JP2008233940A - 画像形成装置および現像カートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】カップリング受動ギヤ144および円筒部184はカラー部材50よりも幅方向外側に突出しているので、カップリング受動ギヤ144はカップリング入力軸145に連結されて駆動力が確実に供給され、円筒部184には現像バイアスが確実に供給される。また、カップリング入力軸145の、カップリング受動ギヤ144に連結するための移動量を小さくすることができ、カラーレーザプリンタ1の小型化が可能となる。さらに、本来の機能とは別に、カップリング受動ギヤ144には左ガイド溝189に案内される機能を、円筒部184には右ガイド溝73に案内される機能を付加することができる。
【選択図】図10
Description
特許文献1に記載のカラー画像形成装置において、現像カートリッジは、その中にトナーを蓄え、また、そのトナーを担持する現像ローラを備えており、トナーは、現像ローラの表面上に担持され、現像ローラの回転に伴って、感光ドラムの表面に接触するときに、感光ドラムの表面に形成されている静電潜像に供給される。これにより、感光ドラムの表面上の静電潜像が現像剤像に現像され、その後、その現像剤像が用紙に転写されることによって、用紙への画像の形成が達成される。
そして、現像カートリッジは、その両側面に設けられているガイド突起が感光体カートリッジのフレームに形成されているガイド溝に案内されることにより、感光体カートリッジに装着される。この装着状態において、感光体カートリッジのフレームに備えられた電極により、現像ローラに対して、トナーを担持させるための現像バイアスが印加される。また、現像ローラに備えられた現像ローラ歯車は、感光ドラムの歯車と噛み合い、カラー画像形成装置本体に備えられた駆動歯車に直接噛合している感光ドラムの歯車の回転に同期して、上述したように、現像ローラが回転する。
そのため、各歯車同士をその径方向と直交する方向(各歯車の回転軸方向)で連結するカップリング等の連結機構を介することにより、一方の歯車から対応する他方の歯車へ駆動力を伝達することが望ましい。しかし、その場合には、各歯車の回転軸方向、すなわち、上述した上下方向または前後方向に対応する左右方向におけるカラー画像形成装置の寸法について、小型化に向けた設計の自由度が低減される懸念が生じる。
そこで、本発明の目的は、駆動力を確実に現像カートリッジに供給することができる小型で機能的な画像形成装置、およびその画像形成装置に対して着脱自在に装着される現像カートリッジを提供することにある。
さらに、駆動入力部が案内部によって案内されることにより、現像カートリッジは像担持体に向けて案内される。
その結果、画像形成装置の機能性の向上および画像形成装置の小型化を達成することができる。
そのため、駆動回転体と駆動入力部との連結および連結の解除を、現像カートリッジの像担持体に向けての案内、および現像カートリッジの像担持体から離間する方向に向けての案内に連動させることで、画像形成装置の使い勝手を向上することができる。
また、このような構成によると、像担持体を備える感光体カートリッジにより、像担持体の交換が容易となる。
また、この感光体カートリッジは、画像形成装置本体に対して駆動回転体の回転軸方向と直交する方向に沿って着脱自在であるので、画像形成装置本体に装着された状態で、駆動回転体を回転軸方向に進退させることにより、駆動回転体の、像担持体に向けて案内された現像カートリッジの駆動入力部に対する連結および連結の解除を自在に行うことができる。これにより、駆動回転体と駆動入力部との連結および連結の解除を、現像カートリッジの像担持体に向けての案内、および現像カートリッジの像担持体から離間する方向に向けての案内に連動させることで、画像形成装置の使い勝手を向上することができる。
また、このような構成によると、現像カートリッジは、感光体カートリッジに対して、感光体カートリッジに備えられた案内部に沿って着脱自在であるので、現像カートリッジを容易に交換することができる。
その結果、画像形成装置の機能性を向上することができる。
そのため、現像カートリッジが装着された感光体カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、駆動回転体を、現像カートリッジの駆動入力部に確実に連結することができ、駆動力を現像カートリッジの現像剤担持体に対して確実に伝達することができる。
このような構成によると、現像カートリッジの被給電部が画像形成装置本体側の給電部に当接されることにより、電力を現像カートリッジに確実に供給することができる。
また、請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の発明において、前記駆動入力部は、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において、前記位置決め部よりも外方へ突出することを特徴としている。
そのため、現像カートリッジの駆動入力部は、駆動回転体に対して近づくことができるので、現像カートリッジが装着された感光体カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、駆動回転体を駆動入力部に確実に連結することができ、駆動力を現像カートリッジの現像剤担持体に対して確実に伝達することができる。
そのため、駆動回転体の回転軸方向、すなわち画像形成装置本体に対する感光体カートリッジの着脱方向と直交する方向における画像形成装置の寸法を小さくすることができ、画像形成装置の小型化を達成することができる。特に、画像形成装置本体に対する感光体カートリッジの着脱方向を、画像形成装置の前後方向または上下方向とすれば、左右方向における寸法を小さくすることができる。
このような構成によると、給電部は、現像カートリッジの被給電部に対して近づくことができるので、現像カートリッジが装着された感光体カートリッジが画像形成装置本体に装着されると、被給電部は給電部に確実に当接され、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。
このような構成によると、位置決め部が、現像剤担持体の軸の、感光体カートリッジに対する現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における両端部を覆う。
その結果、感光体カートリッジに対して現像カートリッジを一層正確に装着することができる。
そのため、現像カートリッジは、感光体カートリッジに対して着脱方向へ円滑に移動することができる。
また、請求項8に記載の発明は、請求項3ないし7のいずれかに記載の発明において、前記駆動入力部および/または前記被給電部が前記位置決め部を兼ねることを特徴としている。
その結果、現像カートリッジおよび現像カートリッジを備える画像形成装置の機能性を向上することができる。
このような構成によると、給電部が、感光体カートリッジに備えられることにより、現像カートリッジの給電部に対して近づくことができるので、感光体カートリッジに対する現像カートリッジの装着時には、給電部に確実に当接され、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。また、現像カートリッジ側の被給電部を小さくすることができる。
そのため、駆動入力部の、駆動入力部案内溝によって案内される部分における寸法、および被給電部の、被給電部案内溝によって案内される部分における寸法を、駆動入力部案内溝と被給電部案内溝との溝幅に対応させて異ならせれば、駆動入力部を被給電部案内溝に対向させ、かつ被給電部を駆動入力部案内溝に対向させると、駆動入力部案内溝または被給電部案内溝の狭く設定された溝幅に対して、対向する駆動入力部または被給電部の上述した寸法が大きいので、現像カートリッジを感光体カートリッジに装着することができない。よって、感光体カートリッジへの現像カートリッジの誤装着を防止することができる。
また、請求項11に記載の発明は、請求項10に記載の発明において、前記駆動入力部および前記被給電部は、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において前記現像カートリッジから外方へ突出し、前記駆動入力部案内溝の溝幅は、前記駆動入力部の突出方向と直交する方向における最大寸法より大きく、前記被給電部案内溝の溝幅は、前記被給電部の突出方向と直交する方向における最大寸法より大きく、かつ、前記駆動入力部の突出方向と直交する方向における最大寸法は、前記被給電部案内溝の溝幅よりも大きいことを特徴としている。
また、被給電部案内溝の溝幅は、被給電部の突出方向と直交する方向における最大寸法より大きいので、被給電部は、被給電部案内溝に円滑に案内される。
また、請求項12に記載の発明は、請求項2ないし11のいずれかに記載の発明において、前記駆動入力部と前記被給電部とは、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において互いに対向するように前記現像カートリッジに備えられていることを特徴としている。
そのため、感光体カートリッジに現像カートリッジが装着された状態において、駆動入力部に駆動回転体からの駆動力が伝達されることにより、駆動入力部を中心とするねじれ力が発生しても、被給電部に、そのようなねじれ力が大きく作用することを防止することができる。
また、駆動入力部および被給電部の両方が、感光体カートリッジに対する現像カートリッジの着脱時に案内部によって案内される場合には、現像カートリッジを、感光体カートリッジに対して姿勢を崩すことなく安定して着脱することができる。
また、請求項13に記載の発明は、請求項2ないし12のいずれかに記載の発明において、前記駆動入力部は、突出方向と直交する方向における最大寸法が前記被給電部よりも大きいことを特徴としている。
