JPH0484173A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、複写機・プリンタ等転写材へ画像形成を行う
電子写真方式の画像形成装置に関する。

〔発明の背景〕

電子写真方式を用いるアナログ複写機や半導体レーザ・
ＬＥＤ走査系による複写機・プリンタ等の画像形成装置
において、耐用寿命を有する各種感光体、現像剤キャリ
ア、クリーニング部材や現像剤トナーの消耗時等での補
給・交換のために画像形成手段の一部をカートリッジ化
して、これら画像形成手段の要部を一体化した部材を装
置外へ取り出し、メンテナンス或は交換を行うよう構成
されたものが提案されている。また、画像形成手段によ
って像形成される転写材の搬送路を開放してジャム処理
時に転写材を取り出し易くする様な構成も種々提案され
てきている。

これらの代表的な構成として特公昭５８−５４３９２号
公報に開示されている様な、感光体ドラム、現像器、ク
リーナー等を一体的に支持部材に取付け、装置本体より
引抜き可能とし、各ユニットの交換や補修を容易化する
提案がなされており、次いでこれら画像形成手段の主要
部を一体化して使い捨てとしたものが特開昭５７−１５
４２５５号公報に、また同様の使い捨てカートリッジを
用いるもので、半導体レーザによるドツト露光走査書込
みによって感光体ドラム上に潜像形成を行うプリンタ構
成が特開昭５９−１４７３６６号公報等にて開示されて
いる。

更に、これらの公報には分割構造の上部筐体を開放して
転写材搬送路を開き、ジャム時の転写材を取り出す構成
が開示され、且つ前記の特開昭５７−１５４２５５号公
報には、２分割の構造の上部筐体に使い捨てプロセスカ
ートリッジを交換可能に配設した構成が採られ、カート
リッジ交換の作業性と、ジャム処理の容易性を解決しよ
うとしている。また補給用トナーカートリッジや回収ト
ナｍｍりリニングカートリッジを主とするプロセスカー
トリッジの交換作業の容易性に重点をおいて２分割構造
とし、特に下部筐体にプロセスカートリッジを配設して
、メンテナンスの作業性の向上を図ったものが特開昭５
８−１１６１号公報にて開示されている。

また、前記構造をタテ型としたもので、特開昭６３−２
４４０５８号、同６３−２４４０５９号、同６３−２４
４０６４号、特開平１−１７９１６８号公報等にて提案
されているが、これは同一方向操作およびジャム処理向
上を図ったものである。

〔発明か解決しようとする問題点〕

然し、現像器と像担持体等とをプロセスカートリッジと
し、装置本体に対して交換可能とした場合には、該プロ
セスカートリッジの装置本体への装填・離脱か容易で、
且つ装置本体への挿脱の際に現像器よりのトナー或は現
像剤等の洩れ、コボレ等の心配がなく、また転写材のジ
ャム処理時等においても、これら問題の生しないプロセ
スカートリッジヲ有したコンパクトなプリンタは提案さ
れていない。

また、２分割構造としたプリンタで、上部筐体開口時に
上部筐体に設けたプロセスカートリッジカ、廃トナーの
コボレ対策として常時水平に保たれるようにした提案が
、特開昭５８−１９０９６１号公報にて開示されている
。装填・ジャム処理の容易性は図られているものの、カ
ートリッジの装填時や、ジャム処理時、その他メンテ交
換操作時等でのトナーコボレ・モレ等に対しての問題解
決かなされる構成でなかった。

特に、前記ジャム処理を容易とした２分割構造で上部筐
体に使い捨てカートリ・クジを設けた構造の特開昭５８
−７２１５９号公報提案や、補給や回収トナーの交換の
容易化を図り下部筐体にプロセスカートリッジを設け、
ジャム処理時に現像、クリーニング、感光体ドラム等の
プロセスカートリッジを上方に持ち上げて処理する特開
昭５８−１１６１号公報提案は、いずれもプロセスカー
トリッジ交換の作業性とジャム処理の容易性とが相反し
ている。さらにこれらプロセスカートリッジでは現像部
・クリーニング部を下面としていて、給紙搬送系路をは
さんで転写極と対峙するためプロセスカートリッジの交
換時や機器本体への外部からの振動衝撃時にはカートリ
ッジを厳重にシールしていても、現像器やクリーナ部か
らのトナーこぼれが生じ、機内汚れや転写紙の汚損を生
ずる原因となっていた。

