JP2009093099A - 画像形成装置及びユニット交換方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の帯電装置、クリーニング装置、現像装置などを交換する際して、オペレータが廃トナー及び／又はキャリアの粉体による汚れを未然に防止する画像形成装置、ユニット交換方法を提供する。
【解決手段】電子写真方式の画像形成装置において、トナー及び／又はキャリアを内在する脱着可能であって、クリーニング装置１７を含むユニット１９０の交換に際して、ユニット１９０を包み込んで回収する回収手段２３０を有し、交換する際して、オペレータが廃トナー及び／又はキャリアの粉体による汚れを未然に防止し、ユーザーが対応することで、画像形成装置の動作不能時間の低減を可能にする。
【選択図】 図５

Description

本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置に係り、詳しくはカラー画像を形成する画像形成装置及び画像形成装置に用いられる現像装置、クリーニング装置等のユニットの交換方法に関するものである。

従来の画像形成装置においては、その本体外装扉や、この本体外装扉内に別途設けられ、画像形成装置本体に内包された、種々のトナー、キャリア、潤滑剤等のサプライ、及びユニット、部品のメンテナンス・交換等の際に開閉される扉の開閉により、トナー、キャリア、ユニット、及び部品等の交換が行なわれている。交換されるユニット、トナー、キャリア等がその使用前、或いは使用後にトナーを内包する場合は、その脱着の際、振動等により、画像形成装置の周辺に付着したトナーが落下することがある。さらに、画像形成装置本体に落下したトナーが機外や機内を汚染し、更に用紙を備える給紙装置を汚染し、異常画像になることがある。
とくに、交換頻度が高いのは、感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置等を備えるプロセスカートリッジである。プロセスカートリッジだけではなく、現像装置では補給トナーを挿入し、また、クリーニング装置では回収した残留トナーを廃棄しなければならず、上記のように、画像形成装置周辺に落下して汚すことが多くなる。このために、これらの、現像装置、プロセスカートリッジの交換において、これらを収納密封して、汚染を防止することが必要なる。

しかし、例えば、特許文献１では、特に感光体を複数有するような小型タンデム型の画像形成装置において、少なくとも現像処理を含む作像処理を施す作像ユニットが複数個ある場合でも、機械本体から取り出しやすく、容易にメンテナンスが可能な画像形成装置が開示されている。しかし、これは、作像ユニットの取扱を容易にしたものであって、汚染を防止することは考慮されていない。
また、特許文献２では、トナー内包容器を、使用前、又は使用後に、画像形成装置本体に対して交換又は装填するのに使用するトナー内包容器用開閉扉を備えている画像形成装置において、トナー内包容器の下方に位置し、トナー内包容器用開閉蓋の開閉に連動し、トナー内包容器用開閉蓋と装置本体との隙間を覆い、そしてトナー内包容器挿脱時に、隙間からトナーが落下するのを防止するトナー受け部材を設ける画像形成装置が開示されている。しかし、これは、トナー内包容器から落下するトナーを受けるもので、汚染を防止することは考慮されていない。

特開２００４−１０９８８６号公報 特開２００７−２４９１６５号公報

したがって、従来は、感光体と帯電装置、クリーニング装置等の装置を交換時に収納密封するような先願は見当たらない。
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、画像形成装置の帯電装置、クリーニング装置、現像装置などを交換する際して、オペレータが廃トナー及び／又はキャリアの粉体による汚れを未然に防止する画像形成装置、ユニット交換方法を提供することである。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置は、電子写真方式の画像形成装置において、トナー及び／又はキャリアを内在する脱着可能なユニットの交換に際して、ユニットを包み込んで回収する回収手段を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記回収手段が伸縮可能であることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記回収手段を袋止にする手段を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、さらに、前記回収手段の本体取り付け部材に設けたスリットにて袋止にする手段を有することを特徴とする。

本発明のユニットの交換方法は、電子写真方式の画像形成装置に用いられるユニットを交換するユニットの交換方法において、トナー及び／又はキャリアの粉体を内在するｖユニットの交換に際して、ユニットを包み込んで回収する回収手段を有することを特徴とする。
また、本発明のユニットの交換方法は、さらに、回収手段が伸縮可能であることを特徴とする。
また、本発明のユニットの交換方法は、さらに、前記回収手段を袋止にする手段を有することを特徴とする。
また、本発明のユニットの交換方法は、さらに、回収手段の本体取り付け部材に設けたスリットにて袋止にする手段を有することを特徴とする。

