JP2013246366A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】 カートリッジ支持部材に対するカートリッジ交換性を確保しつつ、小型化を図った画像形成装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置100が、装置本体Aに移動可能に設けられた、第一の開口22a及び第二の開口22bを閉じる閉位置と第一の開口及び第二の開口を開放する開位置をとる開閉部材22であって、閉位置において第一の開口を閉じる第一の開閉部23aと、閉位置において第二の開口を閉じる、第一の開閉部に対して移動可能に設けられた第二の開閉部23bと、を有し、開位置においてカートリッジ支持部材27が内側位置から外側位置への引き出し方向に移動することによって、第二の開閉部は引き出し方向の下流側に移動する開閉部材と、を有する。
【選択図】 図2

Description

本発明は複数のカートリッジを取り外し可能に装着した状態で、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
本発明は、カートリッジが着脱可能な、記録媒体に画像を形成するための画像形成装置に関する。
画像形成装置は、例えば、電子写真プロセス、静電記録プロセス、磁気記録プロセスなどの画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。例えば、複写機、プリンタ(LEDプリンタ、レーザービームプリンタなど)、ファクシミリ装置、ワードプロセッサー、それらの複合機能機などが含まれる。記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、OHTシート、ラベル等が含まれる。
カートリッジとは、例えば、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジであって、画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着された状態で、記録媒体に画像を形成する画像形成プロセスに寄与するものである。装置本体とは、画像形成装置の構成からカートリッジを除いた装置構成部分のことである。
プロセスカートリッジとは、潜像が形成される像担持体と、該像担持体に作用する画像形成プロセス手段、例えば、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などの少なくとも一つとを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。像担持体は、電子写真プロセスにおける電子写真感光体、静電記録プロセスにおける静電記録誘電体、磁気記録プロセスにおける磁気記録磁性体などである。プロセスカートリッジは、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
従って、プロセスカートリッジとは、像担持体とプロセス手段としての現像手段とを一体的にカートリッジ化して、装置本体に取り外し可能に装着されるものが含まれる。像担持体と現像手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂一体型と称される。また、像担持体と、現像手段以外のプロセス手段とを一体的に有するプロセスカートリッジは所謂分離型と称される。即ち、現像手段はプロセスカートリッジとは別の現像ユニットに設けて、この現像ユニットと対になって画像を形成するプロセスカートリッジを所謂分離型と称する。
また、現像カートリッジとは、現像ローラ(現像剤担持体)を有し、現像ローラによって、像担持体に形成された潜像を現像するのに用いられる現像剤(トナー)を収容しており、装置本体に取り外し可能に装着されるものである。現像カートリッジも、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。そのため、装置本体のメンテナンスを容易に行うことができる。
現像カートリッジの場合には、像担持体は装置本体或いはカートリッジ支持部材に取り付けられている。或いは、像担持体は所謂分離型プロセスカートリッジに設けられている(この場合には、プロセスカートリッジは、現像手段を有してはいない)。
そこで、カートリッジとしては、所謂一体型又は所謂分離型のプロセスカートリッジが含まれる。また、カートリッジとしては、所謂分離型のプロセスカートリッジと現像カートリッジが対になって用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、像担持体が装置本体或いはカートリッジ支持部材に固定して取り付けられており、像担持体に作用可能に現像カートリッジが着脱可能に用いられる場合が含まれる。また、カートリッジとしては、プロセスカートリッジ或いは現像カートリッジ等に補給する現像剤(トナー)を収容している現像剤カートリッジが含まれる。
便宜上、電子写真プロセスを用いたプリンタ等の電子写真画像形成装置を例にして説明する。像担持体である電子写真感光体を一様に帯電させ、電子写真感光体への選択的な露光によって潜像を形成する。そして、潜像は現像剤で現像され、現像剤像として顕在化され、記録媒体に転写される。転写された現像剤像に熱や圧力を加えることで記録媒体に固着画像として定着させて画像を記録している。
