JP5111247B2 - 現像剤カートリッジ装着装置及びこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細には、現像剤カートリッジの反復的な着脱による現像剤漏れを抑制することができる、現像剤カートリッジ装着装置及びこれを備える画像形成装置に関する。

一般に、小型の画像形成装置の現像ユニットはその内部に現像剤が収容されており、感光媒体、現像ローラ、供給ローラ及びクリーニングユニットなどが一体で形成される。従って、現像ユニットの内部に収容された現像剤が枯渇すると、現像剤の枯渇した現像ユニットを取り外して新しい現像ユニットに入れ替える。

しかし、事務用の画像形成装置の場合は、印刷量が家庭用に比べて多く、現像剤の消費率も大きいため、頻繁な現像ユニットの交換はユーザの維持費の増加に繋がるという問題がある。特に、感光媒体や現像ローラなどは現像剤が枯渇してもその使用寿命は残っているため、これを廃棄することは資源の浪費となる。

従って、事務用の大容量の画像形成装置の場合、現像剤の収容された現像剤カートリッジを現像ユニットと分離設置するように構成することにより、ユーザの維持費を削減するようにしている。

図１は、このような構成を有する画像形成装置を概略的に示したものであり、カラー画像形成装置の場合、画像形成装置の本体１０１には、図１に示されているように、各色相別（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）に設けられた現像剤カートリッジ１００が着脱自在に装着され、複数枚の用紙が収納される給紙ユニット１０２と、図示されていないが、現像ユニット、装着ユニット、及び排紙ユニットなどが内部に設けられる。

それぞれの現像剤カートリッジ１００は、図２に示すように、現像ユニット（不図示）の上段に設けられたガイドフレーム１０に沿って装着される。

前記ガイドフレーム１０には、前記現像剤カートリッジ１００に設けられた不図示の現像剤排出孔と連通される現像剤供給孔１１が設けられ、前記現像剤供給孔１１と前記現像剤カートリッジ１００とが密着するように、現像剤シーリング部材１２が前記現像剤カートリッジ１００とガイドフレーム１０との間に介在される。

前記現像剤シーリング部材１２は、スポンジのような柔らかい材質で形成され、前記現像剤カートリッジ１００が装着された場合に、前記現像剤排出孔を介して排出される現像剤がガイドフレーム１０側に漏れることを防止する。

特開２００５−２３４１４４号公報

ところが、図２に示すように、現像剤カートリッジ１００を装着するために、現像剤カートリッジ１００を図示された矢印方向に押し入れると、前記現像剤カートリッジ１００の先端と前記現像剤シーリング部材１２とがぶつかり合い、前記現像剤シーリング部材１２が損傷することがある。

すなわち、前記現像剤シーリング部材１２は柔らかいスポンジのような材質であるため、前記現像剤カートリッジ１００が押し入れられると、接触する部位が圧縮されながら前記現像剤カートリッジ１００と密着されるが、このような動作が繰返される場合、ガイドフレーム１０と現像剤シーリング部材１２との間の接着力が弱くなり、これによって接着部位がはがれやすくなって現像剤シーリング部材１２の先端が折り畳まれ、前記折り畳まれた部分を通じて現像剤が漏れる問題があるため、改善が望まれている。

そこで、本発明は上記のような問題点を鑑みてなされたもので、本発明の目的は、現像剤カートリッジの装着時に、現像剤シーリング部材の損傷を防止できるように構造が改善された、現像剤カートリッジ装着装置及びこれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するためになされた本発明による現像剤カートリッジ装着装置は、現像剤カートリッジの装着をガイドし、前記現像剤カートリッジの現像剤排出孔と対向するように形成された現像剤供給孔を有するガイドフレームと、前記現像剤供給孔の周囲に付着される現像剤シーリング部材と、前記現像剤カートリッジを装着する時、前記現像剤カートリッジと前記シーリング部材とが干渉しないように、前記現像剤カートリッジを持ち上げる上昇ユニットとを備え、前記上昇ユニットは、前記現像剤カートリッジの底面と接触するように前記ガイドフレームに突設された突起と、前記ガイドフレームに前記現像剤カートリッジをセットしてスライド移動させ、前記現像剤カートリッジの先端が前記現像剤シーリング部材の上側に位置した時、前記突起が収容されるように前記現像剤カートリッジの底面に設けられた突起収容溝とを有することを特徴とする。

