JP2011112705A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】複数のカートリッジを装着可能な支持部材を備えた電子写真画像形成装置において、第一色(黒色)のトナーを第二色(他の色)のトナーに比べて多く収納することができ、かつスペースの無駄を抑制した電子写真画像形成装置を提供する。
【解決手段】カートリッジ50kは、トレイ13の引き出し方向において最も下流側の位置にてトレイ13に支持されると共に、カートリッジ50c,50m,50yよりも突出し、かつ黒色のトナーkTを収納可能な突出収納部50k1を有しており、トレイ13に対するカートリッジ50の離脱方向に見た場合にレーザスキャナ10とカートリッジ50c,50m,50yとは重なる部分を有すると共に、前記引き出し方向に見た場合にレーザスキャナ10と突出収納部50k1とは重なる部分を有することを特徴とする。
【選択図】図1

Description

本発明は、複数のカートリッジが取り外し可能に装着される支持部材を有する電子写真画像形成装置に関するものである。
電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置には、各種部品をカートリッジ化して、装置本体に着脱可能とした方式を採用したものが知られている。具体的には、電子写真感光体、この電子写真感光体に作用するプロセス手段、及び、トナーを収納する収納部のうち少なくとも一つをカートリッジ化したものがある。このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスを、サービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるため、操作性を格段に向上させることができる。そのため、このカートリッジ方式は電子写真画像形成装置に多く用いられている。
このようなカートリッジの着脱の構成に関しては、支持部材に載せられたカートリッジを引き出して、カートリッジを着脱する方式がある(特許文献1、2参照)。かかるカートリッジ方式を採用した場合に、一般的に黒色のトナーの消費量が他の色のトナーの消費量に比べて多いため、黒色のトナーを収納するカートリッジを、他のカートリッジよりも大きくすることがある。
しかしながら、このように特定の色のトナーを収納するカートリッジのみを大きくした場合に、電子写真画像形成装置が大型化してしまったり、スペースに無駄が生じてしまったりすることがある。
特開2006−184901号公報 特開2003−316105号公報
本発明の目的は、複数のカートリッジを装着可能な支持部材を備えた電子写真画像形成装置において、特定の色のトナーを他の色のトナーに比べて多く収納することができ、かつスペースの無駄を抑制した電子写真画像形成装置を提供することにある。
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
すなわち、本発明は、電子写真感光体に潜像を形成する露光ユニットを有する装置本体と、第一色のトナーを収納する第1カートリッジと第二色のトナーを収納する第2カートリッジとを含む複数のカートリッジを取り外し可能に支持し、前記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支持部材と、を備えた電子写真画像形成装置において、前記第1カートリッジは、前記支持部材が前記内側位置から前記外側位置へ引き出される引き出し方向において前記複数のカートリッジの中で最も下流側の位置にて前記支持部材に支持されると共に、前記支持部材に対する前記複数のカートリッジの離脱方向に対して、前記第2カートリッジよりも突出し、かつ第一色のトナーを収納可能な突出収納部を有しており、前記複数のカートリッジが前記支持部材に支持され、かつ前記支持部材が前記内側位置に位置する状態で、前記離脱方向に見
た場合に前記露光ユニットと前記第2カートリッジとは重なる部分を有すると共に、前記引き出し方向に見た場合に前記露光ユニットと前記突出収納部とは重なる部分を有す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、第一色のトナーを他の色のトナーに比べて多く収納することができ、かつスペースの無駄を抑制することができる。
