JP6427912B2 - 現像剤供給装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
特許文献1には、現像スリーブと現像剤収納部と補給口を具備し、補給口に対する封止位置と開放位置を移動可能な補給口シャッターと、補給口シャッターを覆い、補給口と略同形状の開口を有する第1の押さえ部材と、第1の押さえ部材に形成された開口に対する閉塞位置と開放位置を移動可能な補給口カバーと、シャッター開閉カムの回転により補給口シャッター及び補給口カバーを連動して移動させるシャッター開閉カムとを具備する現像装置が開示されている。
特許文献2には、現像容器を含む現像装置と、補給開口、補給開口シャッタ及びスクリュー部材を備えかつ現像容器に離脱自在に装着可能なトナーコンテナとを含むトナー補給装置で、トナーコンテナには、回転シャッタ部材がスクリュー部材に相対回転自在に配設され、回転シャッタ部材には、排出開口と回転作動被案内ピンとが配設され、回転シャッタ部材は補給開口を開閉するよう回転可能であり、一方、現像容器には、トナーコンテナの着脱動作時に回転作動被案内ピンが係合させられて回転シャッタ部材を回転させるよう案内する回転作動案内溝が配設されている構成が開示されている。
本発明が解決しようとする技術的課題は、像保持体に対して接離可能な現像装置へ現像剤を供給する現像剤供給装置のシャッタとして回転シャッタを用いた場合でも、像保持体に対する接離によって現像装置と回転シャッタとの係わり合いが外れることを防ぐことにある。
請求項2に係る発明は、請求項1に係る現像剤供給装置において、前記伝達部材は、前記現像装置の被接続部の一部に設けられた当接部が挿入方向に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を有し、当該傾斜部に係わり合って押し下げられて前記回転シャッタを開放方向に回転させることを特徴とする現像剤供給装置である。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に係る現像剤供給装置において、前記現像装置は、長手方向の一端側が像保持体に対して接離可能な接離機構を有し、当該接離機構による接離動作時に長手方向の一端よりも他端での移動量を低減させるものであり、前記接続部は、前記現像装置の被接続部の動きを許容する隙間を含む挿入受部として構成されていることを特徴とする現像剤供給装置である。
請求項4に係る発明は、請求項1乃至3のいずれかに係る現像剤供給装置において、前記保持部材は前記現像剤供給経路を形成する部材とは別体にて構成され、前記回転シャッタが通過可能な開口を有するものであり、前記現像剤供給経路と保持部材との連結部には、前記回転シャッタが開放したときに前記保持部材の開口が塞がれるシール部材を配置したことを特徴とする現像剤供給装置である。
請求項5に係る発明は、請求項1乃至4のいずれかに係る現像剤供給装置において、前記回転シャッタは閉鎖方向に回転させるための付勢部材を有し、前記回転シャッタが開閉する現像剤供給経路の周囲にはシール部材が配置され、前記現像装置の被接続部が前記接続部に挿入されたときに前記伝達部材と前記当接部との係わり合いから前記回転シャッタが開放した状態では、現像装置が受ける前記シール部材の反力と、前記付勢部材による反力とを略釣り合うように設定したことを特徴とする現像剤供給装置である。
請求項6に係る発明は、請求項1乃至5のいずれかに係る現像剤供給装置において、前記現像剤供給経路は、上流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する上流側の現像剤供給経路と、この上流側の現像剤供給経路の下方にて当該上流側の現像剤供給経路に対して斜め方向に交差配置され、下流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する下流側の現像剤供給経路と、を備え、前記下流側の現像剤供給経路は、前記上流側の現像剤供給経路の排出口の下方に当該排出口よりも広い開口面積の受け渡し部を有し、この受け渡し部から断面積の狭い供給経路に変化する部位に現像剤搬送部材と連動して可動するほぐし部材を配置したことを特徴とする現像剤供給装置である。
請求項7に係る発明は、静電潜像が保持される像保持体と、前記像保持体に対して接離可能な現像装置と、前記現像装置に着脱可能に接続され、接続された現像装置に対して現像剤を供給する請求項1乃至6のいずれかに係る現像剤供給装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。
請求項8に係る発明は、請求項7に係る画像形成装置において、前記像保持体を含む像保持体組立体と、前記現像装置を含む現像組立体と、前記像保持体に対して現像装置が接離可能になるように前記像保持体組立体に対して前記現像組立体を接離する接離機構と、を有するプロセスカートリッジを備え、前記プロセスカートリッジは、前記接離機構にて前記像保持体組立体が前記現像組立体とが非接触配置されたとき、前記像保持体組立体のみを挿抜方向に沿って挿抜可能とすることを特徴とする画像形成装置である。
請求項2に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、現像装置との接続時における操作力を少なく抑えて回転シャッタを開放させることができる。
請求項3に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、現像装置の被接続部に対する隙間を少なく抑えた状態で、現像装置と接続することができる。
請求項4に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、回転シャッタ周辺からの現像剤の漏れを確実に防止することができる。
請求項5に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、現像装置との接続時に現像装置に作用する外部抵抗力を低減することができる。
