(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ、少なくとも像担持体を有し、かつ、単独に装置本体の一側面側から該装置本体の内部の装着位置に向けて水平方向に挿入したり該装着位置から水平方向に引き出したりすることで該装置本体に対して着脱可能な複数の画像形成ユニットを鉛直方向に並べて配置し、該画像形成ユニットの像担持体表面に対向する複数の転写位置を通過するように、該画像形成ユニットの配列方向に沿って転写材搬送手段により転写材を下から上へ搬送して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、
上記装置本体は、上記着脱の方向における上記一側面側に、該一側面側から見て左右に位置して鉛直方向に延在する左右の支持部を有し、
上記複数の画像形成ユニットの各々を上記装置本体に対して脱着するときに、各画像形成ユニットが挿通する開口部が、上記左右の支持部の間に鉛直方向に一連に形成されており、
上記着脱方向に直交する平面内における各画像形成ユニットの位置決め手段を構成する上記装置本体側の部分及び各画像形成ユニット側の部分が、上記一側面側から見ての左右方向における各画像形成ユニットの両端部に設けた後者の部分に対して各画像形成ユニットに対応させて上記左右の支持部に設けた前者の部分が係合するように、形成されており、
上記開口からの挿入される上記画像形成ユニットとの当接により、自らの移動に抗する向きの弾性力を受けながら移動し、かつ、該画像形成ユニットの装着完了により、上記着脱方向における引き出しの向きの画像形成ユニットの移動を規制するように該画像形成ユニットと係合する係合部を、上記左右の支持部に、上記複数の画像形成ユニット毎に左右一対ずつ設け、かつ、全ての上記係合部の間で上記弾性力の方向及び向きが互いに同じになるようにした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、ファクシミリ、プリンター等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、複数の画像形成ユニットを直線的に配置し、転写ベルトにより転写紙を静電吸着しながら搬送する多色のマルチカラー或いはフルカラーの画像形成装置が知られている。こうした画像形成装置では、ユニット交換などを行う際の操作性を良くするため、画像形成ユニット（以下、プロセスユニット）が色別にユニット化されており、交換の際は装置の前側（手前側）から引き出すような構造となっている。このため、従来の画像形成装置では装置本体の前側板に大きな開口部が開いており、例えば、プロセスユニットを図１０に示すように櫛歯形状に形成された支持部材５５の間に個別に位置決め面板５６を渡して支持していた。なお、図１０において符号５３はプロセスユニット内の感光体ドラムを示している。
【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、図１０のように、プロセスユニット間の側板に固定する方法では、固定のためのスペースが必要となるため、プロセスユニット間の間隔が大きくなり、装置を小型化することが困難であった。  
【０００４】
特開昭６２−２２９２６４などには、各ユニットと本体とを一体に支持する支持部材（面板）を設ける方法が提案されている。しかし、この方法では、１つのプロセスユニットを着脱する際に他のプロセスユニットも本体からはずれてしまうため、操作性が悪いという問題点があった。また、交換作業中、他のプロセスユニットは装置に支持されていないため、精度が劣化するおそれもあった。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、プロセスユニットを装置本体に高精度に位置決め固定することができ、且つ交換の際の操作性にも優れた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、それぞれ、少なくとも像担持体を有し、かつ、単独に装置本体の一側面側から該装置本体の内部の装着位置に向けて水平方向に挿入したり該装着位置から水平方向に引き出したりすることで該装置本体に対して着脱可能な複数の画像形成ユニットを鉛直方向に並べて配置し、該画像形成ユニットの像担持体表面に対向する複数の転写位置を通過するように、該画像形成ユニットの配列方向に沿って転写材搬送手段により転写材を下から上へ搬送して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置において、上記装置本体は、上記着脱の方向における上記一側面側に、該一側面側から見て左右に位置して鉛直方向に延在する左右の支持部を有し、上記複数の画像形成ユニットの各々を上記装置本体に対して脱着するときに、各画像形成ユニットが挿通する開口部が、上記左右の支持