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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024174282
(43)【公開日】2024-12-17
(54)【発明の名称】画像形成装置
(51)【国際特許分類】
   G03G 15/08 20060101AFI20241210BHJP
   G03G 21/18 20060101ALI20241210BHJP
【FI】
G03G15/08 340
G03G21/18 121
【審査請求】有
【請求項の数】15
【出願形態】OL
(21)【出願番号】P 2023084304
(22)【出願日】2023-05-23
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-12-09
(71)【出願人】
【識別番号】000001007
【氏名又は名称】キヤノン株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100126240
【弁理士】
【氏名又は名称】阿部 琢磨
(74)【代理人】
【識別番号】100223941
【弁理士】
【氏名又は名称】高橋 佳子
(74)【代理人】
【識別番号】100159695
【弁理士】
【氏名又は名称】中辻 七朗
(74)【代理人】
【識別番号】100172476
【弁理士】
【氏名又は名称】冨田 一史
(74)【代理人】
【識別番号】100126974
【弁理士】
【氏名又は名称】大朋 靖尚
(72)【発明者】
【氏名】佐藤 充広
(72)【発明者】
【氏名】宗次 広幸
(72)【発明者】
【氏名】西田 真一
(72)【発明者】
【氏名】尾崎 剛史
(72)【発明者】
【氏名】末次 将大
(72)【発明者】
【氏名】杉本 聡太
【テーマコード(参考)】
2H077
2H171
【Fターム(参考)】
2H077AA02
2H077AA05
2H077AA35
2H077AD02
2H077AD06
2H077BA08
2H077GA04
2H171FA02
2H171FA03
2H171FA13
2H171FA14
2H171GA06
2H171GA12
2H171JA06
2H171JA07
2H171JA23
2H171JA29
2H171JA43
2H171JA48
2H171KA06
2H171KA10
2H171KA18
2H171KA22
2H171KA23
2H171KA27
2H171QA02
2H171QA08
2H171QB32
2H171QC03
2H171SA11
2H171SA14
2H171SA22
2H171SA26
2H171WA19
(57)【要約】
【課題】トナー容器を用いて補給しやすいカートリッジが求められている。
【解決手段】 現像ローラと、トナー収容部と、を有し、前記収容部にトナーを補給するための補給口が設けられトナー容器が着脱される装着部を有し、前記カートリッジが前記収容部の上方に前記装着部がある向きで水平面に接地された姿勢を取る時、前記装着部は、前記トナー容器を下方に向けて移動させることで装着するように構成され、前記カートリッジの底面に、前記水平面に接地する第1接地部及び第2接地部及び第3接地部を有し、重力方向に見た時に、前記第1接地部と第2接地部を結ぶ第1仮想線と、前記第2接地部と前記第3接地部を結ぶ第2仮想線と、第3接地部と第1接地部を結ぶ第3仮想線と、前記第1接地部と、前記第2接地部と、前記第3接地部と、に囲われた領域を第1領域とした場合に、前記装着部の少なくとも一部が前記第1領域内にあることを特徴とする。
【選択図】 図1
【特許請求の範囲】
【請求項1】
現像ローラと、前記現像ローラに担持させるためのトナーを収容する収容部と、を有し、トナー容器が着脱可能なカートリッジにおいて、
前記収容部に対して前記カートリッジの外部からトナーを補給するための補給口が設けられた装着部であって前記トナー容器が着脱される装着部を有し、
前記カートリッジが前記収容部の上方に前記装着部がある向きで水平面に接地された姿勢を取る場合において、
前記装着部は、前記トナー容器を下方に向けて移動させることで装着するように構成されるように構成され、
前記カートリッジの底面に、前記水平面に接地するように構成された第1接地部及び第2接地部及び第3接地部を有し、
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向に見たときに、前記第1接地部と第2接地部を結ぶ第1仮想線と、前記第2接地部と前記第3接地部を結ぶ第2仮想線と、第3接地部と第1接地部を結ぶ第3仮想線と、前記第1接地部と、前記第2接地部と、前記第3接地部と、に囲われた領域を第1領域とした場合に、前記装着部の少なくとも一部が前記第1領域内にあることを特徴とするカートリッジ。
【請求項2】
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向に見たときに、前記装着部の中心が前記領域内にあることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項3】
前記装着部には、前記トナー容器の先端部が挿入される穴であって、円筒状の内周面で構成された穴が設けられ、