上記解決する手段としての本発明の画像形成装置及びユニットの交換方法は、画像形成装置の帯電装置、クリーニング装置、現像装置などを交換する際して、オペレータが廃トナー及び／又はキャリアの粉体による汚れを未然に防止することを目的とし、これまでサ−ビスマン等に行っていた操作をユーザー対応可能とし、画像形成装置の動作不能時間の低減を可能にする。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は、カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。
図中符号１００はカラー複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００はカラー複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿押えである。
カラー複写機本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を設けている。この中間転写体１０は、３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回され、図中反時計回りに回転搬送可能となっている。３つの支持ローラのうち第２の支持ローラ１５の左には、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７が設けられている。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０下には、その搬送方向に沿って、イエロー，シアン，マゼンタ，ブラックの４つの画像形成部１８が横に並べて配置されている。
上記タンデム画像形成部２０における個々の画像形成部１８は、像担持体としての感光体ドラム４０のまわりに、帯電装置、現像装置、１次転写手段としての１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置などを備えている。また、タンデム画像形成部２０の下には、露光装置２１が設けられている。

これらの４つの画像形成部１８により、各感光体ドラム４０上に互いに異なる色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのタンデム画像形成部２０が構成されている。
また、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写手段としての２次転写装置２２を備えている。この２次転写装置２３は、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を転写材としての転写紙に転写する。
また、２次転写位置の転写紙搬送方向下流側には、転写紙上の転写画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、２次転写装置２２及び定着装置２５の右側には、転写紙の両面に画像を記録すべく転写紙を反転する転写紙反転装置２８を備えている。
上記構成のカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿押え４００のを開閉してコンタクトガラス３２上に原稿をセットする。

そして、不図示のスタートスイッチを押すと、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ１４、１５、１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写体１０を回転搬送する。同時に、個々の画像形成部１８で像担持体としての感光体ドラム４０を回転して各感光体ドラム４０上にそれぞれ、ブラック・イエロー・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の転写紙を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２３との間に転写紙を送り込み、２次転写装置２３で転写して転写紙上にカラー画像を記録する。
画像転写後の転写紙は、定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画が像定着された後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で表面に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
次に、タンデム画像形成部２０の個々の画像形成部１８について説明する。

図２は、画像形成部の構成を示す概略図である。
画像形成部１８は、像担持体としてのドラム状の感光体４０のまわりに、帯電手段としての帯電装置６０、現像手段としての現像装置６１、１次転写装置６２、感光体クリーニング装置６３などを備えてなる。感光体４０は、図示例では、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材を塗布し、感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
なお、画像形成部１８は、少なくとも感光体４０と現像装置６１とを一体的に支持してプロセスカートリッジを形成し、複写機本体１００に対して一括して着脱自在としてメンテナンス性を向上するようにしてもよい。
また、複数の画像形成部１８又は全ての画像形成部１８を一体的に支持してプロセスカートリッジ１８０を形成してもよい。

上記画像形成部１８を構成する部分のうち、帯電装置６０はローラ状であり、感光体４０に接触して電圧を印加することによりその感光体４０の帯電を行う。もちろん、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うこともできる。二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ６５に二成分現像剤を供給付着させるものであり、現像部６７よりも低い位置にある。この攪拌部６６には、平行な２本のスクリュー６８が設けられ、２本のスクリュー６８の間は、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られている。また、現像ケース７０にはトナー濃度センサ７１が取り付けられている。
上記現像装置６１は、磁性キャリアと非磁性のトナーとを含む二成分現像剤を使用し、攪拌部６６と現像部６７とを備えている。
現像部６７は、現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体４０に転移させるものであり、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向する現像剤担持体としての現像スリーブ６５が設けられている。また、現像スリーブ６５の表面に対して一定距離で離間した隙間をもって保持された現像剤規制部材７３が設けられている。

上記現像スリーブ６５は、非磁性の回転可能なスリーブ状の形状を持ち、内部には複数のマグネット７２が配設されている。マグネット７２は、固定されているために現像剤が所定の場所を通過するときに磁力を作用させられるようになっている。マグネット７２は、例えば、現像剤規制部材７３の箇所から現像スリーブ６５の回転方向にＮ１、Ｓ１、Ｎ２、Ｓ２、Ｓ３の５磁極を有する。現像剤は、マグネット７２により磁気ブラシを形成され、現像スリーブ６５上に担持される。現像スリーブ６５は、現像剤の磁気ブラシを形成した、マグネット７２のＳ１側の現像領域に、感光体４０に対向して配設されている。
上記構成の現像装置６１において、２成分現像剤を２本のスクリュー６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、現像剤規制部材７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。
他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加された現像バイアス電圧により感光体４０に転移して感光体４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。

