(57)【要約】【課題】  作像ユニットを簡単に交換できる画像形成装置を提供することである。【解決手段】  筐体７０の両側壁７２の４つの溝７６に、４つの作像ユニット３２の円筒軸受４８を挿入する。筐体７０の両側壁７２から突出している作像ユニット３２の円筒軸受４８を案内板９０の案内レール９４に係合させた状態で、筐体７０を収容空間８８に押し込む。円筒軸受４８が案内レール９４の端部に到達した時点で、作像ユニット３２の感光体３８がそれぞれに対応する第１の転写領域２８に設置される。【選択図】図６
2005107109.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の基準線に沿って移動する現像剤担持面に対向して配置された作像ユニットを備えた画像形成装置において、
上記画像形成装置の本体に固定されると共に上記基準線に対して第１の角度をもって第１の方向に伸び、上記作像ユニットの両端支持部を案内する一対の第１のガイド部と、
上記画像形成装置の本体に着脱自在に装着される筐体と、
上記筐体に形成されると共に上記基準線に対して第２の角度をもって第２の方向に伸び、上記作像ユニットの両端支持部を案内する一対の第２のガイド部とを有し、
上記一対の第１のガイド部は上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第１の規制部を有し、
上記一対の第２のガイド部は上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第２の規制部を有し、
上記第１の規制部と第２の規制部は、上記筐体を画像形成装置に装着した状態で互いに協働して上記作像ユニットの両端支持部を保持する保持部を形成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
所定の基準線に沿って移動する現像剤担持面に対向して配置された複数の作像ユニットを備えた画像形成装置において、
上記画像形成装置の本体に固定されると共に上記基準線に対して第１の角度をもって第１の方向に平行に伸び、上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ案内する複数対の第１のガイド部と、
上記画像形成装置の本体に着脱自在に装着される筐体と、
上記筐体に形成されると共に上記基準線に対して第２の角度をもって第２の方向に平行に伸び、上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ案内する複数対の第２のガイド部とを有し、
上記複数対の第１のガイド部はそれぞれ上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第１の規制部を有し、
上記複数対の第２のガイド部はそれぞれ上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第２の規制部を有し、
上記複数の第１の規制部とそれぞれに対応する複数の第２の規制部は、上記筐体を画像形成装置に装着した状態で互いに協働して上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ保持する複数の保持部を上記基準線と平行な線に沿って形成することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、およびそれらの機能を複合的に備えた画像形成装置に関するものである。特に、本発明は、複数の作像ユニットを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体や現像装置などの作像関連要素を容易に交換できるように、これら作像関連要素を要素毎に収めた作像ユニット又は複数の要素を一体的に組み合わせた作像ユニットを有する画像形成装置が提供されている。例えば、カラー画像形成装置では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの現像剤を別々に収容した複数の作像ユニットを個々に着脱できるようにしたものがある。また、複数の作像ユニットを一つの筐体に収容し、この筐体を本体に着脱できるようにした画像形成装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００３−７６１０６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、複数の作像ユニットを一つの筐体に収めた画像形成装置では、複数の作像ユニットを筐体に対して正確に位置決めし、そのうえで筐体を画像形成装置に対して正確に位置決めしなければならない。つまり、筐体に作像ユニットを収容する時点で各作像ユニットを正確に配置することと、複数の作像ユニットを収めた筐体を本体に収容する時点で該筐体を本体に正確に配置することが必要である。そのため、筐体を本体に位置決めする機構だけでなく、筐体に対して各作像ユニットを正確に位置決めするための機構が必要であった。
