JP3225360B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は像担持体を始めとする画
像形成用のプロセス資材をカートリッジに一体化して着
脱するようにした画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式によりカラー画像を得る装
置の一つとして感光体ドラムあるいは感光体ベルト上に
原稿像の分解色数に応じた潜像形成と、カラートナーに
よる現像を繰り返し、感光体ドラムやベルト上でカラー
トナー像を重ねたのち転写してカラー画像を得る方法で
ある。この多色画像形成の基本プロセスは、本出願人に
よる特開昭60-75850号、同60-76766号、同60-95456号、
同60-95458号、同60-158475号公報等によって開示され
ている。

【０００３】このような重ね合わせによってカラー画像
を得るようにした多色画像形成装置にあっては、感光体
の周縁に色の異なったカラートナーを収納した複数の現
像器が配置してあり、一般には感光体を複数回回転さ
せ、感光体上の潜像を現像してカラー画像を得るように
している。

【０００４】かかる画像形成装置に関しては耐用寿命を
有する各種感光体、現像剤キャリア、クリーニング部材
や現像剤トナーの消耗時等での補給・交換のために画像
形成手段の一部をカートリッジ化して、これら画像形成
手段の要部を一体化した部材を装置外へ取り出し、メン
テナンス或は交換を行うよう構成されたものが提案され
ている。また、画像形成手段によって像形成される転写
材の搬送路を開放してジャム処理時に転写材を取り出し
易くする様な構成も種々提案されてきている。さらに、
デジタル方式の画像形成装置にあっては、感光体上の潜
像形成手段としてレーザ書込み系が使用されるが、該レ
ーザ書込み系もまた清掃や点検に便なるようユニット化
された状態で、前記のプロセスカートリッジと同様装置
本体に対し着脱可能に収納する形式が多くとられる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】かかる画像形成装置の
プロセスカートリッジは、その着脱に応じて装置本体に
設けられる駆動手段と自動的に接続したりあるいは分離
されることが必要であり、通常その手段としてプロセス
カートリッジと駆動手段との間を係脱の可能な歯車を介
して接続する方法がとられる。しかし、歯車を介した動
力の伝達は、歯と歯の噛合いの微妙な変化や駆動源たる
モータに対する周辺機材からの高周波ノイズ等によって
忠実で円滑な回転速度の伝達が困難であって僅かではあ
るが回転ムラを生じ易く、そのため特に感光体に対して
は画質を低下させる要因となることがある。

【０００６】このような歯車を介した動力伝達機構の欠
点を補う目的から、感光体回転軸にフライホイールを装
着することによって感光体の回転の円滑化を図る方法が
提案されているが、周知の如く感光体は比較的低速回転
されるものであることから大きな慣性効果を得ることが
出来ず、またフライホイールを設けることによってプロ
セスカートリッジの容積や重量が増大して取扱い性が悪
くなると言う弊害もあった。

【０００７】本発明はこの点を解決しいて改良した結
果、プロセスカートリッジの取扱い性を犠牲にすること
なく、大きな慣性効果により感光体をムラなく一様で円
滑に回転駆動することの出来る画像形成装置の提供を目
的としたものである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的は、駆動ローラ
と、回転ローラと、ローラ間に張架したベルト状部材
と、現像スリーブを有する複数の現像器と、ガイド部材
（３１Ａ）を設けてなるカートリッジと、駆動用モータ
と、中間駆動伝達軸と、ガイド部材（３１Ｂ）を設けて
なる駆動ユニットと、から構成される画像形成装置にお
いて、前記中間駆動伝達軸にはフライホイールと、前記
駆動ローラに動力を伝達する歯車と、前記現像スリーブ
に動力を伝達する歯車と、を設け、前記カートリッジ
は、前記中間駆動伝達軸に対して垂直方向に挿脱可能と
し、ガイド部材（３１Ａ）により前記駆動ユニットに設
けられた前記ガイド部材（３１Ｂ）に固定され、前記中
間駆動伝達軸を介して、前記駆動ローラと前記現像スリ
ーブに動力伝達がなされることを特徴とする画像形成装
置によって達成される。

