JP2009069418A - 画像形成装置 - Google Patents

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政則 瀬戸
Katsuhiko Nakaya
勝彦 中家
Takahiko Kobayashi
孝彦 小林
Toshiharu Orui
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Abstract

【課題】画像形成ユニットの着脱に伴う像保持体と発光部材の位置合せの作業を削減することができる画像形成装置を得る。
【解決手段】画像形成ユニット12のケース14内に、LPH16及び感光体18を一体に設けている。このため、画像形成ユニット12のメンテナンスや清掃などにより、画像形成ユニット12を装置本体35から取り外すとき、LPH16及び感光体18は画像形成ユニット12のケース14に取付けられた状態で装置本体35から取り外されることとなる。つまり、LPH16と感光体18とが互いに分離することがないため、画像形成ユニット12の着脱に伴うLPH16と感光体18の位置合せの作業を削減することができる。
【選択図】図2

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。
近年、LED等の発光素子が主走査方向へ沿って複数配列されたLEDアレイプリントヘッド(以下、「LPH」という)を備えた画像形成装置が周知である。
例えば、特許文献1では、画像形成装置本体の上下方向に4つの画像形成部が縦型配列されている。この画像形成部は、LPH及び現像器を備えた画像形成ユニット、4つの像保持体が一体に構成された像保持体ユニット、中間転写体が張架された転写ユニットがそれぞれ分離可能に設けられている。
そして、本体側に配設された画像形成ユニット(LPH及び現像器)に対して、像保持体ユニット及び転写ユニットは、これらが取付けられたフレームを介してバネによって押し付けられて位置決めされる。画像形成ユニットのメンテナンスなどの際には、画像形成ユニットが個々に取出し可能となっているが、LPHは本体側に残され、交換は成されない。
また、特許文献2では、LPH、像保持体、現像器がそれぞれ分離されており、本体内部に設けられた各色毎の取付部材にそれぞれ固定され、該取付部材に対してLPH、像保持体、現像器がそれぞれ位置決めされるようになっている。
さらに、特許文献3は、画像形成装置本体の上部にスタッカカバーを設け、該スタッカカバーが画像形成装置本体に対して開閉可能となっている。このスタッカカバーにLPHが保持されており、スタッカカバーの開閉に連動して、LPHが像保持体に対して接離する。
特開2003−205647号公報 特開2004−163579号公報 特開2002−311662号公報
本発明は上記事実を考慮し、画像形成ユニットの着脱に伴う像保持体と発光部材の位置合せの作業を削減することができる画像形成装置を得ることが目的である。
請求項1に記載の発明は、画像形成装置において、光ビームを発光する複数の発光素子が列状に並んで配置された発光部材と、前記光ビームによって表面が露光され静電潜像が形成される像保持体と、を一体に設けた複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットがそれぞれ収納される収納部を有する本体と、を有し、前記複数の画像形成ユニットおよび前記本体には接続部がそれぞれ設けられ、該画像形成ユニットがそれぞれ前記収納部に収納されたときに該画像形成ユニット側接続部および該本体側接続部はそれぞれ互いに接続されて電気的に導通することを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の画像形成装置において、前記本体側接続部と前記画像形成ユニット側接続部とが接続されるまで、前記画像形成ユニットを前記本体内部に案内するガイド手段が設けられたことを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の画像形成装置において、前記ガイド手段が、前記本体に設けられ水平方向に沿って形成されたガイド溝と、前記画像形成ユニットの側壁に設けられ前記ガイド溝に係合可能なガイドリブと、を含んで構成されたことを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、発光部材及び像保持体を一体(互いに固定するなどして、画像形成ユニットの着脱時において個々に分離不能な状態)に設けることで、画像形成ユニットの画像形成装置への着脱時には、発光部材及び像保持体が一緒に移動するため、画像形成ユニットの装着毎に像保持体と発光部材の面倒な位置合わせを行う必要が無くなる。
