JP2961558B2 - 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、電子写真方式により像担持体上にトナー像
を形成し、転写材上に転写して画像を得るようにした画
像形成装置に関する。特に、像担持体と現像手段、クリ
ーニング手段の少なくとも一方とを一体化したプロセス
カートリッジを着脱自在に設けたプリンタ、複写機、フ
ァクシミリ等の画像形成装置に関する。

〔従来技術〕

プリンタや複写機などの画像形成装置の小型化、軽量
化あるいは高機能化などにともない、画像形成装置の高
密度化、複雑化が進んでいる。

一方、転写型の画像形成装置の転写材搬送性能は著し
く改良されてきているが、未だなおジャムの発生を皆無
とすることはできない。そして、ジャム処理の作業は一
般ユーザーであるオペレータが行わざるをえないので、
この時の操作性、簡便さが必要となっている。このた
め、シャトレックス型、クラムシェル型などに代表され
るように、装置本体の外装を開けること自体が転写材の
搬送経路を解放することとなる構造を有する画像形成装
置が開発された。

また、一般ユーザーであるオペレータでも簡単に保守
・管理が行えるように、担持体と現像手段、クリーニン
グ手段の少なくとも一方とも一体化したプロセスカート
リッジを有する画像形成装置が開発された。このプロセ
スカートリッジを有する画像形成装置は、プロセスカー
トリッジ内の像担持体などが消耗、劣化した場合、その
プロセスカートリッジ自体を交換することにより、専門
知識を有しないオペレータ自身でも画像形成装置の保守
・管理を容易に行うことができるというものである。し
かし、このような装置においては、プロセスカートリッ
ジの挿入方向と転写材の装填方向とは直交していたた
め、プロセスカートリッジの取り扱い方向と転写材の取
り扱い方向が異なり、これら作業が面倒であったばかり
でなく、画像形成装置を設置するための空間的制約が大
きく、さらに、メインテナンスの場合も作業空間を大き
くとる必要があった。

これら欠点を解決すべく特開昭61−279870号公報が提
案された。すなわち、転写材の装填方向と上部筐体に設
けられたプロセスカートリッジの着脱方向を一致させる
ことにより、消耗品の取り扱いや操作を容易にすると共
に、作業空間の制約を小さくすることのできる画像形成
装置が提案されている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、特開昭61−279870号公報に開示されているク
ラムシェル型の画像形成装置は、プロセスカートリッジ
を交換する際には、上部筐体を開放してオペレータ自身
がプロセスカートリッジを上部筐体から引き出し、さら
に、取り出さなければならない。そのため、その作業は
非常に面倒であるばかりでなく、プロセスカートリッジ
が重い、あるいは大きいとオペレータはかなりの力を必
要とする。さらに、ジャムが発生した場合には、狭い場
所に手を入れて転写材を取り除く必要があり、いくら上
部筐体を開放したとしても、オペレータの手が自由に入
るだけの十分な作業スペースを確保することができず、
そのジャム処理作業は困難なものとなり、しかも、トナ
ーで汚れた部分や像担持体に直接手が触れることがあっ
た。また、その作業スペースを確保するために、プロセ
スカートリッジを移動若しくは取り外すにしても、オペ
レータ自身が上部筐体からプロセスカートリッジを大き
く引き出す必要があり、これら作業は煩わしいものとな
り、ジャム処理を簡単に行うことができないという欠点
を有している。

本発明は上記欠点を解決するためになされたもので、
本発明の目的は、プロセスカートリッジの移動や交換が
簡単な操作で行うことができ、かつ、メインテナンス性
に優れた画像形成装置を提供することにある。また、ジ
ャムの原因となった転写材を簡単に排除できるように、
オペレータの手が自由に入る広い作業空間の形成を可能
とする画像形成装置を提供する。さらに、カラー画像形
成装置用のプロセスカートリッジなどの比較的重いプロ
セスカートリッジの場合でも、安全に、しかも簡単に交
換できるような画像形成装置を提供することを目的とし
たものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記目的は、像担持体、該像担持体上に潜像を形成す
る静電潜像形成手段、該潜像を現像する現像手段、現像
されたトナー像を転写材上に転写する転写手段、像担持
体上に残った残トナー像をクリーニングするクリーニン
グ手段を有する画像形成装置において、前記像担持体
と、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つ
を一体化したプロセスカートリッジを前記画像形成装置
本体に対し着脱自在に設けるとともに、該プロセスカー
トリッジを画像形成が可能な第１の位置から前記画像形
成装置本体から着脱可能となる第２の位置へ移動さすプ
ロセスカートリッジ移動手段と、該プロセスカートリッ
ジ移動手段に移動信号を出力する制御手段とを有してお
り、前記第１の位置から第２の位置までのプロセスカー
トリッジの移動方向は、転写部における転写材の搬送方
向に対して略鉛直方向、かつ、該プロセスカートリッジ
の着脱方向に対して同一方向であり、前記制御手段から
の移動信号の出力に伴って前記プロセスカートリッジが
第１の位置から第２の位置へ移動することを特徴とする
画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕

次に、本発明を添付図面に示す一実施例に基づいて説
明する。

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断
面を左側面から示したものである。装置本体10は、その
前面に操作パネル11と開閉自在の上部カバー12、トナー
供給カバー13、前面カバー14等によって包囲され、内部
には着脱自在のプロセスカートリッジ15と給紙カセット
16が設けられている。

第１図において、像担持体である感光体ベルト17は、
可撓性のベルト表面に感光層を塗設したもので、駆動ロ
ーラ18と従動ローラ19の間に張設されている。駆動ロー
ラ18は、装置本体10に設けられたギヤと噛合している駆
動ギヤを介して回転し（後述する）、感光体ベルト17を
時計廻り方向に搬送する。また、間隔保持部材20によ
り、現像器23a〜23dと感光体ベルト17との距離を一定に
保ち、安定して良好な画像を形成することを可能として
いる。本実施例では、像担持体として感光体ベルト17を
用いているが、本発明はこれに限られるものではなく、
感光体ドラム等感光層を有する既存の像担持体にも適用
できる。

