JP2010054532A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】現像ユニットと感光体ユニットとに分離可能なプリントユニットを備えた画像形成装置において、新たな部材を設けることなくまた利用者に押圧部材を操作させることなく、現像ユニットの感光体ユニットの方向の押圧力を制御できるようにする。
【解決手段】プリントユニット５を装置本体１に装着すると、プリントユニット５の長孔開口３５ａから突出した突起４６ａが、装置本体１に形成されたガイド突条１２ａによって下方に徐々に押し下げられる。これによって、本体部４４ａと押圧部材４１ａとの間に介装された押しバネ４３ａが圧縮され、押圧部材４１ａの端部による現像ユニット２の押圧力が大きくなる。
【選択図】図６

Description

本発明は画像形成装置に関し、より詳細には現像ユニットと感光体ユニットとが合体したプリントユニットが装置本体に対して着脱可能に取り付けられた画像形成装置に関するものである。

プリントユニットを構成する各部品の寿命は同一でなく、例えば、一般に感光体は現像ローラよりも寿命が長く、現像ローラが寿命を迎えた段階では感光体は未だ使用可能な状態にある。そこで、従来の画像形成装置では、プリントユニットを現像ユニットと感光体ユニットに分割可能とし、それぞれのユニットの寿命が来たところで、新しいユニットと交換するようにして資源の有効活用を図っていた。

一方、現像ローラと感光体との距離は画像品質に大きな影響を与えるため、現像ローラと感光体との距離は高精度に維持する必要がある。このため、従来は、現像ユニットと感光体ユニットとを圧接することによって現像ローラと感光体との距離を高精度に維持していた。ところが、感光体ユニットに圧接した状態で現像ユニットを装置本体から取り外すことは作業性が悪い。

そこで、例えば特許文献１では、現像ユニットを装置本体に装着した後、押圧部材を操作することによって、現像ユニットを感光体ユニット側へ押圧して、現像ローラと感光体との距離を高精度に維持すると共に、現像ユニットを取り外す場合は、押圧部材による押圧を解除して現像ユニットと感光体との圧接状態を解消し、現像ユニットの装置本体からの取り外しを容易にする技術が提案されている。
特開2001-222204号公報 特開2006-71807号公報

しかしながら、前記提案技術では、感光体ユニットに対して現像ユニットを圧接及び圧接解除するための部材が必要であり、部品点数の増加及び装置の大型化を招くおそれがある。また現像ユニットを装置本体に装着した後に、押圧部材を操作する作業が必要となる。

本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、プリントユニットを現像ユニットと感光体ユニットとに分割可能としてそれぞれのユニットを単独で交換可能とし、資源の有効利用を図ると共に、新たな部材を設けることなく、また利用者に押圧部材を操作させることなく、現像ユニットの感光体ユニットへの押圧力を制御できる画像形成装置を提供することにある。

本発明によれば、現像剤担持体を備えた現像ユニットと感光体を備えた感光体ユニットとが分離可能に合体したプリントユニットが、装置本体に対して着脱可能に取り付けられた画像形成装置であって、前記現像剤担持体と前記感光体とが所定距離を隔てて対向するように、前記現像ユニットを前記感光体ユニットの方向に押圧する押圧手段が、前記感光体ユニットに設けられ、前記押圧手段による押圧力は、前記プリントユニットを前記装置本体に装着することによって大きくなり、前記プリントユニットを装置本体から脱着することによって小さくなることを特徴とする画像形成装置が提供される。

ここで、前記押圧手段としては、一方端が前記現像ユニットに当接する、揺動自在の板状の押圧部材と、前記押圧部材を前記現像ユニットに当接する方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の、前記押圧部材と接触していない側の端部に当接し、前記プリントユニットの前記装置本体への装着によって、前記付勢部材を圧縮して付勢力を大きくする圧縮手段とを有するものが好ましい。

前記圧縮手段として、前記付勢部材と接触する、移動自在の本体部と、この本体部の端部に形成され、前記感光体ユニットから外方に突出した突起とを有するものを用い、前記装置本体には前記突起が接触するガイド部を形成し、前記プリントユニットを前記装置本体に装着すると、前記突起がガイド部に接触しながら移動し、前記付勢部材を圧縮する方向に前記本体部が移動するようにしてもよい。

また、前記圧縮手段として、外周面が前記付勢部材と接触する、回転自在の偏心カムと、この偏心カムの回転軸と同軸に設けられ、その少なくとも一部が前記感光体ユニットから露出したピニオンとを有するものを用い、前記装置本体には前記ピニオンと歯合するラックを形成し、前記プリントユニットを前記装置本体に装着すると、前記ラックによって前記ピニオンと共に前記偏心カムが回転し、前記偏心カムによって前記付勢部材が圧縮されるようにしてもよい。

