JP2011170183A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】第１フレームおよび第２フレームに設けられた部材の位置ずれを防止することができながら、製造コストの低減を図ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】金属製のメインフレーム２１には、第１フレーム２３および第２フレーム２４が取り付けられている。第１フレーム２３および第２フレーム２４は、メインフレーム２１よりも線膨張率の高い樹脂からなる。第１フレーム２３および第２フレーム２４は、第２ボス３３および長孔３６により、上下方向において互いに相対的に位置決めされる。
【選択図】図４

Description

本発明は、レーザプリンタなどの画像形成装置に関する。

画像形成装置の一例であるカラーレーザプリンタにおいて、本体フレームの幅方向に対向する各側壁を、板金フレームと樹脂フレームとで構成したものがある。幅方向において、板金フレームは、相対的に外側に配置され、樹脂フレームは、相対的に内側に配置されている。

幅方向に対向する樹脂フレームの間には、用紙を搬送するためのベルトユニットが配置されている。ベルトユニットの上方には、４つの感光ドラムがベルトユニットによる用紙の搬送方向に沿って並列に配置されている。各感光ドラムの表面に形成される各色のトナーがベルトユニットにより搬送される用紙に重ねて転写されることにより、その各色トナー像の重ね合わせによるカラー画像が用紙に形成される。

特開２００７−１４８１４２号公報

樹脂フレームの材料には、線膨張率の低い樹脂が採用されている。しかしながら、線膨張率が低い樹脂は、一般的に、線膨張率が高い樹脂に比べて高価である。そのため、カラーレーザプリンタのコストが高いという問題がある。

樹脂フレームの材料として、線膨張率が高い安価な樹脂材料を採用すれば、当然、カラーレーザプリンタのコストを低減することができる。しかし、板金フレームと樹脂フレームとの間の線膨張率の差が大きくなり、熱変化に伴って、板金フレームに保持された部材と樹脂フレームに保持されたベルトユニットとの間で相対的な位置ずれが生じる。このような相対的な位置ずれが生じると、カラーレーザプリンタの動作に影響を生じるおそれがある。

本発明の目的は、コストの低減を図ることができながら、第１フレームに保持された部材と第２フレームに保持された部材との相対的な位置ずれを防止することができる、画像形成装置を提供することにある。

前記の目的を達成するため、本発明は、画像形成装置であって、金属製のメインフレームと、前記メインフレームよりも線膨張率が高い樹脂からなり、前記メインフレームに取り付けられる第１フレームと、少なくとも前記第１フレームに保持され、現像剤像が転写されるシートを搬送する搬送機構と、前記メインフレームよりも線膨張率が高い樹脂からなり、前記メインフレームに取り付けられる第２フレームと、前記第１フレームおよび前記第２フレームを、前記搬送機構による前記シートの搬送面と直交する方向において互いに位置決めするための相対位置決め手段とを備えていることを特徴としている。

本発明によれば、金属製のメインフレームには、線膨張率の高い樹脂からなる第１フレームおよび第２フレームが取り付けられている。

また、第１フレームおよび第２フレームは、相対位置決め手段により、搬送機構によるシートの搬送面と直交する方向において互いに位置決めされる。これにより、シートの搬送面と直交する方向において、第１フレームに保持される搬送機構と第２フレームに保持される部材との相対的な位置ずれを防止することができる。つまり、第１フレームおよび第２フレームに線膨張率の高い安価な材料を用いても、位置ずれ防止が可能になる。

図１は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタの側断面図である。 図２は、本体ケーシングの内部の構造を示す斜視図である。 図３は、図２に示すメインフレーム、第１フレームおよび第２フレームの左右方向内側からみた側面図である。 図４は、図２に示す第１フレームおよび第２フレームを左右方向外側から見た側面図である。 図５は、本体ケーシングの内部の構造を示す平面図である。 図６は、図５に示す切断線VI-VIにおける第１フレーム、第２フレームおよびベルトユニットの断面図である。

