JP3586755B2 - 画像形成ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、粉体を排出する副ユニットと排出された粉体を収容する副ユニットが係脱自在に一体に構成される画像形成ユニット及びその画像形成ユニットを用いた画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機やプリンタとして用いられている電子写真方式の画像形成装置がある。この画像形成装置は、感光体に光書込みによって潜像を形成し、この潜像をトナー像化（現像）して、その現像したトナー像を用紙に転写して定着させている。
【０００３】
このような画像形成を行うために、画像形成装置内の画像形成部には、感光体ドラム、初期化帯電器、露光ヘッド、現像ローラ、トナー供給器、転写帯電器、クリーナ等の諸装置が配設されている。一般に、オフイス等で使用される画像形成装置では比較的頻繁に保守作業が必要とされ、また上述の各内部装置の新旧の交換等を行う場合も多い。このため、これらの作業が容易であるように、上記の内部装置を適宜に組装置（ユニット）として一体化し、これを本体の画像形成装置に着脱自在に装着して用いるようにしたものが実用化されている。
【０００４】
但しこのように内部装置をユニット化すると、ユニットの寿命が尽きたからといってユニットをそのまま廃棄したとき、ユニットに組み付けられている個々の装置は夫々寿命が異なるから、まだ使用可能な組み付け装置が内部にある場合は不経済であり、これでは資源の浪費であるという謗りは免れない。したがって、近年では、ユニットを複数の副ユニットに分割して、これらを１個のユニットに一体化したものが実用化されている。
【０００５】
図１１（ａ），（ｂ），（ｃ） は、そのようなユニットの例を示す図である。同図（ａ） はユニットを２つの副ユニットに分離した状態を斜視図で示しており、同図（ｂ） は２つの副ユニットを一体にした斜視図、同図（ｃ） はその係合部の様子を示す断面図である。このユニットは、同図（ａ） に示すように、現像セット１とドラムセット２の２つの副ユニットから成り、現像セット１は、トナー容器３と現像ローラ４を備え、ドラムセット２は、感光体ドラム５と図には見えないがクリーナを備えている。これらが、同図（ｂ） に示すように、一体に係合して１個のユニットを形成する。
【０００６】
このユニットが装置本体（画像形成装置）に装着されると、感光体ドラム５のギア５−１が装置本体の駆動機構に連結してユニット全体が駆動される。このユニットは、クリーナによって感光体ドラム５上から取り除いた残留トナーを現像セット１に回収するように構成されている。そのための除去トナーを送るための送りパイプ６がドラムセット２に設けられ、その除去トナーを受ける受けパイプ７が現像セット１に配設されている。
【０００７】
送りパイプ６及び受けパイプ７の先端には、筒蓋状のシャッタ６−１及び７−１が夫々取り付けられている。同図（ｂ） に示すように、現像セット１とドラムセット２を一体に組み付けた後、シャッタ６−１及び７−１を夫々回転させて、一方では送りパイプ６の送り口６ａとシャッタ６−１の開口（図では見えない）を一致させ、他方では受けパイプ７の受け口７ａとシャッタ７−１の開口７−１ａを一致させ、これらを係合させて除去トナーの通行路を形成する。そして、各パイプ内に配設されている搬送機８を回転させて、除去トナーをドラムセット２から現像セット１へ搬送するようにしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記筒蓋状のシャッタ６−１及び７−１は、夫々送りパイプ６及び受けパイプ７に単に被せてあるだけであるから、現像セット１とドラムセット２が分離しているときに、大きな振動を加えたり、誤って触れただけでもシャッタ６−１又は７−１が容易に回転して、送りパイプ６の送り口や受けパイプ７の受け口７ａが開いてしまう。送りパイプ６及び受けパイプ７共に、装置稼働中における搬送で除去トナーが受け渡し口まで来ているから、いずれも上記のようにパイプ口が開くと除去トナーがこぼれて周囲に飛散し、ユーザの手足や着衣を汚してしまうという不都合が発生する。
【０００９】
また、セット分離時のシャッタの閉成は、セットの分離と同時に行わなければならないから、操作が極めてやっかいであり、したがってトナーこぼれが生じ易い。こぼれたトナーが飛散して本体装置（画像形成装置）内を汚染すると、形成される画像の質が著しく低下するという不具合が発生する。
【００１０】
更に送りパイプ６と受けパイプ７の受け渡し口の係合が不安定で間隙があるため、セットを合体した完成ユニットの状態で工場からの輸送を行うと、振動で浮揚したトナーがこぼれ出るという問題もあった。
【００１１】
本発明の課題は、上記従来の実情に鑑み、副ユニット間で清掃した除去トナーの還流を行い且つトナー漏れの発生しない画像形成ユニット及びこれを用いた画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
以下に、本発明の構成を述べる。
先ず請求項１記載の発明は、像担持体ドラムを有する第１のユニットと、現像剤を用いて上記像担持体ドラム上に形成される潜像を現像する現像器を有する第２のユニットとを分離可能に構成し、両ユニットを係合させて一体的に装置本体に対して着脱自在とした画像形成ユニットを前提とする。
【００１３】
