JP2006154410A - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】 プロセスカートリッジを容易に装着できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供すること。
【解決手段】トナー像が形成される像担持体２Ｃと該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジ４０Ｃを長手方向に設けたガイド部材４２に沿って差し込み装置本体に設置する画像形成装置において、前記ガイド部材４２の４６Ｃにプロセスカートリッジの位置案内を行う突起部４７Ｃを設けた。
【選択図】 図２

Description

本発明は、トナー像が形成される像担持体と該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジを備えた画像形成装置であって、前記各プロセスカートリッジは画像形成装置本体に対して脱着可能に構成されている画像形成装置と、画像形成装置本体に対して脱着可能に装着されるプロセスカートリッジに関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの少なくとも２つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である（例えば特許文献１参照）。この形式の画像形成装置は、像担持体と少なくとも１つの作像装置が、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成されているので、像担持体や作像装置の点検、修理或いはその交換作業などを容易に行うことができる。しかも画像形成装置本体内に装着された各プロセスカートリッジが上下斜め方向に配列されているので、各プロセスカートリッジを水平方向に配列した画像形成装置に比べて、画像形成装置本体の水平方向の幅を小さくできる。

従来のこの種の画像形成装置においては、画像形成装置本体にガイドレールが固定され、プロセスカートリッジには、そのガイドレールに対して摺動自在に嵌合する可動レールが固設され、該可動レールをガイドレールに対して摺動させることによって、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して脱着するように構成されていた。ところが、このようなガイドレールと可動レールよりなる案内装置を用いた画像形成装置においては、プロセスカートリッジを画像形成装置本体にセットするとき、可動レールをガイドレールに嵌合しなければならないため、特に一般のユーザがこの作業を行うことは容易ではなかった。また、ガイドレールが画像形成装置本体のどの個所に設けられているかを即座に判断することができず、一般ユーザに戸惑い感を与えるおそれもあった。複数のプロセスカートリッジを有している画像形成装置は、ガイドレールも複数設けられるので、一般ユーザにとって、各プロセスカートリッジを正しく画像形成装置本体に装着する作業は一層煩雑なものとなっていた。

特開２００２−６６７９号公報（第３頁、図１）

このため、プロセスカートリッジを容易に装着することができるようにするため様々な工夫がされている。

また、近年画像形成装置の小型化が求められ、装置がコンパクトになるとプロセスカートリッジ間のスペースも狭まり勢いガイドレールも簡単な構成でコンパクトにすることが必要となってきた。この要望に応えて薄い板状の部材でガイドレールを構成することでコンパクト化がはかられることがある。しかし、板状のガイドレールとプロセスカートリッジとがあまり隙間の無い状態で板状の部材でガイドレールを構成すると、プロセスカートリッジを着脱する際にガイドレールの端面に接触して抵抗が大きくなったり、プロセスカートリッジが削れてしまったりすることがある。

本発明の目的は、プロセスカートリッジを容易に装着できる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することにある。

請求項１の発明は、トナー像が形成される像担持体と該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジを長手方向に設けたガイド部材に沿って差し込み装置本体に設置する画像形成装置において、前記ガイド部材にプロセスカートリッジの位置案内を行う突起部を設けた画像形成装置である。

請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記突起部は、プロセスカートリッジの差し込み方向に沿って複数設けられたことを特徴とする。

請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前記突起部は半球状に形成されたことを特徴とする。

請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置において、前記ガイド部材はプロセスカートリッジ底面を保持する保持手段を備え、該保持手段に前記突起部を設けたことを特徴とする。

請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、前記ガイド部材の保持手段は、前記プロセスカートリッジの底面を略水平に保持することを特徴とする。

請求項６の発明は、請求項４の画像形成装置において、前記ガイド部材の保持手段は、前記プロセスカートリッジの底面を傾斜させて保持することを特徴とする。

請求項７の発明は、請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置において、前記ガイド部材は、前記プロセスカートリッジの底面を支持する底板部から立設形成されプロセスカートリッジの側部を支える立設部材を備え得、前記突起部は該立設部材に設けられていることを特徴とする。

