JP3995985B2 - トナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真技術を使用して記録媒体に画像を形成する画像形成装置に装着されるトナーカートリッジ及びこのトナーカートリッジを備えた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置においては、感光体ドラム表面に静電潜像を形成し、これを現像装置で現像してトナー像を形成している。
当該現像装置は、通常、現像ローラを介して感光体ドラム上の静電潜像にトナーを供給する現像装置本体と、前記現像装置本体にトナーを供給するためのトナー容器とを備えている。当該トナー容器は、トナーの備蓄が少なくなったとき一般のユーザでも容易に交換することができるよう、容器交換の作業性や操作性を向上してユーザの負担を軽減する見地から、画像形成装置の本体に対して着脱可能なカートリッジ方式を採用するのが一般的である。
【０００３】
上記カートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスを専門のサービスマンに委ねる必要がなく、ユーザ自身が行うことができるので、格段にユーザの手間を軽減することができる。よって、このようなカートリッジ方式を採用した画像形成装置が広く使用されている。
【０００４】
前記のカートリッジ方式を採用した現像装置（画像形成装置）は、通常、本体の装着案内部にカートリッジが挿入・装着されると、例えば、レバー操作などにより現像装置が所定の位置へ位置決め固定される。そのとき、現像ローラは感光体ドラムに対して対向、圧接する。そして、画像形成操作に伴って、カートリッジ内のトナーが消費され減少すると、再びレバー操作によって感光体ドラムに対する現像ローラの圧接作用を解除し、使用済みのトナーカートリッジを除去して新た（未使用）なトナーカートリッジと交換できるようになっている。
【０００５】
特開平９−２３０６９４号公報には、プロセスカートリッジ（感光体ドラム）に対し、現像ロータリーで支持した現像器（現像ローラ）を安定して圧接することができる電子写真画像形成装置が開示されている。
【０００６】
上記画像形成装置の構成では、感光体ドラムと現像ローラとを圧接させるための操作部材、リンク機構等を設ける必要があり、画像形成装置内部が複雑であった。さらに、上記の操作部材、リンク機構に基づく圧接力では、感光体ドラムと現像ローラとを均一に圧接することが困難である（比較的重量の嵩む現像ユニットを下方から揺動可能にステーで支持する構造のため、感光体ドラムに対して現像ユニットを安定的に圧接することが難しい）。
【０００７】
感光体ドラムに対し現像ローラを均一に圧接させるためには、バネが発生する力を一定にする必要がある。すなわち、現像ローラ圧接時のバネ長さ（変位量または変形量）を複数箇所において可及的一定に揃える必要がある。
圧接部材、リンク機構を用いると、これら部品自身の寸法精度、組立精度、動作時の変形による寸法変化のバラツキ等の累積により、バネ長さが極めて不安定である。機種によって多少異なるが、現像装置の略両端部において圧接バネを２箇所設ける場合、例えば、長さ３００ｍｍ程度のスパンで、バネ変形量を一定に揃える必要が生じる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上記の問題点を解決するために開発されたもので、その目的とするところは、トナーカートリッジの着脱・交換等に関連する操作が容易で、かつ感光体ドラムと現像ローラとの均一な圧接状態が得られ、操作の安全性、信頼性の向上が図れる単純構造のトナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、以下に述べる構成を有する。
本発明に係る感光体ドラムに圧接して前記ドラム周面上の静電潜像を現像する現像ローラを収容し、現像ローラを圧接位置と非接触位置とに揺動可能に支持する現像枠体に対して、着脱自在なトナーカートリッジは、画像形成装置の固定部に対し、弾発動作をする複数箇所の付勢力発生手段と、前記付勢力発生手段を解放または不作動に切り換え動作可能な作動棹と、前記作動棹の動作に応動しロック作用を維持または解除可能にする揺動自在なロック部材と、前記作動棹と、前記ロック部材とに対して所定動作を付与する滑動・回動可能な操作部材とを、相互に連節させて配置している。そして、前記作動棹を動作させる前記操作部材の滑動・回動操作に応動して、前記ロック部材を操作させまたは前記ロック部材のロック作用を解除させ、画像形成装置に対する現像枠体の固定的状態の維持・解除並びに揺動・解除を行う構成を具備している。
【００１０】
