JP2018109777A - 画像形成装置 - Google Patents

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橋本 晴央
Haruhisa Hashimoto
晴央 橋本
宏三 山崎
Kozo Yamazaki
宏三 山崎
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Abstract

【課題】装置本体に変形が生じても、被駆動ユニットと駆動手段との相対的な位置変化を低減することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置本体を構成する互いに対向する一対の側壁と、一対の側壁に支持され、画像形成装置本体に着脱可能な被駆動ユニットと、一対のフレーム29,30と一対のフレーム29,30間に収納され被駆動ユニットを駆動するギア26を有する駆動手段25と、を備えた画像形成装置において、一対の側壁を連結する補強部材28を設け、少なくとも駆動手段25は一対の側壁の間に配置され、一対の側壁のうち片側の側壁103Bに一対のフレーム29,30のうち片側のフレーム29が連結され、補強部材28は、片側の側壁103Bとの連結部とは異なる箇所で片側のフレーム29と連結されている。【選択図】図5

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
装置本体の一部を構成する一対の側壁間に、作像ユニット等のユニットを支持するように構成された画像形成装置が知られている。この種の画像形成装置においては、輸送時のサイズを小さくするために、作像ユニット等を装置本体に装着した状態で梱包し、輸送することが多い。
しかしながら、輸送時に、装置本体に外力が加わって側壁が撓むなどの変形が生じると、側壁に支持されていたユニットが位置ずれしたり、脱落したりする虞がある。このような装置本体の変形に伴うユニットの脱落等を回避するため、従来では、側壁同士を補強部材で連結して剛性を高めたり、輸送時のみユニットを固定する固定部材を追加したりする方法が提案されている(特許文献1、2参照)。
ところで、画像形成装置において、作像ユニットやその他の被駆動ユニットを駆動させる駆動ユニットが側壁の一方に取り付けられているものがある。このような構成において、装置本体の変形に伴い被駆動ユニットが変位したとき、それに追従して駆動ユニットが変位しないと、あるいは追従性が低いと、被駆動ユニットと駆動ユニットとの相対的位置が変化する。その結果、駆動ユニットから被駆動ユニットへ駆動力を伝達するギア等の動力伝達系にずれが生じ、駆動伝達を安定的に行えなくなるといった虞がある。
ここで、上記のような補強部材を設けることにより、装置本体の変形を抑制することができる。そして、これにより、被駆動ユニットと駆動ユニットとの相対的位置の変化を低減することは可能である。しかしながら、補強部材を設けても、装置本体の変形を完全に防止することは困難であり、多少なりとも変形が生じてしまった場合は、やはり被駆動ユニットと駆動ユニットとの相対的位置がずれる虞がある。
そこで、本発明は、斯かる事情に鑑み、装置本体に変形が生じても、被駆動ユニットと駆動ユニットとの相対的な位置変化を低減することが可能な画像形成装置を提供しようとするものである。
上記課題を解決するため、本発明は、画像形成装置本体を構成する互いに対向する一対の側壁と、前記一対の側壁に支持され、前記画像形成装置本体に着脱可能な被駆動ユニットと、一対のフレームと前記一対のフレーム間に収納され前記被駆動ユニットを駆動するギアを有する駆動手段と、を備えた画像形成装置において、前記一対の側壁を連結する補強部材を設け、少なくとも前記駆動手段は前記一対の側壁の間に配置され、前記一対の側壁のうち片側の側壁に前記一対のフレームのうち片側のフレームが連結され、前記補強部材は、前記片側の側壁との連結部とは異なる箇所で前記片側のフレームと連結されていることを特徴とする。
本発明によれば、装置本体に変形が生じても、その変形に追従して駆動手段を変位させることができる。これにより、被駆動ユニットに対する駆動手段の追従性が良くなるので、両者の相対的な位置変化を低減することができる。
本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。 プロセスユニットの着脱方法を示す図である。 装置本体の斜視図である。 装置本体の断面図である。 駆動ユニットの取付方法を示す図である。 補強部材を配設した位置における装置本体の断面図である。 補強部材を長手方向に直交する方向で切断した断面図である。 本発明の作用・効果を説明するための図である。 補強部材を複数設けた実施形態を示す図である。 比較例の装置本体の斜視図である。 比較例において装置本体の変形に伴う不具合が生じた状態を示す図である。
以下、添付の図面に基づき、本発明について説明する。なお、本発明を説明するための各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。
図1は、本発明を適用する画像形成装置の実施の一形態を示す概略構成図である。まず、図1を参照して、画像形成装置の全体構成及び動作について説明する。