そして、前記現像剤担持体の両端部にスペーサ部材を取り付け、前記スペーサ部材が前記感光体に当接することによって、前記現像剤担持体と前記感光体との距離が一定に保持されるようにするのが好ましい。

前記押圧手段によって前記プリントユニットに前記装置本体から脱着する方向に力が加わらないようにする観点からは、前記押圧手段による押圧方向は、前記プリントユニットの前記装置本体への装着方向に対して略垂直方向であるのが好ましい。

本発明の画像形成装置では、感光体ユニットに設けられた押圧手段による押圧力が、プリントユニットを装置本体に装着することによって大きくなり、前記プリントユニットを装置本体から脱着することによって小さくなるので、従来のような現像ユニットを感光体ユニットに押圧させるための新たな部材は必要としない。これにより装置の大型化を招かない。また従来のような利用者に押圧部材を操作させる必要もない。

以下、本発明に係る画像形成装置について図に基づいて説明するが、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。

図１は、本発明の画像形成装置の一実施形態を示す概説図である。図１の画像形成装置Ｄは所謂タンデム方式のカラープリンタである。もちろん、プリンタのほか、さらにスキャナを有する複写機、ファクシミリ又はそれらの機能を複合的に備えた複合機等にも本発明を適用することができる。また、画像形成方式としてはタンデム方式に限定されるものではなく、他の方式、例えば、一つの現像装置でモノクロ画像を作成するモノクロ方式であっても構わない。

画像形成装置Ｄは、前扉１０が閉まった状態において、鉛直方向から若干傾いて配置された無端状の搬送ベルト１３を略中央に備える。搬送ベルト１３は２つの回転ローラ１３１，１３２に架け渡され、時計回りに回転する。搬送ベルト１３の左方には、搬送ベルト１３の回転方向の上流から下流方向に向かって（図１では下方から上方にかけて）、ブラック、イエロ、シアン、マゼンタの各色の画像を形成するプリントユニット５が並んで設けられている。各々のプリントユニット５は、後述するように、現像ユニット２（図２に図示）と感光体ユニット３（図３に図示）とが合体してなる。そして、各プリントユニット５の感光体ドラム３０と、搬送ベルト１３を挟んで対向する位置に転写ローラ１４が設けられている。

転写紙は給紙ローラ１２によって不図示のカセットから引き出され、搬送ローラ１７１を介して搬送ベルト１３へ送られる。送られてきた転写紙は搬送ベルト１３上に静電吸着され、各プリントユニット５における感光体ドラム３０と転写ローラ１４との間を順次通過する。そして、感光体ドラム３０と転写ローラ１４の間を通過する際に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が転写ローラ１４に印加され、感光体ドラム３０上に形成されたトナー画像が搬送ベルト１３上の転写紙に転写される。各プリントユニット５を通過するごとに各色のトナー画像が転写紙上に次々に転写され、最終的なトナー画像が転写紙上に形成される。

トナー画像が形成された転写紙は次に定着装置１５に運ばれ、ここで加熱および加圧されて転写紙上にトナー画像が定着される。定着装置１５を通過した転写紙は排出ローラ対１７２によって排紙トレイ１６へ排出される。

また、画像形成装置Ｄは、軸１８を中心として回動自在の前扉１０を備える。感光体ドラム３０と搬送ベルト１３と間を境として、搬送ベルト１３よりも右側の部分は前扉１０と共に回動する。この前扉１０を開くことによって、各プリントユニット５は装置本体１に対して着脱可能となる。

図２に、現像ユニット２の一例を示す斜視図を示す。この図の現像ユニット２は、現像剤としてのトナー（不図示）をその表面に担持する現像ローラ（現像剤担持体）２１を回転自在に備える。現像ローラ２１の両端部には、感光体ドラム３０（図１に図示）と接触して現像ローラ２１と感光体ドラム３０との距離を一定に保持するスペーサコロ（スペーサ部材）２２ａ，２２ｂが取り付けられている。また、現像ユニット２の両側面には一対の突起２３ａ，２３ｂが形成されている。

図３に、感光体ユニット３の一例を示す斜視図を示す。この図の感光体ユニット３は、感光体ドラム３０（図１に図示）や不図示の帯電器、クリーナ等を内蔵した本体部３１と、本体部３１の下部の両側部から略水平方向に延出した一対の腕状部３２ａ，３２ｂとを有する。そして、一対の腕状部３２ａ，３２ｂの中央部および先端部の底面間には補強用の板状部３４ａ，３４ｂが取り付けられている。また、一対の腕状部３２ａ，３２ｂには、上辺略中央部から本体部３１に向かってやや斜め下方向に切込み３３ａ，３３ｂが形成されている。

