(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
現像剤を収容すると共に、現像装置側に対して装着および取り外し可能な容器本体と、前記容器本体に設けられ、容器本体内に収容された現像剤を排出する排出口と、前記容器本体に取り付けられ、前記排出口を開閉可能なシャッタと、前記容器本体に回転可能に取り付けられ、その回転方向に応じて前記シャッタを開閉する操作部材とを備える現像剤収容器であって、
前記操作部材に、操作部材の回転と連動して回転可能で、かつ現像装置側に設けられた支持部との嵌合により回転が支持される嵌合部を設け、
前記嵌合部に、嵌合部が支持部と嵌合不良の状態にある時に支持部と干渉して嵌合部の回転規制を行う回転規制部を設け、かつ
前記嵌合部に、前記支持部と円筒嵌合する円筒状嵌合面と、この円筒状嵌合面の少なくとも周方向一方側に延び、前記回転規制部を構成する非円筒状嵌合面とを設けたことを特徴とする現像剤収容器。
現像剤を収容すると共に、現像装置側に対して装着および取り外し可能な容器本体と、前記容器本体に設けられ、容器本体内に収容された現像剤を排出する排出口と、前記容器本体に取り付けられ、前記排出口を開閉可能なシャッタと、前記容器本体に回転可能に取り付けられ、その回転方向に応じて前記シャッタを開閉する操作部材とを備える現像剤収容器であって、
前記操作部材に、操作部材の回転と連動して回転可能で、かつ現像装置側に設けられた支持部との嵌合により回転が支持される嵌合部を設け、
前記嵌合部に、前記容器本体の現像装置側への装着中に、現像装置側に設けられた突出部と係合して弾性変形し、前記突出部の通過後に弾性復帰する弾性変形部を設けたことを特徴とする現像剤収容器。
前記支持部を有する現像装置を少なくとも備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットと、前記プロセスユニットに対して着脱可能の請求項1〜4何れか1項に記載の現像剤収容器とを備えるプロセスカートリッジ。
【発明を実施するための形態】
【0010】
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
【0011】
図1は、本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。まず、
図1を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
【0012】
図1に示す画像形成装置は、モノクロ画像形成装置である。その装置本体(画像形成装置本体)100には、作像ユニットとしてのプロセスユニット1が着脱可能に装着されている。プロセスユニット1は、表面に画像を担持する像担持体としての感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3と、感光体2上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード5等を備える。また、感光体2に対向する位置に、感光体2の表面を露光する露光手段としてのLEDヘッドアレイ6が設けられている。
【0013】
また、現像剤収容器としてのトナーカートリッジ7が、プロセスユニット1が備える現像装置4の上面(装着部)に対して着脱可能に設けられている。トナーカートリッジ7は、その容器本体22に、現像装置4へ補給する現像剤であるトナーを収容するトナー収容部8を有する。さらに、本実施形態のトナーカートリッジ7は、クリーニングブレード5で除去されたトナー(廃トナー)を回収するトナー回収部9も一体的に有している。
【0014】
また、画像形成装置は、記録媒体としての用紙に画像を転写する転写装置10と、用紙を供給する給紙装置11と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置12と、用紙を装置外へ排出する排紙装置13とを備える。
【0015】
転写装置10は、転写部材としての転写ローラ14を備える。転写ローラ14は、プロセスユニット1を装置本体100に装着した状態で感光体2と当接しており、両者の当接部において転写ニップが形成されている。また、転写ローラ14は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が印加されるようになっている。
【0016】
給紙装置11は、用紙Pを収容した給紙カセット15や、給紙カセット15に収容されている用紙Pを給送する給紙ローラ16を備える。また、給紙ローラ16に対して用紙搬送方向下流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ17が設けてある。なお、用紙Pには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、OHPシートやOHPフィルム等を用いることも可能である。
【0017】
定着装置12は、定着部材としての定着ローラ18と、加圧部材としての加圧ローラ19とを備える。定着ローラ18は、ヒータ等の加熱源(図示省略)によって加熱されるようになっている。加圧ローラ19は、定着ローラ18側へ加圧されて定着ローラ18に当接し、その当接箇所において定着ニップが形成されている。
【0018】
排紙装置13は、一対の排紙ローラ20を備える。排紙ローラ20によって装置外に排出された用紙は、装置本体100の上面を凹ませて形成された排紙トレイ21上に積載されるようになっている。
【0019】
続けて、
図1を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、感光体2が回転駆動され、帯電ローラ3によって感光体2の表面が所定の極性に一様に帯電される。そして、図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、LEDヘッドアレイ6からの露光により、感光体2の帯電面に静電潜像が形成される。このように感光体2上に形成された静電潜像に、現像装置4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
【0020】
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ16が回転駆動を開始し、給紙カセット15から用紙Pが送り出される。送り出された用紙Pは、レジストローラ17によって搬送を一旦停止される。その後、所定のタイミングでレジストローラ17の回転駆動を開始し、感光体2上のトナー画像が転写ニップに達するタイミングに合わせて、用紙Pを転写ニップへ搬送する。
【0021】
このとき、転写ローラ14には、感光体2上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、転写部において転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、感光体2上のトナー画像が用紙P上に転写される。なお、用紙Pに転写しきれなかった感光体2上の残留トナーは、クリーニングブレード5によって除去され、トナーカートリッジ7内のトナー回収部9へ回収される。
【0022】
トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置12へと搬送され、定着ローラ18と加圧ローラ19との間の定着ニップを通過することにより加熱及び加圧されて、用紙P上のトナー画像が定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ20によって装置外に排出され、排紙トレイ21上にストックされる。
【0023】
図2は、プロセスユニットの着脱方法を示す図である。
図2に示すように、本実施形態では、装置本体100の前部に設けられたカバー101が開閉可能となっている。また、カバー101を開いた状態にすると、図示しないリンク機構を介してLEDヘッドアレイ6が上方へ退避するようになっている。このように構成されていることで、カバー101を開いた状態で、プロセスユニット1をLEDヘッドアレイ6との干渉を回避しつつ装置前方(排出される用紙Pの進行方向と向かい合う側。
図2の右側)から取り外すことが可能となっている。このとき、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着した状態で、一体のプロセスカートリッジとして、装置本体100の前方から取り外すことができる。また、トナーカートリッジ7は、プロセスユニット1が装置本体100に装着された場合と取り外された場合のいずれの場合も、プロセスユニット1に対して着脱可能となっている。