この発明の画像形成ユニットにおいては、上記第１のユニットは、上記像担持体ドラムを回転自在に支持する支持紬と、上記像担持体ドラム上に残留する現像剤を該像担持体ドラム上から除去するクリーナと、該クリーナで除去した現像剤を排出する排出口を備え、上記第２のユニットは、上記像担持ドラムの支持軸と係合する係合受け部を有し上記第１のユニットを着脱自在に支持する支持手段と、上記第１のユニットが装着された際に上記排出口から排出される除去現像剤を受け取り上記現像器へ搬送する搬送手段と、該搬送手段の上記除去現像剤の受け取りのための受け口を開閉するシャッタ部材と、上記支持軸を上記係合受け部とで挟持すべくロックするロック位置と上記支持軸の上記係合受け部への着脱を妨げない退避位置とに移動操作可能に設けられ上記第１のユニットを上記支持手段に係脱可能にロックするロックレバーとを備え、上記ロックレバーと上記シャッタ部材とに、上記ロックレバーの上記ロック位置への操作と同時に上記シャッタ部材を開成させる連動手段を設け、上記係合受け部に装着された上記支持軸と係合して上記ロックレバーの上記退避位置から上記ロック位置への操作を許容し、上記支持軸が上記係合受け部に未装着の際は上記ロックレバーの上記退避位置からの移動操作を阻止するストッパ機構を設けて構成される。
【００１４】
上記ストッパ機構は、例えば請求項２記載にように、係止爪と解除突起を備えた回動部材を有し、該回動部材は付勢部材により付勢されて上記係止爪が上記シャッタ部材の開口内に進入し該開口部の縁に当接して上記シャッタの回動を禁止すると共に上記解除突起が上記係合受け部の内方向に突出するよう配置され、該係合受け部に上記支持軸が装着されたとき該支持軸が上記解除突起を上記係合受け部の外方向に押圧し上記回動部材を上記付勢部材の付勢力に抗して回動させて上記係止爪を上記シャッタ部材の開口内から退出させることにより、該シャッタ部材に連動する上記ロックレバーの上記待避位置からの移動操作を可能ならしめるように構成される。
【００１５】
次に請求項３記載の発明は、像担持体を有する第１のユニットと、現像剤を用いて上記像担持体上に形成される潜像を現像する現像器を有する第２のユニットとを分離可能に構成し両ユニットを係合させて一体的に形成した画像形成ユニットを着脱自在に装着する画像形成装置に適用される。
【００１６】
この発明の画像形成装置においては、上記第１のユニットは、上記像担持体ドラムを回転自在に支持する支持紬と、上記像担持体ドラム上に残留する現像剤を該像担持体ドラム上から除去するクリーナと、該クリーナで除去した現像剤を排出する排出口を備え、上記第２のユニットは、上記像担持ドラムの支持軸と係合する係合受け部を有し上記第１のユニットを着脱自在に支持する支持手段と、上記第１のユニットが装着された際に上記排出口から排出される除去現像剤を受け取り上記現像器へ搬送する搬送手段と、該搬送手段の上記除去現像剤の受け取りのための受け口を開閉するシャッタ部材と、上記支持軸を上記係合受け部とで挟持すべくロックするロック位置と上記支持軸の上記係合受け部への着脱を妨げない退避位置とに移動操作可能に設けられ上記第１のユニットを上記支持手段に係脱可能にロックするロックレバーとを備え、上記ロックレバーと上記シャッタ部材とに、上記ロックレバーの上記ロック位置への操作と同時に上記シャッタ部材を開成させる連動手段を設け、上記係合受け部に装着された上記支持軸と係合して上記ロックレバーの上記退避位置から上記ロック位置への操作を許容し、上記支持軸が上記係合受け部に未装着の際は上記ロックレバーの上記退避位置からの移動操作を阻止するストッパ機構を設けて構成された画像形成ユニットを装着するように構成される。
【００１７】
上記ストッパ機構は、例えば請求項４記載のように、係止爪と解除突起を備えた回動部材を有し、該回動部材は付勢部材により付勢されて上記係止爪が上記シャッタ部材の開口内に進入し該開口部の縁に当接して上記シャッタの回動を禁止すると共に上記解除突起が上記係合受け部の内方向に突出するよう配置され、該係合受け部に上記支持軸が装着されたとき該支持軸が上記解除突起を上記係合受け部の外方向に押圧し上記回動部材を上記付勢部材の付勢力に抗して回動させて上記係止爪を上記シャッタ部材の開口内から退出させることにより、該シャッタ部材に連動する上記ロックレバーの上記待避位置からの移動操作を可能ならしめるように構成される。
【００１８】
そして、この画像形成装置は、例えば請求項５記載のように、上記の画像形成ユニットを複数装着して多色画像を形成するように構成される。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
図１（ａ），（ｂ），（ｃ） は、一実施の形態における画像形成ユニットの現像ユニットと像担持ユニット間の粉体受け渡し部の連結状態及び固定レバーと支持部材との係合機構を示す側断面図であり、図２（ａ），（ｂ），（ｃ） は、その現像ユニットと像担持ユニットを組み付ける順序を示す組み付け状態斜視図である。上記図１（ａ），（ｂ），（ｃ） 及び図２（ａ），（ｂ），（ｃ） はいずれも両副ユニットの一部、すなわち、係合部近傍の構成を示している。また、図３は、それら現像ユニットと像担持ユニットとの合体により完成した画像形成ユニットの斜視図、図４は、その反対側（図３の右上）から見下ろした斜視図、そして、図５は、図４の右側から見た側断面図である。
【００２０】
先ず、画像形成ユニットの全体構成を、図２（ａ），（ｂ），（ｃ） の組み付け状態図、図３及び図４の完成斜視図、並びに図５の側断面図を用いて説明する。図２〜図５に示すように、画像形成ユニット１０は、現像ユニット１１（第２のユニット）と像担持ユニット１２（第１のユニット）の２つの副ユニットで構成されている。現像ユニット１１は（図５を参照）、トナー容器兼用の匡体１３と、この匡体１３内に回転可能に保持された攪拌器１４、供給ローラ１５、及び現像ローラ１６並びにドクターブレード１７が配設されている。そして、その下部には（図３及び図４を参照）、像担持ユニット１２を組み付けるためのフレーム１８が匡体１３と一体に配設方向下流側（図３では斜右下方向、図４では斜め左下方向）に張り出して形成されている。また、匡体１３の下部側面からは、現像ローラ１６の支持軸１６−１が外部に突出している。
