JP2008224821A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合であっても、トナーカートリッジを支障なく交換することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】トップカバー２をＬＥＤ正規位置から退避位置まで上方に傾動するとカートリッジ保持体３が露出し、このカートリッジ保持体３をトップカバー２の傾動方向とは逆向きに正規位置から交換位置まで上方に傾動すると、カートリッジ保持体３に着脱自在に保持されたトナーカートリッジ５が交換可能となる。この場合、トップカバー２を従来例のように大きく開く必要がないため、画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合であっても、トナーカートリッジを支障なく交換することができる。
【選択図】図８

Description

本発明は、電子写真式のプリンタや複写機などの画像形成装置に関するものである。

電子写真式のプリンタや複写機などの画像形成装置として、感光体ドラムの露光用にＬＥＤ（発光ダイオード）ヘッドアレイを使用したものが従来一般に知られている（例えば特許文献１参照）。

ここで、特許文献１には、装置本体のトップカバー（開閉蓋）にＬＥＤヘッドアレイが配設され、トップカバーを開くと、ＬＥＤヘッドアレイが装置本体側のプロセスカートリッジの感光体ドラムから離間して退避するように構成された画像形成装置が開示されている。

特開２００６−７８５４２号公報

ところで、前述した特許文献１に記載の画像形成装置では、装置本体側のプロセスカートリッジに装着されたトナーカートリッジを交換する際に、トナーカートリッジとＬＥＤヘッドアレイとが干渉しないようにトップカバーを大きく開く必要がある。

しかしながら、トップカバーを大きく開放するためには画像形成装置の上方に大きな空間が必要となるため、画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合には、トナーカートリッジの交換が困難になるといった問題があった。

本発明は、このような従来技術の問題点に対応してなされたものであり、画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合であっても、トナーカートリッジを支障なく交換することができる画像形成装置を提供することを課題とする。

このような課題を解決する手段として、本発明に係る画像形成装置は、複数の感光体ドラムに対応した複数のトナーカートリッジを着脱自在に保持するカートリッジ保持体と、このカートリッジ保持体を収納する本体と、前記複数の感光体ドラムに対応する複数のＬＥＤヘッドアレイを支持するトップカバーとを備えた画像形成装置であって、前記トップカバーは、前記ＬＥＤヘッドアレイが前記感光体ドラムに対して位置決めされるＬＥＤ正規位置から前記ＬＥＤヘッドアレイが前記感光体ドラムから退避する退避位置まで上方に傾動自在に前記本体に連結され、前記カートリッジ保持体は、前記ＬＥＤヘッドアレイを前記感光体ドラムに対して位置決め可能な正規位置から前記トナーカートリッジの交換位置まで上方に傾動自在に前記本体に連結されており、前記カートリッジ保持体の傾動方向が前記トップカバーの傾動方向と逆向きに設定されていることを特徴とする。

本発明に係る画像形成装置では、トップカバーをＬＥＤ正規位置から退避位置まで上方に傾動するとカートリッジ保持体が露出し、このカートリッジ保持体をトップカバーの傾動方向とは逆向きに正規位置から交換位置まで上方に傾動すると、カートリッジ保持体に着脱自在に保持されたトナーカートリッジが交換可能となる。

本発明に係る画像形成装置によれば、トップカバーの傾動方向とは逆向きにカートリッジ保持体が上方に傾動自在に装置本体に連結されているため、トップカバーを大きく開かなくても、カートリッジ保持体を正規位置から交換位置まで上方に傾動させることで、空いた隙間にトナーカートリッジを向けて簡単に交換することができる。従って、画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合であっても、トナーカートリッジを支障なく交換することができる。

以下、本発明に係る画像形成装置の最良の実施形態を図面を参照しつつ説明する。ここで、図１は一実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図、図２は図１に示したサイドカバーを省略して装置本体の内部を示す画像形成装置の側面図（ａ）と図２（ａ）のＸ部分の内部構造を拡大して示す拡大図（ｂ）、図３は図２に示した連動機構の押動レバーがカートリッジ保持体の下面に当接した連動開始状態を示す画像形成装置の斜視図である。なお、以下の説明においては、画像形成装置の使用時におけるユーザを基準にした方向で説明することとする。すなわち、図２における右側を「手前側」と称し、左側を「奥側」と称し、紙面垂直方向のうち奥側を「右側」と称し、紙面垂直方向のうち手前側を「左側」と称する。なお、上下方向については、図示方向とユーザ使用時の方向が一致するので、そのまま「上下方向」と称することとする。

