JP4609137B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
なお、本発明で「被記録媒体」は、用紙などの紙製の被記憶媒体に限らず、OHPシートなどのプラスチック製の被記録媒体などであってもよい。
「画像形成装置」は、プリンタ(例えばレーザプリンタ)などの印刷装置だけでなく、ファクシミリ装置や、プリンタ機能及びスキャナ機能等を備えた複合機であってもよい。また、現像ユニット毎に像担持体を備えたタンデム方式のものに限られず、各現像ユニットが共通の像担持体に対して現像形成を行う転写体方式、中間転写体方式及びシングルパス方式であってもよい。
請求項3の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記ベルトユニット及び前記ローラユニットは、前記筐体内において、当該筐体側に支持された共通の位置決め部材に当接することにより位置決めされることを特徴とする。
請求項4の発明に係る画像形成装置は、一側面に開口部を有する筐体と、前記筐体内において、複数の張架軸に張架され、周面に配された被記録媒体を前記開口部に近い側から遠い側へと搬送する搬送ベルトと、前記開口部と前記搬送ベルトとの間であって、かつ、前記開口部から見て前記搬送ベルトと重なる位置に設けられ、被記録媒体を前記搬送ベルトへと搬送する搬送ローラと、前記搬送ベルトと前記搬送ローラとを保持しつつ前記開口部から一体的に引き出し可能な引出カートリッジと、を備え、前記引出カートリッジは、前記搬送ベルトを有するベルトユニットと、前記搬送ローラを有するローラユニットとを備え、これらのユニットが互いに分離可能であり、前記ベルトユニット及び前記ローラユニットは、前記筐体内において、当該筐体側に支持された共通の位置決め部材に当接することにより位置決めされる。
請求項5の発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記開口部側から見て前記搬送ローラと重なる位置に配置され、前記搬送ベルトへと供給される被記録媒体を収容する被記録媒体収容カートリッジを更に備え、前記被記録媒体収容カートリッジは、前記引出カートリッジと係合し、当該引出カートリッジと一体的に前記筐体から引き出し可能であることを特徴とする。
請求項6の発明は、請求項5に記載の画像形成装置において、前記引出カートリッジと前記被記録媒体収容カートリッジとの係合は、当該被記録媒体収容カートリッジを引き出す際に解除され、当該被記録媒体収容カートリッジを独立的に引き出し可能であることを特徴とする。
請求項7の発明は、請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記引出カートリッジは、水平方向に沿って前記開口部から引き出されることを特徴とする。
本構成によれば、搬送ローラが開口部と搬送ベルトとの間に配されている。換言すれば、搬送ローラが開口部への搬送ベルトの引出経路上に配されているのである。これにより、画像形成装置に引き出し方向に直交する方向(例えば設置面に対する垂直方向)における薄型化を図ることができる。しかも、搬送ローラは、搬送ベルトとともに引出カートリッジによって一体的に引き出されるから、搬送ベルトの引き出しの邪魔にならない。
搬送ローラは、被記録媒体を搬送ベルトに搬送する役目を果たすため、搬送ローラと搬送ベルトの位置決めについて高い精度が求められる。そこで、本構成では、両ユニットを筐体側に支持された共通の位置決め部材によって位置決めすることで両ユニット間での公差の重畳が回避され精度の高い位置決めが可能となる。
搬送ベルトは消耗品として交換を要する場合があり、搬送ローラも交換を要する場合があり得るが、これらの交換タイミングが一致することは少ない。従って、本構成のように互いのユニットを分離可能として交換が必要なユニットのみを交換することでランニングコストの軽減を図ることができる。
<請求項5の発明>
画像形成装置の薄型化を実現するためには、被記録媒体収容カートリッジも搬送ローラの引き出し方向において重なる位置に配することが望ましい。そこで、本構成では、そのような構成を前提として、被記録媒体収容カートリッジも引出カートリッジと共に引き出し可能とした。
<請求項6の発明>
本構成によれば、例えば被記録媒体の補給などが必要となった場合、被記録媒体収容カートリッジだけを引き出すことができる。
<請求項7の発明>
本構成によれば、引出カートリッジが水平方向に沿って開口部から引き出されるから、例えば鉛直方向に沿って引き出す構成に比べて、引き出し操作が容易になる。
本構成によれば、案内部によってローラユニットとベルトユニットとを円滑に引き出すことができる。
本構成によれば、受け皿によって搬送ベルトの下面側を保護することができるとともに、搬送ベルトに付着した粉塵等が落下して散乱することを防止できる。