【００２１】
フレーム１８の左の側壁上部には（図３参照）、軸受け孔１９ａが穿設され、右の側壁上部には（図１、図２及び図４参照）、上から斜めに切り欠くように形成されて軸受け部１９ｂが設けられている。軸受け部１９ｂには、その上開口部を閉ざす固定レバー２１が配設される。固定レバー２１はフレーム１８の係合部３２に取り付けられ、図１（ｂ） の矢印Ａに示すように上下に略９０度回動する。
【００２２】
一方、像担持ユニット１２は（図５を参照）、内部に感光体ドラム２２（像担持体）を回転可能に保持し、その周面に当接する初期化帯電器２３及びクリーナ２４を備えている。この像担持ユニット１２の（図３及び図４を参照）、感光体ドラム２２の真上に当たる上面には、感光体ドラム２２の軸方向に平行して溝孔２５が設けられている。この画像形成ユニット１０が詳しくは後述する装置本体（画像形成装置）に装着された後、上蓋部材に配設された書込みヘッド２６（図５を参照）が図５の矢印Ｅに示すように降下して、その先端が上記の溝孔２５に嵌合する。この像担持ユニット１２の両側面からは、感光体ドラム２２の感光体ドラム軸２２ａ、２２ｂが外部に突出している。
【００２３】
その感光体ドラム２２の下部周面を覆っていた保護蓋２７を、下流側上方に滑動させて感光体ドラム２２の下部周面を露出させた後（図１（ａ） 参照）、像担持ユニット１２の一方の感光体ドラム軸２２ａを現像ユニット１１のフレーム１８の軸受け孔１９ａに貫通させ、しかる後、他方の感光体ドラム軸２２ｂを、図１（ａ） の矢印Ｂで示すように現像ユニット１１のフレーム１８の軸受け部１９ｂに嵌入させて、像担持ユニット１２を現像ユニット１１に装填する（図１（ｂ） 及び図２（ｂ） 参照）。そして装填後は、図１（ｂ） に示すように、予め開いておいた固定レバー２１を同図の矢印Ａで示すように閉じて感光体ドラム軸２２ｂを逸脱しないように仮固定する。この状態において感光体ドラム軸２２ａ、２２ｂは、画像形成ユニット１０（フレーム１８）の側面から外部に突出する。この現像ユニット１１と像担持ユニット１２が一体になった画像形成ユニット１０を画像形成装置内の所定の位置に装着する。
【００２４】
上記の固定レバー２１による感光体ドラム軸２２ｂの仮固定のための回動に連動して、現像ユニット１１の受納パイプ２８と像担持ユニット１２の送出パイプ２９（図５を参照）のトナー受け渡し口が夫々開口して連結する。この画像形成ユニット１０は、上記現像ユニット１１の受納パイプ２８と像担持ユニット１２の送出パイプ２９のトナー受け渡し口を連結して、像担持ユニット１２側で発生する除去トナーを現像ユニット１１側に還流させるようにしている。
【００２５】
続いて、上記のトナーを還流させるための現像ユニット１１の受納パイプ２８と像担持ユニット１２の送出パイプ２９の連結部の構成を説明する。先ず現像ユニット１１の受納パイプ２８は、その外端部が、図２（ｃ） に示すように、匡体１３の下部からフレーム１８内に出ており、フレーム１８の軸受部１９ｂよりもやや下流側寄り（図の斜め右下方向）上部に受納口２８−１が設けられている。この上に、図２（ａ） に示す基準位置に鉛直に設定された固定レバー２１とこれに一体の受納部シャッタ３１が、筒蓋の周半面を切り取った形に形成され、その切り取り開口部を上に向け、フレーム１８に固定された支持部材３２に回動自在に支持されて、その回動軸方向を受納パイプ２８の軸方向と直角にして、残る半周面下部を受納口２８−１に当接させている。
【００２６】
そして、上記の図１（ａ） 及び図２（ａ） に示すように、２つの副ユニットが分離している状態（図は現像ユニット１１が像担持ユニット１２と連結する直前の状態を示している）では、固定レバー２１及び受納部シャッタ３１は、支持部３２と軸受け部１９ｂ間に配設されている回動部材３０の係止爪３０ａによって回動を禁止されている。
【００２７】
この状態において、図１（ｂ） 及び図２（ｃ） に示す受納パイプ２８の受納口２８−１の縁周囲には、図では定かに見えないが受納部シャッタ３１の当接面との間に適宜の弾性を有するパッキング部材が配設されている。したがって受納部シャッタ３１と受納口２８−１双方の間に間隙はなく、これにより、図２（ｃ） に示した受納口２８−１は封止されている。受納部シャッタ３１の上流側（図１の左方及び図２の斜め左上方向）を向く周面には、開口部３１−１が穿設され、その縁周囲内面には弾性パッキング部材３３が貼着されている。固定レバー２１が、図１（ｃ） に示すように、上流側に９０度回動して感光体ドラム２２の感光体ドラム軸２２ｂを仮固定したとき、上記の開口部３１−１が受納パイプ２８の受納口２８−１に一致する位置まで移動する。
【００２８】
受納部シャッタ３１の蓋底内面には、図１（ｂ） に示す基準配置で断面がやや斜め上方を向く２条の突起部によって溝３４が形成されている（この溝３４は、２条の突起とせず蓋底底面に穿設して形成してもよい）。この溝３４の斜め上方向の傾斜は、上述した上から斜めに切り欠くように形成されている軸受け部１９ｂの傾斜と同一の傾斜を有して形成されている。一方、これと係合する側の像担持ユニット１２側端部には、図２（ａ），（ｂ） に示すように、感光体ドラム２２の感光体ドラム軸２２ｂの下流側近傍に送出部シャッタ３５が配置されている。
【００２９】
