JP4100487B2 - 現像装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置および現像装置に関し、特に、これに限定する意図では無いが、複数各色の現像装置を感光体に対して接離駆動して選択的に現像作業に用いるカラー画像形成装置に関する。
【0002】
【従来技術】
現像装置あるいはトナー補給容器等の消耗品にID情報(例えば、機種ID、地域ID、製造年月日ID等)を書き込んだチップを装備し、該チップと機器本体との間で情報の交換を行うことは公知である(例えば特開平12−19803号公報,特開平11−327368号公報参照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、近年カラー画像形成装置に用いられる作像方式として、後に図1に基づいて詳細に説明するが、感光体としてベルト感光体を用い、その直線部分に各色の現像装置を積み重ねるような形態で配し、各色毎の現像装置を感光体に離接して現像を行い、ついで該トナー像を中間転写体に一次転写し、中間転写体に4色のトナー像が重なり合った状態で、記録紙に二次転写を行う画像形成装置が用いられるようになってきている。
【0004】
各色の現像装置は、現像装置からトナー供給装置のみを取り出して交換する型式のものが好ましい。現像装置の現像スリーブおよびそれにトナー収納空間のトナーを供給する機構と、トナー収納空間にトナーを補給するトナー補給容器とは、交換寿命が異なるため、どちらか一方に寿命がきてしまった場合でも別々に交換するようにすれば、維持コストが軽減する。
【0005】
しかし、斯かる現像装置は、前述の通り感光体と接離動作を行うものであるので頻繁に水平移動を繰り返す。よって、従来技術に示されたような通常の、移動を伴なわない現像装置に用いられている、現像装置またはトナー補給容器のICチップと画像形成装置本体との電気接続は、コネクタとプラグの接点間の接触不良や離脱等が問題となる可能性が高く、そのままの適用には問題があると考えられる。
【0006】
本発明は、着脱自在のトナー補給容器を備える現像装置の、該トナー補給容器と画像形成装置との電気接続の安定性を高くすることを第1の目的とし、現像装置が感光体に対して接離駆動される場合でも該電気接続の安定性を高くすることを第2の目的とし、画像形成装置に対する現像装置の着脱および現像装置に対するトナー補給容器の着脱を簡易にすることならびにその場合もトナー補給容器と画像形成装置との電気接続の結合/分離を簡易にすることを第3ならびに第4の目的とし、活線状態での電気接続の結合/分離においても、トナー補給容器にエラー電圧が加わるのを防止することを第5の目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】
(1)x方向に開いた容器受け入れ空間(91)を有し画像形成装置(1)の感光体 (11) に対してy方向に接離駆動される現像ケーシング(36Y);
該現像ケーシングで支持されトナーを感光体に供給する現像手段(32Y);
前記現像ケーシング (36Y) に開けられた、y方向に開き前記容器受け入れ空間 (91) に連続したコネクタ挿入開口 (92) ;
該コネクタ挿入開口 (92) に挿入されて前記容器受け入れ空間 (91) に位置してトナー補給容器(34Y)の交換時に優先的に先行接続および後行離間できる端子 (105e) 、を含む複数の電気接片 (105) と、前記コネクタ挿入開口 (92) に係止する手段 (102) とを持ち、前記現像ケーシング (36Y) に着脱自在の、前記画像形成装置(1)に対するトナー補給容器(34Y)の電気接続のためのコネクタ (37Y) ;および、
前記容器受け入れ空間にx方向に押し込まれて収容され、該x方向の押し込みによって前記コネクタの前記電気接片 (105) に結合するプラグ(93)を装備し、トナーを前記現像手段に供給するトナー補給容器(34Y);を備え、
前記コネクタは、前記電気接片 (105) があるx,z矩形面からy方向に突出し、前記プラグ(93)の前記電気接片 (105) に対する結合は妨げないガード壁 (104a-104e) を有する;
現像装置。
【0008】
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は相当要素の記号を、参考までに付記した。以下も同様である。
【0009】
これによれば、現像ケーシング(36Y)に装備した前記一方(37Y)を画像形成装置(1)に電気接続しておくことにより、コネクタ(37Y)/プラグ(93)結合を行うと、自動的にトナー補給容器(34Y)が画像形成装置(1)に電気接続されたことになり、トナー補給容器(34Y)の、画像形成装置(1)に対する接続作業が簡易になる。画像形成装置(1)からの電気ケーブル(38Y)の配線は、トナー補給容器(34Y)の外部の現像ケーシング(36Y)まででよいので、簡潔になる。現像装置(31Y)が感光体に対して接離駆動される場合でも、現像ケーシング(36Y)とトナー補給容器(34Y)が一体で、コネクタ(37Y)/プラグ(93)結合も一体で接離駆動されるので、コネクタ(37Y)/プラグ(93)結合の電気接続は安定である。
【0010】
現像装置(31Y)の接離移動によってトナー補給容器(34Y)に現像ケーシング(36Y)から離脱する方向の力が加わることなく、現像ケーシング(36Y)に対するトナー補給容器(34Y)の結合が安定である。これによりコネクタ(37Y)/プラグ(93)結合が安定であり、画像形成装置(1)に対するトナー補給容器(34Y)の電気接続が安定である。現像装置(31Y)を交換するとき、現像装置(31Y)と画像形成装置との間の電気接続の分断/回復をする作業が簡単になる。