請求項6に係る発明によれば、本構成を有さない態様に比べて、現像剤供給経路の途中での現像剤の詰まりを未然に防止することができる。
請求項7に係る発明によれば、像保持体に対して接離可能な現像装置へ現像剤を供給する現像剤供給装置のシャッタとして回転シャッタを用いた場合でも、像保持体に対する接離によって現像装置と回転シャッタとの係り合いが外れることを防ぐことが可能な現像剤供給装置を含む画像形成装置を提供することができる。
請求項8に係る発明によれば、プロセスカートリッジを用いた態様において、像保持体に対して接離可能な現像装置へ現像剤を供給する現像剤供給装置のシャッタとして回転シャッタを用いた場合でも、像保持体に対する接離によって現像装置と回転シャッタとの係り合いが外れることを防ぐことが可能な現像剤供給装置を含む画像形成装置を提供することができる。
図1(a)は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態の概要を示す。
同図において、画像形成装置は、静電潜像が保持される像保持体11と、この像保持体11に対して接離可能な現像装置12と、現像装置12に着脱可能に接続され、接続された現像装置12に対して現像剤を供給する現像剤供給装置10と、を備えている。
本例において、現像剤供給装置10は、図1(a)(b)に示すように、現像装置12の長手方向の一端側の被接続部13が当該長手方向に沿って挿入可能に接続される接続部2と、接続部2を有し、接続部2および被接続部13を介して現像装置12に現像剤を供給する現像剤供給経路1と、現像剤供給経路1の接続部2に対応した箇所に設けられ、長手方向を軸方向として回転し当該現像剤供給経路1を開閉する回転シャッタ4と、接続部2に設けられて回転シャッタ4を回転可能に保持する保持部材5と、回転シャッタ4の一部に設けられ、接続部2に現像装置12の被接続部13が挿入されたときに、被接続部13の一部に設けられた当接部14と係わり合って回転シャッタ4を開放する方向に回転させる伝達部材6と、を備え、接続部2は、現像装置12が像保持体11に対して接近した位置と離間した位置とに移動したときに被接続部13の動きが許容可能な隙間の挿入受部3を有し、当該挿入受部3に被接続部13が挿入された状態では現像装置12が接近した位置にあっても離間した位置にあっても伝達部材6と当接部14との係わり合いを保つように構成されている。
また、現像剤供給装置は、着脱可能なトナーカートリッジや固定設置されるトナーホッパー等の現像剤収容容器と、この現像剤収容容器に収容される現像剤を現像装置12へと供給する現像剤供給系とを有するものであればよい。
ここで、現像剤供給経路1としては適宜選定して差し支えない。
また、接続部2としては、現像剤供給経路1の一部に設けられ、現像装置12の被接続部13が挿入される挿入受部3を有していればよい。なお、現像装置12の被接続部13には接続部2に接続されたときに連通する開口16がある。この開口16には必要に応じてシャッタを付加してもよい。
更に、回転シャッタ4は現像剤供給経路1を開閉するように接続部2に保持部材5を介して設けられていればよい。ここで、保持部材5は現像剤供給経路1を形成する部材と一体的に設けられてもよいが、接続部2側の一要素として別体にて構成する方がよい。
更にまた、伝達部材6は現像装置12の被接続部13の一部に設けられる当接部14と係わり合って回転シャッタ4を開放方向に回転させる動きを伝達するものであれば、当接部14の形状に応じて適宜選定して差し支えない。
本例では、現像装置12が像保持体11に対して接離可能な態様であることから、現像装置12の接離動作に伴って現像装置12の被接続部13が移動する。このため、現像剤供給装置10の接続部2は、現像装置12の移動する被接続部13が挿入される挿入受部3を有していることが必要である。但し、回転シャッタ4の開放状態を維持する必要があるため、伝達部材6と当接部14との係わり合いはそのまま保たれることを要する。
先ず、伝達部材6の代表的態様としては、現像装置12の被接続部13の一部に設けられた当接部14が挿入方向に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を有し、この傾斜部に係わり合って押し下げられて回転シャッタ4を開放方向に回転させる態様が挙げられる。
また、接続部2の挿入受部3の隙間を少なく抑える上で現像装置12の好ましい態様としては、長手方向の一端側が像保持体11に対して接離可能な接離機構15を有し、当該接離機構15による接離動作時に長手方向の一端よりも他端での移動量を低減させるものが挙げられる。本態様では、接続部2は、現像装置12の被接続部13の動きを許容する隙間を含む挿入受部3として構成されていればよい。
更に、回転シャッタ4の好ましい態様としては、保持部材5は現像剤供給経路1を形成する部材とは別体にて構成され、回転シャッタ4が通過可能な開口を有するものであり、現像剤供給経路1と保持部材5との連結部には、回転シャッタ4が開放したときに保持部材5の開口が塞がれるシール部材(図示せず)を配置した態様が挙げられる。一般に、回転シャッタ4を開閉保持する保持部材5には回転シャッタ4が通過可能な開口(スリット)が設けられる。この態様では、回転シャッタ4が開放したときに、保持部材5の開口から現像剤が漏れる懸念がある。しかし、本態様では、シール部材が保持部材5の開口を塞ぐことから、現像剤の漏れは阻止される点で好ましい。
また、現像剤供給経路1の途中での現像剤の詰まりを防止する上で有効な態様としては、現像剤供給経路1は、上流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する上流側の現像剤供給経路と、この上流側の現像剤供給経路の下方にて当該上流側の現像剤供給経路に対して斜め方向に交差配置され、下流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する下流側の現像剤供給経路と、を備え、下流側の現像剤供給経路は、上流側の現像剤供給経路の排出口の下方に当該排出口よりも広い開口面積の受け渡し部を有し、この受け渡し部から断面積の狭い供給経路に変化する部位に現像剤搬送部材と連動して可動するほぐし部材を配置した態様が挙げられる。
