JP3269328B2 - 現像フレーム及びこれを用いた電子写真複写装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えば現像フレームを
用いた複写機等の電子写真複写装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真複写装置は小型化、省ス
ペース化および高スピード化が要求されている。

【０００３】以下に従来の電子写真複写装置について図
と共に説明する。図８には、第１のユニット１１１と、
第２のユニット１１２と、第３のユニット１１３と、コ
ントロールパネル１１４とを具備し、第１のユニットと
第２のユニットと第３のユニットとを積み重ねて構成
し、第１のユニットには、露光ランプ１１５と反射鏡１
１６とレンズ等の光学手段を備え、第２のユニットに
は、感光体ドラム１１７と現像手段１１８とクリーニン
グ手段１１９と転写手段１２０と定着手段１２１等を備
え、第３のユニットには、給紙手段１２２を備えてお
り、第２のユニットと第３のユニットは図示右方向に引
き出せるようにして、メンテナンスやジャム処理の容易
さを維持しながら小型、省スペースの電子写真複写装置
が開示されている。（特開平４−３７１９６４号） またこれら電子写真複写装置の感光体ドラム、現像手
段、クリーニング手段は図９に示すように、現像フレー
ム１２３に現像ローラ１２４、感光体ドラム１１７、ク
リーニング手段１１９を一体的に構成し、複写装置に着
脱可能に使用されるようになっている。１２５はドラム
軸、１２６は側板、１２７は現像蓋である。（特公昭６
０−５９５９１号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の構成では、現像フレームで一体的に構成された感光体
ドラム、現像手段、クリーニング手段は、各々フレーム
間で固定されるようになっているため、メンテナンス時
には各々を分解しなければならないし、取付けにも時間
を要することになっていた。

【０００５】

【０００６】

【０００７】

【０００８】

【０００９】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、現像ユニットを上部、下部フレームにわけ、下部フ
レームに上部フレームを着脱可能として一体的に構成
し、組立て、メンテナンスの容易な現像フレーム及びこ
れを用いた電子写真複写装置を提供することを目的とす
る。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に請求項１に係る現像フレームの発明、および、請求項
２に係る電子写真複写装置の発明は、感光体ドラムの軸
をこの軸の外径より大きい内径を有するドラム保持部で
保持し且つ前記感光体ドラム上の残トナーを除去するク
リーニング手段及びトナー受けを有する上部フレーム
と、前記感光体ドラムを下方に且つ前記クリーニング手
段及び前記トナー受けを上方に保持した状態の前記上部
フレームをその上方に着脱自在に取付け且つ前記感光体
ドラムの軸を正規の位置にセットする孔を設けた下部フ
レームと、を具備し、前記上部フレームを前記下部フレ
ームから分離した状態では前記感光体ドラムは下方から
前記クリーニング手段及び前記トナー受けに緩く接し、
前記上部フレームを前記下部フレームに取付け、前記感
光体ドラムの軸に前記下部フレームの孔を介して支持部
材を差込むと、前記感光体ドラムは正規の位置にセット
され前記クリーニング手段及び前記トナー受けを押圧す
るものである。

【００１１】

【作用】上記した構成によって、現像ユニットは上下フ
レームが簡単に着脱でき、感光体ドラムの着脱も容易と
なる。また、メンテナンス等で上下フレームを取り外す
ときに、クリーニングされたトナーが漏れ出るようなこ
とはない。

【００１２】

【実施例】以下本発明の一実施例について、図面を参照
しながら説明する。

【００１３】図１は本発明に係る構成を有した電子写真
複写装置を示し、露光光学ユニット１と、この露光光学
ユニット１による露光によって画像を形成する画像処理
ユニット２と、この画像処理ユニットへ用紙を給送する
給紙ユニット３とよりなっている。これら露光光学ユニ
ット１、画像処理ユニット２、給紙ユニット３は一体に
構成してもよいし、別体に構成してもよい。とくに給紙
ユニット３は別個の給紙カセット３ａを用紙サイズ毎に
複数積層する構成としてある。

