JP4835671B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、被記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関し、詳しくは、個々に感光体を有しその感光体に担持された静電潜像に対応する画像を被記録媒体に形成するプロセスカートリッジを、複数備えた画像形成装置に関する。

従来より、被記録媒体の搬送経路に沿って複数配列され、個々に感光体を有してその感光体に担持された静電潜像に対応する画像を上記搬送経路を搬送される被記録媒体に形成するプロセスカートリッジと、上記各プロセスカートリッジの上記感光体を個々に露光して上記静電潜像を形成する露光手段と、を備えた画像形成装置が考えられている。このように構成された画像形成装置では、複数のプロセスカートリッジにそれぞれ設けられた感光体に露光手段によって静電潜像が形成されると、各静電潜像に対応する画像を、搬送経路を搬送される被記録媒体に重ねて形成することができる。

また、この種の画像形成装置では、必要に応じてプロセスカートリッジを交換したりプロセスカートリッジに現像剤を補充したりする場合がある。そこで、上記プロセスカートリッジを複数配列されたままの状態で装置の筐体から引き出し可能にすることも提案されている。但し、このようにプロセスカートリッジを引き出そうとすると、その引き出し方向には、上記プロセスカートリッジとの対向位置に向けて上記被記録媒体を供給する各種ローラ等の供給手段が配設されている場合がある。そこで、画像形成装置の前面に設けられたフロントカバーを開放したときに、そのフロントカバーと一体に供給手段を移動させて、プロセスカートリッジの前面（引き出し方向）から退避させることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００７−１６９０２４号公報

ところが、プロセスカートリッジの引き出し方向に重畳する供給手段全体をフロントカバーと一体に開閉可能にすると、フロントカバーが重くなり、プロセスカートリッジ交換時の操作性が低下する。また、供給手段の全体をフロントカバーと一体に開閉するためには構成が複雑化し、フロントカバーの操作を補助する機構を設けると更に構成が複雑化する。そこで、本発明は、構成が簡単で、しかも、小さな力でもプロセスカートリッジが交換可能な画像形成装置の提供を目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、被記録媒体の搬送経路に沿って複数配列され、個々に感光体を有してその感光体に担持された静電潜像に対応する画像を上記搬送経路を搬送される被記録媒体に形成するプロセスカートリッジと、上記各プロセスカートリッジの上記感光体を個々に露光して上記静電潜像を形成する露光手段と、上記プロセスカートリッジとの対向位置に向けて上記被記録媒体を供給する供給手段と、上記各プロセスカートリッジ、上記露光手段、及び上記供給手段を収容する筐体と、上記各プロセスカートリッジを上記複数配列された状態で個々に着脱可能に支持するプロセス支持手段と、上記露光手段と上記プロセス支持手段とを支持し、上記プロセスカートリッジの配列方向に上記供給手段が重畳しない角度まで上記被記録媒体への上記画像形成が可能な位置から揺動可能で、その揺動時には上記プロセス支持手段を上記プロセスカートリッジの配列方向に沿って上記筐体外へ引き出し可能に構成された画像形成部支持手段と、を備えたことを特徴としている。

このように構成された本発明では、供給手段によって供給された被記録媒体に感光体を介して画像を形成する複数のプロセスカートリッジは、被記録媒体の搬送経路に沿って配列された状態で、プロセス支持手段に個々に着脱可能に支持されている。また、このプロセス支持手段は、上記各感光体を個々に露光する露光手段と共に画像形成部支持手段に支持されている。そして、その画像形成部支持手段は、上記プロセスカートリッジの配列方向に上記供給手段が重畳しない角度まで揺動可能で、その揺動時には上記プロセス支持手段を、上記露光手段及び供給手段を収容する筐体の外へ上記プロセスカートリッジの配列方向に沿って引き出し可能に構成されている。

本発明の画像形成装置では、このように、プロセス支持手段を支持する画像形成部支持手段を揺動させることによってそのプロセス支持手段を引き出し可能としているので、簡単な構成によって小さな力でもプロセスカートリッジが交換可能となる。しかも、画像形成部支持手段にはプロセス支持手段と共に露光手段も支持されているので、その画像形成部支持手段を揺動させても露光手段とプロセスカートリッジとの位置関係が正確に維持され、画像形成の精度が低下することも抑制することができる。