図６（ａ），（ｂ） は、この像担持ユニット１２の側端部の構成を示している。同図（ａ） に示すように、像担持ユニット１２の側端部からは送出パイプ２９の端部が出ており、この送出パイプ２９端部に、筒蓋状の送出部シャッタ３５が外嵌している。送出部シャッタ３５の筒底外面には縦方向に凸条３５−１が突設されている。この凸条３５−１が、受納部シャッタ３１の溝３４に案内されて嵌入して（図２（ｂ） 参照）、像担持ユニット１２が現像ユニット１１に係合する。このとき、凸条３５−１の受け入れを容易にするために、溝３４の上部は図１（ａ），（ｂ），（ｃ） に示すように、幅広に形成されている。
【００３０】
上記の図６（ａ） において、送出パイプ２９端部周面下部には、図には見えないが送出口が穿設されている。また、送出部シャッタ３５のこれも同図では見えない上流側（図６（ａ） の斜め右上方向）周面に開口部が穿設されている。図６（ａ） の状態では、送出パイプ２９の送出口と送出部シャッタ３５の開口部とは９０度位置がずれている。そして、送出部シャッタ３５が図の時計回り方向に９０度回転すると、送出部シャッタ３５の開口部が、送出パイプ２９の送出口に一致する位置まで移動する。
【００３１】
この送出部シャッタ３５の周面上部には突起３５−２が形成されている。この突起３５−２を下方開口内に覆って保護カバー３６が像担持ユニット１２端面に配設されている。保護カバー３６内には、鍵型レバー３７が１端を像担持ユニット１２の側面に回動自在に支持されて配置され、その自由端は不図示の付勢部材により下方に付勢されて至端を送出部シャッタ３５の突起３５−２に当接させている。この突起３５−２の当接部は送出部シャッタ３５の回転方向であるため、上記鍵型レバー３７の当接により、送出部シャッタ３５は回転を禁止されている。これにより、像担持ユニット１２が画像形成ユニット１０から抜脱されて単独の状態となっているときは、上記送出部シャッタ３５の回転禁止により、送出パイプ２９の送出口の封止が維持される。
【００３２】
この像担持ユニット１２が合体する現像ユニット１１の係合部近傍（図２（ａ） 及び同図（ｃ） 参照）には、解除レバー３８が立設している。像担持ユニット１２が現像ユニット１１と係合すべく、図１（ｂ） 及び図２（ｂ） に示すように、フレーム１８内の所定位置に装着されると、図６（ｂ） に示すように、解除レバー３８の先端が鍵型レバー３７の自由端側を押圧して、鍵型レバー３７を付勢部材の付勢力に抗して上に回動させ、鍵型レバー３７と突起３５−２との当接を解除する。これにより、送出パイプ２９の送出部シャッタ３５は回転可能な状態で受納部シャッタ３１と係合する。また、この状態（図１（ｂ） 、図２（ｂ） 及び図６（ｂ） に示す状態）で、送出部シャッタ３５の開口部は受納部シャッタ３１の開口部３１−１に接合する。そして、送出部シャッタ３５は、凸条３５−１が受納部シャッタ３１の溝３４に嵌入していることにより、受納部シャッタ３１が回転（すなわち固定レバー２１が回動）すれば、その回転（回動）に従動して同方向に回転する。
【００３３】
上述したように、受納部シャッタ３１（つまり固定レバー２１）は、支持部３２と軸受け部１９ｂ間に配設されている回動部材３０によって回動を禁止されている。以下に、この固定レバー２１（つまり受納部シャッタ３１）と支持部３２との係合機構を示し、これにより固定レバー２１の回動禁止と、その解除を説明する。
【００３４】
回動部材３０は、図１（ａ） に示すように、上に伸び出して右に曲がる係止爪３０ａと左に伸び出して上に曲がる解除突起３０ｂとを備えており、それらの中間を支点にして回動自在に設けられる。この回動部材３０は、捻りバネ３０−１によって図の時計回り方向に付勢されており、２つの副ユニットが図１（ａ） に示すように分離しているときは、一方では解除突起３０ｂの先端が軸受部１９ｂの底部よりも上方に突出し、他方では係止爪３０ａの先端が受納部シャッタ３１の開口部３１−１内に突出して、開口部３１−１の上縁に当接し、これにより、固定レバー２１（受納部シャッタ３１）の図１（ａ） に示す退避位置から同図（ｃ） に示すロック位置への回動を禁止している。したがって、固定レバー２１は、図１（ａ） 又は図２（ａ） に示した鉛直位置に設定されたまま、多少の振動等では動くようなことはない。これによって、現像ユニット１１が単独であるときは受納パイプ２８の受納口２８−１の封止が維持される。このように、固定レバー２１の退避位置からロック位置への移動操作を阻止するストッパ機構が形成されている。
【００３５】
そして、像担持ユニット１２が、図１（ｂ） 、図２（ｂ） 及び図６（ｂ） に示したように、現像ユニット１１に係合したとき、感光体ドラム軸２２ｂが、回動部材３０の解除突起３０ｂの先端を下方に押し付けて回動部材３０を反時計回り方向に回動させる。これにより、回動部材３０の係止爪３０ａの先端が受納部シャッタ３１の開口部３１−１内から退出し、開口部３１−１の上縁と係止爪３０ａとの当接が解除される。すなわち、受納部シャッタ３１つまり固定レバー２１の回動禁止が解除される。
【００３６】
このように、像担持ユニット１２との係合によって回動禁止が解除された固定レバー２１を、図１（ｂ） の矢印Ａで示す方向に回動させて、図１（ｃ） に示すように、感光体ドラム２２の感光体ドラム軸２２ｂを仮固定する。これにより、固定レバー２１と一体の受納部シャッタ３１が図の反時計回り方向に９０度回転し、図１（ａ），（ｂ） に示した開口部３１−１が、９０度下方に回転移動して受納パイプ２８の受納口２８−１に一致する。また、受納部シャッタ３１の回転に従動して送出部シャッタ３５も９０度回転しており、これによって、送出部シャッタ３５の開口部と送出パイプ２９の送出口が一致する。
【００３７】
