JP4991951B2

JP4991951B2 - カラー電子写真画像形成装置

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Publication number: JP4991951B2
Application number: JP2011103374A
Authority: JP
Inventors: 朋也立石
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2010-06-02
Filing date: 2011-05-06
Publication date: 2012-08-08
Anticipated expiration: 2031-05-06
Also published as: US8639162B2; EP2397918B1; EP2397918A1; CN102269952B; MY162404A; US20110299881A1; JP2012014154A; CN102269952A

Description

本発明は、複写機やプリンタとされる電子写真方式あるいは静電記録方式のカラー電子写真画像形成装置に関するものである。

従来、レーザビームプリンタ等の画像形成装置においては、レーザ光等によって感光体ドラムに描かれた潜像を現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写し、転写したトナー像を記録媒体上に定着することが主流である。そして、プロセスカートリッジとして、帯電手段、現像手段、電子写真感光体等を一体的にカートリッジ化している。このカートリッジは、画像形成装置本体に対して着脱可能で、ユーザー交換が可能である。また、メンテナンスを容易にするために、カートリッジを引出し部材に収容し、本体外側へ引出した状態で着脱可能とする方式がある。

このような画像形成装置におけるジャム処理に関しては、例えば特許文献１に示すような構成が知られている。これは、引出し部材を本体から取り外すことが可能であり、開放された場所から本体内のジャム処理を行う方式である。

特開２００６−９８７７２

しかしながら、上記従来例では、以下のような問題点があった。ジャム処理を行う際、引出し部材を本体から分離するため、引出し部材の取り出し作業及び再装着作業が必要となる。また、引出し部材を本体から分離することなくジャム処理を行うには、本体内部へ開放されるスペースが小さいため、ジャム処理性の向上が望まれていた。

本発明は前述した点に鑑みてなされたものである。本発明の目的は、ジャム処理等の操作性を向上させたカラー電子写真画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、複数のカートリッジを支持して、前記カラー電子写真画像形成装置の装置本体の内側に位置する内側位置と、前記装置本体の外側に位置する外側位置と、の間を移動可能なカートリッジ支持部材であって、前記複数のカートリッジを着脱可能な複数の装着部を備えたカートリッジ支持部材と、前記記録媒体を搬送するための搬送経路と、前記カートリッジ支持部材を前記内側位置から前記外側位置に移動させる引き出し方向において、最も上流側の前記装着部に装着されたカートリッジを着脱可能で、前記搬送経路が露出しない前記外側位置の一部である着脱位置において前記カートリッジ支持部材を保持するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか一方に設けられた第１の係合部と、弾性的に付勢されて前記第１の係合部と離脱可能に係合するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか他方に設けられた押圧部材と、前記引き出し方向において、最も上流側の前記装着部よりも上流側で前記搬送経路が露出する、前記外側位置の一部である露出位置に前記カートリッジ支持部材を保持するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか一方に設けられた、前記押圧部材と係合する第２の係合部と、を有し、前記記録媒体が前記搬送経路に滞留した際に、前記カートリッジ支持部材を前記露出位置に位置させることによって、最も上流側の前記装着部に装着された前記カートリッジを前記カートリッジ支持部材から取り外すことなく、最も上流側の前記装着部よりも上流側から滞留した前記記録媒体を除去可能であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、カートリッジ支持部材が記録媒体を搬送する搬送経路を露出する露出位置まで移動することが可能の為、カートリッジ支持部材を装置本体から取り外すことなくジャム処理を行うことできる。

第１実施形態の画像形成装置全体構成を示す断面図である。第１実施形態のカートリッジトレイ引出し可能状態を説明する断面図である。第１実施形態のカートリッジトレイ及び突き当て部材の配置を示す斜視図である。第１実施形態の付勢部材及び回転体と突き当て部材の配置を示す斜視図である。第１実施形態のプロセスカートリッジ交換状態を示す断面図である。第１実施形態のジャム処理状態を示す断面図である。第２実施形態の画像形成装置全体構成を示す断面図である。第２実施形態のストッパ解除状態を示す断面図である。第２実施形態のプロセスカートリッジ交換状態を示す断面図である。第２実施形態のジャム処理状態を示す断面図である。

