(57)【要約】【目的】位置精度の保証が必要なプロセスカートリッジの装着を本体のサイドから行って位置保証を行うとともに、頻度の高いトナー補給作業は本体の正面からトナーカートリッジの交換を行うことができ、給紙カセットと同様、良好な操作性を維持することができる画像形成装置を提供すること。【構成】少なくとも像担持体を有するプロセスカートリッジと、現像剤を保有するトナーカートリッジを使用する画像形成装置において、前記プロセカートリッジの画像形成装置本体への装着方向は像担持体に直角方向であり、前記トナーカートリッジの画像形成装置本体への着脱方向は像担持体と平行な方向であることを特徴とする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも像担持体を有するプロセスカートリッジと、現像剤を保有するトナーカートリッジを使用する画像形成装置において、
前記プロセカートリッジの画像形成装置本体への装着方向は像担持体に直角方向であり、前記トナーカートリッジの画像形成装置本体への着脱方向は像担持体と平行な方向であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
サイドオリエンテッドの形態であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記トナーカートリッジの装着方向は、給紙カセットの着脱方向と平行であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式を採用する複写機やプリンター等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来例について、フルカラーカラーのレーザービームプリンタ（ＬＢＰ）を例に説明する。
【０００３】
尚、図６はカラー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。
【０００４】
図６に示すカラー画像形成装置は、垂直方向に並設された４個の感光ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えている。この感光体ドラム１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これを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装置（転写ローラ）５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、転写後の感光体ドラム１の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。
【０００５】
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てプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を構成している。
【０００６】
以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
【０００７】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミニウム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、反時計回りに回転駆動される。
【０００８】
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、ローラ状に形成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラム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の表面を一様に帯電させるものである。
【０００９】
スキャナユニット３は、感光ドラム１の略水平方向に配置され、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、結像レンズを介して帯電済みの感光体ドラム１の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。
【００１０】
現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像器から構成されている。
【００１１】
全ての感光体ドラム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、１０１１〜１０１４Ω・ｃｍの体積固有抵抗を持たせた厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成されている。この静電転写ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持され、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して前記感光体ドラム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。
【００１２】
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５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）が並設される。これら転写ローラ５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。
【００１３】
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１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡されて図示矢印方向に回転される。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１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間にトナー像を転写される。
【００１４】
