JP3919779B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プロセスカートリッジが着脱可能な電子写真画像形成装置に関するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えば、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

従来、電子写真画像プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンに頼らずユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

電子写真画像形成装置では、レーザ、ＬＥＤ或いはランプなどの画像情報に対応した光をドラム状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という。）に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を、プロセスカートリッジに一体に組み込まれた現像ユニットにより現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。

通常、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジでは、現像部材で用いられる現像剤（以下「トナー」という。）を収容した現像剤収納部（以下「トナー容器」という。）を有する。そして、現像部材へのトナーを供給するための、トナー容器に設けられた開口部を、シール部材（以下「トナーシール」という。）で封止し、使用開始までの間にトナーが現像部材へ流入しないような構成になっている。そして、前述のトナーシールはプロセスカートリッジを使用する際には、ユーザーが引き抜いて除去する必要があった。

そこで、操作性の向上のために、トナーシールが未開封のプロセスカートリッジを画像形成装置に装着した際に、トナーシールを装置本体からの駆動力でもって移動させる（巻き取る）構成が知られている（特許文献１、２、３参照）。

しかしながら、従来例においては、供給開口を開封位置にするために、トナーシールが巻き取り軸で巻き取りを完了したか否かを検知する検知手段が必要であった。
特開２００１−３０５８３９号公報 米国特許番号第６４４５８９３号 米国特許番号第６５６０４２２号

そこで、本発明の目的は、自動的でかつ確実に自動的に前記シール部材を移動させて前記供給開口を開封することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤収納部の供給開口がシール部材によって塞がれていることを示す情報をメモリーに記憶することによって、供給開口が装置本体からの駆動力でもって開封できる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、簡単な制御で自動的に前記シール部材を移動させて前記供給開口を開封することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤収納部の供給開口がシール部材によって封鎖されているプロセスカートリッジにのみ駆動力を与えて供給開口を開封することで、消費電力を必要最小限に抑えることができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、現像剤収納部の供給開口がシール部材によって封鎖されているプロセスカートリッジにのみ駆動力を与えて供給開口を開封することで、プロセスカートリッジの寿命が短縮するのを防ぐことができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

本発明の他の目的は、現像剤収納部の供給開口を塞ぐためのシール部材を直接検知することなく、自動的に前記シール部材を移動させて前記供給開口を開封することができる電子写真画像形成装置を提供することにある。

上記諸目的は本発明に係る電子写真画像形成装置にて達成される。

本発明によれば、複数のプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
（i）駆動モータと、
（ii）電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像部材と、前記現像部材で用いられる現像剤を収納する現像剤収納部であって、前記現像部材へ前記現像剤を供給するための供給開口を有する現像剤収納部と、前記供給開口を塞ぐ封鎖位置と、前記供給開口を開封する開封位置と、を取り得るシール部材と、前記駆動モータから伝達される駆動力によって、前記供給開口を開封するために前記シール部材を前記封鎖位置から前記開封位置に移動させるシール部材移動手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、
（iii）前記複数のプロセスカートリッジが有する全ての前記電子写真感光体に接触して移動するベルトと、
（iv）前記複数のプロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記シール部材が前記封鎖位置にあることを認識した前記プロセスカートリッジのみに、前記シール部材移動手段に対して前記駆動力を伝達して、前記シール部材を前記封鎖位置から前記開封位置に移動させて前記供給開口を開封する制御をおこなう制御手段であって、前記シール部材が前記封鎖位置にあることを認識した前記プロセスカートリッジが複数である場合には、前記シール部材移動手段に前記駆動力を伝達するタイミングをずらして、前記供給開口を開封するための前記シール部材の移動を開始するタイミングをずらす制御をおこなう制御手段と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置が提供される。

本発明によれば、シール部材を開封する際に、駆動モータにおいて高いトルクが必要とされるタイミングをずらすことができる。すなわち、駆動モータのトルクの最大出力値をより小さく抑えることができ、従って、消費電力を必要最小限に抑えることが可能になる。

以下、本発明に係る電子写真画像形成装置について、詳しく説明する。

実施例１
図１は、本発明に係る電子写真画像形成装置の一実施例であるカラー電子写真画像形成装置の全体構成を示している。先ず、図１を参照して、カラー電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。

（画像形成装置の全体構成）
図１を参照すると、カラー電子写真画像形成装置１００は、垂直方向に並設した４個のプロセスカートリッジ装着部８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を有する。そして、前記装着部８に装着されたカートリッジ７は、夫々１個の電子写真感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）を備えている。感光体ドラム１は、駆動手段（図３参照）によって、図２に示すように、反時計回り（Ｘ方向）に回転駆動される。

