JP2016177094A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】感光体を有する着脱ユニットを筐体の装着部に着脱する際、筐体の装着部に取り付けられた転写ユニットに対し着脱ユニットを接近及び離間させた状態にすることを、着脱ユニットの着脱動作の一部としてできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】装着部を有する筐体と、感光体を有し、筐体の装着部に対して感光体の軸方向に沿う方向に挿入及び抜き出すことにより着脱される着脱ユニットと、筐体に位置決めされた状態で取り付けられ、着脱ユニットが装着部に装着されて最終の位置決めがされたときに感光体と接触する中間転写体を有する転写ユニットとを備え、筐体の装着部に、装着部に装着された着脱ユニットの挿入方向下流側になる端部を保持する保持部を設け、着脱ユニットに、その挿入方向上流側になる端部を転写ユニットに対して接近及び離間する方向に変位させて感光体を中間転写体に対して接触及び離間させた状態にする操作を行う操作部材を設けた。
【選択図】図16

Description

この発明は画像形成装置に関するものである。
従来、感光体を有する着脱ユニットを筐体(本体)の装着部に着脱自在に装着する画像形成装置としては、例えば、以下のものが知られている。
感光体ドラムを有するプロセスカートリッジ(着脱ユニット)を感光体ドラムの回転軸線方向とほぼ平行に取り出し可能に装着するカートリッジ支持体と、
プロセスカートリッジが画像形成位置に位置した状態で感光体ドラムに回転軸線方向に並んで設けられ感光体ドラムを露光する複数個の発光素子を有する発光部材と、
プロセスカートリッジの挿入方向下流側の支点を中心に装置本体に回動可能に配置されていて発光素子が感光体ドラムを露光する位置とその露光位置から退避する退避位置とをとり得るように発光部材を支持する発光部材支持体と、
プロセスカートリッジが画像形成位置に位置した状態で、感光体ドラムに形成された現像剤像を記録媒体に転写する部材であって、装置本体に位置決めされている転写部材と、
使用者がプロセスカートリッジを装置本体に対して出し入れする際に操作する部材であって、第1の操作位置と第2の装置位置をとり得る操作部材と、
操作部材の操作に連動する部材であって、操作部材が第2の操作位置から第1の操作位置に操作されるのに連動して、プロセスカートリッジが画像形成位置に位置するようにカートリッジ支持体を回動させるとともに発光部材が露光位置に位置するように発光部材支持体を回動させ、また、操作部材が第1の操作位置から第2の操作位置に操作されるのに連動して、プロセスカートリッジが退避位置に位置するようにカートリッジ支持体を転写部材から離れる方向に回動させてプロセスカートリッジを転写部材に対して角度θ1を持って傾斜させた姿勢に保持するとともに、発光部材が退避位置に位置するように発光部材支持体を転写部材から離れる方向に回動させて発光部材を転写部材に対して角度θ2を持って傾斜させた姿勢に保持する連動部材と、を有し、
前記角度θ1と前記角度θ2はθ1<θ2であり、前記操作部材は、プロセスカートリッジを装置本体に対して出し入れするために装置本体に設けられた開口部に対する開閉部材であって、その開口部を閉じた第1の操作位置とその開口部を開口した第2の操作位置との間を移動可能な開閉部材であるとした画像形成装置が知られている(特許文献1)。
特許文献1には、この画像形成装置によれば、感光体ドラムを有するプロセスカートリッジを装置本体から着脱する際、装置本体内で、プロセスカートリッジが転写部材から退避し、かつ発光部材がプロセスカートリッジから退避するので、プロセスカートリッジを交換する際に発光部材に注意をする必要がなく作業性が高くなることが示されている。
特開2014−157365号公報
この発明は、感光体を有する着脱ユニットを筐体の装着部に着脱する際、筐体の装着部に取り付けられている転写ユニットに対して着脱ユニットを接近及び離間させた状態にすることを、着脱ユニットの着脱動作の一部として行うことができる画像形成装置を提供するものである。
この発明(A1)の画像形成装置は、
装着部を有する筐体と、
少なくとも感光体を有し、前記筐体の装着部に対して前記感光体の軸方向に沿う方向に挿入及び抜き出すことにより着脱される着脱ユニットと、
前記筐体に位置決めされた状態で取り付けられ、前記着脱ユニットが前記装着部に挿入されて最終の位置決めがされたときに前記感光体と接触する中間転写体を有する転写ユニットと
を備え、
前記筐体の装着部に、当該装着部に挿入された前記着脱ユニットの挿入方向下流側になる端部を保持する保持部が設けられ、
前記着脱ユニットに、当該着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して接近及び離間する方向に変位させて前記感光体を前記中間転写体に対して接触及び離間させた状態にする操作を行う操作部材が設けられているものである。
この発明(A2)の画像形成装置は、上記発明A1の画像形成装置において、前記操作部材は、前記着脱ユニットに配置される支点を中心にして移動するとともに、前記着脱ユニットの前記端部を前記転写ユニットに対して接近する方向に変位するよう移動させたときに前記装着部の一部に接触して保持される一端部を有するものである。
この発明(A3)の画像形成装置は、上記発明A2の画像形成装置において、前記操作部材は、前記一端部が前記装着部の一部に接触して保持されるときに、前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して接近する方向に押し付ける押付け部材が設けられているものである。
この発明(A4)の画像形成装置は、上記発明A1からA3のいずれかの画像形成装置において、前記着脱ユニットは、前記操作部材を操作して当該着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して離間する方向に変位させたときに、当該着脱ユニットの前記端部が自重により前記方向に変位するよう構成されているものである。
この発明(A5)の画像形成装置は、上記発明A1からA4のいずれかの画像形成装置において、前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部に、位置決め用の接触面部が設けられており、前記転写ユニットの一部に、前記操作部材の操作により前記着脱ユニットを当該転写ユニットに接近する方向に変位させたとき、当該着脱ユニットの前記位置決め用の接触面部を接触させて保持する位置決め受け部が設けられているものである。
この発明(A6)の画像形成装置は、上記発明A1からA5のいずれかの画像形成装置において、前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部に突出部が設けられており、
前記筐体の装着部に、前記操作部材の操作により前記着脱ユニットを前記転写ユニットに接近する方向に変位させたとき、当該着脱ユニットの前記突出部を嵌め入れて保持する嵌入部が設けられているものである。
上記発明A1の画像形成装置によれば、感光体を有する着脱ユニットを筐体の装着部に着脱する際、筐体の装着部に取り付けられている転写ユニットに対して着脱ユニットを接近及び離間させた状態にすることを、着脱ユニットの着脱動作の一部として行うことができる。
上記発明A2の画像形成装置では、上記発明A1による効果をより簡易な構成で得ることができる。
上記発明A3の画像形成装置では、上記発明A1による効果が得られることに加えて、操作部材の操作により着脱ユニットの転写ユニットへの押し付けとその押し付けの解除とを行うことができる。
上記発明A4の画像形成装置では、上記発明A1による効果をより簡潔に得ることができる。
上記発明A5の画像形成装置では、上記発明A1による効果が得られることに加えて、操作部材の操作により転写ユニットに対する着脱ユニットの位置決めとその位置決めの解除を行うことができる。
上記発明A6の画像形成装置では、上記発明A1による効果が得られることに加えて、操作部材の操作により着脱ユニットの装着部に対する位置決めとその位置決めの解除を行うことができる。
実施の形態1に係る画像形成装置の外観(外装カバーを開けた状態の外観)を示す斜視図である。 図1における画像形成装置の内部の構成を示す概要図である。 図1における画像形成装置に着脱される着脱ユニット及びその装着状態を示す斜視説明図である。 図3における着脱ユニットを、その装着時の手前側端部の方向から見たときの状態で示す斜視図である。 図4における着脱ユニットを、その装着時の奥側端部の方向から見たときの状態で示す斜視図である。 図4における着脱ユニットを、その底面側から見上げたときの状態で示す斜視図である。 図4における着脱ユニットを、その装着時の奥側端部の方向から見たときの状態で示す背面図である。 図5における着脱ユニットのQ−Q線に沿う概略断面図である。 図5における着脱ユニットをその斜め下方から見上げたときの状態で示す斜視図である。 (a)は着脱ユニットにおける操作レバーをその正面側から見たときの状態で示す斜視図、(b)は(a)の操作レバーをその背面側から見たときの状態で示す斜視図、(c)は(b)の操作レバーのQ−Q線に沿う断面図である。 図4における着脱ユニットの装着時の手前側端部における底面側の構成を示す斜視説明図である。 4つの着脱ユニットの誤装着防止手段としての被嵌合部を示す斜視説明図である。 図1における画像形成装置が備える露光装置を示す斜視図である。 (a)は図8における着脱ユニットのQ−Q線に沿う断面図であり(なお操作レバーを倒した状態に変更し、また装着部の保持部を併記している)、(b)は図13の露光装置のQ−Q線に沿う断面図である(なお装着部の装着台を併記している)。 図1における画像形成装置の筐体の装着部(中間転写装置を含む)と着脱ユニットの着脱過程の一状態を示す要部の斜視説明図である。 図15における筐体の装着部に着脱ユニットを挿入した段階の状態を示す断面説明図である。 図16における筐体の装着部と着脱ユニットとの状態を、挿入方向の手前側から見たときの状態で示す説明図である。 図15における筐体の装着部に着脱ユニットが位置決めされた段階の状態を示す断面説明図である。 図18における筐体の装着部と着脱ユニットとの状態を、挿入方向の手前側から見たときの状態で示す説明図である。 図15における筐体の装着部を、着脱ユニットの挿入方向手前側から見たときの状態で示す側面図である。 図20における筐体の装着部を、中間転写装置、露光装置及び背面支持板等を除いた状態で示す斜視説明図である。 図21における筐体の装着部を、露光装置を取り付けた状態で示す平面説明図である。 図21における筐体の装着部の手前側端部を示す斜視説明図である。 図23における装着部の手前側端部の一部を拡大して示す斜視説明図である。 図20における筐体の装着部と図4における着脱ユニットとの案内等に関する構成を示す説明図である。本図の上段部には正しく挿入された着脱ユニットの底面側の状態及び挿入位置を示し、本図の中段部には装着部の区分けされた部位の1つを上方から見た状態で示し、本図の下段部には誤って挿入された着脱ユニットの底面側の状態及び挿入位置を示している。 図20における筐体の装着部と図4における着脱ユニットとの案内等に関する構成を示す説明図である。本図の上段部には正しく挿入された着脱ユニットの上面側の状態及び挿入位置を示し、本図の中段部には装着部の区分けされた部位の1つを上方から見た状態で示し、本図の下段部には誤って挿入された着脱ユニットの上面側の状態及び挿入位置を示している。 着脱ユニットを装着部に着脱するときの着脱ユニットの奥側端部と装着部の挿入手前側端部との状態及び位置関係を示す斜視説明図である。 着脱ユニットを装着部に着脱するときの着脱ユニットの奥側端部と装着部の挿入手前側端部との状態及び位置関係を、図27とは別の角度から見たときの状態で示す斜視説明図である。 着脱時における着脱ユニットと装着部との状態を、挿入方向の下流側から見たときの状態で示す一部断面説明図である。 着脱時における着脱ユニットと装着部との状態を、挿入方向の上流側から見たときの状態で示す一部断面説明図である。 着脱時における着脱ユニットと装着部との状態を、挿入方向の上流側の上方から見下ろしたときの状態で示す斜視説明図である。 着脱ユニットを装着部に対して挿入する(抜き出す)ときの途中段階の状態を示す要部の斜視説明図である。 図32における着脱ユニットと装着部(中間転写装置の一部を含む)とのQ−Q線に沿う断面説明図である。 正しく挿入された着脱ユニットと誤って挿入された着脱ユニットとの装着部に対する各位置関係を示す斜視説明図である。 図34における正しく挿入された着脱ユニットと誤って挿入された着脱ユニットとの装着部に対する各位置関係を示す平面説明図である。 着脱ユニットが装着部に正しく挿入されたとき状態を示す斜視説明図である。 着脱ユニットが装着部に正しく挿入されたときの状態を、着脱ユニットの一部分を切り欠いて示す側面説明図である。 着脱ユニットが装着部に位置決め(装着)されたとき状態を示す斜視説明図である。 図38における着脱ユニットと装着部とのQ−Q線に沿う断面説明図である。 着脱ユニットが装着部に位置決めされたときの状態を、着脱ユニットの一部分を切り欠いて示す側面説明図である。 着脱ユニットを装着部に着脱するときの動き(途中段階の動き)と露光装置との状態を示す断面説明図である。 着脱ユニットを装着部に着脱するときの動き(図41の時期と少しずれた途中段階の動き)と露光装置との状態を示す断面説明図である。 図42における着脱ユニットが位置決めされたときの状態と露光装置の状態とを示す断面説明図である。 図43における中間転写装置と装着部を除いた着脱ユニットと露光装置とのQ−Q線に沿う断面図である。 図4における着脱ユニットの操作レバーの構成を示す斜視説明図である。 (a)は図45における着脱ユニットの操作レバーを倒したときの状態を示す斜視説明図、(b)は(a)における着脱ユニットの操作レバーを起こしたときの状態を示す斜視説明図である。 (a)は着脱ユニットで使用する清掃具を示す斜視図、(b)は(a)における清掃具を裏返したときの状態で示す斜視図、(c)は(a)における清掃具のQ−Q線に沿う断面図である。 図45における着脱ユニットの操作レバーの開口部から清掃具を挿入して清掃作業をするときの一状態を示す斜視説明図である。 (a)は清掃具により清掃する対象となる部分を有する露光装置とその周辺部の状態を示す断面説明図、(b)は(a)における清掃の対象部分を清掃具による清掃作業を行うときの状態を示す要部断面説明図である。
