(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明を実施するための形態】
【0011】
以下に、本発明の実施形態について説明する。本発明は、プリンタの大型化を抑えてトナーカートリッジの容量を増加させて、トナーカートリッジの交換時期を延ばして長寿命化を図ったものである。以下に詳述する。
【0012】
[第1の実施形態]
まず、本発明の第1の実施形態に関する画像形成装置の全体構成について説明する。
【0013】
図1は本発明を適用する画像形成装置としてのプリンタ100を示した概略断面図である。以下では、プリンタ100の構成を、印刷媒体である用紙の搬送路を中心に説明する。この搬送路は、給紙カセット101から用紙スタック部116までの経路で構成される。
【0014】
給紙カセット101は、用紙を収容する容器である。給紙カセット101はプリンタ100の底部に装着される。
【0015】
プリンタ100に装着された給紙カセット101の一方の端部に位置する部分には、給紙ローラ102と給紙サブローラ103が設けられている。これら給紙ローラ102及び給紙サブローラ103は、給紙カセット101に収容されている複数枚の用紙から1枚の用紙を分離し、レジスト部104への搬送を行うローラである。
【0016】
レジスト部104は、搬送されてきた用紙の先端を整列し、転写ユニット105へ搬送する装置である。
【0017】
画像形成部は、画像データに基づいて画像を形成するための装置である。画像形成部は、LEDヘッド106と、IDユニット108と、転写ユニット105とを備えて構成されている。
【0018】
LEDヘッド106は、LEDを照射して感光ドラム107に潜像を与える素子である。
【0019】
IDユニット108は、現像剤としてのトナーを供給して、用紙に像を転写するための装置である。IDユニット108は、感光ドラム107を備えている。感光ドラム107は、トナーが付着した可視像をその表面に形成して用紙に転写すると共に、この用紙を搬送するドラムである。
【0020】
トナーカートリッジ221は、前記画像形成部に補給される現像剤としてのトナーを収容する現像剤収容器である。このトナーカートリッジ221は、IDユニット108にその上方から搭載される。
【0021】
転写ユニット105は、転写ローラ109及び搬送部110を備えて構成されている。転写ローラ109は、感光ドラム107で可視化された現像剤像としてのトナー像を用紙に転写させるためのローラである。この転写ローラ109は、感光ドラム107と対向する位置に設けられ、この感光ドラム107表面のトナー像に転写電圧を与える。さらに、転写ローラ109は、バネ(図示せず)によって得られた加圧力で用紙を感光ドラム107との間で挟んで、定着ユニット111へ搬送する。搬送部110は、転写ローラ109を通過した用紙を定着ユニット111に搬送するための搬送ガイドである。
【0022】
定着ユニット111は、定着ローラ112と、加圧ローラ113と、ヒータ114とを備えて構成されている。ヒータ114は、この定着ローラ112の加熱を行う加熱手段である。ヒータ114は、例えばハロゲンランプで構成されて、定着ローラ112内に装着されている。定着ローラ112は、用紙表面の未定着のトナーを溶融するローラである。定着ローラ112は、その表面がヒータ114で加熱され、この加熱されたローラ表面で未定着のトナーを溶融する。加圧ローラ113は、定着ローラ112との間に位置する用紙を加圧するためのローラである。加圧ローラ113は、定着ローラ112に対向する位置に設けられ、バネ113aによって得られた加圧力で、定着ローラ112に押し付けられている。これにより、加圧ローラ113は、定着ローラ112との間に位置する用紙を加圧して、溶融したトナーを用紙表面に定着させると共に、用紙を排出ローラ部115へ搬送する。
【0023】
排出ローラ115は、定着ユニット111から搬送されてきた用紙を用紙スタック部116へ排出するローラである。
【0024】
これら画像形成部等は、プリンタ100の外殻を構成する第1筐体100a内に装着されている。
【0025】
用紙スタック部116は、排出ローラ115で排出された用紙を複数枚スタックさせる部分である。用紙スタック部116は、プリンタ100の上側面に設けられている。
