JP4135104B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ等に用いられる画像形成装置に関し、特に、感光体上から除去したトナーを収容する容器を備えた画像形成装置に関する。
画像形成装置は、一様に帯電させた電子写真感光体に画像情報に応じて選択的な露光をして潜像を形成する。そして、この潜像をトナーで顕像化して、このトナー像を記録媒体に転写することにより画像形成を行う。このような装置にあっては、記録媒体に転写できなかったトナーが感光体上に残留するため、残留トナーをブラシやゴム製のブレード等で感光体から除去し、廃トナーとして廃トナー容器に収容する。この廃トナー容器は、廃トナーで満たされる前に交換する必要があるが、一般的には、トナー補充やプロセスユニットの交換等と同時にユーザにより交換される。その際に、廃トナー容器を装置に装着し忘れると、廃トナーが散乱し装置の内部が汚れるという問題点があった。これを防止するため、廃トナー容器の装着を光学センサや重量センサ等のセンサを用いて検知し、廃トナー容器が検知されない場合には、装置の動作を禁止する機能を有する画像形成装置が発明されている(例えば、特許文献1参照)。
特開2002−196644号公報
しかし、廃トナーの装着を検知するセンサを設けると、コストがかかるという問題点があった。また、該センサは、電力供給や信号の送受信等のために配線を必要とするので、配線経路や配線スペースを確保しなければならず、装置の設計、構造等が複雑になると
いう問題点もあった。
本発明は、以上のような問題点に鑑みてなされたものであり、廃トナー容器の装着の有無のみを検知する電気的なセンサを必要とすることなく、廃トナー容器が装着されずに装置が動作されることを防止する手段を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、装置本体の内部へアクセスするために開閉可能に設けられ、該開閉動作を規制するためのアームを有するカバーと、前記カバーの閉位置を検知して、カバーを検知しない場合に装置の動作を禁止する制御手段と、画像形成部からの廃トナーを収容する廃トナー容器と、前記アームと当接して前記カバーの閉止を制止する筺体に覆われた規制部材を有し、廃トナー容器が装着されることにより該規制部材による制止を解除する廃トナー容器保持部材と、を具備し、前記規制部材は、前記筺体の第1開口部より突出する操作部と前記筺体の内部の回転体を有し、該回転体は前記カバーを閉止する際に前記筺体の第2開口部から挿入される前記アームの先端と当接する当接部と該アームの先端と当接しない回避部とを有し、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が装着された状態で、前記回避部をアームの動作軌跡上に位置せしめ、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が装着されない状態で、前記当接部をアームの動作軌跡上に位置せしめるように設けられたものであることを特徴としている。
請求項2記載の画像形成装置は、請求項1記載の画像形成装置において、前記規制部材は、前記当接部と回避部とが周方向の異なる位置に形成され、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が着脱されるに伴い回転して、該当接部と回避部の位置を切り換える回転体であることを特徴としている。
本発明によれば、廃トナー容器保持部材に廃トナー容器が装着されていなければ、ユーザはカバーを閉じることができず、画像形成動作が行われない。したがって、廃トナー容器の装着の有無のみを検出する電気的なセンサ等を必要とすることなく、廃トナー容器が装置に装着されていない場合に、装置の動作を禁止することができる。
図1は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置を装備するコピー・ファクシミリ複合機1の外観を示す概略斜視図であるが、図に示すように、コピー・ファクシミリ複合機1は、フラットベッドスキャナとして機能する画像読取部2と、画像読取りや記録の開始等を入力するための操作パネル3と、記録用紙に画像を形成する画像形成装置等を内蔵した本体4と、記録用紙を順次供給する給紙カセット5とを具備してなる。該コピー・ファクシミリ複合機1は、本体4の前面、即ち操作パネル3が設けられた面にフロントカバー6が、右側面にジャムアクセスカバー7が夫々設けられ、該フロントカバー6、ジャムアクセスカバー7を開放することにより、本体4の内部にアクセス可能となっている。また、本体4には、フロントカバー6の閉位置を検知するフロントカバーセンサ8が設けられている。