なお、本発明は以下の構成に限定されるものではないが、上記プロセス支持手段が上記筐体外へ引き出された後、そのプロセス支持手段を、上記各プロセスカートリッジが水平方向に配列されるように案内する案内手段を、更に備えてもよい。この場合、プロセス支持手段が筐体外へ引き出されると、そのプロセス支持手段は案内手段によって、プロセスカートリッジが水平に配列されるように案内される。このため、プロセスカートリッジの交換が一層容易になる。

また、上記画像形成部支持手段は、上記画像形成後の被記録媒体が積載される排出トレイと一体に、その排出トレイの積載面側に揺動してもよい。画像形成後の被記録媒体が積載される排出トレイの上方には、被記録媒体を取り出すための空間を確保する必要がある。そこで、このような構成を採用した場合、プロセスカートリッジの交換時にはその空間を利用して画像形成部支持手段を揺動させることにより、装置の設置スペースを小さくすることができる。

次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された複合機１の概略構成を表す側断面図である。なお、以下の説明においては、図１における右側を前方とし、図１における手前側を左側とする。

（複合機の全体構成）
図１に示すように、この複合機１は、画像形成装置１０の上部に、画像読取装置９０を備えている。画像読取装置９０は、フラットベッド及びラインスキャナを備えた周知のものであり、本発明とは関係が少ないので説明を省略する。

画像形成装置１０は、直接転写タンデム方式のカラープリンタであって、図１に示すように、略箱型の筐体１１を備えている。筐体１１の上面には、画像形成後の被記録媒体としての用紙Ｐが積載される排出トレイの一例としての排紙トレイ１２が形成されている。なお、排紙トレイ１２の更に上方には前述の画像読取装置９０が配設されるが、その排紙トレイ１２と画像読取装置９０との間には、画像形成後の用紙Ｐを取り出すための空間が確保されている。更に、筐体１１の前面を覆うフロントカバー１１Ａは、複合機１の下方前端を中心にして開閉可能に設けられている。このフロントカバー１１Ａを開放することにより、後述のプロセスカートリッジ３０を筐体１１の内部から前方へ引き出すことが可能となる。

筐体１１の下部には、画像を形成するための用紙Ｐが収容される給紙トレイ１３が前方へ引き出し可能に装着されている。給紙トレイ１３に収容された用紙Ｐは、ピックアップローラ１４と分離パッド１５とによって１枚ずつ分離された後、給紙ローラ１６によってレジストローラ１７へ送られる。レジストローラ１７では、その用紙Ｐを所定のタイミングで、上に凸に湾曲した用紙突入ガイド１８を介して後方のベルトユニット２０上へ送り出す。なお、ピックアップローラ１４から用紙突入ガイド１８までの一連の構成が供給手段に相当する。

ベルトユニット２０は、前後に離間して配置された駆動ローラ２１，テンションローラ２２の間に、水平に架設される搬送ベルト２３を備えている。搬送ベルト２３は、ポリカーボネート等の樹脂材からなる半導電性の無端状のベルト（転写ベルト）であり、後側の駆動ローラ２１が図示省略したメインモータによって回転駆動されることにより図１の反時計回り方向に回転駆動されて、その上面に載せた用紙Ｐを後方へ搬送する。また、テンションローラ２２は、駆動ローラ２１と回転軸を平行に揃えて設けられ、搬送ベルト２３に適度な張力を与えている。

（画像形成部の構成）
搬送ベルト２３の内側には、後述するプロセスカートリッジ３０が有する各感光体ドラム３１と対向配置される４つの転写ローラ２４が前後方向に一定間隔で並んで設けられ、各感光体ドラム３１と対応する転写ローラ２４との間に搬送ベルト２３を挟んだ状態となっている。後述のトナー像の転写時には、この転写ローラ２４と感光体ドラム３１との間に転写バイアスが印加され、所定量の転写電流が通電される。また、ベルトユニット２０の下側には、搬送ベルト２３に付着したトナーや紙粉等をクリーニングローラ４１を介して除去する周知のベルトクリーナ４０が設けられている。

プロセスカートリッジ３０は、用紙搬送方向に沿って上流側から順にブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの順で各色に対応して４機設けられている。また、各プロセスカートリッジ３０の上方には、図示しないポリゴンミラー等を内蔵してレーザ光による各感光体ドラム３１の走査露光を行う露光手段の一例としてのスキャナユニット５０が配設されている。