また、実開昭６３−１９５３５７号公報で開示されたプ
リンタは、内部にプロセスカートリッジを内蔵し、上部
に平坦な給送搬送路を形成しているが、感光体ドラムの
転写材分離部から定着部に至る間の搬送路に制限があっ
て搬送部の問題が解消されてぃない。さらに２分割の際
のジャム処理の容易性、アップスタンドのスタック給紙
構成のための全体としてのコンパクト性に欠け、２分割
した場合に上部筐体の開口角が制約される等ユーザにと
って必ずしも操作性に優れた装置を提供するに至ってい
ない。

近年コンパクトなカートリッジを用い搬送性、ジャム処
理の問題を解消し、同方向操作を可能とした構成が前記
特開昭６４−４０８５０号、同６３−２４４０５９号公
報等によって開示されている。

また、特開昭６３−８５７６３号公報にはプロセスカー
トリッジのトナー消耗時や感光体寿命時において、表示
出力を行うようにした制御の思想が開示されているが、
前記ジャム処理の容易性、カートリッジの作動・操作時
等でのトナーコボレしがなく、且つ交換の容易性を有し
、また装置本体前面一方向にて全操作が可能なすべてを
満足する様なコンパクトで使い易い機能を有する構成の
画像形成装置を提供するものはなかった。

本発明は、この点を解決して改良した結果、消純品の交
換・資材のメンテ・交換およびジャム処理を容易化し、
更には前記各作業のすべてを装置の同一側面より寅施出
来得るように構成した画像形成装置の提供を目的とした
ものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的は、開閉可能な開口部を有していて、交換可能
な少なくとも像担持体を含むプロセスカートリッジを内
挿し得る画像形成装置において、前記開口部の開動作に
よって前記プロセスカートリッジは画像形成を可能とす
る第１位置から装脱着を可能とする第２位置への移動を
行ない、前記プロセスカートリッジの第２位置から第１
位置への移動完了をもって前記開口部は開動作を行うよ
う構成したことを特徴とする画像形成装置によって達成
される。

〔実施例〕

本発明の画像形成装置の一実施例を第１図ないし第７図
に示す。

第１図において、■はベルト状像担持体たる可撓性の感
光体ベルトで、該感光体ベルト１は回動ローラ２および
３の間に架設されていて回動ローラ２の駆動により時計
方向に搬送される。

４は前記□感光体ベルトｌに内接するよう装置本体に固
定した支持体すなわちガイド部材であって、前記感光体
ベルトｌは回動ローラ３の外側への付勢作用によって緊
張状態とされることによりその内周面を前記ガイド部材
４に摺擦させる。

従って前記感光体ベルトｌの外周面の感光体は搬送中に
も常に前記ガイド部材４の表面に対し一定の関係位置に
保たれ、安定した画像形成面を構成することを可能とし
ている。

６は帯電手段たるスコロトロン帯電器、７は像露光手段
たるレーザ書込み系ユニット、８ないし１１はそれぞれ
特定色の現像剤を収容した複数の現像手段すなわち現像
器であって、これ等の各像形成手段はガイド部材４を背
面にした前記感光゛体ベルト１の外周面に対向して配設
される。

前記レーザ書込み系ユニット７には図示の光学系のもの
の他に、発光部と収束性光伝送体を一体とした光学系等
も使用される。

前記各現像器８．９．１０．１１は例えばイエローマゼ
ンタ、シアン、黒色の各現像剤をそれぞれ収容するもの
で前記感光体ベルトｌと所定の間隙を保つ各現像スリー
ブを備え、感光体ベルトｌ上の潜像を非接触現像法によ
り顕像化する機能を有している。この非接触現像は接触
現像と異なり、感光体ベルトの移動を妨げない長所を有
する。

