説明

カートリッジおよび画像形成装置

【課題】 現像剤搬送部材の搬送方向下流側にトナーの凝集が発生すると、現像剤搬送部材の駆動初期にかかる負荷が高くなる。
【解決手段】 現像剤収容部15の内部に移動可能に設けられ、現像剤収容部15を仕切る仕切り部材50と、現像剤収容部50に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送部材25と、仕切り部材50を移動させるための被操作部54aと、を有し、カートリッジを前記装置本体に装着する際に、被操作部54aは、装置本体に接触することで、仕切り部材50を、所定の第1の位置から、第1の位置よりも前記現像剤収容部の容積を広げる第2の位置へ移動させることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、画像形成装置および画像形成装置に着脱可能なカートリッジに関する。
【0002】
ここで、画像形成装置とは、記録媒体に画像を形成するものである。例えば、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザービームプリンタなど)、電子写真ファクシミリ装置が含まれる。
【0003】
また、記録媒体とは、画像を形成される物であって、例えば、記録シート、OHPシート等である。
【0004】
カートリッジとは画像形成装置に用いられる機構の一部を、画像形成装置本体に対して着脱可能としたものである。
【背景技術】
【0005】
従来、画像形成装置において、電子写真感光体、及び、これに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。プロセスカートリッジ方式は、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるため、操作性を向上できる。
【0006】
プロセスカートリッジは、クリーニングユニットと現像ユニットから形成される。クリーニングユニットは、像担持体としての電子写真感光体ドラム、電子写真感光体ドラムの表面を清掃するクリーニング部材等を有する。現像ユニットは、電子写真感光体ドラムに現像剤を供給する現像ローラ、現像剤を収容する現像剤収容部等を有する。
【0007】
一方、プロセスカートリッジ方式の一つとして、現像剤補給方式が知られている。この方式は、現像剤補給カートリッジの現像剤補給開口とプロセスカートリッジの現像剤受入開口を接続し、現像剤補給カートリッジからプロセスカートリッジへ現像剤を補給する構成を取っている。
【0008】
現像剤補給方式において、現像剤補給カートリッジから補給された新しい現像剤と、現像ユニット内の古い現像剤が不均一に混ざると画像弊害を起こす。そこで、現像剤補給方式のプロセスカートリッジは、以下の構成が取られている(例えば、特許文献1)。
【0009】
現像ユニットは、現像部と現像剤収容部に分けられる。現像部と現像剤収容部は、現像剤感光体ドラムの回転軸方向(以下、「長手方向」という)の両端に設けられた開口によって接続している。現像部と現像剤収容部には、それぞれ現像剤を搬送するための現像剤搬送部材としてのスクリューや現像剤攪拌部材としてのシート部材が設けられている。現像剤搬送部材と現像剤攪拌部材は、長手方向に現像剤を搬送する。このように、現像ユニット内で現像剤を循環させることで、新しい現像剤と古い現像剤を均一に混ぜている。
【0010】
また、未使用のプロセスカートリッジには所定量現像剤が充填されていることが一般的である。このような未使用のプロセスカートリッジの現像剤収容部内の現像剤は、製造場所からユーザ先までの物流時の振動によって、押し固められ、凝集する場合がある。特に、物流時のプロセスカートリッジが、その長手方向を鉛直方向と平行にする姿勢をとり、且つ、現像剤搬送部材の搬送方向下流側を下に向けると、現像剤が現像剤搬送部材の搬送方向下流側に溜まり凝集してしまう場合がある。
【0011】
この状態で、画像形成装置本体内での駆動伝達が行われると、現像剤搬送部材が回転し、現像剤が搬送されるため、凝集した現像剤が搬送方向下流側へ更に押し固められてしまう。このため、現像剤搬送部材の負荷トルクが上昇してしまう可能性がある。
【0012】
その対策として、特許文献2のように現像剤攪拌部材と現像剤搬送部材の駆動ギア列上にクラッチを設けた構成がある。
【0013】
同一の駆動源で現像剤攪拌部材と現像剤搬送部材を駆動させる場合において、駆動源に過負荷がかかった場合には、クラッチによって現像剤搬送部材の回転を止めて、現像剤攪拌部材のみを回転させる構成である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0014】
【特許文献1】特開2010−014890号公報(第14頁 第4図)
【特許文献2】特開平11‐160985号公報(図1)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0015】
本発明は上記構成を更に発展させたものである。すなわち、現像剤を収容したカートリッジの使用開始時において、現像剤の凝集を緩和することで、現像剤搬送部材を安定して駆動させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0016】
