(57)【要約】【課題】  カートリッジ等のユニットの装着位置決めや駆動連結操作を容易になし得る画像形成装置を提供する。【解決手段】  装置本体のカバーを開閉することにより、該装置本体に着脱可能なカートリッジを有する画像形成装置において、カートリッジＡを装置本体に付勢することで位置決め基準に押しつけて位置決めする位置決め手段と、カートリッジＡに駆動力を伝達するための駆動伝達手段と、カバーＢの開閉によりカートリッジＡの位置決め手段及び駆動伝達手段を動作させる連動手段とを有し、前記連動手段は前記カバーの開閉時に前記位置決め手段及び駆動伝達手段の一方の動作を開始させた後、他方の動作を開始させることを特徴とする。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体のカバーを開閉することにより、該装置本体に着脱可能なユニットを有する画像形成装置において、
前記ユニットを装置本体に付勢することで位置決め基準に押しつけて位置決めする位置決め手段と、
前記ユニットに駆動力を伝達するための駆動伝達手段と、
前記カバーの開閉により前記ユニットの位置決め手段及び駆動伝達手段を動作させる連動手段と、
を有し、
前記連動手段は前記カバーの開閉時に前記位置決め手段及び駆動伝達手段の一方の動作を開始させた後、他方の動作を開始させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記連動手段は、前記カバーの開放時には前記駆動伝達手段の解除から開始され、前記カバーの閉鎖時には前記位置決め手段から動作させ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】
前記カバーを開放するとき、該カバーの重力が前記連動手段の動作に必要な力として作用することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は複写機、プリンタ等の画像形成装置に関し、カバーを開閉してカートリッジ等のユニットの着脱をする画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真技術を用いた画像形成装置には感光体やトナーを一体型のカートリッジにまとめてユーザによる交換操作を行わせるものがあり、カートリッジを画像形成装置の所定の位置に位置決めするため画像形成装置に受け形状を作り、バネあるいはバネに付勢された部材で押しつける構成を取るものが存在する。
【０００３】
また、カートリッジに感光体等の駆動を伝達するために特開平8−328449号で提案されているようなねじれた三角形状のカップリングを用い、カートリッジの交換操作時に開口部のフタの開閉に連動して前記カップリングの結合及び解除を行う形態をとる画像形成装置が存在する。
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３２８４４９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記位置決め用の付勢手段は画像形成装置の記録精度や画質の向上にともない、駆動力などによる位置ずれを防止して確実に受け形状に押しつけるため、十分な圧を発揮させる必要がある。このような付勢手段が存在することで、カートリッジの挿抜時には付勢力にうち勝って操作するため大きな操作力が必要となり操作性の低下につながる。これを解決するためにフタの開閉に連動して付勢力を解除する構成をとることもあるが、近年、異なる色のカートリッジを４個用いるなど、複数のカートリッジを用いてカラー画像を出力する画像形成装置が一般的になり付勢手段がその分増加するため操作力が増大する傾向にある。
【０００６】
また、上記ねじれた三角形状のカップリングを解除するためには電源非投入時にも解除可能なようにモータなどの駆動手段に頼らずにフタの開閉動作のみで解除する必要がある。特開平8−328449号で提案されているカップリングを駆動軸方向に水平移動させる解除方法を用いると、フタ操作時カップリングのねじれによりギア列などの駆動伝達手段を介して駆動源を回転させる力が発生するため一定の操作力が必要になり、付勢手段と同様に近年のカラー化によりカートリッジ及びカップリングの個数が増加する方向にあるため、付勢手段とカップリング解除に大きな操作力が必要な状況になっていた。
【０００７】
また、開口部のフタ自体も単なるカバーではなく、中間転写体やシート搬送ベルトなどの機能部材を抱えることで質量が増し、自重によりフタが勢いよく開いたりすることがないように、ダンパやバネなどを用いてブレーキをかけたりすることで操作力の増大、部品の増加によるコスト増などの課題が存在する。
【０００８】
さらに、ユーザによるカートリッジ挿入状態が不完全なこと等による位置決めの不良によるカップリング等の駆動伝達手段の連結不能状態の発生などの課題が存在した。
【０００９】
本発明は上記課題を解決するものであり、その目的は、カートリッジ等のユニットの装着位置決めや駆動連結操作を容易になし得る画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するための本発明における第１の手段は、装置本体のカバーを開閉することにより、該装置本体に着脱可能なユニットを有する画像形成装置において、前記ユニットを装置本体に付勢することで位置決め基準に押しつけて位置決めする位置決め手段と、前記ユニットに駆動力を伝達するための駆動伝達手段と、前記カバーの開閉により前記ユニットの位置決め手段及び駆動伝達手段を動作させる連動手段と、を有し、前記連動手段は前記カバーの開閉時に前記位置決め手段及び駆動伝達手段の一方の動作を開始させた後、他方の動作を開始させることを特徴とする。
【００１１】
第２の手段は、前記第１の手段において、前記連動手段は、前記カバーの開放時には前記駆動伝達手段の解除から開始され、前記カバーの閉鎖時には前記位置決め手段から動作させることを特徴とする。
【００１２】
第３の手段は、前記第１又は第２の手段において、前記カバーを開放するとき、該カバーの重力が前記連動手段の動作に必要な力として作用することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
前記第１の手段においては、カバーを開放することで着脱可能となるカートリッジなどの画像形成装置本体への位置決めと本体との駆動連結が行われるユニットの着脱時に、位置決めが解除されることによる着脱操作力の低減及び装着時の押し込み量不完全の防止、フタの開閉時にかかる操作力の分散による最大操作力低減によりユーザ操作性の向上と画像形成装置の耐久性向上が可能である。