図７に、送出パイプ２９と受納パイプ２８との連結状態を断面図で示す。尚、同図は、図４に示す画像形成ユニット１０のフレーム１８内に隠れて見えない送出パイプ２９と受納パイプ２８の連結部のＪ矢視断面図である。図７において、上述したように受納部シャッタ３１の溝３４に嵌入した凸条３５−１によって、送出部シャッタ３５は受納部シャッタ３１の回転に従動して９０度回転している。両シャッタの係合時にすでに受納部シャッタ３１の開口部３１−１に接合している送出部シャッタ３５の開口部３５−３が、上記回転により、一方では、受納部シャッタ３１の開口部３１−１、パッキング部材３９を介して受納パイプ２８の受納口２８−１と連結し、他方では、送出パイプ２９の送出口２９−１と連結する。これにより送出パイプ２９と受納パイプ２８が連通する。
【００３８】
送出パイプ２９内には搬送コイル４１が配設されており、この搬送コイル４１が像担持ユニット１２の駆動に伴って回転する。搬送コイル４１は、像担持ユニット１２内に滞留してくる除去トナーを送出パイプ２９に沿って上記連結端まで搬送する。一方、受納パイプ２８内にも他の搬送コイル４２が配設されており、現像ユニット１１の駆動に伴って回転する。この搬送コイル４２は、送出パイプ２９の送出口２９−１から送出部シャッタ３５の開口部３５−３、受納部シャッタ３１の開口部３１−１及びパッキング部材３９を介して受納口２８−１に流入して来るトナーを受け取って、このトナーを現像ユニット１１内に搬入する。
【００３９】
このように、像担持ユニット１２及び現像ユニット１１は、単体の状態であるときは、外部からの衝撃等では不動なシャッタによって、トナー受け渡し口が封止され、両ユニットが係合すると、シャッタの移動禁止が解除されて、仮固定のレバーの回動に連動して、両ユニットの受け渡し口が連結する。
【００４０】
尚、図７に示す送出パイプ２９、送出部シャッタ３５、受納パイプ２８、及び受納部シャッタ３１を、透明な樹脂を用いて形成すると、一旦、ユニットを使用したとき、送出パイプ２９、送出部シャッタ３５、受納パイプ２８、及び受納部シャッタ３１の内部に付着した還流トナーを外部から視認することができる。このように両ユニットの係合部で、トナーの色を確認することができるから、カラー印字の場合のように複数の画像形成ユニット１０を取り扱う場合に誤りを防止できて便利である。また、図４に示す現像ユニット１１の受納パイプ２８が配置される部分の上面や側面の適宜な位置に透視窓を設けると、現像ユニット１１と像担持ユニット１２を組み付けた後の画像形成ユニット１０の状態でも、外部からトナーの色を確認できるから、これを装置本体内に装着するとき、直ちに正しい配置で装着することができ、したがって作業が容易になる。
【００４１】
次に、このような画像形成ユニット１０を装着する画像形成装置について説明する。図８は、上記の画像形成ユニットを着脱自在に備える画像形成装置の内部装置の外観斜視図である。同図に示すように、この画像形成装置４５は、デスクトップ型のパソコン用ラックに載置可能な大きさの、小型の画像形成装置である。この画像形成装置４５は、前面（図の右方）に開閉トレー４６を備え、下部に用紙カセット４７を着脱自在に備えている。また上蓋部材４８には、その上面に排紙トレー４９が形成されており、そこには上部排紙口５１から排出される画像形成済みの用紙が積載される。その上蓋部材４８の前部側方には電源スイッチ５２、液晶表示装置５３、複数の入力キー５４等が配設されている。
【００４２】
図９は、その画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。この画像形成装置の内部は、同図に示すように、略中央に、駆動回転ローラ５５と従動回転ローラ５６に保持されて循環移動する用紙搬送用のベルト５７が配設される。このベルト５７の上方には、上述した複数の画像形成ユニット１０（１０−１、１０−２、１０−３、１０−４）が用紙搬送方向に多段式に並設される。画像形成ユニット１０のそれぞれの感光体ドラム２２（２２−１、２２−２、２２−３、２２−４）の真上に、上蓋部材４８裏面に配設されている書込みヘッド２６（２６−１、２６−２、２６−３、２６−４）が、上蓋部材４８の閉成により挿入されて配置される。書込みヘッド２６は、ＬＥＤヘッドで構成される。上蓋部材４８は、装置本体４５後方の支軸５８を中心にして開閉する。上記の感光体ドラム２２は、ベルト５７の用紙搬送面に当接しており、そのベルト５７の裏面から感光体ドラム２２と対向配置されて転写ブラシ５９（図では１個にのみ番号を付して示している）が配設される。
【００４３】
ベルト５７の用紙搬送方向上流側（図の右方）には、待機ロール対６１、用紙検出センサ６２が配設され、それより上流は横（装置前方）と下に分岐して、横方向には給紙ローラ６３、捌き部材６４、及び上述の開閉トレー４６が配設されている。また、下方には２枚のガイド板から形成される搬送路６５が配設され、その上流に、上述の用紙カセット４７が多枚数の用紙Ｐを収容してその給紙端を覗かせている。給紙端には上方に給紙コロ６６が配設されている。そしてベルト５７の用紙搬送方向下流には、分離爪６７、定着器６８、排紙コロ６９、切り換えレバー７１が設けられる。定着器６８は、断熱性の匡体内に組み付けられた圧接ローラ、発熱ローラ、周面清掃器、オイル塗布ローラ、サーミスタ等から構成され、用紙上に転写されたトナー像を紙面に熱定着させる。切り換えレバー７１は、同図に示すように下の位置にあるときは用紙を上方の排出路７２へ案内し、上に回動しているときは用紙を装置後面に開口する排紙口７３へ案内する。上記の排出路７２の下流は排紙ロール対７４を介して上部排紙口５１に連絡する。
【００４４】
また、ベルト５７と用紙カセット４７の間にクリーナボトル７５が着脱自在に配設される。この、クリーナボトル７５の上部にはブレードスクレーパ７６が取り付けられて、その先端が搬送転写ベルト５７の下循環部の表面に当接している。ブレードスクレーパ７６は、搬送転写ベルト５７の表面に残留するトナーを掻き取って搬送転写ベルト５７を清掃し、掻き取った不要のトナーをクリーナボトル７５に貯留する。
