JP3714161B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図１９は従来のプリンタ装置（画像形成装置）の概観斜視図である。同図において、プリンタ装置１は装置本体上部であるルーフ２と装置本体下部３で構成されている。ルーフ２には、その上面に用紙が排紙される排紙口５、及び排紙された用紙が積載される排紙トレイ６が設けられ、装置本体下部３には、その前面に開閉可能なフロントカバー７及び装置本体下部３より着脱自在の用紙カセット８が配設され、その右側面に装置本体下部３に収納可能なＭＰＦトレイ９（マルチペーパーフィーダー：汎用給紙トレイ）が配設され、その上面右側にプリンタ装置１への情報入力やプリンタ装置１の状態表示を行う操作表示部４が設けられている。
【０００３】
このプリンタ装置１において、ジャム処理やメンテナンス等の作業を行う際には、回転軸Ａを中心に、ルーフ２を矢印Ｂ方向に開成する。図２０は、上述のプリンタ装置１を開成した際の断面構成を示し、またその内部構造を示す。同図に示すように、プリンタ装置１は、着脱自在の用紙カセット８、この用紙カセット８内に積載収納された用紙を順次給送する給紙ロール１２、給送されてきた用紙を一旦待機させ所定のタイミングで画像形成ユニット１１へ送り出す待機ロール対１３、トナー像を用紙上に定着させる定着器１４、定着済みの用紙を装置外へ排出する排紙ロール対１８（駆動ロール１８ａ及び従動ロール１８ｂ）、及びプリンタ装置１への各種設定や状態表示等を行う前述の操作表示部４を備える。
【０００４】
また、画像形成ユニット１１において、帯電器２５は感光体ドラム２３の周表面を一様な電荷に帯電させ、印字ヘッド２６は、印刷データに基づいて、感光体ドラム２３の周面に選択的に露光を行い、その露光による低電位部を形成し、初期帯電電位と露光低電位部からなる静電潜像を感光体ドラム２３周面上に記録する。現像器２７は、現像ロール２７ａを介して内部のトナーを感光体ドラム２３の低電位部に転移させ、静電潜像を顕像化（現像）する。転写器２８は搬送されてくる用紙の紙面に感光体ドラム２３上のトナー像を逆極性の電界によって転写する。
【０００５】
尚、画像形成ユニット１１の内、感光体ドラム２３、帯電器２５、現像器２７、転写器２８、クリーナ２４、等については装置本体下部３に備えられ、印字ヘッド２６は装置本体上部であるルーフ２に備えられている。
ここで、ルーフ２は装置本体下部３に対しヒンジ部１５を支点に矢印Ｂ方向へ開閉自在に構成される。このとき、上述の印字ヘッド２６及び従動ロール１８ｂはルーフ２と一体となって開閉される。同図中の実線に示すルーフ２は閉成状態を示し、点線に示すルーフ２は開成状態を示す。
【０００６】
一方、画像形成ユニット１１の大部分は、装置本体下部３に対し着脱自在なカートリッジＣを構成し、これは感光体ドラム２３及びクリーナ２４等が一体化されてなる第１のカートリッジＣ１と、現像器７等が一体化されてなる第２のカートリッジＣ２とに分割及び合体が可能であり、これらカートリッジＣ１、Ｃ２はルーフ２を開成した状態で装置本体下部３の所定の装着部に対し着脱自在となり、例えば、感光体の劣化やトナーの消耗等により、これらカートリッジの交換や消耗品の補給等の保守点検作業等のメンテナンスが行われる。
【０００７】
また、今日、カラープリンタ装置（カラー画像形成装置）が広く使用され、カラー印刷の方式も各種方法が採用されている。例えば、一つの感光体ドラムの周面近傍に複数の現像器を配設し、順次ドラム面にトナー像を形成する方式がある（（イ）の方式）。また、ドラム状の中間転写媒体を使用する方式もあり（（ロ）の方式）、更には複数の画像形成ユニットを所定方向に配設し、用紙に直接トナー像を形成する方式（いわゆるタンデム方式）も存在する。
【０００８】
この中で上記（イ）の方式では形状の大きな感光体ドラムを使用する必要があり、印刷速度が低下する。また、（ロ）の方式では中間転写媒体を使用するため、形状が大きくなる。そこで、印刷速度が優れ、形状の面でも問題が少ないタンデム方式のカラープリンタが有望である。そして、この方式のプリンタ装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニットを使用する。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記画像形成ユニット１１は、消耗品であり、定期的に交換する必要がある。この場合、上記従来の画像形成装置では、例えば上記画像形成ユニット１１を構成する第１のカートリッジＣ１のみを交換する場合でも（カートリッジＣ２とは寿命が異なるので）、まず、上記画像形成ユニット１１を（カートリッジＣ１、Ｃ２が合体した状態のまま）装置本体から取り外し、これをカートリッジＣ１とＣ２とに分割し、このうちカートリッジＣ２を残し、これと新品のカートリッジＣ１とを合体させて成る画像形成ユニット１１を、装置本体に装着するという手間が掛る作業が必要であった。特に、タンデム方式のカラープリンタの場合、４個の画像形成ユニットを使用する為、非常に手間が掛かっていた。
【００１０】
また、カートリッジＣ１及びＣ２は内部に廃トナーを有するので、カートリッジＣ１、又はＣ２の交換に際してはトナーの飛散を防止する必要もある。また、カートリッジの交換操作によってカートリッジの一部が機体に接触するような交換構造も避けなければならない。
【００１１】