一実施形態に係る画像形成装置は、例えばＭＦＰ（Multifunction Printer）と略称される多機能プリンタとして具現化されており、コピー、プリンタ、スキャナ、ファクシミリ等の機能を有する。この画像形成装置は、図１に示すように、左右にサイドカバー１Ａ，１Ａを有する装置本体１の上部に大型のトップカバー２が配設された外観を呈する。このトップカバー２は、図示しない原稿読取装置や原稿自動送り装置が組み込まれることで、重量が嵩むものとなっている。

装置本体１には、図２（ａ）に示すようにカートリッジ保持体３が収納されている。このカートリッジ保持体３の手前側の端部には、装置本体１の手前側の面を構成するフロントカバー１Ｂが起立状態で固定されている。そして、このフロントカバー１Ｂの下端部が装置本体１の手前側の壁（サイドカバー１Ａの手前側部分；図３参照）に枢着されることで、カートリッジ保持体３は、装置本体１内に略水平に収納された正規位置から略垂直に起立する交換位置（図７および図８参照）まで、装置本体１に対し手前側に向けて上方に傾動自在となっている。言い換えると、カートリッジ保持体３は、後述する各ＬＥＤヘッドアレイ７を各感光体ドラム６に対して位置決め可能な正規位置（図２（ｂ）参照）から後述するトナーカートリッジ５の交換位置まで上方に傾動自在にフロントカバー１Ｂを介して装置本体１に連結されている。このようなカートリッジ保持体３の奥側の端部には、傾動操作用の左右一対の把持部３Ａ，３Ａ（図３参照）が付設されている。

一方、トップカバー２の奥側の端部には、左右一対の連結アーム２Ａ（一方のみ図示）が下方に突設されており、これらが装置本体１の奥側の壁２Ｅの上端部に枢着されている。そのため、トップカバー２は、カートリッジ保持体３の傾動方向とは逆向きに傾動可能となっている。具体的には、トップカバー２は、装置本体１内に略水平に収納されたカートリッジ保持体３を覆うＬＥＤ正規位置（図２参照）から、図３および図４に示すようにカートリッジ保持体３を傾動可能に露出させる傾動位置を経て、図５および図６に示す退避位置まで装置本体１に対し奥側に向けて上方に傾動自在となっている。また、言い換えると、トップカバー２は、後述する各ＬＥＤヘッドアレイ７が各感光体ドラム６に対して位置決めされるＬＥＤ正規位置から、カートリッジ保持体３を傾動可能に露出させる傾動位置を経て、各ＬＥＤヘッドアレイ７が各感光体ドラム６から退避する退避位置まで上方および奥側に傾動自在に装置本体１に連結されている。

また、特に本実施形態のように、トップカバー２が原稿読取装置や原稿自動送り装置を備えていて重量が嵩む場合には、トップカバー２の退避位置の傾動角度は、トップカバー２の重心が装置本体１の内側に投影される範囲に設定されており、この退避位置にトップカバー２を保持するロック機構（図示省略）が装置本体１に設けられている。そして、このトップカバー２の手前側の端部には、図３に示すように、傾動操作用の指掛け凹部２Ｂが形成されている。また、トップカバー２の手前側の端部（先端部）には、ユーザによって操作される操作部２１が設けられている。なお、この操作部２１は、公知の画面２１ａやボタン２１ｂ等を適宜備えている。

ここで、図５に示すように、装置本体１には、カートリッジ保持体３の奥側の端部の下面を弾性的に受け止めて正規位置の手前の一時停止位置で一時停止させる左右一対のコイルばね４（一方のみ図示）が一時停止手段の一例として装着されている。これに対応して、トップカバー２の左右一対の連結アーム２Ａ（一方のみ図示）には、トップカバー２のＬＥＤ正規位置でカートリッジ保持体３をコイルばね４の弾性力に抗して略水平な正規位置に押動するための左右一対の押付アーム２Ｃ（一方のみ図示）が一体に形成されている。この押付アーム２Ｃは、カートリッジ保持体３の奥側の端部を押動するように（図２および図４参照）、手前側に向かうにつれて下方に湾曲して突出している。

