる。従って、このような構成を採用した場合、嵌合部及び被嵌合部がトナーカートリッジの着脱の邪魔にならないといった更なる効果が生じる。

このような構成の更に具体的な構成としては、例えば、上記嵌合部が、上記各側面から突出した凸部であり、上記被嵌合部が、上記各凸部に嵌合されてその凸部を付勢するバネ部である構成が考えられる。そして、その更に具体的な構成としては、上記凸部が、上記トナーカートリッジに設けられ、上記バネ部が、上記凸部が嵌合する凹状に形成された構成が考えられる。

また、本発明のプロセスカートリッジにおいて、上記筐体は、上記像担持体を支持する像担持体支持部と上記現像手段を支持する現像手段支持部とに分離可能で、上記トナーカートリッジが上記現像手段支持部に着脱可能であってもよい。この場合、筐体を像担持体支持部と現像手段支持部とに分離することにより、像担持体または現像手段を、それぞれ寿命に応じて個々に交換することができる。

更に、本発明のプロセスカートリッジにおいて、上記トナーカートリッジは、上記現像手段に対して上記像担持体とは反対側から上記筐体に着脱可能であってもよい。この場合、トナーカートリッジを像担持体の反対側から良好に着脱することができ、トナーカートリッジの交換における作業性を向上させることができるといった更なる効果が生じる。すなわち、一般に、像担持体は画像形成装置の奥側に配設されるが、その反対側からトナーカートリッジを着脱可能にすることで、トナーカートリッジを画像形成装置の手前側から容易に交換することが可能になるのである。

また、本発明の本体カートリッジは、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、上記像担持体に対する上記現像手段の圧接状態を変更可能に上記像担持体及び上記現像手段を支持する単一のまたは複数に分離可能な筐体と、を備え、上記トナーを収容したトナーカートリッジが上記筐体に着脱可能に構成された本体カートリッジであって、上記トナーカートリッジが上記筐体に装着されたとき、そのトナーカートリッジを介して上記現像手段を上記像担持体に圧接することができる圧接手段を、備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の本体カートリッジでは、筐体には像担持体及び現像手段が、像担持体に対する現像手段の圧接状態を変更可能に支持されている。そして、トナーが収容されたトナーカートリッジを筐体に装着すると、その装着動作に連動して、圧接手段は像担持体と現像手段とを圧接することができる。

このため、本発明では、出荷時にトナーカートリッジを筐体から離脱させておけば、上記圧接がなされない状態を維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。また、本発明を備えた画像形成装置では、トナーカートリッジを筐体に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することができるので、作業性が向上する。

また、本発明の像担持体カートリッジは、表面に静電潜像が形成される像担持体を備え、トナーを収容したトナーカートリッジが着脱可能に装着される装着部と、上記像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、を備えた現像カートリッジを着脱可能に構成される像担持体カートリッジであって、上記像担持体に対して上記現像手段を圧接可能に支持する筐体と、上記トナーカートリッジが上記装着部に装着されたときに、そのトナーカートリッジを介して上記現像手段を上記像担持体に圧接することができる圧接手段と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の像担持体カートリッジでは、筐体は像担持体に対して現像手段を圧接可能に支持している。そして、トナーが収容されたトナーカートリッジが装着部に装着されると、圧接手段は、そのトナーカートリッジを介して現像手段を像担持体に圧接する。

このため、本発明では、出荷時にトナーカートリッジを装着部から離脱させておけば、上記圧接がなされない状態を維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。また、本発明を備えた画像形成装置では、トナーカートリッジを装着部に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することができるので、作業性が向上する。

また、本発明の現像カートリッジは、表面に静電潜像が形成される像担持体を備えた像担持体カートリッジに対して着脱可能に構成された現像カートリッジであって、上記像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、トナーを収容したトナーカートリッジが上記筐体に着脱可能に装着される装着部と、を備え、上記トナーカートリッジが上記装着部に装着されたとき、そのトナーカートリッジからの付勢力を受けて、上記現像手段を上記像担持体に圧接することが可能なことを特徴としている。

このように構成された本発明の現像カートリッジは、像担持体を備えた像担持体カートリッジに対して着脱可能に構成されている。また、本発明の現像カートリッジでは、トナーが収容されたトナーカートリッジが装着部に装着されると、そのトナーカートリッジからの付勢力を受けて、現像手段を像担持体に圧接することが可能である。このため、本発明では、出荷時にトナーカートリッジを装着部から離脱させておけば、像担持体カートリッジに装着した状態で保管されたとしても上記圧接がなされない状態を維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。そして、トナーカートリッジを装着部に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することが可能となり、作業性が向上する。