前記装着部の前記中心は、前記穴の中心であることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
【請求項4】
前記姿勢を取る前記カートリッジにおいて、
前記装着部は、前記トナー容器の前記装着部に対する装着方向に直交する方向の位置を決めるために前記トナー容器と係合する係合軸であって、上方に向かって突出する係合軸を有し、
前記装着部の前記中心は、前記係合軸の中心軸線であることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
【請求項5】
前記姿勢を取る前記カートリッジにおいて、前記装着部は、重力方向に延びる回転軸線を中心に回転するように構成された回転体を有し、
前記装着部の前記中心は、前記回転軸線であることを特徴とする請求項2に記載のカートリッジ。
【請求項6】
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向に見たときに、前記第1接地部は、前記装着部の少なくとも一部とオーバラップすることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項7】
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向に見たときに、前記カートリッジの重心は、前記第1領域内にあることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項8】
前記装着部は、前記現像ローラの回転軸線の方向における前記カートリッジの中央に対して前記重心よりも離れた位置にあることを特徴とする請求項7に記載のカートリッジ。
【請求項9】
前記装着部は、前記現像ローラの回転軸線の方向において、前記カートリッジの端部に設けられていることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項10】
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向にみたときに、前記第1接地部は、前記現像ローラの回転軸線の方向と、前記重力方向と、の双方に直交する方向に直交する方向の幅が前記回転軸線の方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項11】
前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向にみたときに、前記第2接地部は、前記回転軸線の方向と、前記重力方向と、の双方に直交する方向に直交する方向の幅が前記回転軸線の方向の幅よりも大きいことを特徴とする請求項10に記載のカートリッジ。
【請求項12】
前記現像ローラからトナーが供給されるように構成された感光ドラムを有することを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項13】
前記姿勢を取る前記カートリッジにおいて、前記装着部は、前記感光ドラムよりも上方にあることを特徴とする請求項12に記載のカートリッジ。
【請求項14】
前記姿勢を取る前記カートリッジにおいて、
前記第1接地部、前記第2接地部、前記第3接地部は、下方に突出していることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
【請求項15】
前記第1接地部、前記第2接地部、前記第3接地部とは異なる位置に、前記水平面に接触するように構成された第4接地部を有し、
前記姿勢を取る前記カートリッジにおいて、前記第4接地部は、下方に突出していることを特徴とする請求項14に記載のカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
電子写真方式の画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジに対してトナー容器を装着してトナーを補給する構成が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開2021-26218
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
本発明は、カートリッジを装置本体の外に取り出した場合に、トナー容器を用いて補給しやすいカートリッジの一形態を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0005】
本発明の一つの形態は、現像ローラと、前記現像ローラに担持させるためのトナーを収容する収容部と、を有し、トナー容器が着脱可能なカートリッジにおいて、前記収容部に対して前記カートリッジの外部からトナーを補給するための補給口が設けられた装着部であって前記トナー容器が着脱される装着部を有し、前記カートリッジが前記収容部の上方に前記装着部がある向きで水平面に接地された姿勢を取る場合において、前記装着部は、前記トナー容器を下方に向けて移動させることで装着するように構成され、前記カートリッジの底面に、前記水平面に接地するように構成された第1接地部及び第2接地部及び第3接地部を有し、前記姿勢を取る前記カートリッジを重力方向に見たときに、前記第1接地部と第2接地部を結ぶ第1仮想線と、前記第2接地部と前記第3接地部を結ぶ第2仮想線と、第3接地部と第1接地部を結ぶ第3仮想線と、前記第1接地部と、前記第2接地部と、前記第3接地部と、に囲われた領域を第1領域とした場合に、前記装着部の少なくとも一部が前記第1領域内にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【0006】
