JP7331220B1 - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 トナー容器を装着するための装着部が設けられた現像ユニットを含む画像形成装置の物流時において、現像ユニットの振動抑制を行うことができる簡易な構成が求められている。【解決手段】 感光ドラムと、本体被係合部と、を含む装置本体と、現像容器と、前記現像容器に収容されたトナーを担持する現像ローラと、トナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部であって前記現像容器の内部と連通し且つ前記装置本体の外部に露出するように構成された装着部と、を有する現像ユニットと、を備える画像形成装置で用いられるアタッチメントであって、前記トナー容器が前記装着部に装着されていない状態において前記装着部に装着可能であって、前記装着部に装着されている時に前記装着部及び前記本体係合部とそれぞれ係合するように構成された第1係合部及び第2係合部を有し、トナーを収容するためのトナー収容部を有さないことを特徴とする。【選択図】 図22

Description

本発明は、記録材に画像を形成する画像形成装置に取り付けるアタッチメントに関するものである。
電子写真方式の画像形成装置に設けられた現像容器に対して装着部に装着されたトナー容器からトナーを補給する構成が開示されている(特許文献1)。
特開2020―154301
トナー容器を装着するための装着部が設けられた現像ユニットを含む画像形成装置の物流時において、現像ユニットの振動抑制を行うことができる簡易な構成が求められている。
本発明の第1の側面は、感光ドラムと、本体被係合部と、を含む装置本体と、現像容器と、前記現像容器に収容されたトナーを担持する現像ローラと、トナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部であって前記現像容器の内部と連通し且つ前記装置本体の外部に露出するように構成された装着部と、を有する現像ユニットと、を備える画像形成装置で用いられるアタッチメントであって、前記トナー容器が前記装着部に装着されていない状態において前記装着部に装着可能であって、前記装着部に装着されている時に前記装着部及び前記本体被係合部とそれぞれ係合するように構成された第1係合部及び第2係合部を有し、トナーを収容するためのトナー収容部を有さないことを特徴する。
本発明によると、トナー容器を装着するための装着部が設けられた現像ユニットを含む画像形成装置の物流時における現像容器の振動を簡易な構成によって抑制することができる。
実施例1に係る画像形成装置の断面図である。 実施例1に係る画像形成装置の断面図である。 実施例1に係る画像形成装置の断面図である。 実施例1に係るプロセスユニットの上面図及び側面図である。 実施例1に係るプロセスユニットの下面図及び背面図である。 実施例1に係るプロセスユニットの斜視図である。 実施例1に係るプロセスユニットの断面図である。 実施例1に係るプロセスユニットの断面図である。 実施例1に係るドラムユニットの分解斜視図である。 実施例1に係るドラムユニットの軸受部材とギアの分解斜視図である。 実施例1に係る現像ユニットの分解斜視図である。 実施例1に係る現像駆動部材の斜視図である。 実施例1に係るプロセスユニットの長手端部の分解斜視図である。 実施例1に係る現像ユニットがドラムユニットに対して当接位置と離隔位置に移動した様子を示す図である。 実施例1に係るプロセスユニットの側面を拡大した図である。 実施例1に係る装着部の斜視図である。 実施例1に係る本体シャッタの斜視図である。 実施例1に係る装着部の上面図及び断面図である。 実施例1に係るトナーパックの正面図及び部分拡大図である。 実施例1に係る装置本体の操作レバー近傍の斜視図である。 実施例1に係る装着部にトナーパックを装着する途中及び装着後に操作レバーが操作された斜視図である。 実施例1に係るアタッチメントの斜視図である。 実施例1に係るアタッチメントの六面図である。 装置本体の操作レバー及び装着部にアタッチメントを装着した状態の操作レバー近傍の斜視図である。 アタッチメントが装着された状態の操作レバー及び装着部の上面図及び断面図である。 開閉部材が開閉された状態の画像形成装置の斜視図である。
以下、本発明を実施するための例示的な形態について、図面を参照しながら説明する。
<実施例1>
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図1、図2、図3を参照して、本実施例に係る画像形成装置の全体構成について説明する。図1、図2、図3は、それぞれ、本実施例に係る画像形成装置1の模式的断面図であって、画像形成装置1が備える感光ドラム31等の回転部材の回転軸線に垂直な断面である。図1、図2、図3は、上記回転軸線方向において異なる位置の断面である。
本実施例に係る画像形成装置1は、外部機器から入力される画像情報に基づいて記録材に画像を形成するモノクロプリンタである。記録材には、普通紙や厚紙等の紙、オーバーヘッドプロジェクタ用シート等のプラスチックフィルム、封筒やインデックス紙等の特殊形状のシート、布等の、材質の異なる様々なシート材が含まれる。
画像形成装置1の装置本体10は、記録材にトナー像を形成する画像形成部12、画像形成部12で形成されたトナー像を記録材に定着させる定着部8、などを有する。画像形成部12は、スキャナユニット6と、プロセスユニット2と、転写ローラ7と、を有している。プロセスユニット2は、ドラムユニット3と、現像ユニット5と、を有する。ドラムユニット3は、画像情報に基づき静電潜像が形成される感光体である感光ドラム31を有する感光体ユニットである。ドラムユニット3は、感光ドラム31と、帯電ローラ35と、前露光部34と、ブラシユニット33と、を有する。現像ユニット5は、静電潜像を現像剤としてのトナーによって現像する現像ローラ51を有する。転写ローラ7は、感光ドラム31との間に、感光ドラム31に形成された現像剤像としてのトナー像を記録材に転写する転写部(転写ニップ部)を形成する。
記録材は、トレイ部102に載置され、画像形成部12の動作に同期して、ピックアップローラ103、給送ローラ104、分離ローラ105、搬送ローラ対106などによって、感光ドラム31と転写ローラ7が対向する転写部に向けて給送される。
本実施例に係る画像形成装置1では、前扉101の内側面にトレイ部102が備えられている。前扉101は、Y方向に延びる回転軸101X周りに回動可能に装置本体10に設けられている。前扉101は、図1において破線で示した、装置前面を閉じる閉姿勢(起立姿勢)と、図1において実線で示した、トレイ部102を外部に露出させる開姿勢(水平姿勢)と、を取り得る。すなわち、トレイ部102は、前扉101を開く(水平に倒す)ことで使用可能な状態となり、記録材を載置可能となる。図1~図3は、前扉101が開かれた状態の画像形成装置1を示しており、画像形成装置1を使用しないときは、前扉101を閉じて、給紙部を閉じた状態とすることができる。
感光ドラム31は、円筒型に成形された感光体である。感光ドラム31は、アルミニウムで成形されたドラム状の基体上に、負帯電性の有機感光体で形成された感光層を有している。また、感光ドラム31は、不図示のモータによって所定の回転方向(図445において時計回り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。
帯電ローラ35は、感光ドラム31に回転可能に当接し、帯電部を形成する。帯電高圧電源から帯電ローラ35に所定の帯電電圧が印加されることで、感光ドラム31の表面は所定の電位に均一に帯電される。感光ドラム31は、帯電ローラ35により負極性に帯電される。前露光部34は、帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に到達する前の感光ドラム31の表面電位を除電する。ブラシユニット33は、例えば、パイル織物で形成されるブラシ部を感光ドラム31に当接させ、記録材から発生する紙粉等を回収する。
スキャナユニット6は、外部機器から入力された画像情報に対応したレーザ光を、ポリゴンミラーを用いて感光ドラム31に照射することで、感光ドラム31の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム31の表面に画像情報に応じた静電潜像が形成される。なお、スキャナユニット6は、レーザスキャナ装置に限定されることはなく、例えば、感光ドラム31の長手方向(回転軸方向、Y方向)に沿って複数のLEDが配列されたLEDアレイを有するLED露光装置を採用してもよい。
現像ユニット5は、現像剤を担持する現像ローラ51と、現像ユニット5の枠体となる現像容器50と、現像ローラ51に現像剤を供給可能な供給ローラ52と、現像ローラ51に担持されるトナーの量を規制する現像ブレード53と、を備える。現像ローラ51及び供給ローラ52は、現像容器50に回転可能に支持されている。現像ローラ51は、金属材料の芯金と、芯金の外周にゴム層を形成するゴム部と、を有する。供給ローラ52は、金属材料の芯金と、芯金の外周に弾性層を形成する弾性部と、を有する。現像ブレード53は、現像ローラ51が配置される現像容器50の開口部に、現像ローラ51に対して所定の当接圧で接触するように配置される。
現像ローラ51は、感光ドラム31に対向するように、現像容器50の開口部に配置されている。現像容器50に収容されている現像剤としてのトナーは、現像ローラ51に当接して回転する供給ローラ52によって現像ローラ51の表面に供給される。なお、現像ローラ51に十分にトナーを供給できる構成であれば、必ずしも供給ローラ52は必要とされない。現像ローラ51の表面に供給されたトナーは、現像ローラ51の回転に伴って現像ブレード53との対向部を通過することで、均一に薄層化され、また摩擦帯電により負極性に帯電させられる。