感光体クリーニング装置６３は、先端が感光体４０に押し当てられる例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。
上記構成の画像形成部１８において、感光体４０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体４０の表面が一様に帯電され、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌが照射され、感光体４０上に静電潜像が形成される。
その後、現像装置６１によりトナーが付着され静電潜像が可視像化され、その可視像が１次転写装置６２で中間転写体１０上に転写される。画像転写後の感光体４０の表面は、感光体クリーニング装置６３で残留トナーが除去されて清掃されて再度の画像形成に備える。

次に、本発明の特徴部に係る説明を行う。画像形成部１８（又はプロセスカートリッジ１８０）の現像装置６１と感光体４０を感光体４０と現像スリ−ブ６５のギャップ精度を確保するため一体化し、感光体上トナー像の高画質化を図るよう構成している。ここでは、感光体、帯電装置、現像装置、クリーニング装置、潤滑剤塗布装置等のここの部材を含め、少なくとも感光体とこれらの中から選択されて一体になったプロセスカートリッジ、さらに、感光体を含まずに帯電装置とクリーニング装置、帯電装置と現像装置等の組み合わせた装置をユニットと総称する。
図３は、画像形成部における帯電・クリーニング装置の装着状態を説明するための概略図である。
図３において、感光体クリーニング６３のブレードホルダ２０１に接着されたクリーニングブレード７５は、帯電・クリーニング装置（以下、「ＣＣＬＵ」と記す。）１９０のケ−ス１９５に支持された回転軸２００を中心に感光体４０に接離可能に支持されている。
一方、帯電ローラ６０と帯電クリーニングローラ２０９と感光体表面滑材のマルス２０６とマルス塗布ブラシ２０５と塗布ブレードホルダ２０８に接着されたマルス塗布ブレード２０７は、帯電塗布ホルダ２０２に支持され、回転軸２００を中心に感光体４０に接離可能に支持されている。
カム軸２１０に一体固定したクリーニングカム２１１と帯電塗布カム２１２をレバー２１３を回転操作することで、ブレードホルダ２０１と帯電塗布ホルダ２０２をそれぞれ感光体４０から接離させることができる。図３では感光体に接した状態を実線で、離れた状態を二点鎖線で表している。
したがって、これらはユニットになっており、さらに、クリーニング装置を含むことで、トナー及び／又はキャリアを内在している。

ブレードホルダ２０１には、クリーニングブレード７５が感光体４０に押圧できるようにスプリング２１４を設けて荷重を加えており（図３には、ネジリコイルスプリングで表しているが、圧縮または引張スプリングでも良い）、レバー２１３を時計方向に９０度程度回転することでクリーニングカム２１１がブレードホルダ２０１の（前後）両端部に設けたカム受け部分２０１aを持ち上げ、感光体４０から離すことができる。また、その状態から半時計方向にレバー２１３を９０度回転することで、元の状態に戻る。帯電塗布ホルダ２０２には同様にカム受け部分２０２aが２０１aの内側両端に位置して設け、レバー２１３を時計方向に９０度程度回転することで帯電塗布カム２１２で帯電塗布ホルダ２０２の自重によりカム受け部分２０２aを下ろし、感光体４０から離すことができる。また、その状態から半時計方向にレバー２１３を９０度回転することで、元の状態に戻る。
従って、レバー２１３を操作することで、感光体に接触しているクリーニングブレード７５と帯電ローラ６０、塗布ブレード２０７、塗布ブラシ２０５をそれぞれ観音開きのように二方向に動かし、また戻すことが可能になるため、感光体４０を傷つけることなく、ＣＣＬＵ１９０を機械から前後方向に脱着することができることができる。
ＣＣＬＵ１９０は感光体４０、現像装置６１を保持している機械後側板（図示なし）と機械前側板に固定される前面板（図示なし）の穴によって、２つの基準ピン２１５、２１６にて前後で支持されることで感光体４０との位置精度を確保することができ、前面板を明けて、作像底板２１９と挿入ガイド２１７、２１８に沿って抜き差しができるため、オペレータが容易にＣＣＬＵ１９０を交換することができる。

