JP4685196B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は画像読み取り部及びプロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する画像形成部が夫々ユニット化されて結合された複合型電子写真画像形成装置に関する。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する物である。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とする物である。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少くとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。

図２４は従来の画像読み取り部を有する電子写真画像形成装置（以下画像形成装置という）の断面図である。図２４において装置の下部に画像形成部１が配置されており、その上部に画像読み取り部２が配置されている。また画像読み取り部２の上には原稿自動送り部３が設置されている。

図２４における各装置部の構成及び機能について説明は本発明の実施の形態中に説明されている。

図２５はトナー切れ時にカートリッジカバー２５を開き、プロセスカートリッジ５を着脱している状態を示す図である。また図２６は従来例の画像読み取り部２を有する画像形成装置の正面図である。また符号２６は上記各操作を行うための操作パネル部である。以上が従来例の構成についての説明である。

ここで、上記使用時においてトナー切れが発生した場合は、カートリッジカバー２５を開きプロセスカートリッジ５を取り出し、そして新品のプロセスカートリッジ５を装着する必要がある。従来装置の場合、排紙部スペース１９を使用しカートリッジカバー２５を開く構造になっていた。従ってプロセスカートリッジの着脱を確実に行うためにカートリッジカバー２５は図２５に示すように完全に開く必要がある。そしてそのためには上述の排紙部スペース１９を十分に確保する必要があるのである。

しかしながらその結果として、カートリッジカバーを完全に開くために排紙部の空間を大きくあける必要が生じ、そのために画像読み取り部の原稿面高さが高くなってしまい、本装置が机に置かれ使用された場合ユーザーの操作性を向上することにはならない。

また、装置全体が高くなってしまうことで、物流コストが増加してしまうこと、さらに輸送時の振動、衝撃に対しても格別に配慮する必要がある。

本発明は前述の従来の技術を更に発展させたものである。本出願に係わる発明の目的は使用時の原稿面高さを低い位置に設定することでユーザーの操作性を向上させた画像読み取り部を有する電子写真画像形成装置を提供することである。また、物流コストの低減及び物流時の信頼姓向上がなされた画像読み取り部を有する電子写真画像形成装置を提供することである。

本発明は、画像形成のためのカートリッジを装着して記録材上に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部の上方に配置され、原稿の画像を読み取る画像読取部と、前記画像形成部に対して開いて前記画像形成部の内部を開放し、前記カートリッジを着脱可能にする開閉部材と、を有し、前記画像形成部から排出された記録材を積載するための排紙空間が、前記画像形成部の上方で前記画像読取部の下方に形成された画像形成装置において、前記画像読取部及び前記開閉部材は上方に回動可能であり、前記開閉部材を開くことなく前記画像読取部を上方に回動して前記排紙空間を広げることが可能で、且つ、前記画像読取部を上方に回動したことにより形成された空間に前記開閉部材の一部が入るよう前記開閉部材を上方に開いて前記画像形成部の内部を開放可能であることを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、原稿台面高さを低く抑えることができるため、ユーザーの操作性を向上させることができる。また、画像形成装置本体の高さを低く抑えることができるため、物流コストの低減、さらに物流時の信頼性も向上させることができる。

本発明の実施の形態１を示す縦断面図である。 実施の形態１のスライド機構部の斜視図である。 スライド機構部におけるストッパ部の斜視図である。 実施の形態１にて、カートリッジカバーが完全に開かずプロセスカートリッジを交換できない状態を示した縦断面図である。 画像読み取り部が後方へスライド（退避）したことで、カートリッジカバーが完全に開くことができ、プロセスカートリッジ交換が可能になったことを示す縦断面図である。 実施の形態１のスライド機構の設置場所を示す正面図である。 プロセスカートリッジの構成を表す縦断面図である。 本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの左外側側面外観斜視図である。 プロセスカートリッジを着脱する状態を説明する画像形成装置の斜視図である。 プロセスカートリッジの着脱をガイドする画像形成装置の右側ガイド構成の斜視図である。 プロセスカートリッジの着脱をガイドする画像形成装置の左側ガイド構成の斜視図である。 プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。 プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。 プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。 プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。 プロセスカートリッジを画像形成装置に装着する状態説明図である。 本発明の実施の形態２を示す縦断面図である。 実施の形態２においてラッチのロックが解除したところの縦断面図である。 実施の形態２において、画像読み取り部が上方向に移動し（退避）、カートリッジ交換が可能になったことを示す縦断面図である。 本発明の実施の形態３を示す縦断面図である。 実施の形態３におけるヒンジ部の斜視図である。 実施の形態３におけるヒンジ部が回転したときの斜視図である。 実施の形態３において、画像読み取り部が回転することで（退避）、プロセスカートリッジの交換が可能になったことを示す縦断面図である。 従来例を示す縦断面図である。 従来例において、カートリッジカバーを開けカートリッジを交換している縦断面図である 従来例を示す正面図である。

