JP2009288596A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、トナー収容部（現像剤収容部）の容積を大きくすることができるとともに、感光ドラムの軸位置の精度を向上させ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。
【解決手段】装置本体２には、装置本体２に形成される開口部を開閉可能であり、かつ、露光装置（スキャナユニット１００）を支持する蓋（アッパーカバー２１）と、感光ドラム３１の両端を位置決めする一対の支持部とが設けられ、複数の光学部品のうち一部の光学部品（突出部材１４０）が、露光装置の感光ドラム３１側の面よりも各感光ドラム３１に向けて突出するように配置されるとともに、各プロセスカートリッジ６２は、一部が一部の光学部品と各プロセスカートリッジ６２の並び方向から見て重なるような大きさで形成されるとともに、露光装置側から着脱可能に構成されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、感光ドラムを有する複数のプロセスカートリッジと、各感光ドラムにレーザ光を走査する露光装置とを備えた画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置は、複数の感光ドラムと、各感光ドラムにレーザ光を照射して静電潜像を形成する露光装置と、トナーを収容したトナー収容部から感光ドラム上の静電潜像にトナーを供給する複数の現像装置とを備えている。このような画像形成装置としては、露光装置を構成する複数の光学部品の一部の光学部品が、露光装置の下面よりも露光装置下方に位置する感光ドラムに向かって突出するように配置されたものが知られている（特許文献１参照）。また、画像形成装置としては、感光ドラムと現像装置とを一体に有するプロセスカートリッジが感光ドラムの軸方向に着脱可能に構成されたものも知られている（特許文献２参照）。

特開平９−３３８４６号公報 特開２００６−１１１１２号公報

ところで、特許文献１に開示された技術では、一部の光学部品を露光装置の下面よりも下方に突出させるため、一部の光学部品を突出させた分、トナー収容部を上下に小さくしなければならず、トナーの収容量が少なくなるといった問題があった。また、特許文献２に開示された技術では、プロセスカートリッジを感光ドラムの軸方向に着脱可能とすることにより、感光ドラムの軸の両端を支持する２つの軸受のうちの一方を取り外し可能な構成にする必要があるので、取り外し可能な軸受の位置が正規位置からずれて感光ドラムの軸位置の精度が悪くなるおそれがあった。

そこで、本発明は、トナー収容部（現像剤収容部）の容積を大きくすることができるとともに、感光ドラムの軸位置の精度を向上させ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。

前記課題を解決する本発明は、静電潜像が形成される複数の感光ドラムと、複数の光学部品を有し、各感光ドラムに対してレーザ光を走査する露光装置と、前記感光ドラムを有する複数のプロセスカートリッジと、前記各プロセスカートリッジを着脱可能に支持する装置本体と、を備えた画像形成装置であって、前記装置本体には、当該装置本体に形成される開口部を開閉可能であり、かつ、前記露光装置を支持する蓋と、前記感光ドラムの軸の両端を位置決めするために、前記プロセスカートリッジに設けられる一対の位置決め部を支持する一対の支持部とが設けられ、前記複数の光学部品のうち一部の光学部品が、前記露光装置の前記感光ドラム側の面よりも前記各感光ドラムに向けて突出するように配置されるとともに、前記各プロセスカートリッジは、一部が前記一部の光学部品と各プロセスカートリッジの並び方向から見て重なるような大きさで形成されるとともに、前記露光装置側から着脱可能に構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、各プロセスカートリッジの一部が、各プロセスカートリッジの並び方向から見て一部の光学部品と重なるような大きさで形成されるので、プロセスカートリッジのうち現像剤を収容する現像剤収容部の容積を大きくすることができる。また、プロセスカートリッジが露光装置側（感光ドラムの軸に直交する方向）から着脱可能となるので、感光ドラムの軸の両端を位置決めするための一対の支持部を両方とも装置本体に固定したままにすることができ、感光ドラムの軸位置の精度を向上させることができる。

本発明によれば、各プロセスカートリッジの一部が各プロセスカートリッジの並び方向から見て一部の光学部品と重なるような大きさで形成されるとともに、プロセスカートリッジが感光ドラムの軸に直交する方向から着脱可能となるので、現像剤収容部の容積を大きくすることができるとともに、感光ドラムの軸位置の精度を向上させることができる。

