JP4047294B2

JP4047294B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4047294B2
Application number: JP2004053240A
Authority: JP
Inventors: 金子　　保
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-02-27
Filing date: 2004-02-27
Publication date: 2008-02-13
Anticipated expiration: 2024-02-27
Also published as: JP2005242082A

Description

本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

従来の画像形成装置における感光ドラムの位置決めには、装置本体に取り付けられた押圧部材が同じく装置本体に設けられた位置決め面に押圧付勢することで位置決め（装着・固定）する構成が一般的であった。

例えば、特許文献１で位置決め、付勢手段の詳細が述べられており、図８から図１０を用いて従来の構成を説明する。

図８は感光ドラム位置決め部の部分的な拡大図である。図８に示すように軸受け３１はボールベアリングで構成され、装置本体の骨格を構成する左右の側板３２に設けられた開口穴３４の突き当て面３７、３８に押圧することで位置決めされる。

次に感光ドラム１の付勢方法について説明する。図８に示すように左右側板３２には軸３９が加締められており、軸３９にはねじりコイルバネ４０が支持され、その端部４０ａが左右側板の穴４９にはまり込みねじり回転モーメントが働く形で支持されている。感光ドラム１がない状態においては、ねじりコイルバネ４０は左右側板からの曲げ起こし４２により回転方向に規制されている。そして感光ドラム１が挿入されると、ねじりコイルバネ４０は半時計周り方向にその回転モーメント力に抗しながら回転し、軸受け３１を乗り越えたとき、図８のような配置に位置し、図中左下方向に約１ｋｇｆの力で押圧する。

このように、感光ドラム１は図中右側より装着され、ねじりコイルバネの付勢力に抗しながらバネを退避させ、感光ドラムが所定位置に位置決めセットされる。セットされた後は、常に一定荷重の１ｋｇｆが与えられた形位置し、感光ドラムが回転動作する構成となっていた。

転写ベルトユニット５の位置決め構成についても感光ドラム１と同様である。図９は転写ベルトユニット内の配置された転写ベルトを張架する駆動ローラー１３、従動ローラー１４ａ部の部分的な拡大図である。図９に示すように駆動ローラー１３、従動ローラー１４ａとも軸受け４３（４３ａ、４３ｂ）はボールベアリングで構成され、左右側板３２に形成された別の開口部の突き当て面４４、４５、４６に軸受け４３外周面を押圧することで位置決めされる。

付勢方法の詳細は、左右側板３２に押圧レバー４７が回転自在に支持されており、図中反時計周り方向に付勢力を発揮させよう引張りバネ４８が前押圧レバーと回転軸とを引っ張るようとりつけてある。押圧レバー４７は転写ベルトユニット５が開閉動作によって揺動動作をおこない、転写ベルトユニット５が装着された（閉じた）状態において、引張りバネ４８のバネ圧約１．５ｋｇｆの荷重により、位置決め面に押圧付勢している。駆動ローラー１３端部の軸受け４３ａにも専用でとりつけられた付勢手段（不図示）により、図中矢印方向に押圧付勢され位置決めされている。

また、転写ベルトユニットが開いた状態では、引張りバネ４８の力により、押圧レバー４７には図中時計回り方向の回転が働き、図１０のように開いた位置に支持されるようになる。
特開２００１−２４２６７１号公報

しかしながら、上記従来例は、感光ドラムと転写ベルト等のトナー担持体とトナー担持体からトナーを受けるもの位置決めをそれぞれ独立して行っていたため、以下のような問題が生じた。

即ち、トナー担持体とトナー担持体からトナーをうけるものの位置決めをそれぞれ独立して行っていたので、多くのアクションによって、配置関係を決定させなければならなかった。また多いアクションによって、ユーザーの操作ミスを増加させ、感光ドラムと転写ベルト等の相対位置関係が崩れた状態で装置が動作したり、転写不良、色ずれ、バンディング等の画像不良が発生してしまう場合があった。

さらに、画像の転写中に発生する振動により、感光ドラムと転写ベルトの相対位置が変位し、転写不良、バンディング、色ずれの画像不良が発生してしまうという問題があった。各々を独立して装着・固定していたからである。

上記目課題を解決するために、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、装置本体に対して着脱可能なユニットと、装置本体に配置され、前記カートリッジを装置本体へ引き込む押圧部材と、を有し、前記押圧部材は装置本体に前記ユニットを装着する側と同じ側から前記カートリッジを装置本体に引き込んで装着し、装置本体に前記ユニットと前記カートリッジを装着すると、前記カートリッジが前記ユニットと対向する画像形成装置において、前記ユニットの移動とともに移動する連動部材を有し、前記連動部材は前記押圧部材の移動に連動して移動し、装置本体に前記ユニットと前記カートリッジを装着した状態において、前記押圧部材に、前記押圧部材が前記カートリッジを引き込む力とは逆の力を加えると、前記連動部材が前記ユニットを装置本体に装着する方向に押圧し、前記ユニットが前記カートリッジを装置本体へ引き込む方向に押圧す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、装置本体にユニットを装着するだけで、カートリッジとユニットがロックされるという効果を発揮するものであり、簡単かつ確実なロック機構を達成することができるものである。

（第１の実施の形態）
下に、本発明に係る多色画像形成装置の実施の形態について図面により詳しく説明する。

［多色画像形成装置の全体構成］
まず、多色画像形成装置の全体構成について、図３を参照して概要説明する。なお、図３は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。なお、図中右側がプリンタの手前（正面）側である。