前記突起は、前記ガイドフレームに一体で形成されたことが好ましく、曲面に形成されることが好ましい。

本発明に係る現像剤カートリッジ装着装置は、前記現像剤カートリッジの装着時、現像剤カートリッジを前記ガイドフレーム及び前記現像剤シーリング部材に密着させて固定する固定ユニットを含むことが好ましい。

前記固定ユニットは、前記ガイドフレームに設けられた複数のピンホールと、前記現像剤カートリッジに、前記ピンホールに対応するように突設された固定ピンと、を含むことが好ましい。

前記固定ピンは、先端に面取り部が形成され、前記ピンホールの中心軸の鉛直方向の高さは、前記固定ピンの中心軸の鉛直方向の高さより低い位置形成されることが好ましい。

前記固定ピンは、前記現像剤カートリッジの先端に、前記ピンホールの中心軸と平行した中心軸を持つように突設された第１固定ピンと、前記現像剤カートリッジの中央部に、中心軸の鉛直方向の高さが前記第１固定ピンの中心軸の鉛直方向の高さより低い位置となるように突設された第２固定ピンとを有することが好ましい。

前記突起収容溝は、前記現像剤カートリッジの底面に形成された肉逃げ部により設けることが好ましい。

上記課題を解決するために、本発明の他の観点によれば、画像形成装置の本体と、前記画像形成装置の本体に着脱自在な現像剤カートリッジと、現像剤カートリッジの着脱をガイドする上記のように構成された現像剤カートリッジ装着装置と、を備える画像形成装置が提供される。

前記ガイドフレームは、前記画像形成装置の本体に設けられることが好ましい。

本発明によれば、反復的に現像剤カートリッジを着脱しても、現像剤シーリング部材が損傷する恐れがないため、現像剤シーリング部材の損傷による現像剤の漏れを防止することができる。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。但し、本発明を説明するにおいて、関連する公知の構成または機能に対する具体的な説明が本発明を不明にすると判断される場合は詳細説明は省略する。

図３〜図５は、本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置の構成を示す図である。

図示されているように、現像剤カートリッジ装着装置は、現像剤カートリッジ１００、ガイドフレーム２００、現像剤シーリング部材３００、及び上昇ユニット４００（図６Ｅ参照）を含む。

現像剤カートリッジ１００は、その内部に現像剤を収容し、カラー画像形成装置の場合には全部で４つの色相（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）別に現像剤カートリッジ１００が装着される。現像剤カートリッジ１００の底面の一端部側には、収容された現像剤が排出される現像剤排出孔（不図示）が設けられている。

ガイドフレーム２００は、図３及び図４に示すように、画像形成装置の本体側に設けられ、前記現像剤カートリッジ１００の装着及び離脱をガイドする。ガイドフレーム２００には、前記現像剤排出孔と対向する位置に現像剤供給孔２１０が貫通形成され、前記現像剤カートリッジ１００から補充される現像剤を不図示の現像ユニットに搬送する。

現像剤シーリング部材３００は前記現像剤供給孔２１０の上側に付着され、前記現像剤排出孔から供給される現像剤がガイドフレーム２００側に漏れることを防止する。現像剤シーリング部材３００の中央には、前記現像剤供給孔２１０と対応するサイズの現像剤通過孔３１０が貫通形成される。現像剤シーリング部材３００はスポンジのような圧縮・膨張が可能な多孔性材質から設けられることが良い。

上昇ユニット４００は、前記現像剤カートリッジ１００の挿入動作に連動して前記現像剤カートリッジ１００を上昇させることにより、現像剤カートリッジ１００と前記現像剤シーリング部材３００との干渉を防止する。

