JP7667957B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、セット位置に対する引き出し及び挿入が可能に引出ユニットを支持するユニット支持手段を備えた画像形成装置が知られている。
例えば、特許文献１には、係る画像形成装置であって、作像ユニットを水平方向へスライド移動可能、かつ、交換作業位置からセット位置まで作像ユニットを水平方向へスライド移動可能に、作像ユニットを支持するユニット支持手段を備えたものが記載されている。また、このような作像ユニットで使用されるトナー（画像形成物質）の補給ニットを作像ユニットよりも装置手前側に配置し、補給ユニット用のユニット支持手段で水平方向へスライド移動可能に補給ニットを支持する画像形成装置も知られている。

ところが、補給ニットを作像ユニットよりも装置手前側に配置した装置では、保守作業のために作像ユニットをスライドによって引き出す場合、次のような作業者の手間が煩雑であった。つまり、手前に配置されている補給ニットを引きだした後、作像ユニットの引き出しの邪魔にならないよう、手作業で補給ユニットを補給ユニット支持手段から持ち上げて床面上に載置するなどの、作業者の手間である。このような保守作業の手間は装置奥側に配置されているものがセット位置に対する引き出し及び挿入が可能に支持されている画像形成装置に限らず、セット位置にある状態のまま保守作業を行う画像形成装置でも生じ得る。

上述した課題を解決するために、本発明は、セット位置に対する引き出し及び挿入が可能なように引出ユニットを支持するユニット支持手段を備えた画像形成装置において、前記引出ユニットの奥側に配置され、前記引出ユニットの引出方向へ脱着可能な奥側脱着ユニットを備え、前記ユニット支持手段は、引き出された状態で引き出し方向に直交する方向において、前記セット位置とは異なる変位位置を取り得るように前記引出ユニットを支持し、前記変位位置は、前記奥側脱着ユニットが脱着中に接触しない位置であることを特徴とするものである。

本発明によれば、引出ユニットの奥側に配置された箇所の保守のための保守作業の煩雑さを軽減できる。

画像形成装置の基本構成を示す説明図。 画像形成装置の内部構造の一例の概略構成を示す正面図。 スライドレールの説明図。 従来の画像形成装置における作像ユニットの保守の説明図。 本実施例におけるトナー補給ユニットの支持手段の説明図。 トナー補給ユニット引き出し動作の説明図。 作像ユニット交換及びその後のトナー補給ユニットの押し込み動作の説明図。 変形例の説明図。 他の変形例の説明図。 衝撃緩和機構の動作の説明図。 更に他の変形例の説明図。 更に他の変形例の説明図。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態について説明する。図１は画像形成装置の基本構成を示す説明図である。図１（ａ）は内部構造を示す左側面図、図１（ｂ）は外観を示す正面図である。この画像形成装置１００は、セット位置に対する引き出し及び挿入が可能な引出ユニットとして、トナー補給ユニット１４０を備えている。トナー補給ユニット１４０は、画像形成物質としてのトナーの補給ユニットである。トナー補給ユニット１４０の奥側には引出ユニットの引出方向へ脱着可能な奥側脱着ユニットとして、画像形成物質を用いて画像を形成する画像形成部の少なくとも一部の構成要素を含む作像ユニット１１０が配置されている。カラーの画像を形成するため作像ユニット１１０とトナー補給ユニット１４０とを複数備える。画像形成部は後に一例を挙げて説明するように記録方式として電子写真方式のものでもよいし、インクジェット方式など他の記録方式のものでもよい。

図示の例は、電子写真方式の例であり、奥側脱着ユニットとして感光体、現像装置、クリーニング装置などを一体に脱着可能な作像ユニット１１０を備えている。この作像ユニット１１０より上方には、書込ユニット９や読取装置１０が配置されている。画像形成装置１００の天板上にはＡＤＦ１２０や操作パネル１３０も配置されている。そして、トナー補給ユニット１４０を、装置内におけるセット位置から引き出し、また、このセット位置に挿入が可能なように支持するユニット支持手段としてスライドレールを備えている。