その結果、駆動回転体からの駆動力を駆動入力部に対して安定して伝達することができる。
このような構成によると、カバー部により従動回転体の外周面が覆われるので、従動回転体は、案内部に案内されるときにおいて案内部に直接接触することを避けることができ、その接触に伴って損傷を受けるおそれを低減させることができる。
また、請求項15に記載の発明は、請求項1ないし14のいずれかに記載の発明において、前記現像カートリッジおよび前記像担持体を複数備えていることを特徴としている。
このような構成によると、現像カートリッジおよび像担持体を複数備えることにより、複数色での画像形成が可能となる。
また、請求項16に記載の発明は、請求項15に記載の発明において、複数の前記現像カートリッジおよび前記像担持体が、一体的に前記画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴としている。
このような構成によると、画像形成装置本体に対する複数の現像カートリッジおよび像担持体の着脱を一度に行うことができる。
また、請求項17に記載の発明は、像担持体を備える像担持体ユニットを介して画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジであって、現像剤を担持する現像剤担持体と、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において突出し、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱時に前記像担持体ユニットに備えられた案内部によって案内され、前記現像カートリッジの外部からの駆動力を受け、前記駆動力により前記現像剤担持体を回転させる駆動入力部と、前記駆動入力部に対して、前記現像カートリッジの装着方向下流側に設けられ、前記現像剤担持体の駆動時に前記感光体カートリッジに対して位置決めし、前記案内部に案内される位置決め部とを備えることを特徴としている。
さらに、駆動入力部が案内部によって案内されることにより、現像カートリッジは像担持体ユニットに着脱される。
その結果、画像形成装置の機能性の向上および画像形成装置の小型化を達成することができる。
そのため、現像カートリッジが装着された像担持体ユニットが画像形成装置本体に装着されると、駆動回転体を、現像カートリッジの駆動入力部に確実に連結することができ、駆動力を現像カートリッジに対して確実に伝達することができる。
このような構成によると、現像カートリッジの被給電部が画像形成装置本体側の給電部に当接されることにより、電力を現像カートリッジに確実に供給することができる。
また、請求項20に記載の発明は、請求項19に記載の発明において、前記駆動入力部は、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において前記位置決め部よりも外方へ突出していることを特徴としている。
そのため、現像カートリッジの駆動入力部は、駆動回転体に対して近づくことができるので、現像カートリッジが装着された像担持体ユニットが画像形成装置本体に装着されると、駆動回転体を駆動入力部に確実に連結することができ、駆動力を現像カートリッジの現像剤担持体に対して確実に伝達することができる。
そのため、駆動回転体の回転軸方向、すなわち画像形成装置本体に対する像担持体ユニットの着脱方向と直交する方向における画像形成装置の寸法を小さくすることができ、画像形成装置の小型化を達成することができる。特に、画像形成装置本体に対する像担持体ユニットの着脱方向を、画像形成装置の前後方向または上下方向とすれば、左右方向における寸法を小さくすることができる。
このような構成によると、給電部は、現像カートリッジの被給電部に対して近づくことができるので、現像カートリッジが装着された像担持体ユニットが画像形成装置本体に装着されると、被給電部は給電部に確実に当接され、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。
このような構成によると、位置決め部が、現像剤担持体の軸の、像担持体ユニットに対する現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における両端部を覆う。
その結果、像担持体ユニットに対して現像カートリッジを一層正確に装着することができる。
そのため、現像カートリッジは、像担持体ユニットに対して着脱方向へ円滑に移動することができる。
また、請求項24に記載の発明は、請求項19ないし23のいずれかに記載の発明において、前記駆動入力部および/または前記被給電部が前記位置決め部を兼ねることを特徴としている。
その結果、現像カートリッジおよび現像カートリッジを備える画像形成装置の機能性を向上することができる。
このような構成によると、現像カートリッジにおいて、駆動入力部と被給電部とは、像担持体ユニットに対する現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において互いに対向している。
その結果、被給電部の位置ずれを防止することができ、給電部は被給電部に安定して電力を供給することができる。
その結果、像担持体ユニットに対して現像カートリッジを着脱自在に一層確実に装着することができる。
このような構成によると、駆動回転体に連結されて駆動力が伝達される駆動入力部は、突出方向と直交する方向における最大寸法が、被給電部よりも大きいので、被給電部よりも高い剛性を確保することができる。
また、請求項27に記載の発明は、請求項17ないし26のいずれかに記載の発明において、前記駆動入力部は、回転しながら前記現像担持体に駆動力を伝達する従動回転体と、前記従動回転体の外周面を覆うカバー部とを備えていることを特徴としている。
このような構成によると、カバー部により従動回転体の外周面が覆われるので、従動回転体は、案内部に案内されるときにおいて案内部に直接接触することを避けることができ、その接触に伴って損傷を受けるおそれを低減させることができる。
また、請求項28に記載の発明は、請求項17ないし27のいずれかに記載の発明において、前記像担持体ユニットとともに複数備えられ、複数の前記像担持体ユニットと一体的に前記画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴としている。
その結果、画像形成装置の機能性の向上を達成することができる。
請求項4に記載の発明によれば、駆動力を現像カートリッジの現像剤担持体に対して確実に伝達することができる。また、画像形成装置の小型化を達成することができる。
請求項5に記載の発明によれば、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。
請求項7に記載の発明によれば、感光体カートリッジに対して現像カートリッジを着脱自在に確実に装着することができる。
請求項9に記載の発明によれば、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。また、現像カートリッジ側の被給電部を小さくすることができる。
請求項10に記載の発明によれば、感光体カートリッジに対して現像カートリッジを正確に装着することができる。
請求項12に記載の発明によれば、給電部は被給電部に安定して電力を供給することができる。また、感光体カートリッジに対して現像カートリッジを着脱自在に一層確実に装着することができる。
請求項14に記載の発明によれば、感光体カートリッジに対して現像カートリッジを着脱自在に一層確実に装着することができる。
請求項15に記載の発明によれば、画像形成装置の機能性の向上を達成することができる。
請求項17に記載の発明によれば、駆動力を現像カートリッジに対して確実に伝達することができる。また、画像形成装置の機能性の向上および画像形成装置の小型化を達成することができる。また、駆動力を現像カートリッジに対して確実に伝達することができる。
請求項20に記載の発明によれば、駆動力を現像カートリッジの現像剤担持体に対して確実に伝達することができる。また、画像形成装置の小型化を達成することができる。
請求項21に記載の発明によれば、電力を現像カートリッジに対して確実に供給することができる。
請求項23に記載の発明によれば、像担持体ユニットに対して現像カートリッジを着脱自在に確実に装着することができる。
請求項24に記載の発明によれば、現像カートリッジおよび現像カートリッジを備える画像形成装置の機能性を向上することができる。
請求項26に記載の発明によれば、駆動力を駆動入力部に対して安定して伝達することができる。
請求項28に記載の発明によれば、画像形成装置の機能性の向上を達成することができる。
図1は、本発明の画像形成装置としてのカラーレーザプリンタの一実施形態を示す要部側断面図、図2は、図1に示すカラーレーザプリンタの、現像カートリッジが装着されたドラムサブユニットの要部側断面図、図3は、図2に示す現像カートリッジの要部側断面図である。
また、以下に示す方向は、特に言及がない限り、後述するドラムユニット21および現像カートリッジ22が本体ケーシング2に装着されている状態での方向である。
(1)給紙部
給紙部4は、本体ケーシング2内の底部において、本体ケーシング2の後述するトレイ収容部171に対して、前側から前後方向にスライド自在に着脱され、用紙3を収容する給紙トレイ7と、その給紙トレイ7の前端部上方に設けられ、互いに対向配置される分離ローラ8および分離パッド9と、分離ローラ8の後側に設けられる給紙ローラ10とを備えている。
給紙側搬送経路11の途中には、分離ローラ8の前側上方に設けられ、互いに対向配置される紙粉取りローラ12およびピンチローラ13と、それらの上方に設けられる1対のレジストローラ14とが設けられている。
また、給紙トレイ7の前端部下方には、用紙押圧板15の前端部を上方に持ち上げるレバー16が設けられている。このレバー16は、用紙押圧板15の前端部下方において、上下方向に揺動自在に支持されている。
