JP2011186101A - 画像形成装置の感光体ユニット - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置の感光体ユニットを、より安定した状態で把持する。
【解決手段】プリンタ（画像形成装置）１に着脱自在に装着される支持体４２と、支持体４２に回転軸４１Ａを介して回転自在に支持された感光体ドラム４１と、支持体４２に設けられた第１の把持部４２１と、支持体４２に設けられ、第１の把持部４２１との間に感光体ドラム４１を挟む位置に配されるとともに第１の把持部４２１と協働して感光体ドラム４１を把持可能とされ、把持時においては感光体ドラム４１に接触し、かつ装置本体１０への装着時には感光体ドラム４１と非接触となる弾性を有する第２の把持部４２２とを具備する。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置の感光体ユニットに関する。

感光体ユニットは、感光体と、感光体の周囲に配設された帯電、現像、トナー清掃等を行う複数の部材がケース状の支持体に一体に支持されたものが知られており、消耗品であることから、画像形成装置の内部に着脱自在に装着されるよう構成されている。画像形成装置への着脱操作は人手によって行われ、したがって感光体ユニットは、支持体を的確に把持可能な構成となっているものが多い（特許文献１，２等参照）。

特開２００２−２７８４１６号公報 特開平５−１００５０６号公報

本発明は、より安定した状態で把持することができる画像形成装置の感光体ユニットを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、画像形成装置に着脱自在に装着される装着体と、該装着体に回転自在に設けられた感光体と、前記装着体に設けられた第１の把持部と、前記第１の把持部に対して前記感光体を挟んだ位置に設けられ、該第１の把持部と協働して該感光体を把持可能とされ、把持した際には該感光体に接触しかつ前記画像形成装置へ装着した際には該感光体と非接触となる第２の把持部とを具備することを特徴とする画像形成装置の感光体ユニットである。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像形成装置から前記感光体ユニットを離脱させる際に、前記第１の把持部および前記第２の把持部を把持する際には、前記感光体の回転中心が、前記第１の把持部および前記第２の把持部の各把持面を直線的に結んだ範囲内もしくは当該範囲の下方に存在することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第２の把持部の少なくとも前記感光体への接触領域に保護部材が設けられていることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記保護部材は導電性を有していることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、より安定した状態で把持することができる感光体ユニットが提供される。

請求項２の発明によれば、さらに安定した状態で感光体ユニットを把持することができる。

請求項３の発明によれば、感光体を把持した際に第２の把持部が感光体に直接接触せず保護部材で保護され、第２の把持部が感光体に損傷を与えることが防止される。

請求項４の発明によれば、保護部材と感光体の摩擦帯電が防止され、このため、感光体の表面に帯電の履歴が残って印字時に筋が形成されることが防止される。

本発明の一実施形態に係るプリンタの外観斜視図である。 同プリンタの内部構造を示す側面図であって、前部カバーと上部カバーが閉じている状態である。 前部カバーと上部カバーを開いた状態のプリンタの外観斜視図である。 同プリンタの内部構造を示す側面図であって、前部カバーと上部カバーが開いている状態である。 一実施形態の感光体ユニットの斜視図である。 同感光体ユニットの正面図である。 同感光体ユニットの後面図である。 同感光体ユニットの断面図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。
（１）プリンタの基本的な構成および動作
まず、一実施形態に係るプリンタ（画像形成装置）の基本的な構成および動作を説明する。

図１は一実施形態に係るプリンタ１の外観を示しており、図２はプリンタ１の内部構成を示している。これら図で符号１０は筐体１１を有する装置本体である。装置本体１０は、図３および図４に示すように、上部から前部（図１〜４でＦ方向が前側）にわたる領域が開口しており、この開口は、前部カバー１２と上部カバー１３によって開閉される。前部カバー１２は、装置本体１０の前部および上部前側を覆う断面逆Ｌ字状に形成されたもので、図２に示すように、下端が左右方向（図２の図面表裏方向）に延びるヒンジ軸１２Ａを介して装置本体１０にヒンジ結合され、前後に傾倒するように開閉される。また、上部カバー１３は、下端がヒンジ軸１２Ａと平行なヒンジ軸１３Ａを介して装置本体１０にヒンジ結合され、上下方向に回動して開閉される。

