JP3754923B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を用いた、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、特に、複数の像担持体と、像担持体に形成された潜像を像担持体に接触して現像する現像手段と、を備え、カラー画像の形成が可能な画像形成装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
従来、電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、各々が電子写真感光体(感光体)として例えば感光体ドラムと、この感光体に作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段などのプロセス手段とを備えた画像形成部を複数並置して、これら複数の画像形成部に対向配置された転写ベルト(中間転写ベルト)或いは転写ベルト(転写材搬送ベルト)上の転写材などに順次画像を転写するインライン方式を採用したカラー画像形成装置がある。
【0003】
このようなインライン方式のカラー画像形成装置において、各画像形成部における感光体及び現像手段などのプロセス手段を一体的にカートリッジ化してプロセスカートリッジとし、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱可能に一列に並べたものがある。これによれば、例えば現像剤が無くなった際に、サービスマンによらずに使用者自身がプロセスカートリッジを交換することで再び画像形成が可能となると共に、感光体などのその他の消耗品をも同時に交換することができるので、格段にメンテナンス性が向上する。
【0004】
こうしたインライン型のカラー画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジの現像手段としては、一般的に現像ローラを感光体に対して接触させた状態で現像を行う接触現像方式、及び現像ローラと感光体との間に所定の間隙を設けた状態で現像を行う非接触現像方式の2つの方式が知られているが、接触現像方式においては、以下のような弊害を起こす虞がある。
(1)前回転や後回転など現像作動時以外のタイミングで感光体が回転する際に、現像ローラとの摺擦により感光体表層が削れて、寿命を低下させる要因となってしまう。
(2)モノカラー現像時など、現像に関与しない他色のカートリッジをも動作させると、感光体の寿命が大きく低下してしまう。
(3)非作動時、前回転、後回転中にバイアスが印加されていない場合、現像ローラ上の現像剤が感光体に付着し、現像剤を浪費したり、その現像剤が紙などを汚す原因となる。
(4)画像形成装置本体に装着された状態で長時間使用しない場合に現像ローラのローラ層が永久変形してしまい、現像時に画像上のムラが発生する原因となってしまう。
【0005】
上記課題を解決するために、画像形成に関与しない色の感光体ドラムと現像ローラの両方を転写ベルトから退避させ、その感光体及び現像ローラの駆動を停止する構造や、転写ベルトの走行経路を変化させて必要な色の感光体と接触させ、画像形成に関与しない感光体及び現像ローラの駆動を停止する構造などが採用されていた。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の技術の場合、構造が複雑になる、或いは、画像形成精度に対して重要な感光体ドラムの位置や転写ベルトの走行経路を動かすことによる弊害を起こす虞がある。
【0007】
従って、本発明の目的は、画像形成精度や転写材搬送精度を悪化させることなく、感光体の表層の削れなどの劣化、現像手段の変形、現像剤の浪費を軽減し、紙の汚れを回避することのできるインライン型の画像形成装置を提供することである。
【0008】
本発明の他の目的は、簡単な構成で、低コストにて上記目的を達成することのできるインライン型の画像形成装置を提供することである。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、記録媒体にカラー画像を形成する画像形成装置において、
ブラック色の画像を形成する第一のプロセスカートリッジであって、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、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第一のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第一の装着手段と、
ブラック色以外の画像を形成する複数の第二のプロセスカートリッジであって、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、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第二のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第二の装着手段と、
駆動モータと、
前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第一のクラッチと、
前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第二のクラッチと、
移動可能に設けられた第一離間部材であって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第一離間部材と、
移動可能に設けられた第二離間部材であって、前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第二離間部材と、
移動可能に設けられた、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチと係合する第一の切換え部材であって、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記非駆動状態にする待機状態と、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記待機状態から前記駆動状態にする第一の状態と、前記第一のクラッチのみ前記待機状態から前記駆動状態にする第二の状態と、をとり得る第一の切換え部材と、
前記第一の切換え部材と連動して移動可能に設けられた第二の切換え部材であって、前記第一の切換え部材が前記第一の状態に移動した際に、前記第一離間部材及び前記第二離間部材と係合して前記第一離間部材及び前記第二離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニット及び第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置に移動させる、そして、前記第一の切換え部材が前記第二の状態に移動した際に、前記第一離間部材と係合して前記第一離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットのみを前記離間位置から前記接触位置に移動させる第二の切換え部材と、
を有することを特徴とする画像形成装置である。
【0010】
本発明の一実施態様によると、更に、前記画像形成装置は、前記第一の切換え部材を移動させるためのステッピングモータであって、所定方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第一の状態の方向に移動させ、前記所定方向とは反対の方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第二の状態の方向に移動させるステッピングモータを有する。
【0011】
本発明の他の実施態様によると、前記第二の切換え部材は、前記第一離間部材と係合する第一のカムと、前記第二離間部材と係合する第二のカムと、を有し、前記第一のカム及び前記第二のカムは前記第一の切換え部材と連動して回転する。
【0012】
本発明の他の実施態様によると、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、それぞれ前記第一の切換え部材と係合するレバーを有し、前記レバーが移動することによって、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチは、前記駆動状態または前記非駆動状態をとり得る。
【0018】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【0019】
実施例1
[全体構成]
