JP4863946B2 - 交換ユニット、画像形成装置、および画像形成装置の交換ユニット取り付け方法 - Google Patents

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち、帯電、書込み、現像を行って像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を直接または中間転写体を介して間接的に転写して、その転写トナー像を定着装置で定着し、用紙等の記録材に画像を記録する電子写真式の画像形成装置に関する。特に、定着液を用いて記録材上のトナーを定着する定着装置を備える画像形成装置に関する。

および、この発明は、そのような定着装置を備える画像形成装置において、消耗品であるトナーと定着液とを収容して画像形成装置本体に対して交換自在に設ける交換ユニットに関する。および、画像形成装置本体に対して、その交換ユニットを取り付ける交換ユニット取り付け方法に関する。

プリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置は、画像情報に基づいて、用紙、布、ＯＨＰフィルム等の記録材に、文字や記号等を含む画像を記録するものである。このような画像形成装置には、種々の方式のものがあるが、そのうち、電子写真方式の画像形成装置は、普通紙に高精細な画像を高速で記録することができる点から、オフィスで現在広く使用されている。

電子写真方式の画像形成装置は、ドラム状やベルト状の像担持体のまわりに帯電装置、書込み装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置、除電装置などを配置し、像担持体の回転とともに帯電して後、書込みを行って像担持体表面に静電潜像を形成し、トナーを付着することによりその静電潜像を現像して像担持体上にトナー像を形成し、そのトナー像を直接、またはベルト状等の中間転写体を介して間接的に転写して記録材に画像を記録する。トナー像転写後の記録材は定着装置に導き、未定着トナーを記録材上に定着する一方、画像転写後の像担持体表面はクリーニング装置で清掃するとともに除電し、再度の画像形成に備えていた。

この種の電子写真方式の画像形成装置では、定着装置として、定着速度が速く、定着画像品質が良好なことなどから、記録材上のトナーをハロゲンヒータやセラミックヒータなどの発熱体で加熱して溶解し、これを加圧することで記録材上に定着させる熱定着方式が広く普及している。しかしながら、このような熱定着方式の定着装置を用いる画像形成装置では、トナーを加熱することから多量の電力が消費されており、省エネルギが叫ばれている今日、熱定着方式のものに代えて低消費電力の定着装置の採用が強く望まれている。また、熱定着方式の定着装置には、定着開始までの立ち上げ時間が長いなどの問題もあった。

そこで、従来の定着装置の中には、例えば下記の特許文献１に記載されるように、蒸気定着方式を採用するものが提案されている。蒸気定着方式では、トナーを溶かす溶媒蒸気中に未定着トナーが載った記録紙を挿入するものであり、確かにこの方式によれば、熱方式に比べてエネルギの消費は少ない。しかし、液に臭気があったり、また人体に害を及ぼしたりする懸念があり、広く普及しなかった。ところが、近来、無臭・無害でトナーを膨潤・溶解させ、定着を可能とする液が開発されてきたことで、再び液による定着方式が見直されてきている。

無臭で無害の定着液を使用する定着装置の中には、例えば下記の特許文献２に記載されるように、トナーを軟化させる軟化材と、その軟化材を分散または溶解する溶媒とからなる定着液を用い、その定着液を噴霧や滴下し、またはローラなどを用いて塗布して画像転写後の記録材に付着し、トナーを軟化してその後定着液を乾燥させることにより未定着トナーを記録材上に定着する方法が提案されている。

この方式の定着装置は、熱定着方式の場合のようにトナー加熱処理を必要としないことから、低消費電力で省エネルギ対策に適した定着方式ということができる。例えば、特許文献３に記載されるように、中間転写体に定着液を噴霧して、そのまま記録材に転写・定着させようというものである。

特公昭４０−１０８６７号公報 特許第３２９０５１３号公報 特開２００４−１０９７４７号公報 特開２００６−３０８７８１号公報

ところで、定着液を使用して定着を行う場合、定着液は消耗品であるため、当然画像形成装置本体への補給が必要となる。現流の定着では、同じ消耗品であるトナーを、ユーザーに補給してもらうようにする構成が多い。この技術は、広く使われていて、例えば特許文献４のようにボトル内にトナーを入れた消耗品を用意し、ユーザーがその交換を行うことによりトナー補給している。ところが、定着液の交換については、商品化されたものがいまだないため、従来技術がほとんどないのが実情である。

そこで、この発明の第１の目的は、定着液を使用する画像形成装置において、ユーザーが定着液の補給を効率的かつ容易に行い、メンテナンスの効率性および簡易性を高めることにある。

この発明の第２の目的は、一体化しているトナーボトルと定着液ボトルとの分別廃棄を容易として環境に配慮することにある。

この発明の第３の目的は、トナーボトルと定着液ボトルとが一体化して構成された交換ユニットの耐久性を向上することにある。

この発明の第４の目的は、トナーボトルと定着液ボトルとの連結・切り離しを簡単として、組み付けと分別廃棄を容易とすることにある。

この発明の第５の目的は、交換ユニットにおいて、消耗品であるトナーと定着液がほぼ同時になくなるようにして、消耗品を無駄なく消費して、交換ユニットの効率のよい経済的な交換を可能とすることにある。

この発明の第６の目的は、交換ユニットにおいて、定着液の補給をより効率的に行うことにある。

ところで、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して交換ユニットを構成し、その交換ユニットを画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けるとき、交換ユニットの定着液ボトルから漏れた定着液が当該交換ユニットのトナーボトルに達すると、未使用のトナーを溶解させることとなる。そこで、この発明の第７の目的は、定着液ボトルから漏れ出た定着液がトナーボトルに達しないようにすることにある。

