JP3738351B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、着脱可能な画像形成ユニットを有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２０は従来のプリンタ装置（画像形成装置）の概観斜視図である。同図において、プリンタ装置１は装置本体上部であるルーフ２と装置本体下部３で構成されている。ルーフ２には、その上面に用紙が排紙される排紙口５、及び排紙された用紙が積載される排紙トレイ６が設けられ、装置本体下部３には、その前面に開閉可能なフロントカバー７及び装置本体下部３より着脱自在の用紙カセット８が配設され、その右側面に装置本体下部３に収納可能なＭＰＦトレイ９（マルチペーパーフィーダー：汎用給紙トレイ）が配設され、その上面右側にプリンタ装置１への情報入力やプリンタ装置１の状態表示を行う操作表示部４が設けられている。
【０００３】
このプリンタ装置１において、ジャム処理やメンテナンス等の作業を行う際には、回転軸Ａを中心に、ルーフ２を矢印Ｂ方向に開成する。図２１は、上述のプリンタ装置１を開成した際の断面構成を示し、またその内部構造を示す。同図に示すように、プリンタ装置１は、着脱自在の用紙カセット８、この用紙カセット８内に積載収納された用紙を順次給送する給紙ロール１２、給送されてきた用紙を一旦待機させ所定のタイミングで画像形成ユニット１１へ送り出す待機ロール対１３、トナー像を用紙上に定着させる定着器１４、定着済みの用紙を装置外へ排出する排紙ロール対１８（駆動ロール１８ａ及び従動ロール１８ｂ）、及びプリンタ装置１への各種設定や状態表示等を行う前述の操作表示部４を備える。
【０００４】
また、画像形成ユニット１１において、帯電器２５は感光体ドラム２３の周表面を一様な電荷に帯電させ、印字ヘッド２６は、印刷データに基づいて、感光体ドラム２３の周面に選択的に露光を行い、その露光による低電位部を形成し、初期帯電電位と露光低電位部からなる静電潜像を感光体ドラム２３周面上に記録する。現像器２７は、現像ロール２７ａを介して内部のトナーを感光体ドラム２３の低電位部に転移させ、静電潜像を顕像化（現像）する。転写器２８は搬送されてくる用紙の紙面に感光体ドラム２３上のトナー像を逆極性の電界によって転写する。
【０００５】
尚、画像形成ユニット１１のなかで、感光体ドラム２３、帯電器２５、現像器２７、転写器２８、クリーナ２４、等については装置本体下部３に備えられ、印字ヘッド２６は装置本体上部であるルーフ２に備えられている。
ここで、ルーフ２は装置本体下部３に対しヒンジ部１５を支点に矢印Ｂ、Ｂ´方向へ開閉自在に構成される。このとき、上述の印字ヘッド２６及び従動ロール１８ｂはルーフ２と一体となって開閉される。同図中の実線に示すルーフ２は閉成状態を示し、点線に示すルーフ２は開成状態を示す。
【０００６】
一方、画像形成ユニット１１の大部分は、装置本体下部３に対し着脱自在なカートリッジＣを構成し、これは感光体ドラム２３及びクリーナ２４等が一体化されてなる第１のカートリッジＣ１と、現像器２７等が一体化されてなる第２のカートリッジＣ２とに分割及び合体が可能であり、これらカートリッジＣ１、Ｃ２はルーフ２を開成した状態で装置本体下部３の所定の装着部に対し着脱自在となり、例えば、感光体の劣化やトナーの消耗等により、これらカートリッジの交換や消耗品の補給等の保守点検作業等のメンテナンスが行われる。
【０００７】
また、今日、カラープリンタ装置（カラー画像形成装置）が広く使用され、カラー印刷の方式も各種方法が採用されている。例えば、一つの感光体ドラムの周面近傍に複数の現像器を配設し、順次ドラム面にトナー像を形成する方式がある（（イ）の方式）。また、ドラム状の中間転写媒体を使用する方式もあり（（ロ）の方式）、更には複数の画像形成ユニットを所定方向に配設し、用紙に直接トナー像を形成する方式（いわゆるタンデム方式）も存在する。
【０００８】
この中で上記（イ）の方式では形状の大きな感光体ドラムを使用する必要があり、印刷速度が低下する。また、（ロ）の方式では中間転写媒体を使用するため、形状が大きくなる。そこで、印刷速度が優れ、形状の面でも問題が少ないタンデム方式のカラープリンタが有望である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記画像形成ユニット１１は、消耗品であり、定期的に交換する必要がある。この場合、上記従来の画像形成装置では、例えば上記画像形成ユニット１１を構成する第１のカートリッジＣ１のみを交換する場合でも（カートリッジＣ２とは寿命が異なるので）、まず、上記画像形成ユニット１１を（カートリッジＣ１、Ｃ２が合体した状態のまま）装置本体から取り外し、これをカートリッジＣ１とＣ２とに分割し、このうちカートリッジＣ２を残し、これと新品のカートリッジＣ１とを合体させて成る画像形成ユニット１１を、装置本体に装着するという手間が掛る作業が必要であった。
【００１０】
特に、タンデム方式のカラープリンタ装置では、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナーを使用するため、各色毎にカートリッジＣ１、Ｃ２が配設され、各色毎に煩雑な交換作業を行う必要がある。また、従来のプリンタ装置では上述のように各カートリッジＣ１、Ｃ２を上方から取り出し、新たなカートリッジＣ１、Ｃ２を上方から所定位置にセットする構成であり、手間の掛かる作業であった。更に、各カートリッジＣ１、Ｃ２が装置本体下部３に対し着脱自在とされているので、各カートリッジＣ１、Ｃ２の下部に形成される用紙搬送路で用紙ジャムが発生した際のジャム処理時にも各カートリッジＣ１、Ｃ２を上方へ一旦取り出す必要があり、作業が煩雑であった。
