(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
現像剤担持体と着脱可能なトナーカートリッヂとを具備する現像装置において、トナーカートリッヂには相対的に旋回可能に嵌合させてそれぞれの開口を整列可能とした円筒形状の内・外ケース及びフランジを設け、前記フランジにはフランジ径方向に突出して延設されて前記内ケースを旋回駆動させる把手とガイド手段とを配設する一方、現像カートリッヂのケースには前記トナーカートリッヂのガイド手段を係合可能とした受容手段を設け、前記受容手段の受容孔部が前記ガイド手段を摺動させうる第１の領域と、回動させうる第２の領域とで構成され、前記第２の領域において前記ガイド手段を当該受容孔部に脱出不能に係止した際にのみ内・外ケースの各開口が整列されるように構成したことを特徴とする現像装置。
【請求項２】
前記受容孔部が前記第１の領域において比較的に巾員の小さい直線状のガイド溝であり、前記第２の領域において前記巾員よりも大きい円孔状であることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真技術によって画像を形成するレーザープリンター、レーザーファクシミリ等の画像形成装置に用いられる現像装置の技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の現像装置において、トナー貯蔵容器が電子写真印刷装置に着脱可能に設けられたものとしては、例えば特開平３−２８８８７５号公報（公知例）のものが知られている。
【０００３】
この公知例のものは、略回転体形状のトナー貯蔵容器が外筒１、内筒２並びにギヤ５により駆動される螺旋コイル状の攪拌部材４を備えたものであって、内筒２の両端を閉止する妻板３ａ、３ｂを固定部材６を介装してトナーカートリッヂ保持部７によって着脱可能に支持させたものであるが、少なくとも軸６３を丸孔７１に係合させて凹部７３内に固定部材６を回転可能に支持させ、又ガイド６２を溝３１に係合させるようにする等の着脱手段を採用したものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
前記した公知例によっても着脱可能なトナーカートリッヂにより容易にトナーの補給をなしうるものであるが、尚改善の余地があった。
【０００５】
即ち、前記の公知例のものにあってはトナー貯蔵容器の着脱手段の構成が極めて複雑であって、着脱操作に多数の行程を必要としており、又構成部品点数も少なくないため故障のおそれがあるばかりでなく、その保守点検にも熟練を要するものであった。
【０００６】
この発明が解決しようとする第１の課題点は、所定の装着位置において現像カートリッヂ内にトナーカートリッヂを抜脱不能に係止しうるものを提供することである。
【０００７】
この発明が解決しようとする第２の課題点は、把手により内ケースを回動させてトナーを供給可能とする操作によりトナーカートリッヂを現像カートリッヂ内に係止しうるため操作性が良好なものを提供することである。
【０００８】
この発明が解決しようとする第３の課題点は、格別な係止手段を用意することなくトナーカートリッヂを現像カートリッヂ内に係止しうるものであって構造が簡素化されたものを提供することである。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記の各課題点を解決するためのこの発明における対応手段としては次の如くである。
【００１０】
(1)  現像剤担持体と着脱可能なトナーカートリッヂとを具備する現像装置において、トナーカートリッヂには相対的に旋回可能に嵌合させてそれぞれの開口を整列可能とした円筒形状の内・外ケース及びフランジを設け、前記フランジにはフランジ径方向に突出して延設されて前記内ケースを旋回駆動させる把手とガイド手段とを配設する一方、現像カートリッヂのケースには前記トナーカートリッヂのガイド手段を係合可能とした受容手段を設け、前記受容手段の受容孔部が前記ガイド手段を摺動させうる第１の領域と、回動させうる第２の領域とで構成され、前記第２の領域において前記ガイド手段を当該受容孔部に脱出不能に係止した際にのみ内・外ケースの各開口が整列されるように構成したことを特徴とする現像装置。