図１（ｂ）に示すように、トナー補給ユニット１４０は前面板１４１を備え、この前面板１４１の下方もそれぞれ水平に引出、挿入可能なユニットが配置されている。トナー補給ユニット１４０の下方は中間転写ベルトなどを保持するユニットの前面板１２１、反転装置ユニットの前面板１２２、二段の給紙カセットの前面板１２３である。

図２は、画像形成装置１００の内部構造の一例の概略構成を示す正面図である。この画像形成装置１００は、４つの作像ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋが並列に配置された画像形成部１を有している。各作像ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、潜像担持体であるドラム状の感光体２１Ｙ，２１Ｍ，２１Ｃ，２１Ｋを備えた潜像担持体モジュールである感光体モジュール２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと、帯電装置を備えた帯電モジュール３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋと、２成分現像方式の現像装置４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋと、ドラムクリーニング装置を備えたクリーニングモジュール５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋとを共通のユニット枠体で支持したものである。これらの作像ユニット１１０Ｙ，１１０Ｍ，１１０Ｃ，１１０Ｋは、いわゆるプロセスカートッジあるいは感光体ユニットとも呼ばれ、それぞれ個別に画像形成装置本体に対して脱着可能な構成になっている。

画像形成部１の上方には、潜像形成手段としての書込ユニット９が設けられている。また、装置上部には、コンタクトガラス上に載置された原稿を走査して読み取る読取装置１０が設けられている。画像形成部１の下方には、被転写体である中間転写体としての中間転写ベルト１５を備えた転写ユニット２が設けられている。中間転写ベルト１５は、複数の支持ローラに掛け渡されており、図中時計回り方向に無端移動する。転写ユニット２の下方には二次転写装置４が設けられている。二次転写装置４は、二次転写ローラ１７を備えており、二次転写ローラ１７は、中間転写ベルト１５における転写対向ローラ１６に対する掛け回し箇所にベルトおもて面から当接して二次転写ニップを形成している。二次転写ローラ１７には電源によって二次転写バイアスが印加されている。また、転写対向ローラ１６は、電気的に接地されている。これにより、二次転写ニップ内に二次転写電界が形成される。二次転写装置４の図中左方には、用紙上に転写されたトナー像を定着するために、内部に発熱体を備えた加熱ローラを有する定着ユニット７が設けられている。また、二次転写装置４と定着ユニット７との間には、トナー像転写後の用紙を定着ユニット７へと搬送する搬送ベルト６が設けられている。また、装置下方には、さらに下方に配置されている給紙収容部から１枚ずつ分離して給送された用紙を二次転写装置４へ給紙する給紙ユニット３が設けられている。また、定着ユニット７を通過した用紙を機外または両面ユニット５へ搬送する排紙ユニット８が設けられている。

図３はスライドレールの説明図である。図３（ａ）は縮んだ状態の斜視図、図３（ｂ）は伸びた状態の斜視図である。左右のスライドレール１５０ａ、１５０ｂは画像形成装置本体に固定される外側のスライドレール１５１ａ、１５１ｂ（以下、固定スライドレールという）と、固定スライドレール１５１ａ、１５０ｂに移動自在に保持された内側のスライドレール１５２ａ、１５２ｂ（以下、移動スライドレールという）とを有する構成となっている。移動スライドレール１５２にトナー補給ユニット１４０が固定され、移動スライドレール１５２が動くことで、トナー補給ユニット１４０が移動される。左右のスライドレールは添え字ａ、ｂを付して符号を区別している。左右同様の動きをするので、レールの動きの説明にあっては、以降、添え字ａを付した左側のレールについて説明する。