本実施例に係る電子写真画像形成装置の模式的断面図。 本実施例に係るプロセスカートリッジの模式的断面図。 本実施例に係るプロセスカートリッジの斜視図。 本実施例に係る電子写真画像形成装置の模式的断面図。 本実施例に係るプロセスカートリッジの着脱説明図。 本実施例に係る電子写真画像形成装置の模式的断面図。 本実施例に係る電子写真画像形成装置の模式的断面図。 本実施例に係る支持部材の引き出し状態を示す図。 本実施例に係る電子写真画像形成装置の斜視図。
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
(実施例)
図1〜図9を参照して、本発明の実施例に係る電子写真画像形成装置(以下、適宜、「画像形成装置」と称する)について説明する。以下の説明において、「装置本体」とは、画像形成装置のうち、支持部材としてのカートリッジトレイ(以下、適宜、「トレイ」と称する)13と、トレイ13に対して取り外し可能に支持される複数のプロセスカートリッジ50を除いた構成を意味する。
また、以下の説明及び図面中においては、「50y,50m,50c,50k」のように、数字に添え字y,m,c,kを付した符号を、適宜用いている。これらの添え字y,m,c,kは、それぞれイエロー,マゼンタ,シアン,ブラック(黒)を意味している。そして、基本的に同一の構成からなる各色の画像形成プロセス部において、同一の機能を奏する部材には、同一の数字に対して各色に対応した添え字を付した符号を用いている。以下の説明においては、適宜、添え字は省略して説明する。
<電子写真画像形成装置の全体構成>
記録材Pに画像形成可能な画像形成装置の全体構成について説明する。この画像形成装置は、複数のプロセスカートリッジ50を一列に並べたインライン方式である。図1には、装置本体100に、各色のプロセスカートリッジ(以下、「カートリッジ」と称する)50が装着された状態が示されている。ここで、第1カートリッジとしてのカートリッジ50kには、第一色(黒色)のトナーkTが収納されている。また、第二色(黒色以外の色)のトナーを収納する第2カートリッジとしての他のカートリッジ50y,50m,50cには、それぞれ、イエロー色のトナーyT、マゼンタ色のトナーmT、シアン色のトナーcTが収納されている。
装置本体100においては、画像信号に基づいたレーザ光11が、露光ユニットとして
のレーザスキャナ10からそれぞれの電子写真感光体ドラム(以下、「感光体ドラム」と称する)30y,30m,30c,30kの表面に照射される。これにより、それぞれの感光体ドラム30にそれぞれの色に対応した静電潜像が形成される。これらの静電潜像は、それぞれ現像ローラ42によって現像され、感光体ドラム30の表面にトナー像が形成される。それぞれの感光体ドラム30に形成された各色のトナー像は、転写ローラ18y,18m,18c,18kに電圧が印加されることによって、記録材搬送ベルト19によって搬送された記録材Pに転写される。なお、記録材Pは、給送ローラ1によって給送された後に、記録材搬送ベルト19まで搬送される。そして、この記録材搬送ベルト19によって搬送される過程で、黒(ブラック)、シアン、マゼンタ、イエローの順で順次トナー像が転写される。これにより、記録材P上に各色のトナー像が重ね合わされる。
その後、記録材Pは、駆動ローラと、ヒータを内蔵した定着ローラとから構成される定着器6に搬送される。ここで、定着器6は、図1中、トレイ13の左側に設けられている。そして、定着器6により記録材Pが加熱かつ加圧されることによって、記録材P上に転写されたトナー像が記録材Pに定着される。その後、トナー像が定着された記録材Pは、排出ローラ対7によって排出トレイ9に排出される。
<プロセスカートリッジの全体構成>
本実施例に係るプロセスカートリッジ50について、特に、図2〜図5を参照して、より詳細に説明する。なお、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、電子写真感光体などを一体的にカートリッジ化したものであり、電子写真画像形成装置の装置本体に対して着脱可能に構成されたものである。