感光体ベルト17の周囲には、帯電手段21、露光手段2
2、現像手段23a〜23d、転写手段24およびクリーニング
手段25が配設されている。

帯電手段は、感光体ベルト17の表面上の感光層を所定
極性で均一に帯電させるために設けられており、コロナ
帯電器、スコロトロン帯電器など既存の帯電器21であ
り、OPC感光体に対してはスコロトロン帯電器が好まし
く用いられる。

露光手段は、半導体レーザ書き込み系ユニット22であ
り、帯電器21により帯電した感光体ベルト17の表面を露
光して静電潜像を形成する。

現像手段は、異なる色の現像剤、例えばイエロー、マ
ゼンタ、シアンおよびブラックの各色トナー（現像剤）
をそれぞれ収容した複数個の現像器23a〜23dである。こ
れら各現像器23a〜23dは、感光体ベルト17と所定の間隙
を保つ現像スリーブ231a〜231dと各色トナーを撹拌する
撹拌スクリュー232a〜232dを備え、感光体ベルト17上の
静電潜像をトナー像に非接触現像法により顕像化する機
能を有している。この非接触現像法は、接触現像法と異
なり、感光体ベルト17上に形成された先のトナー像を損
なわないことと、感光体ベルト17の移動を妨げないの
で、良好なカラー画像を得ることができる。現像手段
は、本実施例のように異なる４色のトナーを用いるカラ
ー現像に限らず、単色、２色あるいは３色のトナーを用
いてもよく、この場合の現像手段はトナー色の数だけの
現像器を感光体ベルト17の周囲に配設すればよい。

転写手段は、転写コロナ放電器などの転写器24によ
り、感光体ベルト17上に形成されたトナー像を転写材上
に転写する。この転写手段として、転写器24のかわりに
転写ドラムなど既存の転写部材を用いてもよい。

クリーニング手段25は、クリーニングブレード251を
有しており、画像形成プロセス中は感光体ベルト17の表
面より離間した位置に保たれ、転写材にトナー像を転写
後のクリーニング時にのみ感光体ベルト17表面に圧接し
て感光体ベルト17をクリーニングするように設けられて
いる。

回収ボックス26は、クリーニング手段25により除去さ
れた感光体ベルト17上の残留トナーを廃トナースクリュ
ー261によってトナー回収管262を経て回収し、収容する
ためのものである。

本実施例においては、上述したプリンタの画像形成部
を構成する感光体ベルト17、帯電器21、各色トナーを収
容した現像器23a〜23d、クリーニング手段25およびトナ
ー回収ボックス26の各プロセス部が一体のプロセスカー
トリッジ15内に収められてユニット化され、装置本体10
に対して一括して着脱することができる。しかし、プロ
セスカートリッジ15内にユニット化されるプロセス部は
これに限られるものではなく、少なくとも感光体ベルト
17と現像器23a〜23d若しくは感光体ベルト17とクリーニ
ング手段25がユニット化されていればよく、その他プロ
セス部が一緒にユニット化されてもよい。

上述の構成を有するカラー画像形成装置によるカラー
画像形成のプロセスは次のようにして行われる。

また、プロセスカートリッジ15は第１の位置に装填さ
れており、画像形成が可能な状態である。そして、装置
本体10とは別体の画像読み取り装置から出力される第１
の色の画像信号が前記レーザ書き込み系ユニット22に入
力されると、レーザ書き込み系ユニット22における半導
体レーザー（図示せず）でレーザービームが発生され
る。そのレーザービームが駆動モータ（図示せず）によ
り回転されるポリゴンミラー221により回転走査され、
ｆθレンズ222、シリンドリカルレンズ224および３枚の
ミラー223を経て、予め帯電器21によって所定の電荷に
一様帯電させられた感光体ベルト17の周面上に投射され
輝線を形成する。

一方、副走査方向に関しては感光体ベルトの特定位置
に対応したベルトインデックス（図示せず）を検出して
あるいはプリント指令信号を受け、この検出あるいは指
令信号を基準にして画像信号による半導体レーザの変調
が開始される主走査線が決定される。走査が開始される
と主走査方向に関しては、レーザビームがインデックス
センサ（図示せず）によって検知され、この検知された
信号を基準にして第１の色の画像信号による半導体レー
ザの変調が開始され、変調されたレーザービームが感光
体ベルト17の表面上を走査する。従って、レーザービー
ムによる主走査と感光体ベルト17の搬送による副走査に
より一様帯電された感光体ベルト17の表面上に第１の色
に対応する潜像が形成される。この潜像は、現像手段の
うち第１の色に対応するイエロートナーを収容した現像
器23aにより現像されて、感光体ベルト17の表面上にイ
エロートナー像が形成される。その後感光体ベルト17
は、その表面上にイエロートナー像を保持したまま、感
光体ベルト17の表面より離間しているクリーニングブレ
ード251の下を通過した後、第２の色の画像形成に入
る。

すなわち、イエロートナー像が形成された感光体ベル
ト17は、帯電器21により再び一様帯電され、ついで第２
の色の画像信号が前記レーザー書き込み系ユニット22に
入力され、前述した第１の色の画像信号の場合と同様
に、感光体ベルト17の表面上への書き込みが行われ潜像
が形成される。潜像は第２の色としてマゼンタトナーを
収容した現像器23bによって現像される。マゼンタトナ
ー像は、すでに形成されているイエロートナー像の存在
下に形成される。

同様にして、第３の色の画像信号により形成された潜
像をシンアントナーを収容する現像器23cで現像しシア
ントナー像が形成され、さらに、第４の色の画像信号に
より形成された潜像をブラックトナーを収容する現像器
23dで現像し感光体ベルト17の表面上にブラックトナー
像を重ね合わせて、カラートナー画像が感光体ベルト17
の表面上に形成される。

これら各現像器23a〜23dの現像スリーブ231a〜231dに
は直流あるいはさらに交流のバイアスが印加され、基体
が接地された感光体ベルト17には非接触で反転現像（ジ
ャンピング現像）が行われるようになっている。なお、
この非接触現像には、１成分現像剤あるいは２成分現像
剤いずれの現像剤でも用いることができる。１成分現像
剤を用いる場合には現像部と別体にトナーホッパーを設
ける必要がなく小型化が図れるが、現像の安定性の点で
２成分現像剤を用いる現像法の方が優れているので色再
現上好ましい。