本発明の課題は、メンテナンス作業を効率良く行え、更に交換作業の際にトナー回収機構を備える画像形成ユニットを簡単／確実に構成でき、更にカートリッジの交換に際してトナーの飛散を防止し、カートリッジの一部を破損することのない画像形成装置を提供することである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記課題は請求項１記載の発明によれば、装置本体が開閉自在に上部機体と下部機体に分割され、開成時に該上部機体に、装置の構成の一部がユニット化されて成る画像形成ユニットを構成する第１の副ユニットと第２の副ユニットを挿脱可能な画像形成装置において、前記画像形成装置本体は、前記第１の副ユニット、第２の副ユニットを各々独立に略水平方向に挿脱させる副ユニット挿脱手段を備え、前記第１の副ユニットは第１の連結手段を備え、前記第２の副ユニットは第２の連結手段を備え、該第１の副ユニットと第２の副ユニットとは該第１の連結手段と第２の連結手段とにより相互の連結／連結解除を可能とすると共に該相互連結時に廃トナー回収手段を構成するものであって、前記第２の副ユニットの有する第２の連結手段は、前記第１の副ユニットの第１の連結手段と連結する連結位置と、該第１の連結手段との連結が解除されると共に第１の副ユニットを前記略水平方向に挿脱可能にする連結解除位置とに回動可能であり、連結位置方向に付勢する手段を備える画像形成装置を提供することによって達成できる。
【００１３】
上記画像形成装置は、画像形成ユニットを構成する第１の副ユニットと第２の副ユニットを、各々別々に略水平方向に挿脱可能とする構成を有する。ここで、画像形成ユニットは、第１の副ユニットにおいて印刷後に不要なトナーを除去した廃トナーを、第１の副ユニットから第２の副ユニットに搬送して回収させる廃トナー回収機構を有し、第１の副ユニットと第２の副ユニットを別々に装置本体に挿入した後、特に第１の副ユニットから第２の副ユニットに廃トナーを渡す搬送路を開くことで廃トナー回収機構の機能を確立させる必要がある。上記画像形成装置によれば、第１の連結手段と第２の連結手段とにより、簡単な操作により第１の副ユニットと第２の副ユニットとを相互に連結させることができ、更にこれに伴って上記搬送路が開き廃トナー回収機構が構成されるようになっている。
【００１４】
これにより、メンテナンス作業を効率良く行え、更に交換作業の際にトナー回収機構を備える画像形成ユニットを簡単／確実に構成できる。
そして、前記第２の副ユニットの第２の連結手段を連結位置方向に常時付勢する力が働いているので、第１の連結手段と第２の連結手段の連結を解除し、第２の連結手段を解放する際解放方向に強い力が働くことがなく、トナーの飛散を防止する。
【００１９】
請求項４記載の発明は、上記請求項３記載の発明において、前記第２の連結手段は前記嵌合部の回動を阻止する第１のロック手段を備え、前記第１の連結手段は該第２の連結手段との連結によって該第１のロック手段によるロックを解除する第１のロック解除手段を有する構成である。
【００２４】
また、第１の副ユニット、又は第２の副ユニットを装置に装着した後、上記付勢力により必ず第２の連結手段は上記第１の連結手段との連結位置に戻るので、第２の副ユニットに設けられた第２の連結手段が装置から突出し、例えば上部機体を閉成する際、破損することがない。
【００２５】
請求項２記載の発明は、上記請求項１記載の発明において、前記第１の副ユニットは少なくとも像担持体と、印刷後に該像担持体上に残留するトナーを除去するトナー除去手段を有し、前記第１の連結手段は、該トナー除去手段により得られた廃トナーを排出する廃トナー排出口と、該廃トナー排出口を開閉する第１のシャッターを有する構成である。
【００２６】
請求項３記載の発明は、上記請求項１または２記載の発明において、前記第２の連結手段は、前記第１の副ユニットの廃トナー排出口より排出される廃トナーを受け取る廃トナー受取口と、該廃トナー受取口を開閉する第２のシャッターと、前記第１の連結手段と嵌合する嵌合部と、該嵌合部を回動操作させる操作部とを有し、前記第２の副ユニットは前記廃トナー受取口より受け取った廃トナーを搬送し蓄積する廃トナー搬送・蓄積手段を有し、該廃トナー搬送・蓄積手段と前記第１の連結手段と第２の連結手段とにより前記廃トナー回収手段が構成され、前記嵌合部が第１の連結手段と嵌合した後該操作部の操作により該嵌合部が回動すると前記第２のシャッターが開くと共に該嵌合部に連動して前記第１の連結手段が回動して前記第１のシャッターが開く構成である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら説明する。
＜第１の実施形態＞
図１は、本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。また、本例の画像形成装置は両面印刷用のプリンタである。同図において、プリンタ装置３１は、不図示のケーブルによってパーソナルコンピュータ等のホスト機器に接続されている。
【００２８】
プリンタ装置３１は装置本体上部３２と装置本体下部３３によって構成され、装置本体上部２にはオペレーションパネル３４が配設され、またその上面には印字用紙の排紙部３５も形成されている。オペレーションパネル３４は複数のキーが配設されたキー操作部３４ａと、不図示のＣＰＵから出力される表示情報に基づき表示を行う液晶ディスプレイ３４ｂで構成されている。また、排紙部３５には、排紙ロール３６の回動によって後述する画像形成ユニットにより作成された印刷出力が排出され、排紙部３５上に順次積載される。
【００２９】
また、装置本体下部３３には、不図示の両面印刷用搬送ユニットや給紙カセットが配設され、例えばプリンタ装置３１の側面に設けられた不図示の蓋を開放することによって、不図示の両面印刷用搬送ユニットを着脱できる構成である。また、装置本体下部３３には、その前面に開閉可能なフロントカバー３７及び装置本体下部３３より着脱自在な給紙カセット３８が設けられ、例えばフロントカバー３７はジャム処理やメンテナンス等において開放される。
【００３０】