【００１４】
前記第２の手段においては、カバー開放時に位置決めと駆動連結解除時に位置決め状態を保ったまま駆動連結から解除され、またカバー閉鎖時には先に位置決めが行われてから駆動連結が行われるため、駆動連結及び解除の確実性が向上する。
【００１５】
前記第３の手段においては、カバーの重量を位置決め手段と駆動伝達手段の解除・連結力と相殺することにより、操作力の低減、カバーの破損防止のダンパや釣り合いバネの省略や簡素化によるコストダウンをはかることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
図３は本発明を実施した電子写真画像形成装置で、４色フルカラーのプリンタの概略構成を示す縦断面説明図である。本実施形態の画像形成装置は、４個の画像形成手段により、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を順に形成するとともに、それぞれのトナー像を転写材に重畳転写してカラー画像を形成するものであり、各色の画像形成手段の構成は同じである。なお、以下の説明で符号ａ、ｂ、ｃ、ｄはブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各画像形成に対応した部材を意味している。
【００１７】
{画像形成装置の概略}
画像形成装置には、上から順にブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色トナー像を形成する４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備え、帯電ローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ、トナー供給ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを備えた異なる色のトナーを内蔵する４個のカートリッジＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄを装着し、画像形成動作の最初は帯電ローラ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄにより感光体ドラム１の表面を均一に帯電させ、レーザーなどの露光装置６によって画像を形成させたい部分を露光することで静電潜像を形成する。
【００１８】
その後、トナー供給ローラ８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄにより静電潜像部分にトナーを乗せて現像し、この画像形成のタイミングにあわせて、紙やプラスチックシート等の転写材Ｓを給送ローラ４や搬送ベルト２によって搬送し、感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄから転写材上に画像を転写し、定着器５で熱と圧力を加えて画像を転写材Ｓ上に定着させ、排出部９に積載する。
【００１９】
図４はカートリッジの脱着方法の説明図であり、搬送ベルト２とその駆動ローラ３ａ，３ｂを含むカバーＢを開くことでカートリッジＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄを着脱可能な状態となる
｛カートリッジの位置決め手段及び駆動伝達手段｝
次に本実施形態に係るユニットの位置決め手段として、例えばユニットとしてのカートリッジの位置決めをするカートリッジ位置決め手段、及び例えばカートリッジに駆動伝達する駆動伝達手段、更にはこれらを動作させる連動手段について、図１及び図２を参照して説明する。なお、図１はカバーを閉じた状態でのカートリッジへの駆動伝達手段及び画像形成装置本体への位置決め手段の説明図であり、図２はカバーを開いた状態でのカートリッジへの駆動伝達手段及び画像形成装置本体への位置決め手段の説明図である。また、図１及び図２において説明のために一部の部品を図示していないが４箇所の駆動伝達手段及び位置決め手段はすべて同一の構成である。
【００２０】
図１はカートリッジへの駆動伝達手段及び画像形成装置本体への位置決め段の説明図である。本実施形態の装置は、カバーＢの開閉によりカートリッジの位置決め手段及びカートリッジへの駆動伝達手段を連動手段によって連動させて動作させるものであり、且つこの動作時に時間差をもって動作するようにするものである。
【００２１】
カートリッジＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄの軸受部42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄを押圧して側板11上の位置決め基準としての例えば位置決め部12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ（12ａ，12ｂ，12ｃは不図示）に固定する加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ、この加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄを付勢する加圧バネ14ａ，14ｂ，14ｃ，14ｄ（14ａ，14ｂは不図示）からなる。カートリッジＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄを脱着するためにカバーＢ(図４参照)がギア21の軸中心に開動する際に連動するギア21，22に駆動されて図中下方に移動する連動手段としてのロッド23により、図２に示すように、加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄが持ち上げられて加圧及び固定が解除される。
【００２２】
画像形成装置はさらに本体側の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを駆動するドラム上のカップリング41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄ（41ａ，41ｂは不図示）と嵌合する形状を備えた駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄを支持している。なお、本実施形態のカップリング41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄの嵌合部は、三角柱をねじった形状に形成され、駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄの嵌合部と僅かにねじれるように嵌合する。
