JP2009115836A

JP2009115836A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2009115836A
Application number: JP2007285133A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Kadowaki; 英明門脇; Koichi Yamauchi; 孝一山内; Tomohiko Fujii; 智彦藤井; Koichi Nakamura; 光一中村
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2007-11-01
Filing date: 2007-11-01
Publication date: 2009-05-28
Anticipated expiration: 2027-11-01
Also published as: JP5022864B2

Abstract

【課題】部品点数の増加を抑えつつ、メンテナンス時に交換が必要なユニットのみを簡易に交換することを可能にする画像形成装置を提供する。
【解決手段】
画像形成装置１００は、それぞれ着脱可能に設けられたプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄおよび中間転写ベルトユニット１２を備える。プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄは、画像形成装置１００に対して装着または取外される中間転写ベルトユニット１２を案内するように構成された第１の係合片６４Ａ〜６４Ｄおよび第２の係合片６６Ａ〜６６Ｄを有する。中間転写ベルトユニット１２は、本体に対して装着または取外されるプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄを案内するように構成された案内部材６２Ａ〜６２Ｅを有する。
【選択図】図２

Description

この発明は、現像剤像が形成されるべき像担持体を支持するように構成されたプロセスユニットと、プロセスユニットから現像剤像が転写されるように構成された中間転写ベルトユニットとが着脱可能に設けられた画像形成装置に関する。

近年、画像形成装置の各部をユニット化し、各ユニットを画像形成装置に対して着脱可能とする構成が広く用いられるようになっている。そして、各ユニットの装着および取り外しの作業性を向上させる工夫が行われている。

従来の画像形成装置の中には、現像ユニット、感光体ユニット、および転写ユニットを位置決めするための複数のガイド部を有するユニット案内・位置決め部材が、本体ハウジングの前面および背面板の内面側に配設されたものが存在する（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００３−１０７８２６号公報

上述の特許文献１に係る発明では、ユニット案内・位置決め部材の形状が原因で、転写ユニット、感光体ユニット、現像ユニットをこの順に取り外さなければ現像ユニットの交換を行うことができないようになっている。このため、メンテナンス時に交換が必要なユニットのみを簡易に交換することが困難である。

一方で、メンテナンス時に交換が必要なユニットのみを簡易に交換するためには、ユニット毎に専用の案内機構を設ける必要がある。ただし、ユニット毎に専用の案内機構を設けようとすると、部品点数が増加するという不都合がある。

本発明の目的は、部品点数の増加を抑えつつ、メンテナンス時に交換が必要なユニットのみを簡易に交換することを可能にする画像形成装置を提供することである。

この発明に係る画像形成装置は、本体、プロセスユニット、第１の支持部、中間転写ベルトユニット、および第２の支持部を備える。

プロセスユニットは、像担持体を少なくとも有し、像担持体に現像剤像を形成するように構成される。プロセスユニットは、本体に対して着脱可能に構成される。さらに、プロセスユニットは、本体に対して装着または取外される中間転写ベルトユニットを案内するように構成された第２の案内部を有する。

中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト、中間転写ベルトを張架するための複数のローラ、および転写装置を少なくとも有し、プロセスユニットから現像剤像が転写されるように構成される。中間転写ベルトユニットは、本体に対して着脱可能に構成される。さらに、中間転写ベルトユニットは、本体に対して装着または取外されるプロセスユニットを案内するように構成された第１の案内部を有する。

第１の支持部は、本体に設けられており、プロセスユニットを支持するように構成される。また、第２の支持部は、本体に設けられており、中間転写ベルトユニットを支持するように構成される。

この構成においては、一対の第１の案内部および第２の案内部によって、中間転写ベルトユニットおよびプロセスユニットの両方の案内が実現される。このため、中間転写ベルトユニットおよびプロセスユニットのそれぞれについて別個に案内部を設ける場合に比較して部品点数が抑えられる。

また、中間転写ベルトユニットおよびプロセスユニットの間で互いに位置決めが行われるため、これらの相対位置を一定に保ち易くなる。つまり、中間転写ユニットとプロセスユニットとの相対位置の精度を高め易くなる。この結果、例えば、像担持体および中間転写ベルトユニットの間に所定の隙間を保ちつつ、中間転写ベルトユニットまたはプロセスユニットの装着または取り外しを行い易くなる。

本発明によれば、部品点数の増加を抑えつつ、メンテナンス時に交換が必要なユニットのみを簡易に交換することを可能になる。

図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１００の概略を示している。画像形成装置１００は、画像読取部２００、給紙部４００、および画像形成部３００を備える。

