(57)【要約】【課題】カートリッジの着脱時の操作性を低下させることなく，現像剤の収容スペースが広い現像ユニットおよびその現像ユニットを備えた画像形成装置を提供すること。【解決手段】現像ユニット４は，現像カートリッジ４Ｋと，現像カートリッジ４Ｋを収容する現像ロータリ４０とを備えている。現像カートリッジ４Ｋには，回動可能な取手１１が設けられている。取手１１を回動させると，取手１１の端部がロック解除部材１２の端部を押下することとなり，ロック解除部材１２が下側に移動する。このロック解除部材１２の移動にともなって，ロック解除部材１２の突起部１２ａが現像ロータリ４０の仕切り板４１を押圧する。そして，仕切り板４１を押圧することにより，現像カートリッジ４Ｋの突起部１３が現像ロータリ４０の引掛け穴部１０から外れ，現像カートリッジ４Ｋのロックが解除される。【選択図】            図７
2006030725.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体に複数のカートリッジを収容する現像ユニットにおいて，
前記回転体には，穴状の第１ロック部が設けられ，
各カートリッジは，
カートリッジのハウジングに回動可能に支持されている取手部材と，
前記回転体の第１ロック部と係合する突起状の第２ロック部と，
前記取手部材の回動動作に連動して前記第２ロック部を前記回転体から退避させる解除部材とを有し，
前記取手部材は，前記解除部材によってカートリッジの内側に向けて付勢されていることを特徴とする現像ユニット。
【請求項２】
回転体に複数のカートリッジを収容する現像ユニットにおいて，
前記回転体には，突起状の第１ロック部が設けられ，
各カートリッジは，
カートリッジのハウジングに回動可能に支持されている取手部材と，
前記回転体の第１ロック部と係合する穴状の第２ロック部と，
前記取手部材の回動動作に連動して前記第２ロック部を前記回転体から退避させる解除部材とを有し，
前記取手部材は，前記解除部材によってカートリッジの内側に向けて付勢されていることを特徴とする現像ユニット。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載する現像ユニットにおいて，
前記第１ロック部および前記第２ロック部の位置あるいは形状が，前記回転体に収容される場所によって異なることを特徴とする現像ユニット。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれか１つに記載する現像ユニットにおいて，
各カートリッジおよび前記回転体は，それぞれ電気的な接点を備え，
前記カートリッジと前記回転体とのいずれか一方の接点は，面内に窪みが設けられた形状であり，
他方の接点は，その窪みと摺接する形状であることを特徴とする現像ユニット。
【請求項５】
請求項４に記載する現像ユニットにおいて，
前記カートリッジの前記回転体への位置決めを電気的な接点の圧接力により行うことを特徴とする現像ユニット。
【請求項６】
複数のカートリッジが装填された現像ユニットを備えたカラー画像形成装置において，
前記現像ユニットは，
回転可能であるとともに，複数のカートリッジが収容可能な回転体を有し，
前記回転体には，穴状の第１ロック部が設けられ，
各カートリッジは，
カートリッジのハウジングに回動可能に支持されている取手部材と，
前記回転体の第１ロック部と係合する突起状の第２ロック部と，
前記取手部材の回動動作に連動して前記第２ロック部を前記回転体から退避させる解除部材とを有し，
前記取手部材は，前記解除部材によってカートリッジの内側に向けて付勢されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項７】
複数のカートリッジが装填された現像ユニットを備えたカラー画像形成装置において，
前記現像ユニットは，
回転可能であるとともに，複数のカートリッジが収容可能な回転体を有し，
前記回転体には，突起状の第１ロック部が設けられ，
各カートリッジは，
カートリッジのハウジングに回動可能に支持されている取手部材と，
前記回転体の第１ロック部と係合する穴状の第２ロック部と，
前記取手部材の回動動作に連動して前記第２ロック部を前記回転体から退避させる解除部材とを有し，
前記取手部材は，前記解除部材によってカートリッジの内側に向けて付勢されていることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項８】
