JP2005292332A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】装置本体に挿脱自在のプロセスユニットが設けられる画像形成装置において、装置本体のカバーをプロセスユニットの位置決め機構の一部とすると、カバー開放の度にプロセスユニットの位置決めが解除される不具合が発生する。
【解決手段】挿脱自在のドラムユニット14がロック機構30により装置本体20に固定される構成のプリンタ1であって、ロック機構30は、ドラムユニット14に前記一方向である挿脱方向に対する垂直方向で移動自在に設けられるロックレバー32と、ドラムユニット14とロックレバー32との間に介設され、ロックレバー32を前記垂直方向でドラムユニット14に対して外側に付勢する板バネ34と、ドラムユニット14が挿脱時に通過する通過経路外の位置で装置本体20に設けられ、前記外側に移動させたロックレバー32に挿入方向で当接するレバー受け27と、から構成される。
【選択図】図4

Description

本発明は、電子写真プロセスに関わる装置を備えるプロセスユニットが、画像形成装置の装置本体に対して一方向で挿脱自在に設けられると共に、挿入された前記プロセスユニットがロック機構により前記装置本体に固定される構成の画像形成装置の技術に関する。
従来より、電子写真プロセスにより画像形成を行う画像形成装置においては、各プロセス装置単体もしくは複数の集合体がユニット化されると共に、これらのプロセスユニットが画像形成装置の装置本体に対して挿脱自在に設けられている。
このようなプロセスユニットとしては、例えば、感光体を主とする感光体ユニットや、トナーユニット、定着装置を主とする定着ユニット等がある。
そして、このようにプロセスユニットを装置本体に挿脱自在とすることで、各プロセス装置の交換が容易であるので、サービスマンを必要とせずユーザー自身が行うことができ、画像形成装置のメンテナンス性が高められている。
そして、このようなプロセスユニットが挿脱自在に設けられる画像形成装置では、画像品質の精度を保つため、装置本体にプロセスユニットが装着された際の位置決めが、精度良く維持される必要がある。プロセスユニットの位置決めに関する技術の一例として、特許文献1に開示される技術がある。
該技術においては、プロセスカートリッジ(前記プロセスユニットに相当)が、装置本体に対して挿脱自在に設けられると共に、装置本体のカバー(開閉部材)を閉じた状態で、該カバーにプロセスカートリッジの取っ手が当接することで、このプロセスカートリッジの挿脱方向での位置決めが行われる構成である。特に、前記取っ手が弾性体で形成されることにより、前記位置決めに際して、交換対象であるプロセスカートリッジと装置本体とのクリアランスの精度が、高度に要求されない。
特開平11−184353号公報
特許文献1に開示される技術では、装置本体のカバーの閉鎖により前記プロセスユニット(プロセスカートリッジ)の位置決めが行われる構成であるため、カバーを開放するたびに、プロセスユニットの位置決めが解除されることになる。
特に、装置本体のカバーを開閉するのは、必ずしも特定のプロセスユニットの交換の際だけではなく、ジャム処理や他のプロセスユニットの場合もある。このため、カバー開放のたびに、プロセスユニットの位置決めが解除されると、このプロセスユニットの位置決め機構の劣化を必要もなく招いてしまうことになる。
つまり、解決しようとする問題点は、装置本体に挿脱自在のプロセスユニットが設けられる画像形成装置において、装置本体のカバーをプロセスユニットの位置決め機構の一部とすると、カバー開放の度にプロセスユニットの位置決めが解除される不具合が発生する点である。
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
即ち、請求項1においては、
電子写真プロセスに関わる装置を備えるプロセスユニットが、画像形成装置の装置本体に対して一方向で挿脱自在に設けられると共に、挿入された前記プロセスユニットがロック機構により前記装置本体に固定される構成の画像形成装置であって、
前記ロック機構は、
前記プロセスユニットに前記一方向である挿脱方向に対する垂直方向で移動自在に設けられるスライド部材と、
前記プロセスユニットと前記スライド部材との間に介設され、該スライド部材を前記垂直方向でプロセスユニットに対して外側に付勢する付勢手段と、