【0024】
図3は、トナーカートリッジをプロセスユニットに装着した状態の斜視図、
図4は、トナーカートリッジをプロセスユニットから取り外した状態の斜視図である。
図3において、矢印A1で示す方向は、プロセスユニット1及びトナーカートリッジ7を装置本体100に対して装着する際の装着方向で、矢印A2で示す方向は、プロセスユニット1及びトナーカートリッジ7を装置本体100から取り外す際の取り外し方向である。
また、
図4において、矢印B1で示す方向は、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に対して装着する際の装着方向で、矢印B2で示す方向は、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外す際の取り外し方向である。
以下、トナーカートリッジ7とプロセスユニット1において、装着方向A1(又は装着方向B1)の前方を奥側、それとは反対側の後方を手前側と称し、装着方向A1(又は装着方向B1)の前方を向いて右側、左側と規定して説明する。
【0025】
トナーカートリッジ7の装着方向の手前側には、装置本体100又はプロセスユニット1に対する着脱時に操作者が把持するための把持部25が設けられている。把持部25は、容器本体22の長手方向に水平に配置された円柱状の棒材である支軸35(
図4参照)に対して回動可能に取り付けられている。トナーカートリッジ7及びプロセスユニット1を装置本体100から取り外すとき、あるいは、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外すときは、
図4に示すように、把持部25を手前側に回動させることで、把持部25を把持することができるようになる。一方、トナーカートリッジ7及びプロセスユニット1を装置本体100に装着した後は、
図3に示すように、把持部25を奥側へ回動させることで、把持部25を収納状態にすることができる。また、
図2に示すようなプロセスユニット1の装着状態において、操作者が把持部25を奥側に回動させることをし忘れても、カバー101を下から回動させて把持部25に当て、把持部25を一緒に回動させて収納状態にできるよう、把持部25の回動中心(支軸35)は、把持部25の重心G(
図16(a)(b)参照)よりも下方に設けられている。
【0026】
以下、
図3〜
図16に基づき、トナーカートリッジ7とプロセスユニット1の構成についてさらに詳しく説明する。
【0027】
図4に示すように、容器本体22の右側面22aには、回動可能な操作部材26が設けられている。操作部材26は支軸35の右側端部に固定されており、支軸35と一緒に回転する。支軸35は容器本体22に対して回転可能なように、容器本体22の両端にそれぞれある軸受27a,27b(
図5参照)で回動可能に支持されている。
【0028】
図6および
図7に示すように、操作部材26は、レバー部57と、支軸35と共に回転する第一嵌合部58とを一体に有する。レバー部57は、支軸35が固定された固定部26aと、固定部26aから支軸35の軸方向と垂直の方向に延在する延在部26bと、支軸35の軸方向から見て延在部26bから折れてさらに延在する平板部26c、言い換えるなら支軸35の中心からの放射方向とは角度を持って延在する平板部26cとを有する。
【0029】
第一嵌合部58は、
図14に示すように、支軸35の一端部においてその軸方向と直交する方向に延びる円盤状の底板部58aと、底板部58aから軸方向に起立した起立部58bとを一体に有する。起立部58bは、
図20に示すように、底板部58aの周方向に延び、かつ周方向両端を閉じた二重壁構造をなすもので、外径側の外壁581と内径側の内壁582とを有する。起立部58bの周方向両端間は軸方向と直交する方向に向けて開放しており、内壁582の内周面は軸方向から見てU字型形状の第一嵌合面58cを形成している。操作部材26は、第一嵌合部58の起立部58bの端面を外側に向けて支軸35の一端部に取り付けられており、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着する際には、プロセスユニット1の右側面1aに設けられた凸状の支持部54(
図29参照)が第一嵌合面58cに嵌合する。第一嵌合部58は、レバー部57と連動して回動できるものであれば任意の構成とすることができ、上記のようにレバー部57と第一嵌合部58を一体に形成する他、両者を別部材にしてそれぞれを支軸35に取り付けてもよい。
【0030】
以上に述べた操作部材26を回動させることで、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に対して固定することができる。具体的には、
図6(a)に示すように、操作部材26における平板部26cの右側端面には、突起がロック部26c1として設けられており、このロック部26c1が、トナーカートリッジ7の右側面と対向する内壁面であるところのプロセスユニット1の右側面1aに設けられた装着部側係合部としての係合部1cと係合可能となっている。
【0031】
また、係合部1cは、言い換えれば上記内壁面に形成され、上記突起であるロック部26c1が進入可能なガイド溝である。係合部1cは、右側面1aの手前側垂直辺から右側面1aの中に進入するようにその溝が始まる開放部1c1と、途中で溝が屈曲する屈曲部1c2と、右側面1aの上方水平辺に抜けるように形成されている開放部1c3とを有する。さらに、支軸35の軸方向から見て係合部1cの溝の両側面のうち、軸中心から遠い側であって、開放部1c1から屈曲部1c2までの側面は、ロック部26c1が当接して摺りながら移動していく面であるところの摺動面1c4である。さらには、摺動面1c4に繋がり、屈曲部1c2から開放部1c3まで垂直方向に延在し、ロック部26c1が係合する係合面1c5がある。
【0032】
次に、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着した状態での、操作部材26の一連の動作について説明する。
まず、
図6(a)及び
図7(a)に示すように、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着し、ロックする前の状態で、操作者は、操作部材26の平板部26cを指で上下から挟むか、下方から押すかして、操作部材26に押圧力を作用させ、操作部材26を奥側へ押し込むように回動させる。そうすると、ロック部26c1が係合部1cの手前側垂直辺側の開放部1c1に至る。さらに操作部材26の平板部26cに押圧力を作用させて奥側へ回動させると、
図7(b)に示すように、ロック部26c1は、摺動面1c4と当接しながら(摺りながら)移動する。また、このロック部26c1と摺動面1c4との当接によって、上述の操作部材26の押圧力Xとは反対方向に(押圧力に抗して)制動力Jが作用する。このとき、平板部26cはある程度、弾性変形可能なポリスチレン等の樹脂製の一枚板で形成されているので、
図8のように、ロック部26c1を起点に平板部26cが歪みつつ奥側に押し込まれる。その後、
図7(c)に示すように、ロック部26c1が屈曲部1c2に至ると、ロック部26c1と摺動面1c4との摺動状態が終了し、ロック部26c1が係合面1c5に当接する。このように、ロック部26c1が係合面1c5に当接した状態が、ロック状態である。また、ロック状態では、平板部26cが弾性変形から開放されて元の形状に戻っており、ロック部26c1が係合面1c5に突き当たる位置になるような姿勢を平板部26cがとる。すなわち、操作部材26の平板部26cを手前側に回動させる不意の力が作用したとしても相当大きな力でない限り平板部26cは変形しないのでロック部26c1も係合面1c5を乗り越えることはない。
【0033】
反対に、操作部材26を操作者が指で平板部26cを上方から押圧して手前側へ回動させると、平板部26cはロック部26c1を起点にして、先の奥側に押し込んだときとは逆の方向に弾性変形する。そしてロック部26c1と係合部1cとの係合が解除され、ロック解除状態に切り換えられる。
【0034】
また、
図4に示すように、容器本体22の右側面22aには、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に対して位置決めするための円筒状の突出部であるところの位置決め凸部29が設けられている。同様に、