また、本発明のトナーカートリッジは、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、上記像担持体に対する上記現像手段の圧接状態を変更可能に上記像担持体及び上記現像手段を支持する単一のまたは複数に分離可能な筐体と、を備えた本体カートリッジに着脱可能に構成され、上記トナーを収容したトナーカートリッジであって、上記筐体への装着時には装着位置に、上記筐体からの離脱時には離脱位置に、それぞれ配設される操作部と、該操作部が上記装着位置に配設されたときは上記現像手段に向かう方向の押圧力を受け、上記操作部が上記離脱位置に配設されたときはその押圧が解除されることができる圧接手段と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明のトナーカートリッジでは、本体カートリッジの筐体へ装着される際に操作部が装着位置に配設されると、圧接手段が現像手段に向かう押圧力を受け、現像手段を像担持体に圧接することができる。また、上記筐体から離脱される際に操作部が離脱位置に配設されると、上記押圧が解除され、現像手段の像担持体への圧接も解除可能となる。

このため、本発明を備えた画像形成装置では、出荷時に本発明のトナーカートリッジを本体カートリッジの筐体から離脱させておけば、上記圧接がなされない状態を維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。また、本発明のトナーカートリッジを上記筐体に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することができるので、作業性が向上し、本発明のトナーカートリッジを筐体から離脱させて交換するときには再び上記圧接が解除されるので、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を一層良好に防止することができる。

また、本発明は圧接手段の構成を特に限定するものではないが、上記押圧力が作用する被作用部を有し、該被作用部は、上記離脱位置においては作用せず、上記装着位置においては、作用するように構成されてもよい。

この場合、操作部が離脱位置に配設されているときには被作用部に押圧力が作用せず、現像手段の像担持体への圧接が解除される。また、操作部が装着位置に配設されると上記被作用部に押圧力が作用し、現像手段が像担持体へ圧接される。

更に、この場合、上記被作用部は、上記トナーカートリッジの着脱方向に直交する方向における該トナーカートリッジの両端に設けられてもよい。この場合、被作用部がトナーカートリッジの着脱の邪魔にならないといった更なる効果が生じる。

また、本発明のトナーカートリッジおいて更に、上記押圧力を発生する弾性部材を有し、該弾性部材は、上記離脱位置においては作用せず、上記装着位置においては、作用するように構成されてもよい。

この場合、操作部が離脱位置に配設されているときには弾性部材が作用せず、現像手段の像担持体への圧接が解除される。また、操作部が装着位置に配設されると上記弾性部材が作用し、現像手段が像担持体へ圧接される。

更に、本発明の画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、該現像手段により上記像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、上記トナーが収容され、着脱可能に構成されたトナーカートリッジと、を備えた画像形成装置であって、装置本体に対する上記トナーカートリッジの装着動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段とを圧接させ、上記装置本体に対する上記トナーカートリッジの離脱動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段との圧接を解除する圧接手段を、備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明の画像形成装置では、トナーが収容されたトナーカートリッジを装置本体に装着すると、その装着動作に連動して、圧接手段は像担持体と現像手段とを圧接させる。また、トナーカートリッジを装置本体から離脱させると、その離脱動作に連動して、圧接手段は上記像担持体と現像手段との圧接を解除する。

このため、本発明では、出荷時にトナーカートリッジを装置本体から離脱させておけば、像担持体及び現像手段を圧接が解除された状態に維持して、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を防止することができる。また、本発明では、トナーカートリッジを装置本体に装着するだけで像担持体に現像手段を圧接することができるので、作業性が向上し、トナーカートリッジを筐体から離脱させて交換するときには再び上記圧接が解除されるので、像担持体の化学的損傷や現像手段の永久変形を一層良好に防止することができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された画像形成装置としてのレーザプリンタ１の外観を表す斜視図である。図１に示すようにレーザプリンタ１の本体を外周から覆うカバー２の下部には、給紙カセット３が装着され、カバー２の前面（すなわち、レーザプリンタ１の設置時に手前に配設される面）には、そのカバー２の蓋部４が設けられている。

蓋部４は、左右両端上方に指掛け部４ａを備え、この指掛け部４ａを引くことによって、図２に示すように下端のヒンジ４ｂを中心に手前に開くことができるよう構成されている。また、同じく図２に示すように、給紙カセット３は手前に引き出し可能に設けられ、このように引き出すことで給紙カセット３はレーザプリンタ１に着脱可能とされている。