図2は、前記コピー・ファクシミリ複合機1において画像形成装置を構成している各部を示すブロック図である。図に示すように、該画像形成装置は、制御部9、ROM10、RAM11、画像メモリ12、コーデック13、画像形成部14、及び前記フロントカバーセンサ8を備えたものであって、各部8乃至14はバス15によって通信可能に接続されている。制御部9は、ROM10に格納された制御プログラムに従って、この画像形成装置を構成する各部を制御するものである。RAM11は、制御部9の主メモリ、ワークエリア等として機能し、各種の設定情報を記憶している。コーデック13は、画像情報の符号化及び復号を行うものである。具体的には、画像読取部2で読取られた画像情報をJPEG(Joint Photographic Experts Group)、MH(Modified Huffman)、MR(Modified Read)、MMR(Modified Modified Read)、JBIG(Joint Bi-level Image Group)方式等により符号化し、符号化されている画像情報を復号する。画像メモリ12は、前記画像読取部2から出力された画像情報、コーデック13において符号化された画像情報を蓄積する。画像形成部14は、記録用紙に画像メモリ12から読み出された画像情報を形成するものである。フロントカバーセンサ8は、前記フロントカバー6と接触して該フロントカバー6の閉位置を検知する接触型センサであり、フロントカバー6を検知した場合、制御部9に所定の信号を出力する。また、制御部9は、フロントカバーセンサ8がフロントカバー6を検知せず、所定の信号を出力していない場合、画像形成装置の動作を禁止する(制御手段)。例えば、画像形成装置の各部を駆動するモータ(不図示)への電力供給等を停止して、各部の動作を禁止する。これによって、ユーザがフロントカバー6を閉止し忘れても、画像形成装置が動作することがない。なお、フロントカバーセンサ8には、接触型センサに代えて、非接触型のセンサ等を採用してもよい。
図3は、前記コピー・ファクシミリ複合機1において画像形成装置を構成している本体4及び給紙カセット5の内部構成を示す概略断面図である。図に示すように、装置底部に記録用紙を順次供給する給紙カセット5が配設されており、該給紙カセット5の上方に画像形成部14が配設され、更にその上方に排紙トレイ16が配設されている。また、後述するプロセスユニット30を含む画像形成部14の前方には、廃トナー容器保持部材17が配設されており、該廃トナー容器保持部材17は廃トナー容器18を保持している。給紙カセット5から排紙トレイ16へ記録用紙を搬送するための搬送路19は、給紙カセット5の一端側から上方へ向かって延設されて画像形成部14に至り、更に上方へ延設された後、水平方向へ湾曲して排紙トレイ16へ通じるように形成されている。なお、図には示してはいないが、排紙トレイ16の上方に、前記画像読取部2及び操作パネル3が配設されている。
給紙カセット5は、各種サイズの記録用紙を貯蔵可能な箱状のものであり、装置底部に引出し可能に設けられて、必要に応じて記録用紙を装填できるようになっている。該給紙カセット5の内部には所定サイズの記録用紙を給紙位置に保持するガイド20が配設されている。ガイド20は、所定範囲で揺動可能に設けられており、その底板がバネ等(不図示)により上方へ付勢されることにより、複数枚の記録用紙を積重した状態で保持するとともに、その最上紙の一端側を給紙位置に常時位置せしめるようになっている。該給紙位置には、給紙ローラ21及び分離パッド22が設けられており、ガイド20により給紙位置に位置せしめられた最上紙は給紙ローラ21に圧接する。給紙ローラ21は、最上紙と圧接しながら回転することにより記録用紙を搬送路19へ繰り込むようになっている。分離パッド22は、給紙ローラ21の下方に上下動可能に配設されるとともにバネ(不図示)により上方向に付勢されており、これにより、分離パッド22が給紙ローラ21のローラ面に圧接され、該圧接部分を通過する記録用紙を1枚ずつ分離して供給するようになっている。