前記上昇ユニット４００は、突起４１０及び突起収容溝４２０を含む。

突起４１０は、前記ガイドフレーム２００に一体で突設されることが好ましい。突起４１０は、前記現像剤カートリッジ１００との接触時に摩擦力を減らすために曲面に形成されることが好ましい。前記突起４１０は、前記現像剤カートリッジ１００の底面と接触し、前記現像剤シーリング部材３００と現像剤カートリッジ１００とが互いに接触する前に、前記現像剤カートリッジ１００を持ち上げる。

突起収容溝４２０（図６Ｅ及び図７参照）は前記現像剤カートリッジ１００の底面に形成されるが、前記突起４１０が前記現像剤カートリッジ１００を持ち上げた状態で挿入され、前記現像剤カートリッジ１００の先端部が前記現像剤シーリング部材３００を通過した以降に、前記突起４１０を収容できる位置に形成されることが好ましい。

このために、前記突起収容溝４２０は前記現像剤カートリッジ１００の底面の一定位置に、前記突起４１０と対応する形状に設けることもできるが、本発明の好適な一実施形態によると、前記現像剤カートリッジ１００の底面に射出成形のような製造過程で形成された現像剤カートリッジ１００の肉逃げ部（Ｃｏｒｉｎｇ ｐｏｒｔｉｏｎ）を用いることが好ましい。

また、本発明に係る現像剤カートリッジ装着ユニットは、現像剤カートリッジ１００をガイドフレーム２００及び現像剤シーリング部材３００に完全に密着させる固定ユニット５００を更に含むことが好ましい。

前記固定ユニット５００は、現像剤カートリッジ１００に設けられた複数の固定ピン５１０と、前記ガイドフレーム１００の前記固定ピン５１０と対応する位置に形成されたピンホール５２０を含む。

固定ピン５１０は、図５に示すように、先端に面取り部５１３が設けられ、ピンホール５２０の中心軸（Ｌ１）と固定ピン５１０の中心軸（Ｌ２）とは互いにずれるように配置することが好ましい。好ましくは、図６Ｄに示すように、ピンホール５２０の中心軸（Ｌ１）は固定ピン５１０の中心軸（Ｌ２）より低い位置に形成され、前記ピンホール５２０の中心軸（Ｌ１）は前記面取り部５１３を外れないように形成されることが好ましい。これは、固定ピン５１０とピンホール５２０とのそれぞれの中心軸がずれすぎると、それぞれの結合自体が不可能となる可能性があるためである。このように、ピンホール５２０の中心軸（Ｌ１）が面取り部５１３を外れない範囲に位置すると、ピンホール５２０の内側面が前記面取り部５１３と接触し、前記固定ピン５１０が前記ピンホール５２０の内側に挿入されることができる。

前記固定ピン５１０は、前記現像剤カートリッジ１００の幅方向（図５、６Ａ〜６Ｅでは、紙面の法線方向）の両先端部に隣接した部分に、中心軸の高さが同様となるように突設された第１固定ピン５１１、及び前記現像剤カートリッジ１００の中央付近に、前記第１固定ピン５１１の中心軸より低い位置に突設された第２固定ピン５１２を含むことが好ましい。前記第１固定ピン５１１は両側壁に近接した位置にそれぞれ１個ずつ、第２固定ピン５１２は中央付近に１個が突設されることが好ましいが、必要に応じてその個数を更に増加させても良い。

本発明に係る画像形成装置は、画像形成装置の本体１０１（図１参照）及び前記本体１０１に複数の現像剤カートリッジ１００を着脱自在に設ける前記のように構成された現像剤カートリッジ装着装置を含むことを特徴とする。

前記本体１０１には複数枚の用紙が収納される給紙ユニット１０２と不図示の現像ユニット、定着ユニット及び排紙ユニットが設けられており、前記現像剤カートリッジ１００は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４つの色相別に装着される。