この発明の第８の目的は、ユーザーが定着液の補給を効率的かつ容易に行い、メンテナンスの効率性および簡易性が高められた画像形成装置を提供することにある。

この発明の第９の目的は、画像形成装置において、消耗品である交換ユニットのトナーと定着液とがほぼ同時になくなるようにして、消耗品を無駄なく消費して、交換ユニットの効率のよい経済的な交換を可能とすることにある。

この発明の第１０の目的は、ユーザーが黒の交換ユニットのみを頻繁に交換する手間を省くことにある。

この発明の第１１の目的は、画像形成装置において、定着液の補給をより効率的に行うことにある。

この発明の第１２の目的は、ユーザーが定着液の補給を効率的かつ容易に行い、メンテナンスの効率性および簡易性が高められた画像形成装置の交換ユニット取り付け方法を提供することにある。

この発明の第１３の目的は、画像形成装置の交換ユニット取り付け方法において、定着液の補給をより効率的に行うことにある。

この発明の第１４の目的は、使用中においても、交換ユニットの交換を容易とする。

このため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
交換ユニットにおいて、
トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して、複写機本体、プリンタ本体、ファクシミリ本体などの画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けられ、
前記トナーボトルには、前記画像形成装置本体の現像装置に供給するトナーが収容される一方、
前記定着液ボトルには、トナーを軟化させる軟化剤とその軟化剤を溶解または分散する溶媒からなり、前記画像形成装置本体の定着装置に供給して、用紙、ＯＨＰフィルム等の記録材上の未定着トナーに付与し、その未定着トナーを溶解して該記録材に定着するトナー定着液が収容されている、
ことを特徴とする。

ここで、現像装置は、画像形成装置本体において、トナーを付着することにより像担持体上に形成した静電潜像を可視像化するものである。そして、請求項１に係る交換ユニットは、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して、画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けられ、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換される。「トナーボトルと定着液ボトルとを一体化する」とは、同一部材を用いて完全に一体化する場合に限らず、両ボトルを画像形成装置本体に対して一括して交換可能に連結するなどして一体化する場合も含むものである。

請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルと前記定着液ボトルとが各々別体に形成されており、同一部材で完全に一体化されているのではなく、切り離し自在に一体に連結されていることを特徴とする。そして、一体化されているトナーボトルと定着液ボトルとを、廃棄時に切り離して分別可能とする。

請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項２に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルと前記定着液ボトルとが、例えば前者がポリエステル系の材質で、後者がポリカーボネートなど、それぞれ異材質で形成されていることを特徴とする。そして、トナーにより汚染されにくい材質で形成されるトナーボトルにトナーが収容され、定着液により汚染されにくい材質で形成される定着液ボトルに定着液が収容されて、一体化される。

請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項２または３に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルと前記定着液ボトルとがスナップフィットで連結されていることを特徴とする。そして、スナップフィットにより、トナーボトルと定着液ボトルとを連結・切り離し自在とする。

請求項５に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし４のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルに収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量をＡとするとき、そのＡの１．０〜１．２倍の定着液が前記定着液ボトルに収容されていることを特徴とする。そして、長時間使用により仮に定着液が多少蒸発するようなことがあったとしても、定着液が不足するようなことがなく、トナーボトル内のトナーとともに、定着液ボトル内の定着液が、ほぼ同時になくなるようにする。

請求項６に記載の発明は、上述した第６の目的を達成すべく、請求項１ないし５のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記定着液ボトルの液供給口が、破損可能なシール手段でシールされていることを特徴とする。そして、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、シール手段が破損されて定着液ボトルの液供給口から定着液が画像形成装置本体の定着装置に供給される。

請求項７に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルのトナー供給口からのトナー供給方向と前記定着液ボトルの液供給口からの定着液供給方向とが異なる向きとなっていることを特徴とする。そして、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、供給向きが異なるトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにする。

請求項８に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記画像形成装置本体への取り付け状態において、前記トナーボトルのトナー供給口と前記定着液ボトルの液供給口との間に、トナー供給口より液供給口が重力方向下方となる段差が設けられていることを特徴とする。そして、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、重力の働きによりトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにする。

請求項９に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記トナーボトルのトナー供給口と前記定着液ボトルの液供給口とが仕切り壁で仕切られていることを特徴とする。そして、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、仕切り壁で仕切られるトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにする。

請求項１０に記載の発明は、上述した第７の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニットにおいて、前記定着液ボトルの液供給口が仕切り壁で囲まれていることを特徴とする。そして、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、囲いの仕切り壁外に流れ出ることを防いで、トナーボトルのトナー供給口に到達しないようにする。

請求項１１に記載の発明は、上述した第８の目的を達成すべく、複写機、プリンタ、ファクシミリまたはそれらの複合機などの画像形成装置において、請求項１ないし１０のいずれか１に記載の交換ユニットが備えられていることを特徴とする。そして、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して、画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けられ、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換可能とされる。

請求項１２に記載の発明は、上述した第９の目的を達成すべく、請求項１１に記載の画像形成装置において、前記トナーボトルに収容するトナー量が異なる複数の交換ユニットがあるとき、１つの交換ユニットのトナーボトルに収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量をＡとするとき、その液量Ａの１．０〜１．２倍の定着液が収容されている前記定着液ボトルのみが、当該交換ユニットのトナーボトルと互いに連結可能に構成されていることを特徴とする。