図２に示すように、装置本体１０の下部には、多数の用紙Ｐを積層して収納する用紙収納部１４が設けられている。印字される用紙Ｐは、用紙収納部１４から、装置本体１０内の前側に形成された用紙搬送路２０を上昇し、上部カバー１３の上部に形成された排紙トレー１５に排出される。

プリンタ１はタンデム型のフルカラープリンタであって、図２に示すように、装置本体１０内には、回転自在、かつ前下がり（図２で左下がり）に傾斜して張架された矢印Ａ方向に回転する転写ベルト３１と、この転写ベルト３１の下方に並列された４色の画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋと、二次転写部２３と、定着部２４等が組み込まれている。画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、転写ベルト３１の傾斜方向と平行に配列されている。

４つの画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂ）のトナー画像を形成するものであって基本構成は同じであり、感光体ドラム４１を主体とする感光体ユニット４０と、現像器５とを具備している。感光体ユニット４０は装置本体１０に対して上方から着脱自在にセットされ、現像器５は装置本体１０側に固定されている。

画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの下部には、画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに共通の画像露光装置６が配設されている。この画像露光装置６は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色の画像データに応じて変調されたレーザビームを射出する図示せぬ半導体レーザを４つ備えている。

プリンタ１には、パーソナルコンピュータ等からカラー画像情報が入力され、カラー画像情報が入力されると、画像露光装置６の半導体レーザから各色に対応した４本のレーザビームが射出される。それらレーザビームは、ポリゴンミラーによって偏向されてからレンズやミラー（いずれも図示せず）を介して画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの回転している帯電された感光体ドラム４１の表面を走査する。これにより各感光体ドラム４１の表面には各色の静電潜像が形成される。

感光体ドラム４１に形成された静電潜像は、現像器５によって各色のトナーを含む現像剤で現像され、現像されたトナー像（色画像）は、回転している転写ベルト３１の外周面に対し一次転写ローラ３２によって一次転写される。このような感光体ドラム４１から転写ベルト３１への現像の一次転写動作が各画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋにおいて所定タイミングで順に行われ、最も下流側のブラックの画像形成ユニット４Ｋを通過する時に、転写ベルト３１の外周面にはフルカラートナー像が形成される。

転写ベルト３１は、図３および図４に示すように上部カバー１３側に設けられており、上部カバー１３を閉じることにより、図２に示すように各画像形成ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋに対向し、かつ一次転写ローラ３２が感光体ドラム４１との間に転写ベルト３１を挟んでニップを形成する位置に配される。転写ベルト３１は駆動ローラ３３、テンションローラ３４および従動ローラ３５に巻回されており、駆動ローラ３３が回転することにより矢印Ａ方向に回転する。

図２により説明を続けると、転写ベルト３１に形成されたフルカラートナー像は、用紙収納部１４から給紙部２１により引き出されて適正なタイミングで用紙搬送路２０を上昇する用紙Ｐに対し、二次転写部２３において転写される。給紙部２１は、給紙ローラ２１ａと用紙分離ローラ２１ｂとを備えており、用紙Ｐは、この給紙部２１により１枚ずつ分離されて用紙収納部１４からレジストローラ対２２まで一旦搬送され、停止される。そして、所定のタイミングで回転駆動されるレジストローラ対２２によって、用紙Ｐは二次転写部２３へ送り出される。二次転写部２３は、転写ベルト３１を張架する上記駆動ローラ３３と、この駆動ローラ３３とニップを形成する二次転写ローラ２３ａとを備えており、これらローラ３３，２３ａ間を通過することにより、転写ベルト３１のフルカラートナー像が用紙Ｐに転写される。

