JP6197310B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式の画像形成装置として、例えば、特許文献１などに開示されているように、本体ケーシングの上方に備えられたフラットベッドユニットを回動させて開くことで、トナーを収容する現像剤カートリッジや感光体ドラムを有する感光体ユニットを本体ケーシングに対して着脱することができる構成が知られている。

特開２００７−１５５９０４号公報

ところで、トナーを収容する現像剤カートリッジは、感光体ユニットに比べて交換頻度が高いため、容易に交換できることが望ましい。しかしながら、特許文献１の構成では、フラットベッドユニットを開いた後に、現像剤カートリッジを操作して現像剤カートリッジと感光体ユニットとの係合を解除し、その後、現像剤カートリッジを感光体ユニットから離脱させながら本体ケーシング内から取り出す必要があったので、現像剤カートリッジが交換しにくいという課題があった。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、交換頻度の高い現像剤カートリッジを容易に交換することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上部に開口を有する筐体と、筐体の上方に配置され、筐体に対し開口を閉塞する閉位置と開口を開放する開位置との間を第１の回動軸線を中心に回動するように構成されたトップカバーと、プロセス部と、を備える。
プロセス部は、現像剤を収容するための現像剤収容部を有する現像剤カートリッジと、現像剤が供給されることで現像剤像が形成されるように構成された感光体ドラムを有する感光体ユニットと、を有し、トップカバーの閉位置と開位置との間の回動に連動して回動し、トップカバーが開位置にあるときに現像剤カートリッジを開口から露出させるように構成されている。
第１の回動軸線は、感光体ドラムの回転軸線と平行に配置されている。
現像剤カートリッジは、トップカバーが開位置にあるときに、感光体ユニットを筐体に残した状態で筐体に対し着脱可能である。

このような構成によれば、トップカバーを開位置に回動させることでプロセス部が回動して現像剤カートリッジと感光体ユニットの相対的な位置関係が変化し、現像剤カートリッジが筐体の開口から露出する。そして、この露出した状態の現像剤カートリッジを感光体ユニットを筐体に残した状態で着脱することができる。すなわち、上記構成によれば、トップカバーを開くだけで現像剤カートリッジが着脱可能な状態となるため、交換頻度の高い現像剤カートリッジを容易に交換することができる。

前記した画像形成装置は、記録シートを収容可能に構成されたシート収容部と、シート収容部から搬送されてきた記録シートをプロセス部に供給するように構成されたシート供給ローラと、プロセス部で転写された記録シート上の現像剤像を熱定着するように構成された定着部と、定着部から排出された記録シートが載置されるように構成されたシート排出部と、を備え、シート供給ローラ、プロセス部、定着部およびシート排出部は、シート収容部の上でこの順に水平方向に沿うように並んで配置され、第１の回動軸線は、プロセス部を基準としてシート供給ローラ側に配置されている構成とすることができる。

これによれば、ユーザから見てシート排出部が手前側となる構成において、トップカバーを開位置に回動させることで、手前側から現像剤カートリッジの着脱を行うことができるので、交換頻度の高い現像剤カートリッジをより容易に交換することができる。また、例えば、シート排出部がプロセス部や定着部の上に配置されるような構成と比較して、画像形成装置を上下方向に小型化することができる。

前記した画像形成装置において、現像剤カートリッジは、トップカバーが開位置にあるときに、感光体ドラムと定着部の間を通って着脱されるように構成することができる。

これによれば、現像剤カートリッジを感光体ドラムとシート供給ローラの間を通して着脱するような構成と比較して、筐体と開位置にあるトップカバーとの間のスペースが広くなるので、交換頻度の高い現像剤カートリッジを一層容易に交換することができる。

前記した画像形成装置において、プロセス部は、軸線方向から見て、第１の回動軸線と異なる位置に配置された第２の回動軸線を中心に回動するように構成することができる。

前記した画像形成装置において、第２の回動軸線は、第１の回動軸線と感光体ドラムとの間に配置されている構成とすることができる。

これによれば、トップカバーの回動とプロセス部の回動が連動する構成において、プロセス部の回動角度をトップカバーの回動角度よりも大きくすることができる。これにより、トップカバーをそれほど大きく開かなくても、プロセス部を大きく回動させる構成が可能となるので、現像剤カートリッジの交換を容易としつつ、トップカバーの開閉の前後における装置の重量バランスの変化を抑えることができる。また、トップカバーを回動可能に支持するシャフトと、プロセス部を回動可能に支持するシャフトを有する構成であれば、１つのシャフトでトップカバーとプロセス部の両方を回動可能に支持する構成と比較して、個々のシャフトにかかる荷重を小さくすることができる。

前記した画像形成装置において、現像剤カートリッジは、現像剤収容部から供給された現像剤を感光体ドラムに供給するように構成された現像剤供給部を有し、現像剤収容部は、現像剤供給部内に現像剤を供給するための第１開口を有し、現像剤供給部は、現像剤収容部からの現像剤を受け入れるための第２開口を有し、現像剤収容部および現像剤供給部のうち一方は、他方に対し、現像剤カートリッジの筐体への着脱に連動して、第１開口と第２開口が連通する連通位置と、第１開口と第２開口の連通が遮断される遮断位置との間を移動するように構成することができる。

これによれば、遮断位置にあるときには現像剤収容部内から現像剤供給部内への現像剤の供給が遮断されるため、現像剤カートリッジを筐体に装着したり、筐体から取り外したりするときの現像剤漏れの可能性を低減させることができる。また、現像剤カートリッジの着脱とは別に、第１開口と第２開口を連通したり、連通を遮断したりする操作を行う必要がないため、現像剤カートリッジ交換時の操作性を向上させることができる。