そして、トナーボトルと、それに収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量Ａの１．０〜１．２倍の定着液が収容されている定着液ボトルとのみが連結可能とされ、トナーボトルに収容されているトナーの量と釣り合わない定着液量が収容されている定着液ボトルは連結不能とされる。

請求項１３に記載の発明は、上述した第１０の目的を達成すべく、請求項１１または１２に記載の画像形成装置において、前記画像形成装置本体に、黒、マゼンタ、イエロ、シアンなどの異なる色のトナーを収容する複数色の交換ユニットを、それぞれ交換自在に設けるとともに、そのうちの黒の交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量を、他のマゼンタ、イエロ、シアンなどの交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量より多くしてなることを特徴とする。そして、一般に他色より多く使用する黒トナーの交換ユニットを、他色の交換ユニットよりも大きくする。

請求項１４に記載の発明は、上述した第１１の目的を達成すべく、請求項１１ないし１３のいずれか１に記載の画像形成装置において、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動して前記交換ユニットのシール手段を破損させる部材が前記画像形成装置本体に備えられていることを特徴とする。そして、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材がシール手段を破損して、定着液ボトルの液供給口から定着液が画像形成装置本体の定着装置に供給される。

請求項１５に記載の発明は、上述した第１１の目的を達成すべく、請求項１４に記載の画像形成装置において、前記シール手段として、前記定着液ボトルの液供給口を塞ぐ薄い紙やテープ等のシート部材を用い、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、前記シート部材を突き破るピン等の部材が前記画像形成装置本体に備えられていることを特徴とする。

そして、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材がシート部材を突き破り、定着液ボトルの液供給口から定着液が画像形成装置本体の定着装置に供給される。

請求項１６に記載の発明は、上述した第１２の目的を達成すべく、
画像形成装置の交換ユニット取り付け方法において、
トナーボトルと定着液ボトルとが一体化された交換ユニットが画像形成装置本体に取り付けられ、
前記トナーボトルに収容されているトナーが前記画像形成装置本体の現像装置に供給可能とされるとともに、
取り付け動作に連動して前記画像形成装置本体に備える部材で前記定着液ボトルの液供給口のシール手段が破損され、トナーを軟化させる軟化剤とその軟化剤を溶解または分散する溶媒からなる定着液が前記定着液ボトルから前記画像形成装置本体の定着装置の定着液溜めに供給される、
ことを特徴とする。

そして、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して、画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けられ、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換されるようにする。

請求項１７に記載の発明は、上述した第１３の目的を達成すべく、請求項１６に記載の画像形成装置の交換ユニット取り付け方法において、前記シール手段として、前記定着液ボトルの液供給口を塞ぐ薄い紙やテープ等のシート部材を用い、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動して前記画像形成装置本体に備えるピン等の部材で前記シート部材を突き破り、定着液が前記定着液溜めに供給されることを特徴とする。

そして、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材が、定着液ボトルの液供給口を塞ぐシート部材を突き破り、定着液ボトルの液供給口から定着液が画像形成装置本体の定着装置の定着液溜めに供給される。

請求項１８に記載の発明は、上述した第１４の目的を達成すべく、請求項１６または１７に記載の画像形成装置の交換ユニット取り付け方法において、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けたとき、一度に定着液が前記定着液溜めに供給されることを特徴とする。そして、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、交換ユニットの定着液ボトルに収容する定着液を一度に定着装置の定着液溜めに供給して、定着液ボトルが空の状態とされる。

請求項１に記載の発明によれば、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換されるので、画像形成装置本体に対するトナー補給とともに定着液の補給を行い、消耗品である定着液が液体であることを意識せずに、ユーザーが効率的かつ容易にその補給を行って、メンテナンスの効率化を図り、また簡易化を図ることができる。

請求項２に記載の発明によれば、異材質で構成されることが多いトナーボトルと定着液ボトルとを、廃棄時に切り離して分別するので、分別廃棄を容易として環境に配慮することができる。

請求項３に記載の発明によれば、トナーボトルはトナーにより汚染されにくい材質で、また定着液ボトルは定着液により汚染されにくい材質で形成されることを可能とするので、トナーボトルと定着液ボトルとが一体化して構成された交換ユニットの耐久性を向上することができる。

請求項４に記載の発明によれば、トナーボトルと定着液ボトルとがスナップフィットにより連結されることにより、トナーボトルと定着液ボトルとの連結・切り離しを、道具を用いずに手で簡単に行うことができるようにし、交換ユニットの組み付けと分別廃棄を容易とすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、ユニット交換時期には、トナーボトル内のトナーとともに、定着液ボトル内の定着液が、ほぼ同時になくなるようにして、定着液が不足したり不必要に多く残ったりする不都合をなくし、消耗品を無駄なく消費してユニット交換の効率のよい経済的な交換を行うことができる。また、定着液の方を多目に入れておくことで、長時間の使用により仮に定着液が多少蒸発するようなことがあったとしても、定着液が不足しないようにすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、シール手段が破損されて定着液ボトルの液供給口から定着液が定着装置に供給されるので、定着液の補給をより効率的に行うことができる。

請求項７に記載の発明によれば、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して交換ユニットを構成し、その交換ユニットを画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けるとき、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、供給向きが異なるトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにして、トナー供給口付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

請求項８に記載の発明によれば、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して交換ユニットを構成し、その交換ユニットを画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けるとき、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、重力に抗してトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにして、トナー供給口付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

請求項９に記載の発明によれば、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して交換ユニットを構成し、その交換ユニットを画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けるとき、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、仕切り壁で隔ててトナーボトルのトナー供給口に到達しないようにして、トナー供給口付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

