JP4634070B2

JP4634070B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP4634070B2
Application number: JP2004173466A
Authority: JP
Inventors: 雅之鈴木
Original assignee: 株式会社沖データ
Priority date: 2004-06-11
Filing date: 2004-06-11
Publication date: 2011-02-16
Anticipated expiration: 2024-06-11
Also published as: JP2005352220A

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、ファクシミリ装置、複写機等の電子写真式の画像形成装置においては、プロセスカートリッジが着脱可能に配設され、該プロセスカートリッジと対向させて露光装置及び転写ローラが配設される。そして、各プロセスカートリッジには感光体ドラムが配設され、該感光体ドラムの周囲には、帯電ローラ、現像器及びクリーニング装置が配設される。また、前記プロセスカートリッジに対してトナーカートリッジが着脱自在に配設される。

前記構成の画像形成装置において、前記感光体ドラムが回転させられると、帯電ローラは感光体ドラムの表面を一様に、かつ、均一に帯電させ、前記露光装置は感光体ドラムの表面を照射して静電潜像を形成する。続いて、現像器は前記静電潜像を現像してトナー像を形成する。そのために、前記トナーカートリッジから落下した現像剤としてのトナーが現像器に供給される。そして、転写ローラはトナー像を、用紙カセットから供給された用紙に転写する。

ところで、トナー像が転写された後の感光体ドラムの表面にはトナーが残留するが、前記クリーニング装置は残留したトナーを掻（か）き取り、除去する。そして、除去されたトナーは、前記プロセスカートリッジの現像剤排出部によって排出される。

また、該現像剤排出部によって排出されたトナーを回収するために、前記トナーカートリッジ内にトナー回収槽が形成され、該トナー回収槽に形成された現像剤受入部と前記現像剤排出部とが接続される。なお、前記現像剤受入部及び現像剤排出部によって接合部が構成される。

図２は従来の現像剤排出部の例を示す図、図３は従来の現像剤受入部の例を示す図、図４は従来の接合部の状態を示す図である。

図において、１０１は現像剤排出部であり、該現像剤排出部１０１にトナーが漏れるのを防止するためにシャッタ１０２が配設される。該シャッタ１０２は、ロッド１０３の前端（図において右端）に取り付けられ、スプリング１０４によって前方（図において右方）に向けて付勢され、選択的に開閉される。

また、１０６は現像剤受入部であり、該現像剤受入部１０６は開口１０７に臨ませて選択的に開閉されるシャッタ１０８を備える。前記現像剤受入部１０６内には、突起１０９が開口１０７に向けて形成される。

図４に示されるように、シャッタ１０８を開き、前記現像剤排出部１０１を前進（図において右方向に移動）させ、開口１０７内に嵌（かん）入して現像剤受入部１０６と現像剤排出部１０１とを接続するのに伴って、突起１０９によって前記シャッタ１０２がスプリング１０４の付勢力に抗して押され、開かれる（例えば、特許文献１参照。）。

次に、従来の他の接合部について説明する。

図５は従来の他の接合部の状態を示す第１の図、図６は従来の他の接合部の状態を示す第２の図、図７は従来の他の接合部の状態を示す斜視図である。

図において、１１１は現像剤排出部、１１２はトナー回収槽、１１３は該トナー回収槽１１２に形成された現像剤受入部、１１５は、前記現像剤排出部１１１の前端部（図において左端部）の下端において、摺動自在に配設された第１のシャッタ、１１６は前記現像剤排出部１１１の前端部において揺動自在に配設された第２のシャッタ、１１７は前記現像剤受入部１１３に揺動自在に配設された第３のシャッタ、１１８は第１のシャッタ１１５を閉じる方向に付勢するスプリング、１３１は現像剤排出部１１１内でトナーを搬送するスパイラルである。図６及び７に示されるように、前記現像剤排出部１１１が、前進（図において左方向に移動）させられ、現像剤受入部１１３の開口１１９内に嵌入されると、第３のシャッタ１１７が現像剤排出部１１１によって押され、トナー回収槽１１２によって第１のシャッタ１１５がスプリング１１８の付勢力に抗して押され、開かれる。そして、第２のシャッタ１１６が、回動して開かれる（例えば、特許文献２参照。）。
特公昭６３−１０４２４号公報特開平５−３１９５３９号公報