【００１４】露光光学ユニット１は、プラテンガラス４
の下を移動して原稿を走査するランプ５および第１反射
鏡６で構成された第１反射手段、第１反射手段とは２分
の１の速度比で移動する第２反射鏡７ａ、７ｂとで構成
された第２反射手段７、走査される原稿像を感光体ドラ
ムに投影するレンズ８、レンズを通過した原稿像を下方
に折曲げて感光体ドラムに導くように配置された第３反
射鏡９で構成された第３反射手段等を備えている。な
お、１０は第３反射鏡９よりの原稿像を感光体ドラム１
１に投影するために介挿されている反射鏡である。

【００１５】画像処理ユニット２は、感光体ドラム１１
とそのまわりに配設された帯電手段１２、サイドイレー
ス１３、露光スリット１４、現像手段１５、転写手段１
６、クリーニング手段１７等を有し、一般の電子写真方
式によって感光体ドラム１１上に露光にかかる原稿画像
に対応したトナー像を形成し、給送されてくる用紙に転
写する。感光体ドラムと転写手段とが対向する転写部の
手前には給紙ユニットの給紙ローラ１８、サバキローラ
１９、とで一枚づつ送られてくる用紙２０の先端を停止
させ、先端を整合させ、送り込みのタイミングを調整す
るための一対のレジストローラ２１が配設されている。
また転写部の後には、転写後の用紙２０を定着処理する
定着器２２と定着器２２から送り出されてくる用紙を排
出する一対の排出ローラ２３が設けられている。

【００１６】また、これらの用紙搬送系はジャム処理が
容易に行えるよう用紙搬送系を境にして、開閉可能なユ
ニット構成になっている。

【００１７】給紙ユニット３は、異なったサイズの用紙
２０が収容された給紙カセット２４と、用紙通路２５よ
り構成されている。そしてこの給紙ユニットを用紙サイ
ズ毎に積層すれば各サイズに対応した給紙が可能とな
る。

【００１８】なお、２６は手差し用のトレイで、２７は
排紙トレイを示す。原稿の露光走査は 、図１の左端か
らランプ５と第１反射鏡６の第１反射手段が走査を開始
するようになっており、このとき第２反射鏡７ａ、７ｂ
よりなる第２反射手段７は第１反射手段とは離れたレン
ズ８の右近接位置から動きはじめ、露光走査終了時には
第１反射手段と第２反射手段とは右端で近接した状態と
なる。 露光光学ユニット１は、走査方向前後で上下の
間隔寸法が小さい部分と大きい部分とで構成されてい
る。図１の左側、第１反射手段のみが走査する領域では
上下の間隔寸法が小さく、右側の第１反射手段と第２反
射手段とが走査する領域では反射光軸の領域が必要とな
り、レンズも配設されているので上下の間隔寸法が大き
くなっている。また露光光学ユニット１は、上下方向寸
法に段差のある箱型をしており、底面および側面は金属
板よりなり、この上にプラテンガラス４を置いて構成さ
れている。さらに底面部にはケース内に第４反射鏡１０
が配設されており、レンズ８を通過して第３反射鏡９に
よって折り曲げられた光像はこの第４反射鏡１０でほぼ
水平に曲げられ、感光体ドラム１１の露光スリット１４
へ導かれる。このケースは露光光学ユニット１の底面部
に取付けられているが、露光光学ユニットと一体的に構
成してもよいし、着脱可能に構成してもよい。

【００１９】画像処理ユニット２は、ガラス入りのポリ
カ等の樹脂材料よりなる樹脂フレームに着脱可能に保持
されるように構成されている。

【００２０】樹脂フレームは、図２に示すように、基盤
２８の一端両側に垂直に立設された側壁２９と、他端に
複数個の柱状体３０が配設され、これらが一体に樹脂成
形されている。３０は側壁２９に形成された係合穴で、
画像処理ユニット２を係合して保持するユニット保持部
となっている。樹脂フレームは、断面略コ字状に成形さ
れているが必要に応じて脚３１を一体に成形してもよ
い。３２は後述するガス溝である。露光光学ユニット１
は、図３に示すように、樹脂フレームのユニット保持部
となる側壁２９の上端部と複数個の柱状体３０の上端部
に載置され、固定されるようになっている。

