[実施の形態1]
図2〜図8は、本発明の実施形態1に係るカラープリンタを示すものである。このうち図2はそのカラープリンタ1の全体(開閉カバーを閉じた状態)を示す外観斜視図、図3は開閉カバーを開けた状態を示す外観斜視図、図4は開閉カバーを開けた状態で交換部品である現像ユニットを外部に取り出した状態を示す外観斜視図、図5は図2のV−V線に沿う概略断面図、図6はフロント開閉カバーを開けた状態を示す概略断面図、図7はトップ開閉カバーを開けた状態を示す概略断面図、図8はトップ開閉カバーを開けた状態で現像ユニットを外部に取り出した状態を示す概略断面図である。
<プリンタの全体構成>
このカラープリンタ1は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色からなるトナー像を専用に形成する作像エンジンを直列的に配置してなる所謂タンデム型のプリンタであり、単色(主にブラック色)画像のほかに上記4色のトナー像を適宜組み合わせてなるカラー(多色)の画像をプリントすることができるものである。
そして、このプリンタ1は、図5等に示すように、その筐体10の内部空間に、作像エンジンを構成する像担持ユニット2、露光ユニット3および現像ユニット4をはじめ、最終転写ユニット5、給紙ユニット6、定着ユニット7等を配置した構成になっている。このうち筐体10は、支持フレーム11、外装材12等の構成部品を用いて所定の形状や構造に組み立ててなる立体構造物である。この筐体10では、図2〜図5に示すように、外装材12で構成されるほぼ箱型の外観形状における一側面部を本プリンタ1の利用者等が対面して所定の操作などを行うための操作正面部10Aとして形成し、また、その上面部の一部をプリントされた後に排出される記録紙Pを収容するための、傾斜面を有した排紙部10Bとして形成している。
また、このプリンタ1では、図3、図6および図7に示すように、その筐体10のうち操作正面部10Aとなる部位が下部側にある支軸13Aを中心に揺動して開閉する開閉カバー(フロント開閉カバー)として形成されているとともに、その排紙部10Bの一部となる上面部10Cが一端部側にある支軸13Bを中心に揺動して開閉する開閉カバー(トップ開閉カバー)として形成されている。操作正面部10Aについては、最終転写ユニット5や定着ユニット6が取り付けられており、フロント開閉カバーでもある操作正面部10Aの開閉動作時に一体となって揺動して変位する構成になっている。このような開閉カバーの構造を採用したことにより、その開閉カバーを開けた場合には、筐体10の内部空間に配置された所定の構成部品(例えば像担持ユニット2、現像ユニット4、用紙搬送路など)が露出した状態になり、また所要の作業(メンテナンス作業、ジャム除去作業など)ができる状態になる。図3等において符号10A−tはフロント開閉カバー10Aを閉じたときの筐体10の一部に係止させるためのかぎつめ状のフック部、10C−tはトップ開閉カバー10Cを閉じたときの筐体10の一部に係止させるためのかぎつめ状のフック部を示す。
さらに、このプリンタ1では、像担持ユニット2と現像ユニット4を交換部品として扱うため、後述するようにその像担持ユニット2と現像ユニット4を筐体10に対してそれぞれ着脱自在となるように取り付けている。
上記各ユニットのうち像担持ユニット2は、作像プロセスに主に関係する、前記4色のトナー像を担持することができる感光体、中間転写体等の像担持体が一体的に取り付けられた、交換を要するプロセスカートリッジである。この像担持ユニット2は、図5や図9、図10等に示すように、縦断面形状がほぼ台形をなすような内部空間を有する形態の支持フレーム20に対して以下の各部品が取り付けられている。
すなわち、支持フレーム20には、4色(Y,M,C,K)のトナー像が専用に形成される4つの感光ドラム21Y,21M,21C,21Kと、その各感光ドラム21(Y,M,C,K)の周面(感光層)を所定の背景部電位に帯電させる帯電ロール22と、その各感光ドラム21の周面に残留付着するトナー等を一時的に保持するトナー仮保持用ブラシロール23と、上記4つの感光ドラム21上の各トナー像を転写させて担持する2つの第1中間転写ドラム25、26と、この2つの第1転写ドラム25、26上のトナー像を転写させて担持する1つの第2中間転写ドラム27と、上記各中間転写ドラム25、26、27の各周面に残留付着するトナー等をそれぞれ一時的に保持するトナー仮保持用ブラシロール28とがいずれも回転可能に取り付けられている。図10において符号21aは感光ドラム21の軸受部、25a,26a,27aは前記各中間転写ドラム25,26,27の軸受部を示す。また、符号20Mは後述の第2中間転写ドラム(27)により形成される最終転写位置に搬送される記録紙を案内する用紙搬送ガイドリブを示す。
4つの感光ドラム21は、そのいずれも円筒状のドラム基体に感光層を形成したものであり、上下方向に一定の間隔をあけて一列に並べた状態に設置されている。第1中間転写ドラム25、26はドラム基体にトナー像を静電的に担持させるとともに剥離させることができる像担持層を形成したものであり、この各転写ドラム25,26にはその両転写ドラムに各感光ドラム21上のトナー像を静電的にそれぞれ一次転写させるため、そのドラム表面電位を所定の電位(例えば+250〜500V程度)に保つための第1転写バイアスが不図示のバイアス電源から印加されている。また、第2中間転写ドラム27には、ドラム基体にトナー像を静電的に担持させるとともに剥離させることができる像担持層を形成したものであり、この転写ドラム27に第1中間転写ドラム25、26上のトナー像を静電的にそれぞれ二次転写させるため、そのドラム表面電位を所定の電位(例えば+600〜1200V程度)に保持するための第2転写バイアスが不図示のバイアス電源から印加されている。
露光ユニット3は、像担持ユニット2の各感光ドラム21に対して露光を行うことにより静電潜像を書き込むためのものであり、図5に示すように現像ユニット4を介在させた状態で像担持ユニット2の感光ドラム配置側の筐体10に固定した状態で設置されている。この露光ユニット3は、図5等に示すように箱型形状からなるユニット筐体の内部空間に、不図示の半導体レーザ等の光源や、その光源から画像情報に基づいて発せられるビーム光Bmを露光対象となる感光ドラム11上に導いて走査露光するためのポリゴンミラー、反射鏡、各種レンズ等からなる光学系部品等を適宜配置して構成されている。また、露光ユニット3には、プリンタ1に入力された(カラー)画像情報を不図示の画像処理手段において所定の画像処理した後の画像信号が入力される。
このような露光ユニット3は、上記ビーム光Bm(図5参照)を現像ユニット4の露光用隙間S(図9参照)を通して各感光ドラム21上にそれぞれ走査露光することにより、その各感光ドラム21に所定の電位からなる静電潜像をそれぞれ形成するようになっている。
現像ユニット4は、像担持ユニット2の各感光ドラム21に上記露光ユニット3からの露光により形成された静電潜像を現像剤により現像するためのものであり、図5に示すように筐体10内において像担持ユニット2と露光ユニット3との間に位置するような状態で設置されている。
この現像ユニット4は、図11、図12等に示すように、筐体10に対して移動可能に支持され長方体状の空間が形成された枠形状からなる専用の可動フレーム(サブフレーム)40の当該空間内に、前記4色(Y,M,C,K)の現像剤による現像を行うための4台の現像装置41Y,41M,41C,41Kを、前記各感光ドラム21と対向した状態となるように上下方向に間隔をあけて並べた位置関係で取り付けることで構成されている。各現像装置40の上部側には、露光ユニット3から像担持ユニット2の感光ドラム21に向けて露光されるビーム光Bmを通過させるための貫通した光路空間Sをそれぞれ確保(形成)している。
現像装置41(Y,M,C,K)はいずれも、(磁性)トナーからなる一成分現像剤を使用する一成分現像装置である。この現像装置41は、図9等に示すように、そのハウジング42内に、感光ドラム21に所定の微小間隔を保って近接対向し回転駆動する現像ロール43と、この現像ロール43に一成分現像剤であるトナーを供給するように回転する供給ロール44と、ハウジングの現像剤収容部45内に収容されるトナーを攪拌しながら供給ロール44側に搬送させるように回転する攪拌搬送回転体(たとえばパドル型の回転体)46と、現像ロール43に供給されるトナーをそのロールとの間で摩擦帯電させるとともに一定の層厚に規制するブレード状のトリマー部材47とで主に構成されている。現像ロール43は、円筒状の回転スリーブの内部にマグネットロールを設置したものである。また、現像ロール42には、交流成分に直流成分を重畳した現像バイアス電圧または直流成分からなる現像バイアス電圧が不図示の現像バイアス電源から印加されるようになっている。
最終転写ユニット5は、像担持ユニット2における第2中間転写ドラム27に転写形成されるトナー像を記録紙Pに最終的に転写させるためのものであり、前記操作面部10Aとなる筐体10に設置されている。この最終転写ユニット5は、そのユニットフレームに、上記第2中間転写ドラム27と当接して転写ニップ部を形成する最終転写ロール51を回転可能に取り付けることで主に構成されている。その最終転写ロール51には、第2中間転写ドラム27上のトナー像を静電的に記録紙Pにそれぞれ最終転写させるための第2転写バイアスが不図示のバイアス電源から印加されている。また、最終転写ロール51には、クリーニングブレード等のクリーニング装置が設けられている。