カートリッジを装置本体の外に取り出した場合に、トナー容器を用いて補給しやすいカートリッジを提供できる。
【図面の簡単な説明】
【0007】
図1】実施例1に係るプロセスユニット及びトナー容器の断面図
図2】実施例1に係る画像形成装置の主断面図および斜視図
図3】実施例1に係るプロセスユニットの斜視図
図4】実施例1に係るプロセスユニットの側面図、および上面図
図5】実施例1に係る装着部の分解斜視図
図6】実施例1に係る装着部の斜視図
図7】実施例1に係るトナーパックの分解斜視図
図8】実施例1に係るトナーパックの部分拡大図
図9】実施例1に係る、トナーパックが装着されたプロセスユニットの斜視図
図10】実施例1に係る、接地平面に対する3つの接地点を結ぶ直線に囲われた領域と装着部の位置との関係を示す図
図11】実施例1に係る、接地平面に対する3つ及び4つの接地点を結ぶ直線に囲われた領域と装着部の位置との関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【0008】
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0009】
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。
【0010】
<画像形成装置>
図2(a)は、実施例1に係る画像形成装置1の概略を示す主断面図である。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Pに画像を形成するモノクロプリンターである。記録材Pには、普通紙及び厚紙等の紙、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、並びに布等の、材質の異なる様々なシート材が含まれる。
【0011】
図2(a)及び図2(b)に示すように、装置本体としてのプリンタ本体2は、記録材Pにトナー像を形成する画像形成部10と、画像形成部10に記録材Pを給送するピックアップローラ65と、画像形成部10によって形成されたトナー像を記録材Pに定着させる定着部70と、排出ローラ対80と、を有している。
【0012】
画像形成部10は、スキャナユニット11(露光ユニット)と、プロセスユニット20(カートリッジ)と、転写ローラ12と、を有している。プロセスユニット20は、ドラムユニット40と、現像ユニット30と、を含む。ドラムユニット40は、感光ドラム21(像担持体)と、帯電ローラ22(帯電部材)と、前露光部材23と、を含む。現像ユニット30は、現像ローラ31(トナー担持体)を含む。転写ローラ12は、感光ドラム21に形成されたトナー像を記録材Pに転写する。
【0013】
感光ドラム21は、円筒型の感光体である。本実施例の感光ドラム21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21は、モータ(不図示)によって、回転軸線Ra1(第1回転軸線)を中心に所定の方向(図中時計周り方向)に所定のプロセススピードで回転駆動される。
【0014】
帯電ローラ22は、感光ドラム21に所定の圧接力で接触し、帯電部を形成する。また、帯電高圧電源によって所望の帯電電圧を印加されることで、感光ドラム21の表面を所定の電位に均一に帯電させる。本実施の形態では、感光ドラム21は帯電ローラ22により負極性に帯電する。前露光部材23は、帯電部で安定した放電を生じさせるために、帯電部に侵入する前の感光ドラム21の表面電位を除電する。
【0015】
スキャナユニット11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21に照射することで、感光ドラム21の表面を走査露光する。この露光により、感光ドラム21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11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21の長手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露光ユニットを採用しても良い。
【0016】
現像ユニット30は、現像ローラ31と、現像容器32と、現像ローラ31にトナーを供給可能な供給ローラ33と、を備えている。現像ローラ31及び供給ローラ33は、現像容器32によって回転可能に支持されている。また、現像ローラ31は、回転軸線Ra1の方向に延びる回転軸線Ra2を中心に回転し、感光ドラム21に対向するように現像容器32の開口部に配置されている。供給ローラ33は、現像ローラ31に回転可能に当接しており、現像容器32に収容されているトナーは供給ローラ33によって現像ローラ31の表面に塗布される。なお、現像ローラ31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33は必要としない。