【００２１】樹脂フレームについて図２を参照しながら
詳述する。本発明の電子写真複写装置に用いるフレーム
は、樹脂の一体成形により製作されるが、このような比
較的大型で各種ユニットの取付け部等、精度を要する樹
脂構造物の成形においては、低発泡材料を用いて全体を
厚肉構成とする従来の成形法に代え、ガスアシストによ
る成形法をもちいている。これは強度、精度の必要な部
分を厚肉とする偏肉構成とし、この偏肉部を中空として
不活性ガスを供給し、強度、精度を確保するものであ
る。

【００２２】このガスアシストによる成形法を一体樹脂
フレームに適用するための具体的な構成は、次のとおり
である。

【００２３】まず、画像処理ユニットを保持する断面略
コ字状のユニット保持部を成形するために、基盤２８と
側壁２９との立設境界部に沿って不活性ガスの通路とな
る中空部を形成したガス溝３２が設けられている。ま
た、露光光学ユニット１を取り付ける側壁２９の上端部
の寸法精度を向上させるため、光学係走査方向の長手方
向略中央部にガス溝３２から分岐延設したガス溝３３が
形成してある。これはユニット保持部に形成された係合
部３０の近傍垂直方向に設けると、画像処理ユニットを
保持するための係合部の補強の役目ともなっている。

【００２４】さらに、基盤２８の他端に配設された複数
個の柱状体３０にもガス溝３３が形成してある。ガス溝
は単独で形成してもよいし、ガス溝３２から分岐延設し
てもよい。樹脂フレームに脚３１を一体成形した場合
は、上記したと同様に基盤２８と脚３１との境界部にも
ガス溝３２を形成する。

【００２５】上記したごとく、樹脂フレーム成形時にガ
ス溝およびその分岐延設部を設け、不活性ガスを送給す
ることにより末端部のユニット取付け部の精度を確保
し、また中空構造による強度の増大が可能となるもので
ある。

【００２６】さらにガス溝が成形時の樹脂材料の流動性
を良好にするため、樹脂の射出圧力を低減することが可
能となり、成形品である樹脂フレームに残る射出残留応
力によるソリ変形を防止し、寸法精度を高めることが可
能となる。さらには射出圧力の低減により、成形機およ
び金型ともに構成が簡単、コンパクトにできるといった
ような多くの作用効果が得られる。

【００２７】画像処理ユニット２のなかでも、現像器１
５、感光体ドラム１１、クリーニング手段１７はこの順
序でほぼ垂直に配設された現像ユニットを構成してお
り、樹脂フレームの断面略コ字状のユニット保持部に設
けられた係合部３０に図２の左方向から装着するように
なっている。現像ユニットは、装着された状態で露光光
学系から投影された光像が露光スリット１４より感光体
ドラム１１面に照射されるようになっている。

【００２８】現像ユニットは、図４に示すように、下部
フレーム３４と上部フレーム３５とで一体的に構成され
ており、下部フレーム３４にはマグロール３６、攪はん
羽根３７が設けられており、現像器１５内の現像剤が攪
はん回転し、現像部で現像するようになっている。

【００２９】感光体ドラム１１およびクリーニング手段
１７は、上部フレーム３５に設けられており、上部フレ
ーム３５を下部フレーム３４にビス３８等で着脱可能に
取り付けられている。感光体ドラム１１は、上部フレー
ム３５に形成されているドラム保持部３９で保持される
ようになっている。このドラム保持部３９は開口部のあ
る円形で、開口部の径はドラム軸４０より１ｍｍ程度若
干小さくしてある。フレームはＡＢＳ等の樹脂材料を用
いており、樹脂材料の弾力性を利用して嵌合するように
している。感光体ドラム１１を上部フレーム３５に装着
する場合は、上部フレーム３５をひっくり返し、上方か
ら嵌合すればよい。

