説明

プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

【課題】 本発明は、ユーザー操作性が高く、コストをおさえることができるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】 本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の代表的な構成は、感光体102、202と、感光体102、202に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像器104、204と、これらを覆うカートリッジ枠体107を有し、装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ110、210において、カートリッジ枠体107は、長手方向中心に対して左右対称な形状であり、かつ長手方向両端に、装置本体から感光体102、202へ駆動を伝達する第一の駆動入力手段11a、11bと、装置本体から現像器104、204へ駆動を伝達する第二の駆動入力手段11c、11dと、有し、駆動入力手段11a〜11dは、一端の駆動入力手段のみで駆動を伝達可能であることを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プロセスカートリッジ及び前記プロセスカートリッジが着脱可能な電子写真画像形成装置に関する。更に発明は、前記プロセスカートリッジと合わせて、本転写材の両面に形成される各未定着トナー像を、同時に転写材に定着させる熱ローラ型の定着装置を備えた画像形成装置、又は転写材の両面にトナー像を転写と共に定着を同時に行わせる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
従来の電子写真画像形成装置として、中間転写ベルトを用いたインラインタイプのカラー画像形成装置があった。このような画像形成装置として、装置底面に略水平方向の搬送路に対して上下に表裏用それぞれの画像形成部(画像形成部ユニット)を配置して、同時両面転写するものがある(図12参照)。
【0003】
また従来のプロセスカートリッジは、片側にのみ電子写真感光体ドラムへの駆動入力手段を設けている構成となっていた(図13、図14参照)
【特許文献1】特開2003−295661号公報
【特許文献2】特開2002−304106号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、上記のような従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0005】
図12に記載の電子写真画像形成装置では、画像形成部を中央の搬送路を軸に線対称に配置している。このため、画像形成部は非常に類似した構成であるにもかかわらず、組合せたユニットとしては共通化が達成できない。
【0006】
更に画像形成部を搬送路の鉛直方向上側と下側に配設したため、搬送路上側の現像器13は鉛直方向下向きに現像剤担持体(現像スリーブ)131へのトナーを供給し、搬送路下側の現像器33は鉛直方向下向きに現像スリーブ131へのトナーを供給する。現像スリーブ131へのトナー供給構成において、トナーにかかる重力を無視できないため、重力方向に対して配設関係の異なる現像器13、33を共通化することは不可能である。
【0007】
このため、ユニット数の増加、組立作業工程の増加、及び、部品・ユニット管理の複雑化により、コストがかかる。
【0008】
一方、近年の画像形成装置では、消耗が激しく、かつ、複雑な定期的メインテナンスが必要な感光体ドラム、帯電装置、クリーナなどを一体化したプロセスカートリッジが多く用いられている。一体型プロセスカートリッジを使用し、この交換作業性を良くすることで、ユーザー自身がメインテナンスを行うことが可能となっている。
【0009】
こういった状況に対し、両面同時画像形成装置においては、前述した画像形成部ユニットが非共通となる。図13、図14に記載の従来のプロセスカートリッジでは感光体ドラムの駆動入力手段が片側にあるため、表記録用と裏記録用でそれぞれ違ったプロセスカートリッジが必要となる。
【0010】
このため、ユーザーは記録用と裏記録用の予備のカートリッジを容易する必要がある。また、4色以上使用するカラー画像形成装置では各色ごとにカートリッジが必要であり、さらに予備管理の負担が増加する。
【0011】
また、販売者側もプロセスカートリッジの在庫管理や流通経路最適化などの負担が増える。また、量産効果によるコストメリットも少なくなる。
【0012】