【0011】
現像ケーシング(36Y)にトナー補給容器(34Y)を装着している時に現像ケーシング(36Y)にコネクタ(37Y)を着脱できる。この着脱で自然に、プラグ(93)に対してコネクタが着脱となる。また、現像ケーシング(36Y)にコネクタを装着している時に現像ケーシング(36Y)に対してトナー補給容器(34Y)を着脱できる。この着脱で自然に、コネクタに対してプラグが着脱となる。コネクタを着脱する時に前もってトナー補給容器(34Y)を取り外しておく必要はなく、また、トナー補給容器(34Y)を装着する時に前もってコネクタを装着しておく必要はなく、現像ケーシングに対するコネクタの脱着作業ならびにトナー補給容器(34Y)の脱着作業ともに、簡易になる。
【0012】
例えばこの端子(105e)を機器アース接続端子にすると、電気ケーブル(38Y)が仮に活線状態とする場合、トナー補給容器(34Y)のプラグ(93)を接続するときまずトナー補給容器(34Y)が機器アース接続されそして他の端子に電圧が加わり、また、プラグ(93)を分離するときはトナー補給容器(34Y)への電圧が途絶えてからトナー補給容器(34Y)の機器アース接続が絶える。トナー補給容器(34Y)において、それに電圧が加わるときおよび途絶えるときに、機器アースラインの浮動がなく、トナー補給容器(34Y)に誤動作や故障を生じない。
【0013】
活線状態でコネクタ (37Y) がコネクタ挿入開口 (92) から外されて適当なところにおかれると、工具等に触れて電気接片 (105) 間が短絡される可能性が考えられが、本願発明によれば、電気接片 (105) があるx,z矩形面からy方向に突出するガード壁 (104a-104e) が工具等が電気接片 (105) に触れるのを妨げるので、短絡してしまう可能性が低減する。
【0014】
【発明の実施の形態】
(2)前記ガード壁は、前記電気接片 (105) があるx,z矩形面の3辺からy方向に突出する、x,y面に平行,y,z面に平行およびx,y面に平行な3つの壁 (104a-104e) である;上記(1)に記載の現像装置。
【0015】
(3)感光体(11)に対して現像装置(31Y)をy方向に接離駆動する画像形成装置(1)において、
該現像装置(31Y)が、
x方向に開いた容器受け入れ空間(91)を有し画像形成装置(1)に装着される現像ケーシング(36Y);
該現像ケーシングで支持されトナーを感光体に供給する現像手段(32Y);
前記現像ケーシング (36Y) に開けられた、y方向に開き前記容器受け入れ空間 (91) に連続したコネクタ挿入開口 (92) ;
該コネクタ挿入開口 (92) に挿入されて前記容器受け入れ空間 (91) に位置してトナー補給容器(34Y)の交換時に優先的に先行接続および後行離間できる端子 (105e) 、を含む複数の電気接片 (105) と、前記コネクタ挿入開口 (92) に係止する手段 (102) とを持ち、前記現像ケーシング (36Y) に着脱自在の、前記画像形成装置(1)に対するトナー補給容器(34Y)の電気接続のためのコネクタ (37Y) ;および、
前記容器受け入れ空間にx方向に押し込まれて収容され、該x方向の押し込みによって前記コネクタの前記電気接片 (105) に結合するプラグ(93)を装備し、トナーを前記現像手段に供給するトナー補給容器(34Y);を備え、
前記コネクタは、前記電気接片 (105) があるx,z矩形面からy方向に突出し、前記プラグ(93)の前記電気接片 (105) に対する結合は妨げないガード壁 (104a-104e) を有する;
画像形成装置。
【0016】
(4)前記ガード壁は、前記電気接片 (105) があるx,z矩形面の3辺からy方向に突出する、x,y面に平行,y,z面に平行およびx,y面に平行な3つの壁 (104a-104e) である;上記(3)に記載の画像形成装置。
【0017】
(5)コネクタ(37Y)およびプラグ(93)の端子は、現像ケーシング(36Y)に対するトナー補給容器(34Y)の着脱のための駆動方向xに直交するz方向に分布し、優先的に先行接続および後行離間できる端子(105e)は、トナー補給容器の装着のための駆動方向xで先行して接触する位置にある、上記(3)の画像形成装置。
【0018】
位置ずれで優先設定ができるので、簡単である。なお、コネクタ(37Y)の端子のすべてをx方向の同一位置とし、優先端子に接触するプラグ(93)側の端子を、トナー補給容器の装着のための駆動方向xで先行して接触する位置にずらしてもよい。
【0019】
(6)コネクタ(37Y)を接続した電気ケーブル(38Y)は、高屈曲性ケーブルである。これによれば、現像装置(31Y)を接離駆動する使用態様において、電気ケーブル(38Y)が接離駆動に負荷を与えない。また、接離駆動による電気ケーブル(38Y)の劣化が低い。
【0020】
(7)コネクタ(37Y)は、その本体(101)から分岐した係止片(102)を有し、現像ケーシング(36Y)は、該本体(101)が貫通しうる開口(92)に係止片(102)が貫通しうる1つの張りだし口(92a)が連続したコネクタ挿入開口を有し、コネクタ(37Y)をそれに押し込むことにより係止片(102)が張りだし口(92a)の縁で圧縮されて本体側に移動し、係止片(102)の爪(102a)が張りだし口(92a)を通過すると本体から起立して爪(102a)が現像ケーシング(36Y)に係合するものである。
【0021】
これによれば、現像ケーシング(36Y)のコネクタ挿入開口が、張りだし口(92a)がある非対称形状であり、これにより、コネクタ(37Y)が誤った姿勢で現像ケーシング(36Y)に取り付けられてしまうことが、未然に防がれる。