前記プロセスユニットが挿脱時に通過する通過経路外の位置で前記装置本体に設けられ、前記外側に移動させたスライド部材に挿入方向で当接する受け部と、
から構成されるものである。
請求項2においては、
前記スライド部材は、前記プロセスユニットの本体に回動自在に支持されるものである。
請求項3においては、
前記プロセスユニットの本体には、前記装置本体の外側へ向けて突出する取っ手が設けられると共に、
該取っ手に前記スライド部材が設けられるものである。
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
請求項1においては、プロセスユニット単位で装置本体に対する固定および固定解除が可能である。例えば、装置本体を被覆するカバーの開放の度に、プロセスユニットの固定が解除されて、そのプロセスユニットの位置決めが解除されるような不具合が発生しない。
請求項2においては、スライド部材自体を、プロセスユニットの固定および固定解除のための操作手段としても、ユーザーによる操作が容易である。
請求項3においては、プロセスユニットの固定および固定解除におけるユーザーの操作性が向上する。
本発明の画像形成装置の一実施の形態であるプリンタ1について、図面を用いて説明する。
まず、図1を用いて、プリンタ1の全体構成を説明する。
プリンタ1は、電子写真プロセスにより画像形成を行う装置であり、該プリンタ1内に、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着の各プロセスを担当する装置が設けられている。
これらの装置は、記録用の用紙が収容される給紙装置2から排紙トレイ3に至る用紙搬送経路Rに沿って付設されており、具体的には次のような装置よりなる。
まず、記録紙搬送経路Rの給紙装置2よりも下流側には感光体ドラム4が配置されており、該感光体ドラム4上に、印字画像が静電潜像として形成される。
感光体ドラム4の周辺には、感光体ドラム4を帯電させる帯電器5、感光体ドラム4上に光照射して静電潜像を形成させる露光手段としてのLED(発光ダイオード)6、トナーを感光体ドラム4に供給する現像ローラ7、用紙に静電潜像を顕像化したトナー像を転写する転写ローラ8、転写後のトナーを回収するイレーサーブラシ9、が設けられている。
記録紙搬送経路Rの感光体ドラム4よりも下流側には熱ローラ定着方式の定着装置10が配置されており、該定着装置10には、トナー像の転写された用紙を加熱するヒートローラ11と、該用紙を加圧するプレスローラ12と、が備えられている。そして、定着装置10において、用紙上のトナー像の定着処理が行われる。
さらに、記録紙搬送経路Rの定着装置10よりも下流側には、排出ローラ装置13が配置されており、該排出ローラ装置13により、定着装置10を通過した用紙が排紙トレイ3上へと排出される。
前述した電子写真プロセスに関わる装置の多くは、単体もしくは複数の集合体単位でユニット化されたプロセスユニットに備えられるものとなっている。
このようなプロセスユニットとしては、ドラムユニット14、トナーユニット15、定着ユニット16がある。ドラムユニット14には、感光体ドラム4に加えて、帯電器5やイレーサーブラシ9が一体化されている。トナーユニット15には、トナーの収容室に加えて、現像ローラ7が一体化されている。定着ユニット16には、前記定着装置10、つまりヒートローラ11およびプレスローラ12が備えられている。
各プロセスユニットは、プリンタ1の装置本体20に対して挿脱自在に設けられると共に、ロック機構により装置本体20に固定される構成である。
そして、電子写真プロセスに関わる前記各装置が、消耗して交換を必要とする際には、前記プロセスユニット単位で交換される。
なお、本実施の形態では、転写ローラ8は、プリンタ1の装置本体20に直接支持される構成である。
図2に示すように、フロントカバー21が、前記装置本体20に対して開閉可能に設けられている。フロントカバー21は、装置本体20の前面側、つまりユーザの操作側に位置し、図1および図3においては図示されないが、図1および図3の紙面の手前側に位置している。
より詳しくは、フロントカバー21は、その下端部で装置本体20の幅方向(図1、図3の左右方向)に平行な回動支軸回りに回動するように構成されている。
また、図2に示すように、装置本体20において、感光体4等の各プロセス装置の配設位置を基準として、これらの装置の前側に位置するフレームを前部フレーム22とし、これらの装置の後側に位置するフレームを後部フレーム23とする。