【００１１】
また、上記カートリッジＣ１、Ｃ２を着脱する際、カートリッジに配設された感光体ドラムやロールを傷つけないよう行う必要がある。また、カートリッジの装着後、装置を使用する際には所定の圧力で感光体ドラムと現像ロールが接している必要がある。
【００１２】
本発明の課題は、各カートリッジの着脱作業を装置の前後方向にスライドさせて行う構成とし、ユニット交換作業を容易に行うことを可能とすると共に、カートリッジの交換の際、感光体ドラムや現像ロールを傷つけることなく、カートリッジの装着後には所定の圧力が得られる画像形成装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１記載の発明によれば、装置本体が開閉自在に上部機体と下部機体に分割され、開成時に該上部機体に装置の構成の一部がユニット化されて成る画像形成ユニットを構成する像担持体を含む第１の副ユニットと現像ロールを含む第２の副ユニットを挿脱可能な画像形成装置であって、前記上部機体に設けられ、前記第１の副ユニットと第２の副ユニットを各々独立に略水平方向に挿脱可能であり、前記第１の副ユニットと第２の副ユニットが、所定の装着位置に装入完了された状態で各副ユニットを上下方向に遊びを維持しつつ、その自重で釣り下げ支持すべくレール形状を有する副ユニット挿脱手段と、該副ユニット挿脱手段に設けられた係合部と前記両副ユニットのいずれかのユニットの一部に設けられた突起とから成り、前記開成時に自重で支持された状態で前記係合部と前記突起とが互いに係合して前記第１の副ユニットと第２の副ユニットとを互いに非接触とさせる突起部と、前記下部機体に設けられ、前記上部機体を前記下部機体に閉成すると前記副ユニット挿脱手段に支持されていた前記第１の副ユニットと第２の副ユニットを自重に抗して相対的に押し上げて前記突起部による係合を解除することにより前記像担持体と前記現像ロールとを接触させる押し上げ部材とから成る接離係合手段を設けた画像形成装置を提供することによって達成できる。
【００１８】
ここで、本発明の画像形成装置は、装置本体が開閉自在に上部機体と下部機体に分割可能な構成となっており、装置の構成の一部がユニット化されて成り、ユニットは例えば像担持体を含む第１の副ユニットと、現像ロールやトナーを収納する第２の副ユニットであり、第１、第２の副ユニット共に上部機体に配設されており、上部機体開成時には装置本体に対し略水平方向に挿脱できる。
【００１９】
そして、上記上部機体に設けられ、上記第１の副ユニットと第２の副ユニットを各々独立に略水平方向に挿脱可能であり、上記第１の副ユニットと第２の副ユニットが、所定の装着位置に装入完了された状態で各副ユニットを上下方向に遊びを維持しつつ、その自重で釣り下げ支持すべくレール形状を有する副ユニット挿脱手段を有する構成である。
また、この副ユニット挿脱手段と、上記両副ユニットのいずれかのユニットの一部に設けられ、上記開成時に自重で支持された状態で互いに係合して上記第１の副ユニットと第２の副ユニットとを互いに非接触とさせる突起部と、上記下部機体に設けられ、上記上部機体を上記下部機体に閉成すると上記副ユニット挿脱手段に支持されていた上記第１の副ユニットと第２の副ユニットを自重に抗して相対的に押し上げて上記突起部による係合を解除することにより上記像担持体と上記現像ロールとを接触させる押し上げ部材とから成る接離係合手段を設けて構成される。
【００２０】
このように構成することにより、副ユニットの挿脱時には像担持体と現像ロールを非接触で行い、副ユニットの装着後、上部機体を下部機体に閉成すると像担持体と現像ロールが所定の圧力で接触する構成とすることができる。
【００２２】
【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は、本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。同図において、プリンタ装置３１は、不図示のケーブルによってパーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続されている。
【００２３】
プリンタ装置３１は装置本体上部３２と装置本体下部３３によって構成され、装置本体上部３２にはオペレーションパネル３４が配設され、またその上面には印字用紙の排紙部３５も形成されている。オペレーションパネル３４は複数のキーが配設されたキー操作部３４ａと、不図示のＣＰＵから出力される表示情報に基づき表示を行う液晶ディスプレイ３４ｂで構成されている。また、排紙部３５には、排紙ロール３６の回動によって後述する画像形成ユニットにより作成された印刷出力が排出され、排紙部３５上に順次積載される。
【００２４】
また、装置本体下部３３には、後述する両面印刷用搬送ユニットや給紙カセットが配設され、例えばプリンタ装置３１の左側面に設けられた不図示の蓋を開放することによって、後述する両面印刷用搬送ユニットを着脱できる構成である。また、装置本体下部３３には、その前面に開閉可能なフロントカバー３７及び装置本体下部３３より着脱自在な給紙カセット３８が設けられ、例えばフロントカバー３７はジャム処理やメンテナンス等において開放される。
【００２５】