【０００９】

【実施例】本発明の画像形成装置の一実施例を図１ない
し図４に示す。

【００１０】図１において、１はベルト状感光体たる可
撓性の感光体ベルトで、該感光体ベルト１は駆動ローラ
２および回動ローラ３の間に架設されていて駆動ローラ
２の駆動により時計方向に搬送される。

【００１１】４は前記感光体ベルト１に内接するよう装
置本体に固定した支持体すなわちガイド部材であって、
前記感光体ベルト１は回動ローラ３の外側への付勢作用
によって緊張状態とされることによりその内周面を前記
ガイド部材４に摺擦させる。従って前記感光体ベルト１
の外周面の感光体は搬送中にも常に前記ガイド部材４の
表面に対し一定の関係位置に保たれ、安定した画像形成
面を構成することを可能としている。

【００１２】６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７
は像露光手段たるレーザ書込み系ユニット、８ないし11
はそれぞれ特定色の現像剤を収容した複数の現像手段す
なわち現像器であって、これ等の各像形成手段はガイド
部材４を背面にした前記感光体ベルト１の外周面に対向
して配設される。

【００１３】前記レーザ書込み系ユニット７には図示の
光学系のものの他に、発光部と収束性光伝送体を一体と
した光学系等も使用される。

【００１４】前記各現像器８,９,10,11は例えばイエロ
ー，マゼンタ，シアン，黒色の各現像剤をそれぞれ収容
するもので前記感光体ベルト１と所定の間隙を保つ各現
像スリーブを備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触現
像法により顕像化する機能を有している。この非接触現
像は接触現像と異なり、感光体ベルトの移動を妨げない
長所を有する。

【００１５】12は転写器、12Ａは除電バー、13はクリー
ニング装置で該クリーニング装置13のブレード13Ａとト
ナー搬送ローラ13Ｂは画像形成中には感光体ベルト１の
表面より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニン
グ時のみ図示の如く感光体ベルト１の表面に圧接され
る。

【００１６】前記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。

【００１７】まず本実施例による多色像の形成は、次の
像形成システムに従って遂行される。即ちオリジナル画
像を撮像素子が走査するカラー画像データ入力部で得ら
れたデータを、画像データ処理部で演算処理して画像デ
ータを作成し、これは一旦画像メモリに格納される。次
いで該画像メモリは、記録時とり出されて記録部である
例えば図１の実施例で示したカラー画像形成装置へと入
力される。

【００１８】すなわち前記プリンタとは別体の画像読取
装置から出力される色信号が前記レーザ書込み系ユニッ
ト７に入力されると、レーザ書込み系ユニット７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７Ａにより回転されるポリゴンミラー７
Ｂにより回転走査され、ｆθレンズ７Ｃを経てミラー７
Ｄおよび７Ｅ，７Ｆにより光路を曲げられて、予め帯電
手段たる帯電器６によって電荷を付与された感光体ベル
ト１の周面上に投射され輝線を形成する。

【００１９】一方では走査が開始されるとビームがイン
デックスセンサによって検知され、第１の色信号による
ビームの変調が開始され、変調されたビームが前記感光
体ベルト１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ベルト１の搬送による副走査により
感光体ベルト１の周面上に第１の色に対応する潜像が形
成されて行く。この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）
のトナー（顕像媒体）の装填された現像器８により現像
されて、ベルト表面にトナー像が形成される。得られた
トナー像はベルト面に保持されたまま感光体ベルト１の
周面より引き離されている清掃手段たるクリーニング装
置13の下を通過し、つぎのコピーサイクルに入る。

【００２０】すなわち、前記感光体ベルト１は前記帯電
器６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７に入力さ
れ、前述した第１の色信号の場合と同様にしてベルト表
面への書込みが行われ潜像が形成される。潜像は第２の
色としてマゼンタ（Ｍ）のトナーを装填した現像器９に
よって現像される。

【００２１】このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形
成されている前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下
に形成される。

【００２２】10はシアン(Ｃ)のトナーを有する現像器
で、信号処理部で発生される制御信号に基づいてドラム
表面にシアン(Ｃ)のトナー像を形成する。

【００２３】さらに11は黒色のトナーを有する現像器で
あって、同様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像
を重ね合わせて形成する。これ等各現像器８,９,10およ
び11の各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、顕像手段である２成分現像剤によるジャ
ンピング現像が行われ、基体が接地された感光体ベルト
１には非接触で現像が行われるようになっている。なお
現像としては、一成分現像剤を用いた非接触現像を用い
ることもできる。