請求項2に記載の発明によれば、ガイド手段に沿って画像形成ユニットを移動させるだけで、画像形成ユニット側接続部と本体側接続部とを接続させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、本体と画像形成ユニットに直接ガイド溝やガイドリブを形成するため、ガイド手段として別部材を用いる場合と比較してコストダウンを図ることができる。
次に、本発明の実施形態に係る画像形成装置について説明する。
図1に示すように、画像形成装置10には、下から順に、Y(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色の画像を形成する画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kが縦型配列されている。なお、図1は、上下方向が鉛直方向となる。以下、YMCKを区別する必要がある場合は、符号の後にY、M、C、Kの何れかを付して説明し、YMCKを区別する必要が無い場合は、Y、M、C、Kを省略する。
画像形成ユニット12のケース14内には、後述するLPH(LEDアレイプリントヘッド)16、感光体(像担持体)18、帯電体20、現像部22、払拭部24がそれぞれ配置され、少なくともLPH16及び感光体18が一体に設けられている。なお、ここでの「一体」とは、互いに固定するなどして、画像形成ユニット12の着脱時において個々に分離不能な状態を意味するものである。
LPH16は、光源として用いられ複数の発光素子が列状に並んで配置されており、制御ユニット26(後述する)によってその動作が制御されると共に、各色の画像データに基づいて点灯制御される。このように光源としてLPH16を用いることで、光ビームの走査光学系が不要となるため、その分のスペースが不要となり、画像形成装置10を小型化できる。また、LPH16の前方(図1の右側)には、ドラム状の感光体18が配設されており、画像データに基づいて点灯制御されるLPH16の光ビームによって該感光体18の表面が露光される。
この感光体18の周囲には、帯電体20、現像部22、払拭部24がそれぞれ配置され、帯電体20によって表面が一様に帯電した感光体18は、LPH16の光ビームによって露光されることで感光体18の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像部22によって現像され感光体18上にはトナー像が形成される。そして、このトナー像が用紙Pに転写されることとなるが、転写されずに残った残留トナーは、払拭部24で除去される。
一方、縦列配列された画像形成ユニット12Y、12M、12C、12Kの裏面側、つまり、図1の左側には、前述した制御ユニット26が配設されており、制御ユニット26の左側には、コントローラボード28が配設されている。
制御ユニット26は、帯電体20によって感光体18の表面を一様に帯電し、LPH16から光ビームを照射して感光体18の表面に静電潜像を形成し、トナーを用いて現像すると共に、現像されたトナー像を記録用紙へ転写し、該トナー像が転写された記録用紙を定着処理した後排出するというこれらの各処理工程の動作を制御する。
また、制御ユニット26は、その上位となるコントローラボード28によって管理されている。すなわち、コントローラボード28は、外部のホストコンピュータ等からの画像データの入力、画像処理、画像形成タイミング等を管理し、MCUインターフェイス(図示省略)を介して制御ユニット26に対して動作を指示するようになっている。
そして、この制御ユニット26には、図示しない商用電源が接続されており、コントローラボード28の上下部でそれぞれ低電圧電源30、高電圧電源32を生成し、電源供給ライン(図示省略)を介して各部へ電源を供給する。
ところで、図1及び図3に示すように、各画像形成ユニット12のケース14の背面には、LPH16等を駆動させる基板34と電気的に接続された雄型のコネクタ(画像形成ユニット側接続部)36が設けられている。一方、制御ユニット26の画像形成ユニット12側には、図1及び図4に示すように、各画像形成ユニット12のコネクタ36に対応して雌型のコネクタ(本体側接続部)38がそれぞれ設けられている。
一方、装置本体35の画像形成ユニット12が装填される収納部40の側壁には、水平方向に沿って一対のガイド溝(ガイド手段)42がそれぞれ形成されている。このガイド溝42には、画像形成ユニット12の両側壁に水平方向に沿って形成された一対のガイドリブ(ガイド手段)44(図3参照)が係合可能とされている。
ガイド溝42に沿ってガイドリブ44を介して、画像形成ユニット12を収納部40の奥方へ案内すると画像形成ユニット12は所定の位置で移動規制されるようになっているが、この状態で、画像形成ユニット12のコネクタ36が制御ユニット26のコネクタ38に完全に差込まれるようになっている(図1参照)。