以下では、本発明の実施形態について、添付図面を参照しながら詳細に説明する。
１．プリンタの全体構成
画像形成装置の一例としてのプリンタ１は、タンデム型のカラープリンタである。図１に示すように、プリンタ１の装置本体の一例としての本体ケーシング２内には、ドラムユニット３が装着されている。このドラムユニット３は、本体ケーシング２の一方側壁に設けられたフロントカバー４を開けて、本体ケーシング２に対して着脱可能となっている。

なお、以下の説明において、フロントカバー４が設けられる側（図１における左側）を前側（正面側）とし、その反対側（図１における右側）を後側（背面側）とする。また、プリンタ１を前側から見たときを左右の基準とする。

ドラムユニット３には、４つの感光ドラム５が備えられている。４つの感光ドラム５は、ブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの各色に対応して設けられ、前後方向に沿って、前側からブラック、イエロー、マゼンタおよびシアンの順に等間隔に並列に配置されている。

また、ドラムユニット３には、各感光ドラム５に対応して、帯電器の一例としてのスコロトロン型帯電器６と、現像カートリッジ７とが備えられている。現像カートリッジ７は、感光ドラム５にトナー（現像剤）を供給するための現像ローラ８を備えている。各現像カートリッジ７は、ドラムユニット３に対して着脱可能に装着されている。

ドラムユニット３の上方には、各色に対応した４本のレーザビームを出射する露光器９が配置されている。

感光ドラム５の回転に伴って、感光ドラム５の表面は、スコロトロン型帯電器６からの放電によって一様に帯電された後、露光器９からのレーザビームにより選択的に露光される。この露光によって、感光ドラム５の表面から電荷が選択的に除去され、感光ドラム５の表面に静電潜像が形成される。静電潜像が現像ローラ８に対向すると、現像ローラ８から静電潜像にトナーが供給される。これにより、感光ドラム５の表面にトナー像が形成される。

なお、露光器９に代えて、４つのＬＥＤアレイが各感光ドラム５に対応して設けられてもよい。

本体ケーシング２の底部には、用紙Ｐを収容する給紙カセット１０が配置されている。給紙カセット１０に収容されている用紙Ｐは、各種ローラにより、搬送ベルト１１上に搬送される。搬送ベルト１１は、４つの感光ドラム５に下方から対向して配置されている。感光ドラム５に対して搬送ベルト１１の上側部分を挟んで対向する各位置には、転写ローラ１２が配置されている。搬送ベルト１１上に搬送された用紙Ｐは、搬送ベルト１１の走行により、搬送ベルト１１と各感光ドラム５との間を順次に通過する。そして、感光ドラム５の表面上のトナー像は、用紙Ｐと対向したときに、転写ローラ１２に印加された転写バイアスによって、用紙Ｐに転写される。

搬送ベルト１１に対して用紙Ｐの搬送方向における下流側には、定着器１３が設けられている。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着器１３に搬送される。定着器１３では、加熱および加圧により、トナー像が用紙Ｐに定着される。トナー像が定着した用紙Ｐは、各種ローラにより、本体ケーシング２の上面の排紙トレイ１４に排出される。

また、搬送ベルト１１の下側には、クリーナの一例としてのクリーニングユニット１５が設けられている。クリーニングユニット１５は、回収ボックス１６と１対のクリーニングローラ１７とを備えている。

クリーニングローラ１７の回転および搬送ベルト１１の走行に伴って、用紙Ｐに転写されずに搬送ベルト１１の外周面に付着したトナーは、クリーニングローラ１７に捕獲される。その後、クリーニングローラ１７に捕獲されたトナーは、回収ボックス１６内に回収される。
２．本体ケーシング内の構成
図２に示すように、本体ケーシング２には、１対のメインフレーム２１が左右方向に間隔を空けて対向配置されている。各メインフレーム２１は、亜鉛めっき鋼板製の板金からなり、側面視略矩形状に形成されている。図２では、１対のメインフレーム２１のうち、左側のメインフレーム２１のみを図示し、右側のメインフレーム２１の図示を省略している。

