JP2005266670A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジの着脱方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 容易にプロセスカートリッジを交換できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２と、この画像形成装置本体１２に対して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジ５０と、プロセスカートリッジ５０の挿入口を開閉自在に覆う小カバー１２２とを有する。小カバー１２２は、プロセスカートリッジ５０を装着位置へ案内する底部ガイド部１２９を有する。利用者は、小カバー１２２の上面にプロセスカートリッジ５０を載せて装置奥方向にスライドさせることによりプロセスカートリッジを装着できる。
【選択図】図４

Description

本発明は、プロセスカートリッジ等の交換ユニットが着脱自在に設けられた画像形成装置に関する。

例えば、特許文献１は、給紙トレイの上部に、プロセスカートリッジの着脱を行う着脱経路を有する画像形成装置を開示する。また、特許文献２は、開閉カバーとカートリッジ搬送部材とを連動するための連動部材を有し、開閉カバーの開閉動作に連動してカートリッジを搬送する画像形成装置を開示する。
特開２００１−１３０７５６号公報 特許第３３６３７５６号公報

本発明は、上述した背景からなされたものであり、容易にプロセスカートリッジを交換できる画像形成装置を提供することを目的とする。

［画像形成装置］
上記目的を達成するために、本発明にかかる画像形成装置は、画像形成装置本体と、この画像形成装置本体の開口を介して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、前記画像形成装置本体の開口を開閉自在に覆う開閉カバーとを有し、この開閉カバーは、開かれた状態において、前記プロセスカートリッジの着脱動作をガイドしてなる。

好適には、前記開閉カバーは、開かれた状態において、装着される前記プロセスカートリッジをスライドさせながら装着位置に案内してなる。

好適には、前記開閉カバーは、前記プロセスカートリッジを挿入する方向に対して左右方向について、前記プロセスカートリッジの位置を規制する位置規制手段を有してなる。

好適には、前記開閉カバーに設けられ、前記開閉カバーを開ける動作又は閉じる動作に連動して前記プロセスカートリッジを取り出す方向又は挿入する方向に搬送する搬送手段をさらに有する。

好適には、前記プロセスカートリッジは色剤を保持してなり、装着された状態のプロセスカートリッジの下方に、記録媒体を積載するトレイをさらに有し、前記開閉カバーは、少なくとも開かれた状態において、取り外される前記プロセスカートリッジと前記トレイとを隔ててなる。

［プロセスカートリッジの着脱方法］
また、本発明にかかるプロセスカートリッジの着脱方法は、画像形成装置本体と、この画像形成装置本体の開口を介して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、前記画像形成装置本体の開口を開閉自在に覆う開閉カバーとを有する画像形成装置において、前記開閉カバーを開き、開かれた開閉カバー上をスライドさせながら、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に挿入し又は前記画像形成装置本体から取り出す。

本発明の画像形成装置によれば、プロセスカートリッジの交換が容易になる。

［背景と概略］
プロセスカートリッジ等は、画像形成装置本体に設けられた開口を介して装置内に搬入される。これらの開口は、プロセスカートリッジの交換時以外は特に機能を有しないため、装置の小型化の観点から必要最小限のものになることが多い。また、画像形成装置が小さくなるとプロセスカートリッジを交換するための開口は利用者の視点よりも下方に位置することが多く、また、プロセスカートリッジは、装置内部の奥まった位置に装着される場合が多い。そのため、利用者は、狭い開口から覗き込むなどしない限り、プロセスカートリッジの装着位置を視認することができない。
また、プロセスカートリッジの搬送機構を別途設けることは、装置の小型化の観点から望ましくない。

そこで、本実施形態における画像形成装置１０は、プロセスカートリッジを搬入する開口を開閉自在に覆うカバー（下記実施形態における小カバー１２２）を設け、このカバーにプロセスカートリッジを装置内に案内させる。より具体的には、プロセスカートリッジ着脱用のカバーが開かれると、このカバーの上面には、プロセスカートリッジを装置内部に案内するガイド機構が設けられている。これにより、利用者は、プロセスカートリッジ着脱用のカバーを開き、このカバーの上面にプロセスカートリッジを載せて装置奥方向にスライドさせることにより、プロセスカートリッジを容易に装置内の装着位置に搬送することができる。