図1に示す画像形成装置は、その装置本体(画像形成装置本体)100に対して着脱可能な作像ユニットとしての4つのプロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkを備えている。各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
具体的に、各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkは、潜像担持体(像担持体)としての感光体2と、感光体2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3と、感光体2上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置4と、感光体2の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード(図示省略)などで構成されている。また、各感光体2の表面を露光する露光手段として、LEDヘッドアレイ5が各感光体2に対向して設けられている。
また、画像形成装置は、記録媒体としての用紙に画像を転写する転写装置6と、用紙を供給する給紙装置7と、用紙に転写された画像を定着させる定着装置8と、用紙を装置外へ排出する排紙装置9とを備える。
転写装置6は、中間転写体としての中間転写ベルト10と、一次転写手段としての一次転写ローラ11と、二次転写手段としての二次転写ローラ12等で構成されている。中間転写ベルト10は、無端状のベルトから成り、駆動ローラ13、従動ローラ14及び複数の一次転写ローラ11によって張架されている。駆動ローラ13が図の時計回りに回転することにより、中間転写ベルト10は図の矢印Aに示す方向に回転するようになっている。
各一次転写ローラ11は、各感光体2に対向した位置に配設され、それぞれの位置で中間転写ベルト10の内周面に当接している。これにより、中間転写ベルト10と各感光体2とが接触して一次転写ニップが形成されている。また、各一次転写ローラ11は、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が印加されるようになっている。
二次転写ローラ12は、従動ローラ14に対向した位置に配設され、その位置で中間転写ベルト10の外周面に当接している。これにより、二次転写ローラ12と中間転写ベルト10との当接箇所において二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ12は、一次転写ローラ11と同様に、図示しない電源に接続されており、所定の直流電圧(DC)及び/又は交流電圧(AC)が印加されるようになっている。
給紙装置7は、用紙Pを収容した給紙カセット15や、給紙カセット15に収容されている用紙Pを給送する給紙ローラ16を備える。また、給紙ローラ16に対して用紙搬送方向下流側には、搬送タイミングを計って用紙を二次転写ニップへ搬送するタイミングローラとしての一対のレジストローラ21が設けてある。なお、用紙Pには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙(コート紙やアート紙等)、トレーシングペーパ等も含まれる。また、用紙以外の記録媒体として、OHPシートやOHPフィルム等を用いることも可能である。
定着装置8は、定着部材としての定着ローラ17と、加圧部材としての加圧ローラ18とを備える。定着ローラ17は、ヒータ等の加熱源(図示省略)によって加熱されるようになっている。加圧ローラ18は、定着ローラ17側へ加圧されて定着ローラ17に当接し、その当接箇所において定着ニップが形成されている。
排紙装置9は、一対の排紙ローラ19を備える。排紙ローラ19によって装置外に排出された用紙は、装置本体100の上面を凹ませて形成された排紙トレイ20上に積載されるようになっている。
続けて、図1を参照しつつ、本実施形態に係る画像形成装置の作像動作について説明する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkの感光体2が図の反時計回りに回転駆動され、帯電ローラ3によって各感光体2の表面が所定の極性に一様に帯電される。そして、図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、LEDヘッドアレイ5からの露光により、各感光体2の帯電面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体2に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体2上に形成された静電潜像に、各現像装置4によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化(可視像化)される。
また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト10を張架する駆動ローラ13が回転駆動することにより、中間転写ベルト10の回転が開始される。そして、各一次転写ローラ11に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加されることによって、各一次転写ローラ11と各感光体2との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。