請求項６または請求項７に記載するカラー画像形成装置において，
前記第１ロック部および前記第２ロック部の位置あるいは形状が，前記回転体に収容される位置によって異なることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項９】
請求項６から請求項８のいずれか１つに記載するカラー画像形成装置において，
各カートリッジおよび前記回転体は，それぞれ電気的な接点を備え，
前記カートリッジと前記回転体とのいずれか一方の接点は，面内に窪みが設けられた形状であり，
他方の接点は，その窪みと摺接する形状であることを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９に記載するカラー画像形成装置において，
前記カートリッジの前記回転体への位置決めを電気的な接点の圧接力により行うことを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項１１】
請求項６から請求項１０のいずれか１つに記載するカラー画像形成装置において，
各カートリッジは，前記回転体に対して長手方向と直交する方向に着脱可能であることを特徴とするカラー画像形成装置
【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カートリッジを収容する現像ユニットおよびその現像ユニットを備えたカラー画像形成装置に関する。さらに詳細には，各現像装置の着脱の操作性を向上させ，スペースの有効利用が図られた現像ユニットおよびその現像ユニットを備えたカラー画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から，感光体ドラムを４回転させ，４色重ね合わせてカラー画像を形成するカラー画像形成装置が実用化されている。そして，そのようなカラー画像形成装置には，感光体ドラムに近接するように回転体を対設させ，その回転体に複数の現像カートリッジを収容する回転型現像ユニットが搭載されているものがある（例えば，特許文献１）。このカラー画像形成装置に使用される現像カートリッジは，回転体に対して長手方向と直交する方向に着脱する，いわゆるフロントアクセスタイプのものであり，長手方向の中央部付近に取手が設けられている。
【０００３】
また，前記したカラー画像形成装置では，各現像カートリッジを現像ユニットの所定の位置に装填する際，独立したロック機構によって現像カートリッジを現像ユニット本体に固定している。特許文献１に開示された回転型現像ユニットの場合，現像カートリッジの長手方向の中央部分に設けられたヒンジ状の取手を把持し，ロータリフランジのガイド溝に現像カートリッジの両側面のガイドリブを沿わせて挿入するすることにより，現像カートリッジの位置を固定している。この他，カートリッジを装填する技術として，例えば，取手とロック機構とを一体とし，カートリッジの着脱，ロック，解除を１つの操作で可能とする画像形成装置が開示されている（例えば，特許文献２）。
【０００４】
また，装置本体と電気的に接続する接点（以下，「電気接点」とする）を有するカートリッジがある。そのようなカートリッジでは，接点間に異物が介在すると接触不良となる。そのため，現像器もしくは回転体のいずれか一方の接点近傍に相手側接点と摺接するクリーナを設ける技術が開示されている（例えば，特許文献３）。
【特許文献１】特開２００４−１２５９５６号公報
【特許文献２】特開平７−２９５３８１号公報
【特許文献３】実開平３−６９１６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら，前記した従来の現像ユニットには，次のような問題があった。すなわち，特許文献１や特許文献２に開示されたような現像ユニットでは，装填されるカートリッジに取手を把持するための取手スペース（凹み）が必要となる。そのため，現像剤の収容スペースが狭い。取手スペースを狭くすることで収容スペースを広くすることができるが，取手スペースを狭くしすぎると操作性が低下してしまう。
【０００６】
近年，画像形成装置本体の小型化にともなって，現像カートリッジの占有スペースも減少している。そのため，現像カートリッジも小型化しているが，取手スペースの小型化を図るには操作性との兼ね合いから限界がある。従って，現像剤の収容スペースがますます狭くなり，必要な現像剤量を確保することが困難になっている。