次に、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。
参照する図面において、図１は、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カラーレーザプリンタの全体構成を示す要部断面図である。なお、以下の説明においては、まず、カラーレーザプリンタの全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

また、以下の説明においては、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を手前、右側を奥、紙面の奥側を左、紙面の手前側を右として、各方向を示す。すなわち、各方向は、カラーレーザプリンタ１の手前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。

＜カラーレーザプリンタ１の全体構成＞
図１に示すように、カラーレーザプリンタ１は、装置本体２内に、用紙５１を供給する給紙部５と、給紙された用紙５１に画像を形成する画像形成部６と、画像が形成された用紙５１を排出する排紙部７とを備えている。

［給紙部５］
給紙部５は、装置本体２内の下方において、装置本体２に着脱自在に装着される給紙トレイ５０と、給紙トレイ５０から用紙５１を画像形成部６へ搬送する用紙供給機構５８とからなる。
この用紙供給機構５８は、給紙トレイ５０の手前側端部に設けられた、給紙ローラ５２、分離ローラ５３、分離パッド５４などからなり、これらにより用紙５１が一枚ずつ分離されて上方へ送られる。上方へ向けて搬送された用紙５１は、紙粉取りローラ５５とピンチローラ５６の間を通過する過程で紙粉が除去された後、搬送経路５７を通って奥側へ方向転換され、搬送ベルト７３の上に供給される。

［画像形成部６］
画像形成部６は、露光装置の一例としてのスキャナユニット１００、４つのプロセスカートリッジ６２、転写部６３および定着部６４を備えている。

［スキャナユニット１００］
スキャナユニット１００は、装置本体２の上部に設けられており、後で詳述するレーザ発光部、ポリゴンミラー、複数のレンズおよびミラーを備えている。スキャナユニット１００では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応させてレーザ発光部から発光されるレーザをポリゴンミラーで左右方向（感光ドラム３１の軸方向：主走査方向）に高速で走査させ、複数のレンズおよびミラーを通過または反射させた後、各感光ドラム３１に照射している。

［プロセスカートリッジ６２］
プロセスカートリッジ６２は、スキャナユニット１００と転写部６３の間の位置において、装置本体２に着脱可能に支持されている。このプロセスカートリッジ６２は、主に、ドラムカートリッジ３０と、現像カートリッジ４０とを備えている。ドラムカートリッジ３０は、感光ドラム３１やスコロトロン型帯電器（符号略）などを備え、現像カートリッジ４０は、トナー収容部４１や現像ローラ（符号略）などを備えている。ここで、感光ドラム３１の回転軸３１Ａは、後述するようにプロセスカートリッジ６２の外面から外方に向けて突出しており（図４参照）、回転軸３１Ａの両端を位置決めするための位置決め部として機能している。

そして、プロセスカートリッジ６２では、スキャナユニット１００から出射されるレーザ光によって、感光ドラム３１上に画像データに基づく静電潜像が形成され、この静電潜像にトナー収容部４１内のトナーが現像ローラ等を介して供給されることで、感光ドラム３１上にトナー像が担持される。

［転写部６３］
転写部６３は、駆動ローラ７１、従動ローラ７２、搬送ベルト７３、転写ローラ７４およびクリーニング部７５を備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、離間して平行に配置され、これらの間にエンドレスベルトからなる搬送ベルト７３が巻き掛けられている。搬送ベルト７３は、その外側の面が各感光ドラム３１に接している。そして、搬送ベルト７３の内側には各感光ドラム３１との間で搬送ベルト７３を挟み込む転写ローラ７４が配置されている。転写ローラ７４には、図示しない高圧基板から転写バイアスが印加される。画像形成時には、搬送ベルト７３で搬送される用紙５１が感光ドラム３１と転写ローラ７４との間に搬送ベルト７３を介して挟まれた状態で、感光ドラム３１上のトナー像が転写ローラ７４に引き寄せられることで、感光ドラム３１上のトナー像が用紙５１に転写される。

クリーニング部７５は、搬送ベルト７３の下方に配置され、搬送ベルト７３に付着したトナーを除去し、その下方に配置されたトナー貯留部７６に除去したトナーを落下させるようになっている。

