JPH0738082B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は画像形成装置に関し、より詳細にはスペア用の
プロセスユニットを内蔵した画像形成装置に関する。

（従来技術） 画像形成装置、例えばレーザープリンターや電子写真複
写機の分野ではパーソナル化が進みつつある。そのた
め、ユーザーサイドで容易に保守作業ができるよう、画
像形成手段の一部を交換自在なプロセスユニットとして
一体化したものを使用する傾向がある。

このような、プロセスユニットを採用した画像形成装置
においては、寿命の来たユニットを新しいユニットに交
換するという簡便な作業で、使用状態へ復帰させること
ができ、非常に保守、管理が容易なものとなっている。
しかしそのような長所を有する反面、以下のような欠点
も存在する。

例えば、連続して複写を行っている最中にトナーを消費
してしまい、プロセスユニットの寿命が来た場合、複写
機本体が当該寿命を検知して複写動作を中止してしま
う。或いは設定枚数のコピーは作成するが、途中から画
像濃度の薄いコピー物になってしまうということがあ
る。

かかる場合においても常時予備のプロセスユニットを買
留めしておいてあれば、この新しいプロセスユニットと
交換すれば、少しの中断で複写動作を再開することもで
きる。しかし予備のユニットがない場合には新しいもの
を購入するまでは複写動作を再開することができない。
その結果必要なコピーを得ることができなくなってうま
うのである。概して急いでいる場合程、予備のユニット
を保有していないものであり、はなはだ不便な経験をす
ることが多い。特にパーソナル化に伴ってサービスマン
が定期的にユーザー側に顔を出さないこともあって一層
このような状況が生じ易くなる。

（本発明が解決しようとする技術的課題） 本発明は上述した不都合を解消することを目的とするも
のであり、たとえばトナーを消費してしまってそのプロ
セスユニットの寿命が来た場合であっても、引続き画像
形成動作を継続して行うことができる装置を提供するこ
とを目的とする。

（発明の構成） 本発明は上記目的を達成するため以下の構成を具備す
る、即ち、 潜像担持体と少なくとも現像手段或いはクリーニング手
段とを一体に形成したプロセスユニットを具備した画像
形成装置において、 該画像形成装置は更に画像形成可能な状態でスペア用の
プロセスユニットを具備させることを第１の発明におけ
る構成上の特徴とする。

更に本発明では、上記構成上の特徴である画像形成可能
な状態で少なくとも２つのプロセスユニットを具備する
ことに関連して、 第１プロセスユニットを使用して画像形成を行う場合の
画像形成基準位置及び第２プロセスユニットを使用して
画像形成を行う場合の画像形成基準位置を一つの画像形
成装置無いに具備することを第２の発明における構成上
の特徴とする。

また、本画像形成装置における第３の発明としては、共
に画像形成可能な状態にあるプロセスユニットの一方か
ら他方への切換えを使用していたプロセスユニットに具
備されているプロセス手段の寿命を検知する検知手段か
らの信号に基づいて、画像形成装置内に具備されている
切換え手段により行うことを構成上の特徴とする。

（発明の実施例） 以下図面に基づいて、本発明の好適な実施態様を説明す
る。

第１図は本発明の画像形成装置の一態様で複写機につい
てその構成を説明するための概略図である。

全体として２で示す複写機は、上部に原稿を載置するた
めの原稿載置台４、図中右側に複写用紙を供給するため
の、給紙機構６、図中左側に複写用紙上に転写したトナ
ーを定着させるための定着装置８を配設し、この給紙機
構６から定着装置８へ至る経路として複写紙搬送路10が
形成されている。

そして、複写機２の内部であって上記複写紙搬送路10の
上方側には該搬送路10に沿って二つのプロセスユニット
12,14が着脱自在に並設されている。

プロセスユニット12,14は共に同一の構成を有し、以下
のような構成となっている。プロセスユニット12は、表
面に感光層を有し複写機本体の駆動源（図示せず）から
の駆動により回転自在の静電潜像保持ドラム16（以下ド
ラムと称する場合がある）を中心として、その周辺に主
帯電器18,画像露光用開口20,現像装置22,クリーニング
装置23がこの順序でユニットハウジング24内に一体に構
成されている。このユニットハウジング24の図中下方
側，即ち搬送路10に対向する側には開口26が形成されて
おり、この開口26の位置で搬送路10上を移動して来た複
写用紙上にトナー像を転写するようになっている。