さらに、一対の腕状部３２ａ，３２ｂの内部には、現像ユニット２を感光体ユニット３の方向に押圧する押圧手段が設けられている。具体的には、板状の押圧部材４１ａ，４２ｂが軸４２ａ，４２ｂを中心として揺動自在に設けられている。また、押圧部材４１ａ，４１ｂの上方には、圧縮手段としての本体部４４ａ，４４ｂが軸４５ａ，４５ｂを中心として揺動自在に設けられている。本体部４４ａ，４４ｂの端部には突起４６ａ，４６ｂが形成されており、腕状部３２ａ，３２ｂに形成された長孔開口３５ａ，３５ｂから外方へ突出している。そして、押圧部材４１ａ，４１ｂの一方端と、本体部４４ａ，４４ｂの一方端との間には押しバネ４３ａ，４３ｂが介装されている。これによって、押圧部材４１ａ，４１ｂの、押しバネ４３ａ，４３ｂと接触している端部は下方に、本体部４４ａ，４４ｂの、押しバネ４３ａ，４３ｂと接触している端部は上方にそれぞれ付勢される。この結果、押圧部材４１ａ，４１ｂの、露出しているもう一方端は上方へ常に付勢され、本体部４４ａ，４４ｂの突起４６ａ，４６ｂは、長孔開口３５ａ，３５ｂの内上周面に押し当てられる。

図４及び図５に、現像ユニット２と感光体ユニット３の合体前の状態と合体後の状態を示す。図４において、まず、現像ユニット２の一対の突起２３ａ（２３ｂ）を、感光体ユニット３の一対の腕状部３２ａ，３２ｂの上面を滑らせるようにして、現像ユニット２を感光体ユニット３に近づける。すると、現像ユニット２の一対の突起２３ａ（２３ｂ）は、一対の腕状部３２ａ，３２ｂの上面からさらに切込み３３ａ，３３ｂに係入し、切込み３３ａ，３３ｂの最深部で止まる（図５を参照）。これによって現像ユニット２は位置決めされた状態で感光体ユニット３に合体しプリントユニット５が形成される。

このとき、一対の腕状部３２ａ，３２ｂに設けられた押圧部材４１ａ，４１ｂによって、現像ユニット２の底面が上方向に押圧され、この結果、現像ローラ２１（図２に図示）の両端部に取り付けられたスペーサコロ２２ａ，２２ｂ（図２に図示）が感光体ドラム３０（図１に図示）に軽く圧接する。

次に、このようにして形成されたプリントユニット５の装置本体１への装着について説明する。図６に、プリントユニット５の装置本体１への装着前後の状態図を示す。装置本体１の向かい合う側面の内側には、一対のガイド突条１２ａ（１２ｂ）が形成されている。このガイド突条１２ａは、プリントユニットの装着方向と平行な平行部１２１，１２２と、この２つの平行部１２１，１２２の端部間を結ぶ傾斜部１２３とが一体に形成されてなる。図１に示すような装置本体１の前扉１０を開けた状態において、プリントユニット５を装置本体１に装着すると、プリントユニット５の長孔開口３５ａ（３５ｂ）から突出した突起４６ａ（４６ｂ）の上部が、装置本体１に形成されたガイド突条１２ａの平行部分１２１の下面と接触する。プリントユニット５を装置本体１に差し入れて行くと、突起４６ａはガイド突条１２ａの下面を摺動する。そして、ガイド突条１２ａの傾斜部１２３によって突起４６ａは長孔開口３５ａ内を下方に徐々に押し下げられる。これによって、図３に示すように、本体部４４ａと押圧部材４１ａとの間に介装された押しバネ４３ａが圧縮され、押圧部材４１ａの端部による現像ユニット２の押圧力が大きくなる。

そして、図６（ｂ）に示すように、プリントユニット５が装置本体１に完全に装着されると、ガイド突条１２ａの平行部１２２によって、突起４６ａは長孔開口３５ａの下部に押し下げられた状態で保持される。これによって、現像ユニット２は感光体ユニット３の方向に所期の力で押圧され、現像ローラ２１（図２に図示）の両端部に取り付けられたスペーサコロ２２ａ，２２ｂ（図２に図示）が感光体ドラム３０（図１に図示）に所期の力で圧接し、現像ローラ２１と感光体ドラム３０とが所定の距離を隔てて対向した状態が維持される。

プリントユニット５を装置本体１から脱着する場合は、プリントユニット５を装着する場合とは逆に、突起４６ａは、ガイド突条１２ａの平行部１２２、傾斜部１２３、平行部１２１の各下面に摺接して行く結果、長孔開口３５ａの上方へ移動し、押しバネ４３ａの圧縮状態は徐々に解消され、押圧部材４１ａの現像ユニット２に対する押圧力は小さくなる。