以下、この発明を実施するための形態(以下「実施の形態」という)について図面を参照しながら説明する。
[実施の形態1]
図1から図6は、実施の形態1に係る画像形成装置等を示すものである。
図1はその画像形成装置の外観(外装カバー14を開けた状態の外観)を示し、図2はその画像形成装置の内部の構成を示し、図3はその画像形成装置において現像剤回収容器を取り外して作像装置が露出する状態の一部を示し、図4から図6はその画像形成装置に着脱自在に取り付けられる着脱ユニットを示している。なお、図1等の各図面に符号X,Y,Zで示す矢印は、各図面において想定した3次元空間の幅、高さ及び奥行の各方向を示す直交座標軸(の方向)である。
<画像形成装置の全体の構成>
実施の形態1に係る画像形成装置1は、現像剤で構成される画像を記録媒体の一例である記録用紙9に形成するものであり、例えば、情報端末機等の外部機器から入力される画像情報を受けて画像の形成を行うプリンタとして構成されている。
この画像形成装置1は、全体が箱状の外観からなる筐体10を有しており、その筐体10の内部空間には、図2に示されるように、現像剤としてのトナーで構成されるトナー像を形成する作像装置2と、作像装置2で形成されるトナー像を一次転写により保持した後に搬送して最終的に記録用紙9に二次転写する二次転写位置まで搬送する中間転写装置30と、中間転写装置30の二次転写位置に供給する記録用紙9を収容するとともに送出する給紙装置40と、中間転写装置30で二次転写されたトナー像を記録用紙9に定着する定着装置45等が配置されている。筐体10の上面部10aには、画像が形成された後の記録用紙9を排出して収容するための排出収容部12が形成されている。図2中に示す一点鎖線は、筐体10の内部における記録用紙9の主な搬送経路である。
作像装置2は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色の現像剤(トナー)像をそれぞれ個別に形成する4つの作像装置2Y,2M,2C,2Kを用いて構成されている。また、これらの作像装置2(Y,M,C,K)は、筐体10の内部空間においてブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順番で次第に位置が高くなる状態(傾斜した状態)で配置されている。
4つの作像装置2(Y,M,C,K)はいずれも、矢印Aで示す方向(図2中において時計回りの方向)に回転駆動する感光ドラム21と、感光ドラム21の外周面における像形成面を所要の電位に帯電させるロール形態等の帯電装置22と、帯電後の感光ドラム21の像形成面に所要の画像情報に基づいて各色成分に分解された光を照射して各色成分の静電潜像を形成する露光装置23と、その静電潜像を各色成分のトナーを供給して現像することにより上記各色のトナー像として顕像化する現像装置24(Y,M,C,K)と、感光ドラム21上のトナー像を中間転写装置30(の中間転写ベルト31)に一次転写させた後の感光ドラム21の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するドラム清掃装置26等で構成されている。図2においては、上記各装置の符号22〜24,26を代表して作像装置2Kにだけすべて付している。
各作像装置2(Y,M,C,K)では、画像形成の要求(情報)を受けると、回転始動する感光ドラム21の外周面を帯電装置22により所要の電位に帯電させた後、その帯電した感光ドラム21の外周面に露光装置23から各色成分の画像信号に対応した光を照射して各色成分の静電潜像を形成する。続いて、各感光ドラム21の外周面に形成された各色成分の静電潜像について、対応する現像装置24において前記4色(Y,M,C,K)のいずれかの色のトナーにより現像して当該4色のトナー像を各感光ドラム21上にそれぞれ形成する。
中間転写装置30は、作像装置2(Y,M,C,K)の重力方向の上方側になる位置において、それら作像装置20群の傾斜した状態で配置されていることに対応して少し傾斜した状態で配置されている。
この中間転写装置30は、作像装置2(Y,M,C,K)の感光ドラム21に形成されるトナー像を一次転写により保持した後に搬送し得る無端状の中間転写ベルト31と、中間転写ベルト31を作像装置2(Y,M,C,K)の各一次転写位置を順次通過させて矢印Bで示す方向に回転するように支持する複数の支持ロール32a〜32eと、中間転写ベルト31の内側に配置され、各作像装置2(Y,M,C,K)の感光ドラム21上に形成される各トナー像を中間転写ベルト31の外周面に一次転写させる一次転写作用を発生するロール形態等の一次転写装置34と、中間転写ベルト31に一次転写されたトナー像を記録用紙9に二次転写させる二次転写作用を発生するロール形態等の二次転写装置35と、二次転写後の中間転写ベルト31の外周面に残留するトナー等の不要物を除去して清掃するベルト清掃装置36等を備えている。
このうち、支持ロール32aは駆動ロール兼二次転写バックアップロール、支持ロール32bは清掃バックアップロール、支持ロール32cは張力付与ロール、支持ロール32d,32eは面出しロールとしてそれぞれ構成されている。
給紙装置40は、作像装置2(Y,M,C,K)の重力方向の下方側になる位置に配置されている。
この給紙装置40は、筐体10に対して引出し自在に取り付けられ、所望のサイズ、種類等の記録用紙9を積載板42の上に積み重ねた状態で収容する単数又は複数の用紙収容体41と、用紙収容体41から記録用紙9を1枚ずつ送り出す送出装置43を備えている。給紙装置40では、画像形成時になると、所要の記録用紙9を用紙収容体41から送出装置43により1枚ずつ送り出す。給紙装置40から送り出された記録用紙9は、一点鎖線で示す搬送経路に沿って進み、その搬送経路上に配置された搬送時期調整ロール対44により二次転写時期に合わせて中間転写装置30の二次転写位置(二次転写装置35が中間転写ベルト31に接触している部位)に最終的に送り込まれる。
中間転写装置30では、画像形成時になると、作像装置2(Y,M,C,K)でそれぞれ形成される各色のトナー像が一次転写装置34の一次転写作用を受けて中間転写ベルト31の外周面に位置合わせされた状態で順次一次転写される。このとき作像装置2(Y,M,C,K)では、一次転写後の感光ドラム21の外周面がドラム清掃装置26により清掃される。続いて、中間転写ベルト31は、一次転写されたトナー像を二次転写装置35と対向する二次転写位置まで搬送する。しかる後、中間転写装置30では、給紙装置40から二次転写位置まで供給された記録用紙9に対し、中間転写ベルト31上のトナー像が二次転写装置35の二次転写作用を受けて二次転写される。このとき中間転写装置30では、二次転写後の中間転写ベルト31の外周面がベルト清掃装置36により清掃される。
定着装置45は、中間転写装置30の二次転写位置の重力方向上方側になる位置に配置されている。
この定着装置45は、その装置の筐体の内部に、所要の方向に回転駆動するとともに加熱手段により加熱されて表面温度が所要の温度に保持されるロール形態、ベルト形態等の加熱回転体46と、この加熱回転体46の回転軸方向にほぼ沿うように所要の圧力で接触して従動して回転するロール形態、ベルト形態等の加圧回転体47等を設置して構成されている。
この定着装置45は、画像形成時になると、中間転写装置30でトナー像が二次転写された記録用紙9を、加熱回転体46と加圧回転体47とが圧接する圧接部に送り込んで通過させて加熱及び加圧することにより、そのトナー像を記録用紙9に溶融させて定着させる。定着後の記録用紙9は、一点鎖線で示す搬送経路を進み、その搬送経路上に配置された排出ロール対48により筐体10の外部に搬出され、最終的に排出収容部12に排出されて収容される。
また、画像形成装置1においては、作像装置2(Y,M,C,K)の全部又は一部(少なくとも複数色のトナー)を選択して作動させることにより、4色(Y,M,C,K)のトナーの全色又は一部の複数色を組み合わせて構成される多色画像を形成することができる。また、作像装置2(Y,M,C,K)の1つを作動させることにより、例えばブラック等の1色のトナーで構成される単色画像を形成することもできる。
さらに、画像形成装置1においては、4つの作像装置2(Y,M,C,K)における各ドラム清掃装置26と中間転写装置30のベルト清掃装置36によりそれぞれ掻き取って除去した回収対象の現像剤を、最終的に着脱形式の現像剤回収容器6に集めて回収するよう構成されている。現像剤回収容器6は、筐体10の一側面部10bに窪んだ構造部として設けられた容器装着部10fに着脱自在に装着されるようになっており(図1等)、例えば回収された現像剤で満杯になった段階で交換される。
<着脱ユニットに関する構成>
そして、画像形成装置1においては、図3から図9等に示されるように、作像装置2(Y,M,C,K)を構成する構成品の一部である感光ドラム21、帯電装置22、現像装置24(Y,M,C,K)及びドラム清掃装置26が共通の支持フレーム201に支持されて一体化されており、その全体が画像形成装置1の筐体10の一部に設けられる装着部13に対して着脱自在に取り付けられるユニット構造物(着脱ユニット20Y,20M,20C,20K)として構成されている。
着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図3、図15等に示されるように、筐体10の装着部13に対して、感光ドラム21の回転軸の軸方向に沿う方向(矢印D1,D2で示す方向)に挿入し及び抜き出すことにより着脱されるよう構成されている。つまり、着脱ユニット20は、装着部13に対して、矢印D1で示す挿入する方向(挿入方向)に沿って移動させることにより挿入され、また矢印D2で示す抜き出す方向(抜き出し方向)に沿って移動させることにより抜き出されるようになっている。
ちなみに、各作像装置2(Y,M,C,K)を構成する残りの露光装置23は、上記装着部13の所要の部位に予め取り付けられている(図15、図20等を参照)。
また、中間転写装置30は、その中間転写装置30を装着するための空間として筐体10の一部に形成された図示しない装着部に位置決めされた状態で取り付けられている。しかも、中間転写装置30は、二次転写装置35を除いた部分(転写ユニット300:図15)が、筐体10の装着部13の上方に位置する専用の装着部から例えば着脱ユニット20の抜き出し方向D2と同じ方向に引き出され、筐体10の外部に露出した状態にできるよう取り付けられている。
<着脱ユニットの着脱動作の概要>
この着脱ユニット20(Y,M,C,K)の装着部13に対する着脱は、概略、次のように行われるよう構成されている。なお、画像形成装置1では、この着脱ユニット20の着脱の際、中間転写装置30を例えば着脱ユニット20(の感光ドラム21)に対して離間させる、接近させる等の変位動作及びそのための変位機構を不要にしている。