現像剤供給経路1を複数段に分離した態様で、構造上、上流側の現像剤供給経路と下流側の現像剤供給経路とが上下に分離した斜め交差配置されることがあり得るが、下流側の現像剤供給経路の受け渡し部の入口箇所で現像剤の詰まり現象が見られた。本態様は、現像剤の詰まり箇所に対応して現像剤のほぐし部材を設けたものである。
◎実施の形態1
<画像形成装置の全体構成>
図2は本発明が適用された画像形成装置の実施の形態1を示す説明図である。
同図において、画像形成装置20は、装置筐体21内に四つの色(本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン)の画像形成部22(具体的には22a〜22d)を横方向に配列し、その上方には各画像形成部22の配列方向に沿って循環搬送される中間転写ベルト230が含まれる転写モジュール23を配設する一方、装置筐体21の下方には用紙等の記録材が収容される記録材供給装置24を配設すると共に、この記録材供給装置24からの記録材搬送路25を略鉛直方向に配置したものである。
ここで、露光装置33は、露光筐体41内に例えば四つの半導体レーザ(図示せず)、一つのポリゴンミラー42、結像レンズ(図示せず)及び各感光体に対応するそれぞれミラー(図示せず)を格納し、各色成分毎の半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ、ミラーを介して対応する感光体31上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
尚、符号36(36a〜36d)は各現像装置34に各色成分トナーを補給するためのトナーカートリッジである。
また、本実施の形態において、転写モジュール23は、例えば一対の張架ロール(一方が駆動ロール)231,232間に中間転写ベルト230を掛け渡したものであり、各画像形成部22の感光体31に対応した中間転写ベルト230の裏面には一次転写装置(本例では一次転写ロール)51が配設され、この一次転写装置51にトナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加することで、感光体31上のトナー像を中間転写ベルト230側に静電的に転写するようになっている。
更に、中間転写ベルト230の最下流画像形成部22dの下流側の張架ロール232に対応した部位には二次転写装置52が配設されており、中間転写ベルト230上の一次転写像を記録材に二次転写(一括転写)するようになっている。
そして、例えば二次転写ロール521が接地されており、また、バックアップロール(張架ロール232)にはトナーの帯電極性と同極性のバイアスが印加されている。
更にまた、中間転写ベルト230の最上流画像形成部22aの上流側にはベルト清掃装置53が配設されており、中間転写ベルト230上の残留トナーを除去するようになっている。
一方、二次転写部位の下流側に位置する記録材搬送路25には定着装置66が設けられ、この定着装置66は、図2に示すように、図示外の加熱ヒータが内蔵された加熱定着ロール66aと、これに圧接配置されて追従回転する加圧定着ロール66bとを備えている。また、定着装置66の下流側には記録材排出装置67が設けられている。この記録材排出装置67は装置筐体21内の記録材を排出する対構成の排出ロール67a,67bからなり、記録材を挟持搬送して排出し、装置筐体21の上部に形成された記録材収容受け68に記録材を収容するようになっている。
更に、本実施の形態では、装置筐体21の側方には手差し供給装置(MSI)71が設けられており、この手差し供給装置71上の記録材は供給ロール72にて記録材搬送路25に向かって供給されるようになっている。
更にまた、装置筐体21には両面記録モジュール73が付設されており、この両面記録モジュール73は、記録材の両面に画像記録を行う両面モード選択時に、記録材排出装置67を逆転させ、かつ、入口手前の案内ロール74にて片面記録済みの記録材を内部に取り込み、適宜数の搬送ロール77にて内部の記録材戻し搬送路76に沿って記録材を搬送し、再度位置決めロール63側へと供給するものである。
本実施の形態では、各画像形成部22は、図3〜図5に示すように、感光体31、帯電装置32、現像装置34及び清掃装置35を一体化したプロセスカートリッジ100として構成され、装置筐体21の組立体受部Uに対して着脱可能に装着されるようになっている。
特に、本例では、プロセスカートリッジ100は、感光体31が組み込まれる感光体組立体101と、この感光体組立体101に対向するように設けられ、現像装置34が組み込まれる現像組立体102と、を有し、感光体組立体101及び現像組立体102が装置筐体21の対応する組立体受部Uに着脱されるが、本例では、感光体組立体101及び現像組立体102の寿命の違いを考慮し、感光体組立体101及び現像組立体102が組立体受部Uに対し個々に挿抜可能に装着されるようになっている。例えばプロセスカートリッジ100の感光体組立体101のみを交換する場合には、装置筐体21の組立体受部Uに現像組立体102を残したまま、感光体組立体101を引き抜いた後、新しい感光体組立体101を挿入するようにすればよい。
本例では、感光体組立体101は、図3に示すように、感光体31が収容される収容容器110を有し、この収容容器110内の感光体31の周囲には帯電装置32及び清掃装置35を配設したものである。
ここで、感光体31はその回転軸両端部が収容容器110の両端に回転自在に支持されており、感光体組立体101装着時には感光体31の回転軸の一端が図示外の駆動機構に駆動連結されるようになっている。
また、帯電装置32は、収容容器110の一部に帯電容器部111を設け、この帯電容器部111内に感光体31の表面に接触若しくは近接する帯電ロール112及びこの帯電ロール112に給電する給電ロール113を設けたものである。