現像ユニット5は、本実施例では、現像方式として接触現像方式及び反転現像方式を用いている。接触現像方式では、現像ローラ51に担持されたトナー層が、感光ドラム31と現像ローラ51とが対向する現像部(現像領域)において感光ドラム31と接触する。現像ローラ51には現像高圧電源から現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ51に担持されたトナーが感光ドラム31の表面の電位分布に従って現像ローラ51から感光ドラム31の表面に転移することで、静電潜像がトナー像に現像される。反転現像方式では、感光ドラム31の表面において、帯電工程において帯電させられた後、露光工程において露光されることで電荷量が減衰した領域にトナーが付着することでトナー像が形成される。
本実施例で用いられる現像剤は、重合法により生成された重合トナーであり、平均粒径が6μm、正規の帯電極性が負極性で、磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力(鏡像力)によって現像ローラ51に担持される、非磁性の一成分現像剤である。なお、磁性成分を含有する一成分現像剤を用いてもよい。また、一成分現像剤には、トナー粒子以外にもトナーの流動性や帯電性能を調整するための添加物(例えば、ワックスやシリカ微粒子)が含まれていてもよい。また、現像剤として非磁性のトナーと磁性を有するキャリアとによって構成された二成分現像剤を用いてもよい。磁性を有する現像剤を用いる場合、現像剤担持体としては、内側にマグネットが配置された円柱状の現像スリーブを用いてもよい。
現像容器50は、トナーを収容するトナー収容室50aを有する。トナー収容室50aの内部には、撹拌部材54(トナー搬送部材)が設けられている。撹拌部材54は、トナー収容室50a内に回転可能に支持され、現像容器50内のトナーを撹拌すると共に、現像ローラ51及び供給ローラ52に向け、トナーを搬送する。また、撹拌部材54は、現像に使用されず現像ローラ51から剥ぎ取られたトナーを現像容器50内で循環させ、現像容器50内のトナーを均一化する役割を有する。なお、撹拌部材54は、回動する形態に限定されない。例えば、揺動する形態の撹拌部材を採用してもよい。
画像形成動作について説明する。装置本体10に画像形成の指令が入力されると、装置本体10に接続された外部のコンピュータから入力された画像情報に基づいて、画像形成部12による画像形成プロセスが開始される。スキャナユニット6は、入力された画像情報に基づいて、感光ドラム31に向けてレーザ光Lを照射する。このとき感光ドラム31は、帯電ローラ35により予め帯電されており、レーザ光Lが照射されることで感光ドラム31上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ51によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム31上にトナー像が形成される。
上述の画像形成プロセスに並行して、記録材は、ピックアップローラ103によってトレイ部102から送り出され、転写ローラ7及び感光ドラム31によって形成される転写部(転写ニップ)に向けて搬送される。
転写ローラ7には、転写高圧電源から転写電圧が印加され、感光ドラム31に担持されているトナー像が記録材に転写される。トナー像を転写された記録材は、定着フィルム81、加圧ローラ82等を備える定着部8を通過する際にトナー像が加熱及び加圧される。これによりトナー粒子が溶融し、その後固着することで、トナー像が記録材に定着する。定着部8を通過した記録材は、排出手段としての排出ローラ対107によって装置本体10の外部(機外)に排出され、装置本体10の上部に形成された積載部としての排出トレイ14に積載される。一方、記録材に転写されず、感光ドラム31に残ったトナーは、帯電ローラ35によって帯電され、現像ローラ51によって回収される。回収されたトナーは、画像形成プロセスを行うために、再び用いられる。このように、感光ドラム31に残ったトナーが現像ローラ51によって回収される構成では、感光ドラム31に残ったトナーが所謂クリーニングブレード等で回収される構成と比較して、感光ドラム31を回転させるために必要な力が小さくなる。
本実施例に係る画像形成装置1は、両面搬送路13を備えており、記録材の両面に画像形成が可能に構成されている。両面搬送路13による両面搬送(記録材の両面に画像を形成すべく記録材の表裏を裏返すように搬送させる両面搬送)は、フラッパの切り替えと排出ローラ対107の逆回転により行われる。すなわち、表裏一方の面にトナー像が転写され定着部8でトナー像が定着された記録材を、トレイ部102まで排出せず、排出ローラ対107の回転方向を切り替えて記録材の搬送方向を逆転させる。このとき、定着部8と排出ローラ対107との間で搬送経路を形成するフラッパの姿勢を変化させ、記録材が定着部8ではなく両面搬送路13に向かうようにガイドする。これにより、記録材は転写部よりも搬送経路の上流側に戻ることになるとともに、感光ドラム31からトナー像が転写される面が、先にトナー像の転写を受けた一方の面ではなく、その裏面である他方の面に変わることになる。
本実施例に係る画像形成装置1は、現像容器50内のトナー残量を検知することができるように構成されている。現像ユニット5は、光学式センサであるトナー残量センサ55を備えている。トナー残量センサ55は、現像容器50の壁部の一部に組み込まれた導光部材56を介して、現像容器50の内部に検知光を出射し、現像容器50内のトナー残量に応じて反射して戻ってくる検知光を受光する。トナー残量センサ55が受光した検知光の光量に基づいてトナー残量を検知することができる。なお、トナー残量の検知構成としては、光学式センサに限定されるものではなく、例えば、現像容器50の壁部に設けた電極により検知される静電容量に基づいて、現像容器50内のトナー残量を検知するものであってもよい。
図2は、トナーパック100が装置本体10に取り付けられていない、画像形成動作を実行可能な状態を示す図である。図3は、トナーパック100が装置本体10に取り付けられた、トナーの補給が行われる状態を示す図である。
現像ユニット5は、トナーパック100が着脱可能な装着部501を備える。トナーパック100は、現像ユニット5に補給するためのトナーを収容している。図1、図2に示すように、画像形成動作時において、装着部501は、排出トレイ14によって覆われており、装置本体10の外部に露出していない。この時の排出トレイ14の位置を閉位置とする。トナーパック100によるトナー補給の際には、非画像形成時において、図3に示すように、排出トレイ14と規制部15とを回動して装着部501を装置本体10の外部に露出させる。この時の排出トレイ14が開位置とする。排出トレイ14が開位置にある時にトナーパック100を装着部501に装着する。つまり、排出トレイ14は、装着部501を覆う開閉カバー(開閉部材)としても機能する。トナーパック100が装着部501に装着された状態においては、排出トレイ14は閉位置へ移動ができない。
排出トレイ14は、Y方向に平行な回転軸14x周りに回動可能に、装置本体10に設けられている。規制部15は、排出トレイ14に排出された記録材の後端を規制する規制面151を有し、Y方向に平行な回転軸15x周りに回動可能に、装置本体10に設けられている。これら排出トレイ14と規制部15は、画像形成動作時には、図1、図2に示すように、記録材の排出を可能にする閉姿勢を取り、トナー補給の際には、図3に示すように、装着部501にトナーパック100を装着可能にする開姿勢を取るように構成される。
図3に示すように、トナーパック100が装着部501に装着されると、トナーパック100のトナー排出口921が、現像容器50のトナー収容室50aと連通し、トナーパック100に収容されたトナーをトナー収容室50aへ供給することが可能となる。現像容器50には、脱気を行うための通気シート57が設けられている。
図4、図5、図6、図7、図8を参照して、本実施例におけるプロセスユニット2について説明する。図4(a)は、プロセスユニット2の正面側を上下(Z方向)を逆にして示した図である。図4(b)は、プロセスユニット2の平面図(上面)である。図4(c)は、プロセスユニット2の右側面側(駆動側側面)を示す図である。図4(d)は、プロセスユニット2の左側面側(非駆動側側面)を示す図である。図5(a)は、プロセスユニット2の背面図である。図5(b)は、プロセスユニット2の底面図である。図6(a)は、プロセスユニット2を左斜め後ろ上方側から見た斜視図である。図6(b)は、プロセスユニット2を右斜め後ろ下方側から見た斜視図である。図7は、プロセスユニット2の長手方向における中央の断面図であり、(a)は該断面を左側から見た図、(b)は該断面を右側から見た図である。図8は、プロセスユニット2の長手方向におけるトナーパック100の装着部501における中央の断面図であり、(a)は該断面を左側から見た図、(b)は該断面を右側から見た図である。
図4、図5、図6は、プロセスユニット2が装置本体10内において画像形成姿勢(画像形成動作が可能な状態にあるときの姿勢)にあるときの様子を示す図である。画像形成姿勢にあるプロセスユニット2では、現像ユニット5が、回転中心5X周りに、トナーパック100が装着される装着部501が配置された側が被補給姿勢のときよりも若干下がるように傾いた姿勢となる。
図4~図6に示すように、プロセスユニット2は、ドラムユニット3と、現像ユニット5と、を備える。
ドラムユニット3は、感光ドラム31、ブラシユニット33、前露光部34、帯電ローラ35は、ドラム枠体30、駆動側カバー部材302、非駆動側カバー部材303で構成される。
