説明

画像形成装置、回転型現像ユニットおよびトナー補給容器

【課題】作業者による比較的簡単な作業によって回転型現像ユニットに対してトナー補給容器を交換することのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】作業者は、回転型現像ユニット50に、新しいトナーカートリッジ60を矢印B2方向に挿入する。トナーカートリッジ60を有る程度挿入した段階で、交換扉70を閉め、一度奥まで押し込まれた交換扉70によってトナーカートリッジ60が回転型現像ユニット50に装着される。一度押し込まれた交換扉70は、若干開き側に戻された位置でロック機構80でロックされる。回転型現像ユニット50と交換扉70との間にはクリアランスtが確保される。作業者は、挿入、交換扉70を閉めるという比較的簡単な動作で、トナーカートリッジ60の交換を行うことができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、回転体に複数の現像器を備えたロータリー型の画像形成装置においてトナー補給容器を交換するための技術に関する。
【背景技術】
【0002】
複数の現像器を回転体の周面に配設した回転型現像ユニットを用いて、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する、所謂ロータリー方式の画像形成装置が知られている。この装置では、回転型現像ユニットを回動させて現像器を感光体ドラムに対向させ、この現像器から1色目のトナーで感光体ドラム表面の静電潜像を現像し、次に別の現像器を感光体ドラムに対向させ、この現像器から2色目のトナーで感光体ドラム表面の静電潜像を現像し、・・・というように、各色トナーの現像動作を順次行うことによって、感光体ドラム上にトナー像が積層される。
【0003】
一般に、回転型現像ユニットにはトナーカートリッジなどと呼ばれるトナー補給容器が装着されており、このトナー補給容器から適量のトナーが各現像器に供給される。例えば特許文献1には、回転型現像ユニットの回転軸の軸方向に沿ってトナー補給容器を挿入し、その挿入の後にトナー補給容器を回動させて装着する仕組みが開示されている。また、特許文献2および3に記載の技術では、トナー補給容器を現像器に重ねた状態でカバーで覆うことにより、トナー補給容器を現像器に固定するようになっている。
【0004】
そして、特許文献4,5には、回転型現像ユニットの限られた領域内においてトナー補給容器の容量を十分に確保するために、断面が扇状のトナー補給容器を用いたものが記載されている。この特許文献4,5に記載の技術では、トナー補給容器を回転軸の径方向に沿って移動させることにより、回転型現像ユニットにトナー補給容器を装着するようになっている。
【0005】
【特許文献1】特開平9−106159号公報
【特許文献2】特開平7−295374号公報
【特許文献3】特開平7−319275号公報
【特許文献4】特開平8−160699号公報
【特許文献5】特開平8−305114号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかし、上述した特許文献1に記載の技術では、トナー補給容器を挿入した後に、そのトナー補給容器をさらに回動させるという手間が必要となる。また、特許文献2,3では、トナー補給容器を現像器に重ねた状態でカバーによって固定するようになっているため、作業者はまず、トナー補給容器を現像器に重ね、次に、その状態を維持したままカバーで覆う、というように複数の作業手順を踏まなくてはならない。つまり、これら特許文献1〜3の技術では、トナー補給容器の装着作業が煩わしいという問題がある。また、特許文献4,5においても、トナー補給容器の装着作業を軽減化するための工夫は開示されていない。
【0007】
本発明は、前述した先行技術に鑑みてなされたもので、比較的簡単な作業によってトナー補給容器を回転型現像ユニットに装着することが可能な仕組み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】
【0008】
前記目的を達成するために、本発明が採用する画像形成装置の構成は、筐体と、トナーが充填されたトナー補給容器を装着可能な複数の現像器が、前記筐体に回転可能に支持された回転体の周面に配設された回転型現像ユニットと、前記筐体に設けられた交換孔であって、前記回転体が所定の位置で回転を止めたときに、いずれかの前記現像器の前記トナー補給容器が装着される装着位置へと連通する位置に設けられ、その現像器にトナー補給容器が装着される際にそのトナー補給容器が挿通される交換孔と、開扉したときには前記交換孔を開き、閉扉したときには前記交換穴を閉じる交換扉と、前記交換扉の閉扉動作と連動して、前記交換孔に挿通された前記トナー補給容器を、前記現像器の装着位置へ押し込むことによって前記トナー補給容器を前記装着位置に装着し、装着後に前記回転型現像ユニットと離間させた状態で前記筐体に固定される押し込み部と、を備えることを特徴としている。
【0009】
上記構成により、トナー補給容器を交換する際、交換孔から覗くトナー補給容器が現像器から引き抜かれ、新しいトナー補給容器が前記交換孔に挿通して現像器に向けて挿入される。挿入後、押し込み部は、交換孔の奥に押し込まれた際にトナー補給容器を押して現像器の装着位置に装着し、その後回転型現像ユニットと離間した状態で固定される。
これにより、作業者は比較的簡単な作業によってトナー補給容器を現像器に確実に装着することができ、トナー補給容器の装着後、押し込み部は回転型現像ユニットと離間した状態で固定されるため、回転する回転型現像ユニットと押し込み部が接触するのを防止して、各部位の保護を図ることができる。
【0010】