本発明は、ユーザー操作性が高く、コストをおさえることができるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。また、プロセスカートリッジの予備管理負担、在庫管理負担の少ないプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するために本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の代表的な構成は、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剤を用いて現像する現像部材と、これらを覆うカートリッジ枠体を有し、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、前記カートリッジ枠体は、長手方向中心に対して左右対称な形状であり、かつ長手方向両端に、前記電子写真画像形成装置本体から前記電子写真感光体ドラムへ駆動を伝達する第一の駆動入力手段と、前記電子写真画像形成装置本体から前記現像部材へ駆動を伝達する第二の駆動入力手段と、有し、前記第一の駆動入力手段及び前記第二の駆動入力手段は、一端の駆動入力手段のみで駆動を伝達可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【0014】
本発明によれば、同時両面電子写真画像形成装置において、片面電子写真画像形成装置と同レベルのユーザー操作性を維持しつつ、コストをおさえることができる。また、プロセスカートリッジの予備管理負担、在庫管理負担をおさえることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0015】
[第一実施形態]
本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。
【0016】
(画像形成装置100)
図4は本実施形態に係る画像形成装置100の正面図である。図5は本実施形態に係るプロセスカートリッジ110、220の拡大説明図である。
【0017】
図4、図5に示すように、画像形成装置100は、トナー像形成装置101、201、第1中間転写ベルト105、第2中間転写ベルト205、一次転写ローラ106、206、2次転写器120を有している。また、画像形成装置100は、露光手段131、231、格納手段である給送カセット132、232、給送手段である給送ローラ135、235、定着手段である定着装置133、排出トレイ134、排出手段である排出ローラ136を有している。
【0018】
画像形成装置100は、給送カセット132、232に格納された転写材Sを給送ローラ135、235により一枚分離して、定着装置133へ鉛直方向に搬送する。トナー像形成装置101、201は、鉛直方向に延びた搬送路Lを線対称として左右対称に配設されている。トナー像形成装置101は鉛直方向に延びた搬送路Lの左側に配置され、トナー像形成装置201は鉛直方向に延びた搬送路Lの左側に配置されている。
【0019】
トナー像形成装置101、201は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のプロセスカートリッジ110Y、110M、110C、110K、210Y、210M、210C、210Kを有している。
【0020】
カートリッジ110、210は、搬送路Lと直交する方向(水平方向)に併設されている。カートリッジ110、210は、電子写真感光体ドラム102、202、帯電ローラ103、203、現像手段である現像器104、204、これらを覆うカートリッジ枠体107を有している。
【0021】
第1中間転写ベルト105、第2中間転写ベルト205は、無端状のベルト部材であり、カートリッジ110、210と一次転写ローラ106、206により挟持されている。第1中間転写ベルト105と第2中間転写ベルト205は、搬送路Lを挟んで配置されており、第1中間転写ベルト105が転写材Sの一方の面(表面)にトナー像を転写し、第2中間転写ベルト205が転写材Sの他方の面(裏面)にトナー像を転写する。
【0022】
感光体102Y〜102K、202Y〜202Kは、それぞれの帯電ローラ103Y〜103K、203Y〜203Kにより一様に帯電される。その後、露光手段131、231のレーザー光によりその表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、現像器104Y〜104K、204Y〜204Kにより現像剤(トナー)を用いて各色毎のトナー像(現像剤像)に現像される。現像されたトナー像は、それぞれ、一次転写ローラ106Y〜106K、206Y〜206Kにより、第1中間転写ベルト105、第2中間転写ベルト205に転写される。
【0023】
2次転写器(両面同時転写装置)120は、バックアップローラ121、コンタクトローラ122、2次転写ローラ123を有している。2次転写ローラ123は、アースされ、バックアップローラ121にはコンタクトローラ122を介してトナー帯電極性と同極性の2次転写電圧が印加されている。
【0024】
バックアップローラ121、2次転写ローラ123は、搬送路Lを挟んで設けられており、第1中間転写ベルト105、第2中間転写ベルト205を挟持して二次転写ニップNを形成している。
【0025】
第1中間転写ベルト105上に順次重ねて1次転写されたカラートナー像は、2次転写器120に搬送される。一方、同様に第2中間転写ベルト205上に1次転写されたカラートナー像は、一次転写ローラ206Y〜206Kのベルト移動方向下流側に配設されている極性反転コロトロン220により極性が反転されて、第1中間転写ベルト105上のカラートナー像と同じタイミングで2次転写器120に搬送される。
【0026】
給送カセット132、232から搬送されてきた転写材Sは、中間転写ベルト105、205上のトナー像のタイミングに合わせ、2次転写器120(二次転写ニップN)に送られ、転写材Sの両面に同時にトナー像を転写される。トナー像を転写された転写材Sは、定着装置133を経て、トナー像を定着した後、排出ローラ136により排出トレイ134に排出される。