また、画像形成装置本体側の固定部に弾発作用をする複数箇所の付勢力発生手段を解放または不作動に切り換える作動棹の進退動作と、現像枠体の画像形成装置本体に対する固定・解除動作とを、操作部材の一つの回動操作で行わせる構成を具備する。
【００１１】
また、トナーカートリッジ上に長手方向に沿って配置した複数箇所の付勢力発生手段が操作部材の回動操作に伴い同期して解放され、画像形成装置の固定面に当接した前記付勢力発生手段の反力に基づき現像枠体の現像ローラを、感光体ドラムに対して圧接する構成を具備する。
本発明の画像形成装置は、上記のカートリッジを備えている構成を具備する。
【００１２】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明の前提技術として位置付けられるトナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置について簡単に説明する。・・・図２〜図４を参照
画像形成装置１０は、〔図２（ａ），図３（ａ）において〕上側面を開放して形成し、トナーカートリッジ３を挿脱可能に内装する結合案内枠６の底部に下側区画を連接し、その区画内に現像ローラ２を設けて成る現像枠体１と、前記現像ローラ２に対向して設けた感光体ドラム４を有するプロセス枠体５とを備えている。
【００１３】
なお、画像形成装置１０では、画像読み取り部が原稿を走査して得た画像データやＰＣ端末など外部から転送される画像データに基づいて、プロセス枠体５に収容されている感光体ドラム４の表面に静電潜像を形成し、これを現像ローラ２で現像してトナー像を形成し、転写用紙に現像形成を行う。
【００１４】
現像ローラ２を有する現像枠体１と感光体ドラム４を備えたプロセス枠体５とは相互に側枠壁を隣接して並設され、両者間は、それぞれの側壁と一体的に設けられ、互いに軸方向に挿脱可能に嵌着する支点軸８とＣ字型もしくはＵ字型断面よりなる軸案内部９とから構成された蝶番構造を介し側壁中間部同志で組み付けられ、両者は、前記支点軸８を中心にして相互に揺動可能に設けてある。
すなわち、現像枠体１は、プロセス枠体５の軸案内部９に嵌合する支点軸８を介して画像形成装置１０（プロセス枠体５を仲介にして）に支持・位置決めされている。
【００１５】
前記蝶番構造の一方の軸案内部９は、現像枠体１が画像形成装置１０の手前側〔図２（ａ），図３（ａ）において〕から挿脱される際に、現像枠体１の支点軸８を長手方向に沿って誘導・案内し、感光体ドラム４への位置決めを適正に行う案内レール状の嵌合部としてプロセス枠体５の枠側壁に一体的に設けて置くことができる。
前記支点軸８とＣ字型もしくはＵ字型断面より成る軸案内部９との現像枠体１ないしプロセス枠体５に対する取付け構成は、上記と逆関係であってもよいことは勿論である。
【００１６】
前記軸案内部９に滑合する現像枠体１の支点軸８の外径は、長手方向全長に沿って連続的に形成してもよいが、少なくとも現像枠体１の両端付近にだけ設けても同効である（具体的には、図１０参照）。
【００１７】
上記現像ローラ２、感光体ドラム４及び支点軸８と軸案内部９の各中心軸線は、相互に平行に設けられており、現像枠体１とプロセス枠体５とが支点軸８と軸案内部９とで軸着、相互に揺動するときは、それぞれに備わる現像ローラ２の母線と感光体ドラム４の母線とが接離可能である。
【００１８】
現像枠体１の重心位置は、支点軸８に対して感光体ドラム４とは反対側にあるので、前記枠体１をプロセス枠体５に装着したときは、自重により支点軸８の周りに時計方向に揺動して、現像ローラ２が感光体ドラム４に軽く接触した状態となる。しかし、軽く接触しているだけで、両者の位置は画像形成装置１０が実動する（適切な圧接）状態にはない。
【００１９】
この画像形成装置１０では、現像ローラ２に感光体ドラム４に対する適切な圧接力を与え、画像形成を行うのに適正な位置まで現像枠体１を揺動させる動作を、画像形成装置１０へ現像枠体１を装着、固定する操作に伴って行うようにしている。
【００２０】
図４にも示すように、現像枠体１はトナーカートリッジ３を内装するための結合案内枠６を備え、トナーカートリッジ３を交換するときは、前記カートリッジ３を現像枠体１の長手方向の端面側〔図２（ｂ）参照〕から結合案内枠６の長手方向に挿脱する構造となっている。
トナーカートリッジ３は、樹脂製成型品より形成されて比較的強固な筐体構造（殆ど閉断面構造）を有し、それ自身が充分な強度・剛性を備えている。
前記カートリッジ３の筐体天板面には長手方向に沿い、複数箇所に付勢力発生手段７が設けてある。
【００２１】