また、プロセスユニット12,14と原稿載置台４との間で
あって、ユニット12,14のハウジング24,24′に設けられ
た露光用開口20,20′に対応する位置には光学系ユニッ
ト（例えばセルフォックレンズ）28,28′が設けられて
おり、ランプ30或いは30′によって照射された原稿載置
台４上の原稿像をドラム16,16′上へ投影されるように
なっている。

次に今プロセスユニット12が画像形成に寄与している場
合を例に挙げて、この複写機２の動作について説明す
る。

複写ボタン等の押圧動作により複写開始の指令が出され
ると、本体駆動源からの動力により、ドラム、現像装置
等が回転乃至は作動し始める、この時、原稿を載置した
原稿載置台４は図中右側へ移動し、載置台４の左側を原
稿の先端として光学系ユニット28に対応する位置で待機
する。一方複写開始指令により回転し始めた給紙ローラ
32によって給送が開始された複写用紙は、未だ回転して
いないレジストローラ対33の位置で待機している。

次に原稿台４の待機状態を示す信号が発せられると、ラ
ンプ30が点灯し、主帯電器18が放電を開始する。そして
原稿台４の図中左側への移動に伴ってドラム16上に潜像
が形成され、現像装置によりトナー像が形成される。

一方、トナー像の先端が転写領域、すなわちドラム16が
ハウジング24の開口26より臨出している領域34に達する
頃には、複写用紙の先端が搬送路10上を移動してくるよ
うに、前述した原稿台の待機信号に基づいて必要な時間
経過の後レジストローラ対33の回転を開始して用紙を搬
送している。

そして、トナー像の先端と複写用紙の先端とが同期し
て、トナー像が該用紙上に転写領域34にて搬送路上用紙
の背面側に設けられた転写チャージャ36の作用により転
写される。

複写用紙上に転写されたトナー像は定着装置８にて定着
されて、複写用紙は排紙トレイ38へ排出される。一方転
写後のドラム16はクリーニング装置23により残留トナー
が排除されて、次の画像形成に寄与する。また、左方向
へ移動し、画像露光を終了した原稿台４は右方向へ移動
して元の位置で停止する。

このような複写機における本発明の特徴の一つは、二つ
のプロセスユニットを備えていることである。しかも、
これら二つのプロセスユニットは共に画像形成可能な状
態で搬送路10上に配設されているため、例えば、第１図
で言えばプロセスユニット12の現像装置内のトナーを全
て消費しつくしていても、プロセスユニット14を引き続
き使用することができるのである。それゆえ、一方のプ
ロセスユニットの寿命が来たとしても、引きつづきもう
一方のプロセスユニットで残りのコピーを行うことがで
きるのである。

そして、コピーを行わない時間等を利用して寿命の来た
プロセスユニットを新しいユニットと交換すれば、スペ
アのユニットの寿命が来た場合には同じ様に先に交換し
たユニットを用いて画像形成できるのである。

本発明の画像形成装置においては、二つのプロセスユニ
ットを使用可能な状態で併設し、いずれかのプロセスユ
ニットの寿命に応じて適宜切換えて使用するため以下の
要件を具備することが必要となる。即ち、複写機本体２
の中では搬送路10は１つしかないため、ここに使用可能
な状態でプロセスユニットを設け、且ついずれのプロセ
スユニットを使用しても最終複写物が原稿に一致して形
成されるためには、いずれのプロセスユニットを使用す
る場合であっても、画像形成手段の動作と複写用紙の搬
送が必ず同期しなければならないという要件である。

本発明者は最も簡便で、確実に上記要件を満足すべく画
像形成のための基準位置を内設するプロセスユニットの
数に対応させて設けることを案出した。つまり、第１図
の複写機について説明すれば、プロセスユニット12につ
いてはそのユニットに対応した基準位置を、プロセスユ
ニット14については上記基準位置とは別のユニット14に
対応した基準位置を設けるのである。

