JP2010072587A

JP2010072587A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2010072587A
Application number: JP2008243103A
Authority: JP
Inventors: Hiromoto Kondo; 博大近藤
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2008-09-22
Filing date: 2008-09-22
Publication date: 2010-04-02
Anticipated expiration: 2028-09-22
Also published as: US20100074649A1; JP4670924B2

Abstract

【課題】フロントカバーが開放されたときにプロセスカートリッジが着脱可能となる画像形成装置において、静電潜像形成手段を移動させることなくプロセスカートリッジの着脱を可能にすること。
【解決手段】感光体ドラム１１と転写ローラ１２と現像ローラ１６とは、プロセスカートリッジ１０の外枠を構成する本体ケース１８の内部に支持され、クリーナ１３と帯電器１４とは、本体ケース１８に揺動可能に接続された帯電ケース１９の内部に支持されている。プロセスカートリッジ１０が挿入されたときは、帯電ケース１９は帯電器１４，クリーナ１３と一体にガイド溝３０の傾斜部３２に沿って上方に揺動する（Ａ）。プロセスカートリッジ１０の着脱時には、帯電ケース１９はガイド溝３０に沿って下方に揺動し、ＬＥＤユニット１５を回避しつつ着脱が可能となる（Ｂ）。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置に関し、詳しくは、像担持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像が形成された像担持体の表面に帯電した現像剤を付着させて現像する画像形成装置に関する。

従来より、この種の画像形成装置として、像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、その帯電手段による帯電後の上記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記静電潜像が形成された上記像担持体の表面に、帯電した現像剤を付着させる現像手段と、を備えたものが考えられている。このように構成された画像形成装置では、像担持体の表面を帯電手段によって一様に帯電させ、その帯電後の像担持体の表面に静電潜像を形成して現像剤を付着させることによって、像担持体の表面に所望の現像剤像を形成することができる。この現像剤像を用紙等の被記録媒体に転写すれば、その被記録媒体に所望の画像を形成することができる。

また、この種の画像形成装置では、上記像担持体，帯電手段，現像手段を、画像形成装置の筐体に着脱可能に収容されるプロセスカートリッジに設けることによって、それらをプロセスカートリッジと一体に交換可能とすることも提案されている。ところが、このようにプロセスカートリッジを交換する際には、そのプロセスカートリッジを構成する像担持体，帯電手段，現像手段のいずれかが静電潜像形成手段と干渉する可能性がある。特に、ＬＥＤなどを使用して静電潜像を形成する静電潜像形成手段は、像担持体に近接して配置する必要があり、プロセスカートリッジと干渉する可能性が高くなる。また、筐体の正面（被記録媒体が排出される側）に設けられたフロントカバーが開放されることによってプロセスカートリッジが着脱可能となるいわゆるフロントアクセスの場合も、そのプロセスカートリッジが静電潜像形成手段と干渉する可能性が高くなる。

そこで、筐体に設けられたフロントカバーがプロセスカートリッジを着脱するために開放されたとき、リンクを介してＬＥＤアレイ（静電潜像形成手段）を退避させ、プロセスカートリッジの着脱を可能にすることが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

すなわち、特許文献１では、ＬＥＤアレイを退避させずにプロセスカートリッジを着脱しようとすると、ＬＥＤアレイと帯電器とが干渉してしまうが、ＬＥＤアレイを退避させることでその干渉を抑制することができる。
特開２００７−１５５７９３号公報

ところが、プロセスカートリッジの着脱時にＬＥＤアレイ等の静電潜像形成手段を退避させると、着脱を行う毎に静電潜像形成手段の位置が微妙に変化し、正確な画像が形成できなくなる可能性がある。そこで、本発明は、フロントカバーが開放されたときにプロセスカートリッジが着脱可能となる画像形成装置において、静電潜像形成手段を移動させることなくプロセスカートリッジの着脱を可能にすることを目的としてなされた。