上述の如く感光体ベルト17の表面上に形成されたカラ
ートナー画像は、給紙カセット16から給紙ローラ27によ
り供給されタイミングローラ28により前記カラートナー
画像とタイミングを合わせた写真材に転写される。転写
器24は、トナーと逆極性の高圧電源出力を印加して転写
を行う。

かくしてカラートナー画像を転写された転写材は、駆
動ローラ18に沿って急激（小径曲率）に方向変換をする
感光体ベルト17により確実に分離されて、搬送ベルト29
により上方に搬送される。なお、この搬送ベルト29に
は、吸引手段291が備えてあり吸引しながら確実に上方
へ搬送する。そして、転写材は定着ローラ30によってト
ナーを溶融固着された後、排紙ローラ31により排紙皿を
兼用した上部カバー11の上面に排出される。

一方、転写材へカラートナー画像の転写を終えて感光
体ベルト17はさらに時計方向に搬送されて、クリーニン
グブレード251を圧接状態としたクリーニング手段25に
よって残留したトナーの除去、清掃が行われる。クリー
ニング終了後は、再びクリーニングブレード251が感光
体ベルト17から離間して、新たな画像形成のプロセスに
入る。

次に、プロセスカートリッジ15の駆動系、プロセスカ
ートリッジ移動の駆動系およびカセット移動の駆動系に
ついて第２図乃至第６図を参照にして説明する。

第２図は、プロセスカートリッジ15の駆動系、プロセ
スカートリッジ移動の駆動系およびカセット移動の駆動
系を右側面から示した図である。なお、本実施例で示し
たプロセスカートリッジ15の駆動系、プロセスカートリ
ッジ移動の駆動系およびカセット移動の駆動系は、２個
のモータM1、M2を用いて駆動するようにしたものであ
る。

まず、感光体ベルト17の駆動系には、モータM1からの
駆動力が用いられる。ギヤG12はモータM1の軸のギヤG11
に噛合するように配設されている。また、プロセスカー
トリッジ15が画像形成可能な位置にある時、感光体ベル
ト17を搬送する駆動ローラ18と同軸に設けられた駆動ギ
ヤG14は、ギヤG12と一体となって回転するギヤG13と噛
合する。すなわち、モータM1の回転は、ギヤG11、ギヤG
12、ギヤG13を介して、駆動ギヤG14に伝達されて適当な
回転速度に調整され、さらに、駆動ローラ18を同図にお
いて反時計廻り方向に駆動ギヤG14と一体となって回転
させて感光体ベルト17を搬送する。

次に、現像器23a〜23d、廃トナースクリュー261、ト
ナーホッパー35、プロセスカートリッジ移動手段および
カセット移動手段の駆動系について第２図、第３図を参
照にして説明する。

本駆動系にはモータM2が用いられる。モータM2の回動
力は、モータM2の軸のギヤG21を介してギヤG22に伝達さ
れる。さらに、ギヤG22と同軸に、かつ、一体に設けら
れたギヤG23に伝達され、現像器23a〜23dの駆動系を駆
動する。

まず、現像器23a〜23dの駆動系について説明する。

ギヤG23に伝達されたモータM2の回動力は、ギヤG24b
およびギヤG24cに伝達され、また、ギヤG25aおよびギヤ
G25bを介して、ギヤG24aおよびギヤG24dに伝達される。
さらに、一方向の回転のみを伝達するためオープンタイ
プのバネクラッチC21a〜C21dを介して、ギヤG24a〜G24d
と同軸に、かつ、プロセスカートリッジ15が画像形成可
能な位置にあってはプロセスカートリリッジ15に設けら
れた現像器駆動ギヤG27a〜G27dと噛合するようにギヤG2
6a〜G26dが配設されている。そして、現像器駆動ギヤG2
7a〜G27dに伝達された回転力は、プロセスカートリッジ
15に設けられたギヤを介して現像スリーブ231a〜231dと
撹拌スクリュー232a〜232dに伝達して、現像器を駆動す
る。すなわち、モータM2の回動は、ギヤG21、ギヤG22、
ギヤG23を介してギヤG24bおよびギヤG24cに伝達し、さ
らにキヤG25a、ギヤG25bを介してギヤG24aおよびギヤG2
4bに伝達し、そして、必要に応じてクラッチを接続して
現像器駆動ギヤG27a〜G27dに伝達して現像器23a〜23dを
駆動する。なお、画像形成中の現像器23a〜23dの駆動
は、画像形成の各色に対応する現像器のみを駆動し、か
つ、後述するプロセスカートリッジ15の移動の際には現
像器23a〜23dを駆動しないようにするとよい。このため
に、クラッチC21a〜C21dのラチェット（図示せず）に当
接する爪を有するそれぞれのカム（図示せず）を位相差
をつけ、さらに、どのクラッチも接続されないような位
置を含めた５つの選択位置を設けてステップモータ（図
示せず）によって制御するとよい。例えば、各クラッチ
に対応する４つのカムの爪を72度の位相差を同軸上に設
け、ステップモータを72度ずつ回転させることにより、
現像器23a〜23dのうち１つのみが駆動するかあるいはい
ずれも駆動しないように制御することができる。

次に、プロセスカートリッジ移動手段について説明す
る。

ギヤG22に伝達されたモータM2の回動力は、ギヤG22と
一体となって回動するプーリP21とタイミングベルトTB1
を介してプーリP22に伝達され、また、プーリP22と一体
となって回動するギヤG28と噛合しているギヤG29に伝達
する。さらに、ギヤG29に伝達されたモータM2の回動力
は、さらに該ギヤG29と噛合しているギヤG30に伝達され
る。そして、その回動力は、必要に応じて電磁クラッチ
C22を介してギヤG31に伝達される。ギヤG31とギヤG32は
交差軸歯車であって、ギヤG31に伝達された回動力をピ
ニオンP1に伝達する（第４図参照）。このピニオンP1
は、プロセスカートリッジ15の側面に設けられたラック
R1と噛合することが可能であり、ピニオンP1の回動とラ
ックR2のスライドとによってプロセスカートリッジ15を
左右方向に移動させる。このプロセスカートリッジ15の
移動に関しては、後段において詳説する。