【００１１】
(2) 前記受容孔部が前記第１の領域において比較的に巾員の小さい直線状のガイド溝であり、前記第２の領域において前記巾員よりも大きい円孔状であることを特徴とする前記(1) 記載の現像装置。
【００１２】
前記の対応手段によれば、受容手段内にガイド手段を挿入し、所要の装着位置において容易にトナーカートリッヂを係止させることが出来るばかりでなく、その交換操作も軽便なものとなる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００１４】
図６はこの発明に係る現像ユニット４００を用いた画像形成装置１０００の一例を示す模式図である。
【００１５】
以下、この画像形成装置１０００のの概要について説明し、次いで現像カートリッヂ４１０について詳しく説明する。
【００１６】
この画像形成装置１０００は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（一例としてトナーが挙げられるので以下トナーＴと称す）による現像器を用いてフルカラー画像を形成することの出来る装置である。
【００１７】
図６において１１００は装置の外箱であり、この外箱１１００内に露光ユニット１００、給紙ユニット２００、感光体カートリッヂ３００、現像ユニット４００、中間転写ユニット５００、定着ユニット６００等が設けられている。
【００１８】
感光体カートリッヂ３００は潜像担持体３１０と、この潜像担持体３１０の外周面に当接して外周面を一様に帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３２０と、クリーナー部３３０とを有している。
【００１９】
現像ユニット４００はイエロー用の現像カートリッヂ４１０Ｙ、シアン用の現像カートリッヂ４１０Ｃ、マゼンタ用の現像カートリッヂ４１０Ｍ、ブラック用の現像カートリッヂ４１０Ｋを備えている。
【００２０】
これらの各現像カートリッヂ４１０Ｙ、４１０Ｃ、４１０Ｍ、４１０Ｋは、それぞれ内部にイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナーを内蔵している。
【００２１】
又、それぞれ現像剤担持体４３０Ｙ、４３０Ｃ、４３０Ｍ、４３０Ｋを備えており、いずれか１つの現像カートリッヂの現像剤担持体のみが潜像担持体３１０に当接し得るようになっている。
【００２２】
中間転写ユニット５００は中媒駆動ローラ５１０と、皺取りローラ５２０と、テンションローラ５３０と、二次転写ローラ５４０と、これら各ローラの回りに張られた中間転写ベルト５５０と、この中間転写ベルト５５０に対して接離可能な中媒クリーナ５６０とを有している。
【００２３】
二次転写ローラ５４０にはバックアップローラ５７０が対向配置されている。
【００２４】
中媒駆動ローラ５１０は伝動手段（図示せず）により潜像担持体３１０と略同一の周速で回転駆動され、従って中間転写ベルト５５０が潜像担持体３１０と略同一の周速で循環駆動されるようになっている。
【００２５】
中間転写ベルト５５０が循環駆動される過程で潜像担持体３１０上のトナー像が中間転写ベルト５５０上に転写され、中間転写ベルト５５０上に転写されたトナー像は２次転写ローラ５４０との間に給紙ユニット２００から供給される用紙等の記録シートＳに転写される。
【００２６】
給紙ユニット２００は記録シートＳが積層状態で載置されるトレイ２１０と、ピックアップローラ２２０と、ピックアップローラ２２０により給送される用紙を確実に１枚ずつに分離する分離ローラ２３０とを有している。
【００２７】
給紙ユニット２００により給送された記録シートＳは搬送ローラ２４０により中間転写ベルト５５０と二次転写ローラ５４０との間に供給されて転写処理され、定着ユニット６００により定着処理され、紙搬送ローラ２５０より排出される。
【００２８】
定着ユニット６００は、熱源を有する定着ローラ６１０と、これに圧接されている加圧ローラ６２０とを有している。
【００２９】
