JP4614227B2 - 現像カートリッジ及びそれを採用した画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は，電子写真方式の画像形状装置に装着する現像カートリッジ及びそれを採用した画像形成装置に関する。

電子写真方式画像形成装置は，均一な電位に帯電された感光体に光を走査して所望のイメージに該当する静電潜像を形成し，上記静電潜像にトナーを供給して現像し，感光体上の現像された画像を中間転写媒体を経るか，または用紙に直接転写した後で，転写された画像に熱及び圧力を加えて定着させることによって，画像を形成する装置を言う。

電子写真方式画像形成装置で，感光体は寿命が尽きれば，入れ替えられる消耗品であるために，入れ替え可能にカートリッジ状に提供することが一般的である。感光体は，その外周面に現像されたトナー画像を中間転写媒体または用紙に転写するために，少なくとも一部がカートリッジの外部に露出されている。カートリッジが画像形成装置から分離されれば，この露出された部分に自然光が照射されて感光体の特性を劣化させる。これを防止するために，カートリッジには，感光体の露出された部分を自然光から保護するための保護カバーが設けられる。

感光ドラムを保護するための保護カバーを備えた現像カートリッジがある（例えば，特許文献１参照）。保護カバーは，現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，用紙移送機構によって画像形成装置の外に排出する。現像カートリッジを画像形成装置の外に分離した場合には，感光ドラムが自然光に露出する。

現像カートリッジに移動可能に設けられた保護カバーがある（例えば，特許文献２〜４参照）。かかる保護カバーは，現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，感光ドラムを保護する位置から感光ドラムを露出させる位置に移動する。ところで，保護カバーの移動軌跡や移動後の位置が，現像カートリッジが占有する空間から外れている。したがって，画像形成装置の他の構成品を配置する時，保護カバーの移動軌跡や移動後に保護カバーが占有する空間には，他の構成部品の配置が不可能である。

特開平０６−１４８９６５号公報 特開平０６−１８６７９３号公報 特開昭５７−２１１１８１号公報 米国特許公報５，１１３，２２０号

本発明は，上記必要性を勘案して創出されたものであって，最小限の作動空間を占有しつつ，感光体を外部の光から効率よく保護できる保護カバーを備えた現像カートリッジ及びそれを採用した画像形成装置を提供するところにその目的がある。

前述した目的を達成するための本発明の画像形成装置の現像カートリッジは，感光体が設けられたハウジングと，上記感光体の外周部を覆う第１位置と上記感光体の外周部の一部を露出させる第２位置とに移動する柔軟なシート状の保護カバーと，上記保護カバーの上記第１，第２位置への移動時に，上記ハウジングが占有する空間を外れないようにガイドするガイド手段と，を含み、
現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，前記画像形成装置に含まれる開閉機構に配置されたレバーは支持部材の一端部又は両端部に接触し、前記開閉機構の駆動手段が作動されて前記レバーが所定位置に回動されれば，前記レバーは前記支持部材を，レールに沿って引き、前記保護カバーは，開放部が感光ドラムの外周部に位置する前記第２位置に前記レールに沿って移動すると、外周部は前記開放部を通じて前記ハウジングの外部に露出し、前記レバーが所定位置に復帰されれば，前記保護カバーはコイルスプリングの復原力によって，感光ドラムの外周部を覆う前記第１位置に移動し、この状態で，画像形成装置から分離する、ことを特徴とする。