上記の通り、カートリッジ50y,50m,50c,50kには、それぞれ色の異なるトナーyT,mT,cT,kTが収納されている。また、カートリッジ50kは、収納しているトナーの種類(色)と、トナー収納部が他に比べて大容量である点以外は、他のカートリッジ50y,50m,50cと同じ構成である。そこで、以下の説明において、カートリッジ内部の構成については、第2カートリッジであるカートリッジ50y,50m,50cを用いて説明する。なお、黒色のトナーが収納されている第1カートリッジであるカートリッジ50kの詳細については後述する。
カートリッジ50は、感光体ドラム30と、感光体ドラム30に作用させるトナー像形成手段としてのプロセス手段とを備えている。ここで、プロセス手段を構成するものとして、帯電手段32、現像ローラ42、及びクリーニング手段33がある。また、カートリッジ50には、その他に、トナー収納部49および廃トナー収納部35が備えられている。
帯電手段32は、感光体ドラム30の表面を一様に帯電する。現像ローラ42は、感光体ドラム30の表面に形成された潜像をトナーにより現像する。トナー収納部49は、潜像を現像するためのトナーTを収納する。クリーニング手段33は、感光体ドラム30の表面に残留する残留トナーをクリーニングするためのトナー除去手段である。そして、この残留トナーを収納するのが廃トナー収納部35である。
そして、このカートリッジ50は、感光体ユニットとしての第1ユニット31と、現像ユニットとしての第2ユニット41とを有する。
<第1ユニット(感光体ユニット)の構成>
第1ユニット31について説明する。図2に示すように、第1ユニット31は、感光体ドラム30と、帯電手段32と、クリーニング手段33と、ドラムフレーム34と、廃トナー収納部35とを有する。
そして、図3に示すように、感光体ドラム30の長手方向の一端側は、カバー部材36により回転可能に支持される(現像ローラ42についても同様)。他方、感光体ドラム30の長手方向の他端側は、カバー部材37により回転可能に支持される。これらのカバー部材36,37は、ドラムフレーム34の長手方向の両端側においてドラムフレーム34に固定されている。
また、感光体ドラム30の長手方向の一端側には、感光体ドラム30に駆動力を伝達するためのカップリング部材30aが設けられている。このカップリング部材30aは、カートリッジ50が装置本体100に装着された際に、第1の本体カップリング部材105と係合する(図5参照)。そして、このカップリング部材30aに、装置本体100に設けられた駆動モータ(図示せず)から駆動力が伝達されることにより、感光体ドラム30が図1,2に示す矢印u方向に回転する。
また、帯電手段32は、感光体ドラム30に対して接触しつつ従動回転できるように、ドラムフレーム34に支持されている。クリーニング手段33は、感光体ドラム30の周表面に所定圧力で当接するように、ドラムフレーム34に支持されている。
(第2ユニット(現像ユニット)の構成)
第2ユニット41について説明する。図2に示すように、第2ユニット41は、現像ローラ42と、現像ブレード43と、現像枠体48とを有する。現像枠体48は、現像ローラ42に供給するトナーTを収納するトナー収納部49を備えている。また、この現像枠体48に、現像ローラ42の周面のトナーの層厚を規制する上記の現像ブレード43が固定されている。また、図3に示すように、現像ローラ42を回転駆動するために、現像ローラ42の一端側には装置本体100から駆動を受けるカップリング部材67が設けられている。
<カートリッジトレイ(支持部材)>
支持部材としてのカートリッジトレイ13について更に詳細に説明する。図5に示すように、トレイ13は、装置本体100に対してD1方向(押し込み方向)及びD2方向(引き出し方向)に移動可能である。すなわち、トレイ13は装置本体100に対して引き出しおよび押し込み可能に設けられている。また、トレイ13は、装置本体100が水平面上に設置された状態において、略水平方向に移動可能である。更に、トレイ13は、装置本体100の内側に位置する内側位置と、装置本体100の外側に位置する外側位置との間を移動可能である。ここで、内側位置に関し、トレイ13は、装置本体100の内部であってカートリッジ50を画像形成可能な位置に位置させる画像形成位置と、装置本体100の内部であって記録材搬送ベルト19から離れた位置との間も移動可能である。なお、図1ではトレイ13が画像形成位置に位置する場合を示し、図4ではトレイ13が記録材搬送ベルト19から離れた位置に位置する場合を示し、図5はトレイ13が外側位置に位置する場合を示している。本実施例において、トレイ13が、装置本体100の内部であって、画像形成位置,記録材搬送ベルト19から離れた位置、及びこれらの間の位置に位置する場合を総称して内側位置と称す。また、トレイ13は、複数のカートリッジ50が装着可能な装着部13aを有する(図5参照)。
