JP2811085B2 - クラムシェル型電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はカラー画像形成装置における現像器をトナー
補給装置からきりはなして着脱可能なカートリッジ式に
して該画像形成装置の内部点検および清掃が容易に行わ
れるようにするとともに前記トナー補給装置と該カート
リッジの結合および取り外しに際してトナーのこぼれが
ないようにするための改良に関する。

〔従来の技術〕

従来、電子写真画像形成装置においては、感光体ドラ
ムと現像装置が１つの着脱可能なユニットに包含されて
いるものや、感光体ドラムを含む１つのユニットと現像
装置を含む１つのユニットとにわけて各々着脱可能にし
ているものがあった。また現像装置のユニットは現像器
だけを着脱可能なユニットにしてトナー補給タンクやト
ナー補給装置は画像形成装置に取り付けたまま着脱しな
いようにしたものや、該タンクや該トナー補給装置は特
に設けず現像器に収容したトナーを使用し終われば新規
の現像器と交換し、該現像器は廃棄してしまうシステム
もとられている。

このように感光体ドラムや現像装置を着脱できるよう
にしておけば、点検清掃時に内部が隅々まで細かく観察
できて処置し易いとともに、各ユニットは独立して外部
に取り外して点検、清掃を行うことができ大変効率的に
作業を進め得ることができた。

また、各ユニットは繰り返し使用回数に耐久限度があ
り、ある制限回数即ち耐久限度によってユニットごと交
換してしまう手段がとられていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

前述のように画像形成装置の点検清掃を行い常に良好
な高画質を保持するためには、感光体ドラムまわりや現
像装置等の重要なユニットが、独立に着脱可能であり、
そのユニットも細分化されている方が都合がよいと言え
る。またユニット化やカートリッジ化して各ユニットな
りカートリッジを耐久限度がきたとき新しいものと交換
してしまうことはたんへん有効な手段と考えられる。し
かし、いろいろな機能を一体としたユニットでは各機能
の耐久限度にそれぞれ差異があり一番耐久限度の短いも
のに合わせ廃棄してしまうことになり望ましくない。即
ち、経済的に大きな損失を伴うことになる。現像装置は
現像器とそれにトナーを補給するトナー補給タンクとト
ナー補給装置が設けられているが、現像ローラ（現像ス
リーブ）や撹拌ローラを含む現像器の耐久限度が低目で
あり、トナー補給タンクやトナー補給装置の耐久性はか
なり高い。

そこで現像装置としては現像器だけをカートリッジに
入れてユニット化し画像形成装置に着脱可能に設けて途
中での点検清掃も容易にするとともに耐久限度がきたと
きには簡単確実に新規なユニットに交換してしまうよう
にすることが有効である。これによって、画像形成装置
に取りつけたままにされて残されたトナー補給タンクや
トナー補給装置は、現像器のユニット即ち現像カートリ
ッジを取り外した状態で点検や清掃を行うのであるから
かなり確実容易にその作業を達成できる。

しかしながらトナー補給装置のトナー補給口から現像
器ユニット（現像カートリッジ）のトナー受入口への着
脱が現像器ユニットの着脱に伴って必ず起こって来る。
そして前記トナー補給口とトナー受入口との結合を外し
たときにはトナーが忽ちこぼれてしまうので、そのとき
前記の各口を塞ぐようにしなければならない。塞ぎ忘れ
たりすると画像形成装置の内外はトナーだらけで汚染さ
れてしまう。

本発明はこのような問題点を除去した画像形成装置を
提供することを課題目的にする。

〔課題を解決するための手段〕

この目的は、クラムシェル型電子写真画像装置におい
て、該装置のクラムシェル開閉部に、着脱可能にして現
像剤を収容した少なくとも１つの現像器を収納した現像
カートリッジとそれに対応するトテー補給装置とを設
け、該開閉部に連動し、該開閉部の閉時に前記現像カー
トリッジのトナー受入口と前記トナー補給装置のトナー
補給口は互いに結合状態になり、該開閉部の開時に前記
受入口と補給口とは互いに結合が解かれるとともに、該
補給口と受入口はそれぞれ口開閉部材が自動的に作動し
て塞がれるようにしたことを特徴とするクラムシェル型
画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

本発明の１実施例を第１図ないし第４図に示す。

第１図および第２図は本発明の電子写真画像形成装置
の構成を示した側断面図であり、第１図はまた、本実施
例の平面図である第３図のＸ−Ｘ′断面図をも表すもの
である。