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１８（半月ローラ）、中間搬送ローラ２６及びレジストローラ対１９が画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１７内の転写材Ｓを１枚ずつ分離給送するとともに、中間搬送ローラ２６によりレジストローラ対１９まで搬送され、レジストローラ対１９では転写材Ｓの先端はレジストローラ対１９に突き当たり一旦停止し、ループを形成した後に静電転写ベルト１１の回転と画像書出し位置の同期を取って、レジストローラ対１９によって静電転写ベルト１１へと給紙されていく。尚、当該フルカラーレーザービームプリンタは、ＭＰ給紙トレーも有しており、給紙ローラ２４により、ＭＰトレー２５上の転写材Ｓの給紙も行うことができる。
【００１５】
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２１ｂとから成る。即ち、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対２１で搬送されるとともに、定着ローラ対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の表面に定着される。
【００１６】
画像形成の動作としては、プロセスカートリッジ７（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。
【００１７】
最上流の感光体ドラム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、レジストローラ対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。
【００１８】
転写材Ｓは、静電吸着ローラ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、且つ、静電転写ベルト１１と静電吸着ローラ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Ｓ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。
【００１９】
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５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。
【００２０】
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でトナー像を熱定着された後、排紙ローラ対２３によって、排紙部から画像面を下にした状態で排紙トレイ１０に排出される。
【００２１】
次に、画像形成装置の本体構成について説明する。
【００２２】
オプションの拡張性やマルチファンクションプリンタの展開を見据え、本体のサイドを本体の正面とする場合があり、本従来例も本体のサイド（図６中の正面）が正面である。図７中では矢印αが給紙カセット１７の抜き方向であり、その方向が本体正面である。
【００２３】
本従来例の本体は、図８及び図９に示すように、前後側板は板金で構成されていて、感光体ドラム１の両端部近傍に開口部が設けられており、感光体ドラム１は付勢手段により前記開口部端面に感光体ドラム１と同芯円部を３４ａ及び３４ｅの開口部の端面に突き当てることで位置決めされ、更に前記開口部の同一平面上には第２の開口部が設けられており、スキャナユニット３は第２の付勢手段により前記第２の開口部３４ａ及び３４ｅの端面に突き当て位置決めすることで、複数の作像系（感光体ドラム１、スキャナユニット３）は左右側板一部品の同一平面で位置精度が保証される。尚、図８中に斜線で示す部分が位置決め基準であり、プロセスカートリッジ７（感光体ドラム１）及びスキャナユニット３をこれらの基準に確実に突き当てるよう加圧されている（図中の矢印）。そのため、相互位置関係を低コスト、且つ、精度良く位置決めすることが可能になる。
【００２４】
尚、本構成は、１対のカートリッジ／スキャナの関係について説明したが、本実施の形態で使用しているフルカラーＬＢＰの構成は、４対のカートリッジ／スキャナを使用しているが、全て上記説明の構成と同じものである。
【００２５】
従って、図１０に示すように、カートリッジの本体への装着は、図７中に示す本体右面にある扉５０を矢印βの方向に開き、本体右側（図６中右側）から行うのがベストである。
【００２６】
一方、プロセスカートリッジ７は、１ページ当たりのコストを下げるために、図１１に示すようにプロセスカートリッジ本体とトナーカートリッジ３３が着脱可能な構成になっていて、トナーが全て消費された際には、図中矢印αの方向にトナーホッパを交換し、継続して使用する構成になっている（例えば、特許文献１参照）。
【００２７】
【特許文献１】
特開２００２−１８９３２４号公報（図１〜図３参照）
【００２８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、基本的にユーザは、本体の正面からの操作を行うが、トナーが無くなってトナーホッパを交換する際には、本体のサイドから本体に装着されているカートリッジを取り出し、そのカートリッジに対してトナーが空になった使用済みトナーを取り出し、新品のトナーホッパを装着し、その上で本体のサイドからカートリッジを本体に再度装着するという作業が必要であるという問題があった。
【００２９】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、位置精度の保証が必要なプロセスカートリッジの装着を本体のサイドから行って位置保証を行うとともに、頻度の高いトナー補給作業は本体の正面からトナーカートリッジの交換を行うことができ、給紙カセットと同様、良好な操作性を維持することができる画像形成装置を提供することにある。
【００３０】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも像担持体を有するプロセスカートリッジと、現像剤を保有するトナーカートリッジを使用する画像形成装置において、前記プロセカートリッジの画像形成装置本体への装着方向は像担持体に直角方向であり、前記トナーカートリッジの画像形成装置本体への着脱方向は像担持体と平行な方向であることを特徴とする。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。尚、以下の実施の形態では、従来例で説明したフルカラーＬＢＰをモデルに説明する。
【００３２】
フルカラーＬＢＰで使用されているプロセスカートリッジは、トナー補給式の構成であり、該プロセスカートリッジ本体に対して、トナーホッパーが着脱可能な構成になっている。
【００３３】
図１に示すように、プロセスカートリッジは、像担持体である感光体ドラム１と感光体ドラム１上に残ったトナーを清掃するためのクリーニング手段６を含む廃トナーを回収するためのクリーニング容器３１、更には現像器４等を有している。
