JP2005250107A - 現像カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像カートリッジを装置本体に着脱するときのスライド操作を円滑に行えるようにする。
【解決手段】 現像カートリッジ７を装置本体内に着脱するときに、装置本体内のガイドレールに沿ってスライド可能にガイドされる被ガイド部２６が現像ローラのローラ軸１３ａの両端に中心線回りに回転可能に取り付けられている。被ガイド部２６は、ガイドレールのガイド溝２１に係合される小径部３２と、この小径部３２を囲んだ外周に位置してガイド溝２１の開口側端面に対向するフランジ部３３とを有し、フランジ部３３の外周側周縁部に面取り部３４が形成されている。ガイドレールが長手方向に沿って分割され、隣り合ったガイドレール間に段差が生じている場合でも、現像カートリッジ７の着脱時にはその段差部分がフランジ部３３の面取り部３４に当接し、当接部分が面取り部３４に沿って移動することにより現像カートリッジ７のスライド操作を円滑に行える。
【選択図】 図４

Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置に着脱可能に装着される現像カートリッジ及びこの現像カートリッジを備える画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の画像形成装置では、現像カートリッジ（カートリッジ化した現像装置）を使用する形式のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このような画像形成装置は、現像カートリッジが挿入される挿入口、挿入口を覆う開閉自在なカバー、挿入口から挿入された現像カートリッジを所定の現像位置まで案内するガイドレール等を備えている。

画像形成装置内への現像カートリッジの装着は、カバーを開放して挿入口を露出させ、露出した挿入口から現像カートリッジを挿入し、挿入した現像カートリッジを所定の現像位置までガイドレールに沿ってスライドさせることにより行っている。

現像カートリッジをガイドレールに沿って所定の現像位置までスライドさせる操作、及び、所定の現像位置に位置する現像カートリッジを取り外すためにガイドレールに沿って挿入口側へスライドさせる操作を円滑に行うためには、挿入口と所定の現像位置との間で現像カートリッジを案内するガイドレールを連続した構造とすることが望ましい。

ところで、現像カートリッジにはトナーカートリッジが着脱可能に取り付けられており、トナーカートリッジ内のトナーが消費される期間は、現像カートリッジの寿命に比べて短い。このため、トナーカートリッジ内のトナーが消費されて無くなった場合には、トナーカートリッジのみを交換している。このトナーカートリッジを交換する作業の一形態としては、現像カートリッジを装置本体から一旦取り外し、装置本体の外部でトナーカートリッジを交換するという形態が知られている。

また、トナーカートリッジの交換作業を容易にするため、装置本体から現像カートリッジを取り外さずにトナーカートリッジの交換を行えるようにした画像形成装置も知られている。このような画像形成装置では、ガイドレールを長手方向（現像カートリッジの着脱方向）に沿った位置で複数に分割し、分割した一部のガイドレールを、装置本体内に装着された現像カートリッジにおけるトナーカートリッジが取り付けられた位置に対向して開閉可能な外面板に取り付けている。外面板を開放位置に回動させると、ガイドレールの一部も一体に回動し、現像カートリッジに取り付けられたトナーカートリッジが露出される。これにより、トナーカートリッジを交換するときに現像カートリッジを装置本体から取り外す必要がなくなり、トナーカートリッジの交換作業を容易に行える。

特開２００１−８３８０１公報

しかし、ガイドレールをガイドレールの長手方向に沿った位置で分割した場合、ガイドレールの分割部分において段差が生じ易くなる。ガイドレールの分割部分に段差が生じると、現像カートリッジをガイドレールに沿ってスライドさせたとき、現像カートリッジがガイドレールの段差部分に引っ掛かり、現像カートリッジのスライド操作を円滑に行えなくなるという事態が発生する。

ガイドレールの分割部分に段差が生じなくするためには、ガイドレールの寸法精度、ガイドレールの組付け精度等を格段に向上させる必要があり、コスト高となる。

本発明の目的は、現像カートリッジをスライド可能にガイドするガイドレールをそのスライド方向に沿った位置で分割した場合でも、ガイドレールの寸法精度や組付け精度を向上させることなく現像カートリッジのスライド操作を円滑に行えるようにすることである。