感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１に静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、前記静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像し、トナー像を形成する現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を記録媒体Ｓに転写させる静電転写手段１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）が配置されている。

ここで、本実施例では、感光体ドラム１と帯電手段２、現像ユニット４、クリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を構成している。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材（図示せず）によって回転自在に支持されている。図３に示すように、感光体ドラム１の一方端部にドラムギア１１４が配置されており、駆動モータ１０１からの駆動力が駆動ギア列（１０３ａ、１０３ｂ、１０４）を介して伝達される。これにより感光体ドラム１は、反時計方向（図２にて矢印Ｘ方向）に回転駆動される。

帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、本実施例では、図２に示すような接触帯電方式のものを使用する。帯電手段としての帯電部材２は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラ２を感光体ドラム１表面に当接させる。そして、このローラ２に帯電バイアス電圧を印加する。これにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電する。

スキャナユニット３（３ａ〜３ｄ）は、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。そして、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光する。これによって、画像信号に応じた静電潜像を形成する。

図２に示すように、現像ユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）は、それぞれ、現像剤（トナー）を収納した現像剤収納部、即ち、トナー容器４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）、及び、現像枠体、即ち、現像容器４５（４５ａ、４５ｂ、４５ｃ、４５ｄ）を有する。

つまり、イエロー現像ユニット４ａはイエロー色のトナーを収納したトナー容器４１ａ、マゼンタ現像ユニット４１ｂはマゼンタ色のトナーを収納したトナー容器４１ｂ、シアン現像ユニット４１ｃはシアン色のトナーを収納したトナー容器４１ｃ、及び、ブラック現像ユニット４１ｄはブラック色のトナーを収納したトナー容器４１ｄを有する。また、各トナー容器４１内には、感光体ドラム１と対向して、現像剤を担持して搬送する現像部材である現像ローラ４０が配置されている。

図２において、トナー容器４１内のトナーは、トナー搬送攪拌部材４２によってトナー供給ローラ４３へ送り込まれる。次いで、トナーは、トナー供給ローラ４３、及び、現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、現像ローラ４０の外周に塗布され、且つ、トナーに電荷が付与される。そして、現像ローラ４０に現像バイアスを印加することにより、感光体ドラム１に形成された潜像を現像して、トナー像とする。

一方、図１に示すように、画像形成装置１００には、全ての感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。前記転写ベルト１１は１０¹¹〜１０¹⁴Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有する、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材である。そして、記録媒体Ｓは、前記転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー画像を転写される。

つまり、前記転写ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ、１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、図１の矢印方向に回動する。これにより、前記転写ベルト１１が循環移動して、記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー画像を転写される。

尚、この転写ベルト１１の内側に当接して、４個の感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）に対向した位置に転写手段としての転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）が並設されている。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が転写ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。これにより、記録媒体Ｓに感光体ドラム１上のトナー画像が転写される。

給送部１６は、画像形成部に記録媒体Ｓを給送するものである。複数枚の記録媒体Ｓが給送カセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８、及び、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転する。これによって前記カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚毎分離して給送する。そして、記録媒体Ｓの先端は、前記ローラ対１９に突き当たり一旦停止する。記録媒体Ｓは、前記転写ベルト１１の回転とトナー画像との同期をとって、レジストローラ対１９によって転写ベルト１１へ給送される。

定着部２０は、記録媒体Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものである。回転する加熱ローラ２１ａと、これに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂとを有する。即ち、感光体ドラム１上のトナー画像を転写された記録媒体Ｓは、定着部２０を通過する際に、定着ローラ対２１（２１ａ、２１ｂ）で搬送される。そして、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー画像が記録媒体Ｓ表面に定着される。

画像形成の動作は次の通りである。

先ず、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）が、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動される。その駆動に応じて感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）が回転駆動され、そして、各々のカートリッジ７に対応するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）が順次駆動される。この駆動により、帯電手段２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）は、感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。現像ローラ４０は、前記静電潜像を現像する。

前述した通り、記録媒体Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー画像を順次転写される。４色のトナー画像を転写された記録媒体Ｓは、駆動ローラ１３の曲率により転写ベルト１１から曲率分離される。そして、記録媒体Ｓは定着部２０に搬入される。記録媒体Ｓは、定着部２０で上記トナー画像を熱定着された後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から本体外に排出される。

（プロセスカートリッジ）
次に、図２を参照して、本発明を実施したカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）について説明する。図２は、トナーを収納したカートリッジ７の主断面である。

尚、本実施例にて、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７ｄは、同一構成とされる。

カートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段２、及びクリーニング手段６を備えた第一枠体としての感光体ドラムユニット５０、及び現像手段を有する第二枠体としての現像ユニット４に分かれている。