このトナーカートリッジ３を現像枠体１の結合案内枠６内へ装着する際に、上記付勢力発生手段７を結合案内枠６の上側解放部を介して画像形成装置本体１０の固定面（装置の前面枠と背面枠とを締結するために設けているステーや台板の下面）に当接させ〔図３（ａ）参照〕、同手段７に内蔵したコイルバネの弾発作用に基づくバネ反力を利用して、現像枠体１を支点軸８の周りに、時計方向に回転（揺動）させ、現像枠体１に備えた現像ローラ２の感光体ドラム４への均一な圧接状態を得ると共に、カートリッジの交換性を向上させる方法が提案されている。
【００２２】
上記構成によれば、トナーカートリッジ３を現像枠体１の結合案内枠６へ内装することで、感光体ドラム４に対して現像ローラ２を均一に押圧する圧接力をコイルバネが与えるため、従来の画像形成装置に備えられていた現像枠体の支持・案内台板及びこれに付随して現像枠体へ押圧力を与えるための操作部材、リンク機構等を設ける必要がなくなり、装置の内部構造を大幅に簡略化することができる。
【００２３】
また、上記コイルバネの弾発力により現像ローラ２が感光体ドラム４に対して圧接するので、全域に亘って均一な力で効率的に押圧させることができ、感光体ドラム４と現像ローラ２とが確実に圧接され、圧接力のバラツキを少なくする。
よって、安定した画像形成を行うことができる。
【００２４】
以下に説明する本発明トナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置も、基本的には上記技術の系列に属するものである。
ところで、上述画像形成装置の各部材（ユニット）の取扱いについては、下記の２通りの運用方法ないし運用形態が想定されている。
（ａ）図２に示す運用方法ないし運用形態においては、トナーカートリッジ３は、消耗品交換の際に、サービスマンが交換を行う「ＳＲＵ」（ＳＥＲＶＩＣＥＭＡＮ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＵＮＩＴ）対応として扱われる。
この場合は、トナーカートリッジ３の交換・装着は、予め、画像形成装置１０に組み付けられている現像枠体１の結合案内枠６に対して行われる〔図２、図４参照〕。
【００２５】
（ｂ）図３で示す運用方法ないし運用形態においては、トナーカートリッジ３は、予めユニット製造段階で現像枠体１の結合案内枠６内に組み込まれ、ビス等の締結手段を用いて一体的に固定・結合されている。
現像枠体１とトナーカートリッジ３は、消耗品交換の際にユーザ自身がセットで交換作業を行なう「ＣＲＵ」（ＣＵＳＴＯＭＥＲ ＲＥＰＬＡＣＥＡＢＬＥ ＵＮＩＴ）対応として扱われる。
【００２６】
その際は、まず、現像ローラ２と感光体ドラム４との圧接を解除した後、支点軸８、軸案内部９の長手方向に沿って現像枠体１を画像形成装置１０から抜き出し、または装着することを要する。
以下の説明は、ユニットの運用形態として上述「ＣＲＵ」対応の場合を主に想定して行う（だたし、必ずしも「ＳＲＵ」対応を排除するものではない）。
【００２７】
次に、本発明トナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置の一実施形態について、図面に沿って説明する。
図１ないし図６は、本発明トナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置の一実施形態を構成部材の斜視図、断面図、相互の組み付け状態を格別に示すもので、各図面は説明の進展に応じて、それぞれ援用する。
まず、本発明の画像形成装置１０を構成する主要部材であるトナーカットリッジ３、作動棹１１、解除レバー１３及びロック部材１５のそれぞれについて、図１及び図５を用いて詳しく説明する。
【００２８】
トナーカートリッジ３の天板の長手方向一端側に、相互に対向する状態で一対設けられたＬ字形状案内溝１４（図９の斜視図も参照）と、後述するロック部材１５を揺動自在に支承する支持軸（支持部）１６と、前記ロック部材１５をロック方向に付勢する支持バネ（コイルバネ）１７とを一体的に成型している。
【００２９】
さらに、解除レバー（操作部材）１３の回動操作に伴ってスライド動作をする作動棹１１を案内するための、前記棹１１の長手方向に沿う滑動面を備えた案内ガイドを作動棹１１の内側両面に沿って左右に一条宛、及び、コイルバネを内蔵する付勢力発生手段７の取付座（複数箇所）等が、同様に一体成型されている。
【００３０】
上記作動棹１１は、トナーカートリッジ３の天板面上に設けた長手方向にスライド可能なロッド状の樹脂成型部材で、その長手方向一端側面に突設したピン１２の先端を、前記Ｌ字形状案内溝１４の一方側に遊嵌すると共に、解除レバー１３の片側脚端部に立設したピン１３ａ（図９参照）に嵌着する。
前記ピン１２は、作動棹１１のスライド動作が行われるとＬ字形状案内溝１４の内周面に沿って滑動する。
【００３１】