図において10はドラム状の像担持体すなわち感光体ド
ラムで第２図では時計方向に第１図では反時計方向に駆
動回転される。20は前記感光体ドラム10周面の感光体に
電荷を印加する帯電極、30は露光光学系たるレーザ書込
み系ユニットである。

レーザ書込み信号が前記レーザ書込み系ユニット30に
入力されると、該レーザ書込み系ユニット30において
は、半導体レーザ（図示せず）で発生されたレーザビー
ムは駆動モータ31により回転されるポリゴンミラー32に
より回転走査され、ｆθレンズ33を経て３枚のミラー34
A,34B,34Cにより光路を曲げられて、予め前記帯電極20
によって電荷を印加された感光体ドラム10の周面上に投
射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデッ
クスセンサによって検知され、第１の色信号によるレー
ザビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが
前記感光体ドラム10の周面上を走査する。従ってレーザ
ビームによる主走査と感光体ドラム10の回転による副走
査により感光体ドラム10周面上に第１の色に対する潜像
が形成されて行く。この潜像は第１の色として例えばイ
エローの現像剤を収容する現像手段により現像されて感
光体ドラム10周面にイエローのトナー像が形成される。
得られたトナー像は感光体ドラム10周面に保持されたま
ま感光体ドラム10の周面より引き離されているクリーニ
ング手段の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム10は前記帯電極20により
再び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２の
色信号が前記書込み系ユニット30に入力され、前述した
第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム10周面へ
の第２の色信号による書込みが行われ潜像が形成され
る。潜像は第２の色として例えばマゼンタの現像剤を収
容する現像手段によって現像される。

このマゼンタのトナー像はすでに形成されている前述
のイエローのトナー像の上に重ねて形成される。

このようにして得られたトナー像は感光体ドラム10周
面に保持されたまま感光体ドラム10の周面より引き離さ
れているクリーニング手段の下を通過し、次のコピーサ
イクルに入る。

同様にして、感光体ドラム10上には第３の色信号によ
る書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の
色として例えばシアンの現像剤を収容する現像手段によ
って現像される。このシアンのトナー像は前述のイエロ
ー、マゼンタのトナー像の上に重ねて形成される。

以上、３色のトナーによってカラーのトナー像が感光
体ドラム10上に形成されるが、同様にして黒色のトナー
像をも更に重ねることによって、高画質のカラー画像が
得られることとなる。

611A,611B,611C,611Dは上記の現像を行うそれぞれイ
エロー、マゼンタ、シアン、黒色の各現像剤を収容した
現像手段たる現像器である。

前記各現像器は現像器611Aの例に示すように、感光体
ドラム10の周面に対し所定の間隙を置いて対峙する内側
に固定した磁極を有する現像ローラ（現像スリーブ）61
2と、互いに逆方向への搬送力をもつ一対の撹拌ローラ6
14と615を備えていて、該撹拌ローラ614と615との混合
作用によって現像剤は、トナーとキャリアの成分が均一
化された上で前記の回転する現像ローラ（現像スリー
ブ）612周面へと供給される。

現像剤を担持した各現像器の現像ローラ（現像スリー
ブ）には直流あるいはさらに交流のバイアスが印加さ
れ、２成分現像剤により非接触の反転現像が行われるよ
うになっている。

このような感光体ドラム10とその周縁部に設けられた
帯電極20による帯電と各色毎のレーザ書込み系ユニット
30による露光および現像器611A,611B,611C,611Dによる
現像処理は各色毎に従って４回行われることによって感
光体ドラム10の周面上には重ね合わせによってカラーの
トナー画像が形成される。

61および62はそれぞれ常時回転状態にある第１給紙ロ
ーラと第２給紙ローラまた71および72はそれぞれ円弧状
および直線状をなした各給紙ガイドである。

給紙カセットより１枚ずつ搬出された記録紙は、第１
給紙ローラ61により給紙ガイド71に沿って送られてＵタ
ーンすなわち上下反転したあと前記給紙ガイド72の搬送
路を遮切る給紙シャッタＳの立上り部に当接して一旦停
止する。この場合前記第２給紙ローラ62は停止状態にあ
る記録紙を面上をスリップして回転を続ける。

トナー像を有した感光体ドラム10の回転にタイミング
を合わせて前記給紙シャッタＳが下方に退避すると記録
紙は前記第２給紙ローラ62の摩擦力によって感光体ドラ
ム10の周速に同期して転写部へと給送される。