感光体ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受（図示せず）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、上述のように、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、及び感光体ドラム１上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。また、さらにブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室５１ａに順次送られる。そして、図示後方の一方端に設けた駆動モータ１０１（図３参照）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて図示Ｘ方向（反時計回り）に回転駆動させる。駆動モータ１０１は、図１に示すように、各カートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）を独立して駆動できるように、４個設けられている。

ここで、図３を参照して、カートリッジ７の駆動伝達手段Ｄについて説明する。

本実施例によると、画像形成装置本体１００ａに設けられた本体モータ１０１の駆動力が駆動ギヤ１０２から段ギア１０３（１０３ａ、１０３ｂ）に伝達される。段ギア１０３からの駆動は分岐されて、段ギア１０３ａにより感光体ドラム側のギヤ１０４に伝わり、段ギア１０３ｂにより現像容器側のギア１０５に伝達される。

現像容器側のギア１０５の駆動は、ギア１０６、ギア１０７、段ギア１０８、及びギア１０９に伝達され、トナー供給ローラ４３を駆動する。トナー供給ローラ４３の駆動力は、トナー供給ローラ軸の他方端に設けられたギア１１０を駆動し、このギヤ１１０の駆動は、ギア１１１及びウォームギア１１２を介してギア１１３に伝達される。また、現像ローラ４０は、その軸端が段ギア１０８に接続されており（不図示）、駆動力が伝達される。

また、ギア１１３は、詳しくは、後述するが、シール部材４６の巻取軸５４に一体に形成されており、ギア１１３に駆動が伝わることにより、ギア１１３に一体に設けられた巻取軸５４に駆動が伝わる。

一方、上述のように、段ギア１０３ａにより感光体ドラム側のギヤ１０４に伝達された駆動力は、ギア１０４からギア１１４に伝達し、感光体ドラム１を駆動する。

現像ユニット４は、図２にて、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像部材としての現像ローラ４０、現像ローラ４０を配置した現像容器（現像枠体）４５、及び、トナーが収容されたトナー容器４１で構成される。

現像ローラ４０は、回転自在に現像容器４５に支持されている。そして、現像ローラ４０の周辺には、現像ローラ４０と接触して矢印Ｚ方向に回転する現像材供給部材としてのトナー供給ローラ４３と、現像剤規制部材としての現像ブレード４４がそれぞれ配置されている。さらに、トナー容器４１内には、収容されたトナーを撹拌するとともにトナー供給ローラ４３に搬送するためのトナー搬送攪拌部材４２が設けられている。

現像時、トナー搬送攪拌部材４２によって、収納されたトナーがトナー供給ローラ４３へ搬送される。そして、図中矢印方向に回転するトナー供給ローラ４３が、そのトナーを図中矢印方向に回転する現像ローラ４０との摺擦によって現像ローラ４０に供給し、現像ローラ４０上に担持させる。現像ローラ４０上に担持されたトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像ブレード４４のところに至り、現像ブレード４４がトナーを規制して所定のトナー薄層に形成する。規制されたトナーは、現像ローラ４０の回転につれて、現像剤帯電手段としての帯電ローラ７０へ至り、所望の帯電電荷量が付与される。

さらに、現像ローラ４０上のトナー薄層は、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触した現像部に搬送される。そして、現像部において、図示しない電源から現像ローラ４０に印加した直流現像バイアスにより、感光体ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ４０の表面に残留したトナーは、現像ローラ４０の回転に伴い現像容器４５内に戻され、トナー供給ローラ４３との摺擦部で現像ローラ４０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー搬送攪拌部材４２により残りのトナーと撹拌混合される。

図１及び図２に示すように、カートリッジ７の画像形成装置本体１００ａへの装着は、カートリッジ７を矢印方向から、装置本体１００ａに設けられたカートリッジガイド（図示せず）に沿って本体内部へとガイドして挿入し、所定位置に位置決めすることにより行われる。

次に、図４〜図１１をも参照して、本発明の主要部分である、現像ユニット４の現像剤の供給開口部４１ａを封止するシール部材４６と、このシール部材４６を退避させ供給開口部４１ａを開放するためのシール部材巻き取り構成及びそのシーケンスとについて説明する。

（シール部材移動手段）
図４は、トナー容器４１と現像容器４５を示す。図４に示すように、トナー容器４１と現像容器４５との結合部には、トナー容器４１から現像容器４５へトナーを送り出す供給開口である開口部４１ａが設けられている。この開口部４１ａの周囲には後述するシール部材であるトナーシール４６の溶着面４１ｂが設けられている。