以上のような画像形成装置１０００の作動は次の通りである。
【００３０】
▲１▼  図示しないホストコンピュータからの印字指令信号（画像形成信号）が入力されると、潜像担持体３１０、中間転写ベルト５５０が回転駆動される。
【００３１】
▲２▼  潜像担持体３１０の外周面が帯電ローラ３２０によって一様に帯電される。
【００３２】
▲３▼  一様に帯電した潜像担持体３１０の外周面に露光ユニット１００によって第１色目（例えばイエロー）の画像情報に応じた露光がなされ、イエロー用の静電潜像が形成される。
【００３３】
▲４▼  第１色目（例えばイエロー）用の現像カートリッヂ４１０Ｙの現像剤担持体４３０Ｙは回転し始めると同時に潜像担持体３１０接触し、これによって静電潜像が現像され、第１色目（例えばイエロー）のトナー像が潜像担持体３１０上に形成され、第１色目用の現像カートリッヂ４１０Ｙの現像剤担持体４３０Ｙは、潜像担持体３１０から離間し、回転を停止する。
【００３４】
▲５▼  潜像担持体３１０上に形成されたトナー像が、潜像担持体３１０から中間転写ベルト５５０上に転写される。
【００３５】
▲６▼  潜像担持体３１０上に残留しているトナーがクリーナ部３３０のクリーナーブレード３３１によって除去された後、廃トナースクリュー３３２によって回収される。
【００３６】
▲７▼  前記印字指令信号の内容に応じて、第２色目、第３色目、第４色目と繰り返され、前記印字指令信号の内容に応じたトナー像が中間転写ベルト５５０上において重ね合わされて形成される等の前記▲２▼〜▲６▼の動作が繰り返される。
【００３７】
▲８▼  所定のタイミングで給紙ユニット２００から記録シートＳが供給され、記録シートＳの先端が二次転写ローラ５４０に達すると中間転写ベルト５５０上のトナー像が記録シートＳ上に転写される。
【００３８】
▲９▼  記録シートＳが定着ユニット６００を通過することによって記録シートＳ上にトナー像が定着し、その紙搬送ローラ２５０を経て記録シートＳがケース１１００外に排出される。
【００３９】
以上、画像形成装置１０００の概要について説明したが、次に現像ユニット４００及び現像カートリッヂ４１０について説明する。
【００４０】
現像ユニット４００は着脱可能に組み込まれた４つの現像カートリッヂ４１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）を備えている。
【００４１】
尚、外箱１１００内の任意の現像カートリッヂ４１０を着脱することが出来、又感光体カートリッヂ３００も着脱することが出来る。
【００４２】
図７は、現像カートリッヂ４１０Ｍ部分の拡大図である。
【００４３】
４個の現像カートリッヂ４１０（Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋ）は、その形状等が多少異なってはいるが、基本的構造は共通しているので、マゼンタ用の現像カートリッヂ４１０Ｍを代表させ、実施の形態を説明する。
【００４４】
現像カートリッヂ４１０は、ケース４２０と、このケース４２０に収納されたトナーＴを潜像担持体３１０の表面に供給する現像剤担持体４３０と、この現像剤担持体４３０にトナーＴを供給する供給ローラ４４０と、更にこの供給ローラ４４０に向けてトナーＴを移送する２つの移送フィン４６１、４６２を備えたアジテータ４５１、４５２とトナーＴを補給しうるトナーカートリッヂ４７０と前記現像剤担持体４３０に圧接され、現像剤担持体４３０上のトナー量を規制する薄層化手段４８０とを備えている。
【００４５】
前記のトナーカートリッヂ４７０は現像カートリッヂ４１０に着脱自在であって図２にも示す如くに弾性部材４７１を介装して相対的に変位可能に嵌合させた内・外ケース４７２、４７３を備えた円筒形状を呈しており、内・外ケース４７２、４７３の開孔４７４、４７５を整列させてトナーＴを供給しうるように構成されている。
【００４６】
４７９は内ケース４７２に係止され、内ケース４７２と一体で回転するフランジであって内ケース４７２の長手方向の両端に配設されている。
【００４７】
尚、４７６は前記フランジ４７９に突設した把手であって内ケース４７２を外ケース４７３に対して旋回させるものである。