請求項１０に記載の発明によれば、トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して交換ユニットを構成し、その交換ユニットを画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けるとき、定着液ボトルの液供給口から漏れ出た定着液が、仕切り壁の外に流れ出ることを防いで、トナーボトルのトナー供給口に到達しないようにし、トナー供給口付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

請求項１１に記載の発明によれば、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換可能とされるので、画像形成装置本体に対するトナー補給とともに定着液の補給を行い、消耗品である定着液が液体であることを意識せずに、ユーザーが効率的かつ容易にその補給を行って、メンテナンスの効率性および簡易性を高め、省エネルギに優れた画像形成装置を提供することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、１つの交換ユニットで、トナーボトルに収容されているトナーの量と釣り合わない定着液量が収容されている定着液ボトルはトナーボトルに連結不能とされているので、トナーボトル内のトナーとともに、定着液ボトル内の定着液が、ほぼ同時になくなるようにして、定着液が不足したり不必要に多く残ったりする不都合をなくし、消耗品の無駄を少なくしてユニット交換の効率のよい経済的な交換を行うことができる。また、定着液の方を多目に入れておくことで、長時間の使用により仮に定着液が多少蒸発するようなことがあったとしても、定着液が不足しないようにすることができる。

請求項１３に記載の発明によれば、オフィスなど、一般では黒のみで構成される文書が多く、したがって黒トナーが他色より多く消費される。このことを予め考慮し、黒の交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量を、他の色の交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量よりも多くし、ユーザーが黒の交換ユニットのみを頻繁に交換する手間を省くことができる。

請求項１４に記載の発明によれば、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材がシール手段を破損して、定着液ボトルの液供給口から定着液が定着装置に供給されるので、定着液の補給をユニット取り付け動作に連動してより効率的に行うことができる。

請求項１５に記載の発明によれば、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材がシート部材を突き破り、定着液ボトルの液供給口から定着液が定着装置に供給されるので、ユーザーが手を汚すことなく、定着液の補給をより効率的に行うことができる。

請求項１６に記載の発明によれば、トナーボトル交換時に定着液ボトルも同時に交換されるので、画像形成装置本体に対するトナー補給とともに定着液の補給を行い、消耗品である定着液が液体であることを意識せずに、ユーザーが効率的かつ容易にその補給を行って、メンテナンスの効率化を図り、また簡易化を図る画像形成装置の交換ユニット取り付け方法を提供することができる。

請求項１７に記載の発明によれば、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、その取り付け動作に連動し、画像形成装置本体に備えられている部材が、定着液ボトルの液供給口を塞ぐシート部材を突き破り、定着液ボトルの液供給口から定着液が定着装置の定着液溜めに供給されるので、ユーザーが手を汚すことなく、定着液の補給をより効率的に行うことができる。

請求項１８に記載の発明によれば、交換ユニットを画像形成装置本体に取り付けたとき、定着液を一度に定着液溜めに供給して定着液ボトルが空の状態とされるので、使用中に何らかの理由で定着液ボトルを交換する必要が生じたときなど、ユーザー等が定着液を手や衣服等に付着させたり、床や画像形成装置本体内を汚したりするなどのおそれなく作業を行うことができる。

以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、画像形成装置の一例である像担持体タンデム配置方式のカラープリンタにおけるその内部機構の全体概略構成を示す。

画像形成装置本体であるプリンタ本体Ｂ内には、黒（ＢＫ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）の４つの作像装置１００が備えられている。また、エンドレスの中間転写ベルト１０を４つのローラ１１〜１４に掛けまわして設ける中間転写装置２００が設置されている。４つの作像装置１００ＢＫ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｃは、トナーの色が相違するのみで同一構成をなし、中間転写装置２００上に中間転写ベルト１０に沿ってタンデム式に並べて設けられている。

図２には、１つの作像装置１００の概略構成を示す。
各作像装置１００には、ドラム状の像担持体２０が備えられている。像担持体２０のまわりには、帯電チャージャ等よりなる帯電装置２１、不図示の露光装置、現像装置２２、中間転写ベルト１０を挟んで転写チャージャ等よりなる一次転写装置２３、クリーニング装置２４、除電ランプ等よりなる除電装置２５などが配置されている。

そして、像担持体２０の図中時計まわりの回転とともに、帯電装置２１で像担持体２０の表面が一様に帯電される。次いで、画像信号に基づき不図示の露光装置により書込み光Ｌが照射されて、像担持体２０上に静電潜像が形成される。その後、現像装置２２の現像スリーブ２６で保持するプラス帯電キャリア２７上のマイナス帯電トナーｔが像担持体２０に転移され、その転移されたトナーｔが一次転写装置２３により一次転写位置Ｎ１で中間転写ベルト１０上に一次転写される。

このとき、転写されずに像担持体２０上に残留したトナーｔは、クリーニング装置２４のクリーニングブラシ２８およびクリーニングブレード２９により掻き落として除去される。それから、像担持体２０の表面は、除電装置２５により電荷を除去されて再度の画像形成に備えられる。

さて、図１に示すように、中間転写装置２００の下方には、給紙トレイ３０が多段に（図示例では３段に）備えられている。各給紙トレイ３０には、それぞれ対応して、それに収納する記録材を繰り出す給紙ローラ３１が設けられており、給紙ローラ３１で繰り出した記録材を搬送する搬送路３２が形成されている。各給紙トレイ３０からの搬送路３２は、合流して上方に向けて延び、プリンタ本体Ｂの頂面に設ける排紙スタック部３３まで続いている。