その後、各感光体2の回転に伴い、感光体2上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、一次転写ニップにおいて形成された上記転写電界によって、各感光体2上のトナー画像が中間転写ベルト10上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト10の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト10に転写しきれなかった各感光体2上のトナーは、図示しないクリーニングブレードによって除去される。
また、作像動作が開始されると、給紙ローラ16が回転駆動を開始し、給紙カセット15から用紙Pが送り出される。送り出された用紙Pは、レジストローラ21によって搬送を一旦停止される。その後、所定のタイミングでレジストローラ21の回転駆動を開始し、中間転写ベルト10上のトナー画像が二次転写部に達するタイミングに合わせて、用紙Pを二次転写ニップへ搬送する。
このとき、二次転写ローラ12には、中間転写ベルト10上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップにおいて転写電界が形成されている。そして、この転写電界によって、中間転写ベルト10上のトナー画像が用紙P上に一括して転写される。また、用紙Pに転写しきれなかった中間転写ベルト10上の残留トナーは、図示しないベルトクリーニング装置によって除去される。
その後、トナー画像が転写された用紙Pは、定着装置8へと搬送され、定着ローラ17と加圧ローラ18との間の定着ニップを通過することにより加熱及び加圧されて、用紙P上のトナー画像が定着される。そして、用紙Pは、排紙ローラ19によって装置外に排出され、排紙トレイ20上にストックされる。
以上の説明は、用紙にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、4つのプロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkのいずれか1つを使用して単色画像を形成したり、2つ又は3つのプロセスユニットを使用して、2色又は3色の画像を形成したりすることも可能である。
図2に示すように、本実施形態に係る画像形成装置では、上部カバー101が支軸102を中心に回動可能となっており、上部カバー101を図の矢印B方向に回動させることで、装置本体100の上部が開放された状態となる。また、上部カバー101の下面には、LEDヘッドアレイ5が保持されており、上部カバー101を開いた状態にすると、LEDヘッドアレイ5が各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkの上方から退避した状態となる。このように、LEDヘッドアレイ5が上部カバー101と一緒に退避することで、LEDヘッドアレイ5と干渉することなく、各プロセスユニット1Y,1M,1C,1Bkを装置本体100の上部から着脱することが可能となっている。
図3は、装置本体の斜視図、図4は、装置本体の断面図である。
以下、図3と図4に基づき、装置本体の構成について説明する。
図3に示すように、装置本体100は、互いに対向する一対の側壁103A,103Bと、両側壁103A,103Bの下方を連結する底壁104と、両側壁103A,103Bの前方を連結する前壁105と、両側壁103A,103Bの後方を連結する後壁106とを主な構成要素としている。なお、図3において、上部カバー101は図示省略してある。底壁104、前壁105、後壁106は、両側壁103A,103Bに対してねじで締結されることにより固定されている。
両側壁103A,103Bの内面(互いに対向する面)には、プロセスユニットを着脱する際にプロセスユニットをガイドするガイド部としての複数の溝部24が、上下方向に延びるように形成されている。本実施形態では、感光体2の回転軸の両端部2a,2bを溝部24に沿って移動させることで、プロセスユニットがガイドされるようになっている(図4参照)。
また、図3に示すように、一方の側壁103Bには、プロセスユニットを駆動させる駆動ユニット25が取り付けられている。駆動ユニット25は、各プロセスユニットの感光体2に駆動力を伝達するための複数の動力伝達ギア26を備える。一方、感光体2の回転軸の一端部2bには、駆動ユニット25の動力伝達ギア26と噛み合うギア部27が設けられている(図4参照)。プロセスユニットを装置本体100に装着した状態にすることで、各感光体2のギア部27が駆動ユニット25の各動力伝達ギア26と噛み合い、図示しない駆動源から動力伝達可能な状態となる。また、プロセスユニットが装置本体100に装着された状態では、感光体2の回転軸の両端部2a,2bが溝部24の下端部に当接することにより、両側壁103A,103B間でプロセスユニットが支持される。
また、両側壁103A,103B間には、装置本体100を補強する補強部材28が取り付けられている。本実施形態では、両側壁103A,103Bの前後方向中間部に補強部材28が配設されており、補強部材28によって、両側壁103A,103Bが連結されている。ただし、本発明は、従来例(例えば、特許文献1)の如く補強部材を側壁に単に直接連結したものとは異なる。ここでは、補強部材28の一端部28aは、一方(駆動ユニット25が取り付けられている側壁103Aとは反対側)の側壁103Aに直接取り付けられているが、補強部材28の他端部28bは、駆動ユニット25に取り付けられている。すなわち、補強部材28の他端部28bは、駆動ユニット25を介して他方の側壁103Bに取り付けられている。