【0026】
次に、前記構成のプリンタ100に装着されるトナーカートリッジ221の周辺構造について
図2〜4を基に説明する。
図2は、サイドプレートL223及びサイドプレートR224に支持されたIDユニット108及びトナーカートリッジ221を示す斜視図である。
図3は、IDユニット108を示す斜視図である。
図4は、IDユニット108にトナーカートリッジ221が装着された状態を示す要部断面図である。
【0027】
IDユニット108の両側には突起状のポストA、B(
図3参照)が設けられている。プリンタ100の左右の壁部を構成するサイドプレートL223及びサイドプレートR224には、IDユニット108をガイドするガイド溝108a、108b(
図2参照)がそれぞれ設けられている。IDユニット108の両側に設けたポストA及びポストBは、プリンタ100のサイドプレートL223及びサイドプレートR224のガイド溝108a、108bにそれぞれ挿入される。そして、ポストA及びポストBがガイド溝108a、108bに案内されて、IDユニット108がプリンタ100内に装着されるようになっている。
【0028】
現像剤収容器の現像剤供給口としてのトナーカートリッジ221のトナー供給口221aの周縁部と、後述する装着部108dの現像剤供給口としてのIDユニット108のトナー供給口108cの周縁部との間には、弾性シール材としてのスポンジ226が設けられている。このスポンジ226はIDユニット108のトナー供給口108cの周囲に貼られている(
図3参照)。このスポンジ226は、トナーカートリッジ221のトナー供給口221aの周縁部と、IDユニット108のトナー供給口108cの周縁部との間の密封性を保つシール材である(
図4参照)。トナーカートリッジ221のトナー供給口221aと、IDユニット108の装着部108dのトナー供給口108cとが、スポンジ226を介して連通される。IDユニット108は、その両側のポストA、BとサイドプレートL223、R224のガイド溝108a、108bとによって、サイドプレートL223、サイドプレートR224に対する装着位置が決められている。これにより、IDユニット108は、プリンタ100内の正確な位置に装着される。
【0029】
トナーカートリッジ221は画像形成部のIDユニット108に装着される。IDユニット108には、トナーカートリッジ221を装着する装着部108dが、第2筐体としてのトップカバー220の開口部220aに対応する位置に設けられている。この装着部108dには、前記トナーカートリッジ221が、その一部が装置外に露出した状態で装着される。装着部108dの形状は、トナーカートリッジ221とほぼ対応した形状になっている。
【0030】
トナーカートリッジ221は、IDユニット108の装着部108dに装着された状態で、サイドプレートL223及びサイドプレートR224に載置される。即ち、トナーカートリッジ221は、その両端に延出したロックレバー225により、サイドプレートL223、サイドプレートR224の上側に固定される(
図2参照)。また、IDユニット108も独自にサイドプレートL223及びサイドプレートR224に載置される。これにより、トナーカートリッジ221とIDユニット108の装着部108dとは、互いに独立した状態で、サイドプレートL223及びサイドプレートR224に取り付けられている。そして、トナーカートリッジ221は、後述するトップカバー220の開口部220aが上側から嵌り合うことで、固定される。なお、他の固定手段を用いてもよい。
【0031】
トナーカートリッジ221が、IDユニット108の装着部108dに装着された状態で、トナーカートリッジ221のトナー供給口221aとIDユニット108のトナー供給口108cとが互いに整合すると共に、トナーカートリッジ221とIDユニット108の隙間を埋めるようにスポンジ226が、トナー供給口221aの周縁部とIDユニット108のトナー供給口108cの周縁部に対応する位置に設けられている。これにより、トナーカートリッジ221及びIDユニット108は、トナーカートリッジ221のトナー供給口221aとIDユニット108のトナー供給口108cとの間の密封性を保ちながら、互いに独立して各サイドプレートL223、サイドプレートR224に固定される。