図４及び図５は、現像容器４５と、トナー容器４１の開口部４１ａに取り付けられたトナーシール４６とを示している。ここで、トナーシール４６は、シート状に形成されており、図４におけるトナー容器４１の開口部４１ａを塞ぐように、溶着面４１ｂ（図５参照）に溶着や接着等の手段により貼り付けられることで開口部４１ａを封止している（封鎖位置）。

また、このトナーシール４６は、開口部４１ａの長手方向の一端４６ａで折り返されて、長手方向逆側の一端でシール部材移動手段である巻き取り軸５４に取り付けてある。トナーシール４６と巻き取り軸５４は、図示しない粘着部材により固定されている。このトナーシール４６は、端部を矢印Ｘ１方向へ引っ張ることで、トナー容器４１の開口部４１ａを開封する（開封位置）。トナーシール４６の開封（または、剥離）は、巻き取り軸５４が矢印Ｘ２方向に回転することによって行われる。巻き取り軸５４への駆動は以下のように行われる。

先ず、図３を参照して説明したように、画像形成装置本体１００ａに設けられた駆動手段Ｄの本体モータ１０１からの駆動力が、駆動ギア列を介して、カートリッジ７にある現像ユニット４内の現像ローラ４０、トナー供給ローラ４３及びトナー搬送攪拌部材４２へ駆動力を伝達する。

この駆動力は、トナー供給ローラ４３を介して長手方向逆側へと伝達され、シール部材移動手段である巻き取り軸５４の駆動を行う。このような構成とすることで、トナーシール４６を開封するために別の駆動源を配置する必要が無く、省スペースで且つ簡単な構成で駆動を得ることが可能である。

なお、トナーシール４６としては、上述したような、１つのシートを折り返して用いるイージーピール方式の他、トナー容器４１の開口部４１ａを封止するカバーフィルムとカバーフィルムを引き裂くためのテアテープを組み合わせたものもある。しかし、勿論、このようなトナーシール４６に対しても本発明は適用可能である。

また、トナー容器４１の開口部４１ａを封止するシール部材を、ここではシート状のトナーシール４６として述べているが、シール部材４６が板状であり、シール部材４６がカートリッジの長手方向（即ち、感光体ドラム１の軸方向）、若しくは、短手方向にスライド移動することで、トナー容器４１の開口部４１ａを開封する構成でもよい。

（全体システム構成）
本実施例の画像形成装置のシステム構成について、図６のシステムブロック図を用いて説明する。

画像形成装置全体のシステム制御を行うエンジンコントローラ６１の内部には、不図示の中央演算処理装置（ＣＰＵ）が設けてある。そして、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理装置（ＣＰＵ）の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。高圧電源６２は、帯電手段２に直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスを印加し、転写手段１２に直流電圧である転写バイアスを、また、定着手段２０に直流電圧である定着バイアスを生成する。装置内にはセンサ群６３が配置され、又、装置の状態を表示する表示部６４が設けられている。また、システムとしては、カートリッジ７に搭載されたメモリー手段Ｍからの情報を処理する情報処理手段６５、及び、上記駆動手段Ｄを含む駆動部６６を備えている。

（メモリー手段と情報処理手段）
カートリッジ７に搭載されたメモリー手段Ｍは、例えばメモリユニットである。また，画像形成装置本体１００ａに搭載された情報処理手段６５は、例えばメモリ制御回路である。メモリユニットＭは、内部に不揮発性の記憶素子を内蔵しており、画像形成装置間とのデータ通信を行うことで、データの書き込み、および、データの読み出しを行うことができる。

データ通信の制御は全てメモリ制御回路（情報処理手段６５）で行われる。

データ通信は、メモリユニットＭ内に設けられたアンテナと、画像形成装置本体１００ａに設けられた通信手段である読み書き装置ＲＷとにより行われる。カートリッジ７を画像形成装置本体１００ａに装着すると、メモリユニットＭのアンテナ部と画像形成装置に設けられた読み書き装置ＲＷが接近し、通信が可能な状態となる（図２参照）。

また、メモリユニットＭ内部には電源回路が設けられており、内部で使用する直流電源は全てこの電源回路から供給する。電源回路では２つのアンテナの磁気結合によりアンテナに発生する電流を整流することで直流電圧を生成する。メモリユニットＭにはカートリッジ７に関する情報が記憶される。

メモリユニットＭに、カートリッジ７が新品状態であるという情報があれば、画像形成装置本体１００ａからの駆動を用いてトナー容器４１の開口部４１ａを開放するよう、シール部材４６を、開口部４１ａを封止している位置から退避させる。また、シール部材４６が開口部４１ａを封止していた位置から退避し、開口部４１ａが開放されると、メモリユニットＭに開口部４１ａは開放されているという情報を記憶する。