更に、清掃装置35は、収容容器110の一部に清掃容器部114を設け、この清掃容器部114の開口縁には感光体31表面の残留トナーが掻き取られる板状の清掃部材115を設けると共に、この清掃容器部114内には清掃部材115で掻き取られた残留トナーが図示外の回収容器に向けて搬送される回収搬送部材(例えば回転軸の周囲に螺旋状羽根を付した態様)116を配設したものである。
現像組立体102は、図3に示すように、感光体31に向かって開口し且つトナー及びキャリアが含まれる二成分現像剤が収容される現像容器120を有し、この現像容器120の開口に面した部位には現像剤が保持搬送される現像ロール121を配設すると共に、現像容器120内の現像ロール121の背面側には一対の現像剤撹拌部材(例えば回転軸
の周囲に螺旋状羽根を付した態様)122,123を配設し、更に、現像ロール121の現像部位よりも回転方向上流側には現像ロール121に保持される現像剤層厚が規制される層厚規制部材(例えば層厚規制ロール)124を設けたものである。
また、本例では、装置筐体21の組立体受部Uの奥側には、図4及び図5に示すように、ピボット軸125が設けられ、現像容器120の奥側にはピボット軸125が挿入される軸受部126が設けられている。このため、現像組立体102は現像容器120のピボット軸125を回転支点として揺動可能になっている。
更に、本例では、図8に示すように、現像ロール121の両端には現像ロール121径よりも僅かに大きい位置調整用のトラッキングロール127が設けられ、このトラッキングロール127を感光体31表面に接触させることで現像ロール121と感光体31との間のギャップが予め決められた所定量に調整されるようになっている。
更にまた、現像組立体102は、図6及び図7に示すように、その長手方向の両端付近において夫々付勢バネ131,132によって感光体組立体101側に付勢され、トラッキングロール127が感光体31に接触した状態で感光体組立体101との位置関係を保つようになっている。
装置筐体21には、図4及び図5に示すように、現像剤供給装置80が設けられている。
この現像剤供給装置80は、各トナーカートリッジ36(本例では36a〜36d)が装着されるカートリッジ装着部81を有し、このカートリッジ装着部81の一部には各トナーカートリッジ36のシャッタ開口(図示せず)からトナー(現像剤)が落下可能な供給口(図示せず)を形成し、この供給口の下方にはトナーを定量供給するためのディスペンス配管82を交差するように配設し、このディスペンス配管82の出口側に略鉛直方向に延びる鉛直配管83を垂下するように配設し、この鉛直配管83の下端付近に現像装置34との接続部84を設けるようにしたものである。
ここで、ディスペンス配管82には回転軸821の周囲に螺旋状羽根822が設けられた定量搬送部材82aが設けられ、また、鉛直配管83には螺旋状の金属コイルからなるアジテータ83aが設けられている(図27,図31参照)。
そして、この現像剤供給装置80の接続部84には、現像装置34の現像容器120の長手方向の奥側に設けられた被接続部135(図8,図9,図12,図23(b)参照)が接続され、現像剤供給装置80の現像剤(本例ではトナー)が現像装置34の現像容器120に供給されるようになっている。
なお、現像剤供給装置80の接続部84の詳細構造については後述する(図23以降参照)。
現像組立体102の長手方向の手前側には、図8乃至図12に示すように、感光体組立体101との間の距離を離すための接離機構としてのリトラクト機構140が設けられている。
このリトラクト機構140は、現像組立体102の現像容器120の手前側が保持されるホルダ141を有している。このホルダ141は装置筐体21の組立体受部Uの一部に回り止めした状態で固定されており、現像容器120の長手方向の手前側に形成された図示外の軸受部に挿入されてピボット軸128を有し、現像容器120の長手方向の手前側を回転可能に保持するようになっている。
そして、本例では、ホルダ141の表面側には回転可能な操作レバー142を設けられると共に、このホルダ141の裏面側には操作レバー142の操作に伴って回転するカム部材143が設けられ、図14に示す方向に、操作レバー142を回転させるときのカム部材143と現像容器120の内壁144との係わり合いによって、現像容器120がピボット軸128を回転支点として感光体組立体101から離れるようになっている。なお、リトラクト機構の詳細な動作過程については後述する。
本例では、リトラクト機構140のホルダ141の裏面側にはバネ受部145が設けられ、このバネ受部145に一方の付勢バネ131が装着され、感光体組立体101に対して現像組立体102を横方向から直接付勢するようになっている。
また、装置筐体21の組立体受部Uのうち、現像組立体102の長手方向の奥側に位置する部位には、図7に示すように、他方の付勢バネ132が現像組立体102を上方向に向けて付勢しており、現像組立体102のピボット軸125を回転支点として感光体組立体101に向けて現像組立体102を押し付けるようになっている。
特に、本例では、現像組立体102の現像容器120の底面には位置決め孔150が設けられ、この位置決め孔150に対し付勢バネ132によって付勢されたプランジャ151が嵌まって位置決めされ、リトラクト機構140によるリトラクト動作時に、現像組立体102の長手方向の手前側が感光体組立体101からリトラクトしたときに、現像組立体102の長手方向の奥側では、付勢バネ132の力と現像容器120のねじれ量とが釣り合う箇所で止まるようになっている。
本実施の形態では、現像組立体102の長手方向の手前側にリトラクト機構140が設けられているが、このリトラクト機構140による現像組立体102の長手方向の手前側のリトラクト動作は現像組立体102の長手方向の奥側にはそのまま伝達されることはない。
