JP2014035499A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成ユニットを該画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成ユニットがガイドレール５１と５３に案内されて矢印ｃで示すようにユニット装着部４７に装着されるとき、画像形成ユニットのユニット装着部４７への装着方向先端部に配設されている回転部材５４のピニオン５５がガイドレール５１のラック５２に係合する。ピニオン５５のギアピッチとラック５２のギアピッチは画像形成ユニットとユニット装着部４７の一対ごとに異ならせてあるので、一対をなす画像形成ユニットのピニオン５５とユニット装着部４７のラック５２は排他的に係合する。
【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関わり、特に画像形成ユニットを該画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができる画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においては、用紙搬送ユニット、画像形成ユニット、転写ベルトユニット、定着ユニット等の画像形成に関わるユニット類は、画像形成装置本体のフレームにより位置決めされて保持される方式が一般的に採用されている。

これらのユニットは、一定期間の使用で寿命が尽きると、新品と交換しなければならない。このような寿命が尽きた旧品と新品とを交換する際には、専門の保守作業員が新旧交換の保守作業を行う。この場合、交換作業をしやすいように、種々工夫されたユニットの構成が提案されている。（例えば、特許文献１、２参照。）

転写ベルトユニットや定着ユニットは、それぞれ１種類のユニットで構成されるが、用紙搬送ユニットは用紙の種類ごとに対応して複数のユニットが設けられる。また、画像形成ユニットもカラー画像を形成する画像形成装置の場合は少なくとも４種類のユニットが必要となる。

４種類の画像形成ユニットは、通常、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーを内部に収納する。そして、これら４色のモノカラー画像を形成し、これら４色のモノカラー画像を重ねてフルカラー画像として転写媒体に転写し、最終的に定着ユニットで記録媒体に定着してカラー画像を形成する。

上述したように、これらの画像形成ユニットも消耗品であるので、一定期間の使用で寿命が尽きると、新品と交換する。このとき、当然ながら、装着位置に対応する色のトナーを収容している新品の画像形成ユニットを装着する。

特開２００７−２３３３０１号公報 特開２００５−１８９６８６号公報

ところで、上述したように、フルカラーの画像形成装置では、画像形成ユニットは少なくとも４種類の画像形成ユニットを備えている。これら４種類の画像形成ユニットのトナーが消耗して同時に無くなることは滅多になく、多くの場合、１色ごとの交換となる。

４種類の画像形成ユニットはいずれも同一の形状であるので、誤って、予備在庫の中からこれから交換すべき画像形成ユニットとは異なる色のトナーを収容した画像形成ユニットを取り出して装着すると、正しい画像が得られないという不具合が起きる。

ところが、特許文献１のユニット交換は、装着部のガイド部材を減らすことに目的があって、種類の異なるユニットを誤って装着部に装着することについての防止方法については考慮されていない。

また、特許文献２のユニット交換は、本体装置の稼動を停止させることなく、ユニットを交換することに目的があって、上記同様、種類の異なるユニットを誤って装着部に装着することについての防止方法については考慮されていない。

本発明は、上記従来の課題を解決するものであって、画像形成ユニットを該画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、画像形成ユニットを挿脱自在に装着するユニット装着部と、上記画像形成ユニットの上記ユニット装着部への装着方向先端部に配設された回転部材と、上記ユニット装着部の上記画像形成ユニットの挿脱方向に沿って形成され上記回転部材と係合する係合部を有するガイド部材と、を備えるように構成される。

本発明は、画像形成ユニットを該画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができるので、種類の異なるユニットを誤って装着部に装着することが防止され、常に装着位置を誤ることなく画像形成ユニットの交換を行うことができる画像形成装置を提供することが可能になる。

本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（プリンタ、装置本体）の内部構成を説明する断面図である。 (a)は実施例１に係るプリンタの画像形成部の４個の画像形成ユニットを取り出して横に並べて示す斜視図、(b)はその正面図である。 (a)は実施例１に係るプリンタの画像形成ユニットがユニット装着部に装着前の単体であるときの斜視図、(b)は画像形成ユニットがユニット装着部に装着されるときの動作状態を示す図である。 (a)は実施例１に係るプリンタのユニット装着部の斜視図、(b)はその装着口近傍の拡大斜視図である。 (a)は図４(b)を再掲した図、(b)は(a)を矢印ｄ方向に見た側面図、(c)はピニオンとラックの係合の不具合を示す図、(d)は(c)を矢印ｅ方向に見た側面図である。 実施例２に係る回転部材を示す斜視図である。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。