また、カートリッジ７に搭載されたメモリー手段は、上述したメモリユニットＭでなくてもよい。カートリッジ外面に設けられた突起形状（不図示）により情報処理手段６５がトナー容器４１の開口部４１ａがシール部材４６により封止されているという情報を認識する。また、画像形成装置本体１００ａからの駆動によりトナー容器４１の開口部４１ａが開放された後に突起が折れ、情報処理手段６５によって、突起がないことでトナー容器４１の開口部４１ａが開放されているという情報を認識する、といった機械的構成であってもよい。

（シール部材の退避シーケンス）
カートリッジ７が画像形成装置本体１００ａに装着されると、読み書き装置ＲＷがメモリー手段Ｍに記憶された情報の読み込みを開始する。そして、前記画像形成装置本体１００ａに搭載された情報処理手段６５により、画像形成装置本体１００ａに、新品状態のカートリッジ７が装着されたことを認識すると、トナー容器４１の開口部４１ａを開放すべく、上記エンジンコントローラ６１を介し、駆動手段Ｄからの駆動力を前記カートリッジ７に伝達する。ここで、カートリッジ７が新品状態にあるということは、メモリー手段Ｍに記憶された情報としては、シール部材４６が封鎖位置にあること、シール部材４６が未開封位置にあること、カートリッジ７が新品であること、または、カートリッジ７が使用済でないことである情報であっても良い。尚、このカートリッジ７が新品状態にある情報は、カートリッジ７の工場出荷時においてメモリー手段Ｍに予め書き込まれることになる。

この時、画像形成装置本体１００ａが有する駆動モータ１０１からの駆動力を駆動ギヤ列を通じてクラッチＣＬ１０４に伝達する。クラッチＣＬ１０４は、例えば電磁クラッチであり、画像形成装置本体１００ａの有するエンジンコントローラ６１により、駆動モータ１０１よりさらに下流の駆動ギヤ列及びカートリッジ７へ駆動を伝達するか、或いは、駆動を伝達せずに空回転する制御を行う。

クラッチ機構ＣＬはギア１０４に組み込まれており、感光体ドラム１への駆動力の伝達と伝達解除の切り替えを行う。これは、現像容器側への駆動伝達は各色選択的に行いたいにもかかわらず、感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）への駆動伝達は全て同時に行われなければならないからである。感光体ドラム１は静電転写ベルト１１と接触しているため、感光体ドラム１を単独で駆動させると、静電転写ベルト１１と摺擦することによって感光体ドラム１または静電転写ベルト１１の表面を傷つける恐れがある。これを防止するためには、感光体ドラム１を駆動させると同時に静電転写ベルト１１も駆動させなくてはならない。また同様の原理で、静電転写ベルト１１に接触した各色に対応した感光体ドラムも全て同時に駆動させる必要がある。

以上により画像形成装置本体１００ａが有する駆動モータ１０１を用いてカートリッジ７へ駆動を伝達することでトナー容器４１の開口部４１ａを自動で開放することができる。特に、メモリー手段Ｍ及び情報処理手段６５、並びに、クラッチ機構によって、画像形成装置本体１００ａに挿入された新品状態のカートリッジ７の現像容器側へにのみ選択的に駆動を伝達することができる。

次に、画像形成装置本体１００ａに挿入された新品状態のカートリッジにのみ選択的に駆動力を伝達する際のシーケンスについて、図７のフローチャートを用いて説明する。

先ず、カートリッジ７を画像形成装置本体１００ａに装着すると（Ｓ１）、画像形成装置本体１００ａの情報処理手段６５がカートリッジ７に取り付けられたメモリー手段Ｍから情報を読み取る（Ｓ２）。そして、前記情報を情報処理手段６５によって判断することで、装着されたカートリッジ７が新品状態であるか否かを見分ける（Ｓ３）。カートリッジ７が新品でない場合、即ち、ＮＯの場合には、直ちに、画像形成装置１００は、画像形成が可能なレディ状態になる（Ｓ８）。

一方、上記Ｓ３にて、カートリッジ７が新品状態であり、ＹＥＳの場合、該カートリッジ７のみに画像形成装置本体１００ａの駆動を伝達するよう、エンジンコントローラ６１（制御手段）を介し駆動伝達経路を選択する（Ｓ４）。すなわち、新品状態にあるカートリッジにのみ駆動を伝達するようにエンジンコントローラ６１によって駆動部であるモータ１０１を制御する。そして、該カートリッジ７に駆動を伝達すると、該カートリッジ７に配設された駆動ギア列へ駆動が与えられる。そしてトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４への駆動の伝達を開始する（Ｓ５）。そして、所定時間の間、巻き取り軸５４への駆動の伝達することで、トナーシール４６がトナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放する状態にまで巻き取り、該カートリッジ７への駆動は解除される（Ｓ６）。ここでは、該カートリッジ７への駆動の伝達、解除はモータ１０１の回転、停止によっておこなう。そして、その後前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。そして、再度カートリッジ７が新品か否かの確認をおこない（Ｓ３）、ＮＯの場合には、直ちに、画像形成装置１００は、画像形成が可能なレディ状態になる（Ｓ８）。

