JP3944672B2

JP3944672B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3944672B2
Application number: JP24269999A
Authority: JP
Inventors: 知史吉田; 雅彦斎藤; 暁佐々木; 浩一佐藤; 敏成田; 吉太郎石井
Original assignee: リコープリンティングシステムズ株式会社
Priority date: 1999-08-30
Filing date: 1999-08-30
Publication date: 2007-07-11
Anticipated expiration: 2019-08-30
Also published as: JP2001066954A; US6549731B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、現像装置を着脱可能とした画像形成装置に関し、特に、トナー補給およびトナーカートリッジ交換、あるいは現像装置の交換を行うのに好適な画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置において、感光体に静電潜像を形成するものでは、その静電潜像をトナーにて可視化するために現像装置が用いられている。現像装置は静電潜像の現像の遂行に応じて、主にトナーの補給、あるいは現像装置の交換や保全のために、通常、画像形成装置本体に対して着脱自在の構成となっている。
【０００３】
この種の画像形成装置を複数の会社のブランドとして製造する場合、消耗品として供給するトナーカートリッジや現像装置に関して、各々のブランドの画像形成装置本体にしか装着できないような構成とする必要がある（或いは、簡略のため、このことを単に「現像装置に非互換性を持たせる」と記す）。
【０００４】
そこで、従来においては、現像装置の外形形状を、各ブランド毎に著しく変え、画像形成装置本体の現像装置装着箇所を、そのブランド以外の現像装置の装着を不可能にする形状にして、現像装置に非互換性を持たせる対策がとられている。ところが、これによると、多数のブランドに提供する画像形成装置である場合、各々のブランドで相異なる形状の現像装置を生産する必要があり、現像装置の生産コストの上昇を免れないと共に、現像装置の生産，保管および取り扱い等が非常に厄介なものとなる。
【０００５】
ところで、特開平7−134497 号公報記載のような、特定の種類の現像装置の画像形成装置本体への装着を認知し得るために、簡易な電気信号中継部材を設けた画像形成装置が知られている。
【０００６】
また、この種の画像形成装置において、例えばフルカラー式のものになると、イエロー，マゼンタ，シアン，ブラックのトナーを用いる４種類の現像装置、または、イエロー，マゼンタ，シアンのトナーを用いる３種類の現像装置が準備されており、これらの現像装置は、画像形成装置に複数の装着箇所が設けられており、画像形成装置本体に対して、各色現像装置の装着箇所が定められている場合が多く、この場合、各色現像装置の本来の装着箇所に装着される必要がある。例えば、イエロー現像装置の場合に、同一の画像形成装置本体にて、これを別色の現像装置の装着箇所に装着し得ないという構成とする必要がある。その他の現像装置も同様な構成、すなわち同一画像形成装置内の複数の現像装置各々に、非互換性を持たせる必要がある。フルカラー式の画像形成装置でなくても、複数種類の現像装置（２種類以上）を使用する画像形成装置において、同様に装着箇所が定められている場合、現像装置に非互換性を持たせる必要がある。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
前記抑止手段において、例えば、係合する部材を用いた場合、係合部を削除、あるいは係合部材そのものを排除すると、前記抑止手段を無効化することができる。さらに、特開平7−134497 号公報記載のような手段では、装着時に、現像装置の装着認知を係合部材と一致しない位置に設けてあるコネクターと簡易な電気信号中継部材にて行うため、係合部を削除、あるいは係合部材そのものを排除した特定の種類以外の現像装置を装着したときに、特定の種類の現像装置であると誤認知してしまい、現像装置の稼働を許可してしまうという問題がある。