上記目的を達成するため、本出願に係る代表的な手段は、画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、現像剤を収容するための現像剤収容部と、前記現像剤収容部の内部に移動可能に設けられ、前記現像剤収容部を仕切る仕切り部材と、前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、前記仕切り部材を移動させるための被操作部と、を有し、前記カートリッジを前記装置本体に装着する際に、前記被操作部は、前記装置本体に接触することで、前記仕切り部材を、所定の第1の位置から、前記第1の位置よりも前記現像剤収容部の容積を広げる第2の位置へ移動させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0017】
以上説明したように、現像剤を収容したカートリッジの使用時に、現像剤の凝集を緩和することで、現像剤搬送部材を安定して駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【0018】
【図1】本発明の実施の形態における、未使用プロセスカートリッジの輸送後の状態を示す模式断面図である。
【図2】本発明の実施の形態における、カラー電子写真画像形成装置の概略を示す断面模式図である
【図3】本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である
【図4】本発明の実施の形態における、画像形成装置内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図である
【図5】本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジの全体像を示す斜視図である
【図6】本発明の実施の形態における、現像剤補給カートリッジの構成を示す斜視図である
【図7】本発明の実施の形態における、現像ユニットの構成を示す模式断面図である
【図8】本発明の実施の形態における、現像ユニットの駆動列の構成を示す模式断面図である
【図9】本発明の実施の形態における、仕切り部材の構成を示す分解斜視図である
【図10】本発明の実施の形態における、未使用時のプロセスカートリッジの状態を示す、部分断面図である
【図11】本発明の実施の形態における、画像形成装置本体装着後のプロセスカートリッジの状態を示す、部分断面図である
【図12】本発明の実施の形態における、プロセスカートリッジの、画像形成装置本体への装着方法を示す斜視図である
【発明を実施するための形態】
【0019】
以下、本発明に係るプロセスカートリッジ、及び、現像剤補給カートリッジを用いるカラー画像形成装置について、図面に則して説明する。
【0020】
<実施例1>
[画像形成装置の全体構成]
最初に、画像形成装置の全体構成について、図2、図3を参照して説明する。図2は、カラー電子写真画像形成装置の概略を示す断面模式図である。図3は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。
【0021】
図2に示す画像形成装置100は、電子写真画像形成プロセスを用いた4色フルカラーレーザビームプリンタであり、記録媒体Sにカラー画像形成を行う。画像形成装置100は、プロセスカートリッジ方式である。この方式は、プロセスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTを画像形成装置本体100Aに取り外し可能に装着して、記録媒体Sにカラー画像を形成するものである。
【0022】
以下の説明において、画像形成装置本体(以下、「装置本体」という)とは、画像形成装置の構成からプロセスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTを除いた装置構成部分のことである。
【0023】
装置本体100Aには、第1〜第4のプロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)、及び、現像剤補給カートリッジTC(TC(Y)・TC(M)・TC(C)・TC(K))を水平方向に並べて配設している。各プロセスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTは、互いに同様の電子写真画像形成プロセス機構を有しており、現像剤の色や、現像剤の充填量が各々異なるものである。プロセスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTには、それぞれ装置本体100Aから回転駆動力が伝達される。また、プロセスカートリッジPには、装置本体100Aからバイアス(帯電バイアス、現像バイアス等)が供給される。プロセスカートリッジP、及び、現像剤補給カートリッジTは、それぞれ独立に装置本体100Aに着脱可能である。
【0024】
本実施例における各プロセスカートリッジPは、図3に示すように、クリーニングユニット1と現像ユニット10から形成される。クリーニングユニット1は、像担持体としての電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と称す)2と、感光体ドラム2に作用する帯電ローラ3、及び、クリーニング部材6を備える。現像ユニット10は、感光体ドラム2上の静電潜像を現像するための現像手段を有する。クリーニングユニット1と、現像ユニット10とは、互いに揺動可能に結合されている。