以下図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。

（実施の形態１）
〔全体の構成〕
図１は実施の形態の画像読み取り部を有する画像形成装置の断面図である。図１において装置の下部に画像形成部１が配置されており、その上部に画像読み取り部２が配置されている。また画像読み取り部２の上には原稿自動送り部３が配置されている。

次に図１において、各装置部の構成及び機能について説明することとする。まず、一般的なプリンターとして使用される場合においては、コンピューターから送信された画像が光学系５１を用いて感光体ドラム４上に露光される。感光体ドラム４はプロセスカートリッジ５の中に一体となって形成されている。それと同時に給紙装置である給紙カセット６から紙のような記録媒体７が搬送される。記録媒体７は中板８の上に乗っており、中板ばね９の力によって中板８と分離爪１０の間に挟まれ固定されている。次に、半月状の給紙ローラ１１が回転することによって給紙動作が始まることになる。給紙ローラ１１によりピックされた記録媒体７は分離爪１０によりプレ分離されフィードローラ１２及びリタードローラ１３部へ送られる。もしこの時分離爪１０にて分離できなかった場合はリタードローラ１３により分離され次の搬送ローラ１４部まで送られる。更に記録媒体７はレジストローラ１５まで送られ斜行が補正され感光体ドラム４まで送られる。ここで上述したように感光体ドラム４には画像が露光されており、プロセス手段によってトナー画像とされる。そのトナー画像が転写ローラ５４によって記録媒体７に転写される。次に記録媒体７は定着器１６に送られ先に転写された画像は記録媒体７に定着される。そして搬送ローラ１７及び排紙ローラ１８によって排紙部スペース１９に排紙、積載されることになる。以上が画像形成部１の機能説明である。

次に本装置の上部に設置された画像読み取り部２について説明することにする。本画像読み取り部２においてはプランテンガラス２０の上に置かれた画像をキャリッジ２１が図の紙面に直交する方向に移動して読み取りを行う方法と、キャリッジ２１はホームポジションに固定した状態にて画像（原稿）の方が図６の給紙トレイ２２から給紙され読み取りをおこなう二つの方法がある。読み取られた画像はキャリッジ２１内に設けられたミラー（不図示）によっており返されレンズ２３に集光されＣＣＤ（不図示）及びＣＣＤ基板２４によって電気信号に変換される。そしてこの変換された電気信号が画像形成部１にて画像に変換され感光体ドラム４に露光される。さらにこの画像が記録媒体７に印刷され排紙されるわけであるがこの画像形成プロセスは上述したプリンターとして使用される場合の内容と同じである。

また、ＦＡＸ基板（不図示）を設置することで画像読み取り部２にて読み取った画像を送信することも可能であり、ＦＡＸ受信した画像を印刷することも可能である。

〔プロセスカートリッジ〕
一方、前記プロセスカートリッジ５は、電子写真感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本実施の形態のプロセスカートリッジ５は、図７に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム４を回転し、帯電手段である帯電ローラ５８へ電圧印加して前記感光体ドラム４の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム４に対して前記光学系５１からの光像を露光開口部５９を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段６０によって現像するように構成している。

前記現像手段６０は、トナー収納枠体６０ａ内のトナー送り手段である回転可能なトナー送り部材６０ｂ２でトナー収納枠体６０ａの開口部６０ｆへ送り出し、トナー現像枠体６２ｂの開口部６０ｈを通じてトナー現像枠体６２ｂ内へ送り出し、このトナーをトナー撹拌部材６０ｂ１で撹拌し、固定磁石６０ｃを内蔵した現像回転体である現像ローラ６０ｄを回転させると共に、現像ブレード６０ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ６０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム４へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。

そして転写ローラ５４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体７に転写した後に、クリーニングブレード６１ａによって感光体ドラム４に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート６１ｂによってすくい取り、除去トナー収納部６１ｃへ集めるクリーニング手段６１によって感光体ドラム４上の残留トナーを除去するように構成している。