図10に示す容器本体22の左側面22bにも、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に対して位置決めするための半月状の断面を有する突出部であるところの位置決め凸部31が設けられている。一方、プロセスユニット1の右側面1aと左側面1bには、位置決め凸部29,31の曲面が突き当たるよう溝形状に形成された突き当て部30,32が設けてある(
図4参照)。
【0035】
図10に示すように、容器本体22の左側面22bには、第二嵌合部34が回動可能に取り付けられている。この第二嵌合部34は、第一嵌合部58と同様に、支軸35の軸方向と直交する方向に延びる円盤状の底板部34aと、底板部34aから軸方向に起立した起立部34bとを一体に有する。底板部34aは支軸35の他端に取り付けられている。起立部34bは、底板部34aの周方向に延び、かつ周方向両端を閉じた二重壁構造をなすもので、外径側の外壁341と内径側の内壁342とを有する。起立部34bの周方向両端間は軸方向と直交する方向に向けて開放しており、内壁342の内周面は軸方向から見てU字型の第二嵌合面34cを形成している。この第二嵌合面34cには、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着する際に、プロセスユニット1の左側面1bに設けられた凸状の支持部33(
図4参照)が嵌合する。
【0036】
本実施形態では、第二嵌合部4は、上記操作部材26と同じ支軸35(
図4参照)に連結されており、操作部材26を正逆方向に回動操作すると、これに連動して第二嵌合部34も正逆方向に回動するようになっている。また、本実施形態では、上記把持部25も、第一嵌合部材34と操作部材26とを連結する支軸35に取り付けられている。ただし、把持部25は、支軸35に対して独立して回動可能となっており、操作部材26とは連動しないようになっている。
【0037】
図5に示すように、支軸35と容器本体22の間にはねじりコイルばね28等からなる弾性部材が配置されている。このねじりコイルばね28によって、支軸35、並びに支軸35に連結された操作部材26(第一嵌合部58)および第二嵌合部34が、
図9において時計回りの方向に付勢されている。また、ねじりコイルバネ28の付勢に抗する図示しないストッパによって、第一嵌合部58および第二嵌合部34が規定の姿勢に保持される。具体的には、第一嵌合部58および第二嵌合部34は、操作部材26に外力を付与していない自然状態において、起立部58b,34bの両端間の開放部分が斜め下方を向くよう保持されている。本実施形態では、
図9に示すように、第二嵌合部34の開放方向は、開放部近傍の起立部58bの内周面が、トナーカートリッジ7を載置面Zに載置したときの姿勢で、水平面に対する垂直線Vに対して30度奥側に傾いた方向としている。
図14に示すように、第一嵌合部58の開放方向も第二嵌合部34の開放方向と同じであり、垂直線Vに対して30度奥側に傾いている。
【0038】
また、
図10に示すように、容器本体22の左側面22b側には、廃トナーを内部(トナー回収部9)へ導入するための方形の孔である廃トナー導入口36が設けられている。この廃トナー導入口36は位置決め凸部31の下位に形成された円弧状の凹部22dに形成されており、上方へ開口している。廃トナー導入口36の周囲にはスポンジ材で形成されたシール36aが貼り付けられており、シール36aの上方にはシール36aの上面と摺動するように回動可能な廃トナー入口シャッタ37が設けてある(
図11参照)。
【0039】
廃トナー入口シャッタ37は、上記円弧状の凹部22dに倣って回動可能なように湾曲している。また廃トナー入口シャッタ37は、トナーカートリッジ7が単独で在る状態では、廃トナー導入口36を常時閉鎖する回転方向に付勢するねじりコイルバネであるところの付勢部材37aで付勢されている。この付勢部材37aは、廃トナー入口シャッタ37とトナーカートリッジ7の間であって廃トナー入口シャッタ37の回転軸に挿入されて配置されている。廃トナー入口シャッタ37が回動することで、廃トナー導入口36が開放された開放状態(
図10に示す状態)と、廃トナー導入口36が閉鎖された閉鎖状態(
図11に示す状態)とに切り換えられるようになっている。
【0040】
図12に示すように、プロセスユニット1の左側面1b側には、筒状の廃トナー搬送路39が内側に突出するように設けられている。この廃トナー搬送路39の先端には、廃トナーを排出する廃トナー排出口38が下方へ開口するように設けられている。また、廃トナー搬送路39の先端外周には、廃トナー排出口38を開閉するための廃トナー出口シャッタ40が取り付けられている。廃トナー出口シャッタ40は、軸心回りに回動するようになっており、廃トナー排出口38が開放された開放状態(
図13に示す状態)と、廃トナー排出口38が閉鎖された閉鎖状態(
図12に示す状態)とに切り換えられるようになっている。
【0041】
上記廃トナー入口シャッタ37と廃トナー出口シャッタ40は、共にねじりコイルバネからなる付勢部材37a(
図10参照)と付勢部材40a(
図12参照)とによって、廃トナー導入口36又は廃トナー排出口38を閉鎖する方向へ付勢されている。また、廃トナー出口シャッタ40には、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着する際、廃トナー入口シャッタ37が当接する凸状の当接部41が設けられている。この当接部41に廃トナー入口シャッタ37が当接すると、両シャッタ37,40は廃トナー導入口36又は廃トナー排出口38を開放する方向(
図10、
図13に示す矢印方向)へ回動するようになっている。そして、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着した状態にすると、開放された廃トナー導入口36と廃トナー排出口38とが互いに対向する位置に配置される。この状態で、廃トナー導入口36と廃トナー排出口38とが連通した状態となり、上記感光体2の表面から除去された廃トナーをトナーカートリッジ7内(トナー回収部9内)へ導入可能となる。
【0042】
これに対し、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外した状態では、上記当接部41への廃トナー入口シャッタ37の当接が解除されることで、廃トナー入口シャッタ37及び廃トナー出口シャッタ40は、付勢部材の付勢方向(
図11、
図12に示す矢印方向)へ回動する。その結果、廃トナー導入口36及び廃トナー排出口38が閉鎖され、廃トナー導入口36及び廃トナー排出口38からのトナー漏れが防止される。
【0043】
また、
図14に示すように、容器本体22の右側面22a側の曲面には、トナー収容部8内に収容されているトナーを排出するための方形の孔であるところの補給トナー排出口42が設けられている。この補給トナー排出口42は下方へ開口しており、補給トナー排出口42のある下方には補給トナー排出口42のある曲面(円弧面)に倣って、補給トナー排出口42を開閉可能な補給トナー出口シャッタ43が設けられている。補給トナー出口シャッタ43は、円筒状の突出部であるところの位置決め凸部29の円筒中心線と同心にして補給トナー排出口42のある曲面(円弧面)に沿って回動可能なように配置されている。
【0044】
補給トナー出口シャッタ43は、その回転軸方向に突出する凸部43bを備える。
図14にあるように、付勢部材としてのねじりコイルバネ43cが補給トナー出口シャッタ43とギア列を隠すカバー部材であるところの右側面22aの間に配置されている。ねじりコイルバネ43cの端部に設けてある引っ掛け部が凸部43bに掛けられており、ねじりコイルバネ43cによって、補給トナー出口シャッタ43は、補給トナー排出口42を閉鎖する方向に付勢されている。
【0045】
一方、
図15に示すように、プロセスユニット1の現像装置4の右側面1a側には、補給トナーを導入するための補給口44が上方に向かって開口するように設けられている。この補給口44は、図示しないトナー補給路を介して上記現像装置4と繋がっており、トナーカートリッジ7から補給されたトナーを現像装置4へと搬送できるようになっている。また、補給口44の近傍には、補給トナー入口シャッタ45が設けられており、この補給トナー入口シャッタ45が左右にスライド移動することで、補給口44が開閉されるようになっている。