各メインフレーム２１の内側面（左側のメインフレーム２１の右側面）には、第１フレーム２３および第２フレーム２４が取り付けられている。第１フレーム２３および第２フレーム２４は、メインフレーム２１よりも線膨張率が高く、樹脂の中でも線膨張率が比較的高い樹脂（たとえば、ＡＢＳ樹脂）により形成されている。より具体的には、第１フレーム２３および第２フレーム２４の材料として、後述するフレーム側板５５の材料よりも高い線膨張率を有し、かつ安価な樹脂が用いられている。
（１）第１フレーム
第１フレーム２３は、前後方向に長い側面視細長矩形板状に形成されている。第１フレーム２３の前後方向の寸法は、たとえば、メインフレーム２１の前後方向の寸法の約４分の３である。また、第１フレーム２３の上下方向の寸法は、たとえば、メインフレーム２１の上下方向の寸法の約半分である。

左右の第１フレーム２３に挟まれた空間には、ドラムユニット３（図１参照）が配置される。

第１フレーム２３には、４つの第１貫通孔３０および４つの第２貫通孔３１が第１フレーム２３を左右方向に貫通して形成されている。

第１貫通孔３０は、第１フレーム２３の上側部分において、前後方向に等間隔に並んで配置され、現像ローラ８（図１参照）に駆動力を伝達するための現像カップリング（図示せず）と左右方向に対向している。第１貫通孔３０に本体ケーシング２内に設けられる現像駆動入力部（図示せず）が挿通され、現像駆動入力部から現像カップリングに駆動力が伝達されることにより、現像ローラ８が回転駆動される。

４つの第２貫通孔３１は、各第１貫通孔３０に対して後側下方の位置に配置され、感光ドラム５（図１参照）に駆動力を伝達するためのドラムカップリング（図示せず）と左右方向に対向している。第２貫通孔３１に本体ケーシング２内に設けられるドラム駆動入力部（図示せず）が挿通され、ドラム駆動入力部からドラムカップリングに駆動力が伝達されることにより、感光ドラム５が回転駆動される。

また、図３，４に示すように、第１フレーム２３における前後方向および上下方向の略中央部分には、絶対位置決め手段の一例としての第１ボス３２が形成されている。第１ボス３２は、第１フレーム２３からメインフレーム２１側（左右方向外側）に向けて突出している。メインフレーム２１には、第１ボス３２とほぼ同じサイズの貫通孔（図示せず）が形成されている。そして、第１ボス３２がメインフレーム２１の貫通孔に挿入されることにより、第１フレーム２３がメインフレーム２１に対して前後方向および上下方向に位置決めされた状態で取り付けられている。

また、図４に示すように、第１フレーム２３の後端部には、第２ボス３３が形成されている。第２ボス３３は、第１フレーム２３から左右方向外側に向けて突出する円柱状に形成されている。
（２）第２フレーム
図２に示すように、第２フレーム２４は、上下方向に長い側面視細長矩形板状に形成されている。第２フレーム２４の前後方向の寸法は、たとえば、メインフレーム２１の前後方向の寸法の約４分の１である。また、第２フレーム２４の上下方向の寸法は、第１フレーム２３の上下方向の寸法とほぼ同じである。

第２フレーム２４は、メインフレーム２１に向けて突出する複数のボス３５により、第１フレーム２３に対して後側の位置において、メインフレーム２１に取り付けられている。また、この状態で、第２フレーム２４の前端部は、第１フレーム２３の後端部と左右方向に対向するように重なり合っている。