部の間に鉛直方向に一連に形成されており、上記着脱方向に直交する平面内における各画像形成ユニットの位置決め手段を構成する上記装置本体側の部分及び各画像形成ユニット側の部分が、上記一側面側から見ての左右方向における各画像形成ユニットの端部に設けた後者の部分に対して各画像形成ユニットに対応させて上記左右の支持部に設けた前者の部分が係合するように、形成されており、上記開口からの挿入される上記画像形成ユニットとの当接により、自らの移動に抗する向きの弾性力を受けながら移動し、かつ、該画像形成ユニットの装着完了により、上記着脱方向における引き出しの向きの画像形成ユニットの移動を規制するように該画像形成ユニットと係合する係合部を、上記左右の支持部に、上記複数の画像形成ユニット毎に左右一対ずつ設け、かつ、全ての上記係合部の間で上記弾性力の方向及び向きが互いに同じになるようにしたことを特徴とするものである。
【０００７】
この発明においては、上記装置本体は、上記着脱の方向における上記一側面側に、該一側面側から見て左右に位置して鉛直方向に延在する左右の支持部を有し、上記複数の画像形成ユニットの各々を上記装置本体に対して脱着するときに、各画像形成ユニットが挿通する開口部が、上記左右の支持部の間に鉛直方向に一連に形成されており、上記着脱方向に直交する平面内における各画像形成ユニットの位置決め手段を構成する上記装置本体側の部分及び各画像形成ユニット側の部分が、上記一側面側から見ての左右方向における各画像形成ユニットの端部に設けた後者の部分に対して各画像形成ユニットに対応させて上記左右の支持部に設けた前者の部分が係合するように、形成されているので、画像形成ユニットが、装置前側であって上記複数の画像形成ユニットの左右両端に配設された２つの支持部の間で安定に支持され、ユニットの片側で支持したり、強度の弱い部分で支持する場合に比べて位置精度を向上させることができる。よって、色ずれやジッターなどの発生を可及的に防止することが可能となる。
また、１つの画像形成ユニットを着脱する際に他の画像形成ユニットが装置本体からはずれることがないので、精度が劣化することがなく、交換の際の操作性にも優れている。しかも、各画像形成ユニットが挿通する開口部が、上記左右の支持部の間に鉛直方向に一連に形成され、かつ、上記着脱方向に直交する平面内における各画像形成ユニットの位置決めが画像形成ユニットの左右端部で行われるので、画像形成ユニット間の鉛直方向の間隔を広げることがなく、装置を小型化することができる。
また、上記係合部は、画像形成ユニットの着脱時にその位置を画像形成ユニットの着脱経路を妨げないように（退避するように）移動し、この移動により移動に抗する向きの弾性力が働くようになっている。そして、この係合部は装着完了により、上記着脱方向における引き出しの向きの画像形成ユニットの移動を規制するように該画像形成ユニットと係合する。従って、画像形成ユニットの挿入をスムーズに行いながら、画像形成ユニットを装置本体に装着するだけで装置本体に対する脱着方向の固定ができる。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１及び２の発明によれば、画像形成ユニットを装置本体に装着するだけで、画像形成ユニットは、装置本体に位置決め固定される。従って、操作性に優れている。しかも、画像形成ユニットを装置本体に対して確実に固定することができる。また、１つの画像形成ユニットを着脱する際に他の画像形成ユニットが装置本体からはずれることがないので、精度が劣化することがなく、また交換の際の操作性にも優れているという効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を画像形成装置である電子写真複写機（以下、複写機という）に適用した場合の一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機の概略構成図である。最初に、複写機１００の全体的な動作について説明する。なお、以下の説明においては、複写機１００を適宜に「装置本体１００」という。
まず、給紙ユニット１から給紙された図示せぬ記録紙は、横レジストユニット２により横方向の位置を調整された後、先端レジストセンサ３まで搬送される。そして、先端レジストセンサ３を通過すると、このタイミングで光書き込みユニット５による画像データの書き込みが行われ、各画像形成ユニット４は各々作像を開始する。一方、記録紙は転写ベルト６により静電的に吸着搬送され、各画像形成ユニット４を通過する際に転写ローラ７により次々に画像が転写される。その後、分離チャージャ８により転写ベルト６から分離した記録紙は、定着ユニット９の熱と圧力により画像が定着し、搬送ユニット１０により排紙ユニット１４へ搬送される。排紙ユニット１４の切り替えガイド板１１が排紙トレイ１２側に変位している場合、記録紙は排紙トレイ１２に排紙される。また、両面ユニット１３側へ変位している場合、記録紙は両面ユニット１３で数枚スタックされた後、再び画像形成ユニットへ給紙される。