請求項８の発明は、請求項１乃至７のいずれか画像形成装置において、前記ガイド部材は板金で形成され、前記突起部はエンボス加工で形成されたことを特徴とする。

請求項９の発明は、請求項１乃至８のいずれかの画像形成装置に着脱可能に形成され、トナー像が形成される像担持体と該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられるプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置のガイド部材に沿って差し込んだとき前記突起部に摺接する当接部を備えたことを特徴とする。

請求項１０の発明は、請求項９のプロセスカートリッジにおいて、プロセスカートリッジ側面に前記保持手段の立設部材に設けられた突起部に当接する当接部が形成されたことを特徴とする。

請求項１１の発明は、請求項９または１０のプロセスカートリッジにおいて、前記画像形成装置本体はトナーを収納したトナーボトルを備えてなることを特徴とする。

本発明によれば、画像形成装置本体に対するプロセスカートリッジの脱着作業を容易化することができ、プロセスカートリッジの削れも発生しない。

以下本発明を実施するための最良の形態としての実施例を図面に基づいて説明する。

図１はフルカラー画像を形成する画像形成装置の一例を示す垂直断面図であり、ここに示した画像形成装置は、画像形成装置本体１内に配置されたドラム状の感光体よりなる第１乃至第４の像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋと、画像形成装置本体１内に配置された無端状の中間転写ベルト３を有している。中間転写ベルト３は支持ローラ４，５，６に巻き掛けられて矢印Ａ方向に回転駆動される。

上記中間転写ベルト３は、各像担持体２Ｙ乃至２Ｋの上方に位置し、該中間転写ベルト３の下側の走行辺が各像担持体２Ｙ乃至２Ｋの周面に当接している。中間転写ベルト３は、各像担持体の表面にそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像が重ねて転写される転写材の一例を構成するものである。

第１乃至第４の各像担持体２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上にトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３に転写する構成は、そのトナー像の色が異なるだけで、実質的に全て同一であるため、第２の像担持体２Ｙにトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルト３に転写する構成だけを説明する。

図２は、この像担持体２Ｃと、その像担持体２Ｃの表面にトナー像を形成するための各作像装置を示す拡大図である。像担持体２Ｙは図２における時計方向に回転駆動され、このとき帯電電圧を印加された帯電ローラ７Ｙよりなる帯電装置によって像担持体２Ｃが所定の極性に帯電される。帯電後の像担持体２Ｃには、図１に示した光書き込み装置８から出射する光変調されたレーザビームＬが照射され、これによって像担持体２Ｃに静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置９Ｃによってイエロートナー像として可視像化される。

現像装置９Ｃは、乾式の現像剤Ｄを収容した現像ケース１０Ｃと、この現像ケース１０Ｃに回転自在に支持され、かつ該現像ケースに形成された開口を通して像担持体２Ｃに近接して対向配置された現像ローラ１１Ｃと、現像ローラ１１Ｃ上の現像剤量を規制する現像ブレード３１Ｃと、現像ローラ１１Ｃに対向して配置された第１及び第２搬送スクリュー３２Ｃ，３３Ｃを有している。現像ケース１０Ｃ内の現像剤Ｄは、第１及び第２搬送スクリュー３２Ｃ，３３Ｃによって搬送されながら撹拌され、矢印方向に回転する現像ローラ１１Ｃ上に担持されて搬送される。このとき現像ブレード３１Ｃによって、現像ローラ１１Ｃ上の現像剤の高さが一定に規制され、規制後の現像剤が現像ローラ１１Ｃと像担持体２Ｃとの間の現像領域に運ばれ、ここで現像剤中のトナーが像担持体に形成された静電潜像に静電的に移行して、該潜像がトナー像として可視像化される。現像剤として一成分又は二成分のいずれの現像剤を用いることもできるが、ここではトナーとキャリアを有する二成分系現像剤が用いられている。

中間転写ベルト３を挟んで、像担持体２Ｃと反対側に一次転写ローラ１２Ｃが配置され、この一次転写ローラ１２Ｃに転写電圧が印加されることにより、像担持体２Ｃ上のトナー像が、矢印Ａ方向に回転する中間転写ベルト３上に一次転写される。トナー像転写後の像担持体２Ｃ上に付着する転写残トナーはクリーニング装置１３Ｃによって除去される。

