JPH04157475A - 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〕

電子写真法を用いてカラー画像を得るには多くの方法・
装置が提案されている。例えば特開昭６１−１００７７
０号公報に開示されているように、像形成体たる感光体
ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像形成と現像を
行い、現像の都度転写ドラム上に転写して転写ドラム上
に多色像を形成したのち、転写材上に転写してカラーコ
ピーを得る方法がある。この方法による装置は、感光体
ドラムの他に１枚分の画像をその肩面上に転写できる大
きさを持った転写ドラムを設ける必要があり、装置は大
型でかつ複雑な構造となることは避けられない。

また、例えば特開昭６１−１４９９７２号公報に開示さ
れているように、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に
応じた潜像形成と現像を行い、現像の都度転写材上に転
写して多色のカラーコピーを得る方法がある。この方法
にあっては多色の画像を精度よく重ねることは困難で、
良質のカラーコピーを得ることはできない。

また、感光体ドラム上に原稿像の分解色数に応じた潜像
形成と、カラートナーによる現像を繰り返し、感光体ド
ラム上でカラートナー像を重ねたのち転写してカラー画
像を得る方法がある。この多色画像形成の基本プロセス
は、本出願人による特開昭６０−７５８５０号、同６０
−７６７６６号、同６０−９５４５６号、同６０−９５
４５８号、同６０−１５８４７５号公報等によって開示
されている。

このような重ね合わせによってカラー画像を得るように
した多色画像形成装置にあっては、感光体ドラムの周縁
に色の異なったカラートナーを収納した複数の現像器が
配置してあり、一般には感光体ドラムを複数回回転させ
、感光体ドラム上の潜像を現像してカラー画像を得るよ
うにしている。

一方、電子写真方式を用いるモノカラ一方式のアナログ
複写機や半導体レーザ・ＬＥＤ走沓系による複写機・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し・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・ノドの交換や補修を容易化す
る提案がなされており、次し＼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−
１５４２５５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
ナー用クリー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つｔ；ものが特開
昭５８−１１６１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
されているか、これは同一方向操作およびジャム処理向
上を図つにものである。

〔発明が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・離脱が容易で、
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、コポレ等の心配がなく、また転写材のジ
ャム処理時等においても、これら問題の生じないプロセ
スカートリッジを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１体に設けたプロセスカートリッジが、廃トナーの
コポ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ポレ・モレ等に対しての問題解
決が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ッ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ｔ；、実開昭６３−１９５３５７号公報で開示された
プリンクは、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いない。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。

本発明は、この点を解決して改良した結果、消耗品の交
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実施出
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、装置本体に対して挿入可能な架台に画像形
成プロセス手段を装着した画像形成装置において、前記
画像形成プロセス手段は少なくとも像形成部材と、前記
架台に装脱可能な帯電、現像、クリーニングの各ユニン
トおよび現像剤補給部とを有し、前記架台は装置本体に
装着して画像形成を行う第１の位置と、現像剤の消耗を
検知手段よりの信号により前記現像剤補給部への補給・
交換を行い得るｖｇ２の位置へと移動可能としたことを
特徴とする画像形成装置によって達成される。

〔実施例〕 第１図は本発明の画像形成装置の一実施例を示す構成断
面図である。

図において、１０はドラム状の像形成部材たる感光体ド
ラムで、ＯＰＣ感光体をドラム上に塗布したもので接地
されて時計方向に駆動回転される。

２０は前記感光体ドラム１０周面の感光体に電荷を印加
するスコロトロンの帯電器、１３は図示しない露光光学
系によって感光体ドラム１０周面上で焦点を結ぶように
像露光光或はレーザビームが投射される像露光部である
。

前記露光光学系には例えばレーザ書込み系ユニットが使
用される。前記画像形成装置とは別体の画像読取り装置
から出方される色信号が前記レーザ書込み系ユニ７トに
入力されると、このレーザ書込み系ユニットにおいては
、半導体レーザより発生されるレーザビーム（波長７８
０ｎｍ）はポリゴンミラーにより回転走査され、ｆθレ
ンズを経て反射ミラーにより光路を曲げられ、予め前記
帯電器２０によって一様に帯電されｔ；感光体ドラム１
０周面上に投射される。