しかしながら、前記従来の画像形成装置においては、図２〜４の接合部の場合、現像剤排出部１０１と現像剤受入部１０６とを接合する際に、突起１０９によってシャッタ１０２が押されるようになっているので、現像剤排出部１０１と現像剤受入部１０６とがある程度重なり、かつ、完全に接合していない状態において、シャッタ１０２はある程度開かれてしまう。したがって、接合部からトナーが漏れてしまい、プロセスカートリッジがトナーで汚れてしまう。

また、図５〜７の接合部の場合、操作者が、誤って第１のシャッタ１１５を押すと、第２のシャッタ１１６が開いてしまい、トナーが漏れてしまい、プロセスカートリッジがトナーで汚れてしまう。

本発明は、前記従来の画像形成装置の問題点を解決して、現像剤排出部と現像剤受入部との接合部から現像剤が漏れるのを防止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。

そのために、本発明の画像形成装置においては、像担持体、及び該像担持体から現像剤を除去するクリーニング部を備えた画像形成カートリッジ、並びに該画像形成カートリッジに対して着脱自在に配設され、画像形成カートリッジから排出された現像剤を収容する現像剤回収部を有するようになっている。

そして、前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体に対して着脱するための本体カバーと、前記クリーニング部によって除去された現像剤を前記画像形成カートリッジ外に排出するための現像剤排出部と、該現像剤排出部の開口部を開閉する開閉装置と、前記現像剤回収部に形成され、前記現像剤排出部と当接又は嵌合し、前記画像形成カートリッジから排出された現像剤を受け入れる現像剤受入部とを有する。
また、前記開閉装置は、互いに連動せず、前記現像剤排出部の内側の現像剤排出口に配設され、前記本体カバーの開閉に伴って開閉されることによって前記現像剤排出口を開閉する第１のシャッタ、及び前記現像剤排出部の外側において前記第１のシャッタを覆うように配設され、前記現像剤排出部と前記現像剤受入部との当接又は嵌合による前記現像剤回収部の前記画像形成カートリッジに対する着脱に伴って開閉される第２のシャッタを備える。
そして、前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体に装着する際には第２、第１のシャッタの順に開かれ、前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体から取り外す際には第１、第２のシャッタの順に閉じられる。

本発明によれば、画像形成装置においては、像担持体、及び該像担持体から現像剤を除去するクリーニング部を備えた画像形成カートリッジ、並びに該画像形成カートリッジに対して着脱自在に配設され、画像形成カートリッジから排出された現像剤を収容する現像剤回収部を有するようになっている。

この場合、現像剤排出部と現像剤受入部とが当接又は嵌合した状態でシャッタが開閉されるので、画像形成カートリッジ又は現像剤回収部を装置本体に対して着脱したり、印字動作を行ったりしているときに、現像剤排出部が露出されることがなくなる。したがって、現像剤排出部と現像剤受入部との接合部から現像剤が漏れるのを防止することができ、画像形成カートリッジが現像剤で汚れるのを防止することができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのプリンタについて説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態におけるプロセスカートリッジの平面図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの断面図、図９は本発明の第１の実施の形態におけるプロセスカートリッジの要部を示す平面図である。

図において、１１はプリンタであり、該プリンタ１１は、プリンタ１１の本体、すなわち、装置本体に対して着脱自在に配設された画像形成カートリッジとしてのプロセスカートリッジ１２、該プロセスカートリッジ１２及び装置本体に対して着脱自在に配設された現像剤回収部としてのトナー回収部１３、露光装置１４、転写装置としての転写ローラ１５、前記プロセスカートリッジ１２を装置本体に対して着脱するために揺動自在に配設された第１の開閉部材としての本体カバー１６、トナー回収部１３をプロセスカートリッジ１２及び装置本体に対して着脱するために揺動自在に配設された第２の開閉部材としての回収部カバー３０、定着装置４０等を有する。

前記プロセスカートリッジ１２は、像担持体としての感光体ドラム１７、該感光体ドラム１７の表面を帯電させる帯電装置としての帯電ローラ１８と、前記露光装置１４によって露光されて前記感光体ドラム１７上に形成された静電潜像に、現像剤としてのトナーを付着させて現像し、現像剤像としてのトナー像を形成する現像器１９、及び前記転写ローラ１５によって媒体としての図示されない用紙上に前記トナー像が転写された後、感光体ドラム１７上に残ったトナーを除去するクリーニング部２０を有する。前記現像器１９は、現像ローラ１９ａ、トナー供給ローラ１９ｂ、前記現像ローラ１９ａに当接させて配設された現像ブレード１９ｃ等を備える。