［実施形態］
次に、本発明が適用される画像形成装置１０を説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の外観が示されている。本実施形態の画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、この画像形成装置本体１２の前面に給紙トレイ２０を有する。また、画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２の上面と一体に形成された排紙トレイ９０を有する。給紙トレイ２０は、下端に設けられたトレイ開閉ヒンジ２０２（後述）を中心に回動自在の第１のトレイ板２００ａを有する。また、画像形成装置本体１２の前面を覆う大カバー１３０は、下端に設けられたヒンジを中心に回動自在に構成されている。

図２において、画像形成装置１０の概要が示されている。画像形成装置１０には、画像形成装置本体１２の下部に例えば手差し用の給紙トレイ２０が配置されている。
なお、本実施形態における画像形成装置１０の各構成について、図２における左側の面を「前面」、右側の面を「裏面」、上側の面を「上面」、下側の面を「底面」、紙面手前方向の面を「右側面」、紙面奥方向の面を「左側面」と呼ぶ。

給紙トレイ２０は、画像形成装置本体１２に固定されているトレイ開閉ヒンジ２０２と、積載される記録用紙の量に応じて移動するトレイ調整ヒンジ２０４とにより支持されている。給紙トレイ２０の奥端近傍上部には、給紙トレイ２０から記録用紙を供給するフィードロール２４、及び、供給される用紙を１枚ずつ捌くリタードロール２６が配置されている。

用紙搬送路４０は、フィードロール２４から排出ロール４６までの用紙通路であり、この用紙搬送路４０は、画像形成装置本体１２の裏面（図２の右側面）近傍にあって、給紙トレイ２０から後述する加熱ロール８２及び加圧ロール８４まで略垂直に形成されている。この用紙搬送路４０の加熱ロール８２及び加圧ロール８４の上流側に後述する転写ロール４４が配置され、転写ロール４４の上流側にレジストロール４２が配置されている。

したがって、給紙トレイ２０からフィードロール２４により送り出された記録用紙は、リタードロール２６により捌かれて最上部の記録用紙のみ用紙搬送路４０に導かれ、レジストロール４２により一時停止され、タイミングをとって後述する感光体５２と転写ロール４４との間を通ってトナー像が転写され、この転写されたトナー像が加熱ロール８２及び加圧ロール８４により定着され、排出ロール４６により排出口から画像形成装置本体１２の上部に設けられた排紙トレイ９０へ排出される。この排紙トレイ９０は、排出口部分（排出ロール４６の近傍）が低く、前面方向（図２の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。

画像形成装置本体１２には、例えば略中央部にプロセスカートリッジ５０（プロセスカートリッジ）が着脱自在に設けられている。プロセスカートリッジ５０は、プロセスカートリッジ本体５００内にトナーを収容すると共に、感光体５２、感光体５２を一様に帯電させる帯電器５４、及び、感光体５２に形成された静電潜像をトナーで現像する現像ロール５６を有し一体化したものである。また、プロセスカートリッジ５０には、感光体５２の回転方向の帯電ロール５４よりも上流側に、感光体５２に残留するトナーを掻き取るクリーニングブレード（不図示）及び掻き取ったトナーを回収するトナー回収ボトル（不図示）が配設されてもよい。
プロセスカートリッジ本体５００は、略水平な上面及び底面を有し、さらに、前面方向（図２の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している傾斜面５００ａを有する。この傾斜面５００ａは、給紙トレイ２０よりも大きな傾斜角を有することが好ましい。

プロセスカートリッジ５０の上方には、帯電された感光体５２に、レーザ光（ＬＢ）により潜像を書き込む露光装置７０が配置されている。露光装置７０には、入力される画像データに応じてレーザ光を点滅させるレーザ発光器７２と、レーザ発光器７２から照射されたレーザ光を感光体５２の方向に導く折返しミラー７４とが配設されている。

また、プロセスカートリッジ５０の前方には、下端の小カバーヒンジ１２４を中心に回動自在な小カバー１２２（開閉カバー）が配設されている。この小カバー１２２は、閉じられた状態おいて、プロセスカートリッジ本体５００の傾斜面５００ａと略平行に設けられている。すなわち、小カバー１２２は、小カバーヒンジ１２４の部分が低く、前面方向（図２の左方向）に向けて徐々に高くなるよう傾斜している。小カバー１２２の傾斜角は、給紙トレイ２０の傾斜角よりも大きく、これにより、給紙トレイ２０と小カバー１２２との間に、前面上方に向けて徐々に広がる空間Ａができる。この空間Ａは、小カバー１２２が本図のように閉じられた状態では、給紙トレイ２０の操作エリアとして利用される。

プロセスカートリッジ５０の感光体５２には、用紙搬送路４０を挟んで転写ロール４４が対峙している。つまり、転写ロール４４と感光体５２との間がトナー像の転写位置となっており、転写ロール４４は、感光体５２に形成されたトナー像をこの転写位置で記録用紙に転写する。