【0017】
本実施例の現像ユニット30は、接触現像方式を採用している。即ち、現像ローラ31に担持されたトナー層が、感光ドラム21と現像ローラ31とが対向する現像部(現像領域)において感光ドラム21と接触する。現像ローラ31には現像高圧電源によって現像電圧が印加される。現像電圧の下で、現像ローラ31に担持されたトナーが感光ドラム21の表面の電位分布に従って現像ローラ31からドラム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。なお、本実施例では、反転現像方式を採用している。即ち、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感光ドラム21の表面領域にトナーが付着することでトナー像が形成される。
【0018】
また、本実施の形態では、粒径が6μmで、正規の帯電極性が負極性のトナーを用いている。本実施の形態のトナーは一例として重合法により生成された重合トナーを採用している。また、本実施例のトナーは磁性成分を含有せず、主に分子間力や静電気力(鏡像力)によってトナーが現像ローラ31に担持される、所謂非磁性の一成分トナーである。ただし、磁性成分を含有する一成分トナーを用いてもよい。また、一成分トナーには、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)が含まれている場合がある。また、トナー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トナーを用いてもよい。磁性を有するトナーを用いる場合、トナー担持体としては、例えば内側にマグネットが配置された円筒状の現像スリーブが用いられる。
【0019】
現像容器32には、トナーを収容するトナー収容室36(収容部)と、トナー収容室36の内部に配置される撹拌部材34と、が設けられている。撹拌部材34は、モータ(不図示)に駆動されて回動することで、現像容器32内のトナーを撹拌する現像ローラ31及び供給ローラ33に向けてトナーを搬送する。また、撹拌部材34は、現像に使用されず現像ローラ31から剥ぎ取られたトナーを現像容器32内で循環させてトナーを均一化する役割も有する。なお、撹拌部材34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良い。
【0020】
また、現像ローラ31が配置される現像容器32の開口部には、現像ローラ31に担持されるトナーの量を規制する現像ブレード35が配置されている。現像ローラ31の表面に供給されたトナーは、現像ローラ31の回転に伴って現像ブレード35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。
【0021】
次に、画像形成装置1の画像形成動作について説明する。画像形成装置1に画像形成の指令が入力されると、画像形成装置1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10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11は、入力された画像情報に基づいて、感光ドラム21に向けてレーザ光を照射する。このとき感光ドラム21は、帯電ローラ22により予め帯電されており、レーザ光が照射されることで感光ドラム21上に静電潜像が形成される。その後、現像ローラ31によりこの静電潜像が現像され、感光ドラム21上にトナー像が形成される。
【0022】
上述の画像形成プロセスに並行して、記録材Pはピックアップローラ65によって送り出され、転写ローラ12及び感光ドラム21によって形成される転写ニップに向けて搬送される。
【0023】
転写ローラ12には、転写高圧電源から転写電圧が印加され、記録材Pに感光ドラム21に担持されているトナー像が転写される。トナー像を転写された記録材Pは、定着部70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Pに定着する。定着部70を通過した記録材Pは、排出部材としての排出ローラ対80によって画像形成装置1の外部に排出され、プリンタ本体2の上部に形成された積載部としての排出トレイ81に積載される。
【0024】
プリンタ本体2の上部には、積載トレイとしてのトップカバー82が設けられており、トップカバー82の上面には、積載面としての排出トレイ81が形成されている。トップカバー82は、回転軸83を中心に開閉可能にプリンタ本体2に支持されている。トップカバー82は、プロセスユニット20をプリンタ本体2に対して着脱する際にプロセスユニット20が通過する開口を開放する開位置と、閉じる閉位置と、の間を移動可能である。なお、本実施例においては、画像形成装置1から取り出された状態のプロセスユニット20に対して、ユーザがトナーパック100(図2(a)(b)参照)を装着してトナーを補給する方式(以下、直接補給方式と記す)を採用している。プロセスユニット20は、トナーパック100を用いたトナー補給が完了した後に、プロセスユニット20からトナーパック100が離脱した状態でプリンタ本体2に装着される。このため、直接補給方式の画像形成装置1は、トナーパック100をプロセスユニット20に装着した状態でプリンタ本体2に装着する構成の画像形成装置よりも小型化し易くなる。
