以下、本発明の最良の実施形態を図面に基づき詳述する。なお、各図面において、同じ符号を付した部材等は、同じ構成のものであり、これらについての重複説明は適宜省略するものとする。また、各図面においては、説明に不要な部材等は適宜、図示を省略している。
<実施形態1>
図1〜図15を参照して、本発明に係る画像形成装置1について説明する。なお、これらの図においては、画像形成装置1やその構成要素(各部材,装置等)における前後左右上下を、適宜、矢印で示している。図1〜図15のうち、図1は、画像形成装置1の全体を、その前側の左斜め上方から見た斜視図である。図2は、画像形成装置1の全体を、その左側の後斜め上方から見た斜視図である。図3は、左側から見た画像形成装置1の内部の構造を模式的に示す図である。なお、図4〜図15については後に説明する。
ここで、画像形成装置1としては、プリンタ,複写機,ファクシミリ,及びこれらの複合機等があげられるが、以下の説明では、画像形成装置1がプリンタである場合を例に説明する。図1〜図3に示す画像形成装置1は、電子写真方式、中間転写方式、タンデム方式を採用した、4色フルカラーの画像形成装置1である。
図1,図2を主に、図3を適宜に参照しながら、画像形成装置1の全体を外側から見た構成について説明する。画像形成装置1は、ほぼ箱型(直方体状)の画像形成装置本体2と、この画像形成装置本体2によって開閉自在に支持された前面カバー3とを備えている。
画像形成装置本体2は、前面が、前面カバー3によって覆われ、左側面及び右側面が合成樹脂製の左外装パネル4及び右外装パネル5によって覆われている。画像形成装置本体2の後面は、構造物としての本体フレーム6の一部を構成する後側板7が露出されている。画像形成装置本体2の上面は、排紙トレイ8を兼ねるトップカバー(カバー部材)10によって覆われている。
前面カバー3は、上端側に、操作パネル12が配設され、前面側には、開閉自在な手差しトレイ13が配設されている。操作パネル12には、タッチパネル式の液晶表示部や、各種ボタンが配置されていて、操作者は、画像形成装置1の正面側に立った状態で、この操作パネル12により画像形成装置1の全体を操作することができるようになっている。手差しトレイ13は、下端13a側が前面カバー3によって揺動自在に支持されており、図3に実線で示す起立姿勢の収納位置C1から、上端13b側を手前側(矢印R13方向)に引き出して二点鎖線で示す傾斜姿勢の給紙位置C2に配置することにより、その上面を手差し用給紙台のシート積載面13cとして使用することができる。前面カバー3全体は、その下端3a側が画像形成装置本体2によって揺動自在に支持されており、図1〜図3に示す起立姿勢の閉鎖位置A1と、傾斜姿勢の開放位置(不図示)との間を移動することができるようになっている。図2に示すように、前面カバー3の上端側でかつ背面側には、左右両端近傍にそれぞれボタン14のついた解除レバー15が配設されている。解除レバー15には、連結部材(不図示)を介してフック(不図示)が連結されている。フックは、前面カバー3側に配設されていて、前面カバー3の閉鎖時には、画像形成装置本体2側の係止部材(不図示)に係合されて前面カバー3をロックしている。前面カバー3を開放する際には、ボタン14を手前に引くと、連結部材を介してフックが揺動されて係止部材から外れることでロックが解除される。この状態で、前面カバー3の上端側を手前側(前側)に引くことで開放することができるようになっている。
排紙トレイ8は、後端側が高く位置するように緩く傾斜した傾斜面とこの傾斜面の後端に続く平面とによって構成されていて、後述するように画像形成後にシート排出口11から後方に向けて排出されたシートを下方から支持するようになっている。トップカバー10は、図1,図2,図3に示すように、後端側に、画像形成装置本体2によって揺動自在に支持された揺動中心10aを有していて、前端側が開閉可能となっている。トップカバー10は、図3に実線で示す閉鎖位置D1においては、排紙トレイ8を構成する一方、図3に示す矢印R10方向に開放されて、二点鎖線で示す開放位置D2に配置されたときには、ほぼ直立した起立姿勢をとって画像形成装置本体2の本体フレーム6の上部(上面)の開口部6aを上方に向かって大きく開口するようになっている。後述する現像ユニット40A、ドラムユニット36A、中間転写ユニット31A、各色のトナーコンテナ47,48,49,50等は、この開口部6aを介して、上方から着脱されるようになっている。
以上で、画像形成装置1の全体を外側から見た構成についての説明を終了する。
次に、図3を参照して、画像形成装置1の内部の構造について説明する。画像形成装置1には、画像形成装置本体2の下側から上側かけて順に、シート収納部20、基板収納部21、画像形成部22、トナー補給部23、シート排出部としてのトップカバー10が設けられている。また、画像形成装置本体2の前側と、前面カバー3との間には、シート搬送部24が設けられている。