１２は転写器、１２人は除電バー　１３はクリーニング
装置で該クリーニング装置１３のブレード１３Ａとトナ
ー搬送ローラ１３Ｂは画像形成中には感光体ベルｌ−１
の表面より離間した位置に保たれ画像転写後のクリーニ
ング時のみ図示の如く感光体ベルトｌの表面に圧接され
る。

前記カラー画像形成装置によるカラー画像形成のプロセ
スは次のようにして行われる。

まず本実施例による多色像の形成は、次の像形成システ
ムに従って遂行される。即ちオリジナル画像を撮像素子
が走査するカラー画像データ入力部で得られたデータを
、画像データ処理部で演算処理して画像データを作成し
、これは−旦画像メモリに格納される。次いで該画像メ
モリは、記録時とり出されて記″録部である例えば第一
１図の実施例で示したカラー画像形成装置へと入力され
る。

すなわち前記プリンタとは別体の画像読取装置から出力
される色信号が前記レーザ書込み系ユニット７に入力さ
れると、レーザ書込み系ユニット７においては半導体レ
ーザ（図示せず）”で発生されたレーザビームは駆動モ
ータ７Ａにより回転されるポリゴンミラー７Ｂにより回
転走査され、ｆθレンズ７Ｃを経てミラー７Ｄおよび７
Ｅ、７Ｆにより光路を曲げられて、予め帯電手段たる帯
電器６によって電荷を付与された感光体ベル）ｌの周面
上に投射され輝線を形成する。

一方では走査が開始されるとビームがインデックスセン
サによって検知され、第１の色信号によるビームの変調
が開始され、変調されたビームが前記感光体ベルトｌの
周面上を走査する。従ってレーザビームによる主走査と
感光体ベルト１の搬送による副走査により感光体ベルｌ
−１の周面上に第１の色に対応する潜像が形成されて行
く。この潜像は現像手段の内イエロー（Ｙ）のトナー（
顕像媒体）の装填された現像器８により現像されて、ド
ラム表面にトナー像が形成される。得られたトナー像は
ドラム面に保持されたまま感光体ベルト１の周面より引
き離されている清掃手段たるクリニング装置１１３の下
を通過し、っぎのコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ベルトｌは前記帯電器６により再
び帯電され、次いで信号処理部から出力された第２の色
信号か前記書込み系ユニット７に入力され、前述した第
１の色信号の場合と同様にしてドラム表面への書込みが
行われ潜像が形成される。潜像は第２の色としてマゼン
タＣＭ）のトナを装填した現像器９によって現像される
。

このマゼンタ（Ｍ）のトナー像はすでに形成されている
前述のイエロー（Ｙ）のトナー像の存在下に形成される
。

ＩＯはシアン（Ｃ）のトナーを有する現像器で、信号処
理部で発生される制御信号に基づいてドラム表面にシア
ン（Ｃ）のトナー像を形成する。

さらに１１は黒色のトナーを有する現像器であって、同
様の処理によりベルト表面に黒色のトナー像を重ね合わ
せて形成する。これ等各現像器８９１０および１】の各
スリーブには直流あるいはさらに交流のバイアスが印加
され、顕像手段である２成分現像剤によるジャンどング
現像が行われ、基体か接地された感光体ベルト１には非
接触で現像か行われるようになっている。なお現像とし
ては、−成分現像剤を用いた非接触現像を用いることも
できる。

かくして感光体ベルトｌの周面上に形成されたカラーの
トナー画像は、転写部において給紙カセット１４より給
紙ガイド１５を経て送られてきた転写材に転写される。

すなわち、給紙カゼッ１〜１４に収容された転写材は給
紙ローラ１６の回転によって最上層の一枚か搬出されて
タイミングローラ１７を介し感光体ベル］・ｌ上の像形
成とタイミングを合わせて転写器１２へと供給される。

画像の転写・除電を受けた転写材は、前記回動ローラ２
に沿って急に方向転換をする感光体ベルト１より確実に
分離して吸着式の搬送ベルト１７Ａを介して上方に向か
い、定着ローラ１８によって画像を溶着したのち排紙ロ
ーラ１９を経て上蓋２０に形成したトレイ上に排出され
る。