次に、図３は、レーザプリンタ１の内部構成を表す縦断面図である。図３に示すように給紙カセット３の内部には、バネ６により上方に付勢された支持板５が設けられ、その支持板５の更に上方の前面側には、支持板５の上に積層状に保持された被記録媒体としての用紙（図示省略）を一枚ずつ分離して画像形成部７方向へ供給する給紙ローラ９が配設されている。また、給紙ローラ９から画像形成部７へ到る用紙の搬送経路には、給紙ローラ９と協働して用紙を搬送する搬送ローラ１１と、搬送ローラ１１により搬送された用紙を給紙ローラ９の外周に沿って約１８０°折り返すガイド１３と、適宜停止することによって用紙の先端を係止し、その用紙の斜行を補正する１対のレジストローラ１４，１５とが順次配設されている。

画像形成部７は、感光体カートリッジ２０内に設けられた像担持体としての感光体ドラム２１と、その感光体ドラム２１に対向配置された転写手段としての転写ローラ２２とを備えている。なお、感光体ドラム２１は、接地された金属芯体の表面に有機感光体（ＯＰＣ）の層を形成した周知のものである。

この感光体ドラム２１及び転写ローラ２２の間を通過して後述のようにトナーによる画像が形成された用紙は、定着部３１へ供給される。この定着部３１では、用紙に形成されたトナー画像が加熱ローラ３３と押圧ローラ３５とに挟まれて熱定着され、画像が定着された用紙は１対の搬送ローラ３６，３６によって更に搬送される。

搬送ローラ３６，３６によって搬送された用紙はガイド３７によってカバー２の上方へ導かれ、一対の排紙ローラ３８，３８によって、カバー２の上面に設けられた排紙トレー３９に排出される。また、排紙トレー３９と感光体カートリッジ２０との間には、感光体ドラム２１をレーザ光Ｌによって露光するスキャナユニット９０が配設されている。

次に、画像形成部７及びスキャナユニット９０の構成について、更に詳細に説明する。像担持体カートリッジとしての感光体カートリッジ２０は、感光体ドラム２１を回転可能に備え、更に、転写ローラ２２と、感光体ドラム２１の表面を一様に帯電させるスコロトロン帯電器２３とを備えている。スコロトロン帯電器２３によって帯電された感光体ドラム２１の表面には、スキャナユニット９０から露光開口部２０ａを介して入射するレーザ光Ｌによって静電潜像が形成される。続いて、次に述べる現像カートリッジ４０に設けられた現像手段としての現像ローラ４１が感光体ドラム２１の表面へトナーを供給することにより、上記静電潜像が現像される。このようにして感光体ドラム２１に付着されたトナーは、前述の転写ローラ２２との間を通過する用紙に転写され、以上の動作によってその用紙に画像が形成されるのである。

現像ローラ４１は、図３に示すように現像カートリッジ４０に回転可能に支持され、感光体ドラム２１に接触して後述の機構により回転駆動される。現像カートリッジ４０は、トナーカートリッジ６０を着脱可能に支持する装着部４２を備え、装着部４２には、トナーカートリッジ６０からトナーが供給される開口部４２ａが穿設されている。更に、現像カートリッジ４０には、軸方向中央部に設けられた開口部４２ａから供給されたトナーを軸方向両側に搬送する下オーガ４３と、その下オーガ４３によって搬送され上記軸方向両側に堆積されたトナーを軸方向中央に搬送し、開口部４２ａを介してトナーカートリッジ６０へ返還する上オーガ４４と、下オーガ４３によって搬送されたトナーを現像ローラ４１に向けて供給する供給ローラ４５と、その供給ローラ４５によって現像ローラ４１の表面に付着されたトナーを摩擦帯電させトナーの薄層を形成する現像ブレード４７とが設けられている。また、トナーカートリッジ６０の内部には、収容されたトナーを撹拌し、現像カートリッジ４０側へ供給するためのアジテータ６１が回転可能に設けられている。

続いて、スキャナユニット９０の構成について説明する。スキャナユニット９０は、図示しないレーザ発光部が発生したレーザ光Ｌを偏向走査するポリゴンミラー９１と、そのポリゴンミラー９１に偏向されたレーザ光Ｌを感光体ドラム２１に向けて折り返すミラー９２，９３とを備えている。また、ポリゴンミラー９１からミラー９２に到るレーザ光Ｌの光路にはｆθレンズ９５が、ミラー９２からミラー９３に到るレーザ光Ｌの光路にはシリンドリカルレンズ９７が、それぞれ固定されている。

以上の構成により、ポリゴンミラー９１及び感光体ドラム２１を回転させながらレーザ光Ｌを適宜のタイミングで出射することにより、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成することができる。そして、前述のように、その静電潜像を現像ローラ４１を介してトナーで現像して用紙に転写することで、電子写真方式による画像形成が可能となる。