このため、本実施の形態では、リトラクト機構140によるリトラクト動作が完了した後に、例えば感光体組立体101を引き抜く動作を行うときに、感光体組立体101の長手方向の奥側で、現像ロール121と感光体31との間に引き抜く動作を行う前よりも大きい隙間を形成する隙間形成機構160が設けられている。
この隙間形成機構160は、例えば図7及び図13に示すように、感光体組立体101の長手方向の奥側、具体的には収容容器110の一部に現像組立体102側に突出する突起161を設ける一方、現像組立体102の現像容器120には、図8、図9、図11及び図12に示すように、長手方向の奥側から手前側に向かって延びる案内レール162を設けたものである。
本例では、案内レール162は、現像容器120の奥側から手前にかけて長手方向に沿って直線的に延びる直線案内部164と、この直線案内部164の長手方向の奥側には、手前側の当該直線案内部164に向かって感光体組立体101との間の距離が次第に接近するように傾斜する傾斜案内部163と有している。
ここで、感光体組立体101が装置筐体21の組立体受部Uの予め決められた位置(セット位置)に装着されているとき、感光体組立体101の突起161は、現像組立体102の案内レール162の傾斜案内部163とは非接触配置されていることが必要である。
この状態から、装置筐体21の組立体受部Uから感光体組立体101を引き抜いていくと、感光体組立体101の突起161が現像組立体102の傾斜案内部163と当接することが必要であり、更に、感光体組立体101を引き抜くと、感光体組立体101の突起161が傾斜案内部163を移動して直線案内部164へと乗り上げるようになっていればよい。この状態において、感光体組立体101の突起161が現像組立体102の案内レール162に沿って案内されるが、突起161と案内レール162との係わり合いによって感光体31と現像ロール121との間に所定の隙間gが確保される。
但し、この隙間gは、感光体31と現像ロール121との間を非接触に保つ上で必要な寸法を有していればよく、リトラクト機構140により現像ロール121の長手方向の手前側が感光体31からリトラクトした距離よりも狭い距離で足りる。
今、装置筐体21の組立体受部Uにプロセスカートリッジ100が装着されている状況から、例えばプロセスカートリッジ100の感光体組立体101を引き抜く場合を想定し、その動作過程について説明する。
(1)リトラクト機構によるリトラクト操作
プロセスカートリッジ100の感光体組立体101を引き抜くに際し、先ず、リトラクト機構140によるリトラクト操作をする必要がある。
このリトラクト機構140によるリトラクト操作は、図14に示すように、リトラクト機構140の操作レバー142を矢印A方向に回転させるようにすればよい。
このとき、操作レバー142の回転に伴って、図15乃至図17に示すように、リトラクト機構140のカム部材143が操作レバー142と同方向に回転し、カム部材143の回転自由端の角部が現像容器120の内壁144(本例では感光体組立体101に対向して略鉛直方向に延びるせき止め壁)に衝突し(図16参照)、更に、カム部材143が回転して現像容器120の内壁144を感光体組立体101から離れる方向に押し出す(図17参照)。
すると、カム部材143によって押し出された現像容器120はピボット軸128を回転支点として回転し、現像組立体102は感光体組立体101に対して寸法mだけ離れる。
この状態において、リトラクト機構140は現像組立体102の長手方向の手前側を感光体組立体101からリトラクトするが、現像組立体102の長手方向の奥側は感光体組立体102からはリトラクトした状態には至っていない。
リトラクト機構140によるリトラクト操作が完了した後、図18乃至図20に示すように、ユーザはプロセスカートリッジ100の感光体組立体101を引き抜くようにすればよく、感光体組立体101の引き抜き動作に伴って、隙間形成機構160が働いて感光体31と現像ロール121との間に感光体組立体101の引き抜き動作前よりも大きな隙間が形成され、感光体31は現像ロール121と干渉することなく、組立体受部Uから離脱する。
このような動作過程において、感光体組立体101を矢印B方向に数mm(例えば3〜5mm)引き抜くと、図18(a)(b)に示すように、感光体組立体101の突起161が現像組立体102の案内レール162の傾斜案内部163に当接する。
この状態において、更に、感光体組立体101を矢印B方向に引き抜いていくと、図19(a)(b)に示すように、感光体組立体101の突起161は現像組立体102の案内レール162の傾斜案内部163に沿って移動し、感光体組立体101から離れる方向に向けて現像組立体102を押し出す。このため、図21に示すように、隙間形成機構160は、感光体31と現像ロール121との間に隙間g’を形成するに至る。
この後、更に、感光体組立体101を矢印B方向に引き抜いていくと、図20(a)(b)に示すように、感光体組立体101の突起161は現像組立体102の案内レール162の傾斜案内部163を乗り越えて直線案内部164へと移動し、感光体組立体101から離れる方向に向けて現像組立体102を更に押し出す。このため、図22に示すように、隙間形成機構160は、感光体31と現像ロール121との間に隙間g(>g’)を形成するに至る。
そして、感光体組立体101の突起161が現像組立体102の案内レール162の直線案内部164に至ると、感光体31と現像ロール121との間に隙間gが確保されることから、この後、感光体組立体101を更に引き抜いたとしても、感光体31と現像ロール121とが干渉することはなく、感光体組立体101は組立体受部Uから離脱される。
次に、装置筐体21の組立体受部Uに新たな感光体組立体101を装着する場合には、リトラクト機構140により現像組立体102をリトラクト位置に退避させておき、この状態で、装置筐体21の組立体受部Uのうち感光体組立体101が装着される部位に、感光体組立体101を挿入するようにすればよい。
このとき、感光体組立体101の突起161が現像組立体102の案内レール162に沿ってように接触させ、この状態で、感光体組立体101を所定のセット位置まで挿入するようにすればよい。