図４及び図５は、画像形成部における帯電・クリーニング装置を回収手段で回収する状態を説明するための概略図である。
図４に示すように、まず、交換の際に、回りのユニットまたは本体または他の固定ユニットの一部に設けられた回収手段保持部材Ａ２３５に回収手段固定部２３０を取り付け、回収手段保持部材Ｂ２３６とによって回収手段固定部２３０を保持する。
そして、図５に示すように、ジャバラ状等に折りたたまれたジャバラ袋２３２の端部から、ＣＣＬＵ１９０のレバー２１３を握り、回転させて、帯電装置６０と感光体クリーニング装置６３とを感光体４０から解除する。次に、レバー２１３を握ったままで、そのままユニットとしてのＣＣＬＵ１９０を引き出すことにより、ジャバラ袋２３２の中に入れることができる。したがって、取り出す際には、トナー及び／又はキャリアを含む廃トナーに汚れることなく、ＣＣＬＵ１９０を画像形成装置本体から抜き出すことができる。ジャバラ状に折りたたまれた袋２３２は、ジャバラ状に折り込まれた厚紙、または、薄手の弾性体であるゴム系が好ましい。

図６は、帯電・クリーニング装置を回収した回収手段を密封する状態を説明するための概略図である。
引き出した後は、手前上方へ持ち上げ、回収手段固定部２３０を回収手段保持部材Ａ，Ｂ２３５、２３６から外し、回収手段固定部２３０を図６の矢印１のように数回ねじり、矢印２のように袋とじ部材２３１を折り曲げ、設けられたスリット２３１にて挟み込むことにより、手を汚すことなく、交換したＣＣＬＵ１９０を密封することができる。
本説明ではＣＣＬＵ１９０について説明したが、現像装置６１、クリーニング装置６３、トナーカートリッジなどに用いても有効であり、これらを組み合わせたユニットになっていても同様に用いることは有効である。

本発明の電子写真装置の構成図である。 本発明の作像部である。 本発明のＣＣＬＵ構成図である。 本発明の回収手段を用いた交換操作をあらわした正面図である。 本発明の回収手段を用いた引き出し操作をあらわした斜視図である。 本発明の回収手段の密封操作をあらわした斜視図である。

符号の説明

１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成部
２０ タンデム画像形成部
４０ 感光体（像担持体）
６０ 帯電装置（ローラ）
６１ 現像装置
６２ 一次転写装置
６３ 感光体クリーニング装置
６５ 現像スリーブ（現像剤担持体）
６６ 攪拌部
６７ 現像部
６８ スクリュー
７０ 現像ケース
７１ トナー濃度センサ
７２ マグネット
７３ 現像剤規制部材
７３ａ 剤規制部
７５ クリーニングブレード
１００ 複写機本体
１８０ プロセスカートリッジ
１９０ 帯電・クリーニング装置（ＣＣＬＵ）
１９５ 帯電・クリーニング装置（ＣＣＬＵ）ケ−ス
２００ 回転軸
２０１ ブレードホルダ
２０１ａ ブレードホルダの（前後）両端部に設けたカム受け部分
２０２ 帯電塗布ホルダ
２０２ａ 帯電塗布ホルダの（前後）両端方向に設けたカム受け部分
２０４ 廃トナースクリュー
２０５ マルス塗布ブラシ
２０６ マルス
２０７ マルス塗布ブレード
２０８ 塗布ブレードホルダ
２０９ 帯電クリーニングローラ
２１０ カム軸
２１１ クリーニングカム
２１２ 帯電塗布カム
２１３ レバー
２１４ スプリング
２１５、２１６ ＣＣＬＵ基準ピン
２１７、２１８ ＣＣＬＵ挿入ガイド
２１９ 作像底板
２３０ 回収手段固定部
２３１ 袋とじ部材
２３２ ジャバラ袋
２３５ 回収手段保持部材A
２３６ 回収手段保持部材B

Claims (8)

1. 電子写真方式の画像形成装置において、
   前記画像形成装置は、トナー及び／又はキャリアを内在する脱着可能なユニットの交換に際して、ユニットを包み込んで回収する回収手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記回収手段が伸縮可能である
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記回収手段を袋止にする手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置において、
   前記回収手段の本体取り付け部材に設けたスリットにて袋止にする手段を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 電子写真方式の画像形成装置に用いられるユニットを交換するユニットの交換方法において、
   前記ユニットの交換方法は、トナー及び／又はキャリアの粉体を内在するｖユニットの交換に際して、ユニットを包み込んで回収する回収手段を有する
   ことを特徴とするユニット交換方法。
6. 請求項５に記載のユニット交換方法において、
   回収手段が伸縮可能である
   ことを特徴とするユニット交換方法。
7. 請求項５又は６に記載のユニット交換方法において、
   前記回収手段を袋止にする手段を有する
   ことを特徴とするユニット交換方法。
8. 請求項５ないし７のいずれかに記載のユニット交換方法において、
   回収手段の本体取り付け部材に設けたスリットにて袋止にする手段を有する
   ことを特徴とするユニット交換方法。