80は回動自在な転写ローラで、電圧が印加され帯電状
態とされていて、感光体ドラム10の周面との接点におい
て搬送ベルト80Bを介してトナー画像を記録紙側に転写
する転写部を構成する。なお前記転写ローラ80は反時計
方向に回転する駆動ローラ80Aとの間に搬送ベルト80Bを
張架していて該搬送ベルト80Bによって記録紙を搬送し
つつ転写を行う。なお80Cは搬送ベルト80Bの表面をクリ
ーニングするクリーニング手段である。

90は前帯電極でクリーニング装置100の上流に位置
し、トナー画像を記録紙に転写した感光体ドラム10周面
上の残留トナーを除去し易い状態に帯電する。

100はクリーニング装置、110および120は該クリーニ
ング装置100のクリーニング手段たる導電性毛ブラシお
よび導電性の回収ローラ、さらに130は前記クリーニン
グ手段によって回収したトナーを収容する廃トナー回収
部である。

前帯電極90を通過した感光体ドラム10は、制御部より
の信号により摺接状態とされた前記導電性毛ブラシ110
によって残留トナーを除去され、さらに該導電性ブラシ
110に付着した残留トナーは前記の導電性の回収ローラ1
20に吸着されたあと前記廃トナー回収部130へと送られ
る。

前記廃トナー回収部130には廃トナー送り棒131と変形
可能なトナー回収袋132が設けられていて、前記回収ロ
ーラ120によって送られた残留トナーすなわち廃トナー
は前記廃トナー送り棒131を介して袋部材132の中に収容
される。

かくして周面上をクリーニングされた感光体ドラム10
は再び前記帯電器20によって帯電されて新たな画像の形
成に移り同時に前記導電性毛ブラシ110は摺擦状態を解
除される。

一方、転写部においてトナー画像の転写を受けた記録
紙は、感光体ドラム10の周面から分離して定着装置60に
給送される。63は定着用熱ローラ対、64は排紙ローラ対
であって、前記熱ローラ対63によってトナーを溶融固着
した記録紙は前記排紙ローラ対64により定着装置より排
出される。

73および74は前記排紙ローラ対64によって排出される
記録紙を装置本体の上部に導くための排紙ガイドであっ
て記録紙は、排紙用の搬送ローラ65,66および67のリレ
ーによって画像面を下向にした状態でトレイ75の上に排
出、積層される。

次に現像装置600の構成について説明する。

前述のように該装置600はＹ（イエロー）の現像剤を
収容する現像器611A、Ｍ（マゼンタ）の現像剤を収容す
る現像器611B、Ｃ（シアン）の現像剤を収容する現像器
611C及びBL（ブラック）の現像剤を収容する現像器611D
より成り立つ。そして、前記Y,M,Cの各現像器は１つの
カートリッジの枠体602に収納されてカラー現像器を形
成してガイドレール713A,713Bにガイドされて画像形成
装置１の基台部800の上部に形成されるクラムシェル開
閉部700のフレーム701に設けられた出入窓713から着脱
可能にセットされるようにしてある。一方、黒現像剤収
容現像器611Dはガイドレール713Cに沿って出入窓713か
ら、前記開閉部700に独立に着脱可能にセットされる。

前記４つの各現像器の構成は同じであるので611Aにつ
いてその構成を説明する。現像器の容器603の内部には
前述の現像ローラ（現像スリーブ）612撹拌ローラ614,6
15が収容され、現像ローラ612の両端には該ローラ612の
外径より一定量大きな外径部613が同じに設けられてい
る。また、該容器603の右方には前記各ローラへの駆動
伝達用ギヤトレーン630が設けられ、該容器603の左方に
はトナー受入口621があけられている。

そして、該容器603に設けられたレール619に沿って前
記受入口621を塞ごうとするように、ばね618とガイドピ
ン616によって付勢されている口開閉部材618が設けられ
ている。

そして、該容器はばね625（これは板ばねであっても
つる巻きばねであってもよい。）によって現像器611Aが
現像ローラ612の両端外径部613で感光体10の図面に圧接
するようにしてある。これより、現像ローラ612と感光
体ドラム10との隙間が、磁気ブラシを形成するに最適な
間隔が保てるようにしてある。