［定着部６４］
定着部６４は、転写部６３の奥側に配置され、加熱ローラ８１および加圧ローラ８２を備えている。そして、このように構成される定着部６４では、用紙５１上に転写されたトナーを、用紙５１が加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間を通過する間に熱定着させている。

［排紙部７］
排紙部７において、用紙５１の排紙側搬送経路９１は、定着部６４の出口から上に向かって延び手前側に反転するように形成されている。排紙側搬送経路９１の途中には、用紙５１を搬送する複数の搬送ローラ９２が配置されている。装置本体２の上面には、印刷後の用紙５１を蓄積する排紙トレイ９３が形成されており、搬送ローラ９２により排紙側搬送経路９１から排出された用紙５１は、排紙トレイ９３に蓄積される。

＜スキャナユニット１００周りの詳細構造＞
次に、本発明の特徴部分の構造、すなわちスキャナユニット１００の構造やその周辺の構造の詳細について説明する。参照する図面において、図２はアッパーカバーを開けた状態を示す断面図であり、図３はスキャナユニットの詳細を示す拡大断面図であり、図４はプロセスカートリッジとサイドフレームとの関係を示す簡略図である。

図２に示すように、スキャナユニット１００は、装置本体２の上部に形成される開口部２Ａを開閉可能な蓋の一例としてのアッパーカバー２１に支持されている。ここで、アッパーカバー２１は、その奥側に配置される回転軸２１Ａを中心にして手前側の端部が上下に揺動可能となっており、アッパーカバー２１を開けると、スキャナユニット１００の下面が手前側に臨むようになっている。そして、スキャナユニット１００は、図３に示すように、偏向ミラーの一例としてのポリゴンミラー１０１、２つのｆθレンズ１０２、複数の折り返しミラー１０３，１０４、４つの補正レンズ１０５、４つのカバーガラス１０６などの光学部品を複数備えるとともに、これらの光学部品を支持する中空の露光ケース１１０を備えて構成されている。

ポリゴンミラー１０１は、ポリゴンミラー駆動モータ１２０により駆動されて高速で回転することで、レーザ光が等角速度運動するようにレーザ光を偏向走査するものであり、複数のミラーを備えて構成されている。そして、このポリゴンミラー１０１には、図示せぬ４つの光源からレーザ光が入射されており、４本のレーザ光を図の鎖線で示すように反射させている。

ｆθレンズ１０２は、等角速度運動するレーザ光が感光ドラム３１の表面上において感光ドラム３１の軸方向（主走査方向）に沿って等速に移動するように補正するレンズであり、ポリゴンミラー１０１の前後に１つずつ配置されている。

折り返しミラー１０３，１０４は、レーザ光を反射するミラーであり、ｆθレンズ１０２から出てくるレーザ光が補正レンズ１０５に向かうように所定の位置に適宜配置されている。なお、ポリゴンミラー１０１の手前側のｆθレンズ１０２から出てくるレーザ光を最初に受ける折り返しミラー１０３は、レーザ光が透過可能となるようにも形成されている。

補正レンズ１０５は、ポリゴンミラー１０１の面倒れ補正を行うためのレンズであり、露光ケース１１０の下面（感光ドラム３１側の面）１１０Ａから下方の感光ドラム３１に向けて突出するように配置されている。この補正レンズ１０５は、樹脂製であり、左右方向に延びる長尺状に形成されている。

カバーガラス１０６は、補正レンズ１０５を保護するカバーであり、補正レンズ１０５の下方（補正レンズ１０５と感光ドラム３１との間）に配置されている。

露光ケース１１０は、上部カバー１１１と、ケース本体１１２と、保持部材１１３とを備えて構成されている。

上部カバー１１１は、有底筒状の板金からなり、外部からの電磁波を遮断する電磁シールドとして機能している。

ケース本体１１２は、有底筒状の樹脂製部材であり、その外面に上部カバー１１１が嵌合により取り付けられている。そして、ケース本体１１２の底壁には、４つの補正レンズ１０５に対応した４つの孔１１２Ａが形成されるとともに、４つの補正レンズ１０５が各孔１１２Ａの下方に配置されて固定される。また、ケース本体１１２の底壁の中央部には上方に凹む凹部１１２Ｂが形成されており、この凹部１１２Ｂにはポリゴンミラー駆動モータ１２０が固定されている。そして、ポリゴンミラー駆動モータ１２０の下側に取り付けられるポリゴンミラー１０１に塵埃等が付着しないように、凹部１１２Ｂの開口がミラーカバー１３０で覆われている。