【0046】
図16は、トナーカートリッジの概略断面図である。
図16に示すように、容器本体22のトナー収容部8内には、収容されているトナーを撹拌するための撹拌部材としての撹拌羽根46と、収容されているトナーを補給トナー排出口42へ搬送する搬送部材としての搬送スクリュー47とが設けられている。また、トナー回収部9内には、廃トナーをトナー回収部9内で搬送する搬送部材としての搬送スクリュー48が設けてある。
【0047】
各搬送スクリュー47,48及び撹拌羽根46は、装置本体100に設けられた図示しない駆動源からの駆動力が駆動伝達手段を介して伝達されるようになっている。具体的に、本実施形態では、容器本体22の右側面22aに、駆動伝達手段として、駆動連結部49(
図4参照)と、この駆動連結部49と各搬送スクリュー47,48及び撹拌羽根46とを連結する複数の伝達ギア(図示省略)が設けられている。トナーカートリッジ7を装置本体100に装着すると、装置本体100側の図示しない駆動伝達部材が駆動連結部49に係合することで、装置本体100側の駆動源から各搬送スクリュー47,48及び撹拌羽根46へ駆動伝達可能な状態となる。
【0048】
また、
図16に示すように、補給トナー出口シャッタ43は、補給トナー排出口42が形成された筒状の容器形状に倣って円弧状に形成されており、その一部にトナーを排出するための孔部43aが形成されている。また、補給トナー出口シャッタ43は、補給トナー排出口42が形成された外周面に沿って回動可能となっている。
【0049】
図16(a)に示すように、補給トナー出口シャッタ43が図の反時計回りに回動すると、補給トナー排出口42が補給トナー出口シャッタ43によって閉鎖された閉鎖状態となる。反対に、
図16(b)に示すように、補給トナー出口シャッタ43が図の時計回りに回動すると、補給トナー排出口42の孔部43aが補給トナー排出口42と連通する位置に配置され、補給トナー排出口42が開放された開放状態となる。
【0050】
ところで、上記ロック機能を有する操作部材26は、補給トナー出口シャッタ43を開閉操作する手段としても機能する。ただし、操作部材26と補給トナー出口シャッタ43は、互いに離れた位置に設けられており、直接連結されていない。すなわち、トナーカートリッジ7単体では、操作部材26と補給トナー出口シャッタ43は非連動状態となっており、操作部材26を操作しても補給トナー出口シャッタ43の開閉操作は行われないようになっている。
【0051】
図15に示すように、本実施形態では、プロセスユニット1に連係部材51が設けられており、この連係部材51を介することで、操作部材26と補給トナー出口シャッタ43とが連動可能な状態となる。
【0052】
以下、
図17〜
図20に基づき、操作部材26、補給トナー出口シャッタ43及び連係部材51の構成について詳しく説明する。
なお、以下の説明において、特に必要な場合を除き、補給トナー出口シャッタ43を単に「シャッタ」と称する。
【0053】
図19に示すように、連係部材51は、長手状の部材で構成されており、その一端部側で操作部材26の第一嵌合部58と、他端部側でシャッタ43と、それぞれ係合するようになっている。
【0054】
また、
図19に示すように、シャッタ43は、連係部材51と係合可能な係合部(第2の容器側係合部)として、連係部材51の他端部が引っ掛かるようにシャッタ43の回転軸方向に突出する凸部43bを有している。前述したように、シャッタ43はねじりコイルバネ43cによって補給トナー排出口42を閉じる方向(
図16(a)の矢印参照)に付勢されている。
【0055】
連係部材51は、ポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)や含油ポリアセタール(POM)等の比較的軟質で弾性変形をさせやすい樹脂で形成されており、
図19及び
図20に示すように、回動部52と、その回動部52に一体的に設けられた可撓性を有する帯状又は線状の部材から成る直線移動部53とで構成されている。
【0056】
連係部材51の一端に設けられた回動部52は、なだらかな山状の凸形状部52aを有する。回動部52は、
図15に示すように、プロセスユニット1の右側面1aに設けられた支持部54の内側に重ねて配置され、支持部54に対して軸部52bを介して回転自在に取り付けられている。プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着すると、第一嵌合部58の第一嵌合面58cに支持部54が嵌合されるのと同時に、回動部52の凸形状部52aが第一嵌合面58c内の空間に収容される。この時、
図20に示すように、凸形状部52aの周方向両側の根元部分が第一嵌合面58cと接触する。この接触部Q1,Q2は、軸部52bよりも下方にある。
【0057】
直線移動部53は、シャッタ43の凸部43bに係合可能、言い換えれば引っ掛かり可能な連係部材側係合部として、突起部53aを有している。突起部53aは、直線移動部53の長手に対して垂直方向に突出したリブから成る。
【0058】
また、直線移動部53には、プロセスユニット1の右側面1aに設けられた溝状のガイド部55(
図17参照)に挿入されるガイド突起53bが設けられている。このガイド突起53bがガイド部55に沿って移動することで、直線移動部53は往復直線移動可能となっている。また、ガイド突起53bの先端部には、ガイド突起53bがガイド部55から脱落しないようにガイド部55より幅広の抜止部53cが設けてある。また、直線移動部53のシャッタ43側の端部には付勢部材としての引っ張りバネ56の一端が係合されている(
図17、
図18参照)。この引っ張りバネ56の他端はプロセスユニット1の右側面1aに係合されている。この引っ張りバネ56により、連係部材51は奥側に付勢されている。
【0059】
連係部材51は、上記の如く構成されていることで、回動部52が
図20の矢印C1方向に回動すると、これに伴い、直線移動部53は引っ張られて
図20の矢印D1方向に直線移動する。反対に、回動部52が
図20の矢印C2方向に回動すると、これに伴い、直線移動部53は押されて
図20の矢印D2方向に直線移動するようになっている。
【0060】
次に、シャッタ(補給トナー出口シャッタ)の開閉操作について説明する。
図17に示すように、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着し、操作部材26の第一嵌合面58cを連係部材51の回動部52に嵌合させた状態で、
図18に示すように、操作部材26を奥側へ回動させると、回動部52が図の時計回りに回動する。これに伴い、直線移動部53が引っ張られて手前側へ直線移動する。このとき、直線移動部53の端部に設けられた突起部53aが、シャッタ43の凸部43bに引っ掛かることで(
図19参照)、シャッタ43が開く方向へ回動し、補給トナー排出口42が開放される。
【0061】
本実施形態では、補給トナー排出口42が開放されたときには、すでに、プロセスユニット1側の補給口44(
図15参照)は開放された状態となっている。このため、補給トナー排出口42が開放された時点で、トナーカートリッジ7からプロセスユニット1の現像装置4へトナーを補給可能な状態となる。
【0062】
反対に、
図17に示すように、操作部材26を手前側へ回動させると、回動部52が図の反時計回りに回動し、これに伴い、直線移動部53が引っ張りバネ56によって奥側へ移動する。その結果、シャッタ43は閉じる方向に回動せしめられ、補給トナー排出口42が閉鎖される。
【0063】
また、本実施形態では、上記のようにシャッタ43を開放操作するために、操作部材26を奥側へ回動させると、同時に、操作部材26に設けられたロック部26c1がプロセスユニット1側の係合部1cに係合しロックされる(
図6(b)参照)。反対に、シャッタ43を閉鎖操作するために、操作部材26を手前側に回動させると、同時に、ロック部26c1と係合部1cとの係合が解除される(
図6(a)参照)。このように、本実施形態では、操作部材26を操作することによって、シャッタ43の開閉操作と、プロセスユニット1に対するトナーカートリッジ7の固定及び固定解除の操作とを同時に行うことが可能となっている。
【0064】