一方では走査が開始されるとレーザビームはインデック
スセンサによって検知され、第１の色信号によるレーザ
ビームの変調が開始され、変調されたレーザビームが前
記感光体ドラム１０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ドラム１０の回転による副
走査により感光体ドラムｌＯ上の画像部に第１の色に対
する潜像が形成されて行く。この潜像は第１の色として
例えばイエロー（Ｙ）のトナーを収容する現像手段によ
り反転現像がなされて感光体ドラム１０周面にイエロー
のトナー像が形成される。得られた画像部のトナー像は
感光体ドラム１０局面に保持されたまま感光体ドラム１
０の局面より引き離されている転写手段及びクリーニン
グ手段の下を通過し、次のコピーサイクルに入る。

すなわち、前記感光体ドラム１０は前記帯を器２０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′が前記書込み系ユニットに入力され、前述し
ｔ；第１の色信号の場合と同様にして感光体ドラム１０
周面への１ｇ２の色信号による書込みが行われ潜像が形
成される。この潜像は第２の色として例えばマゼンタ（
Ｍ）のトナーを収容する現像手段によって反転現像がな
され、マゼンタのトナー像が形成される。このマゼンタ
のトナー像は既に形成されている前述のイエローのトナ
ー像の上に重ねて形成される。

このようにして得られた画像部のトナー像は感光体ドラ
ム１０周面に保持されたまま感光体ドラム１０周面より
引き離されている転写手段及びクリーニング手段の下を
通過し、次のコピーサイクルに入る。

同様にして感光体ドラム１０上には第３の色信号による
書込みが行われ潜像が形成される。この潜像は第３の色
として例えばシアン（Ｃ）のトナーを収容する現像手段
によって反転現像かなされる。

このシアンのトナー像は前述のイエロー、マゼンタのト
ナー像の上に重ねて形成することによってカラー画像が
得られる。さらに黒色のトナーを収容した現像手段を備
え、前記と同様に黒色のトナー像をさらに重ねることに
よって高画質のカラー画像を得るようにすることもある
。

４１ないし４３は前記の現像を行うそれぞれイエロー、
マゼンタ、シアンの各トナーを収容した現像手段たる現
像器でいずれも近似した構造を有している。

このような感光体ドラム１０とその周縁部に設けられた
帯電器２０による帯電と、各色別のレーザ書込み系ユニ
ットによる露光及び現像器４１〜４３による現像処理は
各色毎に従って３回行われ、感光体ドラムｌＯの周面上
の画像部には重ね合わせによってカラーのトナー像が形
成される。

５１．５２は転写材供給装置から１枚ずつ給送されてく
るサイズ別の転写材である記録紙の通路、５３は感光体
ドラム１０上の前記カラートナー像の移動に同期して転
写部１６０へ記録紙を搬送するためのレジストローラで
ある。

７０は転写ベルト装置で、７１はベルト部である転写ベ
ルト、７２．７３は導電性の金属材からなるローラで、
上流側のローラ７２は接地又は接地状態に近い所定の電
位にされている回転可能な軸を有するローラ、下流側の
ローラ７３は固定軸を有する転写ベルト７１駆動用のロ
ーラである。７４はベルト支持部材でその一端はローラ
７３の軸芯を固定軸とし、他端はローラ７２の可動軸に
連結していて、図示省略した弾性部材によりローラ７２
が下方に位置するように付勢されている。従って、常時
は転写ベルト７１は感光体ドラム１０局面より退避され
ていて、転写時には装置制御部の制御によって作動する
偏芯カム７７が板バネ７８を介してベルト支持部材７４
を図において上方に押圧し、ローラ７３を揺動中心とし
て反時計方向に回動し、ベルト支持部材７４の両側端に
設けたローラ７６が感光体ドラム１０周面の画像部外の
側端部に当接して、転写ベルト７１は感光体ドラム１０
の転写部１６０に当接される。