転写位置の上方には、加熱ロール８２及び加圧ロール８４からなる定着手段が配置されている。加熱ロール８２及び加圧ロール８４は、転写ロール４４により記録用紙に転写されたトナー像を定着させ、排出ロール４６に向けて搬送する。

次に、画像形成装置１０による画像形成動作を説明する。
画像形成信号が送られると、感光体５２が帯電ロール５４により一様に帯電され、この帯電された感光体５２には、画像信号に基づいて露光装置７０から光線が出射される。露光装置７０からの光線は、感光体５２の表面を露光し、潜像が形成される。露光装置７０により形成された感光体５２の潜像は、現像ロール５６によって黒のトナーで現像される。

一方、給紙信号等により、給紙トレイ２０に収納された記録用紙は、フィードロール２４により送り出され、リタードロール２６により捌かれて用紙搬送路４０に導かれ、レジストロール４２により一次停止され、タイミングをとって感光体５２と転写ロール４４との間に導かれる。記録用紙が感光体５２と転写ロール４４との間に導かれると、感光体５２表面に形成されたトナー像が転写ロール４４によって記録用紙に転写される。転写後に、感光体５２に残留する残留トナーは、クリーニングブレード等によって掻き取られ、回収される。

トナー像を転写された記録用紙は、加熱ロール８２と加圧ロール８４との間に導かれ、熱圧力によってトナー像を定着される。トナー像が定着した記録用紙は、排出ロール４６により排出口から排紙トレイ９０へ排出される。

次に、プロセスカートリッジ５０の着脱機構及び着脱動作について説明する。
図３において、プロセスカートリッジ５０を着脱する場合の画像形成装置１０が示されている。小カバー１２２は、小カバーヒンジ１２４を中心に前方に回動して、プロセスカートリッジ５０の前方（図３の左方向）を開放する。また、給紙トレイ２０とプロセスカートリッジ５０との間の空間Ａ（図２）は、小カバー１２２が開くことにより、給紙トレイ２０の操作エリアから、プロセスカートリッジ５０の操作エリアＡ’に切り換わる。また、小カバー１２２の上面は、プロセスカートリッジ５０が摺動可能に構成されており、利用者は、小カバー１２２上をスライドさせながら、プロセスカートリッジ５０を挿入し又は取り出すことができる。このように、プロセスカートリッジ５０を小カバー１２２上をスライドさせることにより、プロセスカートリッジ５０を支持するための負荷を軽減すると共に、プロセスカートリッジ５０の上下方向の位置がプロセスカートリッジの装着に適したものに規制され、プロセスカートリッジ５０の装着が容易になる。これは、プロセスカートリッジ５０の装着位置が画像形成装置本体１２内部の奥深くに位置する場合に好適である。

図４において、プロセスカートリッジ５０及びその挿入位置の外観が示されている。プロセスカートリッジ５０は、プロセスカートリッジ本体５００の裏面（図４の右側の面）の近傍にドラム形状の感光体５２を有し、感光体５２の両側面から感光体回転軸５２２が突出している。また、プロセスカートリッジ本体５００の右側面及び左側面には、それぞれ被押圧片５０２が突出して設けられている。さらに、プロセスカートリッジ本体５００の底面５００ｂには、下方に突出した底部突起５０４が設けられている。
画像形成装置１０の小カバー１２２は、上面から上方に突出したカートリッジ押圧片１２８を有する。このカートリッジ押圧片１２８は、画像形成装置本体１２に挿入されるプロセスカートリッジ５０の被押圧片５０２と当接する位置に設けられており、小カバー１２２と連動して回動し被押圧片５０２を前面方向に押圧する。
また、画像形成装置本体１２内部の右側面及び左側面には、それぞれ側部ガイド部１２９が設けられている。側部ガイド部１２９は、挿入されるプロセスカートリッジ５０の感光体回転軸５２２を案内する案内溝を有し、プロセスカートリッジ５０を装着位置まで案内する。したがって、小カバー１２２の奥側端部に載せられたプロセスカートリッジ５０の感光体回転軸５２２の高さが側部ガイド部１２９の案内溝の高さと略同一となるように小カバー１２２が設けられている。
また、小カバー１２２の上面には、積載されるプロセスカートリッジ５０の左右方向の位置を規制する底部ガイド部１２６が設けられている。本例の底部ガイド部１２６は、積載されるプロセスカートリッジ５０の底部突起５０４に対応して窪んだ溝であり、この溝にプロセスカートリッジ５０の底部突起５０４が嵌まることにより、プロセスカートリッジ５０の左右方向の位置を決める。なお、底部ガイド部１２６及び底部突起５０４は、プロセスカートリッジ５０の前面方向及び裏面方向の位置を規制するものではなく、プロセスカートリッジ５０は、小カバー１２２に載せたままで前面方向及び裏面方向に自由にスライドさせることができる。