ロック状態を解除すると、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外すことができる。そして、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外した場合、操作部材26とシャッタ43は連動しない非連動状態になるので、この状態で操作者が不用意に操作部材26を動かしても、シャッタ43は回動しない。このように、トナーカートリッジ7を取り外した状態では、シャッタ43の開放操作ができないようにすることで、補給トナー排出口42からのトナー漏れを防止することができる。
【0065】
このように、トナーカートリッジ7が装着部に装着されない状態では、シャッタ43と操作部材26とが互いに非連動状態となるので、この状態で操作者が不用意に操作部材26を動かしても、シャッタ43が開放することはない。これにより、トナーカートリッジ7が装着されていない状態における補給トナー排出口42からのトナー漏れを防止することが可能となる。
【0066】
また、連係部材51を往復直線移動可能に構成しているため、操作部材26とシャッタ43とが手前側と奥側の互いに離れた位置に配置された構成であっても、これらの離れた部材同士をコンパクトに繋げて連係させることができる。これにより、連係部材として例えばギア列を用いた構成に比べて、部品点数が少なくなり、連係部材の設置スペースの省スペース化を図れるようになる。その結果、画像形成装置の小型化を実現することができ、小型化した画像形成装置に搭載可能なトナーカートリッジを提供することが可能となる。
【0067】
また、上記実施形態によれば、連係部材51がコンパクトな構成になることで、特に部品の配置が高密度化した構成において、他部品との干渉を回避しつつ連係部材の設置スペースを確保することが可能となる。例えば、上記実施形態のように、駆動伝達手段を構成する駆動連結部49が、操作部材26とシャッタ43の各連係部間に配置されている場合(
図17)、駆動連結部49との干渉を避けるように連係部材51を配置する必要がある。このような構成においても、上記実施形態によれば、連係部材51と駆動連結部49とを、容器本体22とプロセスユニット1の同じ側の側面22a,1aに、各側面22a,1aと直交する方向から見て、互いに重ならないように配設することができ、部品同士の干渉を容易に回避することが可能である。
【0068】
なお、上述の実施形態では、トナーカートリッジをプロセスユニットの装着部に対して着脱可能な構成を例に説明したが、トナーカートリッジを装置本体の装着部に直接着脱可能な構成であってもよい。すなわち、連係部材は、プロセスユニットではなく、装置本体に設けることも可能である。
【0069】
以下、
図22〜
図26に基づき、上記補給トナー入口シャッタ45(
図15参照)の開閉機構について詳しく説明する。
【0070】
図22は、現像装置4の右側に設けられたシャッタ開閉機構の構成を示す図である。
補給トナー入口シャッタ45は、補給口44を閉鎖する閉鎖位置(
図22(a)に示す位置)と、補給口44を開放する開放位置(
図22(b)に示す位置)との間で直線的に移動可能となっている。本実施形態では、補給トナー入口シャッタ45は、現像装置4の長手方向、すなわち現像ローラの軸方向に往復移動可能となっている。
【0071】
補給トナー入口シャッタ45は、補給口44を閉鎖するシャッタ本体45aを有し、シャッタ本体45aには孔部45bが形成されている。
図22(b)に示す開放位置では、シャッタ本体45aの孔部45bが補給口44と対向する位置に配置されることで、補給口44が開放状態となる。反対に、
図22(a)に示す閉鎖位置では、シャッタ本体45aの孔部45bは補給口44と対向しない位置に配置されることで、補給口44がシャッタ本体45aによって閉鎖された状態となる。また、孔部45bの周縁部には、スポンジ材で形成されたシール45cが設けられている。このシール45cは、トナーカートリッジ7が現像装置4に装着され、トナーカートリッジ7の補給トナー出口シャッタ43が開いた際に、その補給トナー出口シャッタ43の孔部43a(
図14参照)の周縁部に密着し、トナー漏れを防止するためのものである。
【0072】
また、シャッタ本体45aには、付勢部材としてのコイルバネ71の一端側の引っ掛け部71aを掛けるための掛け止め部45dが設けられている。コイルバネ71の他端側の引っ掛け部71bは、プロセスユニット1のうち、現像装置4のケース4aに設けてある掛け止め部4bに掛けられている。このコイルバネ71の付勢力によって、シャッタ本体45aは常時、閉鎖位置側(
図22の右側)へ付勢されている。
【0073】
また、シャッタ本体45aには、開放位置への移動方向(
図22の左側)へ延伸した延伸部45eが設けられており、延伸部45eの先端部上面には、爪状の被係止部45fが設けられている。一方、現像装置4のケース4aには、被係止部45fと係止可能な突起である係止部4cが設けられている。係止部4cは、ケース4aから上方へ立ち上がるように設けられた立ち上り部4dの下面から下方へ突出している。
図22(b)に示すように、係止部4cと被係止部45fとが係止された状態では、シャッタ本体45aがコイルバネ71の付勢力に抗して開放位置で保持されるようになっている。
【0074】
図23に示すように、シャッタ本体45aの開放位置への移動に伴って、被係止部45fが係止部4cに当接すると、被係止部45fが係止部4cに対して摺接しつつ、延伸部45eが下方へ撓むように弾性変形する。これにより、被係止部45fが係止部4cを乗り越え、乗り越えた時点で延伸部45eが上方へ復帰することで、被係止部45fと係止部4cとが係止される。また、被係止部45fが係止部4cを乗り越えやすいように、係止部4cと被係止部45fの互いの摺接箇所には、それぞれ傾斜面4c1,45f1が設けられている。
【0075】
なお、係止部4cをトナーカートリッジ7側に設けてシャッタ本体45aを係止することも可能であるが、本実施形態のように、現像装置4のケース4aに係止部4cを設けることで、シャッタ本体45aを係止するときの負荷がトナーカートリッジ7へ付与されるのを回避することができる。これにより、トナーカートリッジ7の現像装置4への装着状態を安定させることができる。
【0076】
また、
図22に示すように、延伸部45eの長手方向中間部には、後述するトナーカートリッジ7との協働によって係止部4cと被係止部45fとの係止を解除する係止解除部45gが設けられている。係止解除部45gは、上方へ突出する曲面にて形成されている。
【0077】
また、シャッタ本体45aには、後述するトナーカートリッジ7との協働によってシャッタ本体45aを開放位置へ移動させる力を生じさせる被押圧部45hが設けられている。被押圧部45hは、シャッタ本体45aの移動方向に対して傾斜する傾斜面となっている。
【0078】
図24は、現像装置4とトナーカートリッジ7の右側の構成を示す図である。
図24に示すように、トナーカートリッジ7の容器本体22の右側には、上述の補給トナー排出口42と、それを開閉する曲面状(円弧面)の補給トナー出口シャッタ43が設けられているが、さらにその右側には、補給トナー出口シャッタ43よりも外径方向に突出した突出部22eが設けられている。この突出部22eは、上記シャッタ本体45aの被押圧部45hに当接する押圧面22fを有する。押圧面22fは、トナーカートリッジ7を装着する際に、被押圧部45hに当接するようになっている。そのため、シャッタ本体45aの被押圧部45hは、
図24に示すシャッタ本体45aが閉鎖位置に配置された状態で、トナーカートリッジ7の着脱動作時における押圧面22fの通過経路E1上に配置される。言い換えれば、トナーカートリッジ7の着脱動作時における押圧面22fの通過経路E1は、シャッタ本体45aが閉鎖位置に配置された状態での被押圧部45hの位置を通過するように構成されている。そして、この被押圧部45hに対する押圧面22fの当接によって、被押圧部45hは、シャッタ本体45aをコイルバネ71の付勢力に抗して開放位置(
図24の左側)へ移動させる力を生じさせる。
【0079】
本実施形態では、
図25に示すように、トナーカートリッジ7の装着方向B1とシャッタ本体45aの開放位置への移動方向Lとが互いに異なっているので、押圧面22fの当接力を、シャッタ本体45aを開放位置へ移動させる力へと変換できるように、被押圧部45hを傾斜面としている。具体的には、被押圧部45hを、トナーカートリッジ7の現像装置4の装着部への装着方向B1方向と、シャッタ本体45aの開放位置への移動方向Lの、両方向とは反対方向(
図25の右側及び下方)を臨むように傾斜させている。
【0080】