【００３０】嵌合した状態を図４（ｂ）に示す。この状
態で上部フレーム３５を下部フレーム３４に取り付ける
と、ドラム保持部３９の円形部の内径はドラム軸４０の
外径より０．５ｍｍ程度若干大きく形成してあるため、
感光体ドラムは下方に偏心した状態で保持されている。
このときクリーニング手段１７とトナー受け４１は、感
光体ドラム１１に緩く接触した状態となっている。従っ
てメンテナンス等で上下フレームを取り外すときに、こ
のような状態になってもクリーニングされたトナーが漏
れて出るようなことはない。

【００３１】つぎに、偏心して保持されているドラム軸
４０に下部フレーム３４に設けられた孔４３に、フレー
ムの外から支持ピン４４を前後から差し込むと、ドラム
軸が所定の位置に保持され、図４（ａ）に示すように感
光体ドラム１１にクリーニング手段１７とトナー受け４
１が押圧された正規の位置にセットされて回転可能とな
る。

【００３２】またこの上部フレーム３５には、他にトナ
ー受け４１と回収スクリュー４２が設けられており、感
光体ドラム１１が正規の位置にセットされた状態ではク
リーニングブレード１７およびトナー受け４１が各々の
弾力性でたわみ、感光体ドラムに押圧されるようにな
る。

【００３３】回収スクリュー４２は、感光体ドラムの回
転で回転し、回収されたトナーを図示手前側に送りだし
別途回収容器に排出するようになっている。

【００３４】樹脂フレームには、図示していないが下端
にヒンジが設けられており、このヒンジを回動中心とし
て図５に示すようにカバー兼用の用紙搬送ユニット４５
が開閉可能に取り付けられている。用紙搬送ユニット４
５には、コロナ帯電器よりなる転写手段１６とヒートロ
ーラよりなる定着器２２が設けられており、下方より送
り込まれた用紙は感光体ドラム１１に形成されたトナー
像が転写手段１６で転写され、定着器２２によって加熱
加圧されて用紙に定着され、排出ローラ２３で排出され
るようになっている。

【００３５】つぎに、感光体ドラム表面の電荷を消去す
る除電ランプについて説明する。図６はその一部断面平
面図で、図７は側断面図をしめす。両図において、４６
は透明な材質よりなる無端状のベルトで、テンションプ
ーリ４７と駆動プーリ４８に掛け渡されて一方向に回転
し光を透過する。４９は無端状のベルトに形成された不
透明な材質よりなるシャッタで、感光体ドラム１１の中
央部から両端部方向に光を遮蔽するよう相互に移動す
る。無端状のベルト４６は駆動プーリ４８、イレーサギ
ヤ５０、揺動ギヤ５１、支点ギヤ５２を介してステッピ
ングモータ５３で回転駆動されるように構成されてい
る。

【００３６】図７に示すように、除電ランプ５４は感光
体ドラム１１面を帯電する帯電器等の帯電手段１２の背
後に設けられたイレーサフレーム５５の中に配置され、
除電ランプの光を２方向に分割照射するようにしてあ
る。分割された一方の光は感光体ドラム１１の回転方向
にたいして帯電手段１２より上流側に導かれて感光体ド
ラムに照射されるようにし、もう一方の光は帯電手段よ
り下流側に導かれ、反射板５６を介して感光体ドラム１
１の軸方向に沿って移動するシャッタで遮蔽された領域
以外の感光体ドラムの軸方向端部に照射されるようにし
てある。

【００３７】帯電手段１２より上流側に導かれた光は、
感光体ドラム表面の残留電荷を消去するために照射さ
れ、帯電手段より下流側に導かれた光は、感光体ドラム
表面の軸方向端部の不要電荷を消去するために照射する
ようにしてある。５７はフィルターで、図６の５８はフ
ォトセンサ等の原点センサで、ベルト４６の不透明部分
を検出するものである。