【0025】
第1のプロセスカートリッジPYは、現像容器14の一部である現像剤収容部15内にイエロー(Y)の現像剤を収容しており、感光体ドラム2にY色の現像剤像を形成する。同様に、第2のプロセスカートリッジPMは、マゼンタ(M)、第3のプロセスカートリッジPCは、シアン(C)、第4のプロセスカートリッジPKは、ブラック(K)の現像剤を収容している。
【0026】
一方、第1の現像剤補給カートリッジTC(Y)は、補給枠体40内にイエロー(Y)の現像剤を収容しており、同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジPYにY色の現像剤を補給する。同様に、現像剤補給カートリッジTC(M)、(C)、(K)には、それぞれマゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の現像剤を収容しておいる。現像剤補給カートリッジTC(M)、(C)、(K)はそれぞれ同色の現像剤を収納したプロセスカートリッジPM、PC、PKに現像剤を補給する。
【0027】
図3に示すように、現像剤補給カートリッジTCの補給枠体40には、プロセスカートリッジPに現像剤を補給するための現像剤補給開口43が設けられている。プロセスカートリッジPの現像剤収容部15には、現像剤補給開口43に対応した現像剤受入開口23が設けられている。装置本体100AにプロセスカートリッジPと、現像剤補給カートリッジTCが装着されると、現像剤補給開口43と現像剤受入開口23は、連通し、現像剤補給カートリッジTCからプロセスカートリッジPへ現像剤が補給される。
【0028】
なお、プロセスカートリッジPと現像剤補給カートリッジTCの詳細は、後述する。
【0029】
プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の上方には、図2に示すように、露光手段としてのレーザスキャナユニットLBが配設されている。レーザスキャナユニットLBは、画像情報に対応してレーザ光Lを出力する。レーザ光Lは、感光体ドラム2の表面を走査露光する。
【0030】
プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の下方には、一次転写部材としての中間転写ベルトユニット110が配設されている。中間転写ベルトユニット110は、可撓性を有する無端の転写ベルト111と、転写ベルト111を張設して回動させる駆動ローラ112、従動ローラ113、二次転写対向ローラ114を有する。各プロセスカートリッジPの感光体ドラム2は、転写ベルト111に接している。感光体ドラム2と転写ベルト111の接触部N1が一次転写部である。転写ベルト111の内側には、感光体ドラム2に対向させて一次転写ローラ115を配設している。二次転写対向ローラ114に対向する位置には、二次転写部材としての二次転写ローラ117が配置されている。転写ベルト111と二次転写ローラ117の接触部N2が二次転写部である。
【0031】
中間転写ベルトユニット110の下方には、給送ユニット120が配設されている。給送ユニット120は、記録媒体Sを収容した給送トレイ121、給出ローラ122を有する。
【0032】
装置本体100A内の上方には、定着ユニット130が配設されている。装置本体100Aの上面は、排出トレイ100bとなっている。
【0033】
[画像形成動作]
次に、フルカラー画像の形成動作について、図2を用いて説明する。図2は、カラー電子写真画像形成装置の概略を示す断面模式図である。
【0034】
フルカラー画像の形成動作は、以下の通りである。
【0035】
第1〜第4の各プロセスカートリッジP(PY・PM・PC・PK)の感光体ドラム2が図2の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。転写ベルト111は、矢印Bの方向(感光体ドラム回転に順方向)に回転駆動される。このとき、転写ベルト111の速度は、感光体ドラム2の速度に対応している。同時にレーザスキャナユニットLBが駆動される。
【0036】
レーザスキャナユニットLBの駆動に同期して、各プロセスカートリッジPの帯電ローラ3が所定の極性・電位で感光体ドラム2の表面を一様に帯電する。レーザスキャナユニットLBは、各色の画像信号に応じたレーザ光Lで各感光体ドラム2の表面を走査露光する。これにより、各感光体ドラム2の表面に対応色の画像信号に応じた静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像ローラ11により現像される。ここで現像ローラ11は、静電潜像を現像するための現像剤(トナー)を担持する現像剤担持体である。
【0037】
上記の画像形成動作により、第1のプロセスカートリッジPYの感光体ドラム2には、Y色の現像剤像が形成される。そして、Y色の現像剤像が転写ベルト111上に一次転写される。同様に第2のプロセスカートリッジPM、第3のプロセスカートリッジPC、第4のプロセスカートリッジPKの現像剤像が転写ベルト111上に重畳され、4色フルカラーの未定着の現像剤像が形成される。