シート収納部20には、給紙カセット25が配設されている。給紙カセット25は、複数枚のシートを積層状態で収納しており、底部に配設されたリフト板26によって積層状態のシートの先端側(同図中の右側)を上方に付勢している。これにより、給紙カセット25内の最上位のシートが、後述するシート搬送部24のピックアップローラ27によって給紙され、さらに給送ローラ28、リタードローラ30によって重送が防止されて1枚だけ下流側に給送される。この給紙カセット25は、画像形成装置1の正面側(前側)から抜差し(着脱)できるようになっている。給紙カセット25の上方には基板収納部21が配設されている。
基板収納部21には、画像形成装置1の全体を制御する基板や電装品等(不図示)が配設されている。基板収納部21の上方には、画像形成部22が配設されている。
画像形成部22には、中間転写ベルト31と、この中間転写ベルト31の回転方向(矢印R31方向)に沿って整列された4個(4色)の画像形成ステーション、すなわち,マゼンタ(M),シアン(C),イエロー(Y),ブラック(K)の各色のトナーでトナー像を形成する画像形成ステーション32,33,34,35が配設されている。なお、4色の画像形成ステーション32〜35は、同様の構成であるので、以下ではマゼンタの画像形成ステーション32について説明し、残りの3色の画像形成ステーション33〜35についての説明は適宜省略する。
中間転写ベルト31は、無端状に形成されていて、駆動ローラ(第1ローラ)43と従動ローラ(第2ローラ)44との間に張架されている。なお、駆動ローラ43は、後述する2次転写ローラ45に対向されて2次転写ローラ45との間に中間転写ベルト31を興じするいわゆる2次転写対向ローラとなる。中間転写ベルト31は、駆動ローラ43の矢印方向の回転により、矢印R31方向に回転する。駆動ローラ43,従動ローラ44は、ほぼ長方形の板状に形成された合成樹脂製の転写フレーム39によって回転自在に支持されている。この転写フレーム39の上面は、後述するトナーコンテナ47,48,49,50の底部の形状に倣って波形に形成されている。本実施形態においては、転写フレーム39に対して、駆動ローラ43、従動ローラ44、中間転写ベルト31、後述の4本の1次転写ローラ41、ベルトクリーナ46等が一体的に組み込まれて全体として中間転写ユニット31Aを構成している。この中間転写ユニット31Aは、後述するように、画像形成装置本体2に対して簡単に着脱することができるようになっている。
マゼンタの画像形成ステーション32は、感光ドラム36と、感光ドラム36の周囲にその回転方向(矢印方向)に沿ってほぼ順に配設された、帯電装置37、露光装置38、現像装置40、1次転写ローラ41、ドラムクリーナ42等を有している。
感光ドラム36は矢印方向に所定のプロセススピードで回転駆動される。本実施形態では、感光ドラム36としては、a−Si(アモルファスシリコン)感光ドラムを使用している。
帯電装置37は、感光ドラム36の表面を所定の極性・電位に均一(一様)に帯電する。
露光装置38は、例えば、レーザスキャナによって構成されている。露光装置38は、レーザ発振器(不図示)、ポリゴンミラー38a、レンズ38b,38c、反射ミラー38d,38e,38f等を有していて、これらが一体に組み込まれて露光ユニット38Aを構成している。露光装置38は、パーソナルコンピュータ(不図示)等から送られてきた画像情報に基づいてレーザ発振器(不図示)から発光されたレーザ光Lを、高速回転するポリゴンミラー38aで反射し、レンズ38b,38c、反射ミラー38d,38e,38f等を介して、均一帯電後の感光ドラム36の表面に導く。感光ドラム36の表面は、レーザ光Lの露光により、露光部分の電荷が除去されて、静電潜像が形成される。
現像装置40は、静電潜像を現像する。現像装置40は、現像剤が収納された現像容器40a、現像スリーブ40b、現像剤撹拌部材40c,40d等を有していて、これらが一体となって現像ユニット40Aを構成している。現像スリーブ40bの表面に担持された現像剤は、現像スリーブ40bと感光ドラム36との間に現像バイアスが印加されることで、感光ドラム36の表面の静電潜像に選択的に付着されてこれをトナー像として現像する。なお、本実施形態では、現像剤は、トナーとキャリヤとを主成分とする2成分現像剤が使用されている。
1次転写ローラ41は、感光ドラム36の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト31に転写させる。1次転写ローラ41は、中間転写ベルト31の裏面側を押圧して中間転写ベルト31の表面を感光ドラム36の表面に当接させている。これにより、中間転写ベルト31の表面と感光ドラム36の表面との間には、1次転写ニップT1が構成される。感光ドラム36の表面に形成されたトナー像は、感光ドラム36の矢印方向の回転に伴って1次転写ニップT1に搬送される。このとき、1次転写ローラ31に、1次転写バイアスを印加されることで、感光ドラム36の表面のマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト31の表面に1次転写される。