用紙押圧板15が給紙位置に位置されると、用紙押圧板15上の最上位の用紙3は、給紙ローラ10に押圧され、給紙ローラ10の回転によって、分離ローラ8と分離パッド9との間に向けて給紙される。
給紙された用紙3は、分離ローラ8の回転によって、分離ローラ8と分離パッド9との間に挟まれ、1枚ごとに捌かれて搬送される。搬送された用紙3は、紙粉取りローラ12とピンチローラ13との間を通過し、紙粉が除去された後、給紙側搬送経路11に沿ってレジストローラ14に向けて搬送される。
(2)画像形成部
画像形成部5は、スキャナ部17、プロセス部18、転写部19および定着部20を備えている。
(2−1)スキャナ部
スキャナ部17は、本体ケーシング2の上部に1つ設けられており、図示しないが、レーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズおよび反射鏡を備えている。スキャナ部17では、レーザ発光部から発光される各色に対応する画像データに基づくレーザビームを、ポリゴンミラーで走査して、複数のレンズおよび反射鏡を通過または反射させた後、各感光ドラム24に対応して、各色に対応して、それぞれ出射している。
(2−2)プロセス部
プロセス部18は、スキャナ部17の下方であって、給紙部4の上方に配置されており、後で詳述するが、1つのドラムユニット21と、各色に対応して、4つの現像カートリッジ22とを備えている。
(2−2−1)ドラムユニット
ドラムユニット21は、後で詳述するが、本体ケーシング2の後述するドラム収容部161に対して、前側から前後方向に着脱自在に装着される。このドラムユニット21は、各色に対応して、感光体カートリッジおよび像担持体ユニットとしての4つのドラムサブユニット23を備えている。すなわち、ドラムサブユニット23は、イエロードラムサブユニット23Y、マゼンタドラムサブユニット23M、シアンドラムサブユニット23Cおよびブラックドラムサブユニット23Kの4つからなる。
各ドラムサブユニット23は、後述するように、左サイドフレーム70および右サイドフレーム71と、センターフレーム72とを備えている(図4参照)。
感光ドラム24は、幅方向(前後方向および上下方向に直交する左右方向、以下同じ。)に沿って配置され、円筒形状をなし、最表層がポリカーボネートからなる正帯電性の感光層により形成されるドラム本体26と、このドラム本体26の軸線方向に沿って配置されるドラム軸27とを備えている。
ドラム本体26の軸方向両端部には、回動支持部材30(図9参照)が相対回転不能に嵌入されており、その回動支持部材30が、ドラム軸27の周りにおいて、相対回転可能に支持されている。これによって、ドラム本体26がドラム軸27に対して回転自在に支持される。画像形成時において、感光ドラム24には、本体ケーシング2内に設けられる図示しないモータからの駆動力が伝達され、感光ドラム24が回転される。
放電ワイヤ28には、後述するワイヤ電極80(図5参照)が接続されており、グリッド29には、後述するグリッド電極81(図5参照)が接続されている。
(2−2−2)現像カートリッジ
現像カートリッジ22は、図1に示すように、各色に対応するドラムサブユニット23に対応して、それぞれ着脱自在に設けられている。すなわち、現像カートリッジ22は、イエロードラムサブユニット23Yに着脱自在に装着されるイエロー現像カートリッジ22Y、マゼンタドラムサブユニット23Mに着脱自在に装着されるマゼンタ現像カートリッジ22M、シアンドラムサブユニット23Cに着脱自在に装着されるシアン現像カートリッジ22C、および、ブラックドラムサブユニット23Kに着脱自在に装着されるブラック現像カートリッジ22Kの4つからなる。
現像フレーム31は、下端部に開口部36が開口されるボックス形状に形成されており(図11参照)、上下方向途中に形成される隔壁39によって、トナー収容室37と現像室38とに区画されている。また、隔壁39には、トナー収容室37と現像室38とを連通する連通口40が形成されている。
各色に対応するトナーは、正帯電性の非磁性1成分の重合トナーが用いられる。重合トナーは、略球形であり、スチレンなどのスチレン系単量体や、アクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる、結着樹脂を主成分とし、これに、各色に対応する着色剤や、荷電制御剤、ワックスなどが配合されることによりトナー母粒子が形成され、さらに、流動性の向上を図るべく外添剤が添加されてなる。
アジテータ32は、トナー収容室37内に設けられている。アジテータ32は、現像フレーム31の両側壁141に回転自在に支持される回転軸41と、その回転軸41の軸方向にわたって設けられ、回転軸から径方向外方に延びる攪拌部材42とを備えている。画像形成時において、回転軸41には、本体ケーシング2内に設けられる図示しないモータからの駆動力が、従動回転体としてのカップリング受動ギヤ144(図12参照)を介して伝達され、攪拌部材42がトナー収容室37内を周回移動する。
より具体的には、ゴムローラ46は、カーボン微粒子などを含む導電性のウレタンゴム、シリコーンゴムまたはEPDMゴムなどからなるゴムローラ層と、そのゴムローラ層の表面に被覆され、ウレタンゴム、ウレタン樹脂、ポリイミド樹脂のような耐磨耗性に優れた樹脂などを主成分とするコート層との2層構造からなる。また、現像ローラ軸45には、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に装着された状態において、後述する現像ローラ電極82の給電部としての給電コイル155(図5参照)が接続されている。
現像ローラ34では、画像形成時において、現像ローラ軸45には、本体ケーシング2内に設けられる図示しないモータからの駆動力が、カップリング受動ギヤ144(図12参照)を介して伝達され、現像ローラ34が回転される。また、本体ケーシング2内に設けられる図示しない高圧基板から現像ローラ電極82および給電コイル155を介して現像バイアスが印加される。
ブレード48の基端部が、固定部材47によって隔壁39に固定されており、ブレード48の弾性力により、ブレード48の遊端部に設けられる押圧部49が、現像ローラ34のゴムローラ46に対して上方から圧接される。
(2−2−3)プロセス部での現像動作
そして、図3に示すように、各現像カートリッジ22では、トナー収容室37に収容されている各色に対応するトナーが、自重によって連通口40に移動し、アジテータ32によって攪拌されながら、連通口40から現像室38へ放出される。
現像ローラ34に供給されたトナーは、現像ローラ34の回転に伴って、層厚規制ブレード35の押圧部49と、現像ローラ34のゴムローラ46との間に進入して、一定厚さの薄層としてゴムローラ46の表面に担持される。
感光ドラム24の表面は、感光ドラム24の回転に伴って、スコロトロン型帯電器25により一様に正帯電された後、スキャナ部17からのレーザビームの高速走査により露光され、用紙3に形成すべき画像に対応した静電潜像が形成される。
(2−3)転写部
転写部19は、図1に示すように、本体ケーシング2内において、給紙部4の上方であって、プロセス部18の下方において、前後方向に沿って配置されている。この転写部19は、駆動ローラ51、従動ローラ52、搬送ベルト53、転写ローラ54およびクリーニング部55を備えている。
搬送ベルト53は、エンドレスベルトからなり、カーボンなどの導電性粒子を分散した導電性のポリカーボネートやポリイミドなどの樹脂フィルムから形成されている。この搬送ベルト53は、駆動ローラ51と従動ローラ52との間に巻回されている。
1次クリーニングローラ56は、感光ドラム24および転写ローラ54が接触する上側の搬送ベルト53と反対側の、下側の搬送ベルト53と接触するように配置され、その接触位置において、搬送ベルト53の周回移動方向と同方向に回転するように設けられている。1次クリーニングローラ56には、画像形成時に、本体ケーシング2内に設けられる図示しない高圧基板からの1次クリーニングバイアスが印加される。
トナー貯留部59は、1次クリーニングローラ56および2次クリーニングローラ57の下方において、2次クリーニングローラ57から落下するトナーを貯留できるように設けられている。
(2−4)定着部
定着部20は、本体ケーシング2におけるブラックドラムサブユニット23Kよりも後側であって、感光ドラム24と搬送ベルト53とが接触する転写位置と、前後方向において対向するように配置されている。この定着部20は、加熱ローラ61および加圧ローラ62を備えている。
加圧ローラ62は、加熱ローラ61の下方において、加熱ローラ61と対向配置されている。この加圧ローラ62は、加熱ローラ61を下方から押圧する。
(3)排紙部
排紙部6において、用紙3の排紙側搬送経路63は、その上流側端部が、下方において定着部20に隣接し、その下流側端部が、上方において排紙トレイ64に隣接しており、用紙3が後側に向かって給紙され、反転後、前側に向かって排紙される、側面視略U字形状に形成されている。
また、排紙部6には、排紙トレイ64が設けられている。排紙トレイ64は、本体ケーシング2の上壁を、前側から後側に向かって次第に窪むように形成して、排紙される用紙3を積層状に載置できるように、形成されている。
2.ドラムユニット
図4は、ドラムサブユニットの分解斜視図、図5は、フロントビーム、4つのドラムサブユニットおよびリヤビームを並列に配設した状態を示す右側斜視図、図6は、フロントビーム、4つのドラムサブユニットおよびリヤビームを並列に配設して、1対の側板を組み付ける状態を示す左側斜視図である。
図11は、現像カートリッジの背面図、図12は、現像カートリッジの左側斜視図であり、現像カートリッジの後側面を示したもの、図13は、現像カートリッジの右側斜視図であり、現像カートリッジの前側面を示したもの、図14は、1つの現像カートリッジが離脱状態にあるドラムユニットの平面図、図15は、図14に示すドラムユニットの右側面図であって、側板が取り外され、前側2つのドラムサブユニットの右ガイド溝が説明のために露出された態様を示したもの、図16は、図14に示すドラムユニットの左側面図であって、側板が取り外された態様を示したもの、図17は、図14のA−A線断面図である。
