JP4455384B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置、特に、感光体ドラムを有する画像形成装置本体に対し着脱自在に装着されるとともに、内部に現像剤が充填されかつ前記現像剤を撹拌するための撹拌部材を有する現像剤補給容器が着脱自在に装着される現像ユニットを備えた画像形成装置に関する。

レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置は、一般に、表面にトナー像が形成される
感光体ドラムを有する画像形成装置本体と、画像形成装置本体に対し着脱自在に装着され
る現像ユニットとを備えている。現像ユニットは、感光体ドラムにトナーを供給して現像
するための現像ローラと、現像ローラを回転自在に保持するケーシングとを有している。

この種の従来の画像形成装置では、現像ユニットが画像形成装置本体に装着されると、
現像ローラは、感光体ドラムに隣接して配置されるとともに、感光体ドラムに駆動連結さ
れる。また、現像ローラは、軸方向両端部に保持部材が装着され、感光体ドラムとの距離
が一定に保たれる。一方、ケーシングは、画像形成装置本体側に設けられた付勢手段によ
り感光体ドラム側に付勢されており、現像ローラが感光体ドラムの回転駆動に伴って感光
体ドラムから離間しないようになっている。

ところで、従来の現像ユニットとして、トナーが充填された別体のトナーコンテナが着
脱自在に装着されるタイプのものがある。トナーコンテナは、トナーを撹拌するための撹
拌部材と、撹拌部材と一体に回転可能な駆動ギアとを有している。現像ユニットのケーシ
ングには、駆動ギアを回転駆動するための駆動ローラが保持されている。また、ケーシングには、トナーコンテナを固定するための固定レバーが設けられており、装着されたトナーコンテナが駆動ローラから離間しないようになっている。

なお、関連する技術として、下記特許文献１乃至３に示すものが既に提案されている。

（例えば、特許文献１乃至３参照）。
特開平４−３０８８７２号公報 特開２００４−３７９６１号公報 特開平１０−２９３４６４号公報

トナーコンテナは、近年、大容量化により、トナーの重量により撹拌部材にかかるトル
クが増大する傾向にある。このため、駆動ローラが回転駆動を始めると、撹拌部材に連結
された駆動ギアが駆動ローラから離間しようとする力が大きくなり、固定レバーによって
トナーコンテナを現像ユニットに対し固定するのみでは、この力を十分に抑えることがで
きない。

特に、駆動ギアと駆動ローラ側のギアとの圧力角や、トナーコンテナの現像ユニット内
でのガイドの仕方によっては、トナーコンテナが、ケーシングから浮き上がり、ギア間で
の歯飛びが生じるおそれがある。

そこで、このような歯飛びを抑えるべく、トナーコンテナと現像ユニットとの間のがた
つきを抑えるための技術も提案されているが、この場合は、トナーコンテナの着脱がスム
ーズに行えなくなる等の不都合が生じる。

本発明の課題は、画像形成装置本体に対し着脱自在に装着されかつ現像剤補給容器が着
脱自在に装着されるタイプの現像ユニットを備えた画像形成装置において、現像ローラの
感光体ドラムからの離間を抑えつつ、現像剤補給容器の駆動ローラからの離間をも抑える
ことにある。

請求項１に係る画像形成装置は、画像形成装置本体と、現像ユニットと、現像剤補給容器とを備える。画像形成装置本体は、感光体ドラムを有する。現像ユニットは、画像形成装置本体に対し着脱自在に装着されるとともに、感光体ドラムに隣接して配置可能でありかつ感光体ドラムの回転に伴って回転駆動される現像ローラと、感光体ドラム側である第１側の端部において現像ローラを保持する保持部とを有する。現像剤補給容器は、内部に現像剤が充填され、現像剤を撹拌するための撹拌部材及び撹拌部材と一体に回転する駆動ギアを有し、現像ユニットに着脱自在に装着される。また、現像ユニットは、感光体ドラムと逆側である第２側の端部において現像剤補給容器が着脱自在に装着されかつ第２側の端部に開口部を有する装着部と、装着部に対し第１側に隣接して配置されかつ装着部に装着された現像剤補給容器の撹拌部材を駆動ギアを介して駆動させるための駆動ローラとをさらに有する。画像形成装置本体は、装着部の第２側に配置されかつ装着部の開口部を介して現像ユニットに装着された現像剤補給容器を第１側に付勢可能な付勢手段をさらに有する。現像剤補給容器は、付勢手段による第１側への付勢力を受ける被付勢部を第２側の端部に有し、駆動ギアが駆動ローラに駆動連結されている。