一方、転写材への転写を終えた感光体ベルトｌはさらに
搬送を続けてブレード１３Ａとトナー搬送ローラ１３Ｂ
を圧接状態とした前記クリーニング装置１３において残
留したトナーの除去を行いその終了をまりで再び前記ブ
レード１３Ａを引き離し、それより少し後にトナー供給
ローラ１３Ｂがブレード１３／１の先端部に堆積したト
ナーをならした後に、トナー供給ローラ１３Ｂを引き離
し新たな画像形成のプロセスに入る。

前記の感光体ドラム１、帯電器６、各現像器およびクリ
ーニング装置１３は画像形成のプロセス資材として独立
したプロセスカートリッジ３０に組込まれ一体化して装
置本体に対し着脱される。

すなわち装置内部には、ＡＡ断面を示した第３図にある
ように、固定した一対のガイドレール４（１に底面の脚
部５０Ａを係合しスライド可能に支持される架台５０が
設けられていて、前記プロセスカドリッジ３０は前記架
台５０に載置して装置内に収納される。

前記架台５０は装置本体側のモータＭ１のピニオンＰ１
に噛合するラック板５１を一体としていて、前記モータ
Ｍｌの回転により第２図に示す如（斜め上方に平行移動
して装置本体の側面より突出し、所定の位置に保持され
る。

一方、前記上蓋２０は軸２ＯＡを介して装置本体に回動
可能に支持されていて、反時計方向に回動することによ
り開蓋して装置本体上部の開口部が開放される。

すなわち、前記上蓋２０はその回転基部に装置本体側の
モータＭ２のビニオンＰ２に噛合する扇形歯車２１を一
体としていて、前記モータＭ２の回転により第２図に示
す如く反時計方向に回転して所定の角度に保持される。

前記の架台５０の移動および上蓋２０の開蓋ずなわち前
記モータＭ１８よびＭ２の回転は、前述したプロセス資
材の交換、点検あるいは補給の周期と転写材の搬送トラ
ブル発電のタイミングに自動的に開始される。

前記プロセスカートリッジ３０は、収容するプロセス資
材の使用頻度を積算するカウンタ機能を備えていて、新
たに装置本体に装着される際、第３図に示すカートリッ
ジ側面の突起部材３１が装置本体側に設置したカウンタ
Ｃのリセットレバー３５を押圧してカウンタＣの表示を
Ｏに戻し、以後の使用度数を記録し例えばクリーニング
装置ｔ１３のブレード１３Ａの耐久寿命回数、ドラム使
用寿命回数等容々が所定の度数（基準値）に達した時点
でカウンタＣから信号Ｓ′が出力される。

〔例〕

クリーニング耐久交換・・・・・・２０．０ＯＯｃドラ
ム寿命交換　・・・・・・・・・　６０．０００ｃ６万
０時点で新プロセスユニットの挿入によりカウンターＣ
が再リセットされる。

この信号、により感光体ドラム１、帯電器６、各現像器
およびクリーニング装置１３の交換、点検の周期が検知
される。

なお前記突起部材３１には本発明者の実公報平２−８２
９５号公報による提案が適用され、それによって同一の
カートリッジ３０によるカウンタＣの再リセットが防止
される。

また前記プロセスカートリッジ３０はトナー補給ホッパ
３ＯＡ内のトナー残量および廃トナーカートリッジ３０
Ｂ内のトナー回収量をそれぞれ検知するセンサを備えて
いて、補給もしくは交換の時期に達した際、第３図に示
すコネクタ３２を介して装置本体に信号Ｓ′が伝達され
、補給もしくは交換の時期が検知される。上記メンチ周
期での交換もしくは消耗資材の補給・交換時期には信号
ｓ、ｓ’を受けて操作表示部６０に交換表示がなされる
。

一方転写材の搬送路の要所には、転写材の通過を検出す
る７オトセンサＳ　１　、Ｓ　２およびＳ３等が配設さ
れていて各搬送上流側に位置するセンサが転写材の通過
を検出した後、所定の秒時を経ても下流側に位置するセ
ンサが転写材を検出出来ない場合にはジャム検知信号Ｓ
“（図示せず）が出力されて転写材のジャム発生が検知
される。