上記目的を達するためになされた本発明の画像形成装置は、像担持体を備えたプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジが着脱可能に収容される筐体と、該筐体の正面に設けられ、開放されることによって上記プロセスカートリッジの着脱を可能にするフロントカバーと、上記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記プロセスカートリッジとは別体に上記筐体内に設けられ、上記帯電手段による帯電後の上記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記プロセスカートリッジと一体に、または、上記プロセスカートリッジに着脱可能に設けられ、上記静電潜像が形成された上記像担持体の表面に、帯電した現像剤を付着させる現像手段と、上記プロセスカートリッジに揺動可能に設けられ、上記帯電手段を一体に支持する剛体の揺動部材と、上記プロセスカートリッジに設けられ、上記帯電手段または上記揺動部材が載置されることによって、上記帯電手段及び上記揺動部材の揺動位置を、上記プロセスカートリッジの着脱時に上記静電潜像形成手段と干渉しない位置に規定する載置台と、を備えたことを特徴とする。

このように構成された本発明の画像形成装置では、プロセスカートリッジには、像担持体が設けられ、現像手段が一体または着脱可能に設けられ、帯電手段が剛体の揺動部材を介して揺動可能に支持されている。更に、プロセスカートリッジには、上記帯電手段または上記揺動部材が載置されることによって、その帯電手段及び揺動部材の揺動位置を、プロセスカートリッジの着脱時に静電潜像形成手段と干渉しない位置に規定する載置台が設けられている。

このため、プロセスカートリッジの着脱時には、帯電手段及び揺動部材を載置台によって規定される位置へ揺動させながら着脱を行うことにより、静電潜像形成手段を移動させなくても帯電手段と静電潜像形成手段との干渉を抑制することができる。しかも、載置台に帯電手段または揺動部材を載置すれば、静電潜像形成手段と干渉することなくプロセスカートリッジを装着することが容易にでき、そのように載置がなされた状態では帯電手段のワイヤ等の掃除も容易に行うことができる。

なお、本発明は以下の構成に限定されるものではないが、上記像担持体は所定の軸を中心に回転するドラム状に構成され、上記揺動部材は上記軸を中心に揺動してもよい。この場合、像担持体の表面と帯電手段との間隔が上記揺動に関わらず一定に維持されるので、像担持体の表面に帯電手段が接触するのを良好に抑制することができる。

また、上記揺動部材に、上記像担持体の表面に接触してその表面の現像剤を除去するクリーナが、一体に支持されてもよい。この場合、クリーナによって像担持体から余分な現像剤を除去することができる。また、帯電手段とクリーナとが揺動部材と一体に揺動するので、帯電手段とクリーナとが干渉し合うこともない。

また、本発明の画像形成装置は、像担持体を備えたプロセスカートリッジと、該プロセスカートリッジが着脱可能に収容される筐体と、該筐体の正面に設けられ、開放されることによって上記プロセスカートリッジの着脱を可能にするフロントカバーと、上記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、上記プロセスカートリッジとは別体に、かつ、上記帯電手段と一体のユニットとして上記筐体内に設けられ、上記帯電手段による帯電後の上記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、上記プロセスカートリッジと一体に、または、上記プロセスカートリッジに着脱可能に設けられ、上記静電潜像が形成された上記像担持体の表面に、帯電した現像剤を付着させる現像手段と、を備えたことを特徴とするものであってもよい。

このように構成された本発明の画像形成装置では、プロセスカートリッジには、像担持体が設けられ、現像手段が一体または着脱可能に設けられている。本発明では、帯電手段はプロセスカートリッジとは別体に設けられ、静電潜像形成手段と一体のユニットとして筐体内に設けられている。このため、本発明の画像形成装置では、静電潜像形成手段を移動させなくても、帯電手段と静電潜像形成手段との干渉を抑制しつつプロセスカートリッジを着脱することができる。

［画像形成装置の全体構成（第１の実施の形態）］
次に、本発明の実施の形態を図面と共に説明する。図１は、本発明が適用された第１の実施の形態としての画像形成装置１の構成を概略的に表す中央断面図である。図１に示すように、本実施の形態の画像形成装置１は、装置の外枠を構成する筐体２を備え、その筐体２の正面（後述のように被記録媒体の一例としての用紙Ｐが排出される側）には開閉可能なフロントカバー３が設けられている。また、筐体２の下方には、用紙Ｐを積載して保持するカセット４が引き出し可能に設けられている。カセット４に保持された用紙Ｐは、図示省略した給紙ローラ等の各種ローラにより、筐体２の中央に着脱可能に収容されたプロセスカートリッジ１０へ搬送される。