次に、トナー補給タンク200とトナー補給装置250とに
ついて説明する。

該タンク200は、第２図及び第３図に示すように、ク
ラムシェル開閉部700のフレーム701にトナーのY,M,C,BL
の各色別に同形の容器であるタンク201A,201B,201C,201
Dが１列に配列されている。そして、駆動モータ205によ
って歯車205A,206,207,208Aを介して前記各トナー容器2
01A,201B,201C,201Dの撹拌軸及びスパイラル軸208が回
転可能にされる。スパイラル軸208は前記タンク200の出
口209近傍に設けられ、該出口209には272A,272B,272C,2
72Dで表わされる各ホースの１端が接続され、そのホー
スの中には、前記スパイラル軸208に接続されたフレキ
シブルなスパイラル部材271が設けられ前記スパイラル
軸208の回転により該部材271には自在に該軸の回転方向
に回転が伝達されトナーの搬送が行われる。

前記各ホースの他端はトナー補給装置250の各色トナ
ー別の分配容器251への導入パイプ259へ接続されてい
る。該容器251にはトナー補給口257があけられている。
該容器251にはレール254が設けられ該レール254上をス
ライドする口開閉部材258が設けられ、該容器251の底部
の延長部251Aに設けられたピン252及びばね255によって
前記口開閉部材258は常に右方に付勢されている。そし
て、通常は前記補給口257は前記口開閉部材258によって
閉じて塞がれている。

そして、このトナー補給装置の各分配容器251の底部
延長部251Aは、クラムシェル開閉部700のフレーム701に
設けられた長孔708,709に嵌合するピン266,267及び264
が植えられ、かつ、該長孔方向にスライド可能にしたプ
レート261の折り曲げ部262と結合して固定されている。

一方、クラムシェル開閉部700のフレーム701は基台部
800のフレーム801に設けられた軸受部802に嵌合する回
転支軸702によって開閉動作が可能になる。

また、ピン嵌合溝703A,703B,703C,703Dをもつカムレ
バー703が、クラムシェル開閉部700のフレーム701に固
定したピン704,705前記プレート261に固定したピン266
及び基台部800のフレーム801に固定したピン805と嵌合
して設けられている。

クラムシェル開閉部700を第１図の側面図に示す状態
から、第４図の斜視図に示す状態に開かせるとカムレバ
ー703は図に示す状態に位置を変え、それによってピン2
66,267及び264が長孔708,709を移動し、それ等のピンが
植えられたプレート261が左方へ移動してしまう。

このようにして、プレート261の折り曲げ部262に底部
延長部252Aで止められたトナー補給部の分配容器252も
左方に移動することができる。これによって、該容器25
2は現像器の容器603から接触結合が離れるとともに口開
閉部材258が、そのばね255の付勢力によって補給孔257
を閉じ分配容器251からのトナーのこぼれを防止できる
ようになる。

一方、現像器600の容器603のトナー受入口621も口開
閉部材618がばね617の付勢力によってレール619上をス
ライドして塞がれる。そして、現像器600の容器603内の
トナーのこぼれも防止される。

このようにして、クラムシェル開閉部700が開いてい
るときトナー供給部250は後方に下がるとともにトナー
補給口257を閉じ、現像器600の容器603のトナー受入口6
21も閉じて、トナーこぼれは自動的に完全に防止され
る。

そして、このようにクラムシェル開閉部700が開いて
いるとき、Y,M,Cの３色の現像器からなるカートリッジ
を１つのカートリッジにして一体的にユニットとしてク
ラムシェルの出入窓713からガイドレール713A,713Bにガ
イドさせて容易に着脱が可能になる。

また、黒のトナー用の現像器611Dも１つのカートリッ
ジとして独立にクラムシェル開閉部のフレーム701の出
入窓713のガイドレール713Cにガイドさせて容易に着脱
を可能にする。

また、クリーナ100,帯電器20,前帯電極90,トナー回収
部130などを含めた感光体ドラム用カートリッジ500も第
４図の斜視図に示すようにクラムシェル開閉部を開いた
状態にしたときにガイドレール導入部712Aおよびガイド
レール712に沿って、該カートリッジ500の両サイドの案
内部510A,510Bを案内させてスライドさせることにより
着脱を容易にさせ、ドラム中心ピン11が両サイドのフレ
ームの案内711に沿って所定位置におさまるようにセッ
トすることができる。

また、カートリッジの脚部503及び504はクラムシェル
開閉部700から該カートリッジ500を引き出して任意の台
上に置いたとき点検清掃等が容易に行われ扱い易くする
ためのものである。