【０００７】
また，特許文献３に開示されたようなカートリッジでは，電気接点を清掃するクリーナが必要である。そのため，部品点数が多くなり，省スペース化や低コスト化に対応できない。
【０００８】
本発明は，前記した従来の現像ユニットが有する問題点を解決するためになされたものである。すなわちその課題とするところは，カートリッジの着脱時の操作性を低下させることなく，現像剤の収容スペースが広い現像ユニットおよびその現像ユニットを備えた画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題の解決を目的としてなされた現像ユニットは，回転体に複数のカートリッジを収容する現像ユニットであって，回転体には，穴状の第１ロック部が設けられ，各カートリッジは，カートリッジのハウジングに回動可能に支持されている取手部材と，回転体の第１ロック部と係合する突起状の第２ロック部と，取手部材の回動動作に連動して第２ロック部を回転体から退避させる解除部材とを有し，取手部材は，解除部材によってカートリッジの内側に向けて付勢されているものである。また，本発明のカラー画像形成装置は，本発明の現像ユニットを備えたものである。
【００１０】
すなわち，本発明の現像ユニットは，複数のカートリッジと，それらカートリッジを収容する回転体とを有している。そして，カートリッジには，回転体への着脱に供する取手部材が設けられている。この取手部材は，カートリッジのハウジングに回動可能に設けられており，カートリッジの外側に向けて回動させることにより把持することができる。つまり，取手部材を回動させることにより取手スペースが確保される。そのため，カートリッジには，取手を摘むほどのスペースは必要であるが，取手を把持するスペースは不要である。従って，現像剤の収容スペースを広く設けることができる。
【００１１】
また，このカートリッジでは，第２ロック部が回転体の第１ロック部と係合することによりロックを可能としている。また，取手部材の回動動作に連動して解除部材が第１ロック部を回転体から退避させている。すなわち，取手部材を回動させることによってロックを解除している。これにより，カートリッジのロック解除とカートリッジの着脱とを１操作で行うことができ，操作性が向上する。
【００１２】
カートリッジを回転体に固定するロック機構としては，例えば，カートリッジの第２ロック部が突起状をなしており，回転体に設けられた穴状の第１ロック部と係合することとすればよい。また，カートリッジの第２ロック部が穴状をなしており，回転体に設けられた突起状の第１ロック部と係合することとしてもよい。
【００１３】
また，本発明の第１ロック部および第２ロック部の位置あるいは形状が，回転体に収容される場所によって異なることとするとよりよい。すなわち，回転体には，複数の収容スペースが設けられており，その収容スペースごとに各ロック部の位置あるいは形状が異なることとする。これにより，例えばカートリッジ内の現像剤の色ごとに各ロック部の位置を変えることで，カートリッジの色互換を図ることができる。
【００１４】
また，本発明の各カートリッジおよび回転体は，それぞれ電気的な接点を備え，カートリッジと回転体とのいずれか一方の接点は，面内に窪みが設けられた形状であり，他方の接点は，その窪みと摺接する形状であることとするとよりよい。また，本発明の現像ユニットでは，カートリッジおよび回転体にそれぞれ設けられた電気的な接点によってカートリッジの位置決めを行うことが可能である。両接点では，一方の接点に設けられた窪みに他方の接点が摺接することにより導通が図られる。そして，接点同士が摺接する際，接点間の遺物が清掃される。そのため，クリーナ等の清掃部品を設けることなく，安定した導通が確保される。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば，カートリッジに取手部材を把持するためのスペースを設ける必要がない。そのため，カートリッジ内の現像剤の収容スペースを広くすることができる。また，取手部材を把持することにより連動してロックを解除している。よって，カートリッジの着脱時の操作性を低下させることなく，現像剤の収容スペースが広い現像ユニットおよびその現像ユニットを備えた画像形成装置が提供されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下，本発明に係るカートリッジおよびそれを備えた画像形成装置を具体化した実施の形態について図面に基づいて説明する。本形態は，４サイクル方式のカラープリンタに利用される現像ユニットに本発明を適用したものである。