請求項１記載の発明は、着脱可能に取り付けられたトナーカートリッジを有して装置本体内に着脱可能に装着され、装着方向前方側に現像ローラが中心線回りに回転可能に設けられた現像カートリッジにおいて、前記現像ローラのローラ軸の両端にこのローラ軸の中心線回りに回転可能に取り付けられ、前記装置本体に対する着脱時に前記装置本体内に設けられたガイドレールに沿ってスライド可能にガイドされる被ガイド部を有し、前記被ガイド部は、前記ガイドレールのガイド溝に係合される小径部と、この小径部を囲んだ外周に位置して前記ガイド溝の開口側端面に対向するフランジ部とを有し、前記フランジ部の外周側周縁部に面取り部が形成されている、ことを特徴とする。

したがって、この現像カートリッジを、装置本体内に設けられたガイドレールが現像カートリッジの着脱方向である長手方向に沿って複数に分割され、分割された一部のガイドレールが装置本体内に装着された現像カートリッジにおけるトナーカートリッジが取り付けられた位置に対向して開閉可能な外面板に取り付けられている画像形成装置に対して着脱する場合、被ガイド部がガイドレールにガイドされて進行するとき、複数に分割されたガイドレールの境目部分に段差が生じていると、その段差部分がフランジ部の面取り部に当接する。この当接により、当接部分が面取り部に沿って移動するように開閉可能な外面板に取り付けられているガイドレール又は現像カートリッジが移動し、この移動により被ガイド部がその段差を乗り越えることができ、現像カートリッジを装置本体に着脱する際のスライド操作が円滑に行われる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の現像カートリッジにおいて、前記小径部は、前記ローラ軸の端面を外方に露出させる開口を有してこのローラ軸の端面より外方に突出したボス形状に形成され、ボス形状に形成された前記小径部の外周側縁部と内周側縁部とに面取り部が形成されていることを特徴とする。

したがって、装置本体内に設けられている電気的接点からバイアス電圧を現像ローラに印加する場合、電気的接点に弾性を持たせ、この電気的接点を現像カートリッジが所定の現像位置にスライドしているときにローラ軸の端面に接触するように位置付けることにより、現像カートリッジの着脱操作に伴って電気的接点がボス形状に形成された小径部の外周側縁部と内周側縁部との面取り部を乗り越えてローラ軸の端面に接離される。これにより、ローラ軸と装置本体の電気的接点との接離が円滑に行われる。

請求項３記載の発明の画像形成装置は、請求項１又は２記載の現像カートリッジと、前記装置本体内に設けられ、この装置本体に装着された前記現像カートリッジにより供給されるトナーを用いて画像形成を行うプリンタエンジンと、前記装置本体内に設けられ、この装置本体に対して着脱される前記現像カートリッジをスライド可能にガイドするガイドレールとを有し、前記ガイドレールは前記現像カートリッジの着脱方向である長手方向に沿って複数に分割され、分割された一部の前記ガイドレールは、前記装置本体内に装着された前記現像カートリッジにおける前記トナーカートリッジが取り付けられた位置に対向して開閉可能な外面板に取り付けられている。

したがって、この画像形成装置では、請求項１又は２記載の現像カートリッジを用いるので、現像カートリッジをスライド可能にガイドするガイドレールが複数の分割されている場合であっても、そのガイドレールに沿って現像カートリッジをスライドさせて着脱する操作を円滑に行える。さらに、現像カートリッジの着脱操作を円滑に行えるので、装着位置での現像カートリッジの位置決め精度が高めることができる。

請求項１記載の発明の現像カートリッジによれば、この現像カートリッジを着脱する画像形成装置のガイドレールが長手方向に沿って分割され、隣り合ったガイドレール間に段差が生じている場合でもその段差の影響を受けることなく円滑に着脱することができる。

請求項２記載の発明の現像カートリッジによれば、現像カートリッジを装置本体に着脱する操作に伴い、ローラ軸と装置本体の電気的接点との接離を円滑に行わせることができる。

請求項３記載の発明の画像形成装置によれば、現像カートリッジをスライドさせるガイドレールがスライド方向に沿って複数に分割されている場合でも、その現像カートリッジを装置本体に着脱する際に隣り合ったガイドレール間に生じた段差の影響を受けることなく現像カートリッジを円滑にスライドさせることができる。

本発明の一実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は画像形成装置であるカラーレーザープリンタ（以下、「プリンタ」という。）全体の構造を概略的に示す縦断側面図、図２はプリンタの外観を示す側面図、図３は現像カートリッジの装着状態を示す断面図、図４は被ガイド部を示す断面図、図５は外面板と一部のガイドレールの開閉状態を示す平面図である。