次に、これら図4〜図17ならびに図22および図23を参照して、ドラムユニットについて詳述する。
(1)ドラムサブユニット
ドラムサブユニット23は、図4に示すように、幅方向において間隔を隔てて対向配置される左サイドフレーム70および右サイドフレーム71と、左サイドフレーム70と右サイドフレーム71との間に架設されるセンターフレーム72とを備えている。
(1−1)サイドフレーム
左サイドフレーム70および右サイドフレーム71は、樹脂材料から成形されている。左サイドフレーム70は、上方から下方に向かって先細になる側面視略三角形に形成されており、右サイドフレーム71は、前側上方から後側下方に向かって傾斜する側面視略平行四辺形に形成されている。
右ガイド溝73は、右サイドフレーム71の内壁面において、右サイドフレーム71の内壁面から幅方向外側に向かって断面コ字状に窪むように、かつ右サイドフレーム71の後側上端縁から、右サイドフレーム71の前側下端近傍まで、略上下方向に沿って形成されている。右ガイド溝73の上端部は、上方に向かって開放され、幅広に形成されている。右ガイド溝73は、上述した幅広に形成されている上端部の下側から下端部手前までは一定の溝幅A(図示実線矢印参照)に保たれ、下端部手前で下側斜め後方に向かって屈曲し、その下端部である最深部154は、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に装着された状態で、現像ローラ34が感光ドラム24に接触する位置における現像ローラ軸45の位置に、対応して配置されている。なお、最深部154の溝幅B(図示破線矢印参照)は、上述した溝幅Aよりも小さい。この右ガイド溝73には、現像カートリッジ22の位置決め部としてのカラー部材50および被給電部としての給電部材182の円筒部184(図11参照)が、スライド自在に受け入れられる。
また、右サイドフレーム71には、右ガイド溝73よりも前方の上側に、ボス75が形成されている。ボス75は、左サイドフレーム70の、右サイドフレーム71のボス75に幅方向において対向する位置にも形成されている。このボス75は、右サイドフレーム71および左サイドフレーム70の外壁面から幅方向外方へ突出する筒状に形成され、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に装着された状態で、現像カートリッジ22の窓142(図13参照)が、幅方向において対向するように配置されている。
また、図4に示すように、右サイドフレーム71には、その下端部に、感光ドラム24を支持するためのドラム支持部76が形成されている。ドラム支持部76は、右サイドフレーム71の内壁面から幅方向外側に向かって筒状に窪み、次に述べるセンターフレーム72の軸挿通筒部90を受ける受け部77を備えている。また、受け部77の中心には、右サイドフレーム71の厚さ方向を貫通する軸挿通孔78が形成されている。
また、左サイドフレーム70は、上述したように、側面視略三角形状であり、その前側面には、略上下方向に延びる前側垂直壁60が形成されている。前側垂直壁60の下端部には前側凹部69が形成されている。この前側凹部69は、前側垂直壁60と連続するように、前側垂直壁60が前側にくぼむ側面視略円弧形状に形成されている。なお、前側垂直壁60の上端と左サイドフレーム70の上側面の後端部とは、斜め前側上方に延びる傾斜面によって連結されている。
また、左サイドフレーム70の前側面における凸条84の前端部の下側には、左サイドフレーム70の前側面から前方に突出する位置決め突起200が形成されている。
このレバー支持軸214には、レバー206が幅方向に、揺動自在に支持されている。
また、右サイドフレーム71には、図5に示すように、ワイヤ電極80、グリッド電極81、現像ローラ電極82およびクリーニング電極83が、右サイドフレーム71の厚さ方向を貫通するように支持され、外壁面から幅方向外側に向かって突出するように設けられている。
グリッド電極81は、右サイドフレーム71の後端部の上下方向途中であって、軸挿通孔78に対して斜め後側上方に配置されている。
現像ローラ電極82は、右サイドフレーム71の前端部の上下方向途中であって、軸挿通孔78に対して斜め前側上方に配置されている。また、現像ローラ電極82には、給電コイル155が接続されている。
そして、この給電コイル155は、巻回部157が右サイドフレーム71の支持軸部156に挿通され、一方腕部158が右サイドフレーム71の前端縁に沿って斜め前側上方に向かって配設され、その遊端部が現像ローラ電極82に接続されている。また、他方腕部159は、一方腕部158よりも前側にて斜め前側上方に向かって延設され、その上下方向における略中央位置において、支持軸部156の上方に設けられた縦断面視鉤形状のフック160に係止されている。そして、他方腕部159は、フック160に係止されている部分から後方へ屈折し、フック160に係止されている部分から遊端部までは、側面視略弓形状に形成されている。他方腕部159において、上述した側面視略弓形状を形成する凸部176は、給電コイル155の右サイドフレーム71に対する装着(組付)状態において、側面視で右ガイド溝73の切欠201から右ガイド溝73内に突出している。
また、右サイドフレーム71の外壁面には、ワイヤ電極80を囲んで、半円弧状に幅方向外側へ突出する嵌合周壁94が形成されている。
(1−2)センターフレーム
センターフレーム72は、図4に示すように、左サイドフレーム70および右サイドフレーム71とは独立して、樹脂材料から成形されている。このセンターフレーム72は、幅方向に延びるセンタープレート86と、センタープレート86の幅方向両端部に設けられる右サイドプレート87および左サイドプレート95とを一体的に備えている。なお、この左サイドプレート95と上述した左サイドフレーム70および右サイドフレーム71とが、1対の案内壁として機能する。
帯電器保持部88には、幅方向にわたって放電ワイヤ28が張設されるとともに、そのワイヤ28の下方にグリッド29が保持されている(図2参照)。また、この帯電器保持部88には、放電ワイヤ28を挟持するワイヤクリーナ89が、幅方向においてスライド自在に保持されている。
ブラシ保持部93には、幅方向にわたってクリーニングブラシ68が保持されている(図2参照)。
また、センタープレート86の上端部の幅方向両端部には、位置決めローラ218が備えられている。位置決めローラ218は、センタープレート86の上端部の幅方向両端部において幅方向に沿って設けられたローラ支持軸219に回転自在に支持されている(図10参照)。
左サイドプレート95は、右サイドプレート87よりも大形であり、前後方向に延びる底辺壁137と、その底辺壁137の前端部から略鉛直上方に延びる後側垂直壁138と、底辺壁137の後端部および後側垂直壁138の上端部をつなぐ傾斜壁139とを備える略直角三角形状に形成されている。なお、後側垂直壁138の上端と傾斜壁139の上端とは、斜め後側上方へ延びる傾斜面で連結されている。
後側垂直壁138には、後側凹部152の下端部から連続して下側斜め後方に向かって凹む溝状の最深部153が形成されている。最深部153の溝幅は、上述した溝幅Bと等しい。また、最深部153は、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に装着された状態で、現像ローラ34が感光ドラム24に接触する位置における現像ローラ軸45の位置に、対応して配置されている。
左サイドプレート95には、図示しないが、上記した感光ドラム24を支持するためのドラム支持部76が形成されており、その中心には、左サイドプレート95の厚さ方向を貫通する軸挿通孔78が形成されている。
(1−3)ドラムサブユニットの組立
図4に示すように、センターフレーム72の幅方向右側に、右サイドフレーム71を配置する。そして、センターフレーム72の軸挿通筒部90を、右サイドフレーム71のドラム支持部76において、幅方向において軸挿通孔78と重なるように、受け部77に受け入れさせるとともに、センターフレーム72のねじ螺着部91を、右サイドフレーム71のねじ挿通孔79に幅方向において重なるように配置し、その後、ねじ92を、各ねじ挿通孔79に挿通した後、各ねじ螺着部91に螺着する。これによって、センターフレーム72の右側に、右サイドフレーム71が組み付けられる。
(2)フロントビーム
フロントビーム96は、図5に示すように、前後方向に沿って並列に配設される4つのドラムサブユニット23の前側に配置され、1対の側板121間に架設される(図6参照)。
各フロント側壁97は、側面視略平行四辺形板状のフロント側壁基部100と、フロント側壁基部100の下端から、下方に延びるフロント側壁脚部101とを備えている。フロント側壁基部100の外壁面には、側板121を組み付けるための後述するねじ136が螺着されるフロントねじ螺着部103が設けられている。
フロント側壁97では、フロント側壁基部100からフロント側壁脚部101に連続する後端面が、前側上方から後側下方に向かって傾斜する前側傾斜面102として形成されている。前側傾斜面102の左端部における上端部には、位置決め凹部215が凹設されている(図6参照)。
このフロント前壁98には、幅方向中央において、手前側把持部104が設けられている。この手前側把持部104は、幅方向において間隔を隔てて対向配置される1対の把持側板105と、把持側板105間に架設される把持中央板106とを備えている。
また、手前側把持部104は、その幅方向の中央が、フロントビーム96の幅方向中央と一致するように配置されている。