この状態においては、隙間形成機構160の働きによって、感光体31と現像ロール121との間に隙間gが形成されることから、感光体31は現像ロール121と干渉することなく、組立体受部Uに装着される。
図23(a)は現像剤供給装置80の接続部84の詳細を示す。
同図において、現像剤供給装置80の接続部84は、現像装置34の現像容器120の長手方向の奥側の一部に設けられた被接続部135(図23(b)参照)と接続されるようになっている。
本実施の形態では、接続部84は鉛直配管83の下端にシャッタホルダ85を固着したものである。このシャッタホルダ85は、例えばABS樹脂などの合成樹脂にて一体的に成型されており、鉛直方向に開口する箱型保持枠86と、この箱型保持枠86の下端に断面C字状に湾曲した湾曲保持枠87とを有している。
ここで、シャッタホルダ85の箱型保持枠86の一側面には略水平方向に延びるスリット88が設けられ、断面C字状の回転シャッタ90が湾曲保持枠87の外周部に沿って回転可能に保持され、箱型保持枠86のスリット88を通過して箱型保持枠86内に進退し、箱型保持枠86の開口を開閉するようになっている。
そして、本例では、回転シャッタ90は付勢バネ91にて開口を閉鎖する方向に向けて常時付勢されている。
また、シャッタホルダ85の湾曲保持枠87の内周部は、現像装置34の被接続部135が挿入可能な挿入受部92として機能するようになっている。
更に、本実施の形態では、回転シャッタ90の現像装置34側端に位置する部位には伝達部材としての断面L字状の引っ掛け片93が一体的に形成されている。
本例では、現像装置34の被接続部135は、現像容器120のうち現像ロール121から離れた側に位置する撹拌搬送部材123の長手方向の一端側を覆う部分であり、現像剤供給装置80の接続部84に接続されたときに、鉛直配管83内の現像剤が回転シャッタ90の開口から現像容器120の開口136(図9参照)を通じて現像容器120内に供給されるようになっている。
特に、本実施の形態では、現像装置34の被接続部135の近傍には、図23(b)に示すように、現像剤供給装置80の接続部84に現像装置34の被接続部135が挿入されたときに、回転シャッタ90の引っ掛け片93に当接し、回転シャッタ90を開放方向に向けて回転させるように引っ掛け片93を押し下げる押し下げ壁137が設けられている。
本例では、押し下げ壁137は現像剤供給装置80の接続部84への挿入方向に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部138を有し、この傾斜部138の傾斜によって回転シャッタ90の引っ掛け片93を押し下げるように作用する。
今、現像剤供給装置80に現像装置34を接続する場合には、図4に示すように、装置筐体21に現像剤供給装置80を組み込んでおき、現像剤供給装置80のカートリッジ装着部81に各トナーカートリッジ36(36a〜36d)を装着し、次いで、装置筐体21の組立体受部Uにプロセスカートリッジ100(感光体組立体101,現像組立体102)を挿入して装着するようにすればよい。
この状態において、現像装置34の被接続部135は、図5及び図23(a)(b)に示すように、現像剤供給装置80の接続部84の挿入受部92に挿入される。
このとき、図24(a)〜(c)に示すように、現像装置34の押し下げ壁137が回転シャッタ90の引っ掛け片93に当接し、押し下げ壁137の傾斜部138が付勢バネ91の付勢力に抗して引っ掛け片93を押し下げていくことから、回転シャッタ90はシャッタホルダ85の湾曲保持枠87の外周部に沿って回転し、箱型保持枠86の開口を開放する。
この状態において、回転シャッタ90は接続部84の開口を開放することになり、現像装置34の被接続部135の開口136を通じて現像容器120内に供給される。
本実施の形態では、現像装置34(現像組立体102)はリトラクト機構140により接離可能な構成になっている。
つまり、リトラクト機構140は、図14〜図17に示すように、操作レバー142を矢印A方向に回転操作することにより、現像装置34の長手方向の手前側を感光体組立体101からmだけ離れたリトラクト位置に退避させる。このとき、図25に示すように、現像装置34の長手方向の手前側では、撹拌搬送部材123の回転中心位置がセット時の位置Psからリトラクト時の位置Prへとhだけに移動するが、現像装置34の現像容器120の長手方向の奥側はプランジャ151(図7参照)にて装置筐体21に位置決めされていることから、現像装置34の被接続部135の中心位置のセット時とリトラクト時との間の移動量d1はリトラクト機構140による直接的な移動量hよりも少なく抑えられる。
このため、本実施の形態では、プロセスカートリッジ100が組立体受部Uに挿入して装着され、現像組立体102が感光体組立体101に接触配置されるセット時には、図26(a)に示すように、現像装置34の被接続部135は現像剤供給装置80の接続部84に接続され、押し下げ壁137は回転シャッタ90の引っ掛け片93に当接して係わり合っている。
これに対し、リトラクト機構140により現像組立体102が感光体組立体101から離れたリトラクト位置に退避すると、図26(b)に示すように、現像装置34の被接続部135の中心位置は、セット時の位置からd1(<h)だけ移動することになる。このため、本実施の形態では、現像剤供給装置80の接続部84の挿入受部92は現像装置34の被接続部135の動きd1が許容可能な隙間を有していることを要する。但し、回転シャッタ90の開放状態を維持する必要があることから、接続部84の挿入受部92が所定の隙間を有していたとしても、当該挿入受部92に被接続部135が挿入されている状態では、被接続部135の押し下げ壁137が回転シャッタ90の引っ掛け片93を押し下げた状態で係わり合いを保ち、回転シャッタ90を開放状態に維持する。