また、装置本体下部３３の右側面には、ＭＰＦトレイの装着部３９、及びカバー４０が設けられている。但し、図１において上記装着部３９にＭＰＦトレイは装着されていない。また、カバー４０は後述する用紙搬送路確認用のカバーであり、本形態ではこのカバー４０を開放して、用紙詰まり等のメンテナンスを行う。
【００２６】
図２は上記フロントカバー３７及びカバー４０等を開放した状態を示すプリンタ装置３１の外観図である。また、本例のプリンタ装置３１の最下段には前述のように給紙カセット３８が収納され、給紙カセット３８に用紙を補給する際、例えば取手３８ａを手前に引くことによって、給紙カセット３８を矢印方向に引き出すことができる。
【００２７】
図３は上記外観を有するプリンタ装置３１の内部構成を説明する断面図である。同図において、プリンタ装置３１は画像形成部４１、両面印刷用搬送ユニット４２、及び給紙部４３で構成されている。ここで、画像形成部４１は４個の画像形成ユニット４４〜４７を矢印方向に並設した構成であり、同図の紙面右側から左側に向かってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に配設されている。また、この中のマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット４４〜４６は減法混色によりカラー印刷を行う構成であり、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット４７はモノクロ印刷に使用する。
【００２８】
ここで、上記各画像形成ユニット４４〜４６はそれぞれドラムセットＣ１とトナーセットＣ２で構成され、現像容器に収納された現像剤（の色）を除き同じ構成である。したがって、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット４６を例にして構成を説明する。ドラムセットＣ１には感光体ドラム、帯電器、印字ヘッド、クリーナが収納され、トナーセットＣ２には現像ロールやトナーが収納されている。感光体ドラム５０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム５０の周面近傍には、帯電器５１ａ、印字ヘッド５１ｂ、現像ロール５１ｃ、転写器５１ｄ、クリーナ５１ｅが順次配設されている。感光体ドラム５０は矢印方向に回動し、先ず帯電器５１ａからの電荷付与により、感光体ドラム５０の周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド５１ｂからの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム５０の周面に静電潜像を形成し、現像ロール５１ｃによる現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、現像容器５１ｃに収納したイエロー（Ｙ）色のトナーによる。このようにして感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム５０の矢印方向の回動に伴って転写器５１ｄの位置に達し、感光体ドラム５０の直下を矢印方向に移動する用紙に転写される。
【００２９】
また、上記各画像形成ユニット４４〜４６を構成するドラムセットＣ１、トナーセットＣ２は、それぞれ装置本体に対し着脱自在に構成される。これは、ユニット装着部６３により挿脱自在となるものであり、ユニット装着部６３は、その一部に、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２を、それぞれ、略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為のレール形状を有している。また、印字ヘッド５１ｂは、位置的に、ユニット装着部６３内部の空間に配置されている。
【００３０】
一方、用紙の搬送は、前述の給紙部４３を構成する給紙カセット３８、待機ロール５２、搬送ベルト５３、駆動ロール５４等で構成され、給紙コロ５５の回動によって給紙カセット３８から搬出された用紙は、待機ロール５２まで送られ、更にトナー像に一致するタイミングで搬送ベルト５３上に送られ、転写器５１ｄに達する。そして、転写器５１ｄにおいてトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト５３の移動に従って、搬送ベルト５３上を矢印方向に移動し、定着ユニット５６において熱定着処理が施される。
【００３１】
また、用紙の上面には、上記イエロー（Ｙ）のトナー像のみならず、ドラムセットＣ１によって転写されたマゼンダ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）のトナー像も転写され、前述の減法混色に従った色の印刷が行われる。
尚、上述の用紙は給紙カセット３８から搬出される用紙のみならず、ＭＰＦトレイ３９' から供給される用紙も含まれ、この場合には用紙は給紙コロ３９ａによって搬入され、前述の経路によって印刷処理が行われる。
【００３２】
また、上記定着ユニット５６は熱ロール５６ａ、５６ｂ、及びクリーニングロール５６ｃで構成され、用紙Ｐが上述の熱ロール５６ａと５６ｂ間を挟持搬送される間、用紙に転写された例えば複数色のトナー像は溶融して用紙Ｐに熱定着する。また、クリーニングロール５６ｃは熱ロール５６ａ周面に離型性オイルを塗布すると同時に熱ロール５６ａに残るトナーを除去する機能を有する。尚、定着ユニット５６によってトナー像が定着された用紙は切換板６１を介して上方、又は紙面左方向に搬送される。