前記した画像形成装置において、シート供給ローラは、プロセス部を回動可能に支持するシャフトを有する構成とすることができる。

これによれば、シート供給ローラのシャフトと、プロセス部を回動可能に支持するシャフトが別に設けられている構成と比較して、部品点数を減らすことができる。

前記した画像形成装置において、感光体ユニットは、現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成された装着部と、現像剤カートリッジの装着部への着脱時に現像剤カートリッジをガイドするように構成されたガイド部と、を有する構成とすることができる。

また、前記した画像形成装置において、プロセス部は、現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成された第１装着部と、感光体ユニットが着脱可能に装着されるように構成された第２装着部と、を有するプロセスフレームを備えた構成とすることもできる。

前記した画像形成装置において、現像剤カートリッジは、表面に繊維層を有し、当該繊維層に担持された現像剤を感光体ドラムに供給可能に構成された現像ローラを有する構成とすることができる。

現像ローラの外周面が例えばゴム層などである場合には、現像ローラ自身に現像剤を供給するための部材（供給ローラなど）が必要となるが、上記のような構成によれば、繊維層を構成する繊維により現像剤を物理的に保持できるので、供給ローラなどを省略することができる。これにより、現像剤カートリッジの構成を簡略化することができる。また、現像剤カートリッジの構成を簡略化できることで、交換部品である現像剤カートリッジの低コスト化が可能となる。

前記した画像形成装置は、Ａ４サイズの記録シートを当該記録シートの長い方の辺を先頭にして搬送するように構成することができる。

これによれば、Ａ３サイズの記録シートをその短い方の辺を先頭にして搬送することが可能となる。これにより、Ａ４サイズの記録シートの長い方の辺に対応する筐体のサイズを変えることなく、サイズが倍のＡ３の記録シートに対しても画像を形成することが可能となるため、利便性を向上させることができる。

前記した画像形成装置は、トップカバーに、原稿を読み取るための原稿読取ユニットが設けられている構成とすることができる。

本発明によれば、交換頻度の高い現像剤カートリッジを容易に交換することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのレーザプリンタの断面図である。 トップカバーを開位置に回動させたときのレーザプリンタの断面図である。 レーザプリンタの斜視図であり、供給トレイを装着した状態を示す図（ａ）と、供給トレイを引き出した状態を示す図（ｂ）である。 Ａ３サイズの用紙を収容可能な供給トレイを装着したときのレーザプリンタの断面図である。 現像カートリッジの断面図であり、現像剤供給部が連通位置にある状態を示す図（ａ）と、現像剤供給部が遮断位置にある状態を示す図（ｂ）である。 現像カートリッジおよび感光体カートリッジの断面図（ａ）と、感光体カートリッジに現像カートリッジを装着するときの現像カートリッジの動作を説明する図（ｂ）である。 感光体カートリッジに現像カートリッジを装着するときの現像カートリッジの動作を説明する図（ａ），（ｂ）である。 筐体から現像カートリッジを取り外した状態を示す図である。 筐体から感光体カートリッジを取り外した状態を示す図である。 トップカバーを開位置に回動させたときの変形例に係るレーザプリンタの断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明において、方向は、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ１を使用するユーザを基準にした方向で説明する。具体的には、ユーザから見て手前側である図１の左側を「前」とし、ユーザから見て奥側である図１の右側を「後」とし、図１の紙面手前側を「右」、紙面奥側を「左」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

＜レーザプリンタの概略構成＞
はじめに、本実施形態に係るレーザプリンタ１の概略構成について説明する。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、筐体２と、筐体２内に配置された給紙部３、露光部４、プロセス部５および定着部７と、筐体２の上方に配置されたトップカバー８とを主に備えている。

筐体２は、その上部に後述する現像カートリッジ５Ａや感光体カートリッジ５Ｂを交換するための開口２１（図２参照）を有し、また、その前側には筐体２内（定着部７）から排出された記録シートの一例としての用紙Ｓが載置されるように構成されたシート排出部の一例としての排出トレイ９が設けられている。排出トレイ９は、筐体２の前部に形成されたトレイ本体部９１と、筐体２に対し二点鎖線で示す収納位置と実線で示す引出位置との間をスライド移動可能に設けられた延長トレイ９２とを主に備えている。

給紙部３は、用紙Ｓをプロセス部５に供給するように構成されたユニットであり、用紙Ｓを収容可能に構成されたシート収容部の一例としての供給トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、分離ローラ３４と、分離パッド３５と、ピンチローラ３６と、シート供給ローラの一例としてのレジストローラ３７とを主に備えている。供給トレイ３１内の用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられた後、給紙ローラ３３によって分離ローラ３４に向けて送り出され、分離ローラ３４と分離パッド３５によって１枚ずつ分離されて供給トレイ３１から搬送される。供給トレイ３１から搬送されてきた用紙は、分離ローラ３４やレジストローラ３７によってプロセス部５に供給される。

露光部４は、感光体ドラム５１を露光するためのユニットであり、図示しないレーザ光源と、ポリゴンミラー４１と、レンズ４２と、反射鏡４３とを主に備えている。レーザ光源から出射された画像データに基づくレーザ光（一点鎖線参照）は、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４３の順に反射または通過して、感光体ドラム５１の表面で高速走査される。

プロセス部５は、供給トレイ３１から供給された用紙Ｓにトナー像（現像剤像）を転写するように構成されたユニットであり、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、転写ローラ５３と、現像ローラ５４と、規制ブレード５５と、現像剤の一例としてのトナーを収容するための現像剤収容部１００とを主に備えている。このプロセス部５では、感光体ドラム５１の表面が、帯電器５２により一様に帯電された後、露光部４からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム５１上に静電潜像が形成される。また、現像剤収容部１００内のトナーは、回転駆動する現像ローラ５４の表面に担持され、その後、規制ブレード５５によって現像ローラ５４上に担持される量が規制される。そして、現像ローラ５４上のトナーが、感光体ドラム５１に供給されることで、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム５１上にトナー像が形成される。その後、給紙部３から供給された用紙Ｓが、感光体ドラム５１と転写ローラ５３の間を通過することで感光体ドラム５１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着部７は、プロセス部５で転写された用紙Ｓ上のトナー像を熱定着するように構成されたユニットあり、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２を主に備えている。プロセス部５でトナー像が転写された用紙Ｓは、加熱ローラ７１と加圧ローラ７２の間を通過することでトナー像が熱定着され、排出ローラ７３によって排出トレイ９上に排出される。