【0022】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【0023】
【実施例】
図1に、本発明の一実施例であるカラープリンタを示す。このカラープリンタ1は、感光体ユニット10、書き込み光学ユニット20、現像ユニット30、中間転写ユニット40、2次転写ユニット50、定着ユニット60、両面印刷用紙反転ユニット70等で構成されている。そして、Black:黒(以下、Bkという)、Cyan:シアン(以下、Cという)、Magenta:マゼンタ(以下、Mという)、Yellow:イエロー(以下、Yという)のカラー画像を感光体ユニット10の感光体ベルト11上に順次顕像化し、これらを重ね合わせて最終的な4色フルカラー画像を形成する。
【0024】
上記感光体ベルト11は矢印Aの時計方向に回転し、その周りには、感光体クリーニング装置12、帯電ローラ13、現像ユニット30の選択された現像器、中間転写ユニット40の中間転写ベルト41などが配置されている。感光体ベルト11は、駆動ローラ14、1次転写対向ローラ15、張架ローラ16間に張架され矢印A方向に図示しない駆動モータによって回動駆動される。なお、つなぎ目のある感光体ベルト11を用いる場合には、感光体ベルト11端部の非画像形成領域につなぎ目マークを設け、図示しないセンサにより検出を行い、つなぎ目を避けて画像形成を行う。
【0025】
また、上記書き込み光学ユニット20は、カラー画像データを光信号に変換して、各色画像に対応した光書き込みを行い、感光体ベルト11に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニット20は、光源としての半導体レーザ21、レーザー発光駆動制御部(不図示)、ポリゴンミラー22、3つの反射ミラー23a、b、cなどで構成されている。
【0026】
上記現像ユニット30は、Bk現像器31K、C現像器31C、M現像器31M、Y現像器31Yと、各現像器を図中左右方向に移動させ感光体ベルト11に対し接離駆動する図示しない接離機構などで構成されている。図示の例では装置本体下側から順に黒トナーを収容したBk現像器31K、シアントナーを収容したC現像器31C、マゼンタトナーを収容したM現像器31M、イエロートナーを収容したY現像器31Yになっている。各現像器31K、C、M、Yは、感光体ベルト11表面の静電潜像を現像するためにトナーを表面に担持して図示しない駆動源により回転駆動される現像スリーブ32K、C、M、Yと、トナーを汲み上げて撹拌し現像スリーブに送給するトナーパドル33K、C、M、Y等を含む現像器本体35K、C、M、Yと、現像器本体の現像ケーシングに対して挿脱自在の、トナーを収容するトナー補給容器であるトナーカートリッジ34K、C、M、Yの、2つのユニット、すなわち現像器本体およびトナーカートリッジ、で構成されている。このようにトナーカートリッジ34K、C、M、Yを現像器本体から分離してそれに対して挿脱自在にしているのは、現像器本体35K、C、M、Yが、トナーカートリッジ34K、C、M、Yをトナー切れのため数回交換しても、使用寿命にはならないためである。
【0027】
現像に先立ち、現像器本体の、トナーカートリッジを受け入れる現像ケーシングおよび該トナーカートリッジにあって整合した補給口90を通してトナーカートリッジ34K、C、M、Yから、現像器本体35K、C、M、Yへとトナーが補給される。すなわち、トナーカートリッジ34K、C、M、Y内には、それらの容器の内壁面に先端が摺接してトナーの凝集を防ぐとともに補給口90へとトナーを補給するトナーパドルがあり、それが回転することによりトナーを汲み上げ補給口90に投入する。
【0028】
各現像器31K、C、M、Y内のトナーは、トナーパドル33K、C、M、Yの回転攪拌によって所定の極性に帯電され、また、各現像スリーブ32K、C、M、Yには図示しない現像バイアス電源によって現像バイアスが印加され、現像スリーブ32K、C、M、Yが感光体ベルト11に対して所定電位にバイアスされる。また、上記接離機構は、図示しないモータから各現像器31K、C、M、Yに駆動を伝達するための図示しない電磁クラッチがオンになるとその駆動力で各現像器31K、C、M、Yを感光体ベルト11側(図中右側)に移動させるようになっている。現像時には各現像器31K、C、M、Yのうち選択されたいずれか一つが移動し、感光体ベルト11に当接する。
【0029】
一方、電磁クラッチをオフにして駆動伝達を解除すると感光体ベルト11に当接していた現像器が感光体ベルト11から離間する方向(図中左側)に移動する。
【0030】
カラープリンタ本体の待機状態では、現像ユニット30はいずれの現像器31K、C、M、Yも感光体ベルト11と離間した位置にセットされており、プリント動作が開始されると、カラー画像データに基づきレーザー光による光書き込み、静電潜像形成が始まる(以下、Bk 画像データによる静電潜像をBk 静電潜像という。C、M、Yについても同様)。このBk静電潜像の先端部から現像可能とすべくBk現像位置に静電潜像先端部が到達する前に、Bk現像スリーブ32Kを図示しない駆動源により回転開始して、Bk静電潜像をBkトナーで現像する。
【0031】
そして、以後Bk静電潜像領域の現像動作を続けるが、Bk静電潜像後端部がBk現像位置を通過した時点で、Bk現像器31kが感光体ベルト11から離間し、速やかに次の色の現像器が感光体ベルト11に当接する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
【0032】