前記目的を達成するために、本発明が採用する画像形成装置の別の構成は、筐体と、トナーが充填されたトナー補給容器を装着可能な複数の現像器が、前記筐体に回転可能に支持された回転体の周面に配設された回転型現像ユニットと、前記筐体に設けられた交換孔であって、前記回転体が所定の位置で回転を止めたときに、いずれかの前記現像器の前記トナー補給容器の装着位置へと連通する位置に設けられ、その現像器にトナー補給容器が装着される際にそのトナー補給容器が挿通される交換孔と、開扉したときには前記交換孔を開き、閉扉したときには前記交換穴を閉じる交換扉と、前記交換孔に前記トナー補給容器が挿通された状態で前記交換扉が閉じられ、さらにその交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれることによって前記トナー補給容器が前記交換扉に押されて前記現像器の装着位置に装着された後に、当該交換扉を閉扉する位置まで戻して停止させ、その閉扉する位置において前記交換扉と前記回転型現像ユニットとを離間させた状態でその交換扉を固定する交換扉固定機構と、を備えることを特徴としている。
【0011】
上記構成により、トナー補給容器を交換する際、交換扉を開扉して交換孔から覗くトナー補給容器が現像器から引き抜かれ、新しいトナー補給容器が前記交換孔に挿通して現像器に向けて挿入される。挿入後、交換扉を閉扉すると、交換扉固定機構により、前記交換扉は、交換孔の奥に押し込まれた際にトナー補給容器を押して現像器の装着位置に装着し、その後回転型現像ユニットと離間した状態で固定される。
これにより、作業者は比較的簡単な作業によってトナー補給容器を現像器に確実に装着することができ、トナー補給容器の装着後、交換扉は回転型現像ユニットと離間した状態で固定されるため、回転する回転型現像ユニットと交換扉が接触するのを防止して、各部位の保護を図ることができる。
【0012】
上記構成において、前記交換扉は、外開きする状態で前記交換孔を開閉し、前記交換扉固定機構は、前記交換扉に設けられた扉側固定手段と、前記交換孔に設けられた孔側固定手段と、を備え、前記扉側固定手段は、前記交換扉に軸支され、当該交換扉固定機構を解除する把手と、起端が回動中心となって前記把手に軸支され、先端に前記交換扉から突出する突出部と係合爪とが一体的に形成された扉側回動部材と、前記扉側回動部材を一方向に付勢する扉側付勢部材と、を備え、前記孔側固定手段は、前記交換孔に固定された孔側固定部材と、起端が回動中心となって前記孔側固定部材に軸支され、先端に前記突出部を案内する案内部が形成された孔側回動部材と、前記案内部により前記突出部が押し込まれた位置よりも開扉側に位置した前記孔側固定部材に形成され、前記扉側回動部材の係合爪が係合する係合部と、前記孔側回動部材を他方向に付勢する孔側付勢手段と、を備え、前記交換扉を閉扉するときには、前記突出部が前記案内部によって案内されつつ、前記扉側回動部材が扉側付勢部材に抗して回動し、前記交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれた際には、前記案内部による前記突出部への案内を解除し、前記係合爪を前記係合部に係合させることを特徴としている。
【0013】
上記構成において、前記扉側付勢手段の付勢力は、前記孔側付勢手段の付勢力よりも強い設定とすることが好ましい。
【0014】
上記構成において、前記交換扉を開扉方向に付勢する扉用付勢手段を有し、当該扉用付勢手段の付勢力は、前記孔側付勢手段の付勢力よりも強い設定とすることが好ましい。
【0015】
上記構成において、前記交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれる際にその交換扉の前記トナー補給容器と当たる位置には、前記トナー補給容器の挿入方向に対して弾性を発生する機構を有することが好ましい。
【0016】
上記構成において、前記交換扉固定機構、前記交換扉或いは前記交換孔の少なくともいずれか1つに設けられ、前記交換扉が前記閉扉する位置に固定されたことを検知する固定検知手段を有することが好ましい。
【0017】
上記構成において、少なくとも前記トナー補給容器に充填されたトナーの色を含むトナー補給容器に関する情報を検知する検知手段を備えることが好ましい。
【0018】
上記構成において、前記検知手段は、各々の前記トナー補給容器に取り付けられ、そのトナー補給容器に充填されたトナーの色を含むトナー情報を記憶する情報記憶部と、前記交換扉に設けられ、前記情報記憶部に記憶されたトナー情報を読み出す読取部と、を備えることが好ましい。
【0019】
前記目的を達成するために、本発明が採用する回転型現像ユニットの構成は、回転軸を中心に回転する回転体と、トナー補給口から取り入れたトナーを収容するトナー収容室と、像担持体に形成された静電潜像を前記トナー収容室から供給されるトナーで現像する現像剤担持体とを有し、前記回転体の周面に配設された複数の現像器本体と、隣り合う第1現像器本体と第2現像器本体との間に前記回転軸と平行な方向に挿入され、前記トナー補給口に連通する補給口を通して前記トナー収容室内にトナーを補給するトナー補給容器と、前記トナー補給容器に設けられた第1案内部と、挿入された前記トナー補給容器の前記第1案内部が設けられた部位に対向する前記第1現像器本体の部位と第2現像器本体の部位とに設けられた第2案内部と、を備え、前記トナー補給容器が挿入される過程においては、前記第1案内部及び前記第2案内部によって当該トナー補給容器を前記回転体の回転軸と平行な方向に案内すると共に、前記トナー補給容器が挿入された後は、前記第1案内部と前記第2案内部とが離間することを特徴としている。
【0020】
上記構成において、前記第1案内部及び前記第2案内部は、前記現像器本体または前記トナー補給容器のうちの一方において前記回転軸と平行な方向に延びるように形成された凸部材と、前記現像器本体または前記トナー補給容器のうちの他方において、前記案内部に係合する形状に形成された凹部材とを有し、前記凸部材および前記凹部材は、前記トナー補給容器が挿入された後においては、互いに離間する切欠部が形成されていることが望ましい。
【0021】
前記目的を達成するために、本発明が採用するトナー補給容器の構成は、回転軸を中心に回転する回転体の周面に配設された複数の現像器本体のうち、隣り合う前記現像器本体の間に前記回転軸と平行な方向に挿入されるトナー補給容器であって、前記現像器側に補給するためのトナーが充填される容器本体と、前記トナー補給容器が挿入される過程においては、前記現像器本体側に設けられた案内部と係合して当該トナー補給容器を前記回転体の回転軸と平行な方向に案内すると共に、前記トナー補給容器が挿入された後は、前記現像器側に設けられた案内部から離間する被案内部と、を備えることを特徴としている。