【0025】
更に、直接補給方式は、プロセスユニット20を交換する構成と比較すると、感光ドラム21や現像ローラ31を交換する必要が無いもしくは交換する頻度を低くできるので、印字コストが安くなる。なお、画像形成装置1及びトナーパック100は、画像形成システム1000を構成している。
【0026】
<プロセスユニット>
図1乃至図6図9を用いてプロセスユニット20の構成について説明する。図9(a)は、プロセスユニット20の装着部106に対してトナーパック100を装着する途中の状態の、プロセスユニット20及びトナーパック100の斜視図である。図9(b)は、装着部106に対するトナーパック100の装着が完了した状態のプロセスユニット20及びトナーパック100の斜視図である。図1は、図9(b)に示す断面CSである。図3(a)は、プロセスユニット20の斜視図である。図3(b)は、図3(a)と異なる視点から見たプロセスユニット20の斜視図である。図4(a)は、プロセスユニット20の側面図である。図4(b)は、プロセスユニット20の上面図である。図5は、プロセスユニット20の装着部106の分解斜視図である。図6(a)は、装置側シャッタ109が閉じられた状態の装着部106の斜視図である。図6(b)は、装置側シャッタ109が開放された状態の装着部106の斜視図である。
【0027】
図1図3、及び図4(a)に示すように、プロセスユニット20は、ドラムユニット40と、現像ユニット30と、付勢部材50と、を備える。
【0028】
ドラムユニット40は、回転軸線Ra1を中心に回転可能な感光ドラム21と、帯電ローラ22と、前露光部材23と、を有する。現像ユニット30は、現像ローラ31と、供給ローラ33と、撹拌部材34と、現像容器32と、装着部106と、を有する。現像ユニット30は、図4(a)に示すように、ボス30aがドラムユニットの穴40bに係合することで、ドラムユニット40によって回転可能に支持されている。ボス30aは、現像ユニット30の回転軸線Ra1の方向の端部から回転軸線Ra1の方向に延びている。
【0029】
付勢部材50は、現像ローラ31が感光ドラム21に接触するように、ボス30aを中心に現像ユニット30がドラムユニット40に対して回転するように現像ユニット30を付勢する。
【0030】
装着部106は、トナーパック100が装着される部分であり、現像ユニット30に設けられている。装着部106には、図6に示すようにトナーパック100の先端部が挿入される穴106aが設けられている。装着部106は、現像ローラ31の回転軸線Ra2の方向におけるプロセスユニット20(現像容器32)の中央に対して重心cgよりも離れた位置に設けられている。装着部106は、現像ローラ31の回転軸線Ra2の方向においてプロセスユニット20(現像容器32)の端部に設けられている。また、接地平面G(水平面)に接地されたプロセスユニット20の装着部106は、回転軸線Ra1の方向に見ると、感光ドラム21の回転軸線Ra1よりも上方にある。
【0031】
装着部106は、図5に示すように、第一枠体107と、装置側シャッタ109(回転体)と、操作レバー108と、カバー部材110と、第二枠体117と、を含む。
【0032】
装置側シャッタ109は、第一枠体107に対して回転軸線Bを中心に回転可能に構成され、上方が開放された円筒状の部材である。回転軸線Bに沿って延びる装置側シャッタ109の側面に、外周円筒面109fと、回転軸線Bと交差する方向に外周円筒面109fを貫通した受入口109aと、外周円筒面109fに対して回転軸線Bに近づく方向に凹んだ被駆動伝達部109eと、が設けられている。
【0033】
第一枠体107にはカバー部材110と第二枠体117が固定されている。第一枠体107は、内周円筒面107cから回転軸線Bに向かって突出するノズル位置決め部107aが設けられている。
【0034】
装置側シャッタ109は、外周円筒面109fが第一枠体107の内周円筒面107cによって回転可能に支持されることによって、回転軸線Bを中心に回転できる。装置側シャッタ109の底面には、回転軸線Bと同軸上に設けられた係合軸109hであって、上方に向かって延びる係合軸109hが設けられている。係合軸109hの外周には、上方を向いた被当接面109gが設けられている。装置側シャッタ109の受入口109aの周囲には装置側シール111が貼り付けられている。
【0035】
操作レバー108は、トナーパック100の先端部が挿入される穴106aを構成する内周面108cと、回転軸線Bに直交する方向の外側に突出する操作部108bと、内周面108cから回転軸線Bに向かって突出するシャッタ係合部108aと、を有する。
【0036】
第二枠体117は、装置側開口117a(補給口)が設けられており、現像容器32に設けられたトナー収容室36と連通している。
【0037】
装置側シャッタ109は、回転軸線Bを中心に回転することによって第1位置と第2位置の間を移動する。第1位置は、図6(a)に示すように、受入口109aと装置側開口117aが連通しない非連通位置である。第2位置は、図6(b)に示すように、受入口109aと装置側開口117aが連通する連通位置である。