【0027】
感光体102、202を中間転写ベルト105、205の下部に配設した。これにより、一次転写ローラ106、206によってなされる中間転写ベルト105、205上への一次転写から、転写材Sへの2次転写を行う2次転写装置(2次転写器)120までの距離を可能な限り近づけている。この結果、転写材Sの給送から、画像形成、転写材Sへの転写、定着、排出トレイへの排出までの一連の動作を短時間で行うことが可能となり、装置の生産性を向上できる。
【0028】
(プロセスカートリッジ110、210)
図1は本実施形態に係るプロセスカートリッジ110、210の全体斜視図である。図2はプロセスカートリッジ110、210の端方向から見た斜視図である。図3はプロセスカートリッジ110、210の図2の反対側端方向から見た斜視図である。
【0029】
カートリッジ110、210は、感光体102、202、帯電ローラ103、203、現像器104、204を一体化して構成されている。カートリッジ110、210のカートリッジ枠体107は、長手方向中心に対して略左右対称な形状としている。
【0030】
カートリッジ110、210は、長手方向両側端に駆動入力手段11a、11b、11c、11dをそれぞれ備えている。第一の駆動入力手段11a、11bは感光体102、202へ駆動を伝達し、第二の駆動入力手段11c、11dは現像器104、204へ駆動を伝達する。
【0031】
駆動入力手段11a〜11dが電子写真画像形成装置本体からの駆動出力手段12a〜12d(図9参照)と連結することで、カートリッジ110、210の駆動が可能となる。一端の駆動入力手段のみで駆動を伝達可能であり、カートリッジ110、210は、両側どちらの駆動入力手段11a〜11dに駆動連結されても同一の動作をする。
【0032】
カートリッジ110、210は、感光体102、202の回転軸と同軸線上、かつカートリッジ枠体107の長手方向両側に突出してなる突起11a1、11b1を設けている。突起11a1、11b1は、電子写真画像形成装置本体に設けられた本体位置決め部(不図示)と係合して、カートリッジ110、210の位置決めを行うカートリッジ位置決め手段である。
【0033】
突起11a1、11b1の一方により、カートリッジ110、210を電子写真画像形成装置へ確実に位置決めできる。なお、位置決め手段は、カートリッジ枠体107から突出した突起を用いてもよい。
【0034】
カートリッジ110、210は、電子写真画像形成装置本体と通信可能な通信手段である通信メモリ11e、11fをカートリッジ枠体107の両端に配置している。なお、通信メモリ11e、11fは、カートリッジ枠体107の長手方向中心付近に配置しても良い。
【0035】
(プロセスカートリッジ110、210の着脱)
次にプロセスカートリッジ110、210の着脱について説明する。図6は画像形成装置100の斜視図である。図6に示すように、画像形成装置100は、本体下部に給送カセット132、132a、232、232a、本体左前扉31a、本体右前扉31b、排出トレイ134を有している。
【0036】
図7に示すように、本体左前扉31a、本体右前扉31bを画像形成装置100の手前側に開くことで、カートリッジ110、210の長手方向端部が対向する前面を開放することができる。
【0037】
図8に示すように、本体左前扉31a、本体右前扉31bを開いた状態で、カートリッジ110、210を前側から画像形成装置本体に着脱できる。
【0038】
このように、カートリッジ110、210は交換容易な構成となっており、ユーザー操作性を損なうことなく、カートリッジ110、210の共通化が達成できている。
【0039】
(駆動手段)
図9、図10はトナー像形成装置とその駆動手段の外観斜視図である。図9、図10に示すように、画像形成装置100は、カートリッジ110、210を駆動する駆動手段21a、21bを有している。駆動手段21a、21bは、駆動モータ23a〜23d、駆動出力手段12a〜12d、中間転写ベルト105、205への駆動出力手段(不図示)を有している。駆動手段21a、21bは、カートリッジ110、210の装着方向奥側に並列して配設されている。
【0040】
カートリッジ110は、駆動入力手段11b、11dが駆動手段21a側(装着方向奥側)になるように装着される。カートリッジ210は、駆動入力手段11a、11cが駆動手段21b側(装着方向奥側)になるように装着される。
【0041】
これにより、カートリッジ110、210を装置を装着方向手前側から着脱でき、ユーザー操作性を高めることができる。なお、駆動手段21a、21bは、装置本体の装置手前側や側面に配置してもよく、装置片側に集約した構成であればよい。
【0042】
駆動モータ23aの駆動力は、駆動出力手段12bを介して駆動入力手段11bへ伝達され、感光体102を駆動する。駆動モータ23bの駆動力は、駆動出力手段12dを介して駆動入力手段11dへ伝達され、現像器104を駆動する。
【0043】
駆動モータ23cの駆動力は、駆動出力手段12aを介して駆動入力手段11aへ伝達され、感光体202を駆動する。駆動モータ23dの駆動力は、駆動出力手段12cを介して駆動入力手段11cへ伝達され、現像器204を駆動する。