【００１０】
図１は、プロセスユニットと装置本体との接続部分の構成を示す要部概念斜視図であり、本実施形態の構成を示している。なお、図１ではプロセスユニットを２つ示しているが、実際には図２に示したように４つのプロセスユニットが直線的に配置されている。
図１において、装置本体１００の前側には、図２の転写ベルト６と略平行となる位置に支持部材１８及び１９が配設されている。この２つの支持部材の間には略櫛歯形状の開口部４３が形成されており、各プロセスユニット４は開口部４３内に着脱自在となるように構成されている。なお、開口部４３は２つ以上の支持部材の間に形成されていてもよい。また、プロセスユニット４は、プロセスユニット側板２１、感光体ドラム２０、クリーニングユニット２４、現像タンク／駆動部２５により構成されている。
【００１１】
プロセスユニット４のプロセスユニット側板２１は位置決め面板を兼ねており、プロセスユニット４を装置本体１００に装着したときに、装置本体側の支持部材１９及び１８と当接する端部２１ａ、２１ｂが形成されている。そして、この両端部２１ａ、２１ｂには、位置決め穴２２ａ、２２ｂがそれぞれ形成されている。一方、支持部材１９及び１８には、この位置決め穴２２ａ、２２ｂと対応する所定位置に位置決めピン２３ａ、２３ｂが配設されている。この位置決め穴２２ａ、２２ｂと位置決めピン２３ａ、２３ｂは、プロセスユニット側板２１と支持部材１９及び１８を所定位置で係合させる係合手段として機能する。
【００１２】
支持部材１９及び１８（装置本体前側板４０）に形成された位置決めピン２３ａ、２３ｂの構造について詳述する。図４（ａ）〜（ｃ）は、固定手段を設けた位置決めピンの構成を示す概略断面図である。この位置決めピン２３ａ、２３ｂは、上記画像形成ユニット４を装置本体１００に対して着脱自在に固定する固定手段を備えている。まず、位置決めピンの構成を図４（ａ）により説明する。なお、図４で示す位置決めピン２３は、図１の位置決めピン２３ａ、２３ｂに相当するピンである。
【００１３】
図４（ａ）において、位置決めピン２３の本体は略円筒形に形成されており、一方の端部は装置本体前側板４０（図１の支持部材１９又は１８に相当する）に固定されている。位置決めピン２３の一端には、図の水平方向に移動自在に支承されたスライドピン４２が配設されている。このスライドピン４２にはヘッド部４２ａとテーパー部４２ｂが形成されており、常時はスプリングバネ４４の弾性力により図の左側に付勢されている。一方、位置決めピン２３の他端には、軸４６を中心として回動自在に支承された係合部としてのロック爪４３が配設されている。このロック爪４３の前側の端部４３ａは前記スライドピン４２のテーパー部４２ｂと当接し、後側の端部４３ｂはスプリングバネ４５の弾性力により上方に付勢されている。また、ロック爪４３の上部には、画像形成ユニット側板２１の移動を規制する斜辺４３ｃが形成されている。固定手段としてのスライドピン４２及びロック爪４３は、常時は図示の定位置で停止している。
【００１４】
次に、図１の画像形成ユニット４を装置本体１００に装着したときの位置決めピン２３の動作を図４（ａ）〜図４（ｃ）により説明する。なお、（  ）内の符号は図４では図示していない図１の符号を示している。
画像形成ユニット（４）を装置本体（１００）に装着すると、図４（ａ）に示すように、画像形成ユニット側板２１は図の矢印Ａ方向へ移動し始め、画像形成ユニット側板２１の位置決め穴２２に位置決めピン２３が入り込む。そして、画像形成ユニット側板２１がロック爪４３の位置に達すると、ロック爪４３の斜辺４３ｃは位置決め穴２２の側縁により下方に押し下げられる。すると、図４（ｂ）に示すように、ロック爪４３はスプリングバネ４５の弾性力に抗して軸４６を中心として時計方向に回動し、ピン内部に退避する。この後、画像形成ユニット側板２１が退避したロック爪４３の上部を通過すると、図４（ｃ）に示すように、斜辺４３ｃはスプリングバネ４５の弾性力により上方に押し上げられるため、ロック爪４３は軸４６を中心として反時計方向に回動し、再び定位置に復帰する。したがって、図４（ｃ）の状態で画像形成ユニット（４）を図の左側に移動させる力が作用しても、画像形成ユニット側板２１の位置決め穴２２の側縁がロック爪４３の斜辺４３ｃと衝突し、画像形成ユニット側板２１の移動を規制するため、画像形成ユニット側板２１を位置決めピン２３から引き抜くことができなくなる。よって、画像形成ユニット（４）は装置本体前側板４０に係合固定されることとなる。
【００１５】
次に、図１の画像形成ユニット４を装置本体１００から取り外すときの位置決めピン２３の動作を図５により説明する。