【0038】
なお、プロセスユニット20は、必ずしも感光ドラム21を含んでいる必要はなく、装着部106を含む現像ユニット30がプリンタ本体2に対して着脱される構成であっても構わない。この場合、感光ドラム21を含むドラムユニット40は、プリンタ本体2に括り付けであっても構わないし、プリンタ本体2に対して現像ユニット30とは独立して着脱可能な構成であっても構わない。
【0039】
<トナーパック>
図7及び8を用いてトナーパック100の構成について説明する。図7(a)は、トナーパック100の分解斜視図である。図7(b)は、図7(a)とは異なる視点から見たトナーパック100の分解斜視図である。図8(a)は、パック側シャッタ103が閉位置にある場合のトナーパック100の部分斜視図である。図8(b)は、パック側シャッタ103が開位置にある場合のトナーパック100の部分斜視図である。
【0040】
トナーパック100は、収容部101と、ノズル102と、パック側シャッタ103と、を有する。パック側シャッタ103の回転軸線Aの方向において、一端側には収容部101が設けられ、他端側にはトナーパック100の先端部としてのノズル102が設けられている。つまり、収容部101とノズル102は、回転軸線Aの方向に整列している。
【0041】
本実施例の収容部101は、可撓性のポリプロピレンシートで袋状に形成されている。収容部101は、パウチ加工によって袋状に形成されているものの、これに限定されない。
【0042】
ノズル102は、回転軸線Aの方向に沿って延びる側面102cであって排出口102aが設けられた側面102cを有する。排出口102aは、収容部101の内部と連通し、収容部101の内部に収容されたトナーがトナーパック100の外部に排出される際にトナーが通過する開口である。排出口102aは、回転軸線Aに交差する方向に向けて開口している。
【0043】
パック側シャッタ103は、ノズル102の回転軸線Aに直交する方向にけるノズル102の外側に設けられている。パック側シャッタ103には略矩形状のパック側シール105が取り付けられている。パック側シャッタ103は、パック側シール105が排出口102aを遮蔽する遮蔽位置と、排出口102aを開放する開放位置と、の間を移動可能に構成されている。図8(a)に示す遮蔽位置にあるパック側シャッタ103が回転軸線Aを中心に矢印K方向に回転させられると、図8(b)に示す開放位置に至る。パック側シャッタ103を開放位置から矢印L方向に回転させると遮蔽位置に至る。
【0044】
ノズル102には、図7(b)に示すように、側面102cに対して回転軸線Aに近づく方向に凹んだ凹部102e(シャッタ係合部)が設けられている。また、ノズル102は、回転軸線Aが重力方向を向き且つノズル102が収容部101の下方にある所定の向きにトナーパック100が方向付けられた場合において、ノズル102の底面から下方に突出する突出部104を有する。突出部104には、回転軸線Aを中心とする内周面104a1で構成された穴104aが設けられている。また、突出部104の先端には、下方を向いた当接面104b(先端面)が設けられている。
【0045】
また、回転軸線Aの方向に見たときにノズル102の側面102cより外側に形成されるパック側シャッタ103の側面103dには開口103aが設けられている。パック側シャッタ103が閉鎖位置にあるとき、開口103aからノズル102の凹部102eが露出する。この状態からパック側シャッタ103が矢印K方向に回転させられると、パック側シャッタ103は開放位置に至り、開口103aからノズル102の排出口102aが露出する。パック側シャッタ103には、図7(b)に示すように、側面103dに対して回転軸線Aに近づく方向に凹んだ駆動伝達部103bが設けられている。
【0046】
<プロセスユニットの接地点>
トナーパック100をプロセスユニット20に装着する前に、プロセスユニット20をプリンタ本体2から取り出して接地平面Gに接地させる必要がある。プロセスユニット20に設けられた接地点について図4を用いて説明する。
【0047】
図4(b)に示すように、プロセスユニット20の底面には、第1接地点32b(第1接地部)、第2接地点32c(第2接地部)、第3接地点32d(第3接地部)、第4接地点32e(第4接地部)(以下、第1~第4接地点と記す)が設けられている。
【0048】
第1接地点32b第1~第4接地点は、装着部106が現像容器32の上方にある向き(所定の向き)にプロセスユニット20を方向付けた場合において、プロセスユニット20の底面に設けられている。本実施例においては、現像容器32の底面に第1~第4接地点が設けられている。本実施例の第1~4接地点は、図3(b)及び図4(a)に示すように、現像容器32の底面から下方に向かって突出する突出部である。本実施例の第1~4接地点は、現像ローラ31の回転軸線Ra2の方向と、重力方向gと、の双方に直交する方向に直交する方向の幅が回転軸線Ra2の方向の幅よりも大きい。なお、第1~4接地点の形状は、本実施例の形状に限定されない。
【0049】
