JP3977360B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に関するものである。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセス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ので、格段に操作性を向上させることができた。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、電子写真画像形成装置において広く用いられている。

また、現像ローラと前記現像ローラによって電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像剤を収納する現像剤収納部を一体的にカートリッジ化する。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とした現像カートリッジ方式が採用されている。

このようなプロセスカートリッジ、及び、現像カートリッジでは、前記現像剤収納部に設けられた現像剤供給開口を封止部材によって封止している。そして、これらを使用開始前には、前記現像剤が前記現像ローラへ供給されないようにしている。そして、これらを使用する際に、前記封止部材を取り除いて前記供給開口を開封する。これによって、前記現像剤収納部内の現像剤が前記現像ローラへ供給される。

ここで従来、画像形成装置本体に設けられたモータからの駆動力によって、前記供給開口から前記封止部材を自動的に取り除く。そして前記供給開口を自動開封することが知られている（特許文献１）。

特開平９−１１４３５２号公報

前記従来技術は、単色（モノクロ）の画像形成装置には最適な構成である。しかしながら、カートリッジを装着する装着部を複数有するカラー画像形成装置においては、装置が大型化してしまうという課題があった。

本発明の目的は、複数個のカートリッジ（現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジ）が装着されるカラー電子写真画像形成装置において、各カートリッジの有する封止部材を自動的に現像剤供給開口から除去することのできるカラー電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、複数個のカートリッジ（現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジ）が装着されるカラー電子写真画像形成装置において、各カートリッジを使用する前に、操作者が封止部材を取り除く手間をかけることの無いカラー電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、複数個のカートリッジ（現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジ）を装着されるカラー電子写真画像形成装置において、各カートリッジの有する封止部材を自動的に現像剤供給開口から除去することができるにもかかわらず、装置が大型化するのを抑制したカラー電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、カートリッジ（現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジ）を装着する為の装着部を複数箇所有するカラー電子写真画像形成装置において、単一のモーターの駆動力でもって、各カートリッジの有する封止部材を自動的に現像剤供給開口から除去することができるカラー電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明の他の目的は、複数個のカートリッジ（現像カートリッジ、及び、プロセスカートリッジ）を装着されるカラー電子写真画像形成装置において、封止部材を開封するに際して、駆動力伝達手段が各カートリッジが有する開封手段に選択的に駆動力を伝達することができるカラー電子写真画像形成装置を提供することである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、複数個のプロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、(a)電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラによって前記静電潜像の現像に用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、前記現像剤収納部に収納された現像剤を前記現像ローラへ供給するための現像剤供給開口と、前記現像剤供給開口を開封可能に封止する封止部材と、前記現像剤供給開口から前記封止部材を除去して、前記現像剤供給開口を開封する開封手段と、を有する複数個のプロセスカートリッジであって、装着部に取り外し可能に装着されたプロセスカートリッジと、(b)単一のモーターと、(c)前記モーターからの駆動力が伝達されて軸を中心に回転する円盤と、前記円盤上に自転可能に設けられ、前記円盤の回転により前記軸を中心に公転するものであり、前記モーターからの駆動力を前記各開封手段に個別に伝達するための遊星ギアと、前記軸を中心に回転し前記モーターからの駆動力を前記遊星ギアに伝達する段ギアと、前記円盤と前記段ギアの間に設けられ、前記段ギアとの間の摩擦力により前記円盤に前記駆動力を伝達するフェルトと、前記円盤に設けられ、前記遊星ギアが前記各開封手段に前記駆動力を伝達する各位置に設けられた複数の突起と、前記各位置に対応する前記突起のいずれかと引っかかり、前記摩擦力に抗して前記円盤の回転を停止させるトリガーと、を有し、前記装着部に装着された各プロセスカートリッジの有する前記現像剤供給開口を順次個別に開封するために、前記各開封手段に前記モーターからの駆動力を順次個別に伝達する駆動力伝達手段と、を有することを特徴とする。

本発明は、単一のモーターからの駆動力を、駆動力伝達手段が各カートリッジが有する開封手段に順次個別に伝達することができる。従って、単一のモーターで各カートリッジの封止部材を順次個別に除去することが可能である。

〔第１参考例〕
次に第１参考例に係るカラー電子写真画像形成装置について、図面を参照して説明する。なお、ここでは４個のプロセスカートリッジを装填してカラー画像を形成するカラー電子写真画像形成装置を例示する。

［カラー電子画像形成装置の全体構成］
まず、画像形成装置の全体構成について概略説明する。図１は第１参考例に係るカラーレーザープリンタの断面図である。

図１に示すように、電子写真画像形成装置100は、イエロー色（Ｙ）、マゼンタ色（Ｍ）、シアン色（Ｃ）、ブラック色（Ｋ）各色ごとに一定速度で回転するドラム形状の電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」と称す）を有する４個の画像形成部と、該画像形成部へ記録媒体を搬送する搬送手段とを有する。

画像形成装置100は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。この感光体ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、プロセス手段の一つであり、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、プロセス手段の一つであり、静電潜像に現像剤を付着させて前記潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１に形成された現像剤像を転写ベルト11によって、搬送される記録媒体Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残現像剤を除去するクリーニング手段６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されている。