フロント後壁99は、その両端部における上下方向略中央位置に、上述した位置決めローラ218および位置決め突起219がそれぞれ備えられている。各位置決め突起219は、フロント後壁99内にほぼ埋没するように配置され、各位置決めローラ218は、その外周面の一部がフロント後壁99から側面視において突出するように配置されている。
(3)リヤビーム
リヤビーム111は、前後方向に沿って並列に配設される4つのドラムサブユニット23の後側に配置され、1対の側板121間に架設される。
リヤ側壁112は、下方に向かって幅狭となる側面視略三角形板状をなし、その外壁面には、側板121を組み付けるためのねじ136が螺着されるリヤねじ螺着部114が、上端部と略中央部とに2つ設けられている。また、リヤ側壁112の、略中央部に設けられたリヤねじ螺着部114の下側には、リヤ側壁脚部107が形成されている。また、リヤ側壁112には、その略中央部に設けられたリヤねじ螺着部114とリヤ側壁脚部107の上端部との間において、前方に窪んだリヤ側壁切欠き部108が形成されている。
また、リヤ側壁112の前端面が、前側上方から後側下方に向かって傾斜する後側傾斜面115として形成されている。
このリヤ架設壁113には、幅方向中央において、奥側把持部116が設けられている。この奥側把持部116は、図10に示すように、リヤ架設壁113の上端部が下方に向かって背面視略凹状に窪む把持凹部117と、把持凹部117を幅方向に跨ぐように、リヤ架設壁113の上端部に連結される背面視略コ字状のリヤ取手118とを備えている。
(4)側板
側板121は、図6に示すように、フロントビーム96、4つのドラムサブユニット23およびリヤビーム111を、幅方向の両方から挟むことができるように1対として設けられている。
各側板121は、図23に示すように、前後方向に延びる側面視略細長矩形板状をなし、後述するドラムユニット21の組み立てにおいて、前後方向に沿って並列に配設されるフロントビーム96、4つのドラムサブユニット23およびリヤビーム111に対して、前端部がフロントビーム96に対向し、後端部がリヤビーム111に対向するように形成されている。また、上端部がドラムサブユニット23のセンターフレーム72の左サイドプレート95、左サイドフレーム70および右サイドフレーム71の凸条84に対向し、下端部がドラムサブユニット23のセンターフレーム72の左サイドプレート95、左サイドフレーム70および右サイドフレーム71の下端部に対向するように形成されている。
また、各側板121には、上端部において、各側板121がドラムサブユニット23に組み付けられた状態で、各ドラムサブユニット23のボス75を受け入れる4つの光透過孔123が形成されている。
また、各側板121には、各軸孔124の斜め後側上方および斜め前側上方に1対の図示しない係止孔が形成されており、それらの係止孔に針金ばね127が係止されている。詳しくは、針金ばね127は、下方に向かって凹む側面視略V字状の針金からなり、その上側両端部が幅方向外側に屈曲されており、上述した係止孔に係止されている。そして、針金ばね127は、その前側部分が、左側面視において、後側下方から前側上方に傾斜して軸孔124の3時位置と6時位置とを繋ぐように、軸孔124から露出されている。
また、各側板121には、後端部において、各側板121がリヤビーム111に組み付けられた状態で、リヤ側壁112のリヤねじ螺着部114に対向し、ねじ136を挿通するための後側ねじ挿通孔129が2つずつ形成されている。これらの後側ねじ挿通孔129のうち、一方の後側ネジ挿通孔129は、スペーサー178の前後方向略中央位置に形成されている。
各カップリング外側挿通孔130は、側板121の上下方向中央において、前後方向に沿って互いに間隔を隔てて4つ形成されている。このカップリング外側挿通孔130は、側板121がドラムサブユニット23に組み付けられ、さらに、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に装着された状態で、ドラムサブユニット23の左側面に形成されたカップリング内側挿通部74と幅方向において対向する位置において、厚さ方向を貫通する丸穴として形成されている。
各レバー通過孔208は、左側の側板121の上端部において、前後方向に沿って互いに間隔を隔てて4つ形成されている。このレバー通過孔208は、各現像カートリッジ22が各ドラムサブユニット23に装着された状態で、現像カートリッジ22の後述する検出ギヤ205と、ドラムサブユニット23の側壁開口部213とが、幅方向に対向する位置において、厚さ方向を対向する側面視凸状に形成されている。
中間ねじ挿通孔132は、各カップリング外側挿通孔130の前後位置に1つずつ配置され、各側板121に対して8つずつ形成されている。
各中央開口部133は、前後方向に沿って互いに間隔を隔てて4つ形成されている。この中央開口部133は、ワイヤ電極80を含む嵌合周壁94(図5参照)を嵌合させ、かつ、グリッド電極81を挿通させることができる大きな開口部として形成されている。
(5)ドラムユニットの組立
まず、4つのドラムサブユニット23を前後方向において隣接して配設する。4つのドラムサブユニット23を前後方向において隣接して配設するには、図6に示すように、互いに隣接するドラムサブユニット23において、前側のドラムサブユニット23のセンターフレーム72の左サイドプレート95の位置決め凹部202に後側のドラムサブユニット23の左サイドフレーム70の位置決め突起200を嵌め込み、かつ前側のドラムサブユニット23の右サイドフレーム71の後端面に、後側のドラムサブユニット23の右サイドフレーム71の前端面を当接させる。これによって、各ドラムサブユニット23が、前側上方から後側下方に向かって傾斜する状態で、前後方向に沿って隣接配置される。
左側の側板121を、フロントビーム96、4つのドラムサブユニット23およびリヤビーム111の幅方向左側に組み付けるには、左側の側板121の前側ねじ挿通孔128を、フロントビーム96の左側のフロントねじ螺着部103と幅方向において対向配置し、左側の側板121の後側ねじ挿通孔129を、リヤビーム111の左側のリヤねじ螺着部114と幅方向において対向配置し、左側の側板121の中間ねじ挿通孔132を、各ドラムサブユニット23の左側のねじ螺着部85と幅方向において対向配置する。
このようにして組み立てられたドラムユニット21では、各ドラムサブユニット23においてセンターフレーム72の左サイドプレート95と右サイドフレーム71との間に支持されるドラム軸27は、その軸方向両端部が、図7および図8に示すように、各側板121の軸孔124に挿通される。
また、各リヤ側壁112のリヤ側壁切欠き部108の後端縁は、図8に示すように、各側板121の切欠き部179の後端縁に対して、側面視において露出されない。
また、このようにして組み立てられたドラムユニット21では、左側の側板121に形成された各カップリング外側挿通孔130が、各ドラムサブユニット23の左側面のカップリング内側挿通部74と幅方向において対向する。
以上に示した手順にてドラムサブユニット23およびドラムユニット21が組み立てられるが、上述したように、左サイドフレーム70は、他の部品(右サイドフレーム71およびセンターフレーム72)に組み付けることができない。そのため、予め左サイドフレーム70が組み付けられた側板121に、右サイドフレーム71が組み付けられたセンターフレーム72が組み付けることでドラムサブユニット23を完成させることもできる。
そして、左側の側板121において、各カップリング外側挿通孔130の前側に位置する中央ねじ挿通孔132に、各左サイドフレーム70のねじ螺着部85を対向させて、ねじ132を、中央ねじ挿通孔132に挿通し、ねじ螺着部85に螺着させる。これによって、左側の側板121に各左サイドフレーム70が組み付けられる。その後、上述した手順によって右サイドフレーム70が組み付けられた各センターフレーム72に、各左サイドフレーム70が組み付けられた左側の側板121、フロントビーム96、リヤビーム111および右側の側板121が組み付けられる。
3.現像カートリッジ
次に、図11ないし図13を参照して、現像カートリッジについて詳述する。
(1)現像カートリッジ
上記したように、現像カートリッジ22では、図11に示すように、現像フレーム31の下端の開口部36から、現像ローラ34が下方に向けて露出するように配置されている。また、現像ローラ34の現像ローラ軸45は、現像フレーム31の両側壁141に回転自在に支持されており、現像フレーム31の両側壁141から、軸方向両端部が幅方向両側へ突出するように設けられている。また、現像ローラ軸45の軸方向両端部には、カラー部材50が被覆されている。カラー部材50は、一定の外径D(図示実線矢印参照)の中空円筒状に形成されている。この外径Dは、最深部153および154の溝幅B(図4参照)に対して、等しいか僅かに小さい。また、現像ローラ軸45の左端部に備えられたカラー50の幅方向左側端面と外周面との間には、それらを繋ぐように面取りされた傾斜面としてのカラー傾斜面185が形成されている。
また、図13に示すように、現像フレーム31の前側壁の左右方向両端部の、窓142に近接する位置には、位置決め突起217が形成されている。
また、現像フレーム31の両側壁141には、トナーの残量を検出するための窓142が埋設されている。この窓142は、トナー収容室37内のトナーの残量を、後述する発光素子174および受光素子175からなる光センサ173(図17参照)によって光学的に検知させるための検知光を、幅方向に沿って通過させる。
カップリング受動ギヤ144は、図11に示すように、上述した給電部材182の円筒部184と幅方向において対向している。詳しくは、カップリング受動ギヤ144は、その中心軸が円筒部184の中心軸と前後上下方向において一致する。
ギヤトレイン(図示せず)は、アジテータ32の回転軸41と噛合するアジテータ駆動ギヤ、供給ローラ33の供給ローラ軸43と噛合する供給ローラ駆動ギヤ、現像ローラ34の現像ローラ軸45と噛合する現像ローラ駆動ギヤ、検出ギヤ205などを備えており、これらが中間ギヤなどを介してカップリング受動ギヤ144に噛合している。