感光ドラム31は、駆動側の端部が駆動側カバー部材302により軸支されるとともに、非駆動側の端部が非駆動側カバー部材303により軸支される。感光ドラム31の長手方向(回転軸方向、Y方向)の一端側(駆動側、+Y方向側端部)には、装置本体10から回転力(駆動力)を受け、感光ドラム31を回転させるドラム駆動部材(駆動受け部)32が設けられている。ドラム駆動部材32は、装置本体10が備えるモータ等の動力源からの回転駆動力を感光ドラム31に入力する入力手段である。ドラム駆動部材32は、カップリング部と、カップリング部の周りにギア部を有している。
帯電ローラ35は、感光ドラム31に対し接触して回転できるようにドラム枠体30に支持されている。帯電ローラ35は、長手方向一端側(駆動側、+Y方向側端部)、すなわち感光ドラム31のドラム駆動部材32が設置される側に、帯電ローラギアを有する。帯電ローラギアがドラム駆動部材32のギア部とかみ合うことで、帯電ローラ35は、ドラム駆動部材32を介して装置本体10の駆動モータ(不図示)の回転力を受けて回転する。
ドラムユニット3は、非駆動側において、感光ドラム31の軸部の端部であるドラム接点311が、非駆動側カバー部材303から露出している。また、駆動側において、帯電ローラ35の帯電接点351と、ブラシユニット33のブラシ接点331とが、ドラム枠体30から露出している。これら接点を介して、装置本体10に備えられた高圧電源から各部材に対して所定の電圧が印加される。
現像ユニット5は、現像ローラ51、供給ローラ52、現像ブレード53、撹拌部材54、現像容器50、駆動側軸受502、非駆動側軸受503、現像カバー部材504等で構成される。
現像ローラ51は、駆動側の端部が駆動側軸受502により軸支されるとともに、非駆動側の端部が非駆動側軸受503により軸支される。供給ローラ52も、駆動側の端部が駆動側軸受502により軸支されるとともに、非駆動側の端部が非駆動側軸受503により軸支される。現像ユニット5は、伝達部材から伝達される回転力を受ける現像駆動部材を有する。伝達部材は、ドラム駆動部材32によって受けた回転力を、現像ユニット5の現像駆動部材に伝達するように構成されている。すなわち、ドラム駆動部材32に入力された駆動力により、感光ドラム31が回転駆動されるとともに、不図示のギア列を介して、帯電ローラ35、現像ローラ51、供給ローラ52、撹拌部材54にも駆動力が伝達され、それらが回転駆動される。かかる駆動伝達機構は、駆動側軸受502と現像カバー部材504との間に組付けられている。
現像ユニット5は、駆動側において、現像ローラ51の現像接点511と、供給ローラ52の供給接点521とが、現像容器50から露出している。これら接点を介して、装置本体10に備えられた高圧電源から各部材に対して所定の電圧が印加される。
現像ユニット5は、ドラムユニット3に対して、現像ローラ51を感光ドラム31に当接させる当接位置(現像可能状態)と、離隔させる離隔位置と、を移動(回転)するように、構成されている。現像ユニット5とドラムユニット3との間には、現像加圧バネ305が設けられており、現像ユニット5は、現像加圧バネ305の付勢力によって、ドラムユニット3に対して当接状態を取る方向に付勢されている。
図7、図8に示すように、現像容器50は、現像容器蓋部510と、現像容器枠520と、を含む。現像容器蓋部510には、トナー残量センサ55や導光部材56などが配置される。現像容器枠520には、現像ローラ51、供給ローラ52、現像ブレード53、撹拌部材54等の現像ユニット5における各種プロセス部材が配置される。
現像容器枠520の枠側溶着部5201と、現像容器蓋部510の第一蓋側溶着部5101とは、超音波溶着によって接合されている。また、現像容器蓋部510の第二蓋側溶着部5102と、導光部材56の導光部側溶着部5601とは、超音波溶着によって接合されている。
装着部501は、現像容器蓋部510に取り付けられた枠体513に設けられている。枠体513は、装着部501に取り付けられたトナーパック100から供給されるトナーを現像容器50のトナー収容室50aへ導くためのトナー供給路513aを備える。枠体513は、トナー供給路513aを形成する壁部の一部に貫通孔が設けられており、該貫通孔を塞ぐように通気シート57が取り付けられるとともに、通気シート57の外側に飛散防止補助シート58が取り付けられている。
図4、図5、図6等に示すように、装着部501及び枠体513は、現像容器50の長手方向において非駆動側に近い側に設けられている。
(ドラムユニット)
ドラムユニット3の構成について、図9を用いて説明する。図9は、ドラムユニット3の分解斜視図である。ドラムユニット3は、感光ドラム31、帯電ローラ35、ドラム枠体30、駆動側カバー部材302、非駆動側カバー部材303を含む。
感光ドラム31の長手方向の一端側には、画像形成装置1から感光ドラム31を回転させるための駆動力を受けるためのドラム駆動部材32が設けられている。ドラム駆動部材32は、感光ドラム31の回転軸線を中心とするカップリング部32a及びギア部32bを有している。
また、感光ドラム31の長手両端部はそれぞれ、ドラムユニット3の駆動側カバー部材302及び非駆動側カバー部材303により回転可能に支持されている。駆動側カバー部材302には、ドラム駆動部材32のカップリング部32aの外周面を支持する支持穴302aが設けられている。非駆動側カバー部材303には、感光ドラム31の長手方向の他端側の穴(不図示)と嵌合する支持軸303aが設けられている。駆動側カバー部材302と非駆動側カバー部材303は、ビスや接着剤等によりドラム枠体30に固定されている。
画像形成装置1のドラム駆動出力部としてのカップリング(不図示)がドラム駆動部材32のカップリング部32aと係合し、カップリング部32aは画像形成装置1の駆動モータ(不図示)の駆動力を受けて、感光ドラム31が回転させられる。
帯電ローラ35は、感光ドラム31に対し接触して回転できるようにドラム枠体30に支持されている。帯電ローラ35の長手方向の一端部には帯電ローラギア40が設けられ、帯電ローラギア40がドラム駆動部材32のギア部32bとかみ合うことで回転する。
図10は、駆動側カバー部材302の分解斜視図である。図10に示すように、駆動側カバー部材302は円柱状の支持部302bと支持穴302cを有する。支持部302bは、入力部材41の穴41aと嵌合することで、入力部材41を回転可能に支持する。入力部材41は、現像ユニット5が支持する現像駆動部材45に回転力を伝達するカップリング部41cと、ギア部41bを有している。
図10に示す、ギア支持部材42は、円柱状の支持部42aを有している。ギア支持部材42の支持部42aはアイドラギア43の穴43aと駆動側カバー部材302の支持穴302cとに嵌合している。また、ギア支持部材42は駆動側カバー部材302に固定されている。これにより、駆動側カバー部材302はアイドラギア43を回転可能に支持する。ギア支持部材42は不図示のビス、接着等により駆動側カバー部材302に固定される。アイドラギア43はギア部43bを有する。駆動側カバー部材302に回転可能に支持されるアイドラギア43のギア部43bは、入力部材41のギア部41bとかみ合う構成になっている。結果として、アイドラギア43は入力部材41に駆動力を伝達することができる。さらに、図9に示すように、駆動側カバー部材302をドラム枠体30に固定すると、ドラム駆動部材32のギア部32bは、アイドラギア43のギア部43bとかみ合い、ドラム駆動部材32はアイドラギア43に回転力を伝達することができる。つまり、画像形成装置1からドラム駆動部材32が受けた回転力を、アイドラギア43を介して入力部材41まで伝達することができる。
(現像ユニット)
現像ユニット5の構成について、図11を用いて説明する。図11は、現像ユニット5の分解斜視図である。図11(a)は、現像ローラ51を支持する駆動側軸受け502と、非駆動側軸受け503と、撹拌部材54と、の組付け状態を示す分解斜視図である。図11(b)は、現像ユニット5が有する複数のギアと、現像カバー部材504と、の組付け状態を示す分解斜視図である。
図11に示すように、現像ユニット5は、現像ローラ51と、現像ブレード53と、現像容器50と、を含む。現像容器50は、現像ローラ51に供給するトナーを収納するトナー収容室36を含み、現像ローラ51の外周面のトナーの層厚を規制する現像ブレード53が取り付けられている。現像ブレード53は、厚さ0.1mm程度のシート状の金属である弾性部材53bを、L字断面を有し金属で形成された支持部材53aに溶接等で取り付けたものである。現像ブレード53は、長手方向の一端部と他端部を、ビスなどの締結部材で現像容器50に固定され、弾性部材53bを現像ローラ51に所定の圧力で当接させることで、現像ローラ51の外周面のトナーの層厚を規制する。つまり、現像ローラ51の回転時には、現像ローラ51と現像ブレード53との間に摩擦力が発生し、現像ローラ51に回転負荷が発生する。
図11(a)に示すように、現像ローラ51の芯金51aの両端部がそれぞれ、現像容器50の長手方向の両端部にそれぞれ設けられた駆動側軸受け502の支持穴502b及び非駆動側軸受503の支持穴503bに回転可能に支持されている。また、供給ローラ52の芯金52aの両端部が、駆動側軸受け502の支持穴502cと、非駆動側軸受503の支持穴503cと、に回転可能に支持されている。さらに、図11(b)に示すように、現像ローラ51の芯金51aの長手一端部に現像ローラ51を回転させるための駆動力を受けるための現像ローラギア39が取り付けられている。また、供給ローラ52の芯金52aの長手端部には供給ローラ52を回転させるための駆動力を受けるための供給ローラギア44が取り付けられている。