【０００４】
そこで、本発明は、作像ユニットを筐体に正確に位置決めしなくても、筐体を本体に装着した時点で各作像ユニットが本体に正確に位置決めできる構成を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の目的を達成する画像形成装置は、所定の基準線に沿って移動する現像剤担持面に対向して配置された作像ユニットを備えたものであって、上記画像形成装置の本体に固定されると共に上記基準線に対して第１の角度をもって第１の方向に伸び、上記作像ユニットの両端支持部を案内する一対の第１のガイド部と、上記画像形成装置の本体に着脱自在に装着される筐体と、上記筐体に形成されると共に上記基準線に対して第２の角度をもって第２の方向に伸び、上記作像ユニットの両端支持部を案内する一対の第２のガイド部とを有する。また、上記一対の第１のガイド部は上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第１の規制部を有し、上記一対の第２のガイド部は上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第２の規制部を有する。さらに、上記第１の規制部と第２の規制部は、上記筐体を画像形成装置に装着した状態で互いに協働して上記作像ユニットの両端支持部を保持する保持部を形成することを特徴とする。
【０００６】
また、別の形態の上記の目的を達成する画像形成装置は、所定の基準線に沿って移動する現像剤担持面に対向して配置された複数の作像ユニットを備えたものであって、上記画像形成装置の本体に固定されると共に上記基準線に対して第１の角度をもって第１の方向に平行に伸び、上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ案内する複数対の第１のガイド部と、上記画像形成装置の本体に着脱自在に装着される筐体と、上記筐体に形成されると共に上記基準線に対して第２の角度をもって第２の方向に平行に伸び、上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ案内する複数対の第２のガイド部とを有する。また、上記複数対の第１のガイド部はそれぞれ上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第１の規制部を有し、上記複数対の第２のガイド部はそれぞれ上記作像ユニットの両端支持部の移動を規制する第２の規制部を有する。さらに、上記複数の第１の規制部とそれぞれに対応する複数の第２の規制部は、上記筐体を画像形成装置に装着した状態で互いに協働して上記複数の作像ユニットの両端支持部をそれぞれ保持する複数の保持部を上記基準線と平行な線に沿って形成することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、作像ユニットと筐体とを位置決めする手間が省けるため、簡単に交換できる。また、筐体に対して作像ユニットを位置決めする機構を必要としないため、作成コストが減少する。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、画像形成装置（例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機。）の概略構成を示す。図示するように、画像形成装置１０は、ハウジング１２の略中央部に、中間転写装置１４を備えている。中間転写装置１４は、ローラ１６と、このローラ１６から水平方向と垂直方向にそれぞれ所定の距離をあけて平行に配置された別のローラ１８と、これら２つのローラ１６，１８に巻回されて支持された無端状の転写ベルト２０を有する。ローラ１６，１８のいずれか一方は図示しないモータに駆動連結されており、それにより転写ベルト２０は矢印２２方向に回転移動するようにしてある。
【０００９】
転写ベルト２０は、上方のローラ１８から下方のローラ１６に向かって伸びる基準線２４に沿って移動する上部ベルト部分２６が４つの一次転写領域２８（２８Ｃ、２８Ｍ、２６８Ｙ、２８Ｋ）を通過するように配置されており、それぞれの一次転写領域２８（２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙ、２８Ｋ）で転写ベルト２０の内側に配置された一次転写ローラ３０と転写ベルト２０の外側に配置された作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）が対向している。また、転写ベルト２０の移動方向に関して最も下流側にある転写領域２８Ｃから最も上流側にある転写領域２８Ｋに至るまでのベルト経路の適当な個所には二次転写領域３４が配置され、そこでは転写ベルト２０の外側に二次転写ローラ３６が配置されている。