この装置では、現像ユニットが画像形成装置本体に装着されると、現像ローラは、感光
体ドラムに隣接して配置されて駆動連結され、感光体ドラムの回転に伴って回転駆動され
る。一方、現像剤補給容器は、現像ユニットに装着されると、撹拌部材が駆動ローラによ
り駆動される。このとき、現像剤補給容器は、装着部の第２側から付勢手段により開口部
を介して直接第１側に付勢されることで、駆動ローラから離間するのを抑制されさらに、
現像ローラは、第１側への付勢力を受けた現像補給容器によって現像ユニットが第１側に
押圧されることで、感光体ドラムから離間するのを抑制される。

すなわち、ここでは、付勢手段により直接現像剤補給容器を第１側に付勢するようにし
たことで、感光体ドラム、現像ローラ間のみでなく、現像剤補給容器、駆動ローラ間の離
間を抑えることができる。そして、付勢手段は、従来のこの種の現像ユニットにおいて既
存の構成であるため、特別な部材を設ける必要がなく、コスト的に有利である。

なお、本発明において、第１側には、例えば、感光体ドラムがある側の水平方向が含ま
れ、この場合の第２側には、感光体ドラムと逆側の水平方向が含まれる。したがって、あ
る部材を基準にして第１側という場合は、例えば、その部材の中心（例えば、その部材が
ローラである場合は回転中心）よりも少なくとも第１側であればよく、その部材が、第１
及び第２側を通る直線と直交する側（例えば上下方向）にも変位する斜め方向位置にあっ
ても良い。

また、画像形成装置には、現像剤補給容器が装着されていないものも含まれる。

また、この装置では、具体的に、付勢手段による付勢力が現像剤補給容器の被付勢部に作用することで、感光体ドラム、現像ローラ間、及び現像剤補給容器、駆動ローラ間の離間を抑えることができる。

請求項２に係る画像形成装置は、請求項１の装置において、付勢手段は、第１側を向く
とともに現像剤補給容器の被付勢部に当接可能な当接部を有している。また、現像剤補給
容器は、装着部に装着された状態で、駆動ローラに対し第１側及び第２側を結ぶ直線と直
交する側にも変位して配置されるとともに、被付勢部は、付勢手段の当接部に当接される
、直線と直交する被当接面を有している。

この装置では、現像剤補給容器は、現像ユニットに取り付けられると、駆動ローラに対
し、第２側に位置するのみでなく第１側との間の直線に直交する方向にも変位した位置に
配置される。したがって、現像剤容器を単に第２側に付勢するのみでは、付勢力が適切に
作用しないおそれがあるところ、現像剤補給容器の被当接面により付勢力を受けるように
したことで、現像剤補給容器が上記のように変位して配置される場合でも確実に第１側に
付勢される。

請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２の装置において、現像ユニットは、現像ローラの軸方向両端部に装着されかつ現像ローラと感光体ドラムとの間の間隙を保持するための保持部材をさらに有している。

従来の現像ユニットにおいて、現像ローラの軸方向両端部には、通常、感光体ドラムと
の距離を一定に保つための保持部材が設けられているが、現像ローラが感光体ドラムから
離間しようとすることを抑えることはできない。

しかし請求項３の装置では、そのような場合でも、開口部を介して直接現像剤補給容器
が付勢されることで、現像剤補給容器、駆動ローラ間のみでなく、感光体ドラム、現像ロ
ーラ間の離間も抑えられる。

この現像ユニットでは、装着部に装着された現像剤補給容器は、付勢手段により直接第
１側に付勢されるので、感光体ドラム、現像ローラ間のみでなく、現像剤補給容器、駆動
ローラ間の離間も抑えられる。

本発明の画像形成装置によれば、付勢手段により直接現像剤補給容器を第１側に付勢す
るようにしたことで、感光体ドラム、現像ローラ間のみでなく、現像剤補給容器、駆動ロ
ーラ間の離間を抑えることができる。そして、付勢手段は、従来のこの種の現像ユニット
において既存の構成であるため、特別な部材を設ける必要がなく、コスト的に有利である
。

本発明の現像ユニットによれば、装着部に装着された現像剤補給容器は、付勢手段によ
り直接第１側に付勢されるので、感光体ドラム、現像ローラ間のみでなく、現像剤補給容
器、駆動ローラ間の離間も抑えられる。

＜プリンタの構成＞
図１に、本発明の一実施形態が採用されたプリンタ１を示す。また、図２乃至図６では
、プリンタ１の所定の部分を示す。なお、図１において、矢印は用紙の搬送方向を示す。