図４は基本構成を同じくする従来の画像形成装置１００における作像ユニット１１０の保守の説明図である。まず図４（ａ）に示すように、トナー補給ユニット１４０を矢印Ａで示すように装置手前側（前方）に引き出す。次に図４（ｂ）に示すように、トナー補給ユニット１４０をスライドレール１５０から取り外し、トナー補給ユニット１４０を別の箇所、例えば床面上に置く。図４（ｃ）はトナー補給ユニット１４０をスライドレール１５０から取り外し状態トナー補給ユニット１４０より奥側に位置する内部構造を示す正面図である。作像ユニット１１０はＹ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ(シアン)、Ｋ（ブラック）の４色それぞれについて、個別に脱着可能に設けられている。例えばそれぞれ水平に引出挿入可能なスライドレール１５０で支持している。図中、符号１４１ａで示すのはセット位置にあるときのトナー補給ユニット１４０の上端位置、符号１４１ｂで示すのは同下端位置である。トナー補給ユニット１４０が引出状態でも、引出方向に直交する方向でセット位置におけるのと同じ位置を取ると、作像ユニット１１０が引出にあたって接触してしまう。これを避けるために、トナー補給ユニット１４０をスライドレール１５０から取り外して床面上に置くなどの手間が生じ、作像ユニット１１０の例えば交換といった保守作業をその分、煩雑にしていた。

図５は本実施例におけるトナー補給ユニット１４０の支持手段の説明図である。本実施形態では、引き出された状態で引き出し方向に直交する方向において、セット位置とは異なる変位位置を取り得るように支持する。具体的には、トナー補給ユニット１４０の奥側に配置され、トナー補給ユニット１４０の引出方向へ脱着可能な奥側脱着ユニットである作像ユニット１１０の脱着中に接触しない位置である、鉛直方向下方に退避した位置できるようになっている。

具体的には、図５（ａ）の斜視図に示すように、本実施形態におけるスライドレール１５０の移動スライドレール１５２ａ、１５２ｂは内側側面にそれぞれ２本のピン１５３ａ、１５３ｂが装着されている。そして、図５（ｂ）のトナー補給ユニット１４０の斜視図に示すように、トナー補給ユニット１４０の左右それぞれの側面には、鉛直方向に対し上側が装置手前側に位置するように傾斜した直線状の前傾斜部１４２ａ，１４２ｂと、直傾線部の下端から装置奥側に延在する下直線部１４３ａ、１４３ｂとを有するガイド溝１４４ａ、１４４ｂが形成されている。図示の例では、下直線部１４３ａは、水平に直線状に伸びる。トナー補給ユニット１４０は装置本体に組付けられるとき、移動スライドレール１５２ａのピン１５３ａをガイド溝１４４ａに挿入されるように移動スライドレール１５２ａを取り付けた状態で固定スライドレール１５１ａを装置本体に固定するなどして組付けられる。

図５（ｃ）はガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａにピン１５３ａが位置するとき、トナー補給ユニット１４０に引き出す外力を加えた場合に、トナー補給ユニット１４０がピン１５３ａから受ける抗力Ｆ１を示すものである。抗力Ｆ１は鉛直方向で上向きの成分を有する。すなわち、このガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａとピン１５３ａとで、トナー補給ユニット１４０の引き出しでトナー補給ユニット１４０の移動のために作用する外力の一部を、トナー補給ユニット１４０の上方向への変位力に変換する変換機構を構成している。

図６はトナー補給ユニット１４０の引き出し動作の説明図である。図６（ａ）はセット位置にある状態であり、ピン１５３ａはガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａの上端に位置する。図６（ｂ）は矢印Ａ方向に外力を加えてトナー補給ユニット１４０を引出した状態であり、トナー補給ユニット１４０全体が本体から引き出されている。この状態ではピン１５３ａはガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａの上端に位置している。図６（ｃ）は移動スライドレール１５２ａの固定スライドレール１５１ａに対する引出限界まで来た後もトナー補給ユニット１４０に引き出す向きの外力を加えつづけると、図５（ｃ）の変換機構の機能によりトナー補給ユニット１４０が矢印Ｃ方向へ上昇する。そして、さらにトナー補給ユニット１４０を引くのに伴い、図６（ｄ）に示すようにピン１５３ａがガイド溝１４４ａの下直線部１４３ａにいたり、その下直線部１４３ａを奥側端に向かって移動ししながらトナー補給ユニット１４０が上方及び前方へ移動する。そして、ピン１５３ａがガイド溝１４４ａの下直線部１４３ａの奥側端に到達してトナー補給ユニット１４０の移動が完了する。