【００１７】
本形態のカラープリンタ１００は，図１に示すように感光体ドラム１と，帯電器２と，露光器３と，現像ユニット４と，中間転写ベルト５と，給紙ローラ６と，転写ローラ７と，定着器８とを有している。感光体ドラム１は，図１の矢印方向に回転可能に設けられている。現像ユニット４は，回転可能に設けられた現像ロータリ４０を備え，現像ロータリ４０には，４色の現像カートリッジ４Ｙ（イエロー），４Ｍ（マゼンタ），４Ｃ（シアン），４Ｋ（ブラック）が装填されている。なお，現像ロータリ４０は，図１の矢印方向に回転可能に設けられている。画像形成時には，現像ロータリ４０が回転することにより，指定された現像色に対応する現像カートリッジが感光体ドラム１と対向する。
【００１８】
カラープリンタ１００は，次の手順によってカラー画像を形成する。まず，感光体ドラム１の上方に位置する帯電器２によって感光体ドラム１の表面が帯電される。次に，露光器３により，帯電された感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。次に，現像ユニット４により，指定された現像色の現像カートリッジにて現像動作が行われる。次に，感光体ドラム１上に現像されたトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。そして，これまでの動作がＹＭＣＫの色ごとに行われ，中間転写ベルト５上に４色のトナー像が重ね合わせられる。これにより，中間転写ベルト５上にカラー画像が形成される。カラー画像が形成されると，給紙ローラ６によって記録紙９が転写ローラ７に向けて搬送される。そして，中間転写ベルト５上のトナー像は，転写ローラ７によって記録紙９上に転写される。記録紙９上に転写されたトナー像は，定着器８によって記録紙９上に定着され，カラープリンタ１００から排紙される。
【００１９】
続いて，現像ユニット４の，現像ロータリ４０および現像カートリッジ４Ｋについて説明する。図２は，現像カートリッジが装填されていない状態の現像ロータリ４０を示す斜視図である。現像ロータリ４０は，４枚の仕切り板４１，４２，４３，４４によって４つのエリアに区画されており，各エリアに現像カートリッジが１つずつ装填される。また，各仕切り板には，長手方向の中央部分に現像カートリッジをロックするための引掛け穴部１０が設けられている。
【００２０】
なお，本形態の現像ロータリ４０には，各仕切り板に２つずつの略正方形の引掛け穴部１０が設けられているが，数や形状を限定するものではない。すなわち，各仕切り板に少なくとも１つの引掛け穴部１０が設けられていればよい。また，形状については，後述する現像カートリッジの突起部と係合可能な形状であればよい。現像カートリッジのロック機構については後述する。
【００２１】
図３は，現像カートリッジ４Ｋを表側（現像ロータリ４０に装填された際の径方向の外側）から見たときの斜視図である。また，図４は，現像カートリッジ４Ｋを裏側（現像ロータリ４０に装填された際の径方向の内側）から見たときの斜視図である。なお，他の色の現像カートリッジについても同様の構成である。
【００２２】
現像カートリッジ４Ｋは，フロントアクセスタイプのカートリッジであり，長手方向の中央部分に取手１１を備えている。取手１１は板状であって，現像カートリッジ４Ｋのハウジングに沿って湾曲している。さらに，取手１１は，ハウジングに設けられた支持部１６によって回動可能に支持されている。
【００２３】
また，現像カートリッジ４Ｋには，現像カートリッジ４Ｋと現像ロータリ４０とのロック状態を解除するロック解除部材１２と，現像ロータリ４０の引掛け穴部１０と係合可能な複数の突起部１３とが設けられている。この突起部１３が現像ロータリ４０の引掛け穴部１０と係合することにより，現像カートリッジ４Ｋが現像ロータリ４０に固定される。すなわち，ロック状態となる。また，ロック解除部材１２には，その下端に外側に向けて突起した突起部１２ａが設けられている。さらに，ロック解除部材１２は，取手１１の回動動作に連動して，現像カートリッジ４Ｋのハウジングに沿って図４中の上下方向に移動可能になっている。また，ロック解除部材１２は，押しばね等によって常に取手１１の端部を付勢しており，ユーザが取手１１を持ち上げない限り，取手１１は現像カートリッジ４Ｋのハウジングと接し，閉じた状態となっている。