搬送路３２には、中間転写装置２００と対向して二次転写装置３４の転写ローラ３５が配置され、二次転写位置Ｎ２が形成されている。二次転写位置Ｎ２の上流には、レジストローラ対３６が設けられている。二次転写位置Ｎ２の下流には拍車３７が２つ続けて設置され、その下流に定着装置４０が配置され、さらにその下流に排紙ローラ対３８が備えられている。

そして、中間転写ベルト１０の図中反時計まわりの回転とともに、各作像装置１００の像担持体２０上に形成された黒、マゼンタ、イエロ、シアンの各トナー像が上述したごとく一次転写位置Ｎ１で順次転写されて重ね合わされ、中間転写ベルト１０上にカラー画像が形成される。他方、給紙ローラ３１により繰り出された記録材は、搬送路３２を通してレジストローラ対３６でタイミングを取って二次転写位置Ｎ２に送り込まれる。

二次転写位置Ｎ２に送り込まれた記録材には、転写ローラ３５により中間転写ベルト１０上のカラー画像が二次転写される。その後、記録材は、拍車３７によりトナーを乱さないように定着装置４０に搬送され、そこでトナー像が定着されて排紙ローラ対３８により排紙スタック部３３上に排出される。

ところで、定着装置４０は、搬送路３２を通して搬送する記録材を受け入れる入口４１と、定着後の記録材を送り出す出口４２を有する定着ケース４３内に、入口４１から出口４２に通ずる通路に沿って、ローラ４４に掛けまわして搬送ベルト４５が設けられ、その搬送ベルト４５の内側に電極４６が配置されている。また、定着ケース４３内には、搬送ベルト４５のベルト面に向けて定着液噴霧器４７が保持されており、その下にイオナイザ４８が設置されている。

定着装置４０に隣接する位置には、定着液溜め５０が備えられている。定着液溜め５０には、タンクケース５１内に定着液５２が貯留されており、定着液噴霧器４７から垂れ下がるように設けられて吸い上げ管５３が引き込まれている。また、タンクケース５１内には、定着液の満杯状態を検知する水位センサ５４と、空状態を検知する水位センサ５５とが備えられている。

そして、画像転写後の記録材が定着装置４０に搬送されて入口４１から定着ケース４３内に入り込んで搬送ベルト４５位置に達したとき、電極４６により例えばプラス側に帯電して搬送ベルト４５に吸着し、吸い上げ管５３を通して吸い上げたタンクケース５１内のトナー定着液５２が定着液噴霧器４７によりミスト状にして噴霧される。このとき、噴霧された定着液滴をイオナイザ４８により例えばプラス側に帯電させ、マイナスに帯電した記録材にクーロン力で引き寄せられて均一に付着される。

これにより、記録材にトナー定着液５２が付与されて、記録材上の未定着トナーが溶解または膨潤されて軟化され、その後、乾燥することにより再固着されて記録材に定着される。もちろん、この直後にローラ等に挟む工程を入れ、記録材への定着力をさらに高めたり、トナー表面の平滑性を上げることで光沢度を上げたりするようにしてもよい。

図１において、プリンタ本体Ｂの排紙スタック部３３下には、黒（ＢＫ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）の４つの交換ユニット６０ＢＫ、６０Ｍ、６０Ｙ、６０Ｃが並べて備えられている。図示の４つの交換ユニット６０は、収容するトナーの色が相違するのみでまったく同一に構成されている。

図３には、１つの交換ユニット６０の外観を示す。
交換ユニット６０には、図３に示すように、トナーボトル取付台６１上に取り付けるトナーボトル６２と、トナーボトル取付台６１を介して定着液ボトル６３とが一体化され、プリンタ本体Ｂに対して、例えばそのプリンタ本体Ｂの正面カバーを開いて、図中矢示する長さ方向に抜き差しし、一括して交換自在に設けられている。

トナーボトル取付台６１には、交換ユニット６０をプリンタ本体Ｂに挿入するとき、プリンタ本体Ｂ内の溝にはまり込むことによってその溝によって案内される両側のレール状突部６４と、付勢されて常時はトナー供給口を塞いでいるシャッタ６５と、開口６６から一部が露出するギヤ６７などが設けられている。また、トナーボトル６２には、内周面に内向きの突条を形成する螺旋溝６８が周面に設けられている。そして、該トナーボトル６２は、トナーボトル取付台６１上に、ギヤ６７の回転とともに軸線まわりに回転するように取り付けられている。

図４には、交換ユニット６０の定着液ボトル６３付近の従断面を示す。図５には、その定着液ボトル６３の外観を示す。

定着液ボトル６３には、頂面に液補給口７０が形成され、製造時に定着液が補給されて蓋７１で塞がれている。補給後は、液漏れが生じないように、溶着等により封止されるようにしてもよい。また、下部から突出して下向きに開口する液供給口７２が形成され、内周面にＯリング７３が設けられている。定着液ボトル６３の底部には、液供給口７２を塞ぐように、破損可能なシール手段として、薄い紙やテープなどのシート部材７４が設けられている。

さらに、側面には、嵌合凹部７５が形成され、そこにトナーボトル６２先端の嵌合凸部７６がはまり込んで、その嵌合凸部７６を中心としてトナーボトル６２が回転自在に保持されるようになっている。また、定着液ボトル６３には、間隔をあけて２つの係止孔７７が並べてあけられ、それらの係止孔７７に、トナーボトル取付台６１に設ける２つの係止爪７８が各々掛け止めされて、取り外し自在にスナップフィットで連結され、これによりトナーボトル取付台６１およびトナーボトル６２と、定着液ボトル６３とが一体化されるようになっている。符号７９は、レール状突部であり、トナーボトル取付台６１と定着液ボトル６３とを連結したとき、レール状突部６４に連続するように設けられる。