【００３３】
一方、両面印刷用搬送ユニット４２は装置本体に対して着脱自在に構成され、本例のプリンタ装置３１によって両面印刷を行う際装着するユニットであり、内部に複数の搬送ロール６０ａ〜６０ｅが配設されている。両面印刷の場合には、上記切換板６１によって一旦上方に用紙が送られ、例えば用紙の後端が搬送ロール６２に達した時、用紙の搬送を停止し、更に用紙を逆方向に搬送する。この制御によって、用紙は点線で示す位置に設定された切換部６１の左側を下方に搬送され、両面印刷用搬送ユニット４２の用紙搬送路に搬入され、搬送ロール６０ａ〜６０ｅによって用紙が送られ、待機ロール５２に達し、前述と同様トナー像と一致するタイミングで転写部に送られ、トナー像が用紙の裏面に転写される。
【００３４】
尚、図３には、装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し略水平に開閉するための機構の一部である後述するＦＲフレーム８５（カラープリンタ３１の左右にそれぞれ設けられる８５ａ、８５ｂ）の位置のみを示している。
本例のプリンタ装置３１においては、装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し略水平に開閉して、メンテナンス作業等を行う。図４は、装置本体上部３２を開成した状態を示す図である。同図に示すように、装置本体上部３２は、装置本体下部３３に対し略水平を保ったまま開成される。
【００３５】
次に、この状態においてドラムセットＣ１を交換する場合には、図５に示すようにドラムセットＣ１を手前に抜き出し、新たなドラムセットＣ１を挿入する。また、トナーセットＣ２を交換する場合も同様に、図６に示すように、トナーセットＣ２を手前に抜き出し、新たなトナーセットＣ２を挿入する。
【００３６】
図７は、ドラムセットＣ１を装置本体に挿入した状態を装置正面から見た図である。同図において、装置本体側の構成として、上記ユニット装着部６３の一部と印字ヘッド５１ｂを示している。ユニット装着部６３は、上記の通り、その一部に、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２を、それぞれ、略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為のレール形状を有している。同図においてはドラムセットＣ１を挿脱する構成のみを示しており、ドラムセットＣ１を略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為のレール部６３ａ、６３ｂを示している。
【００３７】
このユニット装着部６３によりドラムセットＣ１を装置本体に挿入させる際には、先ず作業者等がドラムセットＣ１を持ちながら、このドラムセットＣ１の突出部６６ａとＤＳステー６７が、同図に示すように上記レール部６３ａ、６３ｂに対応する位置となるように位置合わせする。そして、そのまま、ドラムセットＣ１を略水平方向に（紙面における手前から奥へ）押し込んでいくと、上記突出部６６ａとＤＳステー６７が、レール部６３ａ、６３ｂに掛かった状態でレール部上を摺動しつつ奥へ移動していき、ドラムセットＣ１の先端が装置本体側の不図示のセンサにより検出されると、挿入完了となる。
【００３８】
ところで、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入後、両者を連結する必要がある。すなわち、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２は、相互に連結することで機能する廃トナー回収機構を備えており、この廃トナー回収機構により、ドラムセットＣ１は、印刷後に感光体ドラム５０の周面上に残留するトナー（廃トナー）を取り除いた後、この廃トナーをトナーセットＣ２との相互連結機構（後述するＤＳシャッター、ＴＳシャッター）を通して、トナーセットＣ２側に搬送することができる。よって、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入後、両者を連結する必要があるが、その際、上記相互連結機構（後述するＤＳシャッター、ＴＳシャッター等）は、ドラムセットＣ１及びトナーセットＣ２の構成上、図８に示すように、その長手方向の両端のうちの一方に設けられており、更にトナーセットＣ２側の連結部（以下、ＤＳ連結部７０という）は、ドラムセットＣ１の挿脱の邪魔にならないように、図８（ａ）〜（ｃ）に示すように可動式（回動自在）になっている。
【００３９】
先ず、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入直後（または、ドラムセットＣ１やトナーセットＣ２を装置本体から抜き出すために両者の連結を解除したとき）は、図８（ａ）に示す状態になっている。トナーセットＣ２のＤＳ連結部７０は、回動連結部７１（ベアリング、リング等）によりトナーセットＣ２本体と回動自在（紙面、矢印で示す方向に回動自在）に連結されており、ドラムセットＣ１との連結を解除しているときには（不図示のバネの付勢力により）図８（ａ）に示すようにドラムセットＣ１の挿脱の邪魔にならない位置に回動している（以下、開成位置という）。
【００４０】