画像読取部２００は、原稿の画像を読み取るように構成される。画像読取部２００は、原稿台２０６、自動原稿処理部２０２、および光学読取部２０４を備える。自動原稿処理部２０２は、原稿台２０６に順次原稿を搬送するように構成される。光学読取部２０４は、原稿台２０６上の原稿の画像を読み取って画像データを生成するように構成される。

給紙部４００は、画像形成されるべきシートを収容するように構成された給紙トレイ４０２、および手動でシートをセットするための手差しトレイ４０４を備える。

画像形成部３００は、画像データに基づいてシートに対して多色または単色の画像を形成するように構成される。画像形成部３００は、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄ、露光ユニット１８、現像器１１Ａ〜１１Ｄ、中間転写ベルトユニット１２、ベルトクリーニングユニット１５、２次転写ローラ１３、定着ユニット２０、および排紙トレイ１６を備える。

プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄは、図２に示すように、中間転写ベルトユニット１２の長手方向に沿って配列される。プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄは、互いに異なった色の像の形成に用いられるが、その構成は実質的に同一であるため、ここではプロセスユニット１４Ａについてのみ説明を行い、プロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄについては説明を省略する。プロセスユニット１４Ａは、感光体ドラム１４２Ａ、クリーナユニット１４４Ａ、および帯電器１４６Ａを備える。感光体ドラム１４２Ａは、像を担持するように構成される。クリーナユニット１４４Ａは、感光体ドラム１４２Ａの表面を清掃するように構成される。帯電器１４６Ａは、感光体ドラム１４２Ａの所定の電位に均一に帯電させるように構成される。

この実施形態では、プロセスユニット１４Ａは、感光体ドラム１４２Ａ、クリーナユニット１４４Ａ、および帯電器１４６Ａを一体的に支持するように構成されているが、この構成には限定されない。プロセスユニット１４Ａによって一体的に支持される要素の増減は設計段階で適宜行うことが可能である。

露光ユニット１８は、供給された画像データに基づいて、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄの表面に、ブラック、シアン、マゼンタ、およびイエロー成分に対応する静電潜像をそれぞれ形成するように構成される。現像器１１Ａ〜１１Ｄは、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄの表面に形成された静電潜像を対応する色のトナーによって現像するように構成される。

中間転写ベルトユニット１２は、図２に示すように、中間転写ベルト１２２、駆動ローラ１２６、従動ローラ１２４、および１次転写ローラ１２８Ａ〜１２８Ｄを備える。中間転写ベルト１２２は、厚さ１００〜１５０μｍ程度のフィルムによって無端状に形成されており、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄから順次転写される現像剤像を担持搬送するように構成される。駆動ローラ１２６および従動ローラ１２４は、中間転写ベルト１２２を張架するように構成される。１次転写ローラ１２８Ａ〜１２８Ｄは、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄの表面に形成された現像剤像をそれぞれ中間転写ベルト１２２に転写するように構成される。１次転写ローラ１２８Ａ〜１２８Ｄは、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄに対して接離可能に設けられる。

上述の中間転写ベルト１２２、駆動ローラ１２６、従動ローラ１２４、および１次転写ローラ１２８Ａ〜１２８Ｄは、フレーム体１２０によって一体的に支持されるように構成される。なお、上述のプロセスユニット１４Ａと同様に、フレーム体１２０によって一体的に支持される要素の増減は設計段階で適宜行うことが可能である。

ベルトクリーニングユニット１５は、クリーニングブレードを介して中間転写ベルト１２２に残留した現像剤を除去するように構成される。２次転写ローラ１３は、中間転写ベルト１２２に圧接するように設けられており、中間転写ベルト１２２に担持された現像剤像をシートに対して転写するように構成される。定着ユニット２０は、シートに転写された未定着の現像剤像を熱と圧力とによってシートに定着するように構成される。排紙トレイ１６は、画像形成処理されて排出されたシートを収容するためのトレイである。

画像形成部３００には、さらにシート搬送路５０２およびスイッチバック搬送路５０４が設けられる。シート搬送路５０２は、給紙トレイ４０２および手差しトレイ４０４からシートを排紙トレイ１６にまで搬送するように構成される。スイッチバック搬送路５０４は、裏面に対して画像形成処理する際に用いられる搬送路である。