給紙ユニット6は、記録紙Pを収容して複数枚の記録用紙Pを積み重ねて収容する給紙トレイ61と、この給紙トレイ61に積載される記録用紙Pを1枚ずつ送り出すピックアップロール62a、捌きロール62b等からなる送出機構62とで主に構成されている。また、この給紙ユニット6は、図7に例示するように、その給紙トレイ61と送出機構62を搭載したカセット部60がスライドレール等を介して筐体10の操作正面部10A側に引き出し可能に取り付けられている。この給紙ユニット6から送り出された記録用紙Pは、用紙搬送ロール対65a、66b、レジロール対66、用紙搬送ガイド等からなる給紙路67を通して像担持ユニット2の第2中間転写ロール27と最終転写ユニット5の最終転写ロール51との間に所定のタイミンングで搬送されて供給される。
定着ユニット7は、ユニットフレームと、加熱ランプがロール空間内部に内蔵された加熱ロール71と、この加熱ロール71に圧接して回転する加圧ロール72と、用紙排出ロール73とで主に構成されている。図4中において符号75は、定着後の記録紙Pを前記排紙部10Bに排出させるための排紙口、76は定着後の記録紙Pをその排紙部10Bに排出させる排紙ロール対、77は排紙路から分岐して前記給紙路67に再び合流するように用紙搬送ロール対65cや用紙搬送ガイド等にて形成される両面プリント時の反転再送路である。
このプリンタ1では、図5に示すように、記録紙Pのレジストロール対66から転写位置および定着位置を経由してその排出口75に至るまでの搬送経路を、筐体10の側面部から見た場合、操作正面部10A側に突き出して弧状に湾曲してあたかも英文字の「C」のような経路、いわゆる「Cパス搬送路」となるように形成している。しかも、操作正面部10Aに相当するフロント開閉カバーを開けると、そのCパス搬送路を境にして筐体10の内部が開放されたような状態になっている。これにより、フロント開閉カバー10Aを開けることにより操作正面部10Aに対面するユーザ側に記録紙の搬送経路が開放された状態になるので、記録紙のジャム除去時の作業性をはじめとし像担持ユニット2や現像ユニット4の交換時の作業性が良好となる。
<像担持ユニットの取り付け構造>
また、このプリンタ1では、像担持ユニット2について、特にそのユニット2に装着されている感光ドラム21の寿命が到来した段階等に応じてそのユニット全体(一部であってもよい)を交換するため、前述したように4つの感光ドラム21を支持フレーム20にまとめて取り付けるとともに、その支持フレーム20の側面部20A,20Bやその下部などを筐体10における像担持ユニット用の装着スペース部位に対して着脱自在に位置決めして保持するように構成している。支持フレーム20の上面部20Cには、可倒収容式の取っ手29を設けている(図10)。
このような像担持ユニット2は、その着脱作業に際しては、ユーザ等が支持フレーム20の取っ手29を起して手でつかみ、その状態で筐体10のほぼ鉛直方向(M)に上昇させるように持ち上げることにより筐体10の装着スペース部位から取り外され、続けてそのまま上昇移動させることで筐体10の外部側に取り出される。反対に、像担持ユニット2は、手でもって筐体10の装着スペース部位にむけてほぼ鉛直方向(M)に下降させるように下ろしてその装着部位に収めることにより装着される。
また、この像担持ユニット2の着脱作業は、後述するようにトップ開閉カバー10Cを開けるとその動作に連動して現像ユニット4(現像装置41)が像担持ユニット2から離間して移動可能な位置に変位する取り付け構造を採用しているので、その開閉カバー10Cを開けたときであれば、その離間した状態の現像ユニット4を引き上げて保持させた状態にあるとき(図8)に行うことができるほか、その現像ユニット4を引き上げない状態にあるとき(図7)に先行して単独で行うこともできる。
さらに、像担持ユニット2では、図10等に示すように支持フレーム20の側面部20A,20Bの現像ユニット4と対峙する側の端部に、現像ユニット4の各現像装置41における現像ロール43の後述する軸受部(43a)を嵌め入れて保持するためのU字形状の軸受保持溝20eを形成している。また、この軸受保持溝20eを形成する支持フレーム側面部20A,20Bの端部は、軸受保持溝20eから抜き出された現像ロールの軸受部(43a)が可動フレーム40の上昇(下降)移動時に衝突することなくスムーズに移動できるようにする観点から、その上下方向(M1,M2)(M1,M2)に対して直線的に連なるような端面からなるガイド壁面部20gとして形成している。
なお、像担持ユニット2(感光ドラムなど)の交換時期の検知は、システム制御部においてプリント枚数の累積値などを検知した情報に基づいて判別することで行われる。そして、その検知対象の情報が交換時期に達した段階で、操作パネル上の液晶パネル等の表示部に交換作業を促すための表示が行われる。このような交換時期の検知やその表示に関する構成は、後述する現像ユニット4(現像装置41)の交換時期やその表示を行うためにほぼ同様に採用される。ちなみに、現像装置41の検知時期に関する検知対象の情報としては、各現像装置41に設置されるトナー検知センサによる検知情報を単独でまたはプリント枚数の検知情報などと組み合わせて使用される。
<現像装置の取り付け構造>
さらに、プリンタ1では、現像装置41をそのハウジング内に収容している一成分現像剤が消費されて無くなった段階(厳密には無くなる少し手前の時期)に合わせて交換するように扱うため、以下のような取り付け構造を採用している。
すなわち、このプリント1では、特に4つの現像装置41が筐体10内において像担持ユニット2と露光ユニット3の間に挟まれた状態で設置されていることから、このような設置条件下でもその現像装置41の単独の交換を可能にするため、図9、図11等に示すように、それらの現像装置41を感光ドラム21等を支持する前記支持フレーム20とは別に、前述したように筐体10に対して移動可能に支持される独立した可動フレーム40に着脱可能に装着している。しかも、その可動フレーム40については、図4や図8に示すように、像担持ユニット2と露光ユニット3の間に形成する空間(H)を通して筐体10の上面部10aからその外部側に突出させて当該現像装置41の着脱作業が可能な位置に達するまで上昇移動させることができるように支持している。上記空間(H)は、現像ユニット4を後述する離間位置へ変位させるために必要なスペースを、現像ユニット4と露光ユニット3の間に確保するように設定されている。
(1)現像装置の装着構造:
まず、可動フレーム40には、図12に示すように、4つの現像装置41をほぼ水平方向に移動させることにより着脱できるようにするため、その左右側壁部40A,40Bの内面に対して、各現像装置41のハウジング42の両側壁部に突出形成される取付部86をそれぞれ水平状態に支持するための水平な支持面80aを有する装着段部80を形成している。装着段部80は、その左右側壁部40A,40Bの各内面の上下方向(M1,M2)に間隔をあけてその内面どうしで向き合った状態となるように突出形成されている。また、可動フレーム40には、その左右側壁部40A,40Bの内面において上記各水平支持部80の上方側で一定の距離をあけた位置に対して、現像装置41のハウジング42の左右側面部に突出形成される係止用突起87を係止および保持するための係止保持具81を取り付けている。さらに、可動フレーム40においては、その上面部40Cに可動フレーム40を手で持つための可倒収容式の取っ手49を設けている(図11、図12)。
各現像装置41に形成する上記取付部86は、図14に示すように、ハウジング42の両側面部42aであって現像ロール43の設置側端部とは反対側の端部(後方端部)寄りの位置に同様に形成されるものであり、前記装着段部80の水平な支持面80aに載せられて支持される水平下面部86aと前記係止保持具81の下部に接する水平上面部86bを少なくとも有する形状からなるものである。また、この取付部86は、ハウジング42の後方端部側において水平上面部86bから水平下面部86aにむけて下るように傾斜する案内傾斜面86cが形成されている。そして、この取付部86は、現像装置41の可動フレームへの装着時には、図14の下部側や図15に示すように、装着段部80と係止保持具81の間に導入されるように差し込まれてその両者間に挟まれた状態で支持される。
また、各現像装置41に形成する上記係止用突起87は、図14に示すように、ハウジング42の両側面部42aのほぼ中央部であって前記係止保持具81の係止位置に合致する位置に同様に形成されるものであり、そのハウジング42の後方端部側に1つの先細り部87aが向いた状態のほぼ三角柱をなす形状に形成される。