【発明の効果】
【0022】
請求項1に記載の発明によれば、トナー補給容器を交換する際、交換孔から覗くトナー補給容器が現像器から引き抜かれ、新しいトナー補給容器が前記交換孔に挿通されて現像器の装着位置に向けて挿入される。挿入後、押し込み部は、交換孔の奥に押し込まれた際にトナー補給容器を押して現像器の装着位置に装着し、その後回転型現像ユニットと離間した状態で固定される。
また、請求項2に記載の発明によれば、トナー補給容器を交換する際、交換扉を開扉して交換孔から覗くトナー補給容器が現像器から引き抜かれ、新しいトナー補給容器が前記交換孔に挿通して現像器の装着位置に向けて挿入される。挿入後、交換扉を閉扉すると、交換扉固定機構により、前記交換扉は、交換孔の奥に押し込まれた際にトナー補給容器を押して現像器の装着位置に装着し、その後回転型現像ユニットと離間した状態で固定される。
これにより、作業者は比較的簡単な作業によってトナー補給容器を現像器に確実に装着することができ、トナー補給容器の装着後、押し込み部(交換扉)は回転型現像ユニットと離間した状態で固定されるため、回転する回転型現像ユニットと押し込み部が接触するのを防止して、各部位の保護を図ることができる。
【0023】
さらに、請求項10に記載の発明によれば、トナー補給容器と隣り合う第1現像器本体,第2現像器本体との間には、トナー補給容器側には第1案内部を形成し、第1現像器本体,第2現像器本体側には、トナー補給容器を現像器の奥側に案内する第2案内部を形成し、これらの第1案内部と第2案内部とは、トナー補給容器が現像器に装着されるまで案内し、装着された段階では、第1案内部と第2案内部とを離間させて非接触状態とする。これにより、トナー補給容器内の攪拌オーガによる振動や、現像器本体内のトナーを攪拌するオーガによる振動が隣り合う現像器に伝わるのを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0024】
<実施形態>
[構成]
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
<複合機>
まず、画像形成装置全体の構成について簡単に説明する。
図1は、本発明の実施形態に係るロータリー型画像形成ユニットを備えた複合機100の構成図である。この複合機100は、例えばカラープリンタやカラー複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えている。図1に示すように、複合機100の構成は、画像形成ユニット10と、画像読取ユニット20と、用紙供給ユニット30とに大別される。用紙供給ユニット30は、用紙トレイ31a,31b,31cといった用紙供給源と、この用紙供給源から図中の点線Sによって示される搬送路を経由して画像形成ユニット10へ用紙P1,P2,P3を搬送するための搬送ロールやレジストロールとを備えている。画像読取ユニット20は、原稿送り装置21と、CCD(Charge Coupled Device)等により構成される光学系部材22とを備えている。画像読取ユニット20は、原稿送り装置21によってプラテンガラス(図示せず)に順番に載置される原稿の画像を光学系部材22によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成する。
【0025】
画像形成ユニット10は、画像読取ユニット20によって生成された画像データや、通信インタフェース(図示せず)を介して受信した画像データに基づいて画像形成処理を行う。この画像形成ユニット10は、感光体ドラム11と、帯電装置12と、露光装置13と、回転型現像ユニット50と、クリーニングブレード15と、中間転写ベルト16と、支持ロール17と、一次転写ロール18と、二次転写ロール19と、対向ロール40と、搬送ベルト41と、定着装置42とを備えている。感光体ドラム11の外周面(ドラム表面)には感光層が形成されており、この感光体ドラム11は駆動機構(図示せず)によって図中矢印a方向に回転させられる。帯電装置12は、例えばロール型帯電装置やコロトロン型帯電装置であり、感光体ドラム11の表面を所定の電位に一様に帯電させる。露光装置13は、一様に帯電した感光体ドラム11に対し、画像データに応じて変調されたレーザ光を照射し、感光体ドラム11の表面に静電潜像を形成する。
【0026】
回転型現像ユニット50は、それぞれY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各有色のトナー(現像剤)をそれぞれ収容する現像器55Y,55M,55C,55Kを備えている。この回転型現像ユニット50が駆動機構(図示せず)によって図中矢印b方向に回転させられることにより、これら4つの現像器55Y,55M,55C,55Kは順番に感光体ドラム11と対向する位置(現像位置)に移動させられる。そして、各現像器55Y,55M,55C,55Kに収容された各トナーが、それぞれの色に対応する静電潜像に電気的に転移させられることによって、感光体ドラム11の表面にトナー像を形成する作像動作が行われる。
【0027】
中間転写ベルト16は、無端のベルト部材であり、その内周面を複数の支持ロール17(図1では2つ)と一次転写ロール18と二次転写ロール19とによって張架された状態で、矢印c方向に周回移動させられる。一次転写ロール18は、感光体ドラム11との間で中間転写ベルト16を挟持しつつ、感光体ドラム11表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト16の外周面に転写(一次転写)する。感光体ドラム近傍に設けられたクリーニングブレード15は、一次転写後の感光体ドラム11表面に残ったトナーを除去する。二次転写ロール19は、対向ロール40との間に形成されるニップ領域において、中間転写ベルト16の外周面に転写されているトナー像を用紙へ転写(二次転写)する。二次転写後の中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーはベルトクリーナ23によって除去される。定着装置42は、トナー像が二次転写された用紙に対し、定着ロール42a及び加圧ロール42bによって圧力を加えながら急速に加熱することによってトナー像を用紙に定着させる。この定着処理がなされた後に、用紙は排紙ロール43a,43bによって排紙トレイ46に排出される。