先ず、図1を参照して本実施例の画像形成装置の全体構成について説明する。本実施例において、画像形成装置は、装置本体に通信可能に接続されたパーソナルコンピュータなどの外部ホスト装置からの画像情報信号に応じて、電子写真方式により転写材、例えば、記録用紙、OHPシートなどにフルカラー画像を形成することのできるフルカラーレーザービームプリンタである。但し、本発明はこれに限定されるものではなく、複写機、ファクシミリ装置など任意の形態にて具現化することができる。図1は、本実施例の画像形成装置100の全体構成を示す縦断面図である。
【0020】
図1に示す画像形成装置100は、像担持体として、略垂直方向に並設された4個のドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム1(1a、1b、1c、1d)を備えている。感光体ドラム1は、図10に示す駆動手段(後述)によって、図1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、感光体ドラム1の表面を均一に帯電する帯電装置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上に静電潜像を形成するスキャナユニット3(3a、3b、3c、3d)、静電潜像に現像剤が備えるトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置4(4a、4b、4c、4d)、感光体ドラム1上のトナー像を転写材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の表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置6(6a、6b、6c、6d)などが配設されている。
【0021】
本実施例では、それぞれ感光体ドラム1、帯電装置2、スキャナユニット3、現像装置4、クリーニング装置5などを備えた像形成手段たる4つの画像形成部Pa、Pb、Pc、Pdにより、それぞれ異なる色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)の画像を形成する。
【0022】
感光体ドラム1と、感光体ドラム1に作用するプロセス手段としての帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置6とは一体的にカートリッジ化され、装置本体110に対して着脱可能なプロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)を形成している。図2は、プロセスカートリッジ7の縦断面を示す。
【0023】
ここで、以下の説明において、画像形成装置100の前側とは、プロセスカートリッジ7を装置本体110に挿入する側、即ち、図1中右側をいう。又、画像形成装置100の左右をいう場合は、装置前側から見た場合のものである。
【0024】
以下、感光体ドラム1から順に各要素をより詳しく説明する。
【0025】
感光体ドラム1は、例えば直径30mmの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おり、一方の端部に駆動モータ(後述)からの駆動力が伝達されることにより、図1中反時計周りに回転駆動される。
【0026】
帯電装置2としては、接触帯電方式の帯電部材を使用することができる。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム1の表面に当接させると共に、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム1の表面を一様に帯電させる。
【0027】
スキャナユニット3は、感光体ドラム1の略水平方向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図示)によって高速回転されるポリゴンミラー9(9a、9b、9c、9d)に照射される。ポリゴンミラー9に反射した画像光は、結像レンズ10(10a、10b、10c、10d)を介して帯電済みの感光体ドラム1の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。又、スキャナユニット3は、図4、図5に示すように、長手方向において左右側板32の間のピッチより長く形成され、左右側板32の開口穴35(35a、35b、35c、35d、35e、35f、35g、35h)から突起部33が外側に飛び出すように取り付けられる。その際、スキャナユニット3は、圧縮バネ36によって、図5中矢印Gで示すように水平に対して約45°下方に約1kgf(≒9.8N)の力で押圧されている。これにより、スキャナユニット3を確実に突き当て35A、35Bに押し付け、位置決めがされている。
【0028】
現像装置4は、現像剤として、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを収納したトナー容器41(41a、41b、41c、41d)を有し、図2をも参照すると、トナー容器41内のトナーをトナー搬送機構42によってトナー供給ローラ42へ送り込む。図2中時計方向に回転するトナー供給ローラ43及び現像ローラ40の外周に圧接された現像ブレード44によって、図2中時計方向に回転する現像ローラ40の外周にトナーを塗布し、且つ、トナーに電荷を付与する。そして、潜像が形成された感光体ドラム1と対向した現像ローラ40に、通常AC電圧とDC電圧とを重畳した現像バイアスを印加することにより、潜像に応じて感光体ドラム1上にトナーを供給する。
【0029】
全ての感光体ドラム1に対向して接するように、転写材搬送手段としての循環移動する静電転写ベルト(転写ベルト)11が配設される。転写ベルト11は、1011〜1014Ω・cmの体積固有抵抗を持たせた、厚さ約150μmのフィルム状部材で構成される。この転写ベルト11は、垂直方向に4軸でローラに支持され、図1中左側の外周面に転写材Sを静電吸着して各感光体ドラム1に転写材Sを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Sは転写ベルト11により転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像が転写される。
【0030】
この転写ベルト11の内側に当接し、4個の感光体ドラム1のそれぞれに対向した位置(転写位置)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を介して転写材Sに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム1に接触中の転写材Sに、感光体ドラム1上の負極性のトナー像が転写される。転写ベルト11は、各感光体ドラム1に形成されたトナー像が転写される転写材Sを担持して搬送する像搬送体を構成する。
【0031】
本実施例では、転写ベルト11は、周長約700mm、厚み150μmのベルトであり、駆動ローラ13、従動ローラ14a、14b、テンションローラ15の4本のローラに掛け渡され、駆動ローラ13が像搬送体駆動手段たる駆動モータ(図示せず)により回転駆動されることで図1中矢印方向に回転する。転写ベルト11が循環移動して、転写材Sが従動ローラ14a側から駆動ローラ13側へ搬送される間に、トナー像がこの転写材Sに転写される。
【0032】
給紙部16は、画像形成部に転写材Sを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Sが給紙カセット17に収納されている。画像形成時には、給紙ローラ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回転駆動され、給紙カセット17内の転写材Sを1枚毎分離給送すると共に、転写材Sの先端はレジストローラ対19に突き当たって一旦停止し、ループを形成した後転写ベルト11の回転と画像書出し位置との同期をとって、レジストローラ対19によって転写ベルト11へと給紙されていく。
【0033】
定着部20は、転写材Sに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラ21aと、これに圧接して転写材Sに熱及び圧力を与える加圧ローラ21bとからなる。即ち、感光体ドラム1上のトナー像を転写した転写材Sは、定着部20を通過する際に定着ローラ対21a、21bで搬送されると共に、定着ローラ対21a、21bによって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Sの表面に定着される。
【0034】