【0032】
次に、プリンタ100の上部構造について説明する。
図5はプリンタ100のトップカバー220を示す斜視図である。
図6はプリンタ100を示す斜視図である。
【0033】
前記画像形成部側であるプリンタ100の上部に、第2筐体としてのトップカバー220が設けられている。トップカバー220は、前記画像形成部を開閉可能に被うカバーである。トップカバー220は、プリンタ100の上側を開閉可能に被って設けられている。
【0034】
トップカバー220には、前記用紙スタック部116が形成されている。さらに、トップカバー220には、用紙スタック部116に隣接して開口部220aが設けられている。開口部220aは、外部に開放して設けられている。トナーカートリッジ221は、この開口部220aから装置内に装着される。開口部220aは、前記装着部108dに対応する位置に設けられ、トナーカートリッジ221が挿入されて装置外に露出する開口である。この開口部220aは、トナーカートリッジ221のケースがトップカバー220と干渉しないようになっている。開口部220aは、トナーカートリッジ221の上部の平面形状とほぼ同じ形状に形成されている。ここでは、長方形状に形成されている。これにより、トップカバー220が閉められると、開口部220aがトナーカートリッジ221の上部に嵌り合って、開口部220aからトナーカートリッジ221の上部が見えるようになっている。これにより、トナーカートリッジ221は、その一部を前記開口部220aから装置外に露出した状態で装置内に装着されている。
【0035】
トナーカートリッジ221がIDユニット108に装着されて、トップカバー220が閉じられた状態で、トナーカートリッジ221の上側面は、トップカバー220とほぼ同じ高さになるように設定されている。即ち、トナーカートリッジ221のケース上側面は、トップカバー220の上側面とほぼ同一面になっている。
【0036】
トナーカートリッジ221のケースの上部の周囲には、フランジ部221bが設けられている(
図4参照)。このフランジ部221bの設置位置は、トナーカートリッジ221がIDユニット108に装着されて、トップカバー220が閉じられた状態で、トップカバー220の開口部220aの周縁の下側に対向する位置に設定されている。
【0037】
トップカバー220の開口部220aの周縁部とトナーカートリッジ221との間には、装置の外部と内部とを遮断する弾性シール材としてのスポンジ222が取り付けられている。尚、このスポンジ222はトナーカートリッジ221のフランジ部221bに取り付けられてもよい。スポンジ222は、トップカバー220の開口部220aとトナーカートリッジ221のフランジ部221bとの間に位置すればよい。スポンジ222は、トップカバー220とトナーカートリッジ221との隙間よりも大きく形成されている。これにより、トナーカートリッジ221がIDユニット108に装着されて、トップカバー220が閉じられた状態で、スポンジ222は、トップカバー220とトナーカートリッジ221との間を密封している。即ち、スポンジ222は、トップカバー220とトナーカートリッジ221との間に位置して収縮されて、これらの間の隙間をなくすことにより、これらの間を密封している。
【0038】
[動作]
次に、上記構成のプリンタ100の動作について説明する。まず、プリンタ100の通常の動作について説明する。
【0039】
給紙ローラ102、給紙サブローラ103によって給紙カセット101から給紙された用紙は、レジスト部104へ搬送され、レジストローラによって用紙の先端を整列される。次いで、用紙は、感光ドラム107と転写ローラ109が対向して接触しているニップ位置へ搬送される。
【0040】
一方、LEDヘッド106で潜像を与えられた感光ドラム107は、IDユニット108からトナーの供給を受けて、この感光ドラム107上に可視のトナー像が転写される。次いで、ニップ位置に到達した用紙には、転写ローラ109により印加される転写電圧によって、感光ドラム107上の可視像が転写される。
【0041】
