JP2011028221A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 現像装置を着脱するための扉と現像装置の間に現像装置を駆動する駆動源を配置する場合、現像装置の着脱の際の操作性が低下する。
【解決手段】 現像装置をそれぞれ独立駆動する複数の駆動モータのうち少なくとも一つの駆動モータを、現像装置を着脱するための扉に設け、前記扉に設けた駆動モータに対して装置本体側の電気回路と電気的に接続及び解除可能な電気接点部を設ける。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられ、現像剤を補給もしくは排出するための開口部を備えた現像装置を有する画像形成装置に関する。更に詳しくは、現像装置を装置本体から着脱可能とする開閉可能な扉に現像装置を駆動する駆動源へ通電するための電気接点部材を設けた画像形成装置に関する。

近年、オフィスでのカラーコピーの需要が高まり、印字スピードの面で有利な複数の感光ドラムを有するタンデムドラム方式の製品への採用が増えている。タンデム方式の複写機での、本体内の構成は機種により様々だが、水平方向に４つの感光ドラムを並列に配置したタイプが比較的多い。

従来、特許文献１に示すように、プロセスカートリッジを着脱するために開閉可能な開閉ユニットを設け、開閉ユニットを開閉することでプロセスカートリッジが着脱できるように構成されている。ここで用いられるプロセスカートリッジはトナーが補給される構成となっており、そのための補給口がプロセスカートリッジの現像器側に設けられている。また現像器には、現像剤を補給する為の補給口とは別に、現像器内である程度循環した現像剤を現像器外に排出する為の排出口が設けられている。これにより常に現像剤を循環させている。

また画像形成装置の小型化・省スペース化の要望も強く、その為の一つの手段としては各現像容器同士の間隔を縮める必要がある。その方法としては、現像剤担持体や現像剤搬送部材の小径化があるが、小径化にともない強度なども低下し、画質安定化の点では限界がある。

そこで複数の現像剤搬送部材を鉛直方向上下に配置することで、径を変更せずに省スペース化をはかり、その駆動伝達としては画像形成装置からの一系統の駆動入力を分岐させて現像剤担持部材と現像剤搬送部材を駆動したものがある。（例えば特許文献２参照）
さて、現像容器内の現像剤担持部材の回転速度は、記録紙の種類などにより変更を要することがある。なぜなら、例えばコート紙などの厚紙においては、トナー像を記録紙に転写しその後トナーを定着させる際に一定の熱量が必要であるため、定着部での記録紙の搬送速度を減速させている。定着部での搬送速度を減速すると、それに伴って転写部材、像担持体および現像剤担持部材の回転速度も変更している。しかし、画像形成装置から現像容器への駆動入力が一系統で、その駆動を分岐させている構成では、現像剤担持部材の回転速度の変更に伴い、現像剤搬送部材の回転速度も変化してしまう。

ここで、複数の現像剤搬送部材を鉛直方向上下に配置した構成では、下側の現像剤搬送部材により現像剤を長手一方に搬送し、その部分での圧を高めることで現像剤を下側から上側に搬送している。現像剤を下から上に搬送するために、下側の現像剤搬送部材の回転速度をある範囲内で一定に保つ必要がある。

しかしながら、現像剤担持部材の速度変更に伴い現像剤搬送部材の回転速度が遅くなると、上側への現像剤の搬送が不十分となり、現像剤担持部材への現像剤の供給が不足し画像不良を発生させる恐れがあった。その為、現像剤搬送部材と現像剤担持部材を独立駆動する事で複数の回転速度に対応する構成が考えられる。

特開２００１−２２２２０７号公報 特開２００８−１９１２３３号公報

通常、現像装置を駆動する駆動モータが１つの場合、駆動モータの配置位置は、現像装置の着脱方向に対して、現像器の奥側に設けられている。そのため、現像装置の着脱の際に現像装置と駆動モータとが干渉することはない。

一方、現像装置を駆動する駆動モータが複数ある場合、スペースの都合上、現像装置の奥側だけに設けることが困難となる。そこで、現像装置の手前側にも駆動モータを設ける構成が考えられる。しかしながら、上記構成の場合、現像装置を本体から取り出すためには現像装置の手前側に設けられた駆動モータを一度取り外す必要があり、メンテナンス時の操作性が低下してしまうという課題があった。

上記課題を解決するための本発明の構成は、装置本体に着脱可能に設けられ、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、前記現像装置を本体から取り出すために開閉な扉と、装置本体に設けられ、前記現像装置をそれぞれ独立に駆動可能な複数の駆動部を備えた画像形成装置であって、前記複数の駆動部のうち少なくとも１つは前記扉に設けられており、前記扉に設けられ、本体側に設けられた電気経路に対して電気的に接続及び解除可能であって、本体側から前記扉に設けられた駆動部へ通電可能とする電気接点部を有することを特徴とする。