また、
図24に示すように、トナーカートリッジ7の容器本体22における、補給トナー出口シャッタ43よりも左側には、下方へ突出する突起22gが設けてある。この突起22gは、上記係止解除部45gに当接する当接面22hを有する。係止解除部45gは、
図24に示すシャッタ本体45aが閉鎖位置に配置された状態では、トナーカートリッジ7の着脱動作時における当接面22hの通過経路E2上には配置されていないが、同図の二点鎖線で示すシャッタ本体45aが開放位置に配置された状態では、当接面22hの通過経路E2上に配置されるようになっている。言い換えれば、トナーカートリッジ7の着脱動作時における当接面22hの通過経路E2は、シャッタ本体45aが開放位置に配置された状態での係止解除部45gの位置を通過するように構成されている。
【0081】
図26に示すように、突起22gの当接面22hが係止解除部45gに当接すると、係止解除部45gは当接面22hに押されて、延伸部45eが下方へ撓むように弾性変形するようになっている。これにより、被係止部45fと係止部4cとの係止が解除される。
【0082】
以下、補給トナー入口シャッタ45の開閉動作について説明する。
まず、
図27に基づき、補給トナー入口シャッタ45の開放動作について説明する。
図27(a)に示すように、トナーカートリッジ7が現像装置4の装着部に装着されていない状態では、補給トナー入口シャッタ45は閉鎖位置にあり、シャッタ本体45aによって補給口44が閉鎖された状態となっている。この状態で、トナーカートリッジ7を装着方向B1へ挿入すると、
図27(b)に示すように、トナーカートリッジ7の押圧面22fが、シャッタ本体45aの被押圧部45hに当接する。そして、
図27(c)に示すように、トナーカートリッジ7の装着方向B1への押し込み力によって、被押圧部45hは押圧面22fによって押され、補給トナー入口シャッタ45はコイルバネ71の付勢力に抗して開放位置側へ移動開始する。
【0083】
さらに、トナーカートリッジ7を装着方向B1へ挿入すると、
図27(d)に示すように、延伸部45eの先端部にある被係止部45fが係止部4cと係止することで、補給トナー入口シャッタ45が開閉位置で係止される。このとき、シャッタ本体45aの孔部45bが補給口44と対向する位置に配置されることで、補給口44が開放状態となる。なお、補給トナー入口シャッタ45が開放位置へ移動する際、トナーカートリッジ7の当接面22fと補給トナー入口シャッタ45の係止解除部45gは当接せずにすれ違うように移動する。このようにすることで、補給トナー入口シャッタ45の開放位置への移動がスムースに行われるようにしている。
【0084】
次に、
図28に基づき、補給トナー入口シャッタ45の閉鎖動作について説明する。
図28(a)に示すように、トナーカートリッジ7が現像装置4に装着され、補給トナー入口シャッタ45が開放位置で係止された状態から、トナーカートリッジ7を取り外し方向B2へ移動させると、同図(b)に示すように、トナーカートリッジ7の当接面22hが補給トナー入口シャッタ45の係止解除部45gに当接する。当接面22hが係止解除部45gに当接すると、係止解除部45gが当接面22hに押されて、延伸部45eが下方へ撓み(
図26参照)、被係止部45fと係止部4cとの係止が解除される。
【0085】
図28(c)に示すように、被係止部45fと係止部4cとの係止が解除されると、コイルバネ71の付勢力によって、補給トナー入口シャッタ45は閉鎖位置側へ引っ張られて移動する。かくして、
図28(d)に示すように、トナーカートリッジ7を現像装置4から取り外した状態にすると、補給トナー入口シャッタ45が閉鎖位置に配置され、補給口44がシャッタ本体45aによって閉鎖された状態となる。
【0086】
かかる構成では、現像装置に対するトナーカートリッジの着脱動作に連動して、現像装置側のシャッタ(補給トナー入口シャッタ)を開閉することが可能である。これにより、シャッタの開閉操作性に優れると共に、操作者によるシャッタの開放し忘れ及び閉鎖し忘れを防止することができる。
【0087】
以下、本願発明の特徴的構成を
図29〜
図41に基づいて説明する。
本発明では、操作部材26を回動させるための支軸35を、トナーカートリッジ7だけで支持するのではなく、プロセスユニット1側でも支持するようにしている。この支持のため、支軸35の軸方向両側に嵌合部58,34を設ける一方で、プロセスユニット1の両側面1a,1bに、嵌合部58,34と嵌合する支持部54,33を設けている。
【0088】
図30は、プロセスユニット1の両側面1a、1bそれぞれに形成された支持部54,33の外周面の断面輪郭を拡大して表している。両支持部33,54の外周面は同形状であり、それぞれ円筒面の半径方向対向位置を切り落とした(Dカットした)形状を有する。具体的には、支持部33,54の外周面は、半径R1の二つの円筒面部62と、円筒面部62と同径の仮想円(二点鎖線で示す)の内径側で円筒面部同士をつなぐ接続面63と、隣接する円筒面部62と接続面63間を滑らかにつなぐ円弧状の面取り64とを有する。
【0089】
図30および
図36(a)に示すように、円筒状嵌合面62の半径R1は、第一嵌合部58の第一嵌合面58cおよび第二嵌合部34の第二嵌合面34cの円筒状嵌合面34c2の曲率半径R2と等しい(R1=R2)。また、この実施形態の接続面63は互いに平行な平坦面状をなし、二つの接続面63間の幅寸法W1は、第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34cの開放端部における幅寸法W2よりも小さい(W1<W2)。支持部33,54の外周面に形成された各面取り64のうち、奥側(
図30のA1方向)でかつ下方の面取り64aは、他の面取りの曲率半径よりも大きな曲率半径rを有する。この面取り64aは、後述のように回転する第一嵌合面58cや第二嵌合面34cとの干渉を回避する逃げ部として機能する。接続面63は、平坦面で形成する他、円筒状嵌合面62の曲率半径R1よりも大きな曲率半径を有する円筒面で形成することもできる。また、逃げ部64aを含む各面取り64は、一つの円弧で形成する他、曲率半径の異なる二以上の円筒面で形成することもできる。
【0090】
支持部33,54の接続面63は、その上方が手前側となるように傾斜させた状態にある。この時の接続面63の傾斜角度は、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外した状態における第一嵌合面58cの傾斜角度(
図9参照)および第二嵌合面34cの傾斜角度(
図14参照)と同程度である。
【0091】
図6(b)、
図7(a)、
図15、および
図29に示すように、プロセスユニット1の右側面1aには、突起状の突出部66が形成されている。この突出部66は、プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着した状態で、第一嵌合部58の外壁581の外周面を外径側から拘束するような位置に設けられる。また、
図4、
図12、および
図13に示すように、プロセスユニット1の左側面1bには、同じく突起状の突出部67が形成されている。プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着した状態では、この突出部67で第二嵌合部34の外壁341(
図9参照)の外周面が拘束される。
【0092】
次に第一嵌合部58および第二嵌合部34の構成を詳細に説明する。
第一嵌合部58に形成された外壁581は、その外周面全体が支軸35(軸部52b)の回転中心を中心とする円筒面状に形成される(
図20参照)。
図36(a)に示すように、内壁582の内周面である第一嵌合面58cは、その周方向中央部が外壁581の外周面と同軸の半円筒面状になっており、この部分で円筒状嵌合面34c2が形成される。円筒状嵌合面3c2の周方向両端はその接線方向に延びる平坦面状に形成されており、この部分で回転規制部としての非円筒状嵌合面34c1が形成される。
【0093】
図31に示すように、第一嵌合部34の外壁581と内壁582の各端面には、その周方向一部領域に切り欠き58d,58eが設けられる。この切り欠き58d,58eは、プロセスユニット1の右側面1aに設けた突出部66が、プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着する際に切り欠き58d,58eを通過するような位置に設けられる。本実施形態では、第一嵌合部の外壁581と内壁582の周方向中央部分に切り欠き58d,58eが形成されている。