転写ローラ109を通過しトナーを転写された用紙は、搬送部110を通過して定着ユニット111へ搬送される。定着ユニット111では、定着ローラ112内に配設されたヒータ114からの熱により、トナーは用紙上で溶融定着される。その後、用紙は、定着ローラ112に連動して回転する加圧ローラ113によって、下流方向に配置された排出ローラ部115に搬送され、最終的に用紙スタック部116にスタックされる。
【0042】
以上のように動作するプリンタ100において、このプリンタ100を初めて動作させるときや、トナー切れになったときには、新たなトナーカートリッジ221をプリンタ100内に搭載することになる。
【0043】
この場合は、トナー切れになったトナーカートリッジ221を取り外して、新しいトナーカートリッジ221をIDユニット108の装着部108dに装着し、トナーカートリッジ221のロックレバー225をサイドプレートL223及びサイドプレートR224の上側面に載置して固定する。
【0044】
また、IDユニット108と新たなトナーカートリッジ221を搭載する場合は、まず、プリンタ100のトップカバー220を開いて、IDユニット108をプリンタ100内に搭載する。この場合、IDユニット108の両側のポストA、Bを、サイドプレートL223及びサイドプレートR224のガイド溝108a、108bに沿って挿入して、IDユニット108をプリンタ100の内部に装着する。次いで、トナーカートリッジ221をIDユニット108の装着部108dに装着し、トナーカートリッジ221のロックレバー225をサイドプレートL223及びサイドプレートR224の上側面に載置して固定する。
【0045】
このとき、IDユニット108の装着部108dとトナーカートリッジ221は、IDユニット108のトナー供給口108cのスポンジ226によりトナーカートリッジ221のトナー供給口221aとIDユニット108のトナー供給口108cの密封性を保ちながら、互いに独立した状態で、サイドプレートL223及びサイドプレートR224に固定される。
【0046】
IDユニット108とトナーカートリッジ221の装着終了後、トップカバー220を閉める。このとき、トップカバー220の開口部220aの周縁の下側に設けられたスポンジ222は、トップカバー220とトナーカートリッジ221のフランジ部221bとに挟まってつぶされた状態になる。これにより、トナーカートリッジ221のフランジ部221bとトップカバー220との隙間が無くなる。
【0047】
したがって、トップカバー220に開口部220aを設けていても、プリンタ100の内部と外部が遮断されるため、ゴミの内部浸入防止、ゴミの外部漏れ防止、騒音防止、外光浸入防止が可能となる。特に、プリンタ100が電子写真方式の場合は、開口部220aからプリンタ100の内部に光が入り込むのを防ぐ必要がある。また、外部から異物がプリンタ100の内部に入ることを防ぐ必要がある。スポンジ222は、これらを防止している。
【0048】
プリンタ100により印刷され排出された用紙は、トナーカートリッジ221の上部の用紙スタック部116にスタックされる。このとき、トップカバー220とトナーカートリッジ221の上面はほぼ同一面に位置するため、用紙のスタッキングには影響がない。
【0049】
[効果]
以上のように、第1の実施形態によれば、トップカバー220の開口部220aを設け、開口部220aにトナーカートリッジ221の一部が位置できるようにすることで、トナーカートリッジ221の容量を増加することができる。これにより、トナーカートリッジ221の交換時期を延ばしてトナーカートリッジ221の長寿命化を図ることができる。
【0050】
更に、トップカバー220とトナーカートリッジ221との間に、スポンジ222によってシールを施したので、装置内へのゴミの浸入防止、防音、光浸入防止が可能になる。この結果、装置の内部に悪影響を与えることなく、トップカバー220の面までトナーカートリッジ221のケースを拡張することが可能になり、トナーカートリッジ221の大型化が実現できる。
【0051】
また、トナーカートリッジ221の一部を装置の外壁部に設けることができるため、装置内においてトナーカートリッジ221のためのスペースを小さくすることができる。この結果、プリンタ100を小型化することができる。
【0052】