ここで、ＤＳ連結部７０は、ＴＳシャッター等を有し、ＴＳシャッターは大別してＴＳシャッター操作部７２とジョイント部７３とより成る。例えば、作業者等が手により上記バネの付勢力に抗してＤＳ連結部７０を図８（ａ）に示す位置から同図（ｂ）に示す位置へ回動させると、ジョイント部７３がドラムセットＣ１のＤＳシャッター６９と嵌合する。この状態で更に作業者等が手によりＴＳシャッター操作部７２を時計廻り方向に約９０度程度廻すと、図８（ｃ）に示す状態となる。このようにすると、特に図示しないが、ＤＳシャッター及びＴＳシャッターが開き、ドラムセットＣ１側からトナーセットＣ２側へのトナー搬送路が開通する構成となっている。廃トナーは、ドラムセットＣ１側からＤＳシャッター６９及びＴＳシャッターを通り、更にトナー搬送チューブ７４内を通って、不図示のトナー回収袋まで搬送される。また、ドラムセットＣ１側には略1/4 円形状のＵ字溝を有するガイド６４が設けられており、一方ＴＳシャッター操作部７２の構成の一部にはこのガイドのＵ字溝と掛合する掛合爪７２ａがあり、上記図８（ｂ）に示す状態からＴＳシャッター操作部を時計廻り方向に廻し始めると、掛合爪７２ａがＵ字溝に掛合しつつガイド６４に沿って（上記略 1/4円形に沿って）移動していく。そして、図８（ｃ）に示す位置まで廻すとロック状態となり、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２との連結が完了する。
【００４１】
一方、プリンタ装置３１の開閉機構は、装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し略水平に開閉するための機構であり、図９は開成機構により装置本体上部３２を開成するときのプリンタ装置の外観斜視図である。
同図に示すように、装置本体上部３２は、プリンタ装置３１に設けられた開閉機構８４により装置本体下部３３に対し略水平を保ったまま開成される。開閉機構８４は、プリンタ装置３１の正面から見てその両側にそれぞれ、リンクフレーム８６、Ｆアーム８７、Ｒアーム８８、ステー８９、及びＦＲフレーム８５等を備える構成である。また、各部材の連結関係は、装置本体上部３２に設けられたリンクフレーム８６に対しＦアーム８７及びＲアーム８８の一端をそれぞれ回動自在に支持するように構成し、また、Ｆアーム８７の他端を装置本体下部３３に設けられたＦＲフレーム８５に回動自在に支持するように構成し、さらに、Ｒアーム８８の他端をＦＲフレーム８５に固定されたステー８９に回動自在に支持するように構成する。このように構成することにより、装置本体上部３２は装置本体下部３３に対し略水平に開成され、開成に伴い装置本体下部３３に対し徐々に後退して移動する。
【００４２】
尚、上記図９においては、説明の便宜のため、プリンタ装置３１を正面から見てその右側部分にのみ番号を付して示している。尚、以後の説明において、プリンタ装置３１の左側のリンク機構の各部材番号にａを付し、右側のリンク機構の各部材番号にｂを付して説明する。したがって、上記図９に示すリンク機構の各部材番号はリンクフレームが８６ｂ、Ｆアームが８７ｂ、Ｒアームが８８ｂ、ステーが８９ｂ、ＦＲフレームが８５ｂで示す。
【００４３】
次に、図１０及び図１１は上記開閉機構の概略図であり、図１０は左側面から見た左側の開閉機構の概略図を示し、図１１は右側面から見た右側の開閉機構の概略図を示す。また、図１２はその斜視図である。図１０乃至図１２において、リンクフレーム８６（８６ａ、８６ｂ）、Ｆアーム８７（８７ａ、８７ｂ）、Ｒアーム８８（８８ａ、８８ｂ）、ステー８９（８９ａ、８９ｂ）、及びＦＲフレーム８５（８５ａ、８５ｂ）は、開閉機構の主要部である。尚、図１２にはリンクフレーム８６（８６ａ、８６ｂ）は示していない。
【００４４】
また、図１０及び図１１において、実線に示すＦアーム８７（８７ａ、８７ｂ）、及びＲアーム８８（８８ａ、８８ｂ）の位置は装置本体上部３２を開成させたときの開成位置を示し、装置本体上部３２は装置本体下部３３に対し略水平に保たれる。一方、点線に示すＦアーム８７（８７ａ、８７ｂ）、及びＲアーム８８（８８ａ、８８ｂ）の位置は装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し閉成させたときの閉成位置を示すものである。
【００４５】
さらに、支持部９１（９１ａ、９１ｂ）は、Ｆアーム８７（８７ａ、８７ｂ）とＦＲフレーム８５（８５ａ、８５ｂ）を回動自在に支持し、支持部９２（９２ａ、９２ｂ）はＲアーム８８（８８ａ、８８ｂ）とステー８９（８９ａ、８９ｂ）を回動自在に支持する。また、支持部９７（９７ａ、９７ｂ）は、Ｆアーム８７（８７ａ、８７ｂ）とリンクフレーム８６（８６ａ、８６ｂ）を回動自在に支持し、支持部９８（９８ａ、９８ｂ）は、Ｒアーム８８（８８ａ、８８ｂ）とリンクフレーム８６（８６ａ、８６ｂ）を回動自在に支持する。
【００４６】
図１３は上記リンク構造の駆動機構を説明する図である。尚、上記のようにリンク機構は左右対称であり、図１３においては特に図１０に対応するリンク構造の駆動機構を説明する。したがって、図１３においては紙面右側がプリンタ装置３１の正面である。前述のように、Ｆアーム８７ａは支持部９１ａに回動自在に設けられ、Ｆアーム８７ａは回転ギヤ９１ａ' に固設されている。またＲアーム８８ａは支持部９２ａに回動自在に設けられ、Ｒアーム８８ａは回転ギヤ９２ａ' に固設されている。したがって、Ｆアーム８７ａと回転ギヤ９１ａ' は一体として回転し、Ｒアーム８８ａと回転ギヤ９２ａ' も一体として回転する。