【００３８】また、除電ランプ５４は作像プロセスが動
作中は点灯しており、シャッタ４９によって感光体ドラ
ムへの光照射が制御されるようになっている。装置全体
のイニシャライズの際、シャッタ４９もイニシャライズ
を行う。駆動源は正逆回転をするステッピングモータで
シャッタを駆動するときは駆動プーリ４８が回転する。

【００３９】そして、ステッピングモータ５３が回転し
はじめて原点センサ５８が暗から明の状態となったと
き、原点となる。この状態ではベルト４６の不透明部が
感光体ドラム１１の両軸方向端部までを遮蔽している状
態となり、除電ランプ５４が点灯していても光は感光体
ドラム表面には照射されない。

【００４０】つぎにコピー動作開始時にコピーすべき用
紙がＡ４サイズの場合のシャッタの動作について説明す
る。

【００４１】コピー動作開始でＡ４サイズコピーの時、
ステッピングモータ５３はシャッタ４９の幅が図に示す
Ａ４の幅になるまで回転する。この回転の期間は無端状
のベルト４６の原点からステッピングモータを駆動する
パルスの数で設定するようにしている。図６に示すシャ
ッタ４９の幅がＡ４サイズになっており、用紙のない両
端部にはベルトの透明部を通して除電ランプ５４の光が
照射されてコピーに必要のない領域部分の電荷が消去さ
れることになる。したがってこれを現像してもトナーが
付着せず、余分なトナー消費が生じない。

【００４２】コピーすべきＡ４の幅の部分は、ベルトの
不透明部のシャッタで光が遮蔽されるため帯電された電
荷は残存し、次の露光ステップで露光され、さらに現像
ステップで現像されることになる。シャッタは一方向に
のみ駆動されるので、一連のコピー動作が完了すると必
ず最初の原点位置に戻るようにしている。

【００４３】上記の説明のように、シャッタの動作は装
置のイニシャライズ時あるいはコピー動作開始直後で現
像器がまだ動作していない段階およびコピー動作完了後
にステッピングモータが回転して駆動プーリが反時計方
向に回転しておこなわれる。

【００４４】本発明はさらに図７に示すように、ステッ
ピングモータ５３の駆動を伝達する支点ギヤ５２と揺動
ギヤ５１は連結板５９で連結されており、支点ギヤの軸
支点を中心に揺動するようになっている。したがってス
テッピングモータ５３が逆転して時計方向に回転する
と、支点ギヤ５２は反時計方向に回転し、連結板５９も
反時計方向に揺動回転するため、揺動ギヤ５１はイレー
サギヤ５０との噛合がはずれてトナー補給ギヤ６０と噛
合する。

【００４５】ステッピングモータ５３の駆動がトナー補
給ギヤ６０に伝達されると、ギヤ群を介してトナーホッ
パ６１のトナー補給口に配設されたトナー補給ローラ６
２を回転駆動し、トナーを現像器に供給するように構成
されている。

【００４６】つまりコピー動作が開始し、現像器に設け
られたセンサでトナー濃度が規定の３％より低下したこ
とを検出すると、ステッピングモータ５３は逆転し、ト
ナー供給機構が回転してトナーホッパ６１内のトナーが
現像器に供給される。

【００４７】トナー供給の期間は、ステッピングモータ
を駆動するパルスの数をカウントして一定量のトナーが
供給されるようにしてある。

【００４８】トナー供給動作はシャッタが動作しないで
現像器の動作時にのみ行われるので、同一の単一駆動源
の正逆回転で各々の駆動をすることができる。

【００４９】

【発明の効果】以上詳述したように本発明は、現像フレ
ームを上部フレームと下部フレームとに分け、上部フレ
ームと下部フレームとを着脱可能として一体的に構成す
ることにより、上部フレームと下部フレームとを簡単に
着脱でき、メンテナンスが容易で、かつ短時間で行うこ
とができるという効果を奏するものである。また、上部
フレームには感光体ドラム、クリーニング手段及びトナ
ー受けを配置し、前記上部フレームを前記下部フレーム
から分離した状態では前記感光体ドラムは下方から前記
クリーニング手段及び前記トナー受けに緩く接し、前記
上部フレームを前記下部フレームに取付け、前記感光体
ドラムの軸に前記下部フレームの孔を介して支持部材を
差込むと、前記感光体ドラムは正規の位置にセットされ
前記クリーニング手段及び前記トナー受けを押圧するの
で、メンテナンス等で上下フレームを取り外すときに、
クリーニングされたトナーが漏れ出るのを防止できる。