図１に示すように、画像形成装置100は、すべての感光体ドラム１に対向し、接するように循環移動する転写ベルト11が配設される。この転写ベルト11は、垂直方向に４軸でローラ13，14ａ，14ｂ，15に支持されている。そして、転写ベルト11は、図１中左側の外周面に記録媒体Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に記録媒体Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写ベルト11により記録媒体Ｓは転写位置まで搬送される。そして記録媒体Ｓは、転写位置で感光体ドラム１上の現像剤像を転写される。

前記転写ベルト11の内側に当接し、４個の感光体ドラム１に対向した位置に転写ローラ12（12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ）が並設される。これら転写ローラ12から正極性の電荷が転写ベルト11を介して記録媒体Ｓに印加される。そして、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の記録媒体Ｓに、感光体ドラム１上の負極性の現像剤像が転写される。

給送部16は、画像形成部に記録媒体Ｓを搬送するものである。複数枚の記録媒体Ｓがカセット17に収納されている。画像形成時には給送ローラ18（半月ローラ）、レジストローラ対19が画像形成動作に応じて駆動回転する。そして、カセット17内の記録媒体Ｓを１枚毎分離給送する。そして、記録媒体Ｓ先端はレジストローラ対19に突き当たり一旦停止する。そして、転写ベルト11の回転と画像形成開始位置との同期をとっている。その後、記録媒体Ｓはレジストローラ対19によって転写ベルト11へと給送される。

定着部20は、記録媒体Ｓに転写された複数色の現像剤画像を定着させるものである。感光体ドラム１上の現像剤像を転写された記録媒体Ｓは定着部20を通過する際に熱及び圧力を与えられる。これによって複数色の現像剤像が記録媒体Ｓ表面に定着される。そして、定着部20で現像剤像が定着された記録媒体Ｓは排出ローラ対23によって、排出部24から装置本体外に排出される。

［プロセスカートリッジの全体構成］
次にプロセスカートリッジについて図２及び図３により詳細に説明する。図２は現像剤を収納したプロセスカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。また、図３はプロセスカートリッジの分解斜視図である。なお、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは同一構成である。

感光体ドラム１と帯電手段２、現像手段を有する現像ユニット４、クリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を構成している。

プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段２およびクリーニング手段６を備えた感光体ドラムユニット50、および感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４とを有する。

ドラムユニット50は、感光体ドラム１が軸受31を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けてられている。感光体ドラム１の周上には、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるための一次帯電手段２、および感光体ドラム１上に残った現像剤を除去するためのクリーニングブレード60が配置され、さらにブレード60によって感光体ドラム１表面から除去された残留現像剤は、現像剤送り機構52によってクリーニング枠体後方に設けられた現像剤室51ａに順次送られる。

感光体ドラム１は、アルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されている。そして、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達される。これにより、感光体ドラム１は図２の反時計回りに回転駆動する。

帯電手段２としては、図２に示すような接触帯電方式のものを使用している。この帯電手段２は、ローラ状に形成された導電性ローラ２ｒである。この帯電ローラ２ｒを感光体ドラム１の表面に当接させるとともに、この帯電ローラ２ｒに装置本体100ａから帯電バイアス電圧を印加する。これにより、帯電ローラ２ｒによって感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ40、および現像剤が収納された現像剤収納部としての現像剤容器41と現像枠体45とを有する。現像ローラ40は軸受部材47，48を介して回転自在に現像枠体45に支持されている。また現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して矢印Ｚ方向に回転する現像剤供給ローラ43と現像ブレード44がそれぞれ配置されている。さらに現像剤容器41内には収納された現像剤を撹拌するとともに現像剤供給ローラ43に搬送するための現像剤搬送機構42が設けられている。

上記現像ローラ40は、感光体ドラム１と接触した状態で装置本体100ａから現像バイアスを印加される。これにより、現像ローラ40は静電潜像を現像する。また、現像ブレード44は、現像ローラ40上の現像剤の量を規制するものである。

ここで、感光体ドラム１と現像ローラ40が接触して現像を行なう接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体とし、現像ローラ40は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層や現像剤への帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。

また、前述したように、カートリッジ７は、感光体ドラム１と、帯電手段およびクリーニング手段を備えた感光体ドラムユニット50、および感光体ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。そして図２および図３に示すように、現像ユニット４は、その両端に取り付けられた軸受部材47，48にそれぞれ設けられた支持軸47ｄ，48ｄを中心に、支持軸49によって感光体ドラムユニット50に対して揺動自在に支持された構造となっている。ここで、前述したように、接触現像方式では、現像時に現像ローラ40と感光体ドラム１とが接触している必要がある。そこで、現像ユニット４には、現像ローラ40と感光体ドラム１とが互いに接触するように支持軸49を中心とした回転モーメントを発生させるための加圧バネ53による付勢力が作用している。

また、図３および図４に示すように、現像ユニット４の軸受部材48の外側にはサイドカバー72が設けられている。感光体ドラムユニット50の側面と現像ユニット４のサイドカバー72によりカートリッジ７の側面が構成される。