すなわち、本制御においては、特にトナーシール４６を直接検知する検知手段を必要とせず、メモリー手段Ｍから情報を読み取ることで簡単な制御で、トナーシールの自動巻取り機構を実現することができる。また、所定時間とは、トナーシール４６を封鎖位置から開放状態までにするために必要な時間である。また、前記開封位置は、供給開口４１ａを完全に開封した状態の位置であり、前記封鎖位置は、供給開口４１ａを完全に開封した状態の位置以外の位置である。

前述の制御方法を採用するによって、予期しない状況でトナーシール４６の巻取りが途中で終わったときでも、画像形成装置１００を再起動した際には、確実にトナーシール４６を封鎖位置から開放状態まで移動させることができる。ここで、予期しない状況とは例えば画像形成動作中に、画像形成装置１００の開閉ドア（不図示）が開いたとき、または、停電になったときなどである。

そして、メモリー手段Ｍがメモリユニットの場合には、その旨の情報を記憶させ、メモリー手段Ｍが、突起形状のものである場合には、爪などを折ることにより同様の作用を持たせることができる。

また、２台以上のカートリッジ７が新品状態であった場合、図８にあるタイムテーブルに示すシーケンス、及び、図７に示すフローチャートになる。

先ず、新品状態のカートリッジ７のうち１台（以下、第一のカートリッジ７Ａ）が選択される（Ｓ３〜Ｓ４）。そして、第一のカートリッジ７Ａのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。そして、トナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放するまで巻き取り軸５４に駆動が伝達され、開口部４１ａの開放が終了したら、第一のカートリッジ７Ａへの駆動は解除される（Ｓ６）。次に、前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。

次いで、再び、他の新品状態のカートリッジがあるかを判断する（Ｓ３）。第二のカートリッジ７Ｂが新品状態である場合は、第二のカートリッジ７Ｂのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。そして、トナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放するまで巻き取り軸５４に駆動が伝達され、開口部４１ａの開放が終了したら、第二のカートリッジ７Ｂへの駆動は解除される（Ｓ６）。次に、前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。更に、再び、他の新品状態のカートリッジがあるかを判断する（Ｓ３）。他に新品状体のカートリッジ（第三のカートリッジ７Ｃ）がある場合には、上記と同様にして、第三のカートリッジ７Ｃのトナーシール４６の退避（除去）動作が行われる。

このように、順次全ての新品状態のカートリッジ７（７Ａ、７Ｂ）からトナーシール４６が退避しトナー容器４１の開口部４１ａを開放し終わると、画像形成装置１００は画像形成が可能なレディ状態になる（Ｓ８）。

ここで、トナーシール開封時にかかる駆動トルクについて説明する。

本発明者は、本実施例のカートリッジを使用して、トナーシール開封時にかかる駆動トルクについて測定した。その結果を図９に示す。

具体的に説明すれば、本実施例で使用したカートリッジにて、トナー容器４１の開口部４１ａは、図５にて、長さ（Ｌ）が２１．２ｃｍ、幅（Ｗ）が１．１ｃｍであり、トナーシール４６の幅（Ｗ０）は２．１ｃｍであった。

また、巻き取り軸５４の直径（ｄ）は７ｍｍであり、巻き終わりにおいては、巻き付いてトナーシール４６の厚みが加算されて見かけ上の直径が１０．６ｍｍであった。

上記具体的構成にて、トナーシール４６を、巻き始めで１８．６ｍｍ／ｓ、巻き終わりで２８．１ｍｍ／ｓとなる巻き取り速度で巻き取った。巻き取りに要した時間は、実測で２０秒程度であった。入力トルク値は、図３に示す本体モータ１０１の駆動ギア１０２における値で、０．２Ｎ・ｍであった。

図９にて理解されるように、トナーシール４６の巻き取りが進行するにつれて徐々にトルクが上がって行き、特に、巻き始めと巻き終わりとにおいて、短時間であるが、トルクが跳ね上がることが分かる。

つまり、トナーシール４６は、トナー容器４１の開口部４１ａを塞ぐように、溶着面４１ｂに溶着や接着等の手段により貼り付けられており、従って、トナーシール４６を開口部４１ａから剥離する時、その引き始めと引き終わりにおいて、貼着面積が大きいことに起因して大きな剥離力を必要とし、そのために、駆動トルクが高くなる。