この検出ギヤ205は、欠け歯ギヤとして形成されており、その右端部には、図示しない歯部および欠け歯部が設けられており、その左側面には、検出ギヤ205の周縁にそって配置され、左側へ突出する被検知突起(図示せず)が設けられている。
現像カートリッジ22が装着されたドラムユニット21が本体ケーシング2に装着されると、本体ケーシング2のモータ(図示せず)の駆動力が、カップリング入力軸145およびカップリング受動ギヤ144を介して検出ギヤ205の上述した歯部に伝達され、検出ギヤ205が回転する。
また、現像カートリッジ把持部146は、その後端部に図示しない回転軸が左右方向に沿って挿通されており、この回転軸(図示せず)を介して、現像フレーム31の上壁147の後端部で揺動自在に支持されている。
また、図13に示すように、現像カートリッジ把持部146の前端部の左右方向両端部と、これらに対向する上壁147の前端部の左右方向両端部とは、たとえば、コイルばねや板ばねやスポンジなどの弾性部材210で連結されており、現像カートッジ把持部146の前端部は、常には、上壁147の前端部から離間する方向に付勢されている。
(2)現像カートリッジのドラムユニットへの装着
各色に対応する現像カートリッジ22を、ドラムユニット21の各色に対応するドラムサブユニット23へ装着するには、まず、図9に示すように、ドラムユニット21の上方から、現像カートリッジ22を、その現像カートリッジ22に対応するドラムサブユニット23へ装着する。
このとき、軸方向右側のカラー部材50は、最深部154の、溝幅を形成する互いに対向する溝壁に対して当接し(図15参照)、軸方向左側のカラー部材50は、最深部153の、溝幅を形成する互いに対向する溝壁に対して当接する(図16参照)。また、各現像カートリッジ22の位置決め突起217は、ドラムサブユニット23の位置決めローラ218(図9参照)およびフロントビーム96の位置決めローラ218(図10参照)に当接する。また、現像カートリッジ22の現像ローラ34のゴムローラ46は、図2に示すように、感光ドラム24の表面に当接する。
詳しくは、カラー部材50は、図16に示すように、最深部153および最深部154(図15参照)の、溝幅を形成する互いに対向する溝壁に対して当接する。そのため、現像カートリッジ22は、ドラムサブユニット23に対して、最深部153および最深部154の各溝壁の対向する方向、すなわち、斜め上側後方と斜め下側前方とを繋ぐ方向に位置決めされる。
また、現像ローラ34が感光ドラム24に対して当接することにより、現像カートリッジ22は、現像ローラ34の感光ドラム24に対する当接する方向、すなわち、斜め下側後方と斜め上側前方とを繋ぐ方向に位置決めされる。
また、現像カートリッジ22が、対応するドラムサブユニット23へ装着されると、図15に示すように、現像ローラ軸45の給電部材182の円筒部184が、右サイドフレーム71に設けられている現像ローラ電極82に接続された給電コイル155の凸部176に当接される。
また、すべての現像カートリッジ22がドラムサブユニット23へ装着された状態において、各現像カートリッジ22は、把持長孔209に指を入れて、現像カートリッジ把持部146を掴んで、上方に持ち上げれば、上方へ引き出すことができる。
4.本体ケーシング
図18は、カップリング受動ギヤがカップリング入力軸に連結される様子を説明するための、図1に示すレーザプリンタの内部を上方から見た概要図である。図19は、図18におけるカップリング入力軸とアームとの当接状態を説明するための、カップリング入力軸およびアーム周辺の左側斜視図である。
また、本体ケーシング2の前壁には、ドラム着脱口162を開閉するためのフロントカバー163が設けられている。このフロントカバー163は、本体ケーシング2のドラム着脱口162の下端部に設けられるヒンジ(図示せず)を介して回動自在に支持されており、本体ケーシング2に対して開閉自在に設けられている。これによって、フロントカバー163を、ヒンジを支点として閉じると、フロントカバー163によってドラム着脱口162が閉鎖され、逆に、フロントカバー163を、ヒンジを支点として開くと、ドラム着脱口162が開放され、このドラム着脱口162を介して、ドラムユニット21をドラム収容部161に対して前方から着脱させることができる。
また、ドラム収容部161の後端部には、両側壁165の内壁面の間に架設される図示しない位置決めバーが備えられおり、ドラム収容部161の前端部における上述したローラ(図示せず)に近接した位置には、図示しない位置決め機構が備えられている。この位置決め機構(図示せず)は、フロントカバー163の開閉に応じて、ドラム収容部161内に収容されたドラムユニット21に対して、後方(ドラムユニット21の装着方向)への押圧または前方(ドラムユニット21の離脱方向)への押圧を選択的に付与する。
また、この本体ケーシング2は、ドラム収容部161の下方に、給紙トレイ7を収容するトレイ収容部171が形成されている。また、本体ケーシング2の前壁には、トレイ収容部171に連通するトレイ着脱口172が形成されている。
また、左側の側壁165は、図18に示すように、幅方向外側(左側)表面を形成する外側壁192と幅方向内側(右側)表面を形成する内側壁193とを備えている。
アーム194は、前後方向に沿って延びるアーム部195と、そのアーム部195の後端部に設けられるカム部196とを一体的に備えている。
そして、このアーム194は、その後端部の長孔197にカップリング入力軸145が挿通された状態で、内側壁193に沿って前後方向に移動可能に支持されている。また、このアーム194は、フロントカバー163の開閉に連動して、前後方向に移動するように設けられている。
また、図7に示すように、右側の側板121に形成された各中央開口部133から露出するワイヤ電極80およびグリッド電極81、また、各前側開口部134から露出する現像ローラ電極82、さらには、後側開口部135から露出するクリーニング電極83には、本体ケーシング2内に設けられる図示しない高圧基板に接続されている各端子が、それぞれ接続される。
この選択に応じて、カラー画像形成を行う場合には、押圧離間機構(図示せず)により、ドラムユニット21に装着された4つの現像カートリッジ22の押圧突起211に対して、下方への押圧が付与される。このとき、押圧突起211が備えられた各現像カートリッジ把持部146は、弾性部材210の付勢力に抗して、その前端部は、現像フレーム31の上壁147の前端部へ向けて移動する。この移動に伴い、弾性部材210の付勢力は、現像フレーム31の上壁147の前端部に対して、現像カートリッジ把持部146の前端部から離間する方向(下方)へ作用する。これにより、4つの現像カートリッジ22の現像フレーム31は、下方へ移動し、各現像フレーム31に支持されている現像ローラ34のゴムローラ46は、図2に示すように、感光ドラム24の表面に圧接され、各現像ローラ34からのトナーは各感光ドラム24へ供給され、カラー画像の形成が可能となる。
また、本体ケーシング2には、図17に示すように、各現像カートリッジ22に対応して、トナー収容室37内のトナーの残量を検知するための光センサ173が、それぞれ設けられている。
発光素子174および受光素子175は、対応する現像カートリッジ22がドラムユニット21に装着され、かつ、ドラムユニット21がドラム収容部171に装着されている状態において、1対の光透過孔123の幅方向外側において、これら1対の光透過孔123と幅方向において対向するように配置されている。
この光センサ173では、検知光の検知の頻度に対応して、トナー収容室37内のトナーの残量を判別するようにしており、トナー収容室37内のトナーの残量がわずかになると、図示しない操作パネルなどにトナーエンプティの警告を表示する。
5.作用効果
このカラーレーザプリンタ1では、現像カートリッジ22にカップリング受動ギヤ144および給電部材182が備えられている。そして、ドラムサブユニット23には、右ガイド溝73を形成する右サイドフレーム71と左ガイド溝189を形成するセンターフレーム72および左サイドフレーム70とが備えられている。
また、給電部材182の円筒部184がドラムサブユニット23に備えられた給電コイル155に当接されることによって、現像ローラ34に電力(現像バイアス)が供給される。なお、給電コイル155がドラムサブユニット23以外に備えられている場合に比べると、円筒部184は、給電コイル155に近づくことができるので、現像ローラ34に電力を確実に供給することができ、また、円筒部184を小さくすることができる。
そのため、現像カートリッジ22の交換が容易となり、また、カップリング受動ギヤ144に対して、本来の機能、すなわちカップリング入力軸145から駆動力が伝達される機能とは別に、ドラムサブユニット23への現像カートリッジ22の装着時に左ガイド溝189によって案内される機能を付加することができる。また、円筒部184に対しても、本来の機能、すなわち給電コイル155から電力が供給される機能とは別に、ドラムサブユニット23への現像カートリッジ22の装着時に右ガイド溝73によって案内される機能を付加することができる。
その結果、現像カートリッジ22およびカラーレーザプリンタ1の機能性の向上およびカラーレーザプリンタ1の小型化を達成することができる。
また、感光ドラム24を備えるドラムサブユニット23は、複数配列され、それぞれに現像カートリッジ22が装着されて一体となったドラムユニット21として、本体ケーシング2のドラム収容部161に対して、カップリング入力軸145の回転軸方向、すなわち幅方向(左右方向)と直交する前後方向に沿って着脱自在である。
また、カップリング入力軸145は、その回転軸方向(左右方向)へ進退自在である。
その結果、カラーレーザプリンタ1の機能性を向上することができる。