前記クリーニング部２０は、ウレタンゴムから成り、感光体ドラム１７上から転写工程後に残ったトナーを除去するクリーニングブレード２１、樹脂又は金属ワイヤから成り、前記クリーニングブレード２１によって除去されたトナーをプロセスカートリッジ１２の一方の端部に搬送する現像剤搬送部材としてのスパイラル２２、該スパイラル２２によって搬送されたトナーを前記プロセスカートリッジ１２外に排出する現像剤排出部としてのトナー排出部２３、及び該トナー排出部２３の開口部を開閉するシャッタ２４を有する。

該シャッタ２４は、前記トナー排出部２３の開口２３ａに対応する開口２４ａを備え、図９に示されるように、前記プロセスカートリッジ１２外に配設されたシャッタ駆動部としてのソレノイド２５を駆動することによって押されると、開口位置に置かれ、前記開口２３ａ、２４ａが一致して開かれ、図１に示されるように、前記ソレノイド２５の駆動が停止させられ、押されなくなると、図示されない付勢部材としてのばねの付勢力によって、閉鎖位置に置かれ、前記開口２３ａ、２４ａが一致しなくなり、閉じられる。なお、本実施の形態において、前記ソレノイド２５はプロセスカートリッジ１２外に配設されるようになっているが、プロセスカートリッジ１２内に配設することもできる。

前記トナー回収部１３は、トナー排出部２３と当接する現像剤受入部としてのトナー受入部２６及びトナータンク２７を備え、前記トナー受入部２６によって受け入れられたトナーは直接又は図示されない搬送部材によって、トナータンク２７に収容され、回収される。なお、前記トナー受入部２６は、トナー排出部２３と当接したときに、シャッタ２４及びトナー排出部２３の開口部の周辺を、シャッタ２４が開口位置及び閉鎖位置のどちらに置かれても完全に覆うことができる大きさ及び形状を有する。

前記本体カバー１６を揺動させることによって選択的に開かれる開口部１１ａの内周縁の所定の位置には、本体カバー１６の開閉に伴ってオン・オフさせられる第１の開閉検出部としての開閉検出スイッチ２８が、前記回収部カバー３０を揺動させることによって選択的に開口させられる開口部１１ｂの内周縁の所定の位置には、回収部カバー３０の揺動に伴ってオン・オフさせられる第２の開閉検出部としての開閉検出スイッチ３１が配設され、各開閉検出スイッチ２８、３１によって、それぞれ本体カバー１６及び回収部カバー３０の開閉状態が検出される。そして、各開閉検出スイッチ２８、３１のセンサ出力を表す開閉検出信号に基づいて前記ソレノイド２５が駆動される。

なお、前記本体カバー１６を回動させて開口部１１ａを開いたときに、プロセスカートリッジ１２及びトナー回収部１３の両方を着脱することができるようにした構造を有するプリンタ１１の場合には、前記回収部カバー３０及び開閉検出スイッチ３１は不要である。

次に、プロセスカートリッジ１２を装置本体に装着する際のシャッタ２４の動作について説明する。

まず、本体カバー１６を開き、プロセスカートリッジ１２をプリンタ１１内の所定の位置に装着する。これに伴って、前記トナー排出部２３とトナー受入部２６とが完全に当接する。この状態で、本体カバー１６を閉じると、開閉検知スイッチ２８がオンになり、ソレノイド２５が駆動され、シャッタ２４を押し、開口位置に置く。したがって、シャッタ２４が開かれ、トナーが排出される。

次に、プロセスカートリッジ１２を装置本体から取り外す際のシャッタ２４の動作について説明する。

まず、本体カバー１６を開くと、前記開閉検知スイッチ２８がオフになり、ソレノイド２５の駆動が停止させられ、シャッタ２４は前記ばねの付勢力によって閉鎖位置に置かれる。したがって、シャッタ２４が閉じられ、トナーの排出が不可能になる。その結果、プロセスカートリッジ１２を装置本体から取り外すことができる。

なお、回収部カバー３０を開いてトナー回収部１３を着脱する際も、同様に、開閉検知スイッチ３１のオン・オフに基づいてシャッタ２４が開閉される。

すなわち、トナー回収部１３を装置本体に装着する場合、まず、回収部カバー３０を開き、トナー回収部１３をプリンタ１１内の所定の位置に装着する。これに伴って、前記トナー排出部２３とトナー受入部２６とが完全に当接する。この状態で、回収部カバー３０を閉じると、開閉検知スイッチ３１がオンになり、ソレノイド２５が駆動され、シャッタ２４を押し、開口位置に置く。したがって、シャッタ２４が開かれ、トナーが排出される。