図３は、画像形成装置１００の概略を示すブロック図である。画像形成装置１００は、ＣＰＵ５０、ＲＯＭ５２、およびＲＡＭ５４を備える。ＣＰＵ５０は、ＲＯＭ５２に格納されたプログラムに基づいて、画像形成装置１００の各部を統括的に制御する。ＲＯＭ５２は、ＣＰＵ５０の動作に必要な複数のプログラムを格納する。ＲＡＭ５４は、ＣＰＵ５０から直接アクセス可能なメモリである。

図４に示すように、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ（プロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄについても同様）は、互いにスライド可能になるように構成される。具体的には、中間転写ベルトユニット１２のフレーム体１２０におけるプロセスユニット１４Ａと対向する面には、５つの案内部材６２Ａ〜６２Ｅが設けられる。案内部材６２Ａ〜６２Ｅは、中間転写ベルト１２２が一次転写ローラ１２８Ａ〜１２８Ｄにより感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄに接触する際に、案内部材６２Ａ〜６２Ｅに中間転写ベルト１２２が接触しないよう所定の間隔を設けて配置される。

一方で、プロセスユニット１４Ａには、その両側に第１の係合片６４Ａおよび第２の係合片６６Ａが設けられる。案内部材６２Ａ〜６２Ｅは、第１の係合片６４Ａおよび第２の係合片６６Ａが係合するように構成された案内溝６８、６９を有する。案内溝６８、６９は、画像形成装置１００に対して装着または取外されるプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄを案内するように構成される。この実施形態では、案内部材６２Ａ〜６２Ｅが本発明の第１の案内部に対応する。

一方で、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄに設けられた第１の係合片６４Ａ〜６４Ｄおよび第２の係合片６６Ａ〜６６Ｄは、画像形成装置１００に対して装着または取外される中間転写ベルトユニット１２を案内する機能を果たす。この実施形態では、第１の係合片６４Ａ〜６４Ｄおよび第２の係合片６６Ａ〜６６Ｄは、本発明の第２の案内部に対応する。

図５を用いて、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ（プロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄについても同様）を支持する構成を説明する。画像形成装置１００は、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａの配置位置を画定するための後面フレーム８０および前面フレーム８１を備える。

後面フレーム８０は、後面位置決め孔８２および後面支持部８４をそれぞれ複数備える。後面位置決め孔８２は、中間転写ベルトユニット１２に設けられた後面位置決め突起１２５がぴったりと嵌り込むように構成される。後面支持部８４はプロセスユニット１４Ａの感光体ドラム１４２Ａの感光体軸１４８がぴったり嵌り込むように構成される。

一方で、前面フレーム８１は、複数の前面位置決め孔８６、およびロック部８７を備える。前面位置決め孔８６は、フレーム体１２０の両端部から外側に延びるように設けられた前面位置決め部１２９の前面位置決め突起１２７がぴったりと嵌り込むように構成される。ロック部８７は、前面フレーム８１に回動可能に設けられており、中間転写ベルトユニット１２が画像形成装置１００から脱落することを防止するように構成される。また、前面フレーム８０には回動軸９１を介して前面支持部９０が回動可能に設けられる。この実施形態では、後面フレーム８０、前面フレーム８１、および前面支持部９０によって、本発明の第１の支持部および第２の支持部が構成される。

図６を用いて前面支持部９０の構成を説明する。前面支持部９０は、感光体軸１４８を回転可能に支持するように構成された軸受け部９２を備える。軸受け部９２は、スプリング９５を介して前面支持部９０に取り付けられているため、スプリング９５の伸縮範囲内で前面支持部９０に対して往復移動が可能になっている。さらに、軸受け部９２は、前面フレーム８１に設けられた位置決め孔８１２にぴったり嵌められるように構成された位置決め突起９２２を備える。

続いて、画像形成装置１００に対して中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄを取り付ける手法を説明する。ここでは、画像形成装置１００にまず中間転写ベルトユニット１２を取り付け、続いてプロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄが取り付ける手法を説明する。ただし、画像形成装置１００に対して中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ｂ〜１４Ｄを取り付ける手法はこれに限定されるものではない。

まず、図５に示すように、中間転写ベルトユニット１２の後面位置決め突起１２５を後面位置決め孔８２に嵌め込むとともに前面位置決め突起１２７を前面位置決め孔８６に嵌め込む。これにより、中間転写ベルトユニット１２が画像形成装置１００内において位置決め固定される。

続いて、案内部材６２Ａ〜６２Ｅを利用しつつ、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄを順次画像形成装置１００に装着する。プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの感光体軸１４８が、後面支持部８４および前面支持部９０によって位置決めされることによって、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄが画像形成装置１００内において位置決め固定される。