図４は感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０の外観を表す側面図である。画像形成時には、トナーカートリッジ６０の操作部６２は図３及び図４（Ａ）に示す装着位置に配設され、この状態では感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０の三者が一体化されている。このため、操作部６２を装着位置に配設したままの状態で、蓋部４を開いて、更に、操作部６２を手前に引くと、上記三者を一体に、着脱口２ａ（図３参照）からレーザプリンタ１の装置本体外へ取り出すことができる。なお、着脱口２ａとは、蓋部４によって塞がれるカバー２の開口部である。

トナーカートリッジ６０の操作部６２を上方へ回動させて図４（Ｂ）に示す離脱位置に配設すると、トナーカートリッジ６０は感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０と分断され、更にその操作部６２を手前に引くと、図４（Ｂ）に示すようにトナーカートリッジ６０のみを分離して着脱口２ａからレーザプリンタ１の装置本体外へ取り出すことができる。これによってトナーカートリッジ６０の交換が可能となる。

また、現像カートリッジ４０の側面からは、現像ローラ４１の回転軸４１ａ（図５参照）が突出し、この回転軸４１ａが感光体カートリッジ２０に穿設された長穴２０ｂに嵌合している。この嵌合によって、現像カートリッジ４０は感光体カートリッジ２０に、感光体ドラム２１と装着部４２とを結ぶ線に沿って移動可能に連結されている。そして、操作部６２が装着位置に配設されると、以下に説明するように現像ローラ４１が感光体ドラム２１に圧接され、操作部６２が離脱位置に配設されると、その圧接が解除される。

続いて、このようにトナーカートリッジ６０を着脱するための構成について説明する。先ず、現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０との連結／分断を切り換える構成について説明する。

図５（Ａ），（Ｂ）は、トナーカートリッジ６０の操作部６２が離脱位置に配設された状態を表しており、図５（Ａ）は現像カートリッジ４０の装着部４２をトナーカートリッジ６０側から見た図、図５（Ｂ）はトナーカートリッジ６０を装着部４２側から見た図である。

図５（Ｂ）に示すように、トナーカートリッジ６０は、内部にトナーが収容される長尺円筒状の内筒６３と、その内筒６３の中央に外嵌される外筒６４とを備えている。外筒６４は、装着部４２側に突出した突条６４ａを装着部４２の内壁面に形成された長溝４２ｂに係合させることにより、装着部４２に回動不能に装着される。内筒６３は、前述の操作部６２を一体成形されて、その操作部６２の操作に応じて外筒６４の内側で回動可能に構成されている。

また、図５（Ａ）に示すように、装着部４２の内側には、金属板からなるシャッタ４８が配設されている。このシャッタ４８は、装着部４２の内壁面に形成されたレール４２ｃによって両端を支持されることにより、図５（Ａ）に示すように装着部４２の開口部４２ａを塞ぐ位置と、開口部４２ａよりも上方にずれて配設される位置（図５（Ｃ）参照）との間を、装着部４２の内周方向に移動可能に配設されている。

内筒６３の表面には、このシャッタ４８の両端近傍を周方向両側から挟む４つの突起６３ａが形成されている。このため、内筒６３の回動に応じてシャッタ４８は移動し、操作部６２を離脱位置に配設したときは、図５（Ａ）に示すように、シャッタ４８は開口部４２ａを塞ぐ位置に配設される。なお、前述の長溝４２ｂは、この位置に配設されたシャッタ４８と重ならないように、更にその下方に形成されている。また、開口部４２ａは横方向に長い長方形状に構成され、その周囲の装着部４２の内壁面には、開口部４２ａを囲む矩形枠状のスポンジ４９が貼着されている。

外筒６４の、突条６４ａを長溝４２ｂに係合させたときに開口部４２ａと対向する部分には、開口部４２ａと同形状の開口部６４ｂが形成され、その周囲にはスポンジ４９と同形状のスポンジ６５が貼着されている。また、内筒６３にも開口部６４ｂと同形状の開口部６３ｂが形成されているが、操作部６２が離脱位置に配設されているときは、図５（Ｂ）に示すように開口部６４ｂと開口部６３ｂとは全く重ならない。このため、トナーカートリッジ６０を取り外したときも内部のトナーはこぼれない。

そして、突条６４ａを長溝４２ｂに係合させた上で、トナーカートリッジ６０の操作部６２を装着位置に配設すると、図５（Ｄ）に示すように開口部６４ｂと開口部６３ｂとが重なる。また、このとき、図５（Ｃ）に示すように、突起６３ａによってシャッタ４８は開口部４２ａの上方へ移動させられるので、開口部６４ｂと開口部４２ａとも連通し、トナーカートリッジ６０から現像カートリッジ４０へのトナーの供給が可能となる。