保持部材１１３は、カバーガラス１０６を保持する略筒状の部材であり、筒状の本体部１１３Ａと、本体部１１３Ａの下端から内側に延出する下部フランジ１１３Ｂと、本体部１１３Ａの上端から外側に延出する上部フランジ１１３Ｃとを備えて構成される。そして、保持部材１１３の下部フランジ１１３Ｂの下面にカバーガラス１０６を接合させ、上部フランジ１１３Ｃをケース本体１１２の下面に接合させることで、カバーガラス１０６が補正レンズ１０５の下方に配置される。

そして、このようにケース本体１１２の下面よりも下方へ突出するように配置される補正レンズ１０５、カバーガラス１０６および保持部材１１３（以下、これらをまとめて「突出部材１４０」とも呼ぶ。）は、図１に示すように、各プロセスカートリッジ６２の並び方向（前後方向）から見て各プロセスカートリッジ６２と重なっている。言い換えると、各プロセスカートリッジ６２は、その上部が突出部材１４０と前後方向から見て重なるような大きさで形成されている。すなわち、各プロセスカートリッジ６２の上面は、突出部材１４０の下面よりも上方に位置している。そして、各プロセスカートリッジ６２は、図２に示すように、装置本体２の上部に形成された開口部２Ａから着脱可能となっている。

また、図４に簡略化して示すように、装置本体２の左右に配置される一対のサイドフレーム２２には、プロセスカートリッジ６２の左右側面から突出する感光ドラム３１の回転軸３１Ａの両端を位置決めして支持する支持部の一例としての軸受部２２０が形成されている。

軸受部２２０は、下方に向かうにつれて徐々に幅狭となる略三角形状の溝として形成されており、その下部２２１が上部２２２よりも奥側に傾くように形成されている。これにより、プロセスカートリッジ６２から突出する回転軸３１Ａを軸受部２２０の上部２２２に入れると、徐々に幅狭となる上部２２２で回転軸３１Ａが下部２２１に案内され、下部２２１において回転軸３１Ａが奥側に移動した後、下部２２１の先端で位置決めされる。

そして、このような軸受部２２０が形成されるサイドフレーム２２の手前側下部および奥側上部には、左右に延びる一対の連結部材２３が連結されている。ここで、サイドフレーム２２が板金からなる場合には、連結部材２３をスポット溶接やボルト締結によって連結することができ、サイドフレーム２２が樹脂からなる場合には、連結部材２３も樹脂としてサイドフレーム２２と連結部材２３とを一体に形成（連結）することができる。このように、一対のサイドフレーム２２を連結部材２３で連結することによって、各サイドフレーム２２が互いにずれることがないので、軸受部２２０の位置は最初に決めた位置に確実に維持される。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
各プロセスカートリッジ６２の上部が前後方向から見て突出部材１４０と重なるような大きさで形成されるので、プロセスカートリッジ６２のトナー収容部４１の容積を大きくすることができる。また、プロセスカートリッジ６２が感光ドラム３１の回転軸３１Ａに直交する方向から着脱可能となることにより、プロセスカートリッジ６２を取り外す際に片側のサイドフレーム２２を動かす必要がないので、一対の軸受部２２０の位置を最初に決めた位置に維持することができる。すなわち、一対の軸受部２２０が形成される一対のサイドフレーム２２を装置本体２に固定したままにすることができるので、従来のように片側のサイドフレーム（軸受部）を取り外す構造に比べ、軸受部の位置のずれを抑えることができ、感光ドラム３１の回転軸３１Ａの位置精度を向上させて、色ずれの発生を抑えることができる。

補正レンズ１０５をケース本体１１２の下面から下方に突出させて感光ドラム３１に近づけたので、副走査方向（感光ドラム３１の周方向）の結像倍率を小さくして、高画質で安定した光学系を実現することができる。ここで、結像倍率とは、ポリゴンミラー１０１から補正レンズ１０５までの距離Ｌ１と、補正レンズ１０５から感光ドラム３１までの距離Ｌ２との比Ｌ２／Ｌ１のことをいう。