また、装置本体下部３３の右側面には、ＭＰＦトレイ（マルチペーパーフィードトレイ）の装着部３９、及びカバー４０が設けられている。但し、図１において上記装着部３９にＭＰＦトレイは装着されていない。また、カバー４０は用紙搬送路確認用のカバーであり、本形態ではこのカバー４０を開放して、用紙詰まり等のメンテナンスを行う。
【００３１】
図２は上記フロントカバー３７及びカバー４０を開放した状態を示すプリンタ装置３１の外観図である。また、本例のプリンタ装置３１の最下段には前述のように給紙カセット３８が収納され、給紙カセット３８に用紙を補給する際、例えば取手３８ａを手前に引くことによって、給紙カセット３８を矢印方向に引き出すことができる。
【００３２】
図３は上記外観を有するプリンタ装置３１の内部構成を説明する断面図である。同図において、プリンタ装置３１は画像形成部４１、両面印刷用搬送ユニット４２、及び給紙部４３で構成されている。ここで、画像形成部４１は４個の画像形成ユニット４４〜４７を矢印方向に並設した構成であり、同図の紙面右側から左側に向かってマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の順に配設されている。また、この中のマゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の画像形成ユニット４４〜４６は減法混色によりカラー印刷を行う構成であり、ブラック（Ｋ）の画像形成ユニット４７はモノクロ印刷に使用する。
【００３３】
ここで、上記各画像形成ユニット４４〜４６はそれぞれドラムセットＣ１とトナーセットＣ２で構成され、現像容器に収納された現像剤（の色）を除き同じ構成である。したがって、イエロー（Ｙ）用の画像形成ユニット４６を例にして構成を説明する。ドラムセットＣ１には感光体ドラム５０、帯電器５１ａ、クリーナ５１ｅ等が収納され、またドラムセットＣ１の上方には印字ヘッド５１ｂが配置されている。トナーセットＣ２には現像ロール５１ｃやトナーが収納されている。また、トナーセットＣ２には、後述する可動連結機構が設けられており、これによってドラムセットＣ１の挿脱を邪魔することなく、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２とを確実に連結させて後述する廃トナー回収機構を有する画像形成ユニットを構成することができる。これについては後に詳細に説明する。
【００３４】
感光体ドラム５０は、その周面が例えば有機光導電性材料で構成され、感光体ドラム５０の周面近傍には、帯電器５１ａ、印字ヘッド５１ｂ、現像ロール５１ｃ、転写器５１ｄ、クリーナ５１ｅが順次配設されている。感光体ドラム５０は矢印方向に回動し、先ず帯電器５１ａからの電荷付与により、感光体ドラム５０の周面を一様に帯電する。そして、印字ヘッド５１ｂからの印字情報に基づく光書き込みにより、感光体ドラム５０の周面に静電潜像を形成し、現像ロール５１ｃによる現像処理によりトナー像を形成する。この時、感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、現像容器５１ｃに収納したイエロー（Ｙ）色のトナーによる。このようにして感光体ドラム５０の周面に形成されるトナー像は、感光体ドラム５０の矢印方向の回動に伴って転写ロール５１ｄの位置に達し、感光体ドラム５０の直下を矢印方向に移動する用紙に転写される。
【００３５】
また、上記各画像形成ユニット４４〜４６を構成するドラムセットＣ１（第１の副ユニット）、トナーセットＣ２（第２の副ユニット）は、それぞれ装置本体に対し着脱自在に構成される。これは、ユニット装着部６３により各々独立に挿脱自在となるものであり、ユニット装着部６３は、その一部に、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２を、それぞれ、略水平方向にスライドさせつつ挿脱させる為のレール形状を有している。また、印字ヘッド５１ｂは、位置的に、ユニット装着部６３内部の空間に配置されている。
【００３６】
一方、用紙の搬送は、前述の給紙部４３を構成する給紙カセット３８、待機ロール５２、搬送ベルト５３、駆動ロール５４等で構成され、給紙コロ５５の回動によって給紙カセット３８から搬出された用紙は、待機ロール５２まで送られ、更にトナー像に一致するタイミングで搬送ベルト５３上に送られ、各転写部５１ｄに達する。そして、各転写部５１ｄにおいてトナー像が転写され、トナー像が転写された用紙は搬送ベルト５３の移動に従って、搬送ベルト５３上を矢印方向に移動し、定着ユニット５６において熱定着処理が施される。
【００３７】
また、用紙の上面には、上記イエロー（Ｙ）のトナー像のみならず、ドラムセットＣ１によって転写されたマゼンダ（Ｍ）、及びシアン（Ｃ）のトナー像も転写され、前述の減法混色に従った色の印刷が行われる。
尚、上述の用紙は給紙カセット３８から搬出される用紙のみならず、ＭＰＦトレイ３９’から供給される用紙も含まれ、この場合には用紙は給紙コロ３９ａによって搬入され、前述の経路によって印刷処理が行われる。
【００３８】
また、上記定着ユニット５６は熱ロール５６ａ、５６ｂ、及びクリーニングロール５６ｃで構成され、用紙が上述の熱ロール５６ａと５６ｂ間を挟持搬送される間、用紙に転写された例えば複数色のトナー像は溶融して用紙に熱定着する。また、クリーニングロール５６ｃは熱ロール５６ａ周面に離型性オイルを塗布すると共に熱ロール５６ａに残るトナーを除去する機能を有する。尚、定着ユニット５６によってトナー像が定着された用紙は切換板６１を介して上方、又は紙面左方向に搬送される。
【００３９】