一方、この係止用突起87を係止する係止保持具81は、同じく図14に示すように、係止用突起87(のほぼ全体)を受け入れて保持するための空間82eを有し、その突起87の上下の角部87b,87cを上下方向から挟んだ状態で係止する係止つめ82a,82bが形成された係止部82と、この係止部82(の基部82c)を装着段部80の水平な支持面80aと平行する方向(水平方向)にスライド自在に保持するとともに係止部82を現像装置41の可動フレーム40上での装着位置(可動フレーム側壁部40A,40Bの端部からの現像ロール43の突出最大許容位置)で停止させるように保持するホルダー部83と、このホルダー部83の係止部82をスライド保持する部位に一端部を固定されてその係止部82を像担持ユニット2が存在する方向に弾性的に付勢するコイルスプリング84とで構成されている。
係止部82の係止つめ82a,82bは、係止用突起87が着脱されるときにその突起の上下角部87b,87cが通過することにより、上下方向に一時的に押し広げられるように弾性変形する。ホルダー部83は、可動フレームの側壁内面に固定して取り付けられる。現像装置41が可動フレーム40に装着されていない段階では、スプリング84が最も伸びた状態にあり、係止部82を現像装置41の可動フレーム40上での装着位置で停止させた状態となる。
さらに、現像装置41は、可動フレーム40の上記各装着段部80に対してその後方端部側を先頭にした状態で嵌め入れて装着するようにしている。このため、この装着作業を容易にする等の観点から、図12、図13等に示すように現像装置41の現像ロール設置側端部におけるハウジング両角部42cに可倒式の取っ手88を取り付けている。
この取っ手88は、線材等の材料を全体がほぼL字形状になるように成形(折り曲げ成形などを含む)してなるL型アーム部88aと、そのL型アーム部88aの一端部に取り付けられて実際に手で持つ部分となる把持部88bとで構成されている。そして、取っ手88は、そのL型アーム部88aを、その把持部88bがハウジング42の側面部に間隔(可動フレームの側面部40A,Bの外面に接近して位置し得る距離)をあけて平行した状態(倒れた状態:図13等参照)になる位置と現像ロール43から離れてその回転軸と平行した状態(起こした状態:図12参照)となる位置の間で回動して変位するようにハウジング42の上記角部42cに回動可能に取り付けている。
しかも、この取っ手88は、そのL型アーム部88aを、その把持部88bが常時ハウジング42の側面部に間隔をあけて平行した状態(倒れた状態)になるように弦巻バネ等の付勢部材により弾性的に付勢している。これにより、取っ手88は、現像装置41を可動フレーム40に装着した段階では常に倒れた状態となってそのフレーム側面部40A,40Bの外面に平行して接近した状態になるため、かかる可動フレーム40の後述するような昇降移動時や変位移動時において取っ手88が起こされてフレーム側面部40A,40Bの外面から飛び出した状態になっていることで障害になるというおそれはない。
また、可動フレーム40に装着された各現像装置41は、その使用に際して、各現像ロール43の軸受部43a(図11、図13等参照)を、像担持ユニット2の支持フレーム側面部20A,20Bに形成された前記軸受保持溝20e(図10等参照)に引き抜き可能に嵌め込まれて保持させる構造になっている。これにより、現像装置の現像ロール43が像担持ユニット2の感光ドラム21とその回転中心よりも下方側の周面位置で所定の隙間をあけた状態で正しく位置決めされる(図14、図15)。図13において符号43bは、現像ロール43に回転動力を伝達入力するためにその回転軸に取り付けられた被駆動ギヤである。また、図15において符号56は、上記現像ロール43の被駆動ギヤ43bに矢印で示す回転方向の回転動力を伝達するための、筐体10側に設置される駆動伝達系の駆動伝達ギヤである。
(2)可動フレームの支持構造:
次に、現像装置41が装着される可動フレーム40は、その現像装置41の現像ロール43が像担持ユニット2の感光ドラム21の回転中心よりも下方側となる周面位置で接近した状態で配置されており(図9等参照)、その接近した状態のままで前記したような上昇移動が感光ドラム21の存在により妨げられてしまう。このため、このプリンタ1では、その上昇移動を行うための支持構造(移動機構)とともに、トップ開閉カバー10Cの開閉動作に連動して現像ユニット4が像担持ユニット2から離間する位置(離間位置)と像担持ユニット2に接近する位置(接近位置)との間で変位するような支持構造(変位機構)も採用している。
すなわち、可動フレーム40は、図9、図16その側面部40A,Bと筐体10の支持(固定)フレーム11との間に位置する一対の誘導プレート100A,100Bにより変位および移動が可能となるように支持されている。また、可動フレーム40は、その誘導プレート100A,100Bにより上述の上昇(下降)移動ができるように支持されるようにもなっている。
この誘導プレート100A,100Bによる支持を行うため可動フレーム40の側面部40A,40Bの後方側端部には、図11、図12等に示すように、その上下方向に貫通した状態で直線的に伸びる1本のスライド溝48を形成している。また、この可動フレーム筐体10は、誘導プレート100A,100Bにより支持されて(スライド溝にそって誘導されて)筐体10の内部に収められた際に、筐体の支持フレーム11に形成される水平設置面部11E(図9、図18参照)に乗せられて上下方向における設置高さがほぼ位置決めされるようになっている。
一対の誘導プレート100A,100Bは、可動フレーム40の高さよりも長い寸法からなる細長い板状部材である。この誘導プレート100A,100Bはいずれも、その内面の一側端部に前記可動フレーム40のスライド溝48にスライド可能に嵌め込むための直線状のスライド係合部102が形成されており、また、その上端角部の内面側にトップ開閉カバー10Cに形成されるカム溝(または孔)15に嵌め込むための係合用突起103を形成している。さらに、その内面側には、筐体の支持フレーム11に傾斜した状態でスライド可能に支持される複数の傾斜ガイド突起104および傾斜ガイド溝(またはガイド孔)105が形成されている。また、その上端部には、開閉カバー10Cを閉じたときに、そのカバー10Cに設ける押圧突起19(図17等参照)が当接して誘導プレート100A,100Bを下方側に押す(図9参照)ための押圧受け面部106を内面側に突出させた状態で形成している。
この実施形態では、誘導プレート100A,100Bを支持フレーム11に斜めスライド自在に直接取り付ける(直付けする)のではなく、図16に示すように一対の支持プレート120A,100Bを別途用意し、この支持プレート120A,100Bを介して間接的に筐体支持プレート11に斜めスライド自在に取り付けるようにしている。支持プレート200A,200Bには、誘導プレート100側に形成される複数の傾斜ガイド突起104がスライド可能に嵌めこまれる傾斜ガイド溝204と、誘導プレート100側に形成される複数の傾斜ガイド溝(またはガイド孔)105にスライド可能に嵌め入れられるガイド突起205が形成されている。また、支持プレート200A,200Bは、その一部がねじ止め等の固定手段により筐体の支持フレーム11に取り付けられる。なお、この支持プレート120A,100Bは図16および図22で図示しているのみで、それ以外の図面ではその図示を省略している。
トップ開閉カバー10Cのカム溝15と誘導プレート100A,100Bの傾斜ガイド突起104および傾斜ガイド溝105(または支持プレート200A,200Bの傾斜ガイド溝204および傾斜ガイド孔205)とは、その開閉カバー10Cをその支軸13Bを支点にして開ける揺動動作(回転運動)により、誘導プレート100A,100Bが持ち上げられて像担持ユニット2から離れるにつれて上昇するように傾斜して直線的にスライドする動作(斜め直線運動)に変換されるように形成される。
カム溝15については、開閉カバー10Cが閉じた状態において、その支軸13Bの下方側でその支軸13Bから離れた位置から次第に支軸13Bに近づく位置の方に弧状のラインを描くように形成されている。また、開閉カバー10Cを閉じる際の筐体10との係止時の押し込み動作などがある場合には、その押し込み動作に対応する移動量を考慮した溝部分を加える。傾斜ガイド突起104および傾斜ガイド溝105については、そのいずれも同じ所定の角度で傾斜する直線的な突条または長い溝(孔)として形成される。傾斜ガイド溝105は、誘導プレート100A,100Bが傾斜してスライド移動するときの上限位置および下限位置でそれぞれ停止させられるような溝長さ(溝の両終端部となるよう)に形成される。すなわち、そのガイド溝105の下限位置は、開閉カバー10Cを閉じたときに誘導プレート100が感光ドラム21のある側(前方側)に最も近づいた位置に存在するように設定された位置である。一方、そのガイド溝105の上限位置は、開閉カバー10Cを開けたときに誘導プレート100が感光ドラム21から離れる側(後方側)の最も離れた位置に存在するように設定された位置である。
そして、誘導プレート100A,100Bは、その各傾斜ガイド突起104および傾斜ガイド溝105を支持プレート200A,200Bの対応する各傾斜ガイド溝204および傾斜ガイド孔205に互いに嵌め入れて合体させるとともに、その係合用突起103を開閉カバー10Cのカム溝15にそれぞれ嵌め込んだ状態とし、その状態で支持プレート200A,200Bを筐体の支持フレーム11の所定部位(露光ユニット3の現像ユニット3と対峙する側の端部近傍に位置する支持フレーム部分)に固定することにより取り付けられる(図8)。これにより、誘導プレート100A,100Bは、図17や図18に示すように、筐体10の内部空間において現像ユニット4の可動フレーム40の両側面側に位置するように一定の距離をあけて向き合った状態で設置される。