【０００８】
また、簡易電気信号中継部材を電気的に常にショートさせることによって現像装置が未装着時に、画像形成装置本体が現像装置の装着を認知してしまうという問題も生じる。
【０００９】
本発明の目的は、特定の種類の現像装置以外の現像装置が稼働されない画像形成装置を提供することにある。他の目的としては、電気信号中継部材を、現像装置以外でショートさせる等して、現像装置の未装着にもかかわらず、装着されていると画像形成装置本体に誤認知させることを防止することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【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、本発明では、静電潜像の形成される潜像保持手段と、前記静電潜像をトナーにて可視化する現像装置と、前記現像された像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写された像を定着する定着器を有し、前記現像装置を着脱可能であり、少なくとも前記潜像保持手段を含んで画像形成装置本体となし、前記現像装置と前記画像形成装置本体とに、それぞれ、前記現像装置が特定の種類以外の現像装置であるとき互いに係合し得ないように形成された係合部材と、被係合部材とを設けた画像形成装置において、前記現像装置は、現像時またはウォーミングアップ時に、現像装置待機位置から現像装置稼働位置まで移動し、稼働終了後に待機位置に戻り、前記現像装置が前記待機位置のときは前記係合部材とは接触せず、前記稼働位置のときに前記係合部材と接触し、前記画像形成装置への電気信号を変化させる電気信号伝達スイッチを前記画像形成装置本体の被係合部材に設けることを特徴とする。
【００１１】
また、前記現像装置が待機位置から稼働位置に移動する際に、前記電気信号伝達スイッチがオンになり、前記現像装置が待機位置に戻るときにオフになるという出力信号の時間変化を検出し、該検出結果に基づき現像装置が正常か否かを検知することを特徴とする。
【００１２】
さらに、前記現像装置を複数有し、前記電気信号伝達スイッチを複数の現像装置毎に備え、前記電気信号伝達スイッチからの信号を電気的に並列に接続して１出力の信号変化として検出する検出手段を有することを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例に係るカラー画像形成装置の構成および動作の説明を図を用いて説明する。
【００１６】
図７は、この実施形態における小型のカラー画像形成装置の断面側面図である。
【００１７】
このカラー画像形成装置１は、機枠体（外枠）によって構成される本体外郭２内の図中中央部に潜像保持手段である感光ベルト３を垂直方向に長く環状に設置し、この感光ベルト３を境にして、図中左側に中間転写体である転写ドラム６と転写装置１２と記録媒体の供給装置１０と定着器１４を配置し、図中右側には微小着色粉体として４色の異なる色のトナーを充填した現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを配置している。
【００１８】
現像装置３０Ｃの下側には感光ベルト３に潜像を形成するための露光装置５を配置し、更にその下側には記録媒体を収容する給紙カセット９を配置する。
【００１９】
転写ドラム６の周囲には、転写装置１２と、記録媒体剥離装置１３と、中間転写体清掃装置１６を配置し、感光ベルト３の周囲には帯電装置４と、残像除去装置７と、感光体清掃装置８を配置する。
【００２０】
感光ベルト３は、駆動装置(図示省略)により矢印２１ａの方向に回動するように駆動する。そして、回動する感光ベルト３の表面の感光層は、先ず最初に、帯電装置４によって一様に帯電する。次に、露光装置５により、パソコンやイメージスキャナ等により作成した文字情報やイメージ等の印字情報に従ってドット単位で感光ベルト３を露光することにより該感光ベルト３の表面に静電潜像を形成する。その後、この感光ベルト３の表面上の静電潜像を現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの何れかを選択的に使用して現像することによってトナー像転写を実現する。
【００２１】