従って、この高いトルクで駆動するタイミングが、他の新品状態であるカートリッジのトナーシールを開封する時に発生する高いトルクで駆動するタイミングと重なると、駆動部６６に供給する電力も高くする必要がある。

そこで、他の巻き取り態様としては、図１０のタイムテーブルに示すように、次の新品状態のカートリッジ（例えば、第の二の新品カートリッジ７Ｂ）に駆動を与えるタイミングが、先に開口部４１ａを開放するべく駆動力が与えられた新品状態のカートリッジ（例えば、第一の新品カートリッジ７Ａ）の開口部４１ａを開放し終わり、駆動が解除される前であってもよい。この時のフローチャートは図１２のようになる。

すなわち、カートリッジ７のうち新品状態のカートリッジがすべて選択される（Ｓ３〜Ｓ４）。ここでは、第一のカートリッジ７Ａ、第二のカートリッジ７Ｂ、第三のカートリッジ７Ｃとする。そして、第一のカートリッジ７Ａのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。次に、所定時間後（ここでは１５ｍｓ）に第二のカートリッジ７Ｂのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。また次に、所定時間後（ここでは１５ｍｓ）第三のカートリッジ７Ｃのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。

そして、トナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放するまで巻き取り軸５４に駆動が伝達され（即ち、駆動が伝達されて所定時間の後）、開口部４１ａの開放が終了したら、第一のカートリッジ７Ａから第三のカートリッジ７Ｃの順に駆動は解除される（Ｓ６）。次に、前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。これは、順次おこなっても同時におこなっても良い。

実施例２
本発明の画像形成装置におけるシール部材の巻き取り方法の他の実施例について説明する。本実施例においても、実施例１で、図１〜図５を参照して説明した画像形成装置１００及びカートリッジ７、更には、図６を参照して説明した画像形成装置のシステム構成が使用される。従って、画像形成装置１００及びカートリッジ７、並びに、画像形成装置のシステム構成の説明は実施例１を援用し、本実施例の特徴部分であるシール部材退避シーケンスについて説明する。

（シール部材退避シーケンス）
本実施例においても、実施例１で説明した図３に記載されるような駆動手段Ｄを有する。

つまり、カートリッジ７に搭載されたメモリー手段Ｍと画像形成装置本体１００ａに搭載された情報処理手段６５により、画像形成装置本体１００ａに、新品状態のカートリッジが装着されたことを認識すると、トナー容器４１の開口部４１ａを開放するべく、上記エンジンコントローラ６１を介し、駆動モータ１０１からの駆動を前記カートリッジ７に伝達する。

この時、実施例１と同様に、画像形成装置本体１００ａが有する駆動モータ１０１からの駆動力を駆動ギヤ列を通じてクラッチＣＬに伝達する。クラッチＣＬは、例えば電磁クラッチであり、画像形成装置本体１００ａの有するエンジンコントローラ６１により、駆動モータ１０１よりさらに下流の駆動ギヤ列及びカートリッジ７へ駆動を伝達するか、或いは、駆動を伝達せずに空回転する制御を行う。

以上により画像形成装置本体１００ａが有する駆動モータ１０１を用いてカートリッジ７へ駆動を伝達することでトナー容器４１の開口部４１ａを自動で開放することができる。特に、メモリー手段Ｍ及び情報処理手段６５、並びに、クラッチ機構ＣＬによって、画像形成装置本体１００ａに挿入された新品状態のカートリッジ７にのみ選択的に駆動を伝達することができる。

また、本実施例においても、実施例１で説明したと同様に、図７に示すフローチャートに従った制御が行われ、画像形成装置本体１００ａに挿入された新品状態のカートリッジ７にのみ選択的に駆動が伝達される。この制御態様は、実施例１にて説明したので、再度の説明は省略する。

本実施例は、２台以上のカートリッジが新品状態であった場合の制御態様が実施例１とは異なっている。

つまり、図１３に示すフローチャートに従った制御が行われ、画像形成装置本体１００ａに挿入された新品状態のカートリッジ７にのみ選択的に駆動が伝達されるが、この時、２台以上のカートリッジが新品状態であった場合は、本実施例では、図１１に示すタイムテーブル、及び、図１３に示すフローチャートに従った制御が行われる。