本例のクリーニング装置１３Ｃは、像担持体２Ｃを向いた側に開口を有するクリーニングケース３４Ｃと、基端部がそのクリーニングケース３４Ｃに固定支持され、先端部が像担持体２Ｃの表面に圧接して、該像担持体２Ｃ上の転写残トナーを除去するクリーニングブレード３５Ｃと、除去されたトナーを図示していない廃トナーボトルに搬送する廃トナースクリュー３６Ｃとを有している。帯電ローラ７Ｃには、直流に交流成分の重畳された帯電電圧が印加されているので、クリーニング装置１３Ｃを通過した像担持体２Ｃが帯電ローラ７Ｃを通るとき、除電と同時に帯電され、次の作像に備える。

上述したところと全く同様にして、図１に示した第１及び第３、第４の像担持体２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上にシアントナー像、マゼンタトナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像がイエロートナー像の転写された中間転写ベルト３上に順次重ねて一次転写され、中間転写ベルト３上に合成トナー像が形成される。トナー像転写後の各像担持体２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ上の転写残トナーがクリーニング装置により除去されることも第１の像担持体２Ｃの場合と変わりはない。

図１に示すように、第１及び第３、第４の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｋのまわりにも第２の像担持体２Ｃのまわりに設けられた各作像装置と同じく作用する作像装置が配置されているが、図１には、これらの作像装置に対して、第２の像担持体２Ｃのまわりに設けられた作像装置に付した符号のＣの代りにＹ，Ｍ，Ｋを添えた符号を付してある。

一方、図１に示すように、画像形成装置本体１内の下部には、例えば転写紙よりなる記録媒体Ｐを収容した給紙カセットと、給紙ローラ１５を有する給紙装置１６が配置され、給紙ローラ１５の回転によって最上位の記録媒体Ｐが矢印Ｂ方向に送り出される。送り出された記録媒体は、レジストローラ対１７によって、所定のタイミングで支持ローラ４に巻き掛けられた中間転写ベルト３の部分と、これに対置された二次転写ローラ１８との間に給送される。このとき、二次転写ローラ１８には所定の転写電圧が印加され、これによって中間転写ベルト３上の合成トナー像が記録媒体Ｐに二次転写される。

合成トナー像を二次転写された記録媒体Ｐはさらに上方に搬送されて定着ローラ１９ａ、１９ｂからなる定着装置１９を通り、このとき記録媒体Ｐ上のトナー像が熱と圧力の作用により定着される。定着装置１９を通過した記録媒体Ｐは、排紙ローラ対２０によって、画像形成装置本体１の上部の排紙部２２に排出される。また、トナー像転写後の中間転写ベルト３上に付着する転写残トナーはクリーニング装置２４によって除去される。

画像形成装置本体１内の上部であって、後述するプロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋよりも上方の位置に、イエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを収容したトナーボトル３７Ｙ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｋが、画像形成装置本体１に対して着脱可能に装着され、その各トナーボトル３７Ｙ乃至３７Ｋから、その各色のトナーが図示していない搬送路を通して、各現像装置９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋにそれぞれ補給される。

ところで、図２に示した帯電ローラ７Ｃよりなる帯電装置、現像装置９Ｃ及びクリーニング装置１３Ｃは、像担持体２Ｃにトナー像を形成するための作像装置を構成するものであり、これは、他の像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｋのまわりに設けられた帯電ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｋ、現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｋ及びクリーニング装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｋも同様である。

ここで、表面にトナー像が形成される各像担持体２Ｙ乃至２Ｋと、その各像担持体にトナー像を形成するための少なくとも１つの作像装置とが、それぞれ一体的に組み付けられたプロセスカートリッジ４０Ｙ（４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ）として構成され、本例の画像形成装置は、係るプロセスカートリッジを複数個有し、その各像担持体２Ｙ乃至２Ｋにそれぞれ形成された互いに異なる色のトナー像を転写材の一例である中間転写ベルト３に転写して記録画像を得るように構成されている。