【0044】
かかる構成により、カートリッジ110、210内の現像器104、204(図1参照)も、現像剤収納容部104b、204bから現像剤担持体(現像スリーブ104a、204a)へのトナー供給構成において、トナーにかかる重力方向は同一(鉛直方向上向き)となる。
【0045】
従って、トナー像形成装置101、201の共通化が可能となる。つまり、カートリッジ110、210は、識別のために異なる番号を付与してきたが、同一のカートリッジを用いることができる。また、中間転写ベルト105、205も、極性反転コロトロン220まわり以外は、略同一ユニットとなる。
【0046】
(効果)
本実施形態によれば、ユニットの共通化により、組立作業効率の向上、及び、部品・ユニット管理の簡略化などにより、コストをおさえることができる。
【0047】
一方で、ユーザーのメインテナンス性を向上させた一体型カートリッジとしても共通化が達成できることにより、ユーザーが保有する予備カートリッジの減少によるユーザビリティの向上、及び、販売側の在庫管理や流通経路の簡略化が可能となる。
【0048】
[第二実施形態]
次に本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【0049】
図11は本実施形態に係る画像形成装置本体の正面図である。図11に示すように、本実施形態の画像形成装置300は、転写材Sを給送カセット232から定着装置133へ鉛直方向に搬送するものである。画像形成装置300は、中間転写ベルト105、205を用いず、プロセスカートリッジ110、210を鉛直方向に配置して、直接転写材Sにトナー像を転写する直接転写方式の両面同時画像形成装置である。
【0050】
カートリッジ110、210は、搬送路Lに沿って搬送路Lを挟んで配設されている。カートリッジ110Y、110M、110C、110Kは、鉛直方向に延びた搬送路Lの左側に配置されている。カートリッジ210Y、210M、210C、210Kは、鉛直方向に延びた搬送路Lの右側に配置されている。
【0051】
給送カセット232から搬送された転写材Sは、カートリッジ110Y、210Y、110M、210M、110C、210C、110K、210Kの順に、直接、各色のトナー像を転写される。
【0052】
上記第一実施形態と同様に、図11中左側のカートリッジ110への駆動を入力する駆動手段と図11中右側のカートリッジ210への駆動を入力する駆動手段とを図11中奥側方向に配置する(不図示)。
【0053】
(効果)
これにより、本実施形態においても、カートリッジ110、210の共通化を達成することが可能である。これにより、組立作業効率の向上、及び、部品・ユニット管理の簡略化などにより、コストをおさえることができる。
【0054】
一方で、ユーザーのメインテナンス性を向上させた一体型カートリッジとしても共通化が達成できることにより、ユーザーが保有する予備カートリッジの減少によるユーザビリティの向上、及び、販売側の在庫管理や流通経路の簡略化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【0055】
【図1】第一実施形態に係るプロセスカートリッジの斜視図である。
【図2】プロセスカートリッジの端方向から見た斜視図である。
【図3】プロセスカートリッジの図2の反対側端方向から見た斜視図である。
【図4】画像形成装置の正面図である。
【図5】プロセスカートリッジの拡大説明図である。
【図6】画像形成装置の斜視図である。
【図7】画像形成装置の斜視図である。
【図8】画像形成装置の斜視図である。
【図9】トナー像形成装置とその駆動手段の外観斜視図である。
【図10】トナー像形成装置とその駆動手段の外観斜視図である。
【図11】第二実施形態に係る画像形成装置の正面図である。
【図12】従来の画像形成装置の正面図である。
【図13】従来のプロセスカートリッジの斜視図である。
【図14】従来のプロセスカートリッジの斜視図である。
【符号の説明】
【0056】
L …搬送路
N …二次転写ニップ
S …転写材
11a、11b …第一の駆動入力手段
11c、11d …第二の駆動入力手段
11a1、11b1 …突起(カートリッジ位置決め手段)
11e、11f …通信メモリ(通信手段)
12 …駆動出力手段
21a、21b …駆動手段
23 …駆動モータ
31a …本体左前扉
31b …本体右前扉
100、300 …画像形成装置
101 …トナー像形成装置
102 …感光体
103 …帯電ローラ
104 …現像器(現像手段)
105 …第1中間転写ベルト
106 …一次転写ローラ
107 …カートリッジ枠体
110 …プロセスカートリッジ
120 …2次転写器
121 …バックアップローラ
122 …コンタクトローラ
123 …2次転写ローラ
131 …露光手段
132〜232a …給送カセット(格納手段)
133 …定着装置
134 …排出トレイ
135 …給送ローラ(給送手段)
136 …排出ローラ(排出手段)
201 …トナー像形成装置
202 …感光体
203 …帯電ローラ
204 …現像器
205 …第2中間転写ベルト
206Y …一次転写ローラ
210 …プロセスカートリッジ
220 …極性反転コロトロン
231 …露光手段

【特許請求の範囲】