トナーボトル６２には、それぞれプリンタ本体Ｂの現像装置２２に供給する黒（ＢＫ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）のトナーｔが収容されている。定着液ボトル６３には、トナーを軟化させる軟化剤とその軟化剤を溶解または分散する溶媒からなり、プリンタ本体Ｂの定着装置４０に供給されるトナー定着液５２が収容されている。

ここで、定着液ボトル６３内には、トナーボトル６２内の全トナー量を定着できる分だけの定着液が入っている。実際には、少しでもトナーボトル６２内にトナーｔが残っている状態で交換ユニット６０の交換をしたくないことから、トナー定着液５２よりもトナーｔの方が先になくなるようにすることが好ましい。そこで、この例では、経時での蒸発、回収ロスによる定着液不足分を補うため、トナーボトル６２に収容されている量のトナーｔを定着するのに必要な定着液量をＡとするとき、その液量Ａの１．０〜１．２倍の定着液５２が定着液ボトル６３に収容されている。

そして、上述したとおり、トナーボトル６２と定着液ボトル６３とは、各々別体に形成され、切り離し自在に一体に連結されており、例えばトナーボトル６２は、トナーｔによって汚染されるおそれの少ないＰＣ−ＰＥＴ等のポリエステル系の材料を用いて形成され、定着液ボトル６３は、定着液５２によって汚染されるおそれの少ない、トナーボトル６２とは異材質であるポリカーボネート等を用いて形成される。

交換ユニット６０は、プリンタ本体Ｂに取り付けられると、シャッタ６５が付勢力に抗して移動されてトナーボトル取付台６１のトナー供給口が開放され、ギヤ６７がプリンタ本体Ｂの駆動側ギヤと噛み合う。そして、プリンタ本体Ｂ側から駆動力を受けてギヤ６７が回転し、その回転とともにトナーボトル６２が回転されて、そのトナーボトル６２内に収容されるトナーｔが螺旋溝６８により形成される突条により導かれてトナー供給口に向けて送られ、トナー供給口からプリンタ本体Ｂ側に送り出されてプリンタ本体Ｂの現像装置２２に供給される。

さて、図１に示すように、４つの交換ユニット６０ＢＫ、６０Ｍ、６０Ｙ、６０Ｃの下には、４つの作像装置１００ＢＫ、１００Ｍ、１００Ｙ、１００Ｃとの間に、定着液供給装置８０が備えられている。定着液供給装置８０には、導入管８１と、その導入管８１を上下動するカム８２と、そのカム８２を回動するハンドル８３と、そのハンドル８３の動きを規制するストッパピン８４などが設けられている。

導入管８１には、上向きに突出し、上下動にともない、各交換ユニット６０の定着ボトル６３の液供給口７２に入り込み、または液供給口７２から引き出される挿入ピン８５、液供給口７２の口縁に突き当てて挿入ピン８５の入り込み量を規制する鍔部８６（図４参照）、定着液溜め５０のタンクケース５１に入り込む先端口８７などが形成されている。

そして、黒（ＢＫ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロ（Ｙ）、シアン（Ｃ）のトナーがなくなったことが検知され、または水位センサ５５で定着液５２が空になったことが検知されたときには、プリンタ本体Ｂの正面カバーを開き、ハンドル８３が支軸を中心として図１中反時計まわりに回動され、同一支軸上のカム８２も同じくその支軸を中心として反時計まわりに回動され、不図示のガイド部材に案内されて重力に基づき導入管８１が降下されて挿入ピン８５が液供給口７２から抜き出されることにより退避される。よって、交換ユニット６０の取り出しが可能となり、それを長さ方向に引き出して、トナーボトル６２と定着液ボトル６３とが一体化された新しい交換ユニット６０がプリンタ本体Ｂに取り付けられる。

これにより、新しい交換ユニット６０のトナーボトル６２に収容されているトナーｔがプリンタ本体Ｂの現像装置２２に供給可能とされる。そして、今度は逆にハンドル８３が反時計まわりに回動されてカム８２も同じく時計まわりに回動され、導入管８１が上昇されて挿入ピン８５を液供給口７２に入り込ませることによりシート部材７４を突き破って、取り付け動作に連動してプリンタ本体Ｂに備える挿入ピン８５の先端で定着液ボトル６３の液供給口７２のシール手段が破損され、トナー定着液５２が導入管８１を通って定着液ボトル６３からプリンタ本体Ｂの定着装置４０の定着液溜め５０に供給される。

定着液ボトル６３の液供給口７２に挿入された挿入ピン８５のまわりは、液漏れがないようにＯリング７３によりシールされる。そして、交換ユニット６０をプリンタ本体Ｂに取り付けたとき、交換ユニット６０の定着液ボトル６３に収容する定着液５２が一度に定着装置４０の定着液溜め５０に供給されて、定着液ボトル６３が空の状態とされる。このようにすると、使用中に何らかの理由で定着液ボトル６３を交換する必要が生じたときなど、ユーザー等が定着液を手や衣服等に付着させたり、床やプリンタ本体Ｂ内を汚したりするなどのおそれなく作業を行うことができる。

なお、上述した図示例では、１つのハンドル８３で４つの挿入ピン８５を同時に移動したが、ハンドル８３を複数設けて、挿入ピン８５を色ごとに個別に移動するようにしてもよい。