一方、両面印刷用搬送ユニット４２は装置本体に対して着脱自在に構成され、本例のプリンタ装置３１によって両面印刷を行う際装着するユニットであり、内部に複数の搬送ロール６０ａ〜６０ｅが配設されている。両面印刷の場合には、上記切換板６１によって一旦上方に用紙が送られ、例えば用紙の後端が搬送ロール６２に達した時、用紙の搬送を停止し、更に用紙を逆方向に搬送する。この制御によって、用紙は点線で示す位置に設定された切換部６１の左側を下方に搬送され、両面印刷用搬送ユニット４２の用紙搬送路に搬入され、搬送ロール６０ａ〜６０ｅによって用紙が送られ、待機ロール５２に達し、前述と同様トナー像と一致するタイミングで転写部に送られ、トナー像が用紙の裏面に転写される。
【００４０】
尚、図３には、装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し略水平に開閉するための機構の一部であるＦＲフレーム（カラープリンタ３１の左右にそれぞれ設けられるＦＲフレーム６５ａ、６５ｂ）の位置のみを示している。
本例のプリンタ装置３１においては、装置本体上部３２を装置本体下部３３に対し略水平に開閉して、メンテナンス作業等を行う。
【００４１】
図４は、装置本体上部３２を開成した状態を示す図である。同図に示すように、装置本体上部３２は、装置本体下部３３に対し略水平を保ったまま開成される。よって、開成時には、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２は、略水平方向で抜き差し可能となる。
【００４２】
これにより、ドラムセットＣ１を交換する場合には、図５に示すようにドラムセットＣ１を手前に抜き出し、新たなドラムセットＣ１を挿入する。また、トナーセットＣ２を交換する場合も同様に、図６に示すようにトナーセットＣ２を手前に抜き出し、新たなトナーセットＣ２を挿入する。したがって、本例によればドラムセットＣ１やトナーセットＣ２の交換を容易に行うことができる。
【００４３】
このように、本実施形態の画像形成装置においては、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２をそれぞれ独立に装置本体に挿脱可能となる。これによって、例えばトナーセットＣ２を交換する際にはトナーセットＣ２のみを取り外して交換すればよくなり、従来のような余計な手間が掛ることがなくなり、メンテナンス等の作業効率の向上が図れる。
【００４４】
ところで、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２が、各々独立に交換可能であっても、これらを個別に装置本体に挿入しただけでは画像形成ユニットは構成されない。ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入した状態で、両者を連結することで、画像形成ユニットが構成される。これは廃トナー回収機構に係わる。すなわち、画像形成ユニットは、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２とを相互に連結することで機能する廃トナー回収機構を備えており、この廃トナー回収機構により、ドラムセットＣ１は、クリーナ５１ｅ等により印刷後に感光体ドラム５０の周面上に残留するトナー（廃トナー）を取り除いた後、この廃トナーをトナーセットＣ２側に搬送して収容させることができる。よって、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入後、両者を連結することに加え、更に廃トナー回収機構を構成させる必要があるが、本例では、ドラムセットＣ１、トナーセットＣ２の各々が、相互に連結すると共に上記廃トナー回収機構を構成できる相互連結機構（ドラムセットＣ１側の構成を第１の連結部、トナーセットＣ２側の構成を第２の連結部と呼ぶ）を備える。相互連結機構は、ドラムセットＣ１及びトナーセットＣ２の構成上、図７等に示すように、その長手方向の両端のうちの一方に設けられており、更にトナーセットＣ２側の連結機構（以下、可動連結機構７０という）は、ドラムセットＣ１の挿脱の邪魔にならないように、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように可動式（回動自在）にする。
【００４５】
まず、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２を装置本体に挿入直後（または、ドラムセットＣ１やトナーセットＣ２を装置本体から抜き出すために両者の連結を解除したとき）は、図７（ａ）に示す状態になっている。トナーセットＣ２の可動連結機構７０は、回動連結部７１（ベアリング、リング等）によりトナーセットＣ２本体と回動自在（紙面、矢印で示す方向に回動自在）に連結されており、ドラムセットＣ１との連結を解除しているときには（バネ７６の付勢力により）図７（ａ）に示すようにドラムセットＣ１の挿脱の邪魔にならない位置にある（以下、開成位置という）。可動連結機構７０は、上記第２の連結部等を有し、第２の連結部は大別してＴＳシャッター操作部７２とジョイント部７３とより成る。例えば作業者等が手により上記バネ７６の付勢力に抗して可動連結機構７０を図７（ａ）に示す位置から図７（ｂ）に示す位置へ回動させると、ジョイント部７３がドラムセットＣ１のＤＳシャッター６９と嵌合する。この状態で更に作業者等が手によりＴＳシャッター操作部７２を時計廻り方向に約９０度程度廻すと、図７（ｃ）に示す状態となる。このようにすると、特に図示しないが、ＤＳシャッター及びＴＳシャッターが開き、ドラムセットＣ１側からトナーセットＣ２側へのトナー搬送路が開通する構成となっている。ドラムセットＣ１側で上記クリーナ５１ｅ等により得られた廃トナーは、ＤＳシャッター６９の排出口から排出され、この廃トナーはＴＳシャッターを通ってトナーセットＣ２側に渡り、更にトナー搬送チューブ７４内を通って、不図示のトナー回収袋まで搬送される。