図12は、現像駆動部材45の斜視図である。現像ユニット5は、カップリング部45dが設けられた現像駆動部材45を有する。カップリング部45dは、入力部材41のカップリング部41cと係合し、駆動力を受ける。また、カップリング部45dの周りに第一ギア部45aと第二ギア部45bを有している。また、第一ギア部45aと第二ギア部45bの内側に穴45cを有している。
図11(b)に示すように、駆動側軸受け502は円柱状の支持部502aを有し、支持部502aが現像駆動部材45の穴45cに嵌合する。また、現像カバー部材504は穴504aを有し、穴504aが現像駆動部材45のカップリング部45dの外周と嵌合する。このように、現像駆動部材45は駆動側軸受け502と現像カバー部材504に回転可能に支持される。
また、このように現像ユニット5に回転可能に支持される現像駆動部材45の第一ギア部45aは現像ローラギア39とかみ合い、現像ローラギア39に駆動力を伝達する。さらに、現像駆動部材45の第二ギア部45bは供給ローラギア44とかみ合い、供給ローラギア44に駆動力を伝達する。つまり、現像駆動部材45が入力部材41から受けた回転力を、現像ローラギア39と供給ローラギア44に伝達することができ、現像ローラ51と供給ローラ52を回転させることができる。
現像容器50はトナーを収容するトナー収容室36を有し、トナー収容室36には撹拌部材54が設置される。撹拌部材54は、シート状の撹拌弾性部材54aと、撹拌弾性部材54aの一端が固定される撹拌軸54bで構成される。図11(a)に示すように、撹拌軸54bの長手方向一端に円柱状の支持部54cと、他端に支持穴54dが設けられる。トナー収容室36内に設置される撹拌部材54は、支持部54cが現像容器50の内壁に設置される円弧部50bと係合し、現像容器50の外側から設置される撹拌ギア48の四角柱状の支持部48aと支持穴54dが係合することで回転可能に支持される。現像容器50は、図11(a)に示すように現像容器蓋部510が、現像容器枠520に超音波溶着や接着材などで固定されることで、トナー収容室36を形成している。現像容器蓋部510には、トナー収容室36に連通するトナー経路を有する装着部501が設置される。本構成の現像ユニット5は、この装着部501にトナーパック100を装着することで、トナー収容室36にトナーを補充(補給)することができる。
撹拌ギア48は、ギア部48bを有していて、ギア部48bの内周が、図11(a)に示すように現像容器50の円環状の円環支持部50dに係合することで、現像容器50に回転可能に支持される。図11(b)に示すように、撹拌アイドラギア47は、第一ギア部47aと第二ギア部47bを有し、第一ギア部47aと第二ギア部47bの内部に貫通する穴47cを有している。穴47cは、現像容器50に固定される現像カバー部材504の円柱状の46bに係合することで回転可能に支持される。このように、現像容器50に設置される撹拌アイドラギア47の第一ギア部47aは、現像駆動部材45の第二ギア部45bとかみ合い、第二ギア部47bは撹拌ギア48のギア部48bとかみ合う。つまり、現像駆動部材45が受ける駆動力を、撹拌アイドラギア47を介して撹拌ギア48に伝達することによって撹拌部材54を回転させることができる。
(現像ユニットの回転移動)
図13を用いて、現像ユニット5の回転移動構成について説明する。図13は、プロセスユニット2の分解斜視図であり、図13(a)は駆動側カバー部材302の取り付け状態を示し、図13(b)は非駆動側カバー部材303の取り付け状態を示す。ここで、上述したように現像ユニット5に回転可能に支持される現像駆動部材45の回転中心を図13に示すように、現像回転軸線Nと称す。
図13(a)に示すように、現像ユニット5に固定される現像カバー部材504は、円環状の円環支持部504cを有する。円環支持部504cは、現像駆動部材45を支持する穴504aと同軸上に設けられ、円環支持部504cの中心は現像回転軸線Nと一致する。また、図13(b)に示すように、現像容器50に固定される非駆動側軸受け503には、現像回転軸線Nに中心が一致し、円柱状の支持部503dが設けられている。
図13(a)に示すように、円環支持部504cを駆動側カバー部材302に設けられる現像支持部302dと係合させる。さらに、図13(b)に示すように、支持部503dを非駆動側カバー部材303の長穴状の現像支持部303bと係合させる。これにより、駆動側カバー部材302と非駆動側カバー部材303に回転可能に支持される現像ユニット5は、ドラムユニット3に対して、現像回転軸線Nを回転中心として回転可能になる。このとき、現像駆動部材45の回転中心と、現像ユニット5の回転中心と、が現像回転軸線Nと一致する。また、現像駆動部材45と入力部材41の回転中心も現像回転軸線Nと一致し、入力部材41のカップリング部41cと現像駆動部材45が係合するので、入力部材41から現像駆動部材45に駆動力を伝達することできる。
(駆動伝達経路)
プロセスユニット2の各回転体への駆動力伝達経路について、図14を用いて説明する。図14は、プロセスユニット2を感光ドラム31の回転軸線の方向にドラム駆動部材32がある側から見た側面図である。図14(a)は、現像ユニット5が現像ローラ51と感光ドラム31が当接する当接位置に位置する状態を示す。図14(b)は、現像ユニット5が現像ローラ51と感光ドラム31とが離隔した離隔位置に位置する状態を示す。尚、図14においては、ギア列を見やすくするために駆動側カバー部材302、非駆動側カバー部材303、駆動側軸受け502、及び現像カバー部材504を省略している。
現像ユニット5はドラムユニット3に対して、現像回転軸線Nを中心に回転可能に構成されている。図14(a)に示すように、現像ユニット5が当接位置に位置する場合、現像ローラ51は感光ドラム31に当接し、感光ドラム31の表面の潜像を現像することができる。現像ユニット5が当接位置に位置する場合、装着部501の下方に、装置本体10に設けられた隔離カム51が配置されている。隔離カム51と、装着部501の底面123fとの間には、隙間Hがある。現像ユニット5が当接位置に位置する状態で、ドラム駆動部材32のカップリング部32aに、図14(a)に示す矢印Q方向に駆動力を入力すると、感光ドラム31が図14(a)に示す矢印Q方向に回転する。また、ドラム駆動部材32のギア部32bとかみ合う帯電ローラギア40が設置される帯電ローラ35は、図14(a)に示す矢印R方向に回転する。さらに、ドラム駆動部材32のギア部32bとかみ合うアイドラギア43が回転し、アイドラギア43とかみ合う入力部材41は現像回転軸線Nを中心に、図14(a)に示す矢印K1方向に回転する。入力部材41のカップリング部41cは現像駆動部材45のカップリング部45dに係合し駆動力を伝達するため、現像駆動部材45も図14(a)に示す矢印K1方向に回転する。ここで、入力部材41が現像駆動部材45に伝達する駆動力は、現像ユニット5に対する外力となり、現像ユニット5は現像回転軸線Nを中心に、図14(a)中矢印K1方向に回転する。そして、現像ユニット5が有する現像ローラ51を感光ドラム31に当接させることができる。本構成は、このように現像ユニット5が有する現像駆動部材45に回転力を入力することで、現像ローラ51を感光ドラム31に当接させているが、それに限るものではない。
図15は、画像形成装置1の内部に設置されるプロセスユニット2を、感光ドラム31の回転軸方向に非駆動側カバー部材303の設置側から見た側面図である。図15に示すように、非駆動側カバー部材303は突起状のバネかけ部303cを有し、非駆動側軸受け503は突起状のバネかけ部503eを有する。バネかけ部303cとバネかけ部503eに現像加圧ばね305を設置し、現像ユニット5に図15に示す矢印G方向の力を与える。図15に示す矢印G方向の力を受ける現像ユニット5は、現像回転軸線Nを中心に、図15中に示すK1方向に回転するため、現像ローラ51を感光ドラム31に当接させることができる。このように、現像駆動部材45に回転力を伝達する以外に、バネを用いて現像ローラ51が感光ドラム31に当接する当接圧を発生させてもよい。
図14(a)に示すように、駆動力が入力された現像駆動部材45の第一ギア部45aは、現像ローラギア39とかみ合い、現像ローラ51を図14(a)に示す矢印S方向に回転させる。また、第二ギア部45b(不図示)は供給ローラギア44とかみ合い、供給ローラ52(不図示)を図14(a)中矢印T方向に回転させる。さらに、第二ギア部45b(不図示)は撹拌アイドラギア47とかみ合い、撹拌アイドラギア47が撹拌ギア48とかみ合うことで、撹拌ギア48と撹拌部材54(不図示)を図14(a)中矢印U方向に回転させる。このように、現像駆動部材45は、現像ユニット5が有する回転体としての現像ローラ51と、供給ローラ52と、撹拌部材54と、に駆動力を伝達する。つまり、現像駆動部材45には、現像ユニット5が有するこれらの回転体の回転負荷がかかり、現像駆動部材45を回転させる入力部材41にも、現像ユニット5が有するこれらの回転体の回転負荷がかかる。さらに、アイドラギア43を介して入力部材41を回転させるドラム駆動部材32にも、現像ユニット5が有するこれらの回転体の回転負荷がかかる。つまり、ドラム駆動部材32に現像ユニット5が有するこれらの回転体から発生する回転負荷をかけることができる。これによって、ドラム駆動部材32の回転を安定させることができ、感光ドラム31の回転をより安定させることができる。