次に、上述の構成の画像形成装置100の動作を説明する。
【0035】
各プロセスカートリッジ7が、画像形成タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて各感光体ドラム1が、図1中反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ7に対応するスキャナユニット3が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ2は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット3は、その感光体ドラム1の周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム1の周面上に静電潜像を形成する。現像装置4内の現像ローラ40は、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム1の周面上にトナー像を形成(現像)する。
【0036】
最上流の感光体ドラム1の周面上に形成されたトナー像の先端が、転写ベルト11との対向点(転写位置)に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Sの画像形成開始位置が一致するように、レジローラ対19が回転を開始して転写材Sを転写ベルト11へ給送する。
【0037】
転写材Sは、静電吸着ローラ22と転写ベルト11とによって挟み込むようにして転写ベルト11の外周に圧接する。又、転写ベルト11と静電吸着ローラ22との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Sと転写ベルト11の誘電体層とに電荷を誘起して、転写材Sを転写ベルト11の外周に静電吸着する。これにより、転写材Sは転写ベルト11に安定して吸着され、最下流の転写位置まで搬送される。
【0038】
このように転写ベルト11上を搬送されながら、転写材Sには、各感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成される電界によって各感光体ドラム1のトナー像が順次転写される。
【0039】
4色のトナー像を転写された転写材Sは、駆動ローラ13の曲率により転写ベルト11から曲率分離され、定着部20に搬入される。転写材Sは、定着部20でトナー像を熱定着された後、排紙ローラ対23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で装置本体110外に排出される。
【0040】
[プロセスカートリッジ]
次に、図2及び図3を参照して、プロセスカートリッジについて更に詳しく説明する。図2、図3は、それぞれプロセスカートリッジ7の主断面図、斜視図である。尚、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各プロセスカートリッジ7(7a、7b、7c、7d)は同一構成である。
【0041】
プロセスカートリッジ7は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち、感光体ドラム1、一次帯電手段(帯電装置)2及びクリーニング手段(クリーニング装置)6を備えた感光体ドラムユニット50と、感光体ドラム1上の静電潜像を現像する現像手段(現像装置)から構成される現像ユニット4とに分かれている。
【0042】
感光体ドラムユニット50において、感光体ドラム1は、軸受31(31a、31b)(ベアリング)を介してクリーニング枠体51に回転自在に取り付けられている。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帯電装置2、及び感光体ドラム上に残ったトナーを除去するためのクリーニング装置6のクリーニングブレード60が配置されている。更に、クリーニングブレード60によって感光体ドラム1表面から除去された残留トナーは、トナー送り機構52によってクリーニング枠体51の後方に設けられた廃トナー室53に順次送られる。そして、プロセスカートリッジ7の、図2中紙面手前側の一方端側の装置本体110内に配設された、駆動手段たる駆動モータ(後述)の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム1を画像形成動作に応じて図2中矢印X方向(反時計回り)に回転駆動する。
【0043】
現像ユニット4は、感光体ドラム1と接触して図2中矢印Y方向(時計回り)に回転する現像ローラ40、及びトナーが収容されるトナー容器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。又、現像ローラ40の周上には、現像ローラ40と接触して図2中矢印Z方向(時計回り)に回転するトナー供給ローラ43と、現像ローラ40上の現像剤層厚規制手段たる現像ブレード44とがそれぞれ配置されている。更に、トナー容器41内には、収容されたトナーを撹拌すると共にトナー供給ローラ43に搬送するためのトナー搬送機構(現像剤攪拌搬送羽根)42が設けられている。
【0044】
そして、現像ユニット4は、現像ユニット4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49を中心にピン49aによって現像ユニット4の全体が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、吊り構造となっている。プロセスカートリッジ7の単体(装置本体110に装着しない)状態においては、支持軸49を中心に回転モーメントにより現像ローラ40が感光体ドラム1に接触するよう、加圧ばね53によって現像ユニット4が常に付勢されている。更に、現像ユニット4のトナー容器41には、現像ローラ40を感光体ドラム1から離間させる際に装置本体110の離接切換え手段8(後述)が当接して機能的に連結するための、作用受け部たるリブ46が一体的に設けられている。
【0045】
[駆動構成]
次に、図4〜図10をも参照して、プロセスカートリッジ7を装置本体110に装着した際の動作機構について詳しく説明する。尚、図4においては、本発明の構成を分かり易く説明するため、プロセスカートリッジ7について感光体ドラム1と軸受31のみを示したが、実際には、プロセスカートリッジ7は、上述して説明したように帯電装置2、現像装置4、クリーニング装置6などが一体的に構成されている(図2)。
【0046】
前述したように、プロセスカートリッジ7は単体の状態では、図2のように現像ローラ40が常に感光体ドラム1に接触した状態になっている。プロセスカートリッジ7は、図4に示すように、矢印方向(装置手前側)から、左右側板32に設けられた装着手段たるガイド溝34(34a、34b、34c、34d、34e、34f、34g、34h)に沿って、感光体ドラム1を支持する軸受31を挿入することによって、装置本体110へ装着する。このとき、転写ベルト11は、例えば装置本体110の前側の扉と共に退避して、プロセスカートリッジ7の挿入部を開放している。そして、図6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とで、プロセスカートリッジ7の位置が決まる。
【0047】
装置本体110内でのプロセスカートリッジ7の押圧方法は次のようにする。図5に示すように、左右側板32には軸39が加締められており、この軸39にねじりコイルバネ30が支持され、その端部30aが左右側板の穴32aにはまり込み、固定されている。プロセスカートリッジ7がない状態においては、ねじりコイルバネ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、プロセスカートリッジ7が挿入されると、ねじりコイルバネ30は図5中半時計周り方向にその力に反しながら回転し、軸受31を乗り越えたとき、図5に示すように位置し、矢印F方向に約1kgf(≒9.8N)の力で軸受け31をガイド溝34の突き当て面37、38に押圧する。
【0048】
この際、装置本体110のプロセスカートリッジ7の挿入方向奥側には、図1、図7及び図8に示すように、加圧ばね53(図2)による現像ユニット4の付勢力に抗して、現像ローラ40を感光体ドラム1から離間させるための離接切換え手段8が配置されている。
【0049】