【0038】
一方、給送トレイ121に収容されている記録媒体Sが所定の制御タイミングで給送される。二次転写部N2に導入された記録媒体Sの表面に転写ベルト111上の4色フルカラーの現像剤像が一括転写される。
【0039】
記録媒体Sは、転写ベルト111の表面から分離されて定着ユニット130へ導入される。そして、定着ニップ部で加熱・加圧される。これにより、現像剤像が記録媒体Sに定着される。その後、定着済みの記録媒体Sが排出トレイ100bに搬送されることでフルカラー画像の形成動作が完了する。
【0040】
[プロセスカートリッジの全体的な構成]
次に、プロセスカートリッジPの全体構成について、図3、図4、図5を用いて説明する。図3は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図4は、装置本体内におけるプロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの全体像を示す斜視図である。図5は、プロセスカートリッジの全体像を示す斜視図である。
【0041】
最初に、クリーニングユニット1について説明する。クリーニングユニット1は、クリーニング枠体7に、感光体ドラム2と、帯電ローラ3と、クリーニング部材6を有している。
【0042】
感光体ドラム2は、クリーニング枠体7によって回転可能に支持されている。感光体ドラム2の一端には、図4に示すように、ドラム駆動カップリング2aが設けられている。感光体ドラム2とドラム駆動カップリング2aは、一体的に形成されている。ドラム駆動カップリング2aは、装置本体100Aのカップリング(不図示)と係合する。ドラム駆動カップリング2aに装置本体100Aの駆動モータ(不図示)の駆動力の伝達されることで、感光体ドラム2が図3の矢印A方向に所定の速度で回転駆動される。
【0043】
帯電ローラ3は、感光体ドラム2に接触しながら従動回転する。帯電ローラ3は、図3に示すように、帯電ローラ軸受4を介して、クリーニング枠体7に取り付けられる。帯電ローラ3は、帯電ローラ3の回転中心と感光体ドラム2の回転中心を結ぶ線に沿って、矢印E方向に移動可能に取り付けられる。帯電ローラ3の回転軸3aは、帯電ローラ軸受4に回転可能に支持されている。帯電ローラ軸受4は、帯電ローラ加圧部材5によって感光体ドラム2に向かって付勢される。
【0044】
クリーニング部材6は、先端の弾性ゴムブレード6aと支持板金6bから構成されている。弾性ゴムブレード6aの先端は、感光体ドラム2の回転方向(図3の矢印A方向)に対してカウンター方向に当接させている。クリーニング部材6は、感光体ドラム2に残留した現像剤を除去する。クリーニング部材6によって感光体ドラム2の周面から除去された現像剤は、クリーニング枠体7の除去現像剤収容部7aに収容される。
【0045】
次に、現像ユニット10について説明する。現像ユニット10は、図3に示すように、現像ユニット10内の各種要素を支持する現像容器14を有する。現像容器14は、現像部16と現像剤収容部15とに分けられる。
【0046】
現像部16には、現像坦持体としての現像ローラ11、現像剤供給ローラ(以下、「供給ローラ」という)12、現像ブレード13が設けられている。現像ローラ11は、感光体ドラム2と接触して矢印D方向に回転する。供給ローラ12は、現像ローラ11と接触しながら、矢印F方向に回転する。供給ローラ12には、二つの役割がある。一つは、現像ローラ11上に現像剤を供給することである。もう一つは、現像に供されずに現像ローラ11上に残留した現像剤を剥ぎ取ることである。現像ブレード13は、現像ローラ11の周面上に接触することで、現像ローラ11上の現像剤の層厚を規制する。
【0047】
次に、クリーニングユニット1と現像ユニット10の結合について説明する。図5に示すように、クリーニング枠体7は、クリーニング結合穴8(8R、8L)を有する。現像枠体14には、図3に示すように、長手方向両端に現像側板19(19R、19L)が設けられている。現像側板19(19R、19L)は、現像結合穴20(20R、20L)を有する。クリーニング結合穴8(8R、8L)と現像結合穴20(20R、20L)は、図5に示すように、結合軸21(21R、21L)と嵌合することにより揺動可能に結合される。これにより、クリーニングユニット1と現像ユニット10が結合する。
【0048】
クリーニングユニット1と現像ユニット10の間には、図3に示すように、加圧バネ22が配置される。加圧バネ22の付勢力によって、現像ユニット10は、現像結合穴20を中心に矢印G方向の回転モーメントを得る。これにより、現像ローラ11が感光体ドラム2に当接する。
【0049】
本実施例において、現像ローラ11は、感光体ドラム2に接触して配置されているが、所定間隔を設けて配置される構成であってもよい。
【0050】
[現像剤補給カートリッジの全体的な構成]
次に、現像剤補給カートリッジTCの構成について、図3、図6を参照して説明する。図3は、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジの主断面図である。図6は、現像剤補給カートリッジTCの構成を示す斜視図である。
【0051】