本構成によれば、脚部によって搬送ベルトの周面と受け皿とが離間されるから、搬送ベルトが受け皿に衝突することによる損傷を防止できる。
本構成によれば、ベルトユニット及び前記ローラユニットは、いずれも開口側及び奥側の両位置決め部材によって位置決めされる。このため、例えば開口側及び奥側の両位置決め部材の一方のみで位置決めする構成に比べて、より精度の高い位置決めを実現できる。
例えば、搬送ローラを筐体側のギアとの連結によって回動させる構成とすると、引出カートリッジを引き出す際に筐体側のギアが邪魔になってしまう。また、搬送ローラが複数ある場合には、ギア同士が干渉してしまう。そこで、本構成では、搬送ローラの端部に嵌合する進出位置とそこから当該搬送ローラの軸方向に沿って後退した後退位置との間で進退可能に設けられた嵌合部によって搬送ローラを回動させる、いわゆるカップリング機構を採用した。従って、引出カートリッジを引き出す際には上記嵌合部を後退位置に後退させることで円滑に引出カートリッジを引き出すことができる。
例えば共通の嵌合部からの動力によって複数の搬送ローラを回動させる構成とすると、引出カートリッジ側に複雑なギア機構等が必要となる。そこで、本構成では、各搬送ローラに個別の嵌合部からの動力によって回動させる構成とした。これにより引出カートリッジ側の構成が簡単になる。
一般に、カップリング機構よりもギア機構の方が高精度の駆動が実現できる。そこで、本構成では、搬送ベルトの駆動はギア機構によって行うようにし、このギア機構をカップリング機構(嵌合部)よりも引き出し方向奥側に設けることで引出カートリッジの円滑な引き出しを可能とした。
被記録媒体収容カートリッジは、引出カートリッジ、特に搬送ローラとの位置関係が重要である。そこで、本構成では、被記録媒体収容カートリッジを引出カートリッジに対して位置決めする構成とした。
本構成によれば、引出カートリッジ及び被記録媒体収容カートリッジを引き出す作業と、被記録媒体収容カートリッジのみを引き出す作業とを、間違えることなく行うことが可能となる。
図1は本発明が適用されたプリンタ1の概略構成を示す断面図である。
同図において、プリンタ1(請求の範囲の「画像形成装置」に相当)は、後述する4つの画像形成ユニット20が水平方向(同図で紙面左右方向)に並んで配設された、いわゆる横並びタイプのタンデム方式のカラーレーザプリンタであって、本体ケーシング5(請求の範囲の「筐体」に相当)に、記録用紙3(特許請求の範囲の「被記録媒体」に相当)を給紙するための給紙部9、給紙された記録用紙3に画像を形成するための画像形成部4、画像が形成された記録用紙3を排紙するための排紙部6を備えている。
給紙部9は、本体ケーシング5内の底部において、本体ケーシング5の前面から引き出し可能に装着される給紙トレイ12(請求の範囲の「被記録媒体収容カートリッジ」に相当)と、その給紙トレイ12の前端部上方に設けられる給紙ローラ13(請求の範囲の「搬送ローラ」に相当)と、を備えている。この給紙ローラ13は上下動可能に設けられ、給紙動作時に下方に移動して給紙トレイ12内に積載された最上位の記録用紙3と接触し、回転することで当該記録用紙3を前方へと送り出す。
画像形成部4は、本体ケーシング5内の中間部において、画像を形成する例えば4つの画像形成ユニット20と、各画像形成ユニット20で形成された画像を記録用紙3に転写する転写部21と、記録用紙3に転写された画像を加熱・加圧して、記録用紙3に定着させる定着器8と、を備えている。
各画像形成ユニット20は、感光体ドラム16、感光体ドラム16の周囲に、感光体ドラム16を帯電させる帯電器(図示せず)、感光体ドラム16に静電潜像を形成するスキャナユニット22、および、感光体ドラム16にトナー(現像剤)を付着させトナー像(現像剤像)を形成する現像カートリッジ23を配置することによって構成される。
転写部21は、本体ケーシング5内部において、現像カートリッジ23の反対側(下側)に感光体ドラム16と対向するように設けられている。この転写部21は、搬送ベルト駆動ローラ29及び搬送ベルト従動ローラ30(いずれも請求の範囲の「張架軸」に相当)と、エンドレスベルト(無端ベルト)である搬送ベルト10と、転写ローラ31と、を備えている。
また、定着器8は、画像形成ユニット20および転写部21の後方であって、搬送方向下流側(紙面左側)に配設されている。この定着器8は、加熱ローラ32および押圧ローラ33を備えている。加熱ローラ32は、その表面に離型層が形成される金属素管からなり、その軸方向に沿ってハロゲンランプが内装されている。そして、ハロゲンランプにより、加熱ローラ32の表面が定着温度に加熱される。また、押圧ローラ33は、加熱ローラ32を押圧するように配設される。
排紙部6は、本体ケーシング5内の後面側上部において、定着器8の搬送方向下流側に配設されている。そして、排紙部6には、画像の定着が完了した記録用紙3を送り出す一対の排紙ローラ35と、排紙ローラ35の搬送方向下流側に配設され、画像形成工程が全て終了した記録用紙3を蓄積する排紙トレイ34と、が備えられている。