［プロセスカートリッジの装着部の構成］
装置本体には前述した複数のカートリッジ７を取り外し可能に装着する複数装着部が設けられている。次にカートリッジ７の装置本体100ａへの装着構成について説明する。ここで長手方向とは感光体ドラム１の軸方向を指し、断面方向とは感光体ドラムの回転軸に直交する方向を指している。

図４に示すように、カートリッジ７の装置本体100ａへの装着は、矢印方向から装置本体に設けられたカートリッジガイド25に沿ってカートリッジ７を本体内部へ挿入する。そして、その後、ガイド溝34に感光体ドラム１を支持する軸受31を挿入する。そして図５に示すように、軸受31がガイド溝34の突き当て面37，38に押しつけられる。これによって装置本体100ａに対するカートリッジ７の位置が決まる。一方、カートリッジ７の長手方向はガイド部材25によってカートリッジ７の側面でラフガイドされる。その後、装置本体100ａの側面からの押圧手段（不図示）によりドラムユニット50の側面の位置決め部が装置本体100ａの所定の位置に押圧される。これによってカートリッジ７の長手方向の位置決めが完了する。

装置本体100ａ内でのカートリッジ７の断面方向の保持は、図６に示すように構成されている。左右側板32には軸39が加締められている。そして、軸39にはねじりコイルバネ30が支持されている。また、バネ30の端部30ａが左右側板32の穴32ａにはまり込み固定されている。カートリッジ７がない状態においては、バネ30は左右側板32からの曲げ起こし32ｂにより回転方向に規制されている。そしてカートリッジ７が挿入されると、コイルバネ30は反時計回り方向にその力に反しながら回転する。そして、バネ30が軸受31を乗り越えたとき、図６に示すように位置する。そして、バネ30は矢印方向に約１kgfの力でカートリッジ７の側面を押圧し、カートリッジ７の長手方向を装置本体100ａに位置決めする。

［現像剤シール開封手段］
カートリッジ７は現像剤容器41に収納された現像剤が物流時等に漏れないように現像剤供給口を封止部材である現像剤シール46により塞いでいる。このシール46はカートリッジ７の使用開始時に除去されるが、このカートリッジ７は以下に説明する開封手段によって自動的に巻き取り除去可能に構成されている。

図７は現像剤容器41と現像枠体45を示した図である。図７に示すように、現像剤容器41と現像枠体45との接合部には、現像剤容器41から現像枠体45へ現像剤を送り出す現像剤供給開口である開口部41ａが設けられている。この開口部41ａの周囲には後述する封止部材としてのシール46の溶着面41ｂが設けられている。

図８は現像枠体45と、現像剤容器41の開口部41ａにシール46が取り付けられた図である。ここでシール46はシート状に形成されており、図７における現像剤容器41の開口部41ａを塞ぐように、溶着面41ｂに溶着や接着等の手段により貼り付けられることで開口部41ａを封止している。

また、このシール46は、開口部41ａの長手方向の一端46ａで折り返されて開封手段を構成する巻き取り軸54に取り付けてある。シール46の先端には図示しない穴が開いており、その穴を巻き取り軸54の爪に引っかけることでシール46と巻き取り軸54との固定を行っている。このシール46は、端部を矢印Ｘ1方向へ引っ張ることで、現像剤容器41の開口部41ａから開封、または、剥離される。シール46の開封、または、剥離は、巻き取り軸54が矢印Ｘ2方向に回転することによって行われる。巻き取り軸54は画像形成装置本体に設けられた駆動源からの駆動が伝達されることで回転する。

［報知手段と報知情報処理手段］
カートリッジ７にはシール46によって開口部41ａが密封されているか、あるいは開封されているかを装置本体へ報知する報知手段が設けられている。ここでは報知手段としてメモリユニットがカートリッジ７に搭載され、画像形成装置本体には報知情報処理手段としてメモリ制御回路が搭載されている。

メモリユニットは内部に不揮発性の記憶素子を内蔵しており、画像形成装置間とのデータ通信を行うことで、データの書き込み、および、データの読み出しを行うことができる。

データ通信はメモリユニット内に設けられたアンテナと、画像形成装置本体に設けられた読み書き装置との磁気結合により非接触で行われる。そして、プロセスカートリッジを画像形成装置に装着すると、メモリユニットのアンテナ部と画像形成装置に設けられた読み書き装置が接近し、通信が可能な状態となる。

また、メモリユニット内部には電源回路が設けられており、内部で使用する直流電源は全てこの電源回路から供給する。電源回路では２つのアンテナの磁気結合によりアンテナに発生する電流を整流することで直流電圧を生成する。そして、メモリユニットにはカートリッジに関する情報が記憶される。

メモリユニットに、プロセスカートリッジの現像剤容器41の開口部41ａがシール46により封止されているという情報があれば、画像形成装置本体からの駆動を用いて現像剤容器41の開口部41ａを開放するよう、シール46を開口部41ａを封止している位置から巻き取り除去させる。また、シール46が開口部41ａを封止していた位置から除去されて開口部41ａが開放されると、メモリユニットに開口部41ａは開放されているという情報が記憶される。