〔第１実施形態〕
本発明の第１実施形態に係る４色のフルカラー電子写真画像形成装置について、図１から図６を用いて説明する。

［電子写真画像形成装置の全体構成］
まず、本実施形態に係る電子写真画像形成装置１００の全体的構成及び機能について説明する。図１は、電子写真画像形成装置（以下画像形成装置という）１００の構成を示す断面説明図である。以下の説明において、画像形成装置１００に関して、前側とは開閉ドア１８を配置した側である。後側とは前側の反対側である。前後方向とは、画像形成装置１００の後側から前側に向かう方向（前方向）と、その逆の方向（後方向）である。左右とは画像形成装置１００を前側から見て左または右である。左右方向とは、右から左に向かう方向（左方向）と、その逆の方向（右方向）である。

本実施形態の画像形成装置１００は、感光体ドラム１上のトナー像を、転写搬送ベルト４に搬送される記録媒体の上に直接転写する方式を採用したものである。なお、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを総称して感光体ドラム１と記す。

画像形成装置１００の装置本体１００A内には、後側から前側にかけて、４つのプロセスカートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを略水平方向に並べて装着してある。各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫは、収容させたトナーの色は異なるが、互いに同様の構成のものである。なお、カートリッジＰＹはイエロー色の現像剤を収納している。また、カートリッジＰＭはマゼンタ色の現像剤を収納している。また、カートリッジＰＣはシアン色の現像剤を収納している。また，ＰＫはブラック色の現像剤を収納している。

本実施形態の各カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫ（以下、カートリッジＰという）は、それぞれ、感光体ドラム１と、このドラム１に作用する現像ローラ２等をカートリッジＰ内に一体的に組み付けたものである。カートリッジＰの上方部には、レーザスキャナユニット３を配置してある。このレーザスキャナユニット３は、レーザ光により各カートリッジＰのドラム１の表面を走査露光し、静電潜像が順次形成され、続いてその静電潜像が現像ローラ２で現像され、トナー像が形成される。

カートリッジＰの下方部には、転写搬送ベルト４を配置してある。この転写搬送ベルト４は、駆動ローラ５、テンションローラ６、従動ローラ７の３軸によって張架されており、図１に示すように矢印Y1方向へ回転する。転写搬送ベルト４の内側には、各カートリッジＰの感光体ドラム１に対向させて４個の転写ローラ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）を配置してある。転写搬送ベルト４の搬送方向最上流側の位置には、転写搬送ベルト４を挟んで従動ローラ７と対向した吸着ローラ９が配置されている。画像形成装置１００の後側には、定着装置１０と、排出ローラ対１１を配置してある。画像形成装置１００の上面は排出トレイ１２を配置してある。定着装置１０は定着フィルム１０ａと加圧ローラ１０ｂを有するものを用いている。排出ローラ対１１は排出ローラ１１ａと排出コロ１１ｂを有するものを用いている。

給送トレイ１３内に積載収納された記録媒体１４は、図１の矢印Ｙ２方向に回転する給送ローラ１５により給送された後、吸着ローラ９により転写搬送ベルト４との間で挟持される。そして、同時に吸着ローラ９にバイアス電圧が印加される。これにより吸着ローラ９と従動ローラ７との間で電界が形成され、その間の転写搬送ベルト４及び記録媒体１４が誘電分極されて両者に静電吸着力が生じ、記録媒体１４が転写搬送ベルト４の表面に静電吸着される。転写搬送ベルト４上に吸着担持された記録媒体１４は、転写搬送ベルト４の回転にともない各画像形成部の感光体ドラム１上に形成された各色のトナー像を順次重ねて転写される。その後、記録媒体１４は転写搬送ベルト４から分離され、定着フィルム１０ａと加圧ローラ１０ｂのニップ部へ送られ、ここで加熱加圧されてトナー像が記録媒体１４に定着する。トナー像が定着された記録媒体１４は、排出ローラ１１ａと排出コロ１１ｂにより、排出トレイ１２に排出される。

図２は本実施形態におけるカートリッジＰの交換を示す図である。本実施形態では、ユーザビリティ向上のために、カートリッジＰをカートリッジトレイ１６（カートリッジ支持部材）の各装着部１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、１６ｄ（図３参照）に収容し、フロントアクセスにより交換する方式である。カートリッジトレイ１６は、装置本体１００Ａに対してレール部材１７で支持され、前後方向にスライド可能に設けられている。開閉ドア１８は装置本体１００Ａに対して回動可能に設けられており、図２は開閉ドア１８を開いた状態である。開閉ドア１８を開くと、その動作に連動し、カートリッジＰは、上方に所定量移動する。それにより、各カートリッジＰの駆動入力部（不図示）に対する装置本体１００Ａ側の駆動出力部（不図示）の結合が解除される。また、各カートリッジＰが装置本体１００Ａに設けられた位置決め部（不図示）から離間して、カートリッジトレイ１６は装置本体１００Ａから引出し可能となる。