また、トナー回収部１３を装置本体から取り外す場合、まず、回収部カバー３０を開くと、前記開閉検知スイッチ３１がオフになり、ソレノイド２５の駆動が停止させられ、シャッタ２４は前記ばねの付勢力によって閉鎖位置に置かれる。したがって、シャッタ２４が閉じられ、トナーの排出が不可能になる。その結果、トナー回収部１３を装置本体から取り外すことができる。

このように、トナー排出部２３とトナー受入部２６とが当接した状態でシャッタ２４が開閉されるので、プロセスカートリッジ１２又はトナー回収部１３を装置本体に対して着脱したり、印字動作を行ったりしているときに、トナー排出部２３が露出されることがなくなる。したがって、トナー排出部２３とトナー受入部２６との接合部からトナーが漏れるのを防止することができ、プロセスカートリッジ１２がトナーで汚れるのを防止することができる。

ところで、前記感光体ドラム１７は、駆動部としてのモータ２９を駆動することによって回転させられる。そのために、モータ２９の出力軸に取り付けられたギヤｇ１と前記感光体ドラム１７の一端に取り付けられたギヤｇ２とが噛（し）合させられる。また、前記スパイラル２２は、感光体ドラム１７と同様に、モータ２９を駆動することによって回転させられる。そのために、前記ギヤｇ２と、スパイラル２２の一端に取り付けられたギヤｇ３とが噛合させられる。また、前記ソレノイド２５は、モータ２９が駆動されているときだけ駆動される。

したがって、プロセスカートリッジ１２が装置本体に装着された状態でモータ２９が駆動されると、感光体ドラム１７及びスパイラル２２が作動させられ、回転させられるとともに、ソレノイド２５が駆動され、シャッタ２４が開かれる。一方、モータ２９の駆動が停止させられると、感光体ドラム１７及びスパイラル２２の回転が停止させられるとともに、ソレノイド２５の駆動が停止させられ、前記シャッタ２４が閉じられる。

この場合、スパイラル２２が回転させられ、トナーが排出されているときだけシャッタ２４が開かれるようになっているので、例えば、振動を受ける過酷な条件下において、仮に、トナー排出部２３とトナー受入部２６との間に隙（すき）間が形成されてしまった場合でも、トナーが漏れるのを最小限にすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与することによってその説明を省略し、同じ構造を有することによる発明の効果は同実施の形態の効果を援用する。

図１０は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの断面図、図１１は本発明の第２の実施の形態における第２のシャッタが閉じられた状態を示す図、図１２は本発明の第２の実施の形態における第２のシャッタが開かれた状態を示す図、図１３は本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジの平面図、図１４は本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジの要部を示す平面図である。

この場合、現像剤排出部としてのトナー排出部２３の内側に第１のシャッタ３２が、外側に第２のシャッタ３３が配設され、第１、第２のシャッタ３２、３３によって開閉装置が構成される。また、開閉部材としての本体カバー１６に突起３４がプリンタ１１内に向けて形成され、前記第１のシャッタ３２は、突起３４によって押されて開かれ、突起３４からの押圧力がなくなると、図示されない第１の付勢部材としてのばねの付勢力によって閉じられる。

そして、第２のシャッタ３３は、図１２に示されるように、現像剤受入部としてのトナー受入部２６により押されることによって、トナー排出部２３とトナー受入部２６との当接部の外側に退避させられて開放位置に置かれ、開かれ、図１１に示されるように、トナー排出部２３とトナー受入部２６とが離間させられると、図示されない第２の付勢部材としてのばねの付勢力によって閉鎖位置に置かれ、閉じられる。なお、前記第１、第２のシャッタ３２、３３は互いに連動しない構造を有する。

次に、画像形成カートリッジとしてのプロセスカートリッジ１２を装置本体に対して着脱する際の第１、第２のシャッタ３２、３３の動作について説明する。

図１５は本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱する際の第１、第２のシャッタの動作を示すタイムチャートである。

プロセスカートリッジ１２（図１０）が装置本体に装着されていない場合、前記第１、第２のシャッタ３２、３３はそれぞれ閉鎖位置に置かれる。そして、プロセスカートリッジ１２を装置本体に装着する際、トナー排出部２３とトナー受入部２６とが接近し、タイミングｔ１で第２のシャッタ３３がトナー受入部２６によって押され、プロセスカートリッジ１２が所定の位置に装着されると、トナー排出部２３とトナー受入部２６とが当接し、第２のシャッタ３３が開放位置に置かれる。このとき、第１のシャッタ３２は、閉鎖位置に置かれたままである。