補正レンズ１０５の下方にカバーガラス１０６が配置されるので、略筒状の保持部材１１３の下端の開口から入ってくる塵埃やトナーによって補正レンズ１０５が汚れることを防止することができる。また、補正レンズ１０５をカバーする部材（カバーガラス１０６）を、樹脂よりも平滑な表面を有するガラスとしたので、表面に付着した塵埃やトナーを簡単に拭き取ることができ、画像品質の低下を防ぐことができる。さらに、ガラスは樹脂よりも硬度が高いため、清掃時に傷が付き難く、光学性能を良好な状態に保つことができる。

アッパーカバー２１を開けるとスキャナユニット１００の下面が手前側（ユーザ側）に臨むので、ユーザがスキャナユニット１００の下部に配置されるカバーガラス１０６を簡単に清掃することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、プロセスカートリッジ６２を構成するドラムカートリッジ３０と現像カートリッジ４０とを着脱可能な構造としたが、本発明はこれに限定されず、ドラムカートリッジと現像カートリッジとを一体に形成してもよい。

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。
前記実施形態では、位置決め部として感光ドラム３１の回転軸３１Ａを採用したが、本発明はこれに限定されず、例えばプロセスカートリッジ６２の左右両側壁から左右方向外側に突出する一対の突起部を位置決め部として形成してもよい。なお、この場合は、装置本体２に、前記一対の突起部を支持する一対の支持部を形成し、これらの突起部および支持部が当接することで、感光ドラム３１の回転軸３１Ａを位置決めするようにしてもよい。ただし、前記実施形態のように感光ドラム３１の回転軸３１Ａを位置決め部とした場合には、通常回転軸３１Ａが金属の円柱として形成されることから、位置精度を高くすることができるとともに剛性を高くすることができるので、位置ずれをより抑えることができる。

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カラーレーザプリンタの全体構成を示す要部断面図である。 アッパーカバーを開けた状態を示す断面図である。 スキャナユニットの詳細を示す拡大断面図である。 プロセスカートリッジとサイドフレームとの関係を示す簡略図である。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
２ 装置本体
２Ａ 開口部
２１ アッパーカバー
２２ サイドフレーム
２３ 連結部材
３１ 感光ドラム
３１Ａ 回転軸
４１ トナー収容部
６２ プロセスカートリッジ
１００ スキャナユニット
１０１ ポリゴンミラー
１０２ ｆθレンズ
１０３ ミラー
１０５ 補正レンズ
１０６ カバーガラス
１１３ 保持部材
１４０ 突出部材
２２０ 軸受部

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される複数の感光ドラムと、
   複数の光学部品を有し、各感光ドラムに対してレーザ光を走査する露光装置と、
   前記感光ドラムを有する複数のプロセスカートリッジと、
   前記各プロセスカートリッジを着脱可能に支持する装置本体と、を備えた画像形成装置であって、
   前記装置本体には、
   当該装置本体に形成される開口部を開閉可能であり、かつ、前記露光装置を支持する蓋と、
   前記感光ドラムの軸の両端を位置決めするために、前記プロセスカートリッジに設けられる一対の位置決め部を支持する一対の支持部とが設けられ、
   前記複数の光学部品のうち一部の光学部品が、前記露光装置の前記感光ドラム側の面よりも前記各感光ドラムに向けて突出するように配置されるとともに、
   前記各プロセスカートリッジは、一部が前記一部の光学部品と各プロセスカートリッジの並び方向から見て重なるような大きさで形成されるとともに、前記露光装置側から着脱可能に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記複数の光学部品は、レーザ光を偏向走査する偏向ミラーを有し、
   前記一部の光学部品は、前記偏向ミラーの面倒れ補正のための光学部品であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記一部の光学部品は、
   長尺状の樹脂製のレンズと、
   前記レンズと前記感光ドラムとの間に配置されたカバーガラスとを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。
4. 前記位置決め部は、前記感光ドラムの軸の両端であり、
   前記支持部は、前記感光ドラムの軸の両端を回転可能に支持する軸受部であることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
   
   
   
   
   
   

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