図1乃至3に示す排出トレイ14が閉位置から開位置に移動させられると、排出トレイ14の移動に連動して離隔カム51が図14(a)に示す矢印J方向に回転し、図14(b)にように、離隔カム51が装着部501の底面123fに接触する。底面123fは、図14(b)に示す矢印F方向に押圧され、現像ユニット5は現像回転軸線Nを中心に図14(b)に示す矢印K2方向に回転し、現像ユニット5は離隔位置に至る。このとき、現像ローラ51と感光ドラム31の間には、図14(b)に示す隙間Vが生じて、現像ローラ51は感光ドラム31から離隔する。このように、現像ユニット5が離隔位置に位置する場合であっても、ドラムユニット3と現像ユニット5が有するギア部のかみ合い関係は変わらない。つまり、ドラム駆動部材32に入力される、図14(b)に示す矢印Q方向の駆動力は、現像ユニット5が当接位置に位置するときと同様に、入力部材41から現像駆動部材45に伝達され、現像ユニット5に設置される回転体に伝達される。現像ユニット5が離隔位置にあっても、ドラム駆動部材32に現像ユニット5が有する回転体の負荷がかかり、感光ドラム31が安定して回転する。また、現像ローラ51が感光ドラム31から離隔した状態で、現像ユニット5が有する回転体に駆動力を伝達できるため、現像ローラ51が感光ドラム31との摩擦で劣化しにくい。また、現像ユニット5が離隔位置にある状態で装着部501を介して現像容器50のトナー収容室36に補給されるトナーを撹拌部材54で撹拌して、トナーを供給ローラ52や現像ローラ51に供給することができる。一方で、図1乃至3に示す排出トレイ14を開位置から閉位置に動かすと、排出トレイ14に連動して隔離カム51が図14(a)中矢印J方向とは反対方向に回転し、図14(a)にように、隔離カム51が底面123fから離隔する。現像ユニット5は現像回転軸線Nを中心に図14(a)に示す矢印K1方向に回転し、現像ユニット5は当接位置に至る。
装着部501は、現像ユニット5に固定されているため、現像ユニット5の現像回転軸線Nを中心とした回転によって装着部501も移動する。ユーザがトナーパック100を用いてトナーを現像容器50に補給する場合には、前述のように、排出トレイ14を開位置へ移動させるので、現像ユニット5は矢印K2方向に揺動し、装着部501が図14(b)に示す離隔位置に至る。ユーザは、離隔位置にある現像ユニット5の装着部501にトナーパック100を装着し、トナーパック100内のトナーを補給する。装着部501の詳細については別途、後述する。トナーパック100によるトナーの補給が完了したら、ユーザは排出トレイ14を閉じ、現像ユニット5は再び図16(a)に示す当接位置に移動し、画像形成装置1は画像形成準備を開始できる状態になる。
(装着部)
装着部501について図16乃至図18を用いて説明する。図16(a)は、本体シャッタ121が開位置にあるときの装着部501の斜視図である。図16(b)は、本体シャッタ121が閉位置にあるときの装着部501の斜視図である。図16(c)は、装着部501を下方から見た斜視図である。図17(a)及び図17(b)は、本体シャッタ121の斜視図である。図18(a)は、装着部501を回転軸線RA1に沿って上方から見た図である。図18(b)及び図18(c)はそれぞれ、図18(a)のA1-A1断面及びB1-B1断面である。
装着部501は、ベース枠体123と、ベース枠体123の内部に設けられた本体シャッタ121であってベース枠体123に対して回転可能な本体シャッタ121と、を有する。
本体シャッタ121は、図17(a)及び図17(b)に示すように、上方が開放された筒状の部材である。本体シャッタ121の回転軸線RA1の方向に延びる側壁には、回転軸線RA1を中心とする内周面121c(第1被係合部、第1内周面)と、シャッタ開口121aと、本体シャッタ係合部121bと、が設けられている。内周面121cは、図18(a)及び図18(b)及び図18(c)に示すように、回転軸線RA1を中心とする周方向及び回転軸線RA1の方向に延びている。本体シャッタ係合部121bは、回転軸線RA1の方向に見ると、回転軸線RA1に直交する方向においてシャッタ開口121aと対向する位置に設けられ、内周面121cに対して回転軸線RA1に近づく方向に突出している。本体シャッタ121の底面には、回転軸線RA1の方向に沿って上方へ延びる本体シャッタ軸121dが設けられている。
ベース枠体123には、図16(c)に示すように、現像容器50の内部(トナー収容室36)と連通する連通口123aが設けられている。また、ベース枠体123には、回転軸線RA1に直交する方向において回転軸線RA1に向かって突出するノズル位置決め部123cが設けられている。また、ベース枠体123は、装置本体10の離隔カム51によって押圧力を受けるための底面123fを有する。ベース枠体123は、現像容器50の現像容器蓋部510に対して図16(c)に示す結合面122で結合されることで、現像容器50と一体となっている。
本体シャッタ121は、ベース枠体123に対してシャッタ開口121aが連通口123aと連通する開位置(図16(a))と、シャッタ開口121aが連通口123aと連通しない閉位置(図16(b))と、の間を、回転軸線RA1を中心に回転するように構成されている。
(トナーパック)
トナーパック100について説明する。トナーパック100は、上述した装着部501に装着可能に構成されている。図19(a)は、パック側シャッタ1103が遮蔽位置にあるときのトナーパック100の正面図である。図19(b)は、パック側シャッタ1103が開放位置にあるときのトナーパック100の正面図である。図19(c)及び図19(d)は、パック側シャッタ1103が遮蔽位置にあるときのノズル1102の近傍の拡大斜視図である。
トナーパック100は、トナー等の内容物を収容するように構成されたパウチ1101と、ノズル1102と、回転軸線RA2を中心にノズル1102に対して回転可能なパック側シャッタ1103(容器シャッタ)と、を有している。
パウチ1101は、可撓性を有しており、パック側シャッタ1103の回転軸線RA2におけるトナーパック100の一端部側に設けられている。ノズル1102及びパック側シャッタ1103は、回転軸線RA2におけるトナーパック100の他端部側に設けられている。パック側シャッタ1103の回転軸線RA2は、トナーパック100が装着部501に装着された状態においては、本体シャッタ121の回転軸線RA1と一致する。本実施例のパウチ1101は、可撓性のポリプロピレンシートで形成されている。なお、パウチ1101として樹脂製のボトルや紙製やビニール等の容器を用いても構わない。
ノズル1102は、図19(b)に示すように、回転軸線RA2に沿って延びる側面1102cを有している。側面1102cには、パウチ1101のトナー収容室36と連通するように構成された排出口1102aと、ノズル被位置決め1102d(図19(a))と、が設けられている。パウチ1101に収容されたトナーは、パウチ1101がユーザによって加えられた外力によって潰される(変形させられる)ことで、排出口1102aを介してトナーパック100の外部に排出されるように構成されている。ノズル1102は更に、図19(c)及び図19(d)に示すように、パウチ1101と反対側にある底面から回転軸線RA2の方向に突出する突出部1102eを有する。突出部1102eには、回転軸線RA2を中心とする内周面1102e1が設けられている。内周面1102e1の機能については後述する。
パック側シャッタ1103は、回転軸線RA2を中心に回転可能に設けられ、開口1103aを有している。パック側シャッタ1103は、回転軸線RA2を中心とする仮想円VCの半径方向rにおいて側面1102cの外側に設けられている。側面1102cの円弧面は、半径方向rにおける外側に向かって凸の曲面である。パック側シャッタ1103の内側の面、すなわち側面1102cに対向する面は、ノズル1102の側面1102cに沿った曲面であり、略矩形状のパック側シール1105が取り付けられている。パック側シャッタ1103の外側面1103cには、外側面1103cに対して回転軸線RA2の半径方向の外側に向けて突出する第1凸面1103g、第2凸面1103h、第3凸面1103iが設けられている。第1凸面1103g、第2凸面1103h、第3凸面1103iは、回転軸線RA2を中心とする周方向において互いに異なる位置に設けられている。トナーパック100が装着部501に装着された状態において、第1凸面1103g、第2凸面1103h、第3凸面1103iは、本体シャッタ121の内周面121cに接触する。これによって、パック側シャッタ1103の本体シャッタ121に対する回転軸線RA2を中心とする半径方向の位置が決まる。
パック側シャッタ1103は、ノズル1102の排出口1102aを遮蔽する遮蔽位置(図19(a)に示す位置)と、排出口1102aを開放する開放位置(図19(b)に示す位置)と、の間を、回転軸線RA2を中心に回転可能に構成されている。図19(b)に示すように、パック側シャッタ1103が開放位置にあるとき、パック側シャッタ1103に形成される開口1103aからノズル1102の排出口1102aが露出する。
図19(a)に示すように、遮蔽位置にあるパック側シャッタ1103が回転軸線RA2を中心に矢印K方向に回転させられると、パック側シャッタ1103は、図19(b)に示す開放位置に至る。逆に、開放位置にあるパック側シャッタ1103が矢印L方向に回転させられると、パック側シャッタ1103は遮蔽位置に至る。すなわち、第1回転方向としての矢印K方向は、回転軸線RAを中心に遮蔽位置から開放位置へ向かう方向であり、第2回転方向としての矢印L方向は、回転軸線RA2を中心に開放位置から遮蔽位置へ向かう方向である。パック側シャッタ1103の回転動作において、パック側シャッタ1103はパック側シール1105を介してノズル1102の側面1102cに対して摺擦する。