第２フレーム２４の前端部において、第１フレーム２３の第２ボス３３と左右方向に対向する位置には、前後方向に長い側面視楕円形の長孔３６が、第２フレーム２４を左右方向に貫通する貫通孔として形成されている。長孔３６の上下方向のサイズは、第２ボス３３の外径とほぼ同じである。そのため、長孔３６の内側に第２ボス３３が挿入された状態で、第２ボス３３は、長孔３６に対して上下方向に位置決めされている。これにより、第２ボス３３および長孔３６は、第１フレーム２３および第２フレーム２４を上下方向において互いに位置決めする相対位置決め手段を構成し、第１フレーム２３および第２フレーム２４は、第２ボス３３および長孔３６を介して、上下方向に互いに位置決めされた状態で、前後方向の相対的な位置ずれが許容されている。

また、第２フレーム２４には、第３貫通孔３７および第４貫通孔３８が第２フレーム２４を左右方向に貫通して形成されている。

第３貫通孔３７は、第２フレーム２４の上側部分に形成されている。第３貫通孔３７には、定着器１３（図１参照）を駆動するための定着駆動入力部（図示せず）が挿通される。１対の第２フレーム２４間に定着器１３が配置された状態で、定着器１３は、図示しない取付部材により、第２フレーム２４に取り付けられる。そして、第３貫通孔３７を介して定着駆動入力部が定着器１３に接続されることにより、定着器１３に駆動力が伝達される。

第４貫通孔３８は、第２フレーム２４の下側部分に形成されている。第４貫通孔３８には、ベルトユニット２５（図２参照）を駆動するためのベルト駆動入力ギヤ３９が挿通される。そして、ベルト駆動入力ギヤ３９が後述するベルトユニット２５の駆動ローラ５１に接続されることにより、ベルトユニット２５に駆動力が伝達される。
（３）ベルトユニット
図２に示すように、ベルトユニット２５は、左右方向に間隔を空けて対向する１対のフレーム側板５５を備えている。フレーム側板５５は、メインフレーム２１よりも高く、第１フレーム２３および第２フレーム２４よりも低い線膨張率を有する樹脂材料（たとえば、所定量のフィラーが添加されたマルチロン（登録商標））からなる。

フレーム側板５５の外側面には、左右方向外側に突出する保持突起５６が形成されている。そして、フレーム側板５５の左右の保持突起５６のそれぞれが、幅方向において同じ側にある第１フレーム２３に支持されている。詳しくは、各第１フレーム２３において、幅方向から見て、対応する（幅方向で同じ側にある）保持突起５６と一致する部分には、幅方向外側へ窪む保持孔５７（図３参照）が形成されており、この保持孔５７に、対応する保持突起５６が嵌め込まれる。この状態で、保持突起５６は、図示しない付勢部材によって前側へ付勢されることによって、第１フレーム２３において保持孔５７の前側を区画する面に押し付けられており、前後に移動することができない。つまり、ベルトユニット２５は、保持突起５６において、各第１フレーム２３に対して前後方向に位置決めされている。

１対のフレーム側板５５間には、搬送ローラの一例としての駆動ローラ５１および従動ローラ５２、ならびに４つの転写ローラが回転可能に保持されている。

駆動ローラ５１は、フレーム側板５５の後端部間に架設されている。図６に示すように、駆動ローラ５１は、左右方向に延びる軸の一例としての駆動ローラ軸６０を備えている。そして、駆動ローラ軸６０の両端部は、フレーム側板５５に挿通され、フレーム側板５５の外側に突出している。

また、駆動ローラ軸６０は、第１フレーム２３と第２フレーム２４とが左右方向に重なり合った部分に対して内側から対向している。そして、駆動ローラ軸６０は、図示しない付勢部材により、一方側（たとえば、左側）に向けて押圧されている。これにより、第１フレーム２３は、駆動ローラ軸６０により右側に向けて押圧される。そして、第１フレーム２３と第２フレーム２４とが左右方向に重なり合っているので、第２フレーム２４は、第１フレーム２３により右側に向けて押圧される。すなわち、駆動ローラ軸６０は、第１フレーム２３を介して、第２フレーム２４を右側に向けて押圧している。