上記解除レバー１３は、略門型形状の樹脂成型部材より成り両側に一対の脚部を備え（図９参照）、そのうちの片方側の脚端部は前記Ｌ字形状案内溝１４の一方側を挟み込む状態で、同端部に設けたピン１３ａと作動棹１１の前記ピン１２とを回動自在に結合し、他方側の脚端部の、前記ピン１３ａに対向し、これと同軸線上に立設されたピン１３ｂを前記Ｌ字形状案内溝１４の他方側に遊嵌させることで、解除レバー１３は脚端部に設けた前記一対のピン１３ａ，１３ｂを介して、案内溝１４に対し遊嵌する。
【００３２】
また、解除レバー１３側面には、前記ピン１３ａ軸に平行し、軸間距離を置いて別途にピン１３ｃを立設し、このピン１３ｃも前記Ｌ字形状案内溝１４に遊嵌させている。ピン１３ａ，１３ｃの間の軸間距離は、略、Ｌ字形状案内溝１４の一方の脚の長さに等しい（図９参照）。
【００３３】
この構成により、図１において、解除レバー１３を下方（圧接方向）に揺動させるときには、解除レバー上のピン１２，ピン１３ａ及びピン１３ｂはＬ字形状案内溝１４の角部位置に滑動し、ピン１３ｃは、Ｌ字形状案内溝１４の下端部に移動する。
また、解除レバー１３を上方（解除方向）、水平方向に揺動させるときは、レバー上のピン１２，ピン１３ａ及びピン１３ｂはＬ字形状案内溝１４の上方端部に移動し、ピン１３ｃは、Ｌ字形状案内溝１４の角部に位置することになる。
従って、ピン１２の移動距離は、Ｌ字形状案内溝１４の脚の長さに等しい。
【００３４】
以上のとおりで、解除レバー１３の回動操作の方向と作動棹１１のスライド方向及び現像ローラ２と感光体ドラム４との接離動作の関係は、操作レバー１３を下方（圧接方向）へ回動操作した場合に、作動棹１１が手前側（図１において右方向）へ向かってスライドし、付勢力発生手段７を開放（動作状態）して、感光体ドラム４に対し現像ローラ２を圧接させる。
解除レバー１３を上方（解除方向）へ回動操作した場合に、作動棹１１が奥側（図１において左方向）へ向かってスライドし、現像ローラ２が感光体ドラム４から離隔または退避するようになっている。
【００３５】
その詳細構造は、トナーカートリッジ３の天板面上で、長手方向の複数箇所に設けられた付勢力発生手段７に対応して、作動棹１１にそれぞれ穿設した複数箇所の開口部２１を貫いて、前記付勢力発生手段７の上側部が突出したとき、前記付勢力発生手段７の（作動棹１１のスライド方向に平行な）両側面に段設した斜面部分２２と作動棹１１に設けた開口部２１の内側幅（斜面に形成しても可）の一部とが滑動・係合するように設ける。
【００３６】
作動棹１１が図１に示すように右端方向にスライドしている状態の位置にある場合には、上記付勢力発生手段７の斜面部分２２と作動棹開口部２１の内側幅の一部との係合が解除されて前記手段７が解放状態に置かれ、付勢力発生手段７に内蔵したコイルバネがそれぞれ伸長し、画像形成装置の固定部に当接・作動する〔図３（ａ）、図８，９を参照〕。
【００３７】
さきに述べたとおり、付勢力発生手段７を解放状態に置いたときは、その弾発力に基づき現像枠体１が支点軸８を中心にして揺動して、現像ローラ２を感光体ドラム４に対して適切に圧接する〔図３（ａ）参照〕。
なお、作動棹１１に穿設した各開口部２１は、作動棹１１のスライド方向に所定の長さ（ストローク長、Ｌ字形状案内溝の一方の脚の長さに略等しい）を備え、このため、トナーカートリッジ３上の付勢力発生手段７が、作動棹１１のスライド動作を拘束するおそれは無い。
【００３８】
次に、解除レバー１３を圧接解除方向に揺動させると、図１で作動棹１１が左方向にスライドして、前記付勢力発生手段７の斜面部分２２と作動棹１１の開口部２１の幅側面の一部とが係合・滑動し付勢力発生手段７を下方向に変位させ、同手段を拘束した状態に置く。要するに、付勢力発生手段７の弾発力を非動作状態にする。これによって現像枠体１に加わる回転モーメントが消滅し、現像ローラ２と感光体ドラム４との間の圧接が解除されたときは、両周面間は離間状態にあること（必要に応じ弱いバネ圧を利用する）が望ましい。
【００３９】
以上の通りであるから、トナーカートリッジ３を現像枠体１に装着・離脱させる際、もしくはトナーカートリッジ３を内装した現像枠体１を画像形成装置１０（プロセス枠体５）に対し離脱・交換するときは、上記トナーカートリッジ３の付勢力発生手段７の弾発力を非動作状態に置くことを要する。
【００４０】
次に、ロック部材１５は一端がトナーカートリッジ３の天板面に設けられた支持部１６で支承され、他端はバネ１７により上方（ロック方向）に向かって付勢されたフック形状を備えた樹脂成型品で、バネ支持された先端側が支持軸１６を支点として揺動自在な構造となっている。
【００４１】
トナーカートリッジ３を画像形成装置（現像枠体１）１０に装着し、またはトナーカートリッジ３を内装した現像枠体１を画像形成装置に挿着して、解除レバー１３を圧接方向に回動すると、上記ロック部材１５のフックの先端が画像形成装置１０の本体前面側の固定部（画像形成装置の前面側フレーム等の裏面）と係合し、ユニットの組み付け、固定の状態を維持する。