【0028】
<回転型現像ユニット>
次に、図2および図3を参照しつつ、回転型現像ユニット50の構成について説明する。図2は回転型現像ユニット50の斜視図であり、図3は回転型現像ユニット50の側面図である。
回転体51の回転軸51Aは、複合機100の筐体(後述する筐体101)に回転自在に支持されている。この回転体51の周面には、4個の現像器55Y,551M,55C,55Kが配置されている。また、回転体51の奥側には円盤状の終端51Bが形成され、この終端51Bには、後述するトナーカートリッジ60のオーガ軸に連結される雄ブラケット51Cが形成されている。
以下、特に区別して説明する必要のない場合には、Y,M,C,Kの添え字を省略して説明する。
【0029】
現像器55Y,55M,55C,55Kは、トナー収容室および現像ロール57Y,57M,57C,57Kを有する現像器本体56Y,56M,56C,56Kと、前記現像器本体56Y,56M,56C,56Kに装着されるトナー補給容器となる断面が扇状で外形が角柱状となったトナーカートリッジ60Y,60M,60C,60Kと、を具備する。なお、図2(b)および図3では、C色の現像器55Cにおいてトナーカートリッジ60Cを外した状態を示している。このトナーカートリッジが外れた空間が、現像器55のトナーカートリッジが装着される装着位置となる。
【0030】
現像器本体56には、トナー収容室内にトナーを補給するためのトナー補給口59が穿設され、このトナー補給口59はシャッター58によって閉められており、シャッター58を矢印f方向に移動させることによりトナー補給口59が開口する(図5、参照)。また、シャッター58には若干突出する係合爪58Aが形成され、この係合爪58Aは、トナーカートリッジ60を挿入する際に、後述するトナーカートリッジ60側のシャッター61に係合する。
【0031】
トナー補給容器となるトナーカートリッジ60は、図6に示すように、回転型現像ユニット50を所定の交換位置に回転させた上で、所定の挿入方向から挿入することにより、現像器55の装着位置に装着される。一方、トナーカートリッジ60は、挿入方向の逆に引き抜くことにより、現像器55の装着位置から離脱されるようになっている。また、トナーカートリッジ60内には容器内のトナーを攪拌するための攪拌オーガ(図示せず)が長さ方向に回動可能に設けられており、トナーカートリッジ60の挿入方向の端面には、回転型現像ユニット50の雄ブラケット51Cに連結される雌ブラケット60Aが形成され、この雌ブラケット60Aは攪拌オーガの軸に連結される(図4、参照)。回転型現像ユニット50の外側に位置した駆動機構(図示せず)で発生する回転力は、雄ブラケット51C,雌ブラケット60Aを介して攪拌オーガに伝わり、攪拌オーガの攪拌作用により、トナーカートリッジ60内のトナーが攪拌される。
【0032】
また、トナーカートリッジ60の長手方向のうち挿入方向に対して起端側の側面には、補給口62が穿設される。この補給口62は、シャッター61によって閉められており、シャッター61を矢印g方向に移動させることにより補給口62が開口する(図6、参照)。そして、トナーカートリッジ60を現像器本体56(回転型現像ユニット50)に装着する際、トナーカートリッジ60側のシャッター61が現像器本体56側のシャッター61に係合して、互いに開口する方向に移動して補給口59,62が開口する。そして、トナーカートリッジ60のトナーは、補給口62,59を通してトナー収容室内に補給される。
【0033】
<ガイド部材の構成>
隣り合う現像器本体56とトナーカートリッジ60との間には、ガイド部材が形成されている。例えば、図2(b)に示すように、C色のトナーカートリッジ60Cは、現像器本体56Cと現像器本体56Mとの間に挿入されるため、ガイド部材は、トナーカートリッジ60C、現像器本体56C、現像器本体56Mの各対向面に形成されている。
ガイド部材は、現像器本体56側に突出形成され、挿入方向に延びた同軸上に離間して並ぶ一対の溝形成部65A,65Bと、トナーカートリッジ60側に突出形成され、挿入方向に延びた同軸上に離間して並ぶ一対の板状の係合突起66A,66Bとを有する。この係合突起66A,66Bは第1案内部となり、溝形成部65A,65Bは第2案内部となる。
また、係合突起66Aの幅寸法W1、係合突起66Bの幅寸法W2とし(図4(a)、参照)、溝形成部65Aと65Bとの離間寸法S1、奥側の溝形成部65Bから終端51Bまでの離間寸法s2とすると(図2(b)、参照)、S1>W1、S2>W2の関係になるように係合突起66A,66Bの幅寸法、溝形成部65A,65Bの離間寸法を設定する。
【0034】
ガイド部材では、トナーカートリッジ60を現像器55の装着位置に装着する際、係合突起66A,66Bを溝形成部65A,65Bの溝に沿って摺動させることにより、トナーカートリッジ60を回転型現像ユニット50の奥側に案内する。
そして、トナーカートリッジ60が現像器55の装着位置に装着された段階(つまり回転型現像ユニット50の雄ブラケット51Cにトナーカートリッジ60の雌ブラケット60Aが連結された段階)では、係合突起66Aは、溝形成部65A,65B間に位置し、係合突起66Bは、溝形成部65Bと終端51Bとの間に位置する。これにより、係合突起66A,66Bと溝形成部65A,65Bとは離間して非接触状態となる。
【0035】
<交換孔および交換扉>
次に、交換孔および交換扉の構成について説明する。
図7は、複合機100の画像形成ユニット10が収容された筐体101を示す。
筐体101には、正面が開閉する外扉102が設けられ、この外扉102の図面下側が筐体101の内壁103に軸支された回動中心となって上側が外側に開くようになっている。そして、筐体101と内壁103との間には、画像形成ユニット10の各部位が収容される。また、内壁103或いは外扉102には、外扉102が閉扉したことを検知する外扉センサ105(図14参照)が設けられている。
内壁103には、回転型現像ユニット50を回転させて交換位置に停止させた際、トナーカートリッジ60が覗くような位置に交換孔104が穿設されている。さらに、交換孔104近傍の内壁103の部位には、交換孔104を外開きで開閉する交換扉70が設けられる。この交換扉70は、図面右側が軸支された回動中心となって片持ち支持されて、交換孔104を開扉/閉扉する。