現像剤補給カートリッジTCは、図3に示すように、現像剤を収容するための補給枠体40を有している。補給枠体40には、プロセスカートリッジPに現像剤を補給するための現像剤補給開口43を有する。現像剤補給開口43の下部には、現像剤補給シャッタ44が設けられている。通常、現像剤補給シャッタ44は閉じているが、装置本体100AにプロセスカートリッジPと現像剤補給カートリッジTCが装着された状態において、開く構成になっている。
【0052】
補給枠体40内には、補給搬送部材41と補給攪拌部材42が設けられている。補給搬送部材41と補給攪拌部材42は、補給枠体40によって回転可能に支持されている。補給搬送部材41は、補給枠体40内の現像剤を現像剤補給開口43に向けて搬送する。補給搬送部材41は、図6に示すように、表面にらせん状のフィン41aと戻しフィン41bが形成されたスクリュー部材である。フィン41aは、矢印Q方向に現像剤を搬送する。戻しフィン41bは、フィン41aと逆方向に現像剤を搬送する。補給搬送部材41の上部には、カバー部材47が設けられている。カバー部材47は、現像剤補給開口43と補給搬送部材41の長手方向の一部を覆っている。カバー部材47には、戻し穴47aが設けられている。
【0053】
一方、補給攪拌部材42の役割は、二つある。一つは、補給枠体40内の現像剤を攪拌することである。もう一つは、攪拌した現像剤を補給搬送部材41に送ることである。補給攪拌部材42は、補給攪拌42aと補給攪拌シート42bから形成されている。
【0054】
補給搬送部材41と補給攪拌部材42の長手方向の一端には、それぞれ補給搬送カップリング45と補給攪拌カップリング46が設けられている。補給搬送カップリング45と補給攪拌カップリング46は、装置本体100Aのカップリング(不図示)と係合する。補給搬送カップリング45と補給攪拌カップリング46に装置本体100Aの駆動モータ(不図示)の駆動力の伝達されることで、補給搬送部材41と補給攪拌部材42が所定の速度で回転駆動される。
【0055】
現像剤補給カートリッジTC内の現像剤の搬送について説明する。補給枠体40内の現像剤は、補給攪拌部材42によって攪拌され、補給搬送部材41へ送られる。補給搬送部材41に送られた現像剤は、カバー部材47まで搬送されるとカバー部材47によって一部が規制される。これにより、現像剤補給開口43から排出される現像剤の量が一定となる。カバー部材47内に搬送された現像剤は、現像剤補給開口43からプロセスカートリッジPへ排出される。現像剤補給開口43から排出されなかった現像剤は、戻しフィン41bによって、戻し穴47aから補給攪拌部材42へ送られ、再び攪拌される。
【0056】
[現像剤収容部の構成]
次に、現像剤収容部15の構成について、図3、図7を参照して説明する。図7は、現像ユニットの構成を示す模式断面図である。
【0057】
現像剤収容部15は、現像枠体14に設けられた壁14aにより、第1収容部15aと第2収容部15bに分けられる。第1収容部15aと第2収容部15bは、壁14aの長手方向の両端に設けられた第1開口17と第2開口18によって連通している。
【0058】
第1収容部15aには、現像剤受入開口23が設けられている。現像剤受入開口23の上部には、現像剤受入シャッタ26が配置されている。通常、現像剤受入シャッタ26は閉じているが、装置本体100AにプロセスカートリッジPと現像剤補給カートリッジTが装着された状態において、開く構成になっている。
【0059】
また、第1収容部15aには、現像剤攪拌部材24が設けられている。現像剤攪拌部材24の役割は、二つある。一つは、現像剤収容部15内の現像剤と現像剤補給カートリッジTから補給された現像剤を混ぜることである。もう一つは、混ぜた現像剤を矢印H方向へ搬送することである。現像剤攪拌部材24は、現像攪拌軸24aの周囲に設けられた現像支持軸24bに攪拌バネ24cを取り付けた構成になっている。
【0060】
一方、第2収容部15bは、現像剤搬送部材25を内部に収容する収容部である。現像剤搬送部材25は、図7の矢印J方向に現像剤を搬送するスクリュー部材である。
【0061】
図7に示すように、現像容器14の壁14aは現像剤搬送部材25の外径と所定の隙間を有する、U字状の形状であり、現像剤搬送部材25による現像剤の搬送が確実に行えるようにしている。また、第2収容部15bを形成している現像容器の壁14bは、現像容器の長手全域に延在し、中央部に現像部16との連通部である現像開口28が設けられている。現像開口28は、現像剤収納部15の第2収容部15bから現像部16にトナーを供給するための開口部である。
【0062】
プロセスカートリッジPの未使用時において、現像開口28は、封止部材29で封止されている。封止部材29は、プロセスカートリッジPの物流時に現像剤収容部15から現像剤が漏れるのを防止している。封止部材29は、現像開口28の全周を、溶着等の手段で接着されている。封止部材29の長手方向の一端は、折り返し部29aで折り返されて、現像枠体14に設けられたシール開口14fを通過して現像枠体14の外部に延伸している。シール開口14fには、シール部材51が設けられる。シール部材51は、シール開口14fから現像剤を漏れるのを防止する。封止部材29の長手方向の端部29bは、現像枠体14の外部において、巻取り部材38と結合している。プロセスカートリッジPを使用する際、封止部材29は、巻取り部材38で巻き取られることによって除去される。