画像形成ユニット（４）を装置本体（１００）から取り外すときは、図５に示すようにスライドピン４２のヘッド部４２ａをスプリングバネ４４の弾性力に抗して矢印Ａ方向に押し込む。すると、ロック爪４３の端部４３ａがテーパー部４２ｂの移動とともに上方に押し上げられるため、ロック爪４３はスプリングバネ４５の弾性力に抗して軸４６を中心として時計方向に回動し、ピン内部に退避する。この状態では、画像形成ユニット側板２１の位置決め穴２２の側縁がロック爪４３の斜辺４３ｃと干渉しないので、画像形成ユニット側板２１を位置決めピン２３から引き抜くことができる。よって、画像形成ユニット（４）を装置本体（１００）から容易に取り外すことができる。
【００１６】
以上のように構成された複写機によれば、画像形成ユニット（４）を装置本体（１００）に装着するだけで、画像形成ユニット側板２１は装置本体前側板４０に位置決め固定される。また、位置決めピン２３のヘッド部４２ａを押し込むと、画像形成ユニット側板２１と装置本体前側板４０との係合が解除され、画像形成ユニット（４）を装置本体（１００）から取り外すことができる。このように、本実施形態の複写機では、画像形成ユニット（４）の固定が自動的に行われ、また固定状態を任意に解除することができるので操作性に優れている。しかも、画像形成ユニット（４）の装着時には、ユニットを装置本体に対して確実に固定することができる。
【００１７】
また、画像形成ユニット側板２１が位置決め面板を兼ねているので、位置決め面板を省くことができる。さらに、１つの画像形成ユニットを着脱する際に他の画像形成ユニットが装置本体からはずれることがないので、精度が劣化することがなく、また交換の際の操作性にも優れている。しかも、ユニットを固定するための特別なスペースを必要としないので、画像形成ユニット間の間隔を広げることがなく、装置を小型化することができる。また、画像形成ユニット側板２１と装置本体前側板４０（支持部材１９及び１８）は位置決め穴と位置決めピンとの係合により支持されるので、簡単な構成で高精度な位置決めが可能となる。
【００１８】
図６は、プロセスユニットの概念斜視図である。なお、図６はユニットを奥側から見たときの状態を示しているが、図を見やすくするため、クリーニングユニット２４と感光体ドラム２０を省略している。
図６において、プロセスユニット１５の奥側（図中、手前側）には、後述する装置本体奥側板と当接するプロセスユニット奥側板２８が配設されている。このプロセスユニット奥側板２８は、同じくユニットの奥側に配設された駆動べース３０の一端に取り付けられており、外側には２本のユニット位置決めピン２９が所定間隔で配設されている。また、前記駆動ベース３０の端部３０ａは図示のように折り曲げられており、この部分の下側には駆動ギヤ３２を支える駆動ギヤ側板３４が取り付けられている。この駆動ギヤ側板３４には、図示せぬ装置本体内にある駆動ギヤとの位置決めを行うためのギヤ位置決めピン３３が配設されている。また、符号３１は現像タンクを示している。
【００１９】
図７は、ユニット位置決めピン２９の形状を示す部分拡大図である。ユニット位置決めピン２９には、後述する装置本体奥側板に形成された位置決め穴にピンを案内するためのテーパー部２９ａが形成されている。このテーパー部２９ａのテーパー角度（θ)は、ピン先端が容易に穴に案内されるように４°〜１７°とすることが望ましい。また、このときのピンの径（Ｄ）とテーパー部２９ａの長さ（Ｌ）の比は、Ｄ：Ｌ＝１：１．５〜１：４が望ましい。また、ギヤ位置決めピン３３にも同様のテーパー部が形成されている。図８は、プロセスユニット１５を図６の矢印Ａ方向から見たときの概略側面図である。駆動ベース３０の端部３０ａは曲げの部分である程度たわむため、駆動ギヤ側板３４に配設されたギヤ位置決めピン３３の位置を上下に変位させることができる。
【００２０】
図９は、図６の矢印Ｂ方向から見たときの部分平面図であり、ユニット位置決めピン２９とギヤ位置決めピン３３の関係を示している。また、図中３５は複写機の内部に配設された装置本体奥側板である。図９に示すように、ユニット位置決めピン２９の長さ（ｘ１）は、ギヤ位置決めピン３３の長さ（ｘ２）よりも長く設定され、またユニット位置決めピン２９の径（Ｄ）は、ギヤ位置決めピン３３の径（ｄ）よりも大きく設定されている。
【００２１】