【0036】
図8(a),(b)は、図7中のA部を拡大して示した図であり、図8(a)は交換扉70を開いた状態、図8(b)はトナーカートリッジ60を矢印B1方向に引き出した状態を示している。この交換扉70には、トナーカートリッジ60を回転型現像ユニット50に挿入する際に、トナーカートリッジ60の後側を所定の押圧力で押す押圧部71が設けられている(図8、参照)。
交換扉70の端面とこの端面に対向する前記交換孔104の端面には、交換扉固定機構となるロック機構80が設けられる。このロック機構80は、交換扉70側に設けられた扉側固定手段となるストライカ72と、交換孔104側に設けられた孔側固定手段となるラッチ81とを備えている。
【0037】
次に、交換扉70の構成を、図9を参照しつつ説明する。図9は交換扉70の表面,裏面から見た斜視図である。交換扉70の回動中心には扉バネ79が設けられ、この扉バネ79は、前記ロック機構80がロックされていない状態では、交換扉70を開扉方向に付勢する。
交換扉70の端面に設けられたストライカ72は、当該ロック機構80を解除すべく、交換扉70に矢印D1方向に回動可能に設けられた把手73と、起端側が把手73の部位に軸支され、矢印C方向に回動可能な扉側回動部材となるストライカ部材74と、前記ストライカ部材74の矢印C方向へ回動する力に抗して付勢力を発生する扉側付勢部材となるストライカ付勢バネ75と、を具備する。このストライカ部材74の先端側には、外側に突出する突起部となるピン74Aと、下側に突出する係合爪74Bとが形成されている。
【0038】
また、ラッチ81の構成を、図10を参照しつつ説明する。図10はラッチ81の表面,裏面から見た斜視図である。
ラッチ81は、交換孔104の端面にねじ止めによって固定された孔側固定部材82と、起端が回動中心となって前記固定部材82に矢印E方向に回動可能に軸支された孔側回動部材となるラッチ部材83と、このラッチ部材83の矢印E方向への回動に抗して付勢力を発生する孔側付勢部材となるラッチ付勢バネ84と、を具備する。このラッチ部材83の先端には、前記ピン74Aを案内する案内部となる略三角形状のスライダ83Aが形成され、このスライダ83Aは奥側が高くなる傾斜面を有する。固定部材82には、前記スライダ83Aにより前記ピン74Aが押し込まれた位置よりも開扉側に位置し、前記係合爪74Bが係合される係合部82Aが形成されている。また、ストライカ付勢バネ75の付勢力は、ラッチ付勢バネ84の付勢力よりも強くなるように設定されている。
さらに、固定部材82の裏面には内扉センサとなるスイッチ85が設けられる。このスイッチ85は、ラッチ部材83が矢印E方向に回動して係合爪74Bが係合部82Aに係合した際に、板部85Aが矢印F方向に移動してオン信号を出力する。
【0039】
<ロック機構の動作>
次にロック機構の動作を、図11〜図13を参照しつつ説明する。
図11は、トナーカートリッジ60を現像器55の装着位置に装着する際の状態を示した図である。
作業者は、外扉102を開き、交換扉70を開く。交換扉70は、把手73を矢印D1方向に引き出すことにより、ストライカ部材74が矢印D2方向に回動し、係合爪74Bが係合部82Aから外れる。交換扉70は、扉バネ79の付勢力受けて開扉する。そして、交換孔104には、回転型現像ユニット50の回動制御によって交換用のトナーカートリッジ60が覗く。
【0040】
次に、作業者が現像器55に装着されているトナーカートリッジ60を引き抜き、図11(a)に示すように、回転型現像ユニット50には、新しいトナーカートリッジ60を矢印B2方向に挿入する。作業者は、トナーカートリッジ60を有る程度挿入した段階で、交換扉70を閉め、一度奥まで押し込まれた交換扉70によってトナーカートリッジ60が現像器55の装着位置に装着される。図11(b)に示すように、一度押し込まれた交換扉70は、若干開き側に戻された位置でロック機構80でロックされる。この際、図11(c)に示すように、回転型現像ユニット50と交換扉70との間にはクリアランスtが確保される。
【0041】
また、交換扉70によって、トナーカートリッジ60を回転型現像ユニット50に押し込む際には、所定の押圧力を有する押圧部71がトナーカートリッジ60を後側から押し込むことになり、この押圧力によりトナーカートリッジ60を現像器55の装着位置により確実に装着される。さらに、作業者が交換扉70を閉める方向に強く押し付けたとしても、この押圧部71は、押圧力でトナーカートリッジ60に加わる力を緩衝して、当該トナーカートリッジ60の保護も図ることができる。
【0042】
図12および図13は、交換扉70を閉扉する際のロック機構80のラッチ部材83とストライカ部材74の動きを示した図である。
作業者が交換扉70を閉めると、ストライカ部材74は矢印B2方向に移動し、ストライカ部材74のピン74Aはラッチ81のスライダ83Aの傾斜面に沿って矢印C方向に移動すると共に、ストライカ付勢バネ75,ラッチ付勢バネ84,扉バネ79の付勢力の関係からラッチ部材83が矢印E方向に移動する。
【0043】
まず、交換扉70が作業者によって閉める方向に押されているため、ストライカ部材74は矢印B2方向に移動しようとする。この際、ラッチ部材83のスライダ83Aは動かないため、ピン74Aがスライダ83Aの傾斜面に沿って矢印C方向(上側)に移動する(図12(a)参照)。そして、図12(b)の状態を経て、ピン74Aがスライダ83Aの頂点に達する(図12(c)、参照)。この際、交換扉70は、図11(b)のように、トナーカートリッジ60を回転型現像ユニット50に押し込んだ状態となる。この時点で、作業者は交換扉70を押し込むのを止める。
【0044】
スライダ83Aの頂点に達したピン74Aは、ストライカ付勢バネ75とラッチ付勢バネ84との関係から、ピン74Aがスライダ83Aの垂直面に沿って降下する。一方、扉バネ79によって交換扉70は開扉方向に付勢されているため、ストライカ部材74は矢印B1方向に移動する。この結果、スライダ83Aの垂直面がピン74Aに矢印B1方向に押されて、ラッチ部材83が矢印E方向に回動させられる(図13(a)、参照)。