【0063】
現像ユニット10内の現像剤の搬送について説明する。現像剤補給カートリッジTCから現像剤受入開口23を経て補給された現像剤は、第1収容部15a内で、現像剤攪拌部材24によって現像剤収容部15内の現像剤と混ぜられる。混ぜられた現像剤は、第1開口17を通過して第2収容部15bへ送られる。第2収容部15bにおいて、現像剤は、現像剤搬送部材25によって、現像開口28から現像部16へ搬送される。現像部16に搬送された現像剤は、供給ローラ12から現像ローラ11に送られ、現像される。現像に供されなかった現像剤は、再び現像部16から第2収容部15bに戻る。その後、現像剤搬送部材25によって、第2開口18から第1収容部15aに搬送される。
【0064】
[現像ユニットの駆動構成]
次に、現像ユニット10の駆動構成について、図5、図8を参照して説明する。図5は、プロセスカートリッジPの全体像を示す斜視図である。図8は、現像ユニット10の駆動列の構成を示す模式断面図である。
【0065】
図8に示すように、現像ローラ11の一端には、現像ローラ11に駆動を伝達するための現像ローラ駆動ギア30が設けられている。供給ローラ12の一端には、供給ローラ12に駆動を伝達するための供給ローラ駆動ギア31が設けられている。現像剤搬送部材25の一端には、現像剤搬送部材25に駆動を伝達するための現像搬送ギア32が設けられている。現像剤攪拌部材24の一端には、現像剤攪拌部材24に駆動を伝達するための第1現像攪拌ギア33が設けられている。現像剤攪拌部材24の他端には、現像剤攪拌部材24からの駆動を伝達するための第2現像攪拌ギア34が設けられている。
【0066】
一方、現像ユニット10の長手方向の一端には、図5および図8に示すように、現像駆動カップリング27が設けられている。現像駆動カップリング27は、装置本体100Aのカップリング(不図示)と係合する。現像駆動カップリング27は、装置本体100Aの駆動モータ(不図示)の駆動力が伝達されると、所定の速度で回転する。
【0067】
装置本体100Aの駆動モータの駆動力は、現像駆動カップリング27から以下の経路で伝達される。
【0068】
現像駆動カップリング27の駆動は、図8に示すように、現像駆動カップリング27のギア部27aから第1アイドラギア35と第2アイドラギア36を介して、現像ローラ駆動ギア30と供給ローラ駆動ギア31へ伝達される。これにより、現像ローラ11と供給ローラ12が回転駆動する。
【0069】
また、第1アイドラギア35の駆動は、第1現像攪拌ギア33にも伝達され、現像剤攪拌部材24が駆動する。現像剤攪拌部材24の駆動は、第2現像攪拌ギア34から第3アイドラギア37を介して現像搬送ギア32に伝達され、現像剤搬送部材25が回転駆動する。
【0070】
また、第3アイドラギア37の駆動は、第4アイドラギア39にも伝達される。第4アイドラギア39の駆動は、巻取り部材38に設けられた巻取りギア部38aに伝達され、巻取り部材38が回転駆動する。これにより、封止部材29が巻き取られ、現像開口28から除去される。
【0071】
したがって、未使用のプロセスカートリッジPに本体からの駆動が伝達されると、現像剤攪拌部材24と現像剤搬送部材25が回転し、同時に封止部材29の巻き取りが開始される。しかし、現像開口28の周囲には封止部材の封止領域があるため、駆動伝達により、現像剤の攪拌、搬送が始まったのち所定の時間遅れて現像開口28が開封され、現像部16へ現像剤が補給されていく。
【0072】
[現像剤の凝集解除構成]
以下に本発明の主要部分である、現像剤の凝集解除構成について説明する。
図1は現像ユニットの、搬送部材の搬送方向下流側の構成を示す模式断面図である。図9は仕切り部材の構成を示す分解斜視図である。図10は、プロセスカートリッジが未使用の状態を示す部分断面図である。図11は未使用のプロセスカートリッジが装置本体に装着された時の状態を示す部分断面図である。図12はプロセスカートリッジの、装置本体への装着を示す斜視図である。
【0073】
図1に示すように、現像剤搬送部材25の搬送方向Jの下流側で、第2収容部15bを形成する現像容器14の壁面14aおよび14bで囲われる領域に係合する仕切り部材50を設けている。仕切り部材50は、第2収容部15bの一端を形成する。
【0074】
図9、および図10に示すように、仕切り部材50には、第2収容部15bとの隔壁部50a、隔壁部50aの周囲に設けたガイド面50bからなる。前記ガイド面は、現像容器の壁面14a、および14bに嵌合する寸法を有している。そして、仕切り部材50は上記領域内を現像剤搬送部材25の軸方向(図10中矢印J1方向)に移動可能になっている。
【0075】
また、仕切り部材50には現像剤搬送部材25の軸25aを回動可能に支持する軸受部50cが設けられている。軸受部50cには開口が設けられ、軸25aは軸受部50cを貫通する。軸受部50cの近傍には現像剤搬送部材の軸25aをシールするためのシール部材52が、一方、ガイド面50bには、現像容器14とのシールを行う周方向シール部材53が設けられている。
【0076】
シール部材52や53としては発泡性のウレタンフォームや、エラストマ等可橈性を有する樹脂あるいはゴム等の材質によるリップ形状を有する構成を有するものが好ましい。