このように画像形成ユニット12のコネクタ36が制御ユニット26のコネクタ38に差込まれることで、制御ユニット26によって画像形成ユニット12を構成する構成部品の動作が制御されることとなる。
なお、ここでは、装置本体35の収納部40の側壁に、ガイド溝42を形成し、画像形成ユニット12の側壁にガイドリブ44を形成したが、収納部40内で画像形成ユニット12を適正な位置に案内することができれば良いため、これに限るものではない。
ガイド溝42を画像形成ユニット12側に設け、ガイドリブ44を収納部40側に設けても良いし、また、収納部40内に画像形成ユニット12が載置可能な載置台を設け、この載置台の上面に凹凸部を設けて該凹凸部に係合する係合部を画像形成ユニット12の裏面に設けて収納部40内で画像形成ユニット12を案内するようにしても良い。
ここで、雄型のコネクタ36は、例えば複数のピン37(図3参照)によって構成されている。一方、雌型のコネクタ38には、このピン37が係合可能な孔部39(図4参照)が複数形成されており、コネクタ36とコネクタ38の位置が多少ずれた(画像形成ユニット12等の製品の寸法公差等を考慮し、約0.5mm以下)としても、ピン37が弾性変形して孔部39と係合することで該ずれを吸収できるようにしている。
なお、ここでは、ピン形状のコネクタ36を孔形状のコネクタ38に差込むことで、画像形成ユニット12と制御ユニット26を電気的に導通させるようにしたが、画像形成ユニット12と制御ユニット26を電気的に導通させることができればよいため、形状はこれに限るものではなく、また、雄雌型のコネクタ36、38に限るものではない。例えば、互いに面接触させることで導通可能となる部材を用いても良い。
一方、各画像形成ユニット12の感光体18は、その一部がケース14から図1の右方向に突出しており、無端帯状体である搬送ベルト46を介して図示しないバネによって押し付けられた状態で搬送ベルト46に接触(図1の紙面手前から奥側にかけて線接触)している。
ここで、搬送ベルト46の表側(画像形成装置10の前面側)、つまり、図1の搬送ベルト46の右側には、後述する反転搬送部72を構成する開閉カバー(図示省略)が設けられており、画像形成装置10の前面側を開放可能としている。この開閉カバーを開放すると、図2に示すように、該開閉カバーに追従して搬送ベルト46が横倒するようになっている。これにより、画像形成ユニット12が外部に露出することとなる。そして、この状態で、画像形成ユニット12が取出し可能となる。
ところで、図1に示すように、搬送ベルト46は、最下段の画像形成ユニット12Yの近傍に設けられた下端ローラ48と、最上段の画像形成ユニット12Kの近傍に設けられた上端ローラ50と、に巻き掛けられて、図示しない駆動手段の駆動力により周回するようになっている。なお、本実施の形態では、図1の時計回り方向に周回する。
一方、画像形成装置10の下方には、記録媒体である用紙Pを積み重ねて収容する引出型の収容箱52が設けられている。この収容箱52からは、最上層の用紙Pが、用紙取出機構54によって1枚ずつ取り出され、複数対のローラと複数対の案内板とで構成される用紙送り込み搬送部56によって、搬送ベルト46の最上流側、すなわち下端ローラ48による反転位置に送りこまれ、主搬送部58として搬送ベルト46によって搬送されるようになっている。
搬送ベルト46と感光体18Y、18M、18C、18Kとの接触部には、搬送ベルト46の内側にそれぞれ転写体60Y、60M、60C、60Kが配置されている。搬送ベルト46は、感光体18Y、18M、18C、18Kと転写体60Y、60M、60C、60Kとに挟まれた状態で所定の圧力が加えられている。この接触部が、それぞれ転写部となっており、感光体18Y、18M、18C、18K上でトナー現像された各色の画像が、この4カ所の転写体60Y、60M、60C、60Kにおいて、順次重ねて転写される。
搬送ベルト46の用紙搬送方向下流側である上部には、定着部62が配設されている。この定着部62には、加熱ローラ64と加圧ローラ66とが接触して対向しており、用紙Pは、この接触している部分に入り込み、画像の加圧かつ加熱処理がなされるようになっている。また、定着部62の用紙搬送方向下流側である上部には、複数対のローラで構成された排出搬送部68が配置されている。
この排出搬送部68によって、定着部62での定着処理が終了した用紙Pは、図1の左斜め方向に方向転換されて、装置本体35の上面に形成された排出部70へ排出される。
一方、図1に示すように、定着部62の上部から搬送ベルト46の右側(開閉カバー)に渡って、反転搬送部72が設けられている。装置本体35には、この反転搬送部72及び排出搬送部68の一部を構成する切替部材(図示省略)が揺動可能に設けられており、この切替部材によって、用紙Pの搬送路が反転搬送部72或いは排出搬送部68に切り替えられる。