そして、図13(b)の状態を経て、係合爪74Bが係合部82Aに係合することにより、ロック機構80が交換扉70を固定状態とする(図13(c)、参照)。この際、交換扉70は、図11(c)のように、交換扉70と回転型現像ユニット50との間には、クリアランスtが確保される。
【0045】
このように、図11に示すように、トナーカートリッジ60を交換する際には、作業者は、トナーカートリッジ60を有る程度挿入した段階で、交換扉70を閉める動作を行い、一度押し込まれた交換扉70によってトナーカートリッジ60が回転型現像ユニット50に装着される。一度押し込まれた交換扉70は、押し込まれた位置よりも若干開き側に戻された位置で固定され、この交換扉70と回転型現像ユニット50との間にはクリアランスtが確保される。
【0046】
<実施形態の効果>
以上、詳述した如く、トナーカートリッジ60の交換時には、作業者は、交換扉70を開いて交換されるトナーカートリッジ60を引き抜き、新しいトナーカートリッジ60を挿入する。この際、作業者は、トナーカートリッジ60を有る程度挿入した段階で、交換扉70を閉める。ロック機構80により、一度奥まで押し込まれた交換扉70は、トナーカートリッジ60を現像器55の装着位置に確実に装着する。
このように、作業者は、トナーカートリッジ60を直線的に挿入し、交換扉70を閉めるという一連の比較的簡単な作業によって、トナーカートリッジ60の装着を容易に行うことができる。
【0047】
しかも、作業者が交換扉70を一度奥まで押し込んだ後は、ロック機構80によって交換扉70は開き側に若干戻されて固定状態となる。この状態では、交換扉70は回転型現像ユニット50との間にクリアランスtが確実に確保されるため、トナーカートリッジ60が回転型現像ユニット50から飛び出したり、突出して内壁103に接触して破壊する等の事故を確実に防止することができる。
【0048】
さらに、トナーカートリッジ60と隣り合う現像器本体56との間には、トナーカートリッジ60を回転型現像ユニット50の奥側に案内する係合突起66A,66Bと溝形成部65A,65Bとを備えたガイド部材を形成している。しかも、このガイド部材は、トナーカートリッジ60を現像器55の装着位置に装着するまでは案内し、装着された段階(つまり回転型現像ユニット50の雄ブラケット51Cにトナーカートリッジ60の雌ブラケット60Aが連結された段階)では、係合突起66A,66Bと溝形成部65A,65Bとを離間させて非接触状態とする構成となっている。これにより、トナーカートリッジ60内の攪拌オーガによる振動や、現像器本体56内のトナーを攪拌するオーガによる振動が隣り合う現像器に伝わるのを防止することができる。
しかも、各現像器55を仕切る仕切り板等の構造を使用しないで、振動の伝搬を防止しているから、仕切り板の占有体積分、トナーカートリッジ60の容積を確保することができる。
【0049】
<変形例>
前記実施形態においては、トナーカートリッジ60の交換が確実に行われたか否かを、交換扉70の動作によって決めるようにした場合について述べたが、以下のようにして制御部90で判定させるようにしても良い。図14は制御ブロック図、図15はカートリッジ交換処理の流れ図を示す。
制御部90は、CPU、ROM、RAM等で構成され、入出力制御部90A、コントローラ90Bおよび記憶部90Cを具備する。入出力制御部90Aには、U/I部49、外扉センサ105、内扉センサ85が接続される。そして、記憶部90Cには、カートリッジ交換処理のプログラム等が格納されている。
【0050】
前記U/I部49は、作業者が各種の操作を行うための作業者インタフェース49であり、このU/I部49は、図1に示すように、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、作業者はこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うようになっている。
【0051】
次に、カートリッジ交換処理について図15を参照しつつ説明する。
まず、制御部90は、内扉センサ85から信号d2を読み取り(ステップS1)、外扉センサ105から信号d1を読み取る(ステップS2)。
制御部90は、信号d1,d2がオン状態であるか否か(ステップS3)、信号d2のみがオン状態であるか否か(ステップS4)、信号d1のみがオン状態であるか否かを判定する(ステップS5)。
【0052】
ステップS3の判定処理で「YES」の場合には、両方の扉102,70が確実に閉まっているから、制御部90は、交換完了していることをU/I部49に表示する(ステップS6)。一方、ステップS4の判定処理で「YES」の場合には、交換扉70が閉扉で外扉102が開扉状態であるから、制御部90は、外扉が開いていることをU/I部49に表示する(ステップS7)。さらに、ステップS5の判定処理で「YES」の場合には、交換扉70が開扉で外扉102が閉扉状態であるから、制御部90は、内扉が開いていることをU/I部49に表示する(ステップS8)。そして、ステップS5の判定処理で「NO」の場合には、両方の扉102,70が開いているから、作業状態であると見なして、ステップS1の処理に戻る。
このように、外扉センサ105、内扉センサ85からの信号に基づいて、扉102,70の状態を判定して、U/I部49を通して作業者に報知することにより、交換作業をより確実に行うことができる。
【0053】
さらに、図9に示すように、ICタグの情報を読み取る読取部92を、交換扉70の内側に設ける。そして、トナーカートリッジ60の挿入方向の後側に、トナー色、トナーの種類,トナー容器の新旧,トナーの使用量,仕向け情報、製造会社等の各種情報が書き込まれたICタグ(図示せず)を貼着する。
これにより、トナーカートリッジ60の後側と交換扉70との間のクリアランスtは図11(c)のように確保されるため、読取部92とICタグとの距離が変動して起こる読取部92における読み取り誤差を低減できる。さらに、読取部92に書込機能を持たせ、ICタグが貼着されたトナーの使用頻度(例えば、枚数から算出)から残りのトナー使用量(残量)を書き込むことも可能となる。
【0054】