本実施例では、新品状態のカートリッジ７を制御手段により２台まで選択する（Ｓ４）。そして、それらのうち２台までのカートリッジ（第一のカートリッジ７Ａ及び第二のカートリッジ７Ｂ）に画像形成装置本体１００ａからの駆動力が同時に伝達される。そして、第一のカートリッジ７Ａ、第二のカートリッジ７Ｂのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。そして、トナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放するまで巻き取り軸５４に駆動が伝達され、開口部４１ａの開放が終了したら、第一のカートリッジ７Ａ、第二のカートリッジ７Ｂへの駆動は解除される（Ｓ６）。次に、前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。

次いで、再び、他の新品状態のカートリッジがあるかを判断する（Ｓ３）。第三のカートリッジ７Ｃが新品状態である場合は、第三のカートリッジ７Ｃのトナー供給ローラ４３を介して巻き取り軸５４に駆動が伝達する（Ｓ５）。そして、トナー容器４１の開口部４１ａを完全に開放するまで巻き取り軸５４に駆動が伝達され、開口部４１ａの開放が終了したら、第三のカートリッジ７Ｃへの駆動は解除される（Ｓ６）。次に、前記メモリー手段Ｍに開口部が開封済み（開封状態）の情報を読み書き装置ＲＷによって書き込む（Ｓ７）。そして、画像形成装置１００は画像形成が可能なレディ状態になる（Ｓ８）。

上述したように、駆動部６６に与える電力に余裕がある場合は２台のカートリッジ７Ａ、７Ｂに同時に駆動力を与え、トナーシール４６を開封するシーケンスとすることができる。

上記実施例では、インライン型のカラー電子写真画像形成装置１００に具現化されるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、複数の現像ユニットを回転体に着脱自在に搭載した回転現像装置を備えた画像形成装置にも同様に適用し、同様の作用効果を達成することができる。

本発明の一実施例に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 プロセスカートリッジの断面説明図である。 プロセスカートリッジの駆動手段を説明する図である。 プロセスカートリッジにおける現像ユニットの構成を説明する斜視図である。 プロセスカートリッジにおける現像ユニットの構成を説明する斜視図である。 本発明の一実施例に係る、画像形成装置本体のシステムブロック図である。 本発明の一実施例に係る巻き取り動作のフローチャート図である。 本発明の一実施例に係る巻き取り動作のタイムテーブルである。 トナーシール開封時にかかる駆動トルクを説明するグラフである。 本発明の他の実施例に係る巻き取り動作のタイムテーブルである。 本発明の他の実施例に係る巻き取り動作のタイムテーブルである。 本発明の他の実施例に係る巻き取り動作のフローチャート図である。 本発明の他の実施例に係る巻き取り動作のフローチャート図である。

符号の説明

１（１ａ〜１ｄ） 電子写真感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ） 帯電手段
３（３ａ〜３ｄ） スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ） 現像ユニット
６（６ａ〜６ｄ） クリーニング手段
７（７ａ〜７ｄ） プロセスカートリッジ
１１ 静電転写ベルト
１２（１２ａ〜１２ｄ） 転写ローラ
４０ 現像ローラ（現像部材）
４１ トナー容器（現像剤収納部）
４１ａ 開口部
４１ｂ 溶着部
４３ 現像剤供給部材
４６ トナーシール（シール部材）
５４ 巻き取り軸（シール部材移動手段）
１００ 画像形成装置
１００ａ 画像形成装置本体
１０１ 駆動モータ
１０４ 本体モータ
Ｍ メモリー

Claims (2)

1. 複数のプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
   （i）駆動モータと、
   （ii）電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された静電潜像を現像するための現像部材と、前記現像部材で用いられる現像剤を収納する現像剤収納部であって、前記現像部材へ前記現像剤を供給するための供給開口を有する現像剤収納部と、前記供給開口を塞ぐ封鎖位置と、前記供給開口を開封する開封位置と、を取り得るシール部材と、前記駆動モータから伝達される駆動力によって、前記供給開口を開封するために前記シール部材を前記封鎖位置から前記開封位置に移動させるシール部材移動手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着するための装着手段と、
   （iii）前記複数のプロセスカートリッジが有する全ての前記電子写真感光体に接触して移動するベルトと、
   （iv）前記複数のプロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記シール部材が前記封鎖位置にあることを認識した前記プロセスカートリッジのみに、前記シール部材移動手段に対して前記駆動力を伝達して、前記シール部材を前記封鎖位置から前記開封位置に移動させて前記供給開口を開封する制御をおこなう制御手段であって、前記シール部材が前記封鎖位置にあることを認識した前記プロセスカートリッジが複数である場合には、前記シール部材移動手段に前記駆動力を伝達するタイミングをずらして、前記供給開口を開封するための前記シール部材の移動を開始するタイミングをずらす制御をおこなう制御手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 前記駆動モータは、前記複数のプロセスカートリッジをそれぞれ独立して駆動する複数のモータであることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。

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