中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの装着が完了した後には、案内部材６２Ａ〜６２Ｅを利用しつつプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄを画像形成装置１００から取り外したり、取り付けたりすることができる。同様に、第１の係合片６４Ａ〜６４Ｄおよび第２の係合片６６Ａ〜６６Ｄを利用しつつ中間転写ベルトユニット１２を画像形成装置１００から取り外したり、取り付けたりすることができる。このように、中間転写ベルトユニット１２側の部材およびプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄ側の部材を対にして構成された案内機構によって、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの両方の案内が実現される。このため、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄのそれぞれについて別個に案内部材を設ける場合に比較して部品点数が抑えられ、その結果、装置の小型化が図り易くなる。また、中間転写ベルトユニット１２およびプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの間で互いに位置決めが行われるため、これらの相対位置を一定に保ち易くなる。この結果、例えば、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄおよび中間転写ベルトユニット１２の間に所定の隙間を保ちつつ、中間転写ベルトユニット１２またはプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの装着または取り外しを行うことが可能になる。よって、中間転写ベルトユニット１２またはプロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの装着または取り外し時において、感光体ドラム１４２Ａ〜１４２Ｄおよび中間転写ベルトユニット１２が擦れるといった不具合が発生しにくい。

図７および図８を用いて、ロック部８７に適用可能なロック機構を説明する。このロック機構は、本発明を実施するにあたって必ずしも必須ではないが、設けることが好ましい。図７に示すように、ロック部８７は、軸８７６に回転可能に支持されている。ロック部８７は、スプリング８７２を介して前面フレーム８１に接続される。スプリング８７２は、常時、ロック部８７に対して下方向に力を加えるように構成される。ロック部８７はさらに、ピン８７８を介して、連動アーム８７４の上部と、互いに回転可能な状態で接続される。連動アーム８７４の下部には、爪係合部８７５が設けられる。爪係合部８７５には、前面支持部９０に設けられたロック爪９７が選択的に係合する。具体的には、前面支持部９０が閉じている時には爪係合部８７５およびロック爪９７が係合せず、前面支持部９０が開いている時に爪係合部８７５およびロック爪９７が係合するように構成される。なお、この実施形態では、４つの前面支持部９０は、すべて同一の回転軸９１に取り付けられているが、この構成に限定されるものではない。

図７および図８に記載の構成によれば、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄが画像形成装置１００に適正に装着されて前面支持部９０が閉じている時には、図９に示すように、スプリング８７２の力に抗してロック部８７を持ち上げることによって、中間転写ベルトユニット１２を画像形成装置１００から取り外すことが可能になる。これに対して、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄが画像形成装置１００に適正に装着されていない場合など前面支持部９０が開いている時には、連動アーム８７４がロック爪９７によって係止されるため、ロック部８７を持ち上げることができなくなる。このため、前面支持部９０が開いている時には中間転写ベルトユニット１２を画像形成装置１００から取り外すことができない。

この結果、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄが画像形成装置１００に適正に装着されていない状態で中間転写ベルトユニット１２を画像形成装置１００から取り外すことが防止されるため、中間転写ベルトユニット１２を画像形成装置１００から取り外すときに、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄが画像形成装置１００から脱落するといった不具合の発生が予防される。

続いて、図１０を用いて、ロック部８７に適用可能なロック機構の他の例を説明する。ここでは、前面支持部９０が完全に閉じているか否かを検出するように構成された検知スイッチ８８４と、係合部８８２において連結アーム８７４を選択的に固定するように構成されソレノイド８８０とを採用している。この構成では、ＣＰＵ５０は、支持部９０が完全に閉じていないと検知スイッチ８８４が検出したときに、ソレノイド８８０を駆動して連結アーム８７４を固定する。この結果、前面支持部９０が開いている時に中間転写ベルトユニット１２が画像形成装置１００から取り外されることを確実に防止することができる。

続いて、図１１を用いて、中間転写ベルトユニット１２のフレーム体１２０に設けられる案内部材の他の例を説明する。上述の実施形態では、中間転写ベルトユニット１２のフレーム体１２０におけるプロセスユニット１４Ａと対向する面に案内部材６２Ａ〜６２Ｅが設けていたが、ここでは、案内部材６２Ａ〜６２Ｅに代えて案内部材６２０Ａ〜６２０Ｅを用いている。案内部材６２０Ａ〜６２０Ｅはその端部がフレーム体１２０から前方向に突出するように構成される。このため、案内部材６２０Ａ〜６２０Ｅを視認し易くなるため、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの装着作業が行い易くなる。