【００３４】
一方、トナーはプロセスカートリッジ本体に着脱可能な構成になっているトナーホッパー４０に装填されている。
【００３５】
以下、図２及び図３に基づいてにトナーホッパ４０とプロセスカートリッジ本体７の構成に関して説明する。
【００３６】
図２に示すように、プロセスカートリッジ本体７にはトナーホッパ４０を装着できるためのガイド４３が設けられており、トナーホッパ４０はガイド４３に沿って装着する。トナーホッパ４０は、プロセスカートリッジ本体７に対して矢印βの方向（つまり、像担持体である感光体ドラム１の長手方向）に装着する。図３が装着した状態を示すものである。
【００３７】
一方、トナーホッパ４０には、プロセスカートリッジ本体７に挿入していく際に先端となる側であって、装着後にプロセスカートリッジ本体７と接触する側に、トナーホッパ４０からプロセスカートリッジ本体７にトナーを送り込むための開口部４２が設けられている。又、プロセスカートリッジ本体７にも、トナーホッパ４０を装着した際にトナーホッパ４０側の開口４２と相対する、トナーを補給するための開口４１が形成されている。
【００３８】
一方、トナーホッパ４０とプロセスカートリッジ本体７の開口４１及び４２には、それぞれ開口を塞ぐシャッタ（不図示）が設けられており、トナーホッパ４０とプロセスカートリッジ本体７が別々な状態で存在する場合には、それぞれのシャッタが開口部を閉じた状態にし（塞ぎ）、トナーが溢れるのを防止している。
【００３９】
トナーホッパ４０をプロセスカートリッジ本体７に装着した後、トナーホッパ４０を図３中の矢印γ方向に回転させる。トナーホッパ４０を矢印γ方向に回転させた位置にはクリックが存在し、その状態で保持されることができる。そして、トナーホッパー４０を回転させることによりシャッタが開き、トナーホッパ４０内のトナーがプロセスカートリッジ本体７に送り込まれることが可能となる。
【００４０】
又、プロセスカートリッジ本体７は画像形成装置本体にある駆動源からの駆動力が伝達され駆動されるが、トナーホッパ４０がプロセスカートリッジ本体７に装着された状態では、トナーホッパ４０のギヤとプロセスカートリッジ本体７のギヤが噛み合い、駆動力が伝達されることになる（不図示）。トナーホッパ４０内には、トナーホッパ４０内のトナーをプロセスカートリッジに送るための例えばスクリューのような搬送手段（不図示）が設けられており、印字動作が行われているときには該スクリューが回転し、トナーを送ることが可能である。
【００４１】
そして、トナーホッパ４０を外す場合には、これまでとは逆の手順で操作することで行うことができる。
【００４２】
次に、プロセスカートリッジが本体に装着された状態でのトナーホッパの交換について説明する。
【００４３】
図４に示すように、本体正面には扉５１が設けられており、図中矢印γ方向に開けることが可能である。
【００４４】
図５に示すように、該扉５１を開けるとその中に４つの開口５２（５２ａ，５２ｂ，５２ｃ，５２ｄ）にアクセス可能となる、これらの開口５２は、プロセスカートリッジ７のトナーホッパ４０の装着位置と断面上一致する位置であり、この開口５２からトナーホッパ４０を本体内に装着すると、その内側には、カートリッジに設けられているトナーホッパ用ガイドが存在し、そのガイドに沿ってカートリッジへ装着されることになる。カートリッジへの固定は上述した通りであり、同様の手順で装着することが可能である。
【００４５】
又、トナーホッパ４０が適正に装着されていない場合には、トナーホッパ４０と扉５１が干渉して閉まらない構成になっており、ユーザーの操作ミスを検出できる構成になっている。
【００４６】
一方、プロセスカートリッジ本体７に、トナーホッパ４０を装着した状態では両者は一体となるので、本体に対して、一体化したカートリッジを着脱することが可能である。
【００４７】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、少なくとも像担持体を有するプロセスカートリッジと、現像剤を保有するトナーカートリッジを使用する画像形成装置において、前記プロセカートリッジの画像形成装置本体への装着方向は像担持体に直角方向であり、前記トナーカートリッジの画像形成装置本体への着脱方向は像担持体と平行な方向であるものとしたため、位置精度の保証が必要なプロセスカートリッジの装着を本体のサイドから行って位置保証を行うとともに、頻度の高いトナー補給作業は本体の正面からトナーカートリッジの交換を行うことができ、給紙カセットと同様、良好な操作性を維持することができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジの断面図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジとトナーホッパの斜視図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置に備えられるプロセスカートリッジの斜視図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置の斜視図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の斜視図である。
【図６】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。
【図７】フルカラーレーザービームプリンタの斜視図である。
【図８】フルカラーレーザービームプリンタの本体構成を示す部分側面図である。
【図９】フルカラーレーザービームプリンタの本体構成を示す斜視図である。
【図１０】プロセスカートリッジの本体への装着を示す縦断面図である。
【図１１】プロセスカートリッジ本体とトナーカートリッジとの関係を示す斜視図である。
【符号の説明】
１          感光体ドラム
３          スキャナユニット
７          プロセスカートリッジ
１１        静電転写ベルト装置
１７        給紙カセット
１８        給紙ローラ
１９        レジストローラ対
２０        定着部
２３        定着排紙ローラ
３１，３２  ガイド
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2004333929.tif 000011
【図１０】
2004333929.tif 000012
【図１１】
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