７９は転写ベルト７１上の付着トナーを掻き落とすベル
トクリーニング装置のクリーニングブレード、９５は内
部に可撓性の搬送スクリューを有するトナー搬送管でク
リーニングブレード７９で掻き取られたトナーを図示し
ないトナー回収ボックスへ搬送する。

１６は転写部１６０に対向する位置に設けられた転写用
の帯電器である転写器、６０は転写ベルト７１と感光体
ドラム１０との間の楔形断面空間においてローラ７２に
対向する位置にその開口部を転写ベルト７１に対向する
よう配設された紙帯電器である。

前述のようにして感光体ドラムｌＯ上に３色目のトナー
を収容した現像器４３による現像が開始された後、レジ
ストローラ５３の作動、転写ベルト装置７０の圧接動作
及び紙帯電器６０の放電ワイヤへの高電圧印加がほぼ同
時に行われる。

これにより紙帯電器６０は転写材供給装置より１枚ずつ
給送される記録紙に向かってコロナ放電を行い、記録紙
を感光体ドラム１０上のトナーと同極性に帯電させる。

上記紙帯電器６０は接地状態に近いローラ７２を対向電
極として効率良く確実に帯電を行うとともに、転写部１
６０に極めて近接して設けられているので搬送中の電荷
の減少が少なく、記録紙を強固に転写ベル）７１に吸着
保持して転写部１６０へ搬送することができる。

転写ｆＥ１６０へ記録紙の前端が到達すると転写ベルト
７１により記録紙は感光体ドラム１０に圧接される。す
ると転写器１６は感光体ドラムＩＯ上のトナーの帯電と
は逆極性の帯電を行い、記録紙上に前記トナー像を転写
する。トナー像を転写された記録紙は、搬送ベルト２１
によってさらに搬送されて定着部２２に至り加熱溶着に
よる定着がなされたのち、外部の排紙皿２３に排出され
る。５５は記録紙が上方に誤まって侵入するのを防止す
るための分離爪である。

前記転写ベルト７１の回転、圧接と転写器１６による帯
電作用とにより転写を終えた感光体ドラムｌＯはクリー
ニング装置９０によってクリーニングがなされるが、ク
リーニング装置９０にはクリーニング手段としてクリー
ニングブレード９１、静電気的に残留トナーを回収する
トナー回収ローラ９２等を有していて、感光体ドラム１
０周面上にトナー像を形成中は前記クリーニングブレー
ド９１は退避状態にあり、転写を終えた状態で感光体ド
ラム１０に圧接してクリーニングを行う。またクリーニ
ング装置９０の上流側には除電ランプ９３、下流側には
除電ランプ９４が位置していて、除電ランプ９３は感光
体ドラム１０周面上の残留トナーを除去し易い状態に除
電し、除電ランプ９４はクリーニングされた感光体ドラ
ム１０周面を一様に除電して均一な帯電が行われるよう
にする。さらにクリーニング装置９０の底部には可撓性
の材料からなるトナー搬送スクリューを有するトナー搬
送管９５Ａが設けられていて、クリーニングによって回
収した廃トナーを図示しないトナー回収ボックスに搬送
する。前記クリーニングを終えた感光体ドラムｌＯは次
の画像形成のプロセスに入る。

前記の感光体ドラム１０．帯電器２０、各現像器ならび
にクリーニング装置９０等の各画像形成プロセス手段は
、架台１００に組込まれ一体として装置の前面側から水
平に挿入して本体内に装着される。

前記架台１００は各稜線部をアングル材によって構成し
た剛性の高い枠体であって、その前後の側面に固定した
基板間に前記の各画像形成プロセス手段を軸受は或は挟
着支持している。

前記架台１００の着脱に際しては、装置本体前面に設け
た左右一対の開閉扉２００（二点鎖線をもって示す）が
互に対称形に開放され、架台１００の両側面に備える凸
状のレール部材１０１Ａを装置本体側の備える凹状のガ
イド部材１０１Ｂにスライドして係合したり或は保合を
解除したりして挿脱される。