ここで、基準位置なる用語は本明細書中においては以下
の内容を意味する。即ち、複写開始（画像形成開始）の
指令に基づいて、一連の作像機構が動作し始める場合の
露光光学系の動作と、該動作によって形成された画像を
複写用紙上へ正確な位置へ転写させるための給紙動作と
を同期させるために基準となるべき信号を出力する時期
的位置を意味する。具体例を示して説明すると、第１図
に示した複写機の場合、原稿台４が当初右側へ移動し、
原稿の先端部が光学系ユニット28（或いは28′）に対応
する位置に来た場合、ここで原稿台４の待機状態が完了
した旨の信号を発して、各動作の開始指令の基礎とし
た。それゆえ、この時期或いは原稿台４の複写機におけ
る位置が基準位置Ｓ、或いはＳ′となる。

これ以外にも、まず複写用紙が給紙ローラの回転始動に
よりレジストローラの位置まで搬送され、この位置で画
像形成開始のための待機状態を示す信号が発せられるよ
うな光学系移動タイプ（これに対して第１図に示した複
写機を原稿台移動タイプと称す）の場合は、このレジス
ト終了時期や終了位置が基準位置となり得る。

本発明ではこの基準位置がプロセスユニットの数に対応
して複数存在することが重要な特徴である。この基準位
置の設定メカニズムとしては以下の例を挙げることがで
きる。第２図を参照して、原稿載置台４には、原稿の先
端を本体側の検出器に認識させるための情報伝達手段
（例えば突起やマグネット等）50が設けられている。そ
して本体側には夫々のユニット12,14に対応して設けら
れた光学系ユニット28,28′の近傍に上記伝達手段50の
到達を検知するための検知手段（例えばマイクロスイッ
チやホール素子）52,52′,53,53′が設けられている。
今プロセスユニット12を使用する場合を考える。この場
合、複写開始の指令に伴って原稿台はまず右側へ移動
し、情報伝達手段50がまず検知手段52を通過する。この
場合複写機本体の制御を司どるマイコンには検知手段52
からの信号により原稿台を反対方向へ移動させるよう判
断することがプログラムされている。それゆえ、情報伝
達手段50の通過を検知した検知手段52からの信号により
原稿台４の駆動手段は反転のため一旦停止し、原稿台４
も停止する。この時、先の複写開始の指令により給紙が
開始された複写用紙もレジストローラ33の位置で停止し
ている。

一方、原稿台４の停止の位置は検知手段52からの信号を
受け、作動するブレーキ手段（図示せず）によるため所
定のタイムラグが生じ検知手段52から一定距離だけ離れ
て定められた位置となる。この所定位置にはもう一つの
検知手段53が設けられており、原稿台停止の確認の信号
を発する。

この信号がプロセスユニット12を使用する場合の基準信
号となり、この停止位置が画像形成基準位置Ｓとなる。

次に、検知手段53から発せられた基準信号に基づいて、
プロセスユニット12内の帯電器18や本体に設けられたプ
ロセスユニット12用のランプ30が点灯する。そして、原
稿台駆動手段の反転開始により原稿台４は左方向への移
動を開始し画像露光が開始される。この時、ドラム周上
の露光開始位置がドラム16の回転に伴って転写領域34へ
到達するタイミングとレジストローラ33の回転に伴って
複写用紙が転写領域34へ到達するタイミングを一致させ
るべく、検知手段53から発せられる基準信号に基づいた
原稿台駆動手段の反転開始時期RT12とレジストローラ33
の回転開始時期ST12をあらかじめ本体内に設けられたマ
イコン内に入力しておけば、原稿台４の移動と複写用紙
の搬送の同期がとれることとなる。

次にプロセスユニット12内の現像剤が全て消費され、プ
ロセスユニット12の寿命が来た場合について説明する。
プロセスユニット12の寿命到達検知手段は、例えば現像
装置内に設けたトナーセンサー（二成分の場合トナー濃
度検知手段等であってよく、一成分の場合にはその有無
を検知するためのホール素子や静電容量検知素子であっ
てよい）からの信号によりトナーがゼロである旨の信号
によって行われる。或いはドラム16の耐刷能力に一致さ
せて現像剤の充填量が一般に定められているため、複写
回数を示すカウンターからの耐刷枚数に到達した旨を示
す信号であってよい。