その結果、ドラムサブユニット23に対して現像カートリッジ22を着脱自在に確実に装着することができる。
カラー部材50が、左ガイド溝189の最深部153および右ガイド溝73の最深部154に当接することで、現像カートリッジ22は、ドラムサブユニット23への装着時に、ドラムサブユニット23に対して位置決めされるので、現像カートリッジ22はドラムサブユニット23に対して精度良く装着することができる。また、このカラー部材50が上述した装着方向下流側の現像ローラ軸45に対して隣接配置されているので、現像ローラ34を感光ドラム24に確実に安定して接触させることができる。
その結果、ドラムサブユニット23に対して現像カートリッジ22を正確に装着することができる。また、カラー部材50に両端部が覆われることにより、現像ローラ軸45の損傷等を低減できる。さらに、現像ローラ軸45の長さを短くすることもできる。
そのため、現像カートリッジ22がドラムサブユニット23に対して着脱されるときに、そのカラー部材50の左側端部とドラムサブユニット23の左ガイド溝189との接触により生じる摩擦力を低減することができる。
また、カップリング受動ギヤ144は、幅方向(左右方向)、すなわちドラムサブユニット23に対する現像カートリッジ22の着脱方向(上下方向)と直交する方向においてカラー部材50よりも外側(左側)に突出している。また、円筒カバー186は、カップリング受動ギヤ144の左端面と面一である。
そのため、円筒部184は、給電コイル155に近づくことができ、現像ローラ34に電力を確実に供給することができる。
その結果、カップリング入力軸145からの駆動力をカップリング受動ギヤ144に対して安定して伝達することができる。
また、カップリング受動ギヤ144は、円筒部184と幅方向において対向している。詳しくは、カップリング受動ギヤ144は、その中心軸が円筒部184の中心軸と前後上下方向において一致する。
また、円筒カバー186に外周面が覆われたカップリング受動ギヤ144および給電部材182の円筒部184の両方が、上述したように、ドラムサブユニット23に対する現像カートリッジ22の着脱時に、右ガイド溝73および左ガイド溝189によってそれぞれ案内されるので、現像カートリッジ22を、ドラムサブユニット23に対して姿勢を崩すことなく安定して着脱することができる。
また、左ガイド溝189の溝幅Cは右ガイド溝73の溝幅Aより大きく、右ガイド溝73に案内される円筒部184の外径Eは、右ガイド溝73の溝幅Aに対して、ほぼ等しいか僅かに小さい。そして、左ガイド溝189に案内されるカップリング受動ギヤ144の外周面を覆う円筒カバー186の外径Fは、右ガイド溝73の溝幅Aよりも大きく、左ガイド溝189の溝幅Cに対しては、ほぼ等しいか僅かに小さい。
そして、カップリング受動ギヤ144および円筒カバー186を右ガイド溝73に対向させ、かつ円筒部184を左ガイド溝189に対向させると、カップリング受動ギヤ144および円筒カバー186は右ガイド溝73に案内されないので、現像カートリッジ22をドラムサブユニット23に装着することができない。よって、ドラムサブユニット23への現像カートリッジ22の誤装着を防止することができる。
6.変形例
(1)変形例1
図20は、変形例1を適用したドラムサブユニットおよび現像カートリッジの左側面図であって、現像カートリッジがドラムサブユニットに着脱される態様を示したもの、図21は、変形例1を適用したドラムサブユニットおよび現像カートリッジの右側面図であって、説明のために右ガイド溝が露出されており、現像カートリッジがドラムサブユニットに着脱される態様を示したものである。
上記した実施例では、図15および図16に示すように、カラー部材50が最深部153および最深部154に対して当接し、かつ位置決め突起217が位置決めローラ218に対して当接し、現像ローラ34が感光ドラム24に対して当接することにより、現像カートリッジ22は、ドラムサブユニット23への装着時に、ドラムサブユニット23に対して位置決めされる。
その場合、図20に示すように、左ガイド溝189において、前側凹部69の下端部を後側垂直壁138に向かって突出させる。この突出量は、前側凹部69の下端部と後側凹部152の上端部との間の間隔が円筒カバー186の外径Fよりも小さくなるように、かつ、後側凹部152の上端部が前側凹部69の下端部に対して斜め上側後方に位置するように設定する。
このようなドラムサブユニット23において、図21(a)に示すように、現像カートリッジ22の現像ローラ軸45の軸方向右端部のカラー部材50および給電部材182の円筒部184を右ガイド溝73に挿入する。これと同時に、図20(b)に示すように、現像ローラ軸45の軸方向左端部のカラー部材50ならびにカップリング受動ギヤ144およびカップリング受動ギヤ144の外周面を覆う円筒カバー186を左ガイド溝189に挿入する。そして、右ガイド溝73に沿って円筒部184がスライドするように、かつ左ガイド溝189に沿ってカップリング受動ギヤ144を被覆する円筒カバー186がスライドするように、現像カートリッジ22をドラムサブユニット23に対して下方へ押し込む。
そして、図20(a)に示すように、後側凹部152の上端部と前側凹部69の下端部との間の間隔は、上述したように、円筒カバー186の外径Fより小さいので、円筒カバー186に外周面が覆われたカップリング受動ギヤ144は、後側凹部152の上端部および前側凹部69の下端部に係止される。このとき、円筒カバー186に外周面が覆われたカップリング受動ギヤ144は、後側凹部152の上端部および前側凹部69の下端部から、斜め上側後方と斜め下側前方とを繋ぐ方向に押圧力を受ける。
以上により、円筒部184が給電コイル155に当接されて、位置決め凹部220の上端部に係止されること、ならびに、円筒カバー186に外周面が覆われたカップリング受動ギヤ144が後側凹部152の上端部および前側凹部69の下端部に係止されることにより、現像カートリッジ22は、ドラムサブユニット23に対して、斜め上側後方と斜め下側前方とを繋ぐ方向に位置決めされる。なお、この位置決め方向は、カラー部材50を位置決めに用いたときの位置決め方向と一致する。
よって、カップリング受動ギヤ144および給電部材182の円筒部184に対して、それぞれの本来の機能、すなわちカップリング受動ギヤ144における、カップリング入力軸145から駆動力が伝達される機能、円筒部184における、給電コイル155に当接されて電力が供給される機能とは別に、ドラムサブユニット23に対して現像カートリッジ22を位置決めする機能を付加することができる。
(2)変形例2
図24は、変形例2を適用した現像カートリッジの左側斜視図であり、現像カートリッジの後側面を示したものである。なお、図24において、上記に説明した部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
つまり、カップリング受動ギヤ144の、円筒カバー186の左側端縁よりも左側の部分は、その外周面が円筒カバー186に覆われていない。これにより、現像カートリッジ22をドラムサブユニット23に対して着脱するとき、左ガイド溝189では、円筒カバー186ではなく、カップリング受動ギヤ144の外周面がスライドされる。
(3)変形例3
図25は、変形例3を適用した現像カートリッジの左側斜視図であり、現像カートリッジの後側面を示したものである。なお、図25において、上記に説明した部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
また、カップリング受動ギヤ144には、カップリング挿通孔187の代わりに、カップリング受動ギヤ144の回転軸を挟んで互いに対向する1対のカップリング連結突起119がカップリング受動ギヤ144の左側面から左側へ突出するように形成されていてもよい。
(4)変形例4
図26、27および28は、変形例4を適用した現像カートリッジの左側斜視図であり、現像カートリッジの後側面を示したものである。なお、図26、27および28において、上記に説明した部材と同様の部材には同一の符号を付してその説明を省略する。
(5)変形例5
上記各実施形態におけるドラムユニット21では、各色に対応した現像カートリッジ22が、各色に対応した各ドラムサブユニット23に着脱自在に装着されるように、ドラムサブユニット23とは別体として設けられているが、現像カートリッジ22とドラムサブユニット23とを一体的に形成してもよい。その場合には、ドラムユニット21の交換により、各色に対応するトナー、現像ローラ34および感光ドラム24を一度に交換することが可能となる。
(6)変形例6
上記各実施形態においては、各感光ドラム24から、直接、用紙3に転写するタンデム型のカラーレーザプリンタ1を例示したが、本発明はこれに限定されるものではなく、たとえば、各色毎のトナー像を、各感光体から一旦中間転写体に転写し、その後、用紙に一括転写する中間転写タイプのカラーレーザプリンタとして構成することもでき、さらには、モノクロのレーザプリンタとして構成することもできる。モノクロのレーザプリンタにおいては、1つのドラムサブユニット23に1つの現像カートリッジ22が装着された画像形成ユニットとしてのプロセスユニットを備えていてもよい。
2 本体ケーシング
22 現像カートリッジ
23 ドラムサブユニット
24 感光ドラム
34 現像ローラ
50 カラー部材
70 左サイドフレーム
71 右サイドフレーム
72 センターフレーム
73 右ガイド溝
95 左サイドプレート
144 カップリング受動ギヤ
145 カップリング入力軸
155 給電コイル
182 給電部材
185 カラー傾斜面
186 円筒カバー
189 左ガイド溝
Claims (28)
- 画像形成装置本体と、
像担持体と、
前記像担持体を現像するための現像剤を担持する現像剤担持体と前記現像剤担持体に駆動力を伝達するために突出する駆動入力部とを備える現像カートリッジと、