本実施の形態では、回転シャッタ90は、図27(a)(b)に示すように、シャッタホルダ85の箱型保持枠86のスリット88を通過することで、シャッタホルダ85の開口を開閉するようになっている。このため、回転シャッタ90がシャッタホルダ85の開口を開放した状態では、回転シャッタ90の先端がスリット88から抜け出し、シャッタホルダ85のスリット88がそのまま外部に通じてしまうという事態が起こり得る。
本実施の形態では、箱型保持枠86の内周部に矩形枠状のシール部材260が配設されており、例えば回転シャッタ90のスリット88を通じての開閉動作を許容し、かつ、回転シャッタ90がスリット88から抜け出したときに当該スリット88を内側から封止して気密性を保つ作用を奏するようになっている。ここで、シール部材260としては気密性を保つフェルトなどの弾性部材が用いられる。
このため、本実施の形態では、回転シャッタ90がシャッタホルダ85の開口を開放したときに、回転シャッタ90がシャッタホルダ85のスリット88を抜け出したとしても、シール部材260がシャッタホルダ85のスリット88を内側から塞ぐため、接続部84の現像剤がスリット88を通じて外部に漏れるという懸念はない。
本実施の形態では、プロセスカートリッジ100の現像装置34(現像組立体102)には、図28(a)(b)及び図29(a)(b)に示すように、外部抵抗力が作用する。尚、図29(a)において、「I/B」は現像装置34の長手方向の奥側から見た矢視図、「O/B」は現像装置34の長手方向の手前側から見た矢視図を示す。
図28(a)(b)及び図29(a)(b)において、外部抵抗力の代表例としては以下のものが挙げられる。
F1:現像装置支持力(O/B側)
F3:現像装置支持力(I/B側)
F5:トラッキングロール反力(O/B側)
F6:トラッキングロール反力(I/B側)
F7:軸(スラスト)方向反力
Fs1:トラッキングバネ(付勢バネ131)反力(O/B側)
Fs2:トラッキングバネ(付勢バネ132)反力(I/B側)
Fd1:シール部材260反力
Fd2:回転シャッタ90の付勢バネ91反力
Fg:現像装置自重
Fm:現像装置駆動トルク
Fc:カップリングバネ反力
このような力/モーメントを考慮し、これらのつり合いの力学方程式によりばね力を設定するようにすればよい。
このとき、図30に示すように、シール部材260の反力が回転シャッタ90の付勢バネ91の反力でキャンセルされるようにすれば、シール部材260の反力が現像装置34に外部抵抗力として作用する程度が低減される。このような態様によれば、シール部材260の反力が低減することに伴って、現像装置34を位置決めするトラッキング力を低減することも可能である。
本実施の形態では、図31に示すように、トナーカートリッジ36の供給口270からディスペンス配管82に現像剤(トナー)を供給するに当たり、小型化を目的としたレイアウトの制約から、ディスペンス配管82がトナーカートリッジ36に対し例えば斜め方向に交差して配置されることがある。
このような場合、正常な現像剤(トナー)の搬送を実現するには、図31及び図32(a)(b)に示すように、トナーカートリッジ36の供給口270の鉛直下方に交差配置されるディスペンス配管82の交差部分に定量搬送のために予め決められた断面積のディスペンス経路825よりも容積の大きい現像剤受渡部826を設け、この現像剤受渡部826の投影面積内にトナーカートリッジ36の供給口270の面積を内包し、現像剤受渡部826に現像剤(トナー)をほぐすためのほぐし部材280を設けるようにしたものである。
特に、本実施の形態では、ディスペンス経路825は現像剤受渡部826よりも断面積が狭くなるため、現像剤受渡部826からディスペンス経路825へと急激に断面積が変化する直前の部分(図31中太線で囲む領域W)にほぐし部材280が設けられている。本例では、ほぐし部材280は、定量搬送部材82a(本例では、回転軸821+螺旋状羽根822の構成)の回転軸821に止め具281にて固定され、回転軸821から接線方向に延びるように薄いフィルム材からなる突出片282にて構成されている。このため、本例では、現像剤受渡部826に受け渡された現像剤(トナー)はディスペンス経路825に入り込む直前にほぐし部材280にてほぐされ、ディスペンス経路825に導かれることから、ディスペンス経路825の入口部分に現像剤(トナー)が詰まるという懸念はほとんどない。
これに対し、本実施の形態と対比するために、図31及び図32(c)(d)に示すように、現像剤受渡部826の略中央、例えばトナーカートリッジ36の供給口270の鉛直下方の領域(図31中の太点線で囲む領域W’)にほぐし部材280’を設けた態様を比較の形態1として、現像剤の搬送挙動を調べたところ、以下のような結果が得られた。
本例では、ほぐし部材280’は断面略U字状のフィルム材285の両端に固定片286を設けると共に、フィルム材285の自由端部に突出片287を一体的に設け、例えば現像剤受渡部826の内壁に固定片286を固着し、フィルム材285の自由端部を定量搬送部材82aに当接させることで当該フィルム材285を揺動する方式を採用したものである。
本例では、ほぐし部材280’は領域W’では現像剤を有効にほぐす作用を奏しているが、その後、現像剤受渡部826から断面積が急激に狭くなるディスペンス経路825に至る入口部分で再び現像剤が詰まるという現象が見られた。
図33は実施の形態2に係る画像形成装置で用いられる現像装置の要部を示す説明図である。
本実施の形態における画像形成装置の基本的構成は、実施の形態1と略同様であるが、現像装置(現像組立体)のリトラクト機構が実施の形態1と異なるものが採用されている。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態において、現像装置34(現像組立体102)のリトラクト機構140は、図33及び図34(a)(b)に示すように、現像装置34の長手方向に沿って支持フレーム291を有し、この支持フレーム291の長手方向の手前側に前後方向に回転可能な操作レバー292を設け、また、支持フレーム291の長手方向の両端に近い部分に前後のカム293,294を突出するように設け、操作レバー292と前後のカム293,294との間には操作レバー292の動きに連動して前後のカム293,294を同程度上下動させる連動機構295を設け、操作レバー292を操作することで、前後のカム293,294を上下動させて現像装置34を図示外の回転支点を中心に持ち上げ、図示外の感光体組立体に対して現像装置34(現像組立体102)を接離可能としたものである。