このような電子写真画像形成装置は現像剤補給や各種プロセス手段のメンテナンスを伴っていた。この現像剤補給作業やメンテナンスを容易にする手段として、電子写真感光体、帯電手段、現像手段、クリーニング手段等の全てもしくは一部を枠体内にまとめてカートリッジ化する。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。
このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをカートリッジの交換という形でユーザ自身が行えるため、格段に操作性を向上させることができた。よって、このカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。
ここで、複数個のカートリッジを略水平方向に並べて配置した電子写真画像形成装置がある。この電子写真画像形成装置に対して、カートリッジの着脱を容易にするため、複数のカートリッジを一体的に引き出す引き出し構成が提案されている(特許文献1)。また特許文献1では、装置本体の小型化とカートリッジの交換性の確保を実現するための構成が記載されている。即ち、引き出し部材を引き出した際に、その先端位置が開いた開閉部材の先端位置よりも内側に位置するようにし、更に、引き出し部材に支持された引き出し方向の上流側のカートリッジの着脱のために、装置本体の鉛直方向上方に開口を設けている。そして開閉部材は、閉じられた際に水平方向に設けられた開口と鉛直方向に設けられた開口を覆うことができるように、弓型に曲がった表面を有する構成になっている。
特開2010−122661
本発明は、前述した従来技術をさらに発展させたものである。
従来の構成においては図2に示すように、開閉部材を開いた際に給紙カセットの引き出し領域に開閉部材が侵入することになる。即ち、装置本体よりも長いサイズの用紙(A3やリーガルサイズ等)を収容したカセットを設置すると、開閉部材と干渉してしまう。また、画像形成装置の鉛直方向の大きさを更に小さくしようとした場合、画像形成装置の設置面と開閉部材とが干渉する可能性がある。即ち、これらの問題点を解決するためには、装置本体の鉛直方向上方に設けられた開口を小さくし、引き出し部材に支持された引き出し方向の上流側のカートリッジが着脱できるように引き出し量を増やす必要がでてくる。
そこで本発明の目的は、カートリッジ支持部材に対するカートリッジ交換性を確保しつつ、小型化を図った画像形成装置を提供することにある。
上記の目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の構成は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジを着脱可能な外側位置と、前記複数のカートリッジを支持して前記装置本体の内側で画像形成可能にする内側位置の間を移動可能なカートリッジ支持部材と、
前記カートリッジ支持部材が前記内側位置と前記外側位置との間を移動する際に通過する第一の開口と、
前記カートリッジを前記カートリッジ支持部材に対して着脱する際に、前記複数のカートリッジの一部が通過する、鉛直方向において前記カートリッジ支持部材の上方に設けられた第二の開口と、
前記装置本体に移動可能に設けられた、前記第一の開口及び第二の開口を閉じる閉位置と前記第一の開口及び第二の開口を開放する開位置をとる開閉部材であって、前記閉位置において前記第一の開口を閉じる第一の開閉部と、前記閉位置において前記第二の開口を閉じる、前記第一の開閉部に対して移動可能に設けられた第二の開閉部と、を有し、前記開位置において前記カートリッジ支持部材が前記内側位置から前記外側位置への引き出し方向に移動することによって、前記第二の開閉部は前記引き出し方向の下流側に移動する開閉部材と、
を有することを特徴とする。
以上説明したように、本発明によれば、カートリッジ支持部材に対するカートリッジ交換性を確保しつつ、画像形成装置を小型化することができる。
画像形成装置断面概略図(カートリッジ支持部材内側位置) 画像形成装置断面概略図(カートリッジ支持部材外側位置) 画像形成装置断面概略図(カートリッジ支持部材外側位置 引き出し途中) 画像形成装置断面斜視図(カートリッジ支持部材外側位置 引き出し途中) 画像形成装置断面斜視図(カートリッジ支持部材外側位置) (a)第二の開閉部をロックした状態の斜視図、(b)第二の開閉部のロックを解除した状態の斜視図 ドア部材裏面ガイドレール 画像形成装置断面概略図(カートリッジ支持部材外側位置)
(実施例1)
以下に図面を参照して、この発明の好的な実施の形態を例示的に説明する。
電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置と称する)100について説明する。ここでは画像形成装置100としてカラーレーザービームプリンタを例示している。以下、このレーザービームプリンタの全体的構成および機能について説明する。なお、画像形成装置100は、フルカラーレーザービームプリンタのみならず、カラー電子写真複写機やファクシミリ装置など他の画像形成装置に適用することもできる。
[画像形成装置の概要説明]