同時に、作動棹が移動して付勢力発生手段７を解放し、固定部分に弾発力が及ぶため、現像枠体１が揺動して、現像ローラ２の感光体ドラム４への圧接が行われる。
前記ロック部材１５には、その支持軸１６に対しフック先端と反対側端部に、前記部材の長手方向に直交し突出する規制片２０が一体的に設けられている。
【００４２】
現像枠体１（トナーカートリッジ３）を画像形成装置１０へ挿着した後、解除レバー１３を所定方向へ回動操作して作動棹１１をスライドさせ、付勢力発生手段７を開放することで、プロセス枠体５の感光体ドラム４への現像ローラ２の圧接操作が行われると、前記ロック部材の規制片２０と作動棹１１のスライドで移動した位置とが干渉あるいは係合する関係になるので、意図的または故意に、このロック部材１５のフック端を下方へ変位させようとしても、部材１５の変位量が制限されてロック状態ないし係止状態を解除することが不可能となる（図５ａ参照）。
【００４３】
よって、上記解除レバー１３の圧接解除方向への揺動操作によって、感光体ドラム４に対する現像ローラ２（現像枠体１）の離隔または退避が行われない限り、ロック部材１５のフック端による係止状態を解除できない。
【００４４】
解除レバー１３の解除方向への操作に連動して作動棹１１が長手左方向に移動すると、解除レバー１３（の下面）とロック部材１５の規制片２０の移動軌跡との干渉あるいは係合関係が解除され、ロック部材１５は支持軸１６を中心に揺動自在となる一方、図７に示す解除レバー１３の片側脚の先端突出片１３ｄ（図９参照）が移動してロック部材１５の規制片２０の下面に係合し、これを上方へ持ち上げるように作用するので、その反対端のフックが支持軸１６を中心にロック解除方向へ変位し、画像形成装置１０に対する現像枠体１もしくはトナーカートリッジ３の係止状態を解除する（図５ｂ参照）。
【００４５】
このことは、解除レバー１３を圧接解除方向へ揺動操作しない限り、画像形成装置１０から、現像枠体１もしくはトナーカートリッジ３を交換することができない事を示すものである。
【００４６】
以上のことから、上述構造のトナーカートリッジ３を現像枠体１に備えた結合案内枠６内に挿着する際は勿論、当該トナーカートリッジ３を内装した現像枠体１を画像形成装置１０（プロセス枠体５）に挿着・交換する場合は、トナーカートリッジ３に設けた解除レバー１３は上方（解除方向）位置に保持して置く必要があることが理解される。すなわち、トナーカートリッジ３それ自体もしくはトナーカートリッジ３を内装した現像枠体１を単独で取り扱う際には、トナーカートリッジ３の天板面に配置した付勢力発生手段７の弾発力を作動棹１１により封止したまま、従って解除レバー１３を解除位置に置くことを要する。
【００４７】
前記解除レバー１３を圧接方向へ揺動操作するのは、現像枠体１を画像形成装置１０（プロセス枠体５）に対して挿着完了した後で、その結果、トナーカートリッジ３の付勢力発生手段７の弾発力が解放され、現像ローラ２を感光体ドラム４に適切に圧接させるほか、上述した諸々の作用を奏することが期待される。
【００４８】
本発明の画像形成装置１０では、以上のような構成により、現像枠体１もしくはトナーカートリッジ３の装着時のロック部材１５のフック端の変位を制限し、装置稼働中のトナーカートリッジ３またはユニットの引き抜き、振動による脱落等のアクシデントに対する安全性、信頼性を高めることができる。
なお、本発明の説明に当たって図２，３に示す画像形成装置においては、各部材の表示を簡略化して、例えば、付勢力発生手段７を動作させるために揺動操作させる解除レバーや、プロセス枠体５を画像形成装置１０に対して係止及び離脱する際に操作する解除レバー等を省略して示している。
【００４９】
上述のような構成を備えた本発明実施形態の画像形成装置１０の全体的な操作順序について、次に説明する。
〔現像枠体の装着操作及び離脱操作の流れ〕
（装着操作、図６参照）
（１）プロセス枠体装着
図６（ａ）に示すように、プロセス枠体５を、予め画像形成装置の本体に装着すると、画像形成装置に現像枠体１の軸案内部９（Ｃ字型断面またはＵ字型断面）が形成される。例えば、プロセス枠体５の現像枠体１と対向する枠壁の側面または屈曲部下面の位置等において、現像枠体１を画像形成装置の前面側から挿着する際に、現像枠体１に設けた支点軸８を長手方向に沿って誘導・案内し、現像ロールの感光体ドラムへの位置決めを適確に行う嵌合案内部として設けられる。
【００５０】
（２）現像枠体装着