また、ドラムセットＣ１側には略1/4円形状のＵ字溝を有するガイド６４が設けられており、一方ＴＳシャッター操作部７２の構成の一部にはこのガイドのＵ字溝と掛合する掛合爪７２ａがあり、上記図７（ｂ）に示す状態からＴＳシャッター操作部を時計廻り方向に廻し始めると、掛合爪７２ａがＵ字溝に掛合しつつガイド６４に沿って（上記略 1/4円形に沿って）回動される。このように、ガイド６４によって、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２とを連結する際には正確な位置決めが行えるようになる。そして、ＴＳシャッター操作部７２を図７（ｃ）に示す位置まで廻すとロック状態となり、ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２とは確実に連結される。
【００４６】
尚、上記図７（ａ）〜図７（ｃ）、及び以下に説明する図８〜図１２に示すドラムセットＣ１とトナーセットＣ２は、特に図示／説明はしないが、装置本体のユニット装着部６３が有するレール形状部分に緩挿した状態となっている。すなわち、ドラムセットＣ１は、作業者等により、その突出部６６ａ及びＤＳステー６７がユニット装着部６３の有するレールに掛けられて、レール上を略水平方向に摺動しつつ挿入されている。トナーセットＣ２も同様に、作業者等がその突出部７５ａ、７５ｂをユニット装着部６３の有するレールに乗せて、突出部６６ａがレール上を略水平方向に摺動しつつ挿入されている。
【００４７】
図８は、図７（ａ）に示す状態における可動連結機構７０近辺の詳細な構成を示す斜視図である。
同図において、図７（ａ）〜図７（ｃ）において既に説明してあるものについては、同一符号を付してある。同図では、トナーセットＣ２の可動連結機構７０と、ドラムセットＣ１のＤＳシャッター６９について、特に詳細に図示し説明するものとする。
【００４８】
トナーセットＣ２の可動連結機構７０は、上記の通り、その筐体７５が、回動連結部７１（ベアリング、リング等）によりトナーセットＣ２本体と回動自在に連結されており、筐体７５の上面には第２の連結部が固定されており、第２の連結部は大別してＴＳシャッター操作部７２とジョイント部７３とより構成される。また、例えばシリコンチューブ等の変形可能なチューブの中に不図示のコイルが螺旋状に入っており、このコイルを回転させることによってトナーを搬送する構成のトナー搬送チューブ７４が、第２の連結部の下から回動連結部７１のリング内を通ってトナーセットＣ２本体内の不図示のトナー回収袋まで設けられている。
【００４９】
可動連結機構７０の第２の連結部において、ジョイント部７３は、図示のように外円筒部７３ａ、内円筒部７３ｂ、廃トナー受取口７３ｃ、ＴＳシャッター開口部７３ｄ、係合爪７３ｅ、及びＤＳシャッター・ロック解除部７３ｆより成る。外円筒部７３ａは、可動連結機構７０の筐体７５に固定されており、その一部に廃トナー受取口７３ｃが空けられており、この廃トナー受取口７３ｃはトナー搬送チューブ７４に対して開口している。また、内円筒部７３ｂにはＴＳシャッター開口部７３ｄが空けられており、後述する回動操作によりこのＴＳシャッター開口部７３ｄが廃トナー受取口７３ｃに対向する位置にくると、廃トナー受取口７３ｃが開いた状態となる。このように内円筒部７３ｂを回動させることによって廃トナー受取口７３ｃを空けたり閉じたりすることを、以後、ＴＳシャッターを開閉するという。内円筒部７３ｂは、ＴＳシャッター操作部７２と一体であり、例えば製造時には、ＴＳシャッター操作部７２と一体の内円筒部７３ｂを、外円筒部７３ａ内に挿入した後、係合爪７３ｅにより回動可能な状態で係合される。但し、図の状態では、後述するＴＳシャッターロック機構により、ＴＳシャッター操作部７２を廻そうとしても出来ないようになっている。ＤＳシャッター・ロック解除部７３ｆは、図８に示す状態から作業者等が手で可動連結機構７０を図９に示す位置まで回動させると、これに伴ってドラムセットＣ１の不図示のＤＳシャッター・ロックを解除できるような形状の切込みが、ジョイント部７３に設けられているものである。これについては、後に図１１を参照しながら説明する。
【００５０】
一方、ドラムセットＣ１のＤＳシャッター６９は、リブ６９ａ、ＴＳシャッター・ロック解除部６９ｂ、ＤＳシャッター開口部６９ｃ等より成り、更に不図示の突起部（後に、図１１で説明するＤＳシャッター・ロック機構に係わる突起部６９ｄ）を備える。尚、このＤＳシャッター６９に後述するストッパー６８を含めた構成を、第１の連結部と呼ぶものとする。
【００５１】
リブ６９ａは、可動連結機構７０を閉成する（図９の状態にする）ことでＤＳシャッター６９がジョイント部７３内に挿入されると、ジョイント部７３内に設けられる不図示の溝に嵌合する。これにより、リブ６９ａは、ＴＳシャッター操作部７２を廻すと一緒に廻されＤＳシャッター６９が回動する。また、特に図示していないがＤＳシャッター６９の内部にはドラムセットＣ１本体に固定された円筒が入っており、この円筒の下側には不図示の廃トナー排出口が空けられている。これより、リブ６９ａが廻されＤＳシャッター６９が回動することでそのＤＳシャッター開口部６９ｃが下側の位置すなわち廃トナー排出口に対向する位置まで移動すると、ドラムセットＣ１内にある廃トナーを外部に排出できる状態になる（以後、これをＤＳシャッター開の状態という。その反対にリブ６９ａを廻す前の状態はＤＳシャッター閉である）。
【００５２】
