JP4243620B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、着脱可能なプロセスカートリッジを有する複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置に関する。

この種の画像形成装置、特にカラー画像形成装置として実用化されている代表的なものには、潜像を形成する感光体ドラムと転写紙を保持し感光体上のトナー像を転写する転写ドラムを用いた方式のものや、感光体ドラム上に複数のトナーを重ね合わせて転写紙に転写する方式のものがある。ところが転写ドラムを用いる方式では、静電気的や機械的に転写ドラムに転写紙を保持しなければならないので、ハガキのような小サイズの紙や、厚紙等を転写紙として使用することが困難で、いわゆるペーパーフリーではなく、また機械的に転写紙の先端を保持する方式では、転写紙全面に画像を転写することができないという問題がある。また感光体ドラム上に複数のトナー像を重ね合わせる方式も提案、実用化されているが、この方式では予め転写されたトナー像の上から再度感光体上を帯電露光して潜像を形成し、現像を行うというプロセスを複数回にわたって行う必要があるため、帯電の均一性を良好に保つことが困難であり、画質も従来の転写ドラム方式に比べて劣るという問題がある。

これらの欠点を解決し、ハガキや厚紙も転写紙として使えるようなペーパーフリー性を達成するとともに、高品質な画像を達成できるシステムとして、感光体に形成される各色のトナー像を無端ベルト状の中間転写ベルト上の同一位置に順次に転写し、この転写像を転写紙に転写して定着を行うことで、フルカラー画像を得る方式が提案されている。感光体ドラム上に複数のトナー像を重ね合わせる方式は転写体を余分に必要とせず、転写ドラムを用いた方式では転写ドラムが装置本体に据え置きとなるのに対し、この方式を採用した装置では、中間転写体を、機械的疲労や表面性の劣化等の理由で交換可能な補給品として取り扱わなければならない。このため中間転写ベルトを用いる方式では、感光体や現像装置等とその他のプロセスユニットを含めて一体のユニット、即ちプロセスカートリッジとし、これを適時に交換するようにしている。

ところがこのような構成とすると、プロセスカートリッジを交換する際の操作性やジャム処理の操作性が問題となるため、プロセスカートリッジを着脱する装置本体の不動部筐体に対して下側を中心に転写紙搬送経路を開放可能なカバーとなる前部筐体を設け、プロセスカートリッジを前部筐体の開放方向と同一方向に回動可能とする方式が提案されている。

このような方式では、プロセスカートリッジの着脱は容易になるものの、プロセスカートリッジを着脱位置よりも回動させたときに、プロセスカートリッジ内部にある感光体が剥き出しになってしまうという状態が生じ、この状態ではユーザが感光体に手を触れて傷付けたり、外光によって感光体の感度が劣化したりするという問題がある。この問題は、プロセスカートリッジにシャッターを設ければ解決できるのであるが、交換部品であるプロセスカートリッジが機構的に複雑化することや、製造コストが上昇してしまうなどの問題がある。

そこで本発明は、プロセスカートリッジにシャッターを設けずに済むため安価に構成でき、かつ着脱位置を越えてプロセスカートリッジを回動させても感光体等の像担持体に外部から触れないようにすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の画像形成装置のうち請求項１に係るものは、上記目的を達成するために、装置本体内に像担持体を有するプロセスカートリッジを配置し、上記装置本体が不動部筐体と、該不動部筐体に対して開閉可能な前部筐体とを有する画像形成装置において、上記不動部筐体に設ける上記プロセスカートリッジの保持部材がシャッターを移動可能に備え、上記保持部材が作像位置にあるときから上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置に至るまでは上記シャッターを上記保持部材に対して移動させず、上記保持部材が上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置よりさらに回動し、上記プロセスカートリッジの上記前部筐体方向への回動により形成される開口部分に他のユニットが着脱可能な位置にあるときに上記シャッターが上記保持部材に対して移動し、上記プロセスカートリッジの像担持体を覆っていることを特徴とする。