また前記架台１００は、その前面に前記の各現像器に接
続する現像剤補給部４１Ａ、４２Ａおよび４３Ａを突出
させていて、矢示Ａ側面を示す第２図にあるように架台
１００を一点鎖線をもって示す位置に迄移動するにより
各現像剤補給部に対するトナーの補給を行うことが出来
る。

前記の架台１００の移動は、各現像器における現像剤の
消耗を検知した検知手段からの信号を受けた制御部の作
動により自動的に開始される。

すなわち、前記の各現像剤補給部は収容するトナーの残
量の検知手段としてそれぞれセンサＳを備えていて、そ
れぞれのトナーの残量が規定量以下に低減するとトナー
補給の信号が出力される。

まＩ；装置本体内部には正逆反転可能のモータＭ１が設
置され、そのピニオンＰが前記架台ｌＯＯに形成したラ
ックＲに噛合されている。

さらに前記架台１００はガイド部材１０１Ｂに沿ってス
ライドするに当たり、その位置に応じて上面の遮光板１
０２が本体側に固定したフォトセンサ１０３Ａあるイハ
１０３ＢをＯＮカらＯＦＦ、　　もしくはＯＦＦカらＯ
Ｎへと切換える。

各現像剤が何れも規定量以上である場合には、前記架台
１００は第２図において実線をもって示す如く遮光板１
０２が７オトセンサ１０３ＡをＯＦＦとスル位置にあっ
て、収容する各画像形成プロセス手段を画像形成を可能
とする第１位置に設定している。

前記の各センサＳの何れか１つがトナーの規定量以下の
値を検出するとその信号が制御部に送られ、表示手段と
して装置前面の操作部８０の備える該当する色の表示ラ
ンプＬが点灯し、同時に前記モータＭ１の正転駆動がス
タンバイの状態とされる。

先ず第１の実施例について説明する。表示ランプＬの点
灯によって操作者が手動によって前記開閉扉２００を開
放するとその回動によって始動スイッチ（図示せず）が
ＯＮとなり、前記モータＭ１が正転を開始してピニオン
ＰとラックＲを介し架台１００を装置前面側に移動する
。

モータＭｌの正転は、架台１００すなわち遮光板１０２
の移動による７オトセンサ１０３ＡのＯＦＦからＯＮへ
の切換えによって持続され、さらにフォトセンサ１０３
ＢのＯＮからＯＦＦへの切換えによって停止される。

従って架台１００は開閉扉２００を手動で開放すること
により第２図において一点鑓線をもって示す位置に迄突
出されて停止し、各現像剤補給部に対するトナーの補給
もしくは補給部自体の交換を可能とする第２位置に設定
される。

各現像剤補給部に対するトナーの補給を終了後、操作部
の備えるリセット釦Ｒ−Ｂを押圧することにより前記モ
ータＭｌの逆転が開始して架台１００を装置本体内に向
は移動する。

モータＭｌの逆転は、フォトセンサ１０３ＢのＯＦＦか
らＯＮへの切換えによって持続され、さらにフォトセン
サ１０３ＡのＯＮからＯＦＦへの切換えによって停止さ
れる。

その結果、架台１００は再び前記の画像形成を可能とす
る第１位置に復帰される。

次いで開閉扉２００を閉止して前述した始動スインチを
ＯＦＦに戻すと、制御部の現像剤補給のンーケンスはキ
ャンセルされて前記の表示ランプＬが消灯される。表示
ランプＬの消灯はトナーの補給又は補給部自体の交換に
よっても消灯するよう構成することが可能である。以上
の作動をフローチャートで示したのが第３図である。

以上説明した第１の実施例は、前記開閉扉２００を手動
により開閉する場合について説明したが、その回動軸受
部にさらにモータを設置し、前述したトナー補給の検知
信号に応じて表示ランプＬの点灯、消灯と同時に前記開
閉扉２００を自動的に開放、閉止させることも可能であ
る。

第４図は第２の実施例を示す平面図で、第４図（ａ）は
開閉扉２００Ａ、Ｂが自動閉扉し、架台１００が第１位
置に位置した状態を示し、第４図（ｂ）は開閉扉２０Ｏ
Ａ、Ｂが自動開扉し、架台１００が第２位置まで移動し
た状態を示している。