図5に示す外側位置にトレイ13を引き出した状態で、各カートリッジ50は、図中矢印C方向に沿って、装着部13aに取り外し可能に装着される。
そして、それぞれのカートリッジ50は、装着部13aに配置された状態で、トレイ13とともに装置本体100内に進入する(押し込まれる)。この時、図4に示すように、カートリッジ50は、その下方に設けられた記録材搬送ベルト19と感光体ドラム30と
が一定の距離Fを保った状態で移動する。すなわち、カートリッジ50は、記録材搬送ベルト19の記録材搬送面に平行な方向に沿って移動する。これにより、トレイ13が内側位置まで移動する。トレイ13を奥まで押し込んだ状態においても、カートリッジ50は記録材搬送ベルト19から離れた状態を保っている。
その後、ドア12が閉じられると、カートリッジ50が装置本体100に対して位置決めされる。即ち、トレイ13が画像形成位置まで移動する。これにより、カートリッジ50による画像形成が可能な状態となる。
以上のように、トレイ13によって、複数のカートリッジ50をまとめて装置本体100内に移動させることができ、また、まとめて装置本体100の外側に引き出すことができる。従って、複数のカートリッジを個別に装置本体内に装着し、または取り出すタイプのものに比べて、ユーザの操作性の向上を図ることができる。
次に、トレイ13の動作について、特に図6〜図8を参照して説明する。なお、これらの図においては、トレイ13の動作を分かりやすくするために、カートリッジ50を省略して示している。
トレイ13は、トレイ保持部材14に対して引き出し可能に支持されている。このトレイ保持部材14は、開閉部材としてのドア12の動きに連動する。ドア12は、装置本体100に対して、回転中心12aを中心にして一定範囲内で回転可能に設けられている。このドア12は、図6に示す開口80を閉じる閉じ位置と、図7に示す開口80を開放する開放位置との間を回転可能に構成されている。
装置本体100に装着されたカートリッジ50を取り出す場合には、まず、ドア12を閉じ位置から開放位置に回転させる。このドア12の回転に伴って、ドア12に設けられた係合部15が、回転中心12aを中心に図6中時計回りに回転する。これにより、図7に示すように、係合部15が、トレイ保持部材14に設けられた長穴14c内を、下端14c2から上端14c1に移動する。そして、この係合部15が長穴14cの上端14c1を上方に押し、トレイ保持部材14を上方に押し上げる。この係合部15の移動に伴って、トレイ保持部材14が記録材搬送ベルト19から離れる方向(図7中矢印y1)に移動する。そして、図8に示すように、感光体ドラム30が記録材搬送ベルト19から離れた状態で、トレイ13は、開口80を通って図中矢印D2方向に移動し、装置本体100の外部に引き出される。図9にはその状態における斜視図が示されている。
次に、装置本体100にカートリッジ50を装着させる場合について説明する。図8に示すように、ドア12が開放位置に位置した状態において、トレイ13を、矢印D1方向に、開口80を通過するように移動させて、装置本体100内に押し込む(進入させる)。その後、図6に示すようにドア12を閉じ位置まで回転させる。ドア12の回転に伴って、ドア12に設けられた係合部15が、回転中心12aを中心に反時計回りに回転する。これにより、図6に示すように、係合部15がトレイ保持部材14に設けられた長穴14c内を上端14c1から下端14c2に移動する。そして、係合部15が長穴14cの下端14c1を下方に押し、トレイ保持部材14を下方に押し下げる。この移動に伴って、係合部15がトレイ保持部材14を記録材搬送ベルト19に近づく方向(図6中矢印y2方向)に移動させる。以上により、カートリッジ50が装置本体100に位置決めされる。つまり、トレイ13が画像形成位置に位置する。より具体的には、感光体ドラム30が記録材搬送ベルト19に接触する。
(プロセスカートリッジの装置本体への装着)