続いて図（ｂ）に示すように、現像枠体１をプロセス枠体５（画像形成装置）へ装着する。トナーカートリッジは現像枠体１へ一体的に内装（ＣＲＵ対応扱い）されており、前記カートリッジの解除レバーは回動操作が行われていない（解除レバーは水平方向、すなわち、解除位置）ため、付勢力発生手段は作動棹によって非動作の状態に置かれている。
図示し尽せないが、この状態のまま、画像形成装置の前面側からプロセス枠体５が備える軸案内部９の溝前端へ現像枠体１の支点軸８の後端部を嵌着して挿し込む操作が行われる。
【００５１】
現像枠体１は、プロセス枠体５に対し奥行き（長手軸）方向の所定位置まで押し込む動作によって画像形成装置に挿着、位置決めされる。
現像枠体１上の解除レバーは解除位置から離れていないので、付勢力発生手段がプロセス枠体５を押圧することはなく、現像ローラは感光体ドラムに対して適正に圧接するまでには至ってない。
【００５２】
（３）圧接操作
図（ｃ）に示すように、トナーカートリッジ３を内装した現像枠体１は、プロセス枠体５（画像形成装置）に対し所定位置まで押し込まれ、これによって、感光体ドラムの周面に対する現像枠体１または現像ローラの位置精度を確保する。その際は現像枠体１の支点軸８よりも上側の部分がプロセス枠体５側へやや傾き、支点軸８よりも下側の部位はプロセス枠体５から離隔した状態になるよう現像枠体１の重心を定める事が好ましい。
なお、弱いバネ手段を利用しても、同様な効用を奏することができる。
【００５３】
次に、現像枠体１上の解除レバー１３を下方（圧接方向）へ回動操作すると、作動棹が連動し非動作の状態に置かれている付勢力発生手段を解放してプロセス枠体５（画像形成装置）に圧接し、そのバネ反力に基づき現像枠体１が支点軸８を中心に時計方向へ揺動する回転モーメントが付与されるので、感光体ドラム４の表面に対する現像ローラの適切（母線方向に亘って接圧が均一、安定）な圧接が行われる。付勢力発生手段の位置、個数、弾発力等の諸元は、感光体ドラム４の表面に対して現像ローラの適切な圧接が行われるよう配慮して設計される。
その際、ロック部材が自動的に作動し現像枠体１を画像形成装置に固定する。
【００５４】
（４）装着完了
作動棹の連動に伴い、同棹の移動がさきのロック部材の係止解除を妨げる位置を占めるので誤動作に対して装置が保護され、画像形成装置が正常に稼働できる状態にあるときには、外部からの誤作動があっても、稼働に影響を及ぼすことはない。
かくして、図（ｄ）に示すように、画像形成装置（プロセス枠体５）に対する現像枠体１の装着が完了する。
【００５５】
（離脱操作、図７参照）
現像枠体１及びプロセス枠体５を画像形成装置１０から抜脱する場合には、上記の操作手順と逆の手順に従って行なえばよい。
（１）圧接解除
図７（ａ）に示すように、解除レバー１３を上方（解除方向）へ回動操作することによって作動棹が連動し、トナーカートリッジ３に設けた付勢力発生手段のバネが画像形成装置の固定面から離れて、現像ローラとプロセス枠体５に組み込まれた感光体ドラムとの圧接状態が解除される。
また、作動棹のスライドによって、ロック部材の係止解除を妨げる部分が移動し、かつ、解除レバー１３の片側脚の突出片が前記ロック部材の規制片に接触し、ロック部材の係止状態を解除する。
【００５６】
（２）現像ローラの離脱
これにより、図（ｂ）に示すように、現像枠体１が自重で支点軸８を中心にして反時計方向へ揺動する（現像枠体１の重心は、支点軸８に対してプロセス枠体５と反対側に位置する）結果、現像ローラがプロセス枠体５に組み込まれた感光体ドラム周面から退避、離隔させ、安全な状態に置くことができる。
【００５７】
（３）現像枠体の離脱
図（ｃ）に示すように、現像ローラが感光体ドラムから退避、離隔された状態を保持したまま、支点軸８（現像枠体１）を画像形成装置（プロセス枠体５）の軸案内部材から長手方向に抜き出す。
ロック部材の係止は解除されているので、同部材が現像枠体１を抜き出し、交換することを妨げることはない。
現像枠体１を、現像ローラが感光体ドラム周面から退避、離隔した安全な状態で、プロセス枠体５（画像形成装置本体）から取り外すことができる。
【００５８】
【実施例】
本発明のトナーカートリッジ３及び同カートリッジ３を画像形成装置に装着した実施例について二、三を挙げれば、次の通りである
図８は、トナーカートリッジ３の斜視図を示し、図中、構成部材に付された符号が前述説明と同一のものは、名称、構造及び相互の組合せ並びに作用の点において、さきに説明したものと同一部材である（この事は、以下に述べる説明についても同様である）。
【００５９】
図示の場合、解除レバー１３が圧接位置（垂直方向）を占め、それに伴い付勢力発生手段７が解放されてロック部材１５が作動しているが、これはトナーカートリッジ３の各部材相互の組合せ関係を説明するための表現であって、常態ではない。