次に、カセット移動手段について説明する。

ギヤG29に伝達されたモータM2の回動力は、ギヤG29と
噛合しているギヤG33に伝達される。そして、その回動
力は、必要に応じて電磁クラッチC23を介してプーリP22
に伝達され、タイミングベルトTB2を介してプーリP24
に、さらにプーリP24と一体になって回動するギヤG34に
伝達される。ギヤG34G35は交差軸歯車であって、ギヤG3
4に伝達された回動力をピニオンP2に伝達する（第５図
参照）。このピニオンP2は、カセット16の側面に設けら
れたラックR2と噛合することが可能であり、ピニオンP2
の回動とラックR2のスライドとによってカセット16を左
右方向に移動させる。このカセット16の移動に関して
は、後段において詳説する。

次に、廃トナーの回収の駆動系について説明する。

プーリP22に伝達されたモータM2の回動力は、必要に
応じて、オープンタイプのバネクラッチC24を介してプ
ーリP25に伝達され、廃トナースクリュー261の駆動系を
駆動する。

廃トナースクリュー261の駆動系に関して、該プーリP
25と一体になって回転するギヤG36とプロセスカートリ
ッジ15の側面に設けられた廃トナースクリュー駆動ギヤ
G37とが噛合して、プーリP25に伝達された回転力が廃ト
ナースクリュー261を駆動する。廃トナースクリュー261
は、クリーニング手段25によって除去された感光体ベル
ト17上の残留トナーを回転するコイルバネを内蔵したト
ナー回収管262を通してトナー回収ボックス26へ搬送す
る。

次に、トナーホッパー35a〜35dの駆動系について説明
する。

プーリP25に伝達されたモータM2の回転力は、タイミ
ングベルトTB3を介してプーリP26に伝達され、必要に応
じてバネクラッチC25を介してギヤG38に、さらに該ギヤ
G38と噛合しているギヤG39に伝達される。そして、必要
に応じて、バネクラッチC26a〜C26dを接続してギヤG39
と一体となって回転するギヤG40a〜G40dと噛合している
ギヤG41a〜G41dが回転する。そして、トナーホッパー撹
拌部材351a〜351dがギヤG41a〜G41dと一緒に回転してト
ナーホッパー35a〜35d内の供給用トナーを撹拌するとと
もに、ギヤG41a〜G41dと噛合しているギヤG42a〜G42dと
同軸に設けられた供給トナースクリュー352a〜352dが回
転して供給用トナーをプロセスカートリッジ15内の現像
器23a〜23dに搬送する。なお、トナーホッパー35a〜35d
は、前記現像器23a〜23dの駆動と対応して駆動させる。
すなわち、画像形成中の色に対応する現像器が駆動して
いれば、同色の供給用トナーを収容しているトナーホッ
パーだけを駆動する。この駆動の制御には、バネクラッ
チC26a〜C26dが用いられ、現像器駆動の制御と同様にス
テップモータとカム（いずれも図示せず）を用いて行う
ことができる。

なお、本実施例において感光体ベルト17の駆動系と現
像器23a〜23d、廃トナースクリュー261、トナーホッパ
ー35、プロセスカートリッジ移動手段およびカセット移
動手段の駆動系とは、２つのモータM1,M2を用いて駆動
しているが、これらの駆動を１つのモータで行ってもよ
い、あるいは、プロセスカートリッジ移動手段とカセッ
ト移動手段用に専用モータを設けてもよいことはいうま
でもない。

次に、プロセスカートリッジ15の移動を第１図のAA断
面の矢視図である第６図と、プロセスカートリッジ15の
移動を模式的に示した第７図を用いて説明する。

プロセスカートリッジ15にはその側面に移動のための
突出部材36とラックR1が設けられ、また、画像形成のた
めの駆動ギヤG14、現像器駆動ギヤG27a〜G27dおよび廃
トナースクリュー駆動ギヤG37が設けられている。

一方、装置本体10のプロセスカートリッジ収納室内に
は、プロセスカートリッジ15の突出部材36を嵌入される
ことによりプロセスカートリッジ15を懸吊するガイド部
材37と、プロセスカートリッジ15の駆動ギヤG14、現像
器駆動ギヤG27a〜G27dおよび廃トナースクリュー駆動ギ
ヤG34に対応するギヤG13、ギヤG26a〜G26dおよびギヤG3
6が配設されている。また、ピニオンP1がプロセスカー
トリッジ15に設けられたラックR1と噛合可能に設けられ
ている。さらに、このガイド部材37には第１および第２
のマイクロスイッチMS1、MS2が設けられている。この第
１および第２のマイクロスイッチMS1、MS2は、プロセス
カートリッジ15の位置を検出するための検出手段であ
る。ここで、第１および第２のマイクロスイッチMS1,MS
2は、プロセスカートリッジ15に設けられた駆動ギヤG1
4、現像器駆動ギヤG27a〜G27d、廃トナースクリュー駆
動ギヤG37と装置本体10に設けられたギヤG13、ギヤG26a
〜G26d、ギヤG36とが噛合して画像形成が可能となる第
１の位置、および、第１の位置と比べさらに転写器24か
ら離間した位置すなわちプロセスカートリッジ15の挿入
方向と逆方向に第１の位置から退避した第２の位置を検
出し、その位置信号を制御部へ出力する。ただし、第２
の位置は、プロセスカートリッジ15の重心が装置10外に
ならないようにするとよい。これは、プロセスカートリ
ッジ15の重心が装置外にあると、ラックR1とピニオンP1
の噛み合いが悪くなり、プロセスカートリッジ15の取り
出し、挿入が困難になるためである。これら第１および
第２の位置を検出する位置検出センサは、マイクロスイ
ッチだけに限られるものではなく、光電スイッチ、磁気
スイッチ等を用いた既存の各種センサを用いてもよい。
また、第１および第２のマイクロスイッチMS1、MS2はガ
イド部材37に設ける必要性はなく、第１および第２の位
置が検出できればよいので、装置本体10に設けてもよ
い。

まず、プロセスカートリッジ15を取り出す場合、第７
図（ａ）に示すようにプロセスカートリッジ15が第１の
位置あり、駆動ローラ18と転写器24とは所望の距離を保
ち（転写部材が転写ドラムの場合は適当な圧着力を有
し）、プロセスカートリッジ15に設けられた駆動ギヤG1
4、現像器駆動ギヤG27a〜G27d、廃トナースクリュー駆
動ギヤG37と装置本体10に設けられたそれぞれを駆動す
るためのギヤG13、ギヤG26a〜G26d、ギヤG36とは噛合し
ており、画像像形成が最適に行うことが可能な状態であ
る。また、ラックR1とピニオンP1とは噛合されている。