【0077】
一方、プロセスカートリッジPの現像容器14には、プロセスカートリッジPが装置本体に装着された際に作用を受ける被操作部材としてのレバー54が設けられている。レバー54には画像形成装置本体と接触する被操作部54aと、回動支点54b、仕切り部材50の係合部50dと係合し、仕切り部材50の移動を行う係合部54cからなっている。
【0078】
次にレバー54、仕切り部材50の動作について説明する。
【0079】
図10に示すように、プロセスカートリッジが未使用状態の時、仕切り部材50は図示の位置(第1の位置)に保持されている。つまり、仕切り部材の隔壁部50aが現像剤搬送部材25の搬送方向上流側に位置した状態となっている。また、このとき、レバー54の被操作部54aは装置本体100Aに作用可能であるよう、現像容器14の外形から突出する位置に保持される。
【0080】
本実施例において、装置本体へのプロセスカートリッジの装着方法は、図12の矢印Rで示すように、感光体ドラム2の軸線方向にプロセスカートリッジPを挿抜するようにしてある。このとき、プロセスカートリッジPの装着を容易にするため、装置本体100AにはプロセスカートリッジPの装着ガイド部となる開口ガイド125が設けられている。開口ガイド125はプロセスカートリッジPの外形と略一定の隙間を有する。そして、ユーザは開口ガイド125の形状に沿ってプロセスカートリッジPを装置本体内へ装着、あるいは抜き出す。
【0081】
ここで開口ガイド125の周辺には、プロセスカートリッジPの装着時に、前述した突出状態のレバーの被操作部54aと接触し、プロセスカートリッジPの装着動作によりレバー54を回動させる操作部126を設けてある。
【0082】
したがって、未使用状態のプロセスカートリッジPが図中矢印Rに示す軌跡に沿って所定量装置本体内に装着されると、操作部126がレバー54と接触する。その後さらにプロセスカートリッジPが装着されていくと、プロセスカートリッジPの位置に応じてレバー54が図11の矢印Vで示す方向に回動していく。するとレバー54の回動に伴い係合部54cが移動して、仕切り部材の被係合部50dを引っぱり、仕切り部材50を現像剤搬送部材25の搬送方向下流側(図11 矢印V1方向)へと移動させる。
【0083】
そしてプロセスカートリッジPが装置本体内の所定の位置、すなわち画像形成が可能となる位置まで装着されると、仕切り部材は図11に示す位置(第2の位置)に到達する。仕切り部材50が第1の位置(図10参照)から第2の位置に移動した移動量に応じた空間Wが現像剤収容部15の第2収容部15bに形成される。
【0084】
すなわち、プロセスカートリッジPが装置本体100Aに装着されることで、仕切り部材50は第1の位置(図10参照)から現像剤搬送部材25による現像剤搬送方向(図11 矢印V1方向)の下流側に移動する。第2の位置(図11参照)に至った仕切り部材50は、第1の位置にあったときよりも空間W分だけ現像剤収容部15(第2収容部15b)の容積を大きくする。
【0085】
ここでプロセスカートリッジPが単体の状態で輸送等を受けた場合について説明する。
【0086】
プロセスカートリッジPが輸送等をされる場合、その姿勢は任意であり、図1に示す姿勢のように、現像剤搬送部材25の搬送方向上流側を上にした状態で輸送されることもある。先述したように、未使用のプロセスカートリッジPの現像剤収容部15内には所定量の現像剤Tが充填されているため、上記のような輸送を受けると、現像剤Tは現像剤搬送部材25の搬送方向下流側に偏った状態となる。また輸送時の振動などにより、現像剤Tは凝集した状態となることがある。
【0087】
本発明の構成にあっては、このような状態であっても、プロセスカートリッジPが装置本体100Aに装着されると、仕切り部材50が現像剤搬送部材25の搬送方向上流側(第1の位置)から下流側(第2の位置)へ所定量移動する。このとき、仕切り部材50の移動により生じた空間Wに現像剤Tが入り込み、凝集が緩和される。
【0088】
したがって、プロセスカートリッジPに駆動が掛かってから、封止部材29が開封されるまでの時間内であっても、現像剤搬送部材25によって現像剤が押し固められるのを防止することができ、負荷トルクの上昇を抑えることが可能となる。
【0089】
また、本実施例では、ユーザーがプロセスカートリッジPを装置本体100Aに装着する動作によって、被操作部が操作され、仕切り部材50が移動する。仕切り部材50の移動には装置本体からの駆動力を用いていないため、仕切り部材50を移動させるために、装置本体100Aに負荷が加わることはない。
【0090】
その一方で、ユーザーがプロセスカートリッジPを装置本体100Aに装着する際には、被操作部54cを操作するための力が必要となる。そこで本実施例では被操作部54cを、回動可能なレバー54に設けた。てこの原理によって被操作部54cを操作するための力を小さくすることが可能である。つまり、図11に示すように、被操作部54dとレバー54の回動支点54dとの距離を、仕切り部材50と係合する係合部54dと回動支点54dとの距離よりも大きくした。このとき被操作部54cを操作して、レバー54を回転させるための力は小さくなり、ユーザーに与える負荷を抑制可能である。
【0091】