図５において、プロセスカートリッジ５０の取出し動作が示されている。図５（ａ）に示すように、小カバー１２２が閉じられた状態では、プロセスカートリッジ５０は、板バネ等で構成された固定手段により装着位置に固定されている。利用者は、プロセスカートリッジ５０を取り出す場合に、まず小カバー１２２を回動させる。小カバー１２２が回動すると、小カバー１２２に設けられたカートリッジ押圧片１２８も回動し、プロセスカートリッジ５０の被押圧片５０２に当接して前面斜め上方に押圧する。
被押圧片５０２を介して前面斜め上方に押圧されたプロセスカートリッジ５０は、固定手段による固定状態から解除されて、図５（ｂ）に示すように、装着位置から前面方向（図５の左側）に搬送される。また、小カバー１２２が開かれると、図５（ａ）における給紙トレイ２０とプロセスカートリッジ５０との間の空間（給紙トレイ２０の操作エリア）は、プロセスカートリッジ５０を取り出すための操作エリアになる。
利用者が手動によりプロセスカートリッジ５０をさらに引き出すと、図５（ｃ）に示すように、プロセスカートリッジ５０は、小カバー１２２の上面を摺動して画像形成装置１０の外部に取り出される。また、この場合に、小カバー１２２は、取り出されるプロセスカートリッジ５０と給紙トレイ２０とを隔てる隔壁として機能し、操作中のプロセスカートリッジ５０から落下するトナーが給紙トレイ２０に積載された記録用紙に付着することを防止する。

また、プロセスカートリッジ５０を画像形成装置本体１２に装着する場合には、上記と逆の順序によりなされる。
具体的には、図５（ｃ）に示すように、利用者は、小カバー１２２を開けて、プロセスカートリッジ５０をこの小カバー１２２の上面に載せ、プロセスカートリッジ５０の底部突起５０４（図４）と小カバー１２２の底部ガイド部１２６（図４）とを嵌合させる。そして、利用者は、プロセスカートリッジ５０を奥方向（裏面方向）に押圧する。押圧されたプロセスカートリッジ５０は、底部ガイド部１２６に案内されて小カバー１２２の上面を摺動し、プロセスカートリッジ５０の感光体回転軸５２２（図４）が画像形成装置本体１２の側部ガイド部１２９（図４）に案内される位置まで搬送される。プロセスカートリッジ５０は、利用者によりさらに画像形成装置本体の奥方向に押圧されると、側部ガイド部１２９により案内されて、図５（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ５０の被押圧片５０２が小カバー１２２のカートリッジ押圧片１２８に当接する位置に搬送される。
その後、例えば、利用者が小カバー１２２を閉じると、プロセスカートリッジ５０の傾斜面５００ａが、回動する小カバー１２２に押圧されて、プロセスカートリッジ５０は、感光体回転軸５２２と側部ガイド部１２９の端部とが当接する位置、すなわち、プロセスカートリッジ５０の装着位置まで搬送される。

以上説明したように、本実施形態における画像形成装置１０は、小カバー１２２をプロセスカートリッジ５０のガイド部材として機能させることにより、プロセスカートリッジ５０の着脱を容易にする。特に、本実施形態のように、プロセスカートリッジ５０の装着位置が画像形成装置本体１２の内部に奥まっている場合に好適である。すなわち、本例の画像形成装置１０の場合に、利用者は、かがむなどして覗き込まない限りはプロセスカートリッジ５０の装着位置を視認できないが、プロセスカートリッジの装着動作の初期段階で小カバー１２２がガイドすることにより、装着位置を視認することなくプロセスカートリッジ５０を押し込むだけで装着できる。
また、本実施形態における画像形成装置１０は、小カバー１２２にカートリッジ押圧片１２８を設けることにより、小カバー１２２の回動動作に連動してプロセスカートリッジ５０を着脱方向に搬送することができる。
また、小カバー１２２は、取り外されるプロセスカートリッジ５０と給紙トレイ２０とを隔てる隔壁として機能するため、給紙トレイ２０に積載された記録用紙がトナーで汚れることを防止できる。
また、本実施形態における画像形成装置１０は、給紙トレイ２０とプロセスカートリッジ５０との間の空間を、小カバー１２２の開閉動作により、給紙トレイ２０の操作エリア、及び、プロセスカートリッジ５０の操作エリアとして切り換えて利用させる。これにより、プロセスカートリッジ５０を交換するための空間を別途設ける必要がなくなり、画像形成装置１０の小型化が可能になる。