本例の画像形成装置においては、図２に示すように、現像ケース１０Ｃとクリーニングケース３４Ｃが一体化されたユニットケース４１Ｃとして形成され、像担持体２Ｃがそのユニットケース４１Ｃに回転自在に支持され、当該像担持体２Ｃと、現像装置９Ｃと、クリーニング装置１３Ｃと帯電ローラ７Ｃ一体的に組み付けられてプロセスカートリッジ４０Ｃが構成されている。他の各像担持体２Ｙ，２Ｍ，２Ｋと、そのまわりにそれぞれ設けられた作像装置によっても、全く同様なプロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｋがそれぞれ構成されている。

上述のように、像担持体と帯電装置と現像装置とクリーニング装置の全てを一体化してプロセスカートリッジを構成する代りに、像担持体と一部の作像装置とによってプロセスカートリッジを構成してもよい。例えば、像担持体と、その像担持体にトナー像を形成するための帯電装置と現像装置とクリーニング装置の少なくとも１つとによってプロセスカートリッジを構成することができる。

図１に示すように、本例では中間転写ベルト３は、同図における右端側が低く、左端側が高くなった傾斜した状態で配置され、各像担持体２Ｙ乃至２Ｋは、その中間転写ベルト３の下側の走行辺に沿って配置されている。各像担持体２Ｙ乃至２Ｋが、転写材の一例である中間転写ベルト３の表面移動方向に沿って、上下斜め方向に配列されているのであるが、これに対応して、各プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋは、上下斜め方向に配列されている。しかも、各プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋは、画像形成装置本体１に対して、図１及び図２の紙面に対して垂直な方向に着脱できるように構成されている。図示した例では、各プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋはその各像担持体２Ｙ乃至２Ｋの軸線方向に着脱される。

ここで、図３に示すように、画像形成装置本体１内には、その画像形成装置本体１に固定されたガイド部材４２が設けられ４つのプロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋを支持する。そしてガイド部材４２には、画像形成装置本体１に対する各プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋの脱着時に、該プロセスカートリッジを下から支えて案内・保持する保持手段である支え面４３Ｙ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｋと、この支え面４３Ｙ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｋから立設形成され、プロセスカートリッジの側面を支持する保持手段である立設部４６Ｙ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｋを形成している。本例では、各プロセスカートリッジを案内するガイド部材４２は画像形成装置本体１内に傾斜して一列に設けられる。

各支え面４３Ｙ乃至４３Ｋと、各プロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋのユニットケース４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋには、光書き込み装置８から出射したレーザビームＬが各像担持体２Ｙ乃至２Ｋに至り得るように、光透過窓４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋがそれぞれ形成されている。

また、本例ではプロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋには、前記突起部４７Ｙ，４７Ｃ，４７Ｍ、４７Ｋが摺接する平面状の当接部４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｋが形成されている。

また、本例では、立設部４６Ｙ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｋには、図５及び図６に示すように、エンボス加工で形成され、前記ユニットケース４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋの側面に当接する半球状の突起部４７Ｙ，４７Ｃ，４７Ｍ、４７Ｋが形成されている。また、立設部４６Ｙ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｋの下方にはプロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ導入案内ようの案内突起４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍ、４９Ｋが形成されている。

また、プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋ、中間転写ベルト３、光書き込み装置８などの各要素の手前側には、画像形成装置本体１の前側板が配置されており、この前側板には開口が形成され、この開口を通して各プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋを脱着することができる。

また、画像形成装置本体の前側板には面板が配置され、この面板は、開位置と、開口を閉鎖する閉位置との間を回動可能に前側板に連結されている。そして、各プロセスカートリッジ４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋを画像形成装置本体１内に装着し、面板を閉位置に移動させたとき、面板によって、プロセスカートリッジ４０Ｙ乃至４０Ｋの像担持体２Ｙ乃至２Ｋが最終的に位置決めされ、この状態で画像形成動作が可能となる。

本例では画像形成装置を以上のように構成したから、プロセスカートリッジを画像形成装置本体にセットする際に半球状の突起部に案内され狭いスペースにスムーズに着脱することができ、またプロセスカートリッジを削るような事態を防止することができる。