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。本実施形態のプリンタ100及びIDユニット108は、上述した第1の実施形態と同様であるため、ここではその説明を省略する。
【0053】
本実施形態では、トナーカートリッジを、装置外に大きく露出するように大型化したものである。具体的には、トナーカートリッジを第1の実施形態のトナーカートリッジに比べ上方向に拡張したものである。以下では、上方向に拡張したトナーカートリッジを中心に詳述する。
【0054】
図7は、本発明の第2実施形態に係る左右のサイドプレートに支持されたIDユニット及びトナーカートリッジを示す斜視図である。
図8は、本発明の第2実施形態に係るIDユニットにトナーカートリッジが装着された状態を示す要部断面図である。
図9は、本発明の第2実施形態に係るプリンタを示す斜視図である。
【0055】
本実施形態では、トナーカートリッジ250は第1の実施形態のトナーカートリッジ221に対して、上方向にケースを拡張している。トナーカートリッジ250は、IDユニット108の装着部108dに装着される。この状態は、第1の実施形態のトナーカートリッジ221と同様である。さらに、トナーカートリッジ250は、IDユニット108の装着部108dに装着された状態で、トナーカートリッジ250のトナー供給口(図示せず)とIDユニット108のトナー供給口108cとが互いに整合すると共に、これらの間に隙間を埋めるようにスポンジ226が装着されている。これにより、トナーカートリッジ250及びIDユニット108は、トナーカートリッジ250のトナー供給口とIDユニット108のトナー供給口108cとの間の密封性を保ちながら、互いに独立して各サイドプレートL223、サイドプレートR224に固定される。
【0056】
トナーカートリッジ250のケース部の周囲には、トップカバー220に開口部220aの周縁の下側と対向する位置にフランジ250bが設けられている。
【0057】
プリンタ100の上部に開閉自在に設けられたトップカバー220の開口部220aは、トナーカートリッジ250の上部に嵌り合う。
【0058】
トップカバー220の開口部220aの周縁の下側には、装置の外部と内部を遮断する弾性シール材としてのスポンジ222が取り付けられている。スポンジ222は、トップカバー220の開口部220aとトナーカートリッジ250のフランジ部250bとの間に位置して、これらの間を密封している。
【0059】
トナーカートリッジ250は、トップカバー220を閉じた状態で、このトップカバー220の開口部220aを介してトップカバー220の上側面から上方へ飛び出している。即ち、トナーカートリッジ250は、その上部がプリンタ100の装置外に突出した状態で、プリンタ100に装着されている。トナーカートリッジ250のうち、トップカバー220の上側面から上方へ飛び出している部分は、トナーカートリッジ250の容量を大きくするためである。
【0060】
さらに、トップカバー220の上側面から上方へ飛び出しているトナーカートリッジ250の上部は、側面形状が台形状に形成されている。そして、トナーカートリッジ250の上部には、ガイド部250cが形成されている。このガイド部250cは、トナーカートリッジ250のうち装置外に露出した部分に設けられて、印刷終了後に排出された用紙をガイドするための部分である。ガイド部250cは、用紙スタック部116の斜面の延長上に位置すると共に、用紙スタック部116の斜面の傾斜角よりも急な角度に設定されている。これにより、用紙スタック部116に排出された用紙の先端部がガイド部250cに当たり、このガイド部250cの急斜面で用紙が押し戻されて、用紙スタック部116に揃って積層されるようになっている。
【0061】
トナーカートリッジ250の上部及びトップカバー220の開口部220aの寸法は、
図10、11に示すように、トップカバー220が閉じられるときに、互いに干渉しないように設定されている。
【0062】
[動作]
次に、本発明の第2の実施形態に係るプリンタ100の動作を説明する。
【0063】
プリンタ100自体の動作については、第1の実施形態のプリンタ100と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【0064】