カートリッジ50の装置本体100への装着動作について、更に詳細に説明する。
図5に示すように、カートリッジ50は、外側位置に引き出されたトレイ13の装着部13aに、図中矢印C方向に沿って装着される。全てのカートリッジ50が装着された状態で、トレイ13を矢印D1方向に移動させることにより、全てのカートリッジ50は開口80を通過して、装置本体100内に進入する。なお、本実施例においては、カートリッジ50は、感光体ドラム30や現像ローラ42の回転中心の軸線方向に対して略直交する方向に沿って、装置本体100内に進入する。
ここで、トレイ13の引き出し方向(図5中矢印D2方向)において、最も下流側に、黒色のトナーkTが収納されているカートリッジ50kが取り外し可能に装着される。そして、他のカートリッジ50y,50m,50cが、カートリッジ50kよりも上流側に取り外し可能に装着される。
また、第1カートリッジであるカートリッジ50kには、現像枠体48の上面部48ak側に、黒色のトナーkTを収納可能な突出収納部50k1が設けられている(図1参照)。この突出収納部50k1は、カートリッジ50kにおけるトナー収納部の一部を構成している。また、この突出収納部50k1は、全てのカートリッジ50が装着された状態で、他のカートリッジ50y,50m,50cにおける各現像枠体48における上面部48ay,48am,48acよりも図1中上部に突出している。なお、カートリッジ50y,50m,50cにおいては、各現像枠体48における上面部48ay,48am,48acと各ドラムフレーム34における上面部34ay,34am,34acとは同一面となるように構成されている。また、カートリッジ50kにおけるドラムフレーム34における上面部34aKは、カートリッジ50y,50m,50cにおけるドラムフレーム34における上面部34ay,34am,34acと同一面となるように構成されている。以上のように、突出収納部50k1は、トレイ13に対するカートリッジ50の離脱方向(図5中、矢印Cとは逆方向)に対して、第2カートリッジであるカートリッジ50y,50m,50cよりも突出している。また、この突出収納部50k1は、当該離脱方向に対して、カートリッジ50kにおけるドラムフレーム34における上面部34aKよりも突出している。
また、カートリッジ50がトレイ13に支持され、かつトレイ13が内側位置に位置する状態で、トレイ13に対するカートリッジ50の離脱方向に見た場合にレーザスキャナ10とカートリッジ50y,50m,50cとは重なる部分を有する。
更に、トレイ13の引き出し方向に見た場合に、レーザスキャナ10と突出収納部50k1とは重なる部分を有する。
そして、上述したように、突出収納部50k1は、トナー収納部49の一部を構成している。これにより、黒色用のカートリッジ50kの寿命を延ばして、交換頻度を減少させている。また、カートリッジ50とレーザスキャナ10の配置構成を上記の通り工夫したことにより、トレイ13の引き出し方向において突出収納部50k1よりも上流側のスペースを有効に活用することができる。従って、画像形成装置全体のスペース効率を向上させることができる。
なお、黒色のトナー容量を他の色のトナー容量に比して大きくする方法としては、現像枠体48の容器の寸法を図1中左右方向(引き出し方向)に拡大する方法も可能である。しかしながら、本実施形態によれば、引き出し方向に拡大する方法に比べて、感光体ドラム30kと感光体ドラム30cとの間の距離を小さくでき、装置本体100の寸法を小さくすることができる。更に、本実施形態によれば、引き出し方向に拡大する方法に比べて、複数色の画像間における色ずれ(カラーレジストレーションずれ)を小さくすることが
でき、高い画像品位を得ることができる。なぜならば、複数の感光体ドラム30の相互の間隔を等しくすることができるからである。
また、引き出し方向にカートリッジ50kを大きくする構成と比較して、本実施形態では、トレイ13を引き出す距離を小さくすることができる。そのため、本実施形態によればユーザビリティを向上させることができる。
また、図1に示すように、本実施形態では、トナー容量が多く重量も大きい黒色用のカートリッジ50kを、引き出し方向に沿って装着部13aの最下流側(最外側)に装着させている。これにより、黒色用のカートリッジ50kを交換する場合において、トレイ13を引き出す際に、このカートリッジ50kが最初に外部に露出される。