ノズル1102は、図19(c)に示すように、回転軸線RA2を中心とする周方向(回転軸線RA2に直交する方向)において互いに対向する面を含む被位置決め部1102dを有している。ノズル被位置決め部1102dは、回転軸線RA2に直交する方向に延びる第1対向面1102d1及び第2対向面1102d2を有する。ノズル被位置決め部1102dは、トナーパック100が装着部501に装着された状態において、ベース枠体123のノズル位置決め部123c(図16(a)(b)、図18(a))と係合する。これによって、ノズル1102のベース枠体123に対する回転軸線RA1(RA2)を中心とする回転方向(周方向)の位置が決められる。言い換えると、ノズル1102の回転軸線RA1を中心とする回転は、第1対向面1102d1もしくは第2対向面1102d2がノズル位置決め部123cと当接することで規制される。
パック側シャッタ1103の側面1103cには、開口1103aが設けられている。図19(c)に示すように、パック側シャッタ1103が遮蔽位置にあるときに、開口1103aからノズル被位置決め部1102dが露出している。これは、パック側シャッタ1103が遮蔽位置に位置する状態でトナーパック100を装着部501に装着したときに、ノズル被位置決め部1102dをノズル位置決め部123cと係合させるためである。更に、パック側シャッタ1103には、図19(d)に示す被駆動伝達部1103eが設けられている。被駆動伝達部1103eは、パック側シャッタ1103が遮蔽位置に位置する場合に、回転軸線RA2を挟んでノズル被位置決め部1102dと反対側に設けられている。被駆動伝達部1103eは、面1103e1と、面1103e2と、側面1103e3と、を有しており、後述する操作レバー103の駆動伝達部103dに係合するように構成されている。側面1103e3は、面1103e1及び1103e2の間に設けられ、側面1103e3よりも半径方向rの内側に凹んでいる。また、パック側シャッタ1103の装着方向Mにおける上流端部には、側面1103cよりも半径方向rにおける外側に延びるフランジ部1103fが設けられている。
(操作レバー)
操作レバー103(操作部材)について説明する。図20(a)は、プロセスユニット2を覆う本体カバー700の上に操作レバー103が設置されている様子を示す斜視図である。図20(b)は、閉位置にある操作レバー103近傍を上方から見た図である。図20(c)は、開位置にある操作レバー103近傍を上方から見た図である。図21(a)及び図21(b)は、装着部501にトナーパック100を装着する途中の斜視図である。図21(c)は、トナーパック100の装着部501への装着が完了し操作レバー103が閉位置にある状態を示す斜視図である。図21(d)は、トナーパック100の装着部501への装着が完了し操作レバー103が開位置にある状態を示す斜視図である。
操作レバー103は、図20(a)に示すように、本体カバー700に対して本体シャッタ121の回転軸線RA1を中心に回転可能に設けられている。操作レバー103は、中央穴(本体開口部)を形成する内周面103a(本体被係合部、第2被係合部、第2内周面)と、上面103bと、回転軸線RA1に向かって内周面103aに対して突出する駆動伝達部103dと、を有する。操作レバー103の中央穴は、装着部501を装置本体10の外部に露出させる穴である。操作レバー103は更に、上面103bから上方に突出する環状リブ103cと、回転軸線RA1に直交する方向に延びる把持部103eと、を有する。内周面103aは、回転軸線RA1を中心とする面である。環状リブ103cは、回転軸線RA1の方向にみたときに直線上に延びるストレート部103c1と、円弧状に延びる円環部103c2と、を有する。把持部103eは、ユーザが操作レバー103を回転させるときに掴むための部分である。
ユーザは、図21(a)及び図21(b)に示すように、本体シャッタ121が遮蔽位置にある状態の装着部501及び閉位置にある操作レバー103に対して、パック側シャッタ1103が遮蔽位置にある状態のトナーパック100を装着方向Mに装着する。このとき、ユーザは、ノズル1102のノズル被位置決め部1102dと、ベース枠体123のノズル位置決め部123cと、の位置を合わせる。これと同時に、ユーザは、パック側シャッタ1103の被駆動伝達部1103eと、操作レバー103の駆動伝達部103d(本体シャッタ係合部121b)と、の位置を合わせる。
トナーパック100と装着部501との位置合わせの後、ユーザは、トナーパック100を装着方向Mに装着部501に装着する。図19(c)及び図19(d)に示すノズル1102の突出部1102eの内周面1102e1と、本体シャッタ121の本体シャッタ軸121d(図17)と、が係合する。これによって、本体シャッタ121(装着部501)に対する回転軸線RA1を中心とする半径方向におけるノズル1102の位置が決まる。この時、パック側シャッタ1103の駆動伝達部1103eが操作レバー103の駆動伝達部103d及び本体シャッタ121の本体シャッタ係合部121bと係合する。これと同時に、ノズル1102のノズル被位置決め部1102dがベース枠体123のノズル位置決め部123cと係合する。これによって、パック側シャッタ1103の回転軸線RA2と、本体シャッタ121の回転軸線RA1と、が略同軸となる。ノズル被位置決め部1102dがベース枠体123のノズル位置決め部123cに係合するので、ノズル1102のベース枠体123に対する回転は規制されている。従って、操作レバー103、パック側シャッタ1103及び本体シャッタ121は、ベース枠体123及びノズル1102に対し、回転軸線RA1(RA2)を中心として略一体となって回転可能となる。
操作レバー103が図21(c)の閉位置からD方向に回転させられると、操作レバー103の駆動伝達部103dがパック側シャッタ1103の面1103e1もしくは1103e2を押圧し、パック側シャッタ1103が回転させられる。同時に、パック側シャッタ1103の被駆動伝達部1103eを構成する面1103e1もしくは面1103e2が本体シャッタ121の本体シャッタ係合部121bを押圧して、本体シャッタ121が回転させられる。その結果、操作レバー103は、図21(d)に示すように開位置に至り、パック側シャッタ1103の開口1103aと本体シャッタ121の開口121aを介してパウチ1101から現像容器50へのトナー補給が可能になる。ユーザは、パウチ1101に外部から力を付与して変形させることでパウチ1101内のトナーを現像容器50へ向けて補給する。
(アタッチメント)
図22及び図23を用いて、アタッチメント101(シップロック部材)の構造について説明する。図22は、アタッチメント101の斜視図である。図23は、アタッチメント101の六面図である。
アタッチメント101は、画像形成装置1の物流時において、トナーパック100が装着されていない状態において装着部501に装着するための部材である。装着部501に対して図22(b)に示す装着方向Mに移動させて装着する。アタッチメント1と画像形成装置1を合わせて画像形成システムとする。
アタッチメント101は、中心軸線C1を中心とする筒状の形状の部材であって、中心軸線C1の方向に凹む凹部101iが設けられている。凹部101iは、装着方向Mの上流側が開放されているので、ユーザがアタッチメント101を掴む時に指を掛けることができる。装着方向Mにおける上流側の端面には、中心軸線CAに直交する方向に延びる複数のリブ101jが設けられている。複数のリブ101jは、ユーザがアタッチメントを掴むときの滑り止めとして機能する。
アタッチメント101は、中心軸線C1を中心とする外周面101hを有し、外周面101hには凹部101iの内側と連通する穴が設けられていない。アタッチメント101は更に、外周面101hに対して中心軸線C1を中心とする半径方向の外側へ突出する4つの凸部104a(第1凸部)、104b(第2凸部)、104c(第3凸部)、104d(第4凸部)が設けられている。4つの凸部104a~dは、中心軸線C1の周方向において異なる位置に設けられている。
アタッチメント101は更に、外周面101hから中心軸線C1を中心とする半径方向の内側に凹んだ凹部101eであって、中心軸線C1に直交する方向に延びる面101e1及び面101e2を含む第1凹部101eを有する。第1凹部101eは、中心軸線CAを中心とする周方向において、第1凸部101aと第2凸部101bの間に設けられている。アタッチメント101は更に、外周面101hから中心軸線C1を中心とする半径方向の内側に凹んだ第2凹部101gであって、中心軸線C1を中心とする半径方向に延びる面101g1及び面101g2を含む第2凹部101gを有する。第2凹部101gは、中心軸線CAを中心とする周方向において、第3凸部101cと第4凸部101dの間に設けられている。図23(d)に示すように、中心軸線CAの方向に見ると、第2凹部101gは、中心軸線CAに対して第1凹部101eと反対側にある。
アタッチメント101は、装着方向Mの上流側に中心軸線CAの半径方向の外側へ延びるフランジ部101mを有する。フランジ部101mの外縁部は、図23(b)に示すように中心軸線CAの方向にみたときに、直線状に延びるストレート部101m1と、円弧上に延びる円弧部101m2と、を有する。また、図23(d)に示すように、フランジ部101mの装着方向Mの下流側の端面には、中心軸線CAの方向に突出する複数の突き当てリブ101kが設けられている。
次に、アタッチメント101の機能について説明する。図24(a)は、アタッチメント101が取り付けられた状態の装着部501及び操作レバー103の近傍の斜視図である。図24(b)は、アタッチメント101が取り付けられた状態の装着部501の姿勢を示す図である。図25(a)は、アタッチメント101が装着された装着部501を上方から見た図である。図25(b)は、図25(a)のC1-C1断面図である。図25(c)は、図25(a)のD1-D1断面図である。図26(a)は、排出トレイ14が開位置にあり、装着部501にアタッチメント101が装着されていない状態の画像形成装置1の斜視図である。図26(b)は、排出トレイ14が開位置にあり、装着部501にアタッチメント101が装着された状態の画像形成装置の斜視図である。図26(c)は、装着部501にアタッチメント101が装着された状態で排出トレイ14が閉位置にある画像形成装置1の斜視図である。