更に、このとき、スポンジ４９とスポンジ６５とが密着し、しかも、内筒６３の外周面に一体形成された係合部６３ｃがレール４２ｃと係合するため、開口部６４ｂ，４２ａの周囲は密閉され、外部にトナーがこぼれることもない。また、この係合部６３ｃとレール４２ｃとの係合により、現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０とが連結される。逆に、操作部６２を離脱位置に配設し、係合部６３ｃとレール４２ｃとの係合を解除することにより、現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０との直接的な連結が解除される。

また、内筒６３の一端の外側には、アジテータ６１と一体に回転するギヤ９０１が配設されており、装着部４２のギヤ９０１との対向位置には、そのギヤ９０１に駆動力を伝達するためのギヤ９０２が露出している。このため、トナーカートリッジ６０を装着部４２に装着して、前述のように係合部６３ｃをレール４２ｃに係合させることにより、ギヤ９０２，９０１を介してアジテータ６１を駆動することが可能になる。

更に、ギヤ９０１の回転軸９０３は、図５（Ｂ），（Ｄ）に示すように左右に突出しており、回転軸９０３の他端には、ギヤ９０５が配設されている。装着部４２のギヤ９０５との対向位置には、下オーガ４３及び上オーガ４４に駆動力を伝達するためのギヤ９０６が露出している。なお、これらの駆動力伝達機構については後に詳述する。

図４に示すように、装着部４２の左右端面には、この回転軸９０３をガイドするガイド溝４２ｄが形成されている。トナーカートリッジ６０の装着時には、回転軸９０３がガイド溝４２ｄによってガイドされるので、突条６４ａを容易に長溝４２ｂに係合させることができる。

次に、図６（Ａ）は、操作部６２を上記装着位置に配設したときの感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０を前面側から見た図で、図６（Ｂ）は、操作部６２を上記離脱位置に配設したときの感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０を前面側から見た図である。

図６（Ａ），（Ｂ）に示すように、外筒６４の前面側には、操作部６２を上記のように回動可能に貫通させる開口部６４ｄが形成されている。また、操作部６２の左右両側面には、支持部６６によって内筒６３表面に支持されて装着部４２よりも左右方向に突出した凸部６７が設けられている。

図７（Ａ）は感光体カートリッジ２０の構成を表す側面図であり、図７（Ｂ）は、その感光体カートリッジ２０の前面側端部の構成を内面側から表す部分図である。図７（Ｂ）に示すように、感光体カートリッジ２０の前面側端部近傍には、操作部６２が装着位置に配設されたときに凸部６７が嵌合する凹状のバネ部２５が配設されている。バネ部２５は、支点２５ａを中心に揺動可能に構成されると共に、感光体カートリッジ２０の前面側に一体成形された受け板２０ｃとの間に配設された圧縮コイルバネ２６によって感光体ドラム２１方向に付勢されている。

このため、操作部６２を装着位置へ回動させて凸部６７をバネ部２５に嵌合させると、図８（Ａ）に示すように、現像カートリッジ４０がトナーカートリッジ６０を介して感光体ドラム２１方向に押圧され、現像ローラ４１が感光体ドラム２１に圧接される。また、このとき、シャッタ４８が開かれ、係合部６３ｃとレール４２ｃとが係合し、開口部４２ａ，６３ｂ，６４ｂが連通するので、前述のように画像形成を行うことができる。

逆に、操作部６２を離脱位置へ回動させて凸部６７とバネ部２５との嵌合を外すと、図８（Ｂ）に示すように、上記押圧が解除される。また、このとき、シャッタ４８が閉じ、係合部６３ｃとレール４２ｃとの係合が解除され、開口部６３ｂ，６４ｂが互いにずれて配置されるので、トナーをこぼすことなくトナーカートリッジ６０を離脱させることができる。なお、図６に示すように、受け板２０ｃ及びバネ部２５はトナーカートリッジ６０及び装着部４２の左右方向外側に配置されているので、トナーカートリッジ６０の着脱に際してこれらが邪魔となることはない。また、図２，図３に示すように、蓋部４の内面には干渉部材４ｃが突設され、操作部６２を装着位置に配設しなければその操作部６２と干渉部材４ｃとが干渉し合って蓋部４を閉じることができないように構成されている。