前述した目的を達成するための本発明の画像形成装置は，本体と，上記本体内部に装着するものであって，感光体が設けられたハウジング，上記感光体の外周部を覆う第１位置と上記感光体の外周部の一部を露出させる第２位置とに移動する柔軟なシート状の保護カバー，上記保護カバーが上記第１位置と上記第２位置との間を移動する時に，上記保護カバーが上記ハウジングを超えて移動するのを防止するようにガイドするガイド手段を備える現像カートリッジと，上記現像カートリッジを装着または分離するために上記本体の一部を開放するドアと，上記ドアの開閉動作に連動して上記保護カバーを，上記ドアの開放時には上記第２位置に，閉鎖時には上記第１位置に移動させる開閉機構と，を含み、
現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，前記開閉機構に配置されたレバーは支持部材の一端部又は両端部に接触し、前記開閉機構の駆動手段が作動されて前記レバーが所定位置に回動されれば，前記レバーは前記支持部材を，レールに沿って引き、前記保護カバーは，開放部が感光ドラムの外周部に位置する前記第２位置に前記レールに沿って移動すると、外周部は前記開放部を通じて前記ハウジングの外部に露出し、前記レバーが所定位置に復帰されれば，前記保護カバーはコイルスプリングの復原力によって，感光ドラムの外周部を覆う第１位置に移動し、この状態で，画像形成装置から分離する、ことを特徴とする。

一実施例として，上記保護カバーは，開放部を備え，上記保護カバーが上記第２位置に位置する時，上記感光体は上記開放部で外部に露出する。

一実施例として，上記ガイド手段は，上記保護カバーの移動方向の両端部を支持する１対の支持部材と，上記ハウジングの両側部に設けられて，上記１対の支持部材の両端部が挿入されて上記保護カバーの移動軌跡を形成するレールと，を含む。

一実施例として，上記ガイド手段は，上記ハウジングに少なくとも上記感光体の外周から離隔された位置に設けられて，上記保護カバーが移動過程で上記感光体に接触されないように，その両側部をガイドする保護カバーガイドと，をさらに備える。

一実施例として，上記現像カートリッジは，上記保護カバーを上記第１位置に移動する方向に付勢させる弾性部材をさらに備える。

本発明による現像カートリッジ及びそれを採用した画像形成装置によれば，次のような効果が得られる。

画像形成装置に保護カバー１３０の移動過程や，第２位置に位置する時，保護カバー１３０が占有する空間を確保する必要がないので，画像形成装置の小型化に寄与しうる。

以下に，添付した図面を参照しながら，本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお，本明細書及び図面において，実質的に同一の機能構成を有する発明特定事項については，同一の符号を付することにより重複説明を省略する。

図１及び図２は，本発明に係る現像カートリッジの第１の実施形態を示す側面図及び平面図である。図３は，図２のＩ−Ｉ´線の断面図である。

図１〜図３を参照すれば，ハウジング１０１の一端部に感光ドラム１２０が回転可能に結合する。帯電ローラ１７１には帯電バイアスＶｃが印加されて感光ドラム１２０の外周を均一な電位に帯電させる。帯電ローラ１７１の代りにコロナ放電器（図示せず）が採用されうる。ハウジング１０１の上側に設けられた開口１０３を通じて光走査装置（図示せず）から印刷しようとする画像情報に対応する光が感光ドラム１２０に走査する。これにより，感光ドラム１２０の外周には静電潜像が形成する。ハウジング１０１の内部にはトナーが収容されている。現像ローラ１７２は，その外周にトナーを付着させて静電潜像に供給して感光ドラム１２０の外周にトナー画像を形成する。現像ローラ１７２には，トナーを静電潜像に付着させるための現像バイアスＶｄが印加する。感光ドラム１２０の外周に形成されたトナー画像は中間転写媒体（図示せず）を経るか，または直接用紙（図示せず）に転写する。トナー画像を中間転写媒体または用紙に転写するために，感光ドラム１２０はその外周の一部１２１がハウジング１０１の外部に露出するように設けられる。現像カートリッジ１００は，図示はされていないが，トナーを現像ローラ１７２に付着させる供給ローラ，現像ローラ１７２に付着されたトナーの量を規制する規制手段，ハウジング１０１内に収容されたトナーを供給ローラ及び／または現像ローラ１７２側を移送させる攪拌器などをさらに備えうる。