本実施の形態においては、リトラクト機構140は、図示外の感光体組立体に対して現像装置34(現像組立体102)の長手方向の手前側及び奥側を同程度リトラクトさせる態様であるため、現像装置34の被接続部135の中心位置は、図35に示すように、セット時からリトラクト時に至るときには実施の形態1に比べてより多く移動量d2(>d1)をもって移動する。
このため、本実施の形態では、現像装置34の被接続部135が、リトラクト機構140によるリトラクト動作を実施したとしても、現像剤供給装置80の接続部84との接続状態が維持できるようにしなければならない。
具体的には、本実施の形態では、現像剤供給装置80の接続部84の挿入受部92は現像装置34の被接続部135の動きd2(>d1)が許容可能な隙間を有していることを要する。但し、回転シャッタ90の開放状態を維持する必要があることから、接続部84の挿入受部92が所定の隙間を有していたとしても、当該挿入受部92に被接続部135が挿入されている状態では、被接続部135の押し下げ壁137が回転シャッタ90の引っ掛け片93を押し下げた状態で係わり合いを保ち、回転シャッタ90を開放状態に維持するようにしなければならない。
Claims (8)
- 現像装置の長手方向の一端側の被接続部が当該長手方向に沿って挿入可能に接続される接続部と、
前記接続部を有し、当該接続部および前記被接続部を介して前記現像装置に現像剤を供給する現像剤供給経路と、
前記現像剤供給経路の前記接続部に対応した箇所に設けられ、前記長手方向を軸方向として回転し当該現像剤供給経路を開閉する回転シャッタと、
前記接続部に設けられて前記回転シャッタを回転可能に保持する保持部材と、
前記回転シャッタの一部に設けられ、前記接続部に前記現像装置の被接続部が挿入されたときに、前記被接続部の一部に設けられた当接部と係わり合って回転シャッタを開放する方向に回転させる伝達部材と、
を備え、
前記接続部は、前記現像装置が像保持体に対して接近した位置と離間した位置とに移動したときに前記被接続部の動きが許容可能な隙間の挿入受部を有し、当該挿入受部に前記被接続部が挿入された状態では前記現像装置が前記接近した位置にあっても前記離間した位置にあっても前記伝達部材と前記当接部との係わり合いを保つことを特徴とする現像剤供給装置。 - 請求項1記載の現像剤供給装置において、
前記伝達部材は、前記現像装置の被接続部の一部に設けられた当接部が挿入方向に向かって斜め上方に傾斜する傾斜部を有し、当該傾斜部に係わり合って押し下げられて前記回転シャッタを開放方向に回転させることを特徴とする現像剤供給装置。 - 請求項1又は2に記載の現像剤供給装置において、
前記現像装置は、長手方向の一端側が像保持体に対して接離可能な接離機構を有し、当該接離機構による接離動作時に長手方向の一端よりも他端での移動量を低減させるものであり、
前記接続部は、前記現像装置の被接続部の動きを許容する隙間を含む挿入受部として構成されていることを特徴とする現像剤供給装置。 - 請求項1乃至3のいずれかに記載の現像剤供給装置において、
前記保持部材は前記現像剤供給経路を形成する部材とは別体にて構成され、前記回転シャッタが通過可能な開口を有するものであり、
前記現像剤供給経路と保持部材との連結部には、前記回転シャッタが開放したときに前記保持部材の開口が塞がれるシール部材を配置したことを特徴とする現像剤供給装置。 - 請求項1乃至4のいずれかに記載の現像剤供給装置において、
前記回転シャッタは閉鎖方向に回転させるための付勢部材を有し、
前記回転シャッタが開閉する現像剤供給経路の周囲にはシール部材が配置され、
前記現像装置の被接続部が前記接続部に挿入されたときに前記伝達部材と前記当接部との係わり合いから前記回転シャッタが開放した状態では、現像装置が受ける前記シール部材の反力と、前記付勢部材による反力とを略釣り合うように設定したことを特徴とする現像剤供給装置。 - 請求項1乃至5のいずれかに記載の現像剤供給装置において、
前記現像剤供給経路は、上流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する上流側の現像剤供給経路と、この上流側の現像剤供給経路の下方にて当該上流側の現像剤供給経路に対して斜め方向に交差配置され、下流側に位置し且つ現像剤搬送部材を有する下流側の現像剤供給経路と、を備え、
前記下流側の現像剤供給経路は、前記上流側の現像剤供給経路の排出口の下方に当該排出口よりも広い開口面積の受け渡し部を有し、この受け渡し部から断面積の狭い供給経路に変化する部位に現像剤搬送部材と連動して可動するほぐし部材を配置したことを特徴とする現像剤供給装置。 - 静電潜像が保持される像保持体と、
前記像保持体に対して接離可能な現像装置と、
前記現像装置に着脱可能に接続され、接続された現像装置に対して現像剤を供給する請求項1乃至6のいずれかに記載の現像剤供給装置と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項7に記載の画像形成装置において、
前記像保持体を含む像保持体組立体と、
前記現像装置を含む現像組立体と、
前記像保持体に対して現像装置が接離可能になるように前記像保持体組立体に対して前記現像組立体を接離する接離機構と、を有するプロセスカートリッジを備え、
前記プロセスカートリッジは、前記接離機構にて前記像保持体組立体が前記現像組立体とが非接触配置されたとき、前記像保持体組立体のみを挿抜方向に沿って挿抜可能とすることを特徴とする画像形成装置。
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