中間転写ユニット40は、中間転写ベルト41、ベルトクリーニング装置42、位置検出用センサ43などで構成されている。中間転写ベルト41は駆動ローラ44、1次転写ローラ45、2次転写対向ローラ46、クリーニング対向ローラ47及びテンションローラ48に張架されており、図示しない駆動モータにより矢印B方向に駆動制御される。中間転写ベルト41端部の非画像形成領域には複数の位置検出用マーク(不図示)が設けられており、これらの位置検出用マークのうちのいずれか一つ(画像形成動作開始時に位置検出用センサ43を最初に通過した位置検出用マーク)を位置出用センサ43で検出し、この検出タイミングで画像形成を開始する。また、ベルトクリーニング装置42は、クリーニングブラシ42a、接離機構(不図示)等で構成されており、1色目のBk画像を中間転写ベルト41に転写している間、及び、2、3、4色目の画像を中間転写ベルト41に転写している間は接離機構によって中間転写ベルト41面からクリーニングブラシ42aを離間させておく。
【0033】
カラープリンタ1の転写紙カセット80内には、転写紙が収納されており、給紙コロ81a、b、cによってレジストローラ対82方向に給紙、搬送される。カラープリンタ1の右側面には、OHP用紙や厚紙などの手差し給紙用の手差しトレイ83が設けられている。
【0034】
2次転写ユニット50は、2次転写ローラ51、2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に対して接離するためのクラッチ等を備えた揺動機構(不図示)などで構成されている。転写紙が転写位置に到達するタイミングに合わせて2次転写ローラ51が揺動機構の回転軸を中心に揺動する。この2次転写ローラ51と上記2次転写対向ローラ46とにより転写紙と中間転写ベルト41とを一定の圧力で接触させる。2次転写ローラ51は中間転写ユニット40に設けられた図示しない位置決め部材により2次転写対向ローラ46との平行度の位置精度が保たれている。また、2次転写ローラ51に設けた図示しない位置決めコロにより中間転写ベルト41に対する2次転写ローラ51の接触圧を一定にしている。2次転写ローラ51を中間転写ベルト41に接触させると同時に、2次転写ローラ51はトナーと逆極性の転写バイアスが印加され、中間転写ベルト41上の重ねトナー像を転写紙に一括転写する。
【0035】
なお、上記各ユニットは装置から容易に脱着できるようになっている。例えば、図1において、中間転写ユニット40をはずす場合には、図示しない前面カバーを開け、紙面の奥側から手前側にユニットをスライドさせることで、容易にはずすことができる。
【0036】
上記構成のカラープリンタ1において、画像形成サイクルが開始されると、まず感光体ベルト11は矢印Aの時計回りに、中間転写ベルト41は矢印Bの反時計回りに図示しない駆動モータによって回動駆動される。中間転写ベルト41上に設けられた図示しない位置検出用マークを位置検出用センサ43で検出し、位置検出用マークの検知タイミングに応じて感光体ベルト11上にBkトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形成、Yトナー像形成が順次行われ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト41上に重ねてトナー像が形成される。このとき1次転写ローラ45に印加するバイアスは順次電圧を高くすることが一般的であるが、中間転写ベルト41の抵抗特性等に応じて異なる。
【0037】
上記Bkトナー像形成は次のように行なわれる。すなわち、図示しない電源の印加電圧により帯電器13は感光体ベルト11を一様帯電する。そして、書込みのためのレーザ光LDはBkカラー画像信号に基づいて露光を行う。この露光が行われたとき、当初一様荷電された感光体ベルト11の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、Bk静電潜像が形成される。そして、このBk静電潜像にBk現像スリーブ32K上のBkトナーが接触することにより、感光体ベルト11の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはBkトナーが吸着され、静電潜像と相似なBkトナー像が形成される。そして、感光体ベルト11上に形成されたBkトナー像は、1次転写位置において中間転写ベルト41に接する。この1次転写位置では、1次転写ローラ45と1次転写対向ローラ15とにより中間転写ベルト41と感光体ベルト11との間にニップが形成されており、1次転写ローラ45にBkトナー像と逆極性のバイアスを印加することによりBkトナー像を中間転写ベルト41に転写する。
【0038】
感光体ベルト11上の若干の未転写残留トナーは、感光体ベルト11の再使用に備えて感光体クリーニング装置12で清掃される。ここで回収されたトナーは回収パイプを経由して図示しない廃トナータンクに蓄えられる。
【0039】
感光体ベルト11側ではBk画像形成工程の次にC画像形成工程に進み、上記位置検出用センサ43の検知タイミングに応じてC画像データによるレーザー光LDによる書き込みが行われ、C静電潜像が形成される。そして、先のBk静電潜像の後端部が通過した後で、かつC静電潜像の先端部が到達する前にBk現像器31Kが現像位置から退避し、C現像器31Cが現像位置にセットされてC静電潜像がCトナーで現像される。以後、C静電潜像領域の現像を続けるが、C静電潜像の後端部が通過した時点で、先のBk現像器31Kの場合と同様にC現像器31Cが現像位置から退避し、次のM現像器31Mを現像位置に移動させる。これもやはり次のM静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。なお、M及びYの画像形成工程については、それぞれの静電潜像形成、現像の動作が上述のBk、Cの工程と同様であるので説明は省略する。