離接切換え手段8にはイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各色の現像ユニット4(4a、4b、4c、4d)に設けられたリブ46(46a、46b、46c、46d)を押し上げるための離間板80(80a、80b、80c、80d)がそれぞれ設けられている。本実施例では、離間板80は、図9に示す駆動手段、即ち、ステッピングモータ90(後述)によりカム93が回転し、このカム93によって離間板80が押し上げられた状態であって現像ローラ40を感光体ドラム1から離間させる離間位置、及びカム93による離間板80の押し上げを解除した状態であって現像ローラ40を感光体ドラム1に接触させる現像位置に移動可能に設けられている。これにより、現像作動時のみ離間板80の押し上げを解除して、現像ユニット4を現像位置、即ち、現像ローラ40が感光体ドラム1に当接する位置に移動させる。
【0050】
ここで、これに限定されるものではないが、離間板80の押し上げ・解除の動作モードを限定することにより、構造を比較的簡単にすることができる。本実施例では、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間板80(80a、80b、80c、80d)が押し上げられ、全ての現像ローラ40と感光体ドラム1とが離間する待機状態(図1)、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの全色の離間板80(80a、80b、80c、80d)の押し上げが解除され、全ての現像ローラ40と感光体ドラム1とが当接するフルカラー状態(図7)、及びイエロー、マゼンダ、シアンの3色のみ離間板80(80a、80b、80c)が押し上げられ、ブラックの現像ローラ40のみが感光体ドラム1と当接するモノカラー状態(図8)の3つの状態を選択できるようにする。
【0051】
つまり、本実施例では、離接切換え手段8は、図9に示すようにブラック用の離間板80dが形成されたブラック用の離接切換え手段8yと、イエロー、マゼンタ、シアン用の離間板80a、80b、80cを一体化したカラー用の離接切換え手段8zの2種類とする。そして、これらブラック用、カラー用の離接切換え手段8y、8zを動かすカム93に、各々の離接切換え手段8y、8zに対応する2種類のプロフィールを持たせることにより、前述のモード切換えが可能となる。
【0052】
プロセスカートリッジ7を駆動するユニットは、本実施例では、図10のように各色毎に1つずつ設けた駆動手段たる駆動モータ70(70a、70b、70c、70d)から、感光体ドラム1を駆動する系列71(71a、71b、71c、71d)と現像ローラ40を駆動する系列72(72a、72b、72c、72d)に分岐している。そして、現像ローラ40の駆動側に駆動切換え手段たるクラッチ92(92a、92b、92c、92d)を設け、感光体ドラム1が回転している時に現像ローラ40の回転・停止を切換えられるようにしている。このように、本実施例では、各感光体ドラム1を駆動する感光体駆動手段と、各現像ローラ40を駆動する現像駆動手段とは、各プロセスカートリッジ毎に共通の1つのモータとされる。装置本体110側からの駆動力は、プロセスカートリッジ7が装置本体110に装着された状態で装置本体110側の駆動ユニットと機能的に連結される感光体駆動伝達手段、現像駆動伝達手段によって、それぞれ感光体ドラム1、現像ローラ40に伝達される。
【0053】
このような駆動構成により、各色の感光体ドラム1の駆動を独立に制御できるため、インライン型フルカラー画像形成装置で常に問題となる色ずれを低減する制御を講じることが可能となると共に、感光体ドラム1を駆動させた状態で現像ローラ40の駆動を停止することが可能となる。当然、現像ローラ40の駆動用に別のモータを設けるより、上述のようにクラッチを設ける方がはるかに低コストである。
【0054】
本実施例においては、クラッチ92は、レバーを上下に動かすことにより回転の接続と断絶を行うが、レバー位置が中央である待機状態では全てのクラッチ92が切れて現像ローラ40が回転せず、レバーを上げると全色のクラッチ92がつながって全色の現像ローラ40が回転し、レバーを下げるとブラックだけクラッチがつながって現像ローラが回転し、他のクラッチは切れたままになるように、ブラック用とカラー用で動作が異なるようにしている。
【0055】
各離間板80を動かすカム93と、現像ローラ40の駆動系のクラッチ92は、切換え部材91を1つのステッピングモータ90で上下動させることにより行い、待機状態では、全ての離間板80を持上げていると共に、全てのクラッチ92が切れているように設定されている。
【0056】
[動作]
プロセスカートリッジ7の装置本体110への装着の際には、図1のようにイエロー、マゼンダ、シアン、ブラック全色の離間板80が押し上げられた状態となっている。従って、プロセスカートリッジ7の挿入動作に従って現像ユニット4に設けられたリブ46が離間板80に乗り上げ、現像ローラ40は感光体ドラム1と所定間隙だけ離間された状態となる。この離間状態は電源オフ時及び現像が行なわれていない状態で常に維持される。従って、プロセスカートリッジ7を装着した状態で長時間使用しない場合であっても、現像ローラ40は感光体ドラム1に対して常に離間された状態になるので、現像ローラ40を長期間感光体ドラム1に接触させることにより発生するローラ層の永久変形を確実に防止することができる。
【0057】
画像形成動作は次のようになる。
【0058】
フルカラープリントの場合、プリント信号により画像形成動作が開始されると、全てのプロセスカートリッジ7を駆動する全ての駆動モータ70と、転写ベルト11の駆動モータ(図示せず)が回転する。このとき、全てのクラッチ92が切れているため、現像ローラ40は回転しない。
【0059】
次に、ステッピングモータ90が図9中時計回りに第1段階まで回転し、切換え部材91を上方向の第1段階まで上げることにより、全ての現像ローラ40の駆動系のクラッチ92が接続され、全ての現像ローラ40が回転する。ここで、ステッピングモータ90を第1段階まで回してから、プロセスカートリッジ7の駆動モータ70を回転させてもよい。
【0060】
次に、ステッピングモータ90が図9中時計回りに第2段階まで回転すると、切換え部材91は上方向の第2段階まで上昇し、現像ローラ40は回転したままで、カム93が回転してカラー用とブラック用の離接切換え手段8z、8yの押し上げが解除され、全ての現像ローラ40は感光体ドラム1に接触して画像形成可能状態となる。
【0061】
画像形成終了後は、ステッピングモータ90を第1段階まで戻すことにより現像ローラ40を感光体ドラム1から離間させ、次にステッピングモータ90を初期状態まで戻す回転を行うことにより現像ローラ40の回転を停止させ、又プロセスカートリッジ7の駆動モータ70及び転写ベルト11の駆動ローラを停止する。ここで、ステッピングモータ90を第1段階から初期状態まで戻す回転を、プロセスカートリッジ7の駆動モータ70及び転写ベルト11の駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【0062】
次に、モノカラープリントの場合、プリント信号により画像形成動作が開始されると、プロセスカートリッジ7を駆動する全ての駆動モータ70と転写ベルト11の駆動モータが回転する。このとき、全てのクラッチ92が切れているため、現像ローラ40は回転しない。
【0063】
次に、ステッピングモータ90が図9中反時計回りに第1段階まで回転し、切換え部材91を下方向の第1段階まで下げることにより、ブラックの現像ローラ40の駆動系のクラッチ92dだけが接続され、ブラックの現像ローラ40だけが回転する。ここで、ステッピングモータ90を第1段階まで回してから、プロセスカートリッジ7の駆動モータ70を回転させてもよい。
【0064】
次に、ステッピングモータ90が図9中反時計回りに第2段階まで回転すると、ブラックの現像ローラ40は回転したままで、カム93が回転してブラック用の離接切換え手段8yだけ押し上げが解除され、ブラックの現像ローラ40が感光ドラム1に接触して画像形成可能状態となる。
【0065】
画像形成終了後は、ステッピングモータ90を第1段階まで戻すことにより現像ローラ40を感光体ドラム1から離間させ、次にステッピングモータ90を初期状態まで戻す回転を行うことにより現像ローラ40の回転を停止させ、又プロセスカートリッジ7の駆動モータ70及び転写ベルト11の駆動ローラを停止する。ここで、ステッピングモータ90を第1段階から初期状態まで戻す回転を、プロセスカートリッジ7の駆動モータ70及び転写ベルト11の駆動ローラを停止させた後に行ってもよい。
【0066】
このようにして、画像形成を行う過程においては、スキャナユニット3により静電潜像を形成する前に感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与するための前回転、及び静電潜像をトナー像として現像した後に感光体ドラム1の周面の電位を除電するための後回転などの工程が行なわれ、それら工程の際には感光体ドラム1が回転する。