尚、前記感光体ドラム４等の各部材は、トナー送り部材６０ｂ２を回転駆動されるように支持するトナー収納枠体６０ａとトナー撹拌部材６０ｂ１、現像ローラ６０ｄ、現像ブレード６０ｅ等の現像部材を内蔵するトナー現像枠体６２ｂ及び蓋部材６２ｃを溶着して一体化した現像ユニットＤと、除去トナー収納部６１ｃを構成し、感光体ドラム４、クリーニングブレード６１ａ、スクイシート６１ｂ及び帯電ローラ５８を有するクリーニング枠体６３とをピン７３により結合しクリーニング枠体６３と現像ユニットＤ間に圧縮コイルばね７６を縮設して構成したカートリッジ枠体に収納してカートリッジ化され、画像形成部１に設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。感光体ドラム４を転写ローラ５４に当接するための転写開口部６３ｎはドラムシャッタ部材７８により開閉される。図８、図１２に示すようにドラムシャッタ部材７８はアーム７７、リンク７９によりカートリッジ枠体に支持されている。ドラムシャッタ部材７８、アーム７７、リンク７９とカートリッジ枠体で四節連鎖機構をなしている。

〔プロセスカートリッジの着脱構成〕
次に前記プロセスカートリッジ５を画像形成部１に対して着脱するための構成について説明する。

プロセスカートリッジ５の着脱は図９に示すように、カートリッジカバー２５を開いて行う。カートリッジ装着手段は、ヒンジ２５ａを中心にしてカートリッジカバー２５を開くと図１０及び図１１に示すように、カートリッジ装着スペースの左右両側面に前下がりであって、下方へ膨出する湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）に形成したガイドレール６６が略対称に設けてあり、その上方にはガイド部材６７が取り付けてある。更に前記ガイドレール６６の入口側にはプロセスカートリッジ５に備えるシャッタ部材７８を支持するリンク７９の当接部７９ｂ（図８参照）が係合する引掛け部として第１傾斜面６６ａとこれに続いて前記第１傾斜面６６ａよりも大きな傾斜の第２傾斜面６６ｂが形成してある。

一方、ガイドレール６６に対応してプロセスカートリッジ５の長手方向両外側面にはガイドレール６６に沿ってガイドされるガイド部が形成してある。このガイド部は、カートリッジ枠体の長手方向両外側面の略左右対称位置から突出するように構成したものであり、図８に示すように、第１ガイド部となるボス６８ａと、第２ガイド部となるリブ６８ｂを一体化して構成している。前記ボス６８ａ部は感光体ドラム４の回転軸６８ｆ（図７参照）の延長線上に位置し、リブ６８ｂは前記ボス６８ａから連続してプロセスカートリッジ５の挿入方向後方にガイドレール６６の形状に合わせて下方へ膨出した湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）に延設している。

上記構成において、プロセスカートリッジ５を装着する場合には、図１２乃至図１６に示すように、ボス６８ａ及びリブ６８ｂをガイドレール６６に沿わせてプロセスカートリッジ５の先端を画像形成部１の光学系５１の下に潜り込ませるように挿入する。ガイドレール６６は略円弧状に形成してあると共に、その上方にあるガイド部材６７もこれに倣った形状をしており、且つリブ６８ｂも同様な略円弧状であるために、挿入するに従ってプロセスカートリッジ５は略水平になる。

更にプロセスカートリッジ５を押し込むと、図１６に示すように、画像形成部１に設けた突当部材６９（不図示）がクリーニング枠体６３の先端の両端部付近に設けた当接面７０に当接し、次にプロセスカートリッジ５のボス６８ａがイドレール６６の終端に形成した受け凹部６６ｃに落ち込む。これにより、感光体ドラム４の側端に固着され外周がドラムギアをなすドラムフランジ（不図示）が画像形成部本体側の駆動ギア７２（図１１参照）と噛み合い、プロセスカートリッジ５へ駆動力を伝達可能となる。

（画像形成部と画像読み取り部の結合関係）
図１において、画像読み取り部２はＡ方向にスライド可能な状態で画像形成部１に接している。次に、画像読み取り部１がどのようにスライド可能となっているかについて説明することとする。図１、図２においてコの字状の板金であるスライド板金２７に中心部に軸３０を通した状態でローラ２８が２個取り付けられている。また図１、図３に示すようにローラ２８の上部にはストップアーム２９が２個スライド板金２７に取り付いている。一方、画像形成部１側のストップレバー３１が図の位置に上下動自在に取り付けられておりストップレバーばね３２の力により上方に向って付勢されている。ストップレバーばね３２は圧縮コイルばねである。この状態で２組のスライド板金２７ユニットは前後に平行して画像読み取り部２に不図示のねじにて固定されている。また、本スライド機構部の斜視図を図２に示す。