アタッチメント101を装着部501に装着する時の回転軸線RA1を中心とする周方向におけるアタッチメント101の位相の決め方について説明する。アタッチメント101のフランジ部101mのストレート部101m1が操作レバー103の環状リブ103cのストレート部103c1に対向する位相で装着部501に装着する。アタッチメント101をこの位相に合わせることで、第1凹部101e及び第2凹部101gがそれぞれ操作レバー103の駆動伝達部103d(本体シャッタ係合部121b)及びベース枠体123のノズル位置決め部123cに対応する位置になる。よって、アタッチメント101を装着部501に装着可能になる。アタッチメント101の回転軸線RA1を中心とする回転は、第2凹部101gがベース枠体123のノズル位置決め部123cと係合することで規制される。
アタッチメント101が装着部501に装着されると、図25(b)に示すように、アタッチメント101の凸部101a~d(本断面図では101c)と、本体シャッタ121の内周面121cと、が係合(接触)するように構成されている。これによって、アタッチメント101の本体シャッタ121に対する中心軸線CA(回転軸線RA1)を中心とする半径方向の位置が決まる。アタッチメント101の凸部101a~d(本断面図では101c)は更に、操作レバー103の内周面103aと係合する。これによって、アタッチメント101が現像ユニット5の一部である装着部501と、装置本体10の一部である操作レバー103と、の双方に係合する。図25(b)において、アタッチメント101の凸部101cのうち本体シャッタ121の内周面121cと係合(接触)する部分を第1係合部101c1とし、操作レバー103の内周面103aと接触する部分を第2係合部101c2とする。第1係合部101c1と第2係合部101c2は、回転軸線RA1の方向において異なる位置にある面である。また、第1係合部101c1と第2係合部101c2は、中心軸線CAに直交する方向において中心軸線CAからの距離が同じ位置にある面である。また、第2係合部101c2は、図25(b)に示すように、回転軸線RA1の方向において、第1係合部101c1とフランジ部101mとの間にある。
装着部501を含む現像ユニット5は、アタッチメント101が装着部501に装着されていない場合において、装置本体10(ドラムユニット3)に対して現像回転軸線Nを中心に図24(b)に示す矢印K1方向もしくは矢印K2方向へ回転可能な構成である。ここで、矢印K1及びK2で表されている装着部501の回転軌跡(円弧)の接線方向である矢印K′方向は、アタッチメント101の装着方向Mと交差している。従って、前述したようにアタッチメント101が本体シャッタ121と操作レバー103に係合することで、現像ユニット5が装置本体10(ドラムユニット3)に対して現像回転軸線Nを中心に回転することが規制される。また、図26(c)に示すように、アタッチメント101を装着部501に装着した状態で排出トレイ14は閉位置へ移動可能である。この時、排出トレイ14が閉位置に移動する動作に連動して図24(b)に示すように離隔カム51が離隔位置に移動した場合であっても現像ユニット5はドラムユニット3に対して離隔位置に維持される。つまり、画像形成装置1の物流の際に、装着部501にアタッチメント101を装着することによって現像ローラ51を感光ドラム31から離隔させておくことができる。これによって、現像ローラ51の表面の変形を抑制する効果も奏する。
アタッチメント101のフランジ部101mの下面に設けられた突き当てリブ101kは、図25(b)及び図25(c)に示すように、操作レバー103の上面103bに突き当たっている。これによって、アタッチメント101の操作レバー103に対する装着方向M(中心軸線CA)の方向の位置が決まる。
尚、アタッチメント101は、トナーパック100と異なり、トナーを収容するためのトナー収容部を有さない。
以上述べたように、アタッチメント101を装着部501に装着することによって、画像形成装置1の物流時に現像ユニット5の振動を抑制することができる。
尚、本実施例においては、アタッチメント101を装着部501に装着した場合に、装置本体10の操作レバー103の内周面103aに係合する構成であったが、これに限定されない。例えば、図20(a)に示す本体カバー700に設けられた本体開口部の内周面に係合する構成であっても構わない。
本実施例のプロセスユニット2においては、現像ユニット5は、ドラムユニット3に対して現像回転軸線Nを中心に当接位置と離隔位置の間を回転可能な構成であるものの、これに限定されない。現像ユニットがドラムユニットに対して当接位置に固定されているプロセスユニットに対してもアタッチメントを装着部に装着することによって同様の効果を奏する。
1 画像形成装置
2 プロセスユニット
3 ドラムユニット
5 現像ユニット
14 排紙トレイ
10 装置本体
31 感光ドラム
50 現像容器
51 現像ローラ
100 トナーパック
101 アタッチメント
101a 第1凸部
101b 第2凸部
101c 第3凸部
101c1 第1係合部
101c2 第2係合部
101d 第4凸部
101m フランジ部
101m1 ストレート部
103 操作レバー
103a 内周面
103b 上面
501 装着部
1103 パック側シャッタ

Claims (30)

  1. 感光ドラムと、本体被係合部と、を含む装置本体と、
    現像容器と、前記現像容器に収容されたトナーを担持する現像ローラと、トナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部であって前記現像容器の内部と連通し且つ前記装置本体の外部に露出するように構成された装着部と、を有する現像ユニットと、
    を備える画像形成装置で用いられるアタッチメントであって、
    前記トナー容器が前記装着部に装着されていない状態において前記装着部に装着可能であって、前記装着部に装着されている時に前記装着部及び前記本体被係合部とそれぞれ係合するように構成された第1係合部及び第2係合部を有し、トナーを収容するためのトナー収容部を有さないことを特徴とするアタッチメント。
  2. 前記装着部は、回転軸線を中心に回転可能であって前記回転軸線に対向する内周面を有する筒状のシャッタであって、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部とを連通させる開位置と、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部と連通させない閉位置と、の間を回転するシャッタを有し、
    前記回転軸線に直交する方向において少なくとも一部が前記シャッタの前記内周面の内側に入り込むように装着され、前記装着部に装着された状態において前記シャッタの前記内周面に対向する外周面と、前記外周面から前記回転軸線に向かって突出する凸部であって前記内周面に接触するように構成されている第1係合部を含む凸部と、を有することを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
  3. 前記内周面を第1内周面とした場合において、前記装置本体は、前記装着部を前記装置本体の外部に露出させるための本体開口部であって前記回転軸線と対向する第2内周面を有する本体開口部を有し、
    前記本体被係合部は前記第2内周面であり、
    前記凸部は、前記第2内周面に接触するように構成された前記第2係合部を含むことを特徴とする請求項2に記載のアタッチメント。
  4. 前記凸部は、前記回転軸線を中心とする周方向において前記外周面の異なる位置に設けられた第1凸部及び第2凸部を含むことを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント。
  5. 前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向において異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項3に記載のアタッチメント。
  6. 前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向に延びる面であって、前記回転軸線に直交する方向において前記回転軸線からの距離が同じ面であることを特徴とする請求項5に記載のアタッチメント。
  7. 前記トナー容器は、トナーを排出するための排出口を開閉するように回転軸線を中心に回転するように構成された容器シャッタを有し、
    前記装置本体は、前記装着部に前記トナー容器が装着された状態において前記容器シャッタと係合し且つ前記容器シャッタと共に前記回転軸線を中心に回転するように構成された操作部材を有し、
    前記本体被係合部は、前記操作部材であることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
  8. 前記現像ユニットは、前記現像ローラが前記感光ドラムと接触する当接位置と、前記現像ローラが前記感光ドラムから離れる離隔位置と、の間を前記装置本体に対して移動可能に構成され、
    前記現像ユニットが前記離隔位置にある時に前記装着部に装着可能に構成され、前記装着部に装着された状態において前記現像ユニットの前記離隔位置から前記当接位置への移動を規制するように構成されていることを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