【0067】
上述したように本発明においては、現像作動タイミングに合わせて離間が解除される構成であるため、前回転時及び後回転時には現像ローラ40は離間されている。従って、画像形成動作時においても、前回転及び後回転の際の現像ローラ40との摺擦による感光体ドラム1の表層の削れを軽減することができる。
【0068】
又、感光体ドラム1と転写ベルト11は常に定位置に固定されており、且つ、現像時には両者とも回転駆動されていて、感光体ドラム1が搬送ローラの役割を果たすため、画像形成精度や、転写ベルト11或いは転写材Sの搬送精度を損なうことがない。
【0069】
つまり、本実施例によれば、前述した接触現像方式における従来の問題点、
(1)前回転や後回転など現像作動時以外のタイミングで感光体ドラム1が回転する際に、現像ローラ40との摺擦により感光体ドラム1の表層が削れて、寿命を低下させる要因となってしまう。
(2)モノカラー現像時など、現像に関与しない他色のプロセスカートリッジ7をも動作させると、感光体ドラム1の寿命が大きく低下してしまう。
(3)非作動時、前回転、後回転中にバイアスが印加されていない場合、現像ローラ40上の現像剤が感光体ドラム1に付着し、現像剤を浪費したり、その現像剤が紙などを汚す原因となる。
(4)装置本体110に装着された状態で長時間使用しない場合に現像ローラ40のローラ層が永久変形してしまい、現像時に画像上のムラが発生する原因となってしまう。
といった問題を解決することができ、しかも、構造が簡単で、画像形成精度に対して重要な感光体ドラム1の位置や転写ベルト11の走行経路を動かすことがないので、画像形成精度や、転写ベルト11或いは転写材Sの搬送精度を損なうことがない。
【0070】
尚、上記各実施例では、画像形成装置100は、複数の感光体ドラム1から転写ベルト11によって搬送される転写材Sにトナー像を順次転写して記録画像を形成する画像形成装置であるとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、各々が複数の感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを備えた複数の画像形成部から、各画像形成部に対向して周回移動する中間転写体としての中間転写ベルトにトナー像を順次重ねて転写して、その後このトナー像を別途設けられた転写材搬送系によって搬送される転写材に一括して2次転写して記録画像を得る画像形成装置など、当業者には周知の、所謂、中間転写方式の画像形成装置にも、本発明は等しく適用可能であり、上記同様の効果を得ることができる。中間転写体は、各感光体ドラムから転写されたトナー像を搬送する像搬送体を構成する。
【0071】
斯かる画像形成装置において、感光体ドラム、現像ローラ、中間転写ベルトの駆動制御、及び現像ローラの感光体ドラムに対する離接制御は、転写ベルトが中間転写ベルトであることを除いて上述の実施例と同様にし得る。ここでは、転写ベルトについての記載を中間転写ベルトと読み替えることによって、上記実施例の全説明を援用する。
【0072】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、画像形成精度や転写材搬送精度を悪化させることなく、必要なときに現像ローラを回転し、電子写真感光体ドラムに接触させる機能を実現することが可能となるため、電子写真感光体ドラムの表層の削れなどの劣化、現像ローラの変形、現像剤の浪費を軽減し、記録媒体の汚れを回避することができる。又、本発明によれば、簡単な構成で、低コストにて上記作用効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係る画像形成装置の一実施例の断面図であり、装置本体に装着された全てのプロセスカートリッジにおいて現像ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。
【図2】 図1の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジの断面図である。
【図3】 図2のプロセスカートリッジの組み立て斜視図である。
【図4】 本発明に従うプロセスカートリッジの画像形成装置への装着方法の一実施例を説明するための装置本体内側板付近を示す斜視図である。
【図5】 本発明に従う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。
【図6】 本発明に従う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。
【図7】 図1と同様の図であり、全てのプロセスカートリッジにおいて現像ローラと感光体ドラムとの離間が解除された状態を示す図である。
【図8】 図1と同様の図であり、ブラックのプロセスカートリッジにおいて現像ローラと感光体ドラムとの離間が解除され、他色プロセスカートリッジにおいて現像ローラが感光体ドラムから離間した状態を示す図である。
【図9】 本発明に従う動作切換え機構を示す斜視図である。
【図10】 本発明に従うプロセスカートリッジの駆動部の斜視図である。
【符号の説明】
1(1a、1b、1c、1d) 感光体ドラム
2(2a、2b、2c、2d) 帯電装置
3(3a、3b、3c、3d) スキャナユニット
4(4a、4b、4c、4d) 現像装置、現像ユニット
5 静電転写手段
6(6a、6b、6c、6d) クリーニング装置
7(7a、7b、7c、7d) プロセスカートリッジ
8 離接切換え手段
8y ブラック用離接切換え手段
8z カラー用離接切換え手段
11 静電転写ベルト(転写ベルト、像搬送体)
20 定着部
40(40a、40b、40c、40d) 現像ローラ
46(46a、46b、46c、46d) リブ(受け部)
50 感光体ドラムユニット
53 加圧バネ
70(70a、70b、70c、70d) プロセスカートリッジ駆動モータ
71(71a、71b、71c、71d) 感光体ドラム駆動系列
72(72a、72b、72c、72d) 現像ローラ駆動系列
80(80a、80b、80c、80d) 離間板
90 ステッピングモータ
91 切換え部材
92(92a、92b、92c、92d) クラッチ(駆動切換え手段)
93 カム[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine or a printer using an electrophotographic system, and in particular, develops a plurality of image carriers and a latent image formed on the image carrier in contact with the image carriers. And an image forming apparatus capable of forming a color image.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, in an image forming apparatus using an electrophotographic process, each of them is an electrophotographic photosensitive member (photosensitive member) such as a photosensitive drum, and process means such as a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit that act on the photosensitive unit. A plurality of image forming units provided with a plurality of image forming units are juxtaposed, and images are sequentially transferred onto a transfer belt (intermediate transfer belt) or a transfer material on a transfer belt (transfer material transport belt) disposed opposite to the plurality of image forming units. There is a color image forming apparatus adopting an inline method.