尚、図８の状態では、例えばリブ６９ａを手で掴んで回動させようとしても、後述するＤＳシャッター・ロック機構によって阻止される。ＴＳシャッター・ロック解除部６９ｂは、可動連結機構７０を閉成すると、後述するＴＳシャッターロック機構を解除する構成である。ＤＳシャッター６９は、図８ではＤＳシャッター閉の状態であり、廃トナーが廃トナー排出口から外にこぼれ落ちないようになっている。そして、可動連結機構７０を閉成してＴＳシャッター操作部７２が操作されると、上記の通りＴＳシャッター開となると共に連動してＤＳシャッター開となり、ドラムセットＣ１側からトナーセットＣ２側へトナーを搬送する搬送路が開通する構成となっている。尚、当然、廃トナー排出口は、ＤＳシャッター６９をジョイント部７３内に挿入したときに、廃トナー受取口７３ｃに対向する位置となるように設けられている。
【００５３】
図９は、図７（ｂ）に示す状態における可動連結機構７０近辺の詳細な構成を示す斜視図である。
図９に示す状態にすると、上述してあるようにＤＳシャッター・ロック及びＴＳシャッター・ロックは、自動的に解除される。これについては、以下、図１１、図１２を参照して詳細に説明するが、これによって、ＴＳシャッター操作部７２を廻すことが可能になる。また、図９に示す状態では、ＴＳシャッター操作部７２の掛合爪７２ａが、ガイド６４のＵ字溝に掛合可能な位置となっており、この状態からＴＳシャッター操作部７２を時計廻り方向に廻すと、掛合爪７２ａがガイド６４のＵ字溝に掛合しつつ、ＴＳシャッター操作部７２を（内円筒部７３ｂも含む）ガイド６４に沿って約９０度程度回動させることができ、これより図１０に示す状態になると、上記の通り、ＤＳシャッターとＴＳシャッターとが連動して開き、ドラムセットＣ１側からトナーセットＣ２側へトナーを搬送する搬送路が開通する。尚、図９に示す状態で作業者等が手を離すと、バネ７６の付勢力によって可動連結機構７０は開成する（図８に示す状態となる）。
【００５４】
図１１は、ＤＳシャッター・ロック解除方法を説明する為の図である。
ＤＳシャッター６９は突起部６９ｄを有し、この突起部６９ｄには通常時には同図（ａ）に示すようにストッパー６８が当接しており、これよりＤＳシャッター６９は時計廻り方向への回動を阻止されている（ロックされている）。尚、ＤＳシャッター６９は、不図示の機構により、同図（ａ）に示す状態から反時計廻り方向には回動できないようになっている。ストッパー６８は、紙面の上または下方向に外力（応力）が加わると曲り、外力を取り除くと元の状態に戻る（形状回復力をもつ）。そして、可動連結機構７０は閉成しようとする過程で、第２の連結部のＤＳシャッター・ロック解除部７３ｆが、ストッパー６８の下側から接触しつつ上方向への応力を与えるように構成されており、これによりストッパー６８は同図（ｂ）に示すように紙面の上方向に曲げられていき、ＤＳシャッターのロックが解除される。
【００５５】
また、同図（ｃ）には、同図（ｂ）におけるＤＳシャッターの断面図を示してある。同図（ｃ）には、図８で述べたＤＳシャッター６９の内部にある円筒７８と、この円筒７８の下側に空けられている廃トナー排出口７８ａが示されている。尚、図では、ＤＳシャッター６９と円筒７８とは離れているが、これは分りやすく示すためであり、ＤＳシャッター６９の内側と円筒７８の外側とは接しており、ＤＳシャッター６９は円筒７８に対し摺動するようにして回動する。
【００５６】
図１２は、ＴＳシャッター・ロック解除方法を説明する為の図である。
可動連結機構７０の第２の連結部のジョイント部７３には、同図（ａ）に示すように、ＴＳシャッター・ロック部材７７が設けられている。ＴＳシャッター・ロック部材７７は、例えば同図（ｂ）に示す形状であり、板バネ７７ａとこの板バネ７７ａの一端に設けられる突起部７７ｂとより成る。一方、ジョイント部７３には、同図（ａ）に示すように、内円筒部７３ｂの一部には、上記突起部７７ｂが挿脱可能で且つ上記ＤＳシャッター６９のＴＳシャッター・ロック解除部６９ｂが摺動しつつ挿脱可能な切込み部７３ｇが設けられている。これより、ジョイント部７３は、通常時（ＤＳシャッター６９を挿入していないとき）には、ＴＳシャッター操作部７２を廻そうとしても上記突起部７７ｂによって内円筒部７３ｂは回動できないようになっている。そして、ジョイント部７３にＤＳシャッター６９が挿入されると、ＤＳシャッター６９のＴＳシャッター・ロック解除部６９ｂが切込み部７３ｇに嵌挿しつつジョイント部７３内部に向かって摺動していく過程で、突起部７７ｂに突き当たるとこの突起部７７ｂを同図（ａ）に点線で示す位置まで押込む。これより、ＴＳシャッター・ロックは解除され、ＴＳシャッター操作部７２を廻す操作を行えるようになる。尚、その際、ＤＳシャッター６９も内円筒部７３ｂに連動して回動するので、ＴＳシャッター・ロック解除部６９ｂが内円筒部７３ｂの回動を邪魔することはない。また、ＴＳシャッター・ロック部材７７の板バネ７７ａは、形状回復力を有するので、ＤＳシャッター６９をジョイント部７３から抜き出せば、突起部７７ｂは元の位置に戻り、再びＴＳシャッターロック状態となる。
【００５７】
以上のように構成することによって、ドラムセットＣ１やトナーセットＣ２の交換作業を簡単に行うことができ、各セット間の連結を簡単／確実に行うこともできる。
＜第２の実施形態＞
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５８】
図１３は本実施形態を説明するトナーセットＣ２の要部を説明する斜視図である。尚、本例においても画像形成装置の基本構成は前述の図１乃至図６に示す構成であり、本例においてはＴＳシャッターを回動するための可動連結機構７０の構成が異なる。
【００５９】
前述のように可動連結機構７０は回動連結部７１によってトナーセットＣ２に接続され、図１３に示す矢印方向に回動可能に取り付けられている。また、前述のように可動連結機構７０にはＴＳシャッターを構成するＴＳシャッター操作部７２、ジョイント部７３、外円筒部７３ａ、内円筒部７３ｂ、廃トナー受取口７３ｃ、ＴＳシャッター開口部７３ｄ、係合爪７３ｅ等が形成され、ＤＳシャッター６９と係合する。また、本例の可動連結機構７０には後述する押圧部（プッシュ部）７０ａが設けられ、ＴＳシャッターをＤＳシャッター６９に押し込む際操作される。