次いで、このような取り付け状態にある誘導プレート100A,100Bの間に形成される空間(図17)内に対して、可動フレーム40を上方側から収めるように下降させて、そのフレームの両側面部40a,40Bにあるスライド溝48に各プレート100上のスライド係合部102を嵌め入れる(図18)。これにより、可動フレーム40は、その現像装置41の着脱作業を行う側(スライド溝48が形成された端部側と反対の端部側:正面側)が像担持ユニット2と対向する姿勢でもって、誘導プレート100A,100Bに対して上下方向(M1,M2)にスライド自在な状態に支持されることになる。図18や図20においては、可動フレーム40に装着される現像装置41の図示を便宜上省略している。
このときの可動フレーム40は、その下方向Y2に対しては筐体10に形成される前記水平設置面部11Eに当接して支持されることよって位置決め(規制)されるようになっている(図7、図9)。この水平設置面部11Eは、可動フレームに装着される各現像装置41の現像ロールの軸受部43aが、像担持ユニット2のフレーム側面部20A,20Bの軸受け保持溝20eと水平方向に対してほぼ同じ高さに位置決めされるように形成される。
このように取り付けられた状態にある誘導プレート100A,100Bは、図6〜7や図21〜22等に示すように、開閉カバー10Cをその支軸13Bを支点にして開閉方向d1,d2に動作させると、その各誘導プレート100の係合用突起103がカム溝15により掬い上げられるような状態で持ち上げられたりまたは押し下げられる。これと同時に、その各誘導プレート100における各傾斜ガイド突起104が支持プレート200の対応する各傾斜ガイド溝204に沿うとともに、支持プレート200の対応する各傾斜ガイド孔205がその各誘導プレート100における傾斜ガイド溝105に沿うようにして傾斜したスライド昇降方向g1,g2に同様に移動する(図23)。この結果、誘導プレート100A,100Bはその全体(係合用突起103および傾斜ガイド突起104を含む)が、固定された支持プレート200から見ると、図22の上部側に示すように、上下方向M1,M2に距離Kだけ移動(変位)すると同時に、水平方向X1,X2に距離Lだけ移動することとなる。
そして、このように誘導プレート100A,100Bによって支持された可動フレーム40は、開閉カバー10Cを開閉方向d1,d2に動作させると、図22の下部側に示すように、その誘導プレート100A,100が前述したように上下方向M1,M2および水平方向X1,X2に移動するように動くことにより、かかる誘導プレート100A,100Bの変位動作に連動して最終的にその水平方向X1,X2に同じ距離Lだけ(水平設置面部11E上をスライドするように)移動する。ちなみに、可動フレーム40は、誘導プレート100A,100の上下方向M1,M2への変位に対しては、その誘導プレート100に上下方向(M1,M2)にスライド自在に支持されているため、その変位動作に連動することなく水平設置面部11E上に裁置された状態のままで移動することがない。
このように可動フレーム40がトップ開閉カバー10Cの開閉動作に連動して誘導プレート100A,100Bを介して水平方向X1,X2に移動するため、この可動フレーム40に装着した各現像装置41も同じく水平方向X1,X2に連動するごとく移動することになる(図6,7,9,19)。
また、この可動フレーム40の水平方向X1,X2への移動により、図22や図23に示すように各現像装置41の現像ロール43の軸受部43aが像担持ユニット2の支持フレーム20における軸受保持溝20eに差し込まれてその各現像装置41が像担持ユニット2内の対応する各感光ドラム21にそれぞれ接近して現像を行うことができる位置(接近位置)と、その現像ロール43の軸受部43aが軸受保持溝20eから引き抜かれてその各現像装置41が像担持ユニット2内の対応する各感光ドラム21から離間して前述した現像装置41の着脱作業が可能な位置に達するまでの上昇移動を行うことができる位置(離間位置)との間で変位することになる。図23において上下2段に分けて図示している誘導プレート100側のガイド突起104およびガイド溝105等と支持フレーム20および可動フレーム40とは、互いの位置関係を図示しているわけではない。
(3)可動フレームの保持機構:
可動フレーム40は、トップ開閉カバー10Cを開けて前記離間位置にあるとき、そのフレームにおけるスライド溝48と誘導プレート100のスライド係合部102との協働により上方向に任意に上昇移動させることができるが、以下に説明するように、現像装置41の着脱作業が可能な位置(作業位置)において、その開いた状態の開閉カバー10Cの一部と筐体10の一部とに係止された状態で保持される仕組み(保持機構)になっている(図4,8、19、20、24など)。
まず、このプリンタ1では、誘導プレート100A,100Bとトップ開閉カバー10Cについて、その各プレート100側のスライド係合部102が開けた状態の開閉カバー10Cの両側面部における下辺部と上下方向にほぼ一直線状に並ぶような位置関係となるように配置している。これにより、可動フレーム40を誘導プレート100に対してスライド移動させて上昇移動させると、その可動フレーム40が開いた状態の開閉カバー40の裏面側に接近して対峙する状態となるように誘導されるようになっている。
このため、開閉カバー10Cの可動フレーム40が対峙するように移動して通過する両側面部の内面側には、図17、図19等に示すようにその可動フレーム40の上昇移動するときの方向(上下方向)に沿うガイド溝16をそれぞれ形成している。ガイド溝16は、開けた状態の開閉カバー10Cの上方側において、可動フレーム40の移動方向に対して徐々に近づく(先細りするように狭くなる)形状からなる傾斜ガイド部16aを形成している。この傾斜ガイド部16aを形成したのは、可動フレーム40が上昇移動して前記着脱作業位置で保持される際に突起91をガイド溝16(の傾斜ガイド部)の壁面に密着させることにより、その保持されるときの可動フレーム40がふら付く(がたつく)ことを防止するためである。
一方、可動フレーム40には、その両側面部40A,40Bのガイド溝48を形成した側の上端角部に、前記ガイド溝16に嵌め入れられて誘導される突起91がそれぞれ設けられている。この突起91は、その側面部からほぼ垂直方向に突出させるような状態で形成した円筒状のものであり、その先端部側にはガイド溝16に沿ってスムーズに動くようさせるために回転体(コロ)を回転自在に取り付けている。
このようなガイド溝16と突起91は、突起91が可動フレーム40の上昇移動にともなって上方移動し、その上昇移動する先に存在するガイド溝16に嵌め入れられるとともに誘導されるように係合される関係にある。これにより、上昇移動させた可動フレーム40が、突起91とガイド溝16との係合により、開いた状態の開閉カバー10Cに規制された状態になる。
また、可動フレーム40には、その両側面部40A,40Bのガイド溝48を形成した側とは反対側の下端角部に、筐体10の一部に係止させるための第一係止突起部92がそれぞれ形成されている。第一係止突起部92は、図11等に示すように、先端部が丸みを帯びた円筒形状の係止部材92aを、その突出方向(筐体の左右側面部となる支持フレーム11に接近する方向)に移動可能に保持するとともにその先端部の方向にむけてスプリング等により弾性的に付勢するようにホルダー92bに取り付けた形態のもの(たとえばプランジャー)である。
一方、筐体の左右側面部となる支持フレーム11には、上記各第一係止突起部92を係止するための被係止部17がそれぞれ設けられている。この被係止部17は、その支持フレーム11において可動フレーム40の上方向への移動時に第一係止突起部92が通過する部位であって可動フレーム40を現像装置41の着脱作業ができる前記作業位置に保持させるべき位置に該当する部位に、第一係止突起部92の係止部材92aを一度ホルダー側に沈み込ませた後に再度突出させるように変位させて受け入れることで係止することが可能な凹部(または孔)を形成したものである。
このような第一係止突起部92と被係止部17とは、その第一係止突起部92が可動フレーム40の上昇移動にともなって上方移動し、その上昇移動する先に存在する被係止部17に係止部材92aが一旦乗り上げた後にその凹部(または孔)に突入して係止される関係にある。これにより、上昇移動させた可動フレーム40が、第一係止突起部92と被係止部17との係止により、現像装置41の着脱作業が可能な位置で筐体10(支持フレーム)の一部において保持された状態になる。また、第一係止突起部92と被係止部17との係止状態は、可動フレーム40を下方にむけて押すことにより簡単に解除することができる。
さらに、可動フレーム40には、その後方側上端部の中央部に、開けた状態の開閉カバー10Cの一部に係止させるための第二係止突起部93が形成されている。第二係止突起部93は、第一係止突起部92の場合とほぼ同様に、図9、図19等に示すように、先端部が丸みを帯びた円筒形状の係止部材93aを、その突出方向(対峙する開閉カバー10Cに接近する方向)に移動可能に保持するとともにその先端部の方向にむけてスプリング等により弾性的に付勢するようにホルダー92bに取り付けた形態のもの(たとえばプランジャー)である。