また、本例ではガイドレールを板金で形成したのでプロセスカートリッジの着脱がスムーズに行えると共により省スペースを実現することができる。さらに、プロセスカートリッジを水平に対して角度を持って配置するようにしたので画像形成装置を小型化できるほか、トナーボトル交換のみでサプライ交換がすみユーザの負担を軽減できる。

実施例に係る画像形成装置の断面図である。 実施例に係るプロセスカートリッジを示す断面図である。 実施例に係る画像形成装置の内部構成を示す斜視図である。 実施例に係る画像形成装置の保持手段を示す斜視図である。 図４のＩＶ部の拡大斜視図である。 実施例に係るプロセスカートリッジと保持手段を示す拡大正面図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ，２Ｋ 像担持体
３ 中間転写ベルト
４，５，６ 支持ローラ
７Ｙ，７Ｃ，７Ｍ，７Ｋ 帯電ローラ
８ 光書き込み装置
９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋ 現像装置
１０Ｃ 現像ケース
１１Ｃ 現像ローラ
１２Ｃ 一次転写ローラ
１３Ｃ クリーニング装置
１５ 給紙ローラ
１６ 給紙装置
１７ レジストローラ対
１８ 二次転写ローラ
１９ 定着装置
１９ａ、１９ｂ 定着ローラ
２０ 排紙ローラ対
２２ 排紙部
２４ クリーニング装置
３１Ｃ 現像ブレード
３２Ｃ，３３Ｃ 搬送スクリュー
３４Ｃ クリーニングケース
３５Ｃ クリーニングブレード
３６Ｃ 廃トナースクリュー
３７Ｙ，３７Ｃ，３７Ｍ，３７Ｋ トナーボトル
４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ プロセスカートリッジ
４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ，４１Ｋ ユニットケース
４２ ガイド部材
４３Ｙ，４３Ｃ，４３Ｍ，４３Ｋ 支え面
４４Ｙ，４４Ｃ，４４Ｍ，４４Ｋ 光透過窓
４６Ｙ，４６Ｃ，４６Ｍ，４６Ｋ 立設部
４７Ｙ，４７Ｃ，４７Ｍ、４７Ｋ 突起部
４８Ｙ，４８Ｃ，４８Ｍ，４８Ｋ 当接部
４９Ｙ，４９Ｃ，４９Ｍ、４９Ｋ 案内突起

Claims (11)

1. トナー像が形成される像担持体と該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられたプロセスカートリッジを長手方向に設けたガイド部材に沿って差し込み装置本体に設置する画像形成装置において、
   前記ガイド部材にプロセスカートリッジの位置案内を行う突起部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記突起部は、プロセスカートリッジの差し込み方向に沿って複数設けられたことを特徴とする請求項１または２の画像形成装置。
3. 前記突起部は半球状に形成されたことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
4. 前記ガイド部材はプロセスカートリッジ底面を保持する保持手段を備え、該保持手段に前記突起部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの画像形成装置。
5. 前記ガイド部材の保持手段は、前記プロセスカートリッジの底面を略水平に保持することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
6. 前記ガイド部材の保持手段は、前記プロセスカートリッジの底面を傾斜させて保持することを特徴とする請求項４の画像形成装置。
7. 前記ガイド部材は、前記プロセスカートリッジの底面を支持する底板部から立設形成されプロセスカートリッジの側部を支える立設部材を備え得、前記突起部は該立設部材に設けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれかの画像形成装置。
8. 前記ガイド部材は板金で形成され、前記突起部はエンボス加工で形成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかの画像形成装置。
9. 請求項１乃至８のいずれかの画像形成装置に着脱可能に形成され、トナー像が形成される像担持体と該像担持体にトナー像を形成するための作像装置とが一体的に組み付けられるプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置のガイド部材に沿って差し込んだとき前記突起部に摺接する当接部を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. プロセスカートリッジ側面に前記保持手段の立設部材に設けられた突起部に当接する当接部が形成されたことを特徴とする請求項９のプロセスカートリッジ。
11. 前記画像形成装置本体はトナーを収納したトナーボトルを備えてなることを特徴とする請求項９または１０のプロセスカートリッジ。