本発明によれば、現像装置の手前側に駆動モータを設ける構成であっても、現像装置を本体から取り出す際の操作性の低下を抑制できる。

本発明に係る現像器とドロアとの関係を表す図である。 本発明に係る画像形成装置（フルカラー複写機）の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の前扉が閉じた時の概略図である。 本発明に係る画像形成装置の前扉が開いた時の概略図である。 本発明に係るドロアシャッターの動きを示す図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの断面図である。 本発明に係るプロセスカートリッジ内の現像剤の循環を示す図である。 本発明に係る現像器の概略図である。 本発明に係る現像器の概略図である。 本発明に係る前扉の動きを示す概略図である。 本発明に係るプロセスカートリッジの挿入を示す本体断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、構成部品の寸法、材質、形状、及びその相対位置等は、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

以下に説明する実施例は、例示的に本発明を説明するものであって、以下に記載される構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれに限定するものではない。

図２には本発明実施例の画像形成装置１００の概略断面図を示す。

図２において、像担持体である感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、回転自在に担持されている。感光ドラムの周りには、各々一次帯電器１２ａ〜１２ｄ、レーザー露光光学系１３ａ〜１３ｄ、現像器１４ａ〜１４ｄ、感光体クリーナ１５ａ〜１５ｄ、中間転写体３０が配置されている。中間転写体３０は、感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに対して中間転写ベルト３１を介して当接する一次転写ブレード３５ａ〜３５ｄを有する。

感光体ドラム上のトナー像は、一次転写ブレード３５ａ〜３５ｄによって、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄにて中間転写ベルト上に一次転写される。また、中間転写体３０は、中間転写ベルト上のトナー像を転写紙Ｐに二次転写する二次転写ローラ３４、３６を備えている。

レーザー露光光学系１３ａ〜１３ｄにおいてリーダ部１Ｒからの画像信号は、一旦画像メモリ上に保管された後、レーザー出力部にて光信号に変換される。光信号に変換されたレーザー光は、ポリゴンミラー光信号に変換されたレーザー光がポリゴンミラーで反射され、レンズ及び各反射ミラー１６ａ〜１６ｄを経て感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの面に投影される。以下、例えば感光ドラム１１ａ〜１１ｄは、添え字ａ〜ｄを省略して感光ドラム１１と代表して説明する。

プリンタ部画像形成時には、感光体ドラム１１を回転させ、前露光ランプ（不図示）で除電した後の感光体ドラムを一次帯電器１２により一様に帯電させてレーザー光像を照射し、感光ドラム上に潜像を形成する。次に現像器１４により感光ドラム上の潜像を現像し、感光ドラム上に樹脂と顔料を基体としたトナーの画像を形成する。それを、各色色ずれなく重ね合わせるように、左側のステーションから順に一次転写され４色重ねられたところで、二次転写部Ｔｅへと向かう。

現像器内のトナーはトナー収納部から現像器内のトナー比率（或いはトナー量）を一定に保つ様に所望のタイミングにて随時補給される。

一方転写紙は転写紙収納部２１ａ、２１ｂから給紙手段によって１枚ずつ搬送され、レジストローラ２５ａ、２５ｂにて斜行を補正し、所望のタイミングにて二次転写ローラ３４、３６に搬送される。

その後、転写装置部にてトナー像が転写された転写紙は、熱ローラ定着器４０にてトナー像を定着され、排紙トレイ４８に排紙される。

続いて、本体の概略について説明する。図３及び図４に示すように、本体１００の前面には、トナーボトル５２のドア５０および前扉６０が設けられている。ドア５０は各色独立して開閉可能に設けられており、トナーボトル５２の交換の際に開閉する。（図４（ａ））また前扉６０は、本体に対して開閉可能に設けられている。前扉６０は、プロセスカートリッジ１０を交換する際に開閉する。前扉６０は、プロセスカートリッジ１０を装置本体に対して挿入する挿入口を閉じる第１の位置（閉状態）と、プロセスカートリッジ１０を本体から着脱可能とする第２の位置（開状態）と、に開閉可能に設けられている。本実施例の前扉の開閉機構は以下のようになっている。まず、図３は、前扉６０が閉じた位置にある。そして、本実施例では、図１０のように、前扉６０は装置手前側に水平移動可能になっている。そして、前扉６０の両サイドに設けられた突起６０１が前扉ガイド８６に沿って、本体水平方向に移動可能となっている。後述するように、前扉６０を水平方向に移動させることで、本体側の電気接点部と前扉に設けられた電気接点部とが、それぞれ接続もしくは解除可能となっている。そして、前扉６０を水平移動させた後、前扉ガイド８６の端面で前扉６０を回動させることで前扉が開いた位置（第２の位置）となる。この位置でプロセスカートリッジ１０が装置本体から着脱可能となっている。