【００４５】
上記のベルト５７は、画像形成ユニット１０−１〜１０−３間を固定支持ロール７７と移動支持ロール７８によって支持されている。固定支持ロール７７は装置本体のフレームに回転自在に位置固定され、移動ロール７８は、固定ロール７７の支軸を中心にして揺動する支持部材７９の他端に保持されている。支持部材７９の下部にはカム８１が係合して、図の位置と時計回り方向に９０度回転した位置とに左右に選択的に回動する。
【００４６】
図１０は、上記多段式に並設される画像形成ユニット１０（１０−１、１０−２、１０−３、１０−４）の配置を拡大して示している。この画像形成ユニット１０の構成については図５で説明したので、ここでは機能について説明する。尚、画像形成ユニット１０−１、１０−２、１０−３及び１０−４は、内部に収容するトナーの色が異なるだけで、いずれも同一の構成である。また、上述のように画像形成ユニット１０−４は、黒トナーの画像形成を受け持つために現像ユニット１１には黒トナーが収容され、他の画像形成ユニット１０（１０−１、１０−２、１０−３）にはＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）及びＣ（シアン）の色トナーが夫々収容されている。
【００４７】
これら画像形成ユニット１０の、現像ユニット１１内部下方の攪拌器１４は、図の二点鎖線で示すように回転して、トナー８２を攪拌しながら下方の供給ローラ１５へトナー８２を送り込む。供給ローラ１５は、スポンジ部材からなり、現像ローラ１６に圧接し、攪拌器１４から送られるトナー８２を擦り付けるようにして現像ローラ１６周面に供給する。現像ローラ１６の回転方向周面には板バネ状のドクターブレード１７が当接してトナー８２に摩擦電荷を与え、現像ローラ１６への付着性を増強すると共に付着するトナー層を一定の厚さに抑制する。
【００４８】
帯電器２３と現像ローラ１６との間には、書込みヘッド２６が、図９に示した上蓋部材４８の閉成に伴って図１０の二点鎖線８４で示すように円弧状の軌跡を描いて降下して画像形成位置に定位する。上蓋部材４８を開成して書込みヘッド２６を引き上げると、画像形成ユニット１０を、図の二点鎖線８５で示す斜め右上に傾斜する直線方向に夫々単独に機外へ取り出すことができる。このように画像形成ユニット１０を取り出したとき保護蓋２７が反時計回り方向に回動して感光体ドラム２２の露出面を覆ってこれを保護するようになっている。
【００４９】
このように外部に取り出したとき、次に再装着する際に、前述したように透視窓等を設けると、装着位置（配置）に誤りのないようトナーの色を確認することができる。
【００５０】
続いて、この画像形成装置における画像形成処理の動作を、再び図９及び図１０を参照しながら説明する。
先ず、画像形成装置４５（図８参照）に電源が投入され、用紙枚数やその他の指定がキー入力され、さらにフルカラーの印字（画像形成）が指定されると、不図示の駆動機構によりカム８１が駆動されて反時計回り方向に９０度回動し、これにより支持部材７９が上方に回動し、これにより移動支持ロール７８が上方に移動して、ベルト５７を、４個全ての感光体ドラム２２（２２−１、２２−２、２２−３、２２−４）に当接させる。
【００５１】
続いて、給紙コロ６６が用紙カセット４７に載置収容されている用紙Ｐを搬送路６５を介して待機ロール対６１へ給送する。又は、給紙ローラ６３が開閉トレー４６に載置された用紙を待機ロール対６１へ給送する。この給送されてくる用紙Ｐを用紙検出センサ６２が検知する。待機ロール対６１は回転を停止し、用紙Ｐの先端を挟持部に当接させて待機させる。
【００５２】
駆動回転ローラ５５が反時計回り方向に回転を開始し、従動回転ローラ５６が従動して同じく反時計回り方向に回転を開始する。これによりベルト５７は、上循環部が４個の感光体ドラム２２に当接して図１０の矢印Ｈで示す右から左方向へ移動する方向へ、全体が循環移動する。
【００５３】
これと共に、画像形成ユニット１０−１〜１０−４が、印字タイミングに合わせて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム２２−１〜２２−４が、順次時計回り方向に回転駆動される。そして、夫々の画像形成ユニット１０に対応する書込みヘッド２６が順次駆動される。この駆動により、初期化帯電器２３は感光体ドラム２２の周面に一様な電荷を付与し、書込みヘッド２６は、その感光体ドラム周面に画像信号に応じて露光による書込みを行って感光体ドラム周面上に静電潜像を形成する。現像ローラ１６は、静電潜像の低電位部にトナー８２を転移させて感光体ドラム周面上にトナー像を形成（現像）する。
【００５４】
最上流の感光体ドラム２２−１周面上のトナー像の先端が、ベルト５７との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に用紙Ｐの印字開始位置が一致するように、待機ロール対６１が回転を開始して用紙Ｐを画像形成部の用紙搬入口へ給送する。押えローラ８６と従動回転ローラ５６は、給送された用紙Ｐをベルト５７と共に挟持し、押えローラ８６は、用紙Ｐの先端をベルト５７に押し込むように押圧しながら用紙Ｐを搬送する。用紙Ｐの先端は、従動回転ローラ５６と押えローラ８６による挟持により逐次送り出されてその挟持部を離れた後も、ベルト５７に安定して吸着されて感光体ドラム２２−１と転写ブラシ５９とで形成される最上流の転写部まで搬送される。この後、ベルト５７と用紙Ｐとの間で転写部の電界による静電吸着が生じるため、用紙Ｐはベルト５７に沿って次段の転写部へと順次搬送される。
【００５５】