トナーカートリッジ３を単独に取り出した場合は、図１０に示すように、解除レバー１３は解除位置（水平方向）に在り、関連する各部材は、それに相当する位置関係を占める。
【００６０】
図９は、図８に示すトナーカートリッジ３の枠部分を削除し、専ら天板面に配置した各構造部材の関連を分解して示した斜視図である。
同図も図８と同様に、トナーカートリッジ３の常態を示すものではない。
図１０は、画像形成装置への装着前の現像枠体１の状態を示す。図９とは逆方向から見た斜視図である。
同図には、現像枠体１の支点軸８の詳細構造が明示されている。また、下部側長手方向に、現像ローラ２周面の一部が露出しているのが見える。
【００６１】
この状態では、解除レバー１３は回動操作がされてないので、付勢力発生手段は解放されておらず非作動位置となっている。
プロセス枠体が先に画像形成装置へ装着された後、現像枠体１の支点軸８の先端部を、プロセス枠体に形成されたＣ字型断面ないしはＵ字型断面形状の軸案内部に嵌め込むように前面側から挿入すると、現像枠体１は、上記の軸案内部によって画像形成装置の内部へ、円滑かつ確実に誘導・案内される。現像枠体１の挿着が完了した後に解除レバー１３を下方へ回動操作することにより、付勢力発生手段７が図８，９に示すよう操作棹１１の開口部２１から突出した状態となり、それが画像形成装置の固定部へ当接して現像枠体１を支点軸８の回りに揺動させ、現像ローラ２をプロセス枠体の感光体ドラムに圧接させる。
【００６２】
以上のような構成により、トナーカートリッジ３を装着した現像枠体１がプロセス枠体５に正常に取り付けられると、図１１に示すような状態となる。
図１１は、プロセス枠体５と、このプロセス枠体５に挿着された現像枠体１との関連構造を示す図１０同様の全体斜視図であり、このプロセス枠体５は先に画像形成装置へ装着されている。
なお、１８は、プロセス枠体５を画像形成装置１０から離脱させる際に下方へ押圧操作して、装置１０へのプロセス枠体の固着を解除するレバーであるが、装着時には特に操作する必要がない。
【００６３】
なお、本実施例では、付勢力発生手段をトナーカートリッジの天板面上に設けた例について説明したが、前記手段の取付け位置はこれに限定されるものではなく、トナーカートリッジ３の異なる面（例えば、感光体ドラム側と反対の側壁面）に設けた場合でも、同様な効果を得ることができる。
また、付勢力発生手段７が設けられる数についても、本実施例で説明した２箇所に限定されるものではない。例えば、付勢力発生手段を１箇所設けた場合であっても、その取付位置を適切に設定することで同様の効果を得ることはできる。
【００６４】
要するに、感光体ドラムと現像ローラの間の母線方向の圧接状態を均一、安定して維持することができるよう、付勢力発生手段の配列、作用を定めることが重要である。
また、本実施例では、圧縮コイルバネを内蔵した付勢力発生手段を例に挙げて説明しているが、これに限定されるものではなく、縮められた力に対する反力を発生するものが内蔵されていれば同様の効果を得ることができる。
【００６５】
【発明の効果】
以上説明したとおり、本発明トナーカートリッジ及びこれを備えた画像形成装置は、
（１） トナーカートリッジを内装した現像枠体を画像形成装置へ装着することによって、付勢力発生手段が感光体ドラムに対して現像ローラを押圧する適切な圧接力を与えるため、従来の画像形成装置に備えていた現像枠体の支持案内部（台板）及びこれに付随して現像枠体へ押圧力を与えるための操作部材、リンク機構等を設ける必要がなく、画像形成装置の内部構造を簡略化できる。
【００６６】
また、剛性に優れる筐体構造を備えるトナーカートリッジ上の付勢力発生手段に基づき効率的に押圧するので、現像ローラと感光体ドラムとが全域に渡って均一に、かつ、確実に押圧され、長手方向での圧接力のバラツキを少なくする。
よって、安定した画像形成を行うことができる。
更に、画像形成装置本体に対する現像枠体の固定または解除動作を、一つの操作部材の単一操作によって行うことができるから、現像枠体（トナーカートリッジ）の着脱工程に係る操作手順に関して大幅な簡略化を図ることが可能となり、誤操作（操作手順ミス）による装置の破損、破壊を防止し、操作性、安全性の向上が図れる。
【００６７】
トナーカートリッジを内装した現像枠体を画像形成装置へ装着・操作すると、現像ローラの感光体ドラムへの圧接操作と同時にロック部材が機能し、現像枠体が画像形成装置本体に対して固定状態となる。
この状態は、ロック部材上に設けた規制片と作動棹との干渉または係合により維持されているため、この固定状態を解除しない限り、画像形成装置から現像枠体を抜去することができない。
よって、稼働中の現像枠体（トナーカートリッジ）の着脱操作による感光体の損傷発生や脱落を防止することができる。
【００６８】