  9. 中心軸線を中心とする外周面と、前記中心軸線を中心とする半径方向において前記外周面よりも外側まで延びるフランジ部と、を有することを特徴とする請求項1に記載のアタッチメント。
  10. 前記中心軸線の方向において、前記第2係合部は、前記フランジ部と前記第1係合部の間にあることを特徴とする請求項9に記載のアタッチメント。
  11. 画像形成装置とアタッチメントを備える画像形成システムであって、
    前記画像形成装置は、
    感光ドラムと、本体被係合部と、を含む装置本体と、
    現像容器と、前記現像容器に収容されたトナーを担持する現像ローラと、トナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部であって前記現像容器の内部と連通し且つ前記装置本体の外部に露出するように構成された装着部と、を有する現像ユニットと、
    を有し、
    前記アタッチメントは、
    前記トナー容器が前記装着部に装着されていない状態において前記装着部に着脱できるように構成され、
    前記装着部に装着されている時に前記装着部及び前記本体被係合部とそれぞれ係合するように構成された第1係合部及び第2係合部を有し、
    トナーを収容するためのトナー収容部を有さない、
    ことを特徴とする画像形成システム。
  12. 前記装着部は、回転軸線を中心に回転可能であって前記回転軸線に対向する内周面を有する筒状のシャッタであって、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部とを連通させる開位置と、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部と連通させない閉位置と、の間を回転するシャッタを有し、
    前記アタッチメントは、前記回転軸線に直交する方向において少なくとも一部が前記シャッタの前記内周面の内側に入り込むように装着され、前記装着部に装着された状態において前記シャッタの前記内周面に対向する外周面と、前記外周面から前記回転軸線に向かって突出する凸部であって前記内周面に接触するように構成されている第1係合部を含む凸部と、を有することを特徴とする請求項11に記載の画像形成システム。
  13. 前記内周面を第1内周面とした場合において、前記装置本体は、前記装着部を前記装置本体の外部に露出させるための本体開口部であって前記回転軸線と対向する第2内周面を有する本体開口部を有し、
    前記本体被係合部は前記第2内周面であり、
    前記アタッチメントの前記凸部は、前記第2内周面に接触するように構成された前記第2係合部を含むことを特徴とする請求項12に記載の画像形成システム。
  14. 前記アタッチメントの前記凸部は、前記回転軸線を中心とする周方向において前記外周面の異なる位置に設けられた第1凸部及び第2凸部を含むことを特徴とする請求項13に記載の画像形成システム。
  15. 前記アタッチメントの前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向において異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項13に記載の画像形成システム。
  16. 前記アタッチメントの前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向に延びる面であって、前記回転軸線に直交する方向において前記回転軸線からの距離が同じ面であることを特徴とする請求項15に記載の画像形成システム。
  17. 前記トナー容器は、トナーを排出するための排出口を開閉するように回転軸線を中心に回転するように構成された容器シャッタを有し、
    前記装置本体は、前記装着部に前記トナー容器が装着された状態において前記容器シャッタと係合し且つ前記容器シャッタと共に前記回転軸線を中心に回転するように構成された操作部材を有し、
    前記本体被係合部は、前記操作部材であることを特徴とする請求項11に記載の画像形成システム。
  18. 前記現像ユニットは、前記現像ローラが前記感光ドラムと接触する当接位置と、前記現像ローラが前記感光ドラムから離れる離隔位置と、の間を前記装置本体に対して移動可能に構成され、
    前記アタッチメントは、前記現像ユニットが前記離隔位置にある時に前記装着部に装着可能に構成され、前記装着部に装着された状態において前記現像ユニットの前記離隔位置から前記当接位置への移動を規制するように構成されていることを特徴とする請求項11に記載の画像形成システム。
  19. 前記アタッチメントは、中心軸線を中心とする外周面と、前記中心軸線を中心とする半径方向において前記外周面よりも外側まで延びるフランジ部と、を有することを特徴とする請求項11に記載の画像形成システム。
  20. 前記アタッチメントの前記第2係合部は、前記中心軸線の方向において、前記フランジ部と前記第1係合部の間にあることを特徴とする請求項19に記載の画像形成システム。
  21. 画像形成装置とアタッチメントを備える画像形成システムであって、
    前記画像形成装置は、
    感光ドラムと、本体被係合部と、を含む装置本体と、
    現像容器と、前記現像容器に収容されたトナーを担持する現像ローラと、トナーを収容するトナー容器が装着可能な装着部であって前記現像容器の内部と連通するように構成された装着部と、を有する現像ユニットと、
    前記装着部を前記装置本体の外部に露出させる開位置と、前記装着部を前記装置本体の外部に露出させないように前記装着部を覆う閉位置と、の間を移動可能なカバーと、
    を有し、
    前記アタッチメントは、
    前記トナー容器が前記装着部に装着されていない状態において前記装着部に着脱できるように構成され、
    前記装着部に装着されている時に前記装着部及び前記本体被係合部とそれぞれ係合するように構成された第1係合部及び第2係合部を有し、
    前記カバーは、前記装着部に前記アタッチメントが装着された状態で前記開位置から前記閉位置に移動できることを特徴とする画像形成システム。
  22. 前記装着部は、回転軸線を中心に回転可能であって前記回転軸線に対向する内周面を有する筒状のシャッタであって、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部とを連通させる開位置と、前記現像容器の前記内部と前記画像形成装置の外部と連通させない閉位置と、の間を回転するシャッタを有し、
    前記アタッチメントは、前記回転軸線に直交する方向において少なくとも一部が前記シャッタの前記内周面の内側に入り込むように装着され、前記装着部に装着された状態において前記シャッタの前記内周面に対向する外周面と、前記外周面から前記回転軸線に向かって突出する凸部であって前記内周面に接触するように構成されている第1係合部を含む凸部と、を有することを特徴とする請求項21に記載の画像形成システム。
  23. 前記内周面を第1内周面とした場合において、前記装置本体は、前記装着部を前記装置本体の外部に露出させるための本体開口部であって前記回転軸線と対向する第2内周面を有する本体開口部を有し、
    前記本体被係合部は前記第2内周面であり、
    前記アタッチメントの前記凸部は、前記第2内周面に接触するように構成された前記第2係合部を含むことを特徴とする請求項22に記載の画像形成システム。
  24. 前記アタッチメントの前記凸部は、前記回転軸線を中心とする周方向において前記外周面の異なる位置に設けられた第1凸部及び第2凸部を含むことを特徴とする請求項23に記載の画像形成システム。
  25. 前記アタッチメントの前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向において異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項23に記載の画像形成システム。
  26. 前記アタッチメントの前記第1係合部と前記第2係合部は、前記回転軸線の方向に延びる面であって、前記回転軸線に直交する方向において前記回転軸線からの距離が同じ面であることを特徴とする請求項25に記載の画像形成システム。
  27. 前記トナー容器は、トナーを排出するための排出口を開閉するように回転軸線を中心に回転するように構成された容器シャッタを有し、
    前記装置本体は、前記装着部に前記トナー容器が装着された状態において前記容器シャッタと係合し且つ前記容器シャッタと共に前記回転軸線を中心に回転するように構成された操作部材を有し、
    前記本体被係合部は、前記操作部材であることを特徴とする請求項21に記載の画像形成システム。
  28. 前記現像ユニットは、前記現像ローラが前記感光ドラムと接触する当接位置と、前記現像ローラが前記感光ドラムから離れる離隔位置と、の間を前記装置本体に対して移動可能に構成され、
    前記アタッチメントは、前記現像ユニットが前記離隔位置にある時に前記装着部に装着可能に構成され、前記装着部に装着された状態において前記現像ユニットの前記離隔位置から前記当接位置への移動を規制するように構成されていることを特徴とする請求項21に記載の画像形成システム。
  29. 前記アタッチメントは、中心軸線を中心とする外周面と、前記中心軸線を中心とする半径方向において前記外周面よりも外側まで延びるフランジ部と、を有することを特徴とする請求項21に記載の画像形成システム。
  30. 前記アタッチメントの前記第2係合部は、前記中心軸線の方向において、前記フランジ部と前記第1係合部の間にあることを特徴とする請求項29に記載の画像形成システム。
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