［現像剤シール開封駆動伝達手段］
画像形成装置はプロセスカートリッジが装着され、前述の報知手段からシール46が除去されていないプロセスカートリッジの巻き取り軸54に選択的に駆動力を伝達してシール46を除去し得るように構成されている。

そのための駆動伝達手段は、図９に示すように構成されている。すなわち、画像形成装置本体の一方側側面フレームに設けられた１個の駆動源である駆動モータ81からの駆動力が一方側のギア列となるギア82ａ，82ｂ、および、他方側のギア列となるギア82ｃ，82ｄを通じて４個のプロセスカートリッジに対応する４個のクラッチ83ａ，83ｂ，83ｃ，83ｄに伝達可能となっている。

各クラッチ83ａ，83ｂ，83ｃ，83ｄは、例えば電磁クラッチであり、後述する画像形成装置100の有するエンジンコントローラ61により、さらに下流のギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄに駆動を伝達、もしくは、駆動を伝達せずに空回転するよう制御されている。各ギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄはさらにウォームギアとウォームホイール、もしくは、傘歯ギア等を用い、各プロセスカートリッジの巻き取り軸54との回転軸方向を合せ、各々の巻き取り軸54まで駆動を伝達できるようになっている。

そして、上記４個のクラッチ83ａ，83ｂ，83ｃ，83ｄを選択的に動作させることにより、これに対応する４個のプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄの各巻き取り軸54に対して選択的に駆動力を伝達することができる。

［現像剤シール巻き取りシステム］
ここで、前記シール46の選択的な巻き取りを可能とするためのシステム構成について、図10のシステムブロック図を用いて説明する。

図10において、61は画像形成装置全体のシステム制御を行うエンジンコントローラである。エンジンコントローラ61の内部には不図示の中央演算処理装置(ＣＰＵ)があり、画像形成装置の一連のシステム処理は中央演算処理の内部に予め記憶されたプログラムに従って行われる。

上記エンジンコントローラ61は各センサ部63から検知信号や入力信号に基づいて高圧電源62や駆動部66の駆動制御を行い、表示部64へ所定の情報を表示することで、画像形成動作を制御する。そして、ここでは、カートリッジ７を装着したときに該カートリッジの報知手段と通信可能となる報知情報処理手段65によりカートリッジ７の現像剤シール除去等の動作が制御されるようになっている。

そして、その現像剤シールの除去手順は図11のフローチャートに示すように行われる。すなわち、カートリッジ７を画像形成装置に装着後（ステップＳ１）、開口部が現像剤シール46によって封止されていることを検知する検知手段としての報知情報処理手段65がカートリッジ７に取り付けられた報知手段から情報を読み取る（ステップＳ２）。

そして、現像剤容器41の開口部41ａがシール46により封止されており、開口部41ａの開放が必要なプロセスカートリッジがある場合（ステップＳ３）、そのカートリッジの巻き取り軸54にみ、画像形成装置本体の駆動を伝達するよう、エンジンコントローラ61を介し、駆動伝達経路を選択する（ステップＳ４）。

例えば、図１における４個あるカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのうち、１個のカートリッジ７ａのみがシール46で密封されていた場合、図９に示す駆動モータ81を駆動するとともに、４個のクラッチ83ａ，83ｂ，83ｃ，83ｄのうち前記カートリッジ７ａに該当するクラッチ83ａを動作させて（ＯＮ）、カートリッジ７ａの巻き取り軸54に駆動力を伝達する。これにより、カートリッジ７ａのシール46が巻き取り除去される。このとき、他のクラッチ83ｂ，83ｃ，83ｄは動作させず（ＯＦＦ）、駆動モータ81の駆動力を他のカートリッジ７ｂ，７ｃ，７ｄの巻き取り軸54に伝達しない。

これにより、選択されたカートリッジ７ａの開口部41ａが開放され（ステップＳ５）、開放済みとなった情報を前記報知手段に記憶させる（ステップＳ６）。そして画像形成装置は画像形成が可能なレディ状態になる（ステップＳ７）。

なお、ここではシール46が除去されていないプロセスカートリッジが複数個あった場合、駆動モータ81の駆動力は同時に複数個のプロセスカートリッジの巻き取り軸54に伝達されるのではなく、１個ずつ個別に伝達されるようになっている。

例えば、図１における４個のカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのうち、２個のカートリッジ７ａ，７ｂの現像剤シールが除去されていないことを報知手段からの情報によって検知した場合、駆動モータ81が動作するとともに、まずカートリッジ７ａに該当するクラッチ83ａがＯＮしてカートリッジ７ａのシール巻き取り軸54に駆動伝達する。これにより、カートリッジ７ａの現像剤シールが巻き取り除去される。このとき、カートリッジ７ｂの巻き取り軸54には駆動伝達はされない。

そして、カートリッジ７ａの現像剤シール除去が終了すると、クラッチ83ａがＯＦＦするとともに、カートリッジ７ｂに該当するクラッチ83ｂがＯＮして該カートリッジ７ｂの巻き取り軸54に駆動力を伝達してシール46を巻き取り除去する。

従って、４個のカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄのすべてが現像剤シールによって密封されていた場合には、駆動モータ81の駆動力はそれぞれのシール巻き取り軸54に順次個別に伝達され、すべての現像剤シールが順次巻き取り除去されることとなる。