この検知信号により、複写機本体に設けられた動作制御
手段（マイコン）は画像形成をプロセスユニット12から
12′にて行うべく判断する。従って原稿台４の露光のた
めの停止位置もプロセスユニット14に対応する位置に変
更することとなる。第２図に示した例では、複写開始指
令に基づいて前述した場合と同様に、まず原稿台（第2B
図）は右側へ移動し、情報伝達手段50が検知手段52を通
り過ごして52′の位置に達した時停止指令が該検知手段
52′より発せられ、検知手段53′上で停止する。そして
引続き停止確認信号が検知手段53′より発せられる。こ
の信号がプロセスユニット14に対する基準信号となる。
この位置が基準位置Ｓ′となる。

従って、この基準信号に基づいて、プロセスユニット14
に対応した原稿台駆動手段の反転開始時期RT14並びにレ
ジストローラ33の回転開始時期ST14を、前記RT12,ST12
とは別に定めておけば、このプロセスユニット14に対し
ても原稿台の移動と複写紙の搬送を同期させて行うこと
ができるのである。

このように検知手段52,52′,53,53′を用いた電気的な
制御を行うことで基準位置の変更は容易に行われ、プロ
セスユニットの切換えが簡便且つ確実に行われる。

なお、プロセスユニット14の転写領域34′より搬送路の
下流側は、ベルト搬送手段を採用することにより定着前
のトナー像を乱すことなく確実に搬送することができ
る。

以上は、プロセスユニットの寿命に基づいた電気的な切
換手段（マイコンによる制御手段）による切換えを説明
を行った。しかし本発明の概念はこの範囲に限定される
ものではなく種々の変形が考えられる。

例えば、使用中のプロセスユニット内の主帯電器或いは
現像装置等が断線や短絡により使用不能となった場合に
は、当該異常を検知し、この検知信号に基づいてスペア
のプロセスユニットへ切換えを行うことも可能である。
この場合画像形成装置の表示用ボード（操作パネル）に
は切換の理由が寿命によるものか、異常によるものかを
オペレーターに知らせるための表示部を設けておくこと
が有用である。

或いは、２つのプロセスユニットのうちの一方を基準ユ
ニット、他方を非常時用ユニットとして定めておき、非
常時用ユニットには基準ユニットと構成部品は同じであ
るが基準ユニットよりは低コストの廉価ユニットを装着
しておく。そして非常時のみこのユニットを使用して、
交換により基準ユニットが画像形成可能となった場合に
は常に基準ユニット側で画像形成を行うということも有
効である。

（効果） 本発明によれば、画像形成装置の本体内に画像形成可能
な状態でスペア用のプロセスユニットを具備するため、
一方のプロセスユニットが寿命に達したとしても中断す
ることなく画像形成を継続することができる。

また本発明によれば、内蔵するプロセスユニットの数だ
け画像形成基準位置を具備しているため、プロセスユニ
ットの切換に際して煩雑な作業は必要でなくなる。しか
も、切換は寿命検出手段により電気的に制御されている
ので、自動的に確実に行われる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一具体例である複写機の構成を示す概
略図，第２図は第１図の複写機に関し基準位置検知動作
を示す概略図である。 図中引照数字は以下の内容を示す。 ２……複写機 12,14……プロセスユニット 50……情報伝達手段 52,52′,53,53′……検知手段 S,S′……画像形成基準位置

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】潜像担持体と少なくとも現像手段或いはク
   リーニング手段とを一体に形成したプロセスユニットを
   具備した画像形成装置において、 該画像形成装置は、更に画像形成可能な状態でスペア用
   のプロセスユニットを具備していることを特徴とする画
   像形成装置。
2. 【請求項２】潜像担持体と少なくとも現像手段或いはク
   リーニング手段とを一体に形成したプロセスユットを具
   備した画像形成装置において、 該画像形成装置は少なくとも第１及び第２の二つのプロ
   セスユニットを具備し、且つ画像形成に際しては第１の
   ユニットに対応した第１画像形成基準位置及び第２のユ
   ニットに対応した第２画像形成基準位置を夫々有するこ
   とを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】潜像担持体と少なくとも現像手段或いはク
   リーニング手段とを一体に形成したプロセスユニットを
   具備した画像形成装置において、 該画像形成装置は少なくとも第１及び第２のプロセスユ
   ニットを具備すると共に、夫々のプロセスユニットの寿
   命を検知する検知手段からの信号或いは夫々のプロセス
   ユニットの異常を検知する検知手段からの信号によりい
   ずれかのプロセス手段が寿命に達した場合に別のプロセ
   スユニットにより画像形成を続行させる切換手段を有す
   ることを特徴とする画像形成装置。