各プロセスカートリッジ３０は、感光体の一例としての感光体ドラム３１、スコロトロン型帯電器３２、及び、現像カートリッジ３４等を備えて構成されている。感光体ドラム３１は、接地された金属製のドラム本体を備え、その表層をポリカーボネートなどからなる正帯電性の感光層で被覆することにより構成されている。スコロトロン型帯電器３２は、感光体ドラム３１の後側斜め上方において、感光体ドラム３１と接触しないように所定間隔を隔てて、感光体ドラム３１と対向配置されている。このスコロトロン型帯電器３２は、タングステン等の帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させることにより、感光体ドラム３１の表面を一様に正極性に帯電させる。

現像カートリッジ３４は、略箱形をなし、その内部には、上部にトナー収容室３５が設けられ、その下側に供給ローラ３６、現像ローラ３７、及び、層厚規制ブレード３８が設けられている。各現像カートリッジ３４のトナー収容室３５には、現像剤として、ブラック、シアン、マゼンタ、またはイエローの各色の正帯電性非磁性１成分トナーがそれぞれ収容されている。

トナー収容室３５から放出されたトナーは、供給ローラ３６の回転により現像ローラ３７に供給され、供給ローラ３６と現像ローラ３７との間で正に摩擦帯電される。更に、現像ローラ３７上に供給されたトナーは、現像ローラ３７の回転に伴って、層厚規制ブレード３８と現像ローラ３７との間に進入し、ここで更に十分に摩擦帯電されて、一定厚さの薄層として現像ローラ３７上に担持される。

感光体ドラム３１の表面は、その回転時、先ずスコロトロン型帯電器３２により一様に正帯電される。その後、各感光体ドラム３１の表面には、スキャナユニット５０からのレーザ光による走査露光によって、用紙Ｐに形成すべき画像に対応した静電潜像がそれぞれ形成される。

次いで、現像ローラ３７の回転により、現像ローラ３７上に担持され正帯電されているトナーが、感光体ドラム３１に対向して接触するときに、感光体ドラム３１の表面上に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光体ドラム３１の静電潜像は、可視像化され、感光体ドラム３１の表面には、露光部分にのみトナーが付着したトナー像が担持される。

その後、各感光体ドラム３１の表面上に担持されたトナー像は、搬送ベルト２３によって搬送される用紙Ｐが感光体ドラム３１と転写ローラ２４との間を通る際に、上記転写電流によって用紙Ｐに順次転写される。こうして各色のトナー像が順次重ねて転写された用紙Ｐは、次いで定着手段の一例としての定着器６０に搬送される。

定着器６０は、筐体１１内における搬送ベルト２３の後方に配置されている。この定着器６０は、ハロゲンランプ等の熱源を備えて回転駆動される加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１の下方において、加熱ローラ６１を押圧するように対向配置され従動回転される加圧ローラ６２とを備えている。この定着器６０では、各色のトナー像が転写された用紙Ｐを、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２とによって狭持搬送しながら加熱することにより、上記トナー像を用紙Ｐに定着させる。そして、上記トナー像が定着された用紙Ｐは、定着器６０の斜め後上方に配置された搬送ローラ６３により更に搬送され、筐体１１の上部に設けられた排紙ローラ６４により、前述の排紙トレイ１２上に排出される。

（ドロワユニット支持構造の構成）
また、各プロセスカートリッジ３０は、図１に示すように、筐体１１から引き出し可能なドロワユニット７０（プロセス支持手段の一例）に、上記のように並んだ状態で着脱可能に支持されている。次に、このドロワユニット７０を筐体１１内に引き出し可能に支持するドロワユニット支持構造について説明する。

図２に示すように、スキャナユニット５０の左右側面及び排紙トレイ１２の左右端縁には、鉛直に配設された画像形成部支持手段の一例としての一対の側板８０が固定されている。なお、この一対の側板８０は、ほぼ左右対称に構成されている。そこで、図２では、左側（図２における手前側）の側板８０に設けられたガイド８１，８２より右側（図２における奥側）の構成を、模式的に示している。