はじめに、装着に際しては、図15等に示されるように、着脱ユニット20(Y,M,C,K)を筐体10の装着部13に挿入して収容する。
このとき着脱ユニット20は、図16等に示されるように、その挿入方向D1の上流側になる端部が中間転写装置30から離間する方向に変位した状態で挿入されて収容されるようになっている。これにより、着脱ユニット20は、感光ドラム21が挿入方向D1の上流側になる端部側において中間転写ベルト31(実際には一次転写装置34の転写ロールに支持されているベルト部分)から下方に離間するようにずれ、ユニット全体として片側が下がって傾いた状態に保たれる。このとき各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図17等に示されるように、その挿入方向D1の上流側になる端部(側板201Aが位置する方の端部)が、装着部13において画像形成動作が可能な位置から少し下がった状態になる。
ちなみに、このときの着脱ユニット20は、感光ドラム21の軸方向に沿う外表面が中間転写ベルト31(のベルト外周面31a)とのなす角度(傾き角)θ1が所要の角度(例えば1°)になるよう設定されている(図16、図42等)。このため、着脱ユニット20の挿入方向D1は、基準水平面に対し、その挿入方向D1の下流側にむけて昇り勾配になるよう傾いた方向になる。換言すれば、着脱ユニット20の抜き出し方向D2は、その抜き出し方向の下流側にむけて降り勾配になるよう傾いた方向になっている。基準水平面とは、例えば、図中では座標軸X,Zで形成される面に相当する。また、設計上における水平面や、画像形成装置1が設定される場所で想定される床面などが該当する。
続いて、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、筐体10の装着部13において位置決めされる。
このとき着脱ユニット20は、後述する操作レバー(50)を操作することにより、その挿入方向D1の上流側になる端部が中間転写装置30に対して接近する方向に変位させられた状態になる。これにより、着脱ユニット20は、図18等に示されるように、感光ドラム21が挿入方向D1の上流側になる端部側も含めて中間転写ベルト31(実際には一次転写装置34のロールに支持されているベルト部分)に接触した状態に保れる。
以上により、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13に位置決めされて正式に装着された状態(画像形成動作が可能な状態)になる。このとき各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図19等に示されるように、その挿入方向D1の上流側になる端部(201A)が、装着部13において画像形成動作が可能な位置にむけて持ち上げられるよう変位した状態になる。
一方、取り外しに際しては、着脱ユニット20(Y,M,C,K)を筐体10の装着部13から抜き出す。
この際、その抜き出しに先立って、まず後述する操作レバー(50)を操作することにより、着脱ユニット20の挿入方向D1の上流側になる端部を中間転写装置30から離間する方向に変位させた状態(位置決めが解除された状態)にする。これにより、着脱ユニット20は、前述したように感光ドラム21が挿入方向D1の上流側になる端部側において中間転写ベルト31から下方に離間するようにずれ、ユニット全体として傾いた状態にされる。このとき各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13に挿入した段階での状態と同様に、その挿入方向D1の上流側になる端部(201A)が装着部13において正規の位置から少し下方に下げられた状態にされる(図17等)。
この後、着脱ユニット20は、その傾いた状態のままで装着部13から抜き出し方向D2に沿って移動させることにより引き抜かれる。これにより、着脱ユニット20は、装着部13の外部に取り外されることになる(図3)。
<着脱ユニットの詳細な構成>
着脱ユニット20(Y,M,C,K)はいずれも、図4から図8等に示されるように、感光ドラム21、帯電装置22、現像装置24(Y,M,C,K)及びドラム清掃装置26を支持フレーム201に支持させて一体化した構造物である。
◎着脱ユニットを構成する主な構成品
このうち支持フレーム201は、主に2つの側板201A,201Bで構成されており、また必要に応じて側板201A,201Bをつないで支持する図示しない連結部材等で構成されている。
感光ドラム21としては、例えば接地処理される円筒状の導電性基体の外周面に有機導電材料等からなる感光層を形成したものが使用されている。感光ドラム21の長手方向の両端には、導電性基体の一部を構成する円盤形状のフランジ部212,213が設けられている。また、この感光ドラム21は、その両端部から突出する軸部を介して支持フレームの側板201A,201Bに回転自在に取り付けられている。さらに、感光ドラム21は、着脱ユニット20の挿入方向D1の先端側(装着時の奥側)になる側板201Bから外側に突出させて設けた軸部214の内部側に、装着部13側から伝達される回転動力を受ける被伝達ギヤ215を配置している。被伝達ギヤ215としては、例えば円筒の内壁面にギヤ歯を形成した雌型のギヤが適用されている。
帯電装置22としては、感光ドラム21の像形成面に接触して従動回転する帯電ロール221を接触させる接触式の帯電装置が使用されている。帯電ロール221は、その両端部が支持フレームの側板201A,201Bに対して回転自在に取り付けられており、感光ドラム21の外周面に接触して従動回転するようになっている。また、帯電ロール221は、装着部側から送られる帯電用電圧が供給される。さらに、帯電ロール221は、そのロール外周面に接触して回転する清掃ブラシロール222によりロール外周面が清掃される。
現像装置24(Y,M,C,K)は、例えばトナー及びキャリアを含む二成分現像剤を用いて現像を行う二成分現像装置が適用されている。現像装置24は、感光ドラム21の軸方向に沿って向き合う現像用開口部と、現像剤を収容して循環搬送させる仕切り空間からなる収容部と、その収容部に補給される補給現像剤を受け入れる補給受部240cが形成された筐体240を有している。筐体240は、その内部に、現像ロール241と、収容部に収容されている現像剤を撹拌して現像ロール241にむけて搬送する攪拌搬送部材の一例であるスクリューオーガ242と、現像ロール241に供給されて保持される現像剤の層の厚みを規制する丸棒状の層厚規制部材243とが配置されている。
このうち、現像ロール241は、矢印Cで示す方向に回転するよう配置される円筒状のスリーブ241aと、そのスリーブ241aの内部に配置される磁石ロール241bとで構成されている。また、現像ロール241は、その両端部に、感光ドラム21におけるフランジ部212,213に接触させて感光ドラム21の像形成面との所要の間隙を保持する円盤状のトラッキングロール244が設けられている。
また、この現像ロール241(のスリーブ242)は、図5、図7等に示されるように、着脱ユニット20の挿入方向D1の下流側になる端部に、回転動力を受けるための軸継手としての被駆動側カップリング245が筐体240の端部から突出した状態で取り付けられている。
また、現像装置24(Y,M,C,K)は、図4、図5、図8等に示されるように、筐体240の現像用開口部から上方にむけて延長した突出端部246の両端部に形成される揺動支持部(揺動軸部)247を、着脱ユニット20の支持フレームの側板201A,201Bに形成される揺動軸受け孔202に回動自在に嵌め入れることにより取り付けられている。この取り付け構造により、現像装置24は、着脱ユニット20において揺動支持部247を中心にして矢印H1,H2で示す方向に揺動可能に支持されている。
さらに、現像装置24(Y,M,C,K)は、筐体240の一部と支持フレームの側板201A,201Bとの間に取り付けられるコイルバネ248により矢印H1で示す方向に押された状態になっている。これにより、現像装置24は、現像ロール51のトラッキングロール514が感光ドラム21のフランジ部212,213に接触する状態が補助されている。
ドラム清掃装置26としては、その装置筐体の内部に、感光ドラム21の外周面に接触して残留トナー等の不要物をかき取る弾性板等の清掃部材261と、清掃部材261でかき取られる残留トナーを搬送パイプ263の内部を通して現像剤回収容器6に送り出すスクリューオーガ等の回転搬送部材262等を設けて構成されている。このドラム清掃装置26は、その両端部が支持フレームの側板201A,201B(又はその連結部材)に固定された状態で取り付けられている。
◎着脱ユニットにおける操作レバー
また、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図5〜図6等に示されるように、装着部13に装着して収容されたときに挿入方向D1の下流側になる端部を、中間転写装置30に対して接近及び離間する方向(矢印E1,E2で示す方向)に変位させる操作を行う操作レバー50が設けられている。
操作レバー50は、着脱ユニット20の上記下流側の端部を中間転写装置30に対して接近及び離間する方向に変位させる操作を行う部材であり、これにより、最終的に、その着脱ユニット20における感光ドラム21を中間転写ベルト31(の一次転写装置34に支持される部位)に対して接触及び離間させた状態にする操作を行うことができるようになっている。
この操作レバー50は、図10等に示されるように、所要の形状に成形された板状の本体部51と、本体部51の下部側において揺動軸部210が挿入されて本体部51を矢印J1、J2で示す方向に回動自在に支持する軸受け部52と、本体部51の軸受け部52よりも下方の部位において軸受け部52に対して接近及び離間する方向(矢印K1,K2)に変位自在に取り付けられる変位底部53と、変位底部53と軸受け部52の間で変位底部53を軸受け部52から離間させる方向K2に弾性的に押し付けるコイルバネ67とで構成されている。揺動軸部210は、着脱ユニット20の支持フレーム側板201Aの下部に配置される揺動支点になる。
そして、この操作レバー50は、図14、図16、図18等に示されるように、着脱ユニット20の側板201Aの下部に配置される揺動軸部210を中心にして矢印J1、J2で示す方向に揺動(移動)させることにより操作される。具体的には、操作レバー50は、着脱ユニット20の上記下流側の端部を中間転写装置30に対して接近する方向E1に変位させるときには、矢印J1で示す起こす方向に揺動させるように操作し、反対に、着脱ユニット20の上記下流側の端部を中間転写装置30に対して離間する方向E2に変位させるときには、矢印J2で示す倒す方向に揺動させるように操作するようになっている。
また、この操作レバー50は、着脱ユニット20の上記下流側の端部を中間転写装置30に対して接近する方向E1に変位させるよう起こす方向J1に揺動したときに、その下端部になる変位底部53が装着部13の一部(固定面部135)に接触して保持されるように構成されている。
なお操作レバー50は、図示しないコイルばねにより、その倒す方向J2に揺動させられるよう弾性的に押された状態になっている。その図示しないコイルばねは、そのコイル部を軸受け部52に取り付け、その一端部を側板201Aに接触させ、その他端部を本体部51に接触させた状態で取り付けられる。
変位底部53は、その内側に本体部51の下方部位とコイルバネ67とを収容するための空間が形成された箱形の形状からなっており、図10に示されるように、その側面に設けた案内溝55に本体部51の突起部51cが嵌め入れられて矢印K1,K2で示す方向に案内されて移動するよう取り付けられている。
また、変位底部53は、例えばその側面に形成した案内溝55の上端55aが本体部51の下方部位に設けた突起部51に接触することにより、軸部52から離間する方向K2への移動が規制されるようになっている。また、変位底部53は、例えばその上端の一部(切欠き部)53bが本体部51に設けた停止突出部51dに接触することにより、軸部52に接近する方向K1への移動が規制されるようになっている。
さらに、変位底部53は、その内側の空間内において、上端を軸受け部52に接触させる一方で、下端を内側底面に接触させた状態でコイルバネ67を配置している。これにより、変位底部53は、コイルバネ67のばね力F1により軸受け部52から離間する方向K2に弾性的に押された状態に保たれている。そして、この変位底部53は、着脱ユニット20が装着部13に装着されて操作レバー50を起こす方向J1に揺動させて操作したときに、装着部13の一部(固定面部135)に接触して保持される(図18、図39等)。この際、変位底部53はコイルバネ67のばね力F1により押されるが、そのばね力F1に対する反力が軸受け部52に発生し、その反力(F1)が揺動軸部210を介して着脱ユニット20の上記下流側の端部(側板201A)を中間転写装置30に対して接近する方向M1に押し付ける力として発揮されるようになっている(図18、図43)。