このように搬送されながら用紙Ｐは、各転写ブラシ５９からの電圧印加により各感光体ドラム２２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム２２周面上のトナー像を紙面上に順次転写される。
【００５６】
４色のトナー像を転写された用紙Ｐは、分離爪６７によってベルト５７から分離され、定着器６８に搬入される。用紙Ｐは、定着器６８で上記トナー像を熱定着された後、排紙コロ６９によって、後部排紙口７３からトナー像を上にして、又は上部排紙口５１からトナー像を下にして機外に排出される。
【００５７】
このような画像形成処理に連動して、図７に示した搬送コイル４１及び４２が回転駆動される。クリーナ２４が感光体ドラム２２周面上に残留するトナー８２を掻き取って除去し、搬送コイル４１及び４２が上記の除去によって像担持ユニット１２内に滞留する除去トナー８２を現像ユニット１１に還流させる。
【００５８】
尚、この画像形成装置４５は、黒のみの印字を行うことも容易にできる。黒のみの印字の場合は、カム８１が図９の位置から時計回り方向へ９０度回動する。このときカム８１による支持部材７９への当接点はカム８１の支点から最も近い点となり、したがって支持部材７９は下方に回動する。これにより、移動支持ロール７８が下方に移動してベルト５７を支持する位置から離脱する。
【００５９】
この移動支持ロール７８の移動により、ベルト５７は固定支持ロール７７の上流側が、固定支持ロール７７と従動回転ローラ５６とで直接支持され、上流側へ斜め下方に傾斜して、感光体ドラム２２−４を除き、他の感光体ドラム２２−３、２２−２、２２−１との当接から離隔して転写不能位置に移動する。
【００６０】
ベルト５７は、駆動回転ローラ５５と固定支持ロール７７間では上下の移動が無く、したがって感光体ドラム２２−４との当接状態を維持し、これによって、黒のみの印字が可能になる。画像形成及び除去トナーの搬送は、上記カラー印字の場合と同様である。
【００６１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、単体であるときは像担持体側ユニットと現像側ユニットが共にトナー受け渡し口のシャッタの回転を禁止するロック機構を設けているので、両ユニットを合体させるための操作中もトナー受け渡し口が誤って開くことがなく、したがって、トナー汚れが防止できて快適な作業環境を維持することができる。また、シャッタのロック機構を合体時に両ユニット同志で相互に解除し合うので、手数がかからず誤まった操作を行う心配もなく、したがって、両ユニット組み付けの作業能率が向上する。また、シャッタの封止解除が像担持体の仮固定レバーに連動するので、手数がかからないばかりでなく封止解除のタイミングや操作を正しく設定でき、したがって、トナーの漏洩を心配することなく安心して作業を行うことができる。また、画像形成装置にこのようにトナー漏れの起きない画像形成ユニットを装着して用いるので、装置内部が漏洩トナーで汚染されることがなく、したがって、常に良質な画像を印字出力することができて作業環境が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】（ａ），（ｂ），（ｃ） は一実施の形態における画像形成ユニットの現像ユニットと像担持ユニット間の粉体受け渡し部の連結状態及び固定レバーと支持部材との係合機構を示す側断面図である。
【図２】（ａ），（ｂ），（ｃ） は一実施の形態における画像形成ユニットの現像ユニットと像担持ユニットを組み付ける順序を示す組み付け状態斜視図である。
【図３】現像ユニットと像担持ユニットとの合体により完成した画像形成ユニットの斜視図である。
【図４】図３の画像形成ユニットを右上から見下ろした斜視図である。
【図５】図４の画像形成ユニットを右側から見た側断面図である。
【図６】（ａ），（ｂ） は像担持ユニットの側端部の構成を示す図である。
【図７】送出パイプと受納パイプとの連結状態を示す断面図である。
【図８】画像形成ユニットを着脱自在に備える画像形成装置の外観斜視図である。
【図９】画像形成装置の内部構成を模式的に示す断面図である。
【図１０】多段式に並設される画像形成ユニットの配置を拡大して示す図である。
【図１１】従来のユニットの例を示す図であり、（ａ） はユニットを２つの副ユニットに分離した状態を示す斜視図、（ｂ） は２つの副ユニットを一体にした斜視図、（ｃ） はその係合部の様子を示す断面図である。
【符号の説明】
１ 現像器セット
２ ドラムセット
３ トナー容器
４ 現像ローラ
５ 感光体ドラム
５−１ ギア
６ 送りパイプ
６ａ 送り口
６−１ 筒蓋状シャッタ
７ 受けパイプ
７ａ 受け口
７−１ 筒蓋状シャッタ
７−１ａ シャッタ開口
１０（１０−１、１０−２、１０−３、１０−４） 画像形成ユニット
１１ 現像ユニット（第２のユニット）
１２ 像担持ユニット（第１のユニット）
１３ 匡体
１４ 攪拌器
１５ 供給ローラ
１６ 現像ローラ
１６−１ 支持軸
１７ ドクターブレード
１８ フレーム
１９ａ 軸受け孔
１９ｂ 軸受け部
２１ 固定レバー
２２（２２−１、２２−２、２２−３、２２−４） 感光体ドラム
２２ａ、２２ｂ 感光体ドラム軸
２３ 初期化帯電器
２４ クリーナ
２５ 溝孔
２６（２６−１、２６−２、２６−３、２６−４） 書込みヘッド
２７ 保護蓋
２８ 受納パイプ
２８−１ 受納口
２９ 送出パイプ
２９−１ 送出口
３０ 回動部材
３０ａ 係止爪
３０ｂ 解除突起
３０−１ 捻りバネ
３１ 受納部シャッタ
３１−１ 開口部
３２ 支持部
３３ 弾性パッキング部材
３４ 溝
３５ 送出部シャッタ
３５−１ 凸条
３５−２ 突起
３５−３ 開口部
３６ 保護カバー
３７ 鍵型レバー
３８ 解除レバー
３９ パッキング部材
４１、４２ 搬送コイル