同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置において、上記保持部材を、上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置と、他ユニットの着脱可能な位置の少なくとも２段階で固定可能な規制手段を上記不動部筐体に備えたことを特徴とする。

同請求項３に係る画像形成装置は、請求項１または２の画像形成装置において、上記シャッターの外部から視認可能な面に、上記プロセスカートリッジが有するチャージャーの清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄を有することを特徴とする。

さらに請求項４に係るものは、上記チャージャーの清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄を、上記シャッターに一体成形してなることを特徴とする。
また請求項５に係るものは、請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置において、上記プロセスカートリッジは更にクリーニング装置を備えることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置は、以上説明してきたように、プロセスカートリッジの保持回動部材にシャッターを設けてプロセスカートリッジの作像手段の一部を覆えるようにしたので、プロセスカートリッジが着脱位置あるいはそれ以上に回動したときに、像担持体が剥き出しにならないようにすることができ、ユーザが像担持体に触って傷を付けたり、光による像担持体の感度劣化を防止することができるという効果があり、また交換部品であるプロセスカートリッジにシャッターを設けないことで、トータルコストを安くできるという効果もある。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１に交換可能なプロセスカートリッジを用いたカラー画像形成装置の一例を示す。図１の装置において、１はベルト状像担持体たる可撓性のベルト状感光体で、この感光体ベルト１は回動ローラ２、３の間に架設してあり、回動ローラ２、３の駆動により時計方向に搬送する。４は帯電手段たる帯電チャージャー、５は像露光手段たるレーザー書き込み系ユニット、６はイエロー、マゼンタ、シアンのカラー現像剤を収容した３個の現像手段、即ち回転型カラー現像器で、７はカラー現像器６とは別に設けてある黒色の現像剤を収容した現像手段たる黒現像器である。

レーザー書き込み系ユニット５は、図示せぬ半導体レーザーで発生させたレーザービーム５Ａを、予め帯電手段たる帯電チャージャー４によって一様に帯電させた感光体ベルト１の円周上に露光し、静電潜像を形成する。またカラー現像器６及び黒現像器７は、各々所定の位置で感光体ベルト１と近接あるいは接触する現像ローラを各々備え、感光体ベルト１上の潜像を非接触現像あるいは接触現像法により顕像化する機能を有する。

図中１０は中間転写体たる中間転写ベルトであり、この中間転写ベルト１０は回動ローラ１１、１２の間に架設してあり、回動ローラ１１、１２の駆動により反時計廻りに搬送する。感光体ベルト１と中間転写ベルト１０は回動ローラ３の部位で接触しており、感光体ベルト１上の第一回目の顕像を中間転写ベルト１０内に設けたバイアスブラシ１３により中間転写ベルト１０上に転写し、そして同じプロセスを反復することにより、第二回目の顕像、第三回目の顕像、第四回目の顕像を中間転写ベルト１０上にそれぞれ重ねて位置ズレを生じないように転写する。中間転写ベルト１０の回動ローラ１１上部には、中間転写ベルト１０に接離するように二次転写部材たる転写ローラ１４が設けてある。また図中１５は感光体ベルト１のクリーニングブレード１５Ａを含むクリーニング装置、１６は中間転写ベルト１０のクリーニング装置、３６は廃棄トナー回収容器である。

一方、装置本体の構造としては、図１の装置の装置本体構造及びジャム処理時の状態を示す図２からもわかるように、不動部筐体たる本体フレーム９部と転写紙搬送経路が開放可能な前部カバー８によって構成してあり、本体フレーム９の下部に給紙カセット１７を配置し、中央部に各現像器、プロセスカートリッジ３１を交換可能に配置し、さらにその上方に定着装置４９を配置し、上部に排紙スタック部を形成してある。なお図中１８は給紙ローラ、１９は搬送ローラである。