［カートリッジトレイ部の構成］
次に本実施形態におけるカートリッジトレイ１６の引出し、及び、ジャム処理動作について説明する。図３に示すように、装置本体１００Ａの内部の左右両側面には、凹部を形成する溝部１９ａ（第１の係合部）、溝部１９ｂ（第２の係合部）を有する突き当て部材２０が配置されている。また、カートリッジトレイ１６は、カートリッジＰを収容しない領域である開口部Ａを後側に有し、この開口部（領域）Ａは底面及び背面を備えていない。図４に示すように、カートリッジトレイ１６の後方左右両側面には、突き当て部材２０の下面に対し付勢部材２１（弾性部材）で押圧された回転体２２が配置されている。すなわち、回転体２２はこの付勢部材２１により弾性的に付勢されていて、溝部１９ａ，１９ｂと離脱可能に係合する。突き当て部材２０の下面は、前後方向に対し略水平方向である。また、付勢部材２１の押圧は、前後方向に対し略垂直方向である。カートリッジトレイ１６は、図１、図２に示すように、装置本体１００Ａの内側に位置する内側位置Ｉと外側に位置する外側位置Ｏとの間を移動可能となっている。なお、本実施形態では突き当て部材２０が装置本体１００Ａ内部の左右両側面に配置されているが、複数個でなくても構わない。また、左右方向のどの位置に配置されていても構わない。

カートリッジトレイ１６を前方向に引出すと、図５（ａ）に示すように、回転体２２（押圧部材）が溝部１９ａに係合し、保持される。このときのカートリッジトレイ１６の位置（第１の位置）が、外側位置Ｏの一部である着脱位置Ｏ１であり、カートリッジＰが上面の開放領域Ｂにおいて着脱可能となる。すなわちこの位置において内側位置Ｉから外側位置Ｏへ移動させる移動方向（引き出し方向Ｖ）の最上流に装着されたカートリッジＰＹまでが着脱可能である。尚、この着脱位置Ｏ１においては、記録媒体の搬送経路である転写搬送ベルト４は露出していない。

突き当て部材２０は、回転体２２が係合している溝部１９ａより、さらに前方向に溝部１９ｂを備える。そのため、図６に示すように、回転体２２が溝部１９ｂに係合する位置（第２の位置）でカートリッジトレイ１６を保持可能であり、このとき領域Ｃが装置本体１００Ａの内部への開放領域となって記録媒体の搬送経路である転写搬送ベルト４が露出する。本実施例においては、この位置は外側位置Ｏの一部である露出位置Ｏ２である。よって、記録媒体１４が転写搬送ベルト４上に滞留した際に、カートリッジトレイ１６を装置本体１００Ａから取り外すことなく、ユーザーが記録媒体１４を取り除くために装置本体１００Ａの内部へアクセスすることが可能になる。したがって、ジャム処理等の操作性が向上する。

また、溝部１９ｂは溝部１９ａよりも、図６に示すように、距離Ｄだけ深い溝形状に設定されている。そのため、回転体２２が溝部１９ｂを抜け出す際に必要な力が大きくなり、ユーザーが誤ってカートリッジトレイ１６を装置本体１００Ａから取り外すことを抑止することができる。

さらに、図５（ｂ）に示すように、溝部１９ａ，１９ｂは、回転体２２が進入する過程で接触する第１の面Ｓと、脱け出す過程で接触する第２の面Ｑとからなる。そして、第１の面Ｓが突き当て部材２０の下面Ｒとなす角度θ１は、第２の面Ｑが下面Ｒと成す角度θ２より小さく設定される。このため、溝部１９ｂから回転体２２を引き出し方向Ｖに脱出させるための負荷は、溝部１９ｂから回転体を２２を引き出し方向Ｖとは反対の方向である押し込み方向に脱出させる負荷よりも大きくなっている。したがって、カートリッジトレイ１６を装置本体１００Ａから着脱位置Ｏ１や露出位置Ｏ２に引き出す際には、回転体２２が溝部１９ａ、１９ｂと係合するたびに、ユーザーはクリック感を生じる。しかしながら、カートリッジトレイ１６を露出位置Ｏ２や着脱位置Ｏ１から装置本体１００Ａの内部へ押し込む際には、回転体２２が溝部１９から脱出する負荷は、引き出す際の負荷と比較して小さい。よって、ユーザーはカートリッジトレイ１６を装置本体１００Ａの内部へ円滑に押し込むことができる。