[0003]
In such an in-line type color image forming apparatus, the process means such as the photosensitive member and the developing means in each image forming unit are integrally formed into a process cartridge, and this process cartridge is detachably attached to the apparatus main body. There are things arranged in According to this, when the developer runs out, for example, the user can replace the process cartridge without relying on the service person to form an image again, and other consumables such as a photosensitive member can be used. Since they can be exchanged at the same time, the maintainability is greatly improved.
[0004]
As a developing means of a process cartridge used in such an in-line type color image forming apparatus, a contact developing method in which development is generally performed in a state where the developing roller is in contact with the photosensitive member, and the developing roller and the photosensitive member are used. There are two known non-contact development methods in which development is performed with a predetermined gap between them. However, the contact development method may cause the following adverse effects.
(1) When the photoconductor rotates at a timing other than during the developing operation such as pre-rotation and post-rotation, the surface of the photoconductor is scraped by rubbing with the developing roller, which becomes a factor of reducing the service life.
(2) If other color cartridges that are not involved in development are operated, such as during mono-color development, the life of the photoreceptor is greatly reduced.
(3) When no bias is applied during non-operation, pre-rotation, and post-rotation, the developer on the developing roller adheres to the photosensitive member and wastes the developer, or the developer stains paper or the like Cause.
(4) The roller layer of the developing roller is permanently deformed when it is not used for a long time while attached to the main body of the image forming apparatus, causing unevenness on the image during development.
[0005]
In order to solve the above-mentioned problems, a structure in which both the photosensitive drum and the developing roller of a color not involved in image formation are retracted from the transfer belt and the driving of the photosensitive member and the developing roller is stopped, and the travel path of the transfer belt is set. For example, a structure in which the driving of the photosensitive member and the developing roller that are not involved in image formation is stopped by changing the contact with the photosensitive member of a necessary color has been adopted.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above-described conventional technique, the structure is complicated, or there is a possibility that a negative effect is caused by moving the position of the photosensitive drum or the traveling path of the transfer belt which is important for the image forming accuracy.
[0007]
Accordingly, the object of the present invention is to reduce deterioration of the surface layer of the photoreceptor, deformation of the developing means, waste of the developer, and avoid paper contamination without deteriorating the image forming accuracy and transfer material conveyance accuracy. An in-line type image forming apparatus capable of doing so is provided.
[0008]
Another object of the present invention is to provide an inline-type image forming apparatus that can achieve the above object with a simple configuration and at low cost.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
The above object is achieved by the image forming apparatus according to the present invention. In summary,The present invention relates to an image forming apparatus for forming a color image on a recording medium.
A first process cartridge for forming a black color image, comprising: an electrophotographic photosensitive drum; a developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum; and the electrophotographic photosensitive member. A drum unit that rotatably supports the drum, and a developing unit that rotatably supports the developing roller, wherein the developing roller is movably coupled to the drum unit and contacts the developing roller with the electrophotographic photosensitive drum. A first mounting means for detachably mounting a first process cartridge having a position and a developing unit that can take a position at which the developing roller is separated from the electrophotographic photosensitive drum;
A plurality of second process cartridges for forming an image other than black; an electrophotographic photosensitive drum; a developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum; and A drum unit for rotatably supporting an electrophotographic photosensitive drum, and a developing unit for rotatably supporting the developing roller, wherein the developing roller is movably coupled to the drum unit, and the developing roller is attached to the electrophotographic photosensitive drum. A second mounting means for detachably mounting a second process cartridge having a contact position for contacting and a developing unit capable of taking a developing position for separating the developing roller from the electrophotographic photosensitive drum;
A drive motor;
A driving state in which the driving force of the driving motor is transmitted to the developing roller of the first process cartridge; and a non-driving state in which the driving force of the driving motor is not transmitted to the developing roller of the first process cartridge. A first clutch that can take
A driving state in which the driving force of the driving motor is transmitted to the developing roller included in the second process cartridge; and a non-driving state in which the driving force of the driving motor is not transmitted to the developing roller included in the second process cartridge; A second clutch that can take
A first separation member movably provided, wherein the first separation member engages with the development unit included in the first process cartridge and moves the development unit from the contact position to the separation position; ,
A second separation member movably provided, wherein the second separation member engages with the development unit of the second process cartridge and moves the development unit from the contact position to the separation position; ,
A first switching member that is movably provided and engages with the first clutch and the second clutch, wherein both the first clutch and the second clutch are in the non-driving state. And a first state in which both the first clutch and the second clutch are changed from the standby state to the driving state, and a second state in which only the first clutch is changed from the standby state to the driving state. A possible first switching member;
A second switching member movably provided in conjunction with the first switching member, wherein the first separation member and the first switching member when the first switching member moves to the first state; By engaging the second spacing member and moving the first spacing member and the second spacing member, the developing unit included in the first process cartridge and the developing unit included in the second process cartridge are By moving from the separation position to the contact position, and when the first switching member is moved to the second state, the first separation member is engaged with the first separation member to move the first separation member. A second switching member that moves only the developing unit of the first process cartridge from the separated position to the contact position;
HaveAn image forming apparatus characterized by the above.
[0010]
According to an embodiment of the present invention, the image forming apparatus is a stepping motor for moving the first switching member, and rotates the first switching member in a predetermined direction so that the first switching member is moved to the first switching member. A stepping motor for moving the first switching member in the direction of the second state by moving in the direction of the first state and rotating in a direction opposite to the predetermined direction;
[0011]
According to another embodiment of the present invention, the second switching member includes a first cam that engages with the first separation member and a second cam that engages with the second separation member. The first cam and the second cam rotate in conjunction with the first switching member.
[0012]
According to another embodiment of the present invention, each of the first clutch and the second clutch has a lever that engages with the first switching member, and when the lever moves, The clutch and the second clutch can be in the driving state or the non-driving state.
[0018]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The image forming apparatus according to the present invention will be described below in more detail with reference to the drawings.