図１は、本発明の実施例１に係るフルカラーの画像形成装置（以下、単にプリンタ、又は装置本体という）の内部構成を説明する断面図である。

図１に示すプリンタ１は、電子写真式で二次転写方式のタンデム型のカラー画像形成装置であり、画像形成部２、転写ベルトユニット３、トナー供給部４、給紙部５、ベルト式定着ユニット６、及び両面印刷用搬送ユニット７で構成されている。

上記画像形成部２は、いわゆる背面転写方式で転写ベルト８の下部走行部表面８ａにトナー画像を転写するために、その転写ベルト８の下部走行部表面８ａに接して同図の右から左へ４個の画像形成ユニット９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を多段式に並設した構成をとっている。

この画像形成部２は、図１に示す印刷実行時位置から、それより下方の保守位置に、昇降可能にプリンタ１本体のフレームに保持されている。上記４個の画像形成ユニット９のうち上流側（図の左側）の３個の画像形成ユニット９ｙ、９ｍ及び９ｃは、それぞれ減法混色の三原色であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の色トナーによるモノカラー画像を形成する。

また、画像形成ユニット９ｋは、主として文字や画像の暗黒部分等に用いられるブラック（Ｋ）トナーによるモノクロ画像を形成する。上記の各画像形成ユニット９は、画像を現像するトナーの色を除き全て同じ構成である。したがって、以下イエロー（Ｙ）のトナー用の画像形成ユニット９ｙを例にしてその構成を説明する。

画像形成ユニット９は、最上部に像担持体としての感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成されている。この感光体ドラム１０の周面に当接し又は近傍を取り巻いて、クリーナ１１、帯電ローラ１２、光書込ヘッド１３、及び現像器１４の現像ローラ１５が配置されている。

現像器１４は、外部を覆うユニット筐体１６、内部に設けられた隔壁１７、現像ローラ１５、第１の攪拌搬送スクリュー１８、及び第２の攪拌搬送スクリュー１９を備えている。第１及び第２の攪拌搬送スクリュー１８及び１９は、特には図示しないが、スクリュー軸と、このスクリュー軸と一体に構成されて回転するフィンから成る。

この現像器１４には、トナー供給部４のトナー補給容器２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ）から、同図にはＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋで示すようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれかのトナーが供給される。

転写ベルトユニット３は、本体装置のほぼ中央で図の左右方向に扁平なループ状になって延在する無端状の上述した転写ベルト８と、この転写ベルト８を掛け渡されて転写ベルト８を図の矢印ａで示す反時計回り方向に循環移動させる駆動ローラ２１と従動ローラ２２を備えている。

上記の転写ベルト８には、一次転写ローラ２３がユニットと一体に組み込まれている。一次転写ローラ２３は転写ベルト８を介して感光体ドラム１０に圧接し、下方を循環移動する転写ベルト８の下部走行部表面８ａにトナー像を直接転写（一次転写）する。

転写ベルト８は、そのトナー像を更に用紙に転写（二次転写）すべく用紙への二次転写部２４まで搬送する。二次転写部２４は、駆動ローラ２１に隣接して下流側（図では上方）に配置された転写補助ローラ２５と、この転写補助ローラ２５に転写ベルト８を介して圧接する二次転写ローラ２６とで形成されている。

転写ベルト８には、ベルトクリーナ２７が配置されている。ベルトクリーナ２７は、転写ベルト８の従動ローラ２２に掛け渡されている表面に当接するクリーニングブレード２８を備えている。また、ベルトクリーナ２７の左方から下方にかけて隣接して、廃トナー回収容器２９が着脱自在に配置されている。

ベルトクリーナ２７は、クリーニングブレード２８により転写ベルト８の表面に残留する廃トナーを擦り取って除去し、その廃トナーを不図示の搬送スクリューにより廃トナー回収容器２９に送り込んでいる。