ドラムクリーナ42は、上述の1次転写において、中間転写ベルト31に転写されないで感光ドラム36の表面に残ったトナー(1次転写残トナー)を除去するものである。なお、本実施形態では、感光ドラム36、帯電装置37、ドラムクリーナ42等が一体に構成されてドラムユニット36Aを構成している。
以上のようにして、マゼンタの画像形成ステーション32において、感光ドラム36の表面に形成されたマゼンタのトナー像は、中間転写ベルト31の表面に1次転写される。残りの3色(シアン,イエロー,ブラック)の画像形成ステーション33,34,35においても、同様にして、各感光ドラム36の表面に、それぞれシアン,イエロー,ブラックのトナー像が形成され、これらのトナー像は、1次転写ローラ41によって順次に中間転写ベルト31に1次転写されて重ね合わされる。これら4色のトナー像は、後述するように、2次転写ニップT2において、2次転写ローラ45に2次転写バイアスが印加されることにより、一括でシート上に2次転写される。トナー像の2次転写後に中間転写ベルト31の表面に残ったトナー(2次転写残トナー)は、従動ローラ44の近傍に配置されたベルトクリーナ(中間転写ベルトクリーナ)46によって除去される。画像形成部22の上方には、トナー補給部23が設けられている。
トナー補給部23には、各色のトナーをそれぞれ個別に収納した4個のトナーコンテナ(トナー容器)、すなわちマゼンタ,シアン,イエロー,ブラックのトナーコンテナ47,48,49,50が配設されている。このうちブラックのトナーコンテナ50は、一般に、ブラックのトナーが他の色のトナーと比較して消費量が多いため、他の色のトナーコンテナ47〜49よりも容量が多くなるように大型に形成されている。上述の各色の画像形成ステーション32〜35の現像装置40には、現像剤の残量を検知するための残量センサ(不図示)が配設されていて、この残量センサが、現像装置40内の現像剤量が所定値よりも少なくなったことを検知したときに、各色のトナーコンテナ47〜50から各色の現像装置40にトナーが補給されるようになっている。なお、トナーコンテナ47〜45については、後に再度説明する。トナー補給部23の上方には、上述の、後端側の揺動中心10aを基準として開閉自在なトップカバー10が配設されている。
シート搬送部24は、本実施形態においては、画像形成装置本体2の前側と前面カバー3との間に設けられていて、下方から上方に向かうシートをガイドするシート搬送路52と、このシート搬送路52よりも前側に配設されて、上方から下方に向かうシートをガイドするシート再搬送路53とを有しており、さらに、手差し給送部54を有している。
シート搬送路52は、上述の給送ローラ28の近傍から上方に立ち上がり、後方に凸状にゆるく湾曲しながら上方に延び、2次転写ニップT2の近傍で湾曲方向を前方に変えて上方に延び、後方に向けて斜め上方に延びて、シート排出口55に至る。シート搬送路52は、相互に対面する後側ガイド52aと前側ガイド52bとによって構成されており、前側ガイド52bの一部が後述する搬送ユニット73に形成されている。シート搬送路52には、下方から順に、ピックアップローラ27、給送ローラ28、リタードローラ30、搬送ローラ対56、レジストローラ対57、中間転写ベルト31を駆動ローラ43との間に挟みこむ2次転写ローラ45、定着装置(定着部)58、搬送ローラ対60、切り換えフラッパ61、排紙ローラ対62等が配設されている。上述の定着装置58は、加熱部材(不図示)を内蔵した定着ローラ(定着部材)63とこれに圧接されて定着ニップNを構成する加圧ローラ(加圧部材)64とを有している。
上述の給紙カセット25からピックアップローラ27、給送ローラ28、リタードローラ30によって1枚だけ給送されたシートは、搬送ローラ対56、レジストローラ対57によって搬送され、2次転写ニップT2において、中間転写ベルト31の表面の4色のトナー像が一括で2次転写され、定着ニップNを通過する際に加熱・加圧されて表面に4色のトナー像が定着される。トナー像定着後のシートは、搬送ローラ対60によって切り換えフラッパ61の下面にガイドされて排紙ローラ対62に搬送され、排紙ローラ対62によって、背面側を向いたシート排出口11から後方に向けて排出されて、排紙トレイ8上に積載させる。なお、同図では、排紙ローラ対62のすぐ下流側に配置された排紙センサのセンサフラグ65が、排出中のシートPによって動作している状態を示している。
シート再搬送路53は、上述のシート排出口11の少し上から前側に向かって傾斜して延び、緩やかに湾曲しながら、急勾配で後側に傾斜して延び、下端部において下方に凸状に湾曲しながら、上述のシート搬送路52に合流する。シート再搬送路53は相互に対面する後側ガイド53aと前側ガイド53bとによって構成されている。後側ガイド53aの一部は、後述する搬送ユニット73に形成されている。また、前側ガイド53bは、そのほとんどが前面カバー3の内側(後端側)に組み込まれている。シート再搬送路53には、シートの再搬送時に上流側となる上方から順に、反転ローラ対66、切り換えフラッパ61、第1,第2,第3,第4の再搬送ローラ対67,68,70,71が配設されている。