装置本体10の前面に設けられた操作パネル11の取り出
しボタンが押すと制御部に取り出し信号が入力される。
この時、操作パネル11のプリントボタンからのプリント
信号および感光体ベルト駆動部、定着部、排紙部、給紙
部などの画像形成プロセスが作動しているという感光体
ベルト駆動信号、定着駆動信号、排紙駆動信号、給紙駆
動信号などの画像形成プロセス信号が出ていない状態で
あれば制御部はプロセスカートリッジ移動手段を制御す
る。すなわち、制御部は、プロセスカートリッジ移動手
段の駆動部であるモータM2および電磁クラッチC22へ信
号を発し、プロセスカートリッジ15を第１の位置から第
２の位置に移動さすためにピニオンP1を回転させ、ガイ
ド部材37に沿って第２の位置の方向へプロセスカートリ
ッジ15を移動させる（第７図（ｂ）参照）。

そして、第７図（ｃ）に示すようにプロセスカートリ
ッジ15が移動すると、第２のマイクロスイッチMS2によ
りプロセスカートリッジ15が第２の位置にまで移動した
ことを検知して制御部にその信号を送る。制御部はその
信号を受けると、電磁クラッチC22を解除するとともに
モータM2の回転を止める。すなわち、プロセスカートリ
ッジ15は、ラックR1とピニオンP1が噛合した状態で第２
の位置で停止し、第１の位置から第２の位置にまで退避
する。なお、前面カバー14は、プロセスカートリッジ15
の移動を阻害しないように構成されている（後述す
る）。

逆に、プロセスカートリッジ15を装置本体10内に挿入
する場合、プロセスカートリッジ15の突出部36をプロセ
スカートリッジ収納室内のガイド部材37に沿わして挿入
し、ラックR1とピニオンP1を噛合し、プロセスカートリ
ッジ15が第２の位置にくるまで挿入する（第６図
（ｃ））。

この状態からプロセスカートリッジ15を画像形成が可
能な第１の位置に移動させるために、第２の位置にある
プロセスカートリッジ15をさらに挿入するか、あるい
は、操作パネル11のセットボタンを押すことにより制御
部にセット信号を入力する。制御部は、このセット信号
が入力されると、モータM2と電磁クラッチC22に信号を
送り、プロセスカートリッジ15を第２の位置から第１の
位置に移動させるためにピニオンP1を回転（取り出す場
合の回転方向とは逆回転）させ、ガイド部材37に沿って
第１の位置の方向へプロセスカートリッジ15を移動させ
る（第６図（ｂ））。

さらに、プロセスカートリッジ15が移動すると、第６
図（ａ）に示すように第１のマイクロスイッチMS1によ
りプロセスカートリッジ15が第１の位置にまで移動した
ことを検知して制御部にその信号を送る。制御部はその
信号を受けると、電磁クラッチC22を開放するとともに
モータM2の回転を止める。すなわち、プロセスカートリ
ッジ15は、第１の位置で停止し、プロセスカートリッジ
15に設けられた駆動ギヤG14、現像器駆動ギヤG27a〜G27
d、廃トナースクリュー駆動ギヤG37と装置本体10に設け
られたギヤG13、ギヤG26a〜G26d、ギヤG36と噛合して、
画像形成が可能な状態となる。この時、プロセスカート
リッジ15内の各現像器23a〜23dのトナー補給口38a〜38d
に対し、対応するトナーホッパ35a〜35dの各トナー搬送
管353a〜353dが自動的に接続してトナーの補給が行われ
る状態となる。

このプロセスカートリッジ15の移動に際し、前面カバ
ー14は閉じる方向にバネ付勢されているため、プロセス
カートリッジ15の移動を阻害しない。すなわち、プロセ
スカートリッジ15の移動により前面カバー14が押されて
解放するようになる。なお、バネ付勢された前面カバー
14をソレノイドにより掛止して、制御部からプロセスカ
ートリッジ15を移動させる信号が発するのと同時にソレ
ノイドに信号を発して掛止を止めてそのバネの復元力に
より前面カバーを解除するようにしてもよい。また、モ
ータとギヤによって解放するようにした場合は、プロセ
スカートリッジ15が第１の位置から第２の位置へ移動す
る時に前面カバー14が解放するだけではなく、第２の位
置から第１の位置へ移動する際には第１のマイクロスイ
ッチMS1によりプロセスカートリッジ15が第１の位置に
移動したことを検出すると前面カバー14を自動的に閉じ
るようにもできる。

次に、カセット16の移動を模式的に示した第８図を用
いて説明する。

カセット16にはその側面に移動のためのラックR2と挿
入方向前方には突起161が設けられ、内部には転写材を
積載する回動自在の底板162と摺動可能な分離爪163が設
けられている。

一方、装置本体10のカセット収納室内には、給紙ロー
ラ27、カセット16を移動させるためのピニオンP2、底板
162を押し上げる押し上げレバー32、フォトカプラから
成る光電スイッチMS3とマイクロスイッチMS4が設けられ
ている。

押し上げレバー32は装置本体10に設けられた押し上げ
機構321に軸支されており、また、その先端にはコロ322
が設けられている。押し上げ機構は、テコの原理を用い
たものあるいはモータを用いたものでもよい。

光電スイッチMS3およびマイクロスイッチMS4は、カセ
ット16の位置を検出するための検出手段である。ここ
で、光電スイッチMS3およびマイクロスイッチMS4はそれ
ぞれ、前記押し上げレバー32によりカセット16内の転写
材の最上面を分離爪163に押し当て給紙が可能となる第
１の位置、および、カセット16の挿入方向と逆方向に第
１の位置から退避した第２の位置を検出し、その位置信
号を制御部へ出力する。ただし、第２の位置は、プロセ
スカートリッジ15の場合と同様にカセット16の重心が装
置10外にならないようにするとよい。また、これら第１
および第２の位置を検出する位置検出センサは、本実施
例に限られるものではなく、マイクロスイッチ、光電ス
イッチ、磁気スイッチ等を用いた既存の各種センサを用
いてもよい。