なお、後部フレーム23内には、各プロセス装置に備えるローラを駆動するための駆動機構が備えられている。
図2、図3に示すように、前部フレーム22には、前記ドラムユニット14およびトナーユニット15の前側(図2の右側、図3の紙面手前側)に、ユニットの挿脱孔22aが形成されている。このため、フロントカバー21の開放により、前記プロセスユニットのうち、ドラムユニット14とトナーユニット15とが、装置本体20の外部に露出される状態となる。
したがって、フロントカバー21が開放された状態では、該挿脱孔22aを通じて、ユーザーはこれらのユニット14・15の交換が可能である。
図2、図3、図4を用いて、ドラムユニット14の装置本体20への位置決め構造について説明する。
前記プロセスユニットの一つであるドラムユニット14は、装置本体20に対して、プリンタ1の前後方向で挿脱自在に設けられると共に、プリンタ1に挿入された状態(以下挿入状態)で、ロック機構30により装置本体20に固定される。
挿入状態のドラムユニット14は、その挿脱方向と、この挿脱方向に対する垂直方向とで、装置本体20に対して位置決めされる。前記挿脱方向の位置決めは、ロック機構30によりドラムユニット14を装置本体20に対して固定することにより行われる。また、前記垂直方向の位置決めは、ドラムユニット14と装置本体20とにそれぞれ設けた係合部同士を係合させることにより、行われる。
ここで、まず、ドラムユニット14の構造を説明する。
ドラムユニット14には、前記感光体ドラム4や帯電器5の他に、これらのプロセス装置(感光体ドラム4および帯電器5)を支持するドラムケーシング17や、前記ロック機構30の一部が備えられている。ロック機構30は、詳しくは後述するが、ドラムユニット14に備える部材と、装置本体20に備える部材と、からなっている。
感光体ドラム4には、その軸心位置に、感光体ドラム4の軸方向両外側へ突出する芯金軸18が固設されている。感光体ドラム4の軸方向両外側で、芯金軸18は、ドラムケーシング17に固設される軸受け19・19に回動自在に支持されている。この構成により、感光体ドラム4がドラムケーシング17に回動自在に支持されている。
なお、感光体ドラム4の軸方向や芯金軸18の延出方向は、装置本体20に対するドラムユニット14の挿脱方向に一致している。
したがって以下では、ドラムユニット14の方向を定義する際に、ドラムユニット14の装置本体20に対する挿脱方向を用いる場合がある。
なお、挿脱方向とは、挿入方向と、脱出方向との二方向を合わせた方向である。
図2、図3を用いて、ドラムユニット14の装置本体20に対する、前記挿脱方向に対する垂直方向での位置決めについて説明する。
この位置決めは、ドラムユニット14の挿脱方向の両端部で、装置本体20に対して行われるものである。ドラムユニット14の両端部と、装置本体20の対応する部位とにそれぞれ、互いに係合する係合部が設けられており、これらの係合部の係合により、挿脱方向の両端部でドラムユニット14の位置決めが行われる。
ドラムユニット14の挿入方向の端部で互いに係合する係合部は、芯金軸18の挿入方向の先端部18aと、後部フレーム23に固設される軸受け24と、である。
芯金軸18の挿入方向の先端部18aは、ドラムユニット14の挿入方向の端部側で、前記軸受け19よりも感光体ドラム4の軸方向外側に突出している。
一方、前記軸受け24が後部フレーム23に固設されている箇所は、ドラムユニット14が装置本体20内に挿入された際に、前記先端部18aと係合する部位である。なお、装置本体20には、ドラムユニット14の挿脱方向の移動をガイドするためのガイド部材も設けられている(図示せず)。
ここで、前記先端部18aと軸受け24との係合により、ドラムユニット14は装置本体20に対して、芯金軸18回りの回転は許容されるが、(挿脱方向に対する)垂直方向への移動は制止される。
一方、ドラムユニット14の脱出方向の端部で互いに係合する係合部は、前部フレーム22に固設される第一係合軸25および第二係合軸26と、ドラムケーシング17のフランジ部17aに形成される第一係合孔17bおよび第二係合孔17cと、である。
まず、ドラムケーシング17は、脱出方向の端部に形成されるフランジ部17aで、前記垂直方向(挿脱方向に対する垂直方向)で幅広に形成されている。なお、フランジ部17aとは、ドラムケーシング17の脱出方向の端面を含む端部のことを指す。