シートの両面に画像を形成する場合には、切り換えフラッパ61が二点鎖線で示す位置に切り換えられ、表面にトナー像が定着されたシートは、搬送ローラ対60に搬送されて、切り換えフラッパ61の上面に沿って搬送され、さらに反転ローラ対66によって後方に向けて搬送される。そして、シートの後端が搬送ローラ対60を抜けて、反転ローラ対66を抜ける前に反転ローラ対66が逆回転され、第1〜第4の再搬送ローラ対67,68,70,71によって下方に搬送され、シート搬送路52に搬送される。そして、シートはその裏面に、表面のときと同じようにしてトナー像が転写され、定着され、シート排出口11から後方に向けて排出されて、排紙トレイ8に積載される。なお、シート搬送部24における搬送ローラ対56のすぐ前側には、手差し給送ローラ72が配設されている。この手差し給送ローラ72は、図3中の給紙位置C2に配置された手差しトレイ13のシート積載面13cにセットされたシートを、搬送ローラ対56側に向けて給紙するものである。
図3に示すように、上述のシート搬送部24には、開閉自在な搬送ユニット73が配設されている。搬送ユニット73は、シート搬送路52とシート再搬送路53との間に配置されていて、シート搬送路52における前側ガイド52bの一部と、シート再搬送路53における後側ガイド53aの一部と、レジストローラ対57の一方のローラ57a、2次転写ローラ45、第3,第4の再搬送ローラ対70,71のそれぞれの一方のローラ70a,71aとが一体に組み込まれて構成されている。この搬送ユニット73は、下端73a側に揺動中心を有していて、画像形成装置本体2によって揺動自在(開閉自在)に支持されている。
以上で、画像形成装置1の内部の構造についての説明を終える。
次に、図4〜図15を参照して、本発明の特徴部分について説明する。このうち図4,図5は、本体フレーム6の開口部6aからトナーコンテナ47を装着するようすを説明する斜視図である。図6は、ホルダ110が退避位置E2に配置された状態を説明する斜視図である。図7は、ホルダ110が読取位置E1に配置された状態を説明する斜視図である。図8は、1次転写ローラに導通された捩りコイルばね(第3接点)95を説明する斜視図である。図9,図10は、ホルダ110が退避位置E2から読取位置E1に移動するのに伴って、ホルダ110側の高圧接点(第2接点)111Bが中間転写ユニット31A側の高圧接点(第1接点)31Bに接触するようすを説明する斜視図である。図11は、読取位置E1に配置されたホルダ110を説明する模式図である。図12は、退避位置E2に配置されたホルダ110を説明する模式図である。図13は、連動機構120により、捩りコイルばね(進退部材としての第4接点)94が突出された状態を説明する斜視図である。図14は、連動機構120により、捩りコイルばね94が退避された状態を説明する斜視図である。図15は、ホルダ110、連動機構120、捩りコイルばね94を模式的に説明する斜視図である。
図4,図5に示すように、本体フレーム6は、左側板74と右側板75とこれらを連結する連結部材81と後側板7(図2参照)とを有していて、内側には直方体状の収納空間80が形成され、この収納空間80の上面には、ほぼ長方形状の開口部6aが形成されている。そして、本実施形態では、プロセスユニットとして図3に示す現像ユニット40A、ドラムユニット36A、中間転写ユニット31Aをこの順に、開口部6aの上方から開口部6aを介して収納空間80内の所定位置に装着し、中間転写ユニット31Aを装着した後に、その上方にトナーコンテナ47,48,49,50を装着するようにしている。本体フレーム6の左側板74及び右側板75のそれぞれの内壁には、ほぼ上下方向に種々のガイド溝が形成されている。ガイド溝としては、現像ユニット40Aの装着をガイドするガイド溝(不図示)、ドラムユニット36Aの装着をガイドするガイド溝(不図示)、中間転写ユニット31Aの装着をガイドするガイド溝(不図示)、トナーコンテナ47〜50の装着をガイドするガイド溝75a等(図9参照)がある。現像ユニット40A、ドラムユニット36A、中間転写ユニット31A、トナーコンテナ47〜50は、それぞれの左端側及び右端側に、ガイド部(不図示)が突設されていて、上述のそれぞれのガイド溝によってガイドされることにより、それぞれ図3に示す所定位置に装着されるようになっている。