同図に示す多色画像形成装置は、垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備えている。感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）は、駆動手段（不図示）によって、同図中、反時計回りに回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナユニット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像装置４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材Ｓに転写させる静電転写ユニット５、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７を形成している。以下、感光体ドラム１から順に詳述する。

感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることにより、反時計周りに回転駆動される。

帯電装置２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。帯電部材は、ローラー状に形成された導電性ローラーであり、このローラーを感光体ドラム１の表面に当接させるとともに、このローラーに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

スキャナユニット３は、対応する感光体ドラム１と上下方向において略同レベルに配置され、レーザーダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）に照射される。ポリゴンミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）を介して帯電済みの感光体ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。

現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーを夫々収納した現像器から構成される。現像器内には、トナーを収納するトナー容器があり、トナー容器内にＬＥＤ光を透過することで、透過時間をセンシングし、トナー残量の検出をおこなっている。

すべての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は１０^１１〜１０^１４Ω・ｃｍの体積抵抗率を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラーに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１により転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像を転写される。

この静電転写ベルト１１の内側に当接し、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に転写ローラー１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラー１２から正極性の電荷が静電転写ベルト１１を介して転写材Ｓに印加され、この電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の用紙に、感光体ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。

静電転写ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトであり、駆動ローラー１３、従動ローラー１４ａ、１４ｂ、テンションローラー１５の４本のローラーにより掛け渡され、図の矢印方向に回転する。これにより、上述した静電転写ベルト１１が循環移動して転写材Ｓが従動ローラー１４ａ側から駆動ローラー１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。

給紙部１６は、画像形成部に転写材Ｓを給紙搬送するものであり、複数枚の転写材Ｓが給紙カセット１７に収納されている。画像形成時には給紙ローラー１８（半月ローラー）、レジストローラー対１９が画像Ｓ先端はレジストローラー対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期をとって、レジストローラー対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。

定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱ローラー２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラー２１ｂとからなる。その下流には排紙ローラー対２３があり、転写材Ｓを装置本体外に排出する。

また、定着ローラー対２１と排紙ローラー対２３との間には排紙センサー（不図示）を配置しており、転写材Ｓが確実に本体外に排出できたか、定着ローラー対２１に巻きついていないかをモニターしている。

すなわち、感光体ドラム１上のトナー像を転写した転写材Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラー対２１で搬送されるとともに、定着ローラー対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に定着される。

両面パスは、静電転写ベルトユニット５の裏面部に形成されている。両面パスには対をなす搬送ローラー２５、２６が上下に配置され、図中下方向に転写材Ｓを搬送していく。最下点にはシートの搬送方向を変えるべくＵターンパス２７が設けられ、Ｕターンパス２７に導かれた転写材Ｓはレジストローラー対１９に再給紙されていく。

画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ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１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電ローラー２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与し、スキャナユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行って感光体ドラム１周面上に静電潜像を形成する。現像装置４内の現像ローラーは、静電潜像の低電位部にトナーを転移させて感光体ドラム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

最上流にある感光体ドラム１周面上のトナー像の先端が、静電転写ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に転写材Ｓの印字開始位置が一致するように、レジローラー対１９が回転を開始して転写材Ｓを静電転写ベルト１１へ給送する。

転写材Ｓは静電吸着ローラー２２と静電転写ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベルト１１の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト１１と静電吸着ローラー２２との間に電圧を印加することにより、誘電体である転写材Ｓと静電転写ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起し、転写材を静電転写ベルト１１の外周に静電吸着するように構成している。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１１に安定して吸着され、最下流の転写部まで搬送される。

このように搬送されながら転写材Ｓは、各感光体ドラム１と転写ローラー１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー像を順次転写される。

４色のトナー像を転写された転写材Ｓは、ベルト駆動ローラー１３の曲率により静電転写ベルト１１から曲率分離され、定着部２０に搬入される。転写材Ｓは、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラー対２３によって、排紙部２４から画像面を下にした状態で本体外に排出される。

両面印字の動作について説明する。プリンタ本体は、両面印字の信号を受け取ると、転写材Ｓが定着ローラー対２１を抜けたことを排紙センサーにて検知する。その検出信号により、排紙ローラー対２３は逆回転を行い、両面パスに転写材Ｓを導いていく。両面パスに入った転写材Ｓは搬送ローラー２５、２６により、Ｕターンパス２７を通り、レジストローラー対１９まで搬送されていく。その後、表面印字と同様の画像形成プロセスで印字が完了し、転写材Ｓは排紙部２４より装置本体外に排出される。

次に感光ドラムを支持する本体フレームの構成、及び支持構成について図４により説明する。

図４は、本体フレームに対してカートリッジ７が取り外された状態を示している。図中には図示していないが前述したようにカートリッジ７内には、帯電手段、現像手段、クリーニング手段を一体的に構成している。カートリッジ７内に備えられた感光ドラム１の長手方向両端部には、軸受け３１（３１ａ、３１ｂ）（ベアリング）が勘合し、回転自在にとりつけてある。軸受け３１は、カートリッジの容器にはめ込まれ、軸方向をＥリング（不図示）により規制されている。また、カートリッジ７には不図示の付勢手段であるバネがカートリッジの後ろすなわち、感光体１と反対側にあり、カートリッジ７が固定位置からの固定が解除された場合に抜け方向に移動するように構成されている。