さらに、案内部材６２０Ａ〜６２０Ｅの端部のフレーム体１２０前端からの突出量を互いに異ならせることが好ましい。例えば、図１１のように、案内部材６２０Ａ〜６２０Ｅの突出量Ｌ１〜Ｌ５を、Ｌ１＞Ｌ２＞Ｌ３＞Ｌ４＞Ｌ５のように設定すると良い。このような構成を採用することにより、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの左側を左側の案内部材に係合させてから、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの右側を右側の案内部材に係合させることができるため、プロセスユニット１４Ａ〜１４Ｄの装着の作業性が向上する。なお、同一の案内部材の左側と右側とで突出量に差を設けるようにしても良い。

上述の実施形態の説明は、すべての点で例示であって、制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上述の実施形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。さらに、本発明の範囲には、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略を示す図である。プロセスユニットおよび中間転写ベルトユニットの概略を示す図である。画像形成装置の概略を示すブロック図である。プロセスユニットおよび中間転写ベルトユニットの概略を示す図である。プロセスユニットおよび中間転写ベルトユニットの支持構造の概略を示す図である。前面支持部の概略を示す図である。ロック部に適用可能なロック機構の概略を示す図である。ロック部に適用可能なロック機構の概略を示す図である。ロック部に適用可能なロック機構の概略を示す図である。ロック部に適用可能なロック機構の他の例を示す図である。中間転写ベルトユニットの構成の他の例を示す図である。

符号の説明

１２−中間転写ベルトユニット
１４Ａ〜１４Ｄ−プロセスユニット
１２０−フレーム体
１２２−中間転写ベルト
１２８Ａ〜１２８Ｄ−１次転写ローラ
１４２Ａ〜１４２Ｄ−感光体ドラム
１４４Ａ〜１４４Ｄ−クリーナユニット
１４６Ａ〜１４６Ｄ−帯電器

Claims

本体と、
現像剤像が形成されるべき像担持体を少なくとも支持するように構成された、前記本体に対して着脱可能なプロセスユニットと、
前記本体に設けられた、前記プロセスユニットを支持する第１の支持部と、
中間転写ベルト、前記中間転写ベルトを張架するための複数のローラ、および転写装置を少なくとも有し、前記プロセスユニットから現像剤像が転写されるように構成された、前記本体に対して着脱可能な中間転写ベルトユニットと、
前記本体に設けられた、前記中間転写ベルトユニットを支持する第２の支持部と、
を備え、
前記中間転写ベルトユニットは、前記本体に対して装着または取外される前記プロセスユニットを案内するように構成された第１の案内部を有し、
前記プロセスユニットは、前記本体に対して装着または取外される前記中間転写ベルトユニットを案内するように構成された第２の案内部を有する
画像形成装置。
前記第１の支持部は、前記プロセスユニットの第１端側を支持するように構成され、かつ、前記本体に回動可能に支持された端部支持部を備えた請求項１に記載の画像形成装置。
前記第１の案内部は、前記中間転写ベルトユニットにおける前記プロセスユニットに対向する面に設けられ、かつ、
前記第２の案内部は、前記プロセスユニットにおける前記中間転写ベルトユニットに対向する面に設けられた請求項２に記載の画像形成装置。
前記中間転写ベルトユニットを選択的にロックするように構成されたロック部と、
前記端部支持部が前記本体に対して開いているときに、前記ロック部によって前記中間転写ベルトユニットをロックするように構成されたロック機構と、
をさらに備えた請求項２または３に記載の画像形成装置。
前記ロック機構は、前記ロック部に従動するように構成された連結アームと、
前記端部支持部に設けられ、前記端部支持部が前記本体に対して開いているときに、前記連結アームを係止するように構成されたロック爪と、
を備える請求項４に記載の画像形成装置。
前記ロック機構は、前記ロック部に従動するように構成された連結アームと、
前記端部支持部が完全に閉じているか否かを検出するように構成された検知スイッチと、
前記端部支持部が完全に閉じていないと前記検知スイッチが検出したときに、前記連結アームを固定するように構成されたソレノイドと、
を備えた請求項４に記載の画像形成装置。
第１の案内部は、前記中間転写ベルトユニットの前記第１端から突出するように構成された請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
第１の案内部は、前記中間転写ベルトユニットの前記第１端から突出するように構成された複数の案内部材によって構成されており、
前記複数の案内部材は、前記中間転写ベルトユニットの前記第１端からの突出量が互いに異なるように構成された請求項１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。