(1)引出カートリッジ
引出カートリッジ7は、上記搬送ベルト10を備えるベルトユニット40と、上記給紙ローラ13、分離ローラ14、対向ローラ18b及びレジストローラ19を備えるローラユニット41とから構成されている。なお、図2は、本体ケーシング5の開口部5aから、給紙トレイ12、ローラユニット41及びベルトユニット40を引き出してそれぞれ分離した状態を示す要部断面図である。
図2にも示すように、上記転写部21は、ベルトフレーム42に収容されている。具体的には、ベルトフレーム42は、例えば矩形枠形状をなし、搬送ベルト駆動ローラ29及び搬送ベルト従動ローラ30を前後端でそれぞれ軸支し、上下の開口部に搬送ベルト10の上下の周面を露出させた構成になっている。なお、本実施形態では、搬送ベルト10のうち転写ローラ31が押し当てられた上面側がベルトフレーム42から上方にやや突出した構成になっている。
ローラユニット41は、給紙ローラ13、分離ローラ14、対向ローラ18b及びレジストローラ19を回転可能に軸支するとともに上記ガイド壁17が形成されたローラブロック部46と、そのローラブロック部46の後面下部から後方に向けて延設された受け皿部47とが一体形成された構成になっている。
給紙トレイ12は、前面壁12aの上部に上記対向ローラ18aが回転可能に設けられ、その後側斜め下方向に上記付勢バネ15及び分離パッド16を備えている。この給紙トレイ12の左右壁後端部の外面には、ローラユニット41の各奥側係合部50の凹部50a内に係合する奥側係合突起53,53(同図では左側のもののみ図示)が突設されている。また、給紙トレイ12の前面壁12aの左右側面上部には、ローラユニット41の各開口側係合部52内に進入して係合する開口側係合突起54,54(同図では右側のもののみ図示)がそれぞれ突設されている。また、上記前面壁12aには、前方から作業者の指先を挿入可能な取っ手部101が開口形成されている。
本体ケーシング5のうち、上記引出カートリッジ7及び給紙トレイ12が収納される収納スペース5bの左右壁には、開口部5aから後方に向けて延びる1対の案内溝60,60(請求の範囲の「案内部」に相当)がそれぞれ設けられている。この案内溝60の奥側端は、下方に掘り下げられて径大になっている。そして、本体ケーシング5への引出カートリッジ7の装着完了状態(図1に示す状態)において、開口部側位置決め棒49の端部が案内溝60の上記径大部に位置して位置決めされることになる。また、収納スペース5bの奥側には、その左右壁間に架設された奥側位置決め棒61(請求の範囲の「奥側位置決め部材」に相当)が設けられている。
(1)カップリング機構
図4〜6は、引出カートリッジ7と本体ケーシング5とを模式的に示した上断面図である。これらの図において紙面右側がプリンタ1の前面側である。
図4に示すように、本体ケーシング5の収納スペース5bの右壁(同図で紙面上側の壁)には、その開口部5a寄りの位置に、カップリング機構収納室70が配され、この中に3つのカップリング機構71が設けられている。各カップリング機構71は、後述する移動機構によってカップリング機構収納室70内に待避した後退位置(図4,5参照)と、収納スペース5b内に突出した進出位置(図6参照)との間で進退可能になっている。
本体ケーシング3には、図7(A),図8(A)で点線で示すように、上下方向に伸びる3つ貫通溝80が形成された移動部材81が上下動可能に設けられている。各貫通溝80は、同図(B)に示すように、嵌合部材73の径大部73a以外を挿通可能な幅に設計されている。このうち、本体ケーシング5の開口部5a側に設けられた貫通溝80cは、対向ローラ用カップリング機構71cの嵌合部材73が挿通され、その後方の貫通溝80bは、分離ローラ用カップリング機構71bの嵌合部材73が挿通され、更にその後方の貫通溝80aは、レジストローラ用カップリング機構71aの嵌合部材73が挿通される。
図4〜6に示すように、本体ケーシング5の収納スペース5bの右壁には、カップリング機構収納室70よりも奥側(同図で紙面左側)に本体ケーシング5側の駆動モータからの駆動力を受けて回転する出力ギア90が設けられている。一方、搬送ベルト駆動ローラ29のローラ軸91の右端部には、上記出力ギア90と噛み合う(図5,6参照)ことで駆動力を受けて搬送ベルト駆動ローラ29を回転させる入力ギア92が装着されている。
(1)引出カートリッジ及び給紙トレイの収納状態
(a)まず、図1に示すように、引出カートリッジ7及び給紙トレイ12が、収納スペース5b内に収納され、かつ、開閉カバー2が閉位置にある状態では、図6,7に示すように、各カップリング機構71の嵌合部材73は進出位置にあり、各被嵌合部材76と嵌合している。そして、各カップリング機構71の嵌合部材73は、駆動モータからの駆動力を受けて駆動する駆動ギア機構(図示せず)によって互いに異なる回転速度及び動作タイミングで回転し、対向ローラ18b、分離ローラ14及びレジストローラ19にそれぞれ所定の回転動作をさせる。