４５ 画像形成装置（装置本体）
４６ 開閉トレー
４７ 用紙カセット
４８ 上蓋部材
４９ 排紙トレー
５１ 上部排紙口
５２ 電源スイッチ
５３ 液晶表示装置
５４ 入力キー
５５ 駆動回転ローラ
５６ 従動回転ローラ
５７ 用紙搬送ベルト
５８ 支軸
５９ 転写ブラシ
６１ 待機ロール対
６２ 用紙検出センサ
６３ 給紙ローラ
６４ 捌き部材
６５ 搬送路
６６ 給紙コロ
６７ 分離爪
６８ 定着器
６９ 排紙コロ
７１ 切り換えレバー
７２ 排出路
７３ 排紙口
７４ 排紙ロール対
７５ クリーナボトル
７６ ブレードスクレーパ
７７ 固定支持ロール
７８ 移動支持ロール
７９ 支持部材
８１ カム
８２ トナー
８４ ヘッド軌跡
８５ 画像ユニット引き出し方向
８６ 押えローラ

Claims (5)

1. 像担持体ドラムを有する第１のユニットと、現像剤を用いて前記像担持体ドラム上に形成される潜像を現像する現像器を有する第２のユニットとを分離可能に構成し、両ユニットを係合させて一体的に装置本体に対して着脱自在とした画像形成ユニットにおいて、
   前記第１のユニットは、前記像担持体ドラムを回転自在に支持する支持紬と、前記像担持体ドラム上に残留する現像剤を該像担持体ドラム上から除去するクリーナと、該クリーナで除去した現像剤を排出する排出口を備え、
   前記第２のユニットは、前記像担持ドラムの支持軸と係合する係合受け部を有し前記第１のユニットを着脱自在に支持する支持手段と、前記第１のユニットが装着された際に前記排出口から排出される除去現像剤を受け取り前記現像器へ搬送する搬送手段と、該搬送手段の前記除去現像剤の受け取りのための受け口を開閉するシャッタ部材と、前記支持軸を前記係合受け部とで挟持すべくロックするロック位置と前記支持軸の前記係合受け部への着脱を妨げない退避位置とに移動操作可能に設けられ前記第１のユニットを前記支持手段に係脱可能にロックするロックレバーとを備え、
   前記ロックレバーと前記シャッタ部材とに、前記ロックレバーの前記ロック位置への操作と同時に前記シャッタ部材を開成させる連動手段を設け、
   前記係合受け部に装着された前記支持軸と係合して前記ロックレバーの前記退避位置から前記ロック位置への操作を許容し、前記支持軸が前記係合受け部に未装着の際は前記ロックレバーの前記退避位置からの移動操作を阻止するストッパ機構を設けたことを特徴とする画像形成ユニット。
2. 前記ストッパ機構は、係止爪と解除突起を備えた回動部材を有し、該回動部材は付勢部材により付勢されて前記係止爪が前記シャッタ部材の開口内に進入し該開口部の縁に当接して前記シャッタの回動を禁止すると共に前記解除突起が前記係合受け部の内方向に突出するよう配置され、該係合受け部に前記支持軸が装着されたとき該支持軸が前記解除突起を前記係合受け部の外方向に押圧し前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記係止爪を前記シャッタ部材の開口内から退出させることにより、該シャッタ部材に連動する前記ロックレバーの前記待避位置からの移動操作を可能ならしめることを特徴とする請求項１記載の画像形成ユニット。
3. 像担持体を有する第１のユニットと、現像剤を用いて前記像担持体上に形成される潜像を現像する現像器を有する第２のユニットとを分離可能に構成し両ユニットを係合させて一体的に形成した画像形成ユニットを着脱自在に装着する画像形成装置において、
   前記第１のユニットは、前記像担持体ドラムを回転自在に支持する支持紬と、前記像担持体ドラム上に残留する現像剤を該像担持体ドラム上から除去するクリーナと、該クリーナで除去した現像剤を排出する排出口を備え、前記第２のユニットは、前記像担持ドラムの支持軸と係合する係合受け部を有し前記第１のユニットを着脱自在に支持する支持手段と、前記第１のユニットが装着された際に前記排出口から排出される除去現像剤を受け取り前記現像器へ搬送する搬送手段と、該搬送手段の前記除去現像剤の受け取りのための受け口を開閉するシャッタ部材と、前記支持軸を前記係合受け部とで挟持すべくロックするロック位置と前記支持軸の前記係合受け部への着脱を妨げない退避位置とに移動操作可能に設けられ前記第１のユニットを前記支持手段に係脱可能にロックするロックレバーとを備え、前記ロックレバーと前記シャッタ部材とに、前記ロックレバーの前記ロック位置への操作と同時に前記シャッタ部材を開成させる連動手段を設け、前記係合受け部に装着された前記支持軸と係合して前記ロックレバーの前記退避位置から前記ロック位置への操作を許容し、前記支持軸が前記係合受け部に未装着の際は前記ロックレバーの前記退避位置からの移動操作を阻止するストッパ機構を設けて構成された画像形成ユニットを装着することを特徴とする画像形成装置。
4. 前記ストッパ機構は、係止爪と解除突起を備えた回動部材を有し、該回動部材は付勢部材により付勢されて前記係止爪が前記シャッタ部材の開口内に進入し該開口部の縁に当接して前記シャッタの回動を禁止すると共に前記解除突起が前記係合受け部の内方向に突出するよう配置され、該係合受け部に前記支持軸が装着されたとき該支持軸が前記解除突起を前記係合受け部の外方向に押圧し前記回動部材を前記付勢部材の付勢力に抗して回動させて前記係止爪を前記シャッタ部材の開口内から退出させることにより、該シャッタ部材に連動する前記ロックレバーの前記待避位置からの移動操作を可能ならしめるように構成されてなることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成ユニットを複数装着して多色画像を形成することを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。

Images