そのため、装置本体100から図5に示す全色交換可能位置(全てのカートリッジが露出する位置)までトレイ13を引き出す必要がなくなる。すなわち、少なくともカートリッジ50kのみを交換可能な位置までトレイ13を引き出せば良いので、交換頻度が比較的高い黒色用のカートリッジ50kの交換が容易になる。本実施例では、第一色が黒色の場合について説明したが、黒色以外のトナーであっても構わない。但し、第一色が黒色である場合は、前述した効果が得られるのでより好ましい。
ここで、本実施形態において、電子写真画像形成装置の具体例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置およびワードプロセッサなどが含まれる。
また、本実施形態においては、カートリッジがプロセスカートリッジの場合を説明したが、本発明においては、少なくともトナー収納部(現像剤収納部)を備えれば、その他のカートリッジにも適用できる。即ち、本実施形態のプロセスカートリッジ以外のカートリッジにも適用できる。例えば、トナーを収納するトナーカートリッジや本実施形態の第2ユニット41のみをカートリッジとした現像カートリッジを例に挙げることができる。
10・・・レーザスキャナ,13・・・トレイ,30・・・感光体ドラム,50・・・プロセスカートリッジ,50k1・・・突出収納部,100・・・装置本体

Claims (5)

  1. 電子写真感光体に潜像を形成する露光ユニットを有する装置本体と、
    第一色のトナーを収納する第1カートリッジと第二色のトナーを収納する第2カートリッジとを含む複数のカートリッジを取り外し可能に支持し、前記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支持部材と、
    を備えた電子写真画像形成装置において、
    前記第1カートリッジは、
    前記支持部材が前記内側位置から前記外側位置へ引き出される引き出し方向において前記複数のカートリッジの中で最も下流側の位置にて前記支持部材に支持されると共に、前記支持部材に対する前記複数のカートリッジの離脱方向に対して、前記第2カートリッジよりも突出し、かつ第一色のトナーを収納可能な突出収納部を有しており、
    前記複数のカートリッジが前記支持部材に支持され、かつ前記支持部材が前記内側位置に位置する状態で、前記離脱方向に見た場合に前記露光ユニットと前記第2カートリッジとは重なる部分を有すると共に、前記引き出し方向に見た場合に前記露光ユニットと前記突出収納部とは重なる部分を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  2. 前記突出収納部は、前記第1カートリッジにおけるトナー収納部の一部を構成することを特徴とする請求項1に記載の電子写真画像形成装置。
  3. 前記電子写真感光体に形成されたトナー像を記録材の上に転写する複数の転写ローラを備えており、
    前記支持部材が前記内側位置に位置する状態で、前記支持部材は前記露光ユニットと前記複数の転写ローラとの間に位置することを特徴とする請求項1または2に記載の電子写真画像形成装置。
  4. 前記第1カートリッジは、前記電子写真感光体を有する感光体ユニットと、前記潜像を現像する現像ローラ及び前記突出収納部を有する現像ユニットと、を有しており、
    前記第1カートリッジが前記支持部材に支持された状態で、前記引き出し方向において前記現像ユニットは前記感光体ユニットよりも下流側に位置しており、
    前記支持部材が前記内側位置に位置する状態で、前記離脱方向に見た場合に前記感光体ユニットは前記露光ユニットと重なる位置にあり、かつ前記露光ユニットは前記引き出し方向において前記突出収納部よりも上流側に位置することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の電子写真画像形成装置。
  5. 前記第一色のトナーは黒色のトナーであり、前記第二色のトナーは黒色以外の色のトナーであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の電子写真画像形成装置。
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