【００４８】
又、トナーカートリッヂ４７０は２分割状の部材を一体状に形成して円筒状となしており、内ケース４７２の両側を閉止するフランジ４７９の中心部に設けた軸孔４７９Ａによってアジテータ４７７を支持させ、アジテータギア４７７Ｇを図示しない駆動手段によって旋回させうるように構成している。
【００４９】
又、フランジ４７９の軸孔４７９Ａ位置において外向きに突出させたガイド手段ＧＵの横断形状については図３に示すように非円形状、好ましくは平行直線部ＧＵ１と円弧部ＧＵ２とで概ね長円形状に構成している。
【００５０】
次に、トナーカートリッヂ４７０を着脱可能に装着する現像カートリッヂ４１０のケース４２０の側壁４２３の尾部には、図３に示すように受容手段ＲＥが設けられている。
【００５１】
この受容手段ＲＥには、トナーカートリッヂ４７０のフランジ４７９の両側を支持する円板状の支持部ＲＥ１が設けられ、この支持部ＲＥ１には、その半径方向に傾斜状に凹入させた受容孔部ＲＥ２が開設されている。
【００５２】
更に、トナーカートリッヂ４７０の外ケース４７３と現像カートリッヂのケース４２０の尾部には外ケース４７３の回転止めＳＴ1 、ＳＴ2 （図１参照）を配設してあり、現像カートリッヂ４１０にトナーカートリッヂ４７０を装着した時に外ケース４７３は現像カートリッヂのケース４２０に固定され、内ケース４７２が外ケース４７３に対して独立して回転出来るように構成してある。
【００５３】
この受容孔部ＲＥ２の形状については、第１の領域をなす開放状のガイド溝ＲＥ４と、これに続く第２の領域をなす中心位置の円孔ＲＥ３とで構成されおり、特にこのガイド溝ＲＥ４は斜直線状であり、好ましくは円孔ＲＥ３よりも上側位置に開放されるよう指向させたものである。
【００５４】
又、各部の寸法についてはガイド手段ＧＵが受容手段ＲＥ内でガタつくことなく円滑に移動出来るようにガイド手段ＧＵの平行直線部ＧＵ１の巾員Ｄ1 と円弧部ＧＵ2 の曲率Ｒ1 を、それぞれ受容手段ＲＥのガイド溝ＲＥ４の巾員Ｄ2 並びに円孔ＲＥ３の曲率Ｒ2 よりも僅かに小さい寸法とし、巾員Ｄ2 よりも曲率Ｒ1 が大きい寸法に形成している。
【００５５】
又、４７７はアジテータであってフィン４７８を備えており、トナーＴの凝固を防止し、供給を支援するものである。
【００５６】
現像剤担持体４３０はケース４２０に回転可能に支持されており、現像剤担持体４３０に対して平行状で互いにその表面を圧接状とした供給ローラ４４０もケース４２０に回転可能に支持されている。
【００５７】
トナーＴの薄層化手段４８０は受け部材４８１上に片持ち状に担持され、ブレード４８２を現像剤担持体４３０に当接させている。
【００５８】
ケース４２０には略半円筒列状のトナー槽４２４が設けられており、回転するアジテータ４５１、４５２のフィン４６１、４６２がトナー槽４２４の内面４２４ａと摺接することにより形成される楔状空間に抱き込まれるようにしてトナーＴが移送されるようになっている。
【００５９】
フィン４６１、４６２は可撓性を有する薄板状に構成し、供給ローラ４４０付近においてトナー槽４２４から急峻に変位開放される際にトナーＴは前記楔状空間に抱き込まれるようにして移送され、フィン４６１、４６２の弾性による復元力によって弾かれるようにして機械的搬送力により、供給ローラ表面にトナー移送するものである。
【００６０】
アジテータ４５１、４５２及びトナーカートリッヂ４７０内のアジテータ４７７についてはその回転位相を各々異ならせることによって回転負荷の均等化を図っており、トナー移送手段をｎ個連設した場合（この場合ｎ＝３）、ｎ個の移送手段のフィン４６１、４６２、４７８の角度を３６０°／ｎずらすことにより、フィン４６１、４６２、４７８が内面４２１ａと摺接して回転する摺接長をアジテータ４５１、４５２、４７７の角度によらず略一定とする。
【００６１】
トナーＴがアジテータ４５１、４５２、４７７により弾かれる前後での負荷変動は分散されるので流動性の悪い高濃度トナーにおいても、アジテータ４５１、４５２、４７７による負荷が均等化されて装置のトルク変動は低減出来る。
【００６２】