前述の検知される各信号は装置本体の制御部に入力され
、前記モータＭ１およびＭ２の回転を制御する信号とし
て出力される。一方操作表示部６〔１にはジャム表示ラ
ンプＬｌが点灯される。

以下、前記の各記号によるモータＭ１およびＭ２の回転
制御のプロセスを、第５図の制御回路図と第６図に示す
フローチャートによって説明する。

前記の画像形成装置は、その正面すなわち第１図におけ
る矢示Ｂの側面に設けた装置の操作・表示部６０に、第
４図に示すような転写材のジャム発生を表示するランプ
Ｌ１とプロセス資材の°交換もしくは補給の周期を表示
するランプＬ２を備えている。

前記のジャム検知信号（Ｓ／／）、プロセス資材の交換
、補給の検知信号（Ｓ、Ｓ’）が装置本体の制御部に入
力されると、前記のランフＬ１．ランプＬ２がそれぞれ
点灯して表示される。

また、その何れか一方の検知信号の入力により点灯と同
時に電源部に対し前記モータＭ２に正回転の電力を供給
する信号が出力される。

その結果前記上蓋２０は反時計方向に回転して開蓋し第
２図に示す如く装置本体上部の開口部を開放する。

前記上蓋２０が開蓋位置に達し扁形歯車２１がスイッチ
ＭＳ２を押圧してＯＦＦからＯＮに切替えるとモータＭ
２の回転が停止し同時に前記モータＭ１の正回転が開始
される。

モータＭｌの正転により前記架台５０は第１図に示す状
態から第２図に示す状態にスライドし、載置する前記プ
ロセスカートリッジ３０を画像形成を可能とする第１位
置から装脱着を可能とする第２位置に向は移動する。

架台５０のスライドが設けられその上面の遮光板５２が
７オトセンサＳ５をＯＮからＯＦＦに切替えた位置でモ
ータＭｌの回転が停止される。

さらに続いて前記上蓋２０の回転基部に設置したソレノ
イドＳＱＬがＯＦＦからＯＮに切替ってプランジャを突
出し、前記扇形歯車２１と一体のロック板２２の切欠に
係合して上蓋２０を所定の開蓋角度に保持する。

その結実装置本体はジャム処理を容易に行える状態とな
りさらに架台５０からプロセスカートリッジ３０を取外
すことによって前述したプロセス資材の交換、補給等の
作業を行うことも可能となる。

ジャム処理あるいはプロセス資材の交換、補給後に再び
プロセスカートリッジ３０を架台５０に載置することに
よってスイッチＭＳ３かＯＦＦからＯＮに切替えられる
と、前記ランプＬｌあるいはランフＬ２か消灯し、続い
て前記モータＭｌの逆回転か開始される。

モータＭｌの逆転により前記架台５０は第２図に示す状
態から第１図に示す状態にスライドし、載置するプロセ
スカートリッジ３０を前記の第２位置から第１位置に向
は移動させる。

架台５０のスライドが続けられその上面の遮光板５２か
フォトセンサＳ４をＯＮからＯＦＦに切替えた位置でモ
ータＭ１の回転が停止される。

さらに統いて前記ソレノイドＳＱＬがＯＮからＯＦＦに
切替ってプランジャを吸引し前記ロック板２２の切欠と
の係合を解除した上で前記モータＭ２の逆回転か開始さ
れる。

モータＭ２の逆転により前記上蓋２０は第２図に示す状
態かつ再び第１図に示す状態に回転し、装置本体上部の
開口部を閉鎖する。

上蓋２０の開蓋により扇形歯車２１がスイッチＭＳ１を
押圧してＯＦＦからＯＮに切替えた角度でモータＭｌの
回転か停止される。

なお前記ピニオンＰ２を電磁クラッチを介してモータＭ
２の回転軸に接合する構造とし該電磁クラッチをＯＦＦ
の状態に切替えて置けは、前記上蓋２０の開閉をランプ
Ｌｌ、Ｌ２を確認した上で手動Ｉこよって作動させるこ
とも出来る。