まず図1,図2を用いて、画像形成装置100の構成について説明する。図1は、第1実施形態に係る画像形成装置100の構成を示す断面図である。尚、以下の説明において、装置本体Aの手前側(本体前方)とは、装置本体Aに対して開閉可能に設けられた開閉部材であるドア23が設けられた側(図1において右側)である。尚、ドア23は装置本体Aに設けられた第一の開口22aと第一の開口22bとからなる開口22を覆う閉位置(図1)と、開口22を開放する開位置(図2)との間を移動する。そして開口22はトレイ20が内側位置I(図1)と外側位置O(図2)との間を移動する際に通過する。
また、装置本体Aの奥側(本体後方)とは、ドア23が設けられた側とは反対側で記録媒体6の搬送経路19が設けられた側(図1左側)である。また、装置本体Aとは、画像形成装置100からカートリッジ支持部材であるトレイ20及びプロセスカートリッジ4(4y,4m,4c,4k)を除いた部分である。
装置本体A内には、記録媒体である用紙6を収容する給紙カセット5、給紙ローラ7、中間転写ベルト8、定着手段12が有する定着フィルム13及び加圧ローラ14、レーザースキャナ18等が設置されている。また装置本体Aには、装置本体Aに対して装置本体Aの内側位置Iと外側位置Oとの間を移動可能に設けられた、プロセスカートリッジ4(4y,4m,4c,4k)を取り外し可能に支持するトレイ20が設けられている。カートリッジ4は、感光体ドラム1(1y,1m,1c,1k)と、感光体ドラム1に作用するプロセス手段としての現像ローラ2(2y,2m,2c,2k)、帯電ローラ3(3y,3m,3c,3k)、及び、クリーニングブレード(不図示)を一体に有する。各カートリッジ4は、トレイ20に取り外し可能に装着され、装置本体A内の画像形成可能な内側位置に装着される。
給紙カセット5内に積載された用紙6は、時計回り方向(図1)に回転する給紙ローラ7により給送されて、ベルト駆動ローラ10と転写ローラ9とのニップ部(転写部)へ送られる。感光体ドラム1は反時計回り方向(図1)に回転を開始し、帯電ローラ3によってその外周面に帯電が行われる。帯電が行われた感光体ドラム1は、レーザースキャナ18からのレーザー光が画像情報に応じて照射される。これによって、感光体ドラム1に静電潜像が順次形成される。続いて、現像ローラ2によって、現像剤を用いて、静電潜像が現像される。これによって、感光体ドラム1の外周面に現像剤画像が形成される。なお、各カートリッジ4は、収容している現像剤の色と現像材のタンク容量が異なる場合があるのみで、構成は同じである。カートリッジ4yは、イエロー色の現像剤を収容しており、感光体ドラム1yにイエロー色の現像剤画像を形成する。カートリッジ4mは、マゼン色の現像剤を収容しており、感光体ドラム1mにマゼンタ色の現像剤画像を形成する。カートリッジ4cは、シアン色の現像剤を収容しており、感光体ドラム1cにシアン色の現像剤画像を形成する。カートリッジ4kは、ブラック色の現像剤を収容しており、感光体ドラム1kにブラック色の現像剤画像を形成する。
感光体ドラム1に形成された現像剤像は、中間転写ベルト8に転写される。カラー画像を形成する場合には、感光体ドラム1に形成されたイエロー色、マゼンダ色、シアン色、及び、ブラック色の現像剤画像が、転写ベルト8に順次重ねて一次転写される。中間転写ベルト8は、各感光体ドラム1と接触して回転移動するエンドレスベルトであり、ベルト駆動ローラ10とテンションローラ11によって張架されている。中間転写ベルト8に転写された現像剤画像は、ベルト駆動ローラ10と転写ローラ9とのニップ部に送られた用紙6に二次転写される。
現像剤画像が転写された用紙6は、定着フィルム13と加圧ローラ14とのニップ部へ送られ、ここで加熱加圧される。これによって、現像剤画像が用紙6に定着される。尚、用紙6にモノクロ画像を形成する場合には、感光体ドラム1kにブラック色の現像剤画像のみを形成して、用紙6に転写すればよい。
現像剤画像が定着された用紙6は、排紙ローラ15と排紙コロ16により、排紙部17に排出される。
[プロセスカートリッジの交換方式の説明]
トレイ20は、トレイ支持部材24に支持された状態で、図1に示す装置本体Aの内側に位置する内側位置Iと、図2に示す装置本体Aの外側に位置する外側位置Oとの間を、開口部22を通して略水平方向にスライド移動可能に設けられている。ここで、内側位置Iとは、トレイ20が装置本体Aの内側、即ち、ドア23を閉じた際に、ドアの内側に位置する位置である。外側位置Oとは、トレイ20が装置本体Aの外側、即ち、開口22の外側に位置する位置である。外側位置Oまで、ユーザがトレイ20を引き出してトレイ20上のカートリッジ4の着脱・交換を行う。
[カートリッジ交換手順と本発明部の説明]
ドア23は、装置本体Aの水平方向に開口した第一の開口22aと鉛直方向に開口した第二の開口22bとで構成される開口22を開閉する。即ち、ドア23は第一の開口22aを塞ぐ第一の開閉部23aと、第二の開口22bを塞ぐ第二の開閉部23bとで構成される。