図２に示すように、従動ローラ５２は、フレーム側板５５の前端部間に架設されている。

そして、４つの転写ローラ１２（図１参照）は、駆動ローラ５１と従動ローラ５２との間において、前後方向に等間隔に配置されている。

駆動ローラ５１および従動ローラ５２には、無端状の搬送ベルト１１が巻き回されている。
（４）センサユニット
ベルトユニット２５に対して後方に離間した位置には、センサの一例としてのセンサユニット５３が配置されている。

センサユニット５３は、搬送ベルト１１の表面に左右方向にわたって対向している。センサユニット５３の内部には、搬送ベルト１１の表面に形成されたトナー像を検出する検出部（図示せず）が設けられている。

搬送ベルト１１の表面に所定のパターンのトナー像（パッチデータ）が形成され、そのトナー像をセンサユニット５３の検出部で検出することにより、４つの感光ドラム５（図１参照）により形成されるトナー像の位置ずれを検出することができる。

また、センサユニット５３の左右方向両端部には、左右方向外側に突出する保持突起６５が形成されている。保持突起６５が第２フレーム２４の保持孔６６（図３参照）に挿入されることにより、センサユニット５３が第２フレーム２４に保持される。
（４）クリーニングユニット
上述したように、クリーニングユニット１５は、回収ボックス１６と１対のクリーニングローラ１７とを備えている。

図２に示すように、回収ボックス１６は、前後方向および左右方向に延びるボックス状に形成され、左右方向に対向する１対のボックス側板７０を備えている。

各クリーニングローラ１７は、ボックス側板７０の前後方向中央部分に架設されている。

また、ボックス側板７０の前端部および後端部には、その外側面から左右方向外側に突出する円柱状のボックス支持突起７１が形成されている。各ボックス支持突起７１が第１フレーム２３のボックス支持孔７２に挿入されることにより、クリーニングユニット１５が第１フレーム２３に保持される。
３．作用効果
以上のように、第１フレーム２３および第２フレーム２４が線膨張率の高い（安価な）樹脂で構成されていたとしても、第１フレーム２３および第２フレーム２４を上下方向に互いに位置決めすることで、位置精度を保つことができる。

また、第１フレーム２３は、第１ボス３２により、メインフレーム２１に取り付けられている。第２フレーム２４は、複数のボス３５により、メインフレーム２１に取り付けられている。そして、第１フレーム２３および第２フレーム２４は、第２ボス３３および長孔３６により、上下方向において互いに位置決めされる。そのため、環境温度の変化が生じると、第１フレーム２３は、第１ボス３２を中心として伸縮し、第２フレーム２４は、ボス３５を中心として伸縮する。

その一方で、長孔３６と第２ボス３３との間には、前後方向に遊びが設けられている。そのため、第１フレーム２３および第２フレーム２４の伸縮時に、長孔３６内を第２ボス３３が移動することにより、その伸縮を吸収することができる。これにより、上下方向において、第１フレーム２３に保持されるベルトユニット２５と第２フレーム２４に保持されるセンサユニット５３との相対的な位置ずれを防止することができる。

また、第１フレーム２３に保持される搬送ベルト１１と第２フレーム２４に保持されるセンサユニット５３とを精度よく位置決めすることができるので、センサユニット５３によるトナー像（位置ずれを検出するためのパッチデータ）の検出精度を向上させることができる。

また、クリーニングユニット１５は、第１フレーム２３に保持されている。搬送ベルト１１上に転写されたトナー像は、クリーニングユニット１５により除去される。クリーニングユニット１５および搬送ベルト１１は、ともに第１フレーム２３に保持される。よって、クリーニングユニット１５と搬送ベルト１１との間の位置精度を向上させることができる。

また、ベルトユニット２５は、駆動ローラ５１および従動ローラ５２を備えている。駆動ローラ５１は、左右方向に延びる駆動ローラ軸６０を中心に回転可能に設けられている。これにより、駆動ローラ５１および従動ローラ５２に張架される搬送ベルト１１を前後方向に走行させることができる。