第１転写位置２２ａを通過した感光ベルト３は、残像消去装置７による一様な光照射によって静電潜像を消去することにより、表面電位を一定レベル以下に落す。その後、第１転写で転写されずに感光ベルト３の表面に残った残トナーを感光体清掃装置８で除去することにより感光ベルト３の表面を清掃し、次のトナー像を形成可能な状態とする。
【００２２】
このようなトナー像形成および転写の１サイクルの動作を、転写ドラム６の１周回のタイミングに合わせて現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを選択的に使用して順次行うことにより、転写ドラム６の表面上に単色トナー像を重ね合わせた複数色のカラートナー像を形成する。
【００２３】
一方、用紙やＯＨＰシート等の記録媒体は、タイミングをとって供給装置１０から第２転写位置２２ｂに供給し、転写ドラム６の表面に形成されている単色あるいはカラートナー像を転写装置１２の働きによってこの記録媒体に転写する。転写ドラム６からトナー像が転写された記録媒体は、記録媒体剥離装置１３によって転写ドラム６から剥離され、定着器１４によってトナー像を記録媒体に溶融定着し、排紙装置１５により本体外郭２の上面の排紙トレーに排紙する。
【００２４】
一方、記録媒体へトナー像を転写した後の転写ドラム６の表面に残っている残トナーは中間転写体清掃装置１６によって清掃し、感光ベルト３から次のトナー像を転写可能な状態にする。
【００２５】
記録媒体の給紙から排紙までの搬送経路をできる限り簡略化し、搬送経路の曲率半径を大きくすることによって、搬送途中での紙詰まりを防止し、信頼性を向上させることができる。また、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単に行うことができる。更に、厚紙等も使用する多種記録媒体方式の画像形成装置にも対応することができる。
【００２６】
この実施形態では、記録媒体搬送経路を略円弧状に形成し、転写ドラム６と感光ベルト３と現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃと露光装置５を前記記録媒体搬送経路の内側に配置することによって、本体外郭２内の空間を有効利用して該本体外郭２を小型化し、搬送経路を簡略化し、印字面を下向きにして記録媒体を排出する構成とした。
【００２７】
このような構成とすることによって搬送経路を簡略化することができ、且つ、殆どの構成ユニットを搬送経路よりも内側に配置したことによって、搬送経路が機枠体（外枠）に近くなり、搬送経路を開放し易くなるために、紙詰まり発生時の解消処理操作も簡単にすることができる。また、記録媒体を印字面を下向きにして本体外郭２上に排出することにより、排出されて本体外郭２上に積み重なった記録媒体は、印字面側が上を向くように取り出すと、上側から下側に印刷順に並ぶように積み重なる利点がある。
【００２８】
潜像保持体を感光ベルト３によって構成し、現像領域では直線的に移動するように長円形軌道を回動する構成としたことによって、複数の現像装置３０Ｋ，
３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを略同一の形状に構成して感光ベルト３の直線領域に対向するように並べて配置することができるようになり、現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの生産性を高めることができると共にその１つを現像する色に合わせて選択的に使用するための交替機構も簡素化して小型化および低価格化に貢献することができる。また、感光ベルト３を垂直方向に長く縦長形状に配置することによって同一周長の感光ベルト３が占有する空間を小さくすることができるために、本体外郭２の小型化に貢献することができる。
【００２９】
記録媒体を本体外郭２内の下部から上部に向けて搬送するとき、転写ドラム６は矢印２１ｃの方向に回動し、感光ベルト３は矢印２１ａの方向に回動することによって各接触点におけるそれぞれの回動方向が同方向になることから、振動等の問題の少ない構成が得られる。また、転写ドラム６を感光ベルト３に圧接して該感光ベルト３に従動させる構成とすることにより、色ズレの少ないトナー像転写を実現することができる。このとき、例えば、現像装置３０Ｃのトナー担持体である現像ロール３１を矢印２１ｂの方向に回転させる逆転現像方式（感光ベルト側で下方から上方に回転する方式）に構成することにより、感光ベルト３と現像ローラ３１の対向面を同一方向に回動させることができ、現像効率が良く、振動等の問題の少ない現像を実現することができる。