前フレーム８は、後述するように本体フレーム９に設けた回転支点９Ａを中心に回動可能となるように左右方向（図の紙面垂直方向）で支持してあり、画像形成出力時は図１のように本体フレーム９に保持する。またジャム処理時は、この保持を解除することで図中時計廻り方向へ開放可能とし、テンションスプリング等の動力で開放状態をバランスよく維持することができるようになっている。前フレーム８には、転写紙の搬送路の一部となるレジストローラ２０、転写ローラ１４をなすローラ対の一方等を保持している。これにより前フレーム８の開放時には、図２に示すように転写紙搬送経路が開放され、用紙ジャム処理を容易に行える。もちろんこの時には、上述した作像系のユニットを動作させずにジャム処理のみを可能としているので、トナー落ちなどの不具合もない。

そして、プロセスカートリッジ３１としては、感光体ベルト１、帯電チャージャー４、中間転写ベルト１０、クリーニング装置１６、一方の（装置内側の)レジストローラ２０を一体の構成とし、廃棄トナー回収容器３６は、プロセスカートリッジ３１に対して交換可能に組み込んである。プロセスカートリッジ３１のケース外装部分に取り付ける上記一方のレジストローラ２０が臨む側の面は、搬送ガイドとしての機能も備えている。

さらにプロセスカートリッジ３１は、本体フレーム９に設けた回転支点９Ａを中心に回動可能に支持したプロセスカートリッジ保持部材４０でその左右方向（図の紙面垂直方向）端部を保持してある。プロセスカートリッジ保持部材４０は、通常時（プロセスカートリッジ、各現像器の交換時以外）は本体フレーム９に保持され、保持を解除すると図中時計廻り方向へ開放可能となるが、前フレーム８と回転支点が同一であるので、お互いの部品の干渉がなくスムーズに操作ができるようになっている。なお左右のプロセスカートリッジ保持部材４０は、転写紙搬送路に臨ませて転写紙搬送路の一部を形成させる搬送ガイド板２１で連結してある。

図３はプロセスカートリッジ３１の着脱位置を、図４はプロセスカートリッジ３１の奥のカラー現像器６や黒現像器７、プロセスカートリッジ３１に設けた廃棄トナー回収容器３６の着脱状態を示す。即ち、プロセスカートリッジ保持部材４０を図３の位置で支持固定した状態で、プロセスカートリッジ３１を図中上下方向に操作すれば、プロセスカートリッジ３１をプロセスカートリッジ保持部材４０に対して容易に着脱できる。またプロセスカートリッジ保持部材４０をプロセスカートリッジ３１の着脱位置よりさらに開放して図４に示す状態、即ち前フレーム８の開放位置と同じ位置まで開き、この位置でプロセスカートリッジ３１を装着したままプロセスカートリッジ保持部材４０を支持固定すると、プロセスカートリッジ３１を装置本体外に取り外すことなく、プロセスカートリッジ３１の奥側に配置された各現像器６、７部が大きく開放され、これによって各現像器６、７を図中の矢印方向で容易に着脱できる。また廃棄トナー回収容器３６も、プロセスカートリッジ３１の回転により開口部分に現れるので、同様に矢印方向に着脱可能となる。

図５は、プロセスカートリッジ３１とプロセスカートリッジ保持部材４０の斜視図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。プロセスカートリッジ保持部材４０には、シャッター５０、シャッター５０を保持するシャッター保持部材５１Ａ、５１Ｂ及びフック部材５２が設けてあり、本体フレーム９にはストッパー部材５４が固定してある。また図中５３はスプリングで、このスプリング５３は一端をプロセスカートリッジ保持部材４０に固定し、他端をフック部材５２に固定してある。

また図中５８はチャージャー清掃部材、５９はシールで、シャッター５０の表面に設けたこのシール５９により、チャージャー清掃部材５８のホームポジションを示すようになっている。なお図中６０は感光体ベルト１の回動ローラ２のカップリング、６１は、中間転写ベルト１０の回動ローラ１４のカップリングである。