図７は作像ユニット交換及びその後のトナー補給ユニット１４０の押し込み動作の説明図である。図７（ａ）に示すように、図６を用いて説明したトナー補給ユニット１４０の引出の完了で、作像ユニット１１０を矢印Ｂで示すように、前方から取り出す空間が確保できる。すなわち、この引出完了後のトナー補給ユニット１４０の変位位置は、作像ユニット１１０が脱着中に接触しない位置である。作像ユニット１１０の交換後、トナー補給ユニット１４０を戻す場合、図７（ｂ）で矢印Ｄで示すように外力を加えてトナー補給ユニット１４０を奥側に押し込み、画像形成装置内へのトナー補給ユニット１４０の挿入を開始する。

まず図７（ｃ）に示すように、トナー補給ユニット１４０に矢印Ｄで示す外力を加えると、移動スライドレール１５２ａが固定スライドレール１５１ａ側に後退しはじめる前に、トナー補給ユニット１４０が奥側に移動しピン１５３ａがガイド溝１４４ａの下直線部１４３ａ内を移動し前傾斜部１４２ａに至る。この段階までの移動スライドレール１５２ａの後退を規制するためには移動スライドレール１５２ａの引出限界から移動スライドレール１５２ａを奥側に戻す際に固定スライドレール１５１ａとの間にある程度の抵抗を係るようにしておくとよい。ピン１５３ａがガイド溝１４４ａの前傾斜部内に至ると、矢印Ｅで示すようにトナー補給ユニット１４０が降下しながら奥側に移動し、図７（ｄ）に示すように、ガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａの上端にピン１５３ａが位置し、さらに矢印Ｄで示す外力をかけ続けることでトナー補給ユニット１４０が画像形成装置１００内に挿入されていく。

以上、実施形態では、トナー補給ユニット１４０が前方に有り、作像ユニット１１０が後方に位置構成で、トナー補給ユニット１４０は、スライドレール１５０に装着されており、前方に移動するスライドレールによる移動終了後、トナー補給ユニット１４０は、下方に移動することが可能な構成を有している。そして、下方への移動量は、作像ユニット１１０を前に移動させたときに、接触しない距離以上とする。よって、作像ユニット１１０を外すのに、トナー補給ユニット１４０の位置を、作像ユニット１１０の取り出し範囲から、移動させることで、トナー補給ユニット１４０を外さずに、作像ユニット１１０を外すことができるので作像ユニット１１０の交換性を良くすることができる。

〔変形例１〕
図８は変形例の説明図である。変形例に係るトナー補給ユニット１４０は図８（ａ）に示すように、ガイド溝１４４ａの前傾斜部１４２ａの下端から装置奥側に延びる溝部分が先端ほど高い位置を取る下逆傾斜部１６３ａになっている。トナー補給ユニット１４０の右側面のガイド溝１４４ａも同様である。トナー補給ユニット１４０の引き出し動作で、移動スライドレール１５２ａのピン１５３ａからの抗力を前傾斜部１４２ａが受けながらトナー補給ユニット１４０が上昇し、ピン１５３ａが前傾斜部１４２ａの下端に達したとき、さらにトナー補給ユニット１４０を引っ張ることで、移動スライドレール１５２ａのピン１５３ａがガイド溝１４４ａの下逆傾斜部１６３ａに沿うことで、トナー補給ユニット１４０が多少降下して上方前方への移動が終了する。