◎露光装置の収容空間
また、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図5〜図9等に示されるように、現像装置24とドラム清掃装置26の間に、露光装置23を収容して配置するための配置空間部203が設けられている。
配置空間部203は、その全体が着脱ユニット20の挿入し及び抜き出しするときの方向D1,D2にほぼ沿って延びる細長い空間であり、また、着脱ユニット20の挿入方向D1の下流側(奥側)になる端部側が開口し、着脱ユニット20の挿入方向D1の上流側(手前側)になる端部側が閉鎖した空間になっている。
また、着脱ユニット20は、その挿入方向D1の上流側になる端部に、露光装置23の後述する一端部(被誘導部27)が着脱ユニット20の挿入時に誘導されて収容される誘導収容部204が設けられている。
◎着脱ユニットの位置決めに関する構成
また、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図5〜図6、図9等に示されるように、その挿入方向D1の下流側(奥側)に位置する側板201Bに取付け固定用の突起部205が設けられている。
突起部205は、側板201Bのうちドラム清掃装置26の下方側になる部位に、着脱ユニット20の挿入方向D1の下流側にむけて突出した状態で設けられている。この突起部205は、装着部13における後述の保持部(15)に形成される取付け孔(17)に嵌め入れられる。これにより、突起部205は、側板201Bの下部を、保持部(15)に取り付けて固定した状態にする。
また、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図4、図5、図7等に示されるように、その挿入方向D1の上流側(手前側)に位置する側板201Aに、装着部13に挿入して収容した際にその挿入方向D1上流側になる端部を位置決めするための接触面部206が設けられている。
この位置決め用の接触面部206は、側板201Aの上端部において感光ドラム21の円弧状の外周面とほぼ同じ高さになる位置に、感光ドラム21の外周面の曲率とほぼ同じ曲率の円弧からなる曲面の部位として設けられている。この接触面部206は、上記位置決めの際に、装着部13に配置されている中間転写装置30の後述する支持板(301)に形成された位置決め受け形状部(302)に接触して嵌め合わせられる。これにより、接触面部206は、装着部13に挿入して収容される着脱ユニット20(厳密には挿入方向D1上流側になる端部)における感光ドラム21を、中間転写装置30における中間転写ベルト31との接触位置に対して位置決めするようになっている。
◎着脱ユニットの着脱時の案内に関する構成
着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図5から図9等に示されるように、現像装置24の筐体240のうち露光装置23が配置収容される上記配置空間部203に面する部位に、露光装置23における後述する第1の案内部(75)が嵌め入れられて案内される第1の被案内部71が設けられている。
第1の被案内部71は、現像装置24の筐体240における挿入方向D1下流側になる端部に、上記配置空間部203内に突出するとともに上下方向に離れて向き合う状態になる2つの対向突出部71a,71bを設け、その2つの対向突出部71a,71bの間に第1の案内部(75)を嵌め入れる被案内用空間71cを存在させた形態からなる部位として形成されている。この第1の被案内部71は、その被案内用空間71cに第1の案内部(75)が嵌め入れられたときのみ案内される。このことから第1の被案内部71は、一時案内部の被一時案内部として使用される。
また、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図5から図9等に示されるように、ドラム清掃装置26における筐体260の下端部や支持フレーム201の連結部材の下端部に、装着部13における後述の第2の案内部(77)と嵌め合わされて案内及び支持される第2の被案内部73が設けられている。
第2の被案内部73は、ドラム清掃装置26の筐体260又は連結部材の下端部に、上記露光装置23の配置空間部203とは反対側に突出するとともに挿入方向D1に沿って所要の長さ(案内される長さ)Gm2(図25)を有する板状の部位として形成されている。この第2の被案内部73は、装着部13における第2の案内部(77)に嵌め入れられるときに、その案内部(77)と協働して着脱ユニット20の移動を案内するとともに着脱ユニット20を装着部13に支持する。
さらに、着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図9、図11等に示されるように、側板201Aの下部に、装着部13における後述の嵌入部(78)と嵌め合わされて位置決め固定される突出部74が設けられている。
突出部74は、側板201Aの下部の内面側に、現像装置24の筐体240の下端部又は後述する誤装着防止手段の被嵌合突起(85)と向き合う方向に突出した部位として形成されている。この突出部74は、着脱ユニット20を装着部13に挿入した後に位置合わせする際、装着部13における後述の嵌入部(78)に嵌め入れられて移動することで保持される。これにより、突出部74は、側板201Aの下部を固定する。
◎着脱ユニットの誤装着防止手段に関する構成
着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図6、図7、図9、図22等に示されるように、装着部13における後述の誤装着防止手段としての嵌合溝(81)に合致したときに嵌め合わされる誤装着防止手段としての被嵌合突起85が設けられている。
被嵌合突起85は、各着脱ユニット20における現像装置24の筐体240の挿入方向D1上流側になる端部の底面において共通の面積及び平面形状に区画された区画面部249にそれぞれ1つずつ設けられ、全体として4つの被嵌合突起85Y,85M,85C,85Kにて構成されている。各被嵌合突起85(Y,M,C,K)は、各着脱ユニット20における現像装置24の筐体240上記区画面部249のうち予め設定された所定の位置に、下方側に所定の長さだけ突出した形状(例えば角柱形状)で形成されている。
つまり、この4つの被嵌合突起85Y,85M,85C,85Kは、装着部13における後述の4つの嵌合溝(81Y,81M,81C,81K)のいずれか1つと対応して合致する位置に形成されている。また、4つの被嵌合突起85(Y,M,C,K)は、互いに同じ形状で形成されており、その設けられる位置のみがすべて異なっている。図11等における符号240dは、現像装置24の筐体240のうち上記底面部249よりも下方に突出した状態で配置されて停止板として機能する最下端部である。ちなみに、被嵌合突起85は、現像装置24における筐体240の最下端部240dの内面から嵌合溝81の長さ分だけ内側になる位置に形成されている。
<露光装置の構成>
露光装置23は、図13等に示されるように、発光源231を有する発光構造部230と、発光構造部230を感光体21に対して接近及び離間する方向(矢印M1,M2で示す方向)に移動させるよう支持する支持構造部232とで構成されている。
発光構造部230は、図14(b)等に示されるように、複数の発光素子(LEDなど)を感光ドラム21の軸方向(全域)に沿う状態で基板に配置してなる発光源231と、発光源231から発せられる光を感光ドラム21に焦点を合わせて出射させるレンズ等の光学部品233と、発光源231及び光学部品233を支持する支持部材234等を備えている。
支持構造部232は、図13や図14(b)に示されるように、発光構造部230を収容する収容部が形成された樋状の本体235と、本体235を筐体10の装着部13に取り付けるための取付け突起236及び取付け板237等を備えている。本体235の収容部は、感光ドラム21の軸方向に沿って延びる細長い矩形の底板235aと、その底板235aの長手方向の端部から立ち上がって対向する2枚の側板235bとで囲まれる空間として形成されている。
また、支持構造部232は、本体235の収容部の長手方向における両端部のうち着脱ユニット20の挿入方向D1下流側になる端部に、発光構造部230を揺動自在に支持する揺動支持部238を設けている。揺動支持部238には、図14(b)に示されるように、発光構造部230の支持部材234における挿入方向D1の下流側になる端部234aをその下方側から点又は線で接して支持する支点部材239が配置されている。これにより、発光構造部230は、支持構造部232の収容部内において支点部材239を中心にして矢印M1,M2で示す方向に揺動するようになっている。
発光構造部230は、着脱ユニット20の挿入方向D1上流側になる端部に、着脱ユニット20における感光ドラム21に接近する方向に発光構造部230が揺動されるよう誘導される被誘導部27が設けられている。
被誘導部27は、発光構造部230を構成する支持部材234の挿入方向D1上流側になる端部に延長して突出させた状態で設ける囲い枠271と、その支持部材234の下面に配置される揺動支点部を中心にして囲い枠271の内部空間内で上下方向に搖動する揺動部材272と、揺動部材272の先端部に設けられ、着脱ユニット20の側板201Aにおける誘導収容部204の天井面になる接触受け面204aに接触する位置決め用の接触部材273と、揺動部材272を下方にむけて揺動させるよう弾性的に押し付ける板バネ274とで構成されている。
この被誘導部27は、着脱ユニット20を装着部13に装着するとき、着脱ユニット20における誘導収容部204に設けられる後述の誘導部(28)に接触して移動することにより、発光構造部230の挿入方向D1上流側になる端部が感光ドラム21に接近する方向M1に移動するよう誘導される。一方、発光構造部230は、被誘導部27が後述の誘導部(28)に接触していないときには、支持構造部232の収容部において、挿入方向D1の上流側になる端部が支持構造部232において自重によって感光ドラム21から離間する方向M2に移動した状態になる。
ここで、着脱ユニット20における誘導収容部204は、図9、図14(a)等に示されるように、側板201Aの露光装置23の設置空間部203を臨む下部の内面に、発光構造部230の一端部に配置される被誘導部27を収容するための空間を形成した構造部分である。また、誘導収容部204は、図14(a)等に示されるように、着脱ユニット20における感光ドラム21の軸方向と平行するほぼ平面からなる接触受け面(天井面)204a及び下部面(底面)204bを有している。
また、この誘導収容部204に設けられる誘導部28は、誘導収容部204における上記下部内壁面(底面)204bで構成されている。この誘導部28は、被誘導部27における板ばね274によるばね力(F2)を受けることができる形状及び強度からなる部位である。
板バネ274は、図14(b)等に示されるように、全体がS字状に曲げられた形態の板バネで構成されている。また、板バネ274は、そのS字の中央部を揺動部材272に固定したうえで、そのS字の上端部が発光構造部230の支持部材234又は囲い枠271の一部に接触し、そのS字の下端部が自由端として揺動部材272及び囲い枠271の下方側に露出された状態になるよう取り付けられている。
また、板バネ274は、特にそのS字の下端部が、着脱ユニット20を装着部13に挿入するときに着脱ユニット20の誘導収容部204の内部空間(特に下部内壁面204b)に導入されやすくする昇り勾配の傾斜面からなる導入面部274aと、誘導収容部204内に収容された段階でその誘導収容部204の底面204bに安定して保持される水平面になる設置端部274bとを有する形状に形成されている。
さらに、この板バネ274は、露光装置23の被誘導部27が着脱ユニット20の側板201Aにおける誘導部28の誘導収容部204の収容空間に収容されて着脱ユニット20の最終の位置決めがされたときに、露光装置23の発光構造部230を感光ドラム21にむけて弾性的に押し付ける第1の押付け部材としても機能するようになっている。このため、板バネ274は、例えば、所要のばね力F2(図42)で発光構造部230を感光ドラム21にむけて押し付けるように設定されている。
また、支持構造部232は、本体235の収容部を構成する一方の側板235bに、着脱ユニット20の着脱時における挿入及び抜き出しの移動を案内する第1の案内部75が設けられている。