【0040】
中間転写ベルト41には、感光体ベルト11に順次形成するBk、C、M、Yのトナー像を、同一面に順次位置合わせして、4色重ねのトナー像が形成され、次の2次転写工程において、この4色のトナー像が転写紙に一括転写される。
【0041】
画像形成動作が開始される時期に、転写紙は上記転写紙カセット80又は手差しトレイ83のいずれかから給送され、レジストローラ82対のニップで待機している。そして、2次転写ローラ51に中間転写ベルト41上の4色重ねのトナー像先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙の先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対82が駆動され、転写紙とトナー像との位置合わせが行われる。そして、転写紙が中間転写ベルト41上のトナー像と重ねられて2次転写位置を通過する。このとき2次転写ローラ51による転写バイアスで転写紙が荷電され、トナー画像のほとんどが転写紙上に転写される。
【0042】
そして、中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された転写紙は、定着ユニット60に搬送され、定着ベルト61と所定温度に制御されたと加圧ローラ62のニップ部でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出され(矢印C方向)、排紙トレイ84 に裏向きにスタックされる。これがフルカラーコピーである。
【0043】
更に、両面印刷を行う場合には、定着ユニット60を通過した転写紙は両面切替爪85により矢印D方向に案内され、両面印刷用紙反転ユニット70に送られる。転写紙後端が反転切替爪71を通過した後、反転ローラ対72が停止し、転写紙も停止する。そして、反転ローラ対72が一定のブランク時間ののち逆転を開始し、転写紙はスイッチバックを始める。このとき上記反転切替爪71が切り替わり、転写紙は矢印E方向に案内され、レジストローラ対82に送られる。レジストローラ対82に送られた転写紙は表裏反転した状態でレジストローラ対82のニップで待機する。そして、所定のタイミングでレジストローラ対82が駆動され、転写紙は2次転写位置に送られて中間転写ベルト41から4色重ねトナー像を一括転写された後、定着ユニット60でトナー像が溶融定着され、装置本体外に送り出される。
【0044】
一方、1次転写後の感光体ベルト11の表面は、感光体クリーニング装置12でクリーニングされ、除電ランプ(不図示)で均一に除電される。また、転写紙にトナー像を転写した後の中間転写ベルト41の表面は、ベルトクリーニング装置42のクリーニングブラシ42aを接離機構で押圧することによってクリーニングされる。中間転写ベルト41からクリーングされたトナーは廃トナータンク49に蓄えられる。
【0045】
図2に、図1に示すカラープリンタの前面カバーおよび左側面カバーを開いて、現像器30の装着状態を示す。各現像器31K,C,M,Yは、左側面基枠の開口から、ガイドレールに沿って感光体ベルト11に近づくy方向に挿入されており、各現像器31K,C,M,Yの現像ケーシング36K,C,M,Yが、プリンタ基枠で支持されている。
【0046】
現像ケーシング36K,C,M,Yには、プリンタの前面に開いたトナーカートリッジ収容空間があり、そこにトナーカートリッジ34K,C,M,Yが挿入されている。現像ケーシング36K,C,M,Yに対するトナーカートリッジ34K,C,M,Yの挿脱方向xは、プリンタ基枠に対する現像ケーシング36K,C,M,Yの挿脱方向yと直交する方向である。
【0047】
現像ケーシング36K,C,M,Yの、図示しないプリンタ左側面カバーに対向する垂直壁すなわち、感光体ベルト11に接触する前進方向yに関して後部壁に、コネクタ37K,C,M,Yが装着されている。コネクタ37K,C,M,Yには、現像ケーシング36K,C,M,Yにx方向に挿入されたトナーカートリッジ34K,C,M,Yのプラグ(後述)が結合し、電気的に接続している。コネクタ37K,C,M,Yには、曲げ性および撓み性が高い高屈曲性電線である柔軟な電気ケーブル38K,C,M,Yが接続されており、これによってトナーカートリッジ34K,C,M,Yの、プラグに接続されたIC(集積回路;後述)が、プリンタ1の図示しない電気系統に接続されている。
【0048】
電気ケーブル38K,C,M,Yが高屈曲性電線であるので、それらの一端がコネクタに接続されて現像器31K,C,M,Yの接離移動と共に移動し、他端はプリンタ本体の図示しないプリント基板に接続されて静止であるにもかかわらず、接離移動に対して格別な負荷を与えず、また、電気ケーブル38K,C,M,Yに劣化を生じない。
【0049】
次に、現像器31Yの構造を説明する。他の現像器31K,31Cおよび31Mも、現像器31Yと同じ構造であるので、これらの説明は省略する。
【0050】
図3の(a)に現像器31Yを、プリンタ1から−y方向に抜出して示し、図3の(b)には現像器31Yの現像器本体のみを示す。なお、現像ケーシング36Yの内部の詳細は図示を省略した。コネクタ37Yは、現像ケーシング36Yの後部壁に開けた大略で長方形の開口92に、y方向に挿入することにより、現像ケーシング36Yに係合している。開口92は、コネクタ37Yの誤った姿勢での装着を防止するために、非対称形状になっている。すなわち、開口92の縦長辺の1つに、小さい長方形状の張りだし口92aがある。トナーカートリッジ34Yは、現像ケーシング36Yのトナーカートリッジ収容空間の開口91にx方向に挿入される。