このプリンタ１は、プリンタ本体３と、現像ユニット５と、トナーコンテナ７とを備え
ている。

＜プリンタ本体＞
プリンタ本体３は、給紙機構１１と、画像形成部１３と、ユニット装着部１４と、定着
部１５と、排出機構１７と、図示しない制御部及び通信部とを有している。

給紙機構１１は、給紙カセット１０に収納された用紙を１枚ずつ給紙し、画像形成部１
３に向けて搬送するためのものであり、給紙搬送路９上の適宜箇所に搬送ローラ及び駆動
部を有している。

画像形成部１３は、給紙搬送路９を搬送されてきた用紙に対し画像形成を行うためのも
のであり、感光体ドラム２１と、その周囲に配置された帯電器２３、露光器２５、転写ロ
ーラ２７及びクリーニング機構２９とを有している。

感光体ドラム２１は、表面にトナー像が形成される円筒状の回転体であり、印刷動作に
伴って、図示しない駆動部により回転駆動される。帯電器２３は、感光体ドラム２１の表
面を帯電させるためのものである。露光器２５は、制御部から送られる画像データに基づ
いて感光体ドラム２１表面に静電潜像を形成するためのものである。転写ローラ２７は、
感光体ドラム２１表面に形成されたトナー像を用紙に転写させるためのものである。クリ
ーニング機構２９は、トナー像転写後の感光体ドラム２１表面に残存するトナーを回収す
るためのものである。

ユニット装着部１４は、現像ユニット５が着脱自在に装着されるためのものであり、適
宜箇所に図示しないガイド部材及び係止手段が配置されている。又、ユニット装着部１４
は、現像ユニット５を前方側（第１側、図１において左方）に付勢するための付勢手段４
３を有している。

付勢手段４３は、現像ユニット５のケーシング３３に設けられた開口部３３ｃ（後述）
を介して、トナーコンテナ７を直接付勢するためのものである。付勢手段４３は、前後方
向に伸縮自在に配置されたコイルバネ４３ａと、コイルバネ４３ａの前方側の端部に取り
付けられた当接部材４３ｂ（当接部）を有している。当接部材４３ｂは、トナーコンテナ
７の被当接部５７（後述）に当接可能である。

定着部１５は、画像形成部１３においてトナー像が転写された用紙に対し、トナー像を
溶融定着させるためのものであり、ヒータが内蔵された加熱ローラ及びこれに対向して配
置される加圧ローラを有している。

排出機構１７は、定着部１５を通過した用紙をプリンタ１上面の排紙部１６に用紙を排
出させるためのものであり、排出搬送路１２上の適宜箇所に搬送ローラ及び駆動部を有し
ている。

制御部は、画像形成部１３及び定着部１５等の入出力部の制御や、通信部で受け取った
画像データに対する画像処理等を行うためのものであり、ＣＰＵ及びメモリを含むマイク
ロコンピュータで構成される。メモリには、ＣＰＵに実行されるための種々のプログラム
データが格納されているほか、画像データの保存等が行われる。

通信部は、ネットワーク等の通信ケーブルを通じて外部に接続されたパーソナルコンピ
ュータ等の外部接続機器との間で通信を行うためのものであり、印刷ジョブの受付、印刷
完了の通知等を行う。

＜現像ユニット＞
現像ユニット５は、感光体ドラム２１に対し現像を行うためのものであり、プリンタ本
体３に対し着脱自在に装着される。現像ユニット５は、現像ローラ３１と、保持部材３２
と、ケーシング３３と、搬送部材３５，３６と、駆動ローラ３７と、固定レバー４１とを
備えている。

現像ローラ３１は、感光体ドラム２１に対しトナーを供給するためのものであり、ケー
シング３３の前方側の端部に回転自在に保持されている。プリンタ本体３に対し装着され
た装着状態で、感光体ドラム２１に隣接して配置される。現像ローラ３１は、図示しない
ギアを介して感光体ドラム２１の駆動部に駆動連結されている。

保持部材３２は、現像ローラ３１と感光体ドラム２１と間の間隙を一定に保つための部
材であり、現像ローラ３１の軸方向両端部に装着されている。

ケーシング３３は、現像ローラ３１及び駆動ローラ３７等を保持するとともに、トナー
コンテナ７から補給されるトナーを前方側に送るためのスペースを有している。また、ケ
ーシング３３は、前方側の端部において駆動ローラ３７を保持するためのローラ保持部３
３ａと、後方側（第２側、図１において右方）の端部においてトナーコンテナ７が着脱自
在に装着されるためのコンテナ装着部３３ｂとを有している。さらに、コンテナ装着部３
３ｂの下方側（前方側及び後方側を結ぶ直線と直交する側、図１において上方側）かつ前
方側には、駆動ローラ３７が回転自在に配置されている。また、コンテナ装着部３３ｂの
後方側の端部の軸方向一端部には、開口部３３ｃが設けられている。