本実施形態においては、トナーコンテナ47〜50側にはRFIDとしてのICタグ47a〜50a(図11参照)が取り付けられ、一方、本体フレーム6側には、これらのICタグ47a〜50aに格納された情報を読み取るリーダライター111aが取り付けられている。ICタグ47a〜50aとしては、パッシブタグとアクティブタグとの2種類があるが、本実施形態では、安価であるパッシブタグを使用している。ICタグ47a〜50a内に格納されている情報は、リーダライター111aからの電波の一部をICタグ47a内のアンテナによって反射する際、この反射波に乗せて送られて読み取られる。また、リーダライター111aは、ICタグ47a〜50aに情報を書き込むこともできる。ここで、ICタグ47a〜50a内の情報としては、例えば、型番、製造番号、製造年月日、現像剤の色、使用履歴等が含まれ、流通管理や画像管理に利用される。ICタグ47a〜50aは、図11に示すように、トナーコンテナ47〜50の底部47b〜50bにおける右端側に取り付けられている。
リーダライター111aは、図6に示す起立姿勢の退避位置E2と図7に示す倒伏姿勢の読取位置E1とをとるホルダ110によって支持されている。なお、同図中の符号c7は、トナーコンテナ47〜50内に配設されたトナー搬送スクリュー(不図示)を回転駆動するためのモータ(不図示)が取り付けられる台座を示しており、モータはこの台座c7の外面側に取り付けられる。
ホルダ110は、図15に示すように、ほぼ板状に形成されていて、前端側(同図中の右側)及び後端側(同図中の左側)における基端側(同図中の下側)には、「く」字形に屈曲されたアーム112を有していて、このアーム112は、図11,図12に示すように、基端側の揺動中心112aが右側板75によって揺動自在に支持されている。図15に示すようにホルダ110の先端側(同図中の上側)には、長方形状の凸部110aが前後方向の4箇所に設けられている。ホルダ110の裏面側には、基板111が保持されている。基板111は、ホルダ110からアーム112を除いた部分とほぼ同形に形成されていて、凸部110aに対応する位置には、それぞれリーダライター111aが配設されている。基板111は、本体フレーム6側に配設された低圧電源(不図示)と導通が図られている。
ホルダ110全体は、上述の揺動中心112aを基準に図12示す起立姿勢の退避位置E2と図11に示す倒伏姿勢の読取位置E1との間を揺動することができる。ホルダ110は、図12に示す退避位置E2に配置されたときには、右側板75の内壁75bに沿って起立姿勢をとるとともに、本体フレーム6内の収納空間80から退避する。これにより、収納空間80に対する中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A(図3参照)、現像ユニット40Aの着脱が可能となる。一方、ホルダ110は、退避位置E2に配置された状態で、本体フレーム6の収納空間80に対して、現像ユニット40A、ドラムユニット36A、中間転写ユニット31Aが所定位置に装着された後、図11に示す読取位置E1に移動させる。その後、トナーコンテナ47〜50が所定位置に装着される。これにより、ホルダ110によって支持された基板111上の4個のリーダライター111aの上方に、各トナーコンテナ47〜50のICタグ47a〜50aが非接触で対面することになる。これにより、各リーダライター111aは、各トナーコンテナ47〜50のICタグ47a〜50a内の情報を読み取ることができ、また、ICタグ47a〜50aに情報を書き込むこともできる。
以上のように、ホルダ110は、収納空間80内に突出される読取位置E1と、収納空間80から退避される退避位置E2とをとることができるので、読取位置E1に配置されたときには、トナーコンテナ47〜50のICタグ47a〜50a内の情報を読み取ることができ、また、退避位置E2に配置されたときには、読取位置E1のホルダ110よりも下方に装着されるプロセスユニット、例えば、中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A、現像ユニット40Aの着脱が可能となる。
本実施形態では、さらに、図9,図10に示すように、ホルダ110が読取位置E1に配置されたときに、ホルダ110側の高圧接点(第2接点)111Bが中間転写ユニット31A側の高圧接点(第1接点)31Bに接触するようになっている。図9に示すように、ホルダ110の裏面側における後端側には、本体フレーム6側の電源(不図示)と導通が図られた高圧接点111Bが配設されている。一方、中間転写ユニット31Aの転写フレーム39の上面における後端側でかつ右端側には、高圧接点(第1接点)31Bが配設されている。この高圧接点31Bは、図3に示すベルトクリーナ46に高圧を供給するものである。ホルダ110側の高圧接点111Bは、ホルダ110が図9に示す退避位置E2に配置されたときには、中間転写ユニット31A側の高圧接点31Bから離間される。一方、ホルダ110側の高圧接点111Bは、ホルダ110が図9に示す退避位置E2から図10に示す読取位置E1に配置されたときには、中間転写ユニット31A側の高圧接点31Bに接触される。これにより、ベルトクリーナ46は、高圧接点31B,111B等を介して、本体フレーム6側の電源と導通が図られる。