カートリッジ７が本体に装着される位置には、軸受け３１の外周面に当接するような部位に左側板３２ａ、右側板３２ｂを配置している。前記左右側板３２はその下部において外側に曲げが形成され、上方より底板３３にビスで締結されている。底板３３は、左右側板３２同様、板金で形成され、正面側にはシートが通るよう通紙穴３３ａが開けられている。

また、左右側板３２の中央近傍には、ステー５０が配置され、左右側板３２の外側からビス（不図示）にて締結されている。ステー５０は板金で形成され、感光ドラム１に対して水平方向には、レーザー光路が通るスリット穴５０ａが４個所開けられている。

左右側板３２は、正面（カートリッジ挿入側）にも曲げ形状を持たせ、部品単体の剛性をもたせている。また、左右側板３２は、曲げ形状部にかかるように開口穴３４がそれぞれのカートリッジの両端部に計８箇所開けてある。開口穴３４は感光ドラム１の位置決めに利用しており、軸受け３１（ベアリング）を開口穴３４の端面に押圧し突き当てることで位置決めされる。

左右側板３２内面には、ガイド部材４９（４９ａ、４９ｂ）がそれぞれのカートリッジ７について左右４個所ずつ計８箇所とりつけられている。このガイド部材４９は、樹脂で成形され、左右側板に不図示のビスにて固定されており、カートリッジ７挿入時、前述した感光ドラム１の軸受け３１（３１ａ、３１ｂ）が開口穴３４（３４ａ、３４ｅ）まで導く役目をしている。当然のことながら、カートリッジ７着脱の過程では、カートリッジ７は、ガイド部材４９は接触しながらガイドされるが、位置決めされた時点では、ガイド部材４９（４９ａ、４９ｂ）と接触しないような配置をしている。

次に転写ベルトユニット５の支持構成について図１により説明する。前述した感光ドラム１の支持方法と同様に構成している。転写ベルトユニット５内のベルトの張架を担う駆動ローラー１３、従動ローラー１４ａは、その両端部に軸受け４３（ベアリング）が勘合した状態でとりつけられ、駆動ローラー１３、従動ローラー１４ｂとも転写ベルトユニット５に回転自在に支持されている。

一方左右側板３２には、転写ベルトユニット５の位置決め面４４、４５、４６を形成する開口部が設けられており、前述した駆動ローラー１３、従動ローラー１４ｂ両端部の軸受け４３ｂ（ベアリング）の外周面を突き当てることで位置決めされる。

また、図５に示すように、静電転写ベルトユニット５は、その下部に支点穴５３が設けられており、その支点穴５３は、左右側板３２（３２ａ、３２ｂ）に加締められた支点軸４１にはまりこむよう、左右側板３２（３２ａ、３２ｂ）に支持されている。支点穴５３の直径は、支点軸４１の直径に対して１〜２ｍｍ程度大きく設定している。

このように、転写ベルトユニット５を、本体骨格を形成する左右側板３２（３２ａ、３２ｂ）に揺動自在にとりつけ構成することで、感光ドラム１へのアクセスを容易にしている。また、支点穴５３は、支点軸４１に対して一定のクリアランスを設けているため、装置本体に装着された際は、前述した位置決めするための面に確実に突き当て当接できるようになっている。

また、静電転写ベルトユニット５はベルト１１を保護するため、感光体ドラム１と当接する面を除いて保護部材４２で覆われている。保護部材４２の図中右側の外表面には通紙リブを設け、両面印字パスの紙ガイドを兼ねている。

図５に示すように、装置本体の上カバー５４を図中矢印方向に開け、下カバー５５を図中矢印方向に開け、その後に転写ベルトユニット５を矢印方向に開けることでカートリッジ７へのアクセス可能としている。

次に本発明で最も特徴的である感光ドラム１を含むカートリッジ７と、転写ベルトユニット５の位置決め付勢手段、及び連動機構について、図１（ａ）、図１（ｂ）、図２を用いて詳しく説明する。

図１（ａ）はカラープリンタ本体を左側板の外側からみた図である。付勢手段、連動機構をわかりやすく説明するため、カートリッジ７部は感光ドラム１，ベアリング３１部以外の部分については、表示を省略する。

左側板３２には、図１（ａ）に示すように、４つの感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）近傍部に、支点軸１０１、押圧部１０３およびバネ受け面１０６を有する押圧レバー１０２、円筒上のボス１２４がある受け面１０４、円筒状のボス１０７及び圧縮バネ１１５が各々４つづつ配置されている。それぞれの感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）の近傍部には支点軸１０１が加締められている。支点軸１０１には、押圧レバー１０２が回転自在にとりつけられている。押圧レバー１０２は樹脂で成形されており、その端部には、カートリッジ７が装着された状態で、ベアリング３１の外周面に当接可能な位置に押圧部１０３を一体的に形成している。また、他端部には、リブの形状をした受け面１０４を一体的に形成されている。

また、バネ受け面１０４近傍には、連動板１０５が配置されている。この連動板１０５は、不図示の支持部材によって、左側板３２の面上を図中上下方向にスライド移動可能に支持されている。連動板１０５は樹脂によって成形され、前述したバネ受け面１０４が一体的に形成されている。