プロセスカートリッジ１０は、像担持体の一例としての感光体ドラム１１と転写手段の一例としての転写ローラ１２との間に用紙Ｐを挟んで矢印方向に搬送する間に、その用紙Ｐにトナー像を形成するものである。感光体ドラム１１は、ドラム本体が接地されると共に、その表面に、例えば、ポリカーボネートなどから構成される正帯電性の感光層が形成されており、図１における反時計方向に回転可能に支持されている。

また、感光体ドラム１１の外周には、クリーナ１３，帯電手段の一例としての帯電器１４，静電潜像形成手段の一例としてのＬＥＤユニット１５，及び現像手段の一例としての現像ローラ１６が、転写ローラ１２との対向部から感光体ドラム１１の回転方向に沿って順次配設されている。クリーナ１３は、感光体ドラム１１の表面に接触しながら回転するローラ状に構成され、感光体ドラム１１の表面に残った現像剤の一例としてのトナーを除去する。帯電器１４は、タングステンなどの帯電用ワイヤからコロナ放電を発生させる正帯電用のスコロトロン型帯電器であり、感光体ドラム１１の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。

ＬＥＤユニット１５は、下面にＬＥＤからなる複数の発光部（図示省略）が左右方向に列設されてなり、画像データに応じて感光体ドラム１１の表面を露光する周知のものである。現像ローラ１６は、図示省略したトナー収容室に収容された正帯電性非磁性１成分トナーを、正に帯電させながら薄層として感光体ドラム１１の表面に供給する周知のものである。なお、この現像ローラ１６は、上記トナー収容室と一体にプロセスカートリッジ１０に対して着脱可能とされてもよく、上記トナー収容室と共にプロセスカートリッジ１０と一体に構成されてもよい。

このため、感光体ドラム１１の表面は、その感光体ドラム１１の回転に伴って、先ず、クリーナ１３によって残留トナーを除去された後、帯電器１４により一様に正帯電され、その後、ＬＥＤユニット１５の発光部により露光される。これによって、感光体ドラム１１の表面には、画像データに応じた静電潜像が形成される。

次いで、現像ローラ１６により、正帯電されているトナーが感光体ドラム１１に供給されると、そのトナーは、感光体ドラム１１の表面上に形成された静電潜像、すなわち、一様に正帯電されている感光体ドラム１１の表面のうち、露光されて電位が下がっている部分に供給され、選択的に担持されることによって可視像化され、これによってトナー像が形成される。

転写ローラ１２は、図１における時計方向に回転可能に支持されている。この転写ローラ１２は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス（転写順バイアス）が印加されるように構成されている。そのため、感光体ドラム１１の表面上に担持された上記トナー像は、用紙Ｐが感光体ドラム１１と転写ローラ１２との間を通る間に、用紙Ｐに転写される。上記トナー像転写後の用紙Ｐは、加熱ローラ２１と加圧ローラ２２とを備えた定着器２３へ搬送され、上記トナー像が熱定着された後、排紙パス２４によって前方へ折り返され、排紙ローラ２５を介して図示省略した排紙トレイへ排出される。

［プロセスカートリッジの詳細構成］
次に、図２（Ａ）は、筐体２の中央に装着された状態のプロセスカートリッジ１０の構成を表す側面図である。図２（Ａ）に示すように、感光体ドラム１１と転写ローラ１２と現像ローラ１６とは、プロセスカートリッジ１０の外枠を構成する本体ケース１８の内部に支持され、クリーナ１３と帯電器１４とは、本体ケース１８とは別体の剛体の帯電ケース１９の内部に支持されている。揺動部材の一例としての帯電ケース１９は、左右側面から突出した一対のアーム部１９Ａを介して、本体ケース１８の左右側面から突出した感光体ドラム１１の回転軸１１Ａに揺動可能に接続されている。