【００３０】
次に、本発明の一実施例に係る特定の種類以外の現像装置の装着を抑止する抑止手段と、抑止手段が機能していることを検知する検知手段を図を用いて説明する。
【００３１】
図６は、画像形成装置１の現像装置着脱口５１を開けた状態の外観図である。画像形成装置１の現像装置装着口５１には、現像装置３０を着脱時に案内支持するガイド３７を左右に設けてある。
【００３２】
現像装置３０は、矢印２７の方向に挿入され、画像形成装置１に装着される。
図４において、現像装置３０は、画像形成装置１のブランドおよび現像装置
３０の色相によって設置位置が異なる係合部材を備えている。以下これを「キー」３２と呼び、ブランド対応キーを「カスタマーキー」３３、色相対応キーを「カラーキー」３４と呼ぶことにする。
【００３３】
また、ガイド３７に、現像装置３０を装着する際にカスタマーキー３３およびカラーキー３４とそれぞれ互いに係合する溝としてカスタマー溝３５、およびカラー溝３６を設ける。
【００３４】
図５において、ブランドと色相の両方共が合って現像装置３０は（ａ−１）、ガイド３７に規正されて現像装置待機位置５０ａまで装着される（ａ−２）。次に、ブランドと色相のいずれか一方でも異なった現像装置３０′のとき(ｂ−１)、ガイド３７に規正されて現像装置待機位置５０ａまで装着されることはない（ｂ−２）。
【００３５】
しかし、例えば、ブランドが異なる現像装置３０′のカスタマーキー３５′を削除した現像装置３０″の場合（ｃ−１）、ガイド３７に規正されることなく、現像装置待機位置５０ａまで装着される（ｃ−２）。
【００３６】
そこで、図１に示すように、現像装置３０が待機状態からウォーミングアップ、または現像時に、稼働するために、現像装置待機位置５０ａから現像装置稼働位置５０ｂまで感光ベルト３方向矢印２３に移動することを利用し、カスタマーキー３３で、現像装置稼働位置５０ｂにて必ず操作して、現像装置待機位置50ａにて必ず操作しない位置に、検知装置４０を設ける。
【００３７】
現像装置３０が稼働するとき、レバー４２が操作され、電気信号伝達スイッチ４１を矢印２４方向に押すことにより、画像形成装置１の電気信号を変化させる。現像装置３０の稼働が終了すると、現像装置３０が現像装置待機位置５０ａまで戻されることにより、電気信号伝達スイッチ４１は内部のバネ力にて矢印２５方向に戻ることにより、画像形成装置１の電気信号を稼働前の状態に戻す。これにより、カスタマーキー３３が削除、またはキー３２が排除されている現像装置３０は、ガイド３７の規正を無効化して、画像形成装置１に装着されたとしても、現像装置３０の稼働期間に、電気信号伝達スイッチ４１を操作することはなく、画像形成装置１の電気信号に変化が現れない。そのため、現像装置３０の稼働期間における電気信号の変化が、画像形成装置１に伝送されない現像装置３０は、特定の種類の現像装置３０以外の現像装置であると判断することができる。
【００３８】
例えば、現像装置３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃを装着する画像形成装置では、図２に示すように電気信号伝達スイッチ４１Ｋ，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃを並列に接続すると、現像装置３０が３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃの順に稼動するとき、出力信号ｆは時間Ｔにしたがって、図のように変化する。出力信号ｆの変化を、全現像装置の現像前から現像終了までの期間を検出すれば、どの現像装置が正常か否かを極めて簡単に検知することができる。
【００３９】