ここで、図１は画像形成装置の使用状態を表している。この時のローラ２８とストップアーム２９そしてストップレバー３１との位置関係の詳細を示したのが図３である。図３において画像読み取り部２がＡ方向に移動しようとした時、ストップアーム２９の突起部２９ａがストップレバー３１に係合しておりストップレバーばね３２の付勢力が勝っている間は移動できない。またＢ方向に移動しようとした場合はストップレバー３１がストッパーとなるので移動できない。そしてこの状態でトナー切れが生じプロセスカートリッジ５を交換するためにカートリッジカバー２５を開けようとした状態を示したのが図４である。図４で示したようにカートリッジカバー２５が完全に開かないためにスペースが無くプロセスカートリッジ５を取り出せないことが分る。次に画像読み取り部２をある力以上でＡ方向に押し込むとストップレバー３１はストップレバーばね３２のばね力に抗してＤ方向に下がり画像読み取り部２はＡ方向に移動できる。そしてある距離だけ移動するともう一方のストップアーム２９がストップレバーばね３２のばね力に抗してストップレバー３１を押し下げて乗り越え、その後ローラ２８がストップレバー３１に当接し止まる。この状態を示したのが図５である。この状態において画像読み取り部２はＡ方向に退避したため、カートリッジカバー２５は完全に開くことができる。その結果トナー切れにおいても問題なく新品プロセスカートリッジ５に交換できることになる。

また、新品プロセスカートリッジ５に交換後画像読み取り部２をＢ方向に移動させれば元の状態図１に戻ることができる。尚、本発明のスライド機構部は図６に示したように正面図の左端部、及び右端部に同一の機構が設けてある。

この実施の形態１によれば、プラテンガラス２０の高さＨ１を低くしてもプロセスカートリッジ５の交換が可能である。

（実施の形態２）
次に本発明の実施の形態２について述べることにする。実施の形態２の画像形成部１、原稿読み取り部２、原稿送り部３の内部構成は実施の形態１と同様であり実施の形態１の説明を援用する。本実施の形態２は画像形成部１に対して原稿読み取り部２を可動とする構成が実施の形態１とは異る。

図１７が本発明の実施の形態２の断面図である。図１７は使用状態を表している。画像形成部１上面には平面で見て四角形の角の位置に四個所竪方向の丸穴４４が設けてある。画像読み取り部２下面には丸穴４４に移動自在に嵌入する中空円柱４５が嵌入している。中空円柱４５中において、丸穴４４の底の中空円柱４５の天板との間に圧縮コイルばねのリフターばね３３が縮設されている。

画像読み取り部２は、リフターばね３３によって全体が画像形成部１に対して常に上方に押し上げられている。但し、図１７において画像読み取り部２は上方に上がろうとするが、ラッチ３４が画像形成部１に固設されたラッチピン３５に係合し上方向に上がるのをおさえている。また、ラッチ３４は画像読み取り部２にねじ止めされた取付板３６にカシメられたラッチ軸３７に対して回動自在に取り付けられておりラッチ軸３７に嵌め込まれた軸用止め輪の１種であるＥリング３８によって抜け防止されている。また、取付板３６の切起こし部とラッチ３４の切起こし部とのあいだには引張りコイルばねのラッチばね３９が掛けられており、上述のリフターばね３３の２本分より強い力でラッチ３４をラッチ軸３７を中心にして時計方向へ回転させようとしている。また、ラッチ３４の先端には解除ボタン４０が取り付いている。そしてこの解除ボタン４０は画像形成部本体の側面から顔を出している（不図示）。

以上の構成によって、画像読み取り部２は上方に上がろうとしてはいるものの図の位置に保持されていることになる。この状態において、解除ボタン４０を図１８のようにＥ方向に押し込むとラッチ３４とラッチピン３５の係合がはずれリフターばね３３の付勢力により画像読み取り部２は画像形成部１に対して上方に上がりはじめる。そしてリフターばね３３の付勢力と画像読み取り部２の重量が釣り合った位置まで上昇して止まることになる。この状態が図１９である。そしてこの位置まで画像読み取り部２が上昇することで、カートリッジカバー２５が開くスペースが十分にとれて、カートリッジ交換ができるようになる。

次に、新品のプロセスカートリッジ５に交換した後画像読み取り部２を下方向にリフターばね３３のばね力に抗して押し込むと図１７のようにラッチばね３９のばね力でラッチ３４がラッチピン３５に係合し、原稿自動送り部３、プラテンガラス２０の高さを所定の位置まで下げることができる。