カートリッジ保持体３には、前後方向に配列された４本のトナーカートリッジ５，５…が着脱自在に保持されている。このカートリッジ保持体３は、トナーカートリッジ５，５…を着脱自在に保持するための保持壁３１を備えている。この保持壁３１は、図１０に示すように、トナーカートリッジ５，５…の着脱時の移動経路を規定するガイド溝３Ｂ，３Ｂ…を有している。そして、これらのガイド溝３Ｂ，３Ｂ…は、カートリッジ保持体３がトナーカートリッジ５，５…の交換位置に傾動した起立状態において、トナーカートリッジ５，５…の脱落を抑制可能な角度となるように（開口部が上斜め手前側に向く傾斜姿勢となるように）形成されている。言い換えると、各ガイド溝３Ｂ，３Ｂ…は、カートリッジ保持体３が交換位置に位置する状態において、カートリッジ保持体３を引き起こす方向に向かうにつれて上方に傾斜している。また、このカートリッジ保持体３には、トナーカートリッジ５，５…に対応する４本の感光体ドラム６，６…が装着されている（図９参照）。

一方、図３〜図６に示すように、トップカバー２の下面には、左右一対の連結アーム２Ａ（一方のみ図示）から手前側に向けて支持板部２Ｄが延出されており、この支持板部２Ｄには、４本の感光体ドラム６，６…に対応するＬＥＤヘッドアレイ７，７…が前後４段に配列されて支持されている。これらのＬＥＤヘッドアレイ７，７…は、カートリッジ保持体３に装着された４本の感光体ドラム６，６…（図９参照）に対応してこれらを露光させるものである。

また、図２（ａ）に示すように、装置本体１には、トップカバー２の上方傾動の動作にカートリッジ保持体３の上方傾動の動作を連動させる左右一対の連動機構８（一方のみ図示）が付設されている。この連動機構８は、トップカバー２が図３および図４に示す傾動位置まで傾動してカートリッジ保持体３が装置本体１の手前側に傾動可能となるまで、両者の連動状態を休止する休止機構を有する。

連動機構８は、トップカバー２の連結アーム２Ａに形成された円弧ギヤ８Ａに噛み合う従動ギヤ８Ｂと、この従動ギヤ８Ｂに噛み合う反転ギヤ８Ｃと、この反転ギヤ８Ｃに噛み合う減速駆動ギヤ８Ｄと、この減速駆動ギヤ８Ｄによりチェーン８Ｅを介して回転駆動される従動ギヤ８Ｆと、この従動ギヤ８Ｆに固定されてその半径方向外側に突出する押動レバー８Ｇとを備えて構成されている。

ここで、連動機構８の従動ギヤ８Ｆは、カートリッジ保持体３の手前側の端部の下方に配置されており、トップカバー２が装置本体１の奥側に向けて上方に傾動する際には、図４に示すように時計方向に減速回転する。そして、この押動レバー８Ｇは、従動ギヤ８Ｆの右方向に突出した初期位置（図２（ａ）参照）から従動ギヤ８Ｆと共に時計方向に半回転すると、図３および図４に示すようにカートリッジ保持体３の下面に当接し、この当接位置から時計方向に回転することでカートリッジ保持体３を装置本体１の手前側に向けて上方に傾動させる。

ここで、減速駆動ギヤ８Ｄから押動レバー８Ｇまでの機構は、トップカバー２が図３および図４に示す傾動位置まで傾動してカートリッジ保持体３が傾動可能となるまで、カートリッジ保持体３の上方傾動を休止させる休止機構を構成している。

以上のように構成された一実施形態の画像形成装置では、カートリッジ保持体３に着脱自在に保持されたトナーカートリッジ５，５…を交換する場合、図３に示した指掛け凹部２Ｂに指を掛けてトップカバー２を図２に示すＬＥＤ正規位置から図３に示すように装置本体１の奥側に向けて上方に傾動操作する。

ここで、トップカバー２が図３および図４に示す傾動位置まで傾動すると、カートリッジ保持体３がトップカバー２と連動して装置本体１の手前側に向けて上方に傾動可能となる。すなわち、連動機構８の押動レバー８Ｇがカートリッジ保持体３の下面に当接する。さらに、トップカバー２を図５および図６に示す退避位置まで傾動すると、連動機構８の押動レバー８Ｇがカートリッジ保持体３の下面を押し上げ、装置本体１の手前側に向けてカートリッジ保持体３を上方に傾動させる。

次に、ユーザがカートリッジ保持体３の把持部３Ａ，３Ａを持ってカートリッジ保持体３を図７および図８に示す交換位置まで手前に傾動させると、装置本体１に設けられた図示しないストッパによりカートリッジ保持体３が起立状態に保持される。その際、カートリッジ保持体３のガイド溝３Ｂ，３Ｂ…は、開口部が上斜め手前側に向くため、トナーカートリッジ５，５…の脱落が抑制される。その後、図９に示すように、カートリッジ保持体３に着脱自在に保持されたトナーカートリッジ５，５…を交換する。