【００２４】かくして感光体ベルト１の周面上に形成さ
れたカラーのトナー画像は、転写部において給紙カセッ
ト14より給紙ガイド15を経て送られてきた転写材に転写
される。

【００２５】すなわち、給紙カセット14に収容された転
写材は給紙ローラ16の回転によって最上層の一枚が搬出
されてタイミングローラ17を介し感光体ベルト１上の像
形成とタイミングを合わせて転写器12へと供給される。

【００２６】画像の転写・除電を受けた転写材は、前記
回動ローラ２に沿って急に方向転換をする感光体ベルト
１より確実に分離して吸着式の搬送ベルト17Ａを介して
上方に向かい、定着ローラ18によって画像を溶着したの
ち排紙ローラ19を経て上蓋20に形成したトレイ上に排出
される。

【００２７】一方、転写材への転写を終えた感光体ベル
ト１はさらに搬送を続けてブレード13Ａとトナー搬送ロ
ーラ13Ｂを圧接状態とした前記クリーニング装置13にお
いて残留したトナーの除去を行いその終了をまって再び
前記ブレード13Ａを引き離し、それより少し後にトナー
供給ローラ13Ｂがブレード13Ａの先端部に堆積したトナ
ーをならした後に、トナー供給ローラ13Ｂを引き離し新
たな画像形成のプロセスに入る。

【００２８】前記の感光体ドラム１、帯電器６、各現像
器およびクリーニング装置13は画像形成のプロセス資材
として独立したプロセスカートリッジ30に組込まれ一体
化して装置本体に対し着脱される。

【００２９】一方前記レーザ書込み系ユニット７もまた
筐体70に組込まれ一体化された状態で、前記プロセスカ
ートリッジ30と同様装置本体に対し着脱される。

【００３０】前記のプロセスカートリッジ30およびレー
ザ書込み系ユニット７を収める筐体70は、背面部と装置
本体との間に構成したガイド装置31あるいは71を介して
図２に示す如く右上方からスライドして挿入され、それ
ぞれのストッパ32あるいは72に当接して装着位置に設定
される。

【００３１】また、前記プロセスカートリッジ30は、背
面部に突出した前記の駆動ローラ２および各現像器の現
像スリーブの延長軸上に、歯車Ｇ２および歯車Ｇ８、Ｇ
９、Ｇ10、Ｇ11をそれぞれ段差を設けて固定していて、
装着位置への設定と同時に、それ等の各歯車が装置本体
側の各駆動用の歯車Ｇ２Ａおよび歯車Ｇ８Ａ、Ｇ９Ａ、
Ｇ10Ａ、Ｇ11Ａに対して一斉に噛合される。

【００３２】さらに、前記のプロセスカートリッジ30お
よび筐体70は、それぞれの装着位置において共に背面部
のコネクタ33あるいは73が装置本体側に設けた電源部に
接続され、プロセスカートリッジ30に対しては帯電用の
高圧電源ならびにクリーニング部材作用の電源の供給
が、一方筐体70に対してはモータ駆動用の電源ならびに
書込みおよび制御用の各信号の供給、伝達が可能の状態
となる。

【００３３】従って、前記のプロセスカートリッジ30お
よび筐体70は、それぞれ取手34あるいは74を介して矢示
方向に引き出されると、画像形成を可能とする状態を自
動的に解除して装置本体より取り出される。

【００３４】図３は、図２における矢示AA断面を示した
ものである。

【００３５】前記の各ガイド装置31および71は、それぞ
れ凹状の楔形断面をもつガイド部材31Ａあるいは71Ａ
と、凸状の楔形断面をもつガイド部材31Ｂあるいは71Ｂ
とから形成され、前記ガイド部材31Ａおよび71Ａはそれ
ぞれプロセスカートリッジ30あるいは筐体70の背側面に
固定され、一方前記ガイド部材31Ｂおよび71Ｂは共に背
面側の本体パネル100Ａを挿通してその外側に設置した
装置本体の駆動ユニット200に直接固定される。