図６に示すよう、バネ受け面１０４の上面には、円筒上のボス１２４が一体的に形成されている。また、連動板１０５の図中左端部には、４箇所の円筒状のボス１０７が図中手前方向に向け一体的に形成されている。また、連動板１０５下部には、横長の開口穴１０８が開けられている。

左側板３２には、連動板１０５の下方の位置に加締め軸１０９が加締められている。加締め軸１０９には、連動歯車１１０が回転自在にとりつけてある。連動歯車１１０の側面に円筒ボス１１１が一体的に形成されており、前述した連動板１０５下部に形成された横長の開口穴１０８にはまり込む形でとりつけられている。

さらに加締め軸１０９の右側の位置には、支点軸１１２が配置されている。支点軸１１２は加締め軸同様に左側板３２に加締められている。支点軸１１２には、押圧板１１３が回転自在にとりつけられている。押圧板１１３は樹脂で成形されており、その外周の一部には、連動歯車１１０と噛み合うような歯車部が一体的に形成されている。また、押圧板１１３は、転写ベルトユニット５内の従動ローラー１１４ａ端部にとりつけられた軸受け４３（ベアリング）外周と当接可能な位置に押圧部１１４を一体的に形成している。

さらに、前述したバネ受け面１０４上に形成された円筒上のボス１２４には、圧縮バネ１１５が軽圧入された状態でとりつけられている。図１に示すように圧縮バネ１１５の上端部は、前述した受け面１０４に押圧力を発揮する状態で当接している。つまり、圧縮バネ１１５のバネ力により、押圧レバー１０２は図中時計回り方向に回転力を与えられている状態になっている。

次に連動機構を用いた付勢手段によって働く付勢力について図１（ａ）を用いて説明する。

まず、圧縮バネ１１５は図の状態においてそれぞれ約５００ｇｆの力を発揮している。押圧レバー１０２は、回転支点から受け面１０４までの距離と回転支点から押圧部１０３までの距離を２：１の比で設定しているため、押圧レバー１０２（１０２ａ〜１０２ｄ）は支点軸１０１を中心に時計回り方向の回転力を得て、その結果、感光ドラム１端部のベアリング外周面を位置決め面に向けて、約１ｋｇｆの力で付勢して、固定位置に固定させていることになる。即ち、固定位置に固定する力となっているのである。

この反力は、すべて連動板１０５に働いている。その力は、図中下方に働き、その大きさは、約２．０ｋｇｆとなっている。この力は連動板１０５下部の開口穴１１１にはまっている円筒ボス１１２に伝わり、結果として連動歯車１１０を図中時計回り方向に回転させる回転力となる。

ここで重要なことは、図の状態において、円筒ボス１１１の位置が支点軸１０９位置に対して図中右側に配置されているところにある。これにより、連動歯車の回転力が確実に時計回り方向に働くようになり、いわばロック機構の役目も果たしているのである。

連動歯車１１０は押圧板１１３に設けられた歯車と噛み合っているため、押圧板１１３には、図中反時計回り方向の回転力が伝えられている。これにより、連動板１１３内の押圧部１１４が従動ローラー１４ａ端部の軸受け４３（ベアリング）外周面を位置決め面に向けて、付勢しており、固定位置に固定していることになる。

このように、感光ドラム１を含むカートリッジ７、転写ベルトユニットの位置決め付勢力が、連動機構により連結されているため、ワンアクションでそれぞれの装着及び固定が確実にできるようになる。即ち、転写ベルトユニット５を装置本体に装着するために移動させる力がカートリッジ７を装置本体へ固定する力に変換されているものである。また、感光ドラム１が固定されなければ転写ベルトユニット５の装着が完了しないので、感光ドラム１が固定された後にのみ転写ベルトユニット５の固定がされるものである。

また、転写ベルトユニットを装着する動作によって、初めてカートリッジの付勢手段は動作し、転写ベルトユニットの装着を完了する前に、確実にカートリッジの付勢は完了しており、カートリッジの装着ミスといった現象がなくなった。さらに、従来構成で可能性のあった、カートリッジが不完全な固定状態で転写ベルトユニットを装着するといったことがなくなるため、感光ドラムとベルト表面との摺擦による傷の発生がなくなった。

加えて、従来のように別々の付勢手段を設けた場合にくらべ、カートリッジ、転写ベルトユニットの付勢力の総力が小さく設定できるため、ユーザーが操作する際の操作力を最小限に抑えることができ、前述したワンアクションの操作をも含め、ユーザビリティを飛躍的に向上させている。

上記構成説明は、左側板部について説明したが、右側板部についても対称形状であるものの、全く同じ部品の構成をとっている。

次に、感光ドラム１の付勢手段による、固定位置からのの退避手段について図２を用いて説明する。

前述したように転写ベルトユニット５は、図２のように支点軸（不図示）を中心に時計回り方向に揺動可能に構成している。この動作によって、押圧板１１３は支点軸１１２を中心に時計回り方向に回転移動する。押圧板１１３と噛み合っている連動歯車１１０は反時計回り方向に回転し、円筒ボス１１１と係合している連動板１０５が図中下方にスライド移動する。

連動板１０５が下方に移動すると、圧縮バネ１１５上端部は、押圧レバー１０２内に形成された受け面１０４から退避し、今まで付勢していた付勢力を解放する。同時に押圧板１０５内に設けられた円筒状のボス１０７が押圧レバー１０２と当接をはじめ、押圧レバー１０２は、円筒状ボス１０７により、図中反時計回り方向に回転移動させられる。その結果、感光ドラム１の付勢手段である押圧レバー１０２は退避を完了し、転写ベルトユニット５を開いた状態においては、感光ドラムには、その付勢力が全く働かない状態となる。