トップカバー８は、筐体２の上部後方に設けられたシャフト８１を中心に筐体２に対し、開口２１を閉塞する図１に示す閉位置と、開口２１を開放する図２に示す開位置との間を回動するように構成されている。このトップカバー８には、原稿台８２に置かれた原稿の画像を読み取って画像データを生成するための原稿読取ユニットの一例としてのイメージセンサ８３が設けられている。言い換えると、トップカバー８は、フラットベッドスキャナとして構成されている。なお、トップカバー８には、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）が設けられていてもよい。

＜レーザプリンタの詳細構成＞
次に、本発明の特徴部分に関するレーザプリンタ１の詳細な構成について説明する。
図１に示すように、レーザプリンタ１は、レジストローラ３７、プロセス部５、定着部７および排出トレイ９のトレイ本体部９１が、供給トレイ３１の上で、この順、すなわち、レジストローラ３７、プロセス部５、定着部７、トレイ本体部９１の順に水平方向に沿うように後から前に向けて並んで配置されている。また、本実施形態において、露光部４は、筐体２内において、定着部７および排出トレイ９と、供給トレイ３１との間に配置されている。

筐体２には、供給トレイ３１が装着されるトレイ装着部２２と、供給トレイ３１から排出トレイ９に向けて搬送される用紙Ｓを案内するための搬送経路２３が形成されている。また、図３（ａ），（ｂ）に示すように、筐体２内の右側には、プロセス部５や定着部７などに駆動力を与えるための駆動ユニット２Ａが配設され、筐体２内の左側には、プロセス部５や定着部７などに電力を供給するための電源ユニット２Ｂが配設されている。

トレイ装着部２２は、筐体２の下部に設けられており、供給トレイ３１が着脱可能に装着されるように構成されている。このトレイ装着部２２に装着される供給トレイ３１は、上が開放された箱状に形成されており、Ａ４サイズ（２１０ｍｍ×２９７ｍｍ）の用紙Ｓ_A4を、その縦方向を左右に向けた状態で収容可能に構成されている。また、図４に示すように、トレイ装着部２２には、レーザプリンタ１にオプションとして備えられる、Ａ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の用紙Ｓ_A3を、その縦方向を前後に向けた状態で収容可能に構成された供給トレイ３８が着脱可能となっている。

搬送経路２３は、筐体２やプロセス部５、定着部７に設けられた壁状またはリブ状のガイドによって形成されている。本実施形態において、搬送経路２３は、図３（ａ）に示すように、用紙Ｓ_A4を当該用紙Ｓ_A4の長い方の辺を先頭にして搬送することができるように構成されている。これにより、レーザプリンタ１は、用紙Ｓ_A4を、縦方向ではなく、横方向に搬送して画像を形成可能となっている。また、このような構成により、レーザプリンタ１では、短辺の長さが用紙Ｓ_A4の長辺の長さと等しい用紙Ｓ_A3を、その短辺を先頭にして搬送できるので、供給トレイ３１の代わりに、図４に示したような供給トレイ３８を使用することで、長さが倍の用紙Ｓ_A3に対しても画像を形成可能となっている。これにより、用紙Ｓ_A4の長辺に対応する筐体２の左右のサイズを変えることなく、別の言い方をすれば、筐体２の左右のサイズを用紙Ｓ_A3の左右のサイズに対応させて大型化することなく、用紙Ｓ_A4，Ｓ_A3のそれぞれに画像を形成できるため、利便性を向上させることができる。

なお、本実施形態のレーザプリンタ１は、図３（ｂ）に示すように、フラットベッドスキャナとして構成されたトップカバー８が、Ａ４サイズの原稿Ｍ_A4を、その縦方向を左右に向けた状態で原稿台８２にセット可能に構成されている。このように原稿台８２にセットされる原稿Ｍ_A4の向きと供給トレイ３１に収容される用紙Ｓ_A4の向きが互いに同じであることで、これらの向きが交差する構成と異なり、筐体２およびトップカバー８は、一方が他方に対して飛び出すことがない。補足すれば、本実施形態では、筐体２とトップカバー８の前後および左右の寸法を互いにほぼ同じ寸法とできるので、レーザプリンタ１は、奥行き寸法が小さい、全体として略直方体形状のコンパクトな外観形状をなしている。

図１に示すように、プロセス部５は、現像剤カートリッジの一例としての現像カートリッジ５Ａと、感光体ユニットの一例としての感光体カートリッジ５Ｂと、筐体２内で現像カートリッジ５Ａと感光体カートリッジ５Ｂを支持するホルダ５Ｃ（図９も参照）とを備えている。

図５（ａ）に示すように、現像カートリッジ５Ａは、トナーを収容可能に構成された現像剤収容部１００と、現像剤収容部１００から供給されたトナーを感光体ドラム５１に供給するように構成された現像剤供給部２００とを有して構成されている。

現像剤収容部１００は、収容部フレーム１１０と、アジテータ５７，５８とを主に有している。
収容部フレーム１１０は、現像剤収容部１００のフレームを構成する部材であり、その内部にトナーを収容するための収容室５９が形成されている。また、収容部フレーム１１０は、現像剤収容部１００の内外を連通して現像剤供給部２００内にトナーを供給するための第１開口１１１と、アジテータ５７の回転中心と同軸で外側面から左右方向外側に向けて突出する略円柱状の一対の軸部１１２とを有している。
アジテータ５７，５８は、収容室５９内のトナーを攪拌しながら第１開口１１１に向けて搬送するための部材であり、収容部フレーム１１０に対し回転可能に支持されている。