そして、前扉６０にはプロセスカートリッジ１０を交換する時に、プロセスカートリッジ１０をガイドする為のガイド部８０が設けられており、プロセスカートリッジ１０の着脱を容易にしている。具体的には、図４（ｂ）に示すようにプロセスカートリッジ１０には、ガイド部８０と係合するような形状が設けられており、その部分をガイド部８０にのせる事でプロセスカートリッジ１０の着脱を行う。

また、プロセスカートリッジ１０は、後述するようにその長手両側から駆動入力を行う構成となっている。その為の駆動源としてのモータ６１は前扉６０に設けられている。そしてそのモータ６１から現像器１４に駆動を連結する為の駆動ギアユニット６２も前扉に設けられている。モータ６１への電気供給に関しては、前扉６０に電気接点手段としてのドロア６３が設けられており、ここから伸びた電気束線（不図示）により、それぞれのモータに電気を供給している。ドロア６３は前扉６０が閉じることで本体側にもうけられた電気接点部（不図示）と通電可能な構成となっている。

ドロア６３の構成について更に詳しく説明する。

図４（ｃ）のように、ドロア６３は、本体側の電気接点部と電通するための線状の電気接点部材６３３を有する。

さらにドロア６３には、図４（ｃ）のように電気接点部材６３３の電気接点部の対向する位置に設けられ、電気接点部の周囲をカバーするカバー部６３１を有する。カバー部６３１には、ドロア６３の電気接点部を、本体側に設けられた電気経路（電気接点部）に電気的に接続するために開口部（接続口）６３２が設けられている。そして、図４（ａ）のように前扉６０を開くと、前扉６０の内面が重力方向上方を向き、開口部６３２も重力方向上方を向く。また、ドロア６３には、開口部６３２を覆うようにドロアシャッター６４が設けられている。ここで、ドロア６３の電気接点部とは、本体側の電気接点部材（不図示）とドロア６３の電気接点部材が接続動作時に互いの接点部が接触する領域のことである。この領域にトナーが付着してしまうと、接続時にトナーが引き伸ばされ融着し、電気接続が不安定となる虞がある。そこで、本発明では、後述するように、電気接点部にトナーが付着することを抑制可能な構成となっている。

続いて、ドロアシャッターに関して説明する。図５に、その開閉の動きの概略を示す。

図５には、図４の本体上面から見た図を示す。図５には本体側のシャッター開閉部材６５と本体側ドロア８１及びドロアシャッター６４とドロア６３を示す。ここで本体側ドロア８１は突起形状（オス型）をしており、その突起の外周に電気接点部を持っている。またドロア６３は穴形状（メス型）をしており、その内側に電気接点部６３３を有している。これらが水平に互いに移動することで電気的接続及び電気的接続の解除を行っている。その動きに関しては図１０を用いて説明する。図１０にはわかりやすく説明するために前扉６０と前扉ガイド８６のみを示した。図１０（ａ）はドロア６３を本体側から水平方向にスライドしている状態を、図１０（ｂ）はドロア６３を水平移動した後に前扉６０を回動させた状態を示す。図１０（ａ）において矢印方向に前扉６０を移動させると、前扉に設けた突起が、前扉ガイド８６の中を移動する。その後前扉６０の突起が前扉ガイド８６の端面まで来たところで、前扉６０を回転させると、前扉の突起を中心にして前扉６０が回動する。

図１０（ａ）のように前扉６３を水平方向に前後させることで、ドロアシャッター６４が開閉する構成になっている。具体的には、図５（ａ）に示す矢印Ａの方向に前扉を水平方向に移動させると、ドロアシャッター６４が本体側に設けられたシャッター開閉部材６５がドロアシャッター６４のカム面６４ａに突き当たる。すると、ドロアシャッター６４は、回転支点６４ｂを中心にしてが開き始める。そして図５（ｂ）（ｃ）のようにさらに矢印Ａ方向に進むことで、ドロアシャッター６４が完全に開放されることでドロア６３と本体側のドロアが通電する。その逆に、前扉６０が開く時には、図５の矢印Ｒの方向に移動し、自動でドロア６３の開口部６３２が覆われる構成となっている。ドロアシャッター６４にはドロア６３が閉まる方向に付勢する付勢手段が備わっている。