第1の案内部75は、支持構造部232のうち現像装置24と向かい合う側に位置する側板235bの外表面に、着脱ユニット20の挿入方向D1及び抜出し方向D2に沿って所要の長さ(案内する長さ)GL3で直線的に延びるレール状の形態の部位として形成されている(図13、図25)。また、第1の案内部75は、着脱ユニット20の挿入方向D1が前述したように挿入方向D1の下流側にむけて昇り勾配になるよう傾いた方向に設定されているため、その昇り勾配で傾いた方向に対応させて案内部75の挿入方向D1の下流側になる端部75aがその上流側になる端部75bよりも相対的に高い位置になる状態になっている。この第1の案内部75は、具体的には、その上下に、上記昇り勾配で傾いた方向に対応するよう傾いて延びる直線案内面75c,75dが存在する形状で形成されている。
この第1の案内部75は、着脱ユニット20における第1の被案内部71に嵌め入れられると、その着脱ユニット20を挿入方向D1及び抜き出し方向D2に沿ってそれぞれ案内する。ただし、この案内部75は、後述するように第1の被案内部71が嵌め入れられたときだけ案内する一時案内部として機能する。
以上の構成からなる露光装置23は、図14(b)、図15、図20、図29等に示されるように、その支持構造部232を介して筐体10の装着部13における所定の部位(設置面部133:図21)に取り付けられる。
<筐体の装着部の構成>
一方、これらの着脱ユニット20(Y,M,C,K)が着脱自在に装着される筐体10の装着部13は、図15、図20から図22等に示されるように、4つの着脱ユニット20が設置される板状の装着台131と、装着台131のうち着脱ユニット20の挿入方向D1下流側(奥側)になる部位に設置される保持部15と、装着台131のうち着脱ユニット20の挿入方向D1上流側(手前側)になる部位の上方に設置される中間転写装置30の手前側の支持板301等を備えている。
まず、装着台131は、4つの着脱ユニット20(Y,M,C,K)が個別に装着されるよう区分けされた部位132(Y,M,C,K)に仕切られている。例えば、区分けされた部位132Yには、イエロー色(Y)用の着脱ユニット20Yが装着されることになる。装着台131は、着脱ユニット20(Y,M,C,K)が前述したように斜めの状態で配置されることに対応して筐体10内において基準水平面に対して斜めに傾いた状態で配置される(図18、図21等)。区分けされた部位132(Y,M,C,K)は、着脱ユニット20の挿入方向D1等に沿う方向に長く延びる領域として構成されており、その一部に露光装置23を取り付けるための設置面部133が形成されている(図21等)。
装着台131における区分けされた部位132(Y,M,C,K)には、その境界仕切り板を兼ねた部位の上端に第2の案内部77A,77Bがそれぞれ設けられている。第2の案内部77A,77Bは、各着脱ユニット20における第2の被案内部73が嵌め入れられたときに、その各着脱ユニット20の移動を案内するとともに着脱ユニット20を支持するものである。
この第2の案内部77A,77Bは、境界仕切り板を兼ねた部位の上端に、その着脱ユニット20の挿入方向D1における所定の2箇所(位置)で各部位の内側に向いて曲げられて下方に案内空間を形成する形状からなる板状の部位として形成されている。第2の案内部77A,77Bは、着脱ユニット20の挿入方向D1における案内長さGLが所定の長さGL1,GL2に設定されている(図25)。
また、第2の案内部77A,77Bは、着脱ユニット20が区分けされた部位132に装着されている過程(途上)では、その着脱ユニット20における第2の被案内部73が少なくとも挿入方向D1の上流側に位置する案内部77Aに又は案内部77A,77Bの双方に同時に嵌め入れられた状態になり、かつ、着脱ユニット20が区分けされた部位132に正常に装着されたときには、その脱ユニット20における第2の被案内部73が挿入方向D1の下流側に位置する案内部77Bに嵌め入れられた状態になる位置に(位置関係になるよう)配置されている(図25)。
次に、装着部13における保持部15は、装着部13の区分けされた部位132(Y,M,C,K)のそれぞれに対応して1つずつ配置される。この保持部15は、板状の本体部に、各着脱ユニット10における感光ドラム21の軸部214を嵌め入れて保持する保持孔16と、各着脱ユニット10における突起部205が嵌め入れられて固定される取付け孔17とが設けられた部材として構成されている。また、保持部15は、装着部13の奥側に配置される図示しない支持フレームに固定して取り付けられている。
このうち保持孔16は、その下部に感光ドラム21の軸部214を保持孔16の上面部にむけて弾性的に押圧する押圧部材18が配置されている。押圧部材18は、保持部15の本体部において上下方向に変位自在に取り付けられた半円弧の押圧面を有する本体部と、その本体部を上方に弾性的に押し付けるコイルバネ19とで構成されている。
次に、中間転写装置30の手前側の支持板301は、図15等に示されるように、中間転写ベルト31、複数の支持ロール32、ベルト清掃装置36等を支持する板状の部材であり、装着部13の着脱ユニット20の挿入方向D1上流側(手前側)になる位置に配置されている。図15における符号363は、ベルト清掃装置36で除去したトナー等を搬送する搬送パイプの終端排出部である。
支持板301は、その全体が、装着部13の装着台131の傾いた面とほぼ平行する状態で延びる下辺部301aを有する形状で構成されている。また、支持板301は、その下辺部301aに、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)の側板201Aにおける位置決め用の接触面部206がそれぞれ接触して位置決めされる4つの位置決め受け形状部302と、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)の現像装置24における突出端部246が接触して着脱ユニット20の着脱時の移動を案内する4つの第3の案内部304等が設けられている。
位置決め受け形状部302は、各着脱ユニット20における位置決め用の接触面部206と向き合う位置に、その接触面部206における接触面の形状と合致する円弧状に形成した接触部を設けている。第3の案内部304は、現像装置24における突出端部246と向き合う位置において、その突出端部246が接触して着脱ユニット20の着脱時の移動時に変動(特に中間転写ベルト31に接近する方向E1へ変位する変動)を規制して案内する板状の部材で構成されている。このため、第3の案内部304は、着脱ユニット20の着脱時における規制部として機能する。
また、この装着部13は、図20から図23等に示されるように、装着台131において着脱ユニット20の挿入方向D1上流側になる端部に、着脱ユニット20の誤装着防止手段としての嵌合溝81が設けられている。
嵌合溝81は、装着台131において区分けされた部位132(Y,M,C,K)毎に設けられ、全体として4つの嵌合溝81Y,81M,81C,81Kで構成されている。これらの嵌合溝81(Y,M,C,K)は、図23等に示されるように、装着台131の上記端部に共通の面積及び平面形状で区画されてなる区画面部134のうち予め設定された所定の位置に、着脱ユニット20の挿入方向D1に沿って延びる所定の深さ及び長さからなる溝形状の部位として形成されている。この嵌合溝81は、上方が開口(解放)された直線状の溝形状で構成されている。また、嵌合溝81(Y,M,C,K)の深さは、各着脱ユニット20における被嵌合突起85(Y,M,C,K)の突出高さよりも少し大きい寸法に設定されている。さらに、嵌合溝81(Y,M,C,K)の挿入方向D1に沿う長さはすべて共通の寸法に設定されている。その長さは、例えば、着脱ユニット20を装着部13に挿入したときに予め定めた挿入停止位置で被嵌合突起81(Y,M,C,K)が衝突して停止できる位置まで延ばされた長さに設定されている。
実施の形態1における嵌合溝81Y,81M,81C,81Kは、共通の区画面部134のなかで挿入方向D1と交差する方向における形成位置が、この順番で最も右寄りの位置、中央から少し右寄りの位置、中央から少し左寄りの位置、最も左寄りの位置になるよう設定されている(図20、図23)。着脱ユニット20における被嵌合突起85(Y,M,C,K)は、この嵌合溝81(Y,M,C,K)の形成位置に対応させた位置にそれぞれ形成されている。
また、この装着部13は、図21、図23等に示されるように、その装着台131において着脱ユニット20の挿入方向D1上流側になる端部に、着脱ユニット20における操作レバー50の下端部である変位底部53を保持するための固定面部135が設けられている。
固定面部135は、上面が例えば平面で形成された部位であり、区分けされた部位132(Y,M,C,K)毎に1つずつ設けられている。この固定面部135は、着脱ユニット20の位置決めの際に操作レバー50が操作されたときにその操作レバー50における変位底部53が移動して接触し、その接触した状態にある変位底部53を保持することになる。
さらに、この装着部13は、図23、図24等に示されるように、その装着台131において着脱ユニット20の挿入方向D1下流側になる端部に、着脱ユニット20における突出部74を嵌め入れて保持する嵌入部78が設けられている。
嵌入部78は、着脱ユニット20の挿入方向D1上流側になる端部が装着部13において位置決め方向に変位させられるときの方向(中間転写ベルト31に接近する方向E1)に沿って上方側に延びるように切り込まれ、上端が閉じられた切欠き形状からなる部位として形成されている。また、嵌入部78は、上記固定面部135のうち嵌合溝81側寄りの端部に存在する状態で形成されている。この嵌入部78も、区分けされた部位132(Y,M,C,K)毎に1つずつ設けられている。
図25は、着脱ユニット20に設けられる第1の被案内部71及び第2の被案内部73に関する各形成位置及び被案内長さGmと、装着部13における露光装置23に設けられる第1の案内部75と装着部13の区分けされた部位132毎に設けられる第2の案内部77A,77Bに関する各形成位置及び案内長さGLとをそれぞれ示したものである。
図25では、その中段の位置に装着部13における区分けされた部位132の1つを示し、その上段の位置に正しく挿入された着脱ユニット20(の挿入完了の位置)をその底面側から見たときの状態で示し、その下段の位置に誤って挿入された着脱ユニット20X(の挿入途上の位置)をその底面側から見たときの状態で示している。
このうち装着部13(露光装置23)における第1の案内部75は、挿入方向D1に沿って比較的長い案内長さGL3を有する案内部であって、着脱ユニット20における第1の案内部71を比較的長い間案内するものである。一方、第1の案内部75は、その挿入方向D1の下流側になる端部75aが、正しく挿入された着脱ユニット20(上段位置に示すもの)における第1の被案内部71を案内しない位置(案内終了位置)の手前で終わるよう設定されている。
また、装着部13における第2の案内部77A,77Bは、挿入方向D1に沿う上流側の端部及び下流側の端部に分かれて配置された各案内長さGL1,GL2を有するものであって、着脱ユニット20における第2の被案内部73を案内部77Aが先に案内し始め、続いて案内部77Bも加わって案内するものである。一方、第2の案内部77A,77Bは、正しく挿入された着脱ユニット20(図25の上段の位置に示すもの)における第2の被案内部73を共に案内及び支持するよう設定されている。
図26は、着脱ユニット20の現像装置24に設けられる規制部としての突出端部246に関する形成位置及び被案内長さGmと、装着部13における中間転写装置30の支持板301に設けられる第3の案内部304に関する形成位置及び案内長さGLを示したものである。
図26では、図25の場合と同様に、その中段の位置に装着部13における区分けされた部位132の1つを示し、その上段の位置に正しく挿入された着脱ユニット20(の挿入完了の位置)をその底面側から見たときの状態で示し、その下段の位置に誤って挿入された着脱ユニット20X(の挿入途上の位置)をその底面側から見たときの状態で示している。
装着部13(支持板131)における第3の案内部304は、挿入方向D1の上流側端部に位置する短い案内長さGL4を有する案内部であって、着脱ユニット20における規制部としての突出端部246をその被案内の長さ(Gm3)に相当する比較的長い間案内するものである(図26)。一方、第3の案内部304は、その形成位置が、装着部13に正しく挿入された段階における着脱ユニット20(上段位置に示すもの)の規制部としての突出端部246を案内しない位置(案内終了位置/具体的には挿入方向D1の最も上流側の位置)に存在するよう設定されている。
<着脱ユニットの着脱動作の詳細>