図5は、駆動ユニットの取付方法を示す図、図6は、補強部材を配設した位置における装置本体の断面図である。
以下、図5と図6に基づいて、補強部材28と駆動ユニット25の取付構造及び取付方法について説明する。
図5に示すように、駆動ユニット25は、外側フレーム29と内側フレーム30を備えており、これらの両フレーム29,30によって、複数の動力伝達ギア26及び駆動源(図示省略)を挟んで保持している。一方、駆動ユニット25が取り付けられる側壁103Bには、内側フレーム30を外側から(図の矢印の方向に)挿入可能な孔部31が設けられている。そして、この孔部31の周縁には、駆動ユニット25をねじ止めするための複数のねじ孔32が設けてある。
また、駆動ユニット25に取り付けられる補強部材28の端部28bにも、駆動ユニット25をねじ止めするためのねじ孔33が設けてある。詳しくは、補強部材28の端部28bにおいて下方へ向かって曲げ加工された固定部38が設けられており、この固定部38にねじ孔33が設けられている。このように、下方へ曲げ加工された固定部38にねじ孔33を設けることで、補強部材28を一対の側壁103A,103Bで支持した状態で、ねじ孔33が側壁103Bの孔部31から露出するようになっている。また、駆動ユニット25の外側フレーム29には、上記各ねじ孔32,33に対応する位置に、ねじ34,35を挿通可能な複数の挿通孔36,37が設けられている。
図6に示すように、補強部材28の両端部28a,28bには、各側壁103A,103Bの外側に向かって突出した差込部39が設けられ、これら差込部39を両側壁103A,103Bに設けられた差込孔40に差込可能となっている。さらに、補強部材28の両端部28a,28bには、両側壁103A,103Bの内面に当接する突き当て部41が設けられている。
図6において、補強部材28の図の左側の端部28a(駆動ユニット25が取り付けられていない方の側壁103A側に配設される端部)には、反対側の端部28bと同様に、下方へ曲げ加工された固定部38が設けられ、この固定部38にもねじ孔33が設けられている。また、図の左側の側壁103Aには、補強部材28のねじ孔33に対応する位置に、ねじ42を挿通可能な挿通孔43が設けられている。
続けて、図5及び図6を参照しつつ、補強部材28と駆動ユニット25の取付方法について説明する。
まず、図6に示すように、補強部材28の両差込部39を、両側壁103A,103Bの各差込孔40に挿通し、補強部材28の両端部28a,28bを両側壁103A,103Bにて支持する。
次いで、図5に示すように、駆動ユニット25を側壁103Bの孔部31から内側へ挿入し、外側フレーム29に設けられた各挿通孔36,37と側壁103B及び補強部材28に設けられた各ねじ孔32,33とを一致させるように配置する。なお、この状態で、内側フレーム30及び各動力伝達ギア26は側壁103Bの内側に配置されるが、外側フレーム29は側壁103Bの外側に配置される(図6参照)。そして、側壁103Bの外側からねじ34,35を各挿通孔36,37に挿通し、各ねじ孔32,33に締結する。これにより、駆動ユニット25が補強部材28と側壁103Bに対して固定される。
同様に、他方の側壁103A側においても、ねじ42を外側から挿通孔43に挿通し、補強部材28のねじ孔33に締結することで、補強部材28を他方の側壁103Aに対して固定する。その結果、補強部材28の両端部28a,28bが両側壁103A,103Bに対して固定された状態となる。また、補強部材28に対する両側のねじ35,41の締結により、両側壁103A,103Bの内面が補強部材28の突き当て部41に当接する。これにより、両側壁103A,103B間が所定の間隔L0(図6参照)に規定される。
以上のようにして、補強部材28及び駆動ユニット25の取り付けが完了する。また、本実施形態では、補強部材28及び駆動ユニット25の取付作業(ねじ止め作業や駆動ユニット25の装着作業)を、側壁103A,103Bの外側から行うことができるので、作業者が作業しやすく、組立性に優れる。
図7は、補強部材を長手方向に直交する方向で切断した断面図である。
図7に示すように、本実施形態に係る補強部材28は、その長手方向と直交する方向の断面形状が、曲げ部44を有する形状に成形されている。具体的に、本実施形態では、一枚の金属板から成る補強部材28を、曲げ加工して曲げ部44を形成している。このように、曲げ部44を有する断面形状に形成することで、曲げ部44を有さない形状(例えば、平板状など)に形成されている場合に比べて、特に長手方向と交差する方向の外力に対する強度を向上させることができるようになる。
図7では、曲げ部44が、直角を成す曲げ形状に形成されているが、直角以外の曲げ形状や絞り形状に形成してもよい。また、強度をより向上させるために曲げ部44を複数有する断面形状に形成してもよい。また、補強部材28を、角棒状又は丸棒状とすることも可能である。
図10は、上記のような補強部材28を設けていない比較例の装置本体の斜視図、図11は、比較例において装置本体の変形に伴う不具合が生じた状態を示す図である。