図２及び後述の図４に示すように、側板８０は、その下方後端に左右方向に設けられた軸８３を中心に揺動可能に構成され、その内側面には、プロセスカートリッジ３０の配列方向に平行な角柱状のガイド８１，８２が上下に並べて設けられている。また、ドロワユニット７０の左右側面の上部後方には、下側のガイド８１に上方から当接する第１コロ７１と、上側のガイド８２に下方から当接する第２コロ７２とが回転可能に設けられている。更に、ドロワユニット７０の左右側面の上端縁には、左右方向外側に突出したフランジ７５が形成され、このフランジ７５は、側板８０の前端に回転可能に設けられたストッパ兼コロ８５に上方から当接している。なお、フランジ７５の前端は、外側端縁７５Ａが上方に折り曲げられている。

このため、図３に示すように側板８０が軸８３を中心にして揺動された場合、ドロワユニット７０は側板８０と一体に揺動する。なお、側板８０はフロントカバー１１Ａの開閉に連動して揺動するように構成されているが、この構成については後述する。

また、フロントカバー１１Ａが開放されて側板８０が図３に示す位置に揺動されると、プロセスカートリッジ３０の配列方向に用紙突入ガイド１８等が重畳しなくなる。このため、この状態からは、図４に示すようにドロワユニット７０をガイド８１，８２に沿って筐体１１の外へ引き出すことが可能となる。このドロワユニット７０の引き出しは、ストッパ兼コロ８５に第１コロ７１が当接することによって中止され、使用者がドロワユニット７０を一気に引き抜いて床に落下させてしまうのが抑制される。

また、ガイド８２の前端には、下方が切り欠かれた斜面８２Ａ（案内手段の一例）が形成されている。このため、第１コロ７１がストッパ兼コロ８５に当接した後、第２コロ７２を斜面８２Ａに当接させると、図５に示すように、ドロワユニット７０は水平に維持される。この状態では、プロセスカートリッジ３０が筐体１１から露出して水平に配列されるため、プロセスカートリッジ３０の交換が容易になる。更に、この状態からドロワユニット７０の前端を図５に二点鎖線で示すように引き上げれば、第１コロ７１とストッパ兼コロ８５との係合が外れて、ドロワユニット７０を複合機１から取り外すことができる。

（側板の揺動機構）
次に、フロントカバー１１Ａの開閉に連動して側板８０を揺動させる構成について説明する。図６に示すように、側板８０を左右から支持するサイドフレーム（図示省略）には前後方向に延びるスライダガイド溝８６が形成されており、そのスライダガイド溝８６には、スライダ８７が前後方向に摺動可能に装着されている。スライダ８７は、リンク８８を介してフロントカバー１１Ａと連結されることにより、フロントカバー１１Ａの開閉に連動して前後へ移動する。また、スライダ８７には、後側が高くなったカム８７Ａが設けられており、側板８０には、そのカム８７Ａに当接するカムフォロワ８９が設けられている。

図６に示すように、フロントカバー１１Ａが閉鎖されているときは、カム８７Ａがカムフォロワ８９よりも後方に配設されるため、側板８０は下降し、各感光体ドラム３１は搬送ベルト２３に当接している（図２参照）。これに対して、フロントカバー１１Ａが開放されると、スライダ８７が前方へ移動し、図７に示すように、カムフォロワ８９がカム８７Ａに乗り上げる。このため、側板８０は軸８３を中心にして前方が上方へ揺動し、前述のようにドロワユニット７０の引き出しが可能となる。なお、このとき、側板８０は、画像形成後の用紙Ｐを取り出すために画像形成装置１０と画像読取装置９０との間に確保された空間を利用して、その空間に排紙トレイ１２が進出するように揺動する。このため、側板８０を揺動させるための空間を特別に用意する必要もなく、装置を小型化することが可能となる。

（本実施の形態の効果及びその変形例）
このように、本実施の形態の複合機１では、側板８０を揺動させることによってドロワユニット７０を引き出可能としているので、簡単な構成によって小さな力でもプロセスカートリッジ３０が交換可能となる。しかも、側板８０にはドロワユニット７０と共にスキャナユニット５０も支持されているので、その側板８０を揺動させてもスキャナユニット５０とプロセスカートリッジ３０との位置関係が正確に維持され、画像形成の精度が低下することも抑制することができる。また、側板８０と一体にドロワユニット７０も揺動し、感光体ドラム３１と搬送ベルト２３とが隔離されるので、側板８０を揺動させるだけでジャム処理が可能となる場合もある。