一方、トップ開閉カバー10Cには、上記第二係止突起部93を係止するための被係止部18が設けられている。この被係止部18は、開閉カバー10Cの裏面において可動フレーム40の上方向への移動時に第二係止突起部93が通過する部位であって可動フレーム40を現像装置41の着脱作業ができる前記作業位置に保持させるべき位置に該当する部位に、第二係止突起部93の係止部材93aを受け入れて係止することが可能な凹部(または孔)18aを形成したものである。
このような第二係止突起部93と被係止部18とは、その第二係止突起部93が可動フレーム40の上昇移動にともなって上方移動し、その上昇移動する先に存在する被係止部18に係止部材93aが一旦乗り上げた後にその凹部(または孔)に突入して係止される関係にある。これにより、上昇移動させた可動フレーム40が、第二係止突起部93と被係止部18との係止により、現像装置41の着脱作業が可能な位置で開いた状態の開閉カバー10Cの一部において保持された状態になる。ちなみに、第二係止突起部93と被係止部18との係止状態は、第一係止突起部92と被係止部17の場合と同様に、可動フレーム40を下方にむけて押すことにより簡単に解除することができる。
また、このプリンタ1においては、図11、図18、図25等に示すように、可動フレーム40の左右側面部40A,40Bの下部であって誘導プレート100A,100Bの側端部に対峙し得る部位に、可動フレーム40の下降時の移動速度を適宜抑制するための制動コロ95をそれぞれ設けている。一方、この制動コロ95を設けた関係で、誘導プレート100A,100Bの制動コロ95と対峙し得る部位(スライド係合部102を形成した側の側端縁部)には、誘導プレート100の上下方向に連続するとともにその下端側になるにつれて制動コロ95との間隔Wが狭くなる状態(W1>W2)で傾斜する傾斜面部107を設けた。
制動コロ95としては、可動フレームの左右側面部40A,40Bに回転可能に取り付けられる円板状の回転基材95aと、その周面に形成される圧縮変形可能なゴム材料(たとえばネオプレンゴム)からなる弾性層95bとで構成されるものを設けた。回転基材95aの中心と誘導プレート100のスライド係合突起部102との間隔は、制動コロ95の存在位置の如何にかかわらず一定となる関係にある。傾斜面部107については、制動コロ95との間隔W(傾斜面と制動コロの回転基材95aにおける回転中心との離間距離)が上端側から下端側にむけて次第に狭くなるように形成している。たとえば、この傾斜面部107は、その弾性層95bをその層厚が1/2〜1/3程度の厚さになるまで圧縮変形させることができるような傾斜面に形成される。最大の間隔Wは、弾性層95bが傾斜面部107に接触するような寸法に設定される。
このような制動コロ95および傾斜面部107を設けることにより、可動フレーム40の下降移動にともなって制動コロ95も下降移動するときには、可動フレーム40と誘導プレート100どうしはスライド溝48や係合突起102との係合により互いの距離が一定であるのに対し、その制動コロ95と傾斜面部107との間隔Wは次第に狭くなるため、図25に制動コロ95(1)〜(3)として分けて示すように、その弾性層95bが傾斜面部107に次第に強く当接(圧接)して圧縮変形した状態になる。この圧縮変形の度合いが増すにつれて、弾性層95bが変形しにくくなるとともに制動コロ95(回転基材95a)が回転しにくくなり、これが制動力となって可動フレーム40の下降速度が抑制される。
また、傾斜面部107は、誘導プレート100の下端部側の部位において制動コロ95との間隔Wが反対に広くなる側に面を傾斜させる(窪ませる)ように形成した非当接面部108を設けた。下端部側の部位とは、間隔Wが最小となる部位107aより下側の部位であって、可動フレーム40が前記接近位置にあるときに制動コロ95が対峙する部位である。この非当接面部108に位置するときの制動コロ95は、弾性層95bが傾斜面部(誘導プレート)に当たらないため、その弾性層95bが圧縮変形することはない。非当接面部108は、弾性層95bがごくわずかに圧縮変形する程度であれば、弾性層95bがわずかに接する構成としてもかまわない。
このような非当接面部108を設けることにより、その非当接部108に対峙して位置するときの制動コロ95(4)はその弾性層95bが傾斜面部107に当接することによって圧縮変形することがない。このため、特に可動フレーム40が前記接近位置にあるときに制動コロ95の弾性層95bが傾斜面部107に当接して圧縮変形した状態に長時間置かれて変形したままの状態となり(圧縮変形したままで長時間復元しなくなり)、かかる変形部の存在により弾性層95bが傾斜面部107と当接しても弾性層95bの圧縮変形が発生しないこともあり、その後の制動コロ95による制動機能が正常に発揮されなくなることを防止することができる。
<カラー画像のプリント動作>
そして、このカラープリンタ1によるカラー画像のプリントは、概略、次のように行われる。
まず、像担持ユニット2において4つの感光ドラム21が帯電ロール22により一様に帯電された後、その帯電された各感光ドラム21の表面に露光ユニット3からY,M,C,Kの各色に分解された画像信号に対応する各レーザビーム光Bmが別々に照射され、これによりプリンタへの入力情報に応じた各色の静電潜像が形成される。次いで、その各感光ドラム21上の静電潜像は、現像ユニット4の各色の現像装置41によってそれぞれ現像され、Y,M,C,Kの各色のトナー像として可視化される。
続いて、各感光ドラム21上に形成された各色のトナー像は、第1中間転写ドラム25、26上に静電的に一次転写される。すなわち、感光ドラム21Y,21Mに形成されたイエローおよびマゼンタのトナー像はマゼンタ、イエローの順で第1中間転写ドラム25上に、感光ドラム21C、21Kに形成されたシアンおよびブラックのトナー像はブラック、シアンの順で第1中間転写ドラム26上にそれぞれ重ね合わせられるように順次転写される。これにより、第1中間転写ドラム25上にはマゼンタのトナー像とイエローのトナー像とからなる多重トナー像が形成され、一方、第1中間転写ドラム26上にはシアンのトナー像とブラックのトナー像とからなる多重トナー像が形成される。
第1中間転写ドラム25、26上にそれぞれ形成された各多重トナー像は、二次中間転写ドラム27上に静電的に二次転写される。これにより、二次中間転写ドラム27上には、第1中間転写ドラム25上のトナー像(下層側からM,Y)と第1中間転写ドラム26上のトナー像(下層側からK,C)とがこの順にそれぞれ転写されて下層側からY,M,C,Kの順で重ね合わせられたごときの多重トナー像が形成される。次いで、この4色からなる多重トナー像は、第2中間転写ドラム27の回転に伴って最終転写ロール51と圧接する最終転写部にむけて搬送される。
このようなトナー像の形成に合わせて上記最終転写部にむけて給紙ユニット6から所定のタイミングで記録紙Pが供給される。すなわち、収容トレイ61に収容された記録用紙Pが、用紙送出装置62により1枚だけ用紙搬送路に送り出されてレジロール66で一旦停止させられた後に、そのレジロール66により所定のタイミングで最終転写部に送り込まれる。これにより、二次中間転写ドラム27上の4色(Y,M,C,K)のトナー像は、この二次中間転写ドラム27と最終転写ロール51の圧接部である最終転写部に送り込まれる記録紙Pの片面に加圧された状態で静電的に一括して転写される。
次いで、この4色のトナー像が転写された記録用紙Pは、定着ユニット7に送られ、その定着ユニットの加熱ロール71と加圧ロール72の間の定着ニップ部を通過することにより加熱加圧されて定着処理された後、排紙部10B,Cに排出される。また、このプリンタ1において両面プリントが行われる場合は、上記定着後の記録紙Pが排紙部10Bに排出される途中で排出ロール対76に保持された状態のままで一旦止められた後、排出ロール対76の逆回転によりその送り方向後端部から反転搬送路77に引き込まれる。その後、反転搬送路77に送られた記録紙Pは、前記レジストロール対66がある用紙搬送路に合流するように再送され、この過程でその表裏面が反転された状態でレジストロール対66により所定のタイミングで最終転写部に送り込まれることになる。
以上のような一連の画像形成プロセスが実行されることにより、1枚の記録用紙Pに対してフルカラー画像が形成される。
[現像装置の交換作業]
また、このプリンタ1では、その操作パネル上の表示部に現像ユニット4におけるいずれかの現像装置41の交換を促すための表示が出されると、ユーザ等によって該当する現像装置41の交換作業を行うことになる。
その交換作業は、まず筐体10のフロント開閉カバー10Aを開けた後、トップ開閉カバー10Cを開けて、現像ユニット4を筐体10の外部に露出させた状態にしてから行われる(図3、図6、図7)。