前記実施形態では、内扉センサ85をロック機構80のラッチ81に設けるようにしたが、本発明はこれに限らず、ロック機構80のストライカ72側、交換扉70或いは交換孔104に設けても良い。要は、内扉センサは、交換扉70が一度奥に押し込まれた後にロック機構80が交換扉70を固定した状態が検知されるセンサであれば良い。
【0055】
前記実施形態では、交換扉70を外開きとして閉扉する際の動作によって、トナーカートリッジ60を現像器55の装着位置に装着するようにしたが、本発明はこれに限らず、交換扉の閉扉動作と連動して、前記交換孔に挿通された前記トナー補給容器を、前記現像器の装着位置へ押し込むことによって前記トナー補給容器を前記装着位置に装着し、装着後に前記回転型現像ユニットと離間させた状態で前記筐体に固定される押し込み部で行うようにしても良い。
例えば、交換扉が上下に動くことによって交換孔を開くような機構のものであっても、この交換扉の閉扉動作に連動して動く押し込み部によって、トナーカートリッジを奥に押し込まれて現像器の装着位置にトナーカートリッジが装着される。即ち、この例においても、トナーカートリッジを直線的に挿入し、交換扉を閉めるという一連の比較的簡単な作業によって、トナーカートリッジの装着を容易に行うことができる、という効果が得られる。
【0056】
さらに、押し込み部は、交換扉に設ける構成であって、交換扉の閉扉動作を受けて動作するように筐体側に設けるようにしても良く、要は、トナー補給容器を前記装着位置へ押し込んで前記装着位置に装着し、装着後に回転型現像ユニットと離間させた状態で筐体に固定される部位であれば良い。
【0057】
前記実施形態では、転写手段により中間転写ベルトにトナー像を転写する場合について説明したが、本発明はこれに限らず、記録シートに直接トナー像を転写するようにしても良い。
【図面の簡単な説明】
【0058】
【図1】本発明の実施形態によるロータリー型画像形成装置を示す図である。
【図2】実施形態による回転型現像ユニットを示す斜視図である。
【図3】実施形態による回転型現像ユニットを示す側面図である。
【図4】実施形態によるトナーカートリッジを示す斜視図である。
【図5】実施形態による現像器本体の要部を示す図である。
【図6】実施形態によるトナーカートリッジを、図4とは違う方向から見た斜視図である。
【図7】実施形態による画像形成ユニットの外扉を開いた状態を示す図である。
【図8】図7中のA部を拡大して示す図である。
【図9】実施形態による交換扉を示す斜視図である。
【図10】実施形態によるラッチを示す斜視図である。
【図11】トナーカートリッジを現像器ユニットに挿入する状態を模式的に示す図である。
【図12】実施形態によるロック機構のラッチ部材とストライカ部材との動きを示す図である。
【図13】図12に続く図である。
【図14】変形例による制御ブロック図である。
【図15】変形例による流れ図である。
【符号の説明】
【0059】
50…回転型現像ユニット、51…回転体、51A…回転軸、55Y,55M,55C,55K…現像器、56Y,56M,56C,56K…現像器本体、57Y,57M,57C,57K…現像ロール、60Y,60M,60C,60K…トナーカートリッジ(トナー補給容器)、65A,65B…溝形成部(第2案内部)、66A,66B…係合突起(第1案内部)、70…交換扉、72…ストライカ(扉側固定手段)、73…把手、74…ストライカ部材(扉側回動部材)、74A…ピン(突起部)、74B…係合爪、75…ストライカ付勢バネ(扉側付勢部材)、79…扉バネ(扉用付勢部材)、80…ロック機構(交換扉固定機構)、81…ラッチ(孔側固定手段)、82…固定部材(孔側固定部材)、82A…係合部、83…ラッチ部材(孔側回動部材)、83A…スライダ(案内部)、84…ラッチ付勢バネ(孔側付勢手段)、85…スイッチ(内扉センサ)、100…複合機、101…筐体、102…外扉、103…内壁、104…交換孔、105…外扉センサ。

【特許請求の範囲】
【請求項1】
筐体と、
トナーが充填されたトナー補給容器を装着可能な複数の現像器が、前記筐体に回転可能に支持された回転体の周面に配設された回転型現像ユニットと、
前記筐体に設けられた交換孔であって、前記回転体が所定の位置で回転を止めたときに、いずれかの前記現像器の前記トナー補給容器が装着される装着位置へと連通する位置に設けられ、その現像器にトナー補給容器が装着される際にそのトナー補給容器が挿通される交換孔と、
開扉したときには前記交換孔を開き、閉扉したときには前記交換穴を閉じる交換扉と、
前記交換扉の閉扉動作と連動して、前記交換孔に挿通された前記トナー補給容器を、前記現像器の装着位置へ押し込むことによって前記トナー補給容器を前記装着位置に装着し、装着後に前記回転型現像ユニットと離間させた状態で前記筐体に固定される押し込み部と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
筐体と、
トナーが充填されたトナー補給容器を装着可能な複数の現像器が、前記筐体に回転可能に支持された回転体の周面に配設された回転型現像ユニットと、
前記筐体に設けられた交換孔であって、前記回転体が所定の位置で回転を止めたときに、いずれかの前記現像器の前記トナー補給容器の装着位置へと連通する位置に設けられ、その現像器にトナー補給容器が装着される際にそのトナー補給容器が挿通される交換孔と、
開扉したときには前記交換孔を開き、閉扉したときには前記交換穴を閉じる交換扉と、
前記交換孔に前記トナー補給容器が挿通された状態で前記交換扉が閉じられ、さらにその交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれることによって前記トナー補給容器が前記交換扉に押されて前記現像器の装着位置に装着された後に、当該交換扉を閉扉する位置まで戻して停止させ、その閉扉する位置において前記交換扉と前記回転型現像ユニットとを離間させた状態でその交換扉を固定する交換扉固定機構と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
前記交換扉は、外開きする状態で前記交換孔を開閉し、
前記交換扉固定機構は、
前記交換扉に設けられた扉側固定手段と、前記交換孔に設けられた孔側固定手段と、を備え、
前記扉側固定手段は、