【請求項1】
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剤を用いて現像する現像手段と、これらを覆うカートリッジ枠体を有し、電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
前記カートリッジ枠体は、長手方向中心に対して左右対称な形状であり、かつ長手方向両端に、前記電子写真画像形成装置本体から前記電子写真感光体ドラムへ駆動を伝達する第一の駆動入力手段と、前記電子写真画像形成装置本体から前記現像手段へ駆動を伝達する第二の駆動入力手段と、有し、
前記第一の駆動入力手段及び前記第二の駆動入力手段は、一端の駆動入力手段のみで駆動を伝達可能であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】
前記電子写真画像形成装置本体に設けられた本体位置決め部と係合して、前記プロセスカートリッジの位置決めを行うカートリッジ位置決め手段を有し、
前記カートリッジ位置決め手段は、前記電子写真感光体ドラムの回転軸と同軸線上、かつ前記カートリッジ枠体の長手方向両側に突出してなることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】
前記カートリッジ枠体の両端に、前記電子写真画像形成装置本体と通信可能な通信手段を設けたことを特徴とする請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】
請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジによって現像された現像剤像を転写される無端状の中間転写ベルトと、転写材を搬送する鉛直方向に延びた搬送路と、を有し、前記プロセスカートリッジを着脱可能であって、転写材の両面に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記中間転写ベルトは、前記搬送路を挟んで配置され、前記転写材の一方の面に現像剤像を転写する第1中間転写ベルトと、前記転写材の他方の面に現像剤像を転写する第2中間転写ベルトと、からなり、
前記中間転写ベルトに沿って水平方向に複数の前記プロセスカートリッジを配置することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項5】
転写材を搬送する鉛直方向に延びた搬送路を有し、請求項1〜3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジを着脱可能であって、転写材の両面に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
前記プロセスカートリッジは、前記搬送路に沿って前記搬送路を挟んで複数配置され、前記転写材の両面に現像剤像を転写することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項6】
転写材を格納する格納手段と、前記転写材を一枚分離して給送する給送手段と、前記現像剤像を前記転写材に定着させる定着手段と、前記転写材を排出する排出手段と、装置を駆動するための駆動手段とを有する請求項4記載の電子写真画像形成装置。
【請求項7】
前記プロセスカートリッジへ駆動を伝達する駆動出力手段を有し、前記駆動出力手段を装置片側に集約したことを特徴とする請求項4に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項8】
前記プロセスカートリッジは、前記装置の一方向からのみの着脱を可能とし、前記駆動出力手段を前記プロセスカートリッジ装着方向奥側に配置したことを特徴とする請求項7に記載の電子写真画像形成装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【図8】
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【図9】
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【図10】
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【図11】
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【図12】
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【図13】
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【図14】
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【公開番号】特開2007−298896(P2007−298896A)
【公開日】平成19年11月15日(2007.11.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−128785(P2006−128785)
【出願日】平成18年5月8日(2006.5.8)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】