トナーカートリッジ５，５…の交換が終わった後には、ユーザがカートリッジ保持体３を装置本体１の奥側に向けて傾動させると、カートリッジ保持体３が図５および図６に示す傾動位置に達した時点で連動機構８の押動レバー８Ｇがカートリッジ保持体３の下面に当接する。その後、トップカバー２を装置本体１の手前側および下方に向けて押動する。すると、連動機構８の押動レバー８Ｇが図５および図６に示す位置から図３および図４に示す位置まで回動し、これに連動してカートリッジ保持体３が下方に傾動する。

その際、カートリッジ保持体３は、図５および図６に示すように装置本体１に装着された左右一対のコイルばね４（一方のみ図示）により奥側の端部の下面が弾性的に受け止められることで、正規位置の直前で一時停止する。このため、カートリッジ保持体３は、コイルばね４でその勢いが和らげられて正規位置の直前で一時停止するので、カートリッジ保持体３に保持されたトナーカートリッジ５，５…や感光体ドラム６，６…の破損が未然に防止される。

その後、トップカバー２をさらに下方に押動すると、トップカバー２側の左右一対の押付アーム２Ｃ（一方のみ図示）が左右一対のコイルばね４（一方のみ図示）の弾性力に抗してカートリッジ保持体３の奥側の端部を押動し、カートリッジ保持体３を一時停止位置から正規位置に押圧する。そして、トップカバー２がＬＥＤ正規位置に復帰すると、トップカバー２が図示せぬロック機構でその位置にロックされ、カートリッジ保持体３が正規位置で保持され、各ＬＥＤヘッドアレイ７と各感光体ドラム６との位置決めがなされることとなる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
トップカバー２の傾動方向とは逆向きにカートリッジ保持体３が上方に傾動自在に装置本体１に連結されているため、トップカバー２を大きく開かなくても、カートリッジ保持体３を正規位置から交換位置まで上方に傾動させることができ、空いた隙間にトナーカートリッジ５を向けて簡単に交換することができる。従って、画像形成装置の上方に大きな空間を確保できない場合であっても、トナーカートリッジ５を支障なく交換することができる。また、トップカバー２に原稿読取装置が搭載されていてトップカバー２の重量が嵩む場合にも、トナーカートリッジ５を支障なく交換することができる。

操作部２１をトップカバー２の先端に設けることで、通常、操作部２１に対面するように立って画像形成装置を扱うユーザが通常の操作位置においてトップカバー２を奥側に傾動させると、カートリッジ保持体３がユーザ側に近づくように引き起こされるので、トナーカートリッジ５の交換をより容易にすることができる。
また、トップカバー２の重心が装置本体１の内側に投影される範囲にトップカバー２の退避位置の傾動角度が設定されているため、トップカバー２の重心バランスを確保して装置本体１の転倒を防止することができる。

さらに、連動機構８により、トップカバー２が装置本体１の奥側に向けて上方傾動するのに連動してカートリッジ保持体３を装置本体１の手前側に向けて確実に上方傾動させることができる。その際、カートリッジ保持体３の移動経路が確保されるまで、連動機構８の休止機構がカートリッジ保持体３の上方傾動を休止させるため、トップカバー２側のＬＥＤヘッドアレイ７，７…と、カートリッジ保持体３側のトナーカートリッジ５，５…との干渉がなく、これらの損傷を未然に防止することができる。

また、トップカバー２側のＬＥＤヘッドアレイ７，７…と、カートリッジ保持体３側のトナーカートリッジ５，５…との干渉がないため、カートリッジ保持体３に装着される各トナーカートリッジ５，５…の間隔を狭めることも可能となり、この場合には、カートリッジ保持体３の奥行き寸法を減少して装置本体１の奥行きサイズを小さくすることができる。

さらに、カートリッジ保持体３が交換位置から正規位置に復帰する際には、正規位置の直前の一時停止位置でカートリッジ保持体３が左右一対のコイルばね４（一方のみ図示）により弾性的に受け止められて一時停止するため、カートリッジ保持体３に保持されたトナーカートリッジ５，５…や感光体ドラム６，６…の破損を未然に防止することができる。

また、トップカバー２の押動によりカートリッジ保持体３が一時停止位置から押圧されて装置本体１内の正規位置に位置決めされ、同時にトップカバー２もＬＥＤ正規位置に復帰するため、カートリッジ保持体３側の感光体ドラム６，６…と、トップカバー２側のＬＥＤヘッドアレイ７，７…との位置決めを容易に行うことができる。

また、装置本体１の手前側の面を構成するフロントカバー１Ｂがカートリッジ保持体３の手前側の端部に固定されてカートリッジ保持体３と一緒に傾動するため、最も手前側のトナーカートリッジ５もカートリッジ保持体３の交換位置で容易に交換することができる。