【００１０】
各作像ユニット３０は感光体３８を有し、これが一次転写領域２８で中間転写ベルト２０に対向して配置される。本実施の形態では、円筒状の感光体を採用しているが、無端状のベルト感光体を採用してもよい。その他、各作像ユニット３２は、感光体３８の外周面を所定の電位に帯電する帯電装置４０と、感光体３８の外周面に形成された静電潜像を可視像化する現像装置４２を備えている。４つの作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）の現像装置４２には、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの現像剤がそれぞれ収容されている。各作像ユニット３２の感光体３８、帯電装置４０および現像装置４２はフレーム４４に一体的に保持されており、後に説明する筐体に一体的に着脱できるようにしてある。
【００１１】
フレーム４４に支持されている感光体３８や現像装置４２に駆動を伝達するために、図２に示すように、感光体３８の両端部に対向するフレーム４４の両側壁４６には円筒軸受４８が突出して固定されており、この円筒軸受４８に感光体３８の軸５０が挿通されている。また、感光体３８の一端側では、軸５０の一端が円筒軸受４８から突出しており、その突出部に係合部５２が固定されている。さらに、感光体３８の軸５０と現像装置４２の駆動系は図示しない歯車機構によって駆動連結されている。したがって、作像ユニット３２が画像形成装置１０に装着された状態で、画像形成装置１０の駆動系から係合部５２を介して感光体３８の軸５０や現像装置４２の駆動系に駆動が伝達できる。
【００１２】
その他、各作像ユニット３２に対応して、帯電装置４０で所定の電位に帯電された感光体３８の外周面に画像を照射して静電潜像を形成するための露光装置５４が、作像ユニット３２の上方に配置されている（図１参照。）。
【００１３】
このような構成を備えた画像形成装置１０では、各作像ユニット３２の感光体３８に対して対応する露光装置５４から画像が露光されて静電潜像が形成され、それが対応する色の現像剤を備えた現像装置４２で現像される。現像された画像（現像剤像）は、矢印２２方向に回転する中間転写ベルト２０に一次転写領域２８で転写されて合成され、目的の画像（例えば、フルカラー画像）が形成される。一方、シートは、給紙部５６から供給され、二次転写領域３４で合成画像が転写される。次に、画像が転写されたシートは、定着装置５８に搬送され、そこで画像がシートに定着された後、排出トレイ６０に排出される。
【００１４】
次に、４つの作像ユニット３２を着脱する機構について図３〜７を参照して説明する。図７に最も良く示すように、４つの作像ユニット３２を着脱自在に支持する箱型の筐体７０は、転写ベルト２０の移動方向と平行に伸びる２つの側壁７２と、これらの側壁７２を連結する連結部７４を備えている。図５に最も良く示すように、２つの側壁７２には、作像ユニット３２のフレーム４４から突出する円筒軸受４８を支持するために、基準線２４と第１の角度で交差する縦方向（第２の方向）に伸びる４つの溝（第２のガイド部）７６（７６Ｃ、７６Ｍ、７６Ｙ、７６Ｋ）が、水平方向に等間隔に且つ転写ベルト２０のほぼ中央を通る中心線７８（図７参照。）に対して対称に形成されている。４つの溝７６（７６Ｃ、７６Ｍ、７６Ｙ、７６Ｋ）の深さは異なり、それらの下端部（第２の規制部）８０を繋ぐ線８２が転写ベルト２０の上部ベルト部分２６と平行になるようにしてある（図３参照。）。また、図３，６に示すように、一方又は両方の側壁７２の内面（対向面）には位置決め部材（転倒防止部）８４が設けてあり、この位置決め部材８４と円筒軸受４８によって作像ユニット３２は筐体７０に安定して保持されるようにしてある。したがって、４つの作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）はそれらのフレーム４４から突出した円筒軸受４８を筐体７０の溝７６（７６Ｃ、７６Ｍ、７６Ｙ、７６Ｋ）に落とし込むことで、これらの溝と対応する位置決め部材８４によって作像ユニット３２は筐体７０に対して正しく位置決めされる。
【００１５】