次に、本体カバー１６を閉じると、タイミングｔ２で前記突起３４によって第１のシャッタ３２が押されて開口位置に置かれる。このとき、トナー排出部２３の開口部が開かれ、トナーの排出が可能になる。

一方、前記本体カバー１６が開かれると、前記突起３４からの押圧力がなくなり、タイミングｔ３で前記第１のシャッタ３２は、前記ばねの付勢力によって閉鎖位置に置かれる。このとき、トナー排出部２３の開口部は閉じられ、トナーの排出が不可能になる。

続いて、プロセスカートリッジ１２を装置本体から取り外すのに伴って、タイミングｔ４で第２のシャッタ３３が閉鎖位置に置かれる。

なお、現像剤回収部としてのトナー回収部１３を装置本体に対して着脱する際も同様の動作が行われる。

このように、本実施の形態においては、トナー排出部２３において、内側に第１のシャッタ３２が、外側に第２のシャッタ３３が配設され、プロセスカートリッジ１２又はトナー回収部１３を装置本体に装着する際には第２、第１のシャッタ３３、３２の順に開かれ、プロセスカートリッジ１２又はトナー回収部１３を装置本体から取り外す際には第１、第２のシャッタ３２、３３の順に閉じられるので、第２のシャッタ３３に現像剤としてのトナーが付着するのを防止することができる。

したがって、トナーで汚れる可能性の高い第１のシャッタ３２を第２のシャッタ３３で覆うことができるので、プロセスカートリッジ１２の美観を良くすることができる。

また、第１、第２のシャッタ３２、３３は互いに連動しないので、作業者が誤って第２のシャッタ３３を開いても、第１のシャッタ３２が開かれることがなく、トナーが漏れることがない。

各実施の形態においては、トナー排出部２３とトナー受入部２６とが当接させられるようになっているが、トナー受入部２６をトナー排出部２３に嵌合させることもできる。

なお、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態におけるプロセスカートリッジの平面図である。従来の現像剤排出部の例を示す図である。従来の現像剤受入部の例を示す図である。従来の接合部の状態を示す図である。従来の他の接合部の状態を示す第１の図である。従来の他の接合部の状態を示す第２の図である。従来の他の接合部の状態を示す斜視図である。本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの断面図である。本発明の第１の実施の形態におけるプロセスカートリッジの要部を示す平面図である。本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの断面図である。本発明の第２の実施の形態における第２のシャッタが閉じられた状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態における第２のシャッタが開かれた状態を示す図である。本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジの平面図である。本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジの要部を示す平面図である。本発明の第２の実施の形態におけるプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱する際の第１、第２のシャッタの動作を示すタイムチャートである。

符号の説明

１１プリンタ
１２プロセスカートリッジ
１３トナー回収部
１６本体カバー
１７感光体ドラム
２０クリーニング部
２２スパイラル
２３トナー排出部
２４シャッタ
２５ソレノイド
２６トナー受入部
２８、３１開閉検知スイッチ
２９モータ
３０回収部カバー
３２、３３第１、第２のシャッタ

Claims

像担持体、及び該像担持体から現像剤を除去するクリーニング部を備えた画像形成カートリッジ、並びに該画像形成カートリッジに対して着脱自在に配設され、画像形成カートリッジから排出された現像剤を収容する現像剤回収部を有する画像形成装置において、
（ａ）前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体に対して着脱するための本体カバーと、
（ｂ）前記クリーニング部によって除去された現像剤を前記画像形成カートリッジ外に排出するための現像剤排出部と、
（ｃ）該現像剤排出部の開口部を開閉する開閉装置と、
（ｄ）前記現像剤回収部に形成され、前記現像剤排出部と当接又は嵌合し、前記画像形成カートリッジから排出された現像剤を受け入れる現像剤受入部とを有するとともに、
（ｅ）前記開閉装置は、互いに連動せず、前記現像剤排出部の内側の現像剤排出口に配設され、前記本体カバーの開閉に伴って開閉されることによって前記現像剤排出口を開閉する第１のシャッタ、及び前記現像剤排出部の外側において前記第１のシャッタを覆うように配設され、前記現像剤排出部と前記現像剤受入部との当接又は嵌合による前記現像剤回収部の前記画像形成カートリッジに対する着脱に伴って開閉される第２のシャッタを備え、
（ｆ）前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体に装着する際には第２、第１のシャッタの順に開かれ、前記画像形成カートリッジ又は前記現像剤回収部を装置本体から取り外す際には第１、第２のシャッタの順に閉じられることを特徴とする画像形成装置。