画像形成部14は、図3及び図4に示すように、感光体ドラム23の周囲に配設された帯電デバイス24、LEDヘッド25、現像デバイス26、転写ローラ27、及びクリーニングデバイス28と、感光体ドラム23の下流側の搬送路19に配設された定着デバイス29とから構成されている。これらのうち、感光体ドラム23、帯電デバイス24、現像デバイス26、及びクリーニングデバイス28は、プロセスユニット30としてカートリッジに収容されて一体となっている。
感光体ドラム23は、表面に有機感光体による光導電膜が形成され、モータにより所定速度で回転するものであり、帯電デバイス24により一定電圧に帯電される。帯電デバイス24は、所謂スコロトロン帯電器と呼ばれる非接触のコロナ帯電方式のものであり、図には詳細に示していないが、半空間を形成するケーシング電極の略中心に放電ワイヤが配設されるとともに、感光体ドラム23側にグリッド電極が配設されてなり、該放電ワイヤに所定の電圧が印加されることによりコロナ放電が生じ、該コロナ放電によるイオン量をグリッド電極で制御するものである。なお、前記放電ワイヤに代えて、プレス加工された針状電極であっても良い。また、帯電デバイス24には、非接触のコロナ帯電方式に代えて接触型のローラ帯電方式等、他の帯電デバイスを採用してもよい。
LEDヘッド25は、LEDアレイを記録画素数だけ並設し、該LEDアレイが発した光をセルフォックレンズアレイで感光体ドラム23の表面に結像する所謂自己発光型のプリンタヘッドであり、前記感光体ドラム23に対して画像情報に基づいて感光体ドラム23の表面を選択的に露光して、該表面に静電潜像を形成するものである。帯電デバイス24により帯電された感光体ドラム23の表面は、LEDヘッド25により露光されることにより表面電位が減衰し、露光されていない部分との電位差により静電潜像が形成される。また、画像情報は、例えばフラットベッドスキャナとして機能する画像読取部2で読取った原稿の画像が電気信号としてLEDヘッド25に送信されるようになっている。なお、露光デバイスとしては、LEDヘッド25の他に半導体レーザを用いた走査光学系のものを採用してもよい。
現像デバイス26は、供給ローラ31と、現像ローラ32と、トナー容器33とを具備してなり、不図示の電気回路から供給ローラ31及び現像ローラ32に各々に印加されるバイアス電圧の差によりトナー容器33のトナーが供給ローラ31を経て現像ローラ32へ供給され、現像ローラ32の表面にトナー層が形成される。トナー層が形成された現像ローラ32が前記感光体ドラム23に近接した位置で回転され、感光体ドラム23の静電潜像との電位差により現像ローラ32上のトナーが感光体ドラム23へ移動し、該静電潜像に基づいてトナー画像が感光体ドラム23の表面に形成される。なお、このような現像デバイス26は一例であり、磁性トナー又は非磁性トナーの選択や、接触現像法又は非接触現像法の選択等は任意である。
転写ローラ27は、搬送路19の対向位置において感光体ドラム23に圧接されてなり、不図示の電気回路からバイアス電圧が印加されるようになっている。給紙カセット5から搬送路19を経て供給された記録用紙を感光体ドラム23及び転写ローラ27がニップしてバイアス電圧が印加されることにより、該感光体ドラム23の表面に形成されたトナー画像が記録用紙へ転写される。
クリーニングデバイス28は、図5に示すように、クリーニングブレード34と該クリーニングブレード34の上方に配設された廃トナー搬送部35とからなるものである。クリーニングブレード34は、ポリウレタンゴム等で形成されており、転写後の感光体ドラム23に当接して感光体ドラム23の表面に残留した廃トナーや紙粉を除去するものである。廃トナー搬送部35は、図6(a)に示すように、モータ(不図示)の駆動力が伝達されて回転するスクリュー36と、先端部分に設けられたシャッタ37と、該シャッタ37の内部に設けられた排出口38と、とからなるものであり、画像形成部14の前方に配設された廃トナー容器保持部材17に装着された廃トナー容器18に廃トナーを搬送するものである。廃トナー搬送部35の先端に廃トナー容器18の背面に設けられた孔39が接続されると、シャッタ37と廃トナー容器18が当接して、該シャッタ37が開放して排出口38が開口する。廃トナーはスクリュー36が回転することにより廃トナー容器18の方へ搬送され、排出口38から廃トナー容器18へ落下して回収される。廃トナー容器18が廃トナー搬送部35に接続されていない場合には、図6(b)に示すように、シャッタ37は、不図示のバネに付勢されて閉じた状態となっている。