【００６０】
図１４は上記可動連結機構７０を拡大して示す斜視図であり、上記押圧部（プッシュ部）７０ａを矢印Ａ方向から押すことによってＴＳシャッターをＤＳシャッター６９に押し込む構成である。また、押圧部（プッシュ部）７０ａの下方には所定の角度を有する当接部７０ｂが形成され、下方から（矢印Ｂ方向から）押圧部材が押圧する構成である。この押圧部材は前述の図１３に示す９０であり、押圧部材９０は下部機体３３の所定の位置に設けられている。
【００６１】
尚、上記当接部７０ｂの表面は滑らかに形成され、押圧部材９０が当接部７０ｂに当接し、当接部７０ｂを押し上げながらスライドする間、滑らかに動作できる構成である。
一方、可動連結機構７０の内部には引っ張りバネが配設されている。図１５はこの構成を説明する図である。同図は可動連結機構７０を上方から見た図であり、ドラムセットＣ１、及びトナーセットＣ２の構成の一部も示す。可動連結機構７０の回転軸の近傍には所定の曲率を有するガイド板７０ｃが配設され、ガイド板７０ｃの一端にフック７０ｃ’が形成されている。このフック７０ｃ’に引っ張りバネ７０ｄの一端が掛けられ、引っ張りバネ７０ｄの他端はトナーセットＣ２の筐体に設けられたフック７０ｃ”に掛け渡されている。
【００６２】
引っ張りバネ７０ｄは所定のバネ定数を有し、フック７０ｃ’と７０ｃ”間に常時引っ張りの付勢力を与える。したがって、可動連結機構７０は常時矢印方向の付勢力を受ける。
また、上記ガイド板７０ｃにはロック部材７０ｅも形成され、このロック部材７０ｅは上記フック７０ｃ”の位置に達するとフック７０ｃ”にロックする構成である。但し、このロックの力は弱く、例えば軽い力でロック解除する構成である。
【００６３】
次に、上記構成において、本例の動作を説明する。前述のように、ＴＳシャッターがＤＳシャッター６９にロックしている状態から、例えばドラムセットＣ１を交換するためＴＳシャッター操作部７２を操作し、ロックを解除して可動連結機構７０を解放する。このとき、引っ張りバネ７０ｄの付勢力は可動連結機構７０を閉じる方向に働くため、付勢力に抗して可動連結機構７０を解放する。したがって、前述の第１の実施形態のように付勢力が加わり解放するのではないため、勢いよく可動連結機構７０が解放し、例えば廃トナーが飛散することもない。
【００６４】
次に、可動連結機構７０を９０度解放すると図１６に示す状態となり、ロック部材７０ｅがフック７０ｃ”の位置で軽くロックされる。また、図１７はこの状態を示す斜視図である。したがって、この状態において、ドラムセットＣ１の交換作業等を行う。
【００６５】
次に、上記図１６、図１７の状態から可動連結機構７０を閉じる。このとき、上記ロックは弱い力で解放でき、例えば図１６に示す矢印方向に軽く押すだけで可動連結機構７０はＤＳシャッター６９側に閉じる。したがって、例えば前述のドラムセットＣ１を交換した後、可動連結機構７０を閉じることを忘れても、上部機体を閉成する際、下部機体３３のフレームが可動連結機構７０に当接すると、ロックが解除され、引っ張りバネ７０ｄの付勢力によって可動連結機構７０はＤＳシャッター６９側に自動的に閉じる。このため、可動連結機構７０が破損する等の問題が発生しない。
【００６６】
図１８は上記操作によって可動連結機構７０がＤＳシャッター６９の位置に移動した状態を示す。次に、ＴＳシャッターをＤＳシャッター６９にセットするため、前述の押圧部（プッシュ部）７０ａを押し、前述の図１５に示す状態とする。この場合にも、押圧部（プッシュ部）７０ａの押し忘れに対して本例は対応することができる。すなわち、押圧部（プッシュ部）７０ａを押し忘れ、例えば上部機体３２を閉成すると、前述の押圧部材９０が図１４に示す当接部７０ｂに当たり、押圧部材９０が当接部７０ｂの表面をスライドしながら当接部７０ｂを押し上げ、ＴＳシャッターをＤＳシャッター６９に押し込む。したがって、押圧部（プッシュ部）７０ａの押圧を忘れた場合でも、上部機体３２を閉じることによってＴＳシャッターをＤＳシャッター６９に挿入することができる。
【００６７】
以上のように、本例によれば第１の実施形態のバネ７６とは逆方向に付勢力を与える引っ張りバネ７０ｄを採用したことによって可動連結機構７０を解放する際の廃トナーの飛散を防止し、また軽い力で外れるロック機構と上記引っ張りバネ７０ｄの機能によって可動連結機構７０の破損を回避できる。さらに、押圧部（プッシュ部）７０ａのプッシュを忘れた場合でも自動的にＴＳシャッターをＤＳシャッター６９にセットできるものである。
【００６８】
したがって、第１の実施形態の画像形成装置に比べて更に利便性がよく、廃トナー飛散や装置の破損を防止できる画像形成装置を提供できる。
【００６９】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、画像形成装置において画像形成ユニットの交換作業等のメンテナンス作業を簡単に行うことができる。更に、画像形成ユニットを構成するドラムユニットとトナーユニット間の連結を簡単／確実に行える。
【００７０】
また、廃トナー飛散や装置の破損を防止でき、より利便性の優れた画像形成装置を提供することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態の画像形成装置であり、所謂タンデム方式のカラープリンタの例である。
【図２】フロントカバー等を開放した状態を示すプリンタ装置の外観図である。
【図３】プリンタ装置の内部構成を説明する断面図である。
【図４】装置本体上部を開成した状態を示す図である。
【図５】装置本体上部を開成した状態でのドラムセットの交換を説明する図である。