カートリッジ保持体３の奥側の端部に把持部３Ａが設けられているので、ユーザがカートリッジ保持体３を簡単に引き起こすことができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、カートリッジ保持体３を弾性的に受け止める一時停止手段として、コイルばね４を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばゴムや板ばねなどであってもよい。また、一時停止手段は、必ずしも装置本体１側に設ける必要はなく、カートリッジ保持体３の下面に設けてもよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の外観を示す斜視図である。 図１に示したサイドカバーを省略して装置本体の内部を示す画像形成装置の側面図（ａ）と、図２（ａ）のＸ部分の内部構造を拡大して示す拡大図（ｂ）である。 図２に示した連動機構の押動レバーがカートリッジ保持体の下面に当接した連動開始状態を示す画像形成装置の斜視図である。 図３に対応した画像形成装置の側面図である。 図２に示したトップカバーが退避位置にある状態を示す画像形成装置の斜視図である。 図５に対応した画像形成装置の側面図である。 図２に示したカートリッジ保持体が交換位置にある状態を示す画像形成装置の斜視図である。 図７に対応した画像形成装置の側面図である。 カートリッジ保持体に装着されたトナーカートリッジおよび感光体ドラムを示す図８に対応した画像形成装置の側面図である。 図９に示したカートリッジ保持体のガイド溝を示すカートリッジ保持体の拡大側面図である。

符号の説明

１ 装置本体
１Ａ サイドカバー
１Ｂ フロントカバー
２ トップカバー
２Ａ 連結アーム
２Ｂ 指掛け凹部
２Ｃ 押付アーム
２Ｄ 支持板部
２Ｅ 壁
３ カートリッジ保持体
３Ａ 把持部
３Ｂ ガイド溝
４ コイルばね
５ トナーカートリッジ
６ 感光体ドラム
７ ＬＥＤヘッドアレイ
８ 連動機構
８Ａ 円弧ギヤ
８Ｂ 従動ギヤ
８Ｃ 反転ギヤ
８Ｄ 減速駆動ギヤ
８Ｅ チェーン
８Ｆ 従動ギヤ
８Ｇ 押動レバー
２１ 操作部

Claims (10)

1. 複数の感光体ドラムに対応した複数のトナーカートリッジを着脱自在に保持するカートリッジ保持体と、このカートリッジ保持体を収納する本体と、前記複数の感光体ドラムに対応する複数のＬＥＤヘッドアレイを支持するトップカバーとを備えた画像形成装置であって、
   前記トップカバーは、前記ＬＥＤヘッドアレイが前記感光体ドラムに対して位置決めされるＬＥＤ正規位置から前記ＬＥＤヘッドアレイが前記感光体ドラムから退避する退避位置まで上方に傾動自在に前記本体に連結され、
   前記カートリッジ保持体は、前記ＬＥＤヘッドアレイを前記感光体ドラムに対して位置決め可能な正規位置から前記トナーカートリッジの交換位置まで上方に傾動自在に前記本体に連結されており、
   前記カートリッジ保持体の傾動方向が前記トップカバーの傾動方向と逆向きに設定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記トップカバーの傾動動作に前記カートリッジ保持体の傾動動作を連動させる連動機構を備えており、この連動機構は、前記トップカバーが前記ＬＥＤ正規位置から所定の傾動位置に傾動するまで前記トップカバーと前記カートリッジ保持体との連動を休止する休止機構を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カートリッジ保持体が前記交換位置から前記正規位置に傾動する際に、前記正規位置の手前の一時停止位置で弾性的に受け止めてカートリッジ保持体を一時停止させる一時停止手段を備えてい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。
4. 前記カートリッジ保持体は、前記トップカバーに押されて前記一時停止位置から前記正規位置へ移動することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記カートリッジ保持体には、傾動操作用の把持部が付設されていることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記カートリッジ保持体には、これと一体に傾動する前記本体のフロントカバーが設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記カートリッジ保持体は、前記トナーカートリッジの着脱時の移動経路を規定するガイド溝を有し、
   このガイド溝は、前記カートリッジ保持体が前記交換位置に位置する状態において、前記トナーカートリッジの脱落を抑制可能な角度をなしていることを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記トップカバーの退避位置における重心が前記本体の内側に投影されるように前記トップカバーの退避位置の傾動角度が設定されていることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記トップカバーには、原稿読取装置が設けられていることを特徴とする請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記トップカバーの先端部に、ユーザによって操作される操作部を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
    

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