これにより、ユーザーが感光ドラム１を含むカートリッジ７を抜く際に、従来例のように別途カートリッジを固定位置から解除するための操作力が実質上必要なくなり、カートリッジ７の交換性が飛躍的に向上した。また、装着時に負荷が少ないため、従来発生していた装着ミスを無くすことが可能になり、装着ミスによる画像不良を未然に防止することが可能となっている。

さらに転写ベルトユニット５を開閉する方向と同方向にカートリッジ７を挿抜する構成であるため、カートリッジ交換、ジャム処理等のユーザー操作が、装置本体の一方向のみのアクセスで済むため、ユーザビリティの向上がはかれている。

感光ドラム１を含むカートリッジ７を交換した後は、転写ベルトユニット５を閉じる。その際は、従動ローラー端部のベアリング外周面が押圧板１１３内に形成された係合部１２３に当接し、押圧板１１３を図中反時計回り方向に回転移動させながら閉じることとなる。その際の操作力は、係合部１２３が転写ベルトユニット５の揺動支点近傍にあるため、操作力としては小さく設定できている。

駆動ローラー１３部の付勢については、不図示の付勢手段によって行われている。本実施の形態のようなカラープリンタにおいては、複数配置された像担持体をひとつの連動板１０５で連動動作が図れるため、比較的シンプルな構成が可能になっている。また、従来、連動解除させる機構は、解除時に、過大な力がかかるよう構成されていたが、本実施の形態では、連動板１０５に圧縮バネを取り付けており、押圧レバー１０２解除時には、圧縮バネのバネ力は連動機構に全く働かないよう構成できている。そのため、連動板が強度不足によって破壊される心配はなくなり、カラープリンタのように４ヶ所付勢手段が必要な場合に、部品の強度を心配することなく同時に付勢を行えるようになった。これにより、連動機構の構成が簡易化され、機構部の信頼性があがるとともに、部品点数が削減できコストダウン効果も期待できるものである。

次に、画像形成時等に生じるカラープリンタ特有の画像問題である色ズレに対しての効果について図１（ｂ）を用いて説明する。本発明の構成は、トナー担持体である感光ドラムとトナー担持体からトナーを受ける転写材を搬送する転写ベルトとの相対位置関係を維持する手段として極めて有効な構成である。

画像形成時には、トナー担持体である感光体１は固定位置に付勢されているが、ここで、感光体１が振動等で抜けそうになった場合の力の及び方について説明する。感光体１へは図１（ｂ）の右方向に移動しようとする力が及ぶ。すると、軸受け３１が押圧レバー１０２を右上に押しのけようとし、その力は回転軸１０１周りのモーメントとなり、連動板１０５を押し下げる力となる。更にその力は、ギア１１０及び１１３を経て、結局、転写ベルトユニット５を左側に付勢する力となる。この転写ベルト５を左側に付勢する力は、結局のところ、先に示した感光体１が右方向へ抜けようとする力に相反する力となる。即ち、本発明の構成によれば、感光体１が固定位置から移動させる力が働くと、転写ベルトユニット５に、それを抑制する、相反する力が働き、結局のところ、感光体１と転写ベルトユニット５はその相対位置関係を装置本体上で押圧しあって維持されることになるのである。一方、転写ベルトユニット５に閉まる側の力が発揮された場合には、ギア１１３は反時計方向に回転するとともに、ギア１１０が時計方向に回転し、連動板１０５を押し下げ、軸受け３１を付勢する力が若干弱まることとなる。すると、先述したカートリッジに備え付けられている不図示のバネによって感光体１が転写ベルトユニット５の方向へ移動しようとし、結局のところ、感光体１と転写ベルトユニット５はその相対位置関係を装置本体上で押圧しあって維持されることになるのである。これら、本発明が有するの機能によって、画像形成時等に生じる感光体１の移動により生じる色ズレ等を防止することができるものである。

（第２の実施の形態）
図１１（ａ）、図１１（ｂ）は本発明における多色画像形成装置の第２の実施の形態を示す。なお、本多色画像形成装置の構成を説明するにあたり、上記第１の実施の形態に記載の多色画像形成装置と同一部材等には同一符号を付すとともに、構成的かつ機能的に変わらないものについては、その説明を省略する。

図１１（ａ）は、第２の実施の形態のフルカラーレーザービームプリンタ部分的な断面図を示す。図１１（ａ）の構成は、４つの感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を平行に並べ、その右に転写ベルトユニット５を配置した構成である。図示していないが、スキャナユニット３は感光ドラムの下方にそれぞれ配置されている。

本実施の形態での転写ベルトユニットは、駆動ローラー１３の両端部に配置されている軸受け（不図示）が本体に固定されている。つまり、転写ベルトユニット５は駆動ローラー軸を中心に回転自在に取り付けられていることになる。カートリッジを交換した後は、転写ベルトユニット５を図中破線の矢印１２５方向に閉じ、感光体１（１ａから１ｄ）を固定位置に付勢し、転写ベルトユニット５を装着することができる。連動機構、解除機構は、第１の実施の形態と同じ構成をとっている。