この移動終了の状態で、図８（ｂ）に示すように下逆傾斜部１６３ａの上端にピン１５３ａが位置することになる。よって、トナー補給ユニット１４０は手を放しても、きちんと保持される。しかも、サービスマンが誤動作で、トナー補給ユニット１４０に押し込む方向の力を加えても、その力が、下逆傾斜部１６３ａの下端にピン１５３ａが位置するまでトナー補給ユニット１４０を上昇させ得るほどに加えられないかぎり、トナー補給ユニット１４０が装置奥側に移動することはない。つまり、ロック機構として機能する。このため、サービスマンの誤動作などではトナー補給ユニット１４０が動かずサービスマンの安全性が確保される。

〔変形例２〕
図９は、他の変形例の説明図である。この変形例は、衝撃緩和機構（速度緩和装置）を備えている。トナー補給ユニット１４０が重いので、トナー補給ユニット１４０を押し込んだ際、ガイド溝１４４の前傾斜部１４２で、急激に落下する虞がある。トナー補給ユニット１４０が落下方向に対してのみ、ダンパー効果が働く衝撃緩和機構を設け、急激な落下を防ぎ、サービスメンテナンス時の安全性を確保するものである。

図９（ａ）に示すように、移動スライドレール１５２ａ、１５２ｂの内側側面に、トナー補給ユニット１４０が落下する回転方向のみ、ダンパー効果が働く歯車付きのディスクダンパー１６０ａ、１６０ｂを設ける。一方、図９（ｂ）に示すように、トナー補給ユニット１４０の左右の側面それぞれに、歯車付きのディスクダンパー１６０ａ、１６０ｂがかみ合うラック機構をもった溝を設ける。この図のガイド溝１６１ａは下直線部が下逆傾斜部１６３ａを採用している。図１０は衝撃緩和機構の動作の説明図である。トナー補給ユニット１４０の押し込みの矢印Ｄで示す外力及び矢印Ｅの自重でトナー補給ユニット１４０が降下しているとき、ダンパー効果が働き、急激な落下を防ぐ。

〔変形例３〕
図１１は更に他の変形例の説明である。この変形例では、トナー補給ユニット１４０を容易に引き出せるように、折り畳み式の取手１７０ａ、１７０ｂが、トナー補給ユニット１４０の左右の側面それぞれに設けられている。図１１（ａ）は取手１７０ａが開いた状態を示す斜視図、図１１（ｂ）が折り畳まれた状態の斜視図である。折り畳み式にすることで、トナー補給ユニット１４０の挿入時に折りたたんだ状態を取らせることができ、機械の小型化を図れる。

〔変形例４〕
図１２は更に他の変形例の説明図である。トナー補給ユニット１４０と作像ユニット１１０とスライドレール１５０の位置関係によっては、下方にトナー補給ユニット１４０をさげても良い。図１２の変形例は、このような位置関係の場合のトナー補給ユニット１４０保持構造例である。奥側脱着ユニットとしての作像ユニット１１０が、これまで図示した例に比して上方に位置している。図１２（ａ）はトナー補給ユニット１４０の引き出し開始時の状態の説明図、図１２（ｂ）はトナー補給ユニット１４０の引き出し完了時の説明図、図１２（ｃ）はトナー補給ユニット１４０の左右の側面それぞれに形成する溝の説明図である。このガイド溝１８０は上直線部１８３、上直線部１８３の前方端から下端側が装置前側に位置するように傾斜した後傾斜部１８１、後傾斜部の下端から装置前方に延在する下直線部１８２とを備えている。