まず、カセット16を取り出す場合、第８図（ａ）に示
すようにカセット16が第１の位置あり、給紙ローラ27に
より転写材の給紙が最適に行うことが可能な状態であ
る。また、ラックR2とピニオンP2とは噛合されている。

前述のプロセスカートリッジ15の移動と同様に装置本
体10前面に設けられた操作ネル11の取り出しボタンが押
されかつ画像形成プロセス信号が出ていないと、制御部
はカセット移動手段の駆動部であるモータM2および電磁
クラッチC23へ信号を発し、カセット16を１の位置から
第２の位置に移動さすためにピニオンP2を回転させる。
このとき、押し上げレバー32はカセット16の移動を阻害
しないようにカセット16の移動経路の下方に退避する
（第８図（ｂ）参照）。

そして、第８図（ｃ）に示すようにカセット16が移動
すると、マイクロスイッチMS4によりカセット16が第２
の位置にまで移動したことを検知して制御部にその信号
を送る。制御部はその信号を受けると、電磁クラッチC2
3を解除するとともにモータM2の回転を止める。すなわ
ち、カセット16は、ラックR2とピニオンP2が噛合した状
態で第２の位置で停止し、第１の位置から第２の位置に
まで退避する。

逆に、カセット16を装置本体10内に挿入する場合、カ
セット16をカセット収納室内に沿わして、あるいは、ガ
イド部材（図示せず）に沿わして挿入し、ラックR2とピ
ニオンP2を噛合し、カセット16が第２の位置にくるまで
挿入する（第８図（ｃ））。

この状態からカセット16を給紙が可能な第１の位置に
移動させるために、第２の位置にあるカセット16をさら
に挿入するか、ありは、操作パネル11のセットボタンを
押すことにより制御部にセット信号を入力する。制御部
は、このセット信号が入力されると、モータM2と電磁ク
ラッチC23に信号を送り、カセット16を第２の位置から
第１の位置に移動させるためにピニオンP2を回転させ
（取り出す場合の回転方向とは逆回転）、ガイド部材37
に沿って第１の位置の方向へカセット16を移動させる
（第８図（ｂ））。

さらに、カセット16が移動すると、第８図（ａ）に示
すように光電スイッチMS3が突起161により、カセット16
が第１の位置にまで移動したことを検知して制御部にそ
の信号を送る。制御部はその信号を受けると、電磁クラ
ッチC23を解放するとともにモータM2の回転を止める。
すなわち、カセット16は、第１の位置で停止し、押し上
げ機構321により、押し上げレバー32を時計方向に回動
させてコロ322をもってカセット16の内部の底板162を上
方に押し上げ、底板162に積載されている転写材の最上
面を分離爪163に押し当て、半月ローラである給紙ロー
ラ27によって給紙が可能な状態となる。

一方、上部カバー解放手段を第９図を用いて説明す
る。上部カバー12は、上部カバー軸39により回動自在に
軸支されている。また、上部カバー軸39の周りに巻かれ
ている巻きバネ40と一方が装置本体10に他方が上部カバ
ーに取り付けられたピン41によって上部カバー12は解放
するように、すなわち同図において反時計方向にバネ付
勢されている。また、ソレノイド42は、上部カバー12が
閉じているときその上部カバー12を掛止することができ
るように配置されている。

上述の構成を有する上部カバー解放手段により、画像
形成プロセス中の上部カバー12は、閉じた状態にあり、
また上部カバー12は排出ローラ31により排出される転写
済みの転写材の排出皿を兼用している（第９図
（ａ））。そして、ジャム処理時などの場合、装置本体
10の前面に設けられた操作パネル11の取り出しボタンが
押され、かつ、画像形成プロセス信号が出力されていな
ければ、制御部は前述のようにプロセスカートリッジ移
動手段にプロセスカートリッジ15を移動させるように移
動信号を発するとともに、上部カバー解放手段であるソ
レノイド42に解放信号を発する。解放信号を受けたソレ
ノイド42は、その軸を後退、すなわち、上部カバー12の
掛止を止める。すると、バネ付勢されていた上部カバー
12はその付勢力により解放される（第９図（ｂ））。こ
のようにして解放された上部カバー12の解放口からジャ
ムの原因となった転写材を簡単に見付け出し、そして容
易に取り除くことができる。なお、上部カバー解放手段
は、本実施例だけに限られるものではなく、上部カバー
軸39と反対側に掛止することのできる部材を設けてもよ
い。また、上部カバー軸39にギヤと該ギヤと噛合するモ
ータを設け、制御部からの解放信号が出力されると該モ
ータが回転して上部カバー12を解放するようにしてもよ
い。この場合、制御部にセット信号が入力されると該モ
ータが逆方向に回転して上部カバー12を閉じるようにす
ることもできる。さらに、本実施例では上部カバー12を
設けている画像形成装置を用いて説明しているがこれに
限られるものではなく、いわゆる、クラムシェル型の画
像形成装置においては本実施例の上部カバー12の解放手
段かわりに上部筐体に解放手段を設けることもできる。

次に、定着ローラ圧着解除手段を第９図を用いて説明
する。

本実施例においては、定着ローラ30の圧着解除には、
前述の上部カバー12の開閉を利用する。すなわち、上部
カバー軸39近傍で上部カバー12と一体となって回動する
突出部43を設け、カムの作用をさせる。一方、定着ロー
ラ30は圧着ローラ301と加熱ローラ302から成り、加熱ロ
ーラ302の周縁には、図仕しない分離部材とクリーニン
グ部材が配設され、図示しない駆動系によって時計方向
に回転する。圧着ローラ301は加熱ローラ302に従動して
反時計方向に回転することができ、その圧着ローラ軸30
3が圧着解除部材304に軸支されている。圧着解除部材30
4は、その一端を圧着解除軸305により装置本体10に回動
自在に軸支され、かつ、バネ306により時計方向に付勢
されている。従って、第９図（ａ）に示すように画像形
成プロセス中の定着ローラ30は、圧着ローラ301が加熱
ローラ302を押圧し、かつ、加熱ローラ302が図示しない
加熱手段により加熱されて回転し、転写材上のトナー像
を溶融固着して排紙ローラ31に転写材を搬送することが
できる。