現像剤供給部２００は、供給部フレーム２１０と、現像ローラ５４と、規制ブレード５５と、アジテータ５６とを主に有している。
供給部フレーム２１０は、現像剤供給部２００のフレームを構成する部材であり、現像ローラ５４やアジテータ５６を回転可能に支持している。また、供給部フレーム２１０は、現像剤供給部２００の内外を連通して現像剤収容部１００からのトナーを受け入れるための第２開口２１１を有している。

本実施形態において、供給部フレーム２１０は、収容部フレーム１１０に形成された軸部１１２に回動可能に支持されている。これにより、現像剤供給部２００は、現像剤収容部１００に対し、第１開口１１１と第２開口２１１が連通する図５（ａ）に示す連通位置と、第１開口１１１と第２開口２１１の連通が遮断される図５（ｂ）に示す遮断位置との間を回動するように構成されている。なお、供給部フレーム２１０と収容部フレーム１１０との間の開口１１１，２１１の周囲には、現像カートリッジ５Ａ内からのトナー漏れを抑制するため、図示しない枠状の弾性を有するシール部材が配設されている。このシール部材は、供給部フレーム２１０と収容部フレーム１１０との間で若干押し潰された状態で配置され、これにより発生するシール部材と各フレーム１１０，２１０との摩擦力により、現像剤収容部１００および現像剤供給部２００は、相手方に対する姿勢が保持されるようになっている。

現像ローラ５４は、ローラ本体部５４Ｂと、ローラ本体部５４Ｂの表面に植設されたブラシ状の繊維層５４Ｃとを主に有し、繊維層５４Ｃに担持されたトナーを感光体ドラム５１に供給可能に構成されている。繊維層５４Ｃは、例えば、ローラ本体部５４Ｂの外周面に接着剤を塗布し、無数の繊維を静電植毛などによって植設した後、接着剤を乾燥させることによって形成することができる。本実施形態において、現像ローラ５４は、シャフト５４Ａの両端部が供給部フレーム２１０の左右の壁から突出した状態で、供給部フレーム２１０の左右の壁に対し回転可能に支持されている。

アジテータ５６は、第２開口２１１を通して現像剤供給部２００内に供給されたトナーを、供給部フレーム２１０内に形成されたトナー溜部２１３に向けて搬送するための部材である。トナー溜部２１３上に搬送されたトナーは、回転駆動する現像ローラ５４の繊維層５４Ｃに担持されて感光体ドラム５１に供給されることとなる。

図６（ａ）に示すように、感光体カートリッジ５Ｂは、感光体フレーム３１０と、感光体ドラム５１と、帯電器５２と、転写ローラ５３とを主に有している。
感光体フレーム３１０は、感光体カートリッジ５Ｂのフレームを構成する部材であり、感光体ドラム５１や転写ローラ５３を回転可能に支持している。また、感光体フレーム３１０は、現像カートリッジ５Ａが着脱可能に装着されるように構成された装着部３１１と、現像カートリッジ５Ａの装着部３１１への着脱時に現像カートリッジ５Ａをガイドするように構成されたガイド部３１２とを有している。

ガイド部３１２は、現像カートリッジ５Ａの着脱時に軸部１１２をガイドする第１ガイド部３２０と、現像カートリッジ５Ａの着脱時にシャフト５４Ａをガイドする第２ガイド部３３０とから構成されている。第１ガイド部３２０および第２ガイド部３３０は、いずれも、上端が開口し、他端が閉じられた形状の溝として形成されており、装着部３１１を構成する感光体フレーム３１０の左右の壁の内面に左右対称に設けられている（それぞれ一方のみ図示）。

第１ガイド部３２０は、開口した上端から略下方に向けて延びる第１溝部３２１と、第１溝部３２１の下端から屈曲して略後方に向けて延びる第２溝部３２２とを有している。また、第２ガイド部３３０は、第１ガイド部３２０の後方で第１ガイド部３２０に沿うように形成されている。より詳細に、第２ガイド部３３０は、開口した上端から第１ガイド部３２０の第２溝部３２２の上側の位置まで延びる第３溝部３３１と、第３溝部３３１の下端から屈曲して第１ガイド部３２０の第２溝部３２２の後端よりも後方の位置である感光体ドラム５１の下側まで延びる第４溝部３３２とを有している。

感光体ドラム５１は、円筒状のドラム本体の外周面に感光層が形成された部材であり、前記したようにトナーが供給されることでトナー像が形成されるように構成されている。本実施形態において、感光体ドラム５１は、シャフト５１Ａの両端部が感光体フレーム３１０の左右の壁から突出した状態で、感光体フレーム３１０の左右の壁に対し回転可能に支持されている。

図１に示すように、ホルダ５Ｃは、感光体カートリッジ５Ｂを直接支持するとともに、感光体カートリッジ５Ｂを介して現像カートリッジ５Ａを支持する部材であり、図９に示すように、感光体カートリッジ５Ｂが着脱可能に装着されるように構成されている。このため、ホルダ５Ｃは、感光体カートリッジ５Ｂの着脱時に感光体カートリッジ５Ｂの一部である感光体ドラム５１のシャフト５１Ａをガイドするように構成されたドラムガイド部５Ｇを有している。ドラムガイド部５Ｇは、上端が開口し、下端が閉じられた形状の溝として形成され、ホルダ５Ｃの左右の壁の内面に左右対称に設けられている（一方のみ図示）。