【００３６】またプロセスカートリッジ30と筐体70は、
それぞれの前面部に回動自在のコロ35および75を一対宛
突設していて、前記のガイド装置31および71に対し平行
して架設した本体パネル100Ｂ上の受け台36および76に
支持されることによって、それぞれ前後方向に平衡した
状態で装置内に収納される。

【００３７】従ってプロセスカートリッジ30と筐体70
は、共に本体パネル100Ａおよび100Ｂの何れをも介する
ことなく駆動ユニット200によって直接装着位置が規制
されるため、動力系の接続が適確に行われると共に感光
体に対するレーザ光の入射位置が常に安定して精度の高
い画像形成装置を行うことが可能となる。

【００３８】さらに図４は図２における矢示BB断面を示
したものである。

【００３９】前記駆動ユニット200には、動力源たる駆
動用のモータＭと該モータＭの回転軸上のピニオンＰに
噛合する歯車G1を同軸一体とする中間駆動伝達軸Ｓとが
設けられている。

【００４０】前記中間駆動伝達軸Ｓは先端に、駆動ロー
ラ２の延長軸上の歯車G2に噛合する前記の歯車G2Aを取
付け、一方前記歯車G1は各現像スリーブを駆動する前記
の歯車G8A、G9AおよびG11Aに接続する歯車G1Aを噛合し
ている。

【００４１】前記中間駆動伝達軸Ｓはさらに同軸上に慣
性物体としてのフライホイールＷを備えていて、前記モ
ータＭによる比較的高速の駆動回転により、回転方向に
大きな慣性力を付与されている。

【００４２】従って前記中間駆動伝達軸Ｓは、各歯車の
歯の噛合の変化とがモータＭに対する高周波ノイズ等に
よる回転ムラを受けることなく、前記の歯車G2Aを介し
て駆動ローラ２を回転し、感光体ベルト１を常に安定し
た所定の速度をもって搬送することが出来る。なお、前
記のフライホイールＷに替えて前記歯車G1をフライホイ
ールＷと一体化した形状とし、中間駆動伝達軸Ｓの慣性
物体とすることも出来る。

【００４３】

【発明の効果】本発明により、装置本体に対し着脱可能
としたカートリッジの収めるベルト状部材を、常に安定
した一様な速度と搬送力を持って駆動回転することが可
能となり、その結果小型軽量なカートリッジの装着によ
って取扱い性が向上し、高画質の画像を得ることのでき
る画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像形成装置の断面構成図である。

【図２】前記装置の要部説明図である。

【図３】前記装置におけるプロセスカートリッジの要部
断面図である。

【図４】前記装置における駆動ユニットの要部断面図で
ある。

【符号の説明】

１…感光体ベルト ２…駆動ローラ ３…回転ローラ ４…ガイド部材 ６…帯電器 ７…レーザ書込み系
ユニット ８,９,10,11…現像器 12…転写器 13…クリーニング装置 30…プロセスカート
リッジ 31,71…ガイド装置 32,72,…ストッパ 33,73…コネクタ G1,G1A,G2,G2A…歯
車 Ｓ…中間駆動伝達軸 Ｗ…フライホイール Ｍ…モータ Ｐ…ピニオン

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 福地 真和 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株 式会社内 審査官 國田 正久 (56)参考文献 特開 昭63−132071（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−199464（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−125373（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−169239（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭60−159472（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭61−137（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/00 350 - 352 G03G 21/16 - 21/18 G03G 15/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】駆動ローラと、回転ローラと、ローラ間に
   張架したベルト状部材と、現像スリーブを有する複数の
   現像器と、ガイド部材（３１Ａ）を設けてなるカートリ
   ッジと、 駆動用モータと、中間駆動伝達軸と、ガイド部材（３１
   Ｂ）を設けてなる駆動ユニットと、から構成される画像
   形成装置において、 前記中間駆動伝達軸にはフライホイールと、前記駆動ロ
   ーラに動力を伝達する歯車と、前記現像スリーブに動力
   を伝達する歯車と、を設け、 前記カートリッジは、前記中間駆動伝達軸に対して垂直
   方向に挿脱可能とし、ガイド部材（３１Ａ）により前記
   駆動ユニットに設けられた前記ガイド部材（３１Ｂ）に
   固定され、 前記中間駆動伝達軸を介して、前記駆動ローラと前記現
   像スリーブに動力伝達がなされることを特徴とする画像
   形成装置。