第一の開閉部23aは装置本体Aの下側に回転中心r1を持ち、装置本体Aに対し回動可能に取り付けられている。第二の開閉部23bはドア部材23を閉めた時に、すなわち閉じた状態の第一の開閉部23a上側に回転中心r2を持ち、回動可能に取り付けられている。第一の開閉部23aと第二の開閉部23bの回転中心r2部分には、弾性部材28が取り付けられており、弾性部材28によって、第二の開閉部23bは第一の開閉部23aに対し閉じる側(図3においてトレイ20の引き出し方向の上流側)の力が付勢されている。さらに、第一の開閉部23aには図6に示すロック部材25が設置されている。そして、第二の開閉部23bを図6(a)に示すようにトレイ20が引き出される際の移動経路に突出した突出位置に位置する状態で保持するように、ロック部材25が第二の開閉部23bの被係合部23b 1に係合する。尚、この突出位置は、ドア23が閉位置(図1)に位置する際は、第二の開閉部23bが第二の開口22bを塞ぐ位置である。したがって、ユーザがドア23を開ける際は、図3に示すように第二の開閉部23bが突出位置に位置する状態でドア23が開くことになる。
そしてドア部材23を開けて、ユーザがトレイ把持部27を把持してトレイ20を図3に示すように引き出す。トレイ20を装置本体A前方にユーザが引く。すると、トレイ20は装置本体Aのトレイ支持部材24から、第一の開閉部23a裏面に設けられたトレイ20を案内する第1ガイド部である第1ガイドレール23a1(図7参照)に沿って装置本体Aの前方へとスライドし、第二の開閉部23bに接触する。(図3参照)。この時、引出方向の下流側のカートリッジ4は、複数のカートリッジの一部である、一般的に交換頻度が高いブラックトナーのカートリッジ4kになっており、ブラックカートリッジ4kを着脱であればこの状態で行うことが可能となっている。また、本実施例では、図3に示すようにシアンカートリッジ4cも着脱することができる。さらに第一の開閉部23aの大きさによっては、マゼンダカートリッジ44mも交換することも可能である。この位置をトレイ20の第二の外側位置とする。
そしてトレイ2の引き出し方向の最も上流側に支持されたカートリッジ4yを交換する場合は、さらにトレイ20を前方に引き出す。トレイ20を引き出すことで、第一の開閉部23aの第1ガイドレール部23a1に設けられた、ロック部材25の当接部25bがトレイ20と当接して、ロック部材25を回転させる。そして、ロック部材25の係合部25aが第一の開閉部23aの被係合部23 a1から離間して、係合が解除される。そして、さらにトレイ20を引き出す動作により、図6(b)に示すように第二の開閉部23bが突出位置から退避し、トレイ20の移動経路を開放した退避位置に移動する。第二の開閉部23bが退避位置に移動することで、第二の開閉部23bの裏面に設置された第2ガイド部である第2ガイドレール23b2と第一の開閉部裏面の第1ガイドレール23a1がトレイ20の引き出し方向で1直線状になる。そして、トレイ20がすべてのカートリッジ4を着脱可能な外側位置Oに移動させることが可能となる。外側位置Oにおいて、ユーザがカートリッジ4の着脱・交換を行う。図5の斜視図のように装置本体Aの開口部22は図中右下の装置本体Aにおいて第一の開口22aと第二の開口22bが開放されている。そのため、外側位置Oにおいてトレイ20に支持されたすべてのカートリッジ4をユーザが視認でき、トレイ20に着脱が容易になる。この位置をトレイ20の第一の外側位置とする。また、ガイドレール23a1、23b2によって、トレイ20が引き出される途中および外側位置Oにおいて、トレイ20は鉛直下方向と左右方向に規制され、カートリッジ4の着脱時にトレイ20の余分な動きをするのを抑えることができる。そのため、ユーザビリティの向上が望める。
また、カートリッジ4交換を行った後、トレイ20を装置本体Aに押し戻す際にトレイ20が第二の開閉部23bの第2ガイドレール23b2上からいなくなる。すると、第二の開閉部23bはバネ等の弾性部材28付勢されて突出位置の方向に移動し、ロック部材25の係合部25aが第二の開閉部23bの被係合部23b1と係合した状態になり、第一の開閉部23aに対して第二の開閉部23bは突出位置でロックされる。
これによって、ユーザはカートリッジ4交換した後、トレイ20を装置本体Aの内側位置に移動させ、第一の開閉部23aと第二の開閉部23bが一体となった状態のドア部材23を閉めるだけで、トレイ20の装着動作が完了する。
以上、説明したように、本実施例によれば、装置本体Aの鉛直方向の上方に開口した第二の開口22bからトレイ20の引き出し方向上流側に設けられたカートリッジの交換性を確保したうえで、トレイ20の引き出し量を抑えることができる。そして更に、第一の開閉部23aに対して移動可能に第二の開閉部23bを設けたことによって、トレイ20の移動経路を開放するためにドア部材23を大きく開く必要がなくなった。したがって、画像形成装置100の鉛直方向の大きさ(高さ)を小さくすることができる。また、図8に示すように、装置本体Aにサイズの大きな用紙のカセットを装着した場合でもドア部材23が開位置においてカセットと干渉することはない。
尚、本実施例の説明では、略平行にトレイ20を引き出す構成をあげて説明した。しかし、装置本体に対してトレイを水平方向に対して斜め下方や斜め上方に引き出す構成でも同様の効果が言える。
100 画像形成装置
A 装置本体
I 内側位置
O 外側位置置
1 感光ドラム
2 現像ローラ
3 帯電ローラ
4 カートリッジ
4y イエローカートリッジ
4m マゼンタカートリッジ