現像カートリッジ１００が画像形成装置（図示せず）から分離された時，感光ドラム１２０の外周の一部１２１は自然光に露出されうる。これを防止するために，本実施例の現像カートリッジ１００は，光を遮断する第１位置と感光ドラム１２０の外周部１２１を外部に露出させる第２位置とに移動する保護カバー１３０と，保護カバー１３０が第１，第２位置に移動する時，ハウジング１０１が占有する空間を外れないようにガイドするガイド手段とを備える。本実施例の保護カバー１３０は，柔軟なシート状であることを特徴とする。図４に示されたように，保護カバー１３０には貫通された開放部１３１が備えられうる。ガイド手段は，保護カバー１３０の移動軌跡を形成するレール１５０と，このレール１５０に挿入する１対の支持部材１４１，１４２を含む。保護カバー１３０の移動方向の両端部は棒状の１対の支持部材１４１，１４２に結合する。レール１５０は，ハウジング１０１の両側部１０２に設けられる。第１の実施形態のレール１５０は貫通されたスロット状を有しているが，これによって本発明の範囲が限定するものではない。１対の支持部材１４１，１４２の両端部はレール１５０に挿入する。支持部材１４１にはコイルスプリング（弾性部材）１８０が連結され，図３に示されたように，保護カバー１３０が常に感光ドラム１２０の外周部１２１を覆って光を遮断する第１位置に位置するように付勢させる。

画像形成装置には，保護カバー１３０を開放するための開閉機構が設けられる。図１には，このような開閉機構の一例を簡略に示す。図１を参照すれば，回動可能なレバー１０が図示されている。現像カートリッジ１００が画像形成装置に装着されれば，レバー１０は支持部材１４２の一端部に接触する。もちろん，支持部材１４２の両端部に接触させた１対のレバー１０を備えることも可能である。駆動手段（図示せず）が作動されてレバー１０が図１に点線で表された位置に回動されれば，レバー１０は支持部材１４２を，レール１５０に沿って図１の矢印Ａ方向に引く。保護カバー１３０は，図５に示されたように，開放部３１が感光ドラム１２０の外周部１２１に位置する第２位置にレール１５０に沿って移動する。光ドラム１２０の外周部１２１は開放部１３１を通じてハウジング１０１の外部に露出する。レバー１０が図１の実線で表した位置に復帰されれば，保護カバー１３０はコイルスプリング１８０の復原力によって，図３に示されたように，感光ドラム１２０の外周部１２１を覆う第１位置に移動する。この状態で，現像カートリッジ１００を画像形成装置から分離する。

図６は，開閉機構の第２の実施形態を簡略に示す側面図である。図６を参照すれば，画像形成装置には，レバー１１が傾斜するように固設する。現像カートリッジ１００が図６の矢印時方向に画像形成装置に挿入されれば，支持部材１４２の一端部がレバー１１に接触されてレール１５０に沿って図１のＡ方向に移動する。これにより，保護カバー１３０は図３に示されたような第２位置に移動する。現像カートリッジ１００を画像形成装置から分離すれば，保護カバー１３０はコイルスプリング１８０の復原力によって第１位置に移動する。

前述したように，本実施例による現像カートリッジ１００によれば，柔軟なシート状の保護カバー１３０が現像カートリッジ１００に設けられたレール１５０に沿って第１，第２位置に移動する。したがって，移動過程で保護カバー１３０は，現像カートリッジ１００が占有する空間，さらに詳細には，ハウジング１０１が占有する空間を外れない。また，第２位置にある時にも，ハウジング１０１が占有する空間内に位置する。したがって，画像形成装置に保護カバー１３０の移動過程や第２位置に位置する時に，保護カバー１３０が占有する空間を確保する必要がないので，画像形成装置の小型化に寄与しうる。