【００４７】
また、上記回転ギヤ９１ａ' と９２ａ' 間には中間プーリ９３が介装され、中間プーリ９３を介して回転ギヤ９１ａ' と９２ａ' 間にはベルト９４が掛け渡されている。尚、中間プーリ９３はベルト９４に所定の張力を与えるものである。また、回転ギヤ９２ａ' にはダンパ機構を内蔵する回転体９５が設けられている。この回転体９５にはオイルダンパが内蔵され、装置本体上部３２を下降させる際の重力による急激な落下を押さえ、滑らかに下降させる機能を有する。一方、装置本体上部３２を開放する際の上方への上昇力はバネ９６によって付与される。このバネ９６は、その一端が装置本体下部３３の筐体３３' に取り付けられ、回転ギヤ９１ａ' 内において所定回巻装され、その先端（他端）は筐体３３' に形成された不図示の穴に止着されている。したがって、バネ９６の付勢力は回転ギヤ９１ａ' を矢印ａ' 方向に回転させるように働き、装置本体上部３２に上昇力を付与する。
【００４８】
すなわち、回転ギヤ９１ａ' が上記矢印ａ' 方向に回転すると、Ｆアーム８７ａを同じ方向に回動し、また同時にベルト９４を矢印ａ方向に回し、回転ギヤ９２ａ' を矢印ａ" 方向に回転し、Ｒアーム８８ａを同方向に回動する。したがって、上記駆動によってリンク機構が働き、Ｆアーム８７ａ及びＲアーム８８ａを同図に示す２点鎖線の経路に従って回動し、装置本体上部３２を上方に移動する。
【００４９】
以上の構成において、上記プリンタ装置３１の開閉動作、及びドラムセットＣ１とトナーセットＣ２の着脱操作について説明する。
通常、プリンタ装置３１は図１に示す状態で使用される。そして、用紙が欠乏した場合にはオペレーションパネル３４の液晶ディスプレイ３４ｂに用紙供給指示が表示され、給紙カセット３８への用紙補給が行われる。一方、用紙詰まりが発生した場合、その位置が液晶ディスプレイ３４ｂに表示され、例えばカバー４０を開放してメンテナンス処理を行う。
【００５０】
一方、用紙詰まりがプリンタ装置３１の内部である場合（カバー４０に対応する位置ではない場合）、又はドラムセットＣ１やトナーセットＣ２を交換する場合、フロントカバー３７を開放する。尚、フロントカバー３７を開放した状態は前述の図２に示す通りである。
【００５１】
次に、この状態において装置本体上部３２を開成すべく、ロックを解除する。ロックを解除すると、前述のバネ９６の付勢力が働き、Ｆアーム８７ａを矢印ａ' 方向に回動し、また同時にベルト９４を矢印ａ方向に回し、Ｒアーム８８ａを同方向に回動する。この時、本例の開閉機構はＦアーム８７（８７ａ、８７ｂ）とＲアーム８８（８８ａ、８８ｂ）の長さの比が、例えば２対１に設定され、しかも支持部９１（９１ａ、９１ｂ）と９２（９１ａ、９１ｂ）の位置が異なり、装置本体上部３２の開成処理の際、装置本体上部３２の前方が後方に対して少し高くなりながら開放される。また、同時に装置本体上部３２が少し後ろ側にずれながら上昇する。この時、支持部９８（９８ａ、９８ｂ）はスライド溝１００内をスライドし、装置本体上部３２を除々に上昇させる。
【００５２】
図１４は上記リンク機構が働き、装置本体上部３２が上方に少し移動した状態を示す。尚、同図において、リンク機構の主要部のみを示し、またＭＰＦトレイやカバー４０の構成は省略している。
その後、更に装置本体上部３２が上方に移動し、装置本体上部３２は所定位置まで開成する。この時、Ｆアーム８７（８７ａ、８７ｂ）とＲアーム８８（８８ａ、８８ｂ）の長さの比から、装置本体上部３２の前方が後方に対して少し高く、しかも装置本体上部３２が少し後ろ側にずれた状態で開放される。このように装置本体上部３２の前方が少し高く、装置本体上部３２が後ろにずれた状態で開成されることによって、ドラムセットＣ１やトナーセットＣ２の交換作業や、各種メンテナンス処理はより行い易くなる。
【００５３】
尚、図１５は装置本体上部３２が完全に開成した状態を示す図である。尚、同図においても、リンク機構の主要部のみを示し、またＭＰＦトレイやカバー４０の構成は省略している。
図１５に示すこの状態において、ドラムセットＣ１の交換作業、及びトナーセットＣ２の交換作業は前述の図５及び図６で説明したように行う。すなわち、ドラムセットＣ１やトナーセットＣ２を水平方向に操作して着脱でき、極めて容易にドラムセットＣ１やトナーセットＣ２の交換作業を行うことができる。
【００５４】
尚、メンテナンス作業を終了し、装置本体上部３２を閉成する場合には、装置本体上部３２を下方に押し下げる。この場合、装置本体上部３２の自重によって強い力を加えることなく閉成することができる。また、オイルダンパにより、バネ９６の付勢力に抗して滑らかに閉成することができる。尚、この場合ベルト９４は矢印ｂ方向に移動し、回転ギヤ９１ａ' は矢印ｂ' 方向に回転し、同時に回転ギヤ９２ａ' は矢印ｂ" 方向に回転し、装置本体上部３２を装置本体下部３３に閉成する。
【００５５】
また、上部機体３２を下部機体３３にセットすると、上記ドラムセットＣ１内に設けられた感光体ドラム５０は、前記トナーセットＣ２内に設けられた現像ロール５１ｃに当接し、前記感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃが圧接状態になる。
【００５６】
以上のように本実施形態の画像形成装置によれば、上部機体３２を下部機体３３に対して閉成時と略同姿勢で開成し、この状態において上部機体３２側に配設されたドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を手前方向に水平に引き抜き、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を容易に交換可能とするものである。