トナー供給部４は、転写ベルト８の上部走行部の上方に配置される４個のトナー補給容器２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ）を着脱自在に備えている。４個のトナー補給容器２０には前述したようにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーが収容されている。

これら４個のトナー補給容器２０は、図１では転写ベルトユニット３の向う側に隠れて見えないが、それぞれ装着部のトナー供給口に続くトナー供給路を介して、それぞれに対応する画像形成ユニット９の現像器１４と連結されている。

このトナー供給部４は、特には図示しないが、図１に示す印刷実行時位置から、それより上方の保守位置に、昇降可能に装着部を介してプリンタ１本体のフレームに保持されている。

給紙部５は、上下２段に配置された２個の給紙カセット３０（３０ａ、３０ｂ）を備えている。２個の給紙カセット３０の給紙口（図の右方）近傍には、それぞれ用紙取出ローラ３１、給送ローラ３２、捌きローラ３３、待機搬送ローラ対３４が配置されている。

待機搬送ローラ対３４の用紙搬送方向（図の鉛直上方向）には、転写ベルト８、転写補助ローラ２５、二次転写ローラ２６による前述した用紙への二次転写部２４が形成されている。

この二次転写部２４の下流（図では上方）側にはベルト式熱定着ユニット６が配置され、ベルト式熱定着ユニット６の更に下流側には、定着後の用紙をベルト式熱定着ユニット６から搬出する搬出ローラ対３６、及びその搬出される用紙を装置上面に形成されている排紙トレー３７に排紙する排紙ローラ対３８が配設されている。

両面印刷用搬送ユニット７は、外面（図の右方外側面）がプリンタ１の内部を側面から外部に開放又は遮蔽する開閉部材を兼ねている。

この両面印刷用搬送ユニット７は、排紙ローラ対３８の直前から図の右横方向に分岐する返送開始路３９ａ、それから下方に曲がる返送中間路３９ｂ、更に上記とは反対の左横方向に曲がって最終的に返送用紙を反転させる返送終端路３９ｃから成る返送路３９を備えている。

また、返送路３９の途中には、５組の返送ローラ対４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ）が配置されている。上記返送終端路３９ｃの出口は、給紙部５の下方の給紙カセット３０ａに対応する待機搬送ローラ対３４への搬送路に合流している。

図２(a)は、実施例１に係る画像形成装置１の画像形成部２の４個の画像形成ユニット９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）を取り出して横に並べて示す斜視図であり、同図(b)は、その正面図である。尚、図２(a),(b)には、図１と同一の構成部分には図１と同一の番号を付与して示している。

図２(a),(b)に示すように、画像形成部２の４個の画像形成ユニット９（９ｋ、９ｃ、９ｍ、９ｙ）は、正面に抓み４２を備えている。抓み４２の右端部には、印刷、刻印、又は成形による三角記号４３が、三角の一角を抓み４２の外端部に向けて配置されている。

図２では、抓み４２を水平位置で示しているが、これは装着部に装着後の態様である。画像形成ユニット９が画像形成部２の装着部から外に取り出されているときは、抓み４２は、垂直位置にある。したがって、三角記号４３の一角は上向きとなる。

抓み４２の周囲の正面固定部４４には、画像形成ユニット９が画像形成部２の装着部に装着されて図２(a),(b)に示すように抓み４２が９０度ひねり廻されたとき抓み４２の三角記号４３の外向きの一角に向き合う位置に、これも印刷、刻印、又は成形による三角印４５が配置されている。

また、正面固定部４４には、抓み４２が垂直位置に回動したとき抓み４２の上向きとなる三角記号４３の外向きの一角に向き合う位置に、これも印刷、刻印、又は成形による三角印４６が配置されている。

抓み４２が横向に回動すると、特には図示しないが、抓み４２のロック機構係合部が装着部のロック機構係合部に係合して、画像形成ユニット９が装着部にロック状態で配置される。抓み４２が垂直位置に回動されるとロック状態が解除される。

図３(a)は、画像形成ユニット９がユニット装着部４７に装着前の単体であるときの斜視図であり、同図(b)は画像形成ユニット９がユニット装着部４７に装着されるときの動作状態を示す図である。