このように、開口部側位置決め棒49及び奥側位置決め棒61を基準として、本体ケーシング5に対する搬送ベルト10の位置決め、及び、本体ケーシング5に対するローラユニット41の位置決めを行っている。従って、搬送ベルト10の位置決めと、ローラユニット41の位置決めとを互いに異なる基準によって行う構成に比べて両者間の相互の位置関係を精度良くすることができる。更に、開口部側位置決め棒49及び奥側位置決め棒61は共に本体ケーシング5に直接支持されており、搬送ベルト10やローラユニット41との間に他の部材が介在していないので、公差の重畳を低減でき、本体ケーシング5に対する高い位置決めを行うことができる。
(a)図1の状態から、引出カートリッジ7を引き出す場合には、まず、開閉カバー2を上に上げて開位置にする。すると、移動部材81が上方に押し上げられて、各カップリング機構71の嵌合部材73が進出位置から後退位置へと後退して各被嵌合部材76から離脱する(図5,8参照)。つまり、各嵌合部材73は、引出カートリッジ7及び入力ギア92の引出経路に邪魔にならないカップリング機構収納室70内に後退するのである。
例えば記録用紙3の補充作業では、給紙トレイ12だけを引き出せば済む。本実施形態では、開閉カバー2を閉位置にした状態で給紙トレイ12の取っ手部101を把持して引き出せば、図11に示すように、給紙トレイ12の奥側係合突起53及び開口側係合突起54と、ローラユニット41の奥側係合部50及び開口側係合部52との係合が解除され、給紙トレイ12だけを引き出すことができる。
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)上記実施形態では、引出カートリッジ7等を水平方向に引き出す構成としたが、これに限らず、設置面に対する傾斜方向、鉛直方向に引き出す構成であっても、本発明を適用することが可能である。但し、上記実施形態のように水平方向に引き出す構成の方が、一般的に引き出し作業がし易いというメリットがある。
3...記録用紙(被記録媒体)
5...本体ケーシング(筐体)
5a...開口部
7...引出カートリッジ
10...搬送ベルト
12...給紙トレイ(被記録媒体収容カートリッジ)
13...給紙ローラ(搬送ローラ)
14...分離ローラ(搬送ローラ)
18a,18b...対向ローラ(搬送ローラ)
19...レジストローラ(搬送ローラ)
29...搬送ベルト駆動ローラ(張架軸)
30...搬送ベルト従動ローラ(張架軸)
40...ベルトユニット
41...ローラユニット
44...脚部(支持手段)
47...受け皿部
49...開口部側位置決め棒(開口部側位置決め部材)
50...係合部
60...案内溝(案内部)
61...奥側位置決め棒(奥側位置決め部材)
100,101...取っ手部
Claims (16)
- 一側面に開口部を有する筐体と、
前記筐体内において、複数の張架軸に張架され、周面に配された被記録媒体を前記開口部に近い側から遠い側へと搬送する搬送ベルトと、
前記開口部と前記搬送ベルトとの間であって、かつ、前記開口部から見て前記搬送ベルトと重なる位置に設けられ、被記録媒体を前記搬送ベルトへと搬送する搬送ローラと、
前記搬送ベルトと前記搬送ローラとを保持しつつ前記開口部から一体的に引き出し可能な引出カートリッジと、
前記開口部側から見て前記搬送ローラと重なる位置に配置され、前記搬送ベルトへと供給される被記録媒体を収容する被記録媒体収容カートリッジと、
前記開口部側から見て前記引出カートリッジを覆い、且つ、前記被記録媒体収容カートリッジを露出させた閉位置と、前記開口部側から見て前記引出カートリッジ及び前記被記録媒体収容カートリッジを露出させた開位置との間で移動可能に設けられた開閉カバーと、を備え、
前記開閉カバーが前記開位置にある場合、前記被記録媒体収容カートリッジは、前記引出カートリッジと係合し、当該引出カートリッジと一体的に前記筐体から引き出し可能であり、
前記開閉カバーが前記閉位置にある場合、前記引出カートリッジと前記被記録媒体収容カートリッジとの係合は、当該被記録媒体収容カートリッジを引き出す際に解除され、当該被記録媒体収容カートリッジを独立的に引き出し可能である、画像形成装置。 - 前記引出カートリッジは、前記搬送ベルトを有するベルトユニットと、前記搬送ローラを有するローラユニットとを備え、これらのユニットが互いに分離可能であることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記ベルトユニット及び前記ローラユニットは、前記筐体内において、当該筐体側に支持された共通の位置決め部材に当接することにより位置決めされることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 一側面に開口部を有する筐体と、