以上により画像形成装置本体が有する駆動源を用いて現像剤容器の開口部を自動で開放することができる。特に、報知手段と報知情報処理手段によって、画像形成装置本体に挿入された現像剤容器の開口部が封止部材により封止されたカートリッジのみに選択的に駆動を伝達することができる。

そして、複数のプロセスカートリッジの現像剤シールを除去する場合も、１個の駆動モータ81により１個ずつ選択的に現像剤シールを除去していくために、駆動モータ81は小型で足り、コストアップや装置の大型化を招くことがない。

〔第２参考例〕
次に第２参考例に係る装置について図12を参照して説明する。なお、第２参考例の装置の基本構成は前述した第１参考例と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは第１参考例と異なる構成について説明する。前述した参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図12は第２参考例に係るシール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。装置本体100ａの有する駆動モータ81からの駆動をギア82ａ、および、ギア82ｃを通じてクラッチ83ａ，83ｃに伝達する。クラッチ83ａ，83ｃは、例えば電磁クラッチであり、前述した第１参考例と同様に画像形成装置100の有するエンジンコントローラ61により、さらに下流の揺動ギア85ａ，85ｃに駆動を伝達（クラッチＯＮ）、もしくは、駆動を伝達せず（クラッチＯＦＦ）に空回転するよう制御されている。

画像形成装置本体に挿入された、現像剤容器41の開口部41ａが現像剤シール46により封止されているカートリッジのみの巻き取り軸54に駆動を伝達するには次のようにエンジンコントローラ61で制御する。

例えば、図１におけるプロセスカートリッジ７ａの巻き取り軸にのみ駆動を伝達するには、図12におけるギア84ａのみに駆動モータ81の駆動を伝達すればよく、そのためには次のように行う。

すなわち、駆動モータ81を図12の矢印Ｂ1方向に回転させる。また、クラッチ83ａは駆動を下流に伝達するよう、また、クラッチ83ｃは駆動を下流に伝達しないようエンジンコントローラ61で制御する。すると、クラッチ83ａは矢印Ｂ2方向に回転し，下流にある揺動ギア85ａはさらに下流のギア84ａと噛み合い、駆動を伝達する。この揺動ギア85ａは駆動モータ81の回転方向に応じてクラッチ83ａと噛合した状態で該クラッチ83ａの回動中心を中心に揺動可能であり、ギア84ａとギア84ｂとに選択的に噛合し得る。

従って、揺動ギア85ａがギア84ａと噛合するときは、ギア84ｂから退避し、ギア84ｂへの駆動を遮断する。また、ギア84ｃ，84ｄは、その上流のクラッチ83ｃにて駆動が遮断されていることから回転しない。

一方、揺動ギア85ａをギア84ｂと噛合させるときは、クラッチ83ｃをＯＦＦしたまま、駆動モータ81を矢印Ｂ1と逆方向へ回転させればよい。

ギア84ｃ，84ｄに選択的に駆動伝達する場合も同様である。すなわち、揺動ギア85ｃはクラッチ83ｃと噛合した状態で該クラッチ83ｃの回動中心を中心に揺動可能であり、ギア84ｃとギア84ｄとに選択的に噛合し得るように設けられている。従って、クラッチ83ａをＯＦＦするとともにクラッチ83ｃをＯＮさせ、駆動モータ81の回転方向を変えることでギア84ｃ，84ｄのいずれかを選択して駆動力を伝達することができる。

以上により、エンジンコントローラ61にて駆動モータ81の回転方向とクラッチの駆動伝達制御を行うことで、複数の中から任意の一つのカートリッジにのみ駆動を伝達することができる。これによって前述した第１参考例と同様の効果を得られ、さらにはクラッチの数を２個に減らして装置構成を容易にすることができる。

〔第３参考例〕
次に第３参考例に係る装置について図13を参照して説明する。なお、第３参考例の装置の基本構成も前述した第１参考例と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは第１参考例と異なる構成について説明する。また、前述した参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図13は第３参考例に係るシール巻き取り軸への駆動伝達説明図であり、ここでは駆動モータを２個用いる例を示す。

図13に示すように、画像形成装置本体の有する２個の駆動モータ81ａ，81ｂからの駆動力をそれぞれギア82ａ，82ｃを揺動ギア85ａ，85ｃに伝達する。なお、揺動ギア85ａ，85ｃは駆動モータ81ａ，81ｂの回転方向に応じてギア82ａ，82ｃと噛合したままギア82ａ，82ｃの回転中心を中心に揺動し、ギア84ａ，84ｂまたはギア84ｃ，84ｄと選択的に噛合するものである。

画像形成装置本体に挿入された、プロセスカートリッジの現像剤容器41の開口部41ａが現像剤シール46により封止されているカートリッジのみに駆動を伝達するには次のようにエンジンコントローラ61で制御する。