次に、本発明をより詳細に説明する。
【００５７】
本例は上記ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２の挿脱をより詳しく説明するものであり、更にユニット装着部６３の一部の形状が前述の実施形態と異なる構成である。尚、本例においてドラムセットＣ１は第１の副ユニットに対応し、トナーセットＣ２は第２の副ユニットに対応する。また、他の基本的構成は前述の図１〜図１５と同じである。以下、具体的に説明する。
【００５８】
図１６は本例で使用するユニット装着部６３及びドラムセットＣ１の構成を示すものであり、ユニット装着部６３にはその一部に、ドラムセットＣ１を略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為のレール形状を有している。すなわち、断面形状で示すユニット装着部６３の両側に形成されたレール部６３ａ、６３ｂである。ここで、レール部６３ａはユニット装着部６３の左側面から内側に９０度の曲げ加工が施されや形状であり、更に断面形状先端が上方に若干突出する。また、レール部６３ｂはユニット装着部６３の右側面から内側に曲げ加工が施された形状である。そして、上記レール部６３ａ、６３ｂがドラムセットＣ１を略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為に使用される。
【００５９】
また、本例においては上記レール部６３ｂの上方であって、ユニット装着部６３の側面に係合部６３ｃが形成されている。この係合部６３ｃはユニット装着部６３の右側面から所定の角度を有して外側に突出し、後述するトナーセットＣ２の側面の突起に当接する構成である。
【００６０】
一方、図１７は上記ドラムセットＣ１と共に、トナーセットＣ２の断面構成も説明する図である。前述のユニット装着部６３は上記ドラムセットＣ１を挿脱する際のガイドとなるレール部６３ａ、６３ｂを有すると共に、トナーセットＣ２を挿脱する際のガイドとなるレール部６３ｄ、６３ｅも形成する。すなわち、前述のレール部６３ａの上方に断面コの字状の加工部があり、この断面コの字状部の内側がレール部６３ｄを構成する。尚、このレール部６３ｄはドラムセットＣ１に対して紙面左側に位置するトナーセットＣ２のガイドレールとなる。
【００６１】
また、前述のレール部６３ｂの上方にも断面コの字状の加工部があり、この断面コの字状部の内側がレール部６３ｅを構成する。このレール部６３ｅはドラムセットＣ１に対して紙面右側に位置するトナーセットＣ２のガイドレールとなる。
【００６２】
このレール部６３ｄ、６３ｅにはトナーセットＣ２の突出部１００ａ、１００ｂが係合する。例えば、レール部６３ａには突出部１００ａが係合し、突出部１００ｂには突出部１００ｂが係合する。また、突出部１００ａの厚さｔはレール部６３ｄの幅Ｔに対して薄く形成され、突出部１００ａは上下方向に移動可能に構成されている。また、突出部１００ｂについても同様であり、突出部１００ｂの厚さｔもレール部６３ｅの幅Ｔに対して薄く形成され、突出部１００ｂも上下方向に移動可能に構成されている。したがって、トナーセットＣ２自体がユニット装着部６３に対して上下方向に余裕を有する。
【００６３】
以上の構成において、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２をユニット装着部６３に装着する場合には、前述のように先ずドラムセットＣ１を持ちながら、このドラムセットＣ１の突出部６６ａとＤＳステー６７が、同図に示すように上記レール部６３ａ、６３ｂに対応する位置となるように位置合わせを行い、そのままドラムセットＣ１を略水平方向に（紙面における手前から奥へ）押し込んでいく。そして、上記突出部６６ａとＤＳステー６７が、レール部６３ａ、６３ｂに掛かった状態でレール部上を摺動しつつ奥へ移動し、ドラムセットＣ１の先端が装置本体側の不図示のセンサにより検出されると、挿入完了する。
【００６４】
次に、トナーセットＣ２を装着する場合にはトナーセットＣ２を持ち、トナーセットＣ２の突出部１００ａ、１００ｂをレール部６３ｄ、６３ｅに係合させ、レール部６３ｄ、６３ｅをガイドとしてトナーセットＣ２を略水平方向に押し込んでいく。このとき、上記突出部１００ａと１００ｂは、レール部６３ｄ、６３ｅに掛かった状態でレール部上を摺動し、更にユニット装着部６３の係合部６３ｃはトナーセットＣ２の側面に設けられた突起１０１に当接した状態である。
【００６５】
図１８はこの時の状態を示す断面図である。トナーセットＣ２の側面に設けられた突起１０１は、ユニット装着部６３に設けられた係合部６３ｃ上に当接しつつ奥に移動する。また、突出部１００ａ、１００ｂはレール部６３ｄ、６３ｅに沿って移動する。
【００６６】
この時、上述のように係合部６３ｃと突起１０１が当接しているので、トナーセットＣ２側に配設された現像ロール５１ｃは少し高い位置にあり、ドラムセットＣ１に配設された感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃは図１８に示すように離れた状態である。したがって、トナーセットＣ２を装着する際、現像ロール５１ｃが感光体ドラム５０に擦れ、感光体ドラム５０や現像ロール５１ｃを傷つけることがない。