前記筐体内において、複数の張架軸に張架され、周面に配された被記録媒体を前記開口部に近い側から遠い側へと搬送する搬送ベルトと、
前記開口部と前記搬送ベルトとの間であって、かつ、前記開口部から見て前記搬送ベルトと重なる位置に設けられ、被記録媒体を前記搬送ベルトへと搬送する搬送ローラと、
前記搬送ベルトと前記搬送ローラとを保持しつつ前記開口部から一体的に引き出し可能な引出カートリッジと、を備え、
前記引出カートリッジは、前記搬送ベルトを有するベルトユニットと、前記搬送ローラを有するローラユニットとを備え、これらのユニットが互いに分離可能であり、
前記ベルトユニット及び前記ローラユニットは、前記筐体内において、当該筐体側に支持された共通の位置決め部材に当接することにより位置決めされる画像形成装置。 - 前記開口部側から見て前記搬送ローラと重なる位置に配置され、前記搬送ベルトへと供給される被記録媒体を収容する被記録媒体収容カートリッジを更に備え、
前記被記録媒体収容カートリッジは、前記引出カートリッジと係合し、当該引出カートリッジと一体的に前記筐体から引き出し可能であることを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記引出カートリッジと前記被記録媒体収容カートリッジとの係合は、当該被記録媒体収容カートリッジを引き出す際に解除され、当該被記録媒体収容カートリッジを独立的に引き出し可能であることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記引出カートリッジは、水平方向に沿って前記開口部から引き出されることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記筐体内側には、前記ローラユニットを前記開口部側へと案内する案内部が形成され、
前記ローラユニットが前記案内部に案内されつつ引き出される際、前記ベルトユニットは前記ローラユニットに係止された状態で当該ローラユニットとともに引き出されることを特徴とする請求項2〜請求項7のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記ローラユニットは、前記ベルトユニットの前記搬送ベルト下側を覆う受け皿部を有していることを特徴とする請求項2〜請求項8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記ベルトユニットには、前記搬送ベルトと受け皿部とを離間した状態で前記ローラユニットと当接する脚部が設けられていることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記位置決め部材は、前記開口部の近傍で前記筐体側に支持された開口側位置決め部材と、前記引出カートリッジの引き出し方向の奥側で前記筐体側に支持された奥側位置決め部材とを備え、
前記ベルトユニット及び前記ローラユニットは、いずれも前記開口側及び奥側の両位置決め部材によって位置決めされることを特徴とする請求項3〜請求項10のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記筐体側には、前記搬送ローラ端部に嵌合する進出位置とそこから前記搬送ローラの軸方向に沿って後退した後退位置との間で進退可能に設けられた嵌合部が設けられ、前記進出位置にある状態で前記嵌合部に動力が与えられて前記搬送ローラを回動させることを特徴とする請求項1〜請求項11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記搬送ローラは、互いに異なる回転動作をする複数の搬送ローラであり、これら複数の搬送ローラは、それぞれに対応して設けられた前記嵌合部に個別に嵌合して動力を受けることを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記搬送ベルトは、前記嵌合部よりも引き出し方向奥側に設けられたギア機構によって回動することを特徴とする請求項12又は請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記被記録媒体収容カートリッジは、前記引出カートリッジと係合する係合部を有し、この係合部の係合により前記引出カートリッジに対して位置決めされることを特徴とする請求項1〜請求項3、請求項5〜請求項14のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記引出カートリッジ及び前記被記録媒体収容カートリッジには、それぞれ個別の取っ手部が設けられていることを特徴とする請求項1〜請求項3、請求項6〜請求項15のいずれかに記載の画像形成装置。
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