図６（Ａ）、（Ｂ）は、図５に示すシャッター５０と類似の参考例の動作を示す側面図である。この参考例では、図３に示すようにプロセスカートリッジ３１を回動させた時は、フック部材５２が本体フレーム９に設けたストッパー部材５４から外れ、スプリング５３の付勢力によってシャッター５０が回動し、図６（Ｂ）に示すように感光体ベルト１を覆う。図５はこの状態に対応している。このシャッター５０が感光体ベルト１を保護している状態においては、帯電チャージャー４とシャッター５０が隣接している。この状態ではシール５９がチャージャー清掃部材５８のホームポジションを示す。このようなシール５９を貼ることで、チャージャー清掃部材５８をホームポジションに置き忘れることが防止される。もちろん、図４に示す状態にしてもシャッター５９は感光体ベルト１を覆ったままとなっている。なおプロセスカートリッジ３１をプロセスカートリッジ保持部材４０から抜き取るには、図６の例では、図６（Ａ）の状態においてシャッター５０を図５（Ｂ）の状態に戻すようにスプリング５３の付勢力に抗して下方へ回動させ、フック部材５２をストッパー部材５４で係止すればよい。

図７は、プロセスカートリッジ保持部材４０を２段階に支持固定する機構を設けるとともに、図３に示すプロセスカートリッジ３１の着脱位置ではシャッター５０が閉じず、図４に示すカラー現像器６等の着脱位置でシャッター５０が閉じるようにした本発明の実施例の構造と動作を示す側面図である。

この例では、プロセスカートリッジ保持部材４０の回転支点９Ａ下側の２ヶ所に溝４０Ａ、４０Ｂが設けてあり、板バネ３４が一定のバネ力で揺動するよう本体フレーム９に組み込んである。板バネ３４の揺動先端部３４Ａは、プロセスカートリッジ保持部材４０が回転して溝４０Ａ、４０Ｂに入り込むことで、プロセスカートリッジ保持部材４０を２段階にラッチして支持固定する。

図７（Ａ）は作像時の状態、図７（Ｂ）はプロセスカートリッジ３１の着脱位置、図７（Ｃ）は回転型カラー現像器６等の着脱位置を示す。この例のストッパー部材５５は、図５、６の例と同様に本体フレーム９に固定してあるが、その形状が先の例より長く、この長くした側面がカム状の機能を果たすようにしてある。

このためシャッター５０の動作は、プロセスカートリッジ保持部材４０が作像位置にあるときからプロセスカートリッジ３１の着脱位置に至るまでは、フック部材５２がストッパー部材５５に規制されてシャッター５０が作動しない。そしてプロセスカートリッジ保持部材４０がプロセスカートリッジ３１の着脱位置からさらに回動した時に、フック部材５２がストッパー部材５２から外れ、規制がなくなってスプリング５３の付勢力によりシャッター５０が動作して感光体ベルト１を覆う。

なおシール５９に代えて、図８に示すように、シャッター５０にチャージャー清掃部材５８のホームポジションを示す文字や図柄を刻印５９Ａとしてシャッター５０に一体成形してもよい。刻印５９Ａは凸形状でも凹形状でもいずれでもよい。すなわち、シャッターの像担持体を覆う面と反対側の面に、チャージャー清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄を有することで、チャージャー清掃部材がホームポジションにないことによる帯電不良が防止されるし、チャージャー清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄をシャッターに一体成形することで、さらにコストダウンを図れる。

すなわち本発明に係る画像形成装置は、プロセスカートリッジが着脱可能な位置よりさらに回動したときに、プロセスカートリッジの保持回動部材に設けたシャッターでプロセスカートリッジの像担持体を覆うことで、像担持体が剥き出しにならないようにすることができる。それによって、ユーザが像担持体に触って傷を付けたり、光による像担持体の感度劣化を防止することができる。また、交換部品であるプロセスカートリッジにシャッターを設けないことで、トータルコストを安くできる。