図７に、本発明で使用する押圧手段の他の例を示す斜視図である。理解を容易にするために、ここでは感光体ユニット３の腕状部３２ａ，３２ｂに内蔵される押圧手段と、装置本体に形成されるラックのみを図示する。この図の押圧手段は、前記実施形態の押圧手段と押しバネ４３を圧縮する手段が異なる。すなわち、押圧部材４１が軸４２を中心に揺動自在に設けられ、押圧部材４１の左端部に押しバネ４３の下端が接触している。そして、押しバネ４３の上方には、偏心カム６１とピニオン６２とが回転軸６０に回転自在に設けられ、偏心カム６１の外周面に押しバネ４３の上端が接触している。一方、装置本体１にはピニオン６２に歯合するラック６３が設けられている。

プリントユニット５を装置本体１に装着してゆくと、ピニオン６２とラック６３とが歯合し、ピニオン６２が時計回りに回転する。ピニオン６２が回転することによって偏心カム６１も回転し、偏心カム６１の、押しバネ４３との接触位置が短径部から長径部となる（同図（ｂ））。これによって、押しバネ４３が圧縮され、押圧部材４１の現像ユニット２への押圧力が大きくなる。反対に、プリントユニット５を装置本体１から脱着する場合は、ラック６３によってピニオン６２が反時計回りに回転し、偏心カム６１の、押しバネ４３との接触位置が長径部から短径部となり、押しバネ４３の圧縮状態が解消され、押圧部材４１の現像ユニット２への押圧力は小さくなる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す概説図である。 本発明で使用する現像ユニットの一例を示す斜視図である。 本発明で使用する感光体ユニットの一例を示す斜視図である。 現像ユニットと感光体ユニットの合体前の斜視図である。 現像ユニットと感光体ユニットの合体後の斜視図である。 プリントユニットの装置本体への装着を説明する図である。 圧縮手段の他の例を示す斜視図である。

符号の説明

１ 装置本体
２ 現像ユニット
３ 感光体ユニット
５ プリントユニット
１２ａ，１２ｂ ガイド突条（ガイド部）
２１ 現像ローラ（現像剤担持体）
２２ａ，２２ｂ スペーサコロ（スペーサ部材）
３０ 感光体ドラム（感光体）
４１ａ，４１ｂ 押圧部材（押圧手段）
４３ａ，４３ｂ 押しバネ（押圧手段）
４４ａ，４４ｂ 本体部（圧縮手段）
４６ａ，４６ｂ 突起
６１ 偏心カム
６１ ピニオン
６２ ラック

Claims (6)

1. 現像剤担持体を備えた現像ユニットと感光体を備えた感光体ユニットとが分離可能に合体したプリントユニットが、装置本体に対して着脱可能に取り付けられた画像形成装置であって、
   前記現像剤担持体と前記感光体とが所定距離を隔てて対向するように、前記現像ユニットを前記感光体ユニットの方向に押圧する押圧手段が、前記感光体ユニットに設けられ、
   前記押圧手段による押圧力は、前記プリントユニットを前記装置本体に装着することによって大きくなり、前記プリントユニットを装置本体から脱着することによって小さくなることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記押圧手段が、一方端が前記現像ユニットに当接する、揺動自在の板状の押圧部材と、前記押圧部材を前記現像ユニットに当接する方向に付勢する付勢部材と、前記付勢部材の、前記押圧部材と接触していない側の端部に当接し、前記プリントユニットの前記装置本体への装着によって、前記付勢部材を圧縮して付勢力を大きくする圧縮手段とを有するものである請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記圧縮手段が、前記付勢部材と接触する、移動自在の本体部と、この本体部の端部に形成され、前記感光体ユニットから外方に突出した突起とを有し、
   前記装置本体には前記突起が接触するガイド部が形成され、
   前記プリントユニットを前記装置本体に装着すると、前記突起がガイド部に接触しながら移動し、前記付勢部材を圧縮する方向に前記本体部を移動させる請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記圧縮手段が、外周面が前記付勢部材と接触する、回転自在の偏心カムと、この偏心カムの回転軸と同軸に設けられ、その少なくとも一部が前記感光体ユニットから露出したピニオンとを有し、
   前記装置本体には前記ピニオンと歯合するラックが形成され、
   前記プリントユニットを前記装置本体に装着すると、前記ラックによって前記ピニオンと共に前記偏心カムが回転し、前記偏心カムによって前記付勢部材が圧縮される請求項２記載の画像形成装置。
5. 前記現像剤担持体の両端部にスペーサ部材が取り付けられ、前記スペーサ部材が前記感光体に当接することによって、前記現像剤担持体と前記感光体との距離が一定に保持される請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記押圧手段による押圧方向が、前記プリントユニットの前記装置本体への装着方向に対して略垂直方向である請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。