現像カートリッジ１００は，柔軟な保護カバー１３０が感光ドラム１２０の外周部１２１に接触せず，第１位置と第２位置とに移動可能にするために，保護カバーガイド１６０をさらに備えうる。本実施例の保護カバーガイド１６０は，図２及び図３に示されたように，ハウジング１０１の両側部１０２に突設されて保護カバー１３０の両側部１３３をガイドする。保護カバーガイド１６０は，感光ドラム１２０の外周部１２１から半径方向に若干離隔された位置に設けられる。

図７は，本発明による現像カートリッジの第２の実施形態を示す断面図である。第２の実施形態の現像カートリッジ１００ａは，図８に示されたように，開放部１３１のない保護カバー１３０ａを備えるという点を除いては，図１〜図６で説明した現像カートリッジ１００と同一である。

図９は，本発明による電子写真方式画像形成装置の第１の実施形態を簡略に示す構成図である。第１の実施形態の画像形成装置はカラー画像形成装置である。

図９を参照すれば，画像形成装置は１対の支持ローラ２１，２２により支持され，循環走行する搬送ベルト２０を備える。搬送ベルト２０は，上下方向に設けられる。搬送ベルト２０の一側部には，相異なる色相のトナー，例えば，シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ），ブラック（Ｋ）色相のトナーが各々収容された４つの現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋが備えられる。各現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋは，図１〜図５に示されたような構成を有する。図６〜図８に示されたような現像カートリッジ１００ａが採用することも可能なのは言うまでもない。感光ドラム１２０のハウジング１０１から露出された外周部１２１は搬送ベルト２０と対面する。各現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋの感光ドラム１２０は，帯電ローラ１７１によって均一な電位に帯電する。４つの光走査装置３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｋ，例えば，ＬＳＵ（ｌａｓｅｒｓ ｃａｎｎｉｎｇ ｕｎｉｔ）は各々シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック色相の画像情報に対応する光を開口１０３を通じて各現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋに走査して静電潜像を形成させる。現像ローラ１７２は，その外周にトナーを付着させて静電潜像に供給して各現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋの感光ドラム１２０に各々シアン，マゼンタ，イエロー，ブラック色相のトナー画像を形成する。

ピックアップローラ５１によってカセット５０）から引き出された用紙は，移送ローラ５２によって循環走行する搬送ベルト２０に引込まれる。用紙は，静電気的な力によって搬送ベルト２０の表面に付着されて移送する。各搬送ベルト２０を介在させて各現像カートリッジ１００Ｃ，１００Ｍ，１００Ｙ，１００Ｋの感光ドラム１２０と対面する位置に４個の転写ローラ４０が配する。転写ローラ４０には，図示されていないが，感光ドラム１２０の表面に付着されたトナー画像を用紙に転写させるための転写バイアスが印加する。これによって各色相のトナー画像は，順次に用紙に転写され，定着器６０を通過しつつ，熱と圧力とを受けて用紙に固着する。画像の印刷が完了した用紙は，排出ローラ５３によって画像形成装置の外に排出する。

画像形成装置は，本体１に現像カートリッジ１００を装着または分離するためのドア２を備える。本実施例のドア２は，本体１の一側部に回動可能に設けられ，ドア２の開放時に搬送ベルト２０と定着器６０及び転写ローラ４０も共に回動する。したがって，ユーザはドア２を開放し，現像カートリッジ１００を本体１に装着するか，それより分離しうる。本実施例の画像形成装置は，現像カートリッジ１００の保護カバー１３０がドア２の開閉動作と連動されて第１位置と第２位置とに移動することを特徴とする。すなわち，ドア２の閉鎖時に感光ドラム１２０の外周部１２１を露出させるために保護カバー１３０が第２位置に移動し，ドア２の開放時には，感光ドラム１２０の外周部１２１が露出されないように保護カバー１３０が第１位置に移動する。