第1接地点32bは、重力方向gに見たときに、第1~4接地点のうち装着部106に最も近い位置にある接地点である。第2接地点32cは、回転軸線Ra1の方向において、装着部106がある側の端部に設けられている。また、第2接地点32cは、回転軸線Ra1に直交する方向において、第1接地点32bよりも感光ドラム21(現像ローラ31)に近い位置にある。第3接地点32dは、回転軸線Ra1の方向において、装着部106がある側の端部と反対側の端部に設けられている。第3接地点32dは、回転軸線Ra1に直交する方向において、第1接地点32bと同じ位置にある。第4接地点32eは、回転軸線Ra1の方向において、装着部106がある側の端部と反対側の端部に設けられている。また、第2接地点32cは、回転軸線Ra1に直交する方向において、第1接地点32bよりも感光ドラム21(現像ローラ31)に近い位置にある。
【0050】
本実施例においては、プロセスユニット20を所定の向きで接地平面Gに対して接地させた場合、第1~4接地点のうち第1接地点32bを含む3点が接地平面Gに接触するように構成されている。プロセスユニット20に対して、上方から不用意な外力が加わった場合においては、第1~4接地点の全てが接地するように構成されている。
【0051】
第1接地点32bを含む3つの接地点は、不用意な外力が加わった時に接地するように構成された残りの1つの接地点よりも突出高さが高くなるように構成されていても構わない。
【0052】
なお、本実施例の第1~4接地点は、現像容器32を構成する樹脂枠体と一体的に構成されているものの、第1~4接地点の少なくとも一つを弾性部材で構成することによって、不用意な外力が働かない通常時であっても4つの接地点全てが接地平面Gに接地するように構成しても構わない。第1~4接地点のうち一部がドラムユニット40の底面にあっても構わない。
【0053】
<トナーパックの装着部への装着>
図1及び図9を用いてトナーパック100の装着部106への装着について説明する。図9(a)は、プロセスユニット20の装着部106に対してトナーパック100を装着する途中の状態の、プロセスユニット20及びトナーパック100の斜視図である。図9(b)は、装着部106に対するトナーパック100の装着が完了した状態のプロセスユニット20及びトナーパック100の斜視図である。
【0054】
図9(a)に示すように、トナーパック100は、回転軸線Aが重力方向を向き且つ収容部101がノズル102の上方にある姿勢で下方に移動させて装着部106に装着する。本実施例においては、矢印N方向で示されるトナーパック100の装着方向は、重力方向である。装置側シャッタ109が非連通位置にある装着部106に対して、パック側シャッタ103が閉鎖位置にあるトナーパック100を矢印N方向に挿入する。この際に、パック側シャッタ103の駆動伝達部103bが装置側シャッタ109の被駆動伝達部109e及び操作レバー108のシャッタ係合部108aと係合する。
【0055】
更に、トナーパック100を装着部106に装着した際に、図1に示すように、突出部104の当接面104bが装着部106の係合軸109hの被当接面109gに当接する。これによって、矢印N方向(重力方向)におけるトナーパック100の装着部106(プリンタ本体2)に対する位置が決まる。また、装着部106の係合軸109hとトナーパック100の突出部104の穴104aが嵌合することで、トナーパック100の装着部106に対する装着方向に垂直な方向の位置が決まる。これによって、パック側シャッタ103の回転軸線Aと、装置側シャッタ109の回転軸線Bと、が略同軸となる。
【0056】
図6(a)及び図6(b)に示すように、ユーザが操作レバー108の操作部108bを掴んで操作レバー108をK方向に回転させると、シャッタ係合部108aがパック側シャッタの103の駆動伝達部103bに回転駆動力を伝達し、パック側シャッタ103が回転させられる。そして、パック側シャッタ103の回転によって、駆動伝達部103bが装置側シャッタ109の被駆動伝達部109eに回転駆動力を伝達し、装置側シャッタ109が回転させられる。この時、装置側シャッタ109が第1位置(非連通位置)から第2位置(連通位置)へ移動し、パック側シャッタ103が閉鎖位置から開放位置に移動する。以上説明した操作によって、トナーパック100の収容部101とトナー収容室36は、排出口102a、受入口109a、および装置側開口117aを介して連通する。
【0057】
この状態において、トナーパック100の収容部101に対して外部から力を加えて収容部101を変形させることで、収容部101のトナー(不図示)は、現像容器32のトナー収容室36に供給される。
【0058】
<接地点のレイアウト>
トナーパック100が装着部106に装着される時に、トナーパック100の突出部104の当接面104bが装着部106の係合軸109hの被当接面109gに当接する。これによって、係合軸109hの被当接面109gは、トナーパック100から装着力Fを受けることになる。つまり、プロセスユニット20は、接地平面Gに接地された状態において、装着部106を介して装着力Fを受けることになる。そこで、トナーパック100が装着部106に装着される時に、プロセスユニット20は、姿勢が安定していることが好ましい。本実施例は、トナーパック100が装着部106に装着される時にプロセスユニット20の姿勢が安定するように、第1~4接地点が設けられている。
【0059】