なお、上述した説明では、溝部１９ａ，１９ｂが装置本体１００Ａに設けられ、回転体２２がカートリッジトレイ１６に設けたが、回転体２２を装置本体１００Ａに設け、溝部１９ａ，１９ｂをカートリッジトレイ１６に設けるようにしてもよい。すなわち、溝部１９ａ，１９ｂを装置本体１００Ａ及びカートリッジトレイ１６のいずれか一方に設け、回転体２２をこれらのうち、いずれか他方に設けるようにしてもよい。また、本実施例では、露出位置Ｏ２は、記録媒体の搬送経路である転写搬送ベルト４が露出する位置であった。しかし、搬送経路は、転写搬送ベルト４ではなく単に記録媒体を搬送する搬送ガイドであってもよい。

〔第２実施形態〕
第２実施形態であるカラー電子写真画像形成装置について、図７から図１０を用いて説明する。図７に本実施形態の画像形成装置２００の構成を示す。以下この図に基づいて説明を行うが、画像形成の手順は第１実施形態と同様であり、構成、作用の説明が重複するものは同一の番号を付し説明は略す。

本実施形態では、カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを略垂直方向に並べて装着したカートリッジトレイ２１６が、画像形成装置２００の設置面に対して略垂直方向に引出し可能となっている。カートリッジトレイ２１６は、レール部材２１７で引出し可能に支持されている。そして、カートリッジトレイ２１６は、カートリッジＰＹ、ＰＭ、ＰＣ、ＰＫを取り外し可能に装着する装着部２１６ａ、２１６ｂ、２１６ｃ、２１６ｄを有する。また、カートリッジトレイ２１６の上面には、カートリッジトレイ２１６を装置本体２００Ａの外部へ引出すための把持部２１６ｅを配置している。把持部２１６ｅの側面には、カートリッジトレイ２１６の自重による落下を防止するために、ストッパ２８が配置されている。ストッパ２８は支点部２８ａを回転中心として、把持部２１６ｅに対し回転可能となっており、反時計回りの方向へ付勢されている（不図示）。また、装置本体２００Ａの内部の側面には溝部１９ｃ，１９ｄ，１９ｅを有する突き当て部材２２０が、装置本体内部の左側面には、ストッパ２８と係合する規制溝２９ａ，２９ｂ，２９ｃを有する規制部材３０が配置されている。図７において、回転体２２２は突き当て部材の溝部１９ｃに、ストッパ２８は規制部材３０の規制溝２９ａに係合しており、画像形成を行う位置で保持されていている。

カートリッジトレイ２１６を取り出す際には、把持部２１６ｅを握って引き出し方向である上方向Ｗへ引出すが、このときストッパ２８の突出部２８ｂを時計回りに回転させることにより、ストッパ２８が規制溝２９ａから解除される。図８は引出し過程におけるストッパ２８の解除状態を示している。この状態でカートリッジトレイ２１６を引出すことによって、図９に示すように回転体２２２が溝部１９ｄに係合し、カートリッジＰを着脱可能な着脱位置Ｏ３を認識することができる。そして、把持部２１６ｅ及び突出部２８ｂを離すことで、ストッパ２８が規制溝２９ｂと係合する。それにより、カートリッジトレイ２１６の自重による落下を防止し、カートリッジＰの着脱位置Ｏ３で保持され、前面の開放領域ＢにおいてカートリッジＰの着脱が可能となる。尚、第１実施形態と同様に着脱位置Ｏ３においては、記録媒体の搬送経路である転写搬送ベルト４は露出していない。そして、突き当て部材２２０は、回転体２２２が係合している溝部１９ｄより、さらに上方向に溝部１９ｅを備える。そのため、図１０に示すように、回転体２２２が溝部１９ｅに、ストッパ２２８が規制溝２９ｃに係合する露出位置Ｏ４でカートリッジトレイ２１６を保持可能となる。このとき引き出し方向Ｗにおいてカートリッジトレイ２１６の最も上流側の装着部２１６ａよりも上流側に設けられた開口部Ｄによって、ユーザーが装置本体２００Ａの内部に設けられた搬送経路である転写搬送ベルト４にアクセス可能になる。即ち、領域Ｃを通して、転写搬送ベルト４が露出することになり、記録媒体１４が転写搬送ベルト４上に滞留した際のジャム処理等の操作性が向上する。