用紙Pの両面に画像を形成する際、排出搬送部68によって一旦排出部70へ案内される用紙Pの後端部が切替部材を通過すると、該切替部材が排出搬送部68側から反転搬送部72側へ揺動して、搬送路を切り替える。そして、後端部を先頭に該用紙Pが、反転搬送部72を矢印方向へ向かって装置本体35内で下方へ向かって搬送され、反転搬送部72の下流部に配設されたガイドローラ76によってUターンして主搬送部58へ戻されるようになっている。主搬送部58によって転写部へ戻された用紙Pは、4色のフルカラーの画像が転写された後、定着部62へと送り込まれ、画像の定着処理がなされ、排出搬送部68よって排出部70へ案内される。
以下に本実施の形態の作用を説明する。
図1に示す制御ユニット26に画像形成指示が入力されると、該制御ユニット26から各画像形成ユニット12へ画像データが送られる。これにより各画像形成ユニット12では、まず、帯電体20により感光体18の周囲の面を一様に帯電する。次に、各画像形成ユニット12では、該画像データに基づいて、LPH16の点灯が制御され、感光体18に静電潜像が形成される。そして、現像部22では、感光体18上の静電潜像にトナーを供給して静電潜像を現像する。
この動作に同期するように、収容箱52では、最上層の用紙Pが、用紙取出機構54によって取り出され、用紙送り込み搬送部56により転写部へ搬送される。各感光体18Y、18M、18C、18Kが用紙Pと接触する接触部には、転写体60Y、60M、60C、60Kが設けられ、搬送ベルト46が図1の反時計回り方向に周回しながら、用紙Pには感光体18と転写体60とに挟まれた状態で所定の圧力が作用する。
これにより、用紙Pには、まず最下段の画像形成ユニット12Yの感光体18YからY色の画像が転写され、この転写領域が下から第2段目の画像形成ユニット12Mに到達すると、Y色の画像が転写された同一転写領域上にM色の画像が転写される。次いで下から第3段目の画像形成ユニット12Cにおいて、Y色及びM色の画像が転写された同一転写領域上にC色の画像が転写され、最上段の画像形成ユニット12Kにおいて、Y色、M色及びC色の画像が転写された同一転写領域上にK色の画像が転写され、結果として4色(YMCK)の画像が重ねられる。
このようにして4色の画像が重ねられた用紙Pは、主搬送部58に沿って定着部62へ送り込まれる。定着部62では、加熱ローラ64と加圧ローラ66とにより、用紙Pの加圧及び加熱処理がなされる。そして、排出搬送部68によって、装置本体35の上面に形成された排出部70へ排出される。
ここで、本実施形態では、図2に示すように、画像形成ユニット12毎の着脱を可能にすると共に、画像形成ユニット12のケース14内に、LPH16及び感光体18を一体に(分離不能に)配置している。このため、画像形成ユニット12のメンテナンスや清掃などにより、画像形成ユニット12を装置本体35から取り外すとき、LPH16が感光体18と共に画像形成ユニット12のケース14に取付けられた状態で装置本体35から取り外されることとなる。
感光体18は、LPH16の光ビームによってその表面が照射されるが、該光ビームを感光体18の表面で結像させるため、LPH16と感光体18において、その位置決めを正確に行う必要がある。そして、LPH16と感光体18との間で設ける隙間に対して、その公差は±約100μmである。
例えば、LPH16側に位置決めピンを設け、該LPH16を感光体18側へ付勢し、感光体18を保持する保持部材の一部に該位置決めピンを当てるようにして、LPH16と感光体18との間を所定の隙間に設定した後、LPH16を固定することで、LPH16と感光体18が所定の隙間を設けた状態で互いに位置決めされるが、手間が掛かり面倒である。
しかし、本実施形態では、LPH16と感光体18を一体にすることで、LPH16と感光体18とが互いに分離することがないため、画像形成ユニット12の着脱の度にLPH16と感光体18との位置決めを行う必要はなく、画像形成ユニット12の着脱に伴うLPH16と感光体18の位置合せの作業を削減することができる。
また、画像形成ユニット12の着脱時にLPH16と感光体18とが分離することがないため、最初にLPH16と感光体18との位置決めを行うだけで良く、LPH16と感光体18との位置関係において、高い精度が維持される。
一方、例えば、感光体18が画像形成ユニット12から取り外し可能な構成の場合、感光体18の取り外しの際に、感光体18がLPH16に接触して感光体18が傷付いてしまったりすることが懸念されるため、感光体18を画像形成ユニット12から取り外す前に感光体18とLPH16との隙間を大きく空けておく必要がある。