一方、前部フレーム22には、第一係合軸25が突設される第一支持部22bと、第二係合軸26が突設される第二支持部22cと、が固設されている。
そして、両支持部22b・22cにより前記挿脱孔22aの開口が狭められ、この狭められた開口内に、ドラムケーシング17のフランジ部17aを除く軸部17dのみが挿入可能となっている。このため、ドラムユニット14の挿入状態で、挿脱方向より見て、フランジ部17aと前記両支持部22b・22cとが重複する状態となる。
ここで、第一支持部22bより脱出方向に向けて第一係合軸25が突設されると共に、第二支持部22cより脱出方向に向けて第二係合軸26が突設されている。一方、フランジ部17aには、第一係合軸25に対応する部位に第一係合孔17bが形成されると共に、第二係合軸26に対応する部位に第二係合孔17cが形成されている。ドラムユニット14の挿入状態で、第一係合軸25は第一係合孔17bに挿入されて該第一係合孔17bに係合し、第二係合軸26は第二係合孔17cに挿入されて該第二係合孔17cに係合する。
以上構成により、ドラムユニット14の挿入方向に対する垂直面の二箇所で、ドラムユニット14が前部フレーム22に固定される。そして、ドラムユニット14が前部フレーム22に対して、前記挿入方向に対する垂直方向への移動が、芯金軸18回りの回転も含めて、制止される。
なお、前記係合孔17b・17cの一方、すなわち第二係合孔17cは、長孔に形成されている。そして、第二係合孔17c内で第二係合軸25を係合させる位置を可変とすることで、交換品たるドラムユニット17と装置本体20とのクリアランスの変動が、吸収されるものとしている。
以上のようにして、ドラムユニット14が前部フレーム22および後部フレーム23に対して、前記挿脱方向に対する垂直方向で位置決めされることにより、ドラムユニット14自体が装置本体20に対して前記垂直方向で位置決めされる。
次に、図2、図3、図4を用いて、ドラムユニット14の装置本体20に対する、前記挿脱方向での位置決めについて説明する。
この位置決めは、ドラムユニット14を装置本体20内に挿入して、後部フレーム23に押し付けた状態で、ドラムユニット14の(挿脱方向での)移動をロック機構30により固定することにより行われる。
図2に示すように、後部フレーム23の前面23aは、ドラムケーシング17の端面17eの押し付けられる当接面とされている。端面17eは、感光体ドラム4の軸方向で、前記フランジ部17aの反対側に位置している。
ここで、ドラムユニット14が後部フレーム23に押し付けられた際には、芯金軸18の先端部18aが軸受け24内に挿入されている。
図3、図4を用いて、前記ロック機構30を説明する。
ロック機構30は、ドラムユニット14に備えられる部材と、装置本体20に備えられる部材と、からなっており、ドラムユニット14と装置本体20との固定および固定の解除が可能な構成である。
まず、前記ロック機構30の構成部材のうち、ドラムユニット14側に設けられる部材について説明する。
ドラムケーシング17のフランジ部17aには、取っ手31が脱出方向に向けて突設されると共に、取っ手31にはロックレバー32が挿入方向の先端側で回動支軸33回りに回動自在に設けられている。
ロックレバー32は側面視(図2、図4の紙面に垂直な方向)で、L字状に形成されており、該L字の底辺部32aが脱出方向の端部に位置し、該L字の軸部32bが挿脱方向に延出する構成である。
また、前記軸部32bの上面には、後述の受け爪27aと係合する係合爪32cが突出形成されている。
また、取っ手31とロックレバー32との間には、板バネ34が介設されている。該板バネ34によりロックレバー32は、回動支軸33回りで、その後端部(脱出方向の先端部)が上側を向くように付勢されている。
ここで、ロックレバー32の上側への回動範囲は、フランジ部17aの上端部に形成される制止部17fにより制限されており、制止部17fにロックレバー32の軸部32bが当接した状態で、ロックレバー32の上方への回動が制止される。
ロックレバー32に板バネ34以外の外力が作用しない状態(ユーザーがロックレバー32に触れない状態)では、ロックレバー32は制止部17fに当接した状態にあり、このときの回動位置をロック位置とする。
なお、前記上面および上側における上方向とは、ドラムユニット14を装置本体20に取付けた状態を基準とした方向である。