【0094】
内壁582の切欠き58dの深さは、外壁581の切欠き58eの深さよりも大きい。そのため、内壁582の端面の切り欠き58dを形成した部分が、外壁581の端面および内壁582の端面のうちで最も底板部58aに近い(高さの低い)低段部を形成し、外壁582の端面の切り欠き58eを形成した部分が、その次に底板部58aに近い中段部を形成する。低段部58dおよび中段部58eを除く外壁581の端面および内壁582の端面は、底板部58aから最も離れた高段部58fを構成する。なお、外壁581および内壁582の周方向両端部の端面は、先端側ほど高さが低くなるテーパ面状とすることができる。
【0095】
低段部58dの高さは、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に装着する際に、プロセスユニット1の右側面1aに形成された突出部66が低段部58eの端面と接触することなく通過できるように設定される。その一方で、中段部58eの高さは、トナーカートリッジ7を装着する際に突出部66が中段部58eの端面と干渉し、突出部66の通過に伴って中段部58eが弾性変形するように設定される。
【0096】
次に第二嵌合部34の構成を詳細に説明する。
図9に示すように、第二嵌合部34に形成された外壁341は、その外周面全体が支軸35の回転中心を中心とする円筒面状に形成される。内壁342の内周面である第二嵌合面34cは、第一嵌合面58cと同一形状をなす。すなわち、第二嵌合面34cの周方向中央部が外壁341の外周面と同軸の円筒状嵌合面を形成し、その両端が平坦面状の非円筒状嵌合面を形成している。
【0097】
図32に示すように、第二嵌合部34の外壁341と内壁342の各端面には、その周方向一部領域に切り欠き34dが設けられる。この切り欠き34dは、第一嵌合部58と同様に、プロセスユニット1の左側面1bに設けた突出部67が、プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着する際に切り欠き34dを通過するような位置に設けられる。第一嵌合部58では、外壁581と内壁582に周方向中央部分に限って切り欠き58d、58eが設けられているが、第二嵌合部34では、外壁341および内壁342の一方の周方向中央部分から一方の先端にかけての領域が全て切り欠き34dとなっている。
【0098】
第二嵌合部34の外壁341および内壁342に設けられた切り欠き34dの切り欠き深さは同じとされる。従って、切り欠き34dは、何れも突出部67と干渉する中段部ではなく、突出部67と接触しない低段部を構成する。低段部34dを除く外壁581の端面および内壁582の端面は、底板部58aから最も離れた高段部34fを構成する。なお、外壁341および内壁342の他方の先端にかけての領域は、当該先端側ほど高さが低くなるテーパ面状とすることができる。
【0099】
以下、プロセスユニット1にトナーカートリッジ7を装着する際の動作を説明する。
トナーカートリッジ7は操作者によって斜め上方から降ろされてプロセスユニット1に装着される。この時、
図36(a)に示すように、支持部33,54と第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34cとの傾きが一致しているので、支持部33,54をスムースに第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34c内に導くことができる。また、支持部33,54の接続面63間の幅W1が第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34cの開放部の幅W2よりも小さいため、トナーカートリッジを降ろす方向が多少ずれていても、支持部33,54を第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34c内に確実に導くことができる。
【0100】
トナーカートリッジ7をプロセスユニット1の規定位置まで押し込むと、
図36(a)に示すように、支持部33,54の上側の円筒面部62が第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34cの円筒状嵌合面34c2と円筒嵌合した状態になる。この状態では、
図33(a)(b)に示すように、操作部材26を正方向に回転させてロック状態にする前でも、突出部66,67が第一嵌合部58の外周面(外壁581の外周面)を上方から拘束している。そのため、トナーカートリッジ7は上方への抜けが規制された、いわば仮保持された状態にある。このようにトナーカートリッジ7が仮保持されているため、操作者がトナーカートリッジ7をプロセスユニット1にセットしただけでロックを忘れた状態でプロセスユニット1を持ち運んだとしても、輸送中にトナーカートリッジ7がプロセスユニット1から分離することを防止することができる。従って、両者の分離によるトナーの漏れや飛散が防止される。
【0101】
この際、
図33(a)に示す突出部66は、第一嵌合部58に対して斜め下方に向かう拘束力を与え、
図33(b)に示す突出部67は第二嵌合部34に対して下方に向かう拘束力を与える。このようにトナーカートリッジ7の左右で、突出部66,67による嵌合部34,58の拘束位置を円周方向の異なる位置に設定することにより、方向の異なる二種類の拘束力をトナーカートリッジ7に作用させることができるので、プロセスユニット1をどのような姿勢で持ち運んだとしても、トナーカートリッジ7がプロセスユニット1から分離しにくくすることができる。
【0102】
トナーカートリッジ7を仮保持する過程では、プロセスユニット1の右側面に設けられた突出部66(
図29参照)が第一嵌合部58の内壁582の低段部58d、外壁581の中段部58eの順に通過する。この時、突出部66は、低段部58dに対しては接触することなく通過するが、中段部58eに対してはこれを弾性変形させて乗り越えることになる。突出部66が弾性変形部としての中段部58eを乗り越えた際には変形した段部58eが弾性復帰するため、トナーカートリッジ7を装着する使用者にクリック感が得られる。このクリック感により、使用者はトナーカートリッジが正しく装着されたことを認識することができ、そのため、トナーカートリッジ7の装着不良を未然に防止することが可能となる。
【0103】
なお、本実施形態では第二嵌合部34の低段部34dは突出部67(
図12参照)と接触しないため、トナーカートリッジ7の装着完了後も第二嵌合部34ではクリック感を生じない。第二嵌合部34でもクリック感を生じることが望まれる場合には、第二嵌合部34の外壁341に、第一嵌合部58に形成した中段部58eに相当するものを形成すればよい。
【0104】
以上に述べた仮保持状態から、操作部材26を正方向に回転させて
図34(a)(b)に示すロック状態にすると、
図36(b)に示すように、第一嵌合部58および第二嵌合部34が正方向に回転して、支持部33,54の双方の円筒面部62が第一嵌合面58cおよび第二嵌合面34cの円筒状嵌合面34c2に円筒嵌合する。この時の第一嵌合部58および第二嵌合部34の回転に伴い、突出部66,67は第一嵌合部58および第二嵌合部34を下方に押し込みながらそれらの外周面を摺動する。
【0105】
一方、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1から取り外す際には、操作部材26を逆方向に回転させる。これに伴って、第一嵌合部58および第二嵌合部34が逆方向に回転し、
図33(a)(b)に示す仮保持状態に戻る。突出部66,67が第一嵌合部58および第二嵌合部34の切欠き部58e,34dに達すると、突出部66,67から与えられた下向きの押し込み力が消失するので、第一嵌合部58および第二嵌合部34、さらにはトナーカートリッジ7が若干浮き上がる。そのため、操作者はトナーカートリッジ7のロックが解除されたことを視認することができる。
【0106】
ロック状態では、トナーカートリッジ7がプロセスユニット1に対して固定されているので、