【0051】
図4の(a)にトナーカートリッジ34Yを、現像ケーシング36Yから−x方向に抜出して示す。なお、トナーカートリッジ34Yの内部の図示は省略した。トナーカートリッジ34の後部壁には、開口92に装着したコネクタ37Yに接触して電気接続となるプラグ93、およびストッパ97がある。トナーカートリッジ34Yを、その後部壁側から現像ケーシング36Yのプリンタ前面側の開口91に挿入すると、ストッパ97の先端部が現像ケーシング36Yのプリンタ後面側の内壁面にある係止溝に係合する直前に、プラグ93がコネクタ37Yに結合して電気接続となる。この結合が完結してから、2mm前後更にx方向に移動した時に、ストッパ97の先端部の、現像ケーシング36Y側の係止溝との係合が完結する。なお、このとき、現像ケーシング36Y内のトナー補給駆動用の図示しない歯車に、トナーカートリッジ34Y内のトナーパドル駆動用の連結歯車が噛み合う。
【0052】
図4の(b)にプラグ93を拡大して示す。プラグ93には、プリント基板94が固着されている。プリント基板94の露出表面には、機器アース接続用のプラグ端子95e,IC動作電圧給電用のプラグ端子95v,シリアルデータ(通信信号)受信用のプラグ端子95rおよびシリアルデータ(通信信号)送信用のプラグ端子95tが、プリント配線導体で形成され、それらの表面に接点用金属がメッキされている。これらのプリント配線導体は、スルーホール接続により、裏面のプリント導体に接続されている。裏面のプリント導体に、IC(集積回路)96の電極が接続されている。すなわち、プラグ端子95e,95v,95r,95tに、IC96の電極が電気接続されている。
【0053】
図5に、コネクタ37Yを拡大して示す。なお、他のコネクタ37K,31Cおよび31Mも、コネクタ37Yと同じ構造であるので、これらの説明は省略する。コネクタ37Yの、現像ケーシング36Yのトナーカートリッジ収容空間に露出する前面から、前述のプラグ端子95e,v,r,tが接触する電気接片105e,v,r,tが突出している。これらの電気接片は、y方向にフレキシブルであり、x方向に送り込まれるプラグ93の端子95e,v,r,tを受け入れる時には、それによって押されて−y方向に移動し、バネ力によってプラグ端子95e,v,r,tに圧接する。コネクタ37Yの内部において電気接片105e,v,r,tのそれぞれに、電気ケーブル38Yの4本の電気リードのそれぞれが接続されている。
【0054】
電気ケーブル38Yは、プリンタ1本体の電気系統の、図示しない入出力インターフェースに接続されている。電気ケーブル38Yを介して、電気接片105eは該入出力インターフエイスの機器アースラインに接続され、電気接片105vはIC駆動電圧ラインに接続され、電気接片105rおよび105tはそれぞれ、入出力インターフエイスのシリアル送信および受信ラインに接続されている。プリンタ1の図示しないプリンタコントローラのマイクロコンピュータが、それら送信および受信ラインを介して、プラグ93のIC96とシリアル通信により、IC96が保持するデータを読みこむ。データは、プリンタ機種ID,地域ID,収納しているトナーの識別ID,製造年月日IDおよび製造元ID,ならびに、プリンタメーカの現像器管理データ、を含むものである。これらのデータの一部は、メーカがプリンタ出荷前に書きこむものであり、他に、ユーザから使用済のトナーカートリッジを回収して、再出荷のためにトナーを再度充填した時に更新されるものおよび新たに書きこまれるものがある。
【0055】
入出力インターフェイスの機器アースラインに接続される電気接片105eは、他の電気接片105v,105rおよび105tよりも、x方向で前側の位置にあり、プラグ93がx方向移動によりコネクタ37Yとの結合位置に近付くとき、プラグ93の機器アース接続用の端子95eが最初に電気接片105eに接触する。そしてその後にプラグ93の他の端子95v,95r,95tが略同時に、電気接片105v,105r,105tに接触する。
【0056】
コネクタ37Yに結合しているプラグ93を−x方向に移動させてコネクタ37Yから外すときには、初めにプラグ93の他の端子95v,95r,95tが略同時に電気接片105v,105r,105tから−x方向にはなれ、その後に、機器アース接続用の端子95eが電気接片105eから−x方向にはなれる。すなわち、コネクタ37Yの電気接片105eは、トナーカートリッジ34Yの交換時に、現像ケーシング36Yに装着したコネクタ37Yの端子に、優先的に先行接続および後行離間する端子である。これにより、電気ケーブル38Yが活線状態のときにトナーカートリッジ34Yが抜き差しされて端子95v,95r,95tの電圧が遮断するときあるいは電圧が立ち上がるとき、IC96の機器アースラインは、端子95eが機器アース電位に留まっているので、プリンタ本体側の機器アース電位にあり、アースラインの電位の浮動によるIC96の誤作動あるいは故障を生じない。
【0057】