本実施の形態においても、感光体１に固定位置から移動させる力が働くと、転写ベルトユニット５に、それを抑制する、相反する力が働き、結局のところ、感光体１と転写ベルトユニット５はその相対位置関係を装置本体上で押圧し合って維持することになるのである。図１１（ｂ）をもって説明すると、感光ドラム１が感光ドラム１へ、固定位置からはなれる方向に（図中右方向に）力が働いた際、押圧レバー１０２、圧縮バネ１１５を介して、連動板１０５は図中下方向に力が働く。その結果、連動機構を介して、転写ベルトユニット１１内の従動ローラー１４端部の軸受け２３ｂを図中左方向に移動させようとする力が働く。即ち、転写ベルトユニット１１は、図中左方向に力が働くように構成している。

これにより、感光ドラム１が抜けようとした場合、転写ベルトユニット１１の付勢力が、抜ける力と逆の方向に発生し、感光ドラムを押さえつけることができるようになっている。

このように、感光ドラム１を含むカートリッジ７、転写ベルトユニットの位置決め付勢力がこの２つのユニット内で力の関係が完結しているため、その他外力の影響を受にくい構成となっている。また、画像不良につながる感光ドラムと転写ベルトの相対位置関係が崩れにくく、画像不良を未然に防止できている。

（第３の実施の形態）
図１２は本発明における多色画像形成装置の第３の実施の形態を示す。なお、本多色画像形成装置構成を説明するにあたり、上記第１の実施の形態に記載の多色画像形成装置と同一部材等には同一符号を付すとともに、機能的に変わらないものについては、その説明を省略する。

図１２は、フルカラーレーザービームプリンタの部分的な断面図であり、第１の実施の形態に対して、転写ベルトユニット５の付勢機構を変更したものである。

左側板３２上部には、支点軸１１６が加締められている。支点軸１１６には、押圧板１１７が回転自在にとりつけられている。押圧板１１７は樹脂で成形されており、図中左端部には、穴１１８が一体的に形成されている。また、押圧板１１７には、転写ベルトユニット５内の駆動ローラー１３端部にとりつけられた軸受け４３（ベアリング）外周面に、当接可能な位置に押圧部１１９を形成しているとともにその右側には、斜面部１２０を一体的に形成している。この斜面部１２０は、転写ベルトユニット５を閉じる際、押圧板１１７と駆動ローラー１３端部の軸受け４３外周面が当接し、押圧板１１７をバネ力に抗して退避させるのに有効である。つまり操作力低減に有効な形状である。

一方、連動板１０５上部には、開口穴１２１を形成しており、引っ張りバネ１２２がひっかけられている。引っ張りバネ１２２の他端部は、前述した押圧板１１７内の開口穴１１８に引っ掛けられている。

つまり引っ張りバネ１２２のバネ力は、押圧板１１７を図中、反時計回り方向に回転させる力となっている。

一方で、転写ベルトユニット５を装置本体から外している状態を図１３に示す。この状態は、先に説明した図１２の説明から理解されるように、押圧板１１７を一旦、時計回りに持ち上げて、転写ベルトユニット５のロックを解除し、転写ベルトユニット５を軸１１２を中心に時計周りに回転することで外すものである。なお、押圧レバー１１７近傍には、左側板３２から一体的に曲げ起こされた凸形状部１２４、１２５が配置されている。この凸形状部１２４，１２５により、押圧板１１７はその揺動範囲を規制されている。図の状態においては、凸形状１２１、１２２と第２の押圧板１１７とは接触しない位置関係となっている。

次に本実施の形態の連動機構を用いた付勢手段により働く付勢力について図１２を用いて説明する。

引っ張りバネ１２２は図の状態においてそれぞれ約５００ｇｆの力を発揮している。押圧レバー１１７は、回転支点から開口穴１１８までの距離と回転支点から押圧部１１９までの距離を３：１の比で設定しているため、押圧レバー１１７は支点軸１１６を中心に反時計回り方向の回転力を得て、その結果駆動ローラー１３の軸受け４３外周面を固定位置方向に向けて、約１．５ｋｇｆの力で付勢していることになる。

この構成により、感光ドラム１（１ａ〜１ｄ）と転写ベルトユニット５の付勢力は、力の関係がこの２つのユニット内で完結しており、他の外力、変動の影響を受けない。また、感光ドラム１、転写ベルトユニット５の付勢力は、同一方向に働き、２ユニット間での力の打ち消し合いが全くない。つまり、付勢力が安定して働き、画像形成上重要である２ユニットの相対位置関係が崩れない構成となっている。

これにより、従来発生していた色ずれ、バンディング、転写不良等の画像不良を防止できるようになっている。

本実施の形態の構成も、トナー担持体である感光ドラムとトナー担持体からトナーを受ける転写材を搬送する転写ベルトとの相対位置関係を維持する手段として極めて有効な構成である。

画像形成時には、感光体１は固定位置に付勢されているが、ここで、感光体１が振動等で抜けそうになった場合の力の及び方について説明する。ギア１１３が転写ベルトユニット５を押圧する構成については、第１の実施の形態で示しているものと同様である。即ち、感光体１へは図１２の右方向に移動しようとする力が及ぶ。すると、軸受け３１が押圧レバー１０２を右上に押しのけようとし、その力は回転軸１０１周りのモーメントとなり、連動板１０５を押し下げる力となる。更にその力は、ギア１１０及び１１３を経て、結局、転写ベルトユニット５を左側に付勢する力となる。そして、この転写ベルト５を左側に付勢する力は、結局のところ、先に示した感光体１が右方向へ抜けようとする力に相反する力となる。