また、プロセスカートリッジの保持回動部材の回動をプロセスカートリッジの着脱可能な位置と、他のユニットの着脱可能な位置の少なくとも２段階で固定可能とし、保持回動部材がプロセスカートリッジの着脱可能な位置よりもプロセスカートリッジを着脱可能な位置よりさらに回動した位置側へ回動した時にシャッターでプロセスカートリッジの像担持体の一部を覆うことで、保持部材がプロセスカートリッジの着脱可能な位置にある時は、シャッターが像担持体を覆っていないため、プロセスカートリッジ着脱の際にシャッターが邪魔になることがなく、スムーズな操作が可能になる。

交換可能なプロセスカートリッジを用いたカラー画像形成装置の一例を示す断面図である。 図１の装置の装置本体構造及びジャム処理時の状態を示す断面図である。 図１の装置のプロセスカートリッジの着脱位置を示す断面図である。 図１の装置の現像器や廃棄トナー回収容器の着脱位置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置のプロセスカートリッジとプロセスカートリッジ保持部材の斜視図（Ａ）、側面図（Ｂ）である。 図５に示すシャッターと類似の参考例の動作を示す側面図である。 本発明の実施例に係る画像形成装置のシャッターの動作を示す側面図である。 図５のシールに代えてチャージャーの清掃部材のホームポジションを示す文字や図柄をシャッターに一体成形した例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 感光体ベルト
２、３ 回動ローラ
４ 帯電チャージャー
５ レーザー書き込み系ユニット
５Ａ レーザービーム
６ カラー現像器
７ 黒現像器
８ 前フレーム
９ 本体フレーム
１０ 中間転写ベルト
１１、１２ 回動ローラ
１３ バイアスブラシ
１４ 転写ローラ
１５、１６ クリーニング装置
１７ 給紙カセット
１８ 給紙ローラ
１９ 搬送ローラ
２０ レジストローラ
２１ 搬送ガイド板
３１ プロセスカートリッジ
３４ 板バネ
３６ 廃棄トナー回収容器
４０ プロセスカートリッジ保持部材
４０Ａ、４０Ｂ 溝
４９ 定着装置
５０ シャッター
５１Ａ、５１Ｂ シャッター保持部材
５２ フック部材
５３ スプリング
５４、５５ ストッパー部材
５８ チャージャー清掃部材
５９ シール
５９Ａ 刻印
６０、６１ カップリング

Claims (5)

1. 装置本体内に像担持体を有するプロセスカートリッジを配置し、上記装置本体が不動部筐体と、該不動部筐体に対して開閉可能な前部筐体とを有する画像形成装置において、上記不動部筐体に設ける上記プロセスカートリッジの保持部材がシャッターを移動可能に備え、上記保持部材が作像位置にあるときから上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置に至るまでは上記シャッターを上記保持部材に対して移動させず、上記保持部材が上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置よりさらに回動し、上記プロセスカートリッジの上記前部筐体方向への回動により形成される開口部分に他のユニットが着脱可能な位置にあるときに上記シャッターが上記保持部材に対して移動し、上記プロセスカートリッジの像担持体を覆っていることを特徴とする画像形成装置。
2. 上記保持部材を、上記プロセスカートリッジの着脱可能な位置と、他ユニットの着脱可能な位置の少なくとも２段階で固定可能な規制手段を上記不動部筐体に備えたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 上記シャッターの外部から視認可能な面に、上記プロセスカートリッジが有するチャージャーの清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄を有することを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
4. 上記チャージャーの清掃部材のホームポジションを示す文字もしくは図柄を、上記シャッターに一体成形してなることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
5. 前記プロセスカートリッジは更にクリーニング装置を備えることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載の画像形成装置。