このようにして、クラムシェル開閉部の開いてるとき
に各カートリッジを着脱させ保全点検が容易になり、ま
た、新規のものに交換することも楽々とできるようにな
る。また、カートリッジを３つにわけたことにより、各
色のトナーの順序を間違えた装填をしたりすることもな
くなる。このことは特にフルカラー画像ばかりでなく、
多色カラーとして使う場合には有用な機能である。更
に、感光体ドラムを包含するドラムカートリッジと現像
カートリッジとをお互いに直交するように着脱すること
により、平行装填よりも装填組立て操作が安全確実なも
のとなった。特に、感光体カードリッジの着脱を現像器
カートリッジの着脱よりも先行させるようにする方が、
その逆で行うよりも構造が更に簡単になる。逆の順序で
行う場合は現像器を着脱する途中感光体表面に傷がつか
ないように現像ローラその他が逃げた形を構成させる必
要があるからである。これは、それ程構造が複雑になる
ものではないが、このような処置を構ずる必要のないや
り方の方が望ましい。

尚、カラーの各現像器を１つのカートリッジに入れ黒
のカートリッジを別の１つのカートリッジに入れて使用
頻度別に交換時期を考慮することを可能にしたが、多色
カラー画像形成装置として使うときには、ユーザの使い
方によって特定の色を使う頻度が高くなるときがある
が、このときは、その色の現像器を特別に早く交換する
ようにカートリッジの中に子供のカートリッジを構成す
るようにすることも可能である。

〔発明の効果〕

本発明により現像器を収納した現像カートリッジのト
ナー受入口とトナー補給装置のトナー補給口との結合状
態の着脱はクラムシェル型画像形成装置のクラムシェル
開閉部の開時に結合が離れるとともに各口は自動的に塞
がり、閉時には各口が開いてお互いに結合できるように
なりトナーのこぼれ落ちが皆無になった。また本発明で
はこれ等各口の結合および閉塞が自動的に行われるの
で、結合し忘れによるトナーこぼれ事故などはあり得な
い状態である。

また、クラムシェル開閉部の開時には現像カートリッ
ジをクラムシェル開閉部のフレームから簡単に取出し
て、各部の点検清掃も簡単確実に行うことが可能とな
り、更にその際トナーの受入口も塞がれているのでトナ
ーこぼれの心配は全くない。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明の１実施例の左側断面図及び
右側断面図である。 第３図は本発明の１実施例の上面図である。 第４図は本発明の１実施例のクラムシェル開放時の斜視
図である。 10…感光体ドラム、11…ドラム中心ピン 20…帯電装置 30…レーザ書き込み系ユニット 60…定着器、80…転写ローラ 90…前帯電器、100…クリーニング装置 130…トナー回収部、200…トナー補給タンク 201A,201B,201C,201D…タンク 205…駆動モータ 205A,206,207,208A…歯車 208…スパイラル軸、250…トナー補給装置 251…分配容器、251A…延長部 252,264,266,267…ピン 255,617,625…ばね 254…レール 257…トナー補給口、258,618…口開閉部材 259…導入パイプ、261…プレート 262…折り曲げ部、271…スパイラル部材 272A,272B,272C,272D…ホース 500…感光体ドラム用カートリッジ 503,504…脚部、510A,510B…案内部 600…現像器、602…枠体 603…容器 611A…Ｙ現像剤収容現像器 611B…Ｍ現像剤収容現像器 611C…Ｃ現像剤収容現像器 611D…黒現像剤収容現像器 612…現像ローラ（現像スリーブ） 613…外径部、614,615…撹拌ローラ 616…ガイドピン、621…トナー受入口 700…クラムシェル開閉部 701,801…フレーム、702…回転支軸 703…カムレバー 703A,703B,703C,703D…ピン嵌合溝 704,705…ピン、708,709…長孔 712,713A,713B,713C…ガイドレール 712A…ガイドレール導入部 713…出入窓、800…基台部 802…軸受部

フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 13/08 G03G 13/01

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】クラムシェル型電子写真画像形成装置にお
   いて、該装置のクラムシェル開閉部に、着脱可能にして
   現像剤を収容した少なくとも１つの現像器を収納した現
   像カートリッジとそれに対応するトナー補給装置とを設
   け、該開閉部に連動し、該開閉部の閉時に前記現像カー
   トリッジのトナー受入口と前記トナー補給装置のトナー
   補給口は互いに結合状態になり、該開閉部の開時に前記
   受入口と補給口とは互いに結合が解かれるとともに、該
   補給口と受入口はそれぞれ口開閉部材が自動的に作動し
   て塞がれるようにしたことを特徴とするクラムシェル型
   電子写真画像形成装置。