上述の定着ローラ30は、制御手段から前述の移動信号
が発せられると、圧着ローラ301は加熱ローラ302への押
圧を解除する。すなわち、ジャム処理時などの場合、前
述のように制御手段は上部カバー解放手段に解放信号を
出力し、上部カバー12を解放する。この上部カバー12の
解放にともなって、突出部43は反時計方向に回転する
と、圧着解除部材304は圧着解除軸305を支点として反時
計方向に回転し、圧着解除部材304に軸支されている圧
着ローラ301は加熱ローラ302への押圧を解除する。この
ようにして圧着を解除された定着ローラ30である圧着ロ
ーラ301と加熱ローラ302との間に隙間ができ、定着部に
おけるジャムの原因となった転写材を簡単に取り除くこ
とができる。

逆に、定着ローラ30を圧着するときは、上部カバー12
を閉じると突出部43が時計方向に回転し、バネ306によ
り圧着解除部材304が圧着解除軸305を支点として時計方
向にバネ付勢することにより、圧着ローラ301が加熱ロ
ーラ302に押圧する。従って、定着ローラ30の圧着およ
びその解除は簡単な機構によってすることができる。

なお、本実施例では圧着ローラ301を動かして定着ロ
ーラ30の圧着を解除するようにしているが、加熱ローラ
302を動かして定着ローラ30の圧着解除を行ってもよい
ことはいうまでもない。さらに、本実施例の圧着解除機
構は、カムを上部カバー12に設けて行っているが、モー
タとギヤあるいはソレノイドを用いて制御部の信号によ
り定着ローラ30の圧着解除を直接行ってもよい。

以上、説明したプロセスカートリッジ15およびカセッ
ト16の移動制御、上部カバー12の開放制御と定着ローラ
30の圧着解除制御は、図10に示すようになる。すなわ
ち、操作パネル11の取り出しボタンが押されると制御部
に取り出し信号が入力される。この時、操作部のプリン
トボタンからのプリント信号および感光体ベルト駆動
部、定着・排紙部、給紙部からそれぞれが駆動している
という感光体ベルト駆動信号、定着・排紙駆動信号、給
紙駆動信号が出ていない状態であれば制御部はプロセス
カートリッジ移動手段とカセット移動手段に移動信号を
発するととともに、上部カバー解放手段に解放信号を発
する。プロセスカートリッジ移動手段部は、プロセスカ
ートリッジ15を第１の位置から第２の位置に移動さすた
めにプロセスカートリッジ移動駆動系を制御し、プロセ
スカートリッジ15が第２の位置に移動したことを検知す
る位置検出信号が得られるとプロセスカートリッジ移動
駆動系を停止させる。また、カセット移動手段も同様
に、カセット16を第１の位置から第２の位置に移動させ
る。一方、上部カバー解放手段は上部カバー12を開放
し、さらに、定着ローラ30の圧着を解除する。換言すれ
ば、ジャムが発生したり、プロセスカートリッジ15およ
びカセット16を交換する際、操作パネル11の取り出しボ
タンを押すだけで第11図に示すようにプロセスカートリ
ッジ15およびカセット16が第２の位置に退避するととも
に上部カバー12が解放し定着ローラ30の圧着を解除する
ため、装置本体10の上方よりジャムの原因となった転写
材を容易に確認でき取り除くことができる。さらに、ジ
ャム処理後、簡単な操作をするだけでプロセスカートリ
ッジ15およびカセット16が自動的に挿入されるので、オ
ペレータの煩わしさが大幅に軽減されるばかりでなく、
最適な位置にプロセスカートリッジ15およびカセット16
をセットできる。

上述の制御部は、操作パネル11の取り出しボタンを押
すことによりプロセスカートリッジ15の移動、カセット
16の移動、上部カバー12の解放および定着ローラ30の圧
着解除をするだけでなく、ジャム発生時、カセット16内
の転写材が無くなった時に自動的に行えるようにしても
よい。

また、本実施例では、画像形成プロセスとして感光体
ベルト上にカラートナー像を形成した後１回で転写材に
転写する作像法について述べたが、転写ドラム上の転写
材上に重ねてトナー像を転写するカラー作像法であって
もよい。また、モノクロプロセスを利用した通常のモノ
クロプリンタにも適用可能である。また、現像方法とし
て非接触現像法の場合にについて述べたが、本発明はこ
の非接触現像に限られるものではなく、接触現像にも適
用できる。さらに、本実施例で示した駆動系は、ほんの
一例にしか過ぎず、これらギヤ、クラッチ、ベルト等の
組み合わせに限られるものでもないことはいうまでもな
い。

第12図には、本発明を適用した他の実施例として転写
ドラム形式の画像形成装置を示している。プロセスカー
トリッジ15部分については、先の実施例と大略同じだ
が、トナーホッパー35aをプロセスカートリッジ15内に
ユニット化したものである。転写ドラム形式の画像形成
装置は、感光体ベルト17の転写部分に転写ドラム50を当
接するようにしたもので、その転写ドラム50は感光体ベ
ルト17と同期を保って反時計方向に回転する。転写ドラ
ム50の外周には転写材を巻き付けた状態として、巻き付
けた転写材上に感光体ベルト17上に形成した各色毎のト
ナー像を転写し、転写材上で各色のトナー像を重ね合わ
せた後、転写ドラム50より分離し、定着後装置本体10の
上部に排出したものである。

転写ドラム50の周縁部には、転写材を静電的に吸着す
るよう設けられた帯電器501、転写材を転写ドラム50に
機械的に巻き付けるための巻き付け部材502が設けられ
ていて、巻き付け部材502は先端部にローラを有してい
て、最初に転写材が転写ドラム50に巻き付く時のみ当接
する。また、転写ドラム50の周面には、グリッパ503が
設けられていて、同期して搬送された転写材の先端部を
保持するよう作用する。転写部504は、感光体ベルト17
上のトナー像を転写材上に静電的に転写する。分離除電
極505と分離爪506は転写後の転写材を転写ドラム50より
分離させる。また、接離可能なクリーナ507は、転写材
分離後の転写ドラム50上に残留した付着トナーを除去す
るものである。