図９において、プロセスユニット１５を図の矢印Ａ方向へ移動してゆくと、装置本体奥側板３５に形成された位置決め穴３６に先にユニット位置決めピン２９が入り始め、さらに移動してゆくと、次にギヤ位置決めピン３３が位置決め穴３７に入り始める。そして、プロセスユニット奥側板２８が装置本体奥側板３５と当接するまで矢印Ａ方向へ押し込むと、ユニット位置決めピン２９と位置決め穴３６、及びギヤ位置決めピン３３と位置決め穴３７が全て係合して、プロセスユニット１５は装置本体内部に位置決めされる。このとき、位置決め穴３６に入り込んだ２本のユニット位置決めピン２９によりプロセスユニット１５の概略的な位置決めが行われ、ギヤ位置決めピン３３はこの状態で位置決め穴３７へ導かれるため、ギヤ位置決めピン３３を位置決め穴３７に正確に案内することができる。また、ユニット位置決めピン２９やギヤ位置決めピン３３にはテーパー部が形成されているので、ピンの先端を各位置決め穴に容易に入り込ませることができる。とくに位置決めピン３３の位置は、図８で示したように上下に変位可能となるように構成されているため、位置決めピン３３と位置決め穴３７の位置が多少ずれていても、ピン先端が穴の中に入りさえすれば、位置決めピン３３が位置決め穴３７内に入り込むにつれて駆動ベース３０の端部３０ａがたわみ、位置決めピン３３は位置決め穴３７内に導かれることになる。このように、ユニット位置決めピン２９とギヤ位置決めピン３３との間に生じる寸法誤差は駆動ベース３０の端部３０ａのたわみにより吸収されるため、後から挿入される位置決めピン３３を容易に位置決めすることができる。
【００２２】
以上のように構成された複写機によれば、ユニット位置決めピン２９が概略的に位置決めされた状態でギヤ位置決めピン３３が位置決め穴３７へ導かれるので、ギヤ位置決めピン３３を位置決め穴３７に正確に案内することができる。また、各ピンの先端にはテーパー部が形成されているため、ピンを穴の中に容易に入り込ませることができる。さらに、位置決めピン３３はある程度たわむように構成されているため、寸法誤差に影響されることなしに容易に位置決めすることができる。したがって、操作性が良く、高精度が位置決めが可能となる。
【００２３】
なお、係合手段としての位置決め穴２２ａ、２２ｂや位置決めピン２３ａ、２３ｂの位置は、各色全てについて共通となっているが、各色ごとに変更してもよい。係合手段の位置を各色ごとに変更した場合は、画像形成ユニットを異なる色の位置へ装着するミスを防止することができる。
また、図３に示すようにプロセスユニット１４を支承し、且つユニットを着脱方向に案内するガイド部材を設けてもよい。このガイド部材は、上下に配設された２つのガイドレール２６及び２７により構成されている。図３に示すように、ガイド部材を構成する一方のガイドレール２６はクリーニングユニット２４の上部に配設され、またガイド部材を構成する他方のガイドレール２７は感光体ドラム２０の下部に設けられた図示せぬベースに配設されている。上部に配設されるガイドレール２６は断面略凹形状に形成され、下部に配設されるガイドレール２７は断面略凸形状に形成されている。また、上下のガイドレールは平面的に一致する位置に配設されており、プロセスユニット１４を装置本体１００に装着したときには、上下のガイドレールが互いに嵌合するように構成されている。
このように構成された複写機によれば、プロセスユニット１４を装置本体１００に装着すると、プロセスユニット１４は下段に装着されている図示せぬプロセスユニットのガイドレールで支承されるため、感光体ドラム２０側を持ち上げることなしに装着することができる。しかも、プロセスユニット１４はガイドレールに案内されながら装置本体１００内に導かれるので、ユニットの着脱をより速やかに行うことができるようになり、操作性を大幅に向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】実施形態の構成を示す要部概念斜視図。
【図２】実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】実施形態の構成を示す要部概念斜視図。
【図４】位置決め部材の構成を示す概略断面図。
【図５】位置決め部材の構成を示す概略断面図。
【図６】プロセスユニットの構成を示す概念斜視図。
【図７】ユニット位置決めピンの形状を示す部分拡大図。
【図８】プロセスユニットの概略側面図。
【図９】プロセスユニットの部分平面図。
【図１０】従来例における画像形成ユニットの支持構造を示す説明図。
【符号の説明】
【００２５】
４              画像形成ユニット
１８、１９      支持部材
２０            感光体ドラム
２１            画像形成ユニット側板
２２ａ、２２ｂ  位置決め穴
２３ａ、２３ｂ  位置決めピン
２６、２７      ガイドレール
２９            ユニット位置決めピン
３３            ギヤ位置決めピン
３６、３７      位置決め穴
４３            ロック爪
１００          複写機
【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】
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【図１０】
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