搬送部材３５，３６は、トナーコンテナ７からのトナーを撹拌しながら前方側に送るた
めのものであり、ケーシング３３内のローラ保持部３３ａとコンテナ装着部３３ｂとの間
に、互いに平行に回転自在に配置されている。

駆動ローラ３７は、トナーコンテナ７のパドル部材５３（後述）を駆動させるためのも
のであり、駆動ギア５４（後述）に駆動連結される。なお、駆動ローラ３７は、図２にお
いて矢印Ｂ方向に回転駆動するとともに、駆動ギア５４は、矢印Ａ方向に回転駆動する。

固定レバー４１は、コンテナ装着部３３ｂに装着されたトナーコンテナ７を、コンテナ
装着部３３ｂに対し固定するための部材であり、トナーコンテナ７がコンテナ装着部３３
ｂに装着される動作に伴って軸方向にスライドして、トナーコンテナ７の前方側の端部に
係止する。

＜トナーコンテナ＞
トナーコンテナ７は、内部に充填されたトナーを現像ユニット５に補給するための容器
であり、現像ユニット５のコンテナ装着部３３ｂに対し着脱自在に装着される。トナーコ
ンテナ７は、パドル部材５３（撹拌部材）及び駆動ギア５４と、トナー搬送部材５５及び
駆動ギア５６と、被当接部５７（被付勢部）とを有している。

パドル部材５３は、トナーを撹拌するための撹拌部材であり、トナーコンテナ７の長手
方向に延びて配置されている。

駆動ギア５４は、パドル部材５３と一体に回転するギアであり、駆動ローラ３７に駆動
連結される。

トナー搬送部材５５は、トナーを、トナーコンテナ７の底面に設けられた補給口（図示
しない）に集めて、ケーシング３３内に落下させるためのものである。

駆動ギア５６は、トナー搬送部材５５と一体に回転するギアであり、パドル部材５３の
駆動ギア５４に係合している。

被当接部５７（被付勢部）は、付勢手段４３による前方側への付勢力を受ける突起であ
り、後方側の端部に形成されている。被当接部５７は、当接部材４３ｂに当接されて付勢
手段４３の当接部材４３ｂに当接される、上下方向に延びる被当接面５７ａを有している
。

＜プリンタの動作＞
次に、このプリンタ１の動作について説明する。

プリンタ１を使用するためには、まず、トナーコンテナ７を現像ユニット５のコンテナ
装着部３３ｂに装着する。このとき、トナーコンテナ７は、固定レバー４１により現像ユ
ニット５に固定されるとともに、駆動ギア５４は、駆動ローラ３７に駆動連結される。

次いで、トナーコンテナ７の装着された現像ユニット５を、プリンタ本体３のユニット
装着部１４に対し、前方側に移動させるようにして装着する。

このようにして現像ユニット５がプリンタ本体３に装着されると、付勢手段４３の当接
部材４３ｂが開口部３３ｃを通ってトナーコンテナ７の被当接部５７に当接し、コイルバ
ネ４３ａが伸縮状態となる。これにより、トナーコンテナ７に前方側への押圧力が作用し
、さらにコンテナ装着部３３ｂを介してケーシング３３にも前方側への押圧力が作用する
。したがって、駆動ローラ３７は、保持部材３２を介して感光体ドラム２１に一定の間隙
を保って接近した状態を保持する。

このようにして、プリンタ１が使用可能な状態となり、外部接続機器からの印刷ジョブ
を受け付けると、給紙カセット１０から用紙が１枚ずつ給紙され、用紙が給紙搬送路９を
通って画像形成部１３に搬送される。ここで、感光体ドラム２１は、駆動部により回転駆
動され、表面が帯電された後、露光されて静電潜像が形成され、次いで、現像ローラ３１
からトナーが供給されてトナー像が形成され、さらに、転写ローラ２７によりトナー像が
用紙に転写される。

そして、用紙はさらに下流側に搬送され、定着部１５を通過することでトナー像が溶融
定着される。この後、用紙は、排出搬送路１２を通って排紙部１６に排出され、印刷動作
が終了する。

この一連の印刷動作において、現像ローラ３１は、感光体ドラム２１の駆動部からの駆
動力を受けて感光体ドラム２１から離間する方向に力を受けるが、駆動ローラ３７には付
勢手段４３からの付勢力が作用しているので、感光体ドラム２１から離間するのを抑えら
れている。