以下、この着脱ユニット20(Y,M,C,K)の装着部13に対する着脱動作について、詳しく説明する。
◎装着時の挿入段階
はじめに、その装着に際しては、図15等に示されるように、まず各着脱ユニット20(Y,M,C,K)を装着部13の区分けされた部位132(Y,M,C,K)にそれぞれ挿入することから開始される。具体的には、着脱ユニット20は、感光ドラム21の軸部214等が配置されている側板201Bを先頭にした姿勢で、装着部13の該当する部位132に対して挿入方向D1に沿うよう移動させる。ちなみに、この挿入作業を行うときには、操作レバー50は倒された状態(図16、図33等において矢印J2で示す倒す方向に揺動させた状態)にされる。
この際、着脱ユニット20は、装着部13において装着台131と中間転写装置30(支持板301)との間に形成される装着空間に対し、そのユニット20の下部に形成されている露光装置23の設置空間部203内に、区分けされた部位132に予め取り付けられている露光装置23を侵入させるような状態で移動する。そして着脱ユニット20は、図27〜図30等に示されるように、最初に、着脱ユニット20の下部側にある第1の被案内部71に対して装着部13における露光装置23側にある第1の案内部75が嵌め入れられ、第1の案内部75による案内が開始される。しかる後、着脱ユニット20の上部側にある突出端部246が装着部13の支持板301側にある第3の案内部304に接触し始め、第3の案内部304による案内(及び規制)が開始される。
続いて、着脱ユニット20は、挿入方向D1に沿って更に移動すると、着脱ユニット20の下部側にある第2の被案内部73が装着部13側の手前側にある第2の案内部77Aに嵌め入れられて第2の案内部77Aによる案内も開始される(図29)。
これにより、着脱ユニット20は、挿入の過程において、その現像装置24の配置された側の部位が、装着部13側にある第1の案内部75による案内及び第3の案内部304による案内(及び規制)より保持されて安定した状態に持たれて移動する一方で、そのドラム清掃装置26が配置された側の部位が、装着部13側にある第2の案内部77Aにより保持されて安定した状態に保たれて移動する。
この結果、着脱ユニット20は、第1の案内部75、第2の案内部73及び第3の案内部246による3点で支持された状態で案内されつつ、その挿入方向D1に沿って進むよう安定して挿入される。このため、着脱ユニット20における感光ドラム21は、その下方側において露光装置23の発光構造部230(光学部品233)との間隔(間隙)が保持されるので発光構造部230との接触が回避され、またその上方側において中間転写装置30の中間転写ベルト31との間隔(間隙)が保持されるので中間転写ベルト31との接触も回避される。また、着脱ユニット20は、その上方への不測の移動(変動)が、現像装置24における突出端部246を介して支持板301における第3の案内部304による案内(規制)を受けることにより防止される。
この挿入されるときの着脱ユニット20は、最終的には、図31等に示されるように、その挿入方向D1の下流側になる端部(側板201Bのある側の端部)における感光ドラム21の軸部214や取付け固定用の突起205を、装着部13の挿入方向D1下流側にある端部に配置される保持部15における保持孔16や取付け孔17に嵌め入れるまで移動するようになっている。
しかし、この着脱ユニット20(Y,M,C,K)では、図32等に示されるように、装着部13の最終の挿入停止位置に達する手前側の位置(挿入途上)において、誤装着防止手段としての被嵌合突起85(Y,M,C,K)が、装着部13における誤装着防止手段としての嵌合溝81(Y,M,C,K)と対応して合致するか否かが確認される。図33は、図32における着脱ユニット20及び装着部13をQ−Q線に沿う断面として概略的に示している。
ここで、例えば、装着部13におけるシアン(C)色用に区分けされた部位132Cに対して、シアン(C)色用の着脱ユニット20Cでない他の色(Y,M,Kのいずれか)の着脱ユニット20X(実際には着脱ユニット20Y,20M,20Kのいずれか)を誤って挿入(誤装着)した場合を想定する。
この場合、その誤装着した着脱ユニット20Xは、図31、図34、図35等に示されるように、挿入方向D1の上流側になる端部(側板201A)の外面が装着部13における装着台131の挿入方向D1の上流側になる端部131eに対して所定の距離αだけ手前側の位置で停止する。つまり、その着脱ユニット20Xにおける誤装着防止手段としての被嵌合突起85(Y,M,Kのいずれか)が、装着部13側における誤装着防止手段としての嵌合溝81Cと合致しないことになるため、その嵌合溝8Cに嵌め入れられず、区画面134の手前側の部位134a(図23等)に突き当たって挿入方向D1への移動が阻止される。
この挿入移動が停止されることにより、画像形成装置1の使用者は、その挿入途上において着脱ユニット20Xが誤装着されているものであることを知らされることになる。
この際、誤装着の着脱ユニット20Xは、その挿入方向D1の下流側になる端部(側板201B)における感光ドラム21の軸部214や取付け用突起205が、装着部13の保持部15における保持孔16や取付け孔17の手前の位置で停止した状態になり、嵌め入れることはない(図31)。
また、この誤装着の着脱ユニット20Xは、装着部13の区分けされた部位132(C)に対して挿入完了位置に近い手前側の位置まで挿入される。しかし、このときの着脱ユニット20Xは、図25や図26に示されるように、その着脱ユニット20X側にある第1の被案内部71、第2の被案内部73、及び第3の被案内部の突出端部246が、装着部13側にある第1の案内部75、第2の案内部77A及び第3の案内部304に案内されて不測の動きが規制された状態になっている。このため、誤装着の着脱ユニット20Xは、その挿入する過程において、感光ドラム21がその下方側において露光装置23に接触することやその上方側において中間転写ベルト31と接触することが確実に防止され、仮にそのような接触が発生した場合における部品の損傷等の不具合を誘発するおそれがない。
一方、正しい着脱ユニット20(Y,M,C,K)が装着部13の区分けされた正規の部位132(Y,M,C,K)に正しく挿入された場合には、その各着脱ユニット20における誤装着防止手段としての被嵌合突起85(Y,M,C,K)が、装着部13側における誤装着防止手段としての嵌合溝81(Y,M,C,K)にそれぞれ合致することになる。
この際、その正しい各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、図36、図37等に示されるように、その誤装着防止手段としての被嵌合突起85(Y,M,C,K)が、装着部13側における誤装着防止手段としての嵌合溝81(Y,M,C,K)に侵入して嵌め入れられるため、各区分けされた部位132においてさらに奥側に挿入されるよう移動する。また、このときの各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、誤装着の確認が終了して更に挿入されることになるため、その挿入方向D1の下流側になる端部(側板201B)にある感光ドラム21の軸部214や取付け固定用の突起205が、装着部13側にある保持部15における保持孔16や取付け孔17にそれぞれ嵌め入れられる(図16、図31)。
以上により、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13の区分けされた部位132(Y,M,C,K)にそれぞれ挿入された状態になる。
この挿入が完了したときの各着脱ユニット20(Y,M,C,K)はすべて、前述したように、その挿入方向D1の上流側になる端部が、装着部13において中間転写装置30から離間する方向に変位した状態で収容される(図16)。また、このときの着脱ユニット20は、感光ドラム21が挿入方向D1の上流側になる端部側において、装着部13に予め位置決めされて取り付けられている中間転写装置30における中間転写ベルト31の外周面31a(実際には一次転写装置34の転写ロールに支持されているベルト部分)から下方に離間するようにずれ、ユニット全体として片側が下がって傾いた状態に保たれることになる。これにより、着脱ユニット20が装着部13に挿入される過程においては、その着脱ユニット20における感光ドラム21が中間転写ベルト31に接触するおそれがない。
また、この挿入が完了したときの着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13における挿入方向D1の手前側から見ると、図17等に示されるように、その側板201Aに設けた位置決め用の接触面部206がいずれも、中間転写装置30における支持板30の位置決め受け形状部302に接触しておらず離れた状態になっている。
また、このときの着脱ユニット20は、感光ドラム21の軸部214が装着部13における保持部15の保持孔16に嵌め入れられると、その保持孔16においてコイルバネ19で押し付けられている押圧部材18によって中間転写ベルト31に接近する方向に弾性的に押し付けられた状態に保たれる(図16、図41)。
さらに、このときの着脱ユニット20は、誤装着の確認が終了した後(被嵌合突起85が嵌合溝81に嵌め入れられた後)であるため、その第1の被案内部71が装着部13側にある第1の案内部75に嵌合している状態がなくなり(図25)、しかも、その制止部である突出端部246が装着部13側にある第3の案内部304と接触している状態もなくなる(図26)。このため、この着脱ユニット20における現像装置24の部分は、第1の案内部75による案内や第3の案内部304による案内及び規制から開放された状態になる。
一方、このときの着脱ユニット20は、その第2の被案内部73が挿入方向D1の下流側端部において装着部13の奥側にある第2の案内部77Bのみに嵌合した状態になる一方で、第2の被案内部73が挿入方向D1の上流側端部において装着部13の手前側にある第2の案内部77Aとの嵌合がなくなった状態になる(図25)。このため、この着脱ユニット20におけるドラム清掃装置26の部分が、挿入方向D1の下流側の端部において第2の案内部77Bにより支持された状態になる一方で、挿入方向D1の上流側の端部において第2の案内部77Aによる案内及び支持から解放された状態になる。
この結果、着脱ユニット20は、この挿入が完了した段階では、その挿入方向D1の下流側の端部において装着部13の保持部15や第2の案内部77Bにより保持及び支持された状態におかれ、また、その挿入方向D1の上流側の端部において各案内部75、77A、304による案内(規制)から解放された状態におかれることになる。これにより、着脱ユニット20は、次の位置決め操作が可能な状態にされる。
◎装着時の位置決め段階
次に、装着に際しては、図18、図19、図38から図40等に示されるように、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)を装着部13の区分けされた部位132(Y,M,C,K)においてそれぞれ位置決めするための作業が行われる。具体的には、着脱ユニット20は、各着脱ユニット20に備えられた操作レバー50をその倒した状態から起こした状態に操作する作業が行われる。
このとき着脱ユニット20においては、操作レバー50を着脱ユニット20の側板201Aにおける揺動軸部210を支点にして起こす方向J1に揺動させると、操作レバー50の下端部における変位底部53(の角部及び底面部)が、装着部13の装着台131における固定面部135に接触した状態で揺動される。これにより、操作レバー50は、その本体部51の軸受け部52より上になる上部が力点、その軸受け部52が支点、変位底部53が作用点となる「てこ」として機能する。
このため、操作レバー50を起こす方向J1に揺動させたときには、変位底部53が固定面部135に接触して踏ん張った状態になり、てこの原理により軸受け部52を上方に持ち上げる作用が発生する。この結果、着脱ユニット20の側板201が、軸受け部52により揺動軸部210を介して持ち上げられる。またこの際、変位底部53は、コイルばね67のばね力に抗して軸受け部52に接近する方向K1に変位しつつ、その底面が固定面部135に面接触した状態になり、最後に固定面部135において完全に起こされた状態になる。
この操作レバー50の起こす方向J1への揺動操作により、着脱ユニット20は、図18、図39等に示されるように、その挿入方向D1の上流側になる端部(側板201)が、中間転写装置30におけるの中間転写ベルト31に対して接近する方向E1に変位させられた状態になる。