【００５０】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電子写真複写装置の構成を示す断面図

【図２】本発明における樹脂フレームの構成を示す斜視
図

【図３】本発明における樹脂フレームに露光光学ユニッ
トを取り付けた構成を示す断面図

【図４】現像ユニットを説明するための側面図

【図５】用紙搬送ユニットを開放した構成を示す断面図

【図６】不要電荷を消去するためのシャッタの構成を説
明する一部断面平面図

【図７】除電ランプの照射構成およびシャッタとトナー
供給機構の駆動を説明する側断面図

【図８】従来の電子写真複写装置の構成を示す断面図

【図９】従来の現像ユニットの分解斜視図

【符号の説明】

１ 露光光学ユニット ２ 画像処理ユニット ３ 給紙ユニット ５ ランプ ６ 第１反射鏡 ７ａ、７ｂ 第２反射鏡 ９ 第３反射鏡 １１ 感光体ドラム １５ 現像器 １６ 転写帯電器 １７ クリーニング手段 ２０ 用紙 ２２ 定着器 ２３ 排出ローラ ２８ 基盤 ２９ 側壁 ３０ 柱状体 ３１ 係合穴 ３３ ガス溝 ３４ 下部フレーム ３５ 上部フレーム ４５ 用紙搬送ユニット ４６ 無端状のベルト ４８ 駆動プーリ ４９ シャッタ ５３ ステッピングモータ ５４ 除電ランプ ５６ 反射板 ５８ 原点センサ ６０ トナー補給ギヤ ６２ トナー補給ローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平６−110263（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−141674（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−95973（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−210462（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325532（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−325530（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−88874（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−42158（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 15/08 G03G 21/16 - 21/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体ドラムの軸をこの軸の外径より大
   きい内径を有するドラム保持部で保持し且つ前記感光体
   ドラム上の残トナーを除去するクリーニング手段及びト
   ナー受けを有する上部フレームと、前記感光体ドラムを
   下方に且つ前記クリーニング手段及び前記トナー受けを
   上方に保持した状態の前記上部フレームをその上方に着
   脱自在に取付け且つ前記感光体ドラムの軸を正規の位置
   にセットする孔を設けた下部フレームと、を具備し、前
   記上部フレームを前記下部フレームから分離した状態で
   は前記感光体ドラムは下方から前記クリーニング手段及
   び前記トナー受けに緩く接し、前記上部フレームを前記
   下部フレームに取付け、前記感光体ドラムの軸に前記下
   部フレームの孔を介して支持部材を差込むと、前記感光
   体ドラムは正規の位置にセットされ前記クリーニング手
   段及び前記トナー受けを押圧することを特徴とした現像
   フレーム。
2. 【請求項２】 感光体ドラムの軸をこの軸の外径より大
   きい内径を有するドラム保持部で保持し且つ前記感光体
   ドラム上の残トナーを除去するクリーニング手段及びト
   ナー受けを有する上部フレームと、前記感光体ドラムを
   下方に且つ前記クリーニング手段及び前記トナー受けを
   上方に保持した状態の前記上部フレームをその上方に着
   脱自在に取付け且つ前記感光体ドラムの軸を正規の位置
   にセットする孔を設けた下部フレームと、を具備し、前
   記上部フレームを前記下部フレームから分離した状態で
   は前記感光体ドラムは下方から前記クリーニング手段及
   び前記トナー受けに緩く接し、前記上部フレームを前記
   下部フレームに取付け、前記感光体ドラムの軸に前記下
   部フレームの孔を介して支持部材を差込むと、前記感光
   体ドラムは正規の位置にセットされ前記クリーニング手
   段及び前記トナー受けを押圧することを特徴とした電子
   写真複写装置。