印刷を開始すると、前記給紙ユニット１０２に収納された用紙は前記現像ユニット側に搬送されカラー画像を形成する。本発明に係る画像形成装置は、各色相別に感光媒体が個別に設けられているため、不図示の中間転写ベルトが１回転する時、４つの色相が一辺に印刷されるため、高速印刷が可能である。このような過程によってカラー画像が形成された用紙は、定着ユニットにおいて熱と圧力を受けてカラー画像が用紙表面に固着され、排紙ユニットによって前記本体１０１の外部へ排出される。

本発明に係る画像形成装置は、前記したように、各色相別に現像剤カートリッジ１００を備えるため、前記現像剤カートリッジ１００のうちいずれかの収容された現像剤が枯渇した場合、枯渇した現像剤カートリッジ１００のみ取り外して交換すればよいので、ユーザの利便性が非常に良い。

以下では、本発明の好適な実施形態に係る現像剤カートリッジの装着過程を添付図面に基づいて説明する。

図５及び図６Ａ〜図６Ｅは、本発明に係る現像剤カートリッジの装着過程を示す図である。

図５に示すように、ガイドフレーム２００に現像剤カートリッジ１００を装着し、図示された矢印方向にスライド移動させると、図６Ａに示すように、現像剤カートリッジ１００の先端は突起４１０と接触するようになる。すると、前記突起４１０は、図６Ａに示すように、前記現像剤カートリッジ１００を上側に持ち上げる。

この状態で、図６Ｂのように現像剤カートリッジ１００を続けてスライド移動させると、前記現像剤カートリッジ１００の先端が現像剤シーリング部材３００と干渉することなく、装着位置へと続けてスライド移動することができる。

そして、前記現像剤カートリッジ１００を押し続け、その先端が前記現像剤シーリング部材３００の先端を通過して前記現像剤シーリング部材３００の上側に位置すると、前記突起４１０は前記現像剤カートリッジ１００の下面に設けられた突起収容溝４２０に収容される。これにより、前記突起４１０によって持ち上げられた現像剤カートリッジ１００は、図６Ｃに示すように、前記現像剤シーリング部材３００を圧縮させながら、装着方向へと続けてスライド移動する。

一方、前記現像剤カートリッジ１００の先端には固定ピン５１０が形成され、前記ガイドフレーム２００には前記固定ピン５１０を収容するピンホール５２０が設けられており、前記現像剤カートリッジ１００が装着位置に到達すると、これらが結合することによって現像剤カートリッジ１００が固定される。

このとき、図６Ｄに示すように、固定ピン５１０の中心軸（Ｌ２）に比べてピンホール５２０の中心軸（Ｌ１）は低い位置に形成されるため、この挿入過程において、図示された矢印Ｖ方向に現像剤カートリッジは圧力を受けるようになる。すると、ピンホール５２０の内側面が前記面取り部５１３と接触し、前記固定ピン５１０が前記ピンホール５２０にスライドして挿入することができる。

従って、図６Ｅに示すように、現像剤カートリッジ１００が挿入されて装着が完了すると、前記現像剤カートリッジ１００がガイドフレーム２００及び現像剤シーリング部材３００と密着される。

図７は、前記のような過程によって装着された現像剤カートリッジ１００の装着状態を示す一部切開斜視図である。

同図に示すように、現像剤カートリッジ１００は装着位置において不図示の現像剤排出孔と、現像剤供給孔２１０及び現像剤通過孔３１０が互いに対応するように形成され、固定ユニット５００によって前記現像剤カートリッジ１００が位置決めされる。また、突起収容溝４２０は、現像剤カートリッジ１００の底面に現像剤カートリッジ１００の製造過程で設けられた肉逃げ部がその役割を行うように構成されるため、別の製造工程を介して突起収容溝４２０を設ける煩わしさがない。

以上のような本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着ユニットによると、現像剤カートリッジ１００を挿入するとき、現像剤カートリッジ１００が前記現像剤シーリング部材３００と接触する前に、前記上昇ユニット４００によって持ち上げられるため、前記現像剤シーリング部材３００と現像剤カートリッジ１００の先端とが互いに干渉して現像剤シーリング部材３００が現像剤カートリッジ１００によって折り畳まれ損傷されることを防止することができる。