なお、本発明は上記実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、図８に示す複合機１０１のように、側板１８０は上方後端に設けられた軸１８３を中心に揺動させてもよく、この場合も上記実施の形態と同様の作用・効果が生じる。なお、複合機１０１は、側板１８０以外は複合機１と同様に構成されているので、対応する部材には複合機１と同様の符号を付して構成の詳細な説明を省略する。

また、レジストローラ１７は搬送ベルト２３の上面よりも高い位置にあってもよく、その場合、側板８０または１８０を前述のように揺動させることによって、レジストローラ１７を避けてドロワユニット７０を引き出すことができる。更に、本発明は、いわゆる中間転写ベルトを使用した画像形成装置にも適用することができ、その場合、中間転写ベルトが被記録媒体に相当する。

また更に、フロントカバー１１Ａの開閉に連動して側板８０または１８０を揺動させる構成は、上記以外にも種々の形態を考えることができる。例えば、フロントカバー１１Ａから筐体１１の内部方向にレバーを突出させ、そのレバーの先端とスライダ８７とを上下方向へは相対変位可能でかつ前後方向へは相対変位不能に連結してもよい。

本発明が適用された複合機の概略構成を表す側断面図である。 その複合機のドロワユニット支持構造を模式的に表す側断面図である。 そのドロワユニット支持構造の動作を表す側断面図である。 そのドロワユニット支持構造の更なる動作を表す側断面図である。 そのドロワユニット支持構造の更なる動作を表す側断面図である。 その支持構造の揺動機構の構成を表す側断面図である。 その揺動機構の動作を表す側断面図である。 本発明が適用された他の複合機の概略構成を表す側断面図である。

符号の説明

１，１０１・・・複合機 １０・・・画像形成装 １１・・・筐体
１１Ａ・・・フロントカバー １２・・・排紙トレイ １３・・・給紙トレイ
１４・・・ピックアップローラ １５・・・分離パッド １６・・・給紙ローラ
１７・・・レジストローラ １８・・・用紙突入ガイド ２０・・・ベルトユニット
２３・・・搬送ベルト ２４・・・転写ローラ ３０・・・プロセスカートリッジ
３１・・・感光体ドラム ３２・・・スコロトロン型帯電器
３４・・・現像カートリッジ ３７・・・現像ローラ ５０・・・スキャナユニット
７０・・・ドロワユニット ７１・・・第１コロ ７２・・・第２コロ
７５・・・フランジ ８０，１８０・・・側板 ８１，８２・・・ガイド
８２Ａ・・・斜面 ８３，１８３・・・軸 ８５・・・ストッパ兼コロ
８６・・・スライダガイド溝 ８７・・・スライダ ８７Ａ・・・カム
８８・・・リンク ８９・・・カムフォロワ Ｐ・・・用紙

Claims (3)

1. 被記録媒体の搬送経路に沿って複数配列され、個々に感光体を有してその感光体に担持された静電潜像に対応する画像を上記搬送経路を搬送される被記録媒体に形成するプロセスカートリッジと、
   上記各プロセスカートリッジの上記感光体を個々に露光して上記静電潜像を形成する露光手段と、
   上記プロセスカートリッジとの対向位置に向けて上記被記録媒体を供給する供給手段と、
   上記各プロセスカートリッジ、上記露光手段、及び上記供給手段を収容する筐体と、
   上記各プロセスカートリッジを上記複数配列された状態で個々に着脱可能に支持するプロセス支持手段と、
   上記露光手段と上記プロセス支持手段とを支持し、上記プロセスカートリッジの配列方向に上記供給手段が重畳しない角度まで上記被記録媒体への上記画像形成が可能な位置から揺動可能で、その揺動時には上記プロセス支持手段を上記プロセスカートリッジの配列方向に沿って上記筐体外へ引き出し可能に構成された画像形成部支持手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上記プロセス支持手段が上記筐体外へ引き出された後、そのプロセス支持手段を、上記各プロセスカートリッジが水平方向に配列されるように案内する案内手段を、
   更に備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 上記画像形成部支持手段は、上記画像形成後の被記録媒体が積載される排出トレイと一体に、その排出トレイの積載面側に揺動することを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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