また、図9に示すように、ホルダ110の裏面側における高圧接点111Bの近傍には、ねじ取付部110bが設けてある。ねじ取付部110bは、図10に示すように、ホルダ110の表面側から見ると円筒状の凹部に形成されていて、ホルダ110を読取位置E1に配置したときに、底部の透孔110cが、右側板75側のねじ穴75dと一致するようになっている。ホルダ110を図10に示す読取位置E1に配置し、ねじ(不図示)をねじ取付部110bの透孔111cに貫通させてねじ穴75dに螺合させることで、ホルダ110を読取位置E1に固定することができる。こうして固定されたホルダ110の下方には、中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A、現像ユニット40Aが配置されることになるが、これらは、一般に、ユーザではなく、サービスマンによって着脱されるものである。このため、ホルダ110を上述のようにねじで固定した場合であっても、ユーザにとって不便になることはない。これに対して、トナーコンテナ47〜50は、比較的高い頻度でユーザが着脱することになるが、これらトナーコンテナ47〜50は、固定されたホルダ110の上方に装着されているので、固定されたホルダ110がトナーコンテナ47〜50の着脱作業を繁雑なものとするおそれはない。
本実施形態では、さらに、ホルダ110の動作に連動して、進退部材としての捩りコイルばね(第4接点)94が収納空間80に対して出入り(進退)するようになっている。以下、この点について説明する。
まず、図8を参照して、捩りコイルばね94が接離する相手方の捩りコイルばね(第3接点)95について説明する。図8は、中間転写ユニット31Aの転写フレーム39の一部を下方から見た斜視図である。捩りコイルばね95は、転写フレーム39の裏面における右端側に配置されている。転写フレーム39の裏面における右端側には、壁部97が垂下されていて、前後方向に向けられている。壁部97には、上下方向のT溝101aを有する軸受ガイド101が設けてある。T溝101aの上端には円板状の台座104が配設されていて、台座104には、圧縮ばね103の上端が取り付けられている。圧縮ばね103の下端には、軸受(不図示)が取り付けられていて、軸受は圧縮ばね103によって下方に付勢されるとともに、T溝101aによって上下方向の移動がガイドされている。この軸受によって、1次転写ローラ41(図3参照)の軸(不図示)が回転自在に支持されている。上述の台座104と圧縮ばね103との間には、捩りコイルばね95の一方の端部が挿入されている。捩りコイルばね95は、円筒状に巻かれたばね本体95aを有していて、ばね本体95aは、壁部97の内側と外側とを貫通するように配置されている。捩りコイルばね95の他方の端部95cは、壁部97の外側に配置されている。端部95cは、ばね本体95aのうちの壁部97の外側に位置する部分から壁部97の外面に沿って後方に延びた後、向きを変えて外側に延び、さらに向きを変えて後方に延びるように配置されていて、この後方に延びる部分が接触部95dとなっている。壁部97から外側に延びる保持部材105は、壁部97の外面側から外側に向かって延びる一対の柱状部105aとこれらを連結する板状の連結部105bとを有している。柱状部105aの先端には、前後方向に向けて保持溝105cが形成されていて、この保持溝105cには、上述のコイルばね95の接触部95dが保持されている。接触部95dは、連結部105bの裏面における先端に対応する部分に配置されていて、他の部材等に当接したときに不要に変形することが防止されているが、接触部95dのうちの中間に位置する部分、つまり実質的に本体フレーム6側の捩りコイルばね94に接触する部分は、連結部105bの先端に形成されたぬすみ部105dに対応していて、捩りコイルばね94が接触しやすくなっている。上述の捩りコイルばね95、圧縮ばね103、軸受、1次転写ローラ41の軸は、いずれも導電性部材によって形成されている。このため、本体フレーム6側の電源と導通が図られた捩りコイルばね94に電圧が印加されると、この電圧は、中間転写ユニット31A側の捩りコイルばね95、圧縮ばね103、軸受、軸を介して1次転写ローラ41に印加されるようになっている。なお、上述と同様な構成が4本の1次転写ローラ41に対して構成されている。
上述の中間転写ユニット31A側の捩りコイルばね95に接離する本体フレーム6側の捩りコイルばね94は、ホルダ110の動作に対応して、図15に示す連動機構120により、図6に二点鎖線、図7に実線で示す位置に突出され、また、退避されるようになっている。なお、ホルダ110が図6に示す退避位置E2に配置された場合には、捩りコイルばね94は、図6中では見えない位置に退避されるようになっている。