【００２３】
画像形成装置は、図１及び図２に示すように、軸受15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄ（15ｄは不図示）と、該軸受15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄと同軸上で回転し軸方向に移動可能なカム形状を持った解除部材16ａ，16ｂ，16ｃ，16ｄ（16ａ，16ｂ，16ｄは不図示）を備えている。そして、ロッド23の移動に伴って該ロッド23上の軸24ａ，24ｂ，24ｃ，24ｄ（24ａ，24ｂは不図示）により解除部材16ａ，16ｂ，16ｃ，16ｄが駆動されて回転する。これにより、軸受15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄとの間のカム形状により駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄを軸方向に移動させ、該駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄとカートリッジＡａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄのカップリング41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄとの嵌合を解除する。このときにカップリング41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄのねじれ形状により、駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄを回転させる力が発生し、ギア列を伝わって駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄの駆動源である不図示のモータなどを回転させるため相応の操作力を必要とする。
【００２４】
しかしながら解除部材16ａ，16ｂ，16ｃ，16ｄはロッド23が移動することにより、直ちに連動して回転するが、図１に示すように、加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄはカバーＢの開放時に直ちにカートリッジ解除動作を開始せず、ロッド23に設けられた加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄとの当接部25ａ，25ｂ，25ｃ，25ｄ（25ａ，25ｂ，25ｃは不図示）が接触し始めてから初めて加圧の解除が始まるように構成されている。
【００２５】
このため、カバーＢの開放時にはカップリング解除が先に始まり、その後で加圧部材の解除が始まることで同時に負荷がかからないようになっている。そのため、ロッド23などに無理な力がかからず破損の可能性を減少させ操作力の低減を図ることができる。
【００２６】
また、カバーＢの閉鎖時は、まずカートリッジの位置決め手段としての加圧部材13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄから動作開始し、カートリッジの位置が定まった状態で駆動ギア31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄが移動して駆動連結が開始されるため、カップリング連結失敗の可能性が小さくなる。
【００２７】
さらにカバーＢは下端位置を中心に回動して開閉する構成であり、開動するときはカバーＢの重心位置が下がる方向に回転するため、カバーＢの重量をカップリングの解除と加圧手段の解除の動作力として利用し、且つ前記解除にかかる負荷によりカバーＢが勢いよく開いてしまうことを防止するため、カバー開放時に該カバーを破損するおそれもない。
【００２８】
なお、本実施形態においてはカバーＢとロッド23の連結にギア22を用いたが、レバーやリンクなどを用いるようにしてもよい。さらに本実施形態では駆動伝達手段を三角柱をねじった形のカップリングとしたが、その他のカップリングを用いても本質的に同等である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】カバーを閉じた状態でのカートリッジへの駆動伝達手段及び画像形成装置本体への位置決め手段の説明図である。
【図２】カバーを開いた状態でのカートリッジへの駆動伝達手段及び画像形成装置本体への位置決め手段の説明図である。
【図３】本発明を実施した電子写真画像形成装置で、４色フルカラーのプリンタの概略構成を示す縦断面説明図である。
【図４】カートリッジの脱着方法の説明図である。
【符号の説明】
【００３０】
Ａａ，Ａｂ，Ａｃ，Ａｄ …カートリッジ
Ｂ    …カバー
Ｓ    …転写材
１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ …感光体ドラム
２    …搬送ベルト
３ａ，３ｂ …駆動ローラ
４    …給送ローラ
５    …定着器
６    …露光装置
７    …帯電ローラ
７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ …帯電ローラ
８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ …トナー供給ローラ
９    …排出部
11    …側板
12ａ，12ｂ，12ｃ，12ｄ …位置決め部
13ａ，13ｂ，13ｃ，13ｄ …加圧部材
14ａ，14ｂ，14ｃ，14ｄ …加圧バネ
15ａ，15ｂ，15ｃ，15ｄ …軸受
16ａ，16ｂ，16ｃ，16ｄ …解除部材
21，22 …ギア
23    …ロッド
24ａ，24ｂ，24ｃ，24ｄ …軸
25ａ，25ｂ，25ｃ，25ｄ …当接部
31ａ，31ｂ，31ｃ，31ｄ …駆動ギア
41ａ，41ｂ，41ｃ，41ｄ …カップリング
42ａ，42ｂ，42ｃ，42ｄ …軸受部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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