[0019]
Example 1
[overall structure]
First, the overall configuration of the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG. In the present exemplary embodiment, the image forming apparatus uses a transfer material such as a recording sheet or an OHP sheet by an electrophotographic method in accordance with an image information signal from an external host device such as a personal computer that is communicably connected to the apparatus body. It is a full color laser beam printer capable of forming a full color image. However, the present invention is not limited to this, and can be embodied in any form such as a copying machine or a facsimile machine. FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing the overall configuration of the
[0020]
An
[0021]
In this embodiment, the image forming units Pa, Pb, Pc, and Pd, which are image forming units each including the
[0022]
The
[0023]
Here, in the following description, the front side of the
[0024]
Hereinafter, each element will be described in more detail starting with the
[0025]
The
[0026]
As the charging device 2, a contact charging type charging member can be used. The charging member is a conductive roller formed in the shape of a roller. The roller is brought into contact with the surface of the
[0027]
The
[0028]
The developing
[0029]
An electrostatic transfer belt (transfer belt) 11 that circulates as a transfer material transport unit is disposed so as to face and contact all the
[0030]
Transfer rollers 12 (12a, 12b, 12c, and 12d) are arranged in parallel at positions (transfer positions) that are in contact with the inside of the
[0031]
In this embodiment, the
[0032]
The
[0033]
The fixing
[0034]
Next, the operation of the
[0035]
Each process cartridge 7 is sequentially driven in accordance with the image formation timing, and each
[0036]
At the timing when the leading edge of the toner image formed on the peripheral surface of the most upstream
[0037]
The transfer material S is pressed against the outer periphery of the
[0038]
In this way, while being transferred on the
[0039]
The transfer material S to which the four color toner images are transferred is separated from the
[0040]
[Process cartridge]
Next, the process cartridge will be described in more detail with reference to FIGS. 2 and 3 are a main sectional view and a perspective view of the process cartridge 7, respectively. The yellow, magenta, cyan, and black process cartridges 7 (7a, 7b, 7c, and 7d) have the same configuration.
[0041]
The process cartridge 7 is a drum-shaped electrophotographic photosensitive member as an image carrier, that is, a
[0042]
In the
[0043]
The developing
[0044]
The developing
[0045]
[Drive configuration]
Next, the operation mechanism when the process cartridge 7 is mounted on the apparatus
[0046]
As described above, when the process cartridge 7 is a single unit, the developing
[0047]
The method for pressing the process cartridge 7 in the apparatus
[0048]
At this time, the back side of the apparatus
[0049]
The separation / contact switching means 8 is a separation plate for pushing up the ribs 46 (46 a, 46 b, 46 c, 46 d) provided in the developing units 4 (4 a, 4 b, 4 c, 4 d) of yellow, magenta, cyan, and black. 80 (80a, 80b, 80c, 80d) are provided. In this embodiment, the
[0050]
Here, although not limited thereto, the structure can be made relatively simple by limiting the operation modes of pushing up and releasing the
[0051]
In other words, in this embodiment, the separation / contact switching means 8 includes the black separation / contact switching means 8y formed with the
[0052]
In this embodiment, the unit for driving the process cartridge 7 drives the
[0053]
With such a driving configuration, the driving of the
[0054]
In this embodiment, the clutch 92 is connected and disconnected by moving the lever up and down, but in the standby state where the lever position is the center, all the clutches 92 are disconnected and the developing
[0055]
A
[0056]
[Operation]
When the process cartridge 7 is attached to the apparatus
[0057]
The image forming operation is as follows.
[0058]
In the case of full-color printing, when an image forming operation is started by a print signal, all the drive motors 70 that drive all the process cartridges 7 and the drive motor (not shown) of the
[0059]
Next, the stepping
[0060]
Next, when the stepping
[0061]
After image formation is completed, the developing
[0062]
Next, in the case of mono-color printing, when an image forming operation is started by a print signal, all the drive motors 70 that drive the process cartridge 7 and the drive motors of the
[0063]
Next, the stepping
[0064]
Next, when the stepping
[0065]
After image formation is completed, the developing
[0066]
In this way, in the process of forming an image, before the electrostatic latent image is formed by the
[0067]
As described above, in the present invention, since the separation is released in accordance with the developing operation timing, the developing
[0068]
In addition, the
[0069]
That is, according to the present embodiment, the conventional problems in the contact development method described above,
(1) When the
(2) If the process cartridges 7 of other colors not involved in the development are also operated, such as during mono-color development, the life of the
(3) When a bias is not applied during non-operation, pre-rotation, and post-rotation, the developer on the developing
(4) The roller layer of the developing
In addition, since the structure is simple and the position of the
[0070]
In each of the above embodiments, the
[0071]
In such an image forming apparatus, the drive control of the photosensitive drum, the developing roller, and the intermediate transfer belt, and the separation / contact control of the developing roller with respect to the photosensitive drum are performed in the above-described embodiment except that the transfer belt is an intermediate transfer belt. You can do the same. Here, the description of the transfer belt is replaced with the intermediate transfer belt, and the entire description of the above-described embodiment is incorporated.
[0072]
【The invention's effect】
As explained above, according to the present invention,, PaintingRotate the developing roller when necessary without deteriorating image formation accuracy or transfer material conveyance accuracy,Electrophotographic photosensitive drumSince it is possible to realize the function to contactElectrophotographic photosensitive drumDeterioration such as scraping of the surface layer, developmentroller, Reduce developer waste,recoding mediaDirt can be avoided. Further, according to the present invention, the above-described effects can be obtained with a simple configuration and at a low cost.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a cross-sectional view of an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention, and shows a state in which a developing roller is separated from a photosensitive drum in all process cartridges mounted on the apparatus main body.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a process cartridge mounted on the image forming apparatus of FIG.
FIG. 3 is an assembled perspective view of the process cartridge of FIG. 2;
FIG. 4 is a perspective view showing the vicinity of the inner plate of the apparatus main body for explaining an embodiment of a method for mounting the process cartridge to the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a partial cross-sectional view showing a positioning portion of the process cartridge according to the present invention to the image forming apparatus.
FIG. 6 is a partial cross-sectional view showing a positioning portion of the process cartridge according to the present invention to the image forming apparatus.
FIG. 7 is a view similar to FIG. 1 and shows a state in which the separation between the developing roller and the photosensitive drum is released in all process cartridges.
FIG. 8 is a view similar to FIG. 1 and shows a state in which the separation between the developing roller and the photosensitive drum is released in the black process cartridge and the developing roller is separated from the photosensitive drum in the other color process cartridges. is there.