この際、着脱ユニット20では、図38に示されるように、その側板201Aの下部側にある突出部74が、装着部13側にある嵌入部78に嵌め入れられる。これにより、着脱ユニット20は、中間転写装置30に対して接近する方向E1へ変位するときの方向が案内されるとともに、最後に突出部74が嵌入部78の途中の位置で保持された状態になることで、挿入方向D1(及び抜き出す方向D2)に対する位置決めがされる。また、着脱ユニット20では、図19に示されるように、側板201Aの上部にある位置決め用の接触面部206が、装着部13側にある支持板301の位置決め受け形状部302に接触して位置決めされる。
以上により、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13の区分けされた部位132(Y,M,C,K)において位置決めがなされ、その装着部13への装着が完了した状態になる。また、これにより各着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部3において画像形成動作が可能な位置に位置決めされたことになる。この段階における操作レバー50は、その変位底部53の底面が装着部13側における固定面部135に面接触した状態になることにより、自立した状態に保持される。
また、この位置決めが完了したときの着脱ユニット20(Y,M,C,K)は、装着部13における挿入方向D1の手前側から見ると、図19等に示されるように、その側板201Aにおける位置決め用の接触面部206がいずれも、中間転写装置30における支持板30の位置決め受け形状部302に接触した状態になっている。
この位置決め(装着)が完了したときの各着脱ユニット20(Y,M,C,K)はすべて、前述したように、感光ドラム21が挿入方向D1の上流側になる端部側も含めて中間転写ベルト31(実際には一次転写装置の一次転写ロール34に支持されているベルト部分)に接触した状態になる(図18、図39)。
この際、着脱ユニット20は、その位置決め用の接触面部206が、中間転写装置30の支持板301に形成した位置決め受け形状部302に接触して嵌め合わされることにより、その感光ドラム21が中間転写ベルト31に対して正確な位置で接触することになる。これにより、前述した画像形成時においては、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)の感光ドラム21に形成されるトナー像が正常な一次転写位置において中間転写ベルト31にそれぞれ良好に転写されるようになる。
さらに、このときの着脱ユニット20は、操作レバー50の上記操作により側板201Aが中間転写装置30に接近する方向E1に変位したとき、図38、図40等に示されるように、着脱ユニット20側にある誤装着防止手段としての被嵌合突起81が、装着部13側にある誤装着防止手段としての嵌合溝85から上方にずれて抜け出した状態になる。つまり、着脱ユニット20側の被嵌合突起81が装着部13側の嵌合溝85との嵌合状態から解放された状態になる。図40では、ブラック(K)色の着脱ユニット20については、その操作レバー50が倒れた状態になっており、上述した位置決めがされていないときの状態を示している。
これにより、着脱ユニット20において揺動支持構造が採用されている現像装置24は、装着が完了した段階では誤装着防止手段(81,85)による規制からも解放された状態になり、前述した揺動支持構造が正常に機能する。つまり、現像装置24は、例えば矢印H1,H2で示す方向に揺動可能な状態に保たれる。このときの着脱ユニット20における現像装置24の部分は、前述したように装着部13における案内部75による案内や第3の案内部である規制部304による規制からも解放された状態になっている。
そして、装着部13に装着された着脱ユニット20は、図18、図43等に示されるように、その挿入方向D1の上流側の端部において操作レバー50が変位底部53におけるコイルばね67のばね力F1に起因して装着部13の固定面部135から反力(F1)を受けるので、その上記端部(側板201A)が中間転写装置30に接近する方向E1に変位するよう弾性的に押し付けられる。
これにより、着脱ユニット20における感光ドラム21が中間転写ベルト31と接触する状態が安定して保持される。
◎着脱ユニットの装着時における露光装置の状態
また、この画像形成装置1においては、着脱ユニット20を装着部13に装着する際に、その着脱ユニット20の装着時における動きに連動して、装着部13に取り付けられている露光装置23が着脱ユニット20における感光ドラム21に接近する状態(位置決めされた状態)になる。
すなわち、前述したように着脱ユニット20を露光装置23が取り付けられている装着部13に対して挿入する(図27)。これにより、図41等に示されるように、着脱ユニット20の挿入方向D1の上流側になる端部の側板201Aにある誘導収容部204が、露光装置23における挿入方向D1の上流側になる端部に接近する。一方、露光装置23の上記上流側の端部にある被誘導部27の板ばね274の下端部(実際には傾斜した導入面部274a)が、誘導収容部204の誘導部28としての底面204bの縁部に接触する。このときの着脱ユニット20は、前述した誤装着防止手段の確認が終了しており、その感光ドラム21の軸部214が保持部15における保持孔16に嵌め入れ始められた状態にある。
続いて、着脱ユニット20をさらに挿入方向D1に移動させて挿入が完了する位置まで挿入する。これにより、図42等に示されるように、露光装置23側にある板ばね274の被誘導部27としての傾斜した導入面部274aが、誘導収容部204の底面204bの縁部を乗り上げて進む。この結果、その被誘導部27を構成する囲い枠271、揺動部材272、及び板ばね274の一部と位置決め用接触部材273の全部が、着脱ユニット20側にある誘導収容部204の内部空間に誘導されて収容された状態になる。
この際、露光装置23側にある板ばね274の導入面部274aが誘導収容部204の底面204bの縁部を乗り上げるように進む。これにより、露光装置23における発光構造部230の挿入方向D1の上流側になる端部が、板ばね274及び揺動部材272を介して上昇する方向の力を受けるため、露光装置23が支持構造部232の支点部材239を中心にして感光ドラム21に接近する方向M1に変位させられる。また、板ばね274の導入面部274aが誘導収容部204の底面204bに完全に接触した状態になると、露光装置23における発光構造部230の光学部材233が感光ドラム21とほぼ所要の間隔Sをあけた状態になる。
続いて、着脱ユニット20を装着部13において位置決めするため操作レバー50を起こす方向J1に揺動させる。これにより、図43等に示されるように、着脱ユニット20の側板201Aが操作レバー50のてこの作用により中間転写装置30に接近する方向E1に変位させられ、これに伴って誘導収容部204も同様に変位する。この結果、その誘導収容部204の内部空間において板ばね274が、底面部204bにより上方に持ち上げられるので、その板ばね274の設置面部274bが底面部204bに接触した状態になり、また位置決め用の接触部材273の上面部が誘導収容部204の接触受け面204aに接触した状態になる。
このように装着部13側に予め取り付けられている露光装置23(の発光構造部230)は、着脱ユニット20を装着部13に装着するときの動きに連動して、その着脱ユニット20における感光ドラム21に接近した状態(図43、図44等)に切り替えられる。
この際、露光装置23の発光構造部230における挿入方向D1の上流側になる端部(側板201Aの誘導収容部204)は、被誘導部27における板ばね274によるばね力F2を接触部材273を介して受ける(図43)。これにより、露光装置23の発光構造部230における上記端部が感光ドラム21に接近する方向M1に押し付けられた状態になり、その発光構造部230(光学部品233)と感光ドラム21との間隔S(焦点距離に相当する)が安定して保持される。
また、露光装置23側にある被誘導部27における接触部材273の上面部が、着脱ユニット20側にある誘導収容部204の上部における接触受け面204aに面接触する(図43)。これにより、感光ドラム21と発光構造部230との間においては、振動が同期されるようになり、発光構造部230の感光ドラム21との焦点距離が変動することが抑制される。
次に、着脱ユニット20(Y,M,C,K)の装着部13からの取り外しは、前述した装着時の作業を逆の順番で進めることにより行われる。
◎取り外し時の位置決め解除段階
まず、各着脱ユニット20(Y,M,C,K)における操作レバー50を、図16、図42等に示されるように、起こした状態から倒す方向J2に揺動させる。この操作レバー50の倒す方向J2への揺動操作により、変位底部53が装着部13における固定面部135との接触状態から解除されて非接触の状態になり、操作レバー50全体が横倒しの状態になる。
これにより、着脱ユニット20は、感光ドラム21の軸部214が保持部15の保持孔16に保持された状態のままで、その抜き出し方向D2の下流側(挿入方向D1の上流側)になる端部(側板201A)が、操作レバー50の倒す方向J2への揺動操作により持ち上げられる力を受けることがなくなるので、自重により中間転写装置30から離間する方向E2に移動するよう変位する。
この結果、着脱ユニット20における感光ドラム21は、その抜き出し方向D2の下流側の端部が、中間転写装置30の中間転写ベルト31から離間した状態になる。これによって、着脱ユニット20は、その感光ドラム21全体が中間転写ベルト31から傾いて離間した状態になるので、抜き出し動作が可能な状態になる。
この際、露光装置23の発光構造部230は、その被誘導部27を構成する接触部材273等が着脱ユニット20の誘導収容部204内に収容されて保持されており、感光ドラム21との間隔Sも保持されたままである。
◎取り外し時の抜出し段階
続いて、着脱ユニット20は、装着部13から抜き出し方向D2に沿って引き出される。この抜き出しに際しては、着脱ユニット20における感光ドラム21の軸部214が装着部15における保持部15の保持孔16から抜き出されるとともに、、着脱ユニット20における側板201Bの取付け突起205が保持部15の取付け孔17から抜き出される(図31)。
しかし、この感光ドラム21の軸部214が保持部15の保持孔16から抜ける時期よりも少し前に、着脱ユニット20側にある第1の被案内部71が装着部15側にある第1の案内部75に嵌め入れられ始めるとともに、着脱ユニット20側にある現像装置24における突出端部246が装着部13側にある規制部としての第3の案内部304に接触し始める(図25、図26)。これにより、着脱ユニット20は、第1の案内部75と第3の案内部304による案内(及び規制)を受け始める。
また、着脱ユニット20側にある第2の被案内部73も装着部13側にある第2の案内部77Bの案内から解放される一方で、もう1つの第2の案内部77Aに嵌め入れられ始める(図25)。これにより、着脱ユニット20は、第2の案内部77Bによる案内も受け始めることになる。
◎着脱ユニットの取り外し時における露光装置の状態
また、この着脱ユニット20を取り出す際、露光装置23の発光構造部230は、その被誘導部27を構成する接触部材273等が着脱ユニット20の誘導収容部204内から抜け出した状態になる。これにより、発光構造部230は、抜き出し方向D2の上流側の端部が誘導収容部204による支持がなくなって自重により下方に自然に下がり、支持構造部232において支点部材239を中心にして感光ドラム21から離間する方向M2に移動するよう揺動することになる。この結果、発光構造部230は最終的に感光ドラム21との間隔が広められた状態になる。
したがって、着脱ユニット20は、その抜き出しに際しては、その感光ドラム21が中間転写ベルト31に接触することや露光装置23の発光構造部230に接触することが確実に回避されることとなり、その引き出し作業を安心して行えることができるうえに、感光ドラム21や中間転写ベルト31、露光装置23等を接触により損傷させるおそれがない。
また、装着部13側にある露光装置23(の発光構造部230)については、着脱ユニット20を装着部13から取り外すときの動きに連動して、その着脱ユニット20における感光ドラム21から離間させた状態に切り替えられる。
<着脱ユニットにおける清掃に関する構成>
この着脱ユニット20においては、図45等に示されるように、操作レバー50の一部に清掃具用の開口部55が設けられている。
はじめに、この着脱ユニット20においては、装着部13に装着した状態において露光装置23の発光構造部230の光学部材233に付着するトナー等の不要物を除去して清掃するための細長い形態からなる清掃具90を挿入する際に使用する挿入口29が設けられており、その挿入口29から清掃具90を挿入して動かすことにより清掃を行うようになっている。