定着デバイス29は、搬送路19の対向位置に夫々配置された加熱ローラ40及び加圧ローラ41からなり、搬送路19を搬送された記録用紙上のトナー画像を加熱及び加圧して固定するものである。加熱ローラ40の表面はヒータにより所定の温度に維持されており、該加熱ローラ40に加圧ローラ41が所定の圧力で圧接されている。トナー画像が転写された記録用紙が、該加熱ローラ40と加圧ローラ41とにニップされることにより記録用紙上のトナーが溶融されて固定される。このように構成された画像形成部14により、画像読取部2で読み取られた原稿の画像が記録用紙上に形成されるようになっている。
このように構成された画像形成部14へは、図3に示すように、前記給紙カセット5から搬送路19に沿って記録用紙が搬送され、画像形成部14により画像が形成された記録用紙は排紙トレイ16へ排出される。該搬送路19は、給紙カセット5から画像形成部14へ略上方に向かって延設されており、その途中に配設されたレジストローラ42、43によって記録用紙が画像形成部14へ搬送される。また、画像形成部14と排紙トレイ16との間の搬送路19には適宜搬送ローラ44が設けられており、該搬送ローラ44により画像が形成された記録用紙が搬送され、排紙トレイ16へ排出される。このような搬送路19により、給紙カセット5から排紙トレイ16へ逆Cパスが形成されている。
廃トナー容器保持部材17は、図6に示すように、該廃トナー容器保持部材17に装着された廃トナー容器18の孔39と廃トナー搬送部35の先端部分とが接続するように画像形成部14の前方に配設され、ボルト(不図示)で本体のフレーム等に固定されている。図7は、廃トナー容器保持部材17及び廃トナー容器18の外観構成を示す概略斜視図である。廃トナー容器保持部材17は、廃トナー容器18を担持するための受け部45とフロントカバー6の閉止を規制するための規制部46とからなるものである。受け部45は、廃トナー容器18を担持する平面視略長方形状のベース板47と、該ベース板47の廃トナー容器18担持面、すなわち、図中におけるベース板47の上面の縁端に適宜設けられた側壁48と、前記ベース板47の廃トナー容器18担持面の奥行方向に設けられた略凸状のガイド49と、からなるものであり、例えば合成樹脂等で形成されている。前記ガイド49は、プロセスユニット30の挿抜を案内するものであり、ユーザはこのガイド49に沿ってプロセスユニット30を容易に挿抜することができる。また、前記ベース板47は、プロセスユニット30の挿抜の際の置き台の機能も兼ねている。廃トナー容器18は、例えば合成樹脂等で形成された略立方体状の中空の容器であり、廃トナー搬送部35から搬送された廃トナーを収容するものである。該廃トナー容器18の背面には孔39が設けられており、図6(a)に示すように、該孔39と廃トナー搬送部35の先端部分が接続される。また、廃トナー容器保持部材17に装着されて規制部46と対向する側面、すなわち、図中における左側面には、規制部46を動作するための凸部50が設けられている。更に、廃トナー容器保持部材17に装着されてベース板47と対向する面には、奥行方向に凹部51が設けられている。該凹部51は、廃トナー容器保持部材17のガイド49の外形と略合致する形状となっており、凹部51とガイド49とによって廃トナー容器18はベース板47上の所定位置に位置決めされ、側壁48によってその位置に固定される。なお、廃トナー容器保持部材17の規制部46の構成については後述する。