なお、上記実施形態では、小カバー１２２を用いて着脱される交換ユニットの一例として、プロセスカートリッジ５０を説明したが、これに限定されるものではなく、本発明は、例えば、トナーを収容するトナーカートリッジ等に適用してもよい。
また、上記画像形成装置１０は、単色のトナーで画像形成を行うプリンタ装置であったが、例えば、Ｃ色、Ｍ色、Ｙ色及びＫ色の４色トナーで画像形成を行うフルカラー複写機であってもよい。
また、上記実施形態では、手差し用の給紙トレイ２０をトレイの一例として説明したが、カセットタイプの給紙トレイであってもよいし、排紙トレイであってもよい。
また、上記実施形態では、プロセスカートリッジ５０の底面に突起（底部突起５０４）を設け、これに対応する溝（底部ガイド部１２６）を小カバー１２６の上面に設けた形態を説明したが、これに限定されるものではなく、小カバー１２６がプロセスカートリッジ５０の少なくとも左右方向の位置を規制する位置規制手段を有すればよく、例えば、プロセスカートリッジ５０の底面及び小カバー１２２の上面における凹凸関係が上記実施形態と逆でもよいし、プロセスカートリッジ５０の底面５００ｂに凹凸等を設けずに、この底面５００ｂ全体と嵌合する溝を小カバー１２２の上面に設けてもよい。

本発明の実施形態に係る画像形成装置１０の外観を示す図である。 画像形成装置１０の概要を示す図である。 トナーカートリッジ５０を着脱する場合の画像形成装置１０を示す図である。 プロセスカートリッジ５０及びその挿入位置の外観を示す図である。 プロセスカートリッジ５０の取出し動作を示す図である。

符号の説明

１０・・・画像形成装置
１２・・・画像形成装置本体
１２２・・・小カバー
１２４・・・小カバーヒンジ
１２６・・・底部ガイド部
１２７・・・スライド軸
１２８・・・カートリッジ押圧片
１２９・・・側部ガイド部
２０・・・給紙トレイ
２０２・・・トレイ開閉ヒンジ
２０４・・・トレイ調整ヒンジ
２０６・・・トレイ伸縮片
４０・・・用紙搬送路
５０・・・プロセスカートリッジ
５００・・・プロセスカートリッジ本体
５０２・・・被押圧片
５０４・・・底部突起
５０６・・・取出しレバー
５２・・・感光体
５２２・・・感光体回転軸
５４・・・帯電ロール
５６・・・現像ロール
７０・・・露光装置
９０・・・排紙トレイ

Claims (6)

1. 画像形成装置本体と、
   この画像形成装置本体の開口を介して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、
   前記画像形成装置本体の開口を開閉自在に覆う開閉カバーと
   を有し、
   この開閉カバーは、開かれた状態において、前記プロセスカートリッジの着脱動作をガイドしてなる
   画像形成装置。
2. 前記開閉カバーは、開かれた状態において、装着される前記プロセスカートリッジをスライドさせながら装着位置に案内してなる
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開閉カバーは、前記プロセスカートリッジを挿入する方向に対して左右方向について、前記プロセスカートリッジの位置を規制する位置規制手段を有してなる
   請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記開閉カバーに設けられ、前記開閉カバーを開ける動作又は閉じる動作に連動して前記プロセスカートリッジを取り出す方向又は挿入する方向に搬送する搬送手段
   をさらに有する請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記プロセスカートリッジは色剤を保持してなり、
   装着された状態のプロセスカートリッジの下方に、記録媒体を積載するトレイ
   をさらに有し、
   前記開閉カバーは、少なくとも開かれた状態において、取り外される前記プロセスカートリッジと前記トレイとを隔ててなる
   請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置本体と、この画像形成装置本体の開口を介して着脱自在に設けられたプロセスカートリッジと、前記画像形成装置本体の開口を開閉自在に覆う開閉カバーとを有する画像形成装置において、
   前記開閉カバーを開き、
   開かれた開閉カバー上をスライドさせながら、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に挿入し又は前記画像形成装置本体から取り出す
   プロセスカートリッジの着脱方法。

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