本実施例における第1~4接地点のレイアウトについて、図4(b)及び図10及び11を用いて説明する。図10及び図11は、第1~4接地点と、装着部106の被当接面109gと、係合軸109の中心軸線(中心、回転軸線B)と、プロセスユニット20の重心cgと、を接地平面Gに投影した図である。
【0060】
図4(b)、図10図11に示すように、第2接地点32c及び第3接地点32d及び第4接地点32eのうちのいずれか2つと、第1~4接地点のうち装着部106に最も近い位置にある第1接地点32bと、これらを通る仮想線と、で囲われた領域(第1領域)をm1とする。第1~4接地点と、これらを通る仮想線と、で囲われた領域(第2領域)をm2とする。仮想線は領域m1と領域m2がそれぞれ最も広くなるように引くこととする。
【0061】
図10(a)における領域m1は、第1接地点32bと第2接地点32cを結んだ仮想線VL1(第1仮想線)と、第2接地部32cと第3接地点32dを結んだ仮想線VL2(第2仮想線)と、第3接地点32dと第1接地点32bとを結んだ仮想線VL3(第3仮想線)と、第1~第3接地点と、に囲われた領域である。図10(b)における領域m1は、第1接地点32bと第4接地点32eを結んだ仮想線VL4と、第3接地点32dと第4接地点32eとを結んだ仮想線VL5と、第3接地点32dと第1接地点32bとを結んだ仮想線VL3と、第1接地点32b、第3接地点32d、第4接地点32eと、に囲われた領域である。図11(a)における領域m1は、第1接地点32bと第2接地点32cとを結んだ仮想線VL1と、第2接地部32cと第4接地点32eとを結んだ仮想線VL7と、第4接地点32eと第1接地点32bとを結んだ仮想線VL6と、第1接地点32bと、第2接地点32cと、第4接地点32eと、に囲われた領域である。
【0062】
図11(b)における領域m2は、第1接地点32bと第2接地点32cを結んだ仮想線VL1と、第2接地部32cと第4接地点32eを結んだ仮想線VL7と、第4接地点32eと第3接地点32dを結んだ仮想線VL5と、第1接地点32bと第3接地点32dを結んだ仮想線VL3と、第1~4接地点に囲われた領域である。
【0063】
また、図10及び図11に示すように、装着部106の被当接面109gがトナーパック100の突出部104の当接面104bと当接して押圧される領域を領域nとする。更に、領域nにおいて被当接面109g(装着部)が受ける力を装着力Fとし、装着力Fが作用する作用点(領域nの中心)を作用点F1とする。本実施例においては、作用点F1は、係合軸109hの中心軸線であり、装置側シャッタ109の回転軸線Bであり、トナーパック100のノズル102が挿入される装着部106の穴106aの中心でもある。
【0064】
本実施例は、図10(a)、図10(b)、図10(c)のいずれかのように、領域m1内(領域m1を形成する仮想線上も含む)に装着部106の穴106aの少なくとも一部があるように、接地平面Gに接地する3つの接地点が配置されている。これによって、トナーパック100が装着部106に装着されて装着力Fがプロセスユニット20に加わる場合において、プロセスユニット20が不安定な姿勢になることを抑制することができる。また、領域m1内(領域m1を形成する仮想線上も含む)に領域nもしくは作用点F1があるように、接地平面Gに接地する3つの接地点が配置されていることがプロセスユニット20の安定的姿勢を実現するために好ましい。更に、図10(a)、図10(b)、図10(c)に示すように、領域m1内にプロセスユニット20の重心cgがあるように、接地平面Gに接地する3つの接地点が配置されていることがプロセスユニット20の安定的な姿勢を実現するために好ましい。また、重力方向に見ると、第1接地点32bは、装着部106の穴106aとオーバラップしている。従って、トナーパック100の装着力Fが大きい場合であっても、作用点F1に近い位置にある第1接点部32bでプロセスユニット20を支えることができる。
【0065】
また、不用意な外力が加わった場合にのみ接地するように、図10(a)、図10(b)、図10(c)においてはそれぞれ、第4接地点32e、第2接地点32c、第3接地点32dが設けられている。不用意な外力がプロセスユニット20に加わることによって、これらが接地平面Gに接地した場合において、図11(b)に示すように、領域m2内(領域m2を形成する仮想線上も含む)に装着部106の穴106の少なくとも一部があるように構成されていることがプロセスユニット20の安定的な姿勢を実現するために好ましい。領域m2内に領域nもしくは作用点F1があることがプロセスユニット20の安定的な姿勢を実現するために好ましい。なお、図10(a)、図10(b)、図10(c)においてそれぞれ、第4接地点32e、第2接地点32c、第3接地点32dが設けられていない構成であっても構わない。
【符号の説明】
【0066】
1 画像形成装置
20 プロセスユニット
21 感光ドラム
30 現像ユニット
31 現像ローラ
32 現像容器
32b 第1接地点
32c 第2接地点
32d 第3接地点
32e 第4接地点
40 ドラムユニット
100 トナー容器
106 装着部
106a 装着部の穴
m1 第1領域
cg 重心
Ra1 感光ドラムの回転軸線
Ra2 現像ローラの回転軸線
図1
図2
図3
図4
図5
図6
図7
図8
図9
図10
図11