この際、トップ開閉カバー10Cを開けると、その支軸13Bを支点にした開動作に連動して誘導プレート100A,100Bが前述したように像担持ユニット2から離れる方向でかつ斜め上方(矢印g1方向)にむけてスライド移動することにより、現像ユニット4の可動フレーム40が像担持ユニット2から離れる方向(Q1)でもある水平方向X1に距離L(図23)だけ移動させられて像担持ユニット2から離間した位置に変位させられる(図9→図19)。また、この離間位置への変位により、その可動フレーム40に装着されている各現像装置41の現像ロール軸受部43aが像担持ユニット2の軸受保持溝11eから抜き出される。この結果、現像ユニット4は、像担持ユニット2との接合状態から開放されてフリーの状態、即ち上記離間する方向とは異なる方向に上昇移動させることが可能な状態となる。
次いで、このような状態にある現像ユニット4は、その可動フレーム40の上面部40Cにある取っ手49を手で持って筐体10の外部に引き出すようにその上方向M1(ほぼ鉛直方向Y)に上昇移動させる。このときの現像ユニット4は、可動フレーム40が誘導プレート100A,100Bとのスライド自在な係合により誘導されてそのスライド係合部102にそって上方に直線的に移動する。
この移動の際、各現像装置41は、可動フレーム40に係止保持具81によって装着位置に保持されることでその現像ロール43のフレーム側面部40A,40B端部からの飛び出し(突出)量が確実に規制された状態にあり、しかもその現像ロール43が可動フレーム40の離間位置への変位により感光ドラム21から確実に離間した状態にあるため、その現像ロール43が前記直線的な上昇移動時に像担持ユニット2側の感光ドラム21に接触することはない。これにより、たとえば現像ロール43と感光ドラム21どうしが接触して損傷するようなおそれがない。
また、像担持ユニット2の支持フレーム20は、前述したようにその現像ユニット4と対峙する端部がガイド壁面部20gとして形成されているため、現像ユニット4(可動フレーム40)を移動させる際に少し乱暴に扱って現像ロールの軸受部43aが像担持ユニット2側に近づくような状況が発生しても、そのガイド面部20gの存在により軸受部43aが支持フレーム20の軸受保持溝20eに入り込むことがなくその移動するときの姿勢が規制されるため、現像ロール43が感光ドラム21に接近する状況が発生することが防止される。したがって、このことによっても現像ロール43がたとえば感光ドラム21に接触して損傷するようなことはない。
次に、筐体10の上面部に上昇移動して引き出される現像ユニット4は、その可動フレーム40側にある突起91が開いた状態の開閉カバー10Cに形成されたガイド溝16に入り込むことにより、その可動フレーム40が開閉カバー10Cに接近して対峙した状態となるように誘導され、現像装置41の着脱作業が可能な作業位置に達した時点で前述したようにその開閉カバー10Cの一部と筐体10の一部とに係止されて保持された状態になる(図8、図24)。
すなわち、現像ユニット4は、可動フレーム40の左右両側面部の上部側にある2つの突起81が支軸13Bで支持されて開いた状態にある開閉カバー10Cに形成した各ガイド溝16に入り込んで係合されることと、可動フレーム40の側面部の下部側にある2つの第一係止突起部92が筐体10の支持フレーム11に設けた各被係止部17にそれぞれ係止されることにより、基本的に保持される。また、現像ユニット4は、可動フレーム40の上部側にある1つの第二係止突起部93が開閉カバー10Cに設けた被係止部18に係止されることにより、補助的に保持される。ちなみに、この保持されたときの可動フレーム40の下部は、そのスライド溝48の一部が誘導プレート100のスライド係合部102に係合した状態にある。このようにして保持される現像ユニット4(実際には可動フレーム40)は、筐体10の上面部に突出した状態に引き出されているにもかかわらず、上記作業位置で安定した保持状態に置かれる。
そして、この保持された状態にある現像ユニット4において現像装置41の交換作業を行う。すなわち、その交換作業は、交換対象の現像装置41を可動フレーム40から取り外した後、新しい現像装置41(たとえば現像剤が所要量充填されたもの)を可動フレーム40に取り付けることで行われる(図8)。
この際、現像装置41の取り外しは、開けた状態のフロント開閉カバー10A側に位置するユーザ等の作業者が、交換対象の現像装置41において可動フレームの両側面部40A,40Bに接近して倒れた状態にある取っ手88(図11)をその把持部88bを手で掴んで起こした状態にしたうで、その現像装置41をフロント開閉カバー10A側に水平の状態で引っ張り出すように操作することにより行われる。この操作により、現像装置41側にある係止用突起87が可動フレーム40側の係止保持具81から抜き出される(突起87が係止部82aから抜き出されて係止部82aによる係止状態から開放される)とともに、現像装置41側にある取付部86が装着段部80と係止用突起87の間から引き抜かれる。この結果、現像装置41は、可動フレーム40における装着状態から開放されて、可動フレーム40から水平方向に引き抜かれるような状態で取り外されることになる(図12、図14)。
一方、現像装置41の取り付けは、新しい現像装置41をユーザ等の作業者が同じくその取っ手88を手で掴んで持ち、その装置(ハウジング42)の後方側端部を先頭にした状態で、前記した保持状態にある可動フレーム40の当該現像装置41の装着部位である装着段部80にむけて水平の状態で近づけながら差し込むように操作することにより行われる。この操作により、現像装置41側にある係止用突起87が可動フレーム40側の係止保持具81により係止される(突起87が係止部82aに入り込んで係止される)とともに、現像装置41側にある取付部86が装着段部80と係止用突起87の間に差し込まれた状態で保持される。この結果、新しい現像装置41は、可動フレーム40に対して水平方向に差し込まれるような状態で装着されることになる(図11、図12、図14)。
以上のように、このプリンタ1では、交換対象の現像装置41が筐体10の内部に像担持ユニット2と露光ユニット3の間に挟まれた状態で設置されていても、その現像装置41の交換はその像担持ユニット2や露光ユニット3を移動する等の作業をしなくとも単独で簡易に行うことができる。
また、現像装置41の可動フレーム40に対する着脱作業がその現像装置41をほぼ水平方向(J1,J2)に移動させるような状態で行うことができるため(図8)、その現像装置41の交換作業が行いやすいものとなる。しかも、このような現像装置41の交換作業を筐体10の操作正面部10A側からアクセスして行うことができるため、その着脱作業に要するスペースをプリンタ1の側面側などに別途確保する必要がなくプリンタ1の設置スペースの余分な増加を招くことがない。
また、現像装置41の着脱作業時の取り付けおよび取り外しの方向(J1,J2)が、給紙ユニット6におけるカセット部60の引き出し方向(図7)と一致しているため、プリンタ1の主な作業の動作方向が統一化されて扱いやすいものとなり、また、その現像装置41の着脱作業時に必要な移動スペースをカセット部60の引き出し時に要するスペースと共用することができ合理的である。
次いで、この現像装置41の交換作業が終了した後の現像ユニット4は、下降移動させて筐体10の内部に納める。
現像ユニット4の下降移動は、前記した保持状態にある可動フレーム40を下方にむけて手で押し込んでその保持状態を解除することにより行われる。すなわち、可動フレーム40は、そのフレーム上面部40Cなどが手で下方にむけて押されると、可動フレーム40側にある2つの第一係止突起部92が筐体10の支持フレーム11側にある各被係止部17からそれぞれ抜け出てその係止状態が解除されるとともに、可動フレーム40側にある1つの第二係止突起部93が開閉カバー10C側にある被係止部18から抜け出てその係止状態から解除される。これにより、可動フレーム50は保持状態が解除されて下降移動することができる状態になる。
また、この下降移動に際しては、基本的に、可動フレーム40が誘導プレート100A,100Bとのスライド自在な係合により誘導されて誘導プレート100側のスライド係合部102にそって下方に直線的に下降移動する。特に可動フレーム40が筐体10の外部に位置している段階では、可動フレーム40側にある2つの突起91が開閉カバー10Cの各ガイド溝16内をある程度規制された状態で移動するため、かかる可動フレーム40の上部がふら付くことなく安定した状態で下降移動するようになる。
さらに、このときの下降移動に際しては、前述したように、その可動フレームの両側面部40A,40Bにある制動コロ95が誘導プレート100A,100Bの傾斜面部107に当接し、その下方に移動するにつれて制動コロ95の弾性層95bが徐々に圧縮変形することにより、その可動フレーム40の下降移動が制動されてその下降速度が抑制される(図24、図25等)。このため、4つの現像装置41を搭載する可動フレーム40がその重量で勢いよく下降移動して水平設置面部11Eに衝突し、その衝撃で部品が損傷する等の問題が発生することを防止できる。また、このような制動作用が得られることにより、可動フレーム40を下降移動させる作業は、最初に可動フレーム40を下方へ押し込む操作を行うのみで済ませ、それ以降は可動フレーム40を手で持つ必要がなく可動フレーム40が自動で(自然に)下降することに任せることができる。