続いて、現像ローラ４１等への駆動力伝達機構について説明する。図７（Ａ）に戻って、感光体カートリッジ２０からは感光体ドラム２１の金属製の回転軸２１ａが左右両側に突出し、感光体カートリッジ２０の後側（装着方向側）端部からは感光体ドラム２１と一体に回転するギヤ２１ｂが露出している。

これに対して、レーザプリンタ１の本体の左側内壁面には、図９に示すように、回転軸２１ａをガイドするガイド溝１２１が形成され、ギヤ２１ｂと噛み合うギヤ１２１ｂが設けられている。感光体カートリッジ２０の装着時には、このギヤ２１ｂ，１２１ｂが噛み合うことにより、本体側から感光体ドラム２１に駆動力を伝達可能となる。

次に、図１０（Ａ）は現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の構成を表す左側面図、図１０（Ｂ）は現像カートリッジ４０及びトナーカートリッジ６０の構成を表す右側面図である。図１０（Ａ）に示すように、現像カートリッジ４０の左側面には、本体側の駆動軸１５１（図９参照）から駆動力を伝達される駆動軸５１が設けられている。なお、駆動軸１５１は端面に平板状凸部１５１ａを備え、駆動軸５１は駆動軸１５１が嵌合可能な筒状凹部に構成されると共に平板状凸部１５１ａと係合可能な突起５１ａが形成され、両者でいわゆる駆動カップリングを構成している。

図１０（Ａ）に示すように、駆動軸５１には一体に回転するギヤ５１ｂが形成され、このギヤ５１ｂは、現像ローラ４１と一体に回転するギヤ４１ｂ、供給ローラ４５と一体に回転するギヤ４５ａ、及び、前述のギヤ９０２と噛み合っている。また、アジテータ６１の回転軸９０３と一体に回転するギヤ９０１は、前述のようにトナーカートリッジ６０の装着時にはギヤ９０２と噛み合い、同じく回転軸９０３と一体に回転するギヤ９０５を介してギヤ９０６に駆動力が伝達される。

図１０（Ｂ）に示すように、ギヤ９０６は、下オーガ４３，上オーガ４４とそれぞれ一体に回転するギヤ４３ａ，４４ａと噛み合っている。このため、駆動軸１５１から駆動軸５１へ駆動力が伝達されると、その駆動力によって、現像ローラ４１，供給ローラ４５，アジテータ６１，下オーガ４３，及び上オーガ４４を回転させることができる。

以上のように構成されたレーザプリンタ１では、出荷時にトナーカートリッジ６０を装着部４２から離脱させておけば、図８（Ｂ）に示すように感光体ドラム２１と現像ローラ４１との圧接が解除された状態を維持することができる。このため、感光体ドラム２１の化学的損傷や現像ローラ４１の永久変形を防止することができる。

また、トナーカートリッジ６０を装着部４２に装着するだけで、図８（Ａ）に示すように現像ローラ４１を感光体ドラム２１に圧接することができるので、使用開始時の作業性が向上する。更に、トナーカートリッジ６０を装着部４２から離脱させて交換するときには再び上記圧接が解除されるので、感光体ドラム２１の化学的損傷や現像ローラ４１の永久変形を一層良好に防止することができる。しかも、このとき、現像ローラ４１の回転軸４１ａが長穴２０ｂによって案内されるので、上記圧接及び圧接解除を一層円滑に行うことができ、感光体ドラム２１と現像ローラ４１との位置関係もぶれ難い。

また、トナーカートリッジ６０を装着部４２に装着すれば、前述のように、感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０とトナーカートリッジ６０とが一体化され、ガイド溝１２１に沿って一体に着脱することができる。従って、レーザプリンタ１では、ジャム処理などの作業の作業性が向上する。また、凸部６７がバネ部２５に嵌合してトナーカートリッジ６０を現像カートリッジ４０方向へ押圧することにより、上記三者の結合状態を複数箇所で維持してレール４２ｃ及び係合部６３ｃの強度を補償することができる。

なお、上記実施の形態において、感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０がプロセスカートリッジに、感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０が本体カートリッジに、感光体カートリッジ２０及び現像カートリッジ４０の筐体部分が筐体に、凸部６７，バネ部２５，及び圧縮コイルバネ２６が圧接手段に、レール４２ｃ及び係合部６３ｃが係合部に、凸部６７が嵌合部及び被作用部に、バネ部２５が被嵌合部に、シャッタ４８及び外筒６４が遮蔽部材に、それぞれ相当する。