FIG. 9 is a perspective view showing an operation switching mechanism according to the present invention.
FIG. 10 is a perspective view of a drive unit of a process cartridge according to the present invention.
[Explanation of symbols]
1 (1a, 1b, 1c, 1d) Photosensitive drum
2 (2a, 2b, 2c, 2d) Charging device
3 (3a, 3b, 3c, 3d) Scanner unit
4 (4a, 4b, 4c, 4d) Development device, development unit
5 Electrostatic transfer means
6 (6a, 6b, 6c, 6d) Cleaning device
7 (7a, 7b, 7c, 7d) Process cartridge
8 Separation / contact switching means
8yTheSeparation / detachment switching means for rack
Separation / disconnection switching means for 8z color
11 Electrostatic transfer belt (transfer belt, image carrier)
20 Fixing part
40 (40a, 40b, 40c, 40d) Developing roller
46 (46a, 46b, 46c, 46d) Rib (receiving part)
50 photosensitivitybodyDrum unit
53 Pressure spring
70 (70a, 70b, 70c, 70d) Process cartridge drive motor
71 (71a, 71b, 71c, 71d) Photosensitive drum drive system
72 (72a, 72b, 72c, 72d) Development roller drive system
80 (80a, 80b, 80c, 80d) separationBoard
90 Stepping motor
91 Switching member
92 (92a, 92b, 92c, 92d) Clutch (drive switching means)
93 cams
Claims (4)
ブラック色の画像を形成する第一のプロセスカートリッジであって、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、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第一のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第一の装着手段と、 A first process cartridge for forming a black color image, comprising: an electrophotographic photosensitive drum; a developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum; and the electrophotographic photosensitive member. A drum unit for rotatably supporting a drum, and a developing unit for rotatably supporting the developing roller, wherein the developing roller is movably coupled to the drum unit and contacts the developing roller with the electrophotographic photosensitive drum. A first mounting means for detachably mounting a first process cartridge having a position and a developing unit that can take a position at which the developing roller is separated from the electrophotographic photosensitive drum;
ブラック色以外の画像を形成する複数の第二のプロセスカートリッジであって、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、前記電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するドラムユニットと、前記現像ローラを回転可能に支持する現像ユニットであって、前記ドラムユニットに移動可能に結合して、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムに接触させる接触位置と、前記現像ローラを前記電子写真感光体ドラムから離間させる離間位置と、をとり得る現像ユニットと、を有する第二のプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する第二の装着手段と、 A plurality of second process cartridges for forming an image other than black; an electrophotographic photosensitive drum; a developing roller for developing an electrostatic latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum; and A drum unit for rotatably supporting an electrophotographic photosensitive drum, and a developing unit for rotatably supporting the developing roller, wherein the developing roller is movably coupled to the drum unit, and the developing roller is attached to the electrophotographic photosensitive drum. A second mounting means for detachably mounting a second process cartridge having a contact position for contacting and a developing unit capable of taking a developing position for separating the developing roller from the electrophotographic photosensitive drum;
駆動モータと、 A drive motor;
前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第一のクラッチと、 A driving state in which the driving force of the driving motor is transmitted to the developing roller of the first process cartridge; and a non-driving state in which the driving force of the driving motor is not transmitted to the developing roller of the first process cartridge. A first clutch that can take
前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達する駆動状態と、前記駆動モータの駆動力を前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ローラに伝達しない非駆動状態と、をとり得る第二のクラッチと、 A driving state in which the driving force of the driving motor is transmitted to the developing roller included in the second process cartridge; and a non-driving state in which the driving force of the driving motor is not transmitted to the developing roller included in the second process cartridge; A second clutch that can take
移動可能に設けられた第一離間部材であって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第一離間部材と、 A first separation member movably provided, wherein the first separation member engages with the development unit included in the first process cartridge and moves the development unit from the contact position to the separation position; ,
移動可能に設けられた第二離間部材であって、前記第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットに係合して、前記現像ユニットを前記接触位置から前記離間位置に移動させる第二離間部材と、 A second separation member movably provided, wherein the second separation member engages with the development unit of the second process cartridge and moves the development unit from the contact position to the separation position; ,
移動可能に設けられた、前記第一のクラッチ及び前記第二のクラッチと係合する第一の切換え部材であって、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記非駆動状態にする待機状態と、前記第一のクラッチ及び第二のクラッチとも前記待機状態から前記駆動状態にする第一の状態と、前記第一のクラッチのみ前記待機状態から前記駆動状態にする第二の状態と、をとり得る第一の切換え部材と、 A first switching member that is movably provided and engages with the first clutch and the second clutch, wherein both the first clutch and the second clutch are in the non-driving state. And a first state in which both the first clutch and the second clutch are changed from the standby state to the driving state, and a second state in which only the first clutch is changed from the standby state to the driving state. A possible first switching member;
前記第一の切換え部材と連動して移動可能に設けられた第二の切換え部材であって、前記第一の切換え部材が前記第一の状態に移動した際に、前記第一離間部材及び前記第二離間部材と係合して前記第一離間部材及び前記第二離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニット及び第二のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットを前記離間位置から前記接触位置に移動させる、そして、前記第一の切換え部材が前記第二の状態に移動した際に、前記第一離間部材と係合して前記第一離間部材を移動させることによって、前記第一のプロセスカートリッジが有する前記現像ユニットのみを前記離間位置から前記接触位置に移動させる第二の切換え部材と、 A second switching member movably provided in conjunction with the first switching member, wherein when the first switching member is moved to the first state, the first separation member and the first switching member; By engaging the second spacing member and moving the first spacing member and the second spacing member, the developing unit included in the first process cartridge and the developing unit included in the second process cartridge are By moving from the separation position to the contact position, and when the first switching member is moved to the second state, the first separation member is engaged to move the first separation member. A second switching member that moves only the developing unit of the first process cartridge from the separated position to the contact position;
を有することを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus comprising:
前記第一の切換え部材を移動させるためのステッピングモータであって、所定方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第一の状態の方向に移動させ、前記所定方向とは反対の方向に回転することによって、前記第一の切換え部材を前記第二の状態の方向に移動させるステッピングモータを有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 A stepping motor for moving the first switching member, wherein the first switching member is moved in the direction of the first state by rotating in a predetermined direction, and is opposite to the predetermined direction. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a stepping motor that moves the first switching member in the direction of the second state by rotating in the direction.
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