【００２４】
また，現像ロータリ４０および現像カートリッジ４Ｋは，それぞれ電気接点を備えている。具体的に，現像ロータリ４０には，図２に示したように鋭角に折り曲げられたワイヤ状の電気接点１４が設けられている。一方，現像カートリッジ４Ｋには，図４に示したように円柱状の窪みが設けられた面状の電気接点１５が設けられている。そして，現像カートリッジ４Ｋを現像ロータリ４０に装填した際，図５に示すように現像ロータリ４０側の電気接点１４が現像カートリッジ４Ｋ側の電気接点１５と摺接することにより，両接点間が導通する。なお，電気接点１５の窪みの形状は，円形状であっても角形状であってもよい。また，電気接点１４は，電気接点１５の窪みと摺接する形状であればよく，ワイヤ状に限らず，例えばリボン状であってもよい。
【００２５】
続いて，現像カートリッジのロック機構について説明する。図６は，現像ユニット４の長手方向の中央部分の断面図であり，現像カートリッジ４Ｋが現像ロータリ４０に装填された状態，すなわちロックされた状態を示している。具体的に，現像カートリッジ４Ｋがロックされた状態では，現像カートリッジ４Ｋの突起部１３が現像ロータリ４０の引掛け穴部１０と係合している。取手１１は，ロック解除部材１２によって常に現像カートリッジ４Ｋのハウジング側に付勢されており，そのハウジングと接した状態となっている。
【００２６】
なお，ロックされた状態では，図５に示したように現像カートリッジ４Ｋ側の電気接点１５と現像ロータリ４０側の電気接点１４とが圧接することにより，両接点間の導通が図られる。また，両接点間の圧接により，現像カートリッジ４Ｋの位置決めが行われる。さらに，電気接点同士が摺接して位置決めされるため，その際に接点の接触部が清掃される。
【００２７】
次に，現像カートリッジの解除機構について説明する。図７は，現像ユニット４の長手方向の中央部分の断面図であり，現像カートリッジ４Ｋと現像ロータリ４０とのロックが解除された状態を示している。現像カートリッジ４Ｋの解除では，取手１１を図７中の矢印Ａ方向に回動させる。取手１１を回動させると，取手１１の端部がロック解除部材１２の端部を押下することとなり，回動動作に連動してロック解除部材１２が図７中の矢印Ｂ方向に移動する。このロック解除部材１２の移動にともなって，ロック解除部材１２の突起部１２ａが現像ロータリ４０の仕切り板４１を図７中の矢印Ｃ方向に押圧する。そして，仕切り板４１を押圧することにより，現像カートリッジ４Ｋの突起部１３が現像ロータリ４０の引掛け穴部１０から外れ，現像ロータリ４０から退避した状態となる。これにより，現像カートリッジ４Ｋのロックが解除される。
【００２８】
なお，本形態の現像カートリッジは，すべて同じ態様とし，現像ロータリ４０に設けられた４つの収容エリアのいずれにも装填することが可能とすることもできるが，これに限るものではない。例えば，収容エリアごとに現像ロータリ４０の引掛け穴部１０および現像カートリッジの突起部１３を異なる位置とする。これにより，現像ロータリ４０の各収容エリアには，そのエリアに対応する現像カートリッジのみ装填可能となる。よって，例えば，現像カートリッジを色ごとに特定することが可能となり，色の互換性を保つことができる。
【００２９】
色互換を可能にする現像カートリッジの態様としては，突起部１３の位置を異にすることの他，突起部１３の数を異にする，あるいは突起部１３の形状を異にする等がある。いずれの場合であっても，現像ロータリ４０に，突起部１３の位置および形状に対応する引掛け穴部１０を設ける。
【００３０】
以上詳細に説明したように本形態の現像ユニット４に装填される現像カートリッジは，回動可能に設けられた取手１１を有することとしている。取手１１は，通常，ハウジングに向けて付勢されており，閉じた状態になっている。そのため，現像ユニット４の回転時に他の部品と干渉しない。また，取手１１は，通常，閉じた状態になっているが，着脱の際には回動して把持される。すなわち，現像ユニット４の外形よりも外側の位置で把持されるため，従来のようにハウジングに取手スペースを設ける必要がない。そのため，現像剤の収容スペースが広い。また，省スペース化に対応することが可能である。
【００３１】