例えば図１におけるカートリッジ７ａの巻き取り軸にのみ駆動を伝達するには、図13におけるギア84ａのみに駆動モータ81ａの駆動を伝達すればよい。そのために駆動モータ81ａを図13の矢印Ｃ1方向に回転させる。すると、ギア82ａは矢印Ｃ2方向に回転し、下流にある揺動ギア85ａはさらに下流のギア84ａと噛み合い、駆動を伝達する。このとき、揺動ギア85ａはギア84ｂから退避し、ギア84ｂへの駆動を遮断する。このとき、駆動モータ81ｂは駆動しない。

またギア84ｃ，84ｄのいずれかに駆動力を伝達する場合には、前述の場合と同様にして駆動モータ81ｂを駆動するようにすればよい。

以上により、エンジンコントローラ61にて駆動モータ81ａ，81ｂの回転、停止、および、回転方向の制御を行うことで、複数の中から任意の一つのカートリッジにのみ駆動を伝達することができる。これによって前述した第１参考例と同様の効果を得られ、さらにはモータ数は２個になるがクラッチが不要となるために制御構成が容易となる利点がある。

〔第１実施形態〕
次に第１実施形態に係る装置について図14乃至図18を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成も前述した第１参考例と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは第１参考例と異なる構成について説明する。また、前述した参考例と同一機能を有する部材には同一符号を付す。

図14は第１実施形態に係るシール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。本実施形態は画像形成装置本体の有する駆動モータ81からの駆動を、ギア82を通じて後述するメカクラッチ86に伝達する。メカクラッチ86の有する遊星ギア86ａにより、駆動を伝達すべきギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄのうちの一つを選択し、駆動を伝達する。

ここで、本実施形態のメカクラッチ86について図15乃至図18を用いて以下に説明する。メカクラッチ86は主に遊星ギア86ａ、円盤86ｂ、フェルト86ｄ、段ギア86ｅ、トリガー86ｉなどから構成されている。遊星ギア86ａは円盤86ｂ上に設けられた軸を中心に自転し、軸86ｎを中心に公転する。また、円盤86ｂ、遊星ギア抜け留め86ｃ、フェルト86ｄ、および、段ギア86ｅは軸86ｎを中心に回転する。フェルト86ｄは遊星ギア抜け留め86ｃに対して固定されている。また、遊星ギア抜け留め86ｃは円盤86ｂと同軸度を保ちながら同期して回転するよう固定されている。

段ギア86ｅの一方のギアはギア82と、他方のギアは遊星ギア86ａと常に噛み合っている。段ギア86ｅは円盤86ｂと同期して回転するフェルト86ｄに対して常に押し付けられるように図15の矢印Ｐ方向に、圧調節バネ86ｇにて圧力が加えられている。従って、駆動モータからの駆動がギア82を通じて段ギア86ｅに伝えられると、段ギア86ｅとフェルト86ｄとの間に生じる摩擦力により、円盤86ｂ、遊星ギア抜け留め86ｃ、遊星ギア86ａ等は段ギア86ｅと同期して軸86ｎを中心に回転する。一方で、円盤86ｂ等に外部から強制的に回転を停止させる作用が働いた場合、段ギア86ｅはフェルト86ｄ上を滑りながら回転することになる。ことのき、遊星ギア86ａは軸86ｎ周りの公転は行わず、円盤86ｂ上に設けられた軸を中心に自転する。

また、トリガー端86ｏには軸86ｎの軸方向にスライド移動可能なコロ86ｋが設けられており、バネ86ｊにより常に矢印Ｐ1方向に、すなわち、円盤86ｂ方向に対して圧力が加えられている。また、トリガー86ｉはトリガー軸86ｌを中心に図15中の矢印Ｑ方向に回転するようにバネ86ｍで付勢されており、これによりトリガー面86ｐが常に円盤86ｂの外周面に対して押し付けられるようになっている。

図16において、駆動モータ81を図中の矢印Ｒ1方向に回転させると、段ギア86ｅは矢印Ｒ2方向に回転する。段ギア86ｅの回転と同期して円盤86ｂもＲ2方向へ回転する。ここで、円盤86ｂの外周面に設けられたそれぞれいずれかの突起86ｂａ、86ｂｂ、86ｂｃ、86ｂｄがトリガー端86ｑに引っかかると円盤86ｂは回転せず、遊星ギア86ａが自転する。このとき、遊星ギア86ｎが自転すると同時に遊星ギア86ｎと噛み合って回転するようそれぞれいずれかのギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄを配置することで、駆動を下流へ伝達することができる。円盤の突起86ｂａ、86ｂｂ、86ｂｃ、86ｂｄの選択は、段ギア86ｅの後述するホームポジションからの回転角、すなわち、駆動モータ81の回転角を制御することで可能である。

駆動モータ81を矢印Ｒ1方向とは逆方向に回転させると、円盤86ｂは矢印Ｒ2方向とは逆方向に回転する。この回転を続けると、円盤の突起86ｂｅがトリガー端86ｒに引っかかる。この位置を円盤86ｂのホームポジションとする。このとき駆動モータ81を矢印Ｒ1方向とは逆方向に回転させ続けたとしても、円盤86ｂの位置は変化しない。なお、このときのクラッチ86を図16の裏側方向から見た図を図17に示す。