本実施形態において、ホルダ５Ｃは、図１に示す姿勢を基準として説明すると、その後端部がレジストローラ３７が有するシャフト３７Ａを介して筐体２に支持されており、上端部がトップカバー８に支持されている。より詳細に、ホルダ５Ｃは、後端部がシャフト３７Ａを中心として当該シャフト３７Ａに回動可能に支持されている。また、ホルダ５Ｃの上端部の左右には、左右方向外側に向けて突出する一対のボス５Ｈが形成されており（一方のみ図示）、このボス５Ｈが、トップカバー８の下部に形成された左右の支持部８４の前後方向に長い長穴８４Ａにスライド移動可能に係合することで、トップカバー８に支持されている。

このような構成により、ホルダ５Ｃ（プロセス部５）は、トップカバー８の閉位置と開位置との間の回動に連動して、用紙Ｓに画像を形成するときの位置である図１に示す装着位置と、現像カートリッジ５Ａや感光体カートリッジ５Ｂの着脱が可能となる図２に示す着脱位置との間を回動するように構成されている。図１に示す装着位置は、トップカバー８が閉位置にあるときの位置であり、本実施形態では、現像剤収容部１００が感光体ドラム５１の下に配置される。一方、図２に示す着脱位置は、トップカバー８が開位置にあるときの位置であり、本実施形態では、現像剤収容部１００が感光体ドラム５１と定着部７との間、言い換えると感光体ドラム５１の前側に配置される。プロセス部５は、図２に示す着脱位置（トップカバー８が開位置）にあるとき、現像カートリッジ５Ａを筐体２の開口２１から露出させるように構成されている。なお、ホルダ５Ｃは、トップカバー８が開位置にあるときにトップカバー８を支持して、トップカバー８を開位置に維持する部材を兼ねていてもよい。

図１に示すように、本実施形態において、プロセス部５の回動軸線である第２の回動軸線の一例としてのシャフト３７Ａの軸中心線は、軸線方向である左右方向から見て、トップカバー８の回動軸線である第１の回動軸線の一例としてのシャフト８１の軸中心線と異なる位置に配置されている。さらに言えば、シャフト３７Ａの軸中心線は、左右方向から見て、シャフト８１の軸中心線と感光体ドラム５１との間、言い換えれば、ホルダ５Ｃに支持された現像カートリッジ５Ａや感光体カートリッジ５Ｂに対し、シャフト８１よりも近くに配置されている。なお、シャフト８１の軸中心線は、プロセス部５を基準としてレジストローラ３７側、すなわち、定着部７や排出トレイ９が配置された前側とは反対側の後側に配置されている。また、本実施形態において、シャフト８１の軸中心線およびシャフト３７Ａの軸中心線は、感光体ドラム５１の回転軸線であるシャフト５１Ａ（図６（ａ）参照）の軸中心線と平行に配置されている。

次に、現像カートリッジ５Ａを交換するときの動作について説明しながら、本実施形態のレーザプリンタ１が有する作用効果について説明する。
現像カートリッジ５Ａを交換する場合には、まず、トップカバー８を図１に示す閉位置から図２に示す開位置に回動させる。そうすると、トップカバー８の回動に連動して、プロセス部５が図１に示す装着位置から図２に示す着脱位置に回動し、現像カートリッジ５Ａと感光体カートリッジ５Ｂの相対的な位置関係が変化して、現像カートリッジ５Ａが筐体２の開口２１から露出する。

そして、この状態で現像カートリッジ５Ａを把持し、略前斜め上方に向けて引き上げる。本実施形態では、現像カートリッジ５Ａが感光体カートリッジ５Ｂに対し着脱可能であるので、現像カートリッジ５Ａは、トップカバー８が開位置にあるときに引き上げることで、図８に示すように、感光体カートリッジ５Ｂを筐体２に残した状態で感光体ドラム５１と定着部７の間および開口２１を通して筐体２から単独で取り外される。その後、取り外した現像カートリッジ５Ａの代わりに、新品の現像カートリッジ５Ａを開口２１および感光体ドラム５１と定着部７の間を通して筐体２（感光体カートリッジ５Ｂ）に装着し、トップカバー８を図２に示す開位置から図１に示す閉位置に回動させて閉じることで、現像カートリッジ５Ａの交換が完了する。

このように本実施形態のレーザプリンタ１によれば、トップカバー８を開くだけで現像カートリッジ５Ａが着脱可能な状態となるため、交換頻度の高い現像カートリッジ５Ａを容易に交換することができる。
また、本実施形態では、シャフト８１が後側に配置されていることで、トップカバー８を開位置に回動させることで、前側から現像カートリッジ５Ａの着脱を行うことができるため、現像カートリッジ５Ａをより容易に交換することができる。

また、本実施形態では、現像カートリッジ５Ａが感光体ドラム５１と定着部７の間を通って着脱されるように構成されているので、現像カートリッジを感光体ドラムとレジストローラの間を通して着脱するような構成と比較して、筐体２と開位置にあるトップカバー８との間のスペースが広くなるため、現像カートリッジ５Ａを一層容易に交換することができる。

なお、現像カートリッジ５Ａとともに感光体カートリッジ５Ｂも交換する場合には、現像カートリッジ５Ａを取り外した後に、または、現像カートリッジ５Ａとともに、感光体カートリッジ５Ｂを把持して略前斜め上方に向けて引き上げる。これにより、図９に示すように、感光体カートリッジ５Ｂは、ホルダ５Ｃを筐体２に残した状態で筐体２から取り外される。その後、取り外した感光体カートリッジ５Ｂの代わりに、新品の感光体カートリッジ５Ｂを筐体２（ホルダ５Ｃ）に装着することで、感光体カートリッジ５Ｂを交換することができる。

本実施形態では、現像カートリッジ５Ａが感光体カートリッジ５Ｂに装着されるので、現像カートリッジ５Ａと感光体カートリッジ５Ｂの両方を交換する場合には、現像カートリッジ５Ａが装着された状態の感光体カートリッジ５Ｂを取り外し、新品を装着することで、現像カートリッジ５Ａと感光体カートリッジ５Ｂの両方を一度に交換することができる。これにより、現像カートリッジ５Ａと感光体カートリッジ５Ｂの両方を容易に交換することができる。