前述したように、感光体ドラム23、帯電デバイス24、現像デバイス26、及びクリーニングデバイス28は、プロセスユニット30として例えば合成樹脂製のカートリッジに収容されて一体となっており、必要に応じて本体4から取り外して交換できるようになっているが、図3及び図6に示すように、プロセスユニット30の前方に廃トナー容器18が位置するので、ユーザは廃トナー容器18を取り外してプロセスユニット30の交換を行う。また、ユーザは廃トナー容器18が廃トナーで満たされる前に交換する必要がある。その際、ユーザが廃トナー容器18を廃トナー容器保持部材17に装着し忘れて画像形成装置の動作が開始されると、廃トナーで本体4の内部が汚されるので、この動作を禁止する必要がある。以下、廃トナー容器18が廃トナー容器保持部材17に装着されていない場合に動作を禁止するための構成について説明する。
前記規制部46は、図8に示すように、フロントカバー6の閉止を静止、又は解除するための規制部材52と該規制部材52を覆う筐体53とを具備してなるものである。筐体53は合成樹脂等で形成されており、該筐体53には、受け部45に担持された廃トナー容器18の凸部50と対向する面、すなわち、図中の右側面に第1開口54が設けられており、また、前方の面には、第2開口55が設けられている。前記規制部材52は、略円柱状の部材の上端及び下端にそれぞれ回転軸56が設けられた回転体57と、該回転体57の外周に突設された操作部58と、からなるものであり、回転体57には、径方向に切欠を設けて径方向の長さが異なる部分が設けられている。これ以下、回転体57の径方向の長さが短い部分を回避部59といい、その他の部分を当接部60という。なお、回避部59と当接部60は、回転体57の周方向の異なる位置に形成されている。規制部材52は、操作部58が第1開口54から突出するように筐体53の内部に回転自在に配設され、該操作部58が第1開口54の縁に当接する範囲で回転可能である。また、規制部材52は、バネ61によって図8の矢印B方向から見て時計回り方向に付勢されており、図9(a)に示すように、操作部58に外力が作用していない状態、すなわち、廃トナー容器保持部材17に廃トナー容器18が装着されない状態で、バネの付勢力により操作部58が第1開口54の前面側の縁に当接して、当接部60を第2開口55へ向けた位置で静止している。また、図10(a)に示すように、廃トナー容器保持部材17に廃トナー容器18が装着されるに伴って、廃トナー容器18の凸部50により操作部58が反時計回り方向へ押されて規制部材52はバネ61の付勢力に反して反時計回り方向に回転され、回避部59を第2開口55へ向けた位置となる。また、廃トナー容器保持部材17から廃トナー容器18が脱着されるに伴って、規制部材52は操作部58を廃トナー容器18の凸部50に当接しながらバネ61の付勢力によって時計回り方向に回転され、当接部60を第2開口55へ向けた位置となる。このように、規制部材52は、廃トナー容器保持部材17に廃トナー容器18が着脱されるに伴い回転して、回避部59と当接部60の位置を切り換えるものである。
廃トナー容器保持部材17の前方に配設されたフロントカバー6には、図9(b)に示すように、フロントカバー6の開閉により前記筐体53の第2開口55に挿抜するアーム62が突設されている。また、規制部材52の回転体57は、アーム62の動作軌跡上に位置しており、該アーム62の先端と規制部材52の当接部60とが当接することにより、フロントカバー6の閉止を規制するようになっている。すなわち、廃トナー容器保持部材17に廃トナー容器18が装着されない状態で、規制部材52の操作部58は外力を受けないので、図9(a)及び(b)に示すように、当接部60を第2開口55付近に向けた位置となっており、フロントカバー6の閉止に伴い、第2開口55に挿入されたアーム62の先端はアーム62の動作軌跡上に位置する当接部60と当接し、フロントカバー6を完全に閉止することができないようになっている。したがって、フロントカバーセンサ8がフロントカバー6を検知しないので、前述したように、制御部9が画像形成装置の動作を禁止しており、廃トナー容器18が装着されない状態で装置が動作されることがない。なお、アーム62は、規制部材52の回転軸56上に当接するようになっており、アーム6が当接部60に当接することで規制部材52がバネ61の付勢力に反して回転することを防止している。