一方で、本実施の形態においては、図１２の転写ベルトユニット５の駆動ローラー１３にも感光体１を押し戻す力が及ぶ。先に示したとおり、連動板１０５を押し下げると、押圧板１１７が支点軸１１６を中心に半時計回りに回転し、押圧部１１９が駆動ローラーの軸受け４３を左方向の力を含む力で押すことになり、結局のところ、転写ベルトユニット５を駆動ローラー１３側からも左方向へ押すことになる。

即ち、本実施の形態によれば、感光体１が固定位置から移動させる力が働くと、転写ベルトユニット５に、それを抑制する、相反する力がニ点に働き、結局のところ、感光体１と転写ベルトユニット５はその相対位置関係を装置本体上で押圧しあって維持されることになるのである。これら、本発明が有するの機能によって、画像形成時等に生じる感光体１の移動により生じる色ズレ等を防止することができるものである。

また、本実施の形態においては、上記の実施の形態と同様に、カートリッジ７の装着が不十分であった場合、転写ベルトユニット５の装着により、カートリッジ７は付勢手段により装着が完了でき、装着ミスがなくなる。それとともに、各色のカートリッジの形状を若干変化させ構成することで、異なる場所に色カートリッジを装着した場合、転写ベルトユニット５の装着ができないよう構成でき、カートリッジの誤装着を防止できる。

（第４の実施の形態）
図１４は本発明における画像形成装置の第４の実施の形態を示す。本実施の形態は、第１の実施の形態のカラープリンタをモノクロプリンタに置き換えた形態になっている。上記第１の実施の形態に記載の画像形成装置と同一部材等には、同一符号を付するとともに、構成的かつ機能的にかわらないものについては、その説明を省略する。

図１４は、モノクロレーザービームプリンタの縦断面図を示す。感光ドラム１の右側には、転写ユニット２０１が配置されている。転写ユニット２０１内には、転写ローラー２０２が回転自在に支持されており、転写ローラー２０２の軸受けは、ローラーに高圧を印加できるよう導電性の樹脂で構成されている。また、転写ローラー２０２は感光ドラム１に向け、圧縮バネ２０３により付勢力が働いている。

転写ユニット２０１は、感光ドラム１に対して、精度よく位置決めされるよう、装置本体に位置決め面（不図示）を設け、転写ユニット２０１が図中左側に付勢されることで位置決め支持されている。

具体的に付勢手段については、図１５に示すように、感光ドラムの付勢力を発揮している圧縮バネ１１５の反力が連動板１０５、連動歯車１１０を介して、押圧板１１３に伝わり、転写ユニット２０１の係合部２０４に当接し、図中左側への付勢力を発揮している。

前述した実施の形態同様、画像形成の中で重要である感光ドラム１と転写ローラー２０２との付勢力が、この２つの要素内で完結しており、その他の外力を受けにくい構成になっている。また、感光ドラム１が図中矢印方向に変位しようと力が働いた場合、その力を打ち消す方向に、転写ユニット２０１の付勢力が働く。

そのため、カラープリンタと同様に、転写不良やバンディング等の画像不良につながる感光ドラムと転写ローラーとの相対関係が崩れない構成が実現でき、画像不良を未然に防止できている。さらに、カートリッジ７の装着が完了しないと転写ユニット２０１の装着ができないため、カートリッジ７の装着ミスがなくなる。

図１６には、カートリッジ７交換、ジャム処理時にプリンタ本体の前扉を開けた状態を示している。転写ユニット２０１は前扉に保持されており、図１６のように矢印方向に移動する。その結果、押圧板１１３、連動歯車１１０、連動板１０５は図中矢印方向に移動し、円筒部１０７により、感光ドラムを付勢していた押圧レバー１１２は退避する。

（第５の実施の形態）
図７は本発明における多色画像形成装置の第５の実施の形態を示す。なお、本多色画像形成装置１５０の構成を説明するにあたり、上記第１の実施の形態に記載の多色画像形成装置と同一部材等には同一符号を付すとともに、構成的かつ機能的に変わらないものについては、その説明を省略する。

図７は多色画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタ１５０の全体構成を示す縦断面図である。

垂直方向に並設された４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに接するようにプリンタの手前側に中間転写ベルト９１を備えている。また、定着部２０は、給紙カセットの上方で、最下段位置のスキャナユニット３ａの下方で、プリンタ本体の奥部に配置されている。

像担持体である中間転写ベルト９１は、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成される。中間転写ベルトユニット９２は、その基本的部品構成は前述の静電転写ベルト１１と同様であり、時計回り方向に移動し、トナー担持体である感光体ドラム１上のトナー像がベルト上に順次一次転写（移動）していく。

中間転写ベルト９１上に転写された４色のトナー像は、従動ローラー９３と２次転写ローラー９４が当接する２次転写部において、給紙部より搬送された転写材に一括して２次転写される。

その後、定着部２０で上記トナー像を熱定着された後、不図示の排紙ローラー対によって、プリンタ本体の奥側を上方に向けて搬送され排紙部から画像面を下にした状態でプリンタ本体外に排出される。