そして、挿入口29は、着脱ユニット20を装着部13に装着したままの状態で上記清掃を行うために、図46(a)等に示されるように、着脱ユニット20の挿入方向D1上流側の端部になる側板201Aに設けられている。また、挿入口29は、着脱ユニット20の側板201Aのうち露光装置23における光学部材233と着脱ユニット20における感光ドラム21が向き合う部位に対応させた部分に設けられている。
しかし、この着脱ユニット20においては、その着脱ユニット20を装着部13に挿入して位置決めする際、前述したように操作レバー50を倒した状態(第2の操作位置)から軸受け部52を中心にして起こす方向J1に揺動させて起こした状態にするが、その起こした状態(第1の操作位置)にすると、操作レバー50の本体部51が挿入口29の全部を覆い隠してしまう位置関係になっている。つまり、開口部29が、操作レバー50(の本体部51)により塞がれた状態になる。この開口部29が塞がれた状態とは、図46(b)において仮に操作レバー50に開口部55を設けていない場合を想定したときに発生する状態に相当する。
一方、この着脱ユニット20においては、図46(a)に示されるように操作レバー50を倒した状態にすれば、挿入口29が操作レバー50で覆い隠されることなく挿入口29を外部に露出させた状態にすることができる。
ところが、操作レバー50を倒した状態にしたときには、前述したように露光装置23側の被誘導部27を構成する位置決め用の接触部材273が、着脱ユニット20側の誘導収容部204の接触受け面204aに接触していない不安定な状態になる(図42)。このため、このときの露光装置23の光学部品233についても、不安定な状態になる。しかも、このときの露光装置23の発光構造部230(光学部品233など)は、着脱ユニット20の挿入方向D1の上流側になる端部が下方に下がった状態になり、全体として傾いた状態に置かれる(図42)。
この結果、その状態にある露光装置23の光学部品233を安定して、また均一に清掃することが難しくなる。ちなみに、このような場合において光学部品233を安定させた状態にする対応策も考えられるが、この場合には、その安定させた状態にするための専用の保持機構や構成部品が別途必要になってしまい有効な対応策にならない。
そこで、この着脱ユニット20においては、図45、図46(b)、図39、図10等に示されるように、操作レバー50を起こした状態にしたときに、その操作レバー50の本体部のうち側板201Aにおける挿入口29と向き合う部分に、清掃具90を通過させることができる開口部55を設けることにした。開口部55は、例えば矩形状の貫通孔として形成されている。
上記清掃に用いる清掃具90としては、例えば、図47等に示すように、細長い板状の本体部91と、本体部91の一端部に設けた取っ手部91と、本体部91の他端部の裏面側に設けた清掃の対象となる部分(清掃対象部分)の光学部品233の表面を実際に清掃する清掃部材92とで構成されるものを適用している。このうち本体部91は、その清掃部材93が取り付けられている端部が清掃対象部分の全域に達することができる程度の長さで形成されている。清掃部材92は、清掃対象部分に応じた好適な部材が適用され、例えばフィルム等からなる部材で構成される。
また、この清掃具90は、図47に示されるように、本体部91の長手方向の両端部に裏面側にむけて延びる裏面側識別用の側面部91b,91cを設けており、その2つの側面部91b,91cの間に空間94が存在する形状になっている。さらに、この清掃具90は、本体部91の表面に、本体部91が清掃対象部分の光学部品233と向き合う感光ドラム21との不要な接触及びその接触による損傷の発生を防止するための緩衝部材95を取り付けている。
また、このときの操作レバー50は、図10等に示されるように、その開口部55の下辺部中央に、清掃具90がその天地(表裏面)が逆転した状態で挿入されることを防止するための突出部56が設けられている。これにより、開口部55は、その突出部56の両隣に凹部が存在する形態になる。そして、開口部55は、その凹部に、清掃具90における2つの側面部91b,91cをそれぞれ入り込ませることができるようになっている。
さらに、操作レバー50は、倒した状態にしたときに、その本体部51の開口部55と軸受け部52との間になる部位に、上記挿入口29から排出される(又は落下する)清掃除去物を収容するための収容部58が設けられている。収容部58は、例えば操作レバー50を倒した状態のときに、下方に窪んだ状態になる形状で形成されている(図36、図41)。
そして、この画像形成装置1においては、例えば所要の枚数の画像形成動作を行った時期や、画像不良が発生して点検を行う時期等の所要の時期になると、露光装置23における光学部品233の汚れを清掃するための清掃作業が行われる。
この清掃作業は、図45、図48等に示されるように、装着部13に装着されている着脱ユニット20における操作レバー50を起こした状態で行われる。この際、操作レバー50の開口部55から着脱ユニット20における挿入口29の全体が見える状態になる(図46(b))。
続いて、清掃作業は、図48に示されるように、その操作レバー50の開口部55から清掃具90を清掃部材93がある側の端部を先頭にした状態で挿入する。これにより、清掃具90は、操作レバー50の開口部55に続けて着脱ユニット20の挿入口29を通過した後、図49に示されるように、着脱ユニット20の感光ドラム21と露光装置23の光学部品233との間に存在する隙間Sに対し(同図(a))、その本体部91及び清掃部材93が侵入した状態になり、その清掃部材93が露光装置23の光学部品233に接触した状態で進むことになる(同図(b))。この際、
このときの清掃作業は、清掃具90を清掃対象部分の奥まで挿入させた後に、手前に戻すように引いて最後に挿入口29及び開口部55から抜き出すことにより終了する。また、この清掃作業における清掃具90の移動方向は、着脱ユニット20の挿入方向D1にほぼ沿った方向になる。また、この清掃作業は、必要に応じて繰り返して行われる(例えば、清掃具90を清掃対象部分に対して往復移動させることを含む)。
この清掃作業の際、着脱ユニット20は操作レバー50を起こした状態にあって前述したように位置決めされた状態になっているので、その着脱ユニット20における感光ドラム21と露光装置23の光学部品233との間における隙間Sは一定の間隔でかつ安定した状態に保たれている。このため、清掃具90による清掃を安定して均一に行うことが可能になる。またこの際、清掃具90は、その本体部91の表面における緩衝部材95が感光ドラム21と向き合って移動することになるので、その本体部91が感光ドラム21と誤って接触しそうになることが緩衝部材95の介在によって防止される。さらに、清掃具90は、誤ってその天地を逆転させた状態で開口部55から挿入されることがあったとしても、清掃具90の本体部91が突出部56に突き当たることで開口部55から挿入できないようになっている。このため、清掃具90を誤挿入した場合でも、露光装置23の光学部品233や感光ドラム21が誤挿入の清掃具90により損傷させられるおそれが未然に防止される。
この清掃作業により、露光装置23の光学部品233に付着しているトナー等の不要物が清掃除去物として清掃具90の清掃部材93によって取り除かれ、その清掃除去物が清掃具90の抜き出しとともに外部に取り出される。この際、その清掃除去物は、清掃具90に付着した状態で外部に取り出される。また、その清掃除去物が例えば清掃具90の取り出し時や着脱ユニット20の抜き出し時に誤って挿入口29から落下することがあっても、その挿入口26の下方側に位置する操作レバー50の収容部58に捕獲されて回収される(図32、図33、図36等)。ちなみに、この清掃具90は、画像形成装置1の所要の部位に保管されており、清掃作業のときに取り出して使用するようになっている。
[他の実施の形態]
なお、着脱ユニット20における操作レバー50は、着脱ユニット20の挿入方向D1の上流側になる端部を中間転写装置3(転写ユニット300)に対して接近及び離間する方向E1,E2に変位させて感光ドラム21を中間転写ベルト30に対して接触及び離間させた状態にする操作を行うことができるものであればよい。このため、操作レバーの形態や、操作方向などの種々の条件については、実施の形態1で示した構成例に限定されるものでなく、状況等に応じて変更しても差し支えない。
また、着脱ユニット20としては、実施の形態1で示した構成例に限定されるものでなく、例えば、感光ドラム21のみを有する着脱ユニットであっても構わない。
この他、実施の形態1では、画像形成装置1として4つの着脱ユニット20(Y,M,C,K)を着脱自在に装着する構成例を例示したが、画像形成装置1については4以外の複数の着脱ユニットを装着するものや単数の着脱ユニットを装着するものであっても構わない。
1 …画像形成装置
10…筐体
13…装着部
15…保持部
20…着脱ユニット
21…感光ドラム(感光体の一例)
30…中間転写装置
31…中間転写ベルト(中間転写体)
50…操作レバー(操作部材の一例)
53…変位底部(一端部の一例)
67…コイルばね(押付け部材の一例)
74…突出部
78…嵌入部
201B…側板(着脱ユニットの挿入方向下流側になる端部)
206…位置決め用の接触面部
210…揺動軸部(支点)
302…位置決め受け形状部(位置決め受け部の一例)
300…転写ユニット(中間転写装置の一部)
D1…挿入方向
D2…抜き出す方向
E1…転写ユニットに対して接近する方向
E2…転写ユニットに対して離間する方向

Claims (6)

  1. 装着部を有する筐体と、
    少なくとも感光体を有し、前記筐体の装着部に対して前記感光体の軸方向に沿う方向に挿入及び抜き出すことにより着脱される着脱ユニットと、
    前記筐体に位置決めされた状態で取り付けられ、前記着脱ユニットが前記装着部に挿入されて最終の位置決めがされたときに前記感光体と接触する中間転写体を有する転写ユニットと
    を備え、
    前記筐体の装着部に、当該装着部に挿入された前記着脱ユニットの挿入方向下流側になる端部を保持する保持部が設けられ、
    前記着脱ユニットに、当該着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して接近及び離間する方向に変位させて前記感光体を前記中間転写体に対して接触及び離間させた状態にする操作を行う操作部材が設けられている画像形成装置。
  2. 前記操作部材は、前記着脱ユニットに配置される支点を中心にして移動するとともに、前記着脱ユニットの前記端部を前記転写ユニットに対して接近する方向に変位するよう移動させたときに前記装着部の一部に接触して保持される一端部を有する請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記操作部材は、前記一端部が前記装着部の一部に接触して保持されるときに、前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して接近する方向に押し付ける押付け部材が設けられている請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記着脱ユニットは、前記操作部材を操作して当該着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部を前記転写ユニットに対して離間する方向に変位させたときに、当該着脱ユニットの前記端部が自重により前記方向に変位するよう構成されている請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置。
  5. 前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部に、位置決め用の接触面部が設けられており、
    前記転写ユニットの一部に、前記操作部材の操作により前記着脱ユニットを当該転写ユニットに接近する方向に変位させたとき、当該着脱ユニットの前記位置決め用の接触面部を接触させて保持する位置決め受け部が設けられている請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
  6. 前記着脱ユニットの挿入方向上流側になる端部に突出部が設けられており、
    前記筐体の装着部に、前記操作部材の操作により前記着脱ユニットを前記転写ユニットに接近する方向に変位させたとき、当該着脱ユニットの前記突出部を嵌め入れて保持する嵌入部が設けられている請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
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