【００６７】
次に、上記のようにしてドラムセットＣ１、及びトナーセットＣ２をセットした後、上部機体３２を閉成すると、ドラムセットＣ１の軸に押し上げ部材としての不図示のレバーが当接し、感光体ドラム５０を上方に押し上げる。このため、感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃが当接する。このとき、前述のようにトナーセットＣ２は上方に移動する余裕があり、図１９に示すように、突出部１００ａ、１００ｂはレール部６３ｄ、６３ｅの下面から幅Ａ（又は幅Ｂ）だけ浮いた状態となり、トナーセットＣ２の自重で現像ロール５１ｃは感光体ドラム５０の周面を押す。したがって、感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃ間にはトナーセットＣ２の重み分の圧力がかかる。
【００６８】
尚、ドラムセットＣ１も、上記感光体ドラム５０が上方に押し上げられることからレール部６３ａ、６３ｂに対して幅Ｃだけ浮いた状態である。
したがって、本例によれば上部機体３２を閉成することによって、自動的に感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃが所定の圧力で圧接し、以後現像処理を行う際、感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃを確実に回転し、現像処理を行うことができる。
【００６９】
以上のように、本例によればトナーセットＣ２をユニット装着部６３に挿入する際、感光体ドラム５０等を傷つけることなく、又上部機体３２を閉成することによって、自動的に感光体ドラム５０と現像ロール５１ｃが所定の圧接状態となり、トナーセットＣ２の交換を簡単かつ確実に行うことができる。
【００７０】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば上部機体に配設されたドラムセット、及びトナーセットを、水平方向にスライドさせて着脱することができ、画像形成ユニットの交換作業を容易に行うことができる。
【００７１】
また、感光体ドラム等を傷つけることなく、上部機体を閉成することによって、自動的に感光体ドラムと現像ロールを所定の圧接状態とすることができ、トナーセットの交換を簡単かつ確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタ（プリンタ装置）の斜視図である。
【図２】フロントカバー等を開放した状態を示すプリンタ装置の外観図である。
【図３】プリンタ装置の内部構成を説明する断面図である。
【図４】装置本体上部を開成した状態を示す図である。
【図５】装置本体上部を開成した状態でのドラムセットの交換を説明する図である。
【図６】装置本体上部を開成した状態でのトナーセットの交換を説明する図である。
【図７】ドラムセットを装置本体に挿入した状態を装置正面から見た図である。
【図８】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ドラムセット、トナーセットを装置本体に挿入し相互に連結する手順を説明する図である。
【図９】リンク機構を説明する図である。
【図１０】上部機体の開閉機構を左側面から見た概略図である。
【図１１】上部機体の開閉機構を右側面から見た概略図である。
【図１２】開閉機構の斜視図である。
【図１３】リンク機構の機構構成図である。
【図１４】上部機体を少し開成した状態を示す斜視図である。
【図１５】上部機体を完全に開成した状態を示す斜視図である。
【図１６】本発明で使用するユニット装着部及びドラムセットの構成を示す図である。
【図１７】ドラムセットと共に、トナーセットの断面構成を説明する図である。
【図１８】本発明の動作状態を示す断面図である。
【図１９】本発明の動作状態を示す断面図である。
【図２０】従来例のプリンタ装置の外観斜視図である。
【図２１】従来例のプリンタ装置の内部である。

Claims (1)

1. 装置本体が開閉自在に上部機体と下部機体に分割され、開成時に該上部機体に装置の構成の一部がユニット化されて成る画像形成ユニットを構成する像担持体を含む第１の副ユニットと現像ロールを含む第２の副ユニットを挿脱可能な画像形成装置であって、
   前記上部機体に設けられ、前記第１の副ユニットと第２の副ユニットを各々独立に略水平方向に挿脱可能であり、前記第１の副ユニットと第２の副ユニットが、所定の装着位置に装入完了された状態で各副ユニットを上下方向に遊びを維持しつつ、その自重で釣り下げ支持すべくレール形状を有する副ユニット挿脱手段と、
   該副ユニット挿脱手段に設けられた係合部と前記両副ユニットのいずれかのユニットの一部に設けられた突起とから成り、前記開成時に自重で支持された状態で前記係合部と前記突起とが互いに係合して前記第１の副ユニットと第２の副ユニットとを互いに非接触とさせる突起部と、前記下部機体に設けられ、前記上部機体を前記下部機体に閉成すると前記副ユニット挿脱手段に支持されていた前記第１の副ユニットと第２の副ユニットを自重に抗して相対的に押し上げて前記突起部による係合を解除することにより前記像担持体と前記現像ロールとを接触させる押し上げ部材とから成る接離係合手段
   を設けたことを特徴とする画像形成装置。

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