4c シアンカートリッジ
4k ブラックカートリッジ
20 カートリッジ支持部材(トレイ)
22 開口
22a 第一の開口
22b 第二の開口
23 ドア(開閉部材)
22a 第一の開閉部
23a1 第1ガイドレール
22b 第二の開閉部
23b2 第2ガイドレール
24 トレイ支持部材
25 ロック部材
27 カートリッジ支持部材把持部

Claims (11)

  1. 記録媒体に画像を形成する画像形成装置において
    前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジを着脱可能な外側位置と、前記複数のカートリッジを支持して前記装置本体の内側で画像形成可能にする内側位置の間を移動可能なカートリッジ支持部材と、
    前記カートリッジ支持部材が前記内側位置と前記外側位置との間を移動する際に通過する第一の開口と、
    前記カートリッジを前記カートリッジ支持部材に対して着脱する際に、前記複数のカートリッジの一部が通過する、鉛直方向において前記カートリッジ支持部材の上方に設けられた第二の開口と、
    前記装置本体に移動可能に設けられた、前記第一の開口及び第二の開口を閉じる閉位置と前記第一の開口及び第二の開口を開放する開位置をとる開閉部材であって、前記閉位置において前記第一の開口を閉じる第一の開閉部と、前記閉位置において前記第二の開口を閉じる、前記第一の開閉部に対して移動可能に設けられた第二の開閉部と、を有し、前記開位置において前記カートリッジ支持部材が前記内側位置から前記外側位置への引き出し方向に移動することによって、前記第二の開閉部は前記引き出し方向の下流側に移動する開閉部材と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記第二の開閉部は、前記引き出し方向の上流側に向かう方向に付勢されている請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第二の開閉部は、前記第一の開閉部に対して回動可能に設けられている請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第二の開閉部は、前記開位置において前記カートリッジ支持部材が前記引き出し方向に移動する移動経路に突出した突出位置にあり、前記カートリッジ支持部材が前記引き出し方向に移動することによって、前記突出位置から退避して前記カートリッジ支持部材が前記内側位置から前記外側位置へ移動するのを可能にする退避位置に移動するであることを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記開閉部材には、前記第二の開閉部を前記突出位置に保持するために前記第二の開閉部と係合するロック部材であって、前記カートリッジ支持部材が前記引き出し方向に移動した際に、前記カートリッジ支持部材と当接することによって前記第二の開閉部との係合を解除して前記第二の開閉部が前記退避位置に移動するのを可能にするロック部材を有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記第二の開閉部は、前記退避位置において前記カートリッジ支持部材が移動するのを案内するガイド部を有することを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。
  7. 前記第二の開閉部は、前記カートリッジ支持部材が前記外側位置から前記内側位置に移動する際に、前記退避位置から前記突出位置に移動することを特徴とする請求項4乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  8. 前記カートリッジ支持部材は、前記画像形成装置の装置本体の外側で複数のカートリッジの一部のカートリッジが着脱可能な第二の外側位置であって、前記第二の開閉部が前記突出位置の状態である第二の外側位置をとることを特徴とする請求項4乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  9. 前記カートリッジ支持部材は、感光体ドラムと前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像手段を有する前記複数のカートリッジであるプロセスカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  10. 前記カートリッジ支持部材は、感光体ドラムを備え、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像する現像手段を有する前記複数のカートリッジが着脱可能であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  11. 前記複数のカートリッジは、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色の現像剤を収容することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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