図４に示すように、画像形成装置１０のハウジング１２は、複数の作像ユニット３２が装着された筐体７０をハウジング１２の内部に案内するために図面の左側の壁に扉８６を備えており、この扉８６の内側に筐体７０を収容する収容空間８８を形成している。収容空間８８は、中間転写ベルト２０とローラ１６、１８の両端側に配置された２つの案内板（点線で示す。）９０を有し、これら案内板９０の間に筐体７０と作像ユニット３２を収容する（図７参照。）。これら案内板９０は、図４に最も良く示すように、扉８６側の垂直端部９２から水平方向（第１の方向）に平行に伸び、且つ、基準線２４と第２の角度で交差する４つの案内レール（第１のガイド部）９４（９４Ｃ、９４Ｍ、９４Ｙ、９４Ｋ）を対称に備えている。隣接する案内レール９４の上下方向の間隔は、筐体７０に形成された隣接する溝７６の下端部８０の高低差に等しくしてある。また、各案内レール９４の末端部（第１の規制部）９６は、それらを連結した線９８が中間転写ベルト２０の上部ベルト部分２６と平行になり、画像形成装置１０の扉８６を開けた状態で、４つの作像ユニット３２が装着された筐体７０を、筐体７０の側壁７２から突出した円筒軸受４８（４８Ｃ、４８Ｍ、４８Ｙ、４８Ｋ）の両端を案内レール９４（９４Ｃ、９４Ｍ、９４Ｙ、９４Ｋ）に係合して収容空間８８に押し込むことにより、４つの溝７６の下端部８０と４つの案内レール９４の末端部９６が重なり合って円筒軸受４８を保持する保持部９８を形成し（図５参照。）、これにより作像ユニット３２の感光体３８（３８Ｃ、３８Ｍ、３８Ｙ、３８Ｋ）が図１に示す第１の転写領域２８（２８Ｃ、２８Ｍ、２８Ｙ、２８Ｋ）にそれぞれ位置するようにしてある。
【００１６】
収容空間８８に装着された筐体７０を保持するために、収容空間８８の入口近傍にロック機構１００を設けるのが好ましい（図６参照。）。このロック機構１００は、例えば、画像形成装置１０の本体にスライド自在に設けたピン１０２で構成することができる。
【００１７】
また、扉８６の開閉に連動して感光体３８や現像装置４２を駆動系に連結するために、画像形成装置１０の収容空間８８に収容されている各作像ユニット３２の感光体３８の軸５０に対向する位置には、駆動軸１１０と、軸５０の係合部５２と駆動軸１１０とを連結する連結部１１２が配置されている（図２、７参照。）。また、連結部１１２は、適当なリンク機構によって扉８６と連結されており、扉８６を閉じた状態で係合部５２と駆動軸１００を連結し、扉８６を開けた状態で係合部５２と駆動軸１１０を分離するようにしてある。
【００１８】
このように構成された画像形成装置１０によれば、画像形成装置１０に対して４つの作像ユニット３２を装着する場合、まず画像形成装置１０の収容空間８８から取り出された筐体７０に４つの作像ユニット３２を取り付ける。このとき、筐体７０の両側壁７２の４つの溝７６（７６Ｃ、７６Ｍ、７６Ｙ、７６Ｋ）に作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）の円筒軸受４８を挿入する。次に、扉８６が開放された画像形成装置１０の収容空間８８に筐体７０を挿入する。このとき、筐体７０の両側壁７２から突出している作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）の円筒軸受４８を案内レール９４に係合させた状態で、筐体７０を収容空間８８に押し込む。その結果、円筒軸受４８が案内レール９４の端部に到達した時点で、作像ユニット３２（３２Ｃ、３２Ｍ、３２Ｙ、３２Ｋ）の感光体３８がそれぞれに対応する第１の転写領域２８に設置される。最後に、ロックピン１０２をロック位置に固定し、扉８６を閉じる。これにより、扉８６に連結されたリンク機構を介して連結部１１２が駆動軸１１０と感光体３８の軸５０を連結する。反対に作像ユニット３２を交換する場合、まず扉８６を開く。これにより、駆動軸１１０と感光体２８の軸５０が分離される。次に、ロックピン１０２を外す。そして、筐体７０を画像形成装置１０の収容空間８８から引き出し、目的の作像ユニット３２を持ち上げて取り出す。
【００１９】
また、筐体の４つの溝の下端部と、案内板の４つの案内レールの末端部とが形成する、作像ユニットの円筒軸受を保持する保持部は、上記と異なる形状であっても良い。例えば、図８に示すように、筐体の４つの縦方向溝２００の下端部２０２（実線で示す。）は筐体７０のものと同じであり、一方、案内板の案内レール２０４は、扉側（図面左側）からその末端部２０６にかけて緩やかにレール幅２０８が減少する案内部２１０と、この案内部２１０に比べて若干下方向に伸びる規制部２１２とを有する（これらは点線で示す。）。扉近傍の案内部２１０のレール幅２０８は作像ユニットの円筒軸受の直径より大きく、そのため、筐体の側壁から突出した作像ユニットの円筒軸受を挿入し易い。規制部２１２は、下方向に向いているため、作像ユニット自身の重量によって、密接に円筒軸受と係合する。したがって、図に示される溝２００の下端部２０２と案内レール２０４の規制部２１２とによって形成される保持部２１４は、作像ユニットの円筒保持部を高精度に保持できる。
【００２０】
本発明の画像形成装置の他の形態として、筐体は、中間転写装置（中間転写ベルトやローラ、一次転写ローラを含む）を保持することも可能である（図９参照。）。これにより、中間転写装置も容易に交換できる。