また、帯電ケース１９の左右側面からは、一対のボス１９Ｂが突出しており、プロセスカートリッジ１０を左右から支持するフレーム（図示省略）に設けられたガイド溝３０にこのボス１９Ｂが案内されることにより、帯電ケース１９は次のように揺動する。すなわち、図２（Ａ）に示すように、ガイド溝３０は、筐体２に対して固定されたＬＥＤユニット１５の直下近傍より手前側が水平な水平部３１となっており、ＬＥＤユニット１５の直下近傍から後方が上方へくの字形に屈曲した傾斜部３２となっている。

このため、ボス１９Ｂがガイド溝３０の最後部近傍まで達するようにプロセスカートリッジ１０が挿入されたときは、図２（Ａ）に示すように、帯電ケース１９は帯電器１４，クリーナ１３と一体にガイド溝３０の傾斜部３２に沿って上方に揺動する。よって、帯電器１４は、図１に示したように感光体ドラム１１の後斜め上方に配設され、用紙Ｐの搬送経路から離れる。このため、帯電器１４に用紙Ｐが当ったり、帯電器１４からの放電が画像（用紙Ｐに転写されたトナー像）に影響を与えたりするのを抑制することができる。

一方、プロセスカートリッジ１０の着脱時（図１の矢印参照）には、図２（Ｂ）に示すように、帯電ケース１９はガイド溝３０に沿って下方に揺動してボス１９Ｂは水平部３１に係合し、ＬＥＤユニット１５を回避しつつ着脱が可能となる。このとき、帯電器１４は感光体ドラム１１の後方に配設されるが、本体ケース１８の左右側面には、帯電ケース１９をその位置に支持する載置台１８Ａが設けられている。なお、載置台１８Ａは、本体ケース１８を構成する左右の板材を延長して構成されており、プロセスカートリッジ１０の筐体２への装着時には、その左右一対の載置台１８Ａの間は図１に示すように用紙Ｐの搬送経路となる。

［第１の実施の形態の効果］
このように、本実施の形態では、プロセスカートリッジ１０の着脱時には、帯電器１４及び帯電ケース１９を載置台１８Ａによって規定される位置へ揺動させながら着脱を行うことにより、ＬＥＤユニット１５を移動させなくても帯電器１４とＬＥＤユニット１５との干渉を抑制することができる。しかも、載置台１８Ａに帯電ケース１９を載置すれば、ＬＥＤユニット１５と干渉することなくプロセスカートリッジ１０を装着することが容易にでき、そのように載置がなされた状態では帯電器１４のワイヤ等の掃除も容易に行うことができる。なお、載置台１８Ａは、帯電器１４を直接支持するように構成してもよい。

また、本実施の形態では、帯電ケース１９は感光体ドラム１１の回転軸１１Ａを中心に揺動するので、感光体ドラム１１の表面と帯電器１４との間隔が上記揺動に関わらず一定に維持される。このため、感光体ドラム１１の表面に帯電器１４が接触するのを良好に抑制することができる。また、上記帯電ケース１９には、クリーナ１３が一体に支持され、帯電器１４と一体に揺動するので、帯電器１４とクリーナ１３とが干渉し合うこともない。なお、上記実施の形態において、ＬＥＤユニット１５も必要に応じて交換可能としてもよい。

［第２の実施の形態］
図３は、本発明が適用された第２の実施の形態としての画像形成装置１０１の構成を概略的に表す中央断面図である。本実施の形態の画像形成装置１０１は、クリーナ１３を省略した点と、帯電器１４をプロセスカートリッジ１１０とは全く別体に設け、ＬＥＤユニット１５と一体に露光帯電ユニット１３０に支持した点において画像形成装置１とは異なり、他の点はほぼ同様に構成されている。そこで、図３では、図１とほぼ同様に構成された箇所には図１で使用した符号を使用して詳細な説明を省略する。

この画像形成装置１０１では、帯電器１４とＬＥＤユニット１５とは、露光帯電ユニット１３０によって図１に示した装着状態と同様の位置に支持され、この露光帯電ユニット１３０は取っ手１３１を介して筐体２に着脱可能に構成されている。また、この画像形成装置１０１では、プロセスカートリッジ１１０には、感光体ドラム１１，転写ローラ１２，現像ローラ１６が設けられ、筐体２に対して一体に着脱可能とされている。