カートリッジトレイ２１６を装置本体２００Ａの内部に収納する際は、突出部２８ｂを時計回りに回転させてストッパ２８を解除し、引き出し方向Ｗとは反対方向である下方向へ移動させる。そして、回転体２２２が溝部１９ｃに係合する位置で、把持部２１６ｅ及び突出部２８ｂを離すことで、ストッパ２８が規制溝２９ａと係合し、画像形成を行う位置である内側位置Ｉに保持される。尚、カートリッジトレイ２１６の自重による落下速度を軽減するために、ダンパ等を用いても良い。

Ａ …開口部
４ …転写搬送ベルト
１６ …カートリッジトレイ
１９ａ …溝部
１９ｂ …溝部
２２ …回転体

Claims

記録媒体に画像を形成するカラー電子写真画像形成装置において、
複数のカートリッジを支持して、前記カラー電子写真画像形成装置の装置本体の内側に位置する内側位置と、前記装置本体の外側に位置する外側位置と、の間を移動可能なカートリッジ支持部材であって、前記複数のカートリッジを着脱可能な複数の装着部を備えたカートリッジ支持部材と、
前記記録媒体を搬送するための搬送経路と、
前記カートリッジ支持部材を前記内側位置から前記外側位置に移動させる引き出し方向において、最も上流側の前記装着部に装着されたカートリッジを着脱可能で、前記搬送経路が露出しない前記外側位置の一部である着脱位置において前記カートリッジ支持部材を保持するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか一方に設けられた第１の係合部と、
弾性的に付勢されて前記第１の係合部と離脱可能に係合するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか他方に設けられた押圧部材と、
前記引き出し方向において、最も上流側の前記装着部よりも上流側で前記搬送経路が露出する、前記外側位置の一部である露出位置に前記カートリッジ支持部材を保持するために、前記カートリッジ支持部材及び前記装置本体のいずれか一方に設けられた、前記押圧部材と係合する第２の係合部と、
を有し、
前記記録媒体が前記搬送経路に滞留した際に、前記カートリッジ支持部材を前記露出位置に位置させることによって、最も上流側の前記装着部に装着された前記カートリッジを前記カートリッジ支持部材から取り外すことなく、最も上流側の前記装着部よりも上流側から滞留した前記記録媒体を除去可能であることを特徴とするカラー電子写真画像形成装置。
前記カートリッジ支持部材は、前記露出位置において前記搬送経路が露出することが可能な開口部を有することを特徴とする請求項１に記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記押圧部材を前記第２の係合部に係合させた状態で前記カートリッジ支持部材を前記引き出し方向に移動させるときに要する負荷は、前記押圧部材を前記第１の係合部に係合させた状態で前記カートリッジ支持部材を前記引き出し方向に移動させるときに要する負荷よりも大きいことを特徴とする請求項１又は請求項２記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記第１の係合部及び前記第２の係合部は凹部であって、前記第２の係合部の凹部は前記第１の係合部の凹部よりも深いことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記押圧部材は、弾性部材によって前記第１の係合部に向かって弾性的に付勢され、軸を中心に回転する回転体であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記第１の係合部及び前記第２の係合部は凹部であって、前記カートリッジ支持部材を前記引き出し方向に移動させる際に、前記押圧部材が、前記凹部へ進入する過程で接触する第１の面と、前記押圧部材が前記凹部から脱け出す過程で接触する第２の面とを有し、前記第１の面が前記カートリッジ支持部材の引き出し方向となす角度θ１が、前記第２の面が前記引き出し方向となす角度θ２よりも小さいことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記カートリッジ支持部材は、前記カラー電子写真画像形成装置を設置する設置面に対して水平方向又は前記設置面に対して垂直方向に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載のカラー電子写真画像形成装置。
前記搬送経路は、前記記録媒体を搬送する搬送ベルトであることを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載のカラー電子写真画像形成装置。