図10に示すように、この比較例では、両側壁103A,103Bが補強部材28で連結されていないため、例えば、輸送中に装置本体に外力F1又はF2が作用すると、側壁103A,103Bが図の二点鎖線C1又はC2で示すように大きく撓むことがある。特に、側壁103A,103Bの前後が前壁105と後壁106とで連結された構成においては、強度の低い前後方向中間部において大きく撓みやすい。
そして、図11に示すように、一方の側壁103Aが、撓むことにより他方の側壁103Bに対して大きく傾斜し、両側壁103A,103B間の間隔がL0からL1に広がると、感光体2の一端部2aが側壁103Aの溝部24から脱落する。また、感光体2のギア部27と駆動ユニット25の動力伝達ギア26との噛み合いにずれが生じてしまう。その結果、ギア部27又は動力伝達ギア26が傷付いたり、ギア部27と動力伝達ギア26の軸間距離が変化したりすると、良好かつ安定的な動力伝達ができなくなり、ギア噛み合いピッチの濃淡ムラ、いわゆるバンディング等の画像不良が発生する虞がある。
これに対し、本発明の実施形態の場合は、両側壁103A,103Bを補強部材28で連結しているので、図8に示すように、一方の側壁103Aが他方の側壁103Bに対して大きく傾斜するのを抑制することができる。詳しくは、両側壁103A,103Bが補強部材28によって連結されていることで、一方の側壁103Aが外側へ傾斜しても、これに伴い他方の側壁103Bも同方向へ傾斜するので、両側壁103A,103B間の間隔をL0からL2にほとんど変わらずに維持することができる。これにより、装置本体の変形に伴う感光体2の位置ずれを抑制することが可能である。しかも、補強部材28は、側壁103A,103Bの前後方向中間部に設けられているので、特に側壁103A,103Bが大きく撓みやすい箇所での間隔変化を効果的に抑制することが可能である。
また、補強部材28の端部28bを駆動ユニット25に取り付けているので、駆動ユニット25も、側壁103A,103Bの傾斜に追従して変位することができる。これにより、駆動ユニット25は、側壁103A,103Bの傾斜に伴って変位する感光体2に追従することができるので、感光体2のギア部27と駆動ユニット25の動力伝達ギア26との軸間距離のずれ、あるいは軸方向相対的位置のずれを低減することができる。このように、本発明によれば、装置本体に変形が生じても、感光体2(プロセスユニット)と駆動ユニット25との相対的な位置変化を低減することができるので、ギア部27と動力伝達ギア26との噛み合い(動力伝達系)を良好な状態で保持することができ、安定的な動力伝達を維持することが可能である。その結果、バンディング等の画像不良の無い良好が画像を提供することが可能となる。
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、図9に示す実施形態のように、補強部材28を複数設けて、さらに強度を向上させてもよい。また、上述の実施形態では、プロセスユニットと駆動ユニットを例に、被駆動ユニットと駆動ユニットとの相対的位置ずれ低減について説明したが、被駆動ユニットは、プロセスユニット以外に、例えば搬送スクリューを備えたトナー回収装置や定着装置などであってもよい。また、本発明を適用可能な画像形成装置は、図1に示すものに限らず、その他のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。
1Y,1M,1C,1Bk プロセスユニット(被駆動ユニット)
2 感光体(像担持体)
25 駆動ユニット
26 動力伝達ギア
27 ギア部
28 補強部材
31 孔部
39 差込部
40 差込孔
41 突き当て部
44 曲げ部
100 装置本体
103A 側壁
103B 側壁
105 前壁
106 後壁
特開2008−58342号公報 特許第5062276号公報

Claims (6)

  1. 画像形成装置本体を構成する互いに対向する一対の側壁と、
    前記一対の側壁に支持され、前記画像形成装置本体に着脱可能な被駆動ユニットと、
    一対のフレームと前記一対のフレーム間に収納され前記被駆動ユニットを駆動するギアを有する駆動手段と、
    を備えた画像形成装置において、
    前記一対の側壁を連結する補強部材を設け、
    少なくとも前記駆動手段は前記一対の側壁の間に配置され、前記一対の側壁のうち片側の側壁に前記一対のフレームのうち片側のフレームが連結され、
    前記補強部材は、前記片側の側壁との連結部とは異なる箇所で前記片側のフレームと連結されていることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記一対の側壁と連結される一対の壁部を備え、前記補強部材は前記一対の壁部の間に位置する請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記被駆動ユニットが感光体を備えている請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記画像形成装置本体は底部を備え、前記補強部材と前記片側のフレームとの連結部は、前記ギアの軸に対して、前記底部とは反対側に位置する請求項1に記載の画像形成装置。
  5. 前記片側の側壁には前記駆動手段を配置する孔部が形成されている請求項1に記載の画像形成装置。
  6. 前記片側のフレームは、前記被駆動ユニットから見て前記片側の側壁の外側に位置する請求項5に記載の画像形成装置。
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