尚、本ラッチ機構及びリフターばねは本体の左端部、右端部に同一のものがある。

（実施の形態３）
次に本発明の実施の形態３について述べることにする。実施の形態３の画像形成部１、原稿読み取り部２、原稿送り部３の内部構成は実施の形態１と同様であり実施の形態１の説明を援用する。本実施の形態３は画像形成部１に対して原稿読み取り部２を可動とする構成が実施の形態１とは異る。

図２０が実施の形態３の断面を表わすものである。図２０、図２１において、４１はコの字状板金ヒンジプレートＬであり、画像形成部１側に取り付いている。また４２も同様にコの字板金ヒンジプレートＵであり、画像読み取り部２に取り付けられている。そして図２１に示すようにヒンジピン４３を介して２つの部材ヒンジプレートＬ４１とヒンジプレートＵ４２は連結されている。

従ってこの構成により、図２０のＦ方向に画像読み取り部２を回転させることができる。Ｆ方向に回転したときのヒンジプレートＬ４１とヒンジプレートＵ４２の位置関係を図２２に示す。その結果、図２３のようにカートリッジカバー２５を完全に開くスペースをとることができ、トナー切れ時のプロセスカートリッジ５の交換をおこなうことができる。

尚、本ヒンジ機構は本体の左後端部、右後端部に同一のものがある。

Ｄ 現像ユニット
１ 画像形成部
２ 画像読み取り部
３ 原稿自動送り部
４ 感光体ドラム
５ プロセスカートリッジ
６ カセット
７ 記録媒体
８ 中板
９ 中板ばね
１０ 分離爪
１１ 給紙ローラ
１２ フィードローラ
１３ リタードローラ
１４ 搬送ローラ
１５ レジストローラ
１６ 定着器
１７ 搬送ローラ２
１８ 排紙ローラ
１９ 排紙積載スペース
２０ プラテンガラス
２１ キャリッジ
２２ 給紙トレイ
２３ レンズ
２４ ＣＣＤ基板
２５ カートリッジカバー
２６ 操作パネル
２７ スライド板金
２８ ローラ
２９ ストップアーム
２９ａ 突起部
３０ 軸
３１ ストップレバー
３２ ストップレバーばね
３３ リフターばね
３４ ラッチ
３５ ラッチピン
３６ 取付板
３７ ラッチ軸
３８ Ｅリング
３９ ラッチばね
４０ 解除ボタン
４１ ヒンジプレートＬ
４２ ヒンジプレートＵ
４３ ヒンジピン
４４ 丸穴
４５ 中空円柱
５１ 光学系
５４ 転写ローラ
５８ 帯電ローラ
５９ 露光開口部
６０ 現像手段
６０ａ トナー収納枠体
６０ｂ１ トナー撹拌部材
６０ｂ２ トナー送り部材
６０ｅ 固定磁石
６０ｄ 現像ローラ
６０ｅ 現像ブレード
６０ｆ 開口部
６０ｈ 開口部
６１ クリーニング手段
６１ａ クリーニング手段
６１ｂ スクイシート
６１ｃ 除去トナー収納部
６２ｂ トナー現像枠体
６２ｃ 蓋部材
６３ クリーニング枠体
６３ｎ 転写開口部
６６ ガイドレール
６６ａ 第１傾斜面
６６ｂ 第２傾斜面
６６ｃ 凹部
６７ ガイド部材
６８ａ ボス
６８ｂ リブ
６８ｆ 回転軸
６９ 突当部材
７０ 当接面
７２ 駆動ギア
７３ ピン
７６ 圧縮コイルばね
７７ アーム
７８ ドラムシャッタ部材
７９ リンク
７９ｂ 当接部

Claims (3)

1. 画像形成のためのカートリッジを装着して記録材上に画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部の上方に配置され、原稿の画像を読み取る画像読取部と、
   前記画像形成部に対して開いて前記画像形成部の内部を開放し、前記カートリッジを着脱可能にする開閉部材と、
   を有し、前記画像形成部から排出された記録材を積載するための排紙空間が、前記画像形成部の上方で前記画像読取部の下方に形成された画像形成装置において、
   前記画像読取部及び前記開閉部材は上方に回動可能であり、
   前記開閉部材を開くことなく前記画像読取部を上方に回動して前記排紙空間を広げることが可能で、且つ、前記画像読取部を上方に回動したことにより形成された空間に前記開閉部材の一部が入るよう前記開閉部材を上方に開いて前記画像形成部の内部を開放可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成のためのカートリッジは、感光体と、前記感光体に作用するプロセス手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記開閉部材が装置本体に対して閉じた状態で、且つ、前記画像読取部が上方に回動されていない状態において、前記画像読取部と前記開閉部材とが上下方向において離れた状態であることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。

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