以上の実施形態では、ガイド溝１４４、１８０とピン１５３とで、変換機構を構成したが、これに限らず他の変換機構を採用することもできる。また、装置手前側に位置する引出ユニットとしてのトナー補給ユニット１４０に対し装置奥側に位置するのが作像ユニット１１０であったが、これにかぎらない。図の例では書込ユニット９を装置上方から出し入れするようにしているが、これも装置手前から出し入れするようにしてもよい。その場合トナー補給装置の移動量は、書込ユニット９の脱着に邪魔にならない変位位置まで移動できるものに設定する。各側装置は脱着でないものであってもよい。引出ユニットを引出し方向と直交する方向に変位することにより、奥側の装置の保守をしやすくできる。さらに、装置前面に位置する引出ユニットはトナー補給ユニット１４０にも限られない。

１ ：画像形成部
２ ：転写ユニット
３ ：給紙ユニット
４ ：二次転写装置
５ ：両面ユニット
６ ：搬送ベルト
７ ：定着ユニット
８ ：排紙ユニット
９ ：書込ユニット
１０ ：読取装置
１５ ：中間転写ベルト
１６ ：転写対向ローラ
１７ ：二次転写ローラ
２０ ：感光体モジュール
２１ ：感光体
３０ ：帯電モジュール
４０ ：現像装置
５０ ：クリーニングモジュール
１００ ：画像形成装置
１１０ ：作像ユニット
１２０ ：ＡＤＦ
１２１ ：前面板
１２２ ：前面板
１２３ ：前面板
１３０ ：操作パネル
１４０ ：トナー補給ユニット
１４１ ：前面板
１４２ ：前傾斜部
１４２ａ ：前傾斜部
１４２ｂ ：前傾斜部
１４３ａ ：下直線部
１４３ｂ ：下直線部
１４４ ：ガイド溝
１４４ａ ：ガイド溝
１４４ｂ ：ガイド溝
１５０ ：スライドレール
１５１ ：固定スライドレール
１５２ ：移動スライドレール
１５３ ：ピン
１６０ ：ディスクダンパー
１６１ ：ガイド溝
１６３ ：下逆傾斜部
１７０ ：取手
１８０ ：ガイド溝
１８１ ：後傾斜部
１８２ ：下直線部
１８３ ：上直線部
Ｆ１ ：抗力

特開２０１２－５８４３０号公報

Claims (8)

1. セット位置に対する引き出し及び挿入が可能なように引出ユニットを支持するユニット支持手段を備えた画像形成装置において、
   前記引出ユニットの奥側に配置され、前記引出ユニットの引出方向へ脱着可能な奥側脱着ユニットを備え、
   前記ユニット支持手段は、引き出された状態で引き出し方向に直交する方向において、前記セット位置とは異なる変位位置を取り得るように前記引出ユニットを支持し、
   前記変位位置は、前記奥側脱着ユニットが脱着中に接触しない位置であることを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記引出ユニットは画像形成物質の補給ユニットであり、前記奥側脱着ユニットは前記画像形成物質を用いて画像を形成する画像形成部の少なくとも一部の構成要素を含むユニットであることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成部と前記補給ユニットとを複数備え、前記引出ユニットは複数の補給ユニットを保持することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記変位位置は前記セット位置と鉛直方向で異なる位置であり、
   前記引出ユニットの自重による降下に対する速度緩和装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. セット位置に対する引き出し及び挿入が可能なように引出ユニットを支持するユニット支持手段を備えた画像形成装置において、
   前記ユニット支持手段は、引き出された状態で引き出し方向に直交する方向において、前記セット位置とは異なる変位位置を取り得るように前記引出ユニットを支持し、
   前記変位位置は前記セット位置と鉛直方向で異なる位置であり、
   前記引出ユニットの自重による降下に対する速度緩和装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記引出ユニットを引き出し状態で、引出方向での移動をロックするロック機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記引出ユニットは取手を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７の何れか一に記載の画像形成装置において、
   前記ユニット支持手段は、前記引出ユニットの引き出しと、挿入の少なくとも一方で前記引出ユニットの移動のために作用する外力の一部を、前記直交する方向おける前記引出ユニットの変位力に変換する変換機構を備えることを特徴とする画像形成装置。

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