また、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図１１に示すように、長穴２０ｂはトナーカートリッジ６０側に開放されてもよい。この場合、図１１（Ａ）に示す状態から、上記実施の形態と同様に図１１（Ｂ）に示すようにトナーカートリッジ６０を取り外すと、図１１（Ｃ）に示すように、現像カートリッジ４０を感光体カートリッジ２０から容易に分離することができる。従って、感光体ドラム２１，現像ローラ４１などの寿命に応じて、感光体カートリッジ２０，現像カートリッジ４０，及びトナーカートリッジ６０をそれぞれ個々に交換することができる。

また、現像ローラ４１を感光体ドラム２１に圧接するための押圧力を発生する弾性部材は、トナーカートリッジ６０側に設けてもよい。図１２（Ａ）は、そのような実施の形態のトナーカートリッジ６０の構成を表す側面図である。図１２（Ａ）及びその部分拡大図としての図１２（Ｂ）に示すように、本実施の形態では、操作部６２の凸部６７周囲に穴６２ａを穿設すると共に、凸部６７は穴６２ａを貫通する１本の軸によって構成している。また、凸部６７の支持部６６をゴムなどの弾性部材によって構成し、凸部６７が支持部６６の弾性変形により、図１２（Ｃ）に示すように穴６２ａ内で変位可能にしている。

この場合、感光体カートリッジ２０にはバネ部２５を設ける必要がなく、図１３に示すように凸部６７が嵌合する凹状の被嵌合部２０ｄを設けるだけでよい。このように構成された本実施の形態では、操作部６２を装着位置に配設し、図１３（Ａ）に示すよう凸部６７を被嵌合部２０ｄに嵌合させると、支持部６６から加わる付勢力によって現像ローラ４１を感光体ドラム２１に圧接することができる。図１３（Ｂ）に示すように操作部６２を離脱位置に配設すると、上記嵌合が外れて上記圧接を解除することができ、そのまま、図１３（Ｃ）に示すようにトナーカートリッジ６０を離脱させることができる。なお、本実施の形態では、支持部６６をゴム以外のコイルバネや板バネなどによって構成してもよい。更に、弾性部材を使用せず、樹脂製の凸部と被嵌合部とを嵌め合うことによって上記圧接を行ってもよい。

また更に、本発明は、トナーカートリッジを現像カートリッジの側方から着脱するタイプの画像形成装置にも適用することができる。この場合も、一旦プロセスカートリッジの全体を取り出してからトナーカートリッジを交換する形態であれば、適宜のリンク機構等を利用することにより、トナーカートリッジの着脱と上記圧接／圧接解除とを連動させることができる。但し、上記各実施の形態では、トナーカートリッジ６０をレーザプリンタ１の手前側から単独で交換することができ、メンテナンスの作業性が一層向上する。

また、圧接手段は、画像形成装置本体に設けられていてもよい。図１４はそのような実施の形態の構成を表す縦断面図である。図１４に示すように、レーザプリンタ１の本体において感光体カートリッジ２０を支持する支持板１０１には、圧接手段としての押圧部材１０２が配設されている。この押圧部材１０２は、支持部１０１に一体に設けられたガイド１０１ａによって前後方向に摺動可能に設けられ、コイルバネ１０３によって後方へ付勢されている。また、押圧部材１０２は、操作部６２が装着位置に配設されたとき、その操作部６２に係合する溝部１０２ａを備えている。

このため、トナーカートリッジ６０を装着部４２に装着して操作部６２を操作位置まで回動させると、操作部６２が溝部１０２ａに係合し、コイルバネ１０３の付勢力がトナーカートリッジ６０を介して現像ローラ４１に伝達される。一方、トナーカートリッジ６０の交換時には、押圧部材１０２を手前に引きながら操作部６２を離脱位置まで回動させる。すると、上記付勢力は現像ローラ４１に伝達されなくなり、トナーカートリッジ６０も離脱可能となる。従って、この場合も、上記各実施の形態と同様の作用・効果が生じる。

本発明が適用されたレーザプリンタの外観を表す斜視図である。 そのレーザプリンタの蓋部を開放する動作を表す斜視図である。 そのレーザプリンタの内部構成を表す縦断面図である。 そのレーザプリンタの感光体カートリッジ，現像カートリッジ，及びトナーカートリッジの外観を表す側面図である。 そのレーザプリンタの現像カートリッジとトナーカートリッジとの連結／分断を切り換える機構の構成を表す説明図である。 そのトナーカートリッジを現像カートリッジに装着した状態を前面側から表す説明図である。 上記レーザプリンタの感光体カートリッジの構成を表す側面図及びその構成を内面側から表す部分図である。 上記トナーカートリッジの着脱に応じた現像ローラの変位を表す説明図である。 上記レーザプリンタ本体の左側内壁面の構成を表す説明図である。 上記現像カートリッジ及びトナーカートリッジの構成を表す左側面図及び右側面図である。 上記感光体カートリッジの変形例の構成及び動作を表す説明図である。 上記トナーカートリッジの変形例の構成及び動作を表す説明図である。 そのトナーカートリッジに対応する感光体カートリッジの変形例の構成及び動作を表す説明図である。 上記レーザプリンタ本体の変形例の構成を表す説明図である。