先ず、いずれか１個の画像形成ユニット９を、対応するユニット装着部４７に、図３(b)に矢印ｂで示すように装着口から挿入する。このとき、ユニット装着口回動蓋部材４８が画像形成ユニット９の現像器１４に押されて倒れ、ユニット装着部４７の左領域の装着路を開放する。

ユニット装着部４７の左領域に対応する画像形成ユニット９の左側の構成は現像器１４及び感光体ドラム１０であり、ユニット装着部４７の右領域に対応する画像形成ユニット９の右側の構成はクリーナ１１及び帯電ローラ１２である。

図３(b)では定かに見えないが、画像形成ユニット９のユニット装着部４７への装着方向先端部（図３(a)では影になって見えない）には後述する回転部材が配設されている。

図４(a)はユニット装着部４７の斜視図であり、同図(b)はその装着口近傍の拡大斜視図である。なお同図(a),(b)には、ユニット装着部４７と共に、画像形成ユニット９のユニット装着部４７への装着方向先端部に配設されている回転部材のみを示している。また、図４(b)にはヘッドユニット４９の図示を省略している。

図４(a),(b)に示すように、ユニット装着部４７の左領域の中央には、その長手方向に沿って、光書込ヘッド１３を備えたヘッドユニット４９が配置されている。また、左領域の左端縁部には、現像器１４の筐体右側面を案内するガイドレール５１が配置され、ガイドレール５１の上面にはラック５２が形成されている。

また、ユニット装着部４７の右領域の右端には、ユニット装着部４７の長手方向に沿って、クリーナ１１及び帯電ローラ１２の筐体下面を案内するガイドレール５３が形成されている。

図４(a),(b)では図示を省略した図３(a),(b)に示した画像形成ユニット９は、ガイドレール５１と５３に案内されて、図４(a)の矢印ｃで示すように、ユニット装着部４７に装着される。

このとき、画像形成ユニット９のユニット装着部４７への装着方向先端部に配設されている回転部材５４のピニオン５５がガイドレール５１のラック５２に噛合して係合する。

図５(a)は図４(b)を再掲した図であり、図５(b)は図５(a)を矢印ｄ方向に見た側面図である。図５(c)はピニオンとラックの係合の不具合を示す図であり、図５(d)は図５(c)を矢印ｅ方向に見た側面図である。

図５(a),(b)は、ガイドレール５１のラック５２のギアピッチと画像形成ユニット９の回転部材５４のピニオン５５のギアピッチが同一の場合を示しており、図５(c),(d)はラック５２のギアピッチとピニオン５５のギアピッチが一致しない場合を示している。

本例では、ピニオン５５のギアピッチとラック５２のギアピッチは、画像形成ユニット９とユニット装着部４７の一対ごとに異ならせている。したがって、図５(a),(b)に示す一対をなす画像形成ユニット９のピニオン５５とユニット装着部４７のラック５２は排他的に係合する。

ユーザや保守作業者が、図５(c),(d)に示すように、誤ってユニット装着部４７にこれと対を成さない画像形成ユニット９を装着しようとすると、ピニオン５５のギアピッチとラック５２のギアピッチが一致しないので噛合せず、したがって、ユニット装着部４７に画像形成ユニット９を装着することができない。

このように、本発明の実施例によれば、画像形成ユニットを、この画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができる画像形成装置を提供することができる。

図６は、実施例２に係る回転部材を示す斜視図である。図６に示すように、本例の回転部材５６は、ユニット装着部４７のラック５２と係合する係合回転部としてのピニオン５５と共に、図４(a)に示したヘッドユニット４９の光書込ヘッド１３に摺接して光書込ヘッド３を清掃するヘッド清掃部としての清掃ローラ５７を備えている。

このように構成すれば、ユニット装着部４７への画像形成ユニット９の着脱の際に、常に光書込ヘッド３を清掃することができるので、常に正しい光書き込みが保障されて便利である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明は特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[付記１]

画像形成ユニットを挿脱自在に装着するユニット装着部と、
前記画像形成ユニットの前記ユニット装着部への装着方向先端部に配設された回転部材と、
前記ユニット装着部の前記画像形成ユニットの挿脱方向に沿って形成され前記回転部材と係合する係合部を有するガイド部材と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
[付記２]