次に、前記ロック機構30の構成部材のうち、装置本体20側に設けられる部材について説明する。
前部フレーム22には、前記挿脱孔22aの上方にレバー受け27が固設されており、該レバー受け27には、下方に突出する受け爪27aが形成されている。
受け爪27aを有するレバー受け27は、ドラムユニット14が挿脱時に通過する通過経路の外側に位置しており、ドラムユニット14の挿脱における障害となることはない。
図3に示すように、取っ手31とレバー受け27とは、ドラムユニット14の取付状態で、上下に位置している。そして、前記ロック位置にあるロックレバー32の上面に形成される係合爪32cと、レバー受け27より下方に突出する受け爪27aとが、係合するように、取っ手31およびレバー受け27のレイアウトが設定されている。
図4に示すように、ロックレバー32がロック位置にあるときには、係合爪32cに受け爪27aが挿入方向で当接するため、ドラムユニット14の装置本体20に対する脱出方向への移動が制止される。このとき、ドラムユニット14は、装置本体20に対して固定された状態にある。
また、ユーザーがロックレバー32の底辺部32aを押圧するなどして、板バネ34の付勢力に逆らって、ロックレバー32を下方へ回動させると、係合爪32cと受け爪27aとの係合(当接)が外れて、ドラムユニット14が装置本体20に対して挿脱方向で移動自在となる。
つまり、ロックレバー32をロック位置より下方に回動させると、ドラムユニット14の装置本体20に対する固定が解除される。また、ドラムユニット14を装置本体20内に挿入して後部フレーム23に押し付けた状態で、外力が加わらないようにして(指等による底辺部32aの押圧を解除して)、ロックレバー32をロック位置に復帰させると、ドラムユニット14が装置本体20に対して固定される。
なお、ドラムユニット14を装置本体20に対して取り付ける際(挿入時)には、ロックレバー32を操作することなく、単にドラムユニット14を後部フレーム23側に押し付けるだけで、ドラムユニット14を装置本体20に固定することが可能である。
これは、係合爪32cの挿入方向の端面と、受け爪27aの脱出方向の端面とが、共に、前高後低(図4において右上がり)に傾斜して形成されていることによる。
つまり、ドラムユニット14を装置本体20内に挿入するに従って、係合爪32cの挿入方向の端面と受け爪27aの脱出方向の端面とが、上下方向(挿入方向に対する垂直方向)で当接する。ここで、両端面は前高後低(図4において右上がり)に傾斜して形成されているので、板バネ34の付勢力に逆らってドラムユニット14を押し込むことにより、ロックレバー32が下方に押し下げられ、ドラムユニット14の挿入が制止されない。
そして、ドラムユニット14が後部フレーム23に当接した状態では、係合爪32cと受け爪27aとの上下方向(挿入方向に対する垂直方向)での当接が解除され、自動的にロックレバー32がロック位置に復帰し、ドラムユニット14が装置本体20に固定される。
また、受け爪27aの係合爪32cに対する当接面(挿入方向の端面)は、前低後高(図4において右下がり)に傾斜して形成されており、回動支軸33回りの円軌道に沿って移動するロックレバー32を下方へ回動させる際に、受け爪27aがロックレバー32の回動の障害となることがない。
また、係合爪32cの受け爪27aに対する当接面(脱出方向の端面)も、前低後高(図4において右下がり)に傾斜して形成されており、ロックレバー32がロック位置にある際に、係合爪32cと受け爪27aとが線ではなく面で接触して、ドラムユニット14が確実に装置本体20に対して固定される。
以上構成のロック機構30を備えるプリンタ1についてまとめる。
プリンタ1は、電子写真プロセスに関わる装置を備えるプロセスユニットが、画像形成装置の装置本体に対して一方向で挿脱自在に設けられると共に、挿入された前記プロセスユニットがロック機構により前記装置本体に固定される構成の画像形成装置である。
本明細書においては、プリンタ1に備えるプロセスユニットのうち、感光体ドラム4を備えるドラムユニット14について説明している。ロック機構30は、ドラムユニット14を装置本体20に対して、固定および固定解除するための機構である。
ロック機構30は、次の構成要素よりなっている。
ドラムユニット14側に設けられる構成要素としては、係合爪32cを有するロックレバー32と、板バネ34とがあり、装置本体20側に設けられる構成要素としては、受け爪27aを有するレバー受け27がある。