前記駆動入力部に連結して前記現像剤担持体に前記駆動力を伝達するために回転し、回転軸方向に進退自在である駆動回転体と、
前記駆動入力部を案内することで、前記現像カートリッジを前記像担持体に向けて案内するための案内部と、
前記像担持体を備え、前記画像形成装置本体に対して前記駆動回転体の回転軸方向と直交する方向に沿って着脱自在な感光体カートリッジと
を備え、
前記案内部は、前記感光体カートリッジに備えられ、
前記現像カートリッジは、前記感光体カートリッジに対して前記案内部に沿って着脱自在であり、
前記現像カートリッジは、前記現像剤担持体の駆動時に前記感光体カートリッジに対して位置決めする位置決め部を、前記駆動入力部に対して、前記現像カートリッジの装着方向下流側に備えており、
前記位置決め部は、前記案内部に案内されることを特徴とする、画像形成装置。 - 前記現像カートリッジには、前記画像形成装置本体側に備えられた給電部に当接されて電力が供給されるために突出し、前記案内部に案内される被給電部が備えら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。
- 前記現像カートリッジは、前記位置決め部を、前記被給電部に対して、前記現像カートリッジの装着方向下流側にさらに備えていることを特徴とする、請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記駆動入力部は、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において、前記位置決め部よりも外方へ突出することを特徴とする、請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記被給電部は、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において、前記位置決め部よりも外方へ突出することを特徴とする、請求項3または4に記載の画像形成装置。
- 前記位置決め部は、前記現像剤担持体の軸の、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における両端部を覆うことを特徴とする、請求項3ないし5のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記位置決め部には、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における端部の側端面を面取りして、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向の移動を案内する傾斜面が形成されていることを特徴とする、請求項3ないし6のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記駆動入力部および/または前記被給電部が前記位置決め部を兼ねることを特徴とする、請求項3ないし7のいずれかにに記載の画像形成装置。
- 前記給電部は、前記感光体カートリッジに備えられていることを特徴とする、請求項2ないし8のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記案内部は、
前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱時に前記駆動入力部を案内する駆動入力部案内溝および前記被給電部を案内する被給電部案内溝が形成され、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において互いに対向する1対の案内壁を備え、
前記駆動入力部案内溝と前記被給電部案内溝との溝幅が異なることを特徴とする、請求項2ないし9のいずれかに記載の画像形成装置。 - 前記駆動入力部および前記被給電部は、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において前記現像カートリッジから外方へ突出し、
前記駆動入力部案内溝の溝幅は、前記駆動入力部の突出方向と直交する方向における最大寸法より大きく、
前記被給電部案内溝の溝幅は、前記被給電部の突出方向と直交する方向における最大寸法より大きく、
かつ、前記駆動入力部の突出方向と直交する方向における最大寸法は、前記被給電部案内溝の溝幅よりも大きいことを特徴とする、請求項10に記載の画像形成装置。 - 前記駆動入力部と前記被給電部とは、前記感光体カートリッジに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において互いに対向するように前記現像カートリッジに備えられていることを特徴とする、請求項2ないし11のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記駆動入力部は、突出方向と直交する方向における最大寸法が前記被給電部よりも大きいことを特徴とする、請求項2ないし12のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記駆動入力部は、回転しながら前記現像担持体に駆動力を伝達する従動回転体と、前記従動回転体の外周面を覆うカバー部とを備えていることを特徴とする、請求項1ないし13のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記現像カートリッジおよび前記像担持体を複数備えていることを特徴とする、請求項1ないし14のいずれかに記載の画像形成装置。
- 複数の前記現像カートリッジおよび前記像担持体が、一体的に前記画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする、請求項15に記載の画像形成装置。
- 像担持体を備える像担持体ユニットを介して画像形成装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジであって、
現像剤を担持する現像剤担持体と、
前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において突出し、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱時に前記像担持体ユニットに備えられた案内部によって案内され、前記現像カートリッジの外部からの駆動力を受け、前記駆動力により前記現像剤担持体を回転させる駆動入力部と、
前記駆動入力部に対して、前記現像カートリッジの装着方向下流側に設けられ、前記現像剤担持体の駆動時に前記感光体カートリッジに対して位置決めし、前記案内部に案内される位置決め部と
を備えることを特徴とする、現像カートリッジ。 - 前記現像カートリッジには、前記画像形成装置本体側に備えられた給電部に当接されて電力が供給されるために突出し、前記案内部に案内される被給電部が備えられていることを特徴とする、請求項17に記載の現像カートリッジ。
- 前記位置決め部を、前記被給電部に対して、前記現像カートリッジの装着方向下流側にさらに備えていることを特徴とする、請求項18に記載の現像カートリッジ。
- 前記駆動入力部は、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において前記位置決め部よりも外方へ突出していることを特徴とする、請求項19に記載の現像カートリッジ。
- 前記被給電部は、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において前記位置決め部よりも外方へ突出していることを特徴とする、請求項19または20に記載の現像カートリッジ。
- 前記位置決め部は、前記現像剤担持体の軸の、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における両端部を覆うことを特徴とする、請求項19ないし21のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記位置決め部には、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向における端部の側端面を面取りして、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向の移動を案内する傾斜面が形成されていることを特徴とする、請求項19ないし22のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記駆動入力部および/または前記被給電部が前記位置決め部を兼ねることを特徴とする、請求項19ないし23のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記駆動入力部と前記被給電部とは、前記像担持体ユニットに対する前記現像カートリッジの着脱方向と直交する方向において互いに対向するように前記現像カートリッジに備えられていることを特徴とする、請求項18ないし24のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記駆動入力部は、突出方向と直交する方向における最大寸法が前記被給電部よりも大きいことを特徴とする、請求項18ないし25のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記駆動入力部は、回転しながら前記現像担持体に駆動力を伝達する従動回転体と、前記従動回転体の外周面を覆うカバー部とを備えていることを特徴とする、請求項17ないし26のいずれかに記載の現像カートリッジ。
- 前記像担持体ユニットとともに複数備えられ、複数の前記像担持体ユニットと一体的に前記画像形成装置本体に対して着脱自在であることを特徴とする、請求項17ないし27のいずれかに記載の現像カートリッジ。
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