このため、感光体18或いはLPH16に接離装置を設け、該接離装置によって感光体18とLPH16との隙間を変えられるようにすることが必要となる。しかし、本実施形態では、LPH16と感光体18は分離することがないため、このような接離装置は不要であり、その分、コストダウンを図ることができる。
ところで、図3及び図4に示すように、本実施形態では、装置本体35の収納部40の側壁に、水平方向に沿ってガイド溝42を形成し、画像形成ユニット12の両側壁には、該ガイド溝42に係合可能なガイドリブ44を設けて、ガイド溝42及びガイドリブ44を介して画像形成ユニット12を収納部40の奥方へ案内すると、画像形成ユニット12のケース14の背面に設けた雄型のコネクタ36が制御ユニット26側の雌型のコネクタ38に差込まれ、画像形成ユニット12と制御ユニット26とが電気的に接続されるようにしている。
このように、コネクタ36、38による電気的な接続を行うことにより、フレキシブルケーブルなどを用いた場合と比較して画像形成ユニット12の着脱時に配線が邪魔になることもなく、作業性が向上する。また、フレキシブルケーブルを用いる場合と比較してコストダウンを図ることができる。さらに、画像形成ユニット12のコネクタ36を制御ユニット26のコネクタ38に接続するため、ビデオ信号線が短く、電磁波障害が少ない。
また、画像形成ユニット12を収納部40の奥方へ案内するために、収納部40の側壁にガイド溝42を形成し、画像形成ユニット12の側壁に該ガイド溝42と係合するガイドリブ44を形成することで、ガイド手段として別部材を用いる場合と比較してコストダウンを図っている。
さらに、本実施形態では、図1に示すように、複数の画像形成ユニット12を縦型配列にしているが、これにより、複数の画像形成ユニット12を横型配列した場合と比較して画像形成装置10の設置面積を小さくすることができる。
そして、この画像形成装置10の前面側に開閉カバーを設けて画像形成装置10の前面側を開放可能とし、画像形成ユニット12を水平方向に沿って取出し可能としているため、例えば、画像形成装置10の上面側を開放して画像形成ユニット12を上方へ向かって取り出す場合と比較して画像形成ユニット12の着脱作業時の仕事量が低減される。
また、画像形成装置10の上面側を開放した場合、高い位置まで開閉カバーを開放させなければならないが、画像形成装置10の前面側を開放可能とすることでそのような問題は生じないため、ユニバーサルデザインとして好適である。さらに、画像形成装置10の前面側を開閉させることで、画像形成装置10の上部にスキャナなどの画像入力装置などを置くことができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成図であり、画像形成ユニットを取り外した状態を示している。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットを背面から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の画像形成ユニットの収納部内を示す斜視図である。
符号の説明
10 画像形成装置
12 画像形成ユニット
16 LPH(発光部材)
18 感光体(像保持体)
26 制御ユニット(制御手段)
34 基板
35 装置本体
36 コネクタ(画像形成ユニット側接続部)
38 コネクタ(本体側接続部)
40 収納部
42 ガイド溝(ガイド手段)
44 ガイドリブ(ガイド手段)

Claims (3)

  1. 光ビームを発光する複数の発光素子が列状に並んで配置された発光部材と、前記光ビームによって表面が露光され静電潜像が形成される像保持体と、を一体に設けた複数の画像形成ユニットと、前記複数の画像形成ユニットがそれぞれ収納される収納部を有する本体と、を有し、
    前記複数の画像形成ユニットおよび前記本体には接続部がそれぞれ設けられ、該画像形成ユニットがそれぞれ前記収納部に収納されたときに該画像形成ユニット側接続部および該本体側接続部はそれぞれ互いに接続されて電気的に導通することを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記本体側接続部と前記画像形成ユニット側接続部とが接続されるまで、前記画像形成ユニットを前記本体内部に案内するガイド手段が設けられたことを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記ガイド手段が、前記本体に設けられ水平方向に沿って形成されたガイド溝と、前記画像形成ユニットの側壁に設けられ前記ガイド溝に係合可能なガイドリブと、を含んで構成されたことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
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