ここで、現像カートリッジ５Ａを筐体２、詳しくは感光体カートリッジ５Ｂに着脱するときの現像カートリッジ５Ａの動作について説明する。なお、以下の説明で参照する図６（ｂ）および図７（ａ），（ｂ）では、第１ガイド部３２０および第２ガイド部３３０を二点鎖線で示している。

図６（ａ）に示すように、感光体カートリッジ５Ｂに装着される前の現像カートリッジ５Ａは、トナー漏れを防ぐため、現像剤供給部２００が現像剤収容部１００に対し、第１開口１１１と第２開口２１１の連通が遮断された遮断位置にある。現像カートリッジ５Ａを感光体カートリッジ５Ｂに装着するときには、現像剤収容部１００を把持し、図６（ｂ）に示すように、シャフト５４Ａを第２ガイド部３３０の第３溝部３３１に挿入するとともに、軸部１１２を第１ガイド部３２０の第１溝部３２１に挿入していく。現像カートリッジ５Ａの装着方向（図６（ａ）に鎖線で示した矢印の方向参照）において、シャフト５４Ａは、軸部１１２よりも下流側に位置しているので、軸部１１２よりも先に第３溝部３３１の下端（第４溝部３３２）に到達する。

その後、軸部１１２が第１溝部３２１の下端（第２溝部３２２）に到達するように、現像カートリッジ５Ａを第１溝部３２１に沿ってさらに挿入していくと、現像剤収容部１００が把持されていることで、図７（ａ）に示すように、シャフト５４Ａが、第３溝部３３１の下端から後方に延びる第４溝部３３２に入り、軸部１１２を中心に図示反時計回りに回動していくこととなる。これにより、現像剤供給部２００が現像剤収容部１００に対し遮断位置から、第１開口１１１と第２開口２１１が連通する連通位置へと回動する。そして、軸部１１２が第１溝部３２１の下端（第２溝部３２２）に到達した後は、現像カートリッジ５Ａを装着方向に押し込むことで、図７（ｂ）に示すように、シャフト５４Ａが第４溝部３３２に沿ってその後端に到達するとともに、軸部１１２が第２溝部３２２に沿ってその後端に到達する。これにより、現像カートリッジ５Ａの感光体カートリッジ５Ｂに対する装着が完了することとなる。

一方、現像カートリッジ５Ａを感光体カートリッジ５Ｂから取り外すときには、上記と逆の操作を行えばよい。簡単に説明すると、現像剤収容部１００を把持し、図７（ｂ）に示す状態から現像カートリッジ５Ａを装着方向とは逆方向の略前斜め上方に引き上げることで、図７（ａ）に示すように、軸部１１２が第２溝部３２２に沿ってその前端（第１溝部３２１）に移動する。その後、現像カートリッジ５Ａをさらに引き上げると、現像剤収容部１００が把持されていることで、装着の場合とは逆に、シャフト５４Ａが第４溝部３３２に沿って移動しながら軸部１１２を中心に図示時計回りに回動し、最終的に第４溝部３３２の前端（第３溝部３３１）に到達する。これにより、現像剤供給部２００が現像剤収容部１００に対し連通位置から図６（ｂ）に示す遮断位置へと回動する。そして、現像カートリッジ５Ａをさらに引き上げることで、現像カートリッジ５Ａが溝部３２１，３３１に沿って移動し、図６（ａ）に示すように、感光体カートリッジ５Ｂから取り外されることとなる。

以上のように、本実施形態では、現像剤供給部２００が現像剤収容部１００に対し、現像カートリッジ５Ａの感光体カートリッジ５Ｂ（筐体２）への着脱に連動して、連通位置と遮断位置との間を移動するように構成されているので、現像カートリッジ５Ａの着脱とは別に、第１開口１１１と第２開口２１１を連通したり、連通を遮断したりする操作を行う必要がない。これにより、現像カートリッジ５Ａを交換するときの操作性を向上させることができる。また、現像カートリッジ５Ａは、現像剤供給部２００が遮断位置にあるときには現像剤収容部１００内から現像剤供給部２００内へのトナーの供給が遮断されるため、現像カートリッジ５Ａを装着したり、取り外したりするときのトナー漏れの可能性を低減させることができる。

なお、以上説明した本実施形態では、レジストローラ３７がプロセス部５を回動可能に支持するシャフト３７Ａを有しているので、レジストローラのシャフトとプロセス部のシャフトが別に設けられている構成と比較して、部品点数を減らすことができる。また、プロセス部５の回動中心が、プロセス部５の用紙Ｓの入り口付近に配置されたレジストローラ３７のシャフト３７Ａであることで、プロセス部５が回動しても、用紙Ｓの入り口とレジストローラ３７との位置関係が大きく変わることはない。これにより、用紙Ｓがレジストローラ３７とプロセス部５との間で詰まった場合にこの用紙Ｓを取り除くため、トップカバー８を開いてプロセス部５を回動させても、用紙Ｓがちぎれることを抑制することができる。その結果、詰まった用紙Ｓを容易に取り除くことができる。

また、本実施形態では、レジストローラ３７、プロセス部５、定着部７および排出トレイ９が水平方向に沿うように並んで配置されているので、例えば、排出トレイがプロセス部や定着部の上に配置されるような構成と比較して、レーザプリンタ１を上下方向に小型化することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、下記のように本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