中間転写ベルト９１は、中間転写ベルトユニット９２として、プリンタ本体の支点９５を回転中心として取り付けられ位置決めされている。

また、下カバー９６はカバー支点９７を中心に揺動可能にとりつけられており、図中時計回り方向に揺動し開く構成をとっている。下カバー９６を開くと中間転写体ユニット９２が露出する。静電転写ベルトユニット１１と同様に保護部材内に形成された把手部をつかみ矢印方向に開ける。この操作で４つのカートリッジが露出した状態にすることが可能となるとともに、第１の実施の形態同様、連動機構により連動された付勢手段が有効に働くようになる。

（その他の実施の形態）
本発明の実施の形態として、トナー担持体としての中間転写体から別の中間転写体にトナーを受ける構成、その他、トナー担持体として現像装置、一方、トナー担持体からトナーを受けるものとして、感光体（感光ドラム、感光ベルト）の組み合わせにも応用可能である。更には、トナー担持体としての現像装置から、直接転写材が直接トナーを受ける場合にも応用可能である。

これら、トナー担持体と、トナー担持体からトナーを受けるものの相対位置を変動無きように確保することは、画像形成装置での画像形成上、非常に重要であり、本発明の構成を用いることで、その目的を達成できるものである。

なお、上記第１の実施の形態等では、トナー担持体からトナーを受ける転写材を搬送する転写ベルトユニット５を装着することで、トナー担持体である感光体１を固定位置に固定する構成について記載したが、感光体１を装着することによって、転写ベルトユニット５を固定する構成とすることも可能である。

（ａ）は本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置内の連動機構を示す断面図、（ｂ）は本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置内の連動機構を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置内の連動機構を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置内のフレーム構成を示す断面図である。本発明の第１の実施の形態に係る多色画像形成装置の開閉図である。本発明の第１の実施の形態にかかる多色画像形成装置の付勢手段構成図である。本発明の第５の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。従来の感光ドラムの付勢構成を示す断面図である。従来の転写ベルトユニットの付勢構成を示す断面図である。従来の転写ベルトユニットの付勢構成を示す断面図である。（ａ）は本発明の第２の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図、（ｂ）は本発明の第２の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。本発明の第３の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。本発明の第３の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。本発明の第４の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。本発明の第４の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。本発明の第４の実施の形態にかかる多色画像形成装置の断面図である。

符号の説明

１感光ドラム
５転写ベルトユニット
１３駆動ローラー
１４従動ローラー
１０２押圧レバー
１０５連動板
１０９連動歯車
１１３押圧板
１１５圧縮バネ
１１７第２の押圧板

Claims

装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、装置本体に対して着脱可能なユニットと、装置本体に配置され、前記カートリッジを装置本体へ引き込む押圧部材と、を有し、前記押圧部材は装置本体に前記ユニットを装着する側と同じ側から前記カートリッジを装置本体に引き込んで装着し、装置本体に前記ユニットと前記カートリッジを装着すると、前記カートリッジが前記ユニットと対向する画像形成装置において、
前記ユニットの移動とともに移動する連動部材を有し、前記連動部材は前記押圧部材の移動に連動して移動し、装置本体に前記ユニットと前記カートリッジを装着した状態において、前記押圧部材に、前記押圧部材が前記カートリッジを引き込む力とは逆の力を加えると、前記連動部材が前記ユニットを装置本体に装着する方向に押圧し、前記ユニットが前記カートリッジを装置本体へ引き込む方向に押圧することを特徴とする画像形成装置。
前記ユニットが装置本体から離れている時に前記押圧部材は第１の位置にあり、前記ユニットを装置本体に装着している時に前記押圧部材は第２の位置にあり、前記押圧部材が前記第１の位置にある時には前記カートリッジは装置本体に対して着脱可能であり、前記押圧部材が前記第２の位置にある時には前記押圧部材は前記カートリッジを装置本体に引き込むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記カートリッジは、装置本体の開口穴に装着され、前記押圧部材が前記第２の位置にある時に、前記押圧部材は前記開口穴をふさいでおり、前記押圧部材が前記第１の位置にある時に、前記押圧部材は前記開口穴から離れていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記ユニットと前記カートリッジを装置本体に装着する時に、前記ユニットが装置本体に装着を完了する前に、前記カートリッジが前記押圧部材に引き込まれて前記カートリッジの装置本体への装着が完了することを特徴とする請求項２または３に記載の画像形成装置。
前記ユニットの装置本体への装着と、前記カートリッジの装置本体への装着は、装置本体の同じ側から行われることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記ユニットは、装置本体に対して、前記カートリッジよりも外側に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記カートリッジは、装置本体から前記ユニットが離れている時にのみ、前記装置本体に対して着脱可能であることを特徴とする請求項１から６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記連動部材は、装置本体に配置されていることを特徴とする請求項１から７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記カートリッジはトナー像を担持する像担持体を有し、前記ユニットは前記像担持体上のトナー像を転写材に転写するための転写手段を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。
前記転写手段は転写材を搬送する転写材搬送手段であり、前記像担持体が担持するトナー像を前記転写材搬送手段が搬送している転写材に転写することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記転写手段は、前記像担持体が担持するトナー像の転写を受ける中間転写体であり、前記中間転写体が担持するトナー像は転写材に転写されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記転写手段は、前記像担持体が担持するトナー像を転写材に転写する転写ローラーであることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
前記ユニットはトナー像を担持する像担持体を有し、前記カートリッジは前記像担持体にトナー像を現像する現像装置を有することを特徴とする請求項１から８のいずれか一項に記載の画像形成装置。