図6の(a)に、図5上の矢印yの先端側から後端側にコネクタ37Yを見た正面を示し、図6の(b)にはコネクタ37Yの底面を示し、図7には、図6の(a)に示す7A−7A線断面を示す。これらの図面ならびに図5を参照されたい。コネクタ37Yの本体101には、係止片102,103およびガード壁104a,b,c,d,eが一体連続である。係止片102,103は、本体101からx,−x方向に突出しており、親指と人指し指で係止片102,103を相対的に近づく方向に挟圧することにより、両者間のx距離が縮まる。この挟圧状態で、係止片102を開口92の張りだし口92a(図3の(b))に合わせる様に、ガード壁104a,b,c,d,eから、現像ケーシング36Yの開口92に挿入し、係止片102,103のx,−x方向に突出した爪部分102a,102bが張りだし口92a,開口92を通して現像ケーシング36Yの内部に至るまで、コネクタ37Yを現像ケーシング36Yに押し込むことにより、コネクタ37Yが現像ケーシング36Yに結合する。この結合状態を図2および図3の(a)に示している。なお、コネクタ37Yのy方向の過度の移動は、本体101にx,−x方向に立ったストッパ107A,107b,107c,107dが現像ケーシング36Yの外表面にあたることにより、阻止される。
【0058】
この結合状態では、コネクタ37Yのx,z方向の移動は、コネクタの外形が開口92の形状とぴったりあっているので、開口縁によって拘束されている。コネクタ37Yのy方向の移動はストッパ107a,b,c,dが現像ケーシング36Yの外表面に当たることにより阻止され、−y方向の移動は、爪部分102a,103aが現像ケーシング36Yの内表面に当たることにより阻止される。
【0059】
係止片103よりも、係止片102の方が、本体101からx方向の突出が大きく、これに合わせて開口92には張出し口92aがある。つまり、開口92およびコネクタの形状は、z軸に関して非対称である。これにより、電気ケーブル38Yのコネクタ近くを垂直にしかもコネクタの下方になるようにしてコネクタ37Yを現像ケーシング36Yの開口92に挿入する時には、コネクタ37Yがピッタリと開口92内に嵌りこむが、他の姿勢(上下反転姿勢又は90度回転した横倒し姿勢)では、コネクタ37Yの係止片102,103の爪部分102a,103aが開口92を通らない。すなわちコネクタ37Yを現像ケーシング36Yに装着できない。
【0060】
ガード壁104a,b,c,d,eは、導電体例えばスクリュードライバあるいは金属板が、電気接片105e,v,r,t間を短絡してしまう可能性を低減するために備えたものである。仮に、これらのガード壁がすべてなく、本体101の前端面がむき出しであると、活線状態でコネクタ37Yが現像ケーシング36Yから外されて適当なところにおかれると、工具等に触れて電気接片105e,v,r,t間が短絡される可能性が考えられる。ガード壁はこの可能性を低減するものである。x方向に移動してくるプラグ93を受け入れるために、係止片102側の本体辺にはガード壁は設けていない。この本体辺と最も突出したガード壁104cの突出端とを結ぶ直線106(図5,図7)が、電気接片105e,v,r,tの頂点よりもさらにy方向に離れた位置となるように、つまり、該直線106に接するように工具(例えばスクリュードライバ)がコネクタ37Yにあたっても工具は電気接片105e,v,r,tに接触しないように、ガード壁104がy方向に突出している。
【0061】
このガード壁104は、x方向で移動してくるプラグ93を止めるストッパではなく、プラグ93のx方向先端がガード壁104に当たる前に、ストッパ97(図4の(a))の先端部が現像ケーシング36Yのプリンタ後面側の内壁面にある係止溝に係合し、それ以上のx移動が阻止される。
【0062】
図2および図3に示すように現像ケーシング36Yに結合したコネクタ37Yは、係止片102,103の、現像ケーシング36Yの外に露出している部分を親指と人指し指で挟圧しつつ−y方向に引くことにより、現像ケーシング36Yから外れる。
【0063】
図2に示すように現像ケーシング36Yにコネクタ37Yを装着した状態で、現像直前に現像ケーシング36Yすなわち現像器31Yがy方向に駆動されてその現像スリーブ32Yが感光体ベルト11に接触し、現像が終わると−y方向に駆動されて現像スリーブ32Yが感光体ベルト11から離れる。この接離駆動はy方向である。これに対して、現像ケーシング36Yに対するトナーカートリッジ34Yの挿脱はx方向である。電気接片105e,v,r,tがy方向にフレキシブルで弾発力でプラグ端子95e,v,r,tに圧接しているので、コネクタ/プラグ間の電気接点接続の安定性と信頼性が高い。
【0064】
なお、上述の実施例では、電気ケーブル38Yの電気リードをコネクタ本体101の電気接片に固定接続しているが、電気ケーブル38Yにプラグを接続して、プラグインでコネクタ37Yに接続する態様もある。
【0065】
図8に、電話器のプラグと同形態のマイクロプラグ110を電気ケーブル38Yに接続した態様を示す。115e,v,r,tが電気接片であり、電気ケーブル38Yの電気リードに接続されている。111は係止片である。この実施態様のコネクタ本体101には、電気接片105e,v,r,tに接続した、プラグ110を受ける図示しないマイクロコネクタがある。このマイクロコネクタに対するマイクプラグ110の挿脱方向はz方向であり、現像器31Yの感光体ベルト11に対する接離駆動方向yと直交する方向であるので、接離駆動に対して、マイクロコネクタ/プラグ110間の電気接点接続の安定性と信頼性も高い。
【0066】
この、マイクロコネクタ/プラグ110間接続を行う態様では、コネクタ37は現像ケーシング36Yに前述のように着脱可能にしていてもよく、また、ネジ止め,圧入あるいは基台部を現像ケーシングと一体成形する等、着脱が難しい固着又は固定としてもよい。
【0067】
【発明の効果】
現像ケーシングに装備した、コネクタとプラグの一方を、画像形成装置に電気接続しておくことにより、コネクタ/プラグ結合を行うと、自動的にトナー補給容器が画像形成装置に電気接続されたことになり、トナー補給容器の、画像形成装置に対する接続作業が簡易になる。画像形成装置からの電気ケーブルの配線は、トナー補給容器の外部の現像ケーシングまででよいので、簡潔になる。現像装置が感光体に対して接離駆動される場合でも、現像ケーシングとトナー補給容器が一体で、コネクタ/プラグ結合も一体で接離駆動されるので、コネクタ/プラグ結合の電気接続は安定である。