現像ユニット4は、可動フレーム40が水平設置面部11Eに載置されるまで下降移動することで筐体10内に納められる(図7、図19)。このときの可動フレーム40は前記した離間位置に戻ることになる。
そして、現像装置41の交換作業は、現像ユニット4を上述したように下降移動させて筐体10内に収めた後に、トップ開閉カバー10Cを閉じることにより終了する。
このプリンタ1では、トップ開閉カバー10Cを閉じると、その支軸13Bを支点にした閉動作に連動して誘導プレート100A,100Bが前述したように像担持ユニット2に近づく方向でかつ斜め下方(矢印g2方向)にむけてスライド移動することにより、現像ユニット4の可動フレーム40が像担持ユニット2に近づく方向Q2でもある水平方向X2に距離L(図23)だけ移動させられて像担持ユニット2に接近した位置に変位させられる(図19→図9)。この接近位置への変位により、その可動フレーム40に装着されている各現像装置41の現像ロール軸受け部43aが像担持ユニット2の軸受保持溝11eに嵌め入れられる。
この結果、現像ユニット4は、像担持ユニット2に接近した状態、即ちその現像ロール43が感光ドラム21に所定の間隔をあけた位置に位置決めされて現像を行うことが可能な状態となる。
また、トップ開閉カバー10Cを完全に閉じると、その開閉カバー10Cは支軸13Bとフック10C−tとにより筐体支持フレーム11に係止されて固定された状態になるが、この状態にある開閉カバー10Cの裏面にある押圧突起19が誘導プレート100A,100Bの押圧受け面部106に当接して下方にむけて押した状態になる(図9)。これにより、誘導プレート100A,100Bは、像担持ユニット2側にむけて傾斜スライド下降するように支持されている関係から、その押圧突起19による押圧力をうけてスライド下降する方向に付勢されるような状態におかれるため、可動フレーム40が設置基準面11Eに密着した状態になるとともに像担持ユニット2に接近する方向に付勢され続ける状態になり、この結果、可動フレーム40が筐体10内で確実に位置決めされるようになる。
さらに、このように位置決めされた状態の可動フレーム40に装着されている各現像装置41は、図15に示すように係止保持具81の係止部82による押圧力(Fa)を受けて像担持ユニット2が存在する方向に弾性的に付勢されているため、その現像ロール43の軸受部43aが像担持ユニット2の支持フレーム20にある軸受保持溝20eに確実にはめ込まれた状態となる。この結果、現像装置41は、その現像ロール43が感光ドラム21と所定の位置関係に安定して保たれることになるため、その現像を良好に行うことができるようになる。ちなみに、現像装置41が上記押圧力(Fa)を受けることで可動フレーム40が感光ドラム21側から離れる方向の反力を受けることになるが、前述したように誘導プレート100が開閉カバー10Cにある押圧部材19により下方に付勢されていることで感光ドラム21側に接近した位置にむけてスライド下降するような状態に保たれ、これにより可動フレーム40も感光ドラム21側に接近した位置に確実に保持されるようになるため、現像装置41はその確実に保持された可動フレーム40にある係止保持具81による上記押圧力(Fa)を確実に受けることとなり安定して位置決めされる。
また、このプリンタ1では、図15に示すように、現像装置41に回転動力を伝達させるために筐体10の支持フレーム11側に設置されている駆動伝達ギヤ56が、現像ロール43の一端部に同軸状に取り付けれた被駆動ギヤ43bの上部側の位置で噛み合うように設定されている。このため、その駆動伝達ギヤ56から矢印方向の回転動力が入力された際に被駆動ギヤ43bが受ける力f1は点線矢印で示すような両ギヤの接線方向に沿うものとなるため、上記係止保持具81の係止部82による押圧力(Fa)を妨げることがなく、現像ロール43の感光ドラム21に対する位置関係(距離)に変動を与えるおそれはない。これによっても良好な現像が確保される。
[像担持ユニットの交換作業]
さらに、このプリンタ1では、その操作パネル上の表示部に像担持ユニット2(の感光ドラム)の交換を促すための表示が出されると、ユーザ等によって像担持ユニット2の交換作業を行うことができる。
その交換作業は、現像装置の交換作業時と同様に、まず筐体10のフロント開閉カバー10Aを開けた後、トップ開閉カバー10Cを開けて、現像ユニット4を筐体10の外部に露出させた状態にしてから行われる(図3、図6、図7)。像担持ユニットの交換作業が現像装置の交換作業時と重なることがある場合には、この各開閉カバーを開ける作業は共通化されて不要となる。
特にトップ開閉カバー10Cを開けることにより、前述したように、その開閉カバー10Cの開動作に連動して現像ユニット4が像担持ユニット2から離間した位置に変位するため、これにより像担持ユニット2がはじめて取り外し可能な状態になる(図7)。
像担持ユニット2の取り外しは、その支持フレーム20の上面部20Aにある取っ手29を手で持って上方向に引き上げて支持フレーム20を筐体10の装着部位から抜き出すことにより行われる。この取り外しは、現像ユニット4を前述したように上昇移動させて開けた状態の開閉カバー10Cを利用しつつ保持させた状態にした後に行うほか、現像ユニット4は上昇移動させない状態(離間位置に置いたままの状態)で行うことが可能である。また、この像担持ユニット2の上昇移動させるときの方向は、現像ユニット4の可動フレーム40の上昇移動時の方向(M1)と同じである。このため、交換作業時の作業方向が統一化されるため扱いやすいものとなる。
取り外した古い像担持ユニット2は、そのユニット全体を新しいものに交換する。場合によっては、ユニット全体を交換するのではなく、交換対象の感光ドラム21のみを取り替えることで対応するようにしてもよい。
次に、新しい像担持ユニット2(または感光ドラムを取り替えた後の像担持ユニット)を筐体10内に装着する。この像担持体2の装着作業は、前記開閉カバー10Cなどを開けた状態の筐体10に対して、その支持フレーム20の取っ手29を手で持って下方向に下降させて筐体10の装着部位に納めることにより行われる。
そして最後に、トップ開閉カバー10Cを閉じ、しかる後、作業面部であるフロント開閉カバー10Aを閉じる。この際、開閉カバー10Cを閉じると、その閉動作に連動して誘導ガイドプレート100A,100Bが前述したように動くことにより、現像ユニット4が像担持ユニット2に接近した位置に変位する。これにより、像担持ユニット2が使用可能な状態になる。
[変形した形態例]
なお、実施形態1に係るプリンタ1おいては、現像装置41の交換時に、その現像ユニット4(可動フレーム40)を上昇移動させたときに4つの現像装置41の着脱作業がいずれも可能な位置で保持するように構成しているが、必要であれば、その上位側に装着されている一部の現像装置41の着脱作業が可能な位置でそれぞれ保持させるように構成してもよい。特に現像剤の消費量が多いため交換頻度も多くなるブラック色用の現像装置41Kを可動フレーム40の最上位の位置に装着させ、少なくともその現像装置41Kの着脱作業が可能な位置まで現像ユニット4を上昇移動させた地点で保持させるように構成した場合には、その現像装置41Kの交換時に現像ユニット4を上昇移動させる高さ(移動距離)が少なくなり、交換頻度の高い現像装置41Kの交換作業をより効率よく容易に行うことが可能となる。
また、実施形態1に係るプリンタ1おいては、現像装置41の交換時に、その現像ユニット4(可動フレーム40)を上昇移動させたときに現像装置の着脱作業が可能な位置で保持する機構を採用しているが、必要であれば、現像ユニット4を筐体10の上面部において保持させることなく、筐体10から完全に取り外すように構成してもよい。
この場合は、その保持のために必要な関係部品(可動フレーム40における突起91、第一係止突起部92および第二係止突起部93や、開閉カバー10Cにおけるガイド溝17および被係止部18や、筐体支持フレーム11における被係止部19など)を設ける必要がない。
そして、現像装置の交換時には、現像ユニット4の可動フレーム40を誘導プレート100のスライド係合部102にそって上昇移動させ、最終的に誘導プレート100から取り外すことになる(誘導プレート100とのスライド可能な係合状態から開放する)。
さらに、実施形態1に係るプリンタ1おいては、トップ開閉カバー10Cの開閉動作に連動して現像ユニット4が像担持ユニット2に接近する位置と離間する位置との間で変位するような機構を採用しているが、必要であれば、そのような変位機構を採用せず、たとえば現像ユニット4に変位時に使用する操作レバーを設け、そのレバーを利用して手動により変位させるように構成してもよい。
本発明の画像形成装置は、以下のように特定することもできる。すなわち、図1または図26に例示するように、筐体01の内部に設置されるとともに所定のタイミングで交換される交換部品02と、この交換部品02が着脱可能に装着され、筐体01に対して移動可能に支持される可動フレーム03と、この可動フレーム03に装着された交換部品02の交換時に、筐体01の一部を開口させるように軸05aを支点にその筐体01の外部側に揺動して開閉する開閉カバー05とを有する画像形成装置であって、開閉カバー05を筐体01の外部側に揺動させて開けたときに、可動フレーム03をその開いた状態の開閉カバー05に接近させて対峙し得る方向(M,N)に誘導して移動させ得るように支持するとともに、その移動する可動フレーム03を、交換部品02の着脱作業が可能な作業位置でその開いた状態の開閉カバー05の一部05eと筐体01の一部01eに係止させた状態で保持するように構成したことを特徴とするものである。図中の符号04は、交換部品02を挟むような状態で設置される他の構成部品を示す。