この状態（ホームポジション）から駆動経路を選択するには次のようにして行う。駆動モータ81を矢印Ｒ1方向に回転させると、円盤86ｂは図16中の矢印Ｒ2方向、図17中の矢印Ｓ方向に回転する。矢印Ｓ方向の回転を続けるとトリガー86ｉは、軸86ｌを中心としたバネ86ｍの矢印Ｑ方向への付勢力に逆らって図18に示す位置に揺動する。

これは、トリガー端86ｏに設けられたコロ86ｋ（図15参照）が、図18に示すような円盤86ｂ裏面に設けられた溝（86ｓ，86ｔ，86ｕ，86ｖ，86ｗ，86ｘ）に沿って移動するためである。溝の深さはそれぞれ、溝86ｓと溝86ｖが最も深く、一方で、溝86ｕと86ｘが最も浅く、溝86ｔと溝86ｗはどちらもスロープ状になっており、溝の高低差を滑らかに結んでいる。

ホームポジション時（図17の時）は、コロ86ｋは溝86ｓに位置している。円盤86ｂの矢印Ｓ方向への回転に伴って、コロ86ｋは溝カムに従い、軌跡Ｔを描きながら、溝86ｓから順次、溝86ｔ、溝86ｕ、溝86ｖをたどる。

図18の状態から、いずれかの突起86ｂａ、86ｂｂ、86ｂｃ、86ｂｄがトリガー端86ｑに引っかかるまで、すなわち、遊星ギア86ａが所望のいずれかのギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄと噛み合うまで、円盤86ｂを矢印Ｓ方向とは逆方向に回転させる。このようにして遊星ギア86ａはギア84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄの中から任意の一つを選択し、駆動モータ81の駆動力を伝達することができ、４個のプロセスカートリッジのうち選択したシール巻き取り軸を回転させて現像剤シールを巻き取り除去できる。

以上により、エンジンコントローラ61にて駆動モータ81の回転、停止、回転方向、および、回転角度の制御を行うことで、複数の中から任意の一つのカートリッジにのみ駆動を伝達することができる。そして、画像形成装置本体に挿入された現像剤容器の開口部が封止部材により封止されたカートリッジのみに選択的に駆動を伝達することができる。

〔他の実施形態〕
上記説明では、プロセスカートリッジに搭載した報知手段としてメモリユニットを搭載した例を示したが、この報知手段としては、カートリッジ外面に設けられた突起で構成するようにしてもよい。例えば、報知情報処理手段が前記突起があることを検出すると現像剤容器の開口部が封止部材により封止されているという情報を認識する。一方、画像形成装置本体からの駆動により現像剤シールが除去され、現像剤容器の開口部が開放された後は前記突起が折れ、報知情報処理手段が前記突起を検出しないことで現像剤容器の開口部が開放されているという情報を認識できるようにしてもよい。

また、前述した実施形態においては、感光体ドラム及び現像手段を有するプロセスカートリッジにおける現像剤シールを除去する例を説明したが、画像形成装置本体に着脱するカートリッジとしては感光体ドラムを有しないカートリッジ、例えば現像手段と現像剤容器が一体化し、該現像剤容器の開口部を現像剤シールで密封した現像カートリッジの場合であっても同様に適用することができる。

さらには、現像手段を有しない現像剤容器のみを装置本体に着脱可能にした画像形成装置であってもよい。すなわち、現像剤シールによって開口部が密封された現像剤容器を複数装着して画像形成する装置において、前記現像剤シールの除去を前述した実施形態で説明した駆動伝達により行うようにした場合も前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。

さらに、前述した実施形態では封止部材として現像剤シールを例示したが、封止部材は１つのシートを折り返して用いるイージーピール方式の他、現像剤容器の開口部を封止するカバーフィルムとカバーフィルムを引き裂くためのテアテープを組み合わせたものもあるが、もちろんこのような現像剤シールに対しても適用可能である。また、現像剤容器の開口部を封止する封止部材はシート状の部材に限定する必要はなく、封止部材が板状であり、これがカートリッジの長手方向、もしくは、短手方向にスライド移動することで、現像剤容器41の開口部41ａを開封する構成でもよい。

第１参考例の画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。 第１参考例のプロセスカートリッジを示す断面図である。 第１参考例のプロセスカートリッジを示す分解斜視図である。 第１参考例のプロセスカートリッジの画像形成装置への装着状態を示す部分断面図である。 第１参考例のプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す部分断面図である。 第１参考例のプロセスカートリッジの画像形成装置への位置決め部を示す断面図である。 第１参考例の現像剤容器開口を示す分解斜視説明図である。 第１参考例の現像剤シールを巻き取り除去する状態説明図である。 第１参考例の現像剤シール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。 第１参考例の制御システムのブロック図である。 第１参考例の現像剤シールの巻き取り除去手順を示すフローチャートである。 第２参考例の現像剤シール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。 第３参考例の現像剤シール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。 第１実施形態の現像剤シール巻き取り軸への駆動伝達説明図である。 第１実施形態のメカクラッチの説明図である。 第１実施形態のメカクラッチの説明図である。 第１実施形態のメカクラッチの説明図である。 第１実施形態のメカクラッチの説明図である。