１…レーザプリンタ ４…蓋部 ７…画像形成部２０…感光体カートリッジ ２１…感光体ドラム ２２…転写ローラ２３…スコロトロン帯電器 ２５…バネ部 ２６…圧縮コイルバネ４０…現像カートリッジ ４１…現像ローラ ４２…装着部４２ａ，６３ｂ，６４ｂ…開口部 ４２ｃ…レール ４５…供給ローラ４８…シャッタ ６０…トナーカートリッジ ６１…アジテータ６２…操作部 ６３…内筒 ６３ｃ…係合部６４…外筒 ６６…支持部 ６７…凸部９０…スキャナユニット ９０３…回転軸 Ｌ…レーザ光

Claims (7)

1. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、
   上記像担持体に対する上記現像手段の圧接状態を変更可能に上記像担持体及び上記現像手段を支持する単一のまたは複数に分離可能な筐体と、
   上記トナーが収容され、上記筐体に着脱可能に構成されたトナーカートリッジと、
   を備えたプロセスカートリッジであって、
   上記筐体に対する上記トナーカートリッジの装着動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段とを圧接させ、上記筐体に対する上記トナーカートリッジの離脱動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段との圧接を解除する圧接手段を、
   備え、
   上記トナーカートリッジは、上記現像手段に対して上記像担持体とは反対側から上記筐体に着脱可能であり、
   上記圧接手段が、上記トナーカートリッジまたは上記筐体のいずれか一方に設けられた嵌合部と、上記トナーカートリッジまたは上記筐体の他方に設けられた被嵌合部とにより構成され、
   上記嵌合部が、上記トナーカートリッジの着脱方向に平行な対向する一対の側面にそれぞれ配設され、
   上記各被嵌合部が、上記各嵌合部に応じて対向配置され、
   上記圧接手段は、少なくとも一部が弾性材料によって構成され、上記トナーカートリッジを上記像担持体に向けて付勢する
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 上記筐体は、上記トナーカートリッジの装着部を備え、
   上記現像手段は、上記像担持体と上記装着部との間に配設され、上記像担持体と上記装着部とを結ぶ方向に沿って往復移動可能に構成されたことを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 上記現像手段は、ローラによって構成され、そのローラの軸が上記方向にガイドされたことを特徴とする請求項２記載のプロセスカートリッジ。
4. 上記嵌合部が、上記各側面から突出した凸部であり、
   上記被嵌合部が、上記各凸部に嵌合されてその凸部を付勢するバネ部であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
5. 上記凸部が、上記トナーカートリッジに設けられ、
   上記バネ部が、上記凸部が嵌合する凹状に形成されたことを特徴とする請求項４記載のプロセスカートリッジ。
6. 上記筐体は、上記像担持体を支持する像担持体支持部と上記現像手段を支持する現像手段支持部とに分離可能で、上記トナーカートリッジが上記現像手段支持部に着脱可能なことを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
7. 表面に静電潜像が形成される像担持体と、
   該像担持体の表面にトナーを付着させて上記静電潜像を現像する現像手段と、
   該現像手段により上記像担持体の表面に付着されたトナーを被記録媒体に転写する転写手段と、
   上記トナーが収容され、着脱可能に構成されたトナーカートリッジと、
   を備えた画像形成装置であって、
   装置本体に対する上記トナーカートリッジの装着動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段とを圧接させ、上記装置本体に対する上記トナーカートリッジの離脱動作に連動して、上記像担持体と上記現像手段との圧接を解除する圧接手段を、
   備え、
   上記トナーカートリッジは、上記現像手段に対して上記像担持体とは反対側から上記装置本体に着脱可能であり、
   上記圧接手段が、上記トナーカートリッジまたは上記装置本体のいずれか一方に設けられた嵌合部と、上記トナーカートリッジまたは上記装置本体の他方に設けられた被嵌合部とにより構成され、
   上記嵌合部が、上記トナーカートリッジの着脱方向に平行な対向する一対の側面にそれぞれ配設され、
   上記各被嵌合部が、上記各嵌合部に応じて対向配置され、
   上記圧接手段は、少なくとも一部が弾性材料によって構成され、上記トナーカートリッジを上記像担持体に向けて付勢する
   ことを特徴とする画像形成装置。