一方、現像ユニット５内では、印刷動作に伴って駆動ローラ３７が回転駆動することで
、駆動ギア５４を介してパドル部材５３が回転し、トナーが撹拌され、さらに、駆動ギア
５６を介してトナー搬送部材５５が回転し、トナーが補給口を介して現像ユニット５内に
補給される。

このとき、駆動ギア５４は、駆動ローラ３７からの駆動力を受けて駆動ローラ３７から
離間しようとするが、トナーコンテナ７には前方側への押圧力が作用しているので、駆動
ローラ３７から離間するのを抑えられている。

以上のプリンタ１によれば、付勢手段４３により直接トナーコンテナ７が前方側に付勢
されることで、感光体ドラム２１、現像ローラ３１間、及び駆動ギア５４、駆動ローラ３
７間の離間が抑えられ、駆動連結部分でのギアの歯飛びを防止できる。

そして、ここでは、従来のこの種の現像ユニットにおいて既存の構成である付勢手段を
用いたことで、特別な部材を用いることなく、コスト的にも有利である。

＜他の実施形態＞
（ａ）感光体ドラム、現像ローラ間、及び現像剤補給容器、駆動ローラ間の駆動連結の
態様は、特に上記実施形態で説明したものに限定されない。

（ｂ）画像形成装置には、現像ユニットに現像剤補給容器が装着されていない状態のも
のも含まれる。

（ｃ）画像形成装置は、プリンタのみでなく、複写機、ファクシミリ装置或いはこれら
の機能を併有する複合機であっても良い。

本発明の一実施形態が採用されたプリンタを示す縦断面図。 前記プリンタの要部を複数の切断面において示す縦断面図。 前記プリンタのプリンタ本体の所定部分を示す斜視図。 前記プリンタの現像ユニットの所定部分を示す斜視図。 現像剤補給容器が装着された状態での前記現像ユニットの所定部分を示す斜視図。 前記現像剤補給容器の上面部分を省略した状態で所定部分を示す斜視図。

符号の説明

１ プリンタ
３ プリンタ本体（画像形成装置本体）
５ 現像ユニット
７ トナーコンテナ（現像剤補給容器）
２１ 感光体ドラム
３１ 現像ローラ
３２ 保持部材（保持手段）
３３ａ 保持部
３３ｂ コンテナ装着部（装着部）
３３ｃ 開口部
３７ 駆動ローラ
４３ 付勢手段
４３ｂ 当接部材
５３ パドル部材（撹拌部材）
５７ 被当接部（被付勢部）
５７ａ 被当接面

Claims (3)

1. 感光体ドラムを有する画像形成装置本体と、
   前記画像形成装置本体に対し着脱自在に装着されるとともに、前記感光体ドラムに隣接して配置可能でありかつ前記感光体ドラムの回転に伴って回転駆動される現像ローラと、前記感光体ドラム側である第１側の端部において前記現像ローラを保持する保持部とを有する前記現像ユニットと、
   内部に現像剤が充填され、前記現像剤を撹拌するための撹拌部材及び前記撹拌部材と一体に回転する駆動ギアを有し、前記現像ユニットに着脱自在に装着される現像剤補給容器とを備え、
   前記現像ユニットは、前記感光体ドラムと逆側である第２側の端部において前記現像剤補給容器が着脱自在に装着されかつ第２側の端部に開口部を有する装着部と、前記装着部に対し第１側に隣接して配置されかつ前記装着部に装着された現像剤補給容器の撹拌部材を前記駆動ギアを介して駆動させるための駆動ローラとをさらに有し、
   前記画像形成装置本体は、前記装着部の第２側に配置されかつ前記装着部の開口部を介して前記現像ユニットに装着された前記現像剤補給容器を第１側に付勢可能な付勢手段をさらに有し、
   前記現像剤補給容器は、前記付勢手段による第１側への付勢力を受ける被付勢部を第２側の端部に有し、前記駆動ギアが前記駆動ローラに駆動連結されている、
   画像形成装置。
2. 前記付勢手段は、第１側を向くとともに前記現像剤補給容器の被付勢部に当接可能な当
   接部を有し、
   前記現像剤補給容器は、前記装着部に装着された状態で、前記駆動ローラに対し第１側
   及び第２側を結ぶ直線と直交する側にも変位して配置されるとともに、前記被付勢部は、
   前記付勢手段の当接部に当接される、前記直線と直交する被当接面を有している、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記現像ユニットは、前記現像ローラの軸方向両端部に装着されかつ前記現像ローラと
   前記感光体ドラムとの間の間隙を保持するための保持部材をさらに有している、請求項１または２に記載の画像形成装置。

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