また、第１フレーム２３および第２フレーム２４は、左右方向において互いに一部が重なり合っている。駆動ローラ軸６０は、第１フレーム２３を介して、第２フレーム２４を左右方向外側に押圧している。これにより、駆動ローラ軸６０を左右方向に位置決めすることができる。

また、定着器１３によって、用紙Ｐに転写されたトナー像がその用紙Ｐに定着される。定着器１３は、第２フレーム２４に保持されている。第１フレーム２３と第２フレーム２４とが上下方向に位置決めされているので、第２フレーム２４に保持される定着器１３と第１フレーム２３に保持されるベルトユニット２５とを精度よく位置決めすることができる。

また、第１フレーム２３は、第１ボス３２により、メインフレーム２１に対して前後方向および上下方向に位置決めされる。そのため、環境温度の変化により第１フレーム２３が熱膨張／収縮したときに、第１ボス３２の近傍で、第１フレーム２３とメインフレーム２１との間に位置ずれが生じるのを防止することができる。

また、第１ボス３２は、上下方向および前後方向において、第１フレーム２３のほぼ中央に形成されている。そのため、第１ボス３２を基準として、第１ボス３２からの距離に応じて、第１フレーム２３とメインフレーム２１との間に生じる位置ずれ量を予測することができる。したがって、その予測した位置ずれ量に基づいて各部材を配置することにより、第１フレーム２３とメインフレーム２１との間に生じる位置ずれの影響を小さくすることができる。

１ プリンタ
５ 感光ドラム
１１ 搬送ベルト
１３ 定着器
１５ クリーニングユニット
２１ メインフレーム
２３ 第１フレーム
２４ 第２フレーム
２５ ベルトユニット
３２ 第１ボス
３３ 第２ボス
３６ 長孔
５０ 駆動ローラ
５１ 従動ローラ
５３ センサユニット
６０ 駆動ローラ軸

Claims (8)

1. 金属製のメインフレームと、
   前記メインフレームよりも線膨張率が高い樹脂からなり、前記メインフレームに取り付けられる第１フレームと、
   少なくとも前記第１フレームに保持され、現像剤像が転写されるシートを搬送する搬送機構と、
   前記メインフレームよりも線膨張率が高い樹脂からなり、前記メインフレームに取り付けられる第２フレームと、
   前記第１フレームおよび前記第２フレームを、前記搬送機構による前記シートの搬送面と直交する方向において互いに位置決めするための相対位置決め手段とを備えている、画像形成装置。
2. 前記搬送機構は、前記第１フレームにより規制されている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送面と平行な方向に並列に配置され、前記シートに転写される現像剤像を担持する複数の像担持体を備えている、請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送機構は、前記搬送面に沿って走行し、前記シートを担持して搬送するための搬送ベルトを備えており、
   前記画像形成装置は、前記像担持体から前記搬送ベルト上に転写された現像剤像を検知するセンサを備え、
   前記センサは、前記第２フレームに保持されている、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送ベルト上に転写された現像剤像を除去するクリーナを備え、
   前記クリーナは、前記第１フレームに保持されている、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記搬送機構は、前記搬送面と平行な方向に間隔を空けて配置されて、当該方向と直交かつ前記搬送面と平行に延びる軸を中心に回転可能に設けられ、前記搬送ベルトが張架される複数の搬送ローラを備えており、
   前記第１フレームおよび前記第２フレームは、前記軸が延びる方向において互いに一部が重なり合い、
   前記軸は、前記第１フレームを介して、前記第２フレームを前記軸が延びる方向に押圧している、請求項３または４に記載の画像形成装置。
7. 前記搬送機構により搬送される前記シートに転写された現像剤像を当該シートに定着させるための定着器を備え、
   前記定着器は、前記第２フレームに保持されている、請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
8. 前記第１フレームを前記メインフレームに対して前記搬送面と平行な方向および前記搬送面と直交する方向に位置決めするための絶対位置決め手段を備えている、請求項１〜７のいずれか一項に記載の画像形成装置。
   

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