カセット16から給紙された転写材は、同期を保ちなが
ら帯電器501によって帯電した転写ドラム50へと進入
し、巻き付け部材502で巻き付き、転写材先端がグリッ
パ503で保持されて、転写部はと回転し、転写部におい
て転写器504によって感光体ベルト17上に形成されたイ
エロートナー像を転写材上に転写する。最初の転写を終
えた転写ドラム50は回転を継続しクリーナ507によりク
リーニングされて次のトナー像を転写する。すなわち、
２回転目にはマゼンタトナー像を、３回転目にはシアン
トナー像を、４回転目にはブラックトナー像を順次重ね
合わせるようにして転写する。４色のトナー像の転写が
終えたところで、転写材は分離除電極505で除電がなさ
れ、分離爪506で転写材先端の保持を解除したうえ分離
して定着ローラ30へと搬送される。

この実施例の画像形成装置では、転写ドラム50は装置
本体10側にあって、移動可能なプロセスカートリッジ15
には含まれない構造となっている。従って、プロセスカ
ートリッジ15の移動については前記実施例と同様に行わ
れる。

〔発明の効果〕

以上詳述したように、本発明は操作パネルの取り出し
ボタンが押されるとプロセスカートリッジが画像形成可
能な位置から退避し、カセットが給紙可能な位置から退
避するとともに上部カバーを解放し、定着ローラの圧着
を解除する。一方、挿入に際しては最適な位置にプロセ
スカートリッジおよびカセットを設定できる画像形成装
置を提供するものである。

その結果本発明の画像形成装置は、ジャムが発生する
と取り出しボタンを押すだけで、プロセスカートリッジ
およびカセットが移動し、かつ、上部カバーが解放、定
着ローラが圧着解除するので、オペレータは迷うことな
く楽に、かつ、大きな力を必要とせずにジャム処理がで
きる。また、ジャム処理に際してはプロセスカートリッ
ジおよびカセットを第２の位置まで退避させ、上部カバ
ーの解放口から装置本体の内部を一瞥するだけでジャム
紙の位置を確認することができるので、作業空間が大き
く確保できジャム処理の作業性を大幅に向上することが
できるとともに、ジャム紙を取り出すときに像担持体を
傷付けるおそれがなくなるだけではなく、像担持体に直
接オペレータの手が触れることがなくなる。さらに、機
械的にプロセスカートリッジを移動させるので、プロセ
スカートリッジに余計な振動を与えず、現像剤の飛散を
殆ど生じることなくプロセスカートリッジを交換あるい
はジャム処理でき、メインテナンス性の向上という効果
を奏するものである。

なお、本画像形成装置がカラープリンタの場合、プロ
セスカートリッジの出し入れ、カセットの出し入れ、ジ
ャム処理、トナー補給等を本体前面からすべて操作でき
る構成としたもので、モノクロプリンタの一方向操作性
と同様の使い勝手、メインテナンス性が実現できた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明を適用したカラープリンタの主要断面
を左側面から示す図。第２図は、本発明が係る駆動系を
右側面から示した図。第３図は、プロセスカートリッジ
移動およびカセット移動の駆動系を上方から示す図。第
４図は、プロセスカートリッジ移動の駆動系の要部を示
す図。第５図は、カセット移動の駆動系の要部を示す
図、第６図は、第１図におけるAA断面の矢視図。第７図
は、プロセスカートリッジの移動を模式的に示す模式
図。第８図は、カセットの移動を模式的に示す模式図。
第９図は、上部カバーの解放機構および定着ローラの圧
着解除機構を示す図。第10図は、制御系を示す図。第11
図は、ジャム処理時のカラープリンタを左側面から示し
た図。第12図は、本発明を適用した転写ドラム形式の画
像形成装置の主要断面図。 10……装置本体、11……操作パネル 12……上部カバー 15……プロセスカートリッジ 16……カセット、17……感光体ベルト 18……駆動ローラ、21……帯電器 22……レーザー書き込み系ユニット 23……現像器、24……転写器 25……クリーニング手段 26……トナー回収ボックス 36……突出部材、37……ガイド部材 27……給紙ローラ、28……タイミングローラ 29……搬送手段、30……定着ローラ 31……排紙ローラ、39……上部カバー軸 40……巻きバネ、42……ソレノイド 50……転写ドラム、S₀……紙無しセンサ S₁,S₂,S₃,S₄……ジャム検出センサ M1,M2……モータ、G14……駆動ギヤ G27a〜G27d……現像器駆動ギヤ G13,G26a〜G26d……ギヤ P1,P2……ピニオン R1,R2……ラック MS1,MS2,MS3,MS4……位置検出センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 忠義 東京都八王子市石川町2970番地 コニカ 株式会社内 審査官 下村 輝秋 (56)参考文献 特開 昭62−32469（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−174549（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−104958（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−279870（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/00 303 G03G 21/00 370 - 540

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】像担持体、該像担持体上に潜像を形成する
   静電潜像形成手段、該潜像を現像する現像手段、現像さ
   れたトナー像を転写材上に転写する転写手段、像担持体
   上に残った残トナー像をクリーニングするクリーニング
   手段を有する画像形成装置において、 前記像担持体と、現像手段、クリーニング手段のうち少
   なくとも１つを一体化したプロセスカートリッジを前記
   画像形成装置本体に対し着脱自在に設けるとともに、 該プロセスカートリッジを画像形成が可能な第１の位置
   から前記画像形成装置本体から着脱可能となる第２の位
   置へ移動さすプロセスカートリッジ移動手段と、 該プロセスカートリッジ移動手段に移動信号を出力する
   制御手段とを有しており、 前記第１の位置から第２の位置までのプロセスカートリ
   ッジの移動方向は、転写部における転写材の搬送方向に
   対して略鉛直方向、かつ、該プロセスカートリッジの着
   脱方向に対して同一方向であり、 前記制御手段からの移動信号の出力に伴って前記プロセ
   スカートリッジが第１の位置から第２の位置へ移動する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】前記第１の位置から前記第２の位置への前
   記プロセスカートリッジの移動に連動して、前記画像形
   成装置の上部カバーを解放することを特徴とする請求項
   １記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】前記第１の位置から前記第２の位置への前
   記プロセスカートリッジの移動に連動して、定着手段と
   しての熱定着ローラのローラ間の圧着を解除することを
   特徴とする請求項１記載の画像形成装置。