ロックレバー32は、ドラムユニット14に、前記一方向である挿脱方向に対する垂直方向で移動自在に設けられるスライド部材である。
板バネ34は、ドラムユニット14とロックレバー32との間に介設され、ロックレバー32を前記垂直方向(上下方向)で、ドラムユニット14に対して外側(上側)に付勢する付勢手段である。
また、レバー受け部27は、ドラムユニット14が挿脱時に通過する通過経路外の位置で装置本体20に設けられ、前記外側(上側)に移動させたロックレバー32の係合爪27cに、挿入方向で当接する受け爪27aを有する、前記スライド部材の受け部である。
このため、スライド部材(係合爪32cを有するロックレバー32)の前記垂直方向における移動操作により、プロセスユニット(ドラムユニット14)の装置本体20に対する固定や固定解除が行われる。
したがって、プロセスユニット単位で装置本体に対する固定および固定解除が可能である。例えば、装置本体を被覆するカバー(フロントカバー21)の開放の度に、プロセスユニットの固定が解除されて、そのプロセスユニットの位置決めが解除されるような不具合が発生しない。
前記スライド部材としたロックレバー32は、ドラムケーシング17(ドラムユニット14の本体)に、回動自在に支持される構成である。
このため、ロックレバー32の回動支軸33を支点として、ロックレバー32の端部に力点(底辺部32a)や作用点(係合爪32c)が集中する。
したがって、スライド部材自体を、プロセスユニット(ドラムユニット14)の固定および固定解除のための操作手段としても、ユーザーによる操作が容易である。
ドラムケーシング17(ドラムユニット14の本体)には、装置本体20の外側へ向けて突出する取っ手31が設けられると共に、該取っ手31にロックレバー32が設けられている。
このため、プロセスユニット(ドラムユニット14)の固定および固定解除のための操作手段(ロックレバー32)が、プロセスユニットの本体(ドラムケーシング17)より脱出方向に突出した位置に設けられることになる。
したがって、プロセスユニット(ドラムユニット14)の固定および固定解除におけるユーザーの操作性が向上する。
プリンタに備える各プロセス装置の配置構成を示す概略正面図である。 ドラムユニットと装置本体とを示すプリンタの側面断面図である。 フロントカバーの開放状態におけるプリンタの正面図である。 ドラムユニットのロック機構を示す側面図である。
符号の説明
1 プリンタ(画像形成装置)
14 ドラムユニット(プロセスユニット)
17 ドラムケーシング(プロセスユニットの本体)
27 レバー受け(受け部)
27a 受け爪(受け部の一部)
30 ロック機構
31 取っ手
32 ロックレバー(スライド部材)
32c 係合爪(スライド部材の一部)
34 板バネ(付勢手段)

Claims (3)

  1. 電子写真プロセスに関わる装置を備えるプロセスユニットが、画像形成装置の装置本体に対して一方向で挿脱自在に設けられると共に、挿入された前記プロセスユニットがロック機構により前記装置本体に固定される構成の画像形成装置であって、
    前記ロック機構は、
    前記プロセスユニットに前記一方向である挿脱方向に対する垂直方向で移動自在に設けられるスライド部材と、
    前記プロセスユニットと前記スライド部材との間に介設され、該スライド部材を前記垂直方向でプロセスユニットに対して外側に付勢する付勢手段と、
    前記プロセスユニットが挿脱時に通過する通過経路外の位置で前記装置本体に設けられ、前記外側に移動させたスライド部材に挿入方向で当接する受け部と、
    から構成される、
    ことを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記スライド部材は、前記プロセスユニットの本体に回動自在に支持される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記プロセスユニットの本体には、前記装置本体の外側へ向けて突出する取っ手が設けられると共に、
    該取っ手に前記スライド部材が設けられる、
    ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
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