また、図３に示すように、現像装置３０はトナー担持体３１の右側に装着されているギヤ３５が駆動されることによって、トナー薄層を感光ベルト３に供給するが、そのときの効率向上のため、はすばギヤが用いられており、ギヤ回転方向矢印２１ｂから矢印２６方向に推力を生じる。この力で駆動時の現像装置３０を矢印２６方向に押しつけ、現像装置３０の画像形成装置１に対する動作時のギャップをなくし、電気信号伝達スイッチ４１を確実に操作することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、抑止手段が機能していることを検知可能な画像形成装置を提供することができる。
【００４１】
さらに、好ましい例では、前記画像形成装置が現像装置の有無を検知する検知装置を、簡易に無効化できない構成にすることによって、現像装置未装着状態での画像形成装置の稼働を制御することを特徴とする画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例に係る画像形成装置に具備される現像装置検知装置が動作される様子を、現像装置の待機時と現像時の位置で示した平面図である。
【図２】本発明の一実施例に係る画像形成装置に具備される現像装置検知装置の並列接続の回路図と、出力ポートの信号変化状況を示す図である。
【図３】本発明の一実施例に係る画像形成装置の現像装置検知装置を動作させる様子を示した平面図である。
【図４】本発明の一実施例に係る画像形成装置の現像装置装着部と現像装置との係合部材の係合関係を示す正面図である。
【図５】本発明の一実施例に係る画像形成装置の現像装置装着部と現像装置との係合部材のかみ合い関係を示す側面図と平面図であり、ブランドの異なる現像装置の係合部を削除した現像装置の装着可能の様子を示す図である。
【図６】本発明の一実施例に係るカラー画像形成装置において、現像装置着脱口を開けた状態の画像形成装置と現像装置の外観図である。
【図７】本発明の一実施例に係るカラー画像形成装置の縦断面図である。
【符号の説明】
１…カラー画像形成装置、２…機枠体、３…感光ベルト、４…帯電装置、５…露光装置、６…転写ドラム、７…残像除去装置、８…感光体清掃装置、９…給紙カセット、１０…給紙装置、１２…転写装置、１３…記録媒体剥離装置、１４…定着器、１５…排紙装置、１６…中間転写体清掃装置、３０，３０Ｋ，３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ…現像装置、３２，３２Ｋ，３２Ｙ，３２Ｍ，３２Ｃ…キー、３３…カスタマーキー、３４，３４Ｋ，３４Ｙ，３４Ｍ，３４Ｃ…カラーキー、３５…カスタマー溝、３６，３６Ｋ，３６Ｙ，３６Ｍ，３６Ｃ…カラー溝、３７，３７Ｌ、３７Ｒ…ガイド、４０…現像器検知装置、４１，４１Ｋ，４１Ｙ，４１Ｍ，４１Ｃ…電気信号伝達スイッチ、４２…レバー、５０ａ…現像装置待機位置、５０ｂ…現像装置稼動位置。

Claims

静電潜像の形成される潜像保持手段と、前記静電潜像をトナーにて可視化する現像装置と、前記現像された像を記録媒体に転写する転写手段と、前記転写された像を定着する定着器を有し、前記現像装置を着脱可能であり、少なくとも前記潜像保持手段を含んで画像形成装置本体となし、
前記現像装置と前記画像形成装置本体とに、それぞれ、前記現像装置が特定の種類以外の現像装置であるとき互いに係合し得ないように形成された係合部材と、被係合部材とを設けた画像形成装置において、
前記現像装置は、現像時またはウォーミングアップ時に、現像装置待機位置から現像装置稼働位置まで移動し、稼働終了後に待機位置に戻り、
前記現像装置が前記待機位置のときは前記係合部材とは接触せず、前記稼働位置のときに前記係合部材と接触し、前記画像形成装置への電気信号を変化させる電気信号伝達スイッチを前記画像形成装置本体の被係合部材に設けることを特徴とする画像形成装置。
前記現像装置が待機位置から稼働位置に移動する際に、前記電気信号伝達スイッチがオンになり、前記現像装置が待機位置に戻るときにオフになるという出力信号の時間変化を検出し、該検出結果に基づき現像装置が正常か否かを検知することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
前記現像装置を複数有し、前記電気信号伝達スイッチを複数の現像装置毎に備え、前記電気信号伝達スイッチからの信号を電気的に並列に接続して１出力の信号変化として検出する検出手段を有することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。