符号の説明

１ …感光体ドラム
２ …帯電手段
３ …スキャナユニット
４ …現像ユニット
５ …静電転写装置
６ …クリーニング手段
７ …プロセスカートリッジ
16 …給送部
17 …給送カセット
18 …給送ローラ
19 …レジストローラ対
20 …定着部
23 …排出ローラ対
24 …排出部
40 …現像ローラ
41 …現像剤容器
41ａ …開口部
41ｂ …溶着面
45 …現像枠体
46 …現像剤シール
49 …支持軸
50 …感光体ドラムユニット
51 …クリーニング枠体
54 …巻き取り軸
61 …エンジンコントローラ
63 …センサ部
64 …表示部
65 …報知情報処理手段
66 …駆動部
72 …サイドカバー
81，81ａ，81ｂ …駆動モータ
82，82ａ，82ｂ，82ｃ，82ｄ，84ａ，84ｂ，84ｃ，84ｄ …ギア
83ａ，83ｂ，83ｃ，83ｄ …クラッチ
85ａ，85ｃ …揺動ギア
86 …メカクラッチ

Claims (4)

1. 複数個のプロセスカートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   (a)電子写真感光体ドラムと、
   前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
   前記現像ローラによって前記静電潜像の現像に用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、
   前記現像剤収納部に収納された現像剤を前記現像ローラへ供給するための現像剤供給開口と、
   前記現像剤供給開口を開封可能に封止する封止部材と、
   前記現像剤供給開口から前記封止部材を除去して、前記現像剤供給開口を開封する開封手段と、
   を有する複数個のプロセスカートリッジであって、装着部に取り外し可能に装着されたプロセスカートリッジと、
   (b)単一のモーターと、
   (c)前記モーターからの駆動力が伝達されて軸を中心に回転する円盤と、
   前記円盤上に自転可能に設けられ、前記円盤の回転により前記軸を中心に公転するものであり、前記モーターからの駆動力を前記各開封手段に個別に伝達するための遊星ギアと、
   前記軸を中心に回転し前記モーターからの駆動力を前記遊星ギアに伝達する段ギアと、
   前記円盤と前記段ギアの間に設けられ、前記段ギアとの間の摩擦力により前記円盤に前記駆動力を伝達するフェルトと、
   前記円盤に設けられ、前記遊星ギアが前記各開封手段に前記駆動力を伝達する各位置に設けられた複数の突起と、
   前記各位置に対応する前記突起のいずれかと引っかかり、前記摩擦力に抗して前記円盤の回転を停止させるトリガーと、を有し、
   前記装着部に装着された各プロセスカートリッジの有する前記現像剤供給開口を順次個別に開封するために、前記各開封手段に前記モーターからの駆動力を順次個別に伝達する駆動力伝達手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 複数個の現像カートリッジを着脱可能であって、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   (a)電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
   前記現像ローラによって前記静電潜像の現像に用いられる現像剤を収納するための現像剤収納部と、
   前記現像剤収納部に収納された現像剤を前記現像ローラへ供給するための現像剤供給開口と、
   前記現像剤供給開口を開封可能に封止する封止部材と、
   前記現像剤供給開口から前記封止部材を除去して、前記現像剤供給開口を開封する開封手段と、
   を有する複数個の現像カートリッジであって、装着部に取り外し可能に装着された現像カートリッジと、
   (b)単一のモーターと、
   (c)前記モーターからの駆動力が伝達されて軸を中心に回転する円盤と、
   前記円盤上に自転可能に設けられ、前記円盤の回転により前記軸を中心に公転するものであり、前記モーターからの駆動力を前記各開封手段に個別に伝達するための遊星ギアと、
   前記軸を中心に回転し前記モーターからの駆動力を前記遊星ギアに伝達する段ギアと、
   前記円盤と前記段ギアの間に設けられ、前記段ギアとの間の摩擦力により前記円盤に前記駆動力を伝達するフェルトと、
   前記円盤に設けられ、前記遊星ギアが前記各開封手段に前記駆動力を伝達する各位置に設けられた複数の突起と、
   前記各位置に対応する前記突起のいずれかと引っかかり、前記摩擦力に抗して前記円盤の回転を停止させるトリガーと、を有し、
   前記装着部に装着された各現像カートリッジの有する前記現像剤供給開口を順次個別開封するために、前記各開封手段に前記モーターからの駆動力を順次個別に伝達する駆動力伝達手段と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
3. 更に、前記各装着部に装着されたプロセスカートリッジの有する前記現像剤供給開口が前記封止部材によって封止されていることを検知する検知手段を有し、
   前記駆動力伝達手段は、前記検知手段によって前記現像剤供給開口が封止されていることを検知されたプロセスカートリッジの有する前記開封手段に駆動力を伝達して前記開封手段を駆動させ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。
4. 更に、前記各装着部に装着された現像カートリッジの有する前記現像剤供給開口が前記封止部材によって封止されていることを検知する検知手段を有し、
   前記駆動力伝達手段は、前記検知手段によって前記現像剤供給開口が封止されていることを検知された現像カートリッジの有する前記開封手段に駆動力を伝達して前記開封手段を駆動させることを特徴とする請求項２に記載の電子写真画像形成装置。

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