【図面の簡単な説明】
【図1】 図1は、本発明の一実施例の現像装置を装備したカラープリンタの機構概要を示す縦断面図である。
【図2】 図2は、図1の示すカラープリンタの前面カバーおよび左側面カバーを取り外して、現像装置の外観を示す斜視図である。
【図3】 (a)は図2に示す現像器31Yをプリンタ本体から取り出して示す斜視図、(b)は現像器31Yの現像器本体の外観を示す斜視図である。
【図4】 (a)は図3の(a)に示すトナーカートリッジ34Yの外観を示す斜視図、(b)はカートリッジ34Yの端部にあるプラグ部分を拡大して示す斜視図である。
【図5】 図3の(a)に示すコネクタ37Yの拡大斜視図である。
【図6】(a)は図5に示すコネクタ37Yの、端子がある面を見た正面図、(b)は底面図である。
【図7】 図6の(a)の7A−7A線断面図である。
【図8】 コネクタ37Yの一変形例で用いられるマイクロプラグ付きの電気ケーブルを示す斜視図である。
【符号の説明】
1:カラープリンタ l0:感光体ユニット
11:感光体ベルト 12:感光体クリーニング装置
13:帯電ローラ 14:駆動ローラ
15:1次転写対向ローラ 16:張架ローラ
20:書き込み光学ユニット 21:半導体レーザ
22:ポリゴンミラー 23a、b、c:反射ミラー
30:現像ユニット 31K:Bk現像器
31C:C現像器 31M:M現像器
31Y:Y現像器 32K、C、M、Y:現像スリーブ
33K、C、M、Y:トナーパドル
34K、C、M、Y:トナーカートリッジ
35K、C、M、Y:現像器本体
36K、C、M、Y:現像ケーシング
37K、C、M、Y:コネクタ
38K、C、M、Y:電気ケーブル
40,41:中間転写ユニット
42:ベルトクリーニング装置
42a:クリーニングブラシ 43:位置検出用センサ
44:駆動ローラ 45:1次転写ローラ
46:2次転写対向ローラ 47:クリーニング対向ローラ
48:テンションローラ 49:廃トナータンク
50:2次転写ユニット 51:2次転写ローラ
60:定着ユニット 61:定着ベルト
62:加圧ローラ 70:両面印刷用紙反転ユニット
71:反転切替爪 72:反転ローラ対
80:転写紙カセット 81a、b、c:給紙コロ
82:レジストローラ対 83:手差しトレイ
84:排紙トレイ 85:両面切替爪
90,91,92:開口 92a:張りだし口
93:プラグ 94:プリント基板
95e,v,r,t:プラグ端子
96:IC 97:ストッパ
101:コネクタ本体 102,103:係止片
102a,103a:爪片 104a,b,c,d,e:ガード壁
105e,v,r,t:電気接片
106:直線 107a,b,c,d:ストッパ
110:マイクロプラグ 111:係止片
115e,v,r,t:プラグ端子
Claims (4)
- x方向に開いた容器受け入れ空間を有し画像形成装置の感光体に対してy方向に接離駆動される現像ケーシング;
該現像ケーシングで支持されトナーを感光体に供給する現像手段;
前記現像ケーシングに開けられた、y方向に開き前記容器受け入れ空間に連続したコネクタ挿入開口;
該コネクタ挿入開口に挿入されて前記容器受け入れ空間に位置してトナー補給容器の交換時に優先的に先行接続および後行離間できる端子、を含む複数の電気接片と、前記コネクタ挿入開口に係止する手段とを持ち、前記現像ケーシングに着脱自在の、前記画像形成装置に対するトナー補給容器の電気接続のためのコネクタ;および、
前記容器受け入れ空間にx方向に押し込まれて収容され、該x方向の押し込みによって前記コネクタの前記電気接片に結合するプラグを装備し、トナーを前記現像手段に供給するトナー補給容器;を備え、
前記コネクタは、前記電気接片があるx,z矩形面からy方向に突出し、前記プラグの前記電気接片に対する結合は妨げないガード壁を有する;
現像装置。 - 前記ガード壁は、前記電気接片があるx,z矩形面の3辺からy方向に突出する、x,y面に平行,y,z面に平行およびx,y面に平行な3つの壁である;請求項1に記載の現像装置。
- 感光体に対して現像装置をy方向に接離駆動する画像形成装置において、
該現像装置が、
x方向に開いた容器受け入れ空間を有し画像形成装置に装着される現像ケーシング;
該現像ケーシングで支持されトナーを感光体に供給する現像手段;
前記現像ケーシングに開けられた、y方向に開き前記容器受け入れ空間に連続したコネクタ挿入開口;
該コネクタ挿入開口に挿入されて前記容器受け入れ空間に位置してトナー補給容器の交換時に優先的に先行接続および後行離間できる端子、を含む複数の電気接片と、前記コネクタ挿入開口に係止する手段とを持ち、前記現像ケーシングに着脱自在の、前記画像形成装置に対するトナー補給容器)の電気接続のためのコネクタ;および、
前記容器受け入れ空間にx方向に押し込まれて収容され、該x方向の押し込みによって前記コネクタの前記電気接片に結合するプラグを装備し、トナーを前記現像手段に供給するトナー補給容器;を備え、
前記コネクタは、前記電気接片があるx,z矩形面からy方向に突出し、前記プラグの前記電気接片に対する結合は妨げないガード壁を有する;
画像形成装置。 - 前記ガード壁は、前記電気接片があるx,z矩形面の3辺からy方向に突出する、x,y面に平行,y,z面に平行およびx,y面に平行な3つの壁である;請求項3に記載の画像形成装置。
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