第７図には、本発明の他の実施例として転写トラム形式
の画像形成装置を示している。感光体ベルト１０１とそ
の周縁部に配設されたプロセスカートリッジ部分につい
ては、先の実施例と大略同じであるが、その転写部分に
転写ドラム２００を当接するようにしたもので、その転
写ドラム２００は感光体ベルト１０１と同期を保って矢
示（反時計）方向に回転する。転写ドラム２００の外周
には転写材を巻付けた状態とし、巻付けた転写材上にト
ナー画像を転写し、転写したトナー画像を重ね合わせた
のち、転写ドラム２００より分離し、定着後装直上に排
出したものである。

転写ドラム２００周縁部には転写材を静電的に吸着する
よう設けた帯電器２０１１転写材を転写ドラム２００に
機械的に巻付けるための巻付部材２０２か設けられてい
て、巻付部材２０２は先端部にローラを有していて、最
初に転写ドラム２００に巻付くときのみ当接する。また
転写ドラム２００周面にはグリンパ２０３が設けられて
いて、同期して搬送された転写材の先端部分を保持する
よう作用する。２０４は転写器で、感光体ベルト１０１
上のトナー画像を転写材上に静電的に転写する。２０５
は分離除電極で、２０６は分離爪である。また２０７は
接離可能としたクリーナで、転写材分離後の転写ドラム
２００上の付着トナーを除去するものである。

給紙カセット１１４から排出した転写材は、同期を保ち
ながら帯電器２０１によって帯電した転写ドラム２００
へと進入し、巻付部材２０２で巻付き、転写材先端がグ
リッパ２０３で保持されて、転写部へと回転し、転写部
において転写器２０４によって感光体ベルト１０１上に
形成されたイエロー（Ｙ）ｌ−ナー像を転写材上に転写
する。最初の転写を終えた転写ドラム２００は回転を継
続し、２回転目にはマゼンタ（Ｍ）トナー像を、３回転
目にはシアン（Ｃ）トナー像を、４回転目には黒（ＢＫ
））ナー像を順次重ねるようにして転写する。４色のト
ナー像の転写が終えたところで、転写材は分離除電極２
０５で除電がなされ、分離爪２０６で転写材先端の保持
を解除したうえ分離して定着ローラ１１８へと搬送され
る。

この実施例の画像形成装置では、転写ドラム２００は装
置本体側にあって、移動および取出し可能としたプロセ
スカートリッジには含まれない構造となっている。従っ
てプロセスカートリッジの挿脱やジャム処理等について
は前記実施例と同様に行われる。

〔発明の効果〕

本発明により、画像形成部のプロセス資材の交換、点検
、補給等の作業を適切な周期で実施した上、さらに転写
材のジャム等のトラブルを機を逸することなく容易かつ
速やかに処理することが可能となり、その結果点検整備
が良く行き届いて常に高品質の画像をコピーすることの
出来る画像形成装置が提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図および第７図は本発明の画像形成装置の
断面構成図、第３図および第４図はその要部断面図およ
び要部側面図、第５図は制御回路図、第６図は制御のプ
ロセスを示すフローチャート。 ｌ・・・感光体ドラム　　６・・・帯電器７・・・レー
ザ書込み系ユニット １３・・・クリーニング装置 １４・・・給紙カセット２０・・・上蓋２１・・・扇形
歯車 ３０・・・プロセスカートリッジ ４０・・・ガイドレール　　５０・・・架台５１・・・
ラック板　　　　６０・・・操作・表示部Ｌ１．Ｌ２・
・・表示ランプ ５ｌ−３５・・・７オトセンサ ＭＳＩ、ＭＳ２・・・スイッチ Ｍｌ、Ｍ２・・・モータ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 開閉可能な開口部を有していて、交換可能な少なくとも
   像担持体を含むプロセスカートリッジを内挿し得る画像
   形成装置において、 前記開口部の開動作によって前記プロセスカートリッジ
   は画像形成を可能とする第１位置から装脱着を可能とす
   る第２位置への移動を行ない、前記プロセスカートリッ
   ジの第２位置から第１位置への移動完了をもって前記開
   口部は開動作を行うよう構成したことを特徴とする画像
   形成装置。