また、上述した例では、各色の交換ユニット６０をすべて同じ大きさにつくったが、黒の交換ユニット６０ＢＫのトナーｔおよび定着液５２の収容量を、他の色の交換ユニット６０Ｍ、６０Ｙ、６０Ｃのトナーｔおよび定着液５２の収容量より多くなるように、黒の交換ユニットを他の色の交換ユニットより大きくしてもよい。

ところで、定着液溜め５０は、溢れ防止のために、十分な大きさを持たせてつくられており、また前述のとおり図示カラープリンタでは、全トナー量を定着できる定着液がバランスをとれた状態で機内に存在する。しかし、何らかの原因でそのバランスが崩れた場合、適正な処置を行う必要がある。定着液量が多すぎて、水位センサ５４で満杯状態を検知したときは、ストッパピン８４が飛び出すことによりハンドル８３を反時計まわりに回すことができず、交換ユニット６０の交換ができないようにされる。逆に、水位センサ５５で空状態が検知されたときは、未定着トナーｔが記録材上に乗った状態で機外に排出されるのを防ぐため、プリンタ本体Ｂの駆動が停止されて、定着液の補給を行うようにメッセージが表示され、補給されるまで動かないようにされる。

機内のトナーと定着液とがバランスの取れた状態とするために、トナーボトル６２と、そのトナーボトル６２に収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量をＡとするときに、そのＡの１．０〜１．２倍の定着液５２が収容されている定着液ボトル６３とのみが互いに連結可能に構成されるようにするとよい。

例えば、トナー量が異なる５，０００枚用と１０，０００枚用の２種類のトナーボトル６２があるとすると、同様にそれぞれの量のトナーｔを定着できる液量の２種類の定着液ボトル６３を用意し、このとき量の合ったボトル同士のみが、スナップフィット位置が合致して連結可能とされ、トナーボトル６２に収容されているトナーｔの量と釣り合わない定着液量が収容されている定着液ボトル６３は連結不能とされる。

以上のとおり、図示カラープリンタでは、トナーボトル６２の交換時に定着液ボトル６３も同時に交換されるので、プリンタ本体Ｂに対するトナー補給とともに定着液の補給を行い、ユーザーが効率的かつ容易にその補給を行って、メンテナンスの効率化を図り、また簡易化を図ることができる。

廃棄時には、係止孔７７に対する係止爪７８の掛け止めを外すことにより、ポリエステル系の材料を用いて形成されるトナーボトルと、異材質であるポリカーボネート等を用いて形成される定着液ボトルとを切り離して分別可能とするので、分別廃棄を容易として環境に配慮することができる。

さて、上述した例のように、トナーボトル６２と定着液ボトル６３とを一体化して交換ユニット６０を構成し、その交換ユニット６０をプリンタ本体Ｂに対して一括して交換自在に設けるとき、交換ユニット６０の定着液ボトル６３の液供給口７２から漏れた定着液５２が当該交換ユニット６０のトナーボトル６２のトナー供給口に達すると、トナー供給口まわりの未使用のトナーを溶解させることとなる。そこで、上述した例では、トナーボトル６２のトナー供給口と定着液ボトル６３の液供給口７２とを交換ユニット６０の互いに反対側に離して設けるとともに、図３に示すようにトナー供給口からのトナー供給方向ｐと液供給口７２からの定着液供給方向ｑとが異なる向きとなるようにし、定着液ボトル６３から漏れ出た定着液５２がトナーボトル６２になかなか到達しにくい構成とする。

トナーボトル６２が、収容トナーを、上述したごとく回転によりトナー供給口から送り出すものではなく、重力により供給するものであるときには、例えば図６に示すようにトナーボトル６２と定着液ボトル６３とを、同様にスナップフィットなどによるはめ付けなどによって切り離し可能に抱き合わせる。

そして、定着液ボトル６３の液供給口７２から漏れ出た定着液５２が、トナーボトル６２のトナー供給口９０に到達して未使用のトナーを溶解することのないように、例えば図６（Ａ）に示すようにプリンタ本体Ｂへの取り付け状態において、トナーボトル６２のトナー供給口９０と定着液ボトル６３の液供給口７２との間に、トナー供給口９０より液供給口７２が重力方向下方となるような段差ｄが設けられるようにする。このようにすると、定着液ボトル６３の液供給口７２から漏れ出た定着液５２が、重力に逆らってトナーボトル６２のトナー供給口９０に到達しないようにして、トナー供給口９０付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

また、例えば図６（Ｂ）に示すように、トナーボトル６２のトナー供給口９０と定着液ボトル６３の液供給口７２とが仕切り壁９１で仕切られるようにする。このようにすると、定着液ボトル６３の液供給口７２から漏れ出た定着液５２が、仕切り壁９１で仕切って隔てられるトナーボトル６２のトナー供給口９０に到達しないようにして、トナー供給口９０付近の未使用のトナーｔを溶解するおそれをなくすことができる。なお、この例では、仕切り壁９１をトナーボトル６２に設けたが、定着液ボトル６３に設けてもよいことはいうまでもない。

さらに、例えば図６（Ｃ）に示すように、定着液ボトル６３の液供給口７２が仕切り壁９２で囲まれるようにする。このようにすると、定着液ボトル６３の液供給口７２から漏れ出た定着液５２が、囲いの仕切り壁９２外に流れ出ることを防いで、トナーボトル６２のトナー供給口９０に到達しないようにして、トナー供給口９０付近の未使用のトナーを溶解するおそれをなくすことができる。