図21に示すように、操作者は、把持部25を持って、トナーカートリッジ7とプロセスユニット1を一体のプロセスカートリッジとして扱う(操作や移動等を行う)ことができる。このとき、プロセスカートリッジは、自重と充填されているトナーによって相応の重量がある。仮に、このような重量がロック部26c1にかかると、ロック部26c1は小さな突起で構成されているがゆえ、ロックが解除されたり、ロック部26c1が破損したりする虞があるが、本発明では、重量の一部を、プロセスユニット1に設けられた支持部33,54と嵌合する第一嵌合部26eおよび第二嵌合部34bで受けているため、そのような不具合を生じることはない。
【0107】
このロック状態では、
図36(b)に示すように、嵌合面34c、58cは支持部33,54と嵌合した状態で、支持部33,54に対して2箇所で接触しているが、
図21に示すように、操作者が把持部25を持って、プロセスカートリッジをぶら下げた状態では、そのうちの一方の接触部M2が、支持部33,54の下方に位置する。この下方に位置する接触部M2において、嵌合面34c、58cが重量Wを受けることできるので、ロック部26c1への負荷を軽減し、ロック部26c1の破損を防止することができる。
【0108】
また、
図21に示すように、上記重量Wを受ける接触部M2は、操作部材26の回動中心Oの鉛直方向下方に位置している。このため、接触部M2に作用する重量Wのベクトル延長線、及び操作者がプロセスカートリッジを持ち上げる際に接触部M2に作用する持ち上げ力Fの延長線は、操作部材26の回動中心O又はその近傍を通る。このように、接触部M2に作用する重量W及び持ち上げ力Fの各ベクトル延長線が、操作部材26の回動中心O又はその近傍を通るようになっていることから、重量W及び持ち上げ力Fは、ロック部26c1のロック状態を解除する操作部材26の回動方向Hとは異なる方向に作用する。これにより、操作者がプロセスカートリッジを持ち上げた際に、そのとき操作部材26に作用する力によってロックが解除されて、トナーカートリッジ7とプロセスユニット1とが分離するのを防止することができる。
【0109】
また、本実施形態では、プロセスユニット1に対するトナーカートリッジ7の位置決めを4箇所の位置決め部で行っている。具体的には、トナーカートリッジ7を装着する際、まず、トナーカートリッジ7の左右奥側に設けられた一対の位置決め凸部29,31(
図4、
図10参照)が、プロセスユニット1の一対の突き当て部30,32(
図4参照)に突き当たることで位置決めがされる。次に、操作部材26を連係部材51の回動部52に嵌合させ、反対側の嵌合部材34をプロセスユニット1の支持部33(
図4参照)に嵌合させた状態で、操作部材26をロックする方向へ回動させる。これにより、操作部材26と第二嵌合部34とが回転することで、回動部52及び支持部33に対する位置決めがなされる。このように、本実施形態では、4箇所(左右2箇所ずつ)の位置決め箇所で、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1に対して確実に位置決めする構成としているため、プロセスユニット1をトナーカートリッジ7と一体的に着脱操作する際の操作性に優れる。
【0110】
ところで、トナーカートリッジ7をプロセスユニット1にセットした時点で、トナーカートリッジ7がねじれや傾斜によって規定位置まで押し込まれず、装着不良の状態となることが想定される。この場合、
図35(a)(b)に示すように、突出部66,67は、第一嵌合部58および第二嵌合部34の外周面に到達せず、この外周面よりも内径側の例えば外壁と内壁の間に存在することになる。この装着不良の状態では、嵌合部34,58は支持部33,54に対して嵌合不良の状態にある。具体的には、
図37(a)に示すように、支持部33,54の中心O’は嵌合部34,58の中心O(支軸35の中心)に対して芯ずれした状態となる。この状態で、操作部材26を正方向に回転させると、
図36(b)に示すように、嵌合部材34,58の非円筒状嵌合面34c1が支持部33,54に接触干渉する。これにより、非円筒状嵌合面34c1が回転規制部として機能し、それ以上の操作部材26の正方向回転を規制する。そのため、操作部材26を操作しても補給トナー出口シャッタ43が開放されることはなく、誤って操作部材26が操作された場合のトナー漏れを防止することが可能となる。
【0111】
なお、中心O−O’間の芯ずれが軽度なものであれば、操作部材26の正方向の回転による嵌合部34,58の回転で嵌合面34c、54cが支持部33,54と当接した場合でも、支持部33,54に設けた逃げ部64aの案内作用により、嵌合部34,58が芯ずれを解消する方向に自発的に姿勢修正を行う。この場合、引き続いて操作部材26を正方向に回転させることでロック状態に移行させることができるので、再度トナーカートリッジ7を入れ直す必要がなくなり、トナーカートリッジの交換作業をスムースに行うことができる。
【0112】
次に、第一嵌合部58および第二嵌合部34の第二実施形態を
図38〜
図41(a)(b)に基づいて説明する。
図39に示す第二実施形態の第一嵌合部58は、外壁581および内壁582の間に半径方向に対して傾斜したテーパ面58gを介在させたものである。このテーパ面58gは、仮保持状態からロック状態となるように操作部材26を正方向に回転させた時の、第一嵌合部58に対する突出部66の相対移動方向の下流側に向けて上り傾斜となる向きに形成されている。このテーパ面58gよりも突出部66の相対移動方向の上流側にある外壁581は、深く切り欠いた低段部58dとなっており、これによりテーパ面58gで外径側に案内された突出部66が当該低段部58dを経てスムースに第一嵌合部58の外周面に移動することができる。
【0113】
以上の構成から、プロセスユニット1に装着したトナーカートリッジ7(ロック前)に装着不良があり、
図35(a)に示すように、突出部66が外壁581と内壁582の間に存在する場合でも、操作部材26を正方向に回転させれば、突出部66が
図40(a)の破線で描く軌跡を描いて外壁581と内壁582の間を相対移動し、テーパ面58gに案内されて第一嵌合部58の外周面に達する。そのため、
図34(a)に示す正常なロック状態に移行させることができる。この場合も、支持部54に逃げ部64aを設けることで、第一嵌合面34cと支持部54との干渉、さらにはこの干渉による操作部材26の正方向回転の規制を回避することができる。以上から、トナーカートリッジ7の入れ直しの手間を省いてトナーカートリッジの交換作業をよりスムースに行うことが可能となる。
【0114】
図39に第二嵌合部34の第二実施形態を示す。この実施形態の第二嵌合部34でも、外壁341および内壁342の間に半径方向に対して傾斜したテーパ面34gが形成される。このテーパ面34gは、仮保持状態からロック状態となるように操作部材26を正方向回転させた時の、第二嵌合部34に対する突出部67の相対移動方向の下流側に向けて上り傾斜となる向きに形成されている。このテーパ面34gよりも突出部67の相対移動方向の上流側にある外壁3411は、深く切り欠いた低段部34dとなっており、これによりテーパ面34gで外径側に案内された突出部67が当該低段部34dを介してスムースに第二嵌合部34の外周面に移動することができる。かかる構成により、プロセスユニット1に装着したトナーカートリッジ7(ロック前)に装着不良があっても、第一嵌合部58と同様に、操作部材26を正方向に回転させることで、突出部67が
図40(b)に破線で描く軌跡を移動するので、
図34(b)に示す正常なロック状態に移行させることができる。
【0115】
以上の説明は、トナーカートリッジ7(ロック前)に装着不良がある場合のものであるが、以上の第二実施形態において、トナーカートリッジ7の装着時に装着不良がなく、
図41(a)(b)に示すように、装着したトナーカートリッジ7が適正に仮保持された場合は、第一実施形態で述べた作用効果と同様の作用効果を得ることができる。
【0116】
なお、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。本発明を適用可能な画像形成装置は、
図1に示すようなモノクロ画像形成装置に限らない。本発明は、
図42に示すような、複数の感光体2上の画像を、中間転写ベルト(中間転写体)60を介して用紙に間接的に転写する間接転写方式のカラー画像形成装置や、
図43に示すような、複数の感光体2上の画像を、搬送ベルト(搬送体)61で搬送される用紙に直接的に転写する直接転写方式のカラー画像形成装置などにも適用可能である。また、本発明を適用可能な画像形成装置は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等も含まれる。