このプリンタ１の装置本体２の略中央部にはプリンタエンジン３が設けられている。このプリンタエンジン３は、複数の支持ローラに掛け回された感光体ベルト４、感光体ベルト４の周りに配置された帯電器５、光書き込みユニット６、４個の現像カートリッジ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ、中間転写ベルト８、感光体クリーニング装置９などにより構成されている。感光体ベルト４の表面には有機感光層が形成されている。なお、上述したＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの添え字は、それぞれ形成される画像の色（Ｙ；イエロー、Ｍ；マゼンタ、Ｃ；シアン、Ｂｋ；ブラック）を示すもので、これらの添え字は必要に応じて省略する。

プリンタ１で画像形成動作（プリント動作）を実行するときは、帯電器５に高電圧が印加されることにより感光体ベルト４が一様に帯電される。そして、図示しない画像信号処理部では、カラー画像情報、例えば、外部のコンピュータから送られてきたカラー画像信号が光書き込み信号に変換されて光書き込みユニット６に送られる。光書き込みユニット６では、上記光書き込み信号に基づいて図示しない光源としてのレーザが制御され、ポリンゴンミラー１０、ｆ／θレンズ１１、反射ミラー１２を介して、各色（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ）の画像信号に対応した光書き込みが行われ、感光体ベルト４上に静電潜像が形成される。

感光体ベルト４上の静電潜像は、該潜像とは逆極性の電荷にて帯電された各現像カートリッジ７内のトナーによって各色ごとに現像される。これにより、感光体ベルト４上には、各色ごとのトナー画像が順次形成される。

なお、各現像カートリッジ７はそれぞれ現像ローラ１３を有し、トナー画像の形成が行われる現像カートリッジ７のみが現像ローラ１３を感光体ベルト４に近接してトナー画像の形成が可能となる位置に移動し、他の現像カートリッジ７は感光体ベルト４から離反する位置に移動している。

感光体ベルト４と中間転写ベルト８との接触部においては、中間転写ベルト８にトナーと逆極性の電荷を印加することにより、感光体ベルト４上のトナー画像が中間転写ベルト８上に転写される。このトナー画像の形成及び転写動作を各色ごとに行うことにより、中間転写ベルト８上に４色重ねのカラートナー画像が形成される。この中間転写ベルト８上のカラートナー画像は、給紙カセット１４又は手差しトレイ１５から搬送ローラ対１６によって送られてきた記録媒体Ｐに、紙転写ローラ１７によって転写される。紙転写ローラ１７による転写時には、この紙転写ローラ１７にトナーと逆極性の電荷が印加される。カラートナー画像が転写された記録媒体Ｐは定着装置１８に向けて搬送され、定着装置において溶融定着された後に排紙トレイ１９上に排出される。

つぎに、本発明の特徴部分である現像カートリッジ７の構造、及び、現像カートリッジ７の装置本体２への着脱構造について説明する。なお、４つの現像カートリッジ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ）は、それぞれ収納しているトナーの色のみが異なり、構造は同じである。

現像カートリッジ７は、装置本体２内に着脱可能に装着されている。装置本体２の両側の内周面には、現像カートリッジ７を着脱する際のガイドとなるガイドレール２０が設けられ、ガイドレール２０にはガイド溝２１が形成されている。ガイドレール２０は４個の現像カートリッジ７に対応して上下４段に設けられている。なお、一方の側面に設けられているガイドレール２０は現像カートリッジ７の着脱方向である長手方向に沿って一体に形成されているが、後述するように、他方の側面に設けられているガイドレール２０は、現像カートリッジ７の着脱方向である長手方向に沿って３つ（分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ）に分割されている。

３つに分割された分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃのうち、手前側と奥側とに位置する２つの分割ガイドレール２０ａ、２０ｃは装置本体２に固定され、中央の分割ガイドレール２０ｂは、装置本体２に対して開閉可能に取り付けられた外面板２２に固定されている。外面板２２は、上下方向の軸心を有する支軸２３を中心として開閉可能に設けられている。

各現像カートリッジ７には、トナーを収容したトナーカートリッジ２４が着脱可能に取り付けられており、トナーが消費されて無くなった場合にはトナーカートリッジ２４のみを新たなものに交換できる構造である。トナーが消費されて無くなった場合には、図示しないセンサによる検知結果に基づき、トナーカートリッジ２４の交換を促す表示が操作パネル上に行われる。この表示が行われた場合には、外面板２２を支軸２３の回りに開放位置（図５において仮想線で示す位置）へ回動させる。この回動により、分割ガイドレール２０ｂも一体に回動し、現像カートリッジ７におけるトナーカートリッジ２４が取り付けられている部分が露出される。これにより、現像カートリッジ７を装置本体２内に装着した状態で、トナーカートリッジ２４の交換を行える。なお、現像カートリッジ７が所定の現像位置に装着されている場合、図５に示すように、現像カートリッジ７は分割ガイドレール２０ａ、２０ｃを用いて支持されており、分割ガイドレール２０ｂは現像カートリッジ７の支持に関してフリーな状態となっており、外面板２２と一体に回動させることは自由である。