一方、廃トナー容器保持部材17に廃トナー容器18が装着されるに伴って、図10(a)及び(b)に示すように、廃トナー容器18の凸部50により操作部58が奥行方向、すなわち、反時計回り方向へ押されて規制部材52が回転して、第2開口55付近に回避部59が位置する。回避部59はアーム62の動作軌跡上に位置するが、当接部60より径方向の距離が短く、第2開口55から規制部材52までの離間距離がフロントカバー6の閉止位置まで挿入されたアーム62と当接しないようになっている。したがって、ユーザはフロントカバー6を完全に閉止することができ、フロントカバーセンサ8がフロントカバー6を検知するので、制御部9は画像形成装置の動作を禁止せず、動作可能な状態となる。
このように、本実施の形態に係るコピー・ファクシミリ複合機1によれば、廃トナー容器18の廃トナー容器保持部材17への装着の有無によって、フロントカバー6の閉止を制止、又は該制止を解除し、フロントカバーセンサ8がフロントカバー6を検知しない場合は、画像形成装置の動作を禁止するようにしたので、廃トナー容器18の有無を検知するセンサを設けることなく、廃トナー容器18が装着されていない場合に画像形成装置の動作を禁止することができる。
なお、本発明の実施の形態においては、廃トナー容器18が廃トナー容器保持部材17に装着されていない場合に、フロントカバー6の閉止を廃トナー容器保持部材17により制止して、画像形成装置の動作を禁止する構成について説明したが、廃トナー容器保持部材17によって閉止を制止するカバーはフロントカバー6のみに限定されず、例えば廃トナー容器18がジャムアクセスカバー7に対向する位置に配設され、ジャムアクセスカバー7を開いて廃トナー容器18を交換する場合には、廃トナー容器保持部材17によってジャムアクセスカバー7の閉止を規制して、画像形成装置の動作を禁止する構成とすることも可能である。
本発明の実施の形態に係るコピー・ファクシミリ複合機1の外観構成を示す概略斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係るコピー・ファクシミリ複合機1の本体4内の構成を示す概略断面図である。 プロセスユニット30近傍を示す拡大図である。 感光体ドラム23及びクリーニンデバイス28の拡大図である。 廃トナー搬送部35を示す概略断面図である。 廃トナー容器保持部材17及び廃トナー容器18の外観構成を示す概略斜視図である。 図7におけるA−A’断面を示す図である。 規制部材52とアーム62とが当接する状態を説明するための図である。 規制部材52とアーム62とが当接しない状態を説明するための図である。
符号の説明
1 コピー・ファクシミリ複合機(画像形成装置)
4 本体(装置本体)
6 フロントカバー(カバー)
9 制御部(制御手段)
14 画像形成部
17 廃トナー容器保持部材
18 廃トナー容器
52 規制部材
59 回避部
60 当接部
62 アーム

Claims (2)

  1. 装置本体の内部へアクセスするために開閉可能に設けられ、該開閉動作を規制するためのアームを有するカバーと、前記カバーの閉位置を検知して、カバーを検知しない場合に装置の動作を禁止する制御手段と、画像形成部からの廃トナーを収容する廃トナー容器と、前記アームと当接して前記カバーの閉止を制止する筺体に覆われた規制部材を有し、廃トナー容器が装着されることにより該規制部材による制止を解除する廃トナー容器保持部材と、を具備し、前記規制部材は、前記筺体の第1開口部より突出する操作部と前記筺体の内部の回転体を有し、該回転体は前記カバーを閉止する際に前記筺体の第2開口部から挿入される前記アームの先端と当接する当接部と該アームの先端と当接しない回避部とを有し、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が装着された状態で、前記回避部をアームの動作軌跡上に位置せしめ、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が装着されない状態で、前記当接部をアームの動作軌跡上に位置せしめるように設けられたものであることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記規制部材は、前記当接部と回避部とが周方向の異なる位置に形成され、前記廃トナー容器保持部材に前記廃トナー容器が着脱されるに伴い回転して、該当接部と回避部の位置を切り換える回転体であることを特徴とする請求項記載の画像形成装置。
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