前記交換扉に軸支され、当該交換扉固定機構を解除する把手と、
起端が回動中心となって前記把手に軸支され、先端に前記交換扉から突出する突出部と係合爪とが一体的に形成された扉側回動部材と、
前記扉側回動部材を一方向に付勢する扉側付勢部材と、を備え、
前記孔側固定手段は、
前記交換孔に固定された孔側固定部材と、
起端が回動中心となって前記孔側固定部材に軸支され、先端に前記突出部を案内する案内部が形成された孔側回動部材と、
前記案内部により前記突出部が押し込まれた位置よりも開扉側に位置した前記孔側固定部材に形成され、前記扉側回動部材の係合爪が係合する係合部と、
前記孔側回動部材を他方向に付勢する孔側付勢手段と、を備え、
前記交換扉を閉扉するときには、前記突出部が前記案内部によって案内されつつ、前記扉側回動部材が扉側付勢部材に抗して回動し、前記交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれた際には、前記案内部による前記突出部への案内を解除し、前記係合爪を前記係合部に係合させる
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記扉側付勢手段の付勢力は、前記孔側付勢手段の付勢力よりも強い
ことを特徴とする請求項3記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記交換扉を開扉方向に付勢する扉用付勢手段を有し、
当該扉用付勢手段の付勢力は、前記孔側付勢手段の付勢力よりも強い
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記交換扉が前記交換孔の奥へと押し込まれる際にその交換扉の前記トナー補給容器と当たる位置には、前記トナー補給容器の挿入方向に対して弾性を発生する機構を有する
ことを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記交換扉固定機構、前記交換扉或いは前記交換孔の少なくともいずれか1つに設けられ、前記交換扉が前記閉扉する位置に固定されたことを検知する固定検知手段を有する
ことを特徴とする請求項2ないし6のいずれか1に記載の画像形成装置。
【請求項8】
少なくとも前記トナー補給容器に充填されたトナーの色を含むトナー補給容器に関する情報を検知する検知手段を備える
ことを特徴とする請求項2ないし7のいずれか1に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記検知手段は、
各々の前記トナー補給容器に取り付けられ、そのトナー補給容器に充填されたトナーの色を含むトナー情報を記憶する情報記憶部と、
前記交換扉に設けられ、前記情報記憶部に記憶されたトナー情報を読み出す読取部と、を備える
ことを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
【請求項10】
回転軸を中心に回転する回転体と、
トナー補給口から取り入れたトナーを収容するトナー収容室と、像担持体に形成された静電潜像を前記トナー収容室から供給されるトナーで現像する現像剤担持体とを有し、前記回転体の周面に配設された複数の現像器本体と、
隣り合う第1現像器本体と第2現像器本体との間に前記回転軸と平行な方向に挿入され、前記トナー補給口に連通する補給口を通して前記トナー収容室内にトナーを補給するトナー補給容器と、
前記トナー補給容器に設けられた第1案内部と、
挿入された前記トナー補給容器の前記第1案内部が設けられた部位に対向する前記第1現像器本体の部位と第2現像器本体の部位とに設けられた第2案内部と、を備え、
前記トナー補給容器が挿入される過程においては、前記第1案内部及び前記第2案内部によって当該トナー補給容器を前記回転体の回転軸と平行な方向に案内すると共に、前記トナー補給容器が挿入された後は、前記第1案内部と前記第2案内部とが離間する
ことを特徴とする回転型現像ユニット。
【請求項11】
前記第1案内部及び前記第2案内部は、
前記現像器本体または前記トナー補給容器のうちの一方において前記回転軸と平行な方向に延びるように形成された凸部材と、
前記現像器本体または前記トナー補給容器のうちの他方において、前記案内部に係合する形状に形成された凹部材とを有し、
前記凸部材および前記凹部材は、前記トナー補給容器が挿入された後においては、互いに離間する切欠部が形成されている
ことを特徴とする請求項10記載の回転型現像ユニット。
【請求項12】
回転軸を中心に回転する回転体の周面に配設された複数の現像器本体のうち、隣り合う前記現像器本体の間に前記回転軸と平行な方向に挿入されるトナー補給容器であって、
前記現像器側に補給するためのトナーが充填される容器本体と、
前記トナー補給容器が挿入される過程においては、前記現像器本体側に設けられた案内部と係合して当該トナー補給容器を前記回転体の回転軸と平行な方向に案内すると共に、前記トナー補給容器が挿入された後は、前記現像器側に設けられた案内部から離間する被案内部と、を備える
ことを特徴とするトナー補給容器。

【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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【図13】
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【図14】
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【図15】
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【公開番号】特開2007−212791(P2007−212791A)
【公開日】平成19年8月23日(2007.8.23)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−33004(P2006−33004)
【出願日】平成18年2月9日(2006.2.9)
【出願人】(000005496)富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Fターム(参考)】