現像カートリッジ７における装置本体２への装着時に先頭側となる部分には現像ローラ１３が位置付けられ、現像ローラ１３は中心線回りに回転可能に設けられている。現像ローラ１３のローラ軸１３ａの両端には、従動ギア２５と被ガイド部２６とが取り付けられている。従動ギア２５はローラ軸１３ａに固定され、被ガイド部２６はがローラ軸１３ａの軸心回りに回転可能に取り付けられている。現像カートリッジ７における装置本体２への装着方向後方側の両端にはガイドコロ２７が取り付けられている。現像カートリッジ７は、被ガイド部２６の一部である後述する小径部３２とガイドコロ２７とがガイドレール２０のガイド溝２１に係合し、この係合によりガイドレール２０に沿ってスライド可能となる。

装置本体２内には、装置本体２内に装着された現像カートリッジ７の現像ローラ１３を回転駆動させる機構として、モータ２８、モータ２８により回転駆動される駆動軸２９、モータ２８から駆動軸２９への動力伝達を断続するクラッチ３０、駆動軸２９に固定された駆動ギア３１等が設けられている。現像カートリッジ７を装置本体２内の所定の現像位置に装着したとき、駆動ギア３１と従動ギア２５とが噛み合い、モータ２８からの駆動力により現像ローラ１３が回転可能となる。

被ガイド部２６は、それぞれ円柱形状をなす小径部３２とフランジ部３３とを有する段付き形状に形成されている。小径部３２は、フランジ部３３より外方に突出し、ガイド溝２１に係合可能な外径寸法に形成されている。フランジ部３３は、小径部３２の外周を囲んで位置し、ガイド溝２１の開口側端面に対向している。

ローラ軸１３ａの両端に設けられている被ガイド部２６のうち、分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ側に位置する被ガイド部２６では、フランジ部３３の外周側縁部に面取り部３４がリング状に形成されている。

ローラ軸１３ａの両端に設けられている被ガイド部２６のうちの少なくとも一方の被ガイド部２６における小径部３２は、ローラ軸１３ａの端面を外方に露出させる開口３５を有し、このローラ軸１３ａの端面より外方に突出したボス形状に形成されている。ボス形状に形成された小径部３２の外周側縁部と内周側縁部とには面取り部３６、３７がリング状に形成されている。開口３５から露出しているローラ軸１３ａの端面は、現像ローラ１３に対してバイアス電圧を印加するための電気的接点とされている。分割ガイドレール２０ａのガイド溝２１内には、現像カートリッジ７が所定の現像位置に装着されたときに、開口３５内に入り込んでローラ軸１３ａの端面に弾性的に当接される電気的接点３８が設けられている。

なお、ローラ軸１３ａへの被ガイド部２６の取り付けは、ローラ軸１３ａの外周面に形成されたリング状溝３９に、小径部３２の内周面に形成された凸部４０を係合させることにより行われている。

このような構成において、現像カートリッジ７を装置本体２に対して着脱する際に、図５に示すように、分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃにおける現像カートリッジ７に対向する面ａ、ｂ、ｃが同一面上に位置せず、分割ガイドレール２０ａと分割ガイドレール２０ｂとの間、分割ガイドレール２０ｃと分割ガイドレール２ｂとの間に水平方向の段差が生じている場合がある。

このような段差が生じると、被ガイド部２６において何らの対策を講じない場合には、現像カートリッジ７を装置本体２に着脱するために分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃに沿ってスライドさせたとき、フランジ部３３の外周面にその段差部分が当接し、現像カートリッジ７を着脱するためのスライド操作を円滑に行えなくなる。

しかし、本実施の形態で説明したように、フランジ部３３に面取り部３４を形成することにより、段差部分が面取り部３４に当接する。この当接により、当接部分が面取り部３４に沿って移動するようになり、分割ガイドレール２０ｂが外面板２２と共に支軸２３の回り外面板２２を開放する方向に回動し、又は、現像カートリッジ７が内方側（図５における左方向）に移動する。これらの回動又は移動により、段差部分の面取り部３４への当接状態が解消され、現像カートリッジ７を装置本体２に着脱する際のスライド操作を円滑に行うことができる。