このように、本実施の形態では、帯電器１４をプロセスカートリッジ１１０とは別体の露光帯電ユニット１３０に収納し、それとは独立してプロセスカートリッジ１１０を着脱可能としている。このため、本実施の形態でも、ＬＥＤユニット１５を移動させなくても、帯電器１４とＬＥＤユニット１５との干渉を抑制しつつプロセスカートリッジ１１０を着脱することができる。なお、本実施の形態においてクリーナ１３を更に設ける場合、そのクリーナ１３は、プロセスカートリッジ１１０に設けてもよく、露光帯電ユニット１３０に設けてもよい。

なお、本発明は上記各実施の形態になんら限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施することができる。例えば、上記各実施の形態では、いずれも感光体ドラム１１，現像ローラ１６等を１組だけ備えたいわゆるモノクロプリンタに本発明を適用しているが、本発明は、感光体ドラム１１，現像ローラ１６等を複数組備えたカラープリンタにも同様に適用することができる。また、プロセスカートリッジ１０，１１０等の形状は、上記以外にも種々に変更することができる。更に、静電潜像形成手段としては、レーザ発光またはその他の方法で露光を行う手段や、露光以外の方法によって静電潜像を形成する手段も適用することができる。

本発明の第１の実施の形態としての画像形成装置の構成を概略的に表す中央断面図である。その画像形成装置のプロセスカートリッジの詳細な構成を、動作と共に表す側面図である。本発明の第２の実施の形態としての画像形成装置の構成を概略的に表す中央断面図である。

符号の説明

１，１０１…画像形成装置２…筐体３…フロントカバー４…カセット
１０，１１０…プロセスカートリッジ１１…感光体ドラム１１Ａ…回転軸
１２…転写ローラ１３…クリーナ１４…帯電器１５…ＬＥＤユニット
１６…現像ローラ１８…本体ケース１８Ａ…載置台１９…帯電ケース
１９Ａ…アーム部１９Ｂ…ボス３０…ガイド溝３１…水平部３
２…傾斜部１３０…露光帯電ユニットＰ…用紙

Claims

像担持体を備えたプロセスカートリッジと、
該プロセスカートリッジが着脱可能に収容される筐体と、
該筐体の正面に設けられ、開放されることによって上記プロセスカートリッジの着脱を可能にするフロントカバーと、
上記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
上記プロセスカートリッジとは別体に上記筐体内に設けられ、上記帯電手段による帯電後の上記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
上記プロセスカートリッジと一体に、または、上記プロセスカートリッジに着脱可能に設けられ、上記静電潜像が形成された上記像担持体の表面に、帯電した現像剤を付着させる現像手段と、
上記プロセスカートリッジに揺動可能に設けられ、上記帯電手段を一体に支持する剛体の揺動部材と、
上記プロセスカートリッジに設けられ、上記帯電手段または上記揺動部材が載置されることによって、上記帯電手段及び上記揺動部材の揺動位置を、上記プロセスカートリッジの着脱時に上記静電潜像形成手段と干渉しない位置に規定する載置台と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
上記像担持体は所定の軸を中心に回転するドラム状に構成され、
上記揺動部材は上記軸を中心に揺動することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
上記揺動部材に、上記像担持体の表面に接触してその表面の現像剤を除去するクリーナが、一体に支持されたことを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
像担持体を備えたプロセスカートリッジと、
該プロセスカートリッジが着脱可能に収容される筐体と、
該筐体の正面に設けられ、開放されることによって上記プロセスカートリッジの着脱を可能にするフロントカバーと、
上記像担持体の表面を一様に帯電させる帯電手段と、
上記プロセスカートリッジとは別体に、かつ、上記帯電手段と一体のユニットとして上記筐体内に設けられ、上記帯電手段による帯電後の上記像担持体の表面に静電潜像を形成する静電潜像形成手段と、
上記プロセスカートリッジと一体に、または、上記プロセスカートリッジに着脱可能に設けられ、上記静電潜像が形成された上記像担持体の表面に、帯電した現像剤を付着させる現像手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。