このために，画像形成装置は，保護カバー１３０を移動させるための開閉機構を備える。図１０は，開閉機構の一例を示す構成図である。図１０を参照すれば，開閉機構は，第１ギア７１，第２ギア７２，摺動部材７３，回動部材７６を含む。第１ギア７１は，ドア２の回動中心と同心とをなすように設けられ，ドア２の開閉時にドア２と同じ方向に回転する。摺動部材７３は，上下方向に移動自在に設けられ，その両側部には第１，第２ラックギア部７４，７５が設けられる。回動部材７６は，支持部材１４２に接触するレバー７７とギア部７８とを備える。第１ギア７１は，第２ギア７２を経て第１ラックギア部７４と連結する。ギア部７８は，第２ラックギア部７５と連結する。

現像カートリッジ１００を本体１に装着しようとする場合に，ドア２を図１０の実線で示す位置に回転させて本体１の一側部を開放する。次いで，現像カートリッジ１００を本体１に装着すれば，レバー７７は，図１０の実線で示されたように，支持部材１４２に接触する。この際，保護カバー１３０は，図３に示されたように，コイルスプリング１８０の弾性力によって感光ドラム１２０の外周部１２１を覆う第１位置に位置している。ドア２を閉じれば，第１ギア７１の回転力は第２ギア７２を経て第１ラックギア部７４に伝えられる。摺動部材７３は，矢印Ｃ方向に摺動しつつ，レバー７７を図１０の点線位置に回転させる。レバー７７は，支持部材１４２を押してレール１５０に沿って図１の矢印Ａ方向に移動させる。これにより，図５に示されたように，保護カバー１３０が第２位置に移動して開放部１３１を通じて感光ドラム１２０の外周部１２１が露出され，搬送ベルト２０と対面するようになる。ドア２を開放すれば，前述した過程の反対作用によって，保護カバー１３０は第１位置に移動する。

前述した画像形成装置は，４個の現像カートリッジを備えるカラー画像形成装置であるが，本発明の範囲はこれに限定されない。本発明の現像カートリッジ及び図１０に開示された開閉機構は，単色画像を印刷する画像形成装置にも適用しうる。この場合に，開閉機構は，第２ギア７２とレバー７６のギア部７７とが直接連結さるべく構成されうる。開閉機構は，図１０に開示された例以外にも，画像形成装置のドアの位置や現像カートリッジの装着構造などによって多様に変形されうる。

以上，添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが，本発明はかかる例に限定されない。当業者であれば，特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において，各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり，それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

本発明は，現像カートリッジの感光ドラムの損傷を防止するための小型化された構造に関するものであって，電子写真方式の画像形成装置に関連した技術分野に好適に適用されうる。

本発明による現像カートリッジの一実施例の側面図である。 図１の平面図である。 図２のＩ−Ｉ´線の断面図である。 保護カバーの一例を示す斜視図である。 図１に示された現像カートリッジの一実施例の作用を示す断面図である。 本発明による現像カートリッジの第２の実施形態の側面図である。 図６に示された現像カートリッジの一実施例の作用を示す断面図である。 保護カバーの第２の実施形態を示す斜視図である。 本発明による画像形成装置の一実施例を示す構成図である。 開閉機構の一例を示す構成図である。

符号の説明

１０ レバー
１００ 現像カートリッジ
１０１ ハウジング
１０２ 両側部
１２０ 感光ドラム
１４１，１４２ 支持部材
１５０ レール
１８０ コイルスプリング

Claims (12)