具体的な動作の一例としては、現像カートリッジ７を装置本体２内に装着するときに、分割ガイドレール２０ａが分割ガイドレール２０ｂよりも装置本体２の内側に位置する場合、図４の仮想線で示すように、分割ガイドレール２０ａの端部（分割ガイドレール２０ｂとの段差部）が面取り部３４に当接する。すると、分割ガイドレール２０ａは位置固定に設けられているため、現像カートリッジ７が矢印Ｘで示す方向へ移動し、これにより、分割ガイドレール２０ａの面取り部３４への当接状態が解除され、装置本体２への現像カートリッジ７の装着を円滑に行える。

なお、各分割ガイドレール２０ａ、２０ｂ、２０ｃ間における上下方向の段差が生じた場合には、被ガイド部２６の小径部３２が回転しながらガイド溝２１内を進行するので、被ガイド部２６はその段差を容易に乗り越えることができる。

また、現像カートリッジ７を所定の現像位置に装着した場合には、図４に示すように、装置本体２の電気的接点３８が開口３５内に入り込み、電気的接点３８がローラ軸１３ａの端面に当接される。この当接により、現像ローラ１３に対するバイアス電圧の印加が可能となる。現像カートリッジ７を所定の現像位置へ装着する過程において、電気的接点３８は小径部３２を乗り越えてローラ軸１３ａの端面に当接されるが、面取り部３６が形成されているため、電気的接点３８が小径部３２を乗り越えることが容易に行われる。また、現像カートリッジ７を装置本体２外に取り出すときには、電気的接点３８は小径部３２を乗り越えることになるが、面取り部３７が形成されているために電気的接点３８が小径部３２を乗り越えることが容易に行われる。

なお、本実施の形態では、面取り部３４、３６、３７を平坦な面で形成した場合を例に挙げて説明したが、Ｒ面に形成してもよい。

本発明の一実施の形態であるプリンタ全体の構造を概略的に示す縦断側面図である。 プリンタ全体の外観を示す側面面図である。 現像カートリッジの装着状態を示す断面図である。 被ガイド部を示す断面図である。 外面板と一部の分割ガイドレールとの開閉状態を示す平面図である。

符号の説明

２ 装置本体
３ プリンタエンジン
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂｋ 現像カートリッジ
１３ 現像ローラ
１３ａ ローラ軸
２０（２０ａ、２０ｂ、２０ｃ） ガイドレール
２１ ガイド溝
２２ 外面板
２４ トナーカートリッジ
２６ 被ガイド部
３２ 小径部
３３ フランジ部
３４ 面取り部
３５ 開口
３６ 面取り部
３７ 面取り部

Claims (3)

1. 着脱可能に取り付けられたトナーカートリッジを有して装置本体内に着脱可能に装着され、装着方向前方側に現像ローラが中心線回りに回転可能に設けられた現像カートリッジにおいて、
   前記現像ローラのローラ軸の両端にこのローラ軸の中心線回りに回転可能に取り付けられ、前記装置本体に対する着脱時に前記装置本体内に設けられたガイドレールに沿ってスライド可能にガイドされる被ガイド部を有し、
   前記被ガイド部は、前記ガイドレールのガイド溝に係合される小径部と、この小径部を囲んだ外周に位置して前記ガイド溝の開口側端面に対向するフランジ部とを有し、
   前記フランジ部の外周側周縁部に面取り部が形成されている、
   ことを特徴とする現像カートリッジ。
2. 前記小径部は、前記ローラ軸の端面を外方に露出させる開口を有してこのローラ軸の端面より外方に突出したボス形状に形成され、ボス形状に形成された前記小径部の外周側縁部と内周側縁部とに面取り部が形成されていることを特徴とする請求項１記載の現像カートリッジ。
3. 請求項１又は２記載の現像カートリッジと、
   前記装置本体内に設けられ、この装置本体に装着された前記現像カートリッジにより供給されるトナーを用いて画像形成を行うプリンタエンジンと、
   前記装置本体内に設けられ、この装置本体に対して着脱される前記現像カートリッジをスライド可能にガイドするガイドレールとを有し、
   前記ガイドレールは前記現像カートリッジの着脱方向である長手方向に沿って複数に分割され、
   分割された一部の前記ガイドレールは、前記装置本体内に装着された前記現像カートリッジにおける前記トナーカートリッジが取り付けられた位置に対向して開閉可能な外面板に取り付けられている、
   画像形成装置。
   
   

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