従って、反復的に現像剤カートリッジ１００を装着しても、現像剤シーリング部材３００の損傷によって現像剤カートリッジ１００から供給される現像剤がガイドフレーム２００側に漏れることを防止することができる。

以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

一般的なカラー画像形成装置を示す斜視図である。 図１の現像剤カートリッジの装着過程を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置のガイドフレームを示す側断面図である。 同実施形態に係るガイドフレームを示す一部切り欠き斜視図である。 同実施形態に係るガイドフレームに現像剤カートリッジを装着する状態を示す側断面図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置を用いて現像剤カートリッジを装着する過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置を用いて現像剤カートリッジを装着する過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置を用いて現像剤カートリッジを装着する過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置を用いて現像剤カートリッジを装着する過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジ装着装置を用いて現像剤カートリッジを装着する過程を示す図である。 本発明の一実施形態に係る現像剤カートリッジが装着された状態を示す一部切開斜視図である。

符号の説明

１００ 現像剤カートリッジ
２００ ガイドフレーム
３００ 現像剤シーリング部材
４００ 上昇ユニット
５００ 固定ユニット
５１０ 固定ピン
５１１ 第１固定ピン
５１２ 第２固定ピン
５２０ ピンホール

Claims (11)

1. 現像剤カートリッジの装着をガイドし、前記現像剤カートリッジの現像剤排出孔と対向するように形成された現像剤供給孔を有するガイドフレームと、
   前記現像剤供給孔の周囲に付着される現像剤シーリング部材と、
   前記現像剤カートリッジを装着する時、前記現像剤カートリッジと前記シーリング部材とが干渉しないように、前記現像剤カートリッジを持ち上げる上昇ユニットとを備え、
   前記上昇ユニットは、前記現像剤カートリッジの底面と接触するように前記ガイドフレームに突設された突起と、
   前記ガイドフレームに前記現像剤カートリッジをセットしてスライド移動させ、前記現像剤カートリッジの先端が前記現像剤シーリング部材の上側に位置した時、前記突起が収容されるように前記現像剤カートリッジの底面に設けられた突起収容溝とを有することを特徴とする現像剤カートリッジ装着装置。
2. 前記突起は、前記ガイドフレームと一体形成されたことを特徴とする、請求項１に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
3. 前記突起は、曲面に形成されたことを特徴とする請求項２に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
4. 前記現像剤カートリッジが装着された場合に、前記現像剤カートリッジを前記ガイドフレーム及び前記現像剤シーリング部材に密着させて固定する固定ユニット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装着装置。
5. 前記固定ユニットは、前記ガイドフレームに設けられた複数のピンホールと、
   前記現像剤カートリッジに、前記ピンホールに対応するように突設された固定ピンとを含むことを特徴とする請求項４に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
6. 前記固定ピンは、先端に面取り部が形成されたことを特徴とする請求項５に記載の現像剤カートリッジの装着装置。
7. 前記ピンホールの中心軸の鉛直方向の高さは、前記固定ピンの中心軸の鉛直方向の高さより低い位置に形成されたことを特徴とする、請求項６に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
8. 前記固定ピンは、前記現像剤カートリッジの先端に、前記ピンホールの中心軸と平行した中心軸を持つように突設された第１固定ピンと、
   前記現像剤カートリッジの中央部に、中心軸の鉛直方向の高さが前記第１固定ピンの中心軸の鉛直方向の高さより低い位置となるように突設された第２固定ピンとを有することを特徴とする請求項７に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
9. 前記突起収容溝は、前記現像剤カートリッジの底面に形成された肉逃げ部であることを特徴とする、請求項１に記載の現像剤カートリッジ装着装置。
10. 画像形成装置の本体と、
    前記画像形成装置の本体に着脱自在な現像剤カートリッジと、
    前記現像剤カートリッジの着脱をガイドする請求項１ないし９のいずれか一項に記載の現像剤カートリッジ装着装置とを備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記ガイドフレームは、前記画像形成装置の本体に設けられることを特徴とする、請求項１０に記載の画像形成装置。

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