また，ロック解除部材１２が取手１１の回動動作に連動して現像カートリッジ４Ｋを現像ロータリ４０から退避させている。すなわち，取手１１を把持することによってロックを解除している。これにより，現像カートリッジ４Ｋのロック解除と現像カートリッジ４Ｋの着脱とを１操作で行うことができ，操作性が良好である。よって，現像カートリッジの着脱時の操作性を低下させることなく，現像剤の収容スペースが広い現像ユニットおよびその現像ユニットを備えた画像形成装置が実現している。
【００３２】
また，電気接点１４，１５の圧接力によって現像カートリッジ４Ｋの位置決めを行うこととしている。そのため，位置決めを行うための部材が不要であり，部品点数の削減が図られる。また，両電気接点は，面状の電気接点１５に設けられた窪みにワイヤ状の電気接点１４が摺接することにより導通が図られる。そして，電気接点同士が摺接する際，接点間の遺物が清掃される。これにより，クリーナ等の清掃部品を設けることなく，安定した導通が確保される。
【００３３】
また，現像ユニット４では，電気接点１４と電気接点１５との圧接力を現像カートリッジ４Ｋの位置決めに利用する。すなわち，従来の現像ユニットでは，現像カートリッジの位置決めのために別途押しばね等を設けて現像カートリッジを付勢する必要があった。本形態では，現像カートリッジの位置決めに電気接点間の圧接力を利用することにより，部品点数を削減することが可能である。
【００３４】
また，各現像カートリッジの突起部１３の位置あるいは形状が，現像ロータリ４０に収容される場所によって異なることとするとよりよい。これにより，カートリッジの色互換等を図ることが容易である。
【００３５】
すなわち，本形態の現像ユニット４では，従来の現像ユニットに必要であった部品，例えば取手の固定部材，色互換を実現する部材，位置決めのためのカートリッジ付勢部材，電気接点の清掃部材が不要である。よって，構成が簡素であるとともに部品点数の削減が図られる。
【００３６】
なお，本実施の形態は単なる例示にすぎず，本発明を何ら限定するものではない。したがって本発明は当然に，その要旨を逸脱しない範囲内で種々の改良，変形が可能である。すなわち，複写機，スキャナ，ＦＡＸあるいはワードプロセッサ等であっても適用可能である。また，カラー機に限定するものではなく，モノクロ機であっても適用可能である。
【００３７】
また，実施の形態のロック機構では，現像カートリッジに突起部１３を，現像ロータリ４０に突起部１３と係合する引掛け穴部１０を設けることとしているが，これに限るものではない。すなわち，現像ロータリ４０に突起部１３を，現像カートリッジに突起部１３と係合する引掛け穴部１０を設けることとしてもよい。
【００３８】
また，実施の形態の電気接点では，現像カートリッジ４Ｋ側が面状で，現像ロータリ４０側がワイヤ状であったが，これに限るものではない。すなわち，現像カートリッジ４Ｋ側がワイヤ状で，現像ロータリ４０側が面状であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】実施の形態に係るカラープリンタの機器構成を示す図である。
【図２】実施の形態に係る現像ロータリを示す斜視図である。
【図３】実施の形態に係る現像カートリッジを示す斜視図（表側）である。
【図４】実施の形態に係る現像カートリッジを示す斜視図（裏側）である。
【図５】現像カートリッジと現像ロータリとの電気接点を示す図である。
【図６】現像カートリッジのロック機構を示す断面図である。
【図７】現像カートリッジの解除機構を示す断面図である。
【符号の説明】
【００４０】
４      現像ユニット（現像ユニット）
４Ｋ    現像カートリッジ（カートリッジ）
４０    現像ロータリ（回転体）
１０    引掛け穴部（第１ロック部）
１１    取手（取手部材）
１２    ロック解除部材（解除部材）
１３    突起部（第２ロック部）
１４    電気接点（接点）
１５    電気接点（接点）
１００  カラープリンタ（カラー画像形成装置）
【図１】
2006030725.tif 000003
【図２】
2006030725.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2006030725.tif 000007
【図６】
2006030725.tif 000008
【図７】
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