1. 感光体が設けられたハウジングと，
   前記感光体の外周部を覆う第１位置と前記感光体の外周部の一部を露出させる第２位置とに移動する保護カバーと，
   前記保護カバーが前記第１位置と前記第２位置との間を移動する時に，前記保護カバーが前記ハウジングを超えて移動するのを防止するようにガイドするガイド手段と，を含み、
   現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，前記画像形成装置に含まれる開閉機構に配置されたレバーは支持部材の一端部又は両端部に接触し、前記開閉機構の駆動手段が作動されて前記レバーが所定位置に回動されれば，前記レバーは前記支持部材を，レールに沿って引き、前記保護カバーは，開放部が感光ドラムの外周部に位置する前記第２位置に前記レールに沿って移動すると、外周部は前記開放部を通じて前記ハウジングの外部に露出し、前記レバーが所定位置に復帰されれば，前記保護カバーはコイルスプリングの復原力によって，感光ドラムの外周部を覆う前記第１位置に移動し、この状態で，画像形成装置から分離する、ことを特徴とする，現像カートリッジ。
2. 前記保護カバーは，柔軟なシートであることを特徴とする，請求項１に記載の現像カートリッジ。
3. 前記保護カバーは開放部を備え，前記保護カバーが前記第２位置に位置する時，前記感光体は，前記開放部から露出することを特徴とする，請求項１に記載の現像カートリッジ。
4. 前記ガイド手段は，
   前記保護カバーの移動方向の両端部を支持する１対の支持部材と，
   前記ハウジングの両側部に備えられ，前記１対の支持部材の両端部が挿入されて前記保護カバーの移動軌跡を形成するレールと，を含むことを特徴とする，請求項１に記載の現像カートリッジ。
5. 前記ガイド手段は，
   前記ハウジングに前記感光体の外周から離隔された位置に設けられて，前記保護カバーが移動過程で前記感光体に接触されないように，その両側部をガイドする保護カバーガイドと，をさらに備えることを特徴とする，請求項４に記載の現像カートリッジ。
6. 前記保護カバーを前記第１位置に移動する方向に付勢させる弾性部材をさらに備えることを特徴とする，請求項１〜５のうち何れか１項に記載の画像形成装置の現像カートリッジ。
7. 感光体が設けられたハウジングと，
   前記感光体の外周部を覆う第１位置と前記感光体の外周部の一部を露出させる第２位置とに移動する保護カバーと，
   前記保護カバーの前記第１，第２位置への移動時に前記ハウジングが占有する空間を外れないようにガイドするガイド手段と、を備える現像カートリッジと，
   前記現像カートリッジを装着または分離するために前記本体の一部を開放するドアと，
   前記ドアの開閉動作に連動して前記保護カバーを，前記ドアの開放時には前記第２位置に，閉鎖時には前記第１位置に移動させる開閉機構と，を含み、
   現像カートリッジが画像形成装置に装着されれば，前記開閉機構に配置されたレバーは支持部材の一端部又は両端部に接触し、前記開閉機構の駆動手段が作動されて前記レバーが所定位置に回動されれば，前記レバーは前記支持部材を，レールに沿って引き、前記保護カバーは，開放部が感光ドラムの外周部に位置する前記第２位置に前記レールに沿って移動すると、外周部は前記開放部を通じて前記ハウジングの外部に露出し、前記レバーが所定位置に復帰されれば，前記保護カバーはコイルスプリングの復原力によって，感光ドラムの外周部を覆う第１位置に移動し、この状態で，画像形成装置から分離する、ことを特徴とする，画像形成装置。
8. 前記保護カバーは，柔軟なシートであることを特徴とする，請求項７に記載の現像カートリッジ。
9. 前記保護カバーは開放部を備え，前記保護カバーが前記第２位置に位置する時，前記感光体は，前記開放部から露出することを特徴とする，請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記ガイド手段は，
    前記保護カバーの移動方向の両端部を支持する１対の支持部材と，
    前記ハウジングの両側部に設けられて，前記１対の支持部材の両端部が挿入されて前記保護カバーの移動軌跡を形成するレールと，
    を含むことを特徴とする，請求項７に記載の画像形成装置。
11. 前記ガイド手段は，
    前記ハウジングに少なくとも前記感光体の外周から離隔された位置に設けられて，前記保護カバーが移動過程で前記感光体に接触されないように，その両側部をガイドする保護カバーガイドをさらに備えることを特徴とする，請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記現像カートリッジは，
    前記保護カバーを前記第１位置に移動する方向に付勢させる弾性部材をさらに備えることを特徴とする，請求項７〜１１のうち何れか１項に記載の画像形成装置。

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