ケース４２０は載置台１２００上に着脱可能に取り付けられている。
【００６３】
従って、現像カートリッヂ４１０にトナーカートリッヂ４７０を装着させるには、図３に示すようにトナーカートリッヂ４７０を配置させ、ガイド手段ＧＵを受容手段ＲＥの支持部ＲＥ１に設けた受容孔部ＲＥ２に整列させ、矢印イで示す方向に挿入し、ガイド手段ＧＵが受容手段ＲＥの第２の領域をなす中心位置に開設した円孔ＲＥ３位置に到着した状態がトナーカートリッヂ４７０の所定の装着位置に相当し（図４参照）、ガイド手段ＧＵの曲率Ｒ1 は受容手段ＲＥの第１の領域をなすガイド溝ＲＥ４の巾員Ｄ2 よりも大きい寸法であるから、この位置でのみガイド手段ＧＵが旋回可能である。
【００６４】
従って、把手４７６によって矢印ロ方向に旋回させると（図４参照）、外ケース４７３の現像カートリッヂ４２０の尾部に固定されているため把手４７６によってフランジ４７９及びこのフランジ４７９に一体的に取り付けられた内ケース４７２が外ケース４７３内で旋回され、それぞれの開口４７４、４７５が整列されて内ケース４７２内のトナーＴが供給可能となるものである（図５参照）。
【００６５】
この状態では、ガイド手段ＧＵの曲率Ｒ1 は受容手段ＲＥの第１の領域をなすガイド溝ＲＥ４の巾員Ｄ2 よりも大きい寸法であるからトナーカートリッヂ４７０を現像カートリッヂ４１０から抜脱不可能であり、従ってトナーカートリッヂ４７０の内ケース４７２と外ケース４７３の開口部が整列した状態ではトナーカートリッヂ４７０は取り外せないのである。
【００６６】
又、トナーカートリッヂ４７０の交換の際には前記の逆の操作手順によって行い、トナーカートリッヂ４７０の内ケース４７２と外ケース４７３の開口部の位相をずらし、トナーカートリッヂ４７０の開口部を閉止状態としないとトナーカートリッヂ４７０を現像カートリッヂ４１０から取り出せないのである。
【００６７】
以上のように構成した現像カートリッヂ４１０にあってはトナーカートリッヂ４７０を装填し、把手４７６によって内ケース４７２を旋回させて開口４７４と４７５を整列させてトナーＴを旋回されるアジテータ４７７によりアジテータ４５２、４５１方向に移送し、旋回駆動される供給ローラ４４０を経て現像剤担持体４３０上に供給し、潜像担持体３１０上に付着させるものである。
【００６８】
以上のような現像カートリッヂ４１０は同様にイエロー用のもの４１０Ｙ、シアン用のもの４１０Ｃ、マゼンタ用のもの４１０Ｍ、ブラック用のもの４１０Ｋとして計４個を外箱１１００に着脱可能に取り付けられるものであって、その機能は前記したマゼンタ用のもの４１０Ｍと共通しているので重ねての説明は省略する。
【００６９】
【発明の効果】
以上説明したこの発明による特有の効果は次の如くである。
【００７０】
▲１▼  現像カートリッヂ内の所定位置に装着されるトナーカートリッヂを抜脱不能に係止しうるものである。
【００７１】
▲２▼  トナーカートリッヂの装着脱操作が容易なものである。
【００７２】
▲３▼  格別に付加手段を必要とすることがなく、構造の簡素なものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態におけるトナーカートリッヂの要部の拡大断面図。
【図２】図１におけるトナーカートリッヂの組立図。
【図３】図１におけるトナーカートリッヂの装着説明図。
【図４】図３の次の装着行程の説明図。
【図５】図４の次の装着行程の説明図。
【図６】この発明の現像カートリッヂを装着した画像形成装置の模式図。
【図７】この発明の現像カートリッヂの拡大図。
【符号の説明】
４１０          現像カートリッヂ
４２０          ケース
４７０          トナーカートリッヂ
ＧＵ            ガイド手段
ＲＥ            受容手段
ＲＥ４          第１の領域（ガイド溝）
ＲＥ３          第２の領域（円孔）
【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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