図15に示すように、ホルダ110と捩りコイルばね94との間には、連動機構120が介装されている。連動機構120は、図13,図14に示すように、ホルダ110のアーム112と一体に回転する軸121と、この軸121と一体回転するレバーリンクアクチュエータ122と、その回転を前後方向の揺動運動に変換するレバーリンク123と、その揺動運動により前後方向に移動されるスプリングガイドラック124と、この前後方向の移動により、左右方向に移動する4個のスプリングガイド125とを備えている。これら連動機構120の構成要素のうちの、軸121以外の構成要素は、いずれも右側板75の外壁75c(図11,図12参照)側に配設されている。また、右側板75の内壁75b側に配設されている軸121についても本体フレーム6の内側の収納空間80の外側に位置している。つまり、連動機構120は、すべて収納空間80の外側に配設されているため、連動機構120自体が、中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A、現像ユニット40Aの着脱動作の邪魔となるようなことはない。これに対して、この連動機構120によって進退される捩りコイルばね94は、後述するように、その一部である接触部94cが収納空間80に突出されたり、収納空間80から退避されたりする。
上述の連動機構120のうち、軸121は、長板状に形成されていて、その一端部が、レバーリンクアクチュエータ122の大円柱部122aの軸から外れた部分に挿入されている。また他端部が右側板75(図11,図12参照)によって回動自在に支持されている。
レバーリンクアクチュエータ122は、大円柱部122aと小円柱部122bとこれらを連結部122cを有していて、上述の軸121が矢印a方向に回転すると、小円柱部122bが矢印b方向に回転して、レバーリンク123の斜面部123aを斜め下方(矢印c方向)に押し下げる。
レバーリンク123は、斜面部123aと左右方向の軸を有するボス部123bとこれらを連結する連結アーム123cとボス部123bから下方に延びる揺動アーム123dを有している。レバーリンク123全体は、ボス部123bが右側板75によって回動自在に支持されているため、これを中心にほぼ前後方向に揺動することができ、斜面部123aが矢印c方向に押し下げられると、揺動アーム123の下端部がほぼ前側(矢印d方向)に移動して、スプリングガイドラック124を同方向(矢印d方向)に移動させる。
スプリングガイドラック124は、前後方向に長い角棒状に形成されていて、右側板75によって前後方向スライド可能に支持されている。スプリングガイドラック124には、上述のレバーリンク123の揺動アーム123dの下端部が緩く係合される凹部124aが形成されており、左右方向に対をなす円柱状の突起124b,124cが、長手方向(前後方向)の4箇所に設けられている。スプリングガイドラック124は、凹部124bに挿入された揺動アーム123dの下端部が矢印d方向に移動することにより、全体が同方向に移動し、突起124b,124cも同方向に移動する。
スプリングガイド125は、下端側に上述の突起124b,124cの間を移動する傾斜板125aと、右側板75に突設されたガイド部(不図示)によって左右方向にガイドされるガイド溝125b,125cと、捩りコイルばね94の係止部94eが係止される係止溝125dを有している。スプリングガイド125は、右側板75によって左右方向移動可能、前後方向移動不能に支持されている。このスプリングガイド125は、スプリングガイドラック124が矢印d方向に移動することにより、同方向に移動する突起124b,124cに挟まれた傾斜板125aが矢印e方向に付勢されることで、全体が同方向に移動する。
捩りコイルばね94は、前後方向の軸を有するコイル状のばね本体94aを有している。ばね本体94aの一方の端部は、右方に延び、一旦、上方に向かう屈曲部94bを形成した後、後方に延びて環状部94cを形成している。ばね本体94aの他方の端部は、左斜め下方に傾斜した後、屈曲して右少し斜め下方に延びる接触部94dと、下方に屈曲されて上述のスプリングガイド125の係止溝125dに係合される係止部94eとを有している。なお、上述のばね本体94aは、右側板75に配設されたピン(不図示)によって回動自在に支持され、また、環状部94cは、右側板75の一部(不図示)に係止されている。ここで、連動機構120のスプリングガイド125は、捩りコイルばね94によって常時、左方(内側)に向けて付勢されている。この付勢により、スプリングガイドラック124は、後方に付勢され、さらにレバーリンク123は、揺動アーム123dの下端部が後方に付勢されることにより、斜面部123aが上方に付勢される。つまり、斜面部123aは、捩りコイルばね94の付勢力により、常時、レバーリンクアクチュエータ122の小円柱部122bに押し付けられている。なお、捩りコイルばね94は、本体フレーム6側の電源(不図示)と導通されている。
捩りコイルばね94は、図13に示す状態、すなわちホルダ110が図7に示す読取位置E1に配置された状態において、収納空間80に対する接触部94dの突出量が最大となり、所定位置に配置された中間転写ユニット31A側の、図8に示す捩りコイルばね95の接触部95dに接触する。これにより、本体フレーム6側の電源により、本体フレーム6側の捩りコイルばね94,中間転写ユニット31A側の捩りコイルばね95、圧縮ばね103、軸受、1次転写ローラ41の軸を介して、1次転写ローラ41に、1次転写バイアスを印加することが可能となる。