フルカラートナー像が転写された用紙Ｐは定着部２４を通過し、この定着部２４でカラートナー像が用紙Ｐに定着される、定着部２４は、加熱ローラ２４ａと、この加熱ローラ２４ａとニップを形成する加圧ローラ２４ｂを備えており、これらローラ２４ａ，２４ｂ間を用紙Ｐが通過することにより、フルカラートナー像が用紙Ｐに対し圧着と加熱の作用で定着される。そして、定着部２４を通過した用紙Ｐは排紙ローラ対２５によって排紙トレー１５に排出される。用紙搬送路２０は、給紙部２１から、レジストローラ対２２、二次転写部２３、定着部４４を経て排紙ローラ対２５に至る経路で構成される。

なお、用紙搬送路２０の前側には、用紙Ｐの表裏を反転させる用紙反転機構２６が備えられている。図４に示すように、用紙反転機構２６は前部カバー１２側に設けられている。また、同図に示すように、用紙搬送路２０を形成する二次転写部２３の二次転写ローラ２３ａ、定着部２４および排紙ローラ対２５は、前部カバー１２側に支持され、前部カバー１２と一体的に傾倒する。

（２）感光体ユニットの構成
続いて、本発明に係る上記感光体ユニット４０を詳述する。
図５〜図７は感光体ユニット４０の全体を示しており、図８は装置本体１０にセットされた状態での断面を示している（矢印Ｆが前方）。感光体ユニット４０の外形は概ねケース状の支持体（装着体）４２と感光体ドラム４１とで形成され、支持体４２は装置本体１０にセット可能な形状となっている。以下の説明で前後・上下といった方向は、図８に示す感光体ユニット４０が装置本体１０にセットされた状態での方向を言う。

図８に示すように、感光体ドラム４１は、支持体４２の上端部の後側に、両端に設けられた回転軸４１Ａを介して回転自在に支持されている。感光体ドラム４１の下方には、感光体ドラム４１の表面を帯電させる帯電ローラ４３と、帯電した帯電ローラ４３を除電させる除電ローラ４４配設されている。帯電ローラ４３は感光体ドラム４１の下端外周面に接触し、また、除電ローラ４４は帯電ローラ４３の下端外周面に接触するように、いずれも支持体４２に図示せぬ回転軸を介して回転自在に支持されている。感光体ユニット４０が装置本体１０にセットされた状態で、帯電ローラ４３および除電ローラ４４の回転軸の軸心４３ａ，４４ａは、感光体ドラム４１の軸心４１ａを通るほぼ鉛直線上に位置している。

図８に示すように、支持体４２には板金加工で形成されたフレーム４５が組み込まれている。このフレーム４５の上端には、感光体ドラム４１の表面に残った付着トナーを掻き取って除去するクリーニングブレード４６が固定されている。また、支持体４２のフレーム４５の前側には、クリーニングブレード４６で掻き取られたトナーが落下して貯留される廃トナー室４２５が形成されている。

支持体４２は、感光体ユニット４０全体を掴んで装置本体１０に対し着脱するために利用する第１の把持部４２１と第２の把持部４２２とを有している。第１の把持部４２１は、支持体４２の前面側の長手方向中央部に形成された凹所であり、感光体ドラム４１の前方、かつ斜め下方に形成されている。第１の把持部４２１は、図８に示すように、ほぼ鉛直な把持面４２１ａと、この把持面４２１ａの上端から前方に延びる指掛け面４２１ｂとが形成されている。把持面４２１ａに対する指掛け面４２１ｂの角度θ１は、９０°前後（例えば８０°〜１００°の範囲）とされている。

一方、第２の把持部４２２は、感光体ドラム４１の後方、かつ斜め上方に配設されたプレート４２３に形成されている。このプレート４２３は、図５に示すように支持体４２の両端部に形成されたステー部４２４間にわたって架け渡され、両端部がステー部４２４に固定されている。プレート４２３は、感光体ドラム４１の外周面に隙間を空けて対面する内面４２３ａと、上面４２３ｂとを有している。

