JP2009069419A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成ユニットの着脱に伴うカラーレジずれを低減することができる画像形成装置を得る。
【解決手段】４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納し、該筐体１３を装置本体３５に対して着脱可能としている。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、装置本体３５に対して画像形成ユニット１２を着脱するとき、筐体１３を介して４つの画像形成ユニット１２を一度に着脱させることとなる。このように、４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納しユニット化することで、個々の画像形成ユニット１２の着脱によって生じる画像形成ユニット１２間の位置ずれに伴うカラーレジずれが低減される。
【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カラーレジずれを低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を備えた画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットを複数収納する筐体と、前記筐体が装填される収納部を有する本体とを有し、前記筐体および前記本体には接続部がそれぞれ設けられ該筐体が該収納部に収納されたときに該本体側接続部および該筐体側接続部は互いに接続されて前記発光素子へ電流を供給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筐体側接続部とが接続されるまで、前記筐体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、前記筐体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備えた複数の画像形成ユニットを筐体に収納することで、該筐体を介して複数の画像形成ユニットを一度に装置本体から着脱させることとなり、画像形成ユニット毎の着脱によって生じる画像形成ユニット間の位置ずれに伴うカラーレジずれが低減される。

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が収納された筐体を移動させるだけで、本体側接続部と筐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、本体と筐体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ている。

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、４つの画像形成ユニット１２は筐体１３内に収納されており、該筐体１３を装置本体３５に対して着脱可能とされている。筐体１３の背面には、各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（筐体側接続部）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、筐体１３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の筐体１３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が形成されている。このガイド溝４２には、筐体１３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が収納された筐体１３を収納部４０の奥方へ案内すると筐体１３が移動規制されるようになっているが、この状態で、筐体１３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）。

このように筐体１３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によって筐体１３内の画像形成ユニット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を収納する筐体１３の側壁にガイドリブ４４を形成したが、収納部４０内で筐体１３（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を筐体１３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の底面と両側壁とで筐体１３をガイド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は、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、４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納し、該筐体１３を装置本体３５に対して着脱可能としている。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、装置本体３５に対して画像形成ユニット１２を着脱するとき、筐体１３を介して４つの画像形成ユニット１２を一度に着脱させることとなる。

このように、４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納しユニット化することで、個々の画像形成ユニット１２の着脱によって生じる画像形成ユニット１２間の位置ずれに伴うカラーレジずれが低減される。また、画像形成ユニット１２の着脱時に画像形成ユニット１２毎で分離することがないため、最初に各画像形成ユニット１２の位置決めを行うだけ良く、各画像形成ユニット１２の位置関係において、高い精度が維持される。

さらに、４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納することで、いわゆるモノコック構造として、筐体１３及び画像形成ユニット１２を軽量で高剛性化することができる。

ところで、図３及び図４に示すように、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、筐体１３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を介して複数の画像形成ユニット１２が収納された筐体１３を収納部４０の奥方へ案内すると、筐体１３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筐体１３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、複数の画像形成ユニット１２が配設された筐体１３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、筐体１３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、筐体１３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。

なお、ここでは、図２に示すように、４つの画像形成ユニット１２を筐体１３内に収納し、画像形成ユニット１２を着脱するとき、筐体１３を介して４つの画像形成ユニット１２を一度に着脱可能としたが、筐体１３を装置本体３５から取り外したとき、図５及び図６（Ｃ）に示すように、収納部４０内に各ＬＰＨ１６がそれぞれ残るようにしても良い。

この場合、各ＬＰＨ１６は所定の間隔を設けて配置し、図６（Ｂ）に示すように、筐体１３の背面には貫通孔１３Ａを設け、各画像形成ユニット１２には空洞部１５を設けて、筐体１３が移動する際に、これらが各ＬＰＨ１６に干渉しないようにする。

また、感光体１８の移動軌跡上には、ＬＰＨ１６を配置しないようにする。そして、図６（Ａ）に示すように、筐体１３を収納部４０へ装填すると、ＬＰＨ１６よりも収納部４０の開口側へ突出する位置決めピン１７Ａが感光体１８の保持部材（図示省略）に当接して、該位置決めピン１７Ａを介してＬＰＨ１６が位置決めされるようにする。

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。したがって、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。

しかし、本実施形態では、感光体１８の移動軌跡上に、ＬＰＨ１６を配置していないため、筐体１３及び画像形成ユニット１２の着脱時に感光体１８が収納部４０の上下左右に若干ぶれたとしてもＬＰＨ１６と接触することはなく、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。

但し、この場合、ＬＰＨ１６と感光体１８が分離可能となるため、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ことが必要となるものの、画像形成ユニット１２の着脱時には、筐体１３及び画像形成ユニット１２を介して複数の感光体１８を一度に装置本体３４から着脱させることとなるため、画像形成ユニット１２毎の着脱によって生じる感光体１８間の位置ずれに伴うカラーレジずれの問題は生じない。

また、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、画像形成ユニットが収納された筐体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筐体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が収納された筐体が装填される収納部内を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の変形例であり、筐体を取り外した後の収納部内を示す斜視図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の変形例であり、（Ａ）は収納部内に筐体が装填された状態を示し、（Ｂ）は筐体、（Ｃ）は筐体を取り外した後の収納部内を示す説明図である。

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（筐体側接続部）
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を備えた画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットを複数収納する筐体と、前記筐体が装填される収納部を有する本体とを有し、
   前記筐体および前記本体には接続部がそれぞれ設けられ該筐体が該収納部に収納されたときに該本体側接続部および該筐体側接続部は互いに接続されて前記発光素子へ電流を供給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筐体側接続部とが接続されるまで、前記筐体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、前記筐体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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