画像形成装置の一例である像担持体タンデム配置方式のカラープリンタにおけるその内部機構の全体概略構成図である。 そのカラープリンタに備える１つの作像装置の概略構成図である。 図１に示すカラープリンタに備える１つの交換ユニットの斜視図である。 １つの交換ユニットの定着液ボトル付近の従断面図である。 その定着液ボトルの外観斜視図である。 （Ａ）は交換ユニットの他例の斜視図、（Ｂ）はさらに他例の側面図、（Ｃ）はまたさらに他例の斜視図である。

符号の説明

２２ 現像装置
４０ 定着装置
５２ トナー定着液
６０ 交換ユニット
６２ トナーボトル
６３ 定着液ボトル
７２ 液供給口
７４ シート部材（シール手段）
８５ 挿入ピン
９０ トナー供給口
９１ 仕切り壁
９２ 仕切り壁
Ｂ プリンタ本体（画像形成装置本体）
ｔ トナー
ｐ トナー供給口からのトナー供給方向
ｑ 液供給口からの定着液供給方向

Claims (18)

1. トナーボトルと定着液ボトルとを一体化して画像形成装置本体に対して一括して交換自在に設けられ、
   前記トナーボトルには、前記画像形成装置本体の現像装置に供給するトナーが収容される一方、
   前記定着液ボトルには、トナーを軟化させる軟化剤とその軟化剤を溶解または分散する溶媒からなり、前記画像形成装置本体の定着装置に供給して記録材上の未定着トナーに付与し、その未定着トナーを溶解して該記録材に定着するトナー定着液が収容されている、
   ことを特徴とする、交換ユニット。
2. 前記トナーボトルと前記定着液ボトルとが各々別体に形成されており、切り離し自在に一体に連結されていることを特徴とする、請求項１に記載の交換ユニット。
3. 前記トナーボトルと前記定着液ボトルとがそれぞれ異材質で形成されていることを特徴とする、請求項２に記載の交換ユニット。
4. 前記トナーボトルと前記定着液ボトルとがスナップフィットで連結されていることを特徴とする、請求項２または３に記載の交換ユニット。
5. 前記トナーボトルに収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量をＡとするとき、そのＡの１．０〜１．２倍の定着液が前記定着液ボトルに収容されていることを特徴とする、請求項１ないし４のいずれか１に記載の交換ユニット。
6. 前記定着液ボトルの液供給口が、破損可能なシール手段でシールされていることを特徴とする、請求項１ないし５のいずれか１に記載の交換ユニット。
7. 前記トナーボトルのトナー供給口からのトナー供給方向と前記定着液ボトルの液供給口からの定着液供給方向とが異なる向きとなっていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニット。
8. 前記画像形成装置本体への取り付け状態において、前記トナーボトルのトナー供給口と前記定着液ボトルの液供給口との間に、トナー供給口より液供給口が重力方向下方となる段差が設けられていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニット。
9. 前記トナーボトルのトナー供給口と前記定着液ボトルの液供給口とが仕切り壁で仕切られていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニット。
10. 前記定着液ボトルの液供給口が仕切り壁で囲まれていることを特徴とする、請求項１ないし６のいずれか１に記載の交換ユニット。
11. 請求項１ないし１０のいずれか１に記載の交換ユニットが備えられていることを特徴とする画像形成装置。
12. 前記トナーボトルに収容するトナー量が異なる複数の交換ユニットがあるとき、１つの交換ユニットのトナーボトルに収容されている量のトナーを定着するのに必要な定着液量をＡとするとき、そのＡの１．０〜１．２倍の定着液が収容されている前記定着液ボトルのみが、当該交換ユニットのトナーボトルと互いに連結可能に構成されていることを特徴とする、請求項１１に記載の画像形成装置。
13. 前記画像形成装置本体に、異なる色のトナーを収容する複数色の交換ユニットをそれぞれ交換自在に設けるとともに、そのうちの黒の交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量を、他の色の交換ユニットのトナーおよび定着液の収容量より多くしてなることを特徴とする、請求項１１または１２に記載の画像形成装置。
14. 前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動して前記交換ユニットのシール手段を破損させる部材が前記画像形成装置本体に備えられていることを特徴とする、請求項１１ないし１３のいずれか１に記載の画像形成装置。
15. 前記シール手段として、前記定着液ボトルの液供給口を塞ぐシート部材を用い、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動し、前記シート部材を突き破る部材が前記画像形成装置本体に備えられていることを特徴とする、請求項１４に記載の画像形成装置。
16. トナーボトルと定着液ボトルとが一体化された交換ユニットが画像形成装置本体に取り付けられ、
    前記トナーボトルに収容されているトナーが前記画像形成装置本体の現像装置に供給可能とされるとともに、
    取り付け動作に連動して前記画像形成装置本体に備える部材で前記定着液ボトルの液供給口のシール手段が破損され、トナーを軟化させる軟化剤とその軟化剤を溶解または分散する溶媒からなる定着液が前記定着液ボトルから前記画像形成装置本体の定着装置の定着液溜めに供給される、
    ことを特徴とする、画像形成装置の交換ユニット取り付け方法。
17. 前記シール手段として、前記定着液ボトルの液供給口を塞ぐシート部材を用い、前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けるとき、その取り付け動作に連動して前記画像形成装置本体に備える部材で前記シート部材を突き破り、定着液が前記定着液溜めに供給されることを特徴とする、請求項１６に記載の画像形成装置の交換ユニット取り付け方法。
18. 前記交換ユニットを前記画像形成装置本体に取り付けたとき、一度に定着液が前記定着液溜めに供給されることを特徴とする、請求項１６または１７に記載の画像形成装置の交換ユニット取り付け方法。

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