開閉扉２０ＯＡ、２００Ｂは回動軸２０１Ａ、２０１Ｂ
を蝶番として開閉する扉で、それぞれ固定腕２０２Ａ　
、　２０２Ｂが設けられている。固定腕２０２Ａ、２０
２Ｂの先端部ではビン２０４Ａ、２０４Ｂでリンクレバ
ー２１ＯＡ、２１０Ｂの一端と連結し、リンクレバー２
１ＯＡ、２１０Ｂの他端はピボット２１１によって互い
に連結している。

一方、Ｍ２は減速歯車を内蔵した正逆転可能のモータで
、モータＭ２軸にはレバー２２０の一端が固設されてい
て、該レバー２２０の他端には長孔２２１があって、前
記のピボット２１１が遊嵌している。

以上述べた構造となっているので、モータＭ２が時計方
向に回転すると、扉２００Ａ、２００Ｂは同時に開扉し
、モータＭ２が反時計方向に回転すると、扉２０ＯＡ　
、　２００Ｂは同時に閉扉する。フォトセンサ２２２Ａ
は扉２０ＯＡ、２００Ｂの閉扉位置を検知するセンサで
あり、７オトセンサ２２２Ｂは扉２００Ａ、２００Ｂの
開扉位置を検知する。

第５図に示すフローチャートによって第２の実施例につ
いてその作動説明をする。先ず現像剤補給部でトナーの
残量が規定量以下に低減するとセンサＳか之を検知し、
之によって制御部は表示ランプＬを点灯し、同時にモー
タＭ２は時計方向に回転し、フォトセンサ２２２Ｂが完
全に開扉したのを検知してモータＭ２を停止する。引続
いてモータＭｌが正転を開始し架台１００が移動してフ
ォトセンサ１０３Ｂが検知されて、第２位置で停止する
。

操作者はトナーの補給またはトナー補給部の交換を終え
てリセット釦Ｒ−Ｂを押釦する。

リセット釦Ｒ−Ｂの押釦で、モータＭｌは逆転して架台
ｌＯＯを第２位置から第１位置へと復帰し、フォトセン
サ１０３Ａの検知によって停止する。引続いて制御部は
モータＭ２を反時計方向に回転し、７オトセンサ２２２
Ａが検知して停止する。この停止位置は開閉扉２０ＯＡ
、２００Ｂが閉扉した状態位置である。

〔発明の効果〕

本発明により、画像形成部のプロセス資材のメンテナン
スの作業を極めて容易なものとした上、さらに各現像手
段に対する現像剤の補給を機を逸することなく簡易かつ
速やかに実施することが可能となり、その結果点検整備
が良く行き届くと共に常に画像濃度あるいはカラーバラ
ンスの適正ｔｔ高品質の画像の得られる画像形成装置が
提供されることとなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の画像形成装置の断面構成図、第２図は
その要部側面図、第４図（ａ）、（ｂ）は要部正面図、
第３図及び第５図は現像剤補給のプロセスを示す第１．
第２の実施例のフローチャート。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）装置本体に対して挿入可能な架台に画像形成プロ
   セス手段を装着した画像形成装置において、前記画像形
   成プロセス手段は少なくとも像形成部材と、前記架台に
   装脱可能な帯電、現像、クリーニングの各ユニットおよ
   び現像剤補給部とを有し、前記架台は装置本体に装着し
   て画像形成を行う第１の位置と、現像剤の消耗を検知手
   段よりの信号により前記現像剤補給部への補給・交換を
   行い得る第２の位置へと移動可能としたことを特徴とす
   る画像形成装置。
2. （２）前記架台の第１位置から第２位置への移動は、前
   記検知手段からの信号で装置本体に設けた表示手段に表
   示し、前記装置本体の開閉扉を手動開扉した際に行われ
   ることを特徴とする請求項（１）記載の画像形成装置。
3. （３）前記検知手段からの信号により、前記装置本体の
   開閉扉を自動開扉し、前記架台を第１位置から第２位置
   へ移動することを特徴とする請求項（１）記載の画像形
   成装置。