前記実施形態では、現像カートリッジ５Ａが感光体カートリッジ５Ｂに対して着脱可能であり、感光体カートリッジ５Ｂが筐体２に支持されたホルダ５Ｃに対して着脱可能であったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像カートリッジや感光体カートリッジは、筐体に支持された部材に対して個別に着脱可能であってもよい。一例としては、図１０に示すように、プロセス部５は、現像カートリッジ５Ａと、感光体ドラム５１や帯電器５２を有する感光体カートリッジ５Ｄと、筐体２に支持されたプロセスフレーム５０とを主に備えて構成されていてもよい。少し詳しく説明すると、プロセスフレーム５０は、転写ローラ５３と、現像カートリッジ５Ａが着脱可能に装着されるように構成された第１装着部５０Ａと、感光体カートリッジ５Ｄが着脱可能に装着されるように構成された第２装着部５０Ｂとを有しており、トップカバー８の閉位置と開位置との間の回動に連動して回動し、トップカバー８が開位置にあるときに現像カートリッジ５Ａを筐体２の開口２１から露出させるように構成されている。第１装着部５０Ａは、前記実施形態のガイド部３１２と同様の構成であり、第２装着部５０Ｂは、上端が開口し、下端が閉じられた形状の溝として形成され、プロセスフレーム５０の左右の壁の内面に左右対称に設けられている（一方のみ図示）。このような構成によっても、交換頻度の高い現像カートリッジ５Ａを容易に交換することができる。

前記実施形態では、軸線方向から見て、プロセス部５の回動軸線（第２の回動軸線）がトップカバー８の回動軸線（第１の回動軸線）と異なる位置に配置されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、第１の回動軸線と第２の回動軸線は同じものであってもよい。また、前記実施形態では、プロセス部５やトップカバー８が回動のためのシャフト３７Ａ，８１を有していたが、本発明はこれに限定されず、例えば、プロセス部やトップカバーは、シャフトの代わりに突出するボス状の部位を有し、当該ボス状の部位が筐体に回動可能に支持される構成であってもよい。

なお、前記実施形態のように、第２の回動軸線（シャフト３７Ａ）が、第１の回動軸線（シャフト８１）よりも現像カートリッジ５Ａや感光体カートリッジ５Ｂの近くに配置されていることで、トップカバー８の回動とプロセス部５の回動が連動する構成において、プロセス部５の回動角度をトップカバー８の回動角度よりも大きくすることができる。これにより、トップカバー８をそれほど大きく開かなくても、プロセス部５を大きく回動させる構成が可能となるので、現像カートリッジ５Ａの交換を容易としつつ、トップカバー８の開閉の前後におけるレーザプリンタ１の重量バランスの変化を抑えることができる。また、トップカバー８を大きく開かなくてもよい構成とすることで、上下のスペースが狭い場所にもレーザプリンタ１を設置することが可能となる。さらに、前記実施形態のように、トップカバー８のシャフト８１とプロセス部５のシャフト３７Ａが別に設けられていることで、１つのシャフトでトップカバーとプロセス部の両方を回動可能に支持する構成と比較して、個々のシャフト３７Ａ，８１にかかる荷重を小さくすることができる。

前記実施形態では、現像ローラ５４がローラ本体部５４Ｂの表面に植設されたブラシ状の繊維層５４Ｃを有するブラシローラであったが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像ローラは、金属製の軸を被覆する導電性のゴム材料からなるゴムローラなどであってもよい。なお、現像ローラがゴムローラである場合には、現像ローラ自身にトナーを供給するための供給ローラなどが必要となる。しかし、前記実施形態のように現像ローラがブラシローラである場合には、繊維層５４Ｃを構成する繊維によりトナーを物理的に保持できるので、供給ローラなどを省略することができる。これにより、現像カートリッジ５Ａ（現像剤カートリッジ）の構成を簡略化することができる。また、現像剤カートリッジの構成を簡略化できることで、交換部品である現像剤カートリッジの低コスト化が可能となる。

前記実施形態では、現像剤供給部２００が現像剤収容部１００に対し連通位置と遮断位置との間を回動するように構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、現像剤供給部は、現像剤収容部に対し、連通位置と遮断位置との間を直線的に移動するように構成されていてもよい。また、本発明は、現像剤収容部が、現像剤供給部に対し、連通位置と遮断位置との間を移動するように構成されていてもよい。また、本発明は、現像剤収容部と現像剤供給部が同じフレームから形成されて互いの位置が変わらない構成であってもよい。

前記実施形態では、現像剤カートリッジとして、現像ローラ５４や現像剤収容部１００を有する現像カートリッジ５Ａを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、現像剤カートリッジは、現像ローラを備えず、主に現像剤収容部から構成されたいわゆるトナーボックスなどであってもよい。また、前記実施形態では、感光体ユニットとして、主に感光体ドラム５１を有する感光体カートリッジ５Ｂを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ユニットは、感光体ドラムや現像ローラを有し、トナーボックスが着脱可能に装着されるように構成されたカートリッジであってもよい。また、前記実施形態では、感光体ユニットとしての感光体カートリッジ５Ｂが筐体２に対し着脱可能に装着されるように構成されていたが、本発明はこれに限定されず、例えば、感光体ユニットは筐体に対し着脱不能であってもよい。

前記実施形態で示した露光部４や定着部７などの具体的な構成は一例であり、これらは前記実施形態の構成に限定されるものではない。例えば、露光部は、配列された複数の発光ダイオードなどの発光部を有し、感光体ドラムに対向して近接して配置される露光ヘッドなどであってもよい。また、定着部は、ベルト定着方式の構成などであってもよい。

前記実施形態では、トップカバー８にイメージセンサ８３が設けられ、トップカバー８がフラットベッドスキャナとして構成されていたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、トップカバーは、フラットベッドスキャナではなく、筐体の開口を開閉するための単なるカバーであってもよい。

前記実施形態では、画像形成装置としてレーザプリンタ１を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、複写機などであってもよい。また、前記実施形態では、画像形成装置がＡ４サイズの用紙Ｓを横方向に搬送するように構成されていたが、本発明はこれに限定されず、どのようなサイズの用紙をどの方向に搬送するように構成するかは任意である。また、前記実施形態では、記録シートとして、Ａ４サイズやＡ３サイズなどの用紙Ｓを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、レターサイズやリーガルサイズの用紙であってもよいし、用紙以外のＯＨＰシートなどであってもよい。