【図６】装置本体上部を開成した状態でのトナーセットの交換を説明する図である。
【図７】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ドラムセット、トナーセットを装置本体に挿入し相互に連結する手順を説明する為の図である。
【図８】図７（ａ）に示す状態における可動連結機構近辺の詳細な構成を示す斜視図である。
【図９】図７（ｂ）に示す状態における可動連結機構近辺の詳細な構成を示す斜視図である。
【図１０】ドラムセットＣ１とトナーセットＣ２との連結を完了した状態を示す詳細斜視図である。
【図１１】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、ＤＳシャッター・ロック解除方法を説明する為の図である。
【図１２】（ａ）、（ｂ）は、ＴＳシャッター・ロック解除方法を説明する為の図である。
【図１３】第２の実施形態のトナーセットの要部を説明する斜視図である。
【図１４】可動連結機構を拡大して示す斜視図である。
【図１５】可動連結機構の内部に引っ張りバネが配設される構成を説明する図である。
【図１６】可動連結機構を９０度解放した状態を示す図である。
【図１７】可動連結機構を９０度解放した状態を示す斜視図である。
【図１８】可動連結機構がＤＳシャッター６９の位置に移動した状態を示す図である。
【図１９】従来例のプリンタ装置の外観斜視図である。
【図２０】従来例のプリンタ装置の内部構成図である。
【符号の説明】
３１ プリンタ装置
３２ 装置本体上部
３３ 装置本体下部
３４ オペレーションパネル
３４ａ キー操作部
３４ｂ 液晶ディスプレイ
３５ 排紙部
３６ 排紙ロール
３７ フロントカバー
３８ 給紙カセット
３９ ＭＰＦトレイ
４０ カバー
４１ 画像形成部
４２ 両面印刷用搬送ユニット
４３ 給紙部
４４〜４７ 画像形成ユニット
５０ 感光体ドラム
５１ａ 帯電器
５１ｂ 印字ヘッド
５１ｃ 現像ロール
５１ｄ 転写器
５１ｅ クリーナ
５０ｆ ドラム軸
５２ 待機ロール
５３ 搬送ベルト
５４ 駆動ロール
５５ 給紙コロ
５６ 定着ユニット
５６ａ、５６ｂ 熱ロール
５６ｃ クリーニングロール
６０ａ〜６０ｅ 搬送ロール
６１ 切換板
６２ 搬送ロール
６３ ユニット装着部
６３ａ レール部
６３ｂ レール部
６４ ガイド
６５ ＦＲフレーム
６６ａ 突出部
６７ ＤＳステー
６８ ストッパー
６９ ＤＳシャッター
６９ａ リブ
６９ｂ ＴＳシャッター・ロック解除部
６９ｃ ＤＳシャッター開口部
６９ｄ 突起部
７０ 可動連結機構
７０ａ 押圧部（プッシュ部）
７０ｂ 当接部
７０ｃ ガイド板
７０ｃ’７０ｃ” フック
７０ｄ 引っ張りバネ
７０ｅ ロック部材
７１ 回動連結部
７２ ＴＳシャッター操作部
７２ａ 掛合爪
７３ ジョイント部
７３ａ 外円筒部
７３ｂ 内円筒部
７３ｃ 廃トナー受取口
７３ｄ ＴＳシャッター開口部
７３ｅ 係合爪
７３ｆ ＤＳシャッター・ロック解除部
７３ｇ 切込み部
７４ トナー搬送チューブ
７５ 筐体
７６ バネ
７７ ＴＳシャッター・ロック部材
７７ａ 板バネ
７７ｂ 突起部
７８ 円筒
７８ａ 廃トナー排出口
９０ 押圧部材

Claims (3)

1. 装置本体が開閉自在に上部機体と下部機体に分割され、開成時に該上部機体に、装置の構成の一部がユニット化されて成る画像形成ユニットを構成する第１の副ユニットと第２の副ユニットを挿脱可能な画像形成装置において、
   前記画像形成装置本体は、前記第１の副ユニット、第２の副ユニットを各々独立に略水平方向に挿脱させる副ユニット挿脱手段を備え、
   前記第１の副ユニットは第１の連結手段を備え、前記第２の副ユニットは第２の連結手段を備え、該第１の副ユニットと第２の副ユニットとは該第１の連結手段と第２の連結手段とにより相互の連結／連結解除を可能とすると共に該相互連結時に廃トナー回収手段を構成するものであって、
   前記第２の副ユニットの有する第２の連結手段は、前記第１の副ユニットの第１の連結手段と連結する連結位置と、該第１の連結手段との連結が解除されると共に第１の副ユニットを前記略水平方向に挿脱可能にする連結解除位置とに回動可能であり、連結位置方向に付勢する手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第１の副ユニットは少なくとも像担持体と、印刷後に該像担持体上に残留するトナーを除去するトナー除去手段を有し、前記第１の連結手段は、該トナー除去手段により得られた廃トナーを排出する廃トナー排出口と、該廃トナー排出口を開閉する第１のシャッターを有することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の連結手段は、前記第１の副ユニットの廃トナー排出口より排出される廃トナーを受け取る廃トナー受取口と、該廃トナー受取口を開閉する第２のシャッターと、前記第１の連結手段と嵌合する嵌合部と、該嵌合部を回動操作させる操作部とを有し、前記第２の副ユニットは前記廃トナー受取口より受け取った廃トナーを搬送し蓄積する廃トナー搬送・蓄積手段を有し、該廃トナー搬送・蓄積手段と前記第１の連結手段と第２の連結手段とにより前記廃トナー回収手段が構成され、
   前記嵌合部が第１の連結手段と嵌合した後該操作部の操作により該嵌合部が回動すると前記第２のシャッターが開くと共に該嵌合部に連動して前記第１の連結手段が回動して前記第１のシャッターが開くことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。

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