（２） 現像ローラの感光体ドラムへの接離動作を行うための付勢力発生手段の動作、非動作と、画像形成装置本体に対する現像枠体の固定・解除動作とを一つ操作部材（解除レバー）を用いた単一操作により、ほぼ同時に行うことができ、現像枠体（トナーカートリッジ）の着脱操作に関る操作手順に関して大幅な簡略化を図ることが可能となる。
【００６９】
（３） 複数箇所に設けた付勢力発生手段にコイルバネを使用することで、簡易な構造で現像ローラ２の感光体ドラム４に対する均一な圧接力を確保することができ、感光体ドラムと現像ローラとの間に発生する片当り現象（母線方向での圧接力のアンバランス）等不具合の発生を防止できる（感光体ドラムに対する現像ローラの片当り現象が発生すると、圧接力の低い側では画像濃度不足や画像欠けが発生するので、幅方向での画像濃度アンバランスが顕著になる。最悪の場合、軸方向の片側では現像ローラが感光体ドラムに対して全く接触しない場合が生じることもある）。
【００７０】
（４） 簡易な構成により、現像ローラの感光体ドラムに対する均一な圧接力が得られ、安定した画像形成を行うことができると共に、誤操作による装置ユニットの破損、破壊を防止し、操作性、安全性を向上させることができる画像形成装置を得ることができる。
等々、従来装置では、期待することができない、格別の作用、効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明トナーカートリッジの天板面に付設した機構の要部斜視略図である。
【図２】本発明画像形成装置の先行技術を構成する各部材の運用方法を示す側面及び平面略図である。
【図３】本発明画像形成装置の先行技術を構成する各部材の別の運用方法を示す側面及び平面略図である。
【図４】現像カートリッジの結合案内枠にトナーカートリッジを装着または離脱する工程を示す斜視図である。
【図５】本発明トナーカートリッジの天板面に配置した作動棹とロック部材との位置関係を示す図である。
【図６】本発明画像形成装置にトナーカートリッジを内装した現像枠体を装着する工程を示す。
【図７】本発明画像形成装置から、トナーカートリッジを内装した現像枠体を離脱させる工程を示す。
【図８】本発明トナーカートリッジの具体例の斜視図である。
【図９】本発明トナーカートリッジの天板面の付設構造の具体例を分解した部材の具体例の斜視図である。
【図１０】本発明トナーカートリッジを挿着した現像枠体の具体例の斜視図である。
【図１１】本発明画像形成装置の具体例の斜視図である。
【符号の説明】
１ 現像枠体
２ 現像ローラ
３ トナーカートリッジ
４ 感光体ドラム
５ プロセス枠体
６ 結合案内枠
７ 弾発力発生手段
８ 支点軸
９ 軸案内部
１０ 画像形成装置
１１ 作動棹
１２ ピン
１３ 操作部材（解除レバー）
１４ Ｌ字状案内溝
１５ ロック部材
１６ 支持軸
１７ バネ
１８ プロセス離脱解除レバー
２０ 規制片
２１ 開口部
２２ 傾斜面

Claims (4)

1. 感光体ドラムに圧接して前記ドラム周面上の静電潜像を現像する現像ローラを収容し、前記現像ローラを圧接位置と非接触位置とに揺動可能に支持する現像枠体に対して、着脱自在なトナーカートリッジであって、
   画像形成装置の固定部に対し、弾発動作をする複数箇所の付勢力発生手段と、
   前記付勢力発生手段を解放または不作動に切り換え動作可能な作動棹と、
   前記作動棹の動作に応動しロック作用を維持または解除可能にする揺動自在なロック部材と、
   前記作動棹と、前記ロック部材とに対して所定動作を付与する滑動・回動可能な操作部材とを、相互に連節させて配置し、
   前記作動棹を動作させる前記操作部材の滑動・回動操作に応動して、前記ロック部材を操作させまたは前記ロック部材のロック作用を解除させ、画像形成装置に対する現像枠体の固定的状態の維持・解除並びに揺動・解除を行うことを特徴するトナーカートリッジ。
2. 画像形成装置本体側の固定部に弾発作用をする複数箇所の付勢力発生手段を解放または不作動に切り換える作動棹の進退動作と、
   現像枠体の画像形成装置本体に対する固定・解除動作とを、
   操作部材の一つの回動操作で行わせることを特徴とする請求項１に記載のトナーカートリッジ。
3. トナーカートリッジ上に長手方向に沿って配置した複数箇所の付勢力発生手段が操作部材の回動操作に伴い同期して解放され、画像形成装置の固定面に当接した前記付勢力発生手段の反力に基づき現像枠体の現像ローラを、感光体ドラムに対して圧接することを特徴とする請求項１または２に記載のトナーカートリッジ。
4. 上記請求項１〜３の何れか１項に記載のトナーカートリッジを備えていることを特徴とする画像形成装置。

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