【００２１】
また、作像ユニットの感光体と現像装置を個々にユニット化して筐体に保持させることが可能である（図１０参照。）。例えば、静電潜像担持体（感光体）、帯電手段、クリーニング手段を一体にユニット化した感光体ユニット３００と、現像剤担持体、現像剤収容室をユニット化した現像ユニット３０２として構成する。筐体の溝や案内板の案内レールに保持される両端支持部を、感光体ユニットは感光体の軸が挿通される円筒軸受３０４で、現像ユニットは現像剤担持体の軸が挿通される円筒軸受３０６でそれぞれ構成し、これらの円筒軸受に対応する溝や案内レールを設けることにより、それぞれのユニットが簡単に交換できる。
【００２２】
さらに、中間転写ベルトの残トナー（シートに転写されずに中間転写ベルト上に残った廃棄されるトナー）を回収する廃棄トナーボックス（収容箱）を上記の種々のカートリッジと同様に筐体に保持させることも可能である。
【００２３】
また、筐体や保持部材のスロット対の先端は円形でなくても良く（図１１参照。実線が筐体の溝、点線が案内板の案内レール。）、また溝又はレールでなくても可能である。例えば、図１２に示すように、筐体の溝４００と、案内板の階段状の規制部（点線）４０２とによって、作像ユニットの円筒軸受４０４を保持することも可能である。この場合、案内板の階段状の規制部の縦方向辺部４０６が、作像ユニットの円筒軸受４０４が筐体の溝４００に従って上方向に移動しないように押さえ付けている。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】作像ユニットの両端支持部の一端側（駆動系と連結される側）の断面図である。
【図３】筐体７０の側面図である。
【図４】筐体７０および作像ユニット３２を保持していない状態の画像形成装置を示す図である。
【図５】作像ユニット３２を保持していない状態の画像形成装置を示す図である。
【図６】筐体７０と作像ユニット３２を保持している状態の画像形成装置を示す図である。
【図７】図６に示す画像形成装置内の作像ユニットの着脱に関する構成要素の正面図である。
【図８】他の形態の保持部を示す図である。
【図９】他の形態の筐体を示す図である。
【図１０】更なる他の形態の筐体を示す図である。
【図１１】更なる他の形態の保持部を示す図である。
【図１２】また更なる他の形態の保持部を示す図である。
【符号の説明】
【００２５】
１０  画像形成装置、  １２  ハウジング、  １４  中間転写装置、  １６  ローラ、  １８  ローラ、  ２０  転写ベルト、  ２２  矢印方向、  ２４  基準線、  ２６  上部ベルト部分、  ２８  一次転写領域、  ３０  一次転写ローラ、  ３２  一次転写ローラ、  ３４  二次転写領域、  ３６  二次転写ローラ、  ３８  感光体、  ４０  帯電装置、  ４２  現像装置、  ４４  フレーム、  ４６  側壁、  ４８  円筒軸受、  ５０  軸、  ５２  係合部、  ５４  露光装置、  ５６  給紙部、  ５８  定着装置、  ６０  排出トレイ、
７０  筐体、  ７２  側壁、  ７４  連結部、  ７６  溝、  ７８  中心線、  ８０  下端部、  ８２  線、  ８４  位置決め部材、  ８６  扉、  ８８  収容空間、  ９０  案内板、  ９２  端部、  ９４  案内レール、  ９６  末端部、  ９８  線、  １００  ロック機構、  １０２  ピン、
１１０  駆動軸、  １１２  連結部、
２００  溝、  ２０２  下端部、  ２０４  案内レール、  ２０６  末端部、  ２０８  レール幅、  ２１０  案内部、  ２１２  規制部、  ２１４  保持部、
３００  感光体ユニット、  ３０２  現像ユニット、  ３０４  円筒軸受、  ３０６  円筒軸受、
４００  溝、  ４０２  規制部、  ４０４  円筒軸受、  ４０６  辺部。
【図１】
2005107109.tif 000003
【図２】
2005107109.tif 000004
【図３】
2005107109.tif 000005
【図４】
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【図５】
2005107109.tif 000007
【図６】
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【図７】
2005107109.tif 000009
【図８】
2005107109.tif 000010
【図９】
2005107109.tif 000011
【図１０】
2005107109.tif 000012
【図１１】
2005107109.tif 000013
【図１２】
2005107109.tif 000014