第２の把持部４２２はプレート４２３の後面側の長手方向中央部に形成された凹所であり、感光体ドラム４１の回転軸４１Ａの軸心４１ａよりもやや下方に形成されている。図８に示すように、第２の把持部４２２は、内面４２３ａとほぼ平行な把持面４２２ａと、この把持面４２２ａの上端から後方、かつ斜め上方に延びる指掛け面４２２ｂとが形成されている。把持面４２２ａに対する指掛け面４２２ｂの角度θ２は、把持部４２１と同様に９０°前後（例えば８０°〜１００°の範囲）とされている。

プレート４２３は、厚さ方向（図８の矢印Ｔ方向）に撓むことが可能な樹脂等の弾性を有する材質でできており、第２の把持部４２２を感光体ドラム４１方向に押すと撓んで内面４２３ａが感光体ドラム４１の外周面に接触可能となっている。この場合には、プレート４２３の内面４２３ａには導電性を有する保護シート（保護部材）４７が貼られており、感光体ドラム４１には保護シート４７が接触するようになされている。感光体ユニット４０が装置本体１０にセットされた状態ではプレート４２３に撓みは発生せず、内面４２３ａすなわち保護シート４７と感光体ドラム４１の外周面との間には隙間が確保される。

感光体ドラム４１は、前方、かつ斜め下方に位置する第１の把持部４２１と、後方かつ斜め上方に位置する第２の把持部４２２とに挟まれている。換言すると、第１の把持部４２１および第２の把持部４２２は、両者で感光体ドラム４１を挟む位置に形成されている。この場合、図８に示すように、感光体ドラム４１の回転軸４１の軸心４１ａが、第１の把持部４２１および第２の把持部４２２の各把持面４２１ａ，４２２ａを直線的に結んだ範囲内（線Ｌ１，Ｌ２の間）に存在している。支持体４２の上面４２ｂとプレート４２３の上面４２３ｂとの間に、感光体ドラム４１の上端部が突出する状態で露出している。これら上面４２ｂ，４２３ｂは同一平面内にあって前下がりに傾斜しており、各把持部４２１，４２２は、これら上面４２ｂ，４２３ｂに沿って前下がりに配列されている。

感光体ドラム４１を掴んで装置本体１０に出し入れするには、図８に示すように、親指を第１の把持部４２１に入れるとともに他の指を第２の把持部４２２に入れ、感光体ユニット４０を把持した状態で行うことができる。すなわち、第１の把持部４２１と第２の把持部４２２とが協働して感光体ユニット４０を挟み込んで把持できるようになっている。指は、指先を各把持面４２１ａ，４２２ａに当て、かつ指の腹の部分を各指掛け面４２１ｂ，４２２ｂに当てることにより確実に引っ掛かり、感光体ユニット４０を脱落させることなく把持することができる。その際、プレート４２３は感光体ドラム４１側に撓んで保護シート４７が感光体ドラム４１に当接する。

このように感光体ユニット４０を把持した状態においては、第１の把持部４２１と第２の把持部４２２を介して感光体ドラム４１を直接挟んでおり、これら把持部４２１，４２２の各把持面４２１ａ，４２２ａを直線的に結んだ範囲内に、感光体ドラム４１の回転中心の一形態としての軸４１Ａの軸心４１ａ（本実施形態では重心でもある）が存在している。また、帯電ローラ４３や除電ローラ４４は、各把持部４２１，４２２の間の下方にあるため、感光体ユニット４０全体としての重心の偏りがなく、バランスよく把持することができる。加えて、各把持部４２１，４２２の指掛け面４２１ｂ、４２２ｂは、それぞれ把持面４２１ａ，４２２ａに対して９０°前後の角度で形成されているため指掛け面４２１ｂ、４２２ｂに指が確実に引っ掛かる。