図６、７に基づき本発明に係る現像器の構成を説明する。

現像器は現像剤を均一な厚さで保持し、ドラムにトナーを供給する現像スリーブ７０と、現像器内の現像剤を攪拌、循環させる現像スクリュー７１、７２、７３を有している。トナー補給機構より、現像器に設けられた補給口７５に順次補給されたトナーが、現像器内の現像剤と均一に混ざるよう様、現像スクリュー７１、７２、７３で循環・攪拌される。

現像スクリューは、上スクリュー７１と下スクリュー７２の２本有り、スクリューごとに壁で仕切られた現像器内を現像剤が搬送される。

本件で採用している縦攪拌タイプの現像器は、上下に現像スクリューが配置されるため、図７の矢印で示すような方向に上下スクリュー間を現像剤が循環する構造である。循環する現像剤は、上スクリュー７１周辺で規定の紛面高さに維持され、そこに現像スリーブ７０を浸すことで現像スリーブに現像剤が供給される。現像スリーブには内部にマグネットが内包されるため磁性体を含む現像剤は、現像スリーブを覆うように付着する。現像スリーブに付着した現像剤は、不図示の現像ブレードにより規定の厚さに均一にならされた状態で、ドラムと接触し、潜像に現像される。

また図８に示すように上スクリュー７１の下流側には排出口７６が設けられている。図７に示すような循環をする中で、劣化した現像剤を定期的に現像器外に排出する機能を備えており、これにより常に新鮮な現像剤を用いて現像を行うことができる。

また現像器１４は図９に示すように、その長手奥側には、現像スリーブ７０の軸上にギア７４を有している。そして長手方向反対側には現像スクリュー７１、７２、７３の軸上にそれぞれギア７７、７８、７９が設けられている。ギア７４には本体に設けられた駆動入力部（不図示）より、駆動が伝わり、現像スリーブ７０のみを単独で駆動する。また、ギア７７には、前扉６０にも受けられた駆動ギアユニット６２を介してモータ６１より駆動が伝わり、７８、７９を駆動する。これにより、現像スクリュー７１、７２、７３を駆動する。ここで、現像スリーブの速度は感光体ドラム１１の速度に依存して変化させるが、現像スクリューの速度は現像剤の循環を考慮すると、所定の速度を保つ必要があり現像スリーブと共に回転数を変化させることはできない。このような時に本構成を用いることで、現像スクリューと現像スリーブをそれぞれ独立に制御することが可能である。

このような画像形成装置において、図４に示すようにプロセスカートリッジ１０を前扉６０に設けられたガイドに沿って挿抜することで高いユーザビリティを確保している。即ち、本発明の現像装置は、装置本体に着脱可能に構成されている。プロセスカートリッジ１０の画像形成装置への挿入について、図１１を用いて詳細に説明する。図１１はあるドロア近傍での本体断面図を示している。前述のように前扉６０にはガイドが設けられているため、挿入時ガイドにプロセスカートリッジをのせる構成となっている。

そして図１１（ｃ）の位置までプロセスカートリッジを挿入すると本体内の挿入ガイド８７によりプロセスカートリッジは上下方向動きが規制される。

本実施例では、前扉６０がガイドに載っている時、図１１（ｂ）に示すように横から見るとプロセスカートリッジの補給口７５は、ドロア６３と本体前奥方向でほぼ同じ位置にいる。この一連の動作において、図１１（ｂ）（ｃ）に示す前扉のガイドにプロセスカートリッジがのったとき、もしくは本体内の挿入ガイド８７で姿勢が規制された段階で現像器の排出口及び補給口の位置がドロア６３よりも低い位置にある。

＜ドロアと補給口、排出口との位置関係＞
次に、本発明の特徴部分であるドロア６３とプロセスカートリッジ１０の補給口７５、排出口７６との位置関係について説明する。

現像剤の補給口７５や排出口７６には微小ながら現像剤の付着が発生してしまう。それにより、前扉６０への現像剤の落下・付着は避けられない。そこで図１に示すように、前扉６０の位置がプロセスカートリッジ１０が着脱可能な開いた状態におけるドロア６３のカバー部６３１の開口部６３２の高さを、現像器１４が本体に装着された状態での補給口７５や排出口７６の高さよりも高くしている。こうすることで、仮に補給口７５や排出口７６に付着している現像材が落下したとしてもドロア６３内への現像剤の落下・付着を防止できるのである。また、前扉６０のドロア６３だけでなく、それと接続する本体側ドロア８５に関しても同様に現像剤の付着の可能性あるため、補給口および排出口よりも高い位置に配置している。