１ レーザプリンタ
２ 筐体
５ プロセス部
５Ａ 現像カートリッジ
５Ｂ 感光体カートリッジ
７ 定着部
８ トップカバー
９ 排出トレイ
２１ 開口
３１ 供給トレイ
３７ レジストローラ
３７Ａ シャフト
５１ 感光体ドラム
５１Ａ シャフト
５４ 現像ローラ
５４Ｃ 繊維層
８１ シャフト
８３ イメージセンサ
１００ 現像剤収容部
１１１ 第１開口
２００ 現像剤供給部
２１１ 第２開口
３１１ 装着部
３１２ ガイド部
Ｓ 用紙

Claims (11)

1. 上部に開口を有する筐体と、
   前記筐体の上方に配置され、前記筐体に対し前記開口を閉塞する閉位置と前記開口を開放する開位置との間を第１の回動軸線を中心に回動するように構成されたトップカバーと、
   現像剤を収容するための現像剤収容部を有する現像剤カートリッジと、現像剤が供給されることで現像剤像が形成されるように構成された感光体ドラムを有する感光体ユニットと、を有し、前記トップカバーの前記閉位置と前記開位置との間の回動に連動して回動し、前記トップカバーが前記開位置にあるときに前記現像剤カートリッジを前記開口から露出させるように構成されたプロセス部と、を備え、
   前記第１の回動軸線は、前記感光体ドラムの回転軸線と平行に配置され、
   前記現像剤カートリッジは、前記トップカバーが前記開位置にあるときに、前記感光体ユニットを前記筐体に残した状態で前記筐体に対し着脱可能であり、
   前記現像剤カートリッジは、前記現像剤収容部から供給された現像剤を前記感光体ドラムに供給するように構成された現像剤供給部を有し、
   前記現像剤収容部は、前記現像剤供給部内に現像剤を供給するための第１開口を有し、前記現像剤供給部は、前記現像剤収容部からの現像剤を受け入れるための第２開口を有し、
   前記現像剤収容部および前記現像剤供給部のうち一方は、他方に対し、前記現像剤カートリッジの前記筐体への着脱に連動して、前記第１開口と前記第２開口が連通する連通位置と、前記第１開口と前記第２開口の連通が遮断される遮断位置との間を移動するように構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 上部に開口を有する筐体と、
   前記筐体の上方に配置され、前記筐体に対し前記開口を閉塞する閉位置と前記開口を開放する開位置との間を第１の回動軸線を中心に回動するように構成されたトップカバーと、
   現像剤を収容するための現像剤収容部を有する現像剤カートリッジと、現像剤が供給されることで現像剤像が形成されるように構成された感光体ドラムを有する感光体ユニットと、を有し、前記トップカバーの前記閉位置と前記開位置との間の回動に連動して回動し、前記トップカバーが前記開位置にあるときに前記現像剤カートリッジを前記開口から露出させるように構成されたプロセス部と、
   記録シートを収容可能に構成されたシート収容部と、
   前記シート収容部から搬送されてきた記録シートを前記プロセス部に供給するように構成されたシート供給ローラと、
   前記プロセス部で転写された記録シート上の現像剤像を熱定着するように構成された定着部と、
   前記定着部から排出された記録シートが載置されるように構成されたシート排出部と、を備え、
   前記第１の回動軸線は、前記感光体ドラムの回転軸線と平行に配置され、
   前記現像剤カートリッジは、前記トップカバーが前記開位置にあるときに、前記感光体ユニットを前記筐体に残した状態で前記筐体に対し着脱可能であり、
   前記シート供給ローラ、前記プロセス部、前記定着部および前記シート排出部は、前記シート収容部の上でこの順に水平方向に沿うように並んで配置され、
   前記第１の回動軸線は、前記プロセス部を基準として前記シート供給ローラ側に配置されており、
   前記シート供給ローラは、前記プロセス部を回動可能に支持するシャフトを有することを特徴とする画像形成装置。
3. 記録シートを収容可能に構成されたシート収容部と、
   前記シート収容部から搬送されてきた記録シートを前記プロセス部に供給するように構成されたシート供給ローラと、
   前記プロセス部で転写された記録シート上の現像剤像を熱定着するように構成された定着部と、
   前記定着部から排出された記録シートが載置されるように構成されたシート排出部と、を備え、
   前記シート供給ローラ、前記プロセス部、前記定着部および前記シート排出部は、前記シート収容部の上でこの順に水平方向に沿うように並んで配置され、
   前記第１の回動軸線は、前記プロセス部を基準として前記シート供給ローラ側に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記現像剤カートリッジは、前記トップカバーが前記開位置にあるときに、前記感光体ドラムと前記定着部の間を通って着脱されるように構成されたことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記プロセス部は、軸線方向から見て、前記第１の回動軸線と異なる位置に配置された第２の回動軸線を中心に回動するように構成されていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２の回動軸線は、前記第１の回動軸線と前記感光体ドラムとの間に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記感光体ユニットは、前記現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成された装着部と、前記現像剤カートリッジの前記装着部への着脱時に前記現像剤カートリッジをガイドするように構成されたガイド部と、を有することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記プロセス部は、前記現像剤カートリッジが着脱可能に装着されるように構成された第１装着部と、前記感光体ユニットが着脱可能に装着されるように構成された第２装着部と、を有するプロセスフレームを備えたことを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記現像剤カートリッジは、表面に繊維層を有し、当該繊維層に担持された現像剤を前記感光体ドラムに供給可能に構成された現像ローラを有することを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. Ａ４サイズの記録シートを当該記録シートの長い方の辺を先頭にして搬送するように構成されたことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記トップカバーには、原稿を読み取るための原稿読取ユニットが設けられていることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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