したがって感光体ユニット４０を脱落させることなく安定した状態で把持して動かすことができ、その結果、装置本体１０への出し入れ動作を円滑に行うことができる。また、装置本体１０にセットされた状態で、支持体４２およびプレート４２３の各上面４２ｂ，４２３ｂが手前側に傾斜していて各把持部４２１，４２２に指を入れやすく、これによっても出し入れ動作を円滑に行うことができるようになっている。

また、プレート４２３は第２の把持部４２２によって押圧された状態となって感光体ドラム４１側に撓むが、直接は感光体ドラム４１に当接はせず、貼着された保護シート４７が感光体ドラム４１に当接して押圧した状態なる。このため、保護シート４７によって感光体ドラム４１が傷つくことが防がれる。その保護シート４７は導電性を有しているので、保護シート４７による感光体ドラム４１の摩擦帯電が防止され、このため、感光体ドラム４１の表面に正極帯電の履歴が残って印字時に筋が形成される静電メモリが防止される。

また、本実施形態とは異なり感光体ドラムから離れた箇所に把持部を設けて感光体ユニットを把持する形態の場合には、感光体ユニットの大型化を招く。しかも、重心から離れた箇所を把持するので把持部に荷重がかかって変形しやすく、このため変形を抑えるために強固な構成とすることが求められる。これらのことから、重量やコストが増大するといった問題があった。しかしながら本実施形態では、第１の把持部４２１と第２の把持部４２２の間に感光体ドラム４１を挟んで把持する形態であるため、これら把持部４２１，４２２を強固な構成とする必要がなく、結果として感光体ユニットの小型化ならびにコストの低減が図られる。

なお、上記実施形態では、感光体ドラム４１の回転軸４１Ａの軸心４１ａが、第１の把持部４２１および第２の把持部４２２の把持面４２１ａ，４２２ｂを直線的に結んだ範囲内に存在しているが、軸心４１ａがこの範囲の下方に存在する形態であってよい。この場合にも、重心が各把持面４２１ａ，４２２ｂの下方にあるため感光体ユニット４０を安定して把持することができる。

また、上記実施形態では、感光体ユニット４０を装置本体１０の上方を開放した上で当該上方から着脱自在にセットする形態で説明したが、これに限られる必要はなく、装置本体の正面側や横側などの側方を開放した上で、当該側方から感光体ユニットを把持して着脱する形態や、更には、装置本体の正面側や横側などの側方を開放した上で、当該側方から感光体ユニットを一旦当該感光体ユニットの長手方向に引き出した上で、更に感光体ユニットを把持して着脱する形態など、適宜、画像形成装置の形態に合わせて適用させることができる。

１…プリンタ（画像形成装置）
１０…装置本体
４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…画像形成ユニット
４０…感光体ユニット
４１…感光体ドラム
４１Ａ…回転軸
４１ａ…回転軸の軸心
４２…支持体（装着体）
４２１…第１の把持部
４２１ａ…第１の把持部の把持面
４２１ｂ…第１の把持部の指掛け面
４２２…第２の把持部
４２２ａ…第２の把持部の把持面
４２２ｂ…第２の把持部の指掛け面
４７…保護シート（保護部材）

Claims (4)

1. 画像形成装置に着脱自在に装着される装着体と、
   該装着体に回転自在に設けられた感光体と、
   前記装着体に設けられた第１の把持部と、
   前記第１の把持部に対して前記感光体を挟んだ位置に設けられ、該第１の把持部と協働して該感光体を把持可能とされ、把持した際には該感光体に接触しかつ前記画像形成装置へ装着した際には該感光体と非接触となる第２の把持部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置の感光体ユニット。
2. 前記画像形成装置から前記感光体ユニットを離脱させる際に、前記第１の把持部および前記第２の把持部を把持する際には、前記感光体の回転中心が、前記第１の把持部および前記第２の把持部の各把持面を直線的に結んだ範囲内もしくは当該範囲の下方に存在すること、
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の感光体ユニット。
3. 前記第２の把持部の少なくとも前記感光体への接触領域に保護部材が設けられていることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置の感光体ユニット。
4. 前記保護部材は導電性を有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置の感光体ユニット。

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