また、プロセスカートリッジ１０をガイドに沿って着脱する際に、少なくとも補給口７５や排出口７６と、ドロア６３のカバー部６３１の開口部６３２とが最近接する位置において、以下のような位置関係となっている。即ち、ドロア６３の開口部６３２を、プロセスカートリッジ１０の補給口７５や排出口７６よりも上方となるようにドロアが前扉６０に設けられている。ここで、補給口７５や排出口７６と、開口部６３２とが最近接する位置とは、図１１のようにプロセスカートリッジをガイド方向にスライドした際に補給口７５や排出口７６が開口部６３２を横切る位置である。

また、図８のように、排出口７６が容器の側面に設けられている場合は、排出口の高さは、排出口の下辺の位置とする。補給口や排出口が容器の側面に設けられている場合は、通常、トナーは重力方向下側で搬送されるため、排出口の下辺部に付着する。このため、少なくとも排出口の下辺部よりも上方の位置に、ドロア６３のカバー部６３１の開口部を設ければ現像剤の付着を抑制できる。

より好ましくは、ドロア６３のカバー部６３１の開口部を、排出口の上辺よりも高くすれば良い。

また、本実施例では、ドロア６３の電気接点部材をカバーするカバー部６３１を設けているが、カバー部を設けずに電気接点部材を剥き出しの構成でも良い。この場合は、少なくともドロア６３の電気接点部の位置が現像器１４の補給口７５や排出口７６の高さよりも高くしておけばよい。

＜ドロアシャッタ＞
本実施例では、図４に示すようにその上にはトナーボトル５２が配置されている。このトナーボトルもその交換の際には先端に現像剤が微量ながらも付着する可能性があり、図４に示すような配置では、ドロア６３への現像剤の落下の恐れがある。そこで、図４に示すように、ドロア６３にはシャッター６４を設ける事で前扉６０が開いている状態でもドロア６３への現像剤の落下を防止している。

以上の説明で明らかなように、本構成によれば
開閉可能かつプロセスカートリッジのガイドをかねた扉に設けられた電気接点部、もしくは電気接点部をカバーするカバー部に設けられた開口部の位置を、現像器の補給口及び排出口より高い位置に配置することで現像剤の付着を防止する。また上方からの現像剤の落下に関しては、扉の開閉と連動したシャッター部材を電気接点部に設けることで現像剤の付着を防止できる。これにより安定した電気接続を行うことができる。

５０ ドア
５２ トナーボトル
６０ 前扉
６１ モータ
６２ 駆動ギアユニット
６３ ドロア
６４ ドロアシャッター
６５ シャッター開閉部材
７０ 現像スリーブ
７１、７２ 現像スクリュー
７５ 補給口
７６ 排出口
８０ ガイド部材
８５ 本体側ドロア
８６ 前扉ガイド
８７ 挿入ガイド
１００ 画像形成装置（本体）

Claims (6)

1. 装置本体に着脱可能に設けられ、像担持体に形成された潜像を現像する現像装置と、前記現像装置を本体から取り出すために開閉な扉と、装置本体に設けられ、前記現像装置をそれぞれ独立に駆動可能な複数の駆動部を備えた画像形成装置であって、前記複数の駆動部のうち少なくとも１つは前記扉に設けられており、前記扉に設けられ、本体側に設けられた電気経路に対して電気的に接続及び解除可能であって、本体側から前記扉に設けられた駆動部へ通電可能とする電気接点部を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記扉は、前記電気接点部と前記電気経路との接続を解除する方向にスライド可能に支持されるとともに、前記扉の内面が鉛直方向上方となるように回転可能に支持されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記扉は、前記現像装置をガイドするガイド部を有することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記現像装置は、前記現像装置に現像剤を補給、もしくは排出するための開口部を有し、前記現像装置が前記ガイド部に沿ってガイドされている際に、前記現像装置の前記開口部と、前記電気接点部と、が最近接する位置において、前記開口部よりも前記電気接点部のほうが上方に位置することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記電気接点部の周囲をカバーするとともに、前記電気接点部が本体側の電気経路と接続するための接続口が設けられたカバー部と、
   前記現像装置が前記ガイド部に沿ってガイドされている際に、前記現像装置の前記開口部と、前記接続口とが最近接する位置において、前記開口部よりも前記接続口のほうが上方に位置することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記接続口を開閉可能な開閉部材を備え、前記電気接点部が本体側の電気回路との接続を解除した際に、前記開閉部材によって前記接続口が閉じられることを特徴とする請求項１乃至５いずれかに記載の画像形成装置。

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