また、仕切り部材50は軸受部50cに、現像剤搬送部材25の軸部25aが貫通する開口を有しており、軸部25aに対して移動可能である。これにより仕切り部材50は、軸部25aに沿って、第1の位置から、第2の位置に滑らかに動くことができる。仕切り部材50を動かすためにレバー54の被操作部54cに加えなくてはならない力を小さくできる。
【0092】
プロセスカートリッジPに駆動が掛かり所定の時間が経過すると、封止部材29が開封され、現像剤は現像開口28から現像部16へと移動する。この状態で、現像剤搬送部材25は、補給ローラ12、現像ローラ11へ現像剤を供給し、画像形成が可能な状態にする。
【0093】
以上説明したように、プロセスカートリッジPに仕切り部材50と被操作部54cを設け、プロセスカートリッジPの装着する動作により仕切り部材50を移動させることで、現像剤収容部15内に空間を生じさせることが可能となる。これにより、未使用状態で、現像剤が現像剤搬送部材25の搬送方向下流側に凝集した状態になったプロセスカートリッジPであっても駆動開始直後の搬送剤攪拌部材25の駆動負荷トルク上昇を防止することが可能となる。
【0094】
なお、本発明の形態は本実施の形態に限られるものでなく、各構成要素の配置や使用する材料等は適宜変更されるものである。また、本発明はプロセスカートリッジのみではなく、現像剤のみを収容する現像剤補給カートリッジに適用しても良いし、プロセスカートリッジと現像剤補給カートリッジが一体となったカートリッジに適用しても良い。
【0095】
また、本実施の形態では装置本体100Aの開口ガイド125に操作部126を設けたが、この形態に限られるものではなく、例えば、開口ガイド125とは別部品で、操作部126がプロセスカートリッジの装着経路近傍に設けられても良い。
【符号の説明】
【0096】
2 感光体ドラム
10 現像ユニット
11 現像ローラ
12 現像剤供給ローラ(供給ローラ)
14 現像容器
15 現像剤収容部
15a 第1収容部
15b 第2収容部
16 現像部
25 現像剤搬送部材
28 現像開口
29 封止部材
50 仕切り部材
50a 隔壁部
50b ガイド部
50c 軸受部
50d 係合部
54 レバー
54a 被操作部
54b 回動支軸
54c 係合部
100 画像形成装置
100A 装置本体100A
126 操作部
J 現像剤搬送方向
J1 仕切り部材移動方向
P プロセスカートリッジ
TC 現像剤補給カートリッジ
V レバー回転方向
V1 仕切り部材移動方向

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置の装置本体に着脱可能なカートリッジにおいて、
現像剤を収容するための現像剤収容部と、
前記現像剤収容部の内部に移動可能に設けられ、前記現像剤収容部を仕切る仕切り部材と、
前記現像剤収容部に収容された現像剤を搬送する現像剤搬送部材と、
前記仕切り部材を移動させるための被操作部と、
を有し、
前記カートリッジを前記装置本体に装着する際に、前記被操作部は、前記装置本体に接触することで、前記仕切り部材を、所定の第1の位置から、前記第1の位置よりも前記現像剤収容部の容積を広げる第2の位置へ移動させることを特徴とするカートリッジ。
【請求項2】
現像剤搬送部材は前記仕切り部材を貫通し、
前記仕切り部材は前記現像剤搬送部材に沿って前記第1の位置から前記第2の位置に移動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3】
回動可能に設けられ、前記仕切り部材と係合する係合部を有するレバーに、前記被操作部は設けられ、
前記被操作部と前記レバーの回動支点までの距離は、前記係合部と前記回動支点までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項1又は2に記載のカートリッジ。
【請求項4】
前記現像剤搬送部材が現像剤を搬送する現像剤搬送方向において、前記第2の位置は前記第1の位置よりも下流側に位置することを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載のカートリッジ。
【請求項5】
前記カートリッジは更に、
静電潜像が形成される像担持体と、
前記現像剤収容部から供給される現像剤を担持し、前記静電潜像を現像する現像剤担持体とを有することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載のカートリッジ。
【請求項6】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
請求項1乃至5のいずれか1項に記載のカートリッジと、
前記被操作部に接触して操作する操作部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【公開番号】特開2013−105096(P2013−105096A)
【公開日】平成25年5月30日(2013.5.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2011−249920(P2011−249920)
【出願日】平成23年11月15日(2011.11.15)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】