ところで、ホルダ110が図7に示す読取位置E1に配置されていると、これよりも下方に配置されている、中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A、現像ユニット40Aを本体フレーム6から取り出すことができない。そこで、読取位置E1にあったホルダ110を、図6に示すように、起立させて収納空間80の外側の退避位置E2に移動させる。これにより、中間転写ユニット31A、ドラムユニット36A、現像ユニット40Aの取り出しが可能となる。この場合、捩りコイルばね94の接触部94dが図7に示すように収納空間80に突出されたままであると、中間転写ユニット31A等を取り出す際に、これらの一部が接触部94dに引っかかって、捩りコイルばね94を変形させたり、破損させたりするおそれがある。
そこで、本実施形態では、上述の連動機構120により、ホルダ110を退避位置E2に移動させるのに連動させて、接触部94dを収納空間80から退避させるようにした。すなわち、ホルダ110が読取位置E1に配置されて、図13に示すように、捩りコイルばね94の接触部94dの突出量が最大の状態から、ホルダ110が図6に示す退避位置E2に配置されると、図13に示す軸121が矢印a方向、レバーリンクアクチュエータ122が矢印b方向に回転し、レバーリンク123の斜面部123aが矢印c方向、揺動アーム123dの下端部が矢印d方向に移動し、スプリングガイドラック124も同様に矢印d方向に移動する。これにより、スプリングラック124の突起124b,124cに挟まれた、スプリングガイド125の傾斜板125aが矢印e方向に付勢されて、スプリングガイド125全体が矢印e方向に移動する。これにより、係止溝125dに係合されている、捩りコイルばね94の係止部94eが矢印e方向に引っ張られ、接触部94dが収納空間80から退避される。したがって、本体フレーム6の収納空間80から中間転写ユニット31A等を取り出す際にも、これらが捩りコイルばね94の接触部94dに接触したり、引っかかったりすることがない。
一方、ホルダ110が図9に示す退避位置E2に配置されて、捩りコイルばね94の接触部94dが収納空間80から退避された状態から、ホルダ110を図10に示す読取位置E1に移動させると、図14に示す軸121が矢印f方向、レバーリンクアクチュエータ122が矢印g方向に回転し、レバーリンク123の斜面部123aが矢印h方向、揺動アーム123dの下端部が矢印i方向に移動し、スプリングガイドラック124も同様に矢印i方向に移動する。これにより、スプリングラック124の突起124b,124cに挟まれた、スプリングガイド125の傾斜板125aが矢印j方向に付勢されて、スプリングガイド125全体が矢印j方向に移動する。これにより、係止溝125dに係合されている、捩りコイルばね94の係止部94eが矢印j方向に移動し、接触部94dが収納空間80に突出される。したがって、接触部94dが、中間転写ユニット31Aの捩りコイルばね95の接触部95dに接触して、1次転写ローラ41に対する電圧の印加が可能となる。
以上のように、捩りコイルばね94は、その接触部94dが、ホルダ110が退避位置E2に退避されるのに連動して、収納空間80から退避するので、中間転写ユニット31A等の着脱が可能となる。一方、捩りコイルばね94は、その接触部94dが、ホルダ110が読取位置E1に移動されるのに連動して、収納空間80に突出されるので、中間転写ユニット31A側の捩りコイルばね95の接触部95dに接触するができる。
なお、以上では、ホルダ110の動作に連動して、収納空間80から退避したり、収納空間80に突出したりする部材が、捩りコイルばね94である場合を例に説明したが、本発明は、退避したり突出したりする部材が、他の部材、例えば、板ばね等の接点部材である場合も同様に適用することができる。つまり、上述の連動機構120により、任意の部材に対して、ホルダ110との間に連動関係を設定することが可能である。また、連動機構120についても、上述の構成は一例であって、他の機械要素を組み合わせた構成に代替えすることが可能である。
1……画像形成装置、2……画像形成装置本体、6……本体フレーム、6a……開口部、31A……中間転写ユニット(プロセスユニット)、31B……高圧接点(第1接点)、36A……ドラムユニット(プロセスユニット)、40A……現像ユニット(プロセスユニット)、41……1次転写ローラ、47〜50……トナーコンテナ(現像剤容器)、47a〜50a……IDタグ(RFID)、47b〜50b……底部、75……右側板、75b……内壁、80……収納空間、94……捩りコイルばね(第4接点,進退部材)、95……捩りコイルばね(第3接点)、110……ホルダ、111……基板、111B……高圧接点(第2接点)、111a……リーダライター、120……連動機構、E1……読取位置、E2……退避位置