前記画像形成ユニットと前記ユニット装着部は複数対存在し、
前記回転部材はピニオンであり、
前記係合部はラックであり、
前記ピニオンのギアピッチと前記ラックのギアピッチは前記画像形成ユニットと前記ユニット装着部の一対ごとに異なり、
一対をなす前記画像形成ユニットの前記ピニオンと前記ユニット装着部の前記ラックは排他的に係合する、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。
[付記３]

前記画像形成ユニットは感光体を備え、
前記ユニット装着部は前記画像形成ユニットが装着されたとき前記感光体に対向する位置に光書込ヘッドを備え、
前記回転部材は、前記ユニット装着部の前記ガイド部材と係合する係合回転部と、前記光書込ヘッドに摺接して該光書込ヘッドを清掃するヘッド清掃部と、を備える、
ことを特徴とする付記１記載の画像形成装置。

本発明は、画像形成ユニットを該画像形成ユニットに対応するユニット装着部に誤ることなく装着することができる画像形成装置に利用することができる。

１ フルカラー画像形成装置（プリンタ、装置本体）
２ 画像形成部
３ 転写ベルトユニット
４ トナー供給部
５ 給紙部
６ ベルト式定着ユニット
７ 両面印刷用搬送ユニット
８ 転写ベルト
８ａ 下部走行部表面
９（９ｍ、９ｃ、９ｙ、９ｋ） 画像形成ユニット
１０ 感光体ドラム
１１ クリーナ
１２ 帯電ローラ
１３ 光書込ヘッド
１４ 現像器
１５ 現像ローラ
１６ ユニット筐体
１７ 隔壁
１８ 第１の攪拌搬送スクリュー
１９ 第２の攪拌搬送スクリュー
２０（２０ｙ、２０ｍ、２０ｃ、２０ｋ） トナー補給容器
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２３ 一次転写ローラ
２４ 二次転写部
２５ 転写補助ローラ
２６ 二次転写ローラ
２７ ベルトクリーナ
２８ クリーニングブレード
２９ 廃トナー回収容器
３０（３０ａ、３０ｂ） 給紙カセット
３１ 用紙取出ローラ
３２ 給送ローラ
３３ 捌きローラ
３４ 待機搬送ローラ対
３６ 搬出ローラ対
３７ 排紙トレー
３８ 排紙ローラ対
３９ 返送路
３９ａ 開始返送路
３９ｂ 中間返送路
３９ｃ 終端返送路
４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ、４１ｅ） 返送ローラ対
４２ 抓み
４３ 三角記号
４４ 正面固定部
４５、４６ 三角印
４７（４７ｙ、４７ｍ、４７ｃ、４７ｋ） ユニット装着部
４８ ユニット装着口回動蓋部材
４９ ヘッドユニット
５１ ガイドレール
５２ ラック
５３ ガイドレール
５４ 回転部材
５５ ピニオン
５６ 回転部材
５７ 清掃ローラ

Claims (3)

1. 画像形成ユニットを挿脱自在に装着するユニット装着部と、
   前記画像形成ユニットの前記ユニット装着部への装着方向先端部に配設された回転部材と、
   前記ユニット装着部の前記画像形成ユニットの挿脱方向に沿って形成され前記回転部材と係合する係合部を有するガイド部材と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成ユニットと前記ユニット装着部は複数対存在し、
   前記回転部材はピニオンであり、
   前記係合部はラックであり、
   前記ピニオンのギアピッチと前記ラックのギアピッチは前記画像形成ユニットと前記ユニット装着部の一対ごとに異なり、
   一対をなす前記画像形成ユニットの前記ピニオンと前記ユニット装着部の前記ラックは排他的に係合する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成ユニットは感光体を備え、
   前記ユニット装着部は前記画像形成ユニットが装着されたとき前記感光体に対向する位置に光書込ヘッドを備え、
   前記回転部材は、前記ユニット装着部の前記ガイド部材と係合する係合回転部と、前記光書込ヘッドに摺接して該光書込ヘッドを清掃するヘッド清掃部と、を備える、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。