この画像形成装置における交換部品02の交換は、図1または図26の下部側に(b)として例示するように、まず開閉カバー05を筐体01の外部側に揺動して開ける。次いで、開閉カバー05を開けることにより開口される筐体01の一部から可動フレーム03をその開いた状態にある筐体01の外側に突出させ、少なくとも交換部品02の着脱作業が可能な作業位置まで移動させる。そして、このような位置まで移動され状態の可動フレーム03において交換部品02の着脱作業を行うことになる。これにより、その交換作業が終了する。この交換作業が終了した後は、その可動フレーム03を筐体01の内部に収めるように移動させて所定の装着部位に戻す。
上記交換部品02としては、たとえば、現像装置や、感光体等の像担持体や、中間転写体等が挙げられる。また、交換部品02は、その種類の異同にかかわらず、複数ある場合に本発明による効果がより大きなものとなる。上記可動フレーム03は、交換部品02を着脱可能に装着できるものであればよく、その形態等については特に制約されるものではない。可動フレーム03は、筐体01に対して上記移動方向(Y,X)にそって移動可能となるように支持される。可動フレーム03の開閉カバー05への対峙させる割合は、可動フレーム全体である場合に限らず、交換部品の着脱作業が可能であればその一部であってもよい。
上記開閉カバー05は、通常、図1に例示するように筐体01の上面部01aに設けられたものであるが、図26に例示するように筐体01の側面部01bに設けたものであってもよい。開閉カバー05の開けた状態とは、筐体の上面部01aに設ける開閉カバーにあっては鉛直方向に沿った状態のほか、その鉛直方向から交換部品の着脱作業が可能な範囲内で傾いた方向に沿った状態を含むものであり、また、筐体の側面部01bに設ける開閉カバーにあっては水平方向に沿った状態のほか、その水平方向の上下に交換部品の着脱作業が可能な範囲内で傾いた方向に沿った状態を含むものである。開閉カバー05の可動フレーム03を係止するための一部05aは、移動する可動フレーム03と対峙してその移動を妨げることのない部位であって、その可動フレーム03との間で係止し合う手段を設置できる部位である。また、筐体01の可動フレーム03を係止するための一部01aは、移動する可動フレーム03と対峙してその移動を妨げることのない部位であって、その可動フレーム03との間で係止し合う手段を設置し得る部位である。
また、上記画像形成装置においては、開閉カバー05の可動フレーム03が対峙するように移動して通過する部位に、その可動フレーム03の移動方向に沿うガイド溝を形成し、かつ、可動フレーム03にそのガイド溝に嵌め入れられて誘導される突起を設けるとよい。この場合は、筐体01の外部側を移動するときの可動フレーム03が上記ガイド溝に誘導されながら移動するようになり、これにより可動フレーム03が開閉カバー05に対して確実にかつ安定して接近し対峙するようになる。また、このガイド溝と突起との係合により可動フレーム03が開閉カバー05によってある程度係止された状態になり、これにより可動フレーム03が前記作業位置で安定して保持されるようになる。
また、上記画像形成装置においては、上記係止し合う手段として、開いた状態の開閉カバー05と可動フレーム03に、その可動フレーム03を前記作業位置で係止するための係止部材及びその係止部材が係止される被係止部のいずれか一方を一対の関係となるように設けることができる。また、同様に、筐体01と可動フレーム03に、その可動フレーム03を前記作業位置で係止するための係止部材及びその係止部材が係止される被係止部のいずれか一方を一対の関係となるように設けることができる。
この場合、上記各係止部材および被係止部はいずれも、それらを設ける部位を可動フレーム03が移動して通過するときに自動で係止し合う形式のものが好ましい。また、係止部材および被係止部は、その係止状態が可動フレーム03を筐体01の内部側に押すことにより自動で解除される形式のものが好ましい。このような係止部材および被係止部としては、たとえば、係止する方向に弾性的に付勢された状態で進退可能に設けられる突起または留め金のような形態からなる係止部材と、その突起または留め金のような形態からなる係止部材が進入または引っ掛けられるような形態からなる被係止部とを使用することができる。
また、上記各画像形成装置においては、筐体01と可動フレーム03の間に、その可動フレーム03を前記移動方向(M,N)に誘導するガイド溝を利用して移動自在に支持する誘導部材を設置するとよい。ガイド溝は可動フレーム03と誘導部材のいずれか一方に設ければよく、その残り一方にはそのガイド溝に嵌め入れられて誘導される突起を設ければよい。
また、上記誘導部材を設置する画像形成装置においては、開閉カバー05を筐体01の上面部01aに設けるとともに可動フレーム03を上下方向に昇降移動させるように設ける場合には、可動フレーム03の下部側の部位であって前記誘導部材と対峙する部位又はその近傍に圧縮変形し得る弾性部材を取り付けた制動体を設け、かつ、前記誘導部材の可動フレーム03の制動体と対峙してその弾性部材と当接し得る部位に、可動フレーム03の上下方向に連続するとともに下端側になるにつれて当該制動体との間隔が狭くなる状態で傾斜する傾斜面部を設けるとよい。制動体は可動フレームに回転可能に設けられる回転体が好ましいが、回転せず固定された状態で設けられる固定体であってもよい。弾性部材としては、たとえばゴム材料を使用することができる。
この場合は、可動フレーム03を下降移動させるときに、その制動体が誘導部材の傾斜面部に当接している過程でその制動体と傾斜面部との間隔が次第に狭くなるため、その制動体と傾斜面部の間に存在する弾性部材が徐々に圧縮変形した状態となってその制動体が下方に移動しにくくなり、この結果、可動フレーム03の下降移動が制動されてその下降速度が徐々に遅くなる。これにより、可動フレーム03が勢いよく下降移動して筐体の内部に当たることによって発生する衝撃により交換部品が破損してしまう等の問題を回避することができる。
さらに、上記各画像形成装置においては、交換部品02を装着する可動フレーム03を前記移動方向(M,N)に移動させる際にその移動を妨げるように交換部品02と接近して設置される他の構成部品04(たとえば像担持体)がある場合は、前記筐体01に軸を支点にして揺動するように設ける揺動部材を揺動させることにより、交換部品02を当該他の交換部品04から離間させてその離間する方向と異なる上記移動方向(M,N)に移動させることが可能な離間位置とその他の構成部品に接近させて現像を行うことが可能な接近位置との間で変位させる変位機構を設けるようにするとよい。揺動部材は、操作用レバー(ハンドル)等であってもよいが、上記開閉カバー05であることが好ましい。
上記変位機構については、前記可動フレーム03を筐体01の内部において交換部品03の移動方向に沿ってスライド自在に保持し、かつ、その可動フレーム03を保持したままで揺動部材にその揺動動作と連動し得るように取り付けられるとともにその揺動部材04の揺動動作により当該可動フレーム03が当該他の構成部品04から離間した位置および当該他の構成部品04に接近した位置の間で変位し得るように筐体01にスライド自在に取り付けられる誘導部材を有するものとして構成するとよい。
この場合は、揺動部材を所定の方向に揺動させると、その揺動部材に取り付けられた誘導部材がその揺動動作に連動して移動し始め、離間位置および接近位置の間で変位し得るように筐体01に対してスライド移動する。これにより、その誘導部材に保持された可動フレームひいてはそのフレーム03に装着された交換部品02が上記離間位置および接近位置の間で変位する。可動フレーム03は、誘導部材を離間位置に変位させた時点でその誘導部材に保持してスライドさせるように所定の移動方向に移動させることができる。このように誘導部材を介するだけで可動フレームの変位および移動を簡易にかつ安定して行うことが可能となる。
上記誘導部材は、当該他の構成部品04から離間するにつれて上昇するように傾斜してスライド移動するように筐体02に取り付けるとよい。傾斜したスライドの軌道は直線的なものが好ましいが、必要に応じて曲線的なものまたは一部に曲線部を含むものであってもよい。その傾斜角度または傾斜度合いは、開閉カバー05の軸05aおよび誘導部材への作用点との位置関係などに基づいて適宜設定される。
この場合は、上記接近位置から離間位置にむけて変位する際には誘導部材が筐体に対して斜めに上昇するような状態でスライドし、反対に離間位置から接近位置にむけて変位する際には誘導部材が筐体に対して斜めに下降するような状態でスライドする。これにより、誘導部材はその自重等により接近位置側にむけてスライドし得るような状態におかれるようになるため、その誘導フレームに保持された可動フレーム03が交換部品02と共に当該他の構成部品04側に付勢されてその構成部品04に近接した状態に安定して保たれるようになる。