トナー切れ等により、新たなトナーカートリッジ250をIDユニット108の装着部108dに搭載した後、トップカバー220を閉めると、
図8、9に示すように、トナーカートリッジ250の上部がトップカバー220から飛び出す。
【0065】
このとき、スポンジ222はトップカバー220とトナーカートリッジ250のフランジ部250bとに挟まってつぶされた状態になる。これにより、トナーカートリッジ250のフランジ部250bとトップカバー220との隙間が無くなり、トップカバー220の開口部220aの部分で、装置内が密封される。
【0066】
したがって、トップカバー220に開口部220aを設けていても、プリンタ100の内部と外部が遮断されるため、ゴミの内部浸入防止、ゴミの外部漏れ防止、騒音防止、外光浸入防止が可能となる。
【0067】
プリンタ100で印刷された用紙は、用紙スタック部116に排出される。そして、用紙スタック部116に排出された用紙の先端部は、トナーカートリッジ250のガイド部250cに当たる。そして、用紙の先端部は、ガイド部250cの急斜面で押し戻されて、用紙スタック部116に揃った状態で積層される。
【0068】
[効果]
以上のように、第2の実施形態によれば、トナーカートリッジ250が、トップカバー220から飛び出した状態で、大きな容量に形成されているため、さらなるトナーカートリッジの大型化が実現できる。この結果、トナーカートリッジ250の交換時期を延ばしてトナーカートリッジ250の長寿命化を図ることができる。
【0069】
さらに、トナーカートリッジ250の外部へ飛び出した部分の形状を使って、排出した用紙をガイドできるようにしたため、用紙を用紙スタック部116に確実にスタックすることが可能となった。
【0070】
[利用形態]
上述した第2の実施形態では、トナーカートリッジ250のガイド部250cの表面を平坦面状にしたが、
図12に示すように、ガイド部250cの表面にリブ250dを形成してもよい。このリブ250dは、トナーカートリッジ250のうち装置外に露出した部分に、印刷終了後に排出された用紙と接触して支持するためのリブである。リブ250dは、トナーカートリッジ250のガイド部250cのみならず、トナーカートリッジ250の上側面に形成してもよい。このリブ250dは、排出された用紙に接触してこの用紙を支持する。これにより、排出直後の用紙の熱がトナーカートリッジ250に伝わるのを防止する。これにより、トナーカートリッジ250内のトナーの熱による影響を防ぐことが可能となった。
【0071】
また、このリブ250dは、第1の実施形態では、トナーカートリッジ221の上側面に設けてもよい。この場合も、トナーカートリッジ221内のトナーの熱による影響を防ぐことが可能となった。
【0072】
上述した各実施形態では、単色のトナーを使用するプリンタ100を例に説明したが、複数の色のカラートナーを使用するカラープリンタにも本発明を適用することができる。この場合は、トップカバー220の開口部220a等がカラートナーの数に合わせて設けられる。なお、使用量の多いものだけを大容量化することもできる。この場合は、前記開口部220a等を、大容量化するトナーカートリッジ221の数に合わせて設ける。例えば、使用量の多い黒トナーに関してだけ大容量化して、外は通常の形態にする場合は、前記開口部220a等を1つだけ設ける。他に使用量の多いトナーがあれば、それに合わせて2つ以上設ける場合もある。また、スキャナユニットを搭載している複合機にも本発明を適用することができる。
【0073】
さらに、上述した各実施形態では、プリンタ100を例に説明したが、本発明は、トナーカートリッジを装着する画像形成装置すべてに適用することができる。
【0074】
また、上述した各実施形態では、現像剤としてトナーを用いた画像形成装置を例に説明したが、トナー以外の現像剤、例えばインクジェットを利用した画像形成装置にも本発明を適用することができる。
【0075】
なお、本発明の態様は、上述した各実施形態に限定されるものではなく、当業者が想到しうる種々の変形も含むものであり、本発明の効果も上述した内容に限定されない。すなわち、特許請求の範囲に規定